JPH0248187Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、金属製のブロツク状の被取付体の
断面円形の穴に対し隙間なく対応するワークを嵌
合させる組付け装置の構造技術分野に属する。

而して、この考案は、例えば、自動車搭載エン
ジンのシリンダヘツドに設けるバルブリフタ等の
金属製ブロツクの被取付体の穴に対するワーク取
付用のバキユームタイプ等のワーク保持部を先端
に一体的に有するロツドがエアシリンダ等の昇降
アクチユエータに連係されて供給部に待機するワ
ークを吸着して被取付体に搬送し、その穴に嵌着
させるようにしたワークの組付け装置に関する考
案であり、特に、昇降アクチユエータに断面円形
のケーシングが連結され、該ケーシングに内装さ
れるロツドがケーシングに対し回動自在で、且
つ、昇降自在にラジアルベアリング、スラストベ
アリングを介して枢設され、更に、圧縮スプリン
グ等の弾圧体を介して設けられているロツドがケ
ーシングとの間にウオームネジ等の回転カムを介
して連係されているワークの組付け装置に係る考
案である。

〈従来技術〉 周知の如く、金属製品のブロツク体等の被取付
体の所定部位に穿設した円形穴に対し嵌着するピ
ース状の部品を組付けする場合が極めて多く、例
えば、自自動車搭載エンジンにおけるシリンダヘ
ツドとバルブリフタ等の組付けに見られるように
様々な組付けがある。

この場合、単なる被取付体の穴に対するワーク
の嵌着ではなく、ガスに対するシール性等の関係
から穴とワークの嵌着が極めて緊密になされ、所
謂嵌合隙間が極めて小さな場合の組付けにおいて
は正確さと作業能率の向上のために自動組付けが
強く望まれるものであるが、ワークの供給シユー
トからの連続供給に対しこれを保持する組付け装
置のワークシユートから被取付体の穴に対するス
イング動作が避けられず、したがつて、スイング
の度毎に組付けの先端部保持ワークをして穴とワ
ークの相互の位置決め精度が出し難いという基本
的な困難性があり、被取付体の穴の位置精度とワ
ークのサイズの精度の製造時の誤差等も相伴つて
極めて困難にし、位置ズレがあることが前提条件
となつている。

これに対し、例えば、「機械設計 第29巻第５
号」第53〜57頁に示されているような所謂バリア
ブル・コンプライアンスデバイス技術に示されて
いるように、視覚センサや触覚センサ等を用いる
複雑な位置修正機構が開発されているが、基本的
に、組立作業の中で最も位置決め精度を要求され
る嵌め合い作業の自動化実現のための手段が開発
されてはいる。

〈考案が解決しようとする問題点〉 さりながら、上述した如く、該種位置修正機構
は制御型ロボツトの機能アツプ等にもプラスする
ものではあるが、総じて構造が極めて複雑であ
り、適用するラインへの開発には設計上の複雑な
適用がなされねばならず、その管理制御が難しい
という難点があり、結果的に、コスト高になる不
利点もある。

しかも、現場稼動においての不測の要因による
トラブルが多発する虞があり、したがつて、現実
には止むを得ず手作業に依存しているためにライ
ンの作業性が芳しくないという欠点があつた。

この考案の目的は上述従来技術に基づく嵌合隙
間の極めて小さな被取付体の穴に対するワークの
組付けの問題点を解決すべき技術的課題とし、穴
に対しワークが軸ズレの関係で近接し、干渉を起
こす場合に両者を相対回転させることにより、僅
かな時間の後に自動芯出しがなされてスムースに
安定状態で嵌合出来るという習慣的な実験結果か
ら組付け機構部に干渉すると同時に回転作用を押
進作用が補正されて自動組付けが行われるように
して機械製造産業における芯出し技術利用分野に
益する優れたワークの組付け装置を提供せんとす
るものである。

〈問題点を解決するための手段・作用〉 上述目的に沿い先述実用新案登録請求の範囲を
要旨とするこの考案の構成は、前述問題点を解決
するために、ワークの組付け装置がそのケーシン
グ内部に挿設したロツド先端の保持装置にワーク
を保持して被取付体の穴に近接し、そのケーシン
グに連結したエアシリンダ等の昇降アクチユエー
タの下降により穴に近接し、自動センタリングに
より芯合せがなされている場合は、該昇降アクチ
ユエータの下降によりワークは穴に嵌着され、両
者の相対芯ズレによりワークが穴の周囲に干渉し
た場合にはケーシングが下降を続け、内部に挿設
されたロツドは圧縮スプリング等の弾圧体により
ケーシングに対し相対変位を起こし、ロツドに対
し下降を続けるケーシングはウオームネジ等の回
転カムを介してロツドに自動的に回転作用を与
え、したがつて、ロツドの先端のワークは穴に対
し相対回転を始め、ワークは穴に対し直ちに自動
センタリンクがなされてワークは穴に正確に自動
的に嵌着されるようにした技術的手段を講じたも
のである。

〈実施例〉 次に、この考案の１実施例を図面に基づいて説
明すれば以下の通りである。

１はこの考案の要旨を成すワークの組付け装置
であり、第３図に示す様に、ベース２に立設され
たアームに設けられた産業用ロボツト３の先端ア
ーム４の先部に設けられた取付体５に固設された
昇降アクチユエータとしてのエアシリンダ６の下
端に設けられたブラケツト７に設けられて昇降自
在にされている。

したがつて、産業用ロボツト３、及び、昇降ア
クチユエータ６により組付け装置７はベース２に
設けられた図示しないパーツフイーダによつて供
給される短円筒状のワーク９に対するシユート８
からワーク９を保持してベース２に設けられた位
置決め装置１０に対し所定の組付け具１１，１１
を介してセツトされた被取付体１４の上部の円形
の穴１５，１５′にワーク９を交互に正確に自動
組付けして嵌着するようにされている。

而して、この考案の要旨を成す組付け装置１に
おいては、第１，２図に詳示する様に、アクチユ
エータとしてのエアシリンダ６のブラケツト７に
対しボルト１６，１６……により断面リング状の
円筒状のケーシング１７が固定して設けられ、エ
アシリンダ６により昇降自在にされており、その
内部にはラジアルベアリング１８を介してロツド
１９がケーシング１７に対し相対的に回動、及
び、昇降自在に枢設されており、その下端のフラ
ンジ２０の下部に下向に突出したボス２１は凹部
２２が設けられてロツド１９の内部を同心状に貫
通する穴２３を介してロツド１９の上端に設けら
れたニツプル２４に連結されたホース２５により
図示しない真空装置に接続されてボス２１の先端
にてワーク９を吸着保持するようにされている。

したがつて、ボス２１はワーク保持部を形成し
ていることになる。

そして、ロツド１９の上端部にてニツプル２４
の下部に螺装したナツト２６によりカバータイプ
のストツパ２７が設けられてボルト１６′により
ケーシング１７の上端に固設されたカラー２８の
上面２９に当接している。

又、該カラー２８の内面に刻設されたメネジ３
０に対しロツド１９のオネジ３１が螺合されてい
るが、両者のネジピツチは45゜程度の大きなもの
であり、両者は回転カムを形成している。

そして、ロツド１９の下端フランジ２０に対し
スラストベアリング３２を介しケーシング１７と
の間に弾圧体としての圧縮スプリング３３が介装
されて常にロツド１９をしてケーシング１７に相
対的に下側突出するように付勢している。

さりながら、第１，２図に示す様に、ケーシン
グ１７とロツド１９とはケーシング１７にボルト
１６′に固定されたカラー２８のメネジ３０とロ
ツド１９のメネジ３１の回転カムが係合している
ために突出は防止されている。

上述構成において、ワーク９は先述した如く、
パーツフイーダ装置よりシユート８に連続供給さ
れて順次待機しており、産業ロボツト３はそのア
ーム４をして所定プログラムに従い組付け装置を
シユート８の部位から被取付体１４の穴１５，１
５′に順次ワーク９を搬送して嵌着させるように
されており、ホース２５を介して図示しない真空
装置により保持部の突出部２１の凹部２２に負圧
を作用させてワーク９を吸着するようにされ、吸
着状態で穴１５，１５の上部に可及的に近く位置
決めをしてエアシリンダ６によりブラケツト７を
介してケーシング１７を下降させ、この場合、設
計通りにワーク９と穴１５，１５′の芯出しがな
されている場合にはワーク９が穴１５，１５′に
自動的に嵌着される。

したがつて、そのような場合には嵌合隙間が極
めて小さなものであつても支障なくワーク９の穴
１５，１５′への正確な嵌着はスムースになされ
る。

而して、先述した如く、装置全体、及び、位置
決め装置１０の製作時の誤差、及び、産業ロボツ
ト３の稼動中の微小なブレ等により第２図に示す
様に、ワーク９と被取付体１４の穴１５′の間に
両者の芯ズレの差ΔXの差が生じると、穴１５′
の縁部３４とワーク９とが干渉し、両者の当接に
よつてワーク９の穴１５′内への嵌着がなされな
いことになる。

勿論、この場合の芯ズレΔXは極めて僅かなも
のではあるが、逆に精密な嵌着がなされる場合に
は当該微小なΔXの芯ズレによつて嵌着は阻害さ
れる。

而して、当該干渉のプロセスでエアシリンダ６
は更にブラケツト７をして下降を続け、それによ
りケーシング１７はスラストベアリング３２の外
側からロツド１９のフランジ２０をカバーするよ
うに下降を続け、圧縮スプリング３３は圧縮され
ようとする。

したがつて、圧縮スプリング３３の圧縮力によ
り保持部２１、即ち、ワーク９は穴１５′の縁部
３４に押込み力を付与されるが、このプロセスに
おいてロツド１９に対しケーシング１７は相対的
に下降するために、該ケーシング１７と上部にお
いて一体的に設けられているカラー２８のメネジ
３０が回転カムとしてロツド１９のオネジ３１を
して回転するように作用し、したがつて、ロツド
１９はケーシング１７の下降プロセスで第２図矢
印に示す様に回転を始める。

そして、ワーク９に対する穴１５′方向への押
圧力と回転力が共に行われていることにより、ワ
ーク９は芯ズレΔXが小さいために、直ちに自動
芯出しが行われた嵌合隙間が小さいにもかかわら
ず両者は自動的に嵌着されることになり、ワーク
９は設定通りに穴１５′に対して嵌着される。

そして、上述プロセスはワーク９が穴１５′の
縁部３４に当接すると同時に起こり、直ちに自動
芯出しが行われてワーク９は穴１５′に嵌着する
ことになる。

勿論、ワーク９の先端が穴１５′の縁部３４に
当たる場合に上部の回転カムのオネジ３１とメネ
ジ３０のピツチが45゜と大きいために回転は始ま
り、ワーク先端と穴１５′の縁部３４とが損傷等
を起こすことはない。

そして、嵌着終了後は真空装置からの負圧を遮
断し、エアシリンダ６を上昇させることにより、
上述プロセスとは逆プロセスをたどり、組付け装
置１は上昇するが、ワーク９が保持部２１に対し
て真空負圧が遮断されているために、穴１５′と
の摩擦による嵌着により穴１５′に嵌着保留され
た姿勢をとり、組付け装置１は上昇して産業用ロ
ボツト３の設定プログラムに従うシユート８への
ワーク９の保持動作へとリサイクルしていく。

尚、組付け装置１の上昇プロセスにおいては、
圧縮スプリング３３がスラストベアリング３２を
介しフランジ２０によりロツド１９をケーシング
１７に相対的に下方に押圧するために、回転カム
のネジ３０，３１によりロツド１９は逆回転し、
ケーシング１７に対して下降し、上部のストツパ
２７がカラー２８の上面２９に当接してストロー
クエンドに至り、初期状態に復帰する。

そして、次のワーク９の穴１５，１５′への嵌
着サイクルが再開される。

尚、この考案の実施態様は上述実施例に限るも
のでないことは勿論であり、例えば、ケーシング
とロツドとの間に近接スイツチを設けてワークが
穴の縁部と干渉した時にランプやブザー等が作動
するようにしたりする等種々の態様が採用可能で
ある。

又、設計変更としては保持装置を真空負圧によ
るワーク吸着に代えてマグネツトやソレノイドに
より吸着するようにしてもよく、昇降アクチユエ
ータは流体シリンダの他にモータ駆動によるピニ
オンラツク機構等を用いたりする等も可能である
ことは勿論のことである。

そして、対象とするワークとケーシングとは
様々なものが可能であることも勿論のことであ
る。

〈考案の効果〉 以上、この考案によれば、基本的に、エンジン
のシリンダヘツド等のブロツク状金属製品の穴に
対し嵌合隙間が極めて小さい隙間を介してワーク
を嵌着するに人手作業による目視等を介さずと
も、簡単な構造の装置により被取付体やワークの
製造時の誤差を前提としながら、安定した姿勢で
スムースに拒着することが出来るという優れた効
果が奏される。

そのため、治具は勿論のこと、装置に対する信
頼性も高まり、製品歩留りも向上するという効果
が奏される。

そして、前提条件の原理は嵌合隙間が小さな穴
に対するワークの芯ずれによる干渉が生じても当
該芯ズレが僅かな場合には両者を相対回転するこ
とにより直ちにワークは穴に嵌着することが出来
るという原理を利用し、装置のケーシングと内装
するロツドとを相対回動させながらロツドにワー
クに対する嵌着方向の力を印加し続けることが出
来るようにしたことにより、原理がそのまま生か
されてワークが穴の縁部に干渉すると直ちに回転
が始まり、直ぐ嵌着がなされるという優れた効果
が奏される。

而して、ロツドはケーシングに対し圧縮スプリ
ング等の弾圧体を介して相対回動、及び、相対摺
動が可能であるようにし、ケーシングとロツドの
間にはウオームネジ等の回転カムが設けられてい
ることによりワークが穴に干渉すると直ちにロツ
ドは回動を始め、しかも、弾圧体により押圧され
ることにより、ワークは穴に即嵌着することが出
来るという優れた効果が奏される。

又、装置は構造としてケーシングに内装するロ
ツドが弾圧体を介装すると共に、ウオームネジ等
のウオームを係合させるだけでよいために構造が
さほど複雑でなく、製造もし易く、保守点検整備
も煩瑣でないために耐久性が向上し、又、イニシ
ヤル、及び、ランニングコストも少くて済むとい
う利点もある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の１実施例の説明図であり、第
１図は構造概略縦断面図、第２図はワークと穴の
干渉状態説明縦断面図、第３図は適用対象の具体
例の概略側面図である。 １４……被取付体、１５′……穴、９……ワー
ク、２１……保持部、１９……ロツド、６……ア
クチユエータ、１……組付け装置、１７……ケー
シング、３３……弾圧体、３０，３１……回転カ
ム。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被取付体の穴に対するワーク保持部を先端に有
   するロツドが昇降アクチユエータに連係されてい
   るワークの組付け装置において、該昇降アクチユ
   エータに連結されたケーシングに対し上記ロツド
   が弾圧体を介し回動自在且つ昇降自在に枢設され
   ると共に回転カムを介して連係されていることを
   特徴とするワークの組付け装置。