JP4382019B2 - コンロッドのブッシュの供給圧入装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブッシュをコンロッドに供給圧入する装置に関するものである。

図８は自動車等のエンジンの構成部材であるコンロッドＷの小端部周り及びこの小端部に圧入されるブッシュＰの外観斜視図であり、図９はブッシュＰの要部断面を示している。ブッシュＰの内周面にはオイル溝Ｐａが形成されている。このようなブッシュＰをコンロッドＷの圧入孔Ｗａに圧入するに当たっては、オイル溝Ｐａの位置および方向を厳密に位置決めしたうえで圧入する必要がある。圧入後の別工程では、コンロッドＷの小端部の外側面からブッシュＰのオイル溝Ｐａに臨むオイル孔が一体に穿設される。

従来のコンロッドＷに対するブッシュＰの供給圧入方法は、先ずブッシュＰの縁部に設けた被検知部としての切欠きＰｃをセンサで検知してブッシュＰを位置決めし、次いでこれを受け渡し装置として機能するロボットアームで把持して圧入ヘッド装置に供給し、コンロッドＷに圧入するというものである。なお、圧入装置に関する他の従来例が特許文献１に記載されている。
特開平４−２７５８３６号公報（段落００１１、図１）

前記した従来のブッシュＰの供給圧入方法においては、ロボットアームの把持爪の把持動作や解除動作の際にはブッシュＰが僅かに揺動することがあるため、位置決めの後にロボットアームを介在させる構成では、せっかく位置決めしたにもかかわらず、前記揺動に起因してブッシュＰがずれて圧入されるという事態も起こりうる。なお、前記特許文献１では、位置決めを要しない部品のため位置決め機構に関する記載はないが、仮に位置決めが必要となった場合において、同文献の段落［００１１］に記載されているＸ−Ｙロボットのハンドリング装置よりも上流側に位置決め機構を設けた場合には同様の問題が起こるものと予想される。また、従来のブッシュＰの供給圧入方法では、切欠きＰｃを検知するセンサとしてレーザセンサ等の光学式のものを用いていたため、システム全体が高価になりやすいという問題もある。

本発明は以上のような課題を解決するために創案されたものであり、コンロッドのブッシュを円周方向の位置決めをしたうえでコンロッドに供給圧入するに当たり、供給過程での位置ずれが低減され、また経済的となるコンロッドのブッシュの供給圧入装置を提供することを目的としている。

前記課題を解決するため、本発明は、コンロッドのブッシュを円周方向について位置決めした状態で所定位置まで供給し、コンロッドの圧入孔に圧入する装置であり、前記位置決めは、ブッシュに形成された被検知部を検知することでなされるコンロッドのブッシュの供給圧入装置であって、後退位置において、孔の向きを鉛直方向としてブッシュをその載置テーブル面に載置し、ブッシュの外周面を把持するチャック装置からなる把持手段と、ブッシュを把持した状態の前記把持手段をブッシュの孔軸回りに回転させる回転手段と、前記回転手段により回転しているブッシュの周縁部に形成された切欠きからなる被検知部を検知する検知手段と、前記被検知部が検知されたときに前記把持手段の回転を停止させる停止手段と、前記停止手段により停止した前記把持手段を前記後退位置から所定位置まで前進移動させる移動手段と、前記所定位置まで下降して前記把持手段からブッシュを受け取り、このブッシュをコンロッドの圧入孔に圧入する圧入ヘッドと、を備え、ブッシュは、前記後退位置において前記載置テーブル面に載置されて前記把持手段により把持されたときから、前記所定位置において前記圧入ヘッドに受け取られるまでの間、常に前記載置テーブル面に載置された状態で前記把持手段により把持されていることを特徴とするコンロッドのブッシュの供給圧入装置とした。

このコンロッドのブッシュの供給圧入装置によれば、回転手段と検知手段と停止手段とによってブッシュの円周方向に関する位置決めがなされ、この位置決め後、圧入ヘッドに受け取られるまでの間、ブッシュは常に把持手段によって把持される。したがって、位置決め後の位置ずれが生じにくくなり、ブッシュは正規な向きでコンロッドの圧入孔に圧入される。また、チャック装置がブッシュを載置テーブル面に載置させつつ把持するので、ブッシュの把持の安定度が増す。これにより、コンロッドとブッシュの組み付け工程において組み付け精度の向上が図れる。

また、本発明は、前記検知手段は、昇降自在であって、下降した際にブッシュの周縁部に圧接され、前記切欠きに係合可能な検知部材を備えた構成からなることを特徴とするコンロッドのブッシュの供給圧入装置とした。

このコンロッドのブッシュの供給圧入装置によれば、検知手段が簡易な構造で済むため、経済的な供給圧入装置となる。

また、本発明は、パーツフィーダ側から供給されるブッシュを受け取って把持し、水平方向の軸回りに１８０度反転して、前記後退位置に位置した前記チャック装置にブッシュを渡すアーム部を有するアーム装置を備えたことを特徴とするコンロッドのブッシュの供給圧入装置とした。

このコンロッドのブッシュの供給圧入装置によれば、アーム部を旋回動させることにより、パーツフィーダ側から供給されるブッシュを、チャック装置の把持部に干渉させることなく載置テーブル面に載置させることができる。

また、本発明は、前記アーム装置のアーム部がブッシュを受け取る位置から前記圧入ヘッドの下方の前記所定位置までのブッシュの供給経路が平面視して直線上に形成されていることを特徴とするコンロッドのブッシュの供給圧入装置とした。

このコンロッドのブッシュの供給圧入装置によれば、コンパクトな装置寸法となり、特に供給圧入ラインを複数並設する場合においては、互いのラインを密に隣接させることができる。

本発明によれば、ブッシュを円周方向の位置決めをしたうえでコンロッドに供給圧入するに当たり、供給過程での位置ずれが低減される。

以下、図８で示したブッシュＰ、コンロッドＷに関しての供給圧入装置について説明する。図１〜図３はそれぞれ本発明に係るコンロッドのブッシュの供給圧入装置の側面説明図、平面説明図、正面説明図である。

図２において、符号１は図示しないパーツフィーダに連結したブッシュＰの供給レーンを示す。ブッシュＰはこの供給レーン１において、孔の向きを鉛直方向として単列状に搬送される。供給レーン１の下流側は二股に分岐されており、ブッシュＰは適宜どちらかのレーンに振り分けられる。供給レーン１の各二股レーンの下流端から排出されたブッシュＰは、有無の確認を受けた後、それぞれ左右方向（図２における上下方向）外方に向けて搬送され、次いでシリンダ３により押圧されて、後に詳述するアーム装置６のブッシュＰの受け取り位置となる配給台４上に送り込まれる。

図２では二股分岐された供給レーン１を２基並設した場合を示しており、したがって、以降のブッシュＰの供給圧入ラインは同一構成のものが４系統として構成されている。ただし、２基の供給レーン１は互いにサイズの異なるブッシュＰに対応しており、図２における上側２系統の供給圧入ラインが小径のブッシュＰ用、下側２系統の供給圧入ラインが大径のブッシュＰ用となっている。また、各供給レーン１、配給台４等は、左右方向（図２における上下方向）に移動自在な架台５に取り付けられていて、架台５が移動することにより、どちらか一方の供給レーン１側のみが下流側の供給圧入ラインに接続するようになっている。図２は大径のブッシュＰの供給圧入ラインを稼動させるべく、下側の供給レーン１側を下流側の供給圧入ラインに接続させた場合を示すものである。

前記したように４系統の供給圧入ラインはブッシュＰの径の違い以外は互いに同一構成であるので、以降では主に１系統についてのみ述べる。符号６は、パーツフィーダ側から供給されるブッシュＰ、具体的には前記した配給台４上のブッシュＰを受け取って把持し、水平方向の軸７（図４）回りに１８０度反転して、後に詳述するチャック装置１１にブッシュＰを渡すアーム部６ｃを有するアーム装置を示す。符号６ｂはアーム装置６の回転駆動源である。図４はアーム装置６及びチャック装置１１の拡大側面説明図である。本図において、アーム部６ｃは配給台４上のブッシュＰの外周面を一対の把持爪６ａにより把持し、基枠８上の台座９に形成した軸７回りに上方側に１８０度反転し（反転した状態を仮想線にて示す）、チャック装置１１の載置テーブル面１１ａにブッシュＰを載置する。

なお、配給台４にブッシュＰが搬送されてくる際には、図５に示すように、台座９に取り付けたシリンダ１０のロッド１０ａが伸長してその先端がストッパ６ｄに当接することにより、把持爪６ａがブッシュＰの受け取り位置よりも上方に待機した状態にある。そして、ブッシュＰが配給台４に位置すると、ロッド１０ａが縮退することにより図４に示すように把持爪６ａが下降してブッシュＰを受け取り可能な状態となる。

次いで、チャック装置１１は、孔の向きを鉛直方向としてブッシュＰを載置する載置テーブル面１１ａと、この載置テーブル面１１ａに載置されたブッシュＰの外周面を把持するチャックブロック１１ｂとを有する。図２に示すように、３つのチャックブロック１１ｂは平面視して等間隔で放射状に配設されていて、同期して径方向中央側に移動することによりブッシュＰの外周面を把持する。このチャック装置１１が請求項に記載の「把持手段」に相当するものである。

図４において、チャック装置１１は、基枠８に取り付けられた駆動源１２（図１）及びギヤ伝達機構によって、基枠８の上方において鉛直方向の軸周りに回転する構成となっている。駆動源１２は請求項に記載の「ブッシュを把持した状態の把持手段をブッシュの孔軸回りに回転させる回転手段」に相当するものである。

図１に示すように、チャック装置１１の上方には検知装置１３が位置する。チャック装置１１の上方には固定枠体１４が配設されており、この固定枠体１４には、シリンダ１５がそのロッド１５ａを鉛直方向下方に向けて取り付けられている。検知装置１３はロッド１５ａの下端に取り付けられることにより昇降自在に構成されるものである。なお、本実施形態においては、図３に示すように、１つのシリンダ１５で隣接する２系統の供給圧入ラインに対応させるべく、ロッド１５ａの下端に基板１６を取り付け、この基板１６に２つの検知装置１３を取り付けている。また、基板１６には一対のガイドバー１７が下方に向けて固設されており、検知装置１３が下降した際、ガイドバー１７は基枠８上に固設したブロック１８のガイド孔１８ａ（図２）に挿嵌する構造となっている。これにより、チャック装置１１に把持されたブッシュＰと検知装置１３との相対的な位置ずれが防止される。

図６は図３に示した検知装置１３の拡大説明図である。検知装置１３の底面には、下方に位置したブッシュＰの孔軸と同軸となる軸１３ａが突設されており、この軸１３ａには検知ピン１３ｂが水平状に取り付けられている。軸１３ａは検知装置１３の本体部に対して図示しない付勢手段により下方に向けて付勢されている。なお、符号１３ｃは小径のブッシュＰ用の検知ピンであり、大径のブッシュＰ用である検知ピン１３ｂよりも短く、また検知ピン１３ｂよりも下方において軸１３ａに取り付けられている。

検知ピン１３ｂの先端周りは、図３に示したシリンダ１５のロッド１５ａが伸長することにより下降した際、ブッシュＰの上側の周縁部に前記付勢手段により圧接される。そして、前記したようにチャック装置１１（図１）が回転することでブッシュＰが回転して、切欠きＰｃ（図８）が検知ピン１３ｂの下方に位置したとき、検知ピン１３ｂの先端周りが前記付勢手段の付勢力により切欠きＰｃ（図８）に係合する構造となっている。つまり、検知ピン１３ｂは、リミットスイッチのスイッチ部材と同様の機能を担う。したがって、例えばそのときの軸１３ａの変位をみることで、ブッシュＰの切欠きＰｃを検知できることとなる。以上の検知装置１３が、請求項に記載の「回転手段により回転しているブッシュの周縁部に形成された切欠きからなる被検知部を検知する検知手段」に相当するものであり、また、検知ピン１３ｂが請求項に記載の「昇降自在であって、下降した際にブッシュの周縁部に圧接され、切欠きに係合可能な検知部材」に相当するものである。

次に、図１において、チャック装置１１は、検知装置１３によってブッシュＰの切欠きＰｃ（図８）が検知されると、駆動源１２の駆動停止により、その回転が停止するように構成されている。この場合の駆動源１２が請求項に記載の「被検知部が検知されたときに把持手段の回転を停止させる停止手段」に相当するものである。そして、チャック装置１１の回転が停止すると、図３において架台２０に設けた駆動源２１が駆動し、基枠８が搬送レール１９上を移動することにより、図１に仮想線で示すように、チャック装置１１が圧入ヘッド２２の直下の所定位置まで前進する。前記駆動源２１が請求項に記載の「停止手段により停止した把持手段を後退位置から所定位置まで前進移動させる移動手段」に相当する。

図７は圧入ヘッド２２がブッシュＰを受け取るときの様子を示す側面説明図である。圧入ヘッド２２の外周面には環状のパッキン２２ａが取り付けられており、圧入ヘッド２２が下降してブッシュＰの孔に入り込み、パッキン２２ａとブッシュＰとの間に作用する摩擦力により、圧入ヘッド２２がチャック装置１１からブッシュＰを受け取るようになっている。そして、圧入ヘッド２２は、その受け取ったブッシュＰをコンロッドＷの圧入孔Ｗａに圧入する。圧入ヘッド２２は、図１に示すように、前記固定枠体１４に昇降自在に取り付けられている。

以下、本実施形態の供給圧入装置の一連の動作について説明する。図２において、供給レーン１の各二股レーンの下流端から排出されたブッシュＰは、有無の確認を受けた後、それぞれ左右方向外方に向けて搬送され、次いでシリンダ３により押圧されて配給台４上に送り込まれる。

アーム装置６のアーム部６ｃは、先端の把持爪６ａにて配給台４上のブッシュＰを把持すると、軸７（図４）回りに１８０度反転して、ブッシュＰをチャック装置１１の載置テーブル面１１ａの中央に載置する。アーム部６ｃは旋回動するので、ブッシュＰとチャック装置１１のチャックブロック１１ｂとが干渉することはない。次いで、チャック装置１１のチャックブロック１１ｂが作動してブッシュＰを把持する。これと前後して把持爪６ａによる把持が解除となり、アーム装置６は図５で示した待機位置まで旋回して次のブッシュＰに備える。

チャックブロック１１ｂによりブッシュＰが把持されると、検知装置１３が下降して検知ピン１３ｂの先端周りがブッシュＰの上側の周縁部に前記付勢手段により圧接される。検知装置１３が下降した際には、ガイドバー１７がブロック１８のガイド孔１８ａに挿嵌するため、チャックブロック１１ｂに把持されたブッシュＰと検知装置１３との位置ずれが確実に防止される。

次いで、駆動源１２の駆動によりチャック装置１１とともにブッシュＰが低速で回転し、やがて切欠きＰｃ（図８）が検知ピン１３ｂの下方に達して検知ピン１３ｂが切欠きＰｃに係合したとき、ブッシュＰの円周方向に関する位置決めがなされたものとして、駆動源１２が停止し、チャック装置１１の回転が停止する。チャック装置１１の回転が停止すると、検知装置１３が上昇して待機し、次いで駆動源２１の駆動によりチャック装置１１が圧入ヘッド２２の直下の所定位置まで前進する。

チャック装置１１が圧入ヘッド２２の直下の所定位置に達すると、圧入ヘッド２２が下降してブッシュＰの内部に入り込み、パッキン２２ａ（図７）とブッシュＰとの間に作用する摩擦力によりブッシュＰを受け取る。このとき、チャック装置１１（チャックブロック１１ｂ）によるブッシュＰの把持解除のタイミングとしては、（１）圧入ヘッド２２が受け取る前にチャックブロック１１ｂによる把持を解除する、（２）圧入ヘッド２２が受け取ってからチャックブロック１１ｂによる把持を解除する、の２通りである。

従来では前記したように、ブッシュＰは位置決めされた後にロボットで受け渡しされ、その際、ロボットアームの把持爪の把持動作や解除動作の際に揺動してブッシュＰの位置がずれやすかったのに対し、本実施形態ではブッシュＰは圧入ヘッド２２に受け取られるまで常にチャック装置１１の載置テーブル面１１ａに載置されているので揺動は生じにくい。したがって、前記（１）のタイミングでも位置ずれはほとんど生じないが、（２）のタイミングとすれば、ブッシュＰの姿勢は常にチャックブロック１１ｂまたは圧入ヘッド２２により規制されるので、位置ずれがさらに生じにくくなる。本実施形態では、圧入ヘッド２２の受け取りと同時にチャックブロック１１ｂによる把持を解除するタイミングとしている。

次いで、図１において、ブッシュＰを受け取った圧入ヘッド２２は僅かに上昇し、一方、チャック装置１１は後退して検知装置１３の下方で待機する。チャック装置１１が後退すると、圧入ヘッド２２が下降して、下方で待機しているコンロッドＷの圧入孔Ｗａに所定圧でブッシュＰの圧入を開始する。なお、このときコンロッドＷの圧入孔Ｗａに入り込んでいる位置決め用のガイドピン２３は圧入ヘッド２２の圧入力に負けてエアシリンダ２４を縮小しながら下降していく。

以上のように、ブッシュＰを把持する把持手段（チャック装置１１）と、ブッシュＰを把持した状態の把持手段（チャック装置１１）をブッシュＰの孔軸回りに回転させる回転手段（駆動源１２）と、回転手段（駆動源１２）により回転しているブッシュＰの被検知部（切欠きＰｃ）を検知する検知手段（検知装置１３）と、被検知部（切欠きＰｃ）が検知されたときに把持手段（チャック装置１１）の回転を停止させる停止手段（駆動源１２）と、停止手段（駆動源１２）により停止した把持手段（チャック装置１１）を所定位置まで移動させる移動手段（駆動源２１）と、所定位置まで下降して把持手段（チャック装置１１）からブッシュＰを受け取り、ブッシュＰをコンロッドＷの圧入孔Ｗａに圧入する圧入ヘッド２２と、を備える供給圧入装置とすれば、回転手段（駆動源１２）と検知手段（検知装置１３）と停止手段（駆動源１２）とによってブッシュＰの円周方向に関する位置決めがなされ、この位置決め後、圧入ヘッド２２に受け取られるまでの間、ブッシュＰは常に把持手段（チャック装置１１）によって把持される。したがって、位置決め後の位置ずれは生じにくくなり、ブッシュＰは正規な向きでコンロッドＷの圧入孔Ｗａに圧入される。

また、本実施形態のように、把持手段は、孔の向きを鉛直方向としてブッシュＰをその載置テーブル面１１ａに載置し、ブッシュＰの外周面を把持するチャック装置１１からなり、被検知部は、ブッシュＰの周縁部に形成された切欠きＰｃからなり、検知手段は、昇降自在であって、下降した際にブッシュＰの周縁部に圧接され、切欠きＰｃに係合可能な検知ピン１３ｂを備えた構成とすれば、ブッシュＰを載置テーブル面１１ａに載置させつつ把持するので、ブッシュＰの把持の安定度が増し、かつ検知手段が簡易な構造で済むため、経済的な供給圧入装置となる。

さらに、パーツフィーダ側から供給されるブッシュＰを受け取って把持し、水平方向の軸回りに１８０度反転してチャック装置１１に部品を渡すアーム部６ｃを有するアーム装置６を備える構成とすれば、アーム部６ｃを旋回動させることにより、パーツフィーダ側から供給されるブッシュＰをチャック装置１１の把持部（チャックブロック１１ｂ）に干渉させることなく載置テーブル面１１ａに載置させることができる。

また、図２から判るように、アーム装置６のアーム部６ｃがブッシュＰを受け取る位置（配給台４の位置）から圧入ヘッド２２の下方の所定位置までのブッシュＰの供給経路が平面視して直線上に形成されている構成とすれば、コンパクトな供給圧入装置となり、特に本実施形態のように供給圧入ラインを複数並設する場合においては、互いのラインを密に隣接させることができる。

本発明に係るコンロッドのブッシュの供給圧入装置の側面説明図である。 本発明に係るコンロッドのブッシュの供給圧入装置の平面説明図である。 本発明に係るコンロッドのブッシュの供給圧入装置の正面説明図である。 アーム装置及びチャック装置の拡大側面説明図である。 ストッパに当接して待機状態にあるアーム装置の拡大側面説明図である。 検知装置の拡大説明図である。 圧入ヘッドがブッシュを受け取るときの様子を示す側面説明図である。 自動車等のエンジンの構成部材であるコンロッドの小端部周り及びこの小端部に圧入されるブッシュの外観斜視図である。 図８に示したブッシュの要部断面図である。

符号の説明

６ アーム装置
６ｃ アーム部
１１ チャック装置（把持手段）
１１ａ 載置テーブル面
１２ 駆動源（回転手段、停止手段）
１３ 検知装置（検知手段）
１３ｂ、１３ｃ 検知ピン（検知部材）
２１ 駆動源（移動手段）
２２ 圧入ヘッド
Ｐ ブッシュ（部品）
Ｐｃ 切欠き（被検知部）
Ｗ コンロッド（ワーク）
Ｗａ 圧入孔

Claims (4)

1. コンロッドのブッシュを円周方向について位置決めした状態で所定位置まで供給し、コンロッドの圧入孔に圧入する装置であり、前記位置決めは、ブッシュに形成された被検知部を検知することでなされるコンロッドのブッシュの供給圧入装置であって、
   後退位置において、孔の向きを鉛直方向としてブッシュをその載置テーブル面に載置し、ブッシュの外周面を把持するチャック装置からなる把持手段と、
   ブッシュを把持した状態の前記把持手段をブッシュの孔軸回りに回転させる回転手段と、
   前記回転手段により回転しているブッシュの周縁部に形成された切欠きからなる被検知部を検知する検知手段と、
   前記被検知部が検知されたときに前記把持手段の回転を停止させる停止手段と、
   前記停止手段により停止した前記把持手段を前記後退位置から所定位置まで前進移動させる移動手段と、
   前記所定位置まで下降して前記把持手段からブッシュを受け取り、このブッシュをコンロッドの圧入孔に圧入する圧入ヘッドと、
   を備え、
   ブッシュは、前記後退位置において前記載置テーブル面に載置されて前記把持手段により把持されたときから、前記所定位置において前記圧入ヘッドに受け取られるまでの間、常に前記載置テーブル面に載置された状態で前記把持手段により把持されていることを特徴とするコンロッドのブッシュの供給圧入装置。
2. 前記検知手段は、昇降自在であって、下降した際にブッシュの周縁部に圧接され、前記切欠きに係合可能な検知部材を備えた構成からなることを特徴とする請求項１に記載のコンロッドのブッシュの供給圧入装置。
3. パーツフィーダ側から供給されるブッシュを受け取って把持し、水平方向の軸回りに１８０度反転して、前記後退位置に位置した前記チャック装置にブッシュを渡すアーム部を有するアーム装置を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンロッドのブッシュの供給圧入装置。
4. 前記アーム装置のアーム部がブッシュを受け取る位置から前記圧入ヘッドの下方の前記所定位置までのブッシュの供給経路が平面視して直線上に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のコンロッドのブッシュの供給圧入装置。

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