JP5967410B2 - 搬送部品の停止通過ユニット - Google Patents

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、前記ケース本体の摺動空間を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、部品の進行方向で見て、部品後方の気圧と部品前方の気圧の圧力差が部品の質量にとって適当な値でなければならない。例えば、搬送空気の気圧が著しく高い場合であると、部品と部品通路管の内面との空隙を通過する空気量が多いために、部品前後の圧力差が少なくて十分な値に達することがなく、部品は部品供給管の途中で停止する現象が発生する。このような現象は、部品前方の空気を部品通路管の端部近くで排出するようにしても、この排出量が不十分であると、部品前後の圧力差が十分な値に達しないこととなる。

とくに、部品通路管の端部近傍に排気口を開けたものであると、排気口を通過するときの排気音が強くなり、工場環境を悪化させることとなる。さらに、排気口から噴出した空気が近隣の電気制御機器類を直撃したりすると、同機器に支障が発生する虞がある。

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、部品前方の空気を部品搬送にとって最も有利な箇所から排出して、適確な部品搬送を実現するとともに、排気騒音に関する問題を解消することのできる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、部品は前記入口側部品供給管に接続された部品通路管内を搬送空気によって圧送されるものにおいて、前記開閉部材と部品の間の空気を排出する排気通路が、前記開閉部材に設けてあり、前記排気通路は、一端が前記停止部の停止面に開口しているとともに、他端が前記開閉部材の横側面に形成した連通路に開口しており、前記連通路は、前記開閉部材の前記停止面側の横側面に開閉部材の進退方向に沿って形成されているとともに、前記ケース本体に前記連通路に連通する排気口が設けられ、前記停止面に部品が衝突して形成された窪み変形部の変形部分が前記横側面の方へ押し出されて形成された膨出部を、前記連通路の空間に膨らませるように構成したことを特徴とする搬送部品の停止通過ユニットである。

前記開閉部材と部品の間の空気を排出する排気通路が、前記開閉部材に設けてあるので、部品通路管から入口側部品供給管におよぶ部品供給通路の最後端部に、排気通路が配置されていることとなる。したがって、部品が開閉部材に受け止められる段階まで部品の前後に搬送空気の圧力差が存続するので、部品に対する搬送力は、部品が停止させられるまで確実に維持でき、搬送空気による部品圧送が高い信頼性のもとで実現する。

排気通路が形成された開閉部材はケース本体内に収容された状態になっているので、排気通路において発生する排気騒音はケース本体によって遮蔽され、外部に漏れる騒音量が少なくなって工場環境改善の面で好適である。

前記排気通路は、一端が前記停止部の停止面に開口しているとともに、他端が前記開閉部材の横側面に形成した連通路に開口している。

前記停止部の停止面に排気通路の一端が開口しているので、部品通路管から入口側部品供給管におよぶ部品供給通路の最後端部に、排気通路が配置されていることとなる。さらに、排気通路の他端は、開閉部材の横側面に形成した連通路に開口しているので、排気通路自体が屈曲した通路形状となり、搬送空気はさらに流通方向を変えて連通路を通過する。このような搬送空気の通路形状は、搬送空気の流れに流路抵抗を付与することとなり、排気音の低減にとって好適である。一般に、気体流の排気音の低減には、空気の急膨張、ウール材による吸音、流路抵抗の利用、共鳴による騒音低減などが採用されるが、ここでは流路抵抗の活用と、ケース本体による遮蔽が効果的になっている。

前記連通路は、前記開閉部材の前記停止面側の横側面に開閉部材の進退方向に沿って形成されているとともに、前記ケース本体に前記連通路に連通する排気口が設けられている。

前記連通路を通過した搬送空気は、ケース本体に設けた排気口を経て外部に放出される。したがって、この排気口の開口位置を選定することによって、近隣の電気制御機器などへの空気直撃を回避することができる。また、開閉部材の停止面に部品が激突を繰り返すと、停止面が凹んだ形状に変形し、これにともなって停止面側の横側面が膨出した変形を呈する。しかし、前記連通路は、前記開閉部材の前記停止面側の横側面に開閉部材の進退方向に沿って形成されているので、横側面における膨出は連通路の空間において吸収される。したがって、開閉部材の摺動抵抗が大きくなって進退動作が悪化するようなことが防止できる。

装置全体を示す側面図である。 停止通過ユニットの各部の断面図である。 開閉部材の断面図と平面図である。

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）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。したがって、ボルト５の供給の目的箇所は、受入孔２０である。

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に支持部材２２が固定されている。挿入駆動手段である挿入エアシリンダ２３内をピストン２４が摺動し、そのピストンロッド２５が支持部材２２に固定されている。ピストン２４は静止状態であり、ピストン２４の上側に上昇室２６、下側に下降室２７が形成されている。上昇室２６または下降室２７に作動空気が供給されると、挿入エアシリンダ２３が相対的に進退する。この進退方向は鉛直方向に設定してある。符号２８、２９は、上昇室２６と下降室２７に接続されている作動空気の給排通路管である。

挿入エアシリンダ２３は、鉛直方向に延びている支持基部材３１にボルト付けなどで固定されている。この支持基部材３１は、枠状部材や板状部材などで形成されるが、ここでは後者の板状部材であり、分厚いステンレス鋼製の板材で作られている。

支持基部材３１の上部に、進退駆動手段であるエアシリンダ３２が斜め方向の姿勢で固定されている。このエアシリンダ３２のピストンロッドが供給ロッド１である。供給ロッド１の先端に保持ヘッド２が固定されている。

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。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が支持基部材３１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が支持基部材３１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やケース本体３７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２（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、止め金具１６を経て空気切換弁（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。ここでエアシリンダ３２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、挿入エアシリンダ３３の下降室２７に作動空気が供給されると、シリンダ２３、支持基部材３１、エアシリンダ３２、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。

図示していないが、ボルト５が受入孔２０内に挿入されると、ついで鋼板部品が溶着用突起８の上に載せられ、その後、可動電極が進出してきて鋼板部品を加圧し、溶接電流が通電されて溶接が完了する。

つぎに、排気通路について説明する。

プロジェクションボルト５と開閉部材３９との間の空気を排出するために、排気通路４７が開閉部材３９の停止部４０の箇所に設けてある。排気通路４７は、図２に示すように、Ｌ字型に屈曲した形状であり、一端が図２（Ｃ）に示すように、停止部４０の停止面４８に開口しているとともに、他端が図２（Ｂ）に示すように、前記開閉部材３９の横側面４９に形成した連通路５０に開口している。連通路５０は、開閉部材３９の停止面４８側の横側面４９に開閉部材３９の進退方向に沿って形成されている。そして、ケース本体３７の一部に連通路５０に連通する排気口５１が設けられている。

前記連通路５０は、図２から明らかなように、停止面４８に近い側の横側面４９に開閉部材３９の進退方向に沿って形成されている。換言すると、連通路５０は開閉部材３９の横側面４９に設けてあるが、入口側部品供給管４４側に片寄せて形成されている。この形成は、直方体状の開閉部材３９の横側面４９を機械加工で切り欠いてある。図示の場合は、排気通路４７は４つ形成されているが、これを必要に応じて増減させることも可能である。

排気口５１は、ケース本体３７の最も奥の箇所に設けてある。このような箇所に設けることによって、排気通路４７、連通路５０を通過した搬送空気は摺動空間３８において急膨張をするので、騒音発生が抑制されて排気音の低減に効果的である。なお、このような急膨張による利点はないが、別の排気口として符号５２で示した箇所に設けることも可能である。

図３（Ａ）は、停止部４０の箇所の断面図である。高速で移送されてきたボルト５が停止面４８に受け止められると、その衝撃力で停止面４８は２点鎖線で示すように窪み変形部５４となる。このような窪み変形部５４が形成されると、その変形部分が横側面４９の方へ押し出されて膨出部５５が形成される。図３（Ａ）では理解しやすくするために、窪み変形部５４や膨出部５５の変形量を誇張して図示してあるが、実際には肉眼では判別しにくい変形量である。このような変形が発生すると、摺動空間３８内における開閉部材３９の摺動抵抗が大きくなり、進退動作が円滑になされないという問題が発生する。

そこで、連通路５０が停止面４８側に形成されていることにより、前述の膨出部５５が連通路５０の空間に膨らむので、開閉部材３９の摺動抵抗が大きくなることが防止でき、円滑な進退動作が確保できるのである。

図３（Ｂ）に示すように、真っ直ぐな排気通路４７が停止部４０を貫通していると、窪み変形部５４による変形応力が排気通路４７の全域に及ぶので、通常の材料であるステンレス鋼製の開閉部材３９であると、最悪の場合には符号５６で示すようなクラックの発生が懸念される。しかし、図２に示すように、排気通路４７をＬ字型に屈曲した形状とし、連通路５０に開口させておくことにより、上記変形応力が膨出部５５のように分散されて、上述のようなクラック発生の懸念が解消される。なお、このようなクラック発生の懸念については、開閉部材３９を特殊鋼で製作することにより、原価は高くなるが、解消することができる。

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。

上述の供給ロッド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とボルト５の間の空気を排出する排気通路４７が、前記開閉部材３９に設けてあるので、部品通路管３５から入口側部品供給管４４におよぶ部品供給通路の最後端部に、排気通路４７が配置されていることとなる。したがって、ボルト５が開閉部材３９に受け止められる段階までボルト５の前後に搬送空気の圧力差が存続するので、ボルト５に対する搬送力は、ボルト５が停止させられるまで確実に維持でき、搬送空気による部品圧送が高い信頼性のもとで実現する。

排気通路４７が形成された開閉部材３９はケース本体３７内に収容された状態になっているので、排気通路４７において発生する排気騒音はケース本体３７によって遮蔽され、外部に漏れる騒音量が少なくなって工場環境改善の面で好適である。

前記排気通路４７は、一端が前記停止部４０の停止面４８に開口しているとともに、他端が前記開閉部材３９の横側面４９に形成した連通路５０に開口している。

前記停止部４０の停止面４８に排気通路４７の一端が開口しているので、部品通路管３５から入口側部品供給管４４におよぶ部品供給通路の最後端部に、排気通路４７が配置されていることとなる。さらに、排気通路４７の他端は、開閉部材３９の横側面４９に形成した連通路５０に開口しているので、排気通路４７自体が屈曲した通路形状となり、搬送空気はさらに流通方向を変えて連通路５０を通過する。このような搬送空気の通路形状は、搬送空気の流れに流路抵抗を付与することとなり、排気音の低減にとって好適である。一般に、気体流の排気音の低減には、空気の急膨張、ウール材による吸音、流路抵抗の利用、共鳴による騒音低減などが採用されるが、ここでは流路抵抗の活用と、ケース本体による遮蔽が効果的になっている。

前記連通路５０は、前記開閉部材３９の前記停止面４８側の横側面４９に開閉部材３９の進退方向に沿って形成されているとともに、前記ケース本体３７に前記連通路５０に連通する排気口５１および５２が設けられている。

前記連通路５０を通過した搬送空気は、ケース本体３７に設けた排気口５１および５２を経て外部に放出される。したがって、この排気口５１および５２の開口位置を選定することによって、近隣の電気制御機器などへの空気直撃を回避することができる。また、開閉部材３９の停止面４８にボルト５が激突を繰り返すと、停止面４８が凹んだ形状に変形して窪み変形部５４が形成され、これにともなって停止面４８側の横側面４９が膨出した変形を呈して膨出部５５が形成される。しかし、前記連通路５０は、前記開閉部材３９の前記停止面４８側の横側面４９に開閉部材３９の進退方向に沿って形成されているので、横側面４９における膨出は連通路５０の空間において吸収される。したがって、開閉部材３９の摺動抵抗が大きくなって進退動作が悪化するようなことが防止できる。

上述のように、本発明の装置によれば、部品前方の空気を部品搬送にとって最も有利な箇所から排出して、適確な部品搬送を実現するとともに、排気騒音に関する問題を解消することができる。したがって、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 部品供給管、出口側部品供給管
５ 部品、プロジェクションボルト
３４ 噴射ノズル
３５ 供給ホース
３６ 停止通過ユニット
３７ ケース本体
３９ 開閉部材
３８ 摺動空間
４０ 停止部
４１ 通過部
４４ 入口側部品供給管
４７ 排気通路
４８ 停止面
４９ 横側面
５０ 連通路
５１ 排気口
５２ 排気口
５４ 窪み変形部
５５ 膨出部
５６ クラック

Claims (1)

1. 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、部品は前記入口側部品供給管に接続された部品通路管内を搬送空気によって圧送されるものにおいて、
   前記開閉部材と部品の間の空気を排出する排気通路が、前記開閉部材に設けてあり、
   前記排気通路は、一端が前記停止部の停止面に開口しているとともに、他端が前記開閉部材の横側面に形成した連通路に開口しており、
   前記連通路は、前記開閉部材の前記停止面側の横側面に開閉部材の進退 方向に沿って形成されているとともに、前記ケース本体に前記連通路に連通する排気口が設けられ、
   前記停止面に部品が衝突して形成された窪み変形部の変形部分が前記横側面の方へ押し出されて形成された膨出部を、前記連通路の空間に膨らませるように構成したことを特徴とする搬送部品の停止通過ユニット。

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