JP7469047B2

JP7469047B2 - クリップ自動取付け装置

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Publication number: JP7469047B2
Application number: JP2020001468A
Authority: JP
Inventors: 英幸横手; 剛平野
Original assignee: Toyota Motor Kyushu Inc
Current assignee: Toyota Motor Kyushu Inc
Priority date: 2020-01-08
Filing date: 2020-01-08
Publication date: 2024-04-16
Anticipated expiration: 2040-01-08
Also published as: JP2021109265A

Description

本発明は、例えば締結部品であるクリップを自動供給し、同クリップを介してワークを車体に取り付けることができるクリップ自動取付け装置に関する。

従来の自動車組立現場においては、様々な種類のワークをねじ又はクリップ等を介して車体に組み付けることが行われている。前者のねじ締め付け作業は自動化されており、例えば、特許文献１に記載の自動ねじ締め装置等が開示されている。

自動ねじ締め装置は、ねじ供給手段から供給したねじをエア圧送手段によりエア圧送し、次で圧送したねじを一対の保持爪に保持し、その後、ねじをドライバービットで押接しつつ、さらに同ドライバービットを進行し一対の保持爪を押し広げつつねじを回転することにより、ねじの締結でワークを車体に締結するものである。

上記ねじの締め付け作業は、一般的に作業者がワークを車体に押し付けつつ、ワークに穿設したクリップ取付孔にクリップ先端を圧入挿通することにより、同クリップを介してワークを車体に締結している。

上記クリップ１００には、図１７に示すように、フランジ部１０１ａを有するグロメット１０１にピン１０２を係合し、締結作動の際にはグロメット１０１にピン１０２を嵌入することによりグロメット１０１の分割脚部１０１ｃを押し広げることで膨出部が形成され、このクリップの膨出部がワークのクリップ取付孔及び車体の孔から抜去することを規制して、ワークを車体に締結するものである。図中符号１０１ｂはグロメット１０１のフランジ部に穿設したピン１０２を挿入する挿入孔であり、１０１ｄは分割脚部１０１ｃに形成したピン１０２のリブ１０２ｃを係合するリブ溝であり、１０１ｅは分割脚部１０１ｃの先端に形成した突起であり、１０１ｆは分割脚部１０１ｃの先端に開口した開口部であり、１０１ｇは分割脚部１０１ｃに連結した門型脚部であり、１０２ｃはピン１０２の軸部１０２ｂに形成したリブである。

実開平５－７０８３６号公報

上述のクリップの取付作業については手作業で行われており、上記自動ねじ締め装置を用いて自動でクリップを取り付けるには次のような問題がある。
自動ねじ締め装置では、グロメットにピンを仮係合した状態のクリップをエア圧送し、一対の保持爪に保持したのちに、同クリップを上昇するドライバービットで押圧すると、クリップがワークに到達する前にロックされてしまう問題があった。すなわち、保持爪に挟持されたままのクリップは、下方から上昇してくるドライバービットに押圧されるため、保持爪の付勢力に抗することができないままロックされることとなる。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、締結部品であるクリップを自動供給し、同クリップを介してワークを車体に取り付けることができるクリップ自動取付け装置を提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明に係るクリップ自動取付け装置は、クリップ揺動パイプの先端部からクリップを上方へエア圧送するクリップ圧送機構と、クリップ揺動パイプの上端圧送開口部が内部に臨むように併設したクリップ保持パイプと、クリップ保持パイプの内部に挿通したガイドパイプと、ガイドパイプ内に挿通したクリップ押上げロッドと、クリップ保持パイプの先端開口部に形成したクリップ打込みチャック爪とより構成し、しかも、クリップ圧送機構におけるクリップ揺動パイプの先端部はクリップ押上げロッドを内包するガイドパイプの上昇に伴いクリップ押上げロッドとクリップ揺動パイプとの当接作動によってクリップ保持パイプの側面隣接位置に退去することによりクリップ圧送構造を構成し、クリップ圧送構造の構成部材中、ガイドパイプと、クリップ押上げロッドと、クリップ揺動パイプとを駆動するために、アクチュエータ構造をクリップ圧送構造に付設したものである。

また、アクチュエータ構造は、クリップ保持パイプに一体付設した第１シリンダと、クリップ押上げロッドの下端を連設した第３シリンダと、第１シリンダから垂設したピストンロッドを共用し、ブラケットに一体付設した第２シリンダとよりなる。

本発明によれば、クリップ揺動パイプの先端部からクリップを上方へエア圧送するクリップ圧送機構と、クリップ揺動パイプの上端圧送開口部が内部に臨むように併設したクリップ保持パイプと、クリップ保持パイプの内部に挿通したガイドパイプと、ガイドパイプ内に挿通したクリップ押上げロッドと、クリップ保持パイプの先端開口部に形成したクリップ打込みチャック爪とより構成し、しかも、クリップ圧送機構におけるクリップ揺動パイプの先端部はクリップ押上げロッドを内包するガイドパイプの上昇に伴いクリップ押上げロッドとクリップ揺動パイプとの当接作動によってクリップ保持パイプの側面隣接位置に退去することによりクリップ圧送構造を構成し、クリップ圧送構造の構成部材中、ガイドパイプと、クリップ押上げロッドと、クリップ揺動パイプとを駆動するための、アクチュエータ構造をクリップ圧送構造に付設したので、アクチュエータ構造を作動させることにより、ガイドパイプの上端圧送開口部をクリップ保持パイプ中に進入退去作動させるガイドパイプのタイミングと、クリップ圧送機構から圧送されるクリップをチャック爪方向に押上げるクリップ押上げロッドのタイミングを利用して、クリップをクリップ揺動パイプから円滑にエア圧送できると共に、圧送終端においてクリップ押上げロッドの上昇作動によりクリップの更なる押上げが行われて、押上げロッドにより車体下面へワークを取付け固定が確実にタイミングよく行われることになり、人手によらずに自動的にワーク取付け固定が行える効果がある。

また、本発明によれば、アクチュエータ構造はクリップ保持パイプに一体付設した第１シリンダと、クリップ押上げロッドの下端を連設した第３シリンダと、第１シリンダから垂設したピストンロッドを共用し、ブラケットに一体付設した第２シリンダとよりなるので、クリップのワーク取付けを確実に行うことができ、しかも、駆動源となるアクチュエータ構造を簡易にして各アクチュエータ構造の各部材をタイミングよく駆動して装置の全長をコンパクトに構成することができる。

本発明の一実施形態に係るクリップ自動取付け装置の適用例を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るクリップ自動取付け装置を示す正面図である。本発明の一実施形態に係るクリップ自動取付け装置の打ち込み動作を示す断面図である。本発明の一実施形態に係るクリップ自動取付け装置の打ち込み動作を示す断面図である。図４におけるチャック爪部分を示すＡ１方向矢視断面図である。本発明の一実施形態に係るクリップ自動取付け装置のクリップ保持状態を示す断面図である。図６におけるチャック爪部分を示すＡ２方向矢視断面図である。本発明の一実施形態に係るクリップ自動取付け装置のクリップをワークに挿入した状態を示す断面図である。図８におけるチャック爪部分を示すＡ３方向矢視断面図である。本発明の一実施形態に係るクリップ自動取付け装置のクリップのロック状態を示す断面図である。図１０におけるチャック爪部分を示すＡ４方向矢視断面図である。本発明の一実施形態に係るクリップ自動取付け装置のクリップ打込み後の動作を示す断面図である。（ａ）本発明の一実施形態に係るクリップ自動取付け装置の動作基準を決定するための動作を示す斜視図である。（ｂ）本発明の一実施形態に係るクリップ自動取付け装置の動作基準を決定するための動作を示す斜視図である。（ａ）本発明の一実施形態に係るクリップ自動取り付け装置のクリップ打ち込み状態を示す斜視図である。（ｂ）本発明の一実施形態に係るクリップ自動取り付け装置のクリップ打ち込み状態を示す斜視図である。制御部の制御状態を示す模式図である。制御部のブロック図である。クリップを示す斜視図、平面図、底面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るクリップ自動取付け装置について図面に基づいて説明する。なお、締結部品は、一例として図１７に示すグロメットとピンとからなる樹脂製のクリップを使用するものである。なお、クリップを介して車体に張り合わせる固定部材をワークと称して説明する。

本発明のクリップ自動取付け装置Ｋは、図１に示す車両組み立て工程において、クリップ１００を介して車体後部Ｂ１にアンダーカバー等のワークＷを取り付ける際に、このクリップ１００を自動供給して同ワークＷの所定個所に打ち込みロックする装置である。

図２及び図３に示す本クリップ自動取付け装置Ｋは、クリップ揺動パイプ２１の先端部２１ａからクリップ１００を上方へエア圧送するクリップ圧送機構２０と、クリップ圧送機構２０の上端圧送開口部が内部に臨むように併設した筒状のクリップ保持パイプ１４と、クリップ保持パイプ１４内部のガイドパイプ挿通孔１４ａに挿通した筒状のガイドパイプ１２と、ガイドパイプ１２内に挿通したクリップ押上げロッド１３と、クリップ保持パイプ１４の先端開口部１２ａ１に形成したワーク打込みチャック爪１１，１１とより構成している。

クリップ圧送機構２０は、図３に示すように筒形状の基部２１ｂを揺動自在に枢支したクリップ揺動パイプ２１と、同クリップ揺動パイプ２１の基部２１ｂに連通連結した圧送ホース２２と、同圧送ホース２２内にクリップ１００を供給するクリップ供給部２３（図２参照）及び同クリップ１００をエア圧送するエア圧送部２４（図２参照）とから構成している。図２中符号Ｄは本体底部に配設した車輪であり、符号Ｅはクリップ供給部２３、エア圧送部２４を収納する本体である。図３中符号２１ｃはクリップ揺動パイプ２１の基部２１ｂに設けた枢支部である。

クリップ圧送機構２０におけるクリップ揺動パイプ２１の先端部はクリップ押上げロッド１３を内包するガイドパイプ１２の上昇に伴いクリップ押上げロッド１３とクリップ揺動パイプ２１との当接作動によってクリップ保持パイプ１４の側面隣接位置に退去可能に構成することによりクリップ圧送構造２０ａを構成し、クリップ圧送構造２０ａの構成部材中、ガイドパイプ１２と、クリップ押上げロッド１３と、クリップ揺動パイプ２１とを駆動するために、第１アクチュエータ機構３１をクリップ圧送構造２０ａに付設している。

図３に示すクリップ揺動パイプ２１の側方には、後述するクリップ保持パイプ１４を配設し、同クリップ保持パイプ１４は上部を開口周縁から斜め楕円形状に切欠して、その切欠部１４ｂに横方向からクリップ揺動パイプ２１の先端部２１ａが傾斜しながら進入自在に常時付勢されている。クリップ保持パイプ１４中にはガイドパイプ１２を昇降自在に遊嵌しガイドパイプ１２中にはクリップ押上げロッド１３を昇降自在に遊嵌している。

クリップ保持パイプ１４の上方開口部にはクリップ１００を挟圧方向に付勢された前後のチャック爪１１，１１が配設されている。前後のチャック爪１１，１１の間の空間はクリップ揺動パイプ２１の上端開口部からエア圧送させ、ガイドパイプ１２により押し上げたクリップ１００を挿入することができ、チャック爪１１，１１間に挿入されたクリップ１００の基部を把持された状態でガイドパイプ１２とクリップ押上げロッド１３の押上作動によりワークＷの取付位置にクリップ１００が押し込まれ車体後部Ｂ１に固定される。
なお、クリップ揺動パイプ２１からエア圧送されるクリップ１００をチャック爪１１に挿入する過程は以下の通りである。

クリップ保持パイプ１４中では、降下状態のガイドパイプ１２とクリップ押上げロッド１３が上昇して、傾斜したクリップ揺動パイプ２１はガイドパイプ１２の上端縁部により押し上げられて枢支部２１ｃを中心に傾斜から垂直上方に変位し、ガイドパイプ１２とクリップ揺動パイプ２１は垂直に並列した状態となる。この状態でクリップ押上げロッド１３を上昇すればクリップ１００の下端面を押し上げてクリップ１００が上方のワークＷのクリップ打込孔Ｈに侵入して固定される。

その後、ガイドパイプ１２とクリップ押上げロッド１３を降下すれば、クリップ揺動パイプ２１が元の傾斜位置に戻り、すなわち、クリップ保持パイプ１４の切欠部１４ｂへ進入して元の状態となる。

上記のクリップ圧送構造２０ａを駆動するためのアクチュエータ構造について説明する。
図４に示すように、クリップ圧送構造２０ａは、第１シリンダ３２の第１ピストンロッド３３が最大に伸長した状態において、第２シリンダ３５はヘッド側ポートにエアを供給することで最下位置に降下しており、ブラケット１５を介してガイドパイプ１２も最下に降下位置している。

その後、図６に示すように、第１シリンダ３２の第１ピストンロッド３３を縮小作動すると、第１ピストンロッド３３に連結部３０を介して連結した第２ピストンロッド３６はヘッド側ポートにエアが供給されているため伸長状態を維持しながら第２シリンダ３５を上昇させ、さらに、第２シリンダ３５に連動して上昇するブラケット１５を介してガイドパイプ１２を上昇させ、クリップ揺動パイプ２１を押し上げて、クリップ保持パイプ１４の切欠部１４ｂから退去して垂直方向に変位する。ガイドパイプ１２はチャック爪１１，１１間の未ロック状態のクリップ１００に当接し、第１シリンダ３２の第１ピストンロッド３３の縮小作動が停止することとなる。

ガイドパイプ１２の環状の先端部１２ａは、クリップ１００を構成するグロメット１０１のフランジ部１０１ａに当接し、しかも、筒状のガイドパイプ１２はその内部にグロメット１０１のフランジ部１０１ａから突出したピン１０２の頭部１０２ａを内包している（図７参照）。

その後、図８に示すように、第２シリンダ３５のロッド側ポートにエアを供給することで第２ピストンロッド３６を縮小作動すると、第２シリンダ３５は上昇してブラケット１５を介してガイドパイプ１２を更に上昇しクリップ１００をチャック爪１１の外に押し出し、クリップ１００のグロメット１０１のフランジ部１０１ａがワークＷに当接することで第２シリンダ３５の第２ピストンロッド３６の縮小作動が停止する。

図９に示すように、未ロック状態のクリップ１００の先端部は、ワークＷのクリップ打込孔Ｈ及び車体後部Ｂ１の挿通孔Ｂ２に挿通しつつ、グロメット１０１のフランジ部１０１ａにはガイドパイプ１２の環状の先端部１２ａが当接し、さらに、グロメット１０１のフランジ部１０１ａから突出したピン１０２の頭部１０２ａを筒状のガイドパイプ１２内に内包すると共に頭部１０２ａにクリップ押上げロッド１３が当接している。

次に、第３シリンダ３８の第３ピストンロッド３９を伸長作動すると、第３ピストンロッド３９はクリップ押上げロッド１３を介してクリップ基部を押圧し、クリップ１００のピン１０２をグロメット１０１に打ち込むことにより同クリップ１００がワークＷと車体後部Ｂ１とに挿通係合してクリップ固定を完了する。

その後、第１シリンダ３２及び第２シリンダ３５のヘッド側ポートにエアを供給することで第１ピストンロッド３３及び第２ピストンロッド３６が伸長して第２シリンダ３５を降下させると共に、第２シリンダ３５に連結したブラケット１５を介して第３シリンダ３８及びガイドパイプ１２を降下させる。この作動によりクリップ保持パイプ１４の切欠部１４ｂが開放されクリップ揺動パイプ２１が傾倒する。さらに、第３シリンダ３８のロッド側ポートにエアを供給することで第３ピストンロッド３９が縮小作動し、クリップ圧送機構２０は当初の形態となる。

上記ガイドパイプ１２は、その筒内にクリップ押上げロッド１３を内包し、その同ガイドパイプ１２の上部はクリップ保持パイプ１４内に挿通し、同ガイドパイプ１２の基部１２ｂはコ字状のブラケット１５に連結され、ブラケット１５の昇降作動に連動してガイドパイプ１２が昇降作動するように構成している。

さらに、上記クリップ保持パイプ１４には、ワークＷ等を撮像する撮像部Ｃ（図１３（ａ）、（ｂ）参照）を備えており、撮像部Ｃは撮像した画像を制御部Ｆ（図１５参照）に送信する。制御部Ｆは、この画像に基づいてワークＷの座標を算出し、かつワークＷの作業位置を決定する。

上述した第１アクチュエータ機構３１である第１シリンダ３２と第１ピストンロッド３３は、後述する制御部Ｆからの制御信号に基づいて第１ピストンロッド３３を伸縮自在に制御される。

また、ブラケット１５はクリップ保持パイプ１４の下方位置にあり、かつガイドパイプ１２の下方の基部１２ｂと一体に連設されている。

ブラケット１５の側部には、第１シリンダ３２のシリンダロッドを共用する第２シリンダ３５を一体に配設し、上述した第１シリンダ３２の第１ピストンロッド３３と第２シリンダ３５の第２ピストンロッド３６とは連結部３０を介して連結している。
さらに、コ字状のブラケット１５の下部には、クリップ押上げロッド１３を伸縮作動するための第３ピストンロッド３９の第３シリンダ３８を配設している。

第２アクチュエータ機構３４である第２シリンダ３５と第２ピストンロッド３６は、後述する制御部Ｆからの制御信号に基づいて伸縮制御される。

第３アクチュエータ機構３７である第３シリンダ３８と第３ピストンロッド３９は、後述する制御部Ｆからの制御信号に基づいて第３ピストンロッド３９の伸縮作動が制御される。

かかる本クリップ自動取付け装置Ｋでは、ガイドパイプ１２を昇降作動するために、昇降作動する第１シリンダ３２をクリップ保持パイプ１４側部に一体配設すると共に、第２シリンダ３５をブラケット１５側部に一体配設することにより、装置の全長（チャック爪１１から第２シリンダ３５又は第１シリンダ３２から第２シリンダ３５までの長さ）をコンパクトに構成することができる。
すなわち、全長が長い第１シリンダ３２をクリップ保持パイプ１４側部に配設することにより、ブラケット１５側に配設する場合と比べて、装置の全長を短く構成することができる。例えば、ワークＷを取り付ける車体後部Ｂ１下の作業スペース（高さ）が狭い場合でも、かかる装置の全長が短いため本クリップ自動取付け装置Ｋを用いて作業を行うことができる。
また、ブラケット１５を介して行うガイドパイプ１２の昇降作動を第１アクチュエータ機構３１及び第２アクチュエータ機構３４の２つの昇降機構で構成することにより、簡易的な構成にもかかわらずクリップ１００を確実に支持し、ワークＷに搬送及び挿通することができる。
すなわち、クリップ１００の支持及び搬送工程を２つの昇降機構で構成することにより、１つの昇降機構で実現する場合と比べて、簡易的な制御でクリップ１００の支持及び搬送ができる。例えば、１つの昇降機構で本発明の第１アクチュエータ機構３１と第２アクチュエータ機構３４と同様の動作を実現しようとした場合、昇降機構は上昇作動を開始してクリップ１００を支持した時点で一度停止し、その後、クリップ１００を支持しながら再度上昇作動し、クリップ１００がワークＷに挿通された時点で停止する。このように１つの昇降機構では２段階の上昇・停止作動を必要とするため、その制御が煩雑であると共に頻繁な上昇・停止作動により昇降機構の頻繁なメンテナンスを必要とする。
一方、第１アクチュエータ機構３１及び第２アクチュエータ機構３４の２つの昇降機構でクリップ１００を支持・搬送する場合、各アクチュエータ機構が単独で上昇・停止作動するため、その制御を単純化できるとともに作動回数が単独の昇降機構と比較して半分で済み各昇降機構のメンテナンス回数を削減できる。
また、クリップ押上げロッド１３の昇降作動を第３アクチュエータ機構３７で構成することにより、クリップ１００を確実にロック状態にできる。
すなわち、第３アクチュエータ機構３７の第３シリンダ３８のヘッド側ポートにエアを供給して第３ピストンロッド３９を伸長作動すると、上昇するクリップ押上げロッド１３により同クリップ１００を確実にロック作動することができる。

図３に示すチャック爪１１，１１は、常時閉じる方向に付勢可能に構成しており、同チャック爪１１，１１はクリップ揺動パイプ２１より圧送されたクリップ１００を保持し、同クリップ１００がチャック爪１１，１１外に押し出されるとチャック爪１１，１１を元の閉じた位置に復帰するように構成している。
また、チャック爪１１，１１の内部には、圧送されるクリップ１００を保持しつつガイド可能な凹部１１ｃ，１１ｃが形成されている。図中符号１１ｄは、チャック爪１１の枢支部である。

チャック爪１１，１１には付勢するチャック爪用バネ（図示しない）がそれぞれ配されており、このチャック爪１１，１１の先端をそれぞれ閉じる方向に常時付勢可能に構成されている。チャック爪用バネの付勢力は、ガイドパイプ１２がチャック爪１１，１１の凹部１１ｃ，１１ｃを進行可能な力で設定しており、すなわち、同ガイドパイプ１２が凹部１１ｃに沿って上昇するとチャック爪１１，１１を開く方向に揺動させる一方で、同ガイドパイプ１２が降下するとチャック爪１１，１１を元の閉じた位置に復帰する。

図１５に示すように、上記クリップ圧送機構２０や撮像部Ｃ、後述するアーム機構Ａ、第１アクチュエータ機構３１、第２アクチュエータ機構３４、第３アクチュエータ機構３７等は、制御部Ｆにより制御される。

図１６に示すように、制御部Ｆは、中央演算装置（ＣＰＵ）４０とＲＯＭ４１と、ＲＡＭ４２と、入出力部４３、表示入力デバイスとしてのタッチパネル４４、データを送受信するためのデータバス４５等を有する。なお、表示入力デバイスの一例としてタッチパネルを用いたが、各種スイッチで構成してもよい。また、ＲＯＭ４１、ＲＡＭ４２にはフラッシュメモリー等の不揮発メモリーを用いてもよい。

制御部Ｆにおいて各制御・実行するためのプログラムはＲＯＭ４１に格納されており、制御部Ｆは必要に応じてＲＯＭ４１よりプログラムを読み出して実行するようにしている。

また、クリップ自動取付け装置Ｋは、様々な位置および角度に姿勢制御されるアーム機構Ａを備えており、例えば、アーム機構Ａ（図２参照）は６つの関節を有する６軸アームである。制御部Ｆはアーム機構Ａを３次元的に移動させ、チャック爪１１，１１の先端がワークＷ上の所定のクリップ打込孔Ｈに相対的に位置したのち、同チャック爪１１，１１間のクリップ１００を確実にワークＷ及び車体Ｂに打ち込むことができる。

［クリップの構造］
ワークＷに圧入するクリップ１００の構造について詳説する。
図１７に示すように、クリップ１００はフランジ部１０１ａを有するグロメット１０１と、グロメット１０１に係合するピン１０２とから構成している。

グロメット１０１のフランジ部１０１ａにはピン１０２を挿入する挿入孔１０１ｂを穿設し、同挿入孔１０１ｂの周縁には複数の分割脚部１０１ｃ，・・，１０１ｃを立設し、隣接する分割脚部１０１ｃ，１０１ｃの間にはピン１０２のリブ１０２ｃを係合するリブ溝１０１ｄを形成し、また、分割脚部１０１ｃの先端には内方に突起１０１ｅを形成し、その先端周縁には門型脚部１０１ｇを連結した構成としている。

ピン１０２は、円盤形状の頭部１０２ａに上記グロメット１０１に係合する軸部１０２ｂを立設した構成としており、軸部１０２ｂの軸線方向でかつ周面には、グロメット１０１のリブ溝１０１ｄに係合するリブ１０２ｃを形成している。

未ロック状態のクリップにおいて、グロメット１０１のフランジ部１０１ａの挿入孔１０１ｂにピン１０２を中途まで挿通し、フランジ部１０１ａから下方にピン１０２の頭部１０２ａが突出した構成としている。

［クリップ自動取付け装置の動作］
本クリップ自動取付け装置ＫによるワークＷ（例えば、アンダーカバー）及び車体後部Ｂ１へのクリップ取付け動作を説明する。

図１に示すように、ワークＷを取り付ける車体Ｂは上部よりハンガーＴにより吊り上げられた状態で搬送されている。ハンガーＴの下部にはレールＲ，Ｒ上をクリップ自動取付け装置Ｋが移動自在に構成されている。クリップ自動取付け装置Ｋは車体後部Ｂ１下に到達すると、ハンガーＴの搬送速度と同期してハンガーＴとクリップ自動取付け装置Ｋとの位置関係を固定する。また、事前に車体後部Ｂ１にはワークＷのクリップ打込孔Ｈ１，Ｈ１，Ｈ２（図１３（ａ）、（ｂ）参照）にクリップ１００を挿通してワークＷを仮止めしており、以下の工程においてクリップ自動取付け装置Ｋは同ワークＷの複数のクリップ打込孔Ｈ，・・，Ｈ（図１３（ａ）、（ｂ）参照）にクリップ１００，・・，１００を挿通してロックすることで、ワークＷと車体後部Ｂ１とを一体とする。

本発明のクリップ自動取付け装置Ｋは、車体後部Ｂ１に停車し、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、ワークＷの車両前方側の左右端部に位置するクリップ打込孔Ｈ１，Ｈ１のいずれか一方（例えば、図１３（ａ）の左側に位置するクリップ打込孔Ｈ１）を撮像部Ｃで撮像し、次に他方のクリップ打込孔Ｈ１（例えば、図１３（ｂ）の右側に位置するクリップ打込孔Ｈ１）を撮像して、制御部Ｆがその２つの画像情報に基づいてワークＷの基準点を算出する。本クリップ自動取付け装置Ｋは、このワークＷ上の基準点に基づいて、図１４（ａ）に示すように、アーム機構Ａを右方向に駆動しワークＷを固定するための８箇所のクリップ打込孔の内、仮止めのクリップ打込孔Ｈ１，Ｈ１，Ｈ２を除く残りの５箇所のクリップ打込孔Ｈ、・・・、Ｈのうち、第１のクリップ打込孔Ｈ（図１４（ｂ）ではワークＷの右下段）にクリップ１００を打ち込む準備を開始する。

車体Ｂ側の挿通孔Ｂ２とワークＷのクリップ打込孔Ｈを連通状態としてアーム機構Ａを駆動し、図１４（ａ）に示すようにチャック爪１１，１１の先端がワークＷのクリップ打込孔Ｈと相対する位置（原位置と称する）に移動する。

ここで、クリップ圧送機構２０（図２参照）は、クリップ供給部２３より圧送ホース２２内に未ロック状態の上記クリップ１００を供給し、エア圧送部２４（図２参照）よりエアを供給し同圧送ホース２２内のクリップ１００をエア圧送する。
図３に示すように、クリップ１００は圧送ホース２２、クリップ揺動パイプ２１内を順に通過して、前後のチャック爪１１，１１の凹部１１ｃ，１１ｃ間に保持される（図５参照）。

図４に示すように、第１シリンダ３２の第１ピストンロッド３３を縮小すると、連結部３０を介してロッドを共用する第２シリンダ３５が上昇し、さらに、第２シリンダ３５と一体のブラケット１５がクリップ保持パイプ１４に向かって上昇を開始する。同時に、このブラケット１５に連結したガイドパイプ１２及び同パイプに挿通したクリップ押上げロッド１３も上昇する。
かかるガイドパイプ１２の上昇作動により同ガイドパイプ１２の先端部１２ａはクリップ揺動パイプ２１を下から押上げて、クリップ揺動パイプ２１は垂直姿勢に変位して、図６に示すようにクリップ保持パイプ１４側面に隣接した隣接状態となる。

さらに上昇するガイドパイプ１２の先端部１２ａは、チャック爪１１，１１の間に把持したクリップ１００のグロメット１０１のフランジ部１０１ａに当接すると、第１シリンダ３２の第１ピストンロッド３３の縮小作動が終了する。すなわち、ガイドパイプ１２の環状の先端部１２ａは、グロメット１０１のフランジ部１０１ａの周縁に当接すると共に同ガイドパイプ１２内には未ロック状態のピン１０２の頭部１０２ａを内包し、さらにクリップ押上げロッド１３の先端はピン１０２の頭部１０２ａに当接することとなる。
なお、ガイドパイプ１２の進出の際、環状の先端部１２ａは未ロック状態のピン１０２の頭部１０２ａへの接触をさけながらグロメット１０１のフランジ部１０１ａの周縁に当接することができる。図５に示すように、未ロック状態のクリップ１００は、グロメット１０１内にピン１０２先端から中途部分までを挿通し、このときグロメット１０１のフランジ部１０１ａ下方にはリブ１０２ｃ下部及び頭部１０２ａを突出した構造となる。

図８に示すように、第２シリンダ３５の第２ピストンロッド３６を縮小作動すると、ブラケット１５がクリップ保持パイプ１４に向かって上昇を開始すると共に、このブラケット１５に連結したガイドパイプ１２もさらに上昇する。この上昇作動に伴ってガイドパイプ１２先端の未ロック状態のクリップ１００はチャック爪１１，１１の外に押し出される。このクリップ１００の先端部分はワークＷに穿設したクリップ打込孔Ｈ、車体後部Ｂ１の挿通孔Ｂ２の順に差し込まれた状態となる。このときグロメット１０１のフランジ部１０１ａはワークＷのクリップ打込孔Ｈの周縁に当接した状態となり、第２シリンダ３５の第２ピストンロッド３６の縮退作動が終了する。

図９及び図１０、図１４（ｂ）に示すように、第３シリンダ３８の第３ピストンロッド３９を伸長作動すると、第３ピストンロッド３９に連結したクリップ押上げロッド１３の先端部１３ａはクリップ１００のピン１０２の頭部１０２ａを押圧しながら進出することにより、グロメット１０１の各分割脚部１０１ｃの突起１０１ｅをピン１０２の軸部１０２ｂが押圧し、各分割脚部１０１ｃを拡開することで膨出部１００ａを形成する。この膨出部１００ａは両孔Ｈ，Ｂ２からの抜けを規制することにより、クリップ１００を介してワークＷを車体Ｂにロックすることができる。すなわち、クリップ１００の先端はワークＷのクリップ打込孔Ｈから車体後部Ｂ１の挿通孔Ｂ２に挿通されたままで車体Ｂの挿通孔Ｂ２から突き出しており（図６において車体Ｂ内部側に突出）、その後、図１１に示すように挿通孔Ｂ２から突き出したクリップ中途には拡開した膨出部１００ａを形成し、第３シリンダ３８の第３ピストンロッド３９の伸長作動が終了する。この際、クリップ１００の膨出部１００ａの径は挿通孔Ｂ２の径よりも大きくなる。

かかる各シリンダ３２，３５，３８の作動により、ガイドパイプ１２はクリップ１００を保持しながらチャック爪１１，１１を押し開き、そのクリップ１００の先端からワークＷのクリップ打込孔Ｈ、車体後部Ｂ１の挿通孔Ｂ２に挿通し、最終的にはクリップ中途には拡開した膨出部１００ａを形成し、この膨出部１００ａは両孔Ｈ，Ｂ２からの抜けを規制することによりワークＷを車体Ｂにロックすることができる。

先ほどと逆の順序で第１シリンダ３２、第２シリンダ３５、第３シリンダ３８を作動することで、チャック爪１１，１１は元の閉じた位置に復帰し、かつ、クリップ揺動パイプ２１は、クリップ保持パイプ１４の切欠部１４ｂに付勢した位置に復帰する（図１２参照）。

次に本クリップ自動取付け装置Ｋは、アーム機構Ａを作動しワークＷ上の第２のクリップ打込孔Ｈにクリップ１００を打ち込む準備を実行する。上述と同様の動作を行うことでクリップ１００の打ち込みが実行される。このようにして本クリップ自動取付け装置ＫはワークＷ上のすべてのクリップ打込孔Ｈ，Ｈ１，Ｈ２にクリップ１００を打ち込む作業が完了すると、アーム機構Ａを折り曲げて動作を停止する。

本実施形態のクリップ自動取付け装置Ｋによれば、自動的に撮像部ＣによりワークＷ上の所定のクリップ打込孔Ｈを決定し、アーム機構Ａを駆動してチャック爪１１，１１の先端をワークＷのクリップ打込孔Ｈと相対する位置に移動し、未ロック状態のクリップ１００をチャック爪１１，１１間に保持して、同クリップ１００を下方から上昇してくるガイドパイプ１２により保持しながらチャック爪１１先端より押し出しつつワークＷのクリップ打込孔Ｈと車体後部Ｂ１の挿通孔Ｂ２とに挿通し、さらに、クリップ１００のピン１０２をクリップ押上げロッド１３を上昇して押圧することにより、クリップ１００の中途部には膨出部１００ａを形成しロック状態とし、このクリップ１００を介して車体ＢにワークＷをロックすることができる。

なお、クリップの一例として図１７に示すクリップを用いて説明をしたが、グロメットとピンからなるクリップ構造であるなら特に限定されるものではない。

また、本発明はアーム機構Ａの先端部に取り付けたクリップ自動取付け装置Ｋを付け替えることでクリップ取り付けに限らず、ねじとドライバービットを備えたねじ自動取付け装置をアーム機構Ａに連結することで、ワークＷをねじで締結するように変更できる。

また、本実施形態において、第１アクチュエータ機構３１、第２アクチュエータ機構３４、第３アクチュエータ機構３７はエアの供給によって縮小、伸長作動するエアシリンダとして記載しているが、各アクチュエータ機構は上述の実施形態に限定されず電気信号によってロッドの縮小、伸長作動する電動シリンダで構成されていてもよい。

以上のように実施形態を用いて説明した本発明に係るクリップ自動取付け装置は、上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨に沿う範囲で、種々の態様を採用することができる。

上述した実施形態では、本発明に係るクリップ自動取付け装置の適用例として、クリップを介して車体にワークを組付ける組付け作業への適用例について説明したが、本発明に係るクリップ自動取付け装置は、ワーク同士やその他の部品を組付ける作用全般に適用可能である。このように、本発明は、車両に限らず、各種産業設備・機器に幅広く応用が可能であり、本発明に係るクリップ自動取付装置によれば、自動的にクリップを取り付けることができ、工程での作業性の向上を図ることができる。

Ｂ車体
Ｂ１車体後部
Ｂ２挿通孔
Ｔ作業台
Ｒレール
Ｗワーク
Ｈ，Ｈ１，Ｈ２クリップ打込孔
Ｋクリップ自動取付け装置
１１チャック爪
１１ａ先端
１１ｂ基部開口部
１１ｃ凹部
１１ｄ枢支部
１２ガイドパイプ
１２ａ先端部
１２ａ１先端開口部
１２ｂ基部
１３クリップ押上げロッド
１３ａ先端部
１４クリップ保持パイプ
１４ａガイドパイプ挿通孔
１４ｂ切欠部
１５ブラケット
２０クリップ圧送機構
２０ａクリップ圧送構造
２１クリップ揺動パイプ
２１ａ先端部
２１ｂ基部
２１ｃ枢支部
２２圧送ホース
２３クリップ供給部
２４エア圧送部
３０連結部
３１第１アクチュエータ機構
３２第１シリンダ
３３第１ピストンロッド
３４第２アクチュエータ機構
３５第２シリンダ
３６第２ピストンロッド
３７第３アクチュエータ機構
３８第３シリンダ
３９第３ピストンロッド
Ａアーム機構
Ｃ撮像部
Ｄ車輪
Ｅ本体
Ｆ制御部
４０ＣＰＵ
４１ＲＯＭ
４２ＲＡＭ
４３入出力部
４４タッチパネル
４５データバス
１００クリップ
１００ａ膨出部
１０１グロメット
１０１ａフランジ部
１０１ｂ挿入孔
１０１ｃ分割脚部
１０１ｄリブ溝
１０１ｅ突起
１０１ｆ開口部
１０１ｇ門型脚部
１０２ピン
１０２ａ頭部
１０２ｂ軸部
１０２ｃリブ

Claims

クリップ揺動パイプの先端部からクリップを上方へエア圧送するクリップ圧送機構と、
クリップ揺動パイプの上端圧送開口部が内部に臨むように併設したクリップ保持パイプと、
クリップ保持パイプの内部に挿通したガイドパイプと、
ガイドパイプ内に挿通したクリップ押上げロッドと、
クリップ保持パイプの先端開口部に形成したクリップ打込みチャック爪とより構成し、
しかも、クリップ圧送機構におけるクリップ揺動パイプの先端部はクリップ押上げロッドを内包するガイドパイプの上昇に伴いクリップ押上げロッドとクリップ揺動パイプとの当接作動によってクリップ保持パイプの側面隣接位置に退去可能に構成することによりクリップ圧送構造を構成し、クリップ圧送構造の構成部材中、ガイドパイプと、クリップ押上げロッドと、クリップ揺動パイプとを駆動するために、アクチュエータ構造をクリップ圧送構造に付設し、
アクチュエータ構造は、
クリップ保持パイプに一体付設した第１シリンダと、
クリップ押し上げロッドの下端に連設した第３シリンダと、
第１シリンダから垂設したピストンロッドを共用しつつ、ガイドパイプの下部に連設したブラケットに一体付設した第２シリンダと、
を含む、
ことを特徴とするクリップ自動取付装置。