インサート金具圧入装置
【課題】成形品の埋込み用穴へインサート金具を正確に圧入し、固定するためのインサート金具圧入装置を提供する。
【解決手段】成形品ストッパープレート３９のネジ孔４０に調整ボルト４１をねじ込み、ロックナット４４により調整ボルト４１を固定する。加熱コイルで加熱されたインサート金具をセラミックピンによりインサート金具受け台から突き上げ、調整ボルト４１から下方に突き出した保持スティック４６、４６ａに保持させて成形品の埋め込み用穴のところまで移動し、圧入ユニット３０を下降させてインサート金具を埋め込み用穴内に圧入し、調整ボルト４１でインサート金具のフランジを押えながら冷却エアーでインサート金具を冷却することにより、埋め込み穴内において溶融した樹脂を固化する。インサート金具の圧入状況は判定評価回路で評価し、適、否を判定する。
【解決手段】成形品ストッパープレート３９のネジ孔４０に調整ボルト４１をねじ込み、ロックナット４４により調整ボルト４１を固定する。加熱コイルで加熱されたインサート金具をセラミックピンによりインサート金具受け台から突き上げ、調整ボルト４１から下方に突き出した保持スティック４６、４６ａに保持させて成形品の埋め込み用穴のところまで移動し、圧入ユニット３０を下降させてインサート金具を埋め込み用穴内に圧入し、調整ボルト４１でインサート金具のフランジを押えながら冷却エアーでインサート金具を冷却することにより、埋め込み穴内において溶融した樹脂を固化する。インサート金具の圧入状況は判定評価回路で評価し、適、否を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品へ他の部品を取付けるためのインサート金具を樹脂成形品に予め設けられた埋込み用穴へ圧入して固定するためのインサート金具圧入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂成形品へ他の部品を取付ける場合、事前に取付け用のインサート金具を樹脂成形品の埋込み用穴へ圧入して溶着固定して置く方法が用いられている。さらに詳しく説明すると、この方法は、インサート金具を加熱手段で加熱した後、埋込み用穴へ押し込み、インサート金具の熱で埋め込み用穴の周囲の樹脂を溶融または軟化させることにより、その樹脂をインサート金具の側面に形成したローレット状の網目へ浸透させ、樹脂の固化を待ってインサート金具を樹脂成形品の埋込み用穴へ固定する方法である。
【０００３】
しかし、この方法によると、埋込み用穴へインサート金具を圧入後、樹脂の冷却固化が十分に行われない場合、インサート金具が所定の位置からズレてしまう危険性があることから、冷却されて固化するまでに待ち時間が必要であり、そのため生産効率が向上しないという問題がある。
【０００４】
そこで、本出願人は、以前にインサート金具を加熱する加熱棒と、空気流通穴を有し先端にインサート金具を押さえる押さえ部が設けられていると共に、空気流通穴に連通し、かつインサート金具およびその周辺に空気を吹き出す吹き出し口が設けられた固定棒とを備えたインサート圧入装置を用いることにより、樹脂の冷却時間と待ち時間の短縮を図り、生産効率の向上を図った装置を提案している（特開平０６−３１２４５８号）。
【０００５】
また、インサート金具を樹脂成形品の埋込み用穴へ圧入する場合、インサート金具における圧入深さの均一性が必要になるが、しばしば不均一となりがちである。
【０００６】
この不均一の要因として、インサート金具を穴内に押し入れる圧入棒の設定した値のみのストロークの制御では、例えば、樹脂成形品の埋込み用穴の位置が表面より凹んでいた場合、この凹み分インサート金具は穴内に十分に圧入が行われなくなることから、樹脂成形品の穴からインサート金具の頭が少し飛び出したり、逆に樹脂成形品の表面が盛り上がる方向へ反っていた場合、インサート金具の圧入量が過多となること等を挙げることができる。このように、万一不均一の問題が発生すると、部品を止めるボルトにおけるネジの係り代が所望する長さに至らなかったり、部品と樹脂成形品との間に隙間が発生したりすると云った問題が発生する。
【０００７】
このようなことから、実開平５−２９３７号公報には、超音波ホーンのストローク量を制御するセンサーの基準点を内装基板の裏面側に設け、このセンサーの作動により超音波ホーンの先端部分を内装基材の裏面（基準点）から所定寸法上方位置で常に停止させて、内装基材の板厚バラツキ、セットバラツキを吸収する構成の超音波カシメ装置が紹介されている。
【０００８】
この位置制御方法をインサート金具の圧入方法に応用すれば、樹脂成形品における圧入孔が設けられた表面を基準としてストローク量を設定することができるため、樹脂成形品が反っていても所定の位置にインサート金具を圧入することができる。
【特許文献１】特開平０６−３１２４５８号公報
【特許文献２】実開平０５−２９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、ストローク量を設定してインサート金具を圧入した場合、設定した深さへ実際に圧入されたか否かの判定はされないため、不慮の事故等により設定されたストロークは移動したが、規定の位置まで圧入されていなかった場合も生じる危険性がある。特に、自動化された場合、インサート金具を装着した樹脂成形品は不良として認識されず次工程へ移動してしまうので、その影響は大きい。
【００１０】
また、圧入するための機構と冷却するための機構が独立しているため、装置のコンパクト化が図れない問題がある。
【００１１】
本発明の第一の目的は、インサート金具を樹脂成形品の埋込み用穴へ圧入する際、確実に所定の位置にインサート金具を圧入し、かつこの圧入されたことを検知して不良品を発生させないインサート金具圧入装置を提供することである。
【００１２】
更に第二の目的は、従来に比較してコンパクト化されたインサート金具圧入装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、ａ．樹脂成形品の一部に形成されたインサート金具埋込み用穴内に加熱されたインサート金具を圧入して前記埋込み穴内の樹脂を溶融し、その後冷却することによりインサート金具を穴内に固定するためのインサート金具圧入装置において、ｂ. 前記圧入装置は、インサート金具を加熱するための加熱ブロックと、インサート金具を樹脂成形品に圧入するための圧入ブロックに分けてあり、ｃ．前記加熱ブロックは、前記圧入ブロックに隣接され、インサート金具保持プレートに設けたインサート金具保持穴の下方からインサート金具保持穴にセットされたインサート金具を前記保持プレート上に突き上げてこの保持プレートの上方で待機している加熱コイルのところに移動させて加熱した後、この加熱コイルの上方で待機している保持スティックの先端に装着する上下動自在に構成されたインサート金具突き上げピンから成り、ｄ．前記圧入ブロックは、前記加熱ブロックに隣接され、この圧入ブロックの圧入ユニットは、前記圧入装置における圧入ユニット取付機枠に対してベースプレートを介して上下動及び左右動自在に取り付けられていると共に前記ベースプレートから垂下した支柱の下端に水平に取り付けられた樹脂形成品ストッパープレートと、前記支柱の中間に水平に取り付けられたサブプレートと、前記樹脂成形品ストッパープレートに形成したネジ孔に下端側がねじ込まれ、かつ、中心に中空穴を設けると共に上端部外周にフランジを形成して成る調整ボルトと、前記調整ボルトのフランジと前記樹脂成形品ストッパープレート間において、前記調整ボルトの外周に設けたネジに螺合して調整ボルトを前記樹脂成形品ストッパープレートに固定するロックナットとから成り、ｅ．前記調整ボルトの中空穴の上方には、拡径自在であると共に内部に冷却エアー導入溝を設け、前記調整ボルトの中空穴を貫通してその先端が樹脂成形品ストッパープレートの下面より突出するように形成された保持スティックが設けられ、ｆ．前記サブプレートにおいて、前記支柱の後方には上下動自在にサブ支柱が垂下されていて、このサブ支柱の下端には、前記樹脂成形品ストッパープレートよりも若干下位に位置し、且つスプリングに抗して前記サブ支柱ごと上昇自在に取り付けられた検知プレートが設けられていると共に前記ベースプレートの移動量を検知するために、前記検知プレートにはシャフトが取り付けられ、このシャフトの上下動によりベースプレートの移動量を検知する近接センサーが設けられており、ｇ．前記インサート金具の圧入工程として、前記圧入ユニットが前記保持スティックに保持されたインサート金具を樹脂成形品の埋込み用穴内に上方から挿入し、所定の位置まで挿入したことを検知して下降用シリンダーを停止し、併せて信号を出力するリミットセンサーが設けられ、このリミットセンサーからの信号と前記近接センサーからの信号を受けて前記インサート金具の圧入状況を確認する判定評価回路が設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
樹脂成形品ストッパープレートに組み込まれたインサート金具の埋込み高さを調整する調整ボルトとロックナットの組み合わせにおいて、ロックナットは、調整ボルトの外周に設けた雄ネジに螺合されている。また、樹脂成形品ストッパープレート自体に調整ボルト固定用の雌ネジが切ってあり、調整ボルトの側面に形成した雄ネジとの組み合わせにより、調整ボルトは樹脂成形品ストッパープレートへ組み込まれる。したがって、調整ボルトを樹脂成形品ストッパープレートに所定の位置までねじ込んだのちロックナットを締め付けることにより、調整ボルトは緩むことなく固定される。
【００１５】
調整ボルトの先端は、インサート金具の天面（フランジ）に当接し、インサート金具を樹脂成形品の埋め込み用穴へ押し込む働きを行うが、調整ボルトを樹脂成形品ストッパープレートからの凹み量を変えることにより任意にインサート金具の出代調整が可能になる。
【００１６】
インサート金具圧入ユニットが下降し、樹脂成形品ストッパープレートの底面が樹脂成形品の表面に当接したとき、リミットセンサーがこれを検知して判定評価回路へ信号を送り、この判定評価回路からシリンダーへ停止信号が送られてインサート金具圧入ユニットの下降が停止し、インサート金具の樹脂成形品からの出代は所定の寸法に定まる。
【００１７】
インサート金具は、その中空穴内に保持スティックの先端が挿入され、更に、保持スティックを左右に広げる（拡径する）ことにより保持スティックの先端に保持される。
【００１８】
判定評価回路は、予め、近接センサーが接続されたアンプの感度を、設定した圧入深さに相当する位置にサブ支柱の天面が接近したときに信号を出力するように調整しておく。
【００１９】
次に、インサート金具圧入ユニットを樹脂成形品側へ下降させると、まず、検知プレートが樹脂成形品の表面に当接し、更に下降することによりサブ支柱の天面が近接センサーに接近すると共に、インサート金具を押し付けている樹脂成形品ストッパープレートが樹脂成形品に当たるまで（シリンダーの下降をリミットセンサーが感知するまで）インサート金具圧入ユニットは下降する。
【００２０】
そして、樹脂成形品ストッパープレートが樹脂成形品に当たった時、下降リミットセンサーから信号が出力されて判定評価回路へ入力される。
【００２１】
同時に設定位置までサブ支柱が上昇すると近接センサーから信号が出力されて前記判定評価回路へ入力される。
【００２２】
判定評価回路では、上記２つの信号を受けた場合、インサート金具が設定位置に埋め込まれたと判断し、良品の評価信号をインサート金具圧入装置側に設けた制御回路へ出力する。
【００２３】
もし、樹脂成形品ストッパープレートが樹脂成形品に当たっても近接センサーが未だ検知していない場合は、インサート金具の圧入深さ異常（圧入不十分）と判定し、判定評価回路はＮＧ検知の信号を出力することにより、不良品として扱われる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の効果は次の通りである。
１．インサート金具を樹脂成形品の埋め込み用穴に圧入する際、圧入ユニットによるインサート金具の圧入位置の検知と、樹脂成形品の形状を検知するセンサーを別に設け、双方が設定通り動作した場合のみ、圧入作業が正常に完了したと判断される。したがって、インサート金具のインサート量が不十分なまま製品が完成したりすることがないため、インサート金具に対するボルトの固定強度を常に安定させることができると共に製品と部品間に隙間が発生したりすることがない。
【００２５】
２．インサート金具保持スティックに冷却用エアーを流通するための溝を形成したため、インサート金具を製品ストッパープレートで抑えた状態で冷却用エアーを内部から効率的に吹きかけることができる。したがって、インサート金具の冷却及び周囲の樹脂を急速に冷却固化することができるため、インサート金具が樹脂成形品から浮き出したりせず所定の位置に埋め込んで固定することができると共に、従来の装置に比べて装置のコンパクト化を図ることができる。
【００２６】
３．調整ボルトによりインサート金具の出代調整ができるため、インサート金具を樹脂成形品の反り等に影響されることなく、所望する位置に埋め込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明のインサート金具圧入装置には、樹脂成形品の埋込み用穴にインサート金具を挿入する機構と、インサート金具の埋込み量をチェックする機構とを有している。
【００２８】
また、インサート金具圧入装置は、インサート金具圧入ユニットを備えていると共に、インサート金具をインサート金具圧入装置にセットした後は、インサート金具の加熱と、樹脂成形品の埋込み用孔に埋め込む工程をすべて自動で行うことができる構成となっている。
【００２９】
本発明を用いることができる樹脂成形品の代表的な樹脂は、ＡＢＳ樹脂、ＰＰ樹脂、ＰＳ樹脂、ＰＥ樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＯＭ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、ＰＢＴ樹脂、
ＡＢＳ／ＰＣ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＰＡ樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＬＣＰ樹脂、ＰＡ樹脂などが挙げられる。
次に、本発明の実施例を各図に基づいて説明する。
【実施例】
【００３０】
図１はインサート金具の一例を示すもので、このインサート金具１は、真鍮の円筒体から成り、胴体部２の胴囲にローレット３を加工し、上端開口部５にフランジ４を形成し、中空部６に部品取付用のボルトがねじ込まれるネジ７を切設した構成である。因に長さ（高さ）L１は１２．５ｍｍ、フランジ５の高さL２は１．２ｍｍ、フランジ４の外径W１は１１ｍｍ、ネジ７の内径W２は６ｍｍである。
【００３１】
図２はインサート金具圧入装置の正面図、図３は圧入装置の斜視図、図４はインサート金具圧入ユニットの正面図、図５は圧入ユニットの下面図、図６は圧入ユニットの斜視図、図７は圧入ユニットの右側面図、図８はインサートブロックの説明図である。
【００３２】
図９（A）〜（E）はインサート金具受け台及び突き上げピン及び加熱コイルの構成とその作用の説明図である。
【００３３】
図１０（A）（B）はインサート金具を樹脂成形品の埋込み用穴に埋め込むまでのイメージ図、図１１（A）〜（C）はインサート金具の加熱と保持スティックへの装着までの説明図である。
【００３４】
図１２〜図１５はインサート金具を成形品の埋込み用穴内へ圧入し、溶着固定するまでの工程の説明図である。
【００３５】
次に、上記した各図を基に圧入装置の構成を詳細に説明する。図２において、Ａ線で囲まれた部分は圧入ブロック、Ｂ線で囲まれた部分は加熱ブロックであって、圧入ブロックＡの構成は、装置２０の機枠２１の上部に架設したガイド２２に沿って前後及び左右方向に移動自在のブロック２４から図４に示すシリンダー３２のロッド３３を介して懸下されたインサート金具圧入ユニット３０と、この圧入ユニット３０の下方において、テーブル２５上を前後にスライド自在に配置されたインサート金具保持プレート５９と、この保持プレート５９の下方に配置された突き上げピン６１と、突き上げピン６１の上方であって、保持プレート５９の上方に配置された誘導加熱コイル６０とを主要構成要素としている。
【００３６】
更に、図４〜図８に基づいて圧入ユニット３０の詳細を説明する。
圧入ユニット３０は、前記ブロック２４に対して下向きに取り付けられた（吊設された）シリンダー３２のシリンダーロッド３３により昇降自在であるベースプレート３４と、ベースプレート３４の下面３５から垂下するようにして取り付けられた２本の支柱３６と、支柱３６の中間部にベースプレート３４と平行になるように支柱３６に取付けられたサブプレート３７と、から構成されている。
【００３７】
更に圧入ユニット３０には、図４に示すように、支柱３６の下端に樹脂成形品ストッパープレート（以下「成形品ストッパープレート」という。）３９が取り付けられている。さらに、前記成形品ストッパープレート３９に形成された貫通ネジ孔４０には、図８に示すように調整ボルト４１がねじ込まれており、この調整ボルト４１の先端はインサート金具１のフランジ４に上方から当接してインサート金具１を成形品１０の埋込み用穴へ圧入することができる。
【００３８】
また、調整ボルト４１のフランジ４２と成形品ストッパープレート３９の上面との間には、調整ボルト４１の側面に切設されたネジ山４３と螺合するロックナット４４が取り付けられている。
【００３９】
調整ボルト４１の先端と成形品ストッパープレート３９の底面との位置関係によりインサート金具１の出代が調整できる。例えば、成形品の表面よりインサート金具１を僅かに出したい場合は、調整ボルト４１の先端を成形品ストッパープレート３９の底面より所定値上方に位置にさせることにより可能になる。
【００４０】
この様に、成形品ストッパープレート３９の貫通ネジ孔４０における調整ボルト４１の位置を設定した後、ロックナット４４を絞めこむことによりその作用で調整ボルト４１を固定することができる。
符号の４５はチャック機構であって、このチャック機構４５は拡径自在の２本の保持スティック４６、４６ａ及びチャックシリンダー４７、４７ａから構成されている。
【００４１】
図４、５において説明すると、各々の保持スティック４６、４６ａはその根元をサブプレート３７の後方に取付けられたチャックシリンダー４７、４７ａに固定され、そのチャックシリンダー４７、４７ａの作用によりお互いの間隔を狭めたり広げたりすることができる。
【００４２】
さらに、保持スティック４６、４６ａは、調整ボルト４１の貫通ネジ孔４０から成形品ストッパープレート３９の下面にその先端が突き出る様に設置されている。ゆえに、保持スティック４６、４６ａの先端をインサート金具１の中空部６内に挿入させ、かつ、お互いの間隔を広げることによりインサート金具１をその先端で保持することができる。
【００４３】
さらに、お互いに対向する保持スティック４６、４６ａの周面には、保持スティック４６、４６ａの根元側から先端にかけて縦溝４８が形成されている。この縦溝４８は、図７に示す冷却パイプ４９から導かれた冷却用エアーが流動するための溝であり、加熱されたインサート金具１を成形品の埋込み穴内に圧入後、前記縦溝４８から冷却用エアーをインサート金具１に吹きかけてインサート金具１を冷却し、併せて溶融した樹脂を固化する。
【００４４】
５０は検知ブロックであって、この検知ブロック５０は図７に示すように、サブプレート３７の貫通孔３７ａを上下自在に摺動するサブ支柱５１を設け、このサブ支柱５１の下端部には樹脂成形品の表面に当接する長方形の検知プレート５２を取付けている。また、サブ支柱５１における検知プレート５２とサブプレート３７の間には検知プレート５２を下方へ賦勢するためのスプリング５３を具備している。更に、サブ支柱５１におけるサブプレート３７の上面側には、サブ支柱５１の摺動距離を設定するストッパー５４を設けている。
【００４５】
また、検知プレート５２においては、図５、図７に示すように検知プレート５２の一部を延長した検知子５５を設け、この検知子５５が成形品ストッパープレート３９における貫通孔４０まで続く溝３９ａに入り込むことにより、サブ支柱５１の動きと近接センサー５７により、後述するようにインサート金具１を圧入するときに成形品の表面位置を正確に知ることができる。
【００４６】
サブ支柱５１の上端面５１ａに対向するベースプレート３４の位置には、サブ支柱５１の上端面５１aとの距離を検知するための近接センサー５７が取付けられている（図７参照）。
【００４７】
また、成形品ストッパープレート３９と検知プレート５２とにおいて、検知プレート５２の方が成形品に近く組み込まれているため（図４、図７参照）、圧入ユニット３０が降下した場合、常に成形品ストッパープレート３９よりも検知プレート５２の方が成形品に対して先当たりする。よって、確実にインサート金具１の圧入深さを検知することができ、成形品ストッパープレート３９が成形品に当たった時、近接センサー５７が未だ検知していなかった場合は、インサート金具の圧入深さ不十分（異常）と判定評価回路（判定回路）５８で判断される。図７において、５６は、シリンダー３２の動き（ベースプレート３４、成形品ストッパープレート３９の下降位置）を検出するリミットセンサーであって、このリミットセンサー５６と近接センサー５７からの信号に基づき判定評価回路５８が前記インサート金具１のインサート状況を監視する。
【００４８】
以上説明した様に、本実施例の圧入ユニット３０は、図１０、図１２〜図１５で説明する成形品１０の埋込み用穴１１内にインサート金具１を圧入したとき、深さ検知ブロック５０にてインサート金具１の圧入深さを検知して設定する深さへ圧入されたかどうかを判定評価回路５８で評価する機能を持つ。
【００４９】
次に以上で説明した圧入ユニット３０を用いたインサート金具圧入装置２０（以下「圧入装置」と称する）について説明する。
【００５０】
図１１に示すようにインサート金具受け台５９にインサート金具１を載置すると、インサート金具受け台５９の下部にはセラミックピン（突き上げピン）６１が設置されていて、このセラミックピン６１の上端位置にはインサート金具１の中空部６の径よりやや小径に形成した段部６２が形成されているため、セラミックピン６１が上昇するとインサート金具１はセラミックピン６１の段部６２に被さるようにしてセラミックピン６１の先端に保持される。
【００５１】
前記の状態で、さらにセラミックピン６１をインサート金具受け台５９から貫通するように突き出すとインサート金具１を上部に配置した誘導加熱コイル６０の内部へ導くことができる（図１１（Ｂ））。この状態で、加熱コイル６０はインサート金具を加熱する。この加熱後、セラミックピン６１を更に上昇させてインサート金具１を誘導加熱コイル６０の上部に待機する圧入ユニット３０の保持スティック４６、４６ａの先端に導く。２本の保持スティック４６、４６ａをシリンダー４７、４７ａで水平方向へ開くことにより、インサート金具１は保持され（図１１（Ｃ））、その後、セラミックピン６１は降下してインサート金具受け台５９の下で待機する。
【００５２】
一方、圧入ユニット３０は保持スティック４６、４６ａでインサート金具１を保持した後、成形品１０の埋込み用穴１１の位置に移動し（図１２）、圧入工程に入る（図１３）。
【００５３】
以上、説明した圧入装置によれば、成形品１０に圧入するインサート金具１をインサート金具受け台５９にセットするだけで、インサート金具１の加熱、圧入ユニット３０への搬送、成形品１０の埋込み用穴１１への圧入、圧入深さの評価まですべて自動でできることになる。
【００５４】
次に、圧入ユニット３０及び圧入装置２０を用いたインサート金具１の圧入作業を説明する。
【００５５】
本実施例で用いた成形品は、PA6-GF30樹脂を用いた成形品で、この成形品１０には深さ16.6mm、直径7.9mmの円筒形であるインサート金具１を圧入するための埋込み用孔１１が複数個所形成されている。
【００５６】
インサート金具１の開口部４は成形品１０の上面から出代狙い値0.15mmとしたいため、後述の圧入ユニット３０の出代調整ブロックにおける成形品ストッパープレート３９の底面と調整ボルト４１の底面との位置を凹0.15mmとし、その状態でロックナット４４を締め付けて調整ボルト４１が緩むことを防止した。
【００５７】
さらに、成形品ストッパープレート３９が成形品１０の上面に正確に当たった時、近接センサー５７から信号が出力されるようにアンプの感度調整を行った。
【００５８】
以上各調整の後圧入作業を行う。
【００５９】
まず、圧入装置２０のインサート金具受け台５９に設定数量のインサート金具１を載置すると自動的に誘導加熱コイル６０の下までインサート金具受け台５９が移動する。次にセラミックピン６１の先端をインサート金具１の内径に差込み、さらにセラミックピン６１を上昇させてインサート金具１を誘導加熱コイル６０の中へ挿入する。
【００６０】
誘導加熱により300℃に加熱されたインサート金具１はセラミックピン６１にて更に上昇し、上部に待機している圧入ユニット３０の保持スティック４６、４６ａの先端を中空部６内に挿入後、２本の保持スティック４６、４６ａをシリンダー４７、４７ａにより左右に広げることにより保持スティック４６、４６ａの先端にインサート金具１は保持される。そこで、セラミックピン６１は降下し次作業まで待機する。
【００６１】
インサート金具１を保持した圧入ユニット３０は、ガイド２２に沿ってブロック２４の作用により成形品１０の埋込み用孔１１の上部に移動する（図１２）。その後、シリンダー３２のシリンダーロッド３３により圧入ユニット３０が降下すると、図１３に示す様にインサート金具１は埋込み用穴１１内において、周囲の樹脂を溶融しながら埋込み用孔１１内に圧入し、やがて検知プレート５２が成形品１０の表面に接触する。
【００６２】
さらに圧入ユニット３０が降下を続けるとインサート金具１は埋込み用穴１１に圧入し続けると共に、サブ支柱５０の天面５１ａはベースプレート３４に設けられた近接センサー５７へ図１４の様に接近する。
【００６３】
最終的に成形品ストッパープレート３９が成形品に接するとインサート金具１は所定の深さに圧入され、そして予め所定の圧入深さと相対的に一致する様に調整されたサブ支柱５１の天面５１aが近接センサー５７に接近すると、この近接センサー５７から判定評価回路５８へ信号が出力される。また、シリンダー３２の位置がリミットセンサー５６で検知され、これからの信号が判定評価回路５８へ出力される。
【００６４】
判定評価回路５８は、双方のセンサーからの信号が入力されると、インサートが正しく行われたものと判定し、冷却エアーをベースプレート３４に取り付けられた冷却パイプ４９から保持スティック４６の溝４８へ供給し、インサート金具１の内径に吹きかけてインサート金具１を冷却し、併せてその周囲の溶融した樹脂を冷却し、固化させる。
【００６５】
このようにインサート金具１を調整ボルト４１の先端で押さえながら周囲の樹脂を固化できるので、成形品１０の埋込み用穴１１内にインサート金具１の出代として設定した狙い値（0.15mm）通りの圧入を行うことができる。
【００６６】
この圧入完了後、冷却エアーの吹きつけを停止し、保持スティック４６、４６ａを相互に閉じることによりインサート金具１は開放され、圧入ユニット３０を上昇させて次の作業まで待機する（図１５）。
【００６７】
本実施例の圧入装置は、以上のように、インサート金具１を成形品１０の埋込み用穴１１へ圧入したとき、その圧入状態をその都度判定評価回路５８でチェックするため、成形品１０の埋込み用穴１１へ常に正しい状態でインサート金具１を圧入した高品質の製品を得ることができる。
【比較例１】
【００６８】
比較例として、深さ検知ブロック５０を装備していない圧入装置にて、インサート金具１の圧入作業を行った。
【００６９】
その結果、インサート金具１の埋込みが不完全で製品面より浮いていた不良品が選別されずに良品に混合し次工程へ搬送されてしまった。この結果、次工程の作業効率が低下する要因となった。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】インサート金具の説明図
【図２】インサート金具圧入装置の正面図
【図３】インサート金具圧入ユニットがワーク上に移動して来た状態の圧入装置の斜視図
【図４】圧入ユニットの正面図
【図５】圧入ユニットの下面図
【図６】圧入ユニットの斜視図
【図７】圧入ユニットと圧入装置の説明図
【図８】圧入ブロックの説明図
【図９】（Ａ）〜（Ｅ） 圧入工程の説明図
【図１０】（Ａ）、（Ｂ） 圧入工程のイメージ図
【図１１】（Ａ）〜（Ｃ） インサート金具の加熱と保持スティックへの保持工程説明図
【図１２】インサート工程の説明図
【図１３】インサート工程の説明図
【図１４】インサート工程の説明図
【図１５】インサート工程の説明図
【符号の説明】
【００７１】
１ インサート金具
１０ 成形品（製品）
２０ インサート金具圧入装置
３０ インサート金具圧入ユニット
３４ ベースプレート
３７ サブプレート
３８ 出代調整ブロック
３９ 製品ストッパープレート
４１ 高さ調整ボルト
４４ ロックナット
４６、４６ａ 保持スティック
５０ 検知ブロック
５５ 検知子
５７ 近接センサー
５９ インサート金具受け台
６０ 誘導加熱コイル
６１ セラミックピン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品へ他の部品を取付けるためのインサート金具を樹脂成形品に予め設けられた埋込み用穴へ圧入して固定するためのインサート金具圧入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂成形品へ他の部品を取付ける場合、事前に取付け用のインサート金具を樹脂成形品の埋込み用穴へ圧入して溶着固定して置く方法が用いられている。さらに詳しく説明すると、この方法は、インサート金具を加熱手段で加熱した後、埋込み用穴へ押し込み、インサート金具の熱で埋め込み用穴の周囲の樹脂を溶融または軟化させることにより、その樹脂をインサート金具の側面に形成したローレット状の網目へ浸透させ、樹脂の固化を待ってインサート金具を樹脂成形品の埋込み用穴へ固定する方法である。
【０００３】
しかし、この方法によると、埋込み用穴へインサート金具を圧入後、樹脂の冷却固化が十分に行われない場合、インサート金具が所定の位置からズレてしまう危険性があることから、冷却されて固化するまでに待ち時間が必要であり、そのため生産効率が向上しないという問題がある。
【０００４】
そこで、本出願人は、以前にインサート金具を加熱する加熱棒と、空気流通穴を有し先端にインサート金具を押さえる押さえ部が設けられていると共に、空気流通穴に連通し、かつインサート金具およびその周辺に空気を吹き出す吹き出し口が設けられた固定棒とを備えたインサート圧入装置を用いることにより、樹脂の冷却時間と待ち時間の短縮を図り、生産効率の向上を図った装置を提案している（特開平０６−３１２４５８号）。
【０００５】
また、インサート金具を樹脂成形品の埋込み用穴へ圧入する場合、インサート金具における圧入深さの均一性が必要になるが、しばしば不均一となりがちである。
【０００６】
この不均一の要因として、インサート金具を穴内に押し入れる圧入棒の設定した値のみのストロークの制御では、例えば、樹脂成形品の埋込み用穴の位置が表面より凹んでいた場合、この凹み分インサート金具は穴内に十分に圧入が行われなくなることから、樹脂成形品の穴からインサート金具の頭が少し飛び出したり、逆に樹脂成形品の表面が盛り上がる方向へ反っていた場合、インサート金具の圧入量が過多となること等を挙げることができる。このように、万一不均一の問題が発生すると、部品を止めるボルトにおけるネジの係り代が所望する長さに至らなかったり、部品と樹脂成形品との間に隙間が発生したりすると云った問題が発生する。
【０００７】
このようなことから、実開平５−２９３７号公報には、超音波ホーンのストローク量を制御するセンサーの基準点を内装基板の裏面側に設け、このセンサーの作動により超音波ホーンの先端部分を内装基材の裏面（基準点）から所定寸法上方位置で常に停止させて、内装基材の板厚バラツキ、セットバラツキを吸収する構成の超音波カシメ装置が紹介されている。
【０００８】
この位置制御方法をインサート金具の圧入方法に応用すれば、樹脂成形品における圧入孔が設けられた表面を基準としてストローク量を設定することができるため、樹脂成形品が反っていても所定の位置にインサート金具を圧入することができる。
【特許文献１】特開平０６−３１２４５８号公報
【特許文献２】実開平０５−２９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、ストローク量を設定してインサート金具を圧入した場合、設定した深さへ実際に圧入されたか否かの判定はされないため、不慮の事故等により設定されたストロークは移動したが、規定の位置まで圧入されていなかった場合も生じる危険性がある。特に、自動化された場合、インサート金具を装着した樹脂成形品は不良として認識されず次工程へ移動してしまうので、その影響は大きい。
【００１０】
また、圧入するための機構と冷却するための機構が独立しているため、装置のコンパクト化が図れない問題がある。
【００１１】
本発明の第一の目的は、インサート金具を樹脂成形品の埋込み用穴へ圧入する際、確実に所定の位置にインサート金具を圧入し、かつこの圧入されたことを検知して不良品を発生させないインサート金具圧入装置を提供することである。
【００１２】
更に第二の目的は、従来に比較してコンパクト化されたインサート金具圧入装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、ａ．樹脂成形品の一部に形成されたインサート金具埋込み用穴内に加熱されたインサート金具を圧入して前記埋込み穴内の樹脂を溶融し、その後冷却することによりインサート金具を穴内に固定するためのインサート金具圧入装置において、ｂ. 前記圧入装置は、インサート金具を加熱するための加熱ブロックと、インサート金具を樹脂成形品に圧入するための圧入ブロックに分けてあり、ｃ．前記加熱ブロックは、前記圧入ブロックに隣接され、インサート金具保持プレートに設けたインサート金具保持穴の下方からインサート金具保持穴にセットされたインサート金具を前記保持プレート上に突き上げてこの保持プレートの上方で待機している加熱コイルのところに移動させて加熱した後、この加熱コイルの上方で待機している保持スティックの先端に装着する上下動自在に構成されたインサート金具突き上げピンから成り、ｄ．前記圧入ブロックは、前記加熱ブロックに隣接され、この圧入ブロックの圧入ユニットは、前記圧入装置における圧入ユニット取付機枠に対してベースプレートを介して上下動及び左右動自在に取り付けられていると共に前記ベースプレートから垂下した支柱の下端に水平に取り付けられた樹脂形成品ストッパープレートと、前記支柱の中間に水平に取り付けられたサブプレートと、前記樹脂成形品ストッパープレートに形成したネジ孔に下端側がねじ込まれ、かつ、中心に中空穴を設けると共に上端部外周にフランジを形成して成る調整ボルトと、前記調整ボルトのフランジと前記樹脂成形品ストッパープレート間において、前記調整ボルトの外周に設けたネジに螺合して調整ボルトを前記樹脂成形品ストッパープレートに固定するロックナットとから成り、ｅ．前記調整ボルトの中空穴の上方には、拡径自在であると共に内部に冷却エアー導入溝を設け、前記調整ボルトの中空穴を貫通してその先端が樹脂成形品ストッパープレートの下面より突出するように形成された保持スティックが設けられ、ｆ．前記サブプレートにおいて、前記支柱の後方には上下動自在にサブ支柱が垂下されていて、このサブ支柱の下端には、前記樹脂成形品ストッパープレートよりも若干下位に位置し、且つスプリングに抗して前記サブ支柱ごと上昇自在に取り付けられた検知プレートが設けられていると共に前記ベースプレートの移動量を検知するために、前記検知プレートにはシャフトが取り付けられ、このシャフトの上下動によりベースプレートの移動量を検知する近接センサーが設けられており、ｇ．前記インサート金具の圧入工程として、前記圧入ユニットが前記保持スティックに保持されたインサート金具を樹脂成形品の埋込み用穴内に上方から挿入し、所定の位置まで挿入したことを検知して下降用シリンダーを停止し、併せて信号を出力するリミットセンサーが設けられ、このリミットセンサーからの信号と前記近接センサーからの信号を受けて前記インサート金具の圧入状況を確認する判定評価回路が設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
樹脂成形品ストッパープレートに組み込まれたインサート金具の埋込み高さを調整する調整ボルトとロックナットの組み合わせにおいて、ロックナットは、調整ボルトの外周に設けた雄ネジに螺合されている。また、樹脂成形品ストッパープレート自体に調整ボルト固定用の雌ネジが切ってあり、調整ボルトの側面に形成した雄ネジとの組み合わせにより、調整ボルトは樹脂成形品ストッパープレートへ組み込まれる。したがって、調整ボルトを樹脂成形品ストッパープレートに所定の位置までねじ込んだのちロックナットを締め付けることにより、調整ボルトは緩むことなく固定される。
【００１５】
調整ボルトの先端は、インサート金具の天面（フランジ）に当接し、インサート金具を樹脂成形品の埋め込み用穴へ押し込む働きを行うが、調整ボルトを樹脂成形品ストッパープレートからの凹み量を変えることにより任意にインサート金具の出代調整が可能になる。
【００１６】
インサート金具圧入ユニットが下降し、樹脂成形品ストッパープレートの底面が樹脂成形品の表面に当接したとき、リミットセンサーがこれを検知して判定評価回路へ信号を送り、この判定評価回路からシリンダーへ停止信号が送られてインサート金具圧入ユニットの下降が停止し、インサート金具の樹脂成形品からの出代は所定の寸法に定まる。
【００１７】
インサート金具は、その中空穴内に保持スティックの先端が挿入され、更に、保持スティックを左右に広げる（拡径する）ことにより保持スティックの先端に保持される。
【００１８】
判定評価回路は、予め、近接センサーが接続されたアンプの感度を、設定した圧入深さに相当する位置にサブ支柱の天面が接近したときに信号を出力するように調整しておく。
【００１９】
次に、インサート金具圧入ユニットを樹脂成形品側へ下降させると、まず、検知プレートが樹脂成形品の表面に当接し、更に下降することによりサブ支柱の天面が近接センサーに接近すると共に、インサート金具を押し付けている樹脂成形品ストッパープレートが樹脂成形品に当たるまで（シリンダーの下降をリミットセンサーが感知するまで）インサート金具圧入ユニットは下降する。
【００２０】
そして、樹脂成形品ストッパープレートが樹脂成形品に当たった時、下降リミットセンサーから信号が出力されて判定評価回路へ入力される。
【００２１】
同時に設定位置までサブ支柱が上昇すると近接センサーから信号が出力されて前記判定評価回路へ入力される。
【００２２】
判定評価回路では、上記２つの信号を受けた場合、インサート金具が設定位置に埋め込まれたと判断し、良品の評価信号をインサート金具圧入装置側に設けた制御回路へ出力する。
【００２３】
もし、樹脂成形品ストッパープレートが樹脂成形品に当たっても近接センサーが未だ検知していない場合は、インサート金具の圧入深さ異常（圧入不十分）と判定し、判定評価回路はＮＧ検知の信号を出力することにより、不良品として扱われる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の効果は次の通りである。
１．インサート金具を樹脂成形品の埋め込み用穴に圧入する際、圧入ユニットによるインサート金具の圧入位置の検知と、樹脂成形品の形状を検知するセンサーを別に設け、双方が設定通り動作した場合のみ、圧入作業が正常に完了したと判断される。したがって、インサート金具のインサート量が不十分なまま製品が完成したりすることがないため、インサート金具に対するボルトの固定強度を常に安定させることができると共に製品と部品間に隙間が発生したりすることがない。
【００２５】
２．インサート金具保持スティックに冷却用エアーを流通するための溝を形成したため、インサート金具を製品ストッパープレートで抑えた状態で冷却用エアーを内部から効率的に吹きかけることができる。したがって、インサート金具の冷却及び周囲の樹脂を急速に冷却固化することができるため、インサート金具が樹脂成形品から浮き出したりせず所定の位置に埋め込んで固定することができると共に、従来の装置に比べて装置のコンパクト化を図ることができる。
【００２６】
３．調整ボルトによりインサート金具の出代調整ができるため、インサート金具を樹脂成形品の反り等に影響されることなく、所望する位置に埋め込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明のインサート金具圧入装置には、樹脂成形品の埋込み用穴にインサート金具を挿入する機構と、インサート金具の埋込み量をチェックする機構とを有している。
【００２８】
また、インサート金具圧入装置は、インサート金具圧入ユニットを備えていると共に、インサート金具をインサート金具圧入装置にセットした後は、インサート金具の加熱と、樹脂成形品の埋込み用孔に埋め込む工程をすべて自動で行うことができる構成となっている。
【００２９】
本発明を用いることができる樹脂成形品の代表的な樹脂は、ＡＢＳ樹脂、ＰＰ樹脂、ＰＳ樹脂、ＰＥ樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＯＭ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、ＰＢＴ樹脂、
ＡＢＳ／ＰＣ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＰＡ樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＬＣＰ樹脂、ＰＡ樹脂などが挙げられる。
次に、本発明の実施例を各図に基づいて説明する。
【実施例】
【００３０】
図１はインサート金具の一例を示すもので、このインサート金具１は、真鍮の円筒体から成り、胴体部２の胴囲にローレット３を加工し、上端開口部５にフランジ４を形成し、中空部６に部品取付用のボルトがねじ込まれるネジ７を切設した構成である。因に長さ（高さ）L１は１２．５ｍｍ、フランジ５の高さL２は１．２ｍｍ、フランジ４の外径W１は１１ｍｍ、ネジ７の内径W２は６ｍｍである。
【００３１】
図２はインサート金具圧入装置の正面図、図３は圧入装置の斜視図、図４はインサート金具圧入ユニットの正面図、図５は圧入ユニットの下面図、図６は圧入ユニットの斜視図、図７は圧入ユニットの右側面図、図８はインサートブロックの説明図である。
【００３２】
図９（A）〜（E）はインサート金具受け台及び突き上げピン及び加熱コイルの構成とその作用の説明図である。
【００３３】
図１０（A）（B）はインサート金具を樹脂成形品の埋込み用穴に埋め込むまでのイメージ図、図１１（A）〜（C）はインサート金具の加熱と保持スティックへの装着までの説明図である。
【００３４】
図１２〜図１５はインサート金具を成形品の埋込み用穴内へ圧入し、溶着固定するまでの工程の説明図である。
【００３５】
次に、上記した各図を基に圧入装置の構成を詳細に説明する。図２において、Ａ線で囲まれた部分は圧入ブロック、Ｂ線で囲まれた部分は加熱ブロックであって、圧入ブロックＡの構成は、装置２０の機枠２１の上部に架設したガイド２２に沿って前後及び左右方向に移動自在のブロック２４から図４に示すシリンダー３２のロッド３３を介して懸下されたインサート金具圧入ユニット３０と、この圧入ユニット３０の下方において、テーブル２５上を前後にスライド自在に配置されたインサート金具保持プレート５９と、この保持プレート５９の下方に配置された突き上げピン６１と、突き上げピン６１の上方であって、保持プレート５９の上方に配置された誘導加熱コイル６０とを主要構成要素としている。
【００３６】
更に、図４〜図８に基づいて圧入ユニット３０の詳細を説明する。
圧入ユニット３０は、前記ブロック２４に対して下向きに取り付けられた（吊設された）シリンダー３２のシリンダーロッド３３により昇降自在であるベースプレート３４と、ベースプレート３４の下面３５から垂下するようにして取り付けられた２本の支柱３６と、支柱３６の中間部にベースプレート３４と平行になるように支柱３６に取付けられたサブプレート３７と、から構成されている。
【００３７】
更に圧入ユニット３０には、図４に示すように、支柱３６の下端に樹脂成形品ストッパープレート（以下「成形品ストッパープレート」という。）３９が取り付けられている。さらに、前記成形品ストッパープレート３９に形成された貫通ネジ孔４０には、図８に示すように調整ボルト４１がねじ込まれており、この調整ボルト４１の先端はインサート金具１のフランジ４に上方から当接してインサート金具１を成形品１０の埋込み用穴へ圧入することができる。
【００３８】
また、調整ボルト４１のフランジ４２と成形品ストッパープレート３９の上面との間には、調整ボルト４１の側面に切設されたネジ山４３と螺合するロックナット４４が取り付けられている。
【００３９】
調整ボルト４１の先端と成形品ストッパープレート３９の底面との位置関係によりインサート金具１の出代が調整できる。例えば、成形品の表面よりインサート金具１を僅かに出したい場合は、調整ボルト４１の先端を成形品ストッパープレート３９の底面より所定値上方に位置にさせることにより可能になる。
【００４０】
この様に、成形品ストッパープレート３９の貫通ネジ孔４０における調整ボルト４１の位置を設定した後、ロックナット４４を絞めこむことによりその作用で調整ボルト４１を固定することができる。
符号の４５はチャック機構であって、このチャック機構４５は拡径自在の２本の保持スティック４６、４６ａ及びチャックシリンダー４７、４７ａから構成されている。
【００４１】
図４、５において説明すると、各々の保持スティック４６、４６ａはその根元をサブプレート３７の後方に取付けられたチャックシリンダー４７、４７ａに固定され、そのチャックシリンダー４７、４７ａの作用によりお互いの間隔を狭めたり広げたりすることができる。
【００４２】
さらに、保持スティック４６、４６ａは、調整ボルト４１の貫通ネジ孔４０から成形品ストッパープレート３９の下面にその先端が突き出る様に設置されている。ゆえに、保持スティック４６、４６ａの先端をインサート金具１の中空部６内に挿入させ、かつ、お互いの間隔を広げることによりインサート金具１をその先端で保持することができる。
【００４３】
さらに、お互いに対向する保持スティック４６、４６ａの周面には、保持スティック４６、４６ａの根元側から先端にかけて縦溝４８が形成されている。この縦溝４８は、図７に示す冷却パイプ４９から導かれた冷却用エアーが流動するための溝であり、加熱されたインサート金具１を成形品の埋込み穴内に圧入後、前記縦溝４８から冷却用エアーをインサート金具１に吹きかけてインサート金具１を冷却し、併せて溶融した樹脂を固化する。
【００４４】
５０は検知ブロックであって、この検知ブロック５０は図７に示すように、サブプレート３７の貫通孔３７ａを上下自在に摺動するサブ支柱５１を設け、このサブ支柱５１の下端部には樹脂成形品の表面に当接する長方形の検知プレート５２を取付けている。また、サブ支柱５１における検知プレート５２とサブプレート３７の間には検知プレート５２を下方へ賦勢するためのスプリング５３を具備している。更に、サブ支柱５１におけるサブプレート３７の上面側には、サブ支柱５１の摺動距離を設定するストッパー５４を設けている。
【００４５】
また、検知プレート５２においては、図５、図７に示すように検知プレート５２の一部を延長した検知子５５を設け、この検知子５５が成形品ストッパープレート３９における貫通孔４０まで続く溝３９ａに入り込むことにより、サブ支柱５１の動きと近接センサー５７により、後述するようにインサート金具１を圧入するときに成形品の表面位置を正確に知ることができる。
【００４６】
サブ支柱５１の上端面５１ａに対向するベースプレート３４の位置には、サブ支柱５１の上端面５１aとの距離を検知するための近接センサー５７が取付けられている（図７参照）。
【００４７】
また、成形品ストッパープレート３９と検知プレート５２とにおいて、検知プレート５２の方が成形品に近く組み込まれているため（図４、図７参照）、圧入ユニット３０が降下した場合、常に成形品ストッパープレート３９よりも検知プレート５２の方が成形品に対して先当たりする。よって、確実にインサート金具１の圧入深さを検知することができ、成形品ストッパープレート３９が成形品に当たった時、近接センサー５７が未だ検知していなかった場合は、インサート金具の圧入深さ不十分（異常）と判定評価回路（判定回路）５８で判断される。図７において、５６は、シリンダー３２の動き（ベースプレート３４、成形品ストッパープレート３９の下降位置）を検出するリミットセンサーであって、このリミットセンサー５６と近接センサー５７からの信号に基づき判定評価回路５８が前記インサート金具１のインサート状況を監視する。
【００４８】
以上説明した様に、本実施例の圧入ユニット３０は、図１０、図１２〜図１５で説明する成形品１０の埋込み用穴１１内にインサート金具１を圧入したとき、深さ検知ブロック５０にてインサート金具１の圧入深さを検知して設定する深さへ圧入されたかどうかを判定評価回路５８で評価する機能を持つ。
【００４９】
次に以上で説明した圧入ユニット３０を用いたインサート金具圧入装置２０（以下「圧入装置」と称する）について説明する。
【００５０】
図１１に示すようにインサート金具受け台５９にインサート金具１を載置すると、インサート金具受け台５９の下部にはセラミックピン（突き上げピン）６１が設置されていて、このセラミックピン６１の上端位置にはインサート金具１の中空部６の径よりやや小径に形成した段部６２が形成されているため、セラミックピン６１が上昇するとインサート金具１はセラミックピン６１の段部６２に被さるようにしてセラミックピン６１の先端に保持される。
【００５１】
前記の状態で、さらにセラミックピン６１をインサート金具受け台５９から貫通するように突き出すとインサート金具１を上部に配置した誘導加熱コイル６０の内部へ導くことができる（図１１（Ｂ））。この状態で、加熱コイル６０はインサート金具を加熱する。この加熱後、セラミックピン６１を更に上昇させてインサート金具１を誘導加熱コイル６０の上部に待機する圧入ユニット３０の保持スティック４６、４６ａの先端に導く。２本の保持スティック４６、４６ａをシリンダー４７、４７ａで水平方向へ開くことにより、インサート金具１は保持され（図１１（Ｃ））、その後、セラミックピン６１は降下してインサート金具受け台５９の下で待機する。
【００５２】
一方、圧入ユニット３０は保持スティック４６、４６ａでインサート金具１を保持した後、成形品１０の埋込み用穴１１の位置に移動し（図１２）、圧入工程に入る（図１３）。
【００５３】
以上、説明した圧入装置によれば、成形品１０に圧入するインサート金具１をインサート金具受け台５９にセットするだけで、インサート金具１の加熱、圧入ユニット３０への搬送、成形品１０の埋込み用穴１１への圧入、圧入深さの評価まですべて自動でできることになる。
【００５４】
次に、圧入ユニット３０及び圧入装置２０を用いたインサート金具１の圧入作業を説明する。
【００５５】
本実施例で用いた成形品は、PA6-GF30樹脂を用いた成形品で、この成形品１０には深さ16.6mm、直径7.9mmの円筒形であるインサート金具１を圧入するための埋込み用孔１１が複数個所形成されている。
【００５６】
インサート金具１の開口部４は成形品１０の上面から出代狙い値0.15mmとしたいため、後述の圧入ユニット３０の出代調整ブロックにおける成形品ストッパープレート３９の底面と調整ボルト４１の底面との位置を凹0.15mmとし、その状態でロックナット４４を締め付けて調整ボルト４１が緩むことを防止した。
【００５７】
さらに、成形品ストッパープレート３９が成形品１０の上面に正確に当たった時、近接センサー５７から信号が出力されるようにアンプの感度調整を行った。
【００５８】
以上各調整の後圧入作業を行う。
【００５９】
まず、圧入装置２０のインサート金具受け台５９に設定数量のインサート金具１を載置すると自動的に誘導加熱コイル６０の下までインサート金具受け台５９が移動する。次にセラミックピン６１の先端をインサート金具１の内径に差込み、さらにセラミックピン６１を上昇させてインサート金具１を誘導加熱コイル６０の中へ挿入する。
【００６０】
誘導加熱により300℃に加熱されたインサート金具１はセラミックピン６１にて更に上昇し、上部に待機している圧入ユニット３０の保持スティック４６、４６ａの先端を中空部６内に挿入後、２本の保持スティック４６、４６ａをシリンダー４７、４７ａにより左右に広げることにより保持スティック４６、４６ａの先端にインサート金具１は保持される。そこで、セラミックピン６１は降下し次作業まで待機する。
【００６１】
インサート金具１を保持した圧入ユニット３０は、ガイド２２に沿ってブロック２４の作用により成形品１０の埋込み用孔１１の上部に移動する（図１２）。その後、シリンダー３２のシリンダーロッド３３により圧入ユニット３０が降下すると、図１３に示す様にインサート金具１は埋込み用穴１１内において、周囲の樹脂を溶融しながら埋込み用孔１１内に圧入し、やがて検知プレート５２が成形品１０の表面に接触する。
【００６２】
さらに圧入ユニット３０が降下を続けるとインサート金具１は埋込み用穴１１に圧入し続けると共に、サブ支柱５０の天面５１ａはベースプレート３４に設けられた近接センサー５７へ図１４の様に接近する。
【００６３】
最終的に成形品ストッパープレート３９が成形品に接するとインサート金具１は所定の深さに圧入され、そして予め所定の圧入深さと相対的に一致する様に調整されたサブ支柱５１の天面５１aが近接センサー５７に接近すると、この近接センサー５７から判定評価回路５８へ信号が出力される。また、シリンダー３２の位置がリミットセンサー５６で検知され、これからの信号が判定評価回路５８へ出力される。
【００６４】
判定評価回路５８は、双方のセンサーからの信号が入力されると、インサートが正しく行われたものと判定し、冷却エアーをベースプレート３４に取り付けられた冷却パイプ４９から保持スティック４６の溝４８へ供給し、インサート金具１の内径に吹きかけてインサート金具１を冷却し、併せてその周囲の溶融した樹脂を冷却し、固化させる。
【００６５】
このようにインサート金具１を調整ボルト４１の先端で押さえながら周囲の樹脂を固化できるので、成形品１０の埋込み用穴１１内にインサート金具１の出代として設定した狙い値（0.15mm）通りの圧入を行うことができる。
【００６６】
この圧入完了後、冷却エアーの吹きつけを停止し、保持スティック４６、４６ａを相互に閉じることによりインサート金具１は開放され、圧入ユニット３０を上昇させて次の作業まで待機する（図１５）。
【００６７】
本実施例の圧入装置は、以上のように、インサート金具１を成形品１０の埋込み用穴１１へ圧入したとき、その圧入状態をその都度判定評価回路５８でチェックするため、成形品１０の埋込み用穴１１へ常に正しい状態でインサート金具１を圧入した高品質の製品を得ることができる。
【比較例１】
【００６８】
比較例として、深さ検知ブロック５０を装備していない圧入装置にて、インサート金具１の圧入作業を行った。
【００６９】
その結果、インサート金具１の埋込みが不完全で製品面より浮いていた不良品が選別されずに良品に混合し次工程へ搬送されてしまった。この結果、次工程の作業効率が低下する要因となった。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】インサート金具の説明図
【図２】インサート金具圧入装置の正面図
【図３】インサート金具圧入ユニットがワーク上に移動して来た状態の圧入装置の斜視図
【図４】圧入ユニットの正面図
【図５】圧入ユニットの下面図
【図６】圧入ユニットの斜視図
【図７】圧入ユニットと圧入装置の説明図
【図８】圧入ブロックの説明図
【図９】（Ａ）〜（Ｅ） 圧入工程の説明図
【図１０】（Ａ）、（Ｂ） 圧入工程のイメージ図
【図１１】（Ａ）〜（Ｃ） インサート金具の加熱と保持スティックへの保持工程説明図
【図１２】インサート工程の説明図
【図１３】インサート工程の説明図
【図１４】インサート工程の説明図
【図１５】インサート工程の説明図
【符号の説明】
【００７１】
１ インサート金具
１０ 成形品（製品）
２０ インサート金具圧入装置
３０ インサート金具圧入ユニット
３４ ベースプレート
３７ サブプレート
３８ 出代調整ブロック
３９ 製品ストッパープレート
４１ 高さ調整ボルト
４４ ロックナット
４６、４６ａ 保持スティック
５０ 検知ブロック
５５ 検知子
５７ 近接センサー
５９ インサート金具受け台
６０ 誘導加熱コイル
６１ セラミックピン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．樹脂成形品の一部に形成されたインサート金具埋込み用穴内に加熱されたインサート金具を圧入して前記埋込み穴内の樹脂を溶融し、その後冷却することによりインサート金具を穴内に固定するためのインサート金具圧入装置において、
ｂ. 前記圧入装置は、インサート金具を加熱するための加熱ブロックと、インサート金具を樹脂成形品に圧入するための圧入ブロックに分けてあり、
ｃ．前記加熱ブロックは、前記圧入ブロックに隣接され、インサート金具保持プレートに設けたインサート金具保持穴の下方からインサート金具保持穴にセットされたインサート金具を前記保持プレート上に突き上げてこの保持プレートの上方で待機している加熱コイルのところに移動させて加熱した後、この加熱コイルの上方で待機している保持スティックの先端に装着する上下動自在に構成されたインサート金具突き上げピンから成り、
ｄ．前記圧入ブロックは、前記加熱ブロックに隣接され、この圧入ブロックの圧入ユニットは、前記圧入装置における圧入ユニット取付機枠に対してベースプレートを介して上下動及び左右動自在に取り付けられていると共に前記ベースプレートから垂下した支柱の下端に水平に取り付けられた樹脂形成品ストッパープレートと、
前記支柱の中間に水平に取り付けられたサブプレートと、
前記樹脂成形品ストッパープレートに形成したネジ孔に下端側がねじ込まれ、かつ、中心に中空穴を設けると共に上端部外周にフランジを形成して成る調整ボルトと、
前記調整ボルトのフランジと前記樹脂成形品ストッパープレート間において、前記調整ボルトの外周に設けたネジに螺合して調整ボルトを前記樹脂成形品ストッパープレートに固定するロックナットとから成り、
ｅ．前記調整ボルトの中空穴の上方には、拡径自在であると共に内部に冷却エアー導入溝を設け、前記調整ボルトの中空穴を貫通してその先端が樹脂成形品ストッパープレートの下面より突出するように形成された保持スティックが設けられ、
ｆ．前記サブプレートにおいて、前記支柱の後方には上下動自在にサブ支柱が垂下されていて、このサブ支柱の下端には、前記樹脂成形品ストッパープレートよりも若干下位に位置し、且つスプリングに抗して前記サブ支柱ごと上昇自在に取り付けられた検知プレートが設けられていると共に前記ベースプレートの移動量を検知するために、前記検知プレートにはシャフトが取り付けられ、このシャフトの上下動によりベースプレートの移動量を検知する近接センサーが設けられており、
ｇ．前記インサート金具の圧入工程として、前記圧入ユニットが前記保持スティックに保持されたインサート金具を樹脂成形品の埋込み用穴内に上方から挿入し、所定の位置まで挿入したことを検知して下降用シリンダーを停止し、併せて信号を出力するリミットセンサーが設けられ、このリミットセンサーからの信号と前記近接センサーからの信号を受けて前記インサート金具の圧入状況を確認する判定評価回路が設けられている、
ｈ．ことを特徴とするインサート金具圧入装置。
【請求項１】
ａ．樹脂成形品の一部に形成されたインサート金具埋込み用穴内に加熱されたインサート金具を圧入して前記埋込み穴内の樹脂を溶融し、その後冷却することによりインサート金具を穴内に固定するためのインサート金具圧入装置において、
ｂ. 前記圧入装置は、インサート金具を加熱するための加熱ブロックと、インサート金具を樹脂成形品に圧入するための圧入ブロックに分けてあり、
ｃ．前記加熱ブロックは、前記圧入ブロックに隣接され、インサート金具保持プレートに設けたインサート金具保持穴の下方からインサート金具保持穴にセットされたインサート金具を前記保持プレート上に突き上げてこの保持プレートの上方で待機している加熱コイルのところに移動させて加熱した後、この加熱コイルの上方で待機している保持スティックの先端に装着する上下動自在に構成されたインサート金具突き上げピンから成り、
ｄ．前記圧入ブロックは、前記加熱ブロックに隣接され、この圧入ブロックの圧入ユニットは、前記圧入装置における圧入ユニット取付機枠に対してベースプレートを介して上下動及び左右動自在に取り付けられていると共に前記ベースプレートから垂下した支柱の下端に水平に取り付けられた樹脂形成品ストッパープレートと、
前記支柱の中間に水平に取り付けられたサブプレートと、
前記樹脂成形品ストッパープレートに形成したネジ孔に下端側がねじ込まれ、かつ、中心に中空穴を設けると共に上端部外周にフランジを形成して成る調整ボルトと、
前記調整ボルトのフランジと前記樹脂成形品ストッパープレート間において、前記調整ボルトの外周に設けたネジに螺合して調整ボルトを前記樹脂成形品ストッパープレートに固定するロックナットとから成り、
ｅ．前記調整ボルトの中空穴の上方には、拡径自在であると共に内部に冷却エアー導入溝を設け、前記調整ボルトの中空穴を貫通してその先端が樹脂成形品ストッパープレートの下面より突出するように形成された保持スティックが設けられ、
ｆ．前記サブプレートにおいて、前記支柱の後方には上下動自在にサブ支柱が垂下されていて、このサブ支柱の下端には、前記樹脂成形品ストッパープレートよりも若干下位に位置し、且つスプリングに抗して前記サブ支柱ごと上昇自在に取り付けられた検知プレートが設けられていると共に前記ベースプレートの移動量を検知するために、前記検知プレートにはシャフトが取り付けられ、このシャフトの上下動によりベースプレートの移動量を検知する近接センサーが設けられており、
ｇ．前記インサート金具の圧入工程として、前記圧入ユニットが前記保持スティックに保持されたインサート金具を樹脂成形品の埋込み用穴内に上方から挿入し、所定の位置まで挿入したことを検知して下降用シリンダーを停止し、併せて信号を出力するリミットセンサーが設けられ、このリミットセンサーからの信号と前記近接センサーからの信号を受けて前記インサート金具の圧入状況を確認する判定評価回路が設けられている、
ｈ．ことを特徴とするインサート金具圧入装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−９９８９６（Ｐ２０１０−９９８９６Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７２４３２（Ｐ２００８−２７２４３２）
【出願日】平成２０年１０月２２日（２００８．１０．２２）
【出願人】（５９１０６１７６９）ムネカタ株式会社 (40)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２２日（２００８．１０．２２）
【出願人】（５９１０６１７６９）ムネカタ株式会社 (40)
【Ｆターム（参考）】
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