JP5349927B2 - 異径スプリングの内径検査装置及び方向性統一装置 - Google Patents

Description

本発明は異径スプリングの内径検査装置及び方向性統一装置に関する。

近年、自動車用バルブスプリングとして一端が大径で他端が小径の砲弾型をしたビーハイブスプリングが採用されつつある。これはビーハイブスプリングが自動車の燃費向上と重量軽減に有効であることが評価されたことによる。

大径部と小径部を有する異径スプリングとしては、ビーハイブスプリングの他に円錐型スプリングもある。このような異径スプリングは出荷前に外径と内径が所定基準内であるか否かが検査されるが、その方向性を自動的に判別することが困難なことから手作業による検査が一般的であった。すなわち、作業者が異径スプリングの大径側と小径側を目視で判別し、大径側と小径側のそれぞれについて、その内外径を治具を用いて検査していた。

異径スプリングの大径側と小径側を手作業ではなく自動的に判別するには、光学的手法や画像判定による手法が考えられるが、一般的に判定装置が高価で複雑となり、またメンテナンスの煩雑性や信頼性の点で問題がある。なお、光学的手法により不等ピッチコイルばねの方向性を判定する従来技術として特許文献１がある。
特開２００６−２０８１６９号公報

手作業による異径スプリングの方向性の判定ないし統一作業はきわめて能率が悪く高コストである。また作業者の不注意によるミスも皆無とはいえない。本発明の目的は異径スプリングの方向性を確実に統一可能な異径スプリングの方向性統一治具と装置を低コストで提供することにある。

請求項１の発明は異径スプリングの内径検査装置に係り、一端に大径部を有し他端に小径部を有する異径スプリングの内側にその軸長方向大径側から、異径スプリングの大径部と小径部の各内径が基準値以上の場合にのみ完全挿入可能な外径を有する判定ロッドを挿入するようにしたことを特徴とする。
請求項２の発明は異径スプリングの方向性統一装置に係り、一端に大径部を有し他端に小径部を有する異径スプリングが横置き状態で供給される供給部と、前記供給部に形成され前記異径スプリングが横置き状態から落下可能な実質的に矩形状の入口孔と、前記入口孔の四隅に近接して形成され横置き状態の前記異径スプリングの大径部の径方向両側と干渉する張出し部と、前記入口孔に連通され前記異径スプリングが落下可能な落下通路と、前記落下通路の下流側に配設され前記異径スプリングの小径端を受け止めるストッパ部と、前記ストッパ部で小径端が受け止められた異径スプリングの内側にその軸長方向上側から自動的に挿入され、異径スプリングの大径部と小径部の各内径が基準値以上の場合にのみ完全挿入可能な外径を有する判定ロッドとを有することを特徴とする。

異径スプリングが入口孔に対して正逆いずれの向きで供給されても、入口孔の四隅に形成された四つの張出し部のうちの二つが、必ず異径スプリングの大径部の径方向両側と干渉する。従って、異径スプリングがその大径側を先頭として入口孔から落下することはあり得ず、異径スプリングは必ずその小径部を先頭として入口孔から落下する。小径部が入口孔に向かって落下し始める時、張出し部と干渉した大径部の径方向両側が異径スプリングの傾斜動作ないし回転動作の支点となる。

なお、ここで「径方向両側」というのは必ずしも正確に１８０°だけ離れた直径方向両側だけを意味するものではない。すなわち、小径部とは干渉しないが大径部とは必ず干渉する部位のことを「径方向両側」ということにする。従って、大径部に比べて小径部が非常に小さい異径スプリングにあっては、スプリング中心に対する「径方向両側」の中心角度の開きが、例えば１７０°、１６０°、１５０°というように、小径部が小さいほど前記中心角度の開きも小さくしても構わない。勿論、大径部に比べて小径部が非常に小さい場合でも、二つの張出し部のスプリング中心に対する中心角度の開きを１８０°に近いものにしてもよい。

請求項２の発明において、入口孔から落下した異径スプリングは、その小径部を必ず先頭にして落下通路を落下していくから、スプリングの方向性が統一される。

請求項３の発明は、請求項２の方向性統一装置において、前記入口孔に隣接した落下通路の内壁面であって前記スプリングの軸長方向両側に位置して互いに対向した内壁面を下すぼまりの一対のテーパ面としたものである。

入口孔から傾斜ないし回転しつつ落下する異径スプリングは、落下通路の内壁面に一対のテーパ面を設けることによって、異径スプリングが過剰に回転してその小径部を下向きにした落下姿勢が反転するのが防止される。

請求項４の発明は、請求項２の方向性統一装置において、前記供給部の側方に接続されて前記異径スプリングをその軸長方向に連続的に前記供給部に向けて供給する樋状の供給路を有するものである。

異径スプリングを軸長方向に連続的に供給部に向けて供給することにより高速処理が可能となる。

請求項５の発明は、請求項４の方向性統一装置において、前記供給路の下流端において前記供給部とは反対側に配設され、前記供給路の下流端まで供給されて来た異径スプリングを前記供給部に向けて押送するプッシャを有するものである。

プッシャで異径スプリングを押送することによりプッシャとは反対側の供給部に対して異径スプリングを迅速に移動させることができる。

請求項６の発明は、請求項２の発明において、前記落下通路の下端部に前記異径スプリングの小径端を受け止めるストッパ部を配設したものである。

異径スプリングは入口孔から落下通路に向けて落下を開始し、その際、異径スプリングの小径部を下向きにして落下し、最後は前記ストッパ部に小径端を当接させて停止する。この停止状態で異径スプリングは必ずその小径部を下向きにし、また大径部を上向きにしているので、大径部と小径部を判別する手間を掛けずに、大径部と小径部の内外径を迅速に検査することができる。

請求項７の発明は、請求項６の方向性統一装置において、前記ストッパ部で小径端が受け止められた異径スプリングの内側にその軸長方向上側から、異径スプリングの大径部と小径部の各内径が基準値以上の場合にのみ完全挿入可能な外径を有する判定ロッドを、自動的に挿入するように構成したものである。

請求項１の発明は、前記判定ロッドを使用することにより、判定ロッドの完全挿入の有無、すなわち判定ロッドのストロークが基準ストロークに到達したか否かによって、異径スプリングの大径部と内径部の各内径が基準値以上であるか否かを簡単、確実、かつ迅速に検査することができる。

請求項６に係る発明は、請求項２の発明において、前記入口孔の軸長方向および径方向の各寸法を可変に構成したものである。

入口孔の軸長方向および径方向の各寸法を可変にすることにより、軸長または外径が異なる様々な種類の異径スプリングの方向性統一に汎用的に対応可能となる。

本発明の異径スプリングの内径検査装置によれば、異径スプリングの径異常を検出することができる。また、本発明の異径スプリングの方向性統一装置によれば、異径スプリングの方向性を簡単低コストに統一することができるという優れた効果を奏し得る。また、この方向性統一装置は、基本的にメンテナンスフリーであり、方向性統一の信頼性が高いものである。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照して説明する。

図１〜図４は本発明に係る異径スプリングの内径検査装置及び方向性統一装置を実施する形態の一例である。図１は方向性統一装置の平面図であり、同図において１は異径スプリング、２は異径スプリングを送るための供給路、３はプッシャ、４は平面状の供給部、５は異径スプリングの入口孔である。

異径スプリング１は図２Ａに鎖線で示すように大径部１ａと小径部１ｂを有する。大径部１ａの端から小径部１ｂにかけて、連続的に径が減少している。異径スプリング１は、全体として砲弾型をしたビーハイブスプリングや、円錐型をした円錐型スプリングなどがある。図２Ａに示す異径スプリング１は例示であって、異径スプリング１の軸長、大径部および小径部の各寸法は、製品の種類によって異なる。

供給路２は樋状ないしチャンネル状（上方が開口したコ字状）の断面を有し、水平方向に直線状に延びている。供給路２は図１で左側が異径スプリング１の供給源に接続されている。つまり、供給路２の左側が上流側であって、この上流側から別工程で製造された異径スプリング１が次々と送られて来る。供給路２の下流側は垂直で平面状の突当面６で終わっている。この突当面６に隣接して平面状の供給部４が配設され、この供給部４に実質的に矩形状の入口孔５が形成されている。この入口孔５を有する供給部４の全体を本発明では「異径スプリングの方向性統一治具」と呼ぶことにする。

入口孔５は、詳しくは、供給路２の側方に供給路２の底面と同じ高さで設けられている。入口孔５の周囲三方は、第１の側壁１０ａ、第２の側壁１０ｂおよび第３の側壁１０ｃで外部と仕切られている。これら第１〜第３の側壁１０ａ−ｃは、例えば垂直な面で形成することができる。側壁１０ａ−ｃで仕切られていない入口孔５の残りの一側方は供給路２に連通している。

入口孔５は、さらに詳しくは、図２Ａに示すように実質的に矩形状に形成されている。この入口孔５は水平と垂直の直交二軸ＸＹに関して対称形である。ここで「実質的」というのは、異径スプリング１が通過可能な領域が異形スプリング１の平面視形状に対応して実質的に矩形状であることを意味する。従って、この実質的に矩形状の領域よりも外側で異径スプリング１の通過にはまったく関与しない領域は、たとえ入口孔５と連通していても、当該領域は入口孔５とは見なさないし、入口孔５の形状の定義に影響しないものとする。このような理解によって「入口孔」が実質的に矩形状であるという意味を正確に理解することができる。

入口孔５の四隅には、この四隅に近接して張出し部１１ａ−１１ｄが形成されている。この張出し部１１ａ−１１ｄは、正方形または長方形の「板状」であって四隅に連続している。ここで「板状」というのは例示に過ぎず、従って張出し部１１ａ−１１ｄが「板状」でなければならないことを意味しない。張出し部１１ａ−１１ｄは異径スプリング１の大径部１ａの径方向両側と干渉するものであればよいから、「板状」の他に棒状等の単なる突起で構成してもよい。

Ｘ軸と平行を成す張出し部１１ａ−１１ｄの辺と辺の間の間隔Ｄ３は、異径スプリング１の大径部１ａの外径よりも少し小さく設定され、かつ、異径スプリング１の小径部１ｂの外径より少し大きく設定されている。すなわち、張出し部１１ａ−１１ｄの相互間距離は異径スプリング１の大径部１ａの径方向両側と干渉するように設定されている。

入口孔５の幅Ｗは、異径スプリング１の通過を許容するために異径スプリング１の大径部１ａよりも少し大きな寸法を有する。また、入口孔５の長さＬは、異径スプリング１の通過を許容するために異径スプリング１の長さよりも少し大きな寸法を有する。ここで入口孔５の長さＬは、詳しくは図２Ａを参照して、左端から右端までの全長ではなく、左端から右端までの全長から一つの張出し部１１ａ（または１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）のＸ軸方向長さを減じた長さである。

入口孔５の下方には落下通路１２が連通されている。この落下通路１２は、異径スプリング１が垂直姿勢で落下可能な内部寸法を有する。入口孔５の近傍の落下通路１２の内壁面は、図２Ｂに示すように下すぼまりのテーパ面１３とされている。このようなテーパ面１３を設けたのは、入口孔５から落下した直後の異径スプリング１が必要以上に回転して方向性が反転するのを防止するためである。

図４に示すように、落下通路１２は所定長で下方向に延び、水平面で構成されたストッパ部１４で終端している。落下通路１２の終端に至る直前部分は緩く屈曲形成されている。この屈曲部１５の上面に判定ロッド１６の挿入用開口１７が形成されている。また、落下通路１２の下端部両側にはプッシャ挿入用開口１８と異径スプリング押し出し用開口１９が形成されている。

次に、前述した実施の形態の作動を説明する。異径スプリング１は図１で省略した別工程で製造され、その後、異径スプリング１の大径部と小径部の各外径が、本発明の方向性統一装置に供給される前に基準径以内であるか否か検査される。このように外径が検査された異径スプリング１は、供給路２を通じて方向性がランダムな状態で図１の矢印方向に供給される。先頭の異径スプリング１が突当面６に当接すると、シリンダ７が作動し、異径スプリング１がプッシャ３によって供給路２から供給部４ないし入口孔５の方向に押し出される。

こうして入口孔５の方向に押し出された異径スプリング１は、図２Ａで鎖線にて示す状態で入口孔５の直上まで移動する。この状態で、異径スプリング１の大径部１ａの径方向両側は張出し部１１ａ、１１ｂに乗り上げる。このため、異径スプリング１の大径部１ａの方から先に入口孔５に落下するのが阻止される。一方、異径スプリング１の小径部１ｂは入口孔５の反対側の間隔Ｄ３の領域に位置するため、この小径部１ｂの方から先に入口孔５に落下を開始する。この結果、図２Ｂに示すように異径スプリング１がその大径部１ａを張出し部１１ａ−１１ｄに支えられた状態で小径部１ｂから下降傾斜し、最後は小径部１ｂが真下に来る。このように異径スプリング１が反時計方向に約９０度回転し、垂直姿勢をとって落下通路１２を落下する。なお、図２Ａにおいて、異径スプリング１の大径部１ａと小径部１ｂが入口孔５に対して所定の位置に来るように、異径スプリング１の大径端と小径端をガイドするガイド部材を矢印Ｑと平行に左右一対で配設してもよい。

以上は異径スプリング１の大径端が突当面６に当接した場合を説明したが、この反対に異径スプリング１の小径端が突当面６に当接した場合は図３Ａ、図３Ｂのようになる。すなわち、この場合は図３Ａに示すように異径スプリング１の大径部１ａの径方向両側が入口孔５の左側の張出し部１１ｃ、１１ｄに乗り上げる。このため、異径スプリング１の左側の大径部１ａの方から先に入口孔５に落下するのが阻止される。一方、異径スプリング１の右側の小径部１ｂは入口孔５の右側の間隔Ｄ３の領域に位置するため、この小径部１ｂの方から先に入口孔５に落下を開始する。この結果、図３Ｂに示すように異径スプリング１がその大径部１ａを張出し部１１ｃ、１１ｄに支えられた状態で小径部１ｂから下降傾斜し、最後は小径部１ｂが真下に来る。このように異径スプリング１が時計方向に約９０度回転し、垂直姿勢をとって落下通路１２を落下する。

このように、異径スプリング１は、その大径部１ａを先頭にして供給路２に供給される場合と、小径部１ｂを先頭にして供給路２に供給される場合の、いずれにおいても、必ず、小径部１ｂを下方にした状態で落下通路１２を落下する。落下通路１２を落下した異径スプリング１は、図５のように小径端をストッパ部１４に受け止められて停止する。

この状態で、図４ないし図５で示すように、落下通路１２の開口１７から挿入された判定ロッド１６が異径スプリング１の内側に軸長方向上側から挿入される。判定ロッド１６の大径部１６ａと小径部１６ｂは、異径スプリング１の大径部１ａの内径と小径部１ｂの内径にそれぞれ対応している。すなわち、大径部１６ａの径Ｄ１は異径スプリング１の大径部１ａの内径の最低基準径に対応し、小径部１６ｂの径Ｄ２は異径スプリング１の小径部１ｂの内径の最低基準径に対応している。従って、異径スプリング１の大径部１ａと小径部１ｂの各内径がいずれか一方でも最低基準径以下であると、判定ロッド１６を異径スプリング１内に完全には挿入しきれない。

このように判定ロッド１６の挿入ストロークがフルストロークにならない場合、これを図示しないアクチュエータのストロークセンサが検知して異径スプリング１の径異常を検出する。径異常が検出された異径スプリング１は、シリンダ２０で駆動されるプッシャ２１で開口１９から押し出された後、図示しない振り分け装置によって不良品貯蔵エリアに送られる。図示しないアクチュエータのストロークセンサがフルストロークを検出した場合にのみ、プッシャ２１によって開口１９から押し出された異径スプリング１が、図示しない振り分け装置によって良品貯蔵エリアに送られる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば前記入口孔５の軸長方向および径方向の各寸法は、入口孔５を設けた供給部４の縦横長さを矢印方向Ｐ、Ｑに伸縮可能な構造にしてもよい。このような伸縮構造は４枚のＬ字状の板材を部分的に重なるようにして適当に組み合わせることにより容易に構成できる。

本発明に係る異径スプリングの方向性統一装置の平面図。 方向性統一治具の入口孔の平面図。 方向性統一治具の入口孔の断面図。 方向性統一治具の入口孔の平面図。 方向性統一治具の入口孔の断面図。 落下通路の下端部の断面図。 異径スプリングに対する判定ロッドの挿入を示す側面図。

符号の説明

１ 異径スプリング
１ａ 大径部
１ｂ 小径部
２ 供給路
３ プッシャ
４ 供給部
５ 入口孔
６ 突当面
７ シリンダ
１０ａ 側壁
１０ｂ 側壁
１０ｃ 側壁
１１ａ−１１ｄ 張出し部
１２ 落下通路
１３ テーパ面
１４ ストッパ部
１５ 屈曲部
１６ 判定ロッド
１６ａ 大径部
１６ｂ 小径部
１７ 挿入用開口
１８ プッシャ挿入用開口
１９ 開口
２０ シリンダ
２１ プッシャ

Claims (6)

1. 一端に大径部を有し他端に小径部を有する異径スプリングの内側にその軸長方向大径側から、異径スプリングの大径部と小径部の各内径が基準値以上の場合にのみ完全挿入可能な外径を有する判定ロッドを挿入するようにした異径スプリングの内径検査装置。
2. 一端に大径部を有し他端に小径部を有する異径スプリングが横置き状態で供給される供給部と、
   前記供給部に形成され前記異径スプリングが横置き状態から落下可能な実質的に矩形状の入口孔と、
   前記入口孔の四隅に近接して形成され横置き状態の前記異径スプリングの大径部の径方向両側と干渉する張出し部と、
   前記入口孔に連通され前記異径スプリングが落下可能な落下通路と、
   前記落下通路の下流側に配設され前記異径スプリングの小径端を受け止めるストッパ部と、
   前記ストッパ部で小径端が受け止められた異径スプリングの内側にその軸長方向上側から自動的に挿入され、異径スプリングの大径部と小径部の各内径が基準値以上の場合にのみ完全挿入可能な外径を有する判定ロッドとを有する異径スプリングの方向性統一装置。
3. 前記入口孔に隣接した落下通路の内壁面であって前記スプリングの軸長方向両側に位置して互いに対向した内壁面を下すぼまりの一対のテーパ面とした請求項２の異径スプリングの方向性統一装置。
4. 前記供給部の側方に接続されて前記異径スプリングをその軸長方向に連続的に前記供給部に向けて供給する樋状の供給路を有する請求項２の異径スプリングの方向性統一装置。
5. 前記供給路の下流端において前記供給部とは反対側に配設され、前記供給路の下流端まで供給されて来た異径スプリングを前記供給部に向けて押送するプッシャを有する請求項４の異径スプリングの方向性統一装置。
6. 前記入口孔の軸長方向および径方向の各寸法を可変に構成した請求項２の異径スプリングの方向性統一装置。

Images