(57)【要約】【目的】オイル注入を自動化した装置において、異なる種類のワーク毎に搬送路を止めて注入ノズルの位置を調整せず、搬送路を流したままで行えるようにする。【構成】搬送路１１上のワーク１２に設けたオイル注入口１３に、ワーク１２と併走する注入ユニット１５よって注入ノズル１９を自動的に着脱する。注入ユニット１５には注入ガン１７を設け、この注入ガン１７と注入ノズル１９の間をフレキシブルアーム１８で接続する。フレキシブルアーム１８は自在に曲げることができる可撓性を有するとともに、曲げ形状を保持できる保形性を有する部材で構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路上を所定間隔で搬送されるワークと、このワークと併走しながら注入ノズルによりワークへ液体を注入する液体自動注入装置において、前記注入ノズルを自動的に前記ワークの注入口へ着脱するように移動させる操作アームと、この操作アームから伸びて先端が前記注入ノズルに接続するフレキシブルアームを備えるとともに、
前記フレキシブルアームは、自在に曲げることができる可撓性と、その曲げた形状を保持する保形性とを有することを特徴とする液体自動注入装置。
【請求項２】
前記操作アームは吐出シリンダを有する注入ガンであって、一端を揺動自在に支持され、他端には前記フレキシブルアームの一端が接続する注入ヘッドが設けられていることを特徴とする請求項１の液体自動注入装置。
【請求項３】
前記注入ノズルは開閉弁を備え、この開閉弁は弾性手段で閉弁方向へ付勢されるとともに、液体の注入圧で開くことを特徴とする請求項１の液体自動注入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用エンジンの組立工程等においてエンジンオイル等の液体を自動注入するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来のエンジンオイル自動注入方法を示し、移動する搬送路１上に置かれたワーク２に対して、搬送路近傍に固定された注入ユニット３を設け、この注入ユニット３の前にワーク２が来たとき搬送路１を停止して、エンジンオイルを注入するようになっている。
注入ユニット３は、注入機４と、これから延びるホース（図示省略）が接続する注入ガン５と、この注入ガン５の先端に設けられた注入ノズル６を備え、注入ノズル６は、注入機４と一体に設けられたスライダ７上を昇降することにより、ワーク２の注入口８と着脱するようになっている。
また、ワークと併走する注入機と、この注入機からホースを介して接続された注入ガンと、この注入ガンをワークに対して着脱するため、注入機の走向域両端に取付用のロボットと取り外し用のロボットをそれぞれ設けてエンジンオイルを自動注入するものも公知である（特許文献１参照）。なお、注入ガンとはエンジンオイル等の液体を高圧で注入するための吐出シリンダを備えた部材である。
【０００３】
【先行技術文献】
【特許文献１】特開平７−１０１９２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
搬送路上へ異なる種類のワークを混在して流す場合、上記従来例では、その都度スライダの角度等を調節する必要があり多くの手間を要した。しかも注入のたびに搬送路を停止しなければならなかった。したがって、注入工程の効率を上げるため、搬送路を停止せずに注入でき、しかも異なる種類のワーク変更に伴う注入ガンの調節を容易にすることも望まれる。そのうえ、上記従来例では搬送路を停止せずに注入ガンの調節をすることは不可能であるが、効率を上げるためには、搬送路を停止せずに注入ガンの調節をできるようにすることが強く望まれている。
【０００５】
一方、上記特許文献１のように、注入機をワークと併走させると、搬送路を停止させずに注入することができるが、ワークが異なったときに注入ガンの調節をするため搬送路を停止させなければならない点は同じであり、しかもこの例では複数の高価なロボットを設けなければならない。したがって比較的安価にすることも望まれている。そこで本願発明は係る要請の実現を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願の液体自動注入装置に係る請求項１の発明は、搬送路上を所定間隔で搬送されるワークと、このワークと併走しながら注入ノズルによりワークへ液体を注入する液体自動注入装置において、前記注入ノズルを自動的に前記ワークの注入口へ着脱するように移動させる操作アームと、この操作アームから伸びて先端が前記注入ノズルに接続するフレキシブルアームを備えるとともに、前記フレキシブルアームは、自在に曲げることができる可撓性と、その曲げた形状を保持する保形性とを有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は上記請求項１において、前記操作アームは吐出シリンダを有する注入ガンであって、一端を揺動自在に支持され、他端には前記フレキシブルアームの一端が接続する注入ヘッドが設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は上記請求項１において、前記注入ノズルは開閉弁を備え、この開閉弁は弾性手段で閉弁方向へ付勢されるとともに、液体の注入圧で開くことを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
請求項１によれば、液体自動注入装置はワークと併走しながら注入を行い、注入が終了すると操作アームにより注入ノズルをワークの注入口から分離してスタート位置へ戻り、再び操作アームにより注入ノズルを移動させて、搬送路上を送られてくる次のワークの注入口へ自動的にセットする。
【００１０】
このとき、ワークの種類が変化し注入口の位置が異なると、注入ノズルを自動的に注入口へセットできない。しかし注入ノズルはフレキシブルアームを介して操作アームへ支持されているから、作業者が手動にてフレキシブルアームを曲げて注入ノズルを正確にセットできるようにする。フレキシブルアームは可撓性があるから、作業者により自由に曲げてワークの注入口へセットするための最適形状となり、かつ保形性により再び作業者が手動で変形させるまで、その曲げ形状を維持する。
【００１１】
したがって、同じ種類のワークに対して注入する場合は所定の形状を維持して自動注入できるとともに、異なる種類のワークに変更したときでも、搬送路を停止させずに、迅速かつ容易に対応できるため作業効率が向上する。しかも、注入ノズルはフレキシブルアームを介して操作アームと一体化しているから、注入ノズルはもとより、操作アーム側に変更を加える必要がないので、調節が容易となる。
【００１２】
請求項２によれば、操作アームを注入ガンとし、その一端を揺動自在に支持するとともに、他端にフレキシブルアームの一端が接続する注入ヘッドを設けたので、従来から使用されている注入ガンを操作アームとして流用できる。しかも本来的に変更を加えにくい注入ガンであるにもかかわらず、単に同一平面内を揺動させるだけで操作アームとすることができる。そのうえ注入ヘッドにフレキシブルアームを接続するだけで注入ノズルの位置を調節自在にできるから、注入ガン側に変更を加える必要が殆どなく、操作アームとして容易に利用できる。
【００１３】
請求項３によれば、注入ノズルに開閉弁を設け、これを弾性手段で閉弁方向へ付勢したので、注入時のみ液体の注入圧で開いて注入を可能にするとともに、注入が終了すると弾性手段により閉弁するので、液体の垂れを防止できる。しかも開閉弁を注入圧と弾性手段で開閉させることができるので、開閉弁の構造を簡単にすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて実施の形態を説明する。図１は装置全体の概略図、図２はセットアームの挙動を示す図、図３は注入ノズルの構造を示す図、図４は作用説明図である。
【００１５】
図１において、この装置は、オートバイ用小型エンジンの組立工程において、エンジンオイルを注入するためのものであり、テーブル１０上を移動する搬送路１１上にワーク１２が所定間隔で置かれている。ワーク１２はオイル注入口１３を備える。搬送路１１は組立ラインのベルトコンベヤであり、所定の速度で一方向へ移動している。
【００１６】
搬送路１１と平行に置かれたレール１４上には注入ユニット１５がワーク１２と併走する。注入ユニット１５は注入機１６と注入ガン１７及びフレキシブルアーム１８を介してその先端に設けられた注入ノズル１９を備える。注入機１６はレール１４上を自走するとともに、オイルをフレキシブルアーム１８及び注入ノズル１９を介してワーク１２のオイル注入口１３へ供給する。
【００１７】
注入機１６はオイルタンク２０、自走機構及び制御装置（それぞれ図示省略）を備え、上端部に注入ガン１７を揺動自在に支持する。制御装置は自走機構や注入ガン１７を作動制御する。注入ガン１７は注入ノズル１９を注入口１３に対して着脱するために移動させる操作アームであり、吐出シリンダを有し、オイルタンク２０からホース２１を介して供給されるエンジンオイルを高圧で吐出する。注入の開始と停止も、ワーク１２の位置に同期して注入機１６の制御装置で制御される。
【００１８】
また、レール１４等に設けられたセンサー（図示せず）により、ワーク１２が所定の場所を通過すると、注入ノズル１９をオイル注入口１３へセットしてオイルを注入しつつ併走を開始し、所定区間を走行する間に注入を完了すると、注入ノズル１９をオイル注入口１３から分離して高速でスタート位置へ戻り、次のワーク１２に備える。符号Ｓはスタート位置、Ｅは併走終了位置を示す。
【００１９】
図２において、注入ガン１７は一端を注入機１６の上端部へ回転軸２２で揺動自在に連結され、注入ガン１７の回転軸２２近傍に突出する駆動アーム２３をエアシリンダ２４で図の左右へ移動させることにより揺動される。図はこの注入ガン１７の揺動軌跡を示し、Ａは注入ノズル１９をオイル注入口１３と分離した非注入時の基本状態、Ｂは揺動途中の中間状態、Ｃは注入ノズル１９をオイル注入口１３と差し込んだ注入時のセット状態である。
【００２０】
注入ガン１７の中間部には吐出シリンダ２５を有し、先端には注入ヘッド２６が設けられている。注入ヘッド２６にはフレキシブルアーム１８の一端が接続される。フレキシブルアーム１８はチューブ状の中空部材であり、その他端に注入ノズル１９が接続されている。注入ガン１７から注入ヘッド２６へ吐出されたエンジンオイルは、フレキシブルアーム１８を通って注入ノズル１９から吐出される。
【００２１】
フレキシブルアーム１８は手動で自在に曲げることのできる可撓性と、設定した曲げ形状を保持することのできる保形性とを併有するチューブ状の中空部材である。保形性を有する点でゴムホース等の可撓性はあるが保形性のない一般的なホースと異なる。このような部材の一例としてラセンカン（商品名、カクダイ社製）がある。
【００２２】
図３において、Ａは非注入時の注入ノズル１９を示し、その一部をなす差込筒部２７の先端の開口２８には開閉弁３０が設けられ、差込筒部２７内に設けられたスプリング３１により閉弁方向へ付勢されている。このスプリング３１の強さは注入時におけるエンジンオイルの液圧で開閉弁３０を開き、それより低い液圧では閉じるように設定されている。
【００２３】
Ｂは注入時の状態を示し、オイルの液圧でスプリング３１が伸びることにより、開閉弁３０が閉じて開口２８よりエンジンオイルが吐出されることを示す。なお、スプリング３１は図示のコイルスプリングに限定されず、種々なバネ等の弾性部材が使用可能である。
【００２４】
次に本実施形態の作用を説明する。図１において、ワーク１２が所定位置を通過すると、注入ユニット１５は図２に示すように、注入ガン１７がＡからＢ、Ｃへと揺動し、注入ノズル１９の差込筒部２７をワーク１２のオイル注入口１３へ差し込み、スタート位置Ｓ（図１）から注入を開始しつつ併走し、注入完了位置Ｅに達する所定区画走行することにより注入を完了する。その後、注入ガン１７が図２のＣからＢさらにＡに向かって上方へ揺動して注入ノズル１９の差込筒部２７をオイル注入口１３から分離してからスタート位置へ戻る。以後、これを反復する。したがって、レール１４上に注入ユニット１５を併走させることにより、注入毎に搬送路１１を停止させないで済むので、組立工程の効率が向上する。
【００２５】
また、搬送路１１上を異なる種類のワーク１２が流れてきたとき、図４に示すように、これまでの設定対象のワーク（仮想線で示す）１２のオイル注入口１３の位置が、新しいワーク（実線で示す）１２のオイル注入口１３と、高さでａ、前後方向（図の左右方向）でｂで示すように異なると、これまでの設定ではフレキシブルアーム１８の下降により注入ノズル１９が仮想線のようにオイル注入口１３からずれる。
【００２６】
そこで、搬送路１１の近傍に位置する作業者が手動でフレキシブルアーム１８を曲げる。フレキシブルアーム１８は可撓性のため容易に手動で曲がり、注入ノズル１９の差込筒部２７をワーク１２の注入口１３へ差し込まむことができる実線のように変形される。この曲げられた実線の形状はフレキシブルアーム１８が有する保形性のため、次に曲げるまで形状保持される。
【００２７】
この状態で注入ユニット１５は注入を開始してワーク１２と併走する間に注入を完了すると、走行を停止してスタート位置へ戻る。このとき、注入ガン１７の揺動により注入ノズル１９がオイル注入口１３と分離して次のワーク１２に対する注入に備える。また、フレキシブルアーム１８は曲げられた状態を保持しているので、次のワーク１２が同じ種類であれば注入ガン１７により自動的に注入ノズル１９をオイル注入口１３へセットすることが可能になる。
【００２８】
したがって、異なる種類のワーク１２を混在させて搬送路１１上へ流しても、異なる種類のワーク毎に搬送路１１を停止させて注入ノズル１９を設定し直す必要がなく、搬送路１１を流したままで容易かつ迅速に調整できるから、作業効率が向上する。そのうえ、注入ヘッド２６にフレキシブルアーム１８を介して注入ノズル１９を接続したので、フレキシブルアーム１８のみを調整するだけで済み、注入ガン１７に対する調整を要しない。
【００２９】
また、従来から使用されている注入ガン１７を操作アームとして流用できる。しかも本来的に変更を加えにくい注入ガン１７であるにもかかわらず、単に同一平面内を揺動させるだけであるため操作アームとすることができる。そのうえ本来的に変形等を加えにくい注入ガン１７に、例えば、駆動アーム２３の形成等、必要最低限の変更を加えるだけで操作アームとして容易に利用できる。
【００３０】
また、注入ノズル１９の差込筒部２７を先端に開閉弁３０を設け、スプリング３１で開閉するので、注入完了と同時に液圧が低下するとスプリング３１の復元力で開閉弁３０が直ちに開口２８を閉じるため、効果的に液垂れを防止することができる。
【００３１】
なお、本願発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば操作アームとして注入ガン１７を使用せずに専用の部材を設けてもよい。また、図５に示す従来例のようなスライド機構等によってもよい。さらに、注入の対象は車両用エンジンに対するエンジンオイルに限らず、種々なワークに対する各種液体が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】装置全体の概略図
【図２】注入ガンの挙動を示す図
【図３】注入ノズルの構造を示す図
【図４】作用説明図
【図５】従来例の概略図
【符号の説明】１０：テーブル、１１：搬送路、１２：ワーク、１３：オイル注入口、１４：レール、１５：注入ユニット、１６：注入機、１７：注入ガン、１８：フレキシブルアーム、１９：注入ノズル、２２：回転軸、２７：差込筒部、２８：開口、３０：開閉弁、３１：スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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