部品供給装置の保持ヘッド構造
【課題】部品導入時の吸引力と部品送出時の送出力を効果的に利かせることができる部品供給装置の保持ヘッド構造の提供。
【解決手段】保持ヘッド１９の保持凹部２１に、導入開放部２２と送出開放部４７と保持壁４４と底面４６が設けられ、部品１を目的箇所へ送出する送出手段４８が保持ヘッド１９に設けられ、部品１を保持凹部２１内へ導入する磁石５５を、該磁石５５の吸引力が部品１の重心点Ｇと底面４６の間に作用する箇所Ｓに配置して、部品１を受け止める保持壁４４に対する部品１の吸引力と部品１が着座する底面４６に対する部品１の吸引力を発生させるように構成した。
【解決手段】保持ヘッド１９の保持凹部２１に、導入開放部２２と送出開放部４７と保持壁４４と底面４６が設けられ、部品１を目的箇所へ送出する送出手段４８が保持ヘッド１９に設けられ、部品１を保持凹部２１内へ導入する磁石５５を、該磁石５５の吸引力が部品１の重心点Ｇと底面４６の間に作用する箇所Ｓに配置して、部品１を受け止める保持壁４４に対する部品１の吸引力と部品１が着座する底面４６に対する部品１の吸引力を発生させるように構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、進退動作をする供給ロッドの先端に部品の保持凹部が形成されている部品供給装置の保持ヘッド構造に関している。
【背景技術】
【０００２】
特許第２８２４７３９号公報には、プロジェクションナットを収容する保持凹部が供給ロッドの先端部に形成され、この保持凹部の底部に、ナット送出用の複数の空気噴射口とナット保持用の複数の磁石が配置され、供給ロッドが目的箇所である電極ガイドピンまで進出した時点で空気噴射を行って、ナットを前記ガイドピンに係止させることが記載されている。
【０００３】
また、特許第４２７７９２９号公報には、プロジェクションボルトを保持する保持凹部が供給ロッドの先端部に形成され、この保持凹部の底部に、ボルト送出用の空気噴射口が設けられ、ボルト先端部が目的箇所である受入孔に挿入された時点で空気噴射を行って、ボルトを受入孔の奥まで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】特許第２８２４７３９号公報
【特許文献２】特許第４２７７９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献に記載されている技術は、ボルトやナットを目的箇所の近傍に到達させてから空気噴射で送出するものであるが、部品を供給ロッドの保持凹部に導入する際の導入安定性や、送出時の送出力軽減などに関する技術的配慮については何も言及されていない。
【０００６】
本発明は、上記技術的配慮を尽くすために提供されたもので、部品導入時の吸引力と部品送出時の送出力を効果的に利かせることができる部品供給装置の保持ヘッド構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、進退動作をする供給ロッドの先端に部品の保持凹部が形成された保持ヘッドが設けられ、前記保持凹部に部品を部品供給通路から該保持凹部に進入させる導入開放部と該保持凹部から部品を目的箇所へ送出する送出開放部が形成されているとともに、前記保持凹部に部品を包囲する保持壁と部品が着座し前記部品供給通路に連なっている底面が設けられ、部品を前記保持凹部から前記送出開放部を経て目的箇所へ送出する送出手段が前記保持ヘッドに設けられ、部品を前記導入開放部から前記保持凹部内へ導入する磁石を、該磁石の吸引力が部品の重心点と前記底面の間に作用する箇所に配置して、部品を受け止める前記保持壁に対する部品の吸引力と部品が着座する前記底面に対する部品の吸引力を発生させるように構成したことを特徴とする部品供給装置の保持ヘッド構造である。
【発明の効果】
【０００８】
部品を前記導入開放部から前記保持凹部内へ導入する磁石を、該磁石の吸引力が部品の重心点と前記底面の間に作用する箇所に配置して、部品を受け止める前記保持壁に対する部品の吸引力と部品が着座する前記底面に対する部品の吸引力を発生させるように構成したものである。
【０００９】
上記構成によって、部品が保持凹部へ導入されるときには、磁石の吸引力が部品の重心点と保持凹部の底面との間に作用するので、吸引力は重心点から前記底面側、すなわち部品の重心点よりも低い位置に作用する。これによって、部品が底面を滑動しながら進入する際の姿勢が、前記底面に沿った安定したものとなる。
【００１０】
このような安定した部品導入によって、保持凹部の保持壁に受け止められて保持凹部の所定の位置に部品が停止するので、送出手段の送出力が部品の正しい箇所に作用する。したがって、部品導入が正確に達成され、部品送出も正確に実行されて、動作信頼性の高い保持ヘッド構造がえられる。送出手段の送出力が部品の正しい位置に作用することによって、部品が送出されるときの姿勢が異常に傾いたりすることがなく、目的箇所に対して正しく供給される。あるいは、部品が保持凹部に導入される過渡期に、部品が底面から浮上した状態で進入する場合、部品は保持壁で受け止められてから直ちに底面に着座し、保持凹部の正常な位置に保持される。
【００１１】
磁石の吸引磁力は、部品を保持凹部の奥へ引き込む方向の力、すなわち部品を受け止める前記保持壁に対する部品の吸引力と、部品を底面の方へ引きつける力、すなわち部品が着座する前記底面に対する部品の吸引力を発生している。このような力を受けて停止している状態から、送出手段によって部品が少しでも磁石から離れると、上記２方向の吸引力は急激に低下する。したがって、送出移動の初期には大きな送出力が必要であっても、すなわち送出移動の初期には大きな送出抵抗があっても、一旦、部品が移動すると、送出力は大幅に少なくてよいこととなる。
【００１２】
このような急激な吸引磁力の低下は、磁石の吸引磁力が磁石と部品との間の距離の二乗に反比例するために得られるのであり、このような反比例の現象を保持凹部から部品が送出される際に応用することによって、部品が円滑に送出されて正確な部品供給が達成される。例えば、送出手段の動作が空気噴射によって行われる場合には、送出初期の過渡期に部品に傾きなどが発生しやすいのであるが、上記吸引磁力が急激に低下するので、部品を傾斜させる要素が部品移送の直後には実質的に消滅し、部品姿勢が異常に悪化することが防止できる。
【００１３】
例えば、１つの磁石が、部品の停止前端部よりも進入方向で見て前方で、しかも底面よりも下側の位置に配置されている場合には、磁石と部品との離隔距離を長く設定できるので、送出初期の移動量が僅かであっても、大幅な吸引磁力の低下が確保できる。上記離隔距離が短くて送出初期の移動量が上記の移動量と同じである場合には、吸引磁力の低下は上記のように大幅低下とはならない。これは、前述のように、吸引磁力は磁石と被吸引物との間の距離の二乗に反比例するからである。このような現象によって、上述のような部品姿勢の異常な悪化の防止がなされるのである。
【００１４】
本願発明は、上述のような構造の発明であるが、以下に記載する実施例から明らかなように、部品の送出過程などを特定した方法発明として存在させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】部品供給装置全体の側面図である。
【図２】図１の（２）−（２）断面図である。
【図３】図２を上から見た平面図である。
【図４】部品供給装置の取り付け事例を示す側面図である。
【図５】保持ヘッドを示す斜視図、平面図、断面図である。
【図６】部品の保持状態を示す断面図である。
【図７】他の保持ヘッドを示す断面図である。
【図８】他の保持ヘッドを示す断面図である。
【図９】部品の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
つぎに、本発明の部品供給装置の保持ヘッド構造を実施するための形態を説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１〜図７は、本発明の実施例１を示す。
【００１８】
最初に、供給される部品について説明する。
【００１９】
図９は、供給される部品の斜視図であり、同図（Ａ）は鉄製のプロジェクションナットであり、符号１で示されている。所定の厚さを有する本体部２は正方形の形状とされ、その中心部にねじ孔３が開けられている。本体部２の片側の四隅に溶着用突起４が形成されている。本体部２の上側が上端面５であり、下側が下端面６である。各部の寸法は、本体部２の一辺が１２ｍｍ、本体部２の厚さが７ｍｍ、ねじ孔３の内径が６ｍｍである。本実施例では、図９（Ａ）に示したナット１を供給の対象として説明する。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。
【００２０】
また、図９（Ａ）に示したナット以外に、図９（Ｂ）に示すような鉄製のナット１を供給の対象とすることもできる。これは、本体部２が円形で下側に円形のフランジ１１が形成されている。図示していないが、フランジ１１の下面に３つの溶着用突起が１２０度間隔で形成してある。このような円形ナット１以外に、孔の開いたディスタンスピースのような形状の部品を供給の対象とすることも可能である。
【００２１】
つぎに、部品供給装置について説明する。
【００２２】
部品供給装置全体は、符号１００で示されている。静止部材７は、装置の機枠や壁板などで構成されている。後述するが、この静止部材７を電気抵抗溶接機のアーム部材やＸガン、Ｃガンタイプの溶接機のアーム部材に置き換えることができる。この静止部材７に昇降手段である昇降エアシリンダ８が固定され、そのピストンロッド９が鉛直方向に進退するように配置してある。
【００２３】
ピストンロッド９の下端に基部材１０が固定されている。この基部材１０は、分厚い長方形のステンレス鋼のような部材で構成されており、水平方向の姿勢で配置してある。基部材１０の下面にナット１を導いてくる通路部材１３が取り付けてある。この通路部材１３は、通路が断面矩形とされた金属製の管部材であり、例えばステンレス鋼製であり、基部材１０の下面に溶接またはボルト付けで取り付けられている。この通路部材１３に柔軟性のある合成樹脂でできた供給ホース１４が接続され、その他端はパーツフィーダ（図示していない）に接続されている。
【００２４】
基部材１０の下面には、通路部材１３の隣に並べた状態でブラケット１５が固定されている。この固定は、一点鎖線で示したボルト付けやあるいは溶接で行われている。ブラケット１５は、分厚くて細長いステンレス鋼のような部材で構成してあり、基部材１０から突き出た箇所を屈曲させて駆動手段取付け部材１６が形成されている。したがって、ブラケット１５は基部材１０から突き出た箇所が傾斜した姿勢とされ、その傾斜角度は水平面に対して４５度である。この角度は、後述のように通路部材１３の出口開口２３との位置合わせを考慮して、例えば２５度〜６０度の範囲で設定される。
【００２５】
上記のようにして、基部材１０に固定したブラケット１５の駆動手段取付け部材１６に供給ロッド１８を進退させる駆動手段、すなわちエアシリンダ１７が取り付けられ、供給ロッド１８にナット保持用の保持ヘッド１９が設けられ、ブラケット１５の隣り合った箇所の基部材１０に保持ヘッド１９にナット１を到達させる通路部材１３が取り付けられている。
【００２６】
前記駆動手段取付け部材１６に駆動手段であるエアシリンダ１７の端部が結合してある。このエアシリンダ１７のピストンロッド１８が供給ロッドの機能を果たしており、供給ロッドも符号１８で示されている。供給ロッド１８の先端に保持ヘッド１９が取り付けてある。
【００２７】
なお、上記実施例では、ブラケット１５と通路部材１３が共に基部材１０の下面に結合してあるが、これらを共に基部材１０の上面に結合してもよい。あるいは、ブラケット１５と通路部材１３が基部材１０を仲介にして並んだ状態とし、一方を基部材１０の上面に固定し、他方を基部材１０の下面に固定することも可能である。
【００２８】
つぎに、保持ヘッドの概略について説明する。
【００２９】
保持ヘッド１９は、図１のように横から見ると逆「く」の字型であり、平面的に見ると図３に示すように、ナット１の四角い形状に合致した四角い保持凹部２１が形成されている。この保持凹部１９には、片側に開放した導入開放部２２が設けられ、保持ヘッド１９が最も後退した状態で通路部材１３の出口開口２３が前記導入開放部２２に合致して、ナット１が保持凹部２１に進入できるようになっている。導入開放部２２はナット１を入りやすくするために、図５（Ｂ）（Ｃ）などに示すように、外側に向かって拡開している。
【００３０】
このように、導入開放部２２と出口開口２３を合致させるために、前記駆動手段取付け部材１６の傾斜角度や基部材１０からの突出長さが選定されている。同時に、図３に示すように、通路部材１３が基部材１０から突出している長さやその先端側に形成した湾曲部２４の湾曲形状が選定されている。このように、駆動手段取付け部材１６の傾斜角度、寸法、基部材１０からの突出長さなどを選定して、通路部材１３の出口開口２３と保持凹部２１の導入開放部２２が正確に合致するのである。駆動手段取付け部材１６の傾斜角度や基部材１０からの突出長さの選定によって、保持ヘッド１９の移動軌跡が適正に設定されて、出口開口２３と導入開放部２２が正確に合致する。
【００３１】
なお、理解しやすくするために、図３においては基部材１０、昇降エアシリンダ８、エアシリンダ１７などは２点鎖線で示されている。
【００３２】
ナット１が供給される目的箇所としては種々な箇所がある。ここでは、電気抵抗溶接の電極のガイドピンである。エアシリンダなどの駆動手段で進退する可動電極２５の中心部にガイドピン２６が組み込まれ、ここにナット１が供給される。可動電極２６と同軸位置に固定電極２７が配置してあり、その上に鋼板部品２８が載置してある。
【００３３】
つぎに、部品供給装置の動作を説明する。
【００３４】
図１は、エアシリンダ１７のピストンロッド１８が最も後退し、昇降エアシリンダ８のピストンロッド９は最も進出した状態である。この状態においては、前述のように、通路部材１３の出口開口２３と保持凹部２１の導入開放部２２が合致しており、通路部材１３を通過してきたナット１が保持凹部２１に進入する。
【００３５】
ここで、エアシリンダ１７の動作で保持ヘッド１９が進出してねじ孔３がガイドピン２６と同軸になった箇所で保持ヘッドの進出が停止する。ついで、昇降エアシリンダ８が縮小動作をすることにより、ナット１がガイドピン２６に保持される。この保持については後述する。その後、昇降エアシリンダ８とエアシリンダ１７が逆の動作をして元の位置に復帰する。
【００３６】
このようにナット１が可動電極２５のガイドピン２６に保持されて可動電極２５が下降し、ナット１の溶着用突起４が鋼板部品２８に加圧され、ついで溶接電流が通電されて溶接が完了する。
【００３７】
つぎに、部品供給装置の他の取り付け事例を説明する。
【００３８】
図１〜図３の事例では、部品供給装置１００が静止部材７に取り付けられている場合であるが、図４では部品供給装置１００が他の部材に取り付けられている事例である。
【００３９】
図４（Ａ）は、ロボット装置３０によって移動するＸガンタイプの溶接装置３１を示している。
【００４０】
図４（Ａ）に示すように、Ｘ型溶接機３２は、下アーム部材３３と上アーム部材３４が軸３５で結合され、下アーム部材３３に対して上アーム部材３４が揺動するようになっている。
【００４１】
両アーム部材３３、３４の後端部に突片３６、３７が設けられ、その間にエアシリンダ３８が取り付けてある。このエアシリンダ３８が出力すると、上アーム部材３４が軸３５を中心にして揺動する。上アーム部材３４の先端部と下アーム部材３３の先端部にそれぞれ前述の可動電極２５と固定電極２７が取り付けられている。
【００４２】
ロボット装置３０は６軸タイプのような一般的なものであり、下側のアーム部材３３に結合してある。このロボット装置３０の動作で、鋼板部品の形状に合わせてＸ型溶接機３２が上下、左右、回転などの方向に移動する。前述の部品供給装置１００の上アーム部材３４に対する取付けは、昇降エアシリンダ８を上アーム部材３４の横側面に固定するか、上アーム部材３４の下側面に固定することによってなされる。なお、図示していないが、Ｃ型溶接機の場合であっても、部品供給装置１００の配置はＸ型と同様である。
【００４３】
一方、図４（Ｂ）に示した事例は、定置式溶接機４０の場合であり、下アーム部材３３と上アーム部材３４が設けられ、ここへの部品供給装置１００の取り付けは、上記Ｘ型溶接機の場合と同じである。
【００４４】
つぎに、保持ヘッドの詳細について説明する。
【００４５】
保持ヘッド１９は、図５に示すように、各部の加工や組立の事情で上部材４１と下部材４２を結合して構成されている。上部材４１、下部材４２はブロック状のステンレス鋼製部材に機械加工を施して製作されたもので、上部材４１には保持凹部２１が形成されている。この保持凹部２１は、３面が保持壁４３、４４、４５で包囲され、ナット１が着座する底面４６を備えた収容空間であり、ナット１が進入してくる前述の導入開放部２２が保持凹部２１の横側に開放した形状となっている。前記底面４６は、水平方向に配置してある。底面４６は、部品供給通路である通路部材１３に連なっている。また、導入開放部２２の奥側の保持壁４４が進入してきたナット１のストッパ面となっている。
【００４６】
また、ナット１を目的箇所へ送出する送出開放部４７が保持凹部２１の上部に形成されている。したがって、ナット１は保持凹部２１の横側から導入開放部２２を通って進入し、上方に開放した送出開放部４７を通って目的箇所へ送り出される。
【００４７】
底面４６には、４個の空気噴射口４８が開けられ、各空気噴射口４８からの噴流がナット１の上端面５または下端面６の４箇所に吹き付けられるようになっている。この吹きつけ箇所は複数であり、ナット１が傾いたりしないように空気噴射口４８の位置が選定されている。つまり、噴射空気の動圧がナット１の上端面５または下端面６に均一に作用するようになっている。ここでは、上端面５または下端面６の四隅に近い箇所を狙って空気噴射がなされる。
【００４８】
４つの空気噴射口４８から均一に空気噴射を行わせるために、下部材４２に空気通路が形成してある。図５（Ｄ）や（Ｅ）に示すように、下部材４２に開けた空気通路が分配室５０に開口しており、この分配室５０から４方に延びる分配通路５１が形成されている。分配室５０は円形で保持凹部２１の底面４６の中心部に一致する箇所に形成されている。また、分配通路５１の先端部は空気噴射口４８に合致する位置に形成されている。
【００４９】
空気噴射口４８と分配通路５１の先端部の位置関係が上記のように設定されているので、上部材４１と下部材４２を図５（Ａ）に示すように重ね合わせて、両者を溶接あるいはボルト付けなどで一体化すると、噴射空気は空気通路４９から分配室５０を通って空気噴射口４８から噴射される。なお、空気通路４９に空気ホース５２が接続してある。
【００５０】
前記空気ホース５２は、保持ヘッド１９の進退に応じて伸縮させるために、図３に示すように、伸縮コイルの形状とされ、エアシリンダ１７に留め具５３で止め付けられ、他端は空気切換弁（図示していない）に接続されている。
【００５１】
ナット１を保持凹部２１から送出する送出手段として、上記のように空気噴射の方式を説明したが、これに換えて後述のような押出し部材を用いることも可能である。
【００５２】
つぎに、導入用の磁石について説明する。
【００５３】
ナット１を前記導入開放部２２から前記保持凹部２１内へ導入する磁石５５を、該磁石５５の吸引力がナット１の重心点Ｇと前記底面４６の間に作用する箇所Ｓに配置して、ナット１を受け止める前記保持壁４４に対するナット１の吸引力と、ナット１が着座する前記底面４６に対するナット１の吸引力を発生させるように構成されている。
【００５４】
１つの磁石５５が、ナット１の停止前端部よりも進入方向で見て前方で、しかも底面４６よりも下側の位置に配置されている。つまり、磁石５５は図５や図６（Ａ）から明らかなように、保持凹部２１の保持壁４４よりも前方で底面４７よりも下方に配置してある。磁石の配置位置を選定することによって、吸引磁力Ｆの作用点Ｓをナット１の重心点Ｇよりも下側に設定する。重心点Ｇよりも下側というのは、重心点Ｇと底面４６の間の区域を意味している。そして、図５から明らかなように、平面的に見ると、１つの磁石５５が通路部材１３や保持凹部２１のナット導入中心線上に配置されている。
【００５５】
上記吸引磁力Ｆは力Ｆ１とＦ２に分解される。力Ｆ１は、ナット１を保持凹部２１の奥へ引き込む方向の力、すなわちナット１を受け止める前記保持壁４４に対するナット１の吸引力として作用する。また、力Ｆ２は、ナット１を底面４６の方へ引きつける力、すなわちナット１が着座する前記底面４６に対するナット１の吸引力として作用する。
【００５６】
つぎに、電極のガイドピンについて説明する。
【００５７】
ナット１が供給される電極のガイドピン２６の向きは、図１、図６のように下向きとされている場合や、図４（Ａ）のロボット装置３０によって上下、左右、斜め方向などあらゆる方向を向く場合がある。このような場合に備えて、ガイドピン２６にナット１を保持する保持手段が採用されている。この保持手段としては、磁石を利用したもの、空気吸引力を利用したものなど種々なタイプのものが採用できる。ここでは、図示していないが、図６（Ｂ）や（Ｃ）に示すガイドピン２６内に、永久磁石が埋設されている。
【００５８】
図６（Ｄ）に示す電極は、ガイドピン２６に進退機能が付与されたものである。同図は紙面の都合で横向きに図示されているが、実際には、同図の右側が上方である。可動電極２５は中空形状とされ、その内部に摺動自在な状態で収容管５６が挿入してある。この収容管５６内にガイドピン２６が摺動自在な状態で挿入されている。ガイドピン２６は、大径で収容管５６に収容されている摺動部５７と、小径で電極端面から突き出ている係合部５８によって構成され、その内部に永久磁石６０が埋設してある。ナット１への吸引磁力を大きく作用させるために、ガイドピン２６全体を非磁性材料であるステンレス鋼などで製作することが望ましい。
【００５９】
摺動部５７と収容管５６の間に圧縮コイルばね６１が挿入され、その張力は摺動部５７と係合部５８の境界部に形成されている段部が収容管５６の内端面に衝合することによって受け止められている。可動電極２５の端部にエアシリンダ６２が固定され、そのピストンロッド６３が収容管５６に結合されている。動作アーム６４が可動電極２５に結合され、進退駆動手段（図示していない）によって、可動電極２５が進退するようになっている。
【００６０】
つぎに、空気噴射口からの噴射動作について説明する。
【００６１】
前述のように、保持凹部２１にナット１を磁石５５で保持した保持ヘッド１９が進出して、ねじ孔３がガイドピン２６と同軸になった位置で保持ヘッド１９の進出が停止する。それから昇降エアシリンダ８の動作でピストンロッド９が引き上げられると、基部材１０も引き上げられて保持ヘッド１９内のナット１のねじ孔３内へ相対的にガイドピン２６が進入する。この進入長さが図６（Ｂ）に示すように、僅かな長さになったところで昇降エアシリンダ８の縮小動作を停止する。この停止後、空気噴射口４８から空気が噴射される。この噴射によって、下端面６の４箇所を空気流で押し出すように動作する。
【００６２】
この噴射によって、保持壁４４と底面４６に磁石５５で吸引されているナット１は、ナット１の前端（溶着用突起４）が保持壁４４を擦りながらわずかな初期移動をする。同時に、ナット１の下端面６も底面４６からわずかに離隔する。このようにわずかな変位であっても、吸引磁力は磁石と被吸引物の離隔距離の二乗に反比例するので、移動初期の段階で吸引磁力は急激に低下する。この移動初期の段階では、図６（Ａ）に示すナット１の左側は溶着用突起４が保持壁４４と摺動するのに対して、右側は何も抵抗になるものがない。したがって、移動初期の段階ではナット１に左側が低くなるような傾斜がわずかに発生する。しかし、移動開始直後から急激に吸引磁力が低下するので、空気噴射の継続によってこのような傾斜はただちに消滅して傾きのない状態でガイドピン２６が相対的に進入する。
【００６３】
あるいは、昇降エアシリンダ８の動作でナット１の上端面５とガイドピン２６の先端部の間隔が図６（Ｃ）に示すように、わずかな長さＬとなった時点で昇降エアシリンダ８の縮小動作を停止し、その後、空気噴射口４８から空気噴射を行う。この場合も、上記のように初期傾斜が発生しても傾斜が消滅する。
【００６４】
つぎに、図６（Ｄ）に示した電極の動作を説明する。
【００６５】
この例は、保持ヘッド１９が進出してねじ孔３がガイドピン２６と同軸になると、保持ヘッド１９が停止する。この停止しているところへエアシリンダ６２の進出動作でガイドピン２６が突き出てきてねじ孔３内に僅かに進入し、ここでエアシリンダ６２の進出動作が停止する。その後、空気噴射がなされてねじ孔３内にガイドピン２６が完全に進入すると、空気噴射が停止し、今度は、永久磁石６０の吸引力でナット１がガイドピン２６に保持される。このようにガイドピン２６に進出機能を付与することによって、前記昇降エアシリンダ８を外すことができる。
【００６６】
図７は、保持ヘッドの構造形態を変えた場合を示す。
【００６７】
同図（Ａ）は、単一の保持ヘッド部材６６に、保持凹部２１、磁石５５、空気噴射口４８などを設けたもので、空気はジョイント部材６７を経て空気噴射口４８から噴射される。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の実例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。
【００６８】
同図（Ｂ）は、空気通路４９が供給ロッド１８から延びてきているものである。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の各実例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。
【００６９】
上記のように図６（Ｄ）に示した電極は、特有の構成を有するとともに特有の作用効果があるので、別の独立した発明として存在させることができる。
【００７０】
上記実施例１では、ナット１の溶着用突起４が底面４６に接触するナットの向きとされているが、これを逆にして上端面５が底面４６に密着するようにナット導入を行ってもよい。
【００７１】
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。
【００７２】
上述の供給ロッドの進退動作や空気噴射の動作は、一般的に採用されている制御手法で容易に行わせることが可能である。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。
【００７３】
以上に説明した実施例１の作用効果は、つぎのとおりである。
【００７４】
ナット１を前記導入開放部２２から前記保持凹部２１内へ導入する磁石５５を、該磁石５５の吸引力がナット１の重心点Ｇと前記底面４６の間に作用する箇所Ｓに配置して、ナット１を受け止める前記保持壁４４に対するナット１の吸引力とナット１が着座する前記底面４６に対するナット１の吸引力を発生させるように構成したものである。
【００７５】
上記構成によって、ナット１が保持凹部２１へ導入されるときには、磁石５５の吸引力がナット１の重心点Ｇと保持凹部２１の底面４６との間に作用するので、吸引力は重心点Ｇから前記底面４６側、すなわちナット１の重心点Ｇよりも低い位置Ｓに作用する。これによって、ナット１が底面４６を滑動しながら進入する際の姿勢が、前記底面４６に沿った安定したものとなる。
【００７６】
このような安定したナット導入によって、保持凹部２１の保持壁４４に受け止められて保持凹部２１の所定の位置にナット１が停止するので、送出手段である空気噴射の送出力がナット１の正しい箇所に作用する。したがって、ナット導入が正確に達成され、ナット送出も正確に実行されて、動作信頼性の高い保持ヘッド構造がえられる。空気噴射の動圧が部品の正しい位置に作用することによって、ナット１が送出されるときの姿勢が異常に傾いたりすることがなく、目的箇所に対して正しく供給される。あるいは、ナット１が保持凹部２１に導入される過渡期に、ナット１が底面４６から浮上した状態で進入する場合、ナット１は保持壁４４で受け止められてから直ちに底面４６に着座し、保持凹部２１の正常な位置に保持される。
【００７７】
磁石５５の吸引磁力は、ナット１を保持凹部２１の奥へ引き込む方向の力、すなわちナット１を受け止める前記保持壁４４に対するナット１の吸引力と、ナット１を底面４６の方へ引きつける力、すなわちナット１が着座する前記底面４６に対するナット１の吸引力を発生している。このような力を受けて停止している状態から、空気噴射によってナット１が少しでも磁石５５から離れると、上記２方向の吸引力は急激に低下する。したがって、送出移動の初期には大きな送出力が必要であっても、すなわち送出移動の初期には大きな送出抵抗があっても、一旦、ナット１が移動すると、送出力は大幅に少なくてよいこととなる。
【００７８】
このような急激な吸引磁力の低下は、磁石５５の吸引磁力が磁石５５とナット１との間の距離の二乗に反比例するために得られるのであり、このような反比例の現象を保持凹部２１からナット１が送出される際に応用することによって、ナット１が円滑に送出されて正確な部品供給が達成される。例えば、送出手段の動作が空気噴射によって行われる場合には、送出初期の過渡期にナット１に傾きなどが発生しやすいのであるが、上記吸引磁力が急激に低下するので、ナット１を傾斜させる要素がナット移送の直後には実質的に消滅し、ナット姿勢が異常に悪化することが防止できる。
【００７９】
例えば、１つの磁石５５が、ナット１の停止前端部よりも進入方向で見て前方で、しかも底面４６よりも下側の位置に配置されている場合には、磁石５５とナット１との離隔距離を長く設定できるので、送出初期の移動量が僅かであっても、大幅な吸引磁力の低下が確保できる。上記離隔距離が短くて送出初期の移動量が上記の移動量と同じである場合には、吸引磁力の低下は上記のように大幅低下とはならない。これは、前述のように、吸引磁力は磁石５５と被吸引物１との間の距離の二乗に反比例するからである。このような現象によって、上述のようなナット姿勢の異常な悪化の防止がなされるのである。
【実施例２】
【００８０】
図８は、本発明の実施例２を示す。
【００８１】
この実施例２は、空気噴射による送出手段を、押出し部材に置き換えたものである。保持凹部２１の底面４６に開口するガイド孔６８が設けられ、ここに押出し部材６９が進退可能な状態で挿入してある。なお、ガイド孔６８は円形の孔で、その内径はねじ孔３の内径よりも僅かに大きく設定してある。保持ヘッド部材６６の下側に押出し部材６９を押し出し駆動手段７０が取り付けてある。この駆動手段７０は進退出力をするものであればよく、エアシリンダや電磁ソレノイドなどが採用される。押出し部材６９は高速で進出するものが良好で、それによる衝撃的な押し出しがナット１に付与され、ガイドピン２６への移行がなされる。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の実施例１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。
【００８２】
本実施例の作用効果は、先の実施例１と同じである。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
上述のように、本発明の装置によれば、部品導入時の吸引力と部品送出時の送出力を効果的に利かせることができる。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。
【符号の説明】
【００８４】
１ プロジェクションナット
２ 本体部
３ ねじ孔
４ 溶着用突起
８ 昇降エアシリンダ
１０ 基部材
１３ 通路部材
１５ ブラケット
１６ 駆動手段取付け部材
１８ 供給ロッド、ピストンロッド
１９ 保持ヘッド
２１ 保持凹部
２２ 導入開放部
２３ 出口開口
２４ 湾曲部
２５ 可動電極
２６ ガイドピン
３０ ロボット装置
３１ 溶接装置
３２ Ｘ型溶接機
４０ 定置式溶接機
４４ 保持壁
４６ 底面
４７ 送出開放部
４８ 空気噴射口
４９ 空気通路
５５ 磁石
Ｇ 重心点
Ｓ 吸引力が作用する箇所
６６ 保持ヘッド部材
６９ 押出し部材
【技術分野】
【０００１】
この発明は、進退動作をする供給ロッドの先端に部品の保持凹部が形成されている部品供給装置の保持ヘッド構造に関している。
【背景技術】
【０００２】
特許第２８２４７３９号公報には、プロジェクションナットを収容する保持凹部が供給ロッドの先端部に形成され、この保持凹部の底部に、ナット送出用の複数の空気噴射口とナット保持用の複数の磁石が配置され、供給ロッドが目的箇所である電極ガイドピンまで進出した時点で空気噴射を行って、ナットを前記ガイドピンに係止させることが記載されている。
【０００３】
また、特許第４２７７９２９号公報には、プロジェクションボルトを保持する保持凹部が供給ロッドの先端部に形成され、この保持凹部の底部に、ボルト送出用の空気噴射口が設けられ、ボルト先端部が目的箇所である受入孔に挿入された時点で空気噴射を行って、ボルトを受入孔の奥まで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】特許第２８２４７３９号公報
【特許文献２】特許第４２７７９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献に記載されている技術は、ボルトやナットを目的箇所の近傍に到達させてから空気噴射で送出するものであるが、部品を供給ロッドの保持凹部に導入する際の導入安定性や、送出時の送出力軽減などに関する技術的配慮については何も言及されていない。
【０００６】
本発明は、上記技術的配慮を尽くすために提供されたもので、部品導入時の吸引力と部品送出時の送出力を効果的に利かせることができる部品供給装置の保持ヘッド構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、進退動作をする供給ロッドの先端に部品の保持凹部が形成された保持ヘッドが設けられ、前記保持凹部に部品を部品供給通路から該保持凹部に進入させる導入開放部と該保持凹部から部品を目的箇所へ送出する送出開放部が形成されているとともに、前記保持凹部に部品を包囲する保持壁と部品が着座し前記部品供給通路に連なっている底面が設けられ、部品を前記保持凹部から前記送出開放部を経て目的箇所へ送出する送出手段が前記保持ヘッドに設けられ、部品を前記導入開放部から前記保持凹部内へ導入する磁石を、該磁石の吸引力が部品の重心点と前記底面の間に作用する箇所に配置して、部品を受け止める前記保持壁に対する部品の吸引力と部品が着座する前記底面に対する部品の吸引力を発生させるように構成したことを特徴とする部品供給装置の保持ヘッド構造である。
【発明の効果】
【０００８】
部品を前記導入開放部から前記保持凹部内へ導入する磁石を、該磁石の吸引力が部品の重心点と前記底面の間に作用する箇所に配置して、部品を受け止める前記保持壁に対する部品の吸引力と部品が着座する前記底面に対する部品の吸引力を発生させるように構成したものである。
【０００９】
上記構成によって、部品が保持凹部へ導入されるときには、磁石の吸引力が部品の重心点と保持凹部の底面との間に作用するので、吸引力は重心点から前記底面側、すなわち部品の重心点よりも低い位置に作用する。これによって、部品が底面を滑動しながら進入する際の姿勢が、前記底面に沿った安定したものとなる。
【００１０】
このような安定した部品導入によって、保持凹部の保持壁に受け止められて保持凹部の所定の位置に部品が停止するので、送出手段の送出力が部品の正しい箇所に作用する。したがって、部品導入が正確に達成され、部品送出も正確に実行されて、動作信頼性の高い保持ヘッド構造がえられる。送出手段の送出力が部品の正しい位置に作用することによって、部品が送出されるときの姿勢が異常に傾いたりすることがなく、目的箇所に対して正しく供給される。あるいは、部品が保持凹部に導入される過渡期に、部品が底面から浮上した状態で進入する場合、部品は保持壁で受け止められてから直ちに底面に着座し、保持凹部の正常な位置に保持される。
【００１１】
磁石の吸引磁力は、部品を保持凹部の奥へ引き込む方向の力、すなわち部品を受け止める前記保持壁に対する部品の吸引力と、部品を底面の方へ引きつける力、すなわち部品が着座する前記底面に対する部品の吸引力を発生している。このような力を受けて停止している状態から、送出手段によって部品が少しでも磁石から離れると、上記２方向の吸引力は急激に低下する。したがって、送出移動の初期には大きな送出力が必要であっても、すなわち送出移動の初期には大きな送出抵抗があっても、一旦、部品が移動すると、送出力は大幅に少なくてよいこととなる。
【００１２】
このような急激な吸引磁力の低下は、磁石の吸引磁力が磁石と部品との間の距離の二乗に反比例するために得られるのであり、このような反比例の現象を保持凹部から部品が送出される際に応用することによって、部品が円滑に送出されて正確な部品供給が達成される。例えば、送出手段の動作が空気噴射によって行われる場合には、送出初期の過渡期に部品に傾きなどが発生しやすいのであるが、上記吸引磁力が急激に低下するので、部品を傾斜させる要素が部品移送の直後には実質的に消滅し、部品姿勢が異常に悪化することが防止できる。
【００１３】
例えば、１つの磁石が、部品の停止前端部よりも進入方向で見て前方で、しかも底面よりも下側の位置に配置されている場合には、磁石と部品との離隔距離を長く設定できるので、送出初期の移動量が僅かであっても、大幅な吸引磁力の低下が確保できる。上記離隔距離が短くて送出初期の移動量が上記の移動量と同じである場合には、吸引磁力の低下は上記のように大幅低下とはならない。これは、前述のように、吸引磁力は磁石と被吸引物との間の距離の二乗に反比例するからである。このような現象によって、上述のような部品姿勢の異常な悪化の防止がなされるのである。
【００１４】
本願発明は、上述のような構造の発明であるが、以下に記載する実施例から明らかなように、部品の送出過程などを特定した方法発明として存在させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】部品供給装置全体の側面図である。
【図２】図１の（２）−（２）断面図である。
【図３】図２を上から見た平面図である。
【図４】部品供給装置の取り付け事例を示す側面図である。
【図５】保持ヘッドを示す斜視図、平面図、断面図である。
【図６】部品の保持状態を示す断面図である。
【図７】他の保持ヘッドを示す断面図である。
【図８】他の保持ヘッドを示す断面図である。
【図９】部品の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
つぎに、本発明の部品供給装置の保持ヘッド構造を実施するための形態を説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１〜図７は、本発明の実施例１を示す。
【００１８】
最初に、供給される部品について説明する。
【００１９】
図９は、供給される部品の斜視図であり、同図（Ａ）は鉄製のプロジェクションナットであり、符号１で示されている。所定の厚さを有する本体部２は正方形の形状とされ、その中心部にねじ孔３が開けられている。本体部２の片側の四隅に溶着用突起４が形成されている。本体部２の上側が上端面５であり、下側が下端面６である。各部の寸法は、本体部２の一辺が１２ｍｍ、本体部２の厚さが７ｍｍ、ねじ孔３の内径が６ｍｍである。本実施例では、図９（Ａ）に示したナット１を供給の対象として説明する。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。
【００２０】
また、図９（Ａ）に示したナット以外に、図９（Ｂ）に示すような鉄製のナット１を供給の対象とすることもできる。これは、本体部２が円形で下側に円形のフランジ１１が形成されている。図示していないが、フランジ１１の下面に３つの溶着用突起が１２０度間隔で形成してある。このような円形ナット１以外に、孔の開いたディスタンスピースのような形状の部品を供給の対象とすることも可能である。
【００２１】
つぎに、部品供給装置について説明する。
【００２２】
部品供給装置全体は、符号１００で示されている。静止部材７は、装置の機枠や壁板などで構成されている。後述するが、この静止部材７を電気抵抗溶接機のアーム部材やＸガン、Ｃガンタイプの溶接機のアーム部材に置き換えることができる。この静止部材７に昇降手段である昇降エアシリンダ８が固定され、そのピストンロッド９が鉛直方向に進退するように配置してある。
【００２３】
ピストンロッド９の下端に基部材１０が固定されている。この基部材１０は、分厚い長方形のステンレス鋼のような部材で構成されており、水平方向の姿勢で配置してある。基部材１０の下面にナット１を導いてくる通路部材１３が取り付けてある。この通路部材１３は、通路が断面矩形とされた金属製の管部材であり、例えばステンレス鋼製であり、基部材１０の下面に溶接またはボルト付けで取り付けられている。この通路部材１３に柔軟性のある合成樹脂でできた供給ホース１４が接続され、その他端はパーツフィーダ（図示していない）に接続されている。
【００２４】
基部材１０の下面には、通路部材１３の隣に並べた状態でブラケット１５が固定されている。この固定は、一点鎖線で示したボルト付けやあるいは溶接で行われている。ブラケット１５は、分厚くて細長いステンレス鋼のような部材で構成してあり、基部材１０から突き出た箇所を屈曲させて駆動手段取付け部材１６が形成されている。したがって、ブラケット１５は基部材１０から突き出た箇所が傾斜した姿勢とされ、その傾斜角度は水平面に対して４５度である。この角度は、後述のように通路部材１３の出口開口２３との位置合わせを考慮して、例えば２５度〜６０度の範囲で設定される。
【００２５】
上記のようにして、基部材１０に固定したブラケット１５の駆動手段取付け部材１６に供給ロッド１８を進退させる駆動手段、すなわちエアシリンダ１７が取り付けられ、供給ロッド１８にナット保持用の保持ヘッド１９が設けられ、ブラケット１５の隣り合った箇所の基部材１０に保持ヘッド１９にナット１を到達させる通路部材１３が取り付けられている。
【００２６】
前記駆動手段取付け部材１６に駆動手段であるエアシリンダ１７の端部が結合してある。このエアシリンダ１７のピストンロッド１８が供給ロッドの機能を果たしており、供給ロッドも符号１８で示されている。供給ロッド１８の先端に保持ヘッド１９が取り付けてある。
【００２７】
なお、上記実施例では、ブラケット１５と通路部材１３が共に基部材１０の下面に結合してあるが、これらを共に基部材１０の上面に結合してもよい。あるいは、ブラケット１５と通路部材１３が基部材１０を仲介にして並んだ状態とし、一方を基部材１０の上面に固定し、他方を基部材１０の下面に固定することも可能である。
【００２８】
つぎに、保持ヘッドの概略について説明する。
【００２９】
保持ヘッド１９は、図１のように横から見ると逆「く」の字型であり、平面的に見ると図３に示すように、ナット１の四角い形状に合致した四角い保持凹部２１が形成されている。この保持凹部１９には、片側に開放した導入開放部２２が設けられ、保持ヘッド１９が最も後退した状態で通路部材１３の出口開口２３が前記導入開放部２２に合致して、ナット１が保持凹部２１に進入できるようになっている。導入開放部２２はナット１を入りやすくするために、図５（Ｂ）（Ｃ）などに示すように、外側に向かって拡開している。
【００３０】
このように、導入開放部２２と出口開口２３を合致させるために、前記駆動手段取付け部材１６の傾斜角度や基部材１０からの突出長さが選定されている。同時に、図３に示すように、通路部材１３が基部材１０から突出している長さやその先端側に形成した湾曲部２４の湾曲形状が選定されている。このように、駆動手段取付け部材１６の傾斜角度、寸法、基部材１０からの突出長さなどを選定して、通路部材１３の出口開口２３と保持凹部２１の導入開放部２２が正確に合致するのである。駆動手段取付け部材１６の傾斜角度や基部材１０からの突出長さの選定によって、保持ヘッド１９の移動軌跡が適正に設定されて、出口開口２３と導入開放部２２が正確に合致する。
【００３１】
なお、理解しやすくするために、図３においては基部材１０、昇降エアシリンダ８、エアシリンダ１７などは２点鎖線で示されている。
【００３２】
ナット１が供給される目的箇所としては種々な箇所がある。ここでは、電気抵抗溶接の電極のガイドピンである。エアシリンダなどの駆動手段で進退する可動電極２５の中心部にガイドピン２６が組み込まれ、ここにナット１が供給される。可動電極２６と同軸位置に固定電極２７が配置してあり、その上に鋼板部品２８が載置してある。
【００３３】
つぎに、部品供給装置の動作を説明する。
【００３４】
図１は、エアシリンダ１７のピストンロッド１８が最も後退し、昇降エアシリンダ８のピストンロッド９は最も進出した状態である。この状態においては、前述のように、通路部材１３の出口開口２３と保持凹部２１の導入開放部２２が合致しており、通路部材１３を通過してきたナット１が保持凹部２１に進入する。
【００３５】
ここで、エアシリンダ１７の動作で保持ヘッド１９が進出してねじ孔３がガイドピン２６と同軸になった箇所で保持ヘッドの進出が停止する。ついで、昇降エアシリンダ８が縮小動作をすることにより、ナット１がガイドピン２６に保持される。この保持については後述する。その後、昇降エアシリンダ８とエアシリンダ１７が逆の動作をして元の位置に復帰する。
【００３６】
このようにナット１が可動電極２５のガイドピン２６に保持されて可動電極２５が下降し、ナット１の溶着用突起４が鋼板部品２８に加圧され、ついで溶接電流が通電されて溶接が完了する。
【００３７】
つぎに、部品供給装置の他の取り付け事例を説明する。
【００３８】
図１〜図３の事例では、部品供給装置１００が静止部材７に取り付けられている場合であるが、図４では部品供給装置１００が他の部材に取り付けられている事例である。
【００３９】
図４（Ａ）は、ロボット装置３０によって移動するＸガンタイプの溶接装置３１を示している。
【００４０】
図４（Ａ）に示すように、Ｘ型溶接機３２は、下アーム部材３３と上アーム部材３４が軸３５で結合され、下アーム部材３３に対して上アーム部材３４が揺動するようになっている。
【００４１】
両アーム部材３３、３４の後端部に突片３６、３７が設けられ、その間にエアシリンダ３８が取り付けてある。このエアシリンダ３８が出力すると、上アーム部材３４が軸３５を中心にして揺動する。上アーム部材３４の先端部と下アーム部材３３の先端部にそれぞれ前述の可動電極２５と固定電極２７が取り付けられている。
【００４２】
ロボット装置３０は６軸タイプのような一般的なものであり、下側のアーム部材３３に結合してある。このロボット装置３０の動作で、鋼板部品の形状に合わせてＸ型溶接機３２が上下、左右、回転などの方向に移動する。前述の部品供給装置１００の上アーム部材３４に対する取付けは、昇降エアシリンダ８を上アーム部材３４の横側面に固定するか、上アーム部材３４の下側面に固定することによってなされる。なお、図示していないが、Ｃ型溶接機の場合であっても、部品供給装置１００の配置はＸ型と同様である。
【００４３】
一方、図４（Ｂ）に示した事例は、定置式溶接機４０の場合であり、下アーム部材３３と上アーム部材３４が設けられ、ここへの部品供給装置１００の取り付けは、上記Ｘ型溶接機の場合と同じである。
【００４４】
つぎに、保持ヘッドの詳細について説明する。
【００４５】
保持ヘッド１９は、図５に示すように、各部の加工や組立の事情で上部材４１と下部材４２を結合して構成されている。上部材４１、下部材４２はブロック状のステンレス鋼製部材に機械加工を施して製作されたもので、上部材４１には保持凹部２１が形成されている。この保持凹部２１は、３面が保持壁４３、４４、４５で包囲され、ナット１が着座する底面４６を備えた収容空間であり、ナット１が進入してくる前述の導入開放部２２が保持凹部２１の横側に開放した形状となっている。前記底面４６は、水平方向に配置してある。底面４６は、部品供給通路である通路部材１３に連なっている。また、導入開放部２２の奥側の保持壁４４が進入してきたナット１のストッパ面となっている。
【００４６】
また、ナット１を目的箇所へ送出する送出開放部４７が保持凹部２１の上部に形成されている。したがって、ナット１は保持凹部２１の横側から導入開放部２２を通って進入し、上方に開放した送出開放部４７を通って目的箇所へ送り出される。
【００４７】
底面４６には、４個の空気噴射口４８が開けられ、各空気噴射口４８からの噴流がナット１の上端面５または下端面６の４箇所に吹き付けられるようになっている。この吹きつけ箇所は複数であり、ナット１が傾いたりしないように空気噴射口４８の位置が選定されている。つまり、噴射空気の動圧がナット１の上端面５または下端面６に均一に作用するようになっている。ここでは、上端面５または下端面６の四隅に近い箇所を狙って空気噴射がなされる。
【００４８】
４つの空気噴射口４８から均一に空気噴射を行わせるために、下部材４２に空気通路が形成してある。図５（Ｄ）や（Ｅ）に示すように、下部材４２に開けた空気通路が分配室５０に開口しており、この分配室５０から４方に延びる分配通路５１が形成されている。分配室５０は円形で保持凹部２１の底面４６の中心部に一致する箇所に形成されている。また、分配通路５１の先端部は空気噴射口４８に合致する位置に形成されている。
【００４９】
空気噴射口４８と分配通路５１の先端部の位置関係が上記のように設定されているので、上部材４１と下部材４２を図５（Ａ）に示すように重ね合わせて、両者を溶接あるいはボルト付けなどで一体化すると、噴射空気は空気通路４９から分配室５０を通って空気噴射口４８から噴射される。なお、空気通路４９に空気ホース５２が接続してある。
【００５０】
前記空気ホース５２は、保持ヘッド１９の進退に応じて伸縮させるために、図３に示すように、伸縮コイルの形状とされ、エアシリンダ１７に留め具５３で止め付けられ、他端は空気切換弁（図示していない）に接続されている。
【００５１】
ナット１を保持凹部２１から送出する送出手段として、上記のように空気噴射の方式を説明したが、これに換えて後述のような押出し部材を用いることも可能である。
【００５２】
つぎに、導入用の磁石について説明する。
【００５３】
ナット１を前記導入開放部２２から前記保持凹部２１内へ導入する磁石５５を、該磁石５５の吸引力がナット１の重心点Ｇと前記底面４６の間に作用する箇所Ｓに配置して、ナット１を受け止める前記保持壁４４に対するナット１の吸引力と、ナット１が着座する前記底面４６に対するナット１の吸引力を発生させるように構成されている。
【００５４】
１つの磁石５５が、ナット１の停止前端部よりも進入方向で見て前方で、しかも底面４６よりも下側の位置に配置されている。つまり、磁石５５は図５や図６（Ａ）から明らかなように、保持凹部２１の保持壁４４よりも前方で底面４７よりも下方に配置してある。磁石の配置位置を選定することによって、吸引磁力Ｆの作用点Ｓをナット１の重心点Ｇよりも下側に設定する。重心点Ｇよりも下側というのは、重心点Ｇと底面４６の間の区域を意味している。そして、図５から明らかなように、平面的に見ると、１つの磁石５５が通路部材１３や保持凹部２１のナット導入中心線上に配置されている。
【００５５】
上記吸引磁力Ｆは力Ｆ１とＦ２に分解される。力Ｆ１は、ナット１を保持凹部２１の奥へ引き込む方向の力、すなわちナット１を受け止める前記保持壁４４に対するナット１の吸引力として作用する。また、力Ｆ２は、ナット１を底面４６の方へ引きつける力、すなわちナット１が着座する前記底面４６に対するナット１の吸引力として作用する。
【００５６】
つぎに、電極のガイドピンについて説明する。
【００５７】
ナット１が供給される電極のガイドピン２６の向きは、図１、図６のように下向きとされている場合や、図４（Ａ）のロボット装置３０によって上下、左右、斜め方向などあらゆる方向を向く場合がある。このような場合に備えて、ガイドピン２６にナット１を保持する保持手段が採用されている。この保持手段としては、磁石を利用したもの、空気吸引力を利用したものなど種々なタイプのものが採用できる。ここでは、図示していないが、図６（Ｂ）や（Ｃ）に示すガイドピン２６内に、永久磁石が埋設されている。
【００５８】
図６（Ｄ）に示す電極は、ガイドピン２６に進退機能が付与されたものである。同図は紙面の都合で横向きに図示されているが、実際には、同図の右側が上方である。可動電極２５は中空形状とされ、その内部に摺動自在な状態で収容管５６が挿入してある。この収容管５６内にガイドピン２６が摺動自在な状態で挿入されている。ガイドピン２６は、大径で収容管５６に収容されている摺動部５７と、小径で電極端面から突き出ている係合部５８によって構成され、その内部に永久磁石６０が埋設してある。ナット１への吸引磁力を大きく作用させるために、ガイドピン２６全体を非磁性材料であるステンレス鋼などで製作することが望ましい。
【００５９】
摺動部５７と収容管５６の間に圧縮コイルばね６１が挿入され、その張力は摺動部５７と係合部５８の境界部に形成されている段部が収容管５６の内端面に衝合することによって受け止められている。可動電極２５の端部にエアシリンダ６２が固定され、そのピストンロッド６３が収容管５６に結合されている。動作アーム６４が可動電極２５に結合され、進退駆動手段（図示していない）によって、可動電極２５が進退するようになっている。
【００６０】
つぎに、空気噴射口からの噴射動作について説明する。
【００６１】
前述のように、保持凹部２１にナット１を磁石５５で保持した保持ヘッド１９が進出して、ねじ孔３がガイドピン２６と同軸になった位置で保持ヘッド１９の進出が停止する。それから昇降エアシリンダ８の動作でピストンロッド９が引き上げられると、基部材１０も引き上げられて保持ヘッド１９内のナット１のねじ孔３内へ相対的にガイドピン２６が進入する。この進入長さが図６（Ｂ）に示すように、僅かな長さになったところで昇降エアシリンダ８の縮小動作を停止する。この停止後、空気噴射口４８から空気が噴射される。この噴射によって、下端面６の４箇所を空気流で押し出すように動作する。
【００６２】
この噴射によって、保持壁４４と底面４６に磁石５５で吸引されているナット１は、ナット１の前端（溶着用突起４）が保持壁４４を擦りながらわずかな初期移動をする。同時に、ナット１の下端面６も底面４６からわずかに離隔する。このようにわずかな変位であっても、吸引磁力は磁石と被吸引物の離隔距離の二乗に反比例するので、移動初期の段階で吸引磁力は急激に低下する。この移動初期の段階では、図６（Ａ）に示すナット１の左側は溶着用突起４が保持壁４４と摺動するのに対して、右側は何も抵抗になるものがない。したがって、移動初期の段階ではナット１に左側が低くなるような傾斜がわずかに発生する。しかし、移動開始直後から急激に吸引磁力が低下するので、空気噴射の継続によってこのような傾斜はただちに消滅して傾きのない状態でガイドピン２６が相対的に進入する。
【００６３】
あるいは、昇降エアシリンダ８の動作でナット１の上端面５とガイドピン２６の先端部の間隔が図６（Ｃ）に示すように、わずかな長さＬとなった時点で昇降エアシリンダ８の縮小動作を停止し、その後、空気噴射口４８から空気噴射を行う。この場合も、上記のように初期傾斜が発生しても傾斜が消滅する。
【００６４】
つぎに、図６（Ｄ）に示した電極の動作を説明する。
【００６５】
この例は、保持ヘッド１９が進出してねじ孔３がガイドピン２６と同軸になると、保持ヘッド１９が停止する。この停止しているところへエアシリンダ６２の進出動作でガイドピン２６が突き出てきてねじ孔３内に僅かに進入し、ここでエアシリンダ６２の進出動作が停止する。その後、空気噴射がなされてねじ孔３内にガイドピン２６が完全に進入すると、空気噴射が停止し、今度は、永久磁石６０の吸引力でナット１がガイドピン２６に保持される。このようにガイドピン２６に進出機能を付与することによって、前記昇降エアシリンダ８を外すことができる。
【００６６】
図７は、保持ヘッドの構造形態を変えた場合を示す。
【００６７】
同図（Ａ）は、単一の保持ヘッド部材６６に、保持凹部２１、磁石５５、空気噴射口４８などを設けたもので、空気はジョイント部材６７を経て空気噴射口４８から噴射される。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の実例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。
【００６８】
同図（Ｂ）は、空気通路４９が供給ロッド１８から延びてきているものである。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の各実例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。
【００６９】
上記のように図６（Ｄ）に示した電極は、特有の構成を有するとともに特有の作用効果があるので、別の独立した発明として存在させることができる。
【００７０】
上記実施例１では、ナット１の溶着用突起４が底面４６に接触するナットの向きとされているが、これを逆にして上端面５が底面４６に密着するようにナット導入を行ってもよい。
【００７１】
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。
【００７２】
上述の供給ロッドの進退動作や空気噴射の動作は、一般的に採用されている制御手法で容易に行わせることが可能である。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。
【００７３】
以上に説明した実施例１の作用効果は、つぎのとおりである。
【００７４】
ナット１を前記導入開放部２２から前記保持凹部２１内へ導入する磁石５５を、該磁石５５の吸引力がナット１の重心点Ｇと前記底面４６の間に作用する箇所Ｓに配置して、ナット１を受け止める前記保持壁４４に対するナット１の吸引力とナット１が着座する前記底面４６に対するナット１の吸引力を発生させるように構成したものである。
【００７５】
上記構成によって、ナット１が保持凹部２１へ導入されるときには、磁石５５の吸引力がナット１の重心点Ｇと保持凹部２１の底面４６との間に作用するので、吸引力は重心点Ｇから前記底面４６側、すなわちナット１の重心点Ｇよりも低い位置Ｓに作用する。これによって、ナット１が底面４６を滑動しながら進入する際の姿勢が、前記底面４６に沿った安定したものとなる。
【００７６】
このような安定したナット導入によって、保持凹部２１の保持壁４４に受け止められて保持凹部２１の所定の位置にナット１が停止するので、送出手段である空気噴射の送出力がナット１の正しい箇所に作用する。したがって、ナット導入が正確に達成され、ナット送出も正確に実行されて、動作信頼性の高い保持ヘッド構造がえられる。空気噴射の動圧が部品の正しい位置に作用することによって、ナット１が送出されるときの姿勢が異常に傾いたりすることがなく、目的箇所に対して正しく供給される。あるいは、ナット１が保持凹部２１に導入される過渡期に、ナット１が底面４６から浮上した状態で進入する場合、ナット１は保持壁４４で受け止められてから直ちに底面４６に着座し、保持凹部２１の正常な位置に保持される。
【００７７】
磁石５５の吸引磁力は、ナット１を保持凹部２１の奥へ引き込む方向の力、すなわちナット１を受け止める前記保持壁４４に対するナット１の吸引力と、ナット１を底面４６の方へ引きつける力、すなわちナット１が着座する前記底面４６に対するナット１の吸引力を発生している。このような力を受けて停止している状態から、空気噴射によってナット１が少しでも磁石５５から離れると、上記２方向の吸引力は急激に低下する。したがって、送出移動の初期には大きな送出力が必要であっても、すなわち送出移動の初期には大きな送出抵抗があっても、一旦、ナット１が移動すると、送出力は大幅に少なくてよいこととなる。
【００７８】
このような急激な吸引磁力の低下は、磁石５５の吸引磁力が磁石５５とナット１との間の距離の二乗に反比例するために得られるのであり、このような反比例の現象を保持凹部２１からナット１が送出される際に応用することによって、ナット１が円滑に送出されて正確な部品供給が達成される。例えば、送出手段の動作が空気噴射によって行われる場合には、送出初期の過渡期にナット１に傾きなどが発生しやすいのであるが、上記吸引磁力が急激に低下するので、ナット１を傾斜させる要素がナット移送の直後には実質的に消滅し、ナット姿勢が異常に悪化することが防止できる。
【００７９】
例えば、１つの磁石５５が、ナット１の停止前端部よりも進入方向で見て前方で、しかも底面４６よりも下側の位置に配置されている場合には、磁石５５とナット１との離隔距離を長く設定できるので、送出初期の移動量が僅かであっても、大幅な吸引磁力の低下が確保できる。上記離隔距離が短くて送出初期の移動量が上記の移動量と同じである場合には、吸引磁力の低下は上記のように大幅低下とはならない。これは、前述のように、吸引磁力は磁石５５と被吸引物１との間の距離の二乗に反比例するからである。このような現象によって、上述のようなナット姿勢の異常な悪化の防止がなされるのである。
【実施例２】
【００８０】
図８は、本発明の実施例２を示す。
【００８１】
この実施例２は、空気噴射による送出手段を、押出し部材に置き換えたものである。保持凹部２１の底面４６に開口するガイド孔６８が設けられ、ここに押出し部材６９が進退可能な状態で挿入してある。なお、ガイド孔６８は円形の孔で、その内径はねじ孔３の内径よりも僅かに大きく設定してある。保持ヘッド部材６６の下側に押出し部材６９を押し出し駆動手段７０が取り付けてある。この駆動手段７０は進退出力をするものであればよく、エアシリンダや電磁ソレノイドなどが採用される。押出し部材６９は高速で進出するものが良好で、それによる衝撃的な押し出しがナット１に付与され、ガイドピン２６への移行がなされる。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の実施例１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。
【００８２】
本実施例の作用効果は、先の実施例１と同じである。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
上述のように、本発明の装置によれば、部品導入時の吸引力と部品送出時の送出力を効果的に利かせることができる。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。
【符号の説明】
【００８４】
１ プロジェクションナット
２ 本体部
３ ねじ孔
４ 溶着用突起
８ 昇降エアシリンダ
１０ 基部材
１３ 通路部材
１５ ブラケット
１６ 駆動手段取付け部材
１８ 供給ロッド、ピストンロッド
１９ 保持ヘッド
２１ 保持凹部
２２ 導入開放部
２３ 出口開口
２４ 湾曲部
２５ 可動電極
２６ ガイドピン
３０ ロボット装置
３１ 溶接装置
３２ Ｘ型溶接機
４０ 定置式溶接機
４４ 保持壁
４６ 底面
４７ 送出開放部
４８ 空気噴射口
４９ 空気通路
５５ 磁石
Ｇ 重心点
Ｓ 吸引力が作用する箇所
６６ 保持ヘッド部材
６９ 押出し部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
進退動作をする供給ロッドの先端に部品の保持凹部が形成された保持ヘッドが設けられ、
前記保持凹部に部品を部品供給通路から該保持凹部に進入させる導入開放部と該保持凹部から部品を目的箇所へ送出する送出開放部が形成されているとともに、前記保持凹部に部品を包囲する保持壁と部品が着座し前記部品供給通路に連なっている底面が設けられ、
部品を前記保持凹部から前記送出開放部を経て目的箇所へ送出する送出手段が前記保持ヘッドに設けられ、
部品を前記導入開放部から前記保持凹部内へ導入する磁石を、該磁石の吸引力が部品の重心点と前記底面の間に作用する箇所に配置して、部品を受け止める前記保持壁に対する部品の吸引力と部品が着座する前記底面に対する部品の吸引力を発生させるように構成したことを特徴とする部品供給装置の保持ヘッド構造。
【請求項１】
進退動作をする供給ロッドの先端に部品の保持凹部が形成された保持ヘッドが設けられ、
前記保持凹部に部品を部品供給通路から該保持凹部に進入させる導入開放部と該保持凹部から部品を目的箇所へ送出する送出開放部が形成されているとともに、前記保持凹部に部品を包囲する保持壁と部品が着座し前記部品供給通路に連なっている底面が設けられ、
部品を前記保持凹部から前記送出開放部を経て目的箇所へ送出する送出手段が前記保持ヘッドに設けられ、
部品を前記導入開放部から前記保持凹部内へ導入する磁石を、該磁石の吸引力が部品の重心点と前記底面の間に作用する箇所に配置して、部品を受け止める前記保持壁に対する部品の吸引力と部品が着座する前記底面に対する部品の吸引力を発生させるように構成したことを特徴とする部品供給装置の保持ヘッド構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−８２０５２（Ｐ２０１３−８２０５２Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３７９２４（Ｐ２０１１−２３７９２４）
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００１９６８８６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００１９６８８６）
【Ｆターム（参考）】
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