JP6631922B2 - 部品供給装置 - Google Patents

Description

この発明は、仮止室に進入してきた部品をストッパ面で受け止めて位置決めを行い、この部品を供給ロッドで目的箇所へ供給する形式の部品供給装置であり、電動式進退駆動ユニットによって供給ロッドを動作させるものである。

特許第５３４４３２５号公報の図７には、供給ロッドを進退させるエアシリンダにガイド管が同軸状態で結合され、このガイド管の先端部に仮止室を有する供給ヘッドが配置してあり、供給ロッドが進出すると、仮止室に位置決めされているプロジェクションナットを保持して、電気抵抗溶接機の電極に供給することが記載されている。

上記特許第５３４４３２５号公報に記載されている代表的な構造を、図４に基づいて説明する。

ここでの部品は、鉄製のプロジェクションナット１であり、正方形の本体の中央部にねじ孔２が開けられ、片側の四隅に溶着用突起３が形成された、一般的なものである。以下の説明において、プロジェクションナットを単にナットと表現する場合もある。

パーツフィーダ４から送出されたナット１は、断面矩形の部品供給管５を経て移送されてくる。一方、真っ直ぐな供給ロッド６は、断面円形のガイド管７内に進退可能な状態で収容され、ガイド管７の端部に部品供給管５が溶接してある。部品供給管５とガイド管７が交差している箇所に、仮止室８が形成され、ナット１や供給ロッド６が通過する出口開口９が形成されている。

ガイド管７に同軸状態でエアシリンダ１０が結合してあり、このエアシリンダ１０により、供給ロッド６が進退動作をする。ガイド管７がブラケット１２を介して機枠などの静止部材１３に固定してある。

断面円形の供給ロッド６は、大径の主ロッド１４にねじ孔２を貫通する小径のガイドロッド１５が一体化されている。主ロッド１４とガイドロッド１５の境界部に、押出し面１６が形成してある。

部品供給管５の延長方向に仮止室８の内壁の一部を構成するガイド部材１７が配置され、そのストッパ面１８によって、ナット１が仮止室８内で位置決めがなされている。ガイド部材１７は、平たいステンレス鋼製の厚板で構成してある。この位置決めを行うために、空気吸引や永久磁石などによる吸引がなされる。ここでは、ガイド部材１７に永久磁石１９が埋め込んである。ガイド管７の外側に平面２０が形成され、ここにガイド部材１７を押し付けて固定がなされている。ガイド管７に押さえ金具２１が溶接され、ここにねじ込んだ固定ボルト２２で、ガイド部材１７が平面２０に押し付けられている。

ナット１は、鋼板部品２４に溶接される。鋼板部品２４は、固定電極２５に載置され、その位置決めピン２６が鋼板部品２４の下孔２７とねじ孔２を貫通した状態になる。電極軸線Ｘ−Ｘ上に下部電極２５と、それと対をなす可動電極２８が設けられている。位置決めピン２６は、進退可能な状態とされ、進出方向に付勢されている。

上述の構造により、ガイド管７の先端側の部分と、部品供給管５の先端側の部分と、仮止室８と、ガイド部材１７の部材によって、供給ヘッド１１が構成されている。

つぎに、上記装置の動作を説明する。

図４は、部品供給管５を移動してきたナット１が、永久磁石１９によってガイド部材１７のストッパ面１８に吸引されて、位置決めがなされている状態を示す。

ここで供給ロッド６が進出すると、ガイドロッド１５がねじ孔２を貫通し、さらに進出して押出し面１６がナット１の端面に突き当たって、ナット１は仮止室８から押し出されてゆく。そして、ガイドロッド１５の先端が位置決めピン２６の直前で停止すると、ナット１はガイドロッド１５を滑降し、位置決めピン２６が相対的にねじ孔２を貫通して、溶着用突起３が鋼板部品２４上に載置される（実線図示参照）。ついで、可動電極２８が進出して位置決めピン２６を押し下げるとともに、ナット１と鋼板部品２４が両電極２５、２８間で挟み付けられる。その後、溶接電流が通電されて溶着用突起３の溶着が完了する。

特許第５３４４３２５号公報

上記特許文献１に記載されている技術、すなわち図４に示す構造は、エアシリンダにガイド管が同軸状態で接続され、このガイド管の端部に仮止室を有する供給ヘッドが接合された構造であるため、装置の全長が著しく長くなり、スペース的に制約された箇所への取り付けが行いにくい、という問題がある。

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、細長い形状の電動式進退駆動ユニットの構造的特質を活用し、供給ロッドを電動式進退駆動ユニットと平行に配置して、装置のコンパクト化を図ることを目的とする。

請求項１記載の発明は、
部品供給管と、進退動作式供給ロッドのガイド管が交差している箇所に、出口開口を有する部品の仮止室が形成され、前記部品供給管の延長方向に仮止室の内壁の一部を構成するガイド部材が配置され、前記ガイド部材のストッパ面によって仮止室内で位置決めされている部品を、前記供給ロッドに保持して目的箇所へ供給する形式のものであって、
長尺で細長いケース内に、進退動作を出力するための駆動機構が格納されている電動式進退駆動ユニットが静止部材に取り付けられ、前記電動式進退駆動ユニットの進退出力方向に対して直交する向きに突出している進退駆動片が設けられ、
前記供給ロッドが、その進退方向が電動式進退駆動ユニットの進退出力方向と平行となるように配置されているとともに、その端部が前記進退駆動片に結合され、
前記静止部材に、前記供給ロッドの他端部を摺動可能な状態で支持する支持部材が取り付けられていることを特徴とする部品供給装置である。

以下の説明において、駆動ユニットなる用語の記載は、電動式進退駆動ユニットを意味している。

長尺で細長いケース内に、進退動作を出力するための駆動機構が格納されている駆動ユニットが静止部材に取り付けられ、駆動ユニットの進退方向に対して直交する向きに突出している進退駆動片が設けられ、供給ロッドが、その進退方向が駆動ユニットの進退出力方向と平行となるように配置されているとともに、その端部が進退駆動片に結合されている。

これにより、いわゆる横方向に突出した進退駆動片に供給ロッドの端部を結合することが可能となり、供給ロッドと駆動ユニットのケースを平行に配置することができる。したがって、駆動ユニットと供給ロッドが直線的に接続されたような形態を回避し、装置を長さ方向においてコンパクト化することができる。そして、ケースや上記駆動機構を長くすることにより、駆動ユニットの出力ストロークが長くなり、それにともなって供給ロッドの長さも長くすることが可能となる。つまり、駆動ユニットのケースの長さに応じて、供給ロッドの長さを、装置の長さ方向のコンパクト化を図りながら、自由に選定することができ、部品供給装置としての有用性を高めることが実現する。

上述のように、駆動ユニットのケースと供給ロッドが平行に配置でき、それに加えて、仮止室やガイド部材などの集合構造物（いわゆる供給ヘッド）を、駆動ユニット端部の近傍に配置することができる。このため、仮止室やガイド部材などの集合構造物（いわゆる供給ヘッド）を含めた装置全体の長さ方向の寸法を短縮することが可能となる。重要なのは、駆動ユニットと供給ロッドが平行に配置してあるので、供給ロッドの有効ストロークを十分に長くしても、上述のような集合物の近傍配置によって、装置全体の長さが過大なるのを回避できることである。

さらに、平行に配置された駆動ユニットと供給ロッドの間隔をできるだけ狭くすることにより、仮止室やガイド部材などの集合構造物（いわゆる供給ヘッド）の配置に要する、供給ロッドとは直角方向のスペース取りを小さくすることができ、狭い箇所への装置配備にとって好都合である。

静止部材に、供給ロッドの他端部を摺動可能な状態で支持する支持部材が取り付けられている。供給ロッドの端部は、進退駆動片に結合してあるので、ここの結合安定性には問題はないが、供給ロッドの他端部を安定した状態で支持して、駆動ユニットと供給ロッドの平行配置を精度良く維持する必要がある。静止部材に取り付けられた上記支持部材が摺動式軸受部材としての機能を果たすので、供給ロッドと駆動ユニットとの平行状態に狂いが発生するようなことがなく、滑らかで安定した供給ロッドの進退動作が確保できる。

装置全体の側面図と部分的な断面図である。 進退動作用の駆動機構の一例を示す断面図である。 他の進退動作用の駆動機構の一例を示す断面図である。 従来構造を示す断面図である。

つぎに、本発明の部品供給装置を実施するための形態を説明する。

図１〜図３は、本発明の実施例を示す。

本実施例における供給ヘッドは、図４に示した供給ヘッド１１の構成および作動と同じなので、図中に同じ符号を記載して各部の構造説明は省略してある。

最初に、電動式進退駆動ユニットの概略構造について説明する。

電動式進退駆動ユニットとしては種々なタイプものがあり、例えば、回転出力式の電動モータを使用したものや、固定電磁石と可動電磁石を組み合わせたリニアモータなどがある。ここでは、前者の回転出力式電動モータを用いて進退出力を得るものを示してある。

駆動ユニット全体は、符号３０で示してあり、長尺で細長いケース３１の端部に、回転出力式の電動モータ３２が結合され、その進退出力の方向は、図２の出力軸線Ｏ−Ｏで示されている。厚板などで作られた進退駆動片３３が、駆動ユニット３０の進退出力方向、すなわち出力軸線Ｏ−Ｏに対して、直交する向きに突出させてある。この進退駆動片３３はケース３１に設けた細長い通過孔３４を経てケース外に突き出ている。なお、ケース３１の断面形状は、四角い形状になっている。

駆動ユニット３０は、厚板など作られた基部材３５に固定ボルト３６で固定してある。この基部材３５は、装置の機枠などの静止部材１３に、ボルト付けなどで結合してある。

つぎに、駆動機構について説明する。

駆動機構は、回転運動を直進運動に変換するもので、ラックピニオン機構、回転式ねじ軸を回転させてねじ孔付き部材を進退させるものなど、種々な構造が採用できるが、ここでは後者の部類であるボウルスクリュー形式のものを例示している。

駆動機構全体は符号３７で示され、ケース３１内に格納されている。ケース３１の端部に結合された回転出力式の電動モータ３２によって、スクリュー軸３８が正転方向および逆転方向に回転する。スクリュー軸３８には、鋼球３９が転動できる断面円弧型の螺旋溝４０が形成してある。スクリュー軸３８は、円筒状の進退部材４１内を貫通しており、その内面に螺旋溝４０に合致する螺旋内溝４２が形成してある。進退部材４１に循環パイプ４３が結合され、鋼球３９が、螺旋溝４０と螺旋内溝４２で形成された螺旋通路と、循環パイプ４３内に、ぎっしりと隙間なく詰め込まれている。これにより、鋼球３９を介して雄ねじが雌ねじ内にねじ込まれたような状態になっている。

進退駆動片３３は、進退部材４１に溶接またはボルト付けなどで固定してある。

電動モータ３２により、スクリュー軸３８が回転すると、鋼球３９が上記螺旋通路や循環パイプ４３内をエンドレスな状態で循環し、機械抵抗の少ない状態で、進退部材４１が前進または後進を行う。なお、ケース３１の下端にエンコーダ４４が固定されている。このエンコーダ４４は、一般的に採用されている位置検出用パルスエンコーダであり、所定パルスに相当する微小移動量によって、供給ロッド６のストロークを微小調整ができるようになっている。前記微小調整を可とする他の事例として、ＡＣサーボモータを使用したＡＣメカフィードシステムを採用することもできる。

上記の構造により、駆動機構３７は、スクリュー軸３８、進退部材４１、螺旋溝４０、螺旋内溝４２、循環パイプ４３、鋼球３９などによって形成され、ケース３１内に格納されている。

つぎに、供給ロッドについて説明する。

供給ロッド６は、その進退方向が駆動ユニット３０の進退出力方向、すなわち出力軸線Ｏ−Ｏと平行となるように配置されているとともに、その端部が進退駆動片３３に結合されている。この結合構造の一例として、図２に示すように、進退駆動片３３に板材４５が固定され、その上にＬ字型のブラケット４６が固定してあり、そこに主ロッド１４の端部に設けたボルト４７を貫通して、固定ナット４８で固定してある。

つぎに、供給ロッドの支持部材について説明する。

静止部材である基部材３５に、供給ロッド６の他端部を摺動可能な状態で支持する支持部材５０が取り付けられている。支持部材５０は、駆動ユニット３０にできるだけ近づけて配置してあり、柱状の細長い部材を基部材３５に溶接したもので、そこに設けた支持孔５１に、供給ロッド６が、隙間がなくて進退可能な状態で差し込んである。こうすることにより、供給ロッド６と出力軸線Ｏ−Ｏとの平行配置が確定し、供給ロッド６の安定した円滑な進退動作えられるようになっている。

また、後述の調整支持部材５２で位置決めされたガイド管７に、供給ロッド６が差し込まれているが、この差し込み部分５７によって、支持孔５１のような支持機能を果たさせて、支持部材５０をやめることも可能である。つまり、前記差し込み部分５７によって、供給ロッド６と出力軸線Ｏ−Ｏとの平行配置を確定させるのである。

つぎに、調整支持部材について説明する。

調整支持部材５２は、細長いブロック状の部材を基部材３５に溶接したもので、ガイド管７を嵌入する支持孔５３（図２（Ｂ）参照）が設けられ、この支持孔５３に連なる割り空隙５４が形成されている。ガイド管７の軸線方向と９０度食い違った方向に締め付け孔５５が形成され、ここに締め付けボルト５６をねじ込むようになっている。供給ロッド６は、支持孔５３と同軸になっていて、供給ロッド６と出力軸線Ｏ−Ｏとの平行配置を確定させている。

調整支持部材５２をできるだけ駆動ユニット３０に近づけて配置するとともに、部品供給管７をできるだけ短くしてある。こうすることにより、供給ヘッド１１自体の小型化を図るとともに、供給ヘッド１１を含む装置全体の長手方向の寸法を短縮することができ、装置のコンパクト化にとって効果的である。

締め付けボルト５５を緩めて、ガイド管７を支持孔５３内に挿入し、ガイド管７を回しながら供給ヘッド１１の向きを調整してから、締め付けボルト５５を強固に締め付ける。こうすることにより、ガイド管７が支持孔５３内で強く締め付けられて、供給ヘッド１１が静止部材である基部材３５に取付けられる。

この実施例では、駆動ユニット３０の端部近傍に、供給ヘッド１１が配置してあるので、ガイド管７は短くなっている。この短くなったガイド管７の端部に主ロッド１４が差し込まれて、差し込み部分５７が形成されている。締め付けボルト５５を緩めて供給ヘッド１１を回すことにより、部品供給管５の配置位置を選定し、近隣の部材を避けて部品供給管５を位置づけることが可能となる。

つぎに、他の駆動機構について説明する。

他の駆動機構は、図３に簡略的に示されている。この駆動機構３７は、歯付きベルト５８を用いたタイプである。歯付きベルト５８が掛け渡されている歯付きプーリ５９（もう１つのプーリの図示は省略してある）は、その駆動軸６０が図２の紙面に対して、垂直となる向きに配置してある。そのために、２点鎖線で示した電動モータ３２の向きは、先の事例よりも９０度変向してある。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の事例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。

ここでの歯付きベルト５８、歯付きプーリ５９などが、駆動機構３７を構成し、ケース３１内に格納されている。

上記実施例における部品は、プロジェクションナットであるが、これをプロジェクションボルトのような軸状部品に置き換えることも可能である。その場合には、供給ロッドの先端部に永久磁石を取り付けて、プロジェクションボルトを供給ロッドに吸着して送出するような改造を行うことにより、簡単に部品変更ができる。

上述の供給ロッドの進退動作は、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させて、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の作用効果は、つぎのとおりである。

長尺で細長いケース３１内に、進退動作を出力するための駆動機構３７が格納されている駆動ユニット３０が静止部材である基部材３５に取り付けられ、駆動ユニット３０の進退方向に対して直交する向きに突出している進退駆動片３３が設けられ、供給ロッド６が、その進退方向が駆動ユニット３０の進退出力方向（出力軸線Ｏ−Ｏ）と平行となるように配置されているとともに、その端部が進退駆動片３３に結合されている。

これにより、いわゆる横方向に突出した進退駆動片３３に供給ロッド６の端部を結合することが可能となり、供給ロッド６と駆動ユニット３０のケース３１を平行に配置することができる。したがって、駆動ユニット３０と供給ロッド６が直線的に接続されたような形態を回避し、装置を長さ方向においてコンパクト化することができる。そして、ケース３１や上記駆動機構３７を長くすることにより、駆動ユニット３０の出力ストロークが長くなり、それにともなって供給ロッド６の長さも長くすることが可能となる。つまり、駆動ユニット３０のケース３１の長さに応じて、供給ロッド６の長さを、装置の長さ方向のコンパクト化を図りながら、自由に選定することができ、部品供給装置としての有用性を高めることが実現する。

上述のように、駆動ユニット３０のケース３１と供給ロッド６が平行に配置でき、それに加えて、仮止室８やガイド部材１７などの集合構造物（いわゆる供給ヘッド１１）を、駆動ユニット３０の端部の近傍に配置することができる。このため、仮止室８やガイド部材１７などの集合構造物（いわゆる供給ヘッド１１）を含めた装置全体の長さ方向の寸法を短縮することが可能となる。重要なのは、駆動ユニット３０と供給ロッド６が平行に配置してあるので、供給ロッド６の有効ストロークを十分に長くしても、上述のような集合物の近傍配置によって、装置全体の長さが過大なるのを回避できることである。

さらに、平行に配置された駆動ユニット３０と供給ロッド６の間隔をできるだけ狭くすることにより、仮止室８やガイド部材１７などの集合構造物（いわゆる供給ヘッド１１）の配置に要する、供給ロッド６とは直角方向のスペース取りを小さくすることができ、狭い箇所への装置配備にとって好都合である。

静止部材である基部材３５に、供給ロッド６の他端部を摺動可能な状態で支持する支持部材５０、５２が設けられている。供給ロッド６の端部は、進退駆動片３３に結合してあるので、ここの結合安定性には問題はないが、供給ロッド６の他端部を安定した状態で支持して、駆動ユニット３０と供給ロッド６の平行配置を精度良く維持する必要がある。基部材３５に取り付けられた上記支持部材５０、差し込み部分５７が摺動式軸受部材としての機能を果たすので、供給ロッド６と駆動ユニット３０との平行状態に狂いが発生するようなことがなく、滑らかで安定した供給ロッドの進退動作が確保できる。

単一の基部材３５に、駆動ユニット３０、支持部材５０、調整支持部材５２、保持ヘッド１１などが取り付けられているので、基部材３５を基準にして、駆動ユニット３０、支持部材５０、調整支持部材５２、保持ヘッド１１などの相対位置を正確に求めることが行いやすくなる。それにともなって、供給ロッド６と仮止室８の相対位置や、供給ロッド６を支持する支持部材５０や差し込み部分５７の動作精度も向上する。

調整支持部材５２によって、供給ヘッド１１を所定の位置に回動させて位置決めを行うものであるから、部品供給管５の位置選定の際に、駆動ユニット３０全体を回すようなことを回避することができる。したがって、電動モータ３２への電線に影響するようなことがなく、最少の供給ヘッド１１の位置調整だけとなるので、作業性が向上し、装置への悪影響が発生しない。

上述のように、本発明の装置により、細長い形状の電動式進退駆動ユニットの構造的特質を活用し、供給ロッドを電動式進退駆動ユニットと平行に配置して、装置のコンパクト化を図ることができる。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 プロジェクションナット
５ 部品供給管
６ 供給ロッド
７ ガイド管
８ 仮止室
１１ 供給ヘッド
１７ ガイド部材
１８ ストッパ面
２４ 鋼板部品
３０ 電動式進退駆動ユニット、駆動ユニット
３１ ケース
３２ 電動モータ
３３ 進退駆動片
３５ 基部材
３７ 駆動機構
３８ スクリュー軸
３９ 鋼球
４０ 螺旋溝
４１ 進退部材
４２ 螺旋内溝
４３ 循環パイプ
５０ 支持部材
５１ 支持孔
５２ 調整支持部材
５３ 支持孔
５７ 差し込み部分
５８ 歯付きベルト
５９ 歯付きプーリ
Ｏ−Ｏ 出力軸線

Claims (1)

1. 部品供給管と、進退動作式供給ロッドのガイド管が交差している箇所に、出口開口を有する部品の仮止室が形成され、前記部品供給管の延長方向に仮止室の内壁の一部を構成するガイド部材が配置され、前記ガイド部材のストッパ面によって仮止室内で位置決めされている部品を、前記供給ロッドに保持して目的箇所へ供給する形式のものであって、
   長尺で細長いケース内に、進退動作を出力するための駆動機構が格納されている電動式進退駆動ユニットが静止部材に取り付けられ、前記電動式進退駆動ユニットの進退出力方向に対して直交する向きに突出している進退駆動片が設けられ、
   前記供給ロッドが、その進退方向が電動式進退駆動ユニットの進退出力方向と平行となるように配置されているとともに、その端部が前記進退駆動片に結合され、
   前記静止部材に、前記供給ロッドの他端部を摺動可能な状態で支持する支持部材が取り付けられていることを特徴とする部品供給装置。

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