特許 6288466 環状部品に軸状部品を挿入する組み立て装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6288466

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月7日

(54)【発明の名称】環状部品に軸状部品を挿入する組み立て装置

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/08 20060101AFI20180226BHJP

【ＦＩ】

   B23P19/08

【請求項の数】1

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-80394(P2015-80394)

(22)【出願日】2015年3月23日

(65)【公開番号】特開2016-179540(P2016-179540A)

(43)【公開日】2016年10月13日

【審査請求日】2017年1月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】512035918

【氏名又は名称】青山 省司

(72)【発明者】

【氏名】青山 好高

(72)【発明者】

【氏名】青山 省司

【審査官】 三宅 達

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０３−０３６７２６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−３１７７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭６３−０３７１６１（ＪＰ，Ｙ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｐ １９／００−２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

環状部品と軸状部品が同軸の状態になって環状部品に軸状部品が挿入されるときの中心線が挿入軸線とされ、
環状部品をその中心が前記挿入軸線と同軸となった状態で支持する挿入基部材と、
軸状部品の送出通路を移行されてきた軸状部品を受け止めて前記挿入軸線と同軸の状態で保持する受けヘッドと、
前記受けヘッドに軸状部品を保持して軸状部品の揺動を防止するために受けヘッドに設けられた吸引手段と、
前記受けヘッドを挿入軸線に沿って移動させることにより軸状部品を環状部品に挿入する挿入作動手段と、
環状部品に軸状部品が挿入された組み立て完了後の環状部品付き軸状部品を前記挿入基部材に支持された状態で該環状部品付き軸状部品の送出機構へ移送するための移送駆動手段を含んで構成され、
前記移送駆動手段は、直線的な進退動作を行うように構成され、
前記移送駆動手段による環状部品付き軸状部品の移送方向は、前記軸状部品の送出通路の長手方向に対して直角に食い違った方向とされているとともに、前記送出機構の真っ直ぐな送出方向に対して直交していることを特徴とする環状部品に軸状部品を挿入する組み立て装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ワッシャのような環状部品にボルトのような軸状部品を挿入する組み立て装置に関している。

【背景技術】

【0002】

特開平０８−０７１８７０号公報には、頭部が吊り下げ状態で滑降してきたボルトを落下させて、待機しているワッシャにボルトの下部を差し込み、その後、傾斜面を吊り下げ状態で滑降させながら、頭部がワッシャに達するまでボルト軸部を挿入しきることが記載されている。

【0003】

一方、特開２００８−１４２８１９号公報には、吊り下げ状態で移送されてきたボルトをボルト受け部で支持し、その下方からワッシャを上昇させて、相対的にボルトをワッシャに差し込むことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０８−０７１８７０号公報

【特許文献2】特開２００８−１４２８１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１に記載された先行技術は、待機しているワッシャにボルトを落下させるものであるから、ボルトの落下軌跡が少しでも狂うと、ボルト下端がワッシャに正しく入らないこととなる。また、ボルト挿入前にボルトが何らかの外力で揺動すると、これも同様に軸部下端がワッシャに正しく入らないこととなる。このような問題を解決するためには、ボルト挿入前にワッシャとボルトが完全に同軸状態になっていて、この状態が挿入動作中にも維持されることが重要である。

【0006】

上記特許文献２に記載された先行技術は、ボルト受け部で吊り下げられたボルトに対して、下からワッシャを上昇させるものであるから、ボルトとワッシャの中心が完全に合致していないと、ボルト下端がワッシャに挿入されないこととなる。とくに、ワッシャ上昇の途上でワッシャ中心がずれないようにすることが重要である。やはり特許文献１と同様に、同軸性が重要になる。

【0007】

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、環状部品と軸状部品の軸心合致を、挿入組み立て前の段階から組み立て完了まで正確に維持して、高い組み立て信頼性を求めることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１記載の発明は、
環状部品と軸状部品が同軸の状態になって環状部品に軸状部品が挿入されるときの中心線が挿入軸線とされ、
環状部品をその中心が前記挿入軸線と同軸となった状態で支持する挿入基部材と、
軸状部品の送出通路を移行されてきた軸状部品を受け止めて前記挿入軸線と同軸の状態で保持する受けヘッドと、
前記受けヘッドに軸状部品を保持して軸状部品の揺動を防止するために受けヘッドに設けられた吸引手段と、
前記受けヘッドを挿入軸線に沿って移動させることにより軸状部品を環状部品に挿入する挿入作動手段と、
環状部品に軸状部品が挿入された組み立て完了後の環状部品付き軸状部品を前記挿入基部材に支持された状態で該環状部品付き軸状部品の送出機構へ移送するための移送駆動手段を含んで構成され、
前記移送駆動手段は、直線的な進退動作を行うように構成され、
前記移送駆動手段による環状部品付き軸状部品の移送方向は、前記軸状部品の送出通路の長手方向に対して直角に食い違った方向とされているとともに、前記送出機構の真っ直ぐな送出方向に対して直交していることを特徴とする環状部品に軸状部品を挿入する組み立て装置である。

【発明の効果】

【0009】

環状部品に軸状部品を挿入する際の基準的な位置決め機能を果たす挿入基部材に、環状部品が挿入軸線と同軸状態で予め支持される。一方、軸状部品は受けヘッドに挿入軸線と同軸状態で保持されるとともに、受けヘッドの吸引手段で揺動しないように位置決めがなされる。そして、軸状部品は受けヘッドとの相対位置が変化しない状態で保持されたまま、挿入作動手段で挿入軸線に沿って環状部品に挿入される。

【0010】

上記のような動作であるから、挿入基部材で位置決めされた環状部品に、軸状部品が確実に挿入され、組み立て装置としての作動信頼性が完全なものとなる。つまり、環状部品を挿入基部材に保持して移動できない状態で待機させることができ、軸状部品は受けヘッドに吸引手段で位置決めされた状態になっているので、環状部品と軸状部品を挿入軸線からずれることができない状態とすることができ、上記のように、作動信頼性が完全なものとなる。したがって、環状部品と軸状部品の軸心合致を、挿入組み立て前の段階から組み立て完了まで正確に維持して、高い組み立て信頼性を求めることが実現する。

【0011】

上記の挿入動作を行う挿入作動手段として、エアシリンダや進退出力式の電動モータなどを採用することにより、これらの進退動作が完全な直線的動作となるので、挿入軸線に沿って軸状部品を正確に移動させることが確実に達成できる。

【0012】

組み立て完了後の環状部品付き軸状部品が、挿入基部材に保持された状態で移送駆動手段によって送出機構へ移送される。したがって、環状部品と軸状部品の相対位置が狂うことなく、正しい挿入状態で送出機構から目的箇所へ移送することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】装置全体の平面図である。

【図2】装置全体の側面図である。

【図3】装置全体のスペース状態を簡略的に示す平面図である。

【図4】ワッシャの移送状態を示す平面図である。

【図5】ボルトの移送状態を示す平面図、側面図である。

【図6】ボルトの挿入過程を示す側面図である。

【図7】組み立て後のボルトの送出を示す側面図である。

【図8】ボルトとワッシャの移動軌跡を示す線図である。

【図9】ボルトとワッシャを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

つぎに、本発明の環状部品に軸状部品を挿入する組み立て装置を実施するための形態を説明する。

【実施例1】

【0015】

図１〜図９は、本発明の実施例を示す。

【0016】

最初に、組み立ての対象となる軸状部品と環状部品を説明する。

【0017】

軸状部品としては、ボルト、回転軸、支持ロッドなど種々なものがあるが、ここでは鉄製のボルトである。図９に示すように、ボルト１は頭部２と軸部３から構成され、軸部３に雄ねじ４が形成されている。頭部２には、回転工具を差し込む角孔５が設けてある。ボルト１の各部寸法は、軸部３の直径と長さがそれぞれ９ｍｍと１３０ｍｍ、頭部２の直径と軸方向高さがそれぞれ１６ｍｍと１１ｍｍである。

【0018】

なお、軸部３の断面形状は、円形である。

【0019】

環状部品としては、ワッシャ、Ｏリング、ディスタンスピースなど種々なものがあるが、ここでは鉄製のワッシャである。図９に示すように、円形のワッシャ６に軸部３が挿入される挿入孔７が形成されている。ワッシャ６の各部寸法は、外径と内径がそれぞれ２０ｍｍと９．４ｍｍ、厚さが２．８ｍｍである。

【0020】

つぎに、装置全体の配置構造を説明する。

【0021】

組み立て装置全体は、符号１００で示されている。支持部材８は、平面的に見た形状が四角くなっている分厚くて平たい鋼板製であり、水平に配置してある。この支持部材８は、床９から起立している支柱１０に支持されている。仮想線Ｙ−Ｙは支持部材８の対角線である。

【0022】

軸状部品を貯留しているパーツフィーダ、すなわちボルト用パーツフィーダ１２は、円形のボウル１３を有している。螺線形の搬送通路１４から送り出されたボルト１を起立姿勢に変換するための構造は、一般的に採用されているものであり、簡略的に説明すると、円弧状の傾斜板１５がボウル１３の外周に沿って設けられているタイプのものである。搬送通路１４から出たボルト１は、頭部２を上にして傾斜板１５に案内され、移動にしたがって次第に起立するようになっている。この傾斜板１５に連続した搬送レール１６が出口通路とされている。この出口通路にも符号１６が付してある。出口通路１６においては、ボルト１は鉛直方向の首吊り状態になっている。これは、図５（Ｃ）に示された首吊り構造と同じである。

【0023】

すなわち、２本の細長いレール部材１７を平行に配置して、両レール部材１７の上面を滑動面１８とし、両レール部材１７の間の空間を軸部３の通過空間１９としてある。滑動面１８上を頭部２の下面が滑動し、軸部３が通過空間１９を通過する。符号２０は、両レール部材１７を一体化する結合部材であり、レール部材１７の下部に溶接してある。

【0024】

上記のように図５（Ｃ）に示す鉛直方向の吊り下げ構造は、後述のボルト用の各送出通路においても同じ構造である。

【0025】

ボルト用パーツフィーダ１２は、その中心Ｏ１が対角線Ｙ−Ｙから離隔した箇所に片寄せて配置してある。つまり、図１や図３において対角線Ｙ−Ｙの上側にずらしてあり、このずらされた離隔距離は符号Ｓ１で示されている。

【0026】

環状部品を貯留しているパーツフィーダ、すなわちワッシャ用パーツフィーダ２２は、円形のボウル２３を有するもので、螺線形の搬送通路２４から送り出されたワッシャ６が出口通路２５から送出される。

【0027】

ワッシャ用パーツフィーダ２２は、その中心Ｏ２が対角線Ｙ−Ｙから離隔した箇所に片寄せて配置してある。つまり、図１や図３において対角線Ｙ−Ｙの上側にずらしてあり、このずらされた離隔距離は符号Ｓ２で示されている。

【0028】

つぎに、送出通路について説明する。

【0029】

出口通路１６の配置箇所は、ボルト用パーツフィーダ１２の外周部が支持部材８の一辺２６に最も接近した箇所とされている。この出口通路１６に送出通路２７が接続してある。送出通路２７は水平な姿勢とされ、それを構成するレール部材、滑動面、通過空間、結合部材などは、前述の図５（Ｃ）に示した構造と同じであり、同じ符号が図１に記載してある。送出通路２７は、一辺２６と平行になって真っ直ぐに直線的に延びていて、一辺２６に接近した箇所に配置してある。つまり、送出通路２７の長手方向は、ボウル１３の接線方向と同じとなっている。

【0030】

一方、出口通路２５の配置箇所は、ワッシャ用パーツフィーダ２２の外周部が支持部材８の他辺２８に最も接近した箇所とされている。この出口通路２５に送出通路２９が接続してある。送出通路２９は水平な姿勢とされ、それを構成する細長いガイド部材３０は、図４（Ｅ）に示した断面形状とされ、その中をワッシャ６が滑動するようになっている。この滑動面は、符号３２で示されている。

【0031】

ガイド部材３０は、扁平な通過空間を有しており、その幅や厚さ寸法はワッシャ６の外形寸法よりも僅かに大きく設定されている。そして、中央部にワッシャ６の一部が見えるように、細長い空間３１が設けてある。
送出通路２９は、他辺２８と平行になって真っ直ぐに直線的に延びていて、他辺２８にできるだけ接近した箇所に配置してある。つまり、送出通路２９の長手方向は、ボウル２３の接線方向と同じとなっている。

【0032】

一辺２６と他辺２８は、支持部材８の端縁線であり、支持部材８の四角い形状により直交している。そして、ボルト送出通路２７の長手方向とワッシャ送出通路２９の長手方向も直交している。

【0033】

つぎに、機器配置スペースについて説明する。

【0034】

図１や図３に示すように、ボルト用パーツフィーダ１２の中心Ｏ１と、ワッシャ用パーツフィーダ２２の中心Ｏ２が対角線Ｙ−Ｙから片側へ離隔するようにずらされているので、すなわち離隔距離Ｓ１とＳ２が設定されているので、離隔方向とは反対側の支持部材８上に広いスペースが形成される。このスペースが機器配置スペース３３である。

【0035】

この機器配置スペース３３は、図３に示すように、直角三角形の領域となっており、ここにボルト側の送出通路２７とワッシャ側の送出通路２９が進入している。

【0036】

機器配置スペース３３に、両送出通路２７、２９からのボルト１およびワッシャ６を受け入れて、ワッシャ６にボルト１を挿入する挿入装置１１０が配置してある。ボルト１およびワッシャ６は、各送出通路２７、２９を移動するのであるが、この移動方法としては、傾斜を滑降させたり、エアシリンダのストロークで押し出したり、あるいは振動を付与したりするものがある。ここでは、両送出通路２７、２９に振動を付与する振動式直進フィーダが採用されている。

【0037】

図２に示すように、直進フィーダ３４は、基台３５上に傾斜した板ばね３６を介して支持台３７を取付け、この支持台３７に前述したボルト吊り下げ用のレール部材１７が取り付けられている。基台３５上に電磁石３８が取り付けられ、それに対向させて吸引片３９が支持台３７の下面に取り付けられている。電磁石３８によって支持台３７に電磁振動が付与されることにより、ボルト１がレール部材１７の滑動面１８上を滑動して図２の右方へ移送される。

【0038】

送出通路２９を形成するガイド部材３０も上記の直進フィーダ３４と同じ機構で振動が付与されてワッシャ６の移送がなされる。ワッシャ６は、図１および図４（Ａ）の下方へ移動する。ガイド部材３０の直進フィーダにも前述の直進フィーダと同じ３４の符号が記載してある。

【0039】

つぎに、挿入装置のワッシャ移送構造について説明する。

【0040】

鉛直方向に吊り下げられたボルト１をワッシャ６の挿入孔７に差し込む方式であるから、ボルト１は高い箇所を移動し、ワッシャ６は低い箇所を移動する。そして、移動して停止する箇所は、挿入軸線Ｏ−Ｏと同軸になる箇所である。このような高低差を付与するために、図２に示すように、ボルト用パーツフィーダ１２は支柱４１で高い箇所に配置され、ワッシャ用パーツフィーダ２２は、支持部材８上に直接載置するか、短い支柱で支持されている。

【0041】

上記挿入軸線Ｏ−Ｏは、ワッシャ６と軸部３が同軸の状態になってワッシャ６に軸部３が挿入されるときの中心線である。

【0042】

ワッシャ６を挿入軸線Ｏ−Ｏと同軸状態で停止させて待機状態にするために、挿入基部材４２が配置してある。この挿入基部材４２の細部構造を図６（Ｄ）と図４（Ａ）、（Ｃ）にしたがって説明すると、ワッシャ６を受け入れる第１凹部４３とそれに連なった状態で軸部３を受け入れる第２凹部４４が形成されている。このように両凹部４３、４４を形成することにより、水平で平たい滑動面５３が設けられる。第１凹部４３の奥に、ワッシャ６を受止める円弧状の第１停止凹部４５が形成され、第２凹部４４の奥に軸部３を受け止める円弧状の第２停止凹部４６が形成されている。第１凹部４３、第２凹部４４は、ボルト１とワッシャ６の抜け出しを許容するために、第１開放部４７と第２開放部４８が設けてある。

【0043】

挿入基部材４２に、ワッシャ６やボルト１の軸部３に吸引力を付与するために、２つの永久磁石５２が埋設してある。ワッシャ６や軸部３が永久磁石５２で吸引されると、ワッシャ６は第１停止凹部４５に密着して、挿入軸線Ｏ−Ｏと同軸位置に停止し、同時に、上から挿入された軸部３は第２停止凹部４６に密着して、挿入軸線Ｏ−Ｏと同軸位置に停止する。

【0044】

永久磁石５２は、ワッシャ６に対する吸引手段であり、永久磁石に換えて空気吸引式にすることも可能である。

【0045】

すでに記載したが、ワッシャ６に軸部３が挿入された組み立て完了後の部品を「ワッシャ付きボルト」あるいは「環状部品付き軸状部品」と表現している。

【0046】

支持部材８に固定して起立させた取付け片４９にエアシリンダ５０が固定され、そのピストンロッド５１に前記挿入基部材４２が結合してある。エアシリンダ５０の進退方向は、送出通路２７の長手方向と直角に食い違った方向とされており、エアシリンダ５０の進退動作で挿入基部材４２が上記食い違った方向で水平方向に進退するようになっている。

【0047】

エアシリンダ５０の後退位置が、挿入基部材４２にワッシャ６やボルト１を受け入れる待機位置であり、この待機位置状態において挿入軸線Ｏ−Ｏが鉛直方向に存在している。

【0048】

エアシリンダ５０は、後述の送出機構１２０へワッシャ付きボルトを搬送する移送駆動手段である。つまり、エアシリンダ５０、すなわち移送駆動手段は、ワッシャ付きボルトを組み立て装置１００外に設置した送出機構１２０へ送り出す役目を果たしている。

【0049】

ワッシャ用の送出通路２９から出てきたワッシャ６の移送方向を変換し、挿入基部材４２の第１凹部４３へ向かうようになっている。このような移送方向の変換は、ワッシャ６の動きを直角に変向させるもので、そのために変向部材５５が配置してある。図４に示すように、変向部材５５は、四角いブロック状の部材が支持部材８に固定されたもので、その上面に変向用の通過溝５６が形成されている。この通過溝５６は、深さ寸法と幅寸法がワッシャ６の厚さや直径よりも僅かに大きく設定してあり、入口溝５７と送出溝５８によって構成されている。ワッシャ６の送出通路２９を形成するガイド部材３０が入口溝５７に合致し、送出溝５８が第１開放部４７に合致している。なお、変向部材５５は、取付け部材６４を介して支持部材８に固定してある。

【0050】

通過溝５６の水平で平たい底面と、前述の滑動面５３と、ガイド部材３０の滑動面３２は、１つの仮想平面上に存在している。一番目のワッシャ６を停止させるために、送出溝５８の横側に永久磁石５９が埋設してある。送出溝５８の端部近傍に、細長い板部材で構成された押出し部材６０が差し込んである。この押出し部材６０は、その端部がエアシリンダ６１のピストンロッド６２に結合され、ワッシャ６を第１凹部４３の方へ押し出すように進出する。図４（Ａ）は、ワッシャ６が押し出される前の状態を示しており、このときには一番目のワッシャ６は永久磁石５９に吸引されて、送出溝５８の内壁と押出し部材６０の前端に形成された押出し面に圧接している。そして、このときに２番目のワッシャ６は、１番目のワッシャ６によって移動できないようになっている。なお、エアシリンダ６１は、取付け部材６３を介して支持部材８に固定されている。

【0051】

上記エアシリンダ６１やそれによって押出し動作をする押出し部材６０は移行手段であり、変向部材５５に入ってきたワッシャ６を挿入基部材４２へ移行させる。

【0052】

上述のようにして、ワッシャ６がボルト１の軸部下端よりも低い箇所の第１凹部４３に位置決めがなされる。したがって、上記滑動面５３などが存在する仮想平面は、送出通路２７を移送されるボルト１よりも低い箇所に配置されている。

【0053】

つぎに、挿入装置のボルト移送構造について説明する。

【0054】

レール部材１７に吊り下げられて移送されてきたボルト１は、受けヘッド６６に移載される。受けヘッド６６は、図５に示すように、直方体の形状をしたブロック状の部材で構成され、一端側に軸部３を受け入れる受け凹部６７が形成されている。この受け凹部６７は、送出通路２７に向かって開口しており、軸部３を引き込むための永久磁石６８がブロック状部材に埋設してある。受けヘッド６６の平たい上面６９と滑動面１８は、一仮想平面上に存在している。

【0055】

受け凹部６７の奥には、軸部３が密着する円弧面が形成してある。また、永久磁石６８は、吸引手段であり、永久磁石６８に換えて空気吸引式にすることも可能である。軸部３が受け凹部６７内へ吸引されると、軸部３は受け凹部６７の円弧面に密着し、挿入軸線Ｏ−Ｏに沿ってしっかりと保持され、軸部３の下端が下降動作中に揺動することが防止される。

【0056】

受けヘッド６６の他端側に、昇降アーム７０が溶接などで結合され、その端部がエアシリンダ７１のピストンロッド７２に結合してある。このエアシリンダ７１の進退方向は、送出通路２７の長手方向と同方向とされている。受け凹部６７に引き込まれたボルト１が挿入軸線Ｏ−Ｏと同軸となるように受け凹部６７の位置が設定されている。

【0057】

鉛直方向に進退動作をする昇降エアシリンダ７３が支持部材８上に起立した状態で固定してあり、そのピストンロッド７４の上端に前記エアシリンダ７１が水平方向に進退動作をするように取り付けてある。昇降エアシリンダ７３とエアシリンダ７１の進退動作を複合させることにより、受けヘッド６６にスクエアーモーションを行わせる。

【0058】

上述のような動作をするエアシリンダ７３は、受けヘッド６６を昇降させるもので、軸部３を挿入基部材４２上のワッシャ６に挿入する挿入作動手段である。

【0059】

１番目のボルト１が受け凹部６７に入ったときに、２番目のボルト１を停止させておく必要がある。そのために、レール部材１７の側面にブラケット７５を介してエアシリンダ７６を固定し、そのピストンロッド７７の先端部で２番目のボルト１を停止させている。受け凹部６７が空いているときに、ピストンロッド７７が後退して軸部３が受け凹部６７に引き込まれ、頭部２が上面６９に載置され、首吊り状態になる。その後、再びピストンロッド７７が進出して次のボルト１を停止し、待機させる。

【0060】

図２、図６Ｃおよび同図（Ｅ）には、軸部３の下端を受け止めるストッパ片７８が配置してある。このストッパ片７８は、分厚い板材で構成し、その上面がストッパ面７９とされている。ストッパ面７９は、挿入軸線Ｏ−Ｏと同軸位置に形成されている受け面８０と、後述のボルト送出時に機能する傾斜面８１によって構成されている。

【0061】

つぎに、挿入装置の動作を説明する。

【0062】

ワッシャ用パーツフィーダ２２から出たワッシャ６は、直進フィーダ３４の動作で送出通路２９を通過し、変向部材５５の入口溝５７に入り、永久磁石５９の吸引力で送出溝５８に引き込まれ、送出溝５８の内面と押出し部材６０の先端面に軽く圧接される。

【0063】

ついで、エアシリンダ６１の動作で押出し部材６０が進出し、これによって押し出されたワッシャ６は、挿入基部材４２の第１凹部４３内に押し込まれ、滑動面５３上を滑動し、第１停止凹部４５で受止められる。この受け止め状態でワッシャ６の中心が挿入軸線Ｏ−Ｏと同軸となる。

【0064】

第１停止凹部４５に受け止められたワッシャ６は、永久磁石５２によって吸引され、これによってワッシャ６を挿入基部材４２に保持して移動できない状態で待機させることとなる。

【0065】

なお、ワッシャ６は上記のように、ガイド部材３０、変向部材５５を経て第１停止凹部４５へ移送されるが、これに換えて変向部材５５や押出し部材６０を廃止し、ガイド部材３０の先端近傍を図４（Ａ）の左方へ湾曲させて、その開口部が第１開放部４７（図６（Ｄ）参照）に合致するように構成してもよい。このようにすると、ワッシャ６は、湾曲した移動軌跡を描いてガイド部材３０から直接第１凹部４３内に送り込まれる。

【0066】

一方、ボルト用パーツフィーダ１２から出たボルト１は、直進フィーダ３４の動作で送出通路２７を通過し、エアシリンダ７６の動作でピストンロッド７７が後退すると、永久磁石６８の吸引力で１番目のボルト１が受けヘッド６６に引き込まれる。この状態でボルト１の中心が挿入軸線Ｏ−Ｏと同軸となる。

【0067】

このようにボルト１の軸部３が受け凹部６７の円弧面に密着して、挿入軸線Ｏ−Ｏ上のボルト１と受けヘッド６６の相対位置が変化しない状態になる。

【0068】

図６（Ａ）は、挿入軸線Ｏ−Ｏと同軸の状態でボルト１が受けヘッド６６に支持されているとともに、ワッシャ６が挿入基部材４２に待機状態で支持され、同様に、挿入軸線Ｏ−Ｏと同軸となった状態を示している。そして、エアシリンダ７３のピストンロッド７４は延びており、また、エアシリンダ７１のピストンロッド７２は縮小位置にある。

【0069】

ここで、エアシリンダ７３が縮小動作をすると、受けヘッド６６が鉛直方向に下降し、図６（Ｂ）に示すように、軸部３がワッシャ６の挿入孔７と第２凹部４４に差し込まれる。

【0070】

そして、受けヘッド６６が挿入基部材４２の直前まで来ると、エアシリンダ７３の下降動作は停止し、ついで、エアシリンダ７１のピストンロッド７２が進出して受けヘッド６６を後退させ、図６（Ｃ）に示すように、受けヘッド６６はボルト１から離れる。

【0071】

このように受けヘッド６６がボルト１から離れると、ボルト１は自重で鉛直方向に落下し、軸部３の下端がストッパ片７８の受け面８０に着地する。この自重落下の高さは、１０〜１５ｍｍが適当であり、ここでは１２ｍｍである。受け面８０の上下位置を調節することにより、落下量が上記のように１２ｍｍとなり、軸部３の下端が受け面８０に受け止められた状態では、図６（Ｃ）に示すように、頭部２とワッシャ６の間に僅かな間隙Ｌが形成されている。

【0072】

このように受けヘッド６６がボルト１を保持して低い箇所までボルト１を下降させてからボルトを開放するので、ボルト１の落下距離が短くなり、受け面８０への衝撃力が最小化されて、受け面８０のへたり変形を防止することができる。上記のような間隙Ｌを設けることと、軸部３が受け面８０に着座していることが輻輳して、ワッシャ６に頭部２が衝撃的に当たるようなことが回避でき、挿入基部材４２の各部の形状が異常に変形することがない、という効果が得られる。

【0073】

動作説明に戻ると、受けヘッド６６がボルト１から離れた位置でエアシリンダ７１の進出が停止し、これに引き続いて、エアシリンダ７３のピストンロッド７４が伸長し、受けヘッド６６がレール部材１７と同じ元の高さに戻り、最後に、エアシリンダ７１のピストンロッド７２が縮小して、受けヘッド６６は送出通路２７に合致した位置に復帰し、次のボルト１の受け入れに備える。上述の受けヘッド６６の下降、水平移動、上昇、水平移動の動作軌跡は、スクエアーモーションの形態をなしている。

【0074】

上述のように、図６（Ｂ）の段階で受けヘッド６６が右方へ後退するときに、軸部３も一緒に挿入基部材４２から引き出される恐れがある。このような問題を解消するために、変向部材５５の横側面６５で軸部３の移動を拘束している。つまり、変向部材５５の横側面６５が軸部３２に対する規制面の役割を果たしている。

【0075】

軸部３の下端が受け面８０に支持されている状態から、前述のエアシリンダ５０の動作で組み立て済みのボルト１とワッシャ６が押し出されると、軸部３の下端が傾斜面８１を滑降しながら傾斜面８１から離れ、この離れるときには頭部２がワッシャ６に密着する。

【0076】

したがって、傾斜面８１の長手方向は、エアシリンダ５０の進出方向と同じ方向になっており、エアシリンダ５０の進出側が低くなっている。

【0077】

つぎに、送出機構について説明する。

【0078】

挿入装置１１０で組み立てられたボルト１とワッシャ６は、送出機構１２０へ移送され、目的箇所へ送り出される。組み立てられたボルト１とワッシャ６は挿入基部材４２に係止された状態で、図１に示すように、エアシリンダ５０の動作により送出通路２７とは直角に食い違った方向へ送り出される。ここでは、平面的に見て支持部材８の外側に送り出される。

【0079】

挿入基部材４２に支持されたボルト１とワッシャ６は、先の送出通路２７や２９と同じ構造の送出通路８３に移載される。この送出通路８３を構成する部材には、図１や図７に示すように、先のものと同じ符号が記載してある。そして、レール部材１７は、先のものと同じ直進フィーダ３４で駆動され移送機能を果たすようになっている。

【0080】

挿入基部材４２に支持されたボルト１とワッシャ６を送出通路８３のレール部材１７へ移載するために、図７に示すように、押出し部材８４が配置してある。この押出し部材８４は、前述の押出し部材６０を動作させる機構と同じ機構で進退する。したがって、エアシリンダやピストンロッドには前述のものと同じ符号が記載してある。なお、図１に示した符号８５および８６は、直進フィーダ３４とエアシリンダ６１を支持部材８の端部に結合するブラケットである。押出し部材８４の押出し方向と送出通路８３の移送方向はいずれも、送出通路２７と平行になっている。

【0081】

送出通路８３の端部に送られたボルト１とワッシャ６は、次の工程に応じた搬送手段で移送される。例えば、図示していないが、送出通路８３の端部に待機しているボルト１をねじ締め機のチャックで掴むようにする。

【0082】

なお、支持部材８を図１の下方へ拡張するとともに、ブラケット８５および８６を廃止して、送出機構１２０を支持部材８上に配置することも可能である。

【0083】

図８は、部品の移動経路を立体的に示した線図である。各移送に関連する送出通路や部材の符号が記載されている。この図の２点鎖線図示の四角い移動軌跡は、受けヘッド６６の移動軌跡であり、前述のスクエアーモーションを示している。

【0084】

支持部材８は支柱１０に支持された鋼板製であるが、これに換えて骨材を櫓状に四角く組み、さらに他の骨材を水平方向に架設し、その上にパーツフィーダ１２、２２や挿入装置１１０などの機器類を載置することも可能である。また、軸部３に形成した雄ねじ４は、図９にのみ図示し、他の図においては図示を省略してある。さらに、各エアシリンダへの作動空気の給排管の図示は省略してある。

【0085】

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。

【0086】

上述の各種エアシリンダを上述の作動順序にしたがって動作させたり、パーツフィーダの動作を断続させたりする種々な動作は、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。簡単なコンピュータ装置で構成される制御装置またはシーケンス回路など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。

【0087】

なお、上記実施例は、装置発明を前提にしているが、これに換えて、図８に示すような各移動要素を組み合わせた方法発明として存在させることができる。ピストンロッド７４の進退方向、すなわち挿入軸線Ｏ−Ｏ方向をＸ方向、送出通路２７の移送方向をＹ方向、送出通路２９の移送方向を２方向に設定して、Ｘ、ＹおよびＺなる３次元的な移送変位を含めた方法発明を構成する。

【0088】

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。

【0089】

ワッシャ６にンボルト１を挿入する際の基準的な位置決め機能を果たす挿入基部材４２に、ワッシャ６が挿入軸線Ｏ−Ｏと同軸状態で予め支持される。一方、ボルト１は受けヘッド６６に挿入軸線Ｏ−Ｏと同軸状態で保持されるとともに、受けヘッド６６の吸引手段である永久磁石６８により揺動しないように位置決めがなされる。そして、ボルト１は受けヘッド６６との相対位置が変化しない状態で保持されたまま、挿入作動手段であるエアシリンダ７３により挿入軸線Ｏ−Ｏに沿ってワッシャ６に挿入される。

【0090】

上記のような動作であるから、挿入基部材４２で位置決めされたワッシャ６に、ボルト１が確実に挿入され、組み立て装置１００としての作動信頼性が完全なものとなる。つまり、ワッシャ６を挿入基部材４２に保持して移動できない状態で待機させることができ、ボルト１は受けヘッド６６に永久磁石６８で位置決めされた状態になっているので、ワッシャ６とボルト１を挿入軸線Ｏ−Ｏからずれることができない状態とすることができ、上記のように、作動信頼性が完全なものとなる。したがって、ワッシャ６とボルト１の軸心合致を、挿入組み立て前の段階から組み立て完了まで正確に維持して、高い組み立て信頼性を求めることが実現する。

【0091】

上記の挿入動作を行う挿入作動手段７３として、エアシリンダや進退出力式の電動モータなどを採用することにより、これらの進退動作が完全な直線的動作となるので、挿入軸線Ｏ−Ｏに沿ってボルト１を正確に移動させることが確実に達成できる。

【0092】

組み立て完了後のワッシャ付きボルトが、挿入基部材４２に保持された状態で移送駆動手段であるエアシリンダ５０によって送出機構１２０へ移送される。したがって、ワッシャ６とボルト１の相対位置が狂うことなく、正しい挿入状態で送出機構１２０から目的箇所へ移送することができる。

【0093】

受けヘッド６６がボルト１を保持して、頭部２がワッシャ６の近くまで挿入動作が進行した段階で、ボルト１を受けヘッド６６から開放するので、ボルト１の落下距離が短くなり、ストッパ片７８の受け面８０への衝撃力が最小化されて、受け面８０のへたり変形を防止することができる。受け面８０の配置位置を選定して、上記のような間隙Ｌを頭部２とワッシャ６の間に設けることと、軸部３が受け面８０に着座していることが輻輳して、ワッシャ６に頭部２が衝撃的に当たるようなことが回避でき、挿入基部材４２の滑動面５３など各部の形状が異常に変形することがない、という効果が得られる。

【0094】

下降した受けヘッド６６がボルト１から離れた位置でエアシリンダ７１の進出が停止し、これに引き続いて、エアシリンダ７３のピストンロッド７４が伸長し、受けヘッド６６がレール部材１７と同じ元の高さに戻り、最後に、エアシリンダ７１のピストンロッド７２が縮小して、受けヘッド６６は送出通路２７に合致した位置に復帰し、次のボルト１の受け入れに備える。上述の受けヘッド６６の下降、水平後退移動、上昇、水平進出移動の動作軌跡は、スクエアーモーションの形態をなしている。

【0095】

受けヘッド６６によるボルト１の把握と、ボルト１のワッシャ６への挿入と、この挿入後の受けヘッド６６の後退と、受けヘッド６６が元の高さに復帰することと、受けヘッド６６が送出通路２７に合致・接合することの一連の動作が、上記スクエアーモーションによって遂行されている。このため、ボルト１の受け取り、挿入、開放落下が一連性をもって確実になされ、挿入装置１１０が確実に動作する。合わせて、前記開放落下後の移動動作軌跡も確実に形成される。

【0096】

鉛直方向に進退動作をする昇降エアシリンダ７３が支持部材８上に起立した状態で固定してあり、そのピストンロッド７４の上端に前記エアシリンダ７１が水平方向に進退動作をするように取り付けてある。昇降エアシリンダ７３とエアシリンダ７１の進退動作を複合させることにより、受けヘッド６６にスクエアーモーションを行わせる。このように昇降エアシリンダ７３と水平方向に動作するエアシリンダ７１をユニットのように組み合わせることにより、簡単な構造で正確なスクエアーモーションを受けヘッド６６に行わせることができる。

【産業上の利用可能性】

【0097】

上述のように、本発明の装置によれば、環状部品と軸状部品の軸心合致を、挿入組み立て前の段階から組み立て完了まで正確に維持して、高い組み立て信頼性を求めることができる。したがって、自動車の車体組立工程や、家庭電化製品の板金組立工程などの広い産業分野で利用できる。

【符号の説明】

【0098】

１ ボルト
２ 頭部
３ 軸部
６ ワッシャ
７ 挿入孔
８ 支持部材
１２ ボルト用パーツフィーダ
１３ ボウル
１６ 出口通路
２２ ワッシャ用パーツフィーダ
２３ ボウル
２５ 出口通路
２６ 一辺
２７ 送出通路
２８ 他辺
２９ 送出通路
３０ ガイド部材
３３ 機器配置スペース
３４ 直進フィーダ
４２ 挿入基部材
４３ 第１凹部
４４ 第２凹部
４５ 第１停止凹部
４６ 第２停止凹部
４７ 第１開放部
４８ 第２開放部
５０ 移送駆動手段、エアシリンダ
５３ 滑動面
５５ 変向部材
６６ 受けヘッド
６８ 吸引手段、永久磁石
７３ 挿入作動手段、昇降エアシリンダ
７８ ストッパ片
８３ 送出通路
１００ 組み立て装置
１１０ 挿入装置
１２０ 送出機構
Ｙ−Ｙ 対角線
Ｏ−Ｏ 挿入軸線
Ｏ１ ボルト用パーツフィーダの中心
Ｏ２ ワッシャ用パーツフィーダの中心
Ｓ１ 離隔距離
Ｓ２ 離隔距離
Ｌ 間隙

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】