(57)【要約】【課題】  パーツフィーダーやＸＹ軸に動作可能な水平多関節ロボットが不要であって構造が簡単であり、金型を交換したときの段取り替えも容易なインサートナット供給装置を提供する。【解決手段】  ホッパー底面の貫通孔に上下動可能に挿通された導入パイプと、導入パイプ内に１列に導入されたワークの先頭の１個を「だるま落とし」によりフレキシブルパイプに導く切出し部と、ワークを任意のチャックへの受け渡しピンの位置に導くフレキシブルパイプを設ける。導入パイプの先端開口をホッパーの奥底面から上昇した位置と奥底面とほぼ面一ないし奥底面から少し没入した位置の間を往復運動させてホッパー内のワークを１個ずつ導入パイプ内に落ち込んで１列に導入し、切出し部で切出されたワークがフレキシブルパイプ内を落下して所定のチャックへの受け渡しピンに導かれるようにする。【選択図】  図１
2009095992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークであるナットが貯留されるホッパーと、ホッパー底面の貫通孔に相対的に上下動可能に挿通され、先端開口が斜めに切裁された導入パイプと、導入パイプ内に１列に導入されたワークの先頭の１個をフレキシブルパイプに導く切出し部と、ワークを任意のチャックへの受け渡しピンの位置に導くフレキシブルパイプとからなり、
前記ホッパーと導入パイプのいずれかが短周期に上下動して導入パイプの先端開口がホッパーの奥底面から上昇した位置と奥底面とほぼ面一ないし奥底面から少し没入した位置の間を相対的に往復運動し、導入パイプの先端開口がホッパーの奥底面から上昇したときに、ホッパー内のワークが１個ずつ導入パイプ内に落ち込んで１列に導入され、切出し部で切出されたワークがフレキシブルパイプ内を落下して所定のチャックへの受け渡しピンに導かれることを特徴とするインサートナット供給装置。
【請求項２】
前記導入パイプが挿通されたホッパーが複数個配置され、導入パイプと同数のフレキシブルパイプが切出し部に接続され、複数個のワークが異なる位置の受け渡しピンに導かれることを特徴とする請求項１記載のインサートナット供給装置。
【請求項３】
前記ホッパーの底面に複数個の貫通孔が形成されてそれぞれの貫通孔に導入パイプが挿通されるとともに、導入パイプと同数のフレキシブルパイプが切出し部に接続され、複数個のワークが異なる位置の受け渡しピンに導かれることを特徴とする請求項１、２のいずれかに記載のインサートナット供給装置。
【請求項４】
前記導入パイプが接続された切出し部に導入パイプの本数の２倍の本数のフレキシブルパイプが接続され、１本の導入パイプ内のワークを切出し部により２本のフレキシブルパイプに振り分けることを特徴とする請求項１，２，３のいずれかに記載のインサートナット供給装置。
【請求項５】
前記切出し部とフレキシブルチューブの間に、ワークのナットの天地を判断するセンサーと、その信号に基づいてワークの天地を反転する反転機が配置され、ワークの形状が上下非対称で天地の区別があるときは、ワークの天地を揃えてフレキシブルチューブに導入することを特徴とする請求項１，２，３、４のいずれかに記載のインサートナット供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂のインサート成形時に金型にインサートされるナットを射出成形品取出機のチャックへの受け渡しピンに供給する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、ゲーム機、ＯＡ機器などの精密な電子機器の組立は、合成樹脂で成形されたボディーに収容される基板などの構成部品とボディーとの間をボルトとナットで締め付けて行われる。そこでボディーなどの被締結部材にボルトを締め込むためのメネジが必要になるが、軟質の合成樹脂で成形された被締結部材にメネジを直接形成したのでは機械的強度が弱いので、複数個の金属製ナットを被締結部材に植え込んでメネジとして使用される。このナットを被締結部材に植え込む方法は、被締結部材成形後に所定位置にナットを圧入したり、成形金型のコアピンにナットをインサートしてインサート成形するが、最近では電子機器の高機能化と小型化に伴い、基板上に電子部品を組み込む数が増加する一方、ナットを植え込むピッチが狭くなっているためにナットの圧入が困難になり、また、小型化に有利で工程を簡略化して生産性を向上させるために、成形時にナットを鋳ぐるむインサート成形が主に行われる。
【０００３】
インサート成形の自動成形システムにおいて、バラ積されたワークをパーツフィーダーにて一定方向・姿勢に揃えてチャックに供給し、このチャックでワークを金型にセットするが、パーツフィーダーはボウル型円形の振動フィーダーと直進型の振動フィーダーがあるが、一般的にはボウル型と直進型を組み合わせたものが多く使用される。かかるパーツフィーダーは、例えば特許文献１に開示されている。そして、パーツフィーダーで整列させたワークの先頭を切り出し、ＸＹ軸に動作可能な水平多関節ロボットを使用し、この水平多関節ロボットにあらかじめティーチングしてあるチャックへの受け渡しピンの所定位置に１個ずつ供給する。
【特許文献１】特開２００３−１７７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ボウル型と直進型を組み合わせたパーツフィーダーは、装置が大型であり、振動や騒音も大きな問題点がある。また、ＸＹ軸に動作可能な水平多関節ロボットも高価なものである。そして金型を交換したときは、チャックへの受け渡しピンの位置も変化するので、このロボットのティーチングを変更しなければならないが、このティーチングの変更も手間を要する不具合がある。
【０００５】
そこで本発明は、パーツフィーダーやＸＹ軸に動作可能な水平多関節ロボットが不要であって構造が簡単であり、金型を交換したときの段取り替えも容易なインサートナット供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために、請求項１の発明は、ワークであるナットが貯留されるホッパーと、ホッパー底面の貫通孔に相対的に上下動可能に挿通され、先端開口が斜めに切裁された導入パイプと、導入パイプ内に１列に導入されたワークの先頭の１個を「だるま落とし」によりフレキシブルパイプに導く切出し部と、ワークを任意のチャックへの受け渡しピンの位置に導くフレキシブルパイプとで構成し、ホッパーと導入パイプのいずれかを短周期に上下動させて導入パイプの先端開口をホッパーの奥底面から上昇した位置と奥底面とほぼ面一ないし奥底面から少し没入した位置の間を相対的に往復運動させ、導入パイプの先端開口がホッパーの奥底面から上昇したときに、ホッパー内のワークを１個ずつ導入パイプ内に落ち込んで１列に導入し、切出し部で切出されたワークをフレキシブルパイプ内を落下させて所定のチャックへの受け渡しピンに導く。
【０００７】
実際の射出成形においては、複数個のワーク（インサートナット）を金型にセットするので、請求項２の発明のように、  前記導入パイプが挿通されたホッパーを複数個配置し、導入パイプと同数のフレキシブルパイプを切出し部に接続して、複数個のワークが異なる位置の受け渡しピンに導かれるようにする。あるいは請求項３のように、ホッパーの底面に複数個の貫通孔を形成し、それぞれの貫通孔に導入パイを挿通し、導入パイプと同数のフレキシブルパイプを切出し部に接続して、複数個のワークが異なる位置の受け渡しピンに導かれるようにする。
【０００８】
複数個のワークを異なる位置の受け渡しピンに導く場合は、フレキシブルパイプはワークの個数と同数本は必要であるが、ホッパーや導入パイプはその数が少ないほうが好ましい。そこで、導入パイプ前端の１個のワークを移動させてフレキシブルパイプの開口に導く切出し部の切出し板を導入パイプの位置を中心にして２本のフレキシブルパイプの開口部の間を往復運動させて１本の導入パイプ内のワークを切出し部により２本のフレキシブルパイプに振り分けると、請求項４のように、ホッパーに挿通された導入パイプの本数をフレキシブルパイプの本数の半分にすることができる。
【０００９】
また、ナットは通常は上下の形状が対称形であり、天地の区別がないが、ナットの形状が上下非対称であり天地の区別があるときは、切出し部とフレキシブルチューブの間に、ワークの天地を判断するセンサーと、その信号に基づいてワークの天地を反転する反転機を配置し、ワークの天地を揃えてフレキシブルチューブに導入するとよい。
【発明の効果】
【００１０】
このように、ホッパーと導入パイプの相対的な上下運動に伴ってワークを１個ずつ導入パイプに落とし込んで１列に整列させ、この導入パイプ内の先頭のワークを「だるま落とし」により切出し部で１個ずつ切り出してフレキシブルパイプに導し、このパイプ内を落下させてチャックへの受け渡しピンに供給するので、パーツフィーダーやＸＹ軸に動作可能な水平多関節ロボットが不要であって構造が簡単である。そして、金型を交換してチャックのワーク把持位置が変化したときは、フレキシブルチューブを手動で移動して先端のワーク排出口を所定のチャックへの受け渡しピンの位置にセットすればよいので、段取り替えも極めて容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に図面に基づいて発明を実施するための最良の形態である実施例を説明する。図１および図２はプロトタイプのインサートナット供給装置を示すが、図１および図２において、シリンダー６が取り付けられたシリンダー取付板６２は基板８に立設された支柱８１により固定されている。シリンダー６のロッド６１はホッパー１が取り付けられたホッパー取付板２に固定されている。したがって、シリンダー６が作動するとホッパー１は上下動するが、シリンダー６は短いストロークで迅速に作動するようになっており、ホッパー１は短周期で上下動する。ホッパー取付板２に固定された一対のリニアブッシュ６４は、シリンダー取付板６２に立設されて連結部材６５で連結された一対のガイド軸６３に挿通されてガイドされ、ホッパー１は前後左右に揺れることなく上下動する。また、連結部材６５に螺着されたストッパーねじ６６とホッパー取付板２に固定されたストッパーねじ６７が対向して配置されており、ストッパーねじ６６、６７の距離がシリンダー６のストロークである。このストロークはストッパーねじ６６の高さを変化させることにより調整することができる。
【００１２】
ステンレスパイプからなる導入パイプ３は、ホッパー１に貯留されたワークであるナットが上下方向に１列に導入されてストックされるものであり、中腹部がシリンダー取付板６２に固定されている。そして、導入パイプ３の下端部は切出し部４に接続され、上端部はホッパー１の奥底部に設けられた貫通孔１ａに相対的に移動可能に挿通されている。導入パイプ３の上端は、図２に示すように、斜めに切裁されており、先端開口３ａは楕円形をしている。そして、ホッパー１が下降位置にあるときは導入パイプ３の上端はホッパー１の奥底から突出しており、ホッパー１が上昇すると導入パイプ３の上端は相対的にホッパー１の奥底面とほぼ面一になるか、もしくは奥底面から僅かに没入する。
【００１３】
図１および図２の切出し部４は概略的に図示してあり、正確な構造を図３に示すが、図示しない吊り具で保持されたアーム４４に、導入パイプ３の下端を固定する導入パイプ固定具４２とフレキシブルパイプ５の上端を固定するフレキシブルパイプ固定具４３が保持されている。導入パイプ固定具４２とフレキシブルパイプ固定具４３にはそれぞれ内径が導入パイプ３およびフレキシブルパイプ５の内径に等しくてそれぞれのパイプに連なる排出孔４２ａと導入孔４３ａが設けられているが、排出孔４２ａと導入孔４３ａの位相はずれている。そして、導入パイプ固定具４２とフレキシブルパイプ固定具４３の隙間に切出し板４１が配置され、切出し板４１はシリンダー４５，４５により左右に往復運動する。切出し板４１の中央部には、内径が排出孔４２ａと導入孔４３ａに等しくて高さがワークであるナットの高さに等しい切出し孔４１ａが形成されており、切出し板４１の往復運動により、切出し孔４１ａは排出孔４２ａと導入孔４３ａの間を往復する。
【００１４】
フレキシブルパイプ５は、切出し部４で切出されたワークを１個ずつその内部で落下させて所定の排出位置に導くものであり、例えばナイロン樹脂製のフレキシブルなパイプであり、図１および図２に示すように、その下端にワークの排出位置を決める位置決め具５１が取り付けられている。したがって、フレキシブルパイプ５の長さに余裕を持たせておけば、任意の位置に位置決め具５１を移動させてその位置にワークを排出することができる。基板８には整列板７が移動可能に配置され、整列板７には複数本のチャックへの受け渡しピン７１が１列に立設されている。そして、位置決め具５１から排出されたワークは、整列板７が１ピッチずつ移動して順次ピン７１に差し込まれ、差し込みが完了すると、ワークは図示略のチャックに受け渡され、金型にセットされる。
【００１５】
ワークであるナットは、例えば携帯電話のボディーを固定するためのナットであり、外径がφ２．２〜２．４ｍｍ、長さが４．５ｍｍ程度である。そして、ナットの上下の形状が対称形であり天地の区別のないものである。また、導入パイプ３とフレキシブルパイプ５の内径は、ナットの上端と下端を結ぶ対角線、つまりナットの最大長さよりも小さくてナットがこれらのパイプ内をねじ部が上下方向に落下するときに横向きに反転したり、パイプ内にひっかかる棚吊り状態にならないようになっている。したがって、ナットの上端と下端を結ぶ対角線の長さが導入パイプ３およびフレキシブルパイプ５の内径よりも幾分でも大きいナットであればよく、パイプ内周面とナット外周面とのクリアランスを大きく取ることができ、ナットの形状寸法が少々異なるものであっても、導入パイプ３とフレキシブルパイプ５を変更することなく使用することができる。
【００１６】
このワークはホッパー１内に多数貯留されるが、図４（Ａ）に示すように、ホッパー１が下降位置にあって導入パイプ３の先端開口３ａがホッパー１の奥底から突出しているとは、ワークＷはランダムに導入パイプ３の先端開口３ａを覆うように存在する。そして、ホッパー１が上昇して導入パイプ３の先端開口３ａがホッパー１の奥底と面一ないし僅かに没入すると、図４（Ｂ）に示すように、１個のワークＷが楕円形をした先端開口３ａに不規則な姿勢で乗るようになり、それからホッパー１が下降して先端開口３ａがホッパー１の奥底から突出すると、図４（Ｃ）に示すように、ホッパー１が停止するときの振動で１個のワークＷが導入パイプ３内に落ち込む。そして、この操作を繰り返すと、ワークは１列になって導入パイプ３内にストックされる。
【００１７】
次に切出し部４において、図５（Ａ）に示すように、導入パイプ固定具４２の排出孔４２ａと切出し板４１の切出し孔４１ａが一致すると導入パイプ３内の先頭のワークＷは切出し孔４１ａ内に落ち込む。そして、図５（Ｂ）に示すように、シリンダー４５が作動して切出し板４１が移動し、切出し孔４１ａとフレキシブルパイプ固定具４３の導入孔４３ａが一致すると、図５（Ｃ）に示すように、切出し孔４１ａ内のワークＷは導入孔４３ａ内に落ち込み、フレキシブルパイプ５内を落下する。つまり、導入パイプ３内に１列にストックされたワークＷは「だるま落し」により１個ずつ切出されてフレキシブルパイプ５に導かれる。フレキシブルパイプ５内を落下したワークＷは位置決め具５１よりピン７１に差し込まれることは前述のとおりである。
【００１８】
ワークであるナットは通常は上下の形状が対称形であり、天地の区別がないが、ナットの形状が上下非対称であり天地の区別があるときは、切出し部４とフレキシブルチューブ５の間に、ワークの天地を判断する例えば光電センサーと、その信号に基づいてワークの天地を反転する反転機を配置し、ワークの天地を揃えてフレキシブルチューブ５に導くようにする。
【００１９】
以上の実施例においては、整列板７のピン７１が直線状（１次元）に配列されたものであるが、携帯電話のボディーの場合などは、ボディーの４隅、更には中間部などを含めて複数箇所でボルトとナットで固定するので、ワークをチャックに受け渡すためのピンは平面状（２次元）に配置される。そこで図６に示すように、ホッパー取付板２に複数個、例えば同一円周上に８個のホッパー１を取り付ける。また、各ホッパー１には、それぞれ導入パイプ３、切出し部４、フレキシブルパイプ５を配置する。そして、例えばボディーの６箇所においてボルトとナットで固定する場合は、６個のホッパー１にワークを貯留し、それぞれの位置決め具５１を６個のピンの位置に配置する。そして、ホッパー１を上下動させるとともに、１サイクルごとに分離部４のシリンダー４５を作動させると、６個のワークが同時にチャックへの受け渡しピンに差し込まれる。金型を交換するときは、ワークをチャックに受け渡すためのピンの位置も変化するが、フレキシブルパイプ５の長さに少し余裕を持たせておくと、フレキシブルパイプ５下端の位置決め具５１を所定のピンの位置に手動で移動でき、段取り替えもきわめて簡単である。
【００２０】
図７は他の実施例を示すが、切出し板４１に２個の切出し孔４１ａ，４１ｂを設けるとともにフレキシブルパイプ固定具４３にも２個の導入孔４３ａ，４３ｂを設け、導入孔４３ａ，４３ｂにそれぞれフレキシブルパイプ５を接続する。つまり、１本の導入パイプ３に対して２本のフレキシブルパイプ５を設ける。ここで、導入孔４３ａ，４３ｂの間隔を切出し孔４１ａ，４１ｂの間隔の２倍にする。そして、一方のむ切出し孔４１ａが排出孔４２ａと導入孔４３ａの間、他方の切出し孔４１ｂが排出孔４２ａと導入孔４３ｂの間を往復するように切出し板４１を作動させると、１本の導入パイプ３内のワークを２本のフレキシブルパイプ５に振り分けることができる。なお、切出し孔４１ａを１個のみとし（切出し孔４１ｂを設けず）、切出し孔４１ａが導入孔４３ａと導入孔４３ｂの間を往復運動し、切出し孔４１ａがこの往復運動の中間点である排出孔４２ａの位置で一旦停止するようにしてもよい。
また、図８に示すように、複数個の切出し孔４１ａ，４１ｂを切出し板４１の運動方向と直角方向に並べて設けると、複数本（図例では４本）の導入パイプ３内のワークを２倍（図例では８本）のフレキシブルパイプ５に導くことができ、フレキシブルパイ５の本数が多い場合、つまり金型にセットするインサートナットの数が多いときでも大方の場合１個の切出し部４で処理することができる。
【００２１】
図９に他の実施例を示すが、１個のホッパー１の底面に複数個の円錐状の凹陥部１ｂを設け、この凹陥部１ｂの貫通孔１ａに導入パイプ３を上下動可能に挿通してもよい。そして、導入パイプ以降の構成は前述の実施例と同じである。これにより、金型にセットするインサートナットの数が多いときでも大方の場合１個のホッパー１で対応することが可能になる。
【００２２】
なお、以上のいずれの実施例もホッパー１が上下動する例を示したが、ホッパー１は上下動せずに導入パイプ３が上下動するものであってもよい。すなわち、導入パイプ３の取付板をシリンダーで上下動させるとともに、この取付板より下方であって切出し部に接続される部分の導入パイプ３をナイロン樹脂製のフレキシブルなパイプで構成する。そして、このフレキシブルなパイプの部分の長さに少し余裕を持たせて、この部分で導入パイプ３の上下動のストロークを吸収できるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明実施例の正面図である。
【図２】同じく側面図である。
【図３】切出し部の一部断面図である。
【図４】ワークが導入パイプへ落ち込む状態の説明図である。
【図５】ワークの切出しの説明図である。
【図６】他の実施例の説明図である。
【図７】他のワーク切出しの説明図である。
【図８】他のワーク切出しの説明図である。
【図９】他の実施例の説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１      ホッパー
２      ホッパー取付板
３      導入パイプ
４      切出し部
４１      切出し板
４２      導入パイプ固定具
４３      フレキシブルパイプ固定具
４５      シリンダー
５      フレキシブルパイプ
５１      位置決め具
６      シリンダー
６２      シリンダー取付板
７      整列板
７１      ピン
８      基板
【図１】
2009095992.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009095992.tif 000007
【図６】
2009095992.tif 000008
【図７】
2009095992.tif 000009
【図８】
2009095992.tif 000010
【図９】
2009095992.tif 000011