JP2010143713A

JP2010143713A - インサートナット供給装置

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Publication number: JP2010143713A
Application number: JP2008322467A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Minegishi; 浩太郎峯岸
Original assignee: NEC Infrontia Corp
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2028-12-18
Also published as: JP5431717B2

Abstract

【課題】簡素な構造で、小型、安価であると共に設置面積が小さくてよいインサートナット供給装置を提供する。
【解決手段】複数のインサートナットを貯留する貯留ホッパ１０と、正規の姿勢のインサートナットを収納可能な凹部を備えた昇降柱２０と、貯留ホッパ１０の上方に設けられ、昇降柱２０の凹部２１でのインサートナットの有無ならびに有る場合に正規の姿勢の是非を検出するインサートナット検出器３０と、貯留ホッパ１０の上方に設けられたワイパ４０とを有している。インサートナット検出器３０の検出結果に基づき、昇降柱２０の凹部２１にインサートナットが正規ではない姿勢で有る場合は、ワイパ４０によってインサートナットをワイプして正規の姿勢に改めるか貯留ホッパ１０内に落下させる。昇降柱２０の凹部２１にインサートナットが無い場合は、昇降柱２０が下降して再び上昇する。
【選択図】図２

Description

本発明は、先端と後端とを備え、成形品の凹部に圧入されるべきインサートナットを成形品の凹部の底面に先端が向いた正規の姿勢となるように供給するインサートナット供給装置に関する。

樹脂製の成形品に挿入配置される金属製のインサートナットには、成形品の成形工程前に予め金型に配置されて成形時に成形品に配置されるものと、成形後の成形品に予め設けられている凹部に圧入されるものがある。後者の圧入工程は、成形品の少なくとも凹部を含む部分を加熱または超音波照射によって軟化させつつ、インサートナットを軟化した凹部に圧入するものであり、治具を用いて人為的に、もしくは、インサートナット圧入装置によって自動的に実行される。

インサートナットの圧入工程に先立ち、成形品の凹部の開口にインサートナットを位置決め（仮置き）することが行われる。この場合、インサートナットを正規の姿勢で位置決めする必要がある。この正規の姿勢とは、図１に示される姿勢である。図１において、成形品Ｗに形成されている凹部ｗは、底面ｗｂの直径ｄ_ｗｂよりも開口ｗｔのｄ_ｗｔが僅かに大きいテーパ状を呈している。一方、インサートナットＮは、後端Ｎｒの直径ｄ_Ｎｒが凹部ｗの開口ｗｔの直径ｄ_ｗｔよりも僅かに大きい。また、先端の直径ｄ_Ｎｆが後端の直径ｄ_Ｎｒよりも僅かに小さく、凹部ｗｂの直径ｄ_ｗｂよりも僅かに大きいテーパ状を呈している。インサートナットＮは、このように先端Ｎｆが凹部ｗの底面ｗｂを向いた正規の姿勢で仮置きされた後、成形品Ｗの凹部ｗに圧入される。

成形品の凹部に対して仮置きされるべきインサートナットを正規の姿勢にして供給するインサートナットシステムは、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されたインサートナットシステムは、複数のインサートナットを貯留する貯留ホッパおよびホッパ内のインサートナットを抽出および送出する往復動する押上げブロックを備えたパーツフィーダと、長手方向を有する水平に配置された整列台と、パーツフィーダの押上げブロックによって順次送給される複数個のインサートナットを整列台上に横１列に整列させる整列シリンダと、整列台上の複数のインサートナットをそれが正規の姿勢である場合には整列台上に残す一方、逆向き姿勢である場合には整列台上から除く選別補助シリンダパッドおよび選別ピン付き選別ブロックを備えた選別手段と、整列台上から除かれたインサートナットを回収する回収ホッパと、回収されたインサートナットを正規の姿勢に直した上で整列台上に送給する再送給手段とを有している。

特開２００７−１５２４５６号公報

しかし、特許文献１に示されたインサートナット供給システムは、上記のように貯留ホッパから再送給手段まで一連の大変複雑で多部品の構造を有しているため、大型、高価である。また、複雑で多部品の構造であることに加えて複数のインンサートナットを横一列に配列させるための長手方向を有する整列台が水平に配置されているため、このインサートナット供給システムは、かなり広い設置面積を占有する。

それ故、本発明の課題は、簡素な構造で、小型、安価であると共に設置面積が小さくてよいインサートナット供給装置を提供することである。

本発明によれば、小径の先端と大径の中間部および後端を備え、成形品の凹部に圧入されるべきインサートナットを成形品の凹部の底面に先端が向いた正規の姿勢となるように供給するインサートナット供給装置において、上側広開口部および下側狭開口部を備えた漏斗状を呈し、複数のインサートナットを貯留する貯留ホッパと、正規の姿勢のインサートナットの後端を除いて収納可能な形状を呈する凹部を含む上端部を備え、該上端部が前記貯留ホッパの前記下側狭開口部と前記上側広開口部の上方との間を上下動するように設けられた昇降柱と、前記貯留ホッパの前記上側広開口の上方に設けられ、前記昇降柱の前記凹部でのインサートナットの有無ならびに有る場合に正規の姿勢の是非を検出するインサートナット検出器と、前記貯留ホッパの前記上側広開口の上方に横向きに往復動するように設けられ、前記昇降柱の前記凹部内に収納された正規の姿勢のインサートナットの後端の形状に対応した形状を呈するワイパとを有し、前記インサートナット検出器の検出結果に基づき、前記昇降柱の前記凹部にインサートナットが正規ではない姿勢で有る場合は前記ワイパによって当該インサートナットをワイプして正規の姿勢に改めるか前記上側広開口部を経て前記貯留ホッパ内に落下させる一方、前記昇降柱の前記凹部にインサートナットが無い場合は前記昇降柱が下降して再び上昇することを特徴とするインサートナット供給装置が得られる。

前記昇降柱の前記上端部は、前記凹部の外周面が先端に向かって細くなるテーパ状を呈していてもよい。

前記インサートナット検出器の検出結果に基づき、前記昇降柱の前記凹部にインサートナットが正規の姿勢で有る場合はその旨を音声出力および視覚表示の少なくとも一方で報知する報知手段をさらに有していてもよい。

前記インサートナット検出器の検出結果に基づき、前記昇降柱の前記凹部にインサートナットが正規の姿勢で有る場合はその旨の信号を、当該インサートナットを受け取る他装置に対して出力する報知手段をさらに有していてもよい。

本発明によるインサートナット供給装置は、簡素な構造で、小型、安価であると共に設置面積が小さくてよい。

以下、図面を参照して、本発明によるインサートナット供給装置の一実施形態を説明する。

本実施形態のインサートナット供給装置は、図１に示されたような、小径の先端と大径の中間部および後端を備え、成形品の凹部に圧入されるべきインサートナットを、成形品の凹部の底面に先端が向いた正規の姿勢となるように供給するものである。尚、供給先としては、成形品の凹部にインサートナットを圧入する作業者あるいはインサートナット圧入装置（図示せず）が想定される。

図２（ａ）および（ｂ）を参照すると、本インサートナット供給装置は、貯留ホッパ１０と、昇降柱２０と、インサートナット検出器３０と、ワイパ４０とを有している。

貯留ホッパ１０は、図３に示されるように、上側広開口部１０ｔおよび下側狭開口部１０ｂを備えた漏斗状を呈し、複数のインサートナットＮ（図示せず）を貯留する。

昇降柱２０は、図４（ａ）〜（ｄ）に要部が示されているが、正規の姿勢のインサートナットＮの後端Ｎｒ（図１）を除いて収納可能な形状を呈する凹部２１を含む上端部を備えており、上端部が貯留ホッパ１０の下側狭開口部１０ｂと上側広開口部１０ｔとの間を流体圧式または電動式のシリンダ２３（図２（ａ）および（ｂ））の駆動によって上下動するように設けられている。昇降柱２０の上端部は、凹部２１の外周面が先端に向かって細くなるテーパ状を呈している。

凹部２１の正規の姿勢のインサートナットＮの先端〜中間部の形状に対応した形状とは、詳しくは、次の通りである。即ち、凹部２１は、図４（ｄ）から明らかなように、直径ｄ_２１ｌの下側領域２１ｌと、最小直径ｄ_２１ｌから最大直径ｄ_２１ｕに変化するテーパ状の上側領域２１ｕとの二段階の形状を呈している。下側領域２１ｌの直径ｄ_２１ｌは、図１に示されたインサートナットＮの先端Ｎｆの直径ｄ_Ｎｆよりも僅かに大きい一方、後端Ｎｒの直径ｄ_Ｎｒよりも小さい。また、上側領域２１ｕの最大直径ｄ_２１ｕは、インサートナットＮの後端Ｎｒの直径ｄ_Ｎｒよりも僅かに大きい。

このような凹部２１の形状により、昇降柱２０が貯留ホッパ１０の下側狭開口部１０ｂから上側広開口部１０ｔの上方へ向かって上昇する際に、正規の姿勢のインサートナットＮ一個のみが後端Ｎｒを残して凹部２１内に収容される。また、仮に複数個の正規の姿勢のインサートナットＮが昇降柱２０にすくい上げられたとしても、一個のみが凹部２１内に後端Ｎｒを残して収納される。一方、正規の姿勢ではないインサートナットＮは、その一部分が凹部２１の上側領域２１ｕに入り込む可能性がある。しかし、この際は、正しく凹部２１内に収納されたインサートナットＮよりも多くの部分が、昇降柱２０の上端面から上方に食み出す。この状態は、後述するように、インサートナット検出器３０によって正規の姿勢ではない状態として検出可能である。さらに、昇降柱２０の凹部２１にインサートナットＮが一個も収納できない場合もあり得る。しかし、この際は、凹部２１内が空であって昇降柱２０の上端面から上方に何も食み出すものがない。この状態は、後述するように、インサートナット検出器３０によってインサートナットＮが無い状態として検出可能である。

インサートナット検出器３０は、貯留ホッパ１０の上側広開口１０ｔの上方に設けられ、昇降柱２０の凹部２１でのインサートナットＮの有無と、有りの場合に正規の姿勢の是非を検出するものであり、貯留ホッパ１０の上側広開口１０ｔの上方に昇って来た昇降柱２０の上端面直上の高さに配置された下側センサ３１と、下側センサ３１よりも上の高さに配置された上側センサ３２とによって構成されている。下側センサ３１は、検出光を昇降柱２０の軸心に向かって水平に出射する光源３１ａと、光源３１ａに昇降柱２０の軸心を介して水平方向に対向する受光素子３１ｂとの対によって構成されている。上側センサ３２も、検出光を昇降柱２０の軸心に向かって水平に出射する光源３２ａと、光源３２ａに昇降柱２０の軸心を介して水平方向に対向する受光素子３２ｂとの対によって構成されている。

インサートナット検出器３０による昇降柱２０の凹部２１でのインサートナットＮの有無と、有りの場合に正規の姿勢の是非を検出する方法は、次の通りである。図５（ａ）に示されるように、昇降柱２０の凹部２１にインサートナットＮが無い場合には、昇降柱２０の上端面上方に何も光遮蔽物が無く、検出光が透過するため、下側センサ３１の受光素子３１ｂは、光源３１ａからの検出光を受光する。また、上側センサ３２の受光素子３２ｂも、光源３２ａからの検出光を受光する。よって、両センサの検出光の透過／遮蔽結果が図５（ａ）に示される条件であるときは、昇降柱２０の凹部２１にインサートナットＮが無いと判断される。

図５（ｂ）に示されるように、昇降柱２０の凹部２１にインサートナットＮが正規の姿勢で収納されている場合には、インサートナットＮの後端Ｎｒが昇降柱２０の上端面から食み出しているため、下側センサ３１のみに対して光遮蔽物（ンサートナットＮの後端Ｎｒ）が存在し、検出光が遮蔽されるため、下側センサ３１の受光素子３１ｂは、光源３１ａからの検出光を受光しない。一方、上側センサ３２の受光素子３２ｂは、光源３２ａからの検出光を受光する。よって、両センサの検出光の透過／遮蔽結果が図５（ｂ）に示される条件であるときは、昇降柱２０の凹部２１にインサートナットＮが正規の姿勢で収納されていると判断される。

図５（ｃ）に示されるように、昇降柱２０の凹部２１にインサートナットＮが正規の姿勢でない状態で一部分のみ入り込んでいる場合には、インサートナットＮの多くの部分が昇降柱２０の上端面から高く食み出しているため、下側センサ３１および上側センサ３２の両方に対して光遮蔽物（ンサートナットＮの後端Ｎｒ）が存在し、検出光が遮蔽されるため、下側センサ３１の受光素子３１ｂは、光源３１ａからの検出光を受光しない。また、上側センサ３２の受光素子３２ｂも、光源３２ａからの検出光を受光しない。よって、両センサの検出光の透過／遮蔽結果が図５（ｃ）に示される条件であるときは、昇降柱２０の凹部２１にインサートナットＮが正規の姿勢でない状態で載っていると判断される。

これらの判断は、図５（ａ）に示された条件テーブルを記憶した図示しない記憶手段と、同じく図示しない専用のマイコンチップまたは汎用のパーソナルコンピュータとによって実行される。

尚、本実施形態におけるインサートナット検出器３０は、光遮蔽物としてのインサートナットＮに検出光が遮蔽されるか否かを検出する透過光検出方式であるが、本発明のインサートナット検出器は、光反射物としてのインサートナットＮに検出光が反射されるか否かを検出する反射光検出方式や、カメラおよび画像処理回路を用いてインサートナットＮの有無や姿勢を判別する撮像方式等であってもよい。

ワイパ４０は、貯留ホッパ１０の上側広開口１０ｔの上方に、流体圧式または電動式のシリンダ４２の駆動によって水平方向（図２（ａ）および（ｂ）中、左右方向）に往復動するように設けられている。ワイパ４０はまた、図６に示されるように、昇降柱２０の凹部２１での正規の姿勢のインサートナットＮの後端Ｎｒの形状に対応した形状、インサートナットＮの後端Ｎｒを避けた形状を呈している。

そして、本インサートナット供給装置は、次のように動作する。

ユーザまたは図示しないインサートナット圧入装置からのインサートナットの供給要求があると、図示しない制御回路は昇降柱２０を上昇させる。

昇降柱２０が貯留ホッパ１０の上側広開口部１０ｔの上方まで上昇すると、インサートナット検出器３０により、昇降柱２０の凹部２１でのインサートナットＮの有無と、有りの場合に正規の姿勢の是非が検出される。

インサートナット検出器３０の検出結果に基づき、制御回路は、昇降柱２０の凹部２１にインサートナットＮが正規ではない姿勢で有る場合、ワイパ４０を動作させる。特に、特にインサートナットＮの先端Ｎｆが下向きで引っ掛かっているときは、ワイパ４０のワイピングにより、このインサートナットＮが正規の姿勢に改める。あるいは、先端Ｎｆが上向きで載っているときは、ワイパ４０のワイピングにより、このインサートナットＮが押し落とされ、上側広開口部１０ｔを経て貯留ホッパ１０内に落下して戻される。一方、昇降柱２０の凹部にインサートナットＮが無い場合には、昇降柱２０を下降させた後に再び上昇させ、同様の動作を繰り返す（リトライ）。

また、インサートナット検出器３０の検出結果に基づき、制御回路は、昇降柱２０の凹部２１にインサートナットＮが正規の姿勢で有る場合、ワイパ４０および昇降柱２０を動かすことなく、待機する。そして、ユーザが正規の姿勢のインサートナットＮを昇降柱２０の凹部２１から取り出すか、あるいは、インサートナット圧入装置のマニュピュレータが正規の姿勢のインサートナットＮを昇降柱２０の凹部２１から取り出す。その後、インサートナットＮの圧入工程が実行される。

尚、本インサートナット供給装置は、インサートナット検出器３０の検出結果に基づき、昇降柱２０の凹部にインサートナットＮが正規の姿勢で有る場合に、その旨を音声情報および視覚情報の少なくとも一方でユーザに対して報知する報知手段を有していてもよい。

あるいは、インサートナット検出器３０の検出結果に基づき、昇降柱２０の凹部にインサートナットＮが正規の姿勢で有る場合はその旨の信号を、インサートナットＮを受け取るべきインサートナット圧入装置等に対して出力する報知手段を有していてもよい。

以上の実施形態の説明から明らかなように、本発明によるインサートナット供給装置は、貯留ホッパ、昇降柱、インサートナット検出器、ワイパを有する簡素な構成であるけれども、特許文献１に開示されたような複雑な構成のシステムと同様の動作を実行可能である。加えて、特許文献１に開示されたような複雑な構成のシステムにおいて水平に配置された」複数のインンサートナットを横一列に配列させるための長手方向を有する整列台の類を不要としているため、装置全体が所謂縦型であり、設置面積が小さくてよい。このことは、本インサートナット供給装置とインサートナット圧入装置との組み合わせシステム全体の占有スペースを縮小することに寄与する。また、複数種類のインサートナットを一つの成形品に圧入するシステムにおいては、縦型の本インサートナット供給装置をインサートナットの種類毎に複数装置設置すればよく、占有スペースの縮小効果はさらに顕著となる。

以上説明した実施例に限定されることなく、本発明は、当該特許請求の範囲に記載された技術範囲内であれば、種々の変形が可能であることは云うまでもない。例えば、本発明は、その供給物はインサートナットに限らず、正規／不正規の向きがある多数の同一形状の供給すべき物体を、人または次工程を実行する装置に供給するための供給装置全般に適用可能である。

インサートナット供給装置が供給するインサートナットを説明するための図である。本発明の実施の形態によるインサートナット供給装置を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は部分的に断面で表した側面図である。図２に示されたインサートナット供給装置における貯留ホッパを示す部分的に断面で表した側面図である。図２に示されたインサートナット供給装置における昇降柱の要部を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上端部分の断面図、（ｄ）は上端部分の拡大断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、図２に示されたインサートナット供給装置におけるインサートナット検出器によるインサートナット検出方法を説明するための図である。図２に示されたインサートナット供給装置におけるワイパの要部を示す側面図である。

符号の説明

１０貯留ホッパ
１０ｔ上側広開口部
１０ｂ下側狭開口部
２０昇降柱
２１凹部
２１ｌ下側領域
２１ｕ上側領域
２３シリンダ
３０インサートナット検出器
３１下側センサ
３１ａ光源
３１ｂ受光素子
３２上側センサ
３２ａ光源
３２ｂ受光素子
４０ワイパ
４２シリンダ
Ｎインサートナット
Ｎｆ先端
Ｎｒ後端

Claims

小径の先端と大径の中間部および後端を備え、成形品の凹部に圧入されるべきインサートナットを成形品の凹部の底面に先端が向いた正規の姿勢となるように供給するインサートナット供給装置において、
上側広開口部および下側狭開口部を備えた漏斗状を呈し、複数のインサートナットを貯留する貯留ホッパと、
正規の姿勢のインサートナットの後端を除いて収納可能な形状を呈する凹部を含む上端部を備え、該上端部が前記貯留ホッパの前記下側狭開口部と前記上側広開口部の上方との間を上下動するように設けられた昇降柱と、
前記貯留ホッパの前記上側広開口の上方に設けられ、前記昇降柱の前記凹部でのインサートナットの有無ならびに有る場合に正規の姿勢の是非を検出するインサートナット検出器と、
前記貯留ホッパの前記上側広開口の上方に横向きに往復動するように設けられ、前記昇降柱の前記凹部内に収納された正規の姿勢のインサートナットの後端の形状に対応した形状を呈するワイパとを有し、
前記インサートナット検出器の検出結果に基づき、前記昇降柱の前記凹部にインサートナットが正規ではない姿勢で有る場合は前記ワイパによって当該インサートナットをワイプして正規の姿勢に改めるか前記上側広開口部を経て前記貯留ホッパ内に落下させる一方、前記昇降柱の前記凹部にインサートナットが無い場合は前記昇降柱が下降して再び上昇することを特徴とするインサートナット供給装置。
前記昇降柱の前記上端部は、前記凹部の外周面が先端に向かって細くなるテーパ状を呈している請求項１に記載のインサートナット供給装置。
前記インサートナット検出器の検出結果に基づき、前記昇降柱の前記凹部にインサートナットが正規の姿勢で有る場合はその旨の信号を当該インサートナットを受け取る他装置に対して出力する報知手段をさらに有する請求項１または２に記載のインサートナット供給装置。
前記インサートナット検出器の検出結果に基づき、前記昇降柱の前記凹部にインサートナットが正規の姿勢で有る場合はその旨を音声出力および視覚表示の少なくとも一方で報知する報知手段をさらに有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインサートナット供給装置。