JPH0333390Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、例えば、自動組立装置において、
部材を嵌合穴へ嵌入させる際に、嵌合穴に対する
芯合せを自動的に実行することの出来芯合せ装置
に関する。

［従来の技術］ 一般に、自動組立装置においては、部材を所定
の嵌合穴内へ加入させるためには、の部材と嵌合
穴とが、互いに整合された状態、換言すれば、互
いの中心軸が同一直線上に位置するように芯合せ
を行なう必要が有る。

このように、部材と嵌合穴とを互いに整合する
ように芯合せを行なわせるために、従来において
は、第９Ａ図乃至第９Ｃ図に示すように、コンプ
ライアンス機構が採用されている。このコンプラ
イアンス機構においては、ピンａを被取付部材ｂ
に形成された嵌合穴ｃに、多少互いの中心軸がず
れていたとしても、確実に嵌入することが出来る
ようにするものである。

ここで、従来のコンプライアンス機構は図示す
るように、ピンａは、保持具ｄに穿設された挿入
穴ｅに挿通された状態で、図示しない真空ポンプ
に接続された吸引パイプｆにより吸引されて、保
持具ｄに保持されている。この保持具ｄは、可動
プレートｇに固定されている。この可動プレート
ｇには、２枚の弾性を有する板ばねｈが互いに平
行な状態になるようにして、押え板ｉ及びねじｊ
を介して固着されている。

また、上述した板ばねｈの他端には、中間プレ
ートｋが押え板とねじｊとにより固着されてい
る。更に、この中間プレートｋには、上述した２
枚の板ばねｈと直交する方向に沿つて延出した状
態で、他の２枚の互いに平行な板ばねｍが、押え
板ｎ及びねじｊを介して固着されている。

これらの他方の２枚の板ばねｍの他端には、取
付ベースｏが、押え板ｎ及びねじｊにより固着さ
れ、更に、この取付ベースｏは、ねじｐによりア
ームｑに固着されている。ここで、アームｑは、
自動組立装置におけるロボツト等の可能アーム
（図示せず）に取り付けられている。

このように構成された従来のコンプライアンス
機構においては、可動プレートｇは、板ばねｈの
撓みにより、第９Ａ図において、左右方向（ｘ軸
方向）に沿つて移動し易い状態となり、また、中
間プレートｋは、板ばねｍの撓みにより、紙面に
直交する方向（ｙ軸方向）に沿つて移動し易い状
態となる。このようにして、可動プレートｇに固
定されている保持具ｄは、水平面（ｘ−ｙ平面）
内で夫々の方向に沿つて移動することが出来るよ
うになる。

ここで、このようなコンプライアンス機構は、
自動組立装置のロボツトハンドに取り付けられて
おり、保持具ｄにより吸引保持したピンａを、ロ
ボツトバンドの移動により所定の位置まで移送
し、被取付部材ｂに形成してある嵌合穴ｃ内に嵌
入させようと作動する。ここで、嵌入しようとす
るピンａの中心軸と、嵌入される嵌合穴ｃの中心
軸とが、僅かにずれている場合には、第９Ｂ図に
示すように、嵌合穴ｃの開口端縁に面取り加工し
てある面取り部ｒに、ピンａの下端縁が当接する
ことになる。

この当接状態から、ロボツトアームｑが更に下
降することにより、このロボツトアームｑによる
下向きの力は、ピンａの下端縁と面取り部ｒとの
当接部において分力され、ピンａに図中横方向の
分力が作用することになる。この結果、可動プレ
ートｇは、中間プレートｋと平行状態を維持した
ままで、横方向に偏倚し、このようにして、ピン
ａは、初期状態の姿勢と平行状態を維持したまま
で、第９Ｃ図に示すように、嵌合穴ｃ内に嵌入さ
れることになる。

また、自動組立装置としての組立ロボツトに用
いられる芯合せ装置の従来における具体例とし
て、ロボツト本体とフインガ装置との間を、複数
の板ばねを介して連結し、これら板ばねの変形可
能性及び復元性を利用するものが、特公昭61−
34932号公報に開示されている。また、板ばねの
替りに、コイルスプリングを用い、これらコイル
スプリングによりロボツト本体とフインガ装置と
を互いに連結する構成が、特開昭57−168840号公
報、特開昭62−103990号公報、及びUSP3824674
号の明細書に示されている。

また、芯合せ装置として、ロボツトとフインガ
装置との間の相互の変位を許容すると共に、復元
する構成が必要となる。USP4609325号明細書、
USP4179783号明細書、及びUSP4098001号明細
書には、軸受手段と弾性部材とにより、ロボツト
とフインガ装置との変位の許容と、復元とを行な
う構成が開示されている。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来のコンプライアンス機構に
おいては、簡単な構成で芯合せ動作を実行するこ
とが出来るものであるが、以下に述べるような問
題点を有しているものである。

即ち、 (1) ２種類の板ばねｈ，ｍを、ｘ方向用、ｙ方向
用として夫々別々に取り付けなければなさず、
二段式となるため、アームｒから保持具ｄまで
の距離が長くなることになる。この結果、アー
ムｒに対するピンａの先端における振れが大き
くなり、嵌入ミスを生じ易くなる。

(2) 第９Ｃ図に示すように、垂直方向に沿う力に
より、横方向に沿う分力を発生させるため、両
板ばねｈ，ｍの剛性をかなり低く設定しなけれ
ばならない。このため、保持具ｄの先端は、振
動し易い状態となり、また、一旦振動が開始さ
れると、静止までの時間が長くかかることにな
る。

(3) 被取付部材ｂに２個の嵌合穴ｃが形成され
て、これら２個の嵌合穴ｃに２本のピンａを
夫々嵌入させようとする場合において、両嵌合
穴ｃの互いの中心を結ぶ線分の延出方向と、両
ピンａの互いの中心を結ぶ線分の延出方向がず
れている状態では、嵌入が不可能になる場合が
生じる。即ち、両線分が平行にいずれている場
合には、嵌入が可能になるが、両線分が所定角
度を有するようにずれている場合には、この従
来のコンプライアンス機構は水平面内における
角度ずれに対する撓みを有していないので、嵌
入動作が不可能になる。

(4) この従来のコンプライアンス機構において
は、ピンを垂下した状態で嵌入させることが可
能であつて、垂直軸から所定角度傾斜した状態
にピンを支持することが困難である。このよう
に、この従来のコンプライアンス機構では、こ
の適用範囲に限りがある問題点が有る。

また、上述した従来公報に記載の芯合せ装置
は、変位の方向性を有しているばねを用いてい
る。この為、フインガ装置の変位方向に制限が生
じることになる。また、従来の芯合せ装置におい
ては、正確な調芯作用を実施しようとすると、構
成が複雑になつてしまう。

また、ロボツトによる物品の組立作業は、単位
時間内において、高速・高精度で行なうことに、
そのメリツトを有するものである。ここで、この
ような高速作業を実施すると、フインガ装置で把
持した物品と相手部材との組立位置にずれが生じ
ることにな。このため、芯合せ装置により、フイ
ンガ装置をロボツトアームに対して相対的に変位
させて、組立作業を実行し、この組立作業の終了
に伴ない、フインガ装置が元の位置に戻されるこ
とになる。このようなフインガ装置の復帰動作、
及びフインガ装置の静止までの時間は、短時間で
あることが好ましいものである。特に、この静止
時間が長くかかると、ロボツトの次の動作が不安
定となる問題が生じることになる。

この考案は上述した問題点に鑑みてなされたも
ので、この考案の目的は２本の軸部材を、簡単な
構成で、互いの離間距離を短く設定しつつ、両軸
部材に直交する面内で自由に移動することのでき
るコンプライアンスを有した芯合せ装置を提供す
ることである。

［問題点を解決するための手段］ 上述した問題点を解決し、目的を達成するた
め、この考案に係わる芯合せ装置は、所定軸に沿
つて延出して配設された第１の軸部材と、この第
１の軸部材の所定軸に沿うように、第１の軸部材
かな所定間隔離間して配設された第２の軸部材
と、第１及び第２の軸部材の、互いに対向する端
部の周囲にこれらを取り囲むように配設された複
数の支持部材と、これらの支持部材を一括して取
り囲むように取り付けられ、これら支持部材が第
１及び第２の軸部材の、互いに対向する端部の周
面に弾性的に圧接するように付勢する付勢部材と
を具備する事を特徴としている。

［作用］ 以上のように構成される芯合せ装置において
は、第１及び第２の軸部の互いに対向する端部
は、その周囲を複数の支持部材により取り囲まれ
ており、これらの支持部材は、これが取り囲んで
いる第１及び第２の軸部材の夫々の周面に弾性的
に圧接するように、付勢部材により付勢されてい
る。

このようにして、第１及び第２の軸部材は、互
いに相対的に、これらが延出する軸に垂直な平面
内で、自由に移動することが出来るようになると
共に、常に、両軸部材の中心軸が互いに整合する
状態に弾性的に保持されることになる。

［実施例］ 以上に、この考案に係わる芯合せ装置の一実施
例の構成を添付図面の第１図乃至第４Ｂ図を参照
して、詳細に説明する。

第１図には、自動組立装置の一部を構成するロ
ボツトアーム１０の先端に、この一実施例の芯合
せ装置１２を介してハンド部１４が取り付けられ
ている状態が示されている。このロボツトアーム
１０は、図示しない駆動機構により、図中左右方
向（ｘ軸方向）、紙面に直交する方向（ｙ軸方
向）、そして、上下方向（ｚ軸方向）に沿つて自
由に移動駆動されるものである。

一方、ハンド部１４は、上面が第１の直径を有
する円形の開口部により開口され、内部に第１の
直径より大きく設定された第２の直径を有する筒
状の中空部が形成されたハンド本体１６と、この
ハンド本体１６の下面にボルト１８を介して固定
された保持具２０とを備えている。この保持具２
０の下部には、垂直方向に沿つて延出し、下面に
おいて開口して、嵌入部材として丸棒状のピン２
２が挿入される挿入孔２が形成されている。

ここで、この挿入孔２４の上部には、図示しな
い吸引ポンプに接続された吸引管２６が連通する
ように接続されている。そして、この吸引ポンプ
が駆動することにより、挿入孔２４内は負圧状態
に維持され、この負圧により、ピン２２は挿入孔
２４内に吸引保持されることになる。

また、このピン２２が嵌入される嵌合穴２８
が、被嵌入部材としての基板３０に形成されてい
る。この基板３０は、図示しない基台上に、水平
状態に取着されており、この状態において、嵌合
穴２８は、垂直方向に延出するよう設定されてい
る。尚、この嵌合穴２８の上端縁には、ピン２２
の嵌入を容易ならしめるために、水平面に対して
所定の傾斜を有したテーパ面３２が形成されてい
る。

ここで、上述した一実施例の芯合せ装置１２は
ロボツトアーム１０の中心軸を中心として左右対
称な位置に配設された一対のコンプライアンス機
構３４，３６を備えている。また、この芯合せ装
置１２は、ロボツトアーム１０の下端にボルト３
８を介して固着された円板状の取付本体４０と、
この取付本体４０の下面にボルト４２を介して固
着された支持本体４４とを備えている。

この支持本体４４は、中央部に、前述した第１
の直径より小さい３の直径を有した円柱部４４ａ
と、この円柱部４４ａの下端に一体に形成され、
前述した第１の直径より大きく、且つ、第２の直
径より小さい第４の直径を有したフランジ部４４
ｂとから構成されている。このような構成によ
り、ロボツトアーム１０の下端に固定された支持
本体４４に、保持具２０を固定されたハンド本体
１６が吊持されることになる、 ここで、このフランジ部４４ｂの上面は、第１
のボールベアリング４６を介して、ハンド本体１
６の中空部の上面に回動自在、且つ、水平面内で
移動自在に当接し、また、フランジ部４４ｂの下
面は、第２のボールベアリング４８を介して、ハ
ンド本体１６の中空部の下面に回動自在に、且
つ、水平面内で移動自在に当接している。このよ
うにして、保持具２０は、ロボツトアーム１０に
対して、水平面内において、自由に、移動及び動
が出来る状態に支持されることになる。

ここで、前述した一対のコンプライアンス機構
３４，３６は、通常状態において、保持具２０に
何等外力が作用していない場合に、ロボツトアー
ム１０の中心軸と、保持具２０の中心軸とが、互
いに、垂直方向に沿つて整合された状態に弾性的
に維持すると共に、保持具２０に水平面内におけ
る外力が作用した場合に、この外力に応じて、所
定範囲で水平面内で柔らかく偏倚することを許容
することが出来るように設定されている。

尚、以下に、この一実施例を特徴付けるコンプ
ライアンス機構３４，３６の構成を説明するもの
であるが、両コンプライアンス機構３４，３６
は、第２図に示すように、ロボツトアーム１０の
中心軸を中心とする同一円周上おいて、互いに対
向する位置、換言すれば、同一直径上に位置して
おり、共に同一の構成を有している。このため、
図中左方のコンプライアンス機構３４の構成のみ
詳細に説明し、図中右方のコンプライアンス機構
３６の構成の説明は、同様の英字の添字を付すこ
とにより、省略する。

即ち、このコンプライアンス機構３４は、取付
本体４０の下面に下方に向けて突出するように取
り付けられた第１の軸部材３４ａと、保持具２０
に外力が何等作用していない状態において、この
第１の軸部材３４ａと垂直方向に沿つて整合した
状態でハンド本体１６の上面に上方に向けて突出
するように取り付けられた第２の軸部材３４ｂと
を備えている。

これら第１及び第２の軸部材３４ａ，３４ｂ
は、共に同一半径を有する外周面を有するように
形成されており、第１の軸部材３４ａの下端は、
第２の軸部材３４ｂの上端から僅かに離間して対
向するように設定されている。

また、このコンプライアンス機構３４は、第１
及び第２の軸部材３４ａ，３４ｂの互いの対向端
部の周囲を同時に取り囲むようにして配設された
複数の支持部材として支持ピン３４ｃを備えてい
る。詳細には、これらの支持ピン３４ｃは、この
一実施例においては、上述した第１及び第２の軸
部材３４ａ，３４ｂと同一半径を有した円柱体か
ら形成されており、その数は６本に設定されてい
る。これら６本の支持ピン３４ｃは、第１及び第
２の軸部材３４ａ，３４ｂの互いの対向端部の周
囲を、隙間無く同時に取り囲むように配設されて
いる。

ここで、各支持ピン３４ｃは、上端部及び下端
部に、夫々環状の切り溝３４ｂが形成されてい
る。そして、これら支持ピン３４ｃが両軸部材３
４ａ，３４ｂを取り囲んだ状態において、これら
支持ピン３４ｃを一括して取り囲むようにして、
各切り溝３４ｄには、これら支持ピンが第１及び
第２の軸部材３４ａ，３４ｂの互いに対向する端
部の周面に弾性的に圧接するように付勢するリン
グ状の付勢部材３４ｅが夫々収納されている。

尚、この一実施例においては、この付勢部材３
４ｅは、細かく捲回されたリング状のコイルスプ
リングから形成されている。

以上のように構成される芯合せ装置１２におけ
る芯合せ動作を、以下に説明する。

保持具２０にピン２２を吸引保持した状態で、
ロボツトアーム１０は、このピン２２を基板３０
に形成された嵌合穴２８内に嵌入するよう、図示
しない制御機構により移動制御される。即ち、こ
の制御機構においては、予め、嵌合穴２８のｘ−
ｙ平面上における位置情報と、ロボツトアーム１
０の立体位置、即ち、嵌入しようとするピン２２
の位置情報とが、入力されており、このロボツト
アーム１０は、これらの位置情報に基づく制御機
構の制御動作により、移動制御されるものであ
る。

ここで、これら位置情報が正確であり、制御機
構の制御内容通りにロボツトアーム１０が移動駆
動され、また、設定値通りに嵌合穴２８は位置決
めされている場合には、この嵌合穴２８の直上方
にピン２２が移動され、この後、垂直下方に下さ
れることにより、ピン２２は、良好に嵌合穴２８
内に嵌入することになる。

しかしながら、嵌合穴２８の位置決めが正確で
なく、ｘ−ｙ平面内で設定値より僅かにずれてい
たり、ロボツトアーム１０の位置が、駆動系の誤
差、例えば、ギヤにおけるバツクラツシユ等によ
り、制御機構により規定した位置から僅かにずれ
ている場合が発生する。

このようなずれが生じている場合には、ロボツ
トアーム１０の下降により垂直下方に下されてき
たピン２２は、第１図及び第３図に示すように、
その下端縁が嵌合穴２８のテーパ面３２に当接す
ることになる。そして、ロボツトアーム１０が更
に下降することにより、ピン２２の下端縁は、テ
ーパ面３２に沿つて水平方向に向かう分力Ｆを受
けることになる。

ここで、このような水平方向の分力Ｆをピン２
２が受けることにより、この分力Ｆは、保持具２
０、ハンド本体１６を介して、コンプライアンス
機構３４，３６の夫々の第２の軸部材３４ｂ，３
６ｂに作用することになる。このため、この分力
Ｆが作用していない状態においては、第４Ａ図に
示すように、上下一対の付勢部材３４ｅ；３６ｅ
により、弾性的に第１及び第２の軸部材３４ａ，
３４ｂ，３６ａ，３６ｂが互いに垂直軸方向に合
されていた状態から、第４Ｂ図に示すように、こ
れら付勢部材３４ｅ，３６ｅの付勢力に抗して、
支持ピン３４ｃ，３６ｃは斜めに傾くことによ
り、第２の部材３４ｂ，３６ｂが、水平方向にず
れるように移動することになる。

尚、この水平方向に移動する場合において、第
４Ｂ図に示すように、第２の軸部材３４ｂが取り
付けれたハンド本体１６は、その姿勢を傾かせる
こと無く、ピン２２を垂直に延出するように支持
した状態で移動することになる。このため、以降
の嵌入動作が容易に行なわれることになる。

このようにして、ピン２２と嵌合穴２８とのず
れが、各コンプライアンス機構３４，３６におけ
る第１及び第２の軸部材３４ａ，３４ｂ，３６
ａ，３６ｂのいずれにより弾性的に吸収され、ピ
ン２２と嵌合穴２８とは互いに垂直方向に沿つて
整合された状態にもたらされ、ロボツトアーム１
０の下降に伴ない、ピン２２は嵌合穴２８内に良
好に嵌入されることになる。

そして、ピン２２の嵌合穴２８への嵌入動作が
終了した後、図示しない吸引ポンプの駆動が停止
され、ロボツトアーム１０が上昇駆動されると、
保持具２０におけるピン２２の保持状態が解除さ
れ、ハンド部１４がピン２２を離した状態で、単
独で上昇する。そして、ピン２２が保持具２０か
ら完全に離れた状態で、上述いた分力Ｆが、保持
具２０に作用しなくなる。この結果、両コンプラ
イアンス機構３４，３６において第２の軸部材３
４ｂ，３６ｂに作用していた分力が解消されるこ
とになり、上下一対の付勢部材３４ｅ，３６ｅの
付勢力により、第２の軸部材３４ｂ，３６ｂは、
第４Ｂ図に示す偏倚状態から、第４Ａ図に示す整
合状態に良好に復帰することになる。

このようにして、この芯合せ装置１２における
芯合せ動作、換言すれば、コンプライアンス機構
３４，３６における弾性的な偏倚・復帰動作が終
了する。

この考案は、上述した一実施例の構成に限定さ
れることなく、この考案の要旨を逸脱しない範囲
で種々変形可能であることは言うまでもない。

例えば、上述した一実施例においては、ピン２
２は、保持具２２に形成された挿入孔２４に真空
吸引された状態で保持されるように説明したが、
これに限られることなく、マグネツトを用い磁気
吸引であつても良いし、メカニカルフインガによ
り機械的に係止する機構であつても良い。

また、上述した実施例においては、ハンド部１
４のハン本体１６と、ロボツトアーム１０の支持
本体４４との間は、第１及び第２のボールベアリ
ング４６，４８により回転自在に支持されるよう
に説明したが、このような構成に限定されること
なく、空気軸受により支持されるように構成して
も良い。

更に、上述した一実施例のコンプライアンス機
構３４，３６においては、付勢部材３４ｅ，３６
ｅとして、リング状のコイルスプリングを用いる
ように説明したが、このような構成に限定される
ことなく、第５Ａ図に第１の変形例として示すよ
うに、リング状の弾性ゴム帯３４ｆを用いるよう
にしても良い。この場合、リング状のコイルスプ
リングを用いる場合と比較して、各支持ピン３４
ｃ，３６ｃに切り溝３４ｄ，３６ｄを形成する必
要はくなる。

また、第５Ｂ図に第２の変形例として示すよう
に、このリング状の弾性ゴム帯の幅を広く取るこ
とにより、上下一対では無く、１本の弾性ゴム帯
３４ｇで済ますことも可能となる。

また、この付勢部材３４ｅ，３６ｅは、支持ピ
ン３４ｃ，３６ｃの外周を取り囲むように捲回さ
れるのでは無く、第５Ｃ図に第３の変形例として
示すように、各支持ピン３４ｃ，３６ｃの内部を
貫通した状態で取り付けられるようにしても良
い。

更に、この付勢部材３４ｅ，３６ｅは、全ての
支持ピン３４ｃ，３６ｃを取り囲むように捲回さ
れるのでは無く、第５Ｄ図に第４の変形例として
示すように、各支持ピン３４ｃ，３６ｃを中空円
筒体から形成し、互いに隣接する支持ピン３４
ｃ，３６ｃ同士を、これらの中空部を貫通した状
態で連結するように取り付けられたリング状の付
勢部材３４ｅ，３６ｅにより連結した上で、第１
及び第２の軸部材３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６
ｂの互いに対向する端部の外周面に、これら支持
ピン３４ｃ，３６ｃを弾性的に当接するように構
成しても良い。

また、上述した一実施例においては、第１及び
第２の軸部材３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂ
は、円筒状に形成されるように説明したが、この
考案は、このような構成に限定されることなく、
第５Ｅ図に第５の変形例として示すように、断面
円状の支持ピン３４ｃ，３６ｃが６本配設される
場合においては、第１及び第２の軸部材３４a′，
３４b′，３６a′，３６b′は正六角柱形状に形成さ
れるように構成しても良い。この場合において、
断面形状としての六角形の内接円の直径が、各支
持ピンの直径と同一の値を有することにより、互
いに隣接する支持ピン同士が、互いに側方におい
て当接する構成が達成されることになる。尚、こ
の第１及び第２の軸部材３４a′，３４b′，３６
a′，３６b′断面形状における多角形形状は、支持
ピン３４ｃ，３６ｃの個数に応じて定められるも
のである。

更に、上述した第５の変形例において、互いに
隣接する支持ピン３４ｃ，３６ｃ同士が側方にお
いて当接するように説明したが、これに限定され
ることなく、第５Ｆ図に第６の変形例として示す
ように、各支持ピン３４ｃ，３６ｃは、対応する
第１及び第２の軸部材３４a′，３４b′，３６a′，
３６b′における側面に、独立した状態で弾性的に
当接するように構成しても良い。この場合、第１
及び第２の軸部材３４a′，３４b′，３６a′，３６
b′の各側面には、対応する支持ピン３４ｃ，３６
ｃを受けるために、上下方向に沿つて延出した状
態で、Ｖ溝３４ｈ，３６ｈが形成されている。こ
のようにＶ溝内３４ｈ，３６ｈに係止した状態で
各支持ピン３４ｃ，３６，が取り付けられている
ので、第１及び第２の軸部材３４a′，３４b′，３
６a′，３６b′の相対角度位置は、弾性的に規定さ
れることになる。

また、上述した第５の変形例においては、断面
六角形形状の第１及び第２の軸部材３４a′，３４
b′，３６a′，３６b′の外周に、断面円状の支持ピ
ン３４ｃ，３６ｃが取り囲むように説明したが、
これに限定されることなく、第５Ｇ図に第７の変
形例として示すように、各支持ピン３４c′，３
６′ｃは、第１及び第２の軸部材３４a′，３４b′，
３６a′，３６b′と同一形状の断面六角形形状に形
成するように構成しても良い。

ここで、上述した一実施例においては、基板３
０には、１本の嵌合穴２８が形成され、保持具２
０には、１本のピン２２が挿入・保持されてお
り、このピン２２を嵌合穴２８に嵌入する１軸の
場合について説明したが、この一実施例の芯合せ
装置１２は、このような態様においてのみ適用で
きるものでなく、基板３０に形成された２本の嵌
合穴２８に、保持具２０に挿入・保持された２本
のピン２２を嵌入する２軸の場合にも、適用し得
るものである。

即ち、このような２軸の場合において、第６Ａ
図に示すように、２本のピン２２の中心を結ぶ線
分₁と、２本の嵌合穴２８の中心を結ぶ線分₂
とが、互いに平行状態を維持してずれている場合
には、従来技術と同様に、ｘ軸方向に沿うずれ量
Δxと、ｙ軸方向に沿うずれ量Δyとが、それぞれ
のピン２２と嵌合穴２８のテーパ面３２との当接
部において、同様な値となり、ハンド本体１６の
ロボツトアーム１０に対する回転を伴なうことな
く、確実に対応できるものである。

一方、第６Ｂ図に示すように、２本のピン２２
の中心を結ぶ線分₁と、２本の嵌合穴２８の中
心を結ぶ線分₂とが、所定角度Δθを有して交わ
るようにずれている場合には、ｘ軸方向に沿うず
れ量Δxと、ｙ軸方向に沿うずれ量Δyとが、それ
ぞれのピン２２と嵌合穴２８のテーパ面３２との
当接部において、異なる値となり、ハンド本体１
６のロボツトアーム１０に対する回転を伴なうこ
とになる。このような場合においても、この一実
施例の芯合せ装置１２におけるコンプライアンス
機構３４，３６は、ハンド本体１６のロボツトア
ーム１０に対する回転を所定範囲で許容するもの
であるから、このような回転方向における角度の
ずれに対して、確実に対応できるもである。

ここで、このような２軸の場合における芯合せ
動作は、１軸の場合の、嵌入部材が断面円ではな
く、断面多角形状においても、同様に適用出来る
ものである。

また、この一実施例の芯合せ装置１２において
は、上述した２軸の嵌合動作においてのみに適用
されるもので無く、多軸の嵌合動作にも適用でき
るものである。

更に、この一実施例の芯合せ装置１２において
は、第６Ａ図及び第６Ｂ図に示すずれ状態が、組
み合さつた状態で、発生した場合にも、確実に対
応できるものである。

以上詳述したように、この一実施例において
は、この芯合せ装置１２は、ｘ−ｙ平面内におけ
る自由なコンプライアンスを有しており、詳細に
は、ｘ軸、ｙ軸方向に夫々沿うずれ、及び、回転
方向における角度ずれに夫々コンプライアンスを
有して対応して、偏倚すると共に、これらずれに
基づく分力が解除された場合には、確実に、元
の、整合した状態に復帰することが出来るもので
ある。

また、上述した一実施例の説明においては、こ
の芯合せ装置１２は、２組のコンプライアンス機
構３４，３６を備えるように説明したが、この考
案は、このような構成に限定されることなく、第
７Ａ図乃至第７Ｃ図に他の実施例として示すよう
に、１組のコンプライアンス機構５０を備えるよ
うに構成しても良い。以下に、他の実施例につい
て説明する。

第７Ａ図及び第７Ｃ図に示すように、他の実施
例の芯合せ装置１２のコンプライアンス機構５０
は、ロボツトアーム１０の下端に固着される取付
本体４０の下面に、ロボツトアーム１０の中心軸
と同軸に設定され、下方に突出するように一体に
形成された第１の軸部材５０ａを備えている。一
方、ハンド本体１６の上面の中心部には、保持具
２０の中心軸と同軸に設定され、上方の突出する
ように、第２の軸部材５０ｂが一体に形成されて
いる。これら第１及び第２の軸部材５０ａ，５０
ｂの互いの対向端部は、上述した一実施例の場合
と同様に、所定間隔だけ離間するように対向して
いる。

ここで、第１の軸部材５０ａの下端、及び、第
２の軸部材５０ｂの上端には、夫々外方フランジ
部５０ｃ，５０ｄが一体に形成されている。

また、このコンプライアンス機構５０は、第１
及び第２の軸部材５０ａ，５０ｂの互いの対向端
部の周囲を同時に取り囲むようにして配設された
複数の支持ピン５０ｅを備えている。そして、各
支持ピン５０ｄは、上端部及び下端部に、夫々外
方フランジ５０ｆ，５０ｇを一体に備えている。
詳細には、これらの支持ピン５０ｄの各外方フラ
ンジ部５０ｆ，５０ｇは、上述した第１及び第２
の軸部材５０ａ，５０ｂと同一半径を有した円柱
体から形成されており、その数は６本に設定され
ている。これら６本の支持ピン５０ｅは、第１及
び第２の軸部材５０ａ，５０ｂの互いの対向端部
の周囲を、隙間無く同時に取り囲むように配設さ
れている。また、各支持ピン５０ｄの外方フラン
ジ５０ｆ，５０ｇの外周面には、環状の切り溝５
０ｈが夫々形成されている。

そして、これら支持ピン５０ｅが両軸部材５０
ａ，５０ｂを取り囲んだ状態において、支持ピン
５０ｅの上端に一体に形成された外方フランジ５
０ｆが、第１の軸部材５０ａの外方フランジ部５
０ｃに上方から係合し、また、支持ピン５０ｅの
下端に一体に形成された外方フランジ５０ｇに、
第２の軸部材５０ｂの外方フランジ部５０ｄが上
方から係合する。このようにして、このコンプラ
イアンス機構５０の取付本体４０に、ハンド本体
１６は、中心軸回りに揺動自在に吊持されること
になる。

また、第７Ｂ図に示すように、これら支持ピン
５０ｅが両軸部材５０ａ，５０ｂを取り囲んだ状
態において、上述した一実施例と同様に、これら
支持ピン５０ｅを一括して取り囲むようにして、
各切り溝５０ｈには、これら支持ピン５０ｅが第
１及び第２の軸部材５０ａ，５０ｂの、互いに対
向する端部の周面に弾性的に圧接するように付勢
するリング状の付勢部材５０ｉが夫々収納されて
いる。

一方、第７Ａ図に示すように、第１の軸部材５
０ａの下面と、第２の軸部材５０ｂの上面とに
は、互いに対向する状態で、凹所５０ｊ，５０ｋ
が夫々形成されている。これら凹所５０ｊ，５０
ｋに上端及び下端を夫々収納された状態で、コイ
ルスプリング５０が配設されている。このコイ
ルスプリング５０は、第１及び第２の軸部材５
０ａ，５０ｂが互いに離間する方向に付勢するた
めに設けられている。

以上のように構成されるコンプライアンス機構
５０を有する芯合せ装置１２を介してロボツトア
ーム１０の先端にハンド部１４が装着されている
場合において、基板３０に形成された１本の嵌合
穴２８に、１本のピン２２を嵌入させる嵌合動作
を以下に説明する。

この嵌入動作において、ピン２２と嵌合穴２８
とのｘ−ｙ平面における相対位置がずれている場
合には、上述した一実施例の場合と同様な位置ず
れに対する追従性により、この嵌入動作が損なわ
れることなく、確実に実行されることになる。

一方、上述したコイルスプリング５０が設け
られているので、このコンプライアンス機構５０
は、垂直方向（ｚ軸）に関するコンプライアンス
を有することになる。このため、ピン２２を嵌合
穴２８の最奥部にまで嵌入させる場合において、
嵌合穴２８の深さが設定値より短い場合やピン２
２の長さが長い場合であつても、このコイルスプ
リング５０の弾性的な縮みに基づき、これら設
定値からのずれは確実に吸収され、所謂ｚ軸に関
するコンプライアンスによりロボツトアーム１０
に衝撃が加わらずに良好に嵌入されることにな
る。

また、このような他の実施例においては、嵌合
穴２８が、基板３０において、垂直軸から僅かに
傾斜した状態で形成されている場合や、ロボツト
アーム１０の駆動状態の誤差や、保持具２０にお
ける挿入孔２４の形成誤差から、ピン２２が垂直
方向から僅かに傾斜した状態で下降されてくる場
合がある。

このような場合において、このコンプライアン
ス機構５０においては、第１及び第２の軸部材５
０ａ，５０ｂは、相対的に中心軸回りに揺動可能
な状態に設定されており、この結果、このような
嵌合穴２８やピン２２の中心軸（ｚ軸）からの傾
きに対して、コンプライアンスを有して一旦柔ら
かく、第２の軸部材５０ｂは第１の軸部材５０ａ
に対して傾くことが出来るものである。このよう
にして、このコンプライアンス機構５０において
は、嵌合穴２８やピン２２の中心軸からの傾き
（ずれ）が良好に吸収されて、ピン２２は嵌合穴
２８内に確実に嵌入されることになる。

以上詳述したように、他の実施例における芯合
せ装置１２においては、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の
ずれに加えて、ｚ軸に対する傾き（α）対して、
コンプライアンスを有して対応して、偏倚すると
共に、これらずれに基づく分力が解除された場合
には、確実に、元の、整合した状態に復帰するこ
とが出来るものである。

ここで、上述した他の実施例の構成において
は、第１及び第２の軸部材５０ａ，５０ｂの本体
部分（即ち、外方フランジ部５０ｃ，５０ｄを除
く部分）の直径と、支持ピン５０ｅにおける外方
フランンジ部５０ｆ，５０ｇの直径とは、共に同
じ値になるよう設定されており、この結果、第７
Ｂ図に示すように、各支持ピン５０ｅは、互いに
隣接するもの同士の各側面で互いに当接するよう
説明した。しかしながら、他の実施例において
は、このような構成に限定されることなく、第８
Ａ図及び第８Ｂ図に第１の変形例として示すよう
に、第１及び第２の軸部材５０ａ，５０ｂの夫々
の端部の外方フランジ部５０ｃ，５０ｄに、支持
ピン５０ｅの個数に対応して、等間隔に複数のＶ
溝５０ｍを上下方向に沿つて延出するよう形成
し、各Ｖ溝５０ｍ内に、対応する支持ピン５０ｅ
を嵌合させるように構成しても良い。

このように、他の実施例における第１の変形例を
構成することにより、第１及び第２の軸部材５０
ａ，５０ｂにおける相対角度位置が規定されるこ
とになり、水平面（ｘ−ｙ平面）における角度が
ずれるように偏倚した場合におけるコンプライア
ンスが生じることになる。この結果、上述した他
の実施例においては、第１及び第２の軸部材５０
ａ，５０ｂの相対角度位置が規制されていなかつ
たので、１軸の嵌合動作にしか適用することが出
来なかつたのに対して、この第１の変形例におい
ては、他の実施例における効果を全て奏すること
が出来ると共に、多軸の嵌合動作にも適用するこ
とが可能となる。

また、上述した他の実施例においては、第１の
軸部材５０ａと第２の軸部材５０ｂとのｚ軸方向
に沿う結合を、両軸部材５０ａ，５０ｂの端部に
夫々形成した外方フランジ部５０ｃ，５０ｄと、
支持ピン５０ｅの上下両端部に夫々形成した外方
フランジ部５０ｆ，５０ｇとを互いに係合させる
ことにより達成するように構成している。しかし
ながら、上述した他の実施例は、このような構成
に限定されることなく、第８Ｃ図及び第８Ｄ図に
第２の変形例として示すように構成しても良い。

即ち、第８Ａ図に示すように、第１及び第２の
軸部材５０ａ，５０ｂの夫々の端部には、外方フ
ランジ部を形成せず、第１の軸部材５０ａの下面
には、下方に突出する状態で、吊持部材５０ｎが
取り付けられている。この吊持部材５０ｎの下端
には、外方フランジ部５０ｏが一体に形成されて
いる。一方、ハンド本体１６には、相補的にこの
吊持部材５０ｎが嵌合される段付き穴５０ｐが形
成されている。そして、図示するように、この段
付き穴５０ｐの上面と、吊持部材５０ｎに形成さ
れた外方フランジ部５０ｏとの間には、コイルス
プリング５０ｑが介設されている。

このようにして、この第２の変形例において
は、ハンド本体１６は、取付本体４０に直接、弾
性的に吊持された状態で接続されている。そし
て、この吊持された状態において、ハンド本体１
６の取付本体４０に対する中心軸回りの揺動が許
容されているものである。

一方、これら第１及び第２の軸部材５０ａ，５
０ｂの互いに対向する端部の周囲には、上述した
ような態様で３本の支持ピン５０ｅが配設され、
付勢部材５０ｉにより第１及び第２の軸部材５０
ａ，５０ｂの端部の周面に弾性的に当接されてい
るものである。ここで、第１及び第２の軸部材５
０ａ，５０ｂの夫々の直径と、各支持部材５０ｉ
の直径とは、互いに同一に設定されている。従つ
て、第８Ｄ図に示すように、互いに隣接する支持
ピン５０ｅ同士は、その側面で互いに当接するこ
とになり、その姿勢が良好に弾性的に保持される
ことになる。

尚、第８Ｃ図から明かなように、ハンド本体１
６の取付本体４０に対する中心軸回りの揺動を許
容するために、各支持ピン５０ｅの上下両端面
は、夫々丸見が付けられている。また、各支持ピ
ン５０ｅの上下両端部は、夫々ボールベアリング
５０ｒ，５０ｓを介して、取付本体４０の下面及
びハンド本体１６の上面に回転自在に係合してい
る。

このように他の実施例における第２の変形例に
おいては、上述した他の実施例の構成のように、
支持ピン５０ｅを介して、ハンド本体１６を取付
本体４０に吊持するのでは無く、第１の軸部材５
０ａと第２の軸部材５０ｂとを、直接、吊持部材
５０ｎとコイルスプリング５０ｑとを介して接続
するようにしている。このため、この第２の変形
例においては、ｚ軸方向に関するコンプライアン
スは無いものの、中心軸回りの傾きに対しては、
追従性良く偏倚して、復帰することになる。

また、上述した他の実施例における第２の変形
例においては、第１及び第２の軸部材５０ａ，５
０ｂの直径と、支持ピン５０ｅの直径とは、共に
同じ値になるよう設定されており、この結果、第
８Ｄ図に示すように、各支持ピン５０ｅは、互い
に隣接するもの同士の各側面で互いに当接するよ
う説明した。

しかしながら、他の実施例においては、このよ
うな構成に限定されることなく、第８Ｅ図及び第
８Ｆ図に第３の変形例として示すように、第１及
び第２の軸部材５０ａ，５０ｂの夫々の端部に外
方フランジ部５０ｃ，５０ｄを形成し、これら外
方フランジ部５０ｃ，５０ｄに、支持ピン５０ｅ
の個数に対応して、等間隔に複数のＶ溝５０ｍを
上下方向に沿つて延出するよう形成るする。そし
て、各Ｖ溝５０ｍ内に、対応する支持ピン５０ｅ
を嵌合させるように構成しても良い。

このように、他の実施例における第３の変形例
を構成することにより、第１及び第２の軸部材５
０ａ，５０ｂにおける相対角度位置が規定される
ことになり、水平面（ｘ−ｙ平面）における角度
がずれるように偏倚した場合におけるコンプライ
アンスが生じることになる。この結果、上述した
他の実施例の第２の変形例においては、第１及び
第２の軸部材５０ａ，５０ｂの相対角度位置が規
制されていなかつたので、１軸の嵌合動作にしか
適用することが出来なかつたのに対して、この第
３の変形例においては、他の実施例の第２の変形
例における効果を全て奏すことが出来ると共に、
多軸の嵌合動作にも適用することが可能となる。

尚、上述した一実施例における種々の変形例
は、他の実施例に対しても有効に適用出来ること
は言うまでもない。

［考案の効果］ 以上詳述したように、この考案に係わる芯合せ
装置は、所定軸に沿つて延出して配設された第１
の軸部材と、この第１の軸部材の所定軸に沿うよ
うに、第１の軸部材から所定間隔離間して配設さ
れた第２の軸部材と、第１及び第２の軸部材の、
互いに対向する端部の周囲にこれらを取り囲むよ
うに配設された複数の支持ピンと、これら支持ピ
ンを一括して取り囲むように取り付けられ、これ
ら支持ピンが第１及び第２の軸部材の、互いに対
向する端部の周面に弾性的に圧接するように付勢
する付勢部材とを具備する事を特徴としている。

従つて、この考案によれば、２本の軸部材を、
簡単な構成で、互いの離間距離を短く設定しつ
つ、両軸部材に直交する面内で自由に移動するこ
とのできるコンプライアンスを有した芯合せ装置
が提供されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係わる芯合せ装置の一実施
例の構成を一部断面を取つて示す正面図；第２図
は第１図における−線に沿つて切断して示す
断面図；第３図はｘ−ｙ軸平面におけるずれ状態
を示す平面図；第４Ａ図は第１及び第２の軸部材
が互いに整合された状態を部分的に示す正面図；
第４Ｂ図はピンと嵌合穴とのずれを吸収するた
め、第１及び第２の軸部材が互いにずれた状態を
部分的に示す正面図；第５Ａ図は、一実施例の第
１の変形例の構成を部分的に示す正面図；第５Ｂ
図は一実施例の第２の変形例の構成を部分的に示
す正面図；第５Ｃ図は一実施例の第３の変形例の
構成の特徴部分を取り出して示す斜視図；第５Ｄ
図は一実施例の第４の変形例の構成の特徴部分を
取り出して示す上面図；第５Ｅ図は一実施例の第
５の変形例の構成の特徴部分を取り出して示す上
面図；第５Ｆ図は一実施例の第６の変形例の構成
の特徴部分を取り出して示す上面図；第５Ｇ図は
一実施例の第７の変形例の構成の特徴部分を取り
出して示す上面図；第６Ａ図は２軸の場合のずれ
が平行状態である場合を示す上面図；第６Ｂ図は
２軸の場合のずれが回転状態である場合を示す上
面図；第７Ａ図乃至第７Ｃ図は、この考案に係わ
る芯合せ装置の他の実施例のコンプライアンス機
構の構成を夫々示す縦断面図、横断面図、そし
て、一部切り欠いた状態で示す斜視図；第８Ａ図
及び第８Ｂ図は、他の実施例の第１の変形例の構
成を夫々示す縦断面図及び横断面図；第８Ｃ図及
び第８Ｄ図は、他の実施例の第２の変形例の構成
を夫々示す縦断面図及び横断面図；第８Ｅ図及び
第８Ｆ図は、他の実施例の第３の変形例の構成を
夫々示す縦断面図及び横断面図；そして、第９Ａ
図乃至第９Ｃ図は、従来の芯合せ装置の構成及び
動作を示す正面図である。 図中、１０……ロボツトアーム、１２……芯合
せ装置、１４……ハンド部、１６……ハンド本
体、１８……ボルト、２０……保持具、２２……
ピン、２４……挿入孔、２６……吸引管、２８…
…嵌合穴、３０……基板、３２……テーパ面、３
４，３６……コンプライアンス機構、３４ａ，３
６ａ……第１の軸部材、３４ｂ，３６ｂ……第２
の軸部材、３４ｃ，３６ｃ……支持ピン、３４
ｄ，３６ｄ……切り溝、３４ｅ，３６ｅ……付勢
部材、３４f.３６ｆ，３４ｇ，３６ｇ……弾性ゴ
ム帯、３４ｈ，３６ｈ……Ｖ溝、３８……ボル
ト、４０……取付本体、４２……ボルト、４４…
…支持本体、４４ａ……円柱部、４４ｂ……フラ
ンジ部、４６……第１のボールベアリング、４８
……第２のボールベアリング、５０……他のの実
施例におけるコンプライアンス機構、５０ａ……
第１の軸部材、５０ｂ……第２の軸部材、５０
ｃ，５０ｄ……外方フランジ部、５０ｅ……支持
ピン、５０ｆ，５０ｇ……外方フランジ部、５０
ｈ……切り溝、５０ｉ……付勢部材、５０ｊ，５
０ｋ……凹所、５０……コイルスプリング、５
０ｍ……Ｖ溝、５０ｎ……吊持部材、５０ｏ……
外方フランジ部、５０ｐ……段付き穴、５０ｑ…
…コイルスプリング、５０ｒ，５０ｓ……ボール
ベアリングである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 所定軸に沿って延出して配設された第１の軸
   部材と、 この第１の軸部材の所定軸に沿うように、第
   １の軸部材から所定間隔離間して配設された第
   ２の軸部材と、 第１及び第２の軸部材の、互いに対向する端
   部の周囲にこれらを取り囲むように配設された
   複数の支持部材と、 これら支持部材を一括して取り囲むように取
   り付けられ、これら支持部材が第１及び第２の
   軸部材の、互いに対向する端部の周面に弾性的
   に圧接するように付勢する付勢部材とを具備す
   る事を特徴とする芯合せ装置。 (2) 前記第１の軸部材は、ロボツトアームに取り
   付けられ、 第２の軸部材はロボツトハンドに取り付けら
   れ、 第１の軸部材の中心軸と、第２の軸部材の中
   心軸とが、弾性的に整合された状態に保持され
   ている事を特徴とする実用新案登録請求の範囲
   第１項に記載の芯合せ装置。 (3) 前記ロボツトアームは、１本の所定軸を有
   し、前記第１の軸部材は、この１本の所定軸に
   沿つて延出するように１個備えられている事を
   特徴とする実用新案登録請求の範囲第２項に記
   載の芯合せ装置。 (4) 前記所定軸は、ロボツトアームの中心軸に沿
   つて延出するように設定されている事を特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第３項に記載の芯
   合せ装置。 (5) 前記ロボツトアームは、複数の所定軸を有
   し、前記第１の軸部材は、これら所定軸に夫々
   沿つて延出するように複数個備えられている事
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第２項に
   記載の芯合せ装置。 (6) 前記複数の所定軸は、ロボツトアームの中心
   軸を中心とした同一円周上に配設されている事
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第５項に
   記載の芯合せ装置。 (7) 前記複数の所定軸は、等間隔に配設されてい
   る事を特徴とする実用新案登録請求の範囲第６
   項に記載の芯合せ装置。 (8) 前記付勢部材は、スプリングから構成されて
   いる事を特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項に記載の芯合せ装置。