JP4976336B2 - リング整列収納装置 - Google Patents

Description

本発明は自動車用エンジンのパーツとなるスナップリングなどのＣ字状リングを組付ける生産ラインなどにおいて、互いに絡みあったリング部材を一つずつ分離整列させるリング整列収納装置に関する。

従来、エンジン部材などの組み立てラインにおいては、そのパーツとなるスナップリングなどのリング部材を一つずつ分離して整列させるリング部材整列装置が知られている。このようなスナップリングは、例えば、ピストン内部からピストンピンが脱落するのを防止するためにピストンピンの端部に装着して用いられ、スナップリングの一部を切欠いてピストンピン嵌込用の開口部が形成されている。このようなスナップリングは、ピストンピンに組付けるに際して、整列収納装置を用いて、マガジン内に整列収納しておくようにしている。

例えば、特許文献１（特開２００３−８９４１５号公報）には、このような組み立てラインなどに適用されるリング整列収納装置として、開口部を有するリング部品を振動により整列させる整列部を設けたものが記載されている。特許文献１の装置は、リング部品の内周面と少なくとも２点以上で接触してリング部品を案内する位置決め部を設けている。そして駆動部の振動を整列部に伝える支持部の手前には戻し部が設けられ、位置決めされなかったリング部品を押し返すようにしてリング部品の開口部が位置決め部に挿入されることで、開口部の方向が揃えられるようにしている。

また、特許文献２（特開２００７−１６０４７７号公報）には、絡まったリング部材を一つずつ分離して整列させるリング部材整列装置であって、リング部材を螺旋溝により一つずつ送り出す水平回転軸を備えた回転体と、前記回転体に挿入されたリング部材がその出口側に向かって移動するときに該リング部材の外周縁を櫛歯状の規制手段に接触させることによって整列させるようにしたリング部材整列装置が記載されている。
特開２００３−８９４１５号公報 特開２００７−１６０４７７号公報

しかしながら、特許文献１、２のような従来のリング整列装置では、互いに絡み合ったリング部材を、位置決め部材や回転体に予めある程度ほぐした状態で供給する必要がある。このため、開口部を有するリング部材を大量に処理する場合では、そのシャフト回転や振動などの駆動力だけでは、絡まったリング部材を分散された状態にほぐすことできず、いわゆるジャムとなってラインを停止させてしまいその生産性を大きく低下させる要因となる。すなわち、リング部材の供給時は、作業者が手作業により行う必要があるため、生産性の低下や生産コストの増加等を招くことになる。

特に、特許文献２のものでは、櫛歯状の規制手段に一旦リング絡み付いた状態で稼働させるとリング同士が接触して機械的に変形損傷して、その歩留りに影響するという欠点がある。さらに、位置決めに失敗したリング部材を回収して、再投入する装置が別途必要になるため、その構造が複雑化すると共により多くの設置スペースを要して、装置レイアウトが制限されるという問題もあった。

本発明は前記従来の課題を解決するためになされたもので、互いに絡み合ったリング部材を分離した状態で大量に供給することができるとともに、リング部材自体を損傷させることがなく、その歩留りや生産性、レイアウト性に優れたリング整列収納装置を提供することを目的とする。

（１）前記課題を解決するためになされた本発明は、開口部を有するＣ字状リングの塊状集合体を分散整列させてロッド状に形成されたパーツマガジンに嵌挿収納させるリング整列収納装置であって、前記Ｃ字状リングの塊状集合体がその上方開口部から中心底部に向けて投下供給される振動ボウルフィーダと、前記振動ボウルフィーダの内周面に沿って螺旋状に形成され前記Ｃ字状リングをその振動動作によりその側壁部に当接させながら旋回上昇させるリング誘導路と、前記リング誘導路終端のリング落口手前側に圧縮空気を所定角度で噴出させ前記リング誘導路の側壁部に片側を当接しながら移動する前記Ｃ字状リングの開口部をその終端側に向けて整列させるエアノズル部と、前記リング誘導路の落口直下に設けられ落下する前記Ｃ字状リングの開口部が挿入されるレール状ガイドと、前記レール状ガイドの終端側に延設され前記Ｃ字状リングが整列収納されるパーツマガジンと、を備えるように構成される。

（２）本発明のリング整列収納装置は前記（１）において、前記振動ボウルフィーダの上方開口部には供給される前記Ｃ字状リングの塊状集合体をその隙間から分散落下させる籠型回転体が設けられ、前記籠型回転体は駆動支持部を介して所定速度で回転される円盤部と、その基端側が前記円盤部の盤面に同心円状等間隔で立設されその他端側が前記Ｃ字状リングの供給される開放端となって形成される複数のロッド部材と、を有している。

（３）本発明のリング整列収納装置は前記（２）において、前記円盤部にはそれぞれ直径の異なる外同心円部と内同心円部とが設けられ、円盤部に立設されて隣接する前記ロッド部材同士が外同心円部と内同心円部とに交互に配列されていることを特徴とする。

（４）本発明のリング整列収納装置は前記（１）〜（３）のいずれかにおいて、前記パーツマガジンには、収納されたＣ字状リングの数量を検知するためのリング検知用センサが設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、振動ボウルフィーダの内周面に沿って螺旋状に形成されたリング誘導路終端のリング落口手前側に圧縮空気を所定角度で噴出させ、リング誘導路の側壁部に片側を当接しながら移動するＣ字状リングの開口部をその終端側に向けて整列させるとともに、前記リング誘導路の落口直下に設けられたレール状ガイドを介して互いに絡み合ったリング部材を分離してマガジンに保持することができる。こうして、Ｃ字状リングを大量に収納処理することができ、リング部材自体を損傷させることなく、その歩留りや生産性、レイアウト性に優れたリング整列収納装置を提供することができる。

本実施形態のリング整列収納装置は、Ｃ字状リングの塊状集合体がその上方開口部から中心底部に向けて投下供給される振動ボウルフィーダと、前記振動ボウルフィーダの内周面に沿って螺旋状に形成され前記Ｃ字状リングをその振動動作によりその側壁部に当接させながら旋回上昇させるリング誘導路と、前記リング誘導路終端のリング落口手前側に圧縮空気を所定角度で噴出させ前記リング誘導路の側壁部に片側を当接しながら移動する前記Ｃ字状リングの開口部をその終端側に向けて整列させるエアノズル部と、前記リング誘導路の落口直下に設けられ落下する前記Ｃ字状リングの開口部が挿入されるレール状ガイドと、前記レール状ガイドの終端側に延設され前記Ｃ字状リングが整列収納されるパーツマガジンと、を有して構成されている。これによって、絡みあった大量のＣ字状リングを効率的にマガジンに収納保持することができ、生産性、レイアウト性に優れたリング整列収納装置を提供することができる。

Ｃ字状リングは、エンジン部品となるスナップリングなどの所定間隔の開口部を有して略Ｃ字状に形成された鋼製環状パーツ部材である。スナップリングは、回転軸などに嵌着されてスラスト荷重を受け、回転軸が高速回転しても回転軸を軸方向に係止する機能を有している。

振動フィーダには、ボウル状フィーダ又は直進状フィーダなどが適用でき、その振動面上にパーツ部材（Ｃ字状リング）を載せることで、パーツ部材と振動面との相対滑り運動、あるいはその跳躍運動を利用してパーツ部材を振動作用により移動させる移動装置である。この振動移動工程においては、単にパーツ部材を連続的に移送するだけでなく、パーツ部材の選別や整列、姿勢制御などを併せて行うことができる。ボウル状フィーダにおいては円形状ボウル内に投入されたパーツ部材をその周壁に設けた渦巻き溝に沿って上昇させて排出する機能を備えている。

振動フィーダは、主に電磁石と板バネで構成された振動部と、パーツ部材が投入されるボウル部と、振動部及びボウル部の動作を制御する制御部とで構成される。振動部は電磁石のオンオフにより板バネを利用して所定の振動を発生させる。この振動は、ボウル部に対する板バネの角度を調整することで方向性を持たせることができ、ボウル部内に投入されたパーツ部材をリング誘導路に沿って所定方向に移動させる。この電磁石の形状、個数、板バネの特性などによって、振動量を調整することができる。ボウル部は鍋内壁に螺旋状のリング誘導路が設けられたものであり、鍋底にパーツ部材を投入することによって、制御部を介して振動部で発生した振動を利用し、リング誘導路上のパーツ部材をその底部側から上方に向って上昇させるようになっている。

エアノズル部は、リング誘導路終端の上方にそのノズル口が設けられる装置であり、噴出エアによりＣ字状リングを所定方向に揃える機能を備えている。すなわち、リング落口手前側に圧縮空気を所定角度で噴出させことによって、リング誘導路の側壁部に片側を当接しながら移動するＣ字状リングを整列させることができる。リング誘導路上を移動するＣ字状リングの中心に吹き込まれたエアはその開口部側に排出されるため、その開口部はリング誘導路の終端側に向けて整列される。そして、このＣ字状リングが開口部を下にしてリング誘導路の落口からレール状ガイドに向けて落下するようになっている。

レール状ガイドは、リング誘導路の落口直下にその上流側の始端部が位置するように設けられ、その下流側となるレール状ガイドの終端部がパーツマガジンに延設されている。レール状ガイドの始端部における上方は、Ｃ字状リングの開口部より幅狭の突起状形成されており、開口部をこの突起部分に嵌装したまま、Ｃ字状リングがレール上を滑り落ちる。また、レール状ガイドの終端側におけるレール上方側は次第に膨出状に形成され、この膨出部が最終的にＣ字状リングの内面に近接してＣ字状リングの開口部を下側に向けた状態で整列保持するようにしている。

パーツマガジンは、前記レール状ガイドの終端側に延設され前記Ｃ字状リングが整列収納される部分であり、リング整列収納装置の本体部分から着脱可能に設けられている。なお、パーツマガジンには必要に応じて、レール状ガイドを介して装着されたＣ字状リングの数量を検知するための光学センサなどを設けることができ、このセンサ信号によるＣ字状リングＲの収納速度に基づいて振動フィーダにおける振動状態を調整することも可能にしている。

さらに本実施形態のリング整列収納装置は、前記振動ボウルフィーダの上方開口部には供給される前記Ｃ字状リングの塊状集合体をその隙間から分散落下させる籠型回転体を設け、前記籠型回転体は駆動支持部を介して所定速度で回転される円盤部と、その基端側が前記円盤部の盤面に同心円状等間隔で立設されその他端側が前記Ｃ字状リングの供給される開放端となって形成される複数のロッド部材と、を有するように構成することもできる。これによって、互いに絡みあって塊状となったＣ字状リングの集合体を効果的に解きほぐすことができ、以降の整列処理を円滑に行うことができる。
ロッド部材は、金属や、プラスチック又はこれらの組合わせによる素材により構成されたものであり、その基端部に形成された雄ネジを介して、円盤部に同心円状に形成されたロッド固定孔に螺着されるようになっている。

また、本実施形態のリング整列収納装置は、前記円盤部にそれぞれ直径の異なる外同心円部と内同心円部とが設けられ、円盤部に立設されて隣接する前記ロッド部材同士が外同心円部と内同心円部とに交互に配列することもできる。これによって、籠型回転体の外周面を凹凸状に形成することができ、その回転の際に、Ｃ字状リングの塊状集合体とロッド部材との衝突回数を増加させ、Ｃ字状リングの分離分散処理の効率化を図ることができる。
ロッド部材の基部が挿入固定される円盤部におけるロッド保持孔は、予め複数の同心円上に等間隔で穿設しておくことができ、処理するＣ字状リングの種類やその形状、処理量などに応じて、ロッド部材を設置する位置を適宜選択して用いることが望ましく、これによって、Ｃ字状リングの塊状集合体を効率的に分散させて振動フィーダのボウル底部に供給することができる。

本実施形態のリング整列収納装置は、前記パーツマガジンには収納されたＣ字状リングの数量を検知するためのリング検知用センサを設けることもできる。これによって、Ｃ字状リングの供給量に応じて振動フィーダの動作強度を調整したり、オンオフ切り換えするなどの操作を自動化することができ、Ｃ字状リングの大量処理を可能にすることができる。
リング検知用センサとしては、例えば、レーザ光などを発光させる発光素子とその受光素子を用いて受光の有無によりＣ字状リングの有無を検出するように構成した光学センサや、Ｃ字状リングとの機械的接触により数量をカウントするリミットスイッチ型センサなどを適用することができる。そして、このようなセンサから出力されるセンサ信号をリング整列収納装置を制御するコンピュータなどの制御部に取得して、振動フィーダの動作を制御することが可能である。

以下図面を参照して本実施例のリング整列収納装置について説明する。
図１は本実施例に係るリング整列収納装置の正面図であり、図２はその側面図であり、図３はその平面図である。
図示するように本実施例のリング整列収納装置１０は、Ｃ字状リングＲの塊状集合体が供給される籠型回転体１１と、籠型回転体１１を介してその隙間から分離ほぐされて落下するＣ字状リングＲを受け入れるための振動ボウルフィーダ１２と、振動ボウルフィーダ１２を加振する振動駆動部１３と、振動ボウルフィーダ１２の内周面に沿って螺旋状に形成されたリング誘導路１４と、リング誘導路１４を上昇搬送されるＣ字状リングＲの開口部Ｄをその終端側に向けて整列させるためのエアノズル部１５と、リング誘導路１４の終端落口直下にその始端側が設けられるレール状ガイド１６と、レール状ガイド１６の終端側に延設されたパーツマガジン１７と、などとを備えている。

図４は図３における矢視Ａ部分の説明図である。籠型回転体１１は図示するように、円盤部１１ａと、この円盤部１１ａにその基端部が同心円状に立設されるロッド部材１１ｂと、円盤部１１ａを回転可能に支持する電動モータなどからなる回転駆動部１１ｃを備えており、全体が籠型状に形成されている。このロッド部材１１ｂの先端側からＣ字状リングの塊状集合体が投入供給される。こうして、円盤部１１ａを回転させることによって、ロッド部材１１ｂが絡みあったＣ字状リングＲに接触して分散され、ロッド部材１１ｂ間の隙間から振り落とされるのである。

なお、互いに隣接するロッド部材１１ｂ間の間隔がＣ字状リング径より狭くなるように配置されるとともに、図２に示すように隣接するロッド部材１１ｂはそれぞれ異なる直径の同心円の系列（外同心円部と内同心円部など）上となる円盤部１１ａに交互に立設されている。これによって籠内部にロッド部材１１ｂによる凹凸面が形成されるとともに、供給されるＣ字状リングの形状やその投入量に応じて、その都度、ロッド部材１１ｂの取り付け位置を付け換えて、籠型回転体１１によって解きほぐされるＣ字状リングの落下状態が調整可能となるようにしている。
また、籠型回転体１１は、リング整列収納装置１０を制御する図示しない制御部を介してその回転速度やオンオフ動作などを制御することができ、Ｃ字状リングＲの投入量や、パーツマガジン１７への供給状態などに応じて適正な回転速度などに調整することも可能になっている。

振動ボウルフィーダ１２は図示するように、電磁力により駆動される振動駆動部１３により支持されている。すなわち、振動ボウルフィーダ１２は、制御部を介して所定の加振力が付加されるパーツフィーダであって、そのボウル状の内周壁には螺旋状に形成されたリング誘導路１４が設けられ、籠型回転体１１を介して供給されたＣ字状リングＲをボウル底部中心→内周壁下端→内周壁上端に向って押し上げて搬送する機能を有している。
なお、Ｃ字状リングＲが籠型回転体１１を介して落下するボウル底部には、その集合分散状態を検知するための光学センサやＣＣＤカメラなどのセンサ類を設けることができる。そして、これらセンサによる検知結果に基づいて、籠型回転体１１へ供給するＣ字状リングＲの供給速度や、籠型回転体１１の回転速度を調整することによって、Ｃ字状リングＲの整列処理を効率的に行うことができる。

エアノズル部１５はリング誘導路１４の終端手前側に位置するＣ字状リングＲに所定圧力の圧縮空気を噴出させる装置である。このようなエアノズル部１５は図５及び図６に示すように、そのエア噴出方向をリング誘導路１４の終端側に向けて配置するとともにその水平面（リング誘導路面）に対する空気噴出角度を約３０〜６０度の範囲に設定することが望ましい。これによって、その片側がリング誘導路１４の周壁１４ａに当接しながら搬送されるＣ字状リングＲの開口部Ｄをリング誘導路１４の終端側に向けて効率的に整列させることができる。

図５、図６に示すように、振動駆動部１３による振動が付加されてリング誘導路１４上を上昇移動するＣ字状リングＲが、リング誘導路１４の終端位置に移動する。こうして、このＣ字状リングＲの中心に向けてリング誘導路１４の斜め上方に設けられたエアノズル部１５から圧縮空気が噴射されることによって、その片側が周壁１４ａに規制されて移動するＣ字状リングＲの開口部Ｄが終端側に向けて揃えられる。終端に移動したＣ字状リングＲはその開口部Ｄを下にしてレール状ガイド１６に落下して係止される。落下したＣ字状リングＲはレール上をスライドして、最終的にパーツマガジン１７へ収納されるようになっている。

レール状ガイド１６は、その始端がリング誘導路１４末端直下に位置するように設けられるとともに、その延長部分が振動ボウルフィーダ１２の側壁から突出するように配置され、その終端側がパーツマガジン１７に接続される。なお、パーツマガジン１７の上端側の所定位置には、Ｃ字状リングＲの収納状態を検知するための光学センサ１８が配置されている。このようなセンサ手段としては、レーザ光を用いた光電センサなどの他に、Ｃ字状リングＲとの接触により作動するリミットスイッチタイプのものなどを適用することもできる。

こうして、リング整列収納装置１０を用いることによって、Ｃ字状リングＲを揃えた状態でパーツマガジン１７に収納することができ、大量のＣ字状リングＲを次工程に高速、かつ安定して供給することができる。また、エアノズル部１５から吐出される圧縮空気により異物なども同時に排除することができ、以降の組み立て工程への異物混入を防止して、Ｃ字状リングＲが供給される次工程の稼働率を安定的に確保することができる。

本発明のリング整列収納装置は以上説明したように、振動ボウルフィーダの内周面に沿って螺旋状に形成されたリング誘導路終端のリング落口手前側に圧縮空気を所定角度で噴出させることによって、リング誘導路の側壁部に片側を当接しながら移動するＣ字状リングの開口部をその終端側に向けて整列させることができる。こうして、リング誘導路の落口直下に設けられたレール状ガイドを介してリング部材を整列状態でパーツマガジンに収納して、その大量処理を可能としている。
なお、本実施例のリング整列収納装置の全体斜視図を、図７に示す。

本発明のリング整列収納装置は、例えばピストンピンの抜け落ちを防止するためのスナップリングなどを装着するにあたって、スナップリングの方向付けを効率的に行えるため、エンジン組み立てライン等において有用である。すなわち、リング部材を用いる自動車や鉄道車両、航空機などの分野を含む各種の機械装置の組み立て工程において利用可能である。

本実施例に係るリング整列収納装置の正面図である。 同リング整列収納装置の側面図である。 同リング整列収納装置の平面図である。 同リング整列収納装置の一部拡大平面図である。 同リング整列収納装置における籠型回転体の平面図である。 同リング整列収納装置におけるリング整列状態の説明図である。 同リング整列収納装置の全体斜視図である。

符号の説明

１０ リング整列収納装置
１１ 籠型回転体
１１ａ 円盤部
１１ｂ ロッド部材
１１ｃ 回転駆動部
１２ 振動ボウルフィーダ
１３ 振動駆動部
１４ リング誘導路
１５ エアノズル部
１６ レール状ガイド
１７ パーツマガジン
１８ 光学センサ
Ｒ Ｃ字状リング
Ｄ 開口部

Claims (4)

1. 開口部を有するＣ字状リングの塊状集合体を分散整列させてロッド状に形成されたパーツマガジンに嵌挿収納させるリング整列収納装置であって、
   前記Ｃ字状リングの塊状集合体がその上方開口部から中心底部に向けて投下供給される振動ボウルフィーダと、
   前記振動ボウルフィーダの内周面に沿って螺旋状に形成され前記Ｃ字状リングをその振動動作によりその側壁部に当接させながら旋回上昇させるリング誘導路と、
   前記リング誘導路終端のリング落口手前側に圧縮空気を所定角度で噴出させ前記リング誘導路の側壁部に片側を当接しながら移動する前記Ｃ字状リングの開口部をその終端側に向けて整列させるエアノズル部と、
   前記リング誘導路の落口直下に設けられ落下する前記Ｃ字状リングの開口部が挿入されるレール状ガイドと、
   前記レール状ガイドの終端側に延設され前記Ｃ字状リングが整列収納されるパーツマガジンと、を備えることを特徴とするリング整列収納装置。
2. 前記振動ボウルフィーダの上方開口部には供給される前記Ｃ字状リングの塊状集合体をその隙間から分散落下させる籠型回転体が設けられ、前記籠型回転体は駆動支持部を介して所定速度で回転される円盤部と、その基端側が前記円盤部の盤面に同心円状等間隔で立設されその他端側が前記Ｃ字状リングの供給される開放端となって形成される複数のロッド部材と、を有していることを特徴とする請求項１記載のリング整列収納装置。
3. 前記円盤部にはそれぞれ直径の異なる外同心円部と内同心円部とが設けられ、円盤部に立設されて隣接する前記ロッド部材同士が外同心円部と内同心円部とに交互に配列されていることを特徴とする請求項２記載のリング整列収納装置。
4. 前記パーツマガジンには、収納されたＣ字状リングの数量を検知するためのリング検知用センサが設けられていることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のリング整列収納装置。