JP6857790B2 - 部品供給装置および部品供給方法 - Google Patents

Description

この発明は、供給されてきた部品を加圧ロッドの押圧力によってチャック機構に保持し、チャック機構の保持を解除して、加圧ロッドの押圧力で部品を目的箇所へ送給する、部品供給装置および部品供給方法に関している。

特開２０１１−２４５６１１号公報には、チャック機構に保持された部品をチャック機構とともに前進させて、部品を目的箇所である相手方部品の受入孔に差し込むことが記載され、差し込んだ部品の差し込みを安定させるために、部品に対して、プッシュロッドや圧縮空気で加圧し続けることが記載されている。

特開２０１１−２４５６１１号公報

上記特許文献に記載されている技術は、供給ヘッドの先端部に、部品が永久磁石で吸着されるものであるから、何らかの外力が部品に作用すると、部品と供給ヘッドの相対位置が狂うこととなり、これが原因になって、目的箇所への正確な部品供給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、供給されてきた部品の停止位置を正確に設定してから、目的箇所へ供給することを目的とする。

請求項１記載の発明は、部品供給装置であり、
フランジやボルト頭部のようなヘッド部材に軸やボルト軸のような軸部が一体化されている部品が供給の対象とされ、
部品の供給通路や、この供給通路に進入する加圧ロッドの進入路が直方体をなした素材に形成されて本体部材が構成されているとともに、前記本体部材は静止部材に取り付けられたエアシリンダまたは進退出力をする電動モータを介して進退可能な状態で静止部材に取り付けられ、
供給通路の出口箇所に接近させて部品を受け入れるチャック部材が配置され、
チャック部材は、第１部材と第２部材で構成されているとともに、第１部材の端面と第２部材の端面が開閉する構造とされ、
保持孔は、第１部材の端面に設けた断面半円形の円弧溝と、第２部材の端面に設けた断面半円形の円弧溝が合致して形成されるように構成し、
保持孔には、部品のヘッド部材を係止する係止部と、部品の軸部が貫通する通過部が形成され、
前記加圧ロッドは、供給通路から保持孔に供給された部品を加圧し続けるとともに、本体部材に取り付けられた加圧手段に結合され、
チャック部材の開閉機構が結合部材を介して前記本体部材に取り付けてあり、
加圧ロッドの加圧によって、チャック部材に対する部品の相対位置が設定されるように構成したことを特徴としている。

本体部材に部品の供給通路と加圧ロッドの進入路が形成され、進入路は供給通路に連通しており、供給通路の出口箇所に第１部材と第２部材から成るチャック部材が接近させてあり、チャック部材に２つの円弧溝を合致させた係止部と通過部を有する保持孔が形成され、保持孔の係止部に部品の頭部が係止され、加圧ロッドによって部品を加圧状態に維持し、チャック部材に対する部品の相対位置が設定されている。このような構成によって、部品と、本体部材、チャック部材、加圧ロッドなどとの相対位置が変化することなく、一体的になって送出される。この送出の後、チャック部材の第１部材と第２部材が拡開し、継続的に作用している加圧ロッドの押出し力によって、部品は所定の目的箇所まで送給される。

したがって、部品は加圧ロッドで加圧されてチャック部材の係止部に受け止められ、部品とチャック部材との相対位置が正確に設定される。とくに、部品の軸部がチャック部材から突出している長さが、所定の長さに正確に設定される。このような状態で部品、本体部材、チャック部材、加圧ロッドなどの相対位置が変化せずに進出することによって、部品は正確に目的箇所へ到達し、移動精度が高くて信頼性の高い部品供給装置がえられる。換言すると、部品、本体部材、チャック部材、加圧ロッドなどの相対位置を変化させない状態で部品送出がなされ、その後、チャック部材と加圧ロッドだけが動作するので、部品の保持位置を狂わせる要素がなく、移動精度が高くて信頼性の高い部品供給装置がえられる。

保持孔には、部品のヘッド部材を係止する係止部と、部品の軸部が貫通する通過部が形成され、この保持孔に部品が挿入されて、係止部に対する頭部の押し付けや、通過部における軸部の貫通支持がなされる。このような部品支持によって、何らかの外力が部品に作用しても、部品とチャック部材の相対位置が容易に狂ったりしないので、部品の保持位置が正確に維持されて、目的箇所に対する部品送給が高精度のもとで達成される。

請求項２記載の発明は、部品供給方法であり、
フランジやボルト頭部のようなヘッド部材に軸やボルト軸のような軸部が一体化されている部品が供給の対象とされ、
部品の供給通路や、この供給通路に進入する加圧ロッドの進入路が直方体をなした素材に形成されて本体部材が構成されているとともに、前記本体部材は静止部材に取り付けられたエアシリンダまたは進退出力をする電動モータを介して進退可能な状態で静止部材に取り付けられ、
供給通路の出口箇所に接近させて部品を受け入れるチャック部材が配置され、
チャック部材は、第１部材と第２部材で構成されているとともに、第１部材の端面と第２部材の端面が開閉する構造とされ、
保持孔は、第１部材の端面に設けた断面半円形の円弧溝と、第２部材の端面に設けた断面半円形の円弧溝が合致して形成されるように構成し、
保持孔には、部品のヘッド部材を係止する係止部と、部品の軸部が貫通する通過部が形成され、
前記加圧ロッドは、供給通路から保持孔に供給された部品を加圧し続けるとともに、本体部材に取り付けられた加圧手段に結合され、
チャック部材の開閉機構が結合部材を介して前記本体部材に取り付けてあり、
加圧ロッドの加圧によって、チャック部材に対する部品の相対位置が設定されるように構成した部品供給装置を準備し、
上記相対位置が設定された状態で、部品が本体部材、チャック部材、加圧ロッドとともに目的箇所へ送給された位置において、チャック部材の第１部材と第２部材が拡開して、加圧ロッドの進出力によって部品が送出されることを特徴としている。

上記部品供給方法の発明の効果は、部品供給装置の発明の効果と同じである。

装置全体を示す断面図である。 チャック部材の開閉機構の一事例を簡略的に示す正面図である。 供給動作を段階的に示す側面図である。 他のチャック部材を示す図である。 部品の側面図である。

つぎに、本発明に係る部品供給装置および部品供給方法を実施するための形態を説明する。

図１〜図５は、本発明の実施例を示す。

最初に、部品について説明する。

供給の対象となる部品は、フランジやボルト頭部のようなヘッド部材に軸やボルト軸のような軸部が一体化されている。図５（Ａ）に示すように、部品１は、頭部である円形のフランジ２と、丸棒状の軸部３が一体化されている。また、図５（Ｂ）に示すように、部品１はボルトであり、頭部であるヘッド部材２が六角形で、軸部３には雄ねじが形成されている。図５（Ａ）に示す部品１は、リベットであり、複数の板材の下孔に挿入してから、かしめ変形をさせて板材の結合を行うものである。この実施例では、リベット１が供給対象であるが、部品１と表現している箇所もある。

つぎに、部品供給装置の本体部材について説明する。

部品供給装置全体は、符号１００で示されている。本体部材４は、ステンレス鋼製の直方体をなした素材に各部構造を形成したものであり、部品１が送給される供給通路５が斜め方向に形成してある。パーツフィーダ６から伸びている供給管７が、供給通路５の入口側端部に結合してあり、供給通路５の出口側端部が出口箇所８とされている。部品１は、パーツフィーダ６で吹き込まれた搬送空気によって本体部材４へ移送される。符号９は、空気噴射管を示している。供給管７は、本体部材４の進退動作に順応させるために、ポリプロピレン樹脂のような可撓性のある合成樹脂製ホースで構成されている。

図１（Ａ）の左右方向に、断面円形の孔で構成した進入路１０が設けられ、その右端側から加圧ロッド１２が進入しており、進入路１０の左端側は供給通路５に連通している。供給通路５の移送方向と、進入路１０の長手方向の交差角度が鋭角になっている。加圧ロッド１２は、進退可能な状態で進入路１０に挿入してあり、出口箇所８から突き出る箇所まで進出する。加圧ロッド１２を進退させる加圧手段として、エアシリンダ１３が本体部材４に取り付けてある。加圧手段にも符号１３が付してある。

本体部材４は、エアシリンダ１４によって進退可能な状態とされている。エアシリンダ１４は、装置１００の機枠などで形成された静止部材１５に取り付けてあり、そのピストンロッド１６が本体部材４に固定した結合部材１７に固定してある。通常、本体部材４のような大きな部材を進退させるときには、ピストンロッド１６以外に、本体部材４の荷重をささえるガイドロッドが採用されるのであるが、ここではガイドロッドの図示は省略してある。

つぎに、チャック部材について説明する。

チャック部材１８は、出口箇所８に接近させて配置してあり、供給通路５を通過してきたリベット１を受け止める。図３（Ｃ）に示すように、チャック部材１８は、第１部材１８Ａと第２部材１８Ｂで構成されているとともに、第１部材１８Ａの端面１９Ａと第２部材１８Ｂの端面１９Ｂが開閉する。リベット１を受け入れる保持孔２０は、構造的には、２つの円弧溝が合体して、断面円形の孔が形成される。具体的には、第１部材１８Ａの端面１９Ａに設けた断面半円形の円弧溝２０Ａと、第２部材１８Ｂの端面１９Ｂに設けた断面半円形の円弧溝２０Ｂが合致して形成される。

保持孔２０には、リベット１のヘッド部材、すなわちフランジ２を係止する係止部２２と、リベット１の軸部３が貫通する通過部２３が形成されている。ここでの係止部２２は、フランジ２の外周角部が線接触するテーパ孔によって構成され、このテーパ孔にも符号２２が付してある。テーパ孔２２は、円弧溝２０Ａと２０Ｂの出口箇所８側に形成してあり、テーパ形状の溝が合致して形成される。

また、通過部２３には軸部３が貫通する。通過部２３は、２つの円弧溝を合致させた断面円形の真っ直ぐな孔によって構成されているもので、具体的にはその配置箇所は、出口箇所８とは反対側の円弧溝２０Ａと２０Ｂに形成してある。

つぎに、チャック部材の開閉機構について説明する。

チャック部材１８の開閉機構としては、第１部材１８Ａと第２部材１８Ｂを直線的に往復させて開閉する方式や、第１部材１８Ａと第２部材１８Ｂを円弧方向に揺動させて開閉する方式など、種々なものが採用できる。図２に示した事例は、前者の直線的往復の方式である。開閉機構全体は、符号２１で示されている。

進退手段であるエアシリンダ２５の進退動作を、この進退方向に直交する方向の開閉動作に変換して、第１部材１８Ａと第２部材１８Ｂを直線方向に開閉する。このような変換機構として、ここでは「く」字型の揺動アーム２６Ａ、２６Ｂを利用している。揺動アーム２６Ａ、２６Ｂは、静止部材２７に軸２８Ａ、２８Ｂを介して枢着してある。エアシリンダ２５で進退する連動部材２９と、揺動アーム２６Ａ、２６Ｂがピン３０Ａ、３０Ｂと連動部材２９に設けた長孔３１Ａ、３１Ｂを介して連結してある。静止部材２７に支持された進退部材３２Ａ、３２Ｂと、揺動アーム２６Ａ、２６Ｂが、ピン３３Ａ、３３Ｂと長孔３４Ａ、３４Ｂを介して連結してある。進退部材３２Ａ、３２Ｂに、第１部材１８Ａと第２部材１８Ｂが結合してある。図示のように、端面１９Ａと１９Ｂが密着して、保持孔２０が形成される。

図２において、揺動アーム２６Ａ、２６Ｂと、長孔３１Ａ、３１Ｂ、３４Ａ、３４Ｂが重なっている部分も、鎖線ではなく実線で示してあるが、これは見やすくするための実線図示である。

開閉機構２１は、結合部材３５を介して本体部材４に取り付けてある。したがって、エアシリンダ１４によって本体部材４が進退すると、本体部材４、開閉機構２１、チャック部材１８などが一体になって進退する。

つぎに、リベットが送給される目的箇所について説明する。

リベット１によって一体化される部材は、２枚の鋼板部品３７であり、下孔３８にリベット１を挿入して、かしめられる。鋼板部品３７は、図１（Ａ）に２点鎖線で示した支持クランプ３９によって固定され、この状態で下孔３８と保持孔２０、供給通路５の出口箇所８の近傍部分および進入路１０が、中心軸線Ｏ−Ｏ上に位置している。

つぎに、チャック部材の変形例を説明する。

先に説明したチャック部材１８は、リベット１のフランジ２をテーパ孔２４のテーパ面で受け止めているが、図４に示した変形例は、平面４０で受け止めている。保持孔２０は、軸部３が貫通する通過部２３と、それよりも大径の大径孔４１によって形成され、通過部２３と大径孔４１の境界部に平面４０が形成してある。この平面４０は、中心軸線Ｏ−Ｏと垂直な位置関係となる仮想平面上に存在している。

ここでのチャック部材１８は、支持ピン４２Ａ、４２Ｂを中心にして円弧方向に開閉する。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。

つぎに、装置の動作を説明する。

図１（Ａ）に実線で示すように、パーツフィーダ６から、空気搬送でリベット１が供給通路５に送給されてくる。リベット１がさらに移送されて、保持孔２０に入り込む。この入り込みの直後に、加圧ロッド１２が進出してその先端で図３（Ａ）に示すように、フランジ２を加圧し、この加圧状態は継続する。この加圧状態でフランジ２の外周角部がテーパ孔２４のテーパ面に接触し、軸部３は通過部２３を貫通して、チャック部材１８から所定の長さが突出する。この軸部３の突出長さは、符号Ｌで示されている。

加圧ロッド１２の加圧によって、リベット１とチャック部材１８の相対位置が設定されるので、エアシリンダ１４の進出長さを所定長さに設定することにより、突き出ている軸部３と下孔３８の相対位置が所定どおりに正確に求められる。

ここでエアシリンダ１４の動作で、本体部材４、加圧ロッド１２、チャック部材１８、リベット１が一体になって進出すると、図３（Ｂ）に示すように、リベット１は加圧ロッド１２で押されたまま、軸部３の先端部がわずかに下孔３８に入った所でエアシリンダ１４の進出動作が停止する。

つぎに、図３（Ｃ）に示すように、チャック部材１８の第１部材１８Ａと第２部材１８Ｂが開閉機構２１の動作で拡開すると、引き続いて加圧ロッド１２の加圧力でリベット１が押し出されて、軸部３がさらに下孔３８内に進入し、フランジ２が鋼板部品３７の表面に当たった所で停止する。

この後は、図示していないが、鋼板部品３７がつぎの加工ステージに移行され、かしめ金型が動作して２枚の鋼板部品３７の一体化がなされる。

上述のように、リベット１、本体部材４、チャック部材１８、加圧ロッド１２などの相対位置が設定された状態で、リベット１が本体部材４、チャック部材１８、加圧ロッド１２などとともに下孔３８へ送給された位置において、チャック部材１８の第１部材１８Ａと第２部材１８Ｂが拡開して、加圧ロッド１２の進出力によってリベット１が送出される。

なお、図４に示した変形例の動作も、図３に示した動作と同じである。

各エアシリンダに作動空気を給排する空気管の図示は、省略してある。

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。

上述の加圧ロッド１２の動作、エアシリンダ１３、１４、２５などの動作、搬送用空気の噴射などの動作は、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。エアシリンダ１４には、所定の進出ストロークを設定するセンサー４３が取り付けられている。エアシリンダ１３には、センサー４４、４５、４６が取り付けられ、センサー４４によるリベット１の有無検知、センサー４５による所定加圧力の設定、センサー４６による加圧ロッド１２の復帰位置の検知などがなされている。

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。

本体部材４にリベット１の供給通路５と加圧ロッド１２の進入路１０が形成され、進入路１０は供給通路５に連通しており、供給通路５の出口箇所８に第１部材１８Ａと第２部材１８Ｂから成るチャック部材１８が接近させてあり、チャック部材１８に２つの円弧溝２０Ａ、２０Ｂを合致させた保持孔２０が形成され、保持孔２０の係止部２２にリベット１のフランジ２が係止され、加圧ロッド１２によってリベット１を加圧状態に維持し、チャック部材１８に対するリベット１の相対位置が設定されている。このような構成によって、リベット１と、本体部材４、チャック部材１８、加圧ロッド１２などとの相対位置が変化することなく、一体的になって送出される。この送出の後、チャック部材１８の第１部材１８Ａと第２部材１８Ｂが拡開し、継続的に作用している加圧ロッド１２の押出し力によって、リベット１は下孔３８まで送給される。

したがって、リベット１は加圧ロッド１２で加圧されてチャック部材１８の係止部２２に受け止められ、リベット１とチャック部材１８との相対位置が正確に設定される。とくに、リベット１の軸部３がチャック部材１８から突出している長さＬが、所定の長さに正確に設定される。このような状態でリベット１、本体部材４、チャック部材１８、加圧ロッド１２などの相対位置が変化せずに進出することによって、リベット１は正確に下孔３８へ到達し、移動精度が高くて信頼性の高い部品供給装置１００がえられる。換言すると、リベット１、本体部材４、チャック部材１８、加圧ロッド１２などの相対位置を変化させない状態で部品送出がなされ、その後、チャック部材１８と加圧ロッド１２だけが動作するので、リベット１の保持位置を狂わせる要素がなく、移動精度が高くて信頼性の高い部品供給装置１００がえられる。

保持孔２０には、リベット１のフランジ２を係止する係止部２２と、リベット１の軸部３が貫通する通過部２３が形成され、この保持孔２０にリベット１が挿入されて、係止部２２に対するフランジ２の押し付けや、通過部２３における軸部３の貫通支持がなされる。このようなリベット支持によって、何らかの外力がリベット１に作用しても、リベット１とチャック部材１８の相対位置が容易に狂ったりしないので、リベット１の保持位置が正確に維持されて、鋼板部品３７の下孔３８に対する部品送給が高精度のもとで達成される。

本体部材４は、進退可能な状態で配置されており、この本体部材４に加圧ロッド１２の加圧手段、すなわちエアシリンダ１３やチャック部材１８の開閉機構２１が取り付けてある。したがって、本体部材４が中核的な部材になって、可動性のある加圧手段１３やチャック部材１８の開閉機構２１が一体化されている。したがって、チャック部材１８と本体部材４の相対位置が狂わないように、チャック部材１８が取り付けられ、チャック部材１８に保持されたリベット１に対して、加圧ロッド１２が正確に突き当たり、信頼性の高い部品供給装置１００がえられる。

リベット１の供給通路５の移送方向と、この供給通路５に進入する加圧ロッド１２の進入路１０の長手方向の交差角度が、鋭角になっているので、本体部材４の内部構造がコンパクト化され、本体部材４の小型化にとって効果的である。

供給方法の実施例の効果は、部品供給装置のそれと同じである。

上述のように、本発明の装置によれば、供給されてきた部品の停止位置を正確に設定してから、目的箇所へ供給することができる。したがって、自動車の車体組み立て工程や、家庭電化製品の板金組み立て工程などの広い産業分野で利用できる。

１ 部品、リベット
２ フランジ、ヘッド部材
３ 軸部
４ 本体部材
５ 供給通路
８ 出口箇所
１０ 進入路
１２ 加圧ロッド
１３ エアシリンダ
１４ エアシリンダ
１５ 静止部材
１８ チャック部材
１８Ａ 第１部材
１８Ｂ 第２部材
１９Ａ 端面
１９Ｂ 端面
２０ 保持孔
２０Ａ 円弧溝
２０Ｂ 円弧溝
２１ 開閉機構
２２ 係止部
２３ 通過部
２４ テーパ孔
３５ 結合部材
３７ 鋼板部品
３８ 下孔
１００ 部品供給装置
Ｌ 突出長さ

Claims (2)

1. フランジやボルト頭部のようなヘッド部材に軸やボルト軸のような軸部が一体化されている部品が供給の対象とされ、
   部品の供給通路や、この供給通路に進入する加圧ロッドの進入路が直方体をなした素材に形成されて本体部材が構成されているとともに、前記本体部材は静止部材に取り付けられたエアシリンダまたは進退出力をする電動モータを介して進退可能な状態で静止部材に取り付けられ、
   供給通路の出口箇所に接近させて部品を受け入れるチャック部材が配置され、
   チャック部材は、第１部材と第２部材で構成されているとともに、第１部材の端面と第２部材の端面が開閉する構造とされ、
   保持孔は、第１部材の端面に設けた断面半円形の円弧溝と、第２部材の端面に設けた断面半円形の円弧溝が合致して形成されるように構成し、
   保持孔には、部品のヘッド部材を係止する係止部と、部品の軸部が貫通する通過部が形成され、
   前記加圧ロッドは、供給通路から保持孔に供給された部品を加圧し続けるとともに、本体部材に取り付けられた加圧手段に結合され、
   チャック部材の開閉機構が結合部材を介して前記本体部材に取り付けてあり、
   加圧ロッドの加圧によって、チャック部材に対する部品の相対位置が設定されるように構成したことを特徴とする部品供給装置。
2. フランジやボルト頭部のようなヘッド部材に軸やボルト軸のような軸部が一体化されている部品が供給の対象とされ、
   部品の供給通路や、この供給通路に進入する加圧ロッドの進入路が直方体をなした素材に形成されて本体部材が構成されているとともに、前記本体部材は静止部材に取り付けられたエアシリンダまたは進退出力をする電動モータを介して進退可能な状態で静止部材に取り付けられ、
   供給通路の出口箇所に接近させて部品を受け入れるチャック部材が配置され、
   チャック部材は、第１部材と第２部材で構成されているとともに、第１部材の端面と第２部材の端面が開閉する構造とされ、
   保持孔は、第１部材の端面に設けた断面半円形の円弧溝と、第２部材の端面に設けた断面半円形の円弧溝が合致して形成されるように構成し、
   保持孔には、部品のヘッド部材を係止する係止部と、部品の軸部が貫通する通過部が形成され、
   前記加圧ロッドは、供給通路から保持孔に供給された部品を加圧し続けるとともに、本体部材に取り付けられた加圧手段に結合され、
   チャック部材の開閉機構が結合部材を介して前記本体部材に取り付けてあり、
   加圧ロッドの加圧によって、チャック部材に対する部品の相対位置が設定されるように構成した部品供給装置を準備し、
   上記相対位置が設定された状態で、部品が本体部材、チャック部材、加 圧ロッドとともに目的箇所へ送給された位置において、チャック部材の第１部材と第２部材が拡開して、加圧ロッドの進出力によって部品が送出されることを特徴とする部品供給方法。

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