JP2000343337A - エアー供給不要パーツフィーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】省エネルギ化や作業環境を向上するために、エ
アーコンプレッサに接続することなくエアーを発生する
ことのできるエアー発生装置を提供すること。 【解決手段】エアー発生装置３０は、ベース３１と、ベ
ース３１上に支持されるエアーシリンダ３２と、エアー
シリンダ３２のピストンロッド３３とを連結する電動モ
ータ３４とを有して構成される。電動モータ３４はエア
ーシリンダ３２と直交する方向に配置され、駆動軸３４
ａには円板状の回転板３７が装着されている。回転板３
７の中心軸と偏心する位置にピストンロッド３３の先端
に装着された連結アーム３６が軸支され、回転板３７の
回転によりピストンロッド３３が往復移動可能に構成さ
れる。一方、エアー発生シリンダ３２には元部と先端部
にエアー配管が接続され、ピストンロッド３３の移動に
より他のエアー機器に空気を送給できるように構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、省エネルギ用と
して改良されたエアー発生装置及びそのエアー発生装置
を組み込んだエアー供給不要パーツフィーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、工場で使用される設備機械には
エアーで駆動される装置が多設され、工場には、それぞ
れの装置にエアーを送給するためのエアー用コンプレッ
サが設置されるとともに多数のエアー機器用の配管がさ
れている。例えば、ボルトやナット等のパーツをワーク
に溶接する従来の溶接機は、図８に示すように、定置式
溶接機５１にパーツフィーダ本体５５が一体的に装着さ
れたパーツ溶接システム５０として構成されていた。こ
のパーツ溶接システム５０は、定置式溶接機５１の下部
電極５３上にパーツを供給するための供給ヘッド５６が
溶接機５１の側部に装着されるとともに、供給ヘッド５
６はパーツフィーダ本体５５から供給シュート５７によ
ってパーツが順送される。そして溶接機５１の上部電極
５２はエアーシリンダ５４によって上下移動され、供給
ヘッド５６は各種のエアー制御機器５８を介してエアー
によって駆動される。これらの溶接機５１を多数配置し
ている工場では複数のエアー用コンプレッサが必要とな
り、それらのコンプレッサを稼働するために莫大な電力
が消費されるとともに工場内でのエアー配管及びエアー
機器が複雑に配管されていた。しかもエアーコンプレッ
サやエアー機器から発する音は騒音となり作業環境の悪
化につながっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、電動定置式溶接
機の導入が行なわれ、上記の課題、つまり溶接機単体と
しての省エネルギ化あるいは溶接する際の加圧衝撃緩和
さらには騒音低減を解決する試みがなされてきた。しか
し、この電動定置式溶接機においても、溶接機と一体的
に装着されたパーツフィーダ本体は、エアーを駆動源と
して駆動されていたため、システム全体としての省エネ
ルギ化の効果を果たすことができず、工場全体のエアー
配管の大掛かりな工事も必要となっていた。しかし、パ
ーツフィーダ本体自体を電動化するには大幅なコストア
ップが必要であるため、電動式パーツフィーダ本体を実
現することが困難であった。

【０００４】この発明は、上述の課題を解決するもので
あり、大幅なコストアップにつながらず、省エネルギ化
を達成するとともに作業環境を改善できるエアー発生装
置とそのエアー発生装置を装着したエアー供給不要パー
ツフィーダを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明にかかわるエア
ー供給不要パーツフィーダでは、上記の課題を解決する
ために、以下のように構成するものである。即ち、パー
ツを加工装置に供給するためのものであって、前記エア
ー供給不要パーツフィーダが、前記加工装置に装着され
る供給ヘッドと、前記供給ヘッドにパーツを送給するパ
ーツフィーダ本体と、前記供給ヘッドにエアーを送給す
るエアー発生装置とを備え、前記エアー発生装置が、エ
アーシリンダと、前記エアーシリンダのピストンロッド
に接続する電動モータとを有して構成され、前記電動モ
ータの駆動によりピストンロッドが往復移動して、前記
供給ヘッドにエアーを送給可能に構成することを特徴と
するものである。

【０００６】また、この発明のエアー発生装置は、エア
ーシリンダと、前記エアーシリンダ内を往復移動するピ
ストンロッドと、前記ピストンロッドに接続される電動
モータとを有し、前記電動モータの駆動軸に前記ピスト
ンロッドと接続する連結部材が装着され、前記連結部材
の回転により前記ピストンロッドが往復移動するととも
に、前記エアーシリンダには、前記ピストンロッドの移
動に伴って他のエアー機器に接続するエアー配管が接続
されていることを特徴とするものである。

【０００７】また、上記エアー発生装置においては、前
記連結部材が前記駆動軸の回転中心位置と偏心する位置
で前記ピストンロッドに連結されることを特徴とするも
のであればよい。

【０００８】また好ましくは、前記エアー発生装置にお
いて、前記エアーシリンダの近傍に、前記エアーシリン
ダの元位置を検出するセンサが配設されていることを特
徴とするものであればよい。

【０００９】さらに、前記エアーシリンダには、前記エ
アーシリンダ内のエアー量が減少するさいに、大気を取
り入れるエアー取り入れ機構が配設されているものであ
ればなおよい。

【００１０】また、前記エアーシリンダには、前記エア
ーシリンダ内の高圧力の発生を防止するためのエアー排
出機構が配設されることを特徴とするものであればさら
によい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面に基づいて説明する。図１は抵抗溶接機（以下、溶
接機という）Ｍの全体図を示すものであり、溶接機Ｍ
は、溶接機本体１の前部（図１における左方）に配置さ
れエアーシリンダ２で上下移動される上部電極３と上部
電極３に対向して配置される下部電極４とを有し、本体
１の一方の側部に装着され下部電極４上にパーツを供給
する供給ヘッド１０と、本体１の後部（図１における右
方）上部に配置され供給ヘッド１０に供給ホース２１を
介してパーツを順送するパーツフィーダ本体（以下、フ
ィーダ本体という）２０と、本体１後部下部に配置され
供給ヘッド１０を駆動するためのエアー発生装置３０
と、を備えるパーツフィーダＦを有して構成されてい
る。

【００１２】供給ヘッド１０は、従来から知られている
ものでよく、例えば、図２に示すような供給ヘッドシリ
ンダ１１に供給ロッド１２を覆う外筒１３を有し、外筒
１３の先端部で供給ホース２１から順送されるナットＮ
を磁気吸着コイル１４で吸着して下部電極４に送給する
ように構成されていればよい。供給ヘッドシリンダ１１
は、エアー発生装置３０から２本のエアー用配管４１、
４３で接続され、空気がいずれかの配管４１、４３に供
給されることによって供給ロッド１２が駆動される。

【００１３】フィーダ本体２０は、溶接機本体１の後部
に装着された支持ブラケット５上に取りつけられ、フィ
ーダ本体２０内に挿入されたナットＮを、振動によって
フィーダ本体２０の上部に順に送り込むとともに、フィ
ーダ本体２０の上部から供給ヘッド１０に向かって少し
づつ下降するように配管される供給ホース２１内に順送
させる。

【００１４】エアー発生装置３０は、図３〜４に示すよ
うに、ベース３１と、ベース３１に支持されるエアー発
生シリンダ３２と、エアー発生シリンダ３２内を往復移
動するピストンロッド３３に連結され図示しない制御装
置の指令によって駆動される電動モータ３４と、を有し
て構成されている。

【００１５】エアー発生シリンダ３２は、その内容積が
供給ヘッドシリンダ１１より大きく形成されるととも
に、後端部（図３中左方）でベース３１に固着されるシ
リンダブラケット３５に枢着されて揺動可能に装着さ
れ、ピストンロッド３３先端部（図３中右方）に、連結
アーム３６がピストンロッド３３に対して位置調整可能
に取りつけられている。一方、電動モータ３４はエアー
発生シリンダ３２の前方で長手方向に直交するようにベ
ース３１に支持され、駆動軸３４ａには円板状の回転板
３７が装着されている。回転板３７の一端部には回転板
３７に直交する軸３８が取りつけられ、軸３８先端には
前述の連結アーム３６が軸受３９を介して連結されてい
る。軸３８は回転板３７の回転中心部に対して偏心した
位置にあるため、電動モータ３４の駆動により回転板３
７が回転すると、それに伴って連結アーム３６の軸支部
が電動モータ３４の駆動軸３４ａを中心に回転するとと
もに、ピストンロッド３３が進退されエアー発生シリン
ダ３２内を往復移動することになる。この際、エアー発
生シリンダ３２は、その後部でシリンダブラケット３５
の軸部４０を中心に揺動される。

【００１６】エアー発生装置３０のエアー発生シリンダ
３２と供給ヘッド１０の供給ヘッドシリンダ１１とは、
図５に示すように配管される。つまり、エアー発生シリ
ンダ３２のロッド側（ピストンロッド３３進行側）のポ
ートに接続される配管４１が供給ヘッドシリンダ１１の
ヘッド側（供給ロッド１２戻り側）のポートに接続さ
れ、エアー発生シリンダ３２のヘッド側（ピストンロッ
ド３３戻り側）のポートに接続される配管４３が供給ヘ
ッドシリンダ１１のロッド側（供給ロッド１２進行側）
のポートに接続されている。

【００１７】さらに、エアー発生シリンダ３２の先端側
付近には配管４１から分岐されてリリーフ弁４２が取り
つけられ、エアー発生シリンダ３２のヘッド側付近には
配管４３から分岐されてリリーフ弁４４が取りつけられ
ている。

【００１８】従って、エアー発生シリンダ３２のピスト
ンロッド３３が、電動モータ３４により回転板３７が回
転されて前進すると、エアー発生シリンダ３２のロッド
側の空気が供給ヘッドシリンダ１１のヘッド側に供給さ
れるため、供給ヘッドシリンダ１１の供給ロッド１２が
前進してフィーダ本体２０より順送されたナットを１個
づつ、溶接機本体１の下部電極４に装着する。逆にエア
ー発生シリンダ３２のピストンロッド３３が後退する
と、エアー発生シリンダ３２のヘッド側の空気が供給ヘ
ッドシリンダ１１のロッド側に供給され、供給ヘッドシ
リンダ１１の供給ロッド１２が後退されて元の位置に戻
る。但し、供給ヘッドへ供給されるエアーが急激に高く
なると、いずれかのリリーフ弁４２または４４から空気
が排出され、エアー発生シリンダ３２内の空気が減ると
大気からリリーフ弁４２または４４を通って空気が補充
される。

【００１９】また、エアー発生シリンダ３２には、ロッ
ド側面から側面側に折曲するＬ字形のセンサドグ４５が
取りつけられるとともに、エアー発生シリンダ３２の側
部にベース３１上に支持されるシリンダ原位置確認セン
サ４６が配置されている。シリンダ原位置確認センサ４
６は、ピストンロッド３３が後退して元の位置にある時
にセンサドグ４５の位置を確認してピストンロッド３３
の前進を開始させることができる。

【００２０】さらにエアー発生シリンダ３２には、ピス
トンロッド３３の後端停止位置を確認する後端センサ４
７と、ピストンロッド３３の前端停止位置を確認する前
端センサ４８とが装着されている。

【００２１】次に上記のように構成された溶接機Ｍ及び
パーツフィーダＦの動作を主に図６〜７に基づいて説明
する。

【００２２】溶接機Ｍに装着された図示しない制御装置
の起動釦を操作することによって電動モータ３４が１サ
イクル毎に起動される。電動モータ３４はシリンダ原位
置確認センサ４６がセンサドグ４５を感知してＯＮされ
ている状態（図３のようにピストンロッド３３が後退さ
れた位置）で起動され、起動信号が入ると電動モータ３
４が駆動され、図３に示すように回転板３７が時計方向
に回転し始める。回転板３７と連結アーム３６を連結す
る軸３８が回転板３７の回転中心の回りを回転しエアー
発生シリンダ３２のピストンロッド３３が１回転の間に
クランク運動によりサインカーブを描くように動作され
る。

【００２３】前述のように、ピストンロッド３３の前進
により、エアー発生シリンダ３２とエアー配管された供
給ヘッド１０の供給ヘッドシリンダ１１は、供給ロッド
１２を前進させる。このタイミングは、ピストンロッド
３３がサインカーブを描くように動作するため、供給ロ
ッド１２はピストンロッド３３の移動より僅かに遅れて
前進移動することになる。この際、エアー発生シリンダ
３２は供給ヘッドシリンダ１１より内容積を大きく形成
しているため、ピストンロッド３３が最前進位置Ｐ１に
到達する前に供給ロッド１２が最前進位置Ｐ２に到達す
る。ピストンロッド３３が後退する場合も同様に、ピス
トンロッド３３の最前進位置Ｐ１から後退移動した後か
ら遅れて供給ロッド１２が後退し始める。

【００２４】従って、供給ロッド１２は最前進位置Ｐ２
の位置で停止時間Ｓを有することになる。この停止時間
Ｓは、エアー発生シリンダ３２と供給ヘッドシリンダ１
１との内容積の大きさの比較程度によって自由に設定す
ることができる。つまり、内容積の大きさの比較程度が
大きくなればなるほど停止時間Ｓを長く設定することが
でき、逆に、小さくなればなるほど停止時間Ｓを短く設
定することができる。なお、供給ロッド１２の停止時間
中においては、ピストンロッド３３の移動は進行してい
るので、エアー発生シリンダ３２内のエアーは圧縮され
て急激に高くなる。この場合には、前述のように、空気
はリリーフ弁４２によって大気中に排出され、エアー発
生シリンダ３２内の空気が減るとリリーフ弁４２から空
気が補充される。従って、リリーフ弁の設定圧力を調整
することによって供給ヘッド１０の作動能力を高めるこ
とができる。

【００２５】一方、起動信号がＯＮされると同時に、供
給ヘッド１０の磁気吸着コイル１４は励磁されて供給ロ
ッド１２が、外筒１３の先端に供給されているナットＮ
を吸着して下部電極４側に移動させる。供給ロッド１２
が最前進位置で停止する僅かに手前で供給ヘッド１０の
磁気吸着コイル１４が励磁解除され、ナットＮは下部電
極４に装着される。そして、停止時間Ｓが終了すると供
給完了信号が出力され、供給ロッド１２はピストンロッ
ド３３の後退に伴って後退する。

【００２６】ピストンロッド３３の後端位置は後端セン
サ４７によって検出され、後端位置センサ４７がＯＮす
ることによって起動信号がＯＦＦされる。ピストンロッ
ド３３の停止位置は、電動モータ３４にブレーキ機能が
装着されていない場合に備え、空気がピストンロッド３
３の慣性力で圧縮されることを考慮して、図７に示すよ
うに、ピストンロッド３３の作動ストロークの最後端位
置より僅かに手前で検出される。なお、ピストンロッド
３３の前端位置も前端センサ４８によりピストンロッド
３３の作動ストロークの最前端位置より僅かに手前で検
出される。そして、シリンダ原位置確認センサ４６ある
いは後端センサ４７のいずれかのセンサがＯＮ状態にあ
れば次のサイクルを起動することができる。

【００２７】上述のように、供給ヘッド１０を作動させ
るエアー発生装置３０は、エアーコンプレッサに接続す
ることなくエアーを発生させることができる。このエア
ー発生装置３０の構成は、上記形態に限定されるもので
はない。例えば、電動モータ３４とピストンロッド３３
を連結する回転板３７は、円板状でなくてもアーム状に
形成されてもよく、また、駆動軸３４ａとピストンロッ
ド３３とを偏心位置で連結する回転板３７の代わりに、
駆動軸３４ａの回転を直線運動する構成、例えば、ラッ
クとピニオンによる機構を取り入れてもよい。また、シ
リンダ原位置確認センサ４６の取付位置はピストンロッ
ド３３の後端位置を確認できるものであればどこでもよ
い。

【００２８】さらにこのエアー発生装置３０は、パーツ
フィーダＦあるいは溶接機Ｍに装着するものでなくても
他の設備に装着されるものであっても構わない。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、エアー供給不要パーツ
フィーダは、パーツを加工装置に供給するためのもので
あって、前記エアー供給不要パーツフィーダが、前記加
工装置に装着される供給ヘッドと、前記供給ヘッドにパ
ーツを送給するパーツフィーダ本体と、前記供給ヘッド
にエアーを送給するエアー発生装置とを備え、前記エア
ー発生装置が、エアーシリンダと、前記エアーシリンダ
のピストンロッドに接続する電動モータとを有して構成
され、前記電動モータの駆動によりピストンロッドが往
復移動して、前記供給ヘッドにエアーを送給可能に構成
されている。前記供給ヘッドは、前記パーツフィーダ本
体から送給されるパーツを前記エアー発生装置から送給
される空気によって前記パーツを加工装置に供給する。
前記エアー発生装置は電動モータによってエアーシリン
ダを駆動するため、従来のエアーコンプレッサをエアー
源とする必要がない。そのため、特に、数多くのパーツ
フィーダ本体及び溶接機や他の加工装置を使用する工場
においては、コンプレッサの消費電力を極めて少なくす
ることができ省エネルギ化を達成することができるとと
もに、コンプレッサから発生する騒音もしくは振動を減
少させることが可能となる。しかもレギュレータやソレ
ノイドバルブあるいはフィルタ等のエアー機器を削除で
きるため外部に接続するエアー配管工事をなくすことが
できる。

【００３０】また本発明の請求項２のエアー発生装置
は、エアーシリンダと、前記エアーシリンダ内を往復移
動するピストンロッドと、前記ピストンロッドに接続さ
れる電動モータとを有し、前記電動モータの駆動軸に、
前記ピストンロッドと接続する連結部材が装着され、前
記連結部材の回転により前記ピストンロッドが往復移動
するとともに、前記エアーシリンダには、前記ピストン
ロッドの移動に伴って他のエアー機器に接続するエアー
配管が接続されている。従って、前記エアーシリンダを
前記エアー配管を介してエアー用アクチュエータに接続
すれば、前記ピストンロッドの駆動をエアーコンプレッ
サに接続する必要がなくエアーを発生することができ
る。そのため、数多くのエアー装置を使用する工場にお
いては、エアー駆動源、例えば、コンプレッサの消費電
力を極めて少なくすることができ省エネルギ化を達成す
ることができるとともに、コンプレッサから発生する騒
音もしくは振動を減少させることが可能となる。しかも
レギュレータやソレノイドバルブあるいはフィルタ等の
エアー機器を削除できるため外部に接続するエアー配管
工事をなくすことができる。

【００３１】また、請求項３の発明のエアー発生装置で
は、前記連結部材が前記駆動軸の回転中心位置と偏心す
る位置で前記ピストンロッドに連結されているため、前
記ピストンロッドをクランク運動で動作できるとともに
容易な構成で前記ピストンロッドと連結することができ
る。

【００３２】また、請求項４の発明のエアー発生装置で
は、前記エアーシリンダの近傍に、前記エアーシリンダ
の元位置を検出するセンサが配設されている。従って、
前記エアーシリンダの元位置を確認することによってエ
アー発生装置を再起動することが可能となり、装置の誤
動作を防止できる。

【００３３】また、請求項５の発明のエアー発生装置で
は、前記エアーシリンダには、前記エアーシリンダ内の
エアー量が減少する際に、大気を取り入れるエアー取り
入れ機構が配設されている。従って、従来のように例え
ば工場内に設置されたエアーコンプレッサに接続する必
要がなく、エアーシリンダ内のエアー圧を保持すること
ができる。

【００３４】さらに、請求項６の発明のエアー発生装置
では、前記エアーシリンダには、前記エアーシリンダ内
の高圧力の発生を防止するためのエアー排出機構が配設
されている。従って、エアーシリンダ内のエアー圧を設
定された圧に保持することができ、例えばエアーシリン
ダに接続されたアクチュエータを正常に作動させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一形態のパーツフィーダを装着した抵
抗溶接機を示す全体図

【図２】図１における供給ヘッドの一形態を示す一部断
面図

【図３】図１におけるエアー発生装置の一形態を示す正
面図

【図４】同平面図

【図５】図１における供給ヘッドとエアー発生装置との
簡略エアー回路図

【図６】図１におけるパーツフィーダの動作説明図

【図７】図３におけるエアーシリンダのストロークとセ
ンサ感知位置を示す簡略図

【図８】従来の定置式溶接機を示す簡略全体図

【符号の説明】

Ｍ…抵抗溶接機 Ｆ…パーツフィーダ １…溶接機本体 １０…供給ヘッド １１…供給ヘッドシリンダ １２…供給ロッド ２０…フィーダ本体 ２１…供給ホース ３０…エアー発生装置 ３２…エアー発生シリンダ ３３…ピストンロッド ３４…電動モータ ３６…連結アーム ３７…回転板 ４１、４３…配管 ４２、４４…リリーフ弁 ４５…センサドグ ４６…シリンダ原位置確認センサ ４７…後端センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 甲田 信司 愛知県名古屋市中区金山５丁目２番22号 矢嶋工業株式会社内 (72)発明者 糸井川 利彦 愛知県名古屋市中区金山５丁目２番22号 矢嶋工業株式会社内 (72)発明者 近川 博 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 中村 兼明 愛知県名古屋市中区金山５丁目２番22号 矢島技研株式会社内 (72)発明者 戸田 真司 愛知県名古屋市中区金山５丁目２番22号 矢島技研株式会社内 Ｆターム(参考） 3C030 AA00 AA05 BD01 4E065 CA06

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パーツを加工装置に供給するためのエア
   ー供給不要パーツフィーダであって、 前記エアー供給不要パーツフィーダが、前記加工装置に
   装着される供給ヘッドと、前記供給ヘッドにパーツを送
   給するパーツフィーダ本体と、前記供給ヘッドにエアー
   を送給するエアー発生装置とを備え、 前記エアー発生装置が、エアーシリンダと、前記エアー
   シリンダのピストンロッドに接続する電動モータとを有
   して構成され、 前記電動モータの駆動によりピストンロッドが往復移動
   して、前記供給ヘッドにエアーを送給可能に構成するこ
   とを特徴とするエアー供給不要パーツフィーダ。
2. 【請求項２】 エアーシリンダと、前記エアーシリンダ
   内を往復移動するピストンロッドと、前記ピストンロッ
   ドに接続される電動モータとを有し、前記電動モータの
   駆動軸に、前記ピストンロッドと接続する連結部材が装
   着され、前記連結部材の回転により前記ピストンロッド
   が往復移動するとともに、前記エアーシリンダには、前
   記ピストンロッドの移動に伴って他のエアー機器に接続
   するエアー配管が接続されていることを特徴とするエア
   ー発生装置。
3. 【請求項３】 前記連結部材が前記駆動軸の回転中心位
   置と偏心する位置で前記ピストンロッドに連結されるこ
   とを特徴とする請求項２記載のエアー発生装置。
4. 【請求項４】 前記エアーシリンダの近傍に、前記エア
   ーシリンダの元位置を検出するセンサが配設されている
   ことを特徴とする請求項２記載のエアー発生装置。
5. 【請求項５】 前記エアーシリンダには、前記エアーシ
   リンダ内のエアー量が減少する際に、大気を取り入れる
   エアー取り入れ機構が配設されることを特徴とする請求
   項２記載のエアー発生装置。
6. 【請求項６】 前記エアーシリンダには、前記エアーシ
   リンダ内の高圧力の発生を防止するためのエアー排出機
   構が配設されることを特徴とする請求項２記載のエアー
   発生装置。