JP5954582B2

JP5954582B2 - 搬送部品の停止通過ユニット

Info

Publication number: JP5954582B2
Application number: JP2012219789A
Authority: JP
Inventors: 青山　好高; 好高青山; 青山　省司; 省司青山
Original assignee: 青山　省司; 省司青山
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2032-09-12
Also published as: JP2014055067A

Description

この発明は、ケース本体の摺動空間を進退する開閉部材によって、入口側部品供給管と出口側部品供給管を連通させたり、遮断したりする搬送部品の停止通過ユニットに関している。

特許第４２７７９２９号公報の図４には、ケース本体に入口側部品供給管と出口側部品供給管が結合され、ケース本体の摺動空間を進退する開閉部材が設けられ、開閉部材には停止部と通過部が設けられ、開閉部材が進退することにより、通過部が入口側部品供給管と出口側部品供給管を連通させたり、停止部が入口側部品供給管と出口側部品供給管を遮断したりする搬送部品の停止通過ユニットが記載されている。

特許第４２７７９２９公報

一般的に、部品はパーツフィーダから延びてきている部品通路管内を搬送空気で圧送されるようになっている。このような空気搬送においては、部品が高速で搬送されるため、部品の供給目的箇所に対して勢いよく衝突し、この目的箇所を損傷させる虞がある。例えば、目的箇所が部品を収容する凹部であると、この凹部の底面に部品衝突による圧痕が形成されて、部品の保持が適正に行われない、という問題が発生する。そこで、前記開閉部材で部品を一旦停止させ、その後、低速で目的箇所へ到達させることが行われている。

このような開閉部材は進退動作をするので、進退に必要な空隙が開閉部材とケース本体の内面の間に形成されている。部品が高速で開閉部材に衝突すると、前記空隙に相当する量の変位が開閉部材に発生し、この変位が進退駆動手段に伝達される。このような変位が進退駆動手段に伝達されると、進退駆動手段の可動部分に異常摩耗などが発生し、正常な進退駆動手段の動作に支障をきたすこととなる。

本発明は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、開閉部材の変位が進退駆動手段に伝達されないようにした搬送部品の停止通過ユニットの提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、ケース本体に入口側部品供給管と出口側部品供給管が結合され、前記ケース本体の摺動空間を進退駆動手段によって進退する開閉部材が設けられ、前記開閉部材には停止部と通過部が設けられ、前記開閉部材が進退することにより、前記通過部が前記入口側部品供給管と前記出口側部品供給管を連通させたり、前記停止部が前記入口側部品供給管と前記出口側部品供給管を遮断したりするものであって、部品が前記開閉部材に衝突することによって生じる開閉部材の変位が前記進退駆動手段に伝達されないようにするための変位吸収手段が設けられており、前記変位吸収手段には、前記開閉部材の前記変位を許容するとともに、開閉部材から前記進退駆動手段に異常な方向の力が伝達されないようにする、ボールジョイントまたは空隙式ジョイントのような屈曲点が設けられていることを特徴とする搬送部品の停止通過ユニットである。

前記開閉部材は進退動作をするので、進退に必要な空隙が開閉部材とケース本体の内面の間に形成されている。部品が高速で開閉部材に衝突すると、前記空隙に相当する量の変位が開閉部材に発生し、この変位が進退駆動手段に伝達される。このような変位が発生しても、前記変位吸収手段によって変位が吸収されて進退駆動手段には伝達されないこととなる。

前記進退駆動手段がエアシリンダである場合には、特定のピストン位置においてピストンがシリンダ内面に対して傾斜方向に加圧される。このような加圧が繰り返されると、ピストンやシリンダ内面に異常変形が発生する。したがって、ピストンの円滑な摺動動作に支障をきたすこととなり、ピストンとシリンダ内面の間から空気がリークすることとなり、正常なシリンダ出力が得られないこととなる。しかし、上記変位吸収手段が採用されていることにより、ピストンに異常な方向の力が作用しなくなるので、上記のような問題を解消することができる。また、エアシリンダであると、ピストンロッドとシリンダ本体の間に、ゴム製などの空気シールが配置してあり、上記異常変位によってこの空気シールから空気漏れが発生する虞がある。しかし、上記変位吸収手段によってこのような空気漏れの問題が解消される。

さらに、上記進退駆動手段が進退出力式の電動モータの場合であっても、開閉部材の変位が伝達されると、出力軸の円滑な進退動作に支障をきたしたり、異常摩耗の問題が発生したりする。しかし、上記変位吸収手段によってこのような異常摩耗などの問題が解消される。

本発明は、上述のようにしてエアシリンダなどの進退駆動手段の耐久性が向上する。

ユニット全体の断面図である。ユニットの変位吸収状態を示す断面図である。変位吸収手段の断面図である。ユニットの異常変位状態を示す断面図である。

つぎに、本発明の搬送部品の停止通過ユニットを実施するための形態を説明する。

図１〜図３は、本発明の実施例１を示す。

最初に、供給される部品について説明する。

部品としては、電動モータの回転軸、自動車ボディのドアヒンジ軸、自動車の各部パネルに溶接されるプロジェクションボルトなど種々なものが挙げられる。この実施例における部品は、プロジェクションボルトである。

図１（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、部品５は鉄製のプロジェクションボルトであり、雄ねじが切られた軸部６と、この軸部６に一体化されている円形のフランジ部７と、フランジ部７の中央部に形成された溶着用突起８によって構成されている。なお、以下の説明において、プロジェクションボルトを単にボルトと表現する場合もある。

プロジェクションボルト５の各部寸法は、軸部６の直径と長さはそれぞれ５．５ｍｍと２１ｍｍ、フランジ部７の直径と厚さはそれぞれ１３．５ｍｍと１ｍｍ、溶着用突起８の直径と高さはそれぞれ７．５ｍｍと１．３ｍｍである。

つぎに、供給装置全体の構造を説明する。

供給装置全体としては、定置式溶接機に装着されるもの、ロボット装置で動作するＣガンやＸガンに装着されるもの等種々なものがある。図１は、前者の定置式溶接機に装着される場合である。供給装置は符号１００で示されている。

詳しくは図示していないが、定置式溶接機２００は、床から起立している支柱１７に水平方向に延びている支持アーム１８が固定され、この支持アーム１８に固定電極１９が取り付けられている。固定電極１９の中央部に鉛直方向の受入孔２０が形成され、供給装置１００の動作により受入孔２０にボルト５の軸部６が挿入される。受入孔２０の奥に永久磁石２２がはめ込まれており、ボルト５が受入孔２０から抜け落ちないようにしている。

静止部材２１は、支柱１７または支柱１７に一体化された部材である。この静止部材２１に挿入駆動手段であるエアシリンダ２３が固定されている。エアシリンダ２３は、そのピストンロッド２４がほぼ鉛直方向に進退するように配置されている。このピストンロッド２４の上端に結合部材２５が固定され、この結合部材２５にボルト供給ユニット２６が取付けてある。

つぎに、ボルト供給ユニットについて説明する。

前記結合部材２５に取付けられたボルト供給ユニット２６は、進退駆動手段であるエアシリンダ２７と、そのピストンロッドである供給ロッド１と、この供給ロッド１の先端に取り付けられた保持ヘッド２が主な構成部材とされている。ボルト５は斜め上方に供給されるので、エアシリンダ２７は斜め方向の姿勢で配置してある。

つぎに、保持ヘッドについて説明する。

保持ヘッド２には、下向きに開口している円形の保持凹部９が形成されている。この保持凹部９は、保持ヘッド２から下方に延びている円筒状の部材の内側空間によって形成されている。保持凹部９の天井面１０にフランジ部７が着座するようになっている。つまり、天井面１０がフランジ部７の着座面とされている。フランジ部７を天井面１０に吸着させるために、吸引手段が保持ヘッド２に設けられている。吸引手段としては、空気吸引によるものや磁石によるものなど色々なものが採用されているが、ここでは磁石によるものである。永久磁石１１が保持ヘッド２に埋設してある。天井面１０の中央部に溶着用突起８を収容する収容凹部１２が形成されている。

部品供給管３の出口開口部４に通過空間１３が設けられ、供給ロッド１が進出するときに軸部６が部品供給管３に接触しないようになっている。この通過空間１３は、出口開口部４の管材を切り欠いて形成したもので、軸部６が送出される側に配置してある。

保持ヘッド２が部品供給管３の出口開口部４に合致しているときに、ボルト５がパーツフィーダ３３から空気搬送によって移送されてくる。そして、待機している保持ヘッド２に送り込まれてフランジ部７が天井面１０に着座し、永久磁石１１で吸引保持がなされる。このように吸引保持がなされているときには、軸部６と部品供給管３が同軸状態になっている。

保持ヘッド２の機能は部品を保持して目的箇所へ移送するものであるから、図１に示した構造態様以外に、種々なものを採用することができる。たとえば、フランジ部７を板ばねで挟み付けてボルト保持をするものや、フランジ部７を空気吸引で保持するもの等が採用できる。

パーツフィーダ３３からボルト５が１本ずつ送出されるようになっており、そのために搬送空気の噴射ノズル３４が配置してある。この噴射空気によって送出されたボルト５は、ウレタン樹脂などで作られた供給ホース３５から後述の停止通過ユニットを通って保持ヘッド２に供給される。

つぎに、停止通過ユニットについて説明する。

搬送空気で搬送されたボルト５は、供給ホース３５内を高速で移送されて保持ヘッド２の天井面１０で受け止められるので、天井面１０には大きな衝撃力が作用する。このため、天井面１０に圧痕が形成されて、フランジ部７が正しい姿勢で天井面１０に着座できなくなる虞がある。このような問題を回避するために、停止通過ユニット３６を設けて、高速で移送されてくるボルト５を一旦停止し、天井面１０に対する衝撃を緩和するようになっている。

断面矩形の細長いケース本体３７が静止部材２１に固定され、その内部に断面矩形の摺動空間３８が形成されている。この摺動空間３８内に、断面矩形の細長い開閉部材３９が進退自在な状態ではめ込んである。開閉部材３９に中実の停止部４０と、孔によって形成された通過部４１が設けてある。開閉部材３９を進退させるエアシリンダ４２、すなわち進退駆動手段がケース本体３７に固定され、そのピストンロッド４３が開閉部材３９に結合してある。エアシリンダ４２、ピストンロッド４３、開閉部材３９は一直線上に配置してあり、これらの配置姿勢は開閉部材３９が水平方向に進退するように設定してある。

入口側部品供給管４４に前記供給ホース３５が接続してあり、出口側部品供給管が前述の部品供給管３である。入口側部品供給管４４と出口側部品供給管３は同軸上に配置してあり、摺動空間３８に開口している。図１（Ａ）に示すように、停止部４０が入口側部品供給管４４と出口側部品供給管３に合致して両部品供給管４４と３が遮断されているときに、ボルト５が２点鎖線図示のように搬送空気で移行してくると、ボルト５は停止部４０で一旦停止し、衝撃力がここで受け止められる。

ついで、エアシリンダ４２の動作で開閉部材３９が右方へ移動して通過部４１が入口側部品供給管４４と出口側部品供給管３に合致すると、ボルト５は継続して噴射されている搬送空気によって保持ヘッド２に低速で送り込まれ、フランジ部７が天井面１０に着座する。この状態でボルト５は、永久磁石１１で吸引されて落下しないようになる。

軸部６の先端部が受入孔２０に進入した段階で軸部６全体を受入孔２０内に挿入するために、空気噴射を利用するようになっている。保持ヘッド２に空気通路４５が形成され、その一端が収容凹部１２に開口し、他端に伸縮可能なコイル状の空気ホース４６が接続され、空気切換弁（図示していない）に接続されている。

つぎに、部品供給動作を説明する。

図１は、保持ヘッド２が部品供給管３の出口開口部４に合致し、空気搬送によって部品供給管３を移動してきたボルト５が保持ヘッド２の天井面１０に吸引保持がなされている状態を示している。このとき、ピストンロッド２４は伸びた状態になっている。ここでエアシリンダ２７が動作して供給ロッド１が進出し、軸部６の下端部が通過空間１３を通り抜け、軸部６が受入孔２０と同軸になった箇所で停止する。ついで、エアシリンダ２３の下降動作でエアシリンダ２７、保持ヘッド２、軸部６が一体になって下降し、軸部６の先端部が受入孔２０に進入する。これと同時に、空気通路４５から空気噴射がなされて、永久磁石１１の吸引力を上回った空気押し出し力でボルト５が受入孔２０内へ挿入されて、ボルト供給が完了する。

図１（Ｃ）に示すように、ボルト５が受入孔２０内に挿入されると、ついで鋼板部品２８が溶着用突起８の上に載せられ、その後、可動電極１６が進出してきて鋼板部品２８を溶着用突起８に対して加圧し、溶接電流が通電されて溶接が完了する。

つぎに、変位吸収手段について説明する。

図４に示すように、前記開閉部材３９はケース本体３７内において進退動作をするので、進退に必要な空隙が開閉部材３９とケース本体３７の内面の間に形成されている。ボルト５が高速で開閉部材３９の停止部４０に衝突すると、前記空隙に相当する量の変位が開閉部材３９に発生する。この変位は図４に示すように、開閉部材３９とピストンロッド４３が一体になってケース本体３７内で傾いた状態になる。このような傾きが発生すると、エアシリンダ４２内のピストンとシリンダ内面の接触状態が前述のように異常な状態になる。上記傾きは角度θで示され、ピストンロッド４３と開閉部材３９の軸線Ｙの傾き角度である。なお、図４および後述の図２における空隙は、理解しやすくするために、誇張して大きく図示してある。

そこで、図２に示すように、ピストンロッド４３の中間に変位吸収手段４７を配置して、上記問題を解決している。この変位吸収手段４７によって、ピストンロッド４３の正常な状態の軸線Ｘと傾いた開閉部材３９の軸線Ｙが、屈曲点Ｏにおいて交差した状態となる。この屈曲角度は図２にθで示されている。このような屈曲が許容されるので、ピストンロッド４３には図４に示したような傾斜変位が発生しないのである。

なお、図２と図４にはハッチングの斜線記入を行わないで、見やすくしてある。

上記のような機能を果たす変位吸収手段４７としては、図３に示したように種々なものが採用できる。図３（Ａ）は、ボールジョイント４９である。ピストンロッド４３の端部にボール５０が固定され、それをソケット５１内に収容し、結合軸５２によってソケット５１と開閉部材３９が一体化されている。ボール５０とソケット５１の間に緩衝部材５３が配置してある。符号５４はダストカバーである。そして、ボール５０の中心が前記屈曲点Ｏである。

ボルト５が高速で停止部４０に衝突すると、開閉部材３９は結合軸５２と一体になって図２のように傾斜する。この傾斜はボールジョイント４９によって許容され、軸線Ｙは屈曲点Ｏを中心にして揺動する。したがって、ピストンロッド４３の方へは異常な方向の力が伝達されない。

図３（Ｂ）は、空隙式ジョイント５５である。ピストンロッド４３に係合片５６が結合され、この係合片５６が係合ボックス５７内に空隙５８が付与された状態で収容されている。

開閉部材３９と結合軸５２が一体になって傾斜する動作や、屈曲点Ｏを中心にして軸線Ｙが揺動する動作は、上記ボールジョイント４９の場合と同じである。なお、この空隙式ジョイント５５は、空隙５８が存在するので、軸方向や直径方向の異常変位に対しても順応することができる。

なお、上記各種のエアシリンダに換えて、進退出力をする電動モータを採用することもできる。また、上記各種の永久磁石を電磁石に置き換えることも可能である。さらに、各エアシリンダに接合される空気吸排用の空気管は図示を省略してある。

上述の供給ロッド、開閉部材の進退動作や空気噴射などの動作は、一般的に採用されている制御手法で容易に行うことが可能である。制御装置またはシーケンス回路からの信号で動作する空気切換弁や、エアシリンダの所定位置で信号を発して前記制御装置に送信するセンサー等を組み合わせることによって、所定の動作を確保することができる。

以上に説明した実施例１の作用効果は、つぎのとおりである。

前記開閉部材３９は進退動作をするので、進退に必要な空隙が開閉部材３９とケース本体３７の内面の間に形成されている。ボルト５が高速で開閉部材３９の停止部４０に衝突すると、前記空隙に相当する量の変位が開閉部材３９に発生し、この変位が進退駆動手段に伝達される。つまり、軸線Ｙの傾き（角度θ）のような変位が直接エアシリンダ４２伝達される。このような変位が発生しても、前記変位吸収手段４７によって変位が吸収されてエアシリンダ４２には伝達されないこととなる。

エアシリンダ４２では、ピストンロッド４３が縮小して停止部４０が入口側部品供給管４４を閉鎖したピストン位置において、ピストンがシリンダ内面に対して傾斜方向に加圧される。このような加圧が繰り返されると、一定の箇所だけピストンやシリンダ内面に異常変形が発生する。したがって、ピストンの円滑な摺動動作に支障をきたすこととなり、ピストンとシリンダ内面の間から空気がリークすることとなり、正常なシリンダ出力が得られないこととなる。

しかし、上記変位吸収手段４７であるボールジョイント４９や空隙式ジョイント５５が採用されていることにより、ピストンに異常な方向の力が作用しなくなるので、上記のような問題を解消することができる。また、エアシリンダであると、ピストンロッド４３とシリンダ本体の間に、ゴム製などの空気シールが配置してあり、上記異常変位によってこの空気シールから空気漏れが発生する虞がある。しかし、上記変位吸収手段４７によってこのような空気漏れの問題が解消される。

さらに、上記進退駆動手段４２が進退出力式の電動モータの場合であっても、開閉部材３９の変位が伝達されると、出力軸の円滑な進退動作に支障をきたしたり、異常摩耗の問題が発生したりする。しかし、上記変位吸収手段４７によってこのような異常摩耗などの問題が解消される。

上述のように、本発明の装置によれば、開閉部材の変位が進退駆動手段に伝達されないようにした搬送部品の停止通過ユニットであるから、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。

１供給ロッド
２保持ヘッド
３出口側部品供給管、部品供給管
５部品、プロジェクションボルト
６軸部
７フランジ部
２６ボルト供給ユニット
３６停止通過ユニット
３７ケース本体
３８摺動空間
３９開閉部材
４０停止部
４１通過部
４２進退駆動手段、エアシリンダ
４３ピストンロッド
４４入口側部品供給管
４７変位吸収手段
４９ボールジョイント
５５空隙式ジョイント
Ｏ屈曲点

Claims

ケース本体に入口側部品供給管と出口側部品供給管が結合され、前記ケース本体の摺動空間を進退駆動手段によって進退する開閉部材が設けられ、前記開閉部材には停止部と通過部が設けられ、前記開閉部材が進退することにより、前記通過部が前記入口側部品供給管と前記出口側部品供給管を連通させたり、前記停止部が前記入口側部品供給管と前記出口側部品供給管を遮断したりするものであって、部品が前記開閉部材に衝突することによって生じる開閉部材の変位が前記進退駆動手段に伝達されないようにするための変位吸収手段が設けられており、前記変位吸収手段には、前記開閉部材の前記変位を許容するとともに、開閉部材から前記進退駆動手段に異常な方向の力が伝達されないようにする、ボールジョイントまたは空隙式ジョイントのような屈曲点が設けられていることを特徴とする搬送部品の停止通過ユニット。