JPH0885089A - フローティング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小さな接触力での挿入が可能で、ワークが剛性
が弱く、強い力がかけられない材質であっても損傷を与
えることなく、簡単に組付けできるフローティング装置
を提供することにある。 【構成】挿入用ワーク３８と被挿入用ワーク３９の少な
くとも一方に面取り部３９ａを設け、前記ワーク３８を
吸着ハンド３６によっ把持してワーク３９に対して挿入
する際に、ハンド３６によって把持する側のワーク３８
の水平面内におけるずれを修正するフローティングユニ
ットを備えたフローティング装置において、フローティ
ングユニット２０は、水平面内でＸ軸方向に移動自在な
Ｘ軸リニアガイド２４と、このＸ軸リニアガイド２４に
連結され水平面内でＹ軸方向に移動自在なＹ軸リニアガ
イド２７と、前記Ｘ軸リニアガイド２４およびＹ軸リニ
アガイド２７を中立点に位置決めする引張りばね３２と
から構成したことにある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばモータの回転
軸にディスクの中心穴を挿入する際に用いるフローティ
ング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、モータの回転軸にディスク等の
ワークの中心穴を挿入する際に、その軸心が多少ずれて
いてもワークに大きな力が加わることなく、ワークがＸ
Ｙ方向に移動して挿入できる装置としてのフローティン
グ装置が、例えば特開平２−４８１９４号公報で知られ
ている。

【０００３】このフローティング装置は、図１１および
図１２に示すように構成されている。１はハードディス
ク等のモータ軸であり、先端部に面取り部２が形成され
ている。３はハードディスク等のワークであり、このワ
ーク３にはモータ軸１に挿入される挿入穴４が設けられ
ていると共に、ワーク３はフローティング装置５によっ
て支持されている。

【０００４】フローティング装置５について説明する
と、６はロボットアーム等に取付けられる第１のプレー
トであり、この第１のプレート６には下方へ突出するボ
ールキャスタ７が設けられ、この下端部にはボール８が
取付けられている。また、９は第２のプレートであり、
上面が前記ボールキャスタ７のボール８と接触している
と共に、第１のプレート６と第２のプレート９との間に
は引張りばね１０が張設されている。

【０００５】第２のプレート９には吸着ハンド１１が設
けられ、この吸着ハンド１１によって前記ワーク３を真
空吸着している。したがって、ワーク３を吸着した吸着
ハンド１１を持った第２のプレート９はＸＹ方向に移動
自在である。

【０００６】そして、フローティング装置５を下降する
と、ワーク３の挿入穴４がモータ軸１に向かって下降す
るが、このときモータ軸１と挿入穴４との軸心が一致し
ていれば、そのまま挿入するが、モータ軸１と挿入穴４
との軸心がＸＹ方向に位置ずれしていた場合、図１２に
示すように、挿入穴４の内面がモータ軸１の面取り部２
に接触し、ワーク３に水平方向の分力１２が作用する。
この分力１２によってワーク３が水平方向に移動して挿
入穴４がモータ軸１に挿入される。

【０００７】このフローティング装置５の水平方向の弾
性力は引張りばね１０によって得られており、モータ軸
１と挿入穴４との挿入を実現するためには、水平方向の
分力１２が引張りばね１０の水平方向の弾性力より大き
くなるまで接触力１３を大きくする必要がある。

【０００８】また、前述したフローティング装置５の他
に、精密部品組立て用超小型ＲＣＣ(Remote Center Com
pliance) デバイスが知られている。これは前記フロー
ティング装置５のボールキャスタ７および引張りばね１
０に代って図１３に示すように、第１と第２のプレート
６，９間に弾性ゴム１４を設けたものである。ここで
は、ワーク１５の穴１６の開口縁に面取り部１６ａが設
けられ、グリッパ１７によって把持したシャフト１８を
前記穴１６に挿入する様子を示す。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記フ
ローティング装置は、引張りばね１０の引張り力によっ
て第２のプレート９をボールキャスタ７のボール８に接
触させる構造であり、引張りばね１０に最低必要な引張
り力は第２のプレート９および吸着ハンド１１およびワ
ーク３の重量によって決められてしまう。

【００１０】すなわち、挿入を実現するために必要な接
触力１３は引張りばね１０の弾性力によって決まるの
で、接触力１３は第２のプレート９を含む吸着ハンド１
１およびワーク３の重量に依存することになる。つま
り、吸着ハンド１１が決まると、ワーク３に掛かる最低
の接触力は決まってしまい、剛性が弱く、強い力がかけ
られない磁気ディスク等のワーク３には使用できないと
いう問題がある。

【００１１】さらに、フローティング装置の高さ寸法を
小さくするためには、引張りばね１０の長さを短くする
必要があり、この結果ばね定数が大きくなり、フローテ
ィング装置の変位量が大きいと、ワーク３に強い力が加
わる。したがって、位置ずれ量が大きい場合にはワーク
３に加わる力が大きいという問題がある。

【００１２】また、ハードディスクのディスク組立ての
ように複数枚のディスクをモータ軸に挿入するときモー
タの回転軸とディスクの動バランスを取るため、挿入
後、複数のディスクをそれぞれバランスを取る方向に片
寄せするときなどの場合、水平方向の弾性力が強いた
め、ワークに傷を付ける恐れがあった。

【００１３】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、挿入用ワークを被挿
入用ワークに挿入する組立て時にワークにかかる接触力
をハンドの重量に関係なく小さくでき、剛性の弱いワー
クであっても使用でき、また挿入後にワークを片寄せす
るときにも弱い力で行え、ワークに傷を付ける虞のない
フローティング装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するために、請求項１は、挿入用ワークと被挿入用
ワークの少なくとも一方に面取り部を設け、前記ワーク
の少なくとも一方を保持して他方のワークに対して挿入
する際に、ハンドによって保持する側のワークの水平面
内におけるずれを修正するフローティングユニットを備
えたフローティング装置において、前記フローティング
ユニットは、水平面内でＸ軸方向に移動自在なＸ軸リニ
アガイドと、このＸ軸リニアガイドに連結され水平面内
でＹ軸方向に移動自在なＹ軸リニアガイドと、前記Ｘ軸
リニアガイドおよびＹ軸リニアガイドを中立点に位置決
めする弾性手段とから構成したことを特徴とする。

【００１５】請求項７は、挿入用ワークと被挿入用ワー
クの少なくとも一方に面取り部を設け、前記ワークの少
なくとも一方を保持して他方のワークに対して挿入する
際に、ハンドによって保持する側のワークの水平面内に
おけるずれを修正するフローティングユニットを備えた
フローティング装置において、前記フローティングユニ
ットは、水平面内でＸ軸方向に移動自在なＸ軸リニアガ
イドと、このＸ軸リニアガイドに連結され水平面内でＹ
軸方向に移動自在なＹ軸リニアガイドと、水平面内でθ
方向に移動自在なθ方向ガイドと、前記Ｘ軸リニアガイ
ド、Ｙ軸リニアガイドおよびθ方向ガイドを中立点に位
置決めする弾性手段とから構成したことを特徴とする。

【００１６】フローティングユニットは、上部がロボッ
トアームまたはピックアンドプレースユニットなどに固
定され、下部にワークを保持するハンドを持っており、
ワークを目的部位に搬送できる。Ｘ軸リニアガイドおよ
びＹ軸リニアガイドは、直線レールと、この直線レール
に対して摺動自在な直動テーブルとから構成され、その
リニアガイドと平行に設けられた弾性手段は、一端部が
リニアガイドの固定側、他端がリニアガイドの可動側に
連結され、互いに逆方向に引張力を付与する引張りば
ね、または圧縮力を付与する圧縮ばねである。

【００１７】また、θ方向ガイドは、内側リングと、こ
の内側リングの外側に嵌合された外側リングおよび両リ
ング間に介在されたベアリングで構成されている。前記
フローティングユニットは、ＸＹおよびθ方向に移動不
能にロックするロック機構を備えていることを特徴とす
る。

【００１８】

【作用】ロボットアームによってフローティングユニッ
トを下降すると、ハンドによって保持された挿入用ワー
クが被挿入用のワークの面取り部に接触する。このと
き、被挿入用ワークの軸心に対して挿入用ワークの軸心
がずれていた場合、挿入用ワークが被挿入用ワークの面
取り部に接触したとき挿入用ワークに水平方向の分力が
作用する。この分力によって挿入用ワークが水平方向に
移動して被挿入用ワークに挿入される。

【００１９】すなわち、請求項１は、挿入用ワークがＹ
軸方向にずれていた場合、引張りばねによって中立状態
に保持されていたＹ軸方向リニアガイドが摺動し、Ｘ軸
方向にずれていた場合、引張りばねによって中立状態に
保持されていたＸ軸方向リニアガイドが摺動してハンド
がＸＹ軸方向に移動する。

【００２０】また、請求項７は、挿入用ワークがＹ軸方
向にずれていた場合、引張りばねによって中立状態に保
持されていたＹ軸方向リニアガイドが摺動し、Ｘ軸方向
にずれていた場合、引張りばねによって中立状態に保持
されていたＸ軸方向リニアガイドが摺動し、θ方向にず
れていた場合、引張りばねによって中立状態に保持され
ていたθ方向ガイドが摺動してハンドがＸＹθ方向に移
動する。

【００２１】

【実施例】以下、この発明の各実施例を図面に基づいて
説明する。図１〜図３は第１の実施例を示し、フローテ
ィングユニット２０の基本的構成は、円板状の下部プレ
ート２１、矩形状の中間プレート２２および矩形状の上
部プレート２３の三層から構成されている。下部プレー
ト２１の上部にはＹ軸リニアガイド２４が設けられてい
る。このＹ軸リニアガイド２４は、下部プレート２１に
固定された直線レール２５と、この直線レール２５に対
してＹ軸方向に移動自在な直動テーブル２６とから構成
され、この直動テーブル２６の上面は前記中間プレート
２２の下面に固定されている。

【００２２】すなわち、直線レール２５は角柱体であ
り、この直線レール２５に対して断面がコ字状の直動テ
ーブル２６が嵌合されている。そして、直線レール２５
と直動テーブル２６との摺動部にはベアリング等が介在
され、直動テーブル２６がＹ軸方向のみに円滑に摺動す
るように構成されている。

【００２３】中間プレート２２の上部にはＸ軸リニアガ
イド２７が設けられている。このＸ軸リニアガイド２７
は、中間プレート２２に固定された直線レール２８と、
この直線レール２８に対してＸ軸方向に移動自在な直動
テーブル２９とから構成され、この直動テーブル２９の
上面は前記上部プレート２３の下面に固定されている。

【００２４】すなわち、Ｘ軸リニアガイド２７の直線レ
ール２８も角柱体であり、この直線レール２８に対して
断面がコ字状の直動テーブル２９が嵌合されている。そ
して、直線レール２８と直動テーブル２９との摺動部に
はベアリング等が介在され、直動テーブル２９がＸ軸方
向のみに円滑に摺動するように構成されている。

【００２５】したがって、上部プレート２３に対して中
間プレート２２がＸ軸方向に移動自在で、この中間プレ
ート２２に対して下部プレート２１がＹ軸方向に移動自
在に構成されている。

【００２６】さらに、下部プレート２１の上面にはＹ軸
リニアガイド２４を挟んで一対のばね支柱３０ａ，３０
ｂが点対称的に突設されていると共に、中間プレート２
２の下面にはＹ軸リニアガイド２４を挟んで一対のばね
支柱３１ａ，３１ｂが点対称的に突設されている。そし
て、このばね支柱３０ａの下端部とばね支柱３１ａとの
間およびばね支柱３０ｂの下端部とばね支柱３１ｂとの
間にはＹ軸リニアガイド２４に沿ってコイルスプリング
からなるＹ軸方向の引張りばね３２が張設され、この引
張りばね３２によって下部プレート２１と中間プレート
２２がＹ軸方向の中立点で位置決めされている。

【００２７】また、前記一対のばね支柱３０ａ，３０ｂ
の上端部は中間プレート２２のコーナ部に設けられた切
欠部２２ａを貫通して上部プレート２３の下面近傍まで
突出している。さらに、上部プレート２３の下面にはＸ
軸リニアガイド２７を挟んで一対のばね支柱３３ａ，３
３ｂが点対称的に突設されている。

【００２８】そして、前記ばね支柱３０ａの上端部とば
ね支柱３３ａとの間およびばね支柱３０ｂの上端部とば
ね支柱３３ｂとの間にはＸ軸リニアガイド２７に沿って
コイルスプリングからなるＸ軸方向の引張りばね３４が
張設され、この引張りばね３４によって中間プレート２
２と上部プレート２３がＸ軸方向の中立点で位置決めさ
れている。

【００２９】また、前記上部プレート２３はロボットア
ーム等に取り付けられ、この下部プレート２３に対して
中間プレート２２がＸ軸方向にスライド自在で、中間プ
レート２２に対して下部プレート２１がＹ軸方向にスラ
イド自在である。しかも、引張りばね３２，３４によっ
て上部プレート２３に対して下部プレート２１はＸＹ方
向のセンタ位置決めされている。

【００３０】下部プレート２１の下面には逆円錐台状の
吸着ハンド３６が固定され、この吸着ハンド３６は吸引
チューブ３７を介して真空ポンプ（図示しない）に接続
されている。そして、吸着ハンド３６によって挿入用ワ
ークとしてのハードディスク等のワーク３８を真空吸着
されている。なお、３９はワーク３８の挿入穴（図示し
ない）が挿入される被挿入用ワークとしてのモータ軸で
あり、このモータ軸３９の端部には面取り部３９ａが形
成されている。

【００３１】このように構成されたフローティングユニ
ット２０は、ワーク３８を含む吸着ハンド３６の重量
は、Ｙ軸方向リニアガイド２４とＸ方向リニアガイド２
７によって受けることになり、引張りばね３２，３４に
は加わらない。したがって、引張りばね３２，３４のば
ね力は、Ｙ軸方向リニアガイド２４とＸ方向リニアガイ
ド２７の摩擦抵抗力より僅かに大きければ十分であり、
小さな接触力での挿入が可能となる。

【００３２】次に、前述のように構成されたフローティ
ング装置の作用について説明する。上部プレート２３
は、水平方向（Ｘ，Ｙ）、回転（Ｒ）および上下方向
（Ｚ）の４軸に動くロボットアーム（図示しない）に取
付けられ、フローティング装置２０の全体がロボットア
ームに支持された状態にある。

【００３３】吸着ハンド３６によってワーク３８を真空
吸着した状態のフローティンク装置２０をロボットアー
ムによって移動してワーク３８の挿入穴をモータ軸３９
の上端部に対向させる。次に、ロボットアームによって
フローティングユニット２０を下降すると、ワーク３８
の挿入穴の内周縁部がモータ軸３９の面取り部３９ａに
接触する。

【００３４】このとき、モータ軸３９の軸心に対してワ
ーク３８の挿入穴の軸心がずれていた場合、ワーク３８
の穴の内周縁部がモータ軸３９の面取り部３９ａに接触
したときワーク３８に水平方向の分力が作用する。この
分力によってワーク３８が水平方向に移動して挿入穴が
モータ軸３９に挿入される。

【００３５】すなわち、モータ軸３９の軸心に対してワ
ーク３８の挿入穴の軸心がＹ軸方向にずれていた場合、
引張りばね３２によって中立状態に保持されていたＹ軸
方向リニアガイド２４が摺動して下部プレート２１がＹ
軸方向に移動する。また、モータ軸３９の軸心に対して
ワーク３８の挿入穴の軸心がＸ軸方向にずれていた場
合、引張りばね３４によって中立状態に保持されていた
Ｘ軸方向リニアガイド２７が摺動して中間プレート２２
がＸ軸方向に移動する。さらに、モータ軸３９の軸心に
対してワーク３８の挿入穴の軸心がＸＹ軸の両方にずれ
ていた場合、引張りばね３２，３４によって中立状態に
保持されていたＹ軸方向リニアガイド２４およびＸ軸方
向リニアガイド２７が同時に摺動して下部プレート２１
がＹ軸方向中間プレート２２がＸ軸方向に同時に移動す
る。

【００３６】したがって、ロボットアームによってフロ
ーティングユニット２０を介してワーク３８を徐々に下
降することにより、ワーク３８の挿入穴がモータ軸３９
に挿入される。このとき、前述したように、ワーク３８
を含む吸着ハンド３６の重量は、Ｙ軸方向リニアガイド
２４とＸ方向リニアガイド２７によって受けることにな
り、引張りばね３２，３４には加わっていない。

【００３７】したがって、引張りばね３２，３４のばね
力は、Ｙ軸方向リニアガイド２４とＸ方向リニアガイド
２７の摩擦抵抗力より僅かに大きければ十分であり、小
さな接触力での挿入が可能となる。このため、ワーク３
８が剛性が弱く、強い力がかけられない磁気ディスク等
であっても損傷を与えることなく、簡単に組付けでき
る。

【００３８】なお、前記第１の実施例においては、Ｙ軸
方向リニアガイド２４およびＸ軸方向リニアガイド２７
を中立状態に保つためにコイルスプリングからなる引張
りばね３２，３４を張設したが、コイルスプリングに限
定されず、板ばね、ゴム等の弾性紐でもよい。

【００３９】また、ワーク３８を保持する手段として真
空吸着する吸着ハンド３６を下部プレート２１に固定し
たが、ワーク３８をその周縁部から把持するハンドでも
よく、ワーク３８の剛性度合い、形状等によって適宜変
更すればよい。

【００４０】図４〜図１０は第２の実施例を示し、フロ
ーティングユニット４０の基本的構成は、矩形状の第１
のプレート４１、矩形状の第２のプレート４２および矩
形状の第３のプレート４３および円板状の第４のプレー
ト４４の四層から構成されている。第１のプレート４１
の上部にはＹ軸リニアガイド４５が設けられている。こ
のＹ軸リニアガイド４５は、第１のプレート４１に固定
された直線レール４６と、この直線レール４６に対して
Ｙ軸方向に移動自在な直動テーブル４７とから構成さ
れ、この直動テーブル４７の上面は前記第２のプレート
４２の下面に固定されている。

【００４１】すなわち、直線レール４６は角柱体であ
り、この直線レール４６に対して断面がコ字状の直動テ
ーブル４７が嵌合されている。そして、直線レール４６
と直動テーブル４７との摺動部にはベアリング等が介在
され、直動テーブル４７がＹ軸方向のみに円滑に摺動す
るように構成されている。

【００４２】第２のプレート４２の上部にはＸ軸リニア
ガイド４８が設けられている。このＸ軸リニアガイド４
８は、第２のプレート４２に固定された直線レール４９
と、この直線レール４９に対してＸ軸方向に移動自在な
直動テーブル５０とから構成され、この直動テーブル５
０の上面は前記第３のプレート４３の下面に固定されて
いる。

【００４３】すなわち、Ｘ軸リニアガイド４８の直線レ
ール４９も角柱体であり、この直線レール４９に対して
断面がコ字状の直動テーブル５０が嵌合されている。そ
して、直線レール４９と直動テーブル５０との摺動部に
はベアリング等が介在され、直動テーブル５０がＸ軸方
向のみに円滑に摺動するように構成されている。

【００４４】したがって、第３のプレート４３に対して
第２のプレート４２がＸ軸方向に移動自在で、この第２
のプレート４２に対して第１のプレート４１がＹ軸方向
に移動自在に構成されている。

【００４５】さらに、第１のプレート４１の上面にはＹ
軸リニアガイド４５を挟んで一対のばね支柱５１ａ，５
１ｂが点対称的に突設されていると共に、第２のプレー
ト４２の下面にはＹ軸リニアガイド４５を挟んでＬ字状
の一対のブラケット５２ａ，５２ｂが点対称的に突設さ
れている。

【００４６】一対のブラケット５２ａ，５２ｂの垂直部
にはナット５３が固定され、このナット５３にはロック
ナット５４を有するボルト５５が螺合されている。ボル
ト５５の先端部は前記ばね支柱５１ａ，５１ｂ方向に突
出しており、その先端部には係止孔５６が穿設されてい
る。そして、前記ばね支柱５１ａの下端部とボルト５５
の係止孔５６との間およびばね支柱５１ｂの下端部とボ
ルト５５の係止孔５６との間にはＹ軸リニアガイド４５
に沿ってコイルスプリングからなるＹ軸方向の引張りば
ね５７が張設され、この引張りばね５７によって第１の
プレート４１と第２のプレート４２がＹ軸方向の中立点
で位置決めされている。

【００４７】また、前記一対のばね支柱５１ａ，５１ｂ
の上端部は第２のプレート４２のコーナ部に設けられた
切欠部４２ａを貫通して第３のプレート４２の下面近傍
まで突出している。さらに、第３のプレート４３の下面
にはＸ軸リニアガイド４８を挟んでＬ字状の一対のブラ
ケット５８ａ，５８ｂが点対称的に突設されている。

【００４８】一対のブラケット５８ａ，５８ｂの垂直部
にはナット５９が固定され、このナット５９にはロック
ナット６０を有するボルト６１が螺合されている。ボル
ト６１の先端部は前記ばね支柱５１ａ，５１ｂ方向に突
出しており、その先端部には係止孔６２が穿設されてい
る。

【００４９】そして、前記ばね支柱５１ａの上端部とボ
ルト６１の係止孔６２との間およびばね支柱５１ｂの上
端部とボルト６１の係止孔６２との間にはＸ軸リニアガ
イド４８に沿ってコイルスプリングからなるＸ軸方向の
引張りばね６３が張設され、この引張りばね６３によっ
て第２のプレート４２と第３のプレート４３がＹ軸方向
の中立点で位置決めされている。

【００５０】また、第３のプレート４３の上部にはθ方
向ガイド６４が設けられている。このθ方向ガイド６４
は、内側リング６５と外側リング６６および両リング６
５，６６間に介在されたベアリング６７とからなり、外
側リング６６に対して内側リング６５が回転自在に構成
されている。

【００５１】そして、内側リング６５は押え部材６８と
ボルト６９によって第３のプレート４３に対して固定さ
れている。外側リング６６は押え部材７０とボルト７１
によって第４のプレート４４に対して固定されている。
したがって、第４のプレート４４に対して第３のプレー
ト４３がθ方向ガイド６４によって回転自在に支持され
ている。

【００５２】さらに、第３のプレート４３の上面にはθ
方向ガイド６４を挟んで一対のばね支柱７２，７２が対
称的に突設されていると共に、第４のプレート４４の下
面にはＬ字状の一対のブラケット７３，７３が対称的に
突設されている。

【００５３】一対のブラケット７３，７３の垂直部には
ナット７４が固定され、このナット７４にはロックナッ
ト７５を有するボルト７６が螺合されている。ボルト７
６の先端部は前記ばね支柱７２，７２方向に突出してお
り、その先端部には係止孔７７が穿設されている。そし
て、前記ばね支柱７２とボルト７６の係止孔７７との間
との間にはθ方向ガイド６４に沿ってコイルスプリング
からなるθ方向の引張りばね７８が張設され、この引張
りばね７８によって第３のプレート４３がθ方向の中立
点で位置決めされている。

【００５４】また、前記第４のプレート４４はロボット
アーム等に取り付けられ、この第４のプレート４４に対
して第３のプレート４３がθ方向に移動自在である。さ
らに、この第３のプレート４３に対して第２のプレート
４２がＸ軸方向にスライド自在で、第２のプレート４２
に対して第１のプレート４１がＹ軸方向にスライド自在
である。しかも、引張りばね５７，６３，７８によって
第１のプレート４１はＸＹおよびθ方向のセンタ位置決
めされている。

【００５５】第１のプレート４１の下面にはロボットハ
ンド８０が固定されている。このロボットハンド８０は
駆動機構を内蔵した本体部８１に一対の挟持片８２が設
けられ、この挟持片８２の下端部にはワーク８３を支持
する爪部８４が設けられている。さらに、一対の挟持片
８２の肩部には上下方向に貫通する貫通孔８５が穿設さ
れ、これら貫通孔８５にはロッド８６が上下動自在に挿
入されている。

【００５６】前記ロッド８６にはワーク８３の上面を押
える押え板８７が固定され、この押え板８７と前記挟持
片８２の肩部との間にはロッド８６に嵌合された下部コ
イルスプリング８８が介在されている。さらに、挟持片
８２の肩部より上方へ突出するロッド８６の上端部には
ねじ部８９が形成され、このねじ部８９にはナット９０
が螺合されている。さらに、ナット９０と前記挟持片８
２の肩部との間にはロッド８６に嵌合された上部コイル
スプリング９１が介在されている。

【００５７】また、前記第１のプレート４１と第４のプ
レート４４との両者間にはフローティングユニットをロ
ックするためのロック機構９２が設けられている。この
ロック機構９２は図９に示すように構成されている。

【００５８】すなわち、第１のプレート４１の一側部に
はロックプレート９３がボルト９４によって固定されて
いる。ロックプレート９３の水平部９３ａにはテーパ穴
によって形成された一対のロック穴９５が設けられてい
る。

【００５９】また、第４のプレート４４の一側部には支
持部材９６がボルト９７によって固定され、この支持部
材９６の上部にはエアシリンダ９８が鉛直方向に固定さ
れている。エアシリンダ９８のロッド９９にはフローテ
ィングジョイント１００を介して昇降プレート１０１が
固定されている。

【００６０】この昇降プレート１０１には前記ロックプ
レート９３の一対のロック穴９５に対向する一対のロッ
クピン１０２が固定されている。これらロックピン１０
２の上端部は円柱部１０２ａに、下端部にはロック穴９
５に対応するテーパ部１０２ｂが形成され、その先端部
にはロックピン１０２の横方向の移動量を規制する規制
ピン１０３が突設されている。さらに、ロックピン１０
２の円柱部１０２ａは前記支持部材９６の下端部の水平
部９６ａに穿設されたガイド穴１０４に対してスライド
自在であり、エアシリンダ９８の駆動によってロックピ
ン１０２が垂直方向に摺動するように構成されている。

【００６１】このように構成されたフローティングユニ
ット４０は、ワーク８３を含むロボットハンド８０の重
量は、Ｙ軸方向リニアガイド４５とＸ方向リニアガイド
４８およびθ方向ガイド６４によって受けることにな
り、引張りばね５７，６３，７８には加わらない。した
がって、引張りばね５７，６３，７８のばね力は、Ｙ軸
方向リニアガイド４５とＸ方向リニアガイド４８および
θ方向ガイド６４の摩擦抵抗力より僅かに大きければ十
分であり、小さな接触力での挿入が可能となる。

【００６２】次に、前述のように構成されたフローティ
ング装置を用いて図１０に示すように、２つの穴８３
ａ，８３ｂを有した挿入用ワークとしてのワーク８３を
ロボットハンド８０の一対の挟持片８２によって把持
し、前記２つの穴８３ａ，８３ｂを被挿入用ワークとし
てのベース１０５に突設された２本の軸１０６ａ，１０
６ｂに挿入する場合について説明する。なお、軸１０６
ａ，１０６ｂの先端部にはテーパ状の面取り部１０７が
形成されている。

【００６３】第４のプレート４４は水平方向（Ｘ，
Ｙ）、回転（Ｒ）および上下方向（Ｚ）の４軸に動くロ
ボットアームまたはピックアンドプレースユニットなど
に取付けられ、フローティング装置４０の全体がロボッ
トアームに支持された状態にある。

【００６４】まず、ロック機構９２のエアシリンダ９８
によって昇降プレート１０１を下降すると、ロックピン
１０２のテーパ部１０２ｂがロックプレート９３のロッ
ク穴９５と接触状態となり、移動自在なロックプレート
９３はロックピン１０２によって移動が規制され、第１
のプレート４１はＸＹおよびθ方向の中立位置で位置決
めロックされる。したがって、ワーク８３を搬送する際
に、ロボットハンド８０がＸＹおよびθ方向に移動する
ことはなく、ワーク８３を安定した状態で目的の部位ま
で搬送できる。

【００６５】そして、ロボットハンド８０によって把持
したワーク８３の穴８３ａ，８３ｂをベース１０５の軸
１０６ａ，１０６ｂの上端部に対向させる。次に、ロッ
ク機構９２のエアシリンダ９８によって昇降プレート１
０１を上昇させると、ロックピン１０２のテーパ部１０
２ｂとロックプレート９３のロック穴９５とは非接触状
態、つまりロック解除となり、第１のプレート４１はＸ
Ｙおよびθ方向に移動自在になる。

【００６６】このとき、軸１０６ａ，１０６ｂの軸心に
対してワーク８３の穴８３ａ，８３ｂの軸心がずれてい
た場合、ワーク８３の穴８３ａ，８３ｂの内周縁部が軸
１０６の面取り部１０７に接触したときワーク８３に水
平方向の分力が作用する。この分力によってワーク８３
が水平方向に移動して穴８３ａ，８３ｂが軸１０６ａ，
１０６ｂに挿入される。

【００６７】すなわち、軸１０６ａ，１０６ｂの軸心に
対してワーク８３の穴８３ａ，８３ｂの軸心がＹ軸方向
にずれていた場合、引張りばね５７によって中立状態に
保持されていたＹ軸方向リニアガイド４５が摺動して第
１のプレート４１がＹ軸方向に移動する。また、軸１０
６ａ，１０６ｂの軸心に対してワーク８３の穴８３ａ，
８３ｂの軸心がＸ軸方向にずれていた場合、引張りばね
６３によって中立状態に保持されていたＸ軸方向リニア
ガイド４８が摺動して第２のプレート４２がＸ軸方向に
移動する。さらに、軸１０６ａ，１０６ｂの軸心に対し
てワーク８３の穴８３ａ，８３ｂの軸心がＸＹ軸の両方
にずれていた場合、引張りばね５７，６３によって中立
状態に保持されていたＹ軸方向リニアガイド４５および
Ｘ軸方向リニアガイド４８が同時に摺動して第１のプレ
ート４１がＹ軸方向、第２のプレート４２がＸ軸方向に
同時に移動する。

【００６８】また、２つの穴８３ａ，８３ｂのうち一
方、例えば８３ａは軸１０６ａと軸心が一致して挿入で
きるが、他方の穴８３ｂが軸１０６ｂの軸心と一致しな
い場合、引張りばね７８によって中立状態に保持されて
いたθ方向ガイド６４が回転して第１のプレート４１が
水平面内でθ方向に回転する。

【００６９】したがって、ロボットアームによってフロ
ーティング装置４０を介してロボットハンド８０によっ
て把持したワーク８３を徐々に下降することにより、ワ
ーク８３の２つの穴８３ａ，８３ｂが軸１０６ａ，１０
６ｂに同時に挿入される。このとき、前述したように、
ワーク８３を含むロボットハンド８０の重量は、Ｙ軸方
向リニアガイド４５とＸ方向リニアガイド４８およびθ
方向ガイド６４によって受けることになり、引張りばね
５７，６３，７８には加わっていない。

【００７０】したがって、引張りばね５７，６３，７８
のばね力は、Ｙ軸方向リニアガイド４５とＸ方向リニア
ガイド４８およびθ方向ガイド６４の摩擦抵抗力より僅
かに大きければ十分であり、小さな接触力での挿入が可
能となる。このため、ワーク８３が剛性が弱く、強い力
がかけられない材質であっても損傷を与えることなく、
簡単に組付けできる。

【００７１】なお、前記第２の実施例においては、Ｙ軸
方向リニアガイド４５およびＸ軸方向リニアガイド４８
およびθ方向ガイド６４を中立状態に保つためにコイル
スプリングからなる引張りばね５７，６３，７８を張設
したが、コイルスプリングに限定されず、板ばね、ゴム
等の弾性紐でもよい。

【００７２】また、ワーク８３を保持する手段としてロ
ボットハンド８０を第１のプレート４１に固定したが、
ワーク８３を真空吸着する吸着ハンドによって吸着する
ハンドでもよく、ワーク８３の剛性度合い、形状等によ
って適宜変更すればよい。

【００７３】さらに、第２の実施例のフローティング装
置は、軸に対してワークに設けられた穴を挿入する場合
に限らず、スプライン溝に対してスプライン軸を挿入す
る場合にも採用できる。

【００７４】以上、この発明の実施例について説明した
が、この発明は前記実施例に限定されるものではない。
すなわち、前記各実施例の構成要素を任意に選択的に組
み合わせることにより、前記各実施例とは同等の機能も
しくは異なる機能を有する装置を構成することができ
る。したがって、前記実施例の構成要素を任意に選択的
に組み合わた実施例を新たな実施例としてもよい。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、挿入用ワークを被挿入用ワークに挿入する組立て時
に、ワークを含むハンドの重量は、Ｙ軸方向リニアガイ
ドとＸ方向リニアガイドによって受けることになり、引
張りばね等の弾性手段には加わっていない。したがっ
て、引張りばねのばね力は、Ｙ軸方向リニアガイドとＸ
方向リニアガイドの摩擦抵抗力より僅かに大きければ十
分であり、小さな接触力での挿入が可能となる。このた
め、ワークが剛性が弱く、強い力がかけられない材質で
あっても損傷を与えることなく、簡単に組付けできる。

【００７６】また、この発明は、前記Ｙ軸方向リニアガ
イド、Ｘ方向リニアガイドに加えてθ方向ガイドを設け
ることによって３自由度構成となり、２つの穴と２本の
軸等の２点の同時挿入が可能となり、自動組立ての応用
範囲を拡大できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例に係わるフローティン
グ装置の斜視図。

【図２】同実施例のＹ軸リニアガイドを示す平面図。

【図３】同実施例のＸ軸リニアガイドを示す平面図。

【図４】この発明の第２の実施例に係わるフローティン
グ装置の正面図。

【図５】同実施例のフローティング装置の側面図。

【図６】同実施例のフローティング装置の平面図。

【図７】同実施例のＹ軸リニアガイドを示す平面図。

【図８】同実施例のＸ軸リニアガイドを示す平面図。

【図９】同実施例のロック機構の正面図および側面図。

【図１０】同実施例の挿入用ワークと被挿入用ワークの
斜視図。

【図１１】従来のフローティング装置の側面図。

【図１２】従来のフローティング装置の作用説明図。

【図１３】従来のＲＣＣデバイスの正面図。

【符号の説明】

２０…フローティングユニット ２４…Ｙ軸リニアガイド ２７…Ｘ軸リニアガイド ３２，３４…引張りばね

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 挿入用ワークと被挿入用ワークの少なく
   とも一方に面取り部を設け、前記ワークの少なくとも一
   方を保持して他方のワークに対して挿入する際に、ハン
   ドによって保持する側のワークの水平面内におけるずれ
   を修正するフローティングユニットを備えたフローティ
   ング装置において、 前記フローティングユニットは、水平面内でＸ軸方向に
   移動自在なＸ軸リニアガイドと、このＸ軸リニアガイド
   に連結され水平面内でＹ軸方向に移動自在なＹ軸リニア
   ガイドと、前記Ｘ軸リニアガイドおよびＹ軸リニアガイ
   ドを中立点に位置決めする弾性手段とから構成したこと
   を特徴とするフローティング装置。
2. 【請求項２】 フローティングユニットは、上部がロボ
   ットアームに固定され、下部にワークを保持するハンド
   を持っていることを特徴とする請求項１記載のフローテ
   ィング装置。
3. 【請求項３】 Ｘ軸リニアガイドおよびＹ軸リニアガイ
   ドは、直線レールと、この直線レールに対して摺動自在
   な直動テーブルとから構成されていることを特徴とする
   請求項１記載のフローティング装置。
4. 【請求項４】 弾性手段は、一端部がリニアガイドの固
   定側、他端がリニアガイドの可動側に連結され、互いに
   逆方向に引張力を付与する引張りばねであることを特徴
   とする請求項１記載のフローティング装置。
5. 【請求項５】 弾性手段は、一端部がリニアガイドの固
   定側、他端がリニアガイドの可動側に連結され、互いに
   逆方向に圧縮力を付与する圧縮ばねであることを特徴と
   する請求項１記載のフローティング装置。
6. 【請求項６】 引張りばねは、一端部がリニアガイドの
   固定側、他端がリニアガイドの可動側に連結され、互い
   に逆方向に引張力を付与するコイルスプリングであるこ
   とを特徴とする請求項４記載のフローティング装置。
7. 【請求項７】 挿入用ワークと被挿入用ワークの少なく
   とも一方に面取り部を設け、前記ワークの少なくとも一
   方を保持して他方のワークに対して挿入する際に、ハン
   ドによって保持する側のワークの水平面内におけるずれ
   を修正するフローティングユニットを備えたフローティ
   ング装置において、 前記フローティングユニットは、水平面内でＸ軸方向に
   移動自在なＸ軸リニアガイドと、このＸ軸リニアガイド
   に連結され水平面内でＹ軸方向に移動自在なＹ軸リニア
   ガイドと、水平面内でθ方向に移動自在なθ方向ガイド
   と、前記Ｘ軸リニアガイド、Ｙ軸リニアガイドおよびθ
   方向ガイドを中立点に位置決めする弾性手段とから構成
   したことを特徴とするフローティング装置。
8. 【請求項８】 フローティングユニットは、上部がロボ
   ットアームに固定され、下部にワークを保持するハンド
   を持っていることを特徴とする請求項７記載のフローテ
   ィング装置。
9. 【請求項９】 Ｘ軸リニアガイドおよびＹ軸リニアガイ
   ドは、直線レールと、この直線レールに対して摺動自在
   な直動テーブルとから構成されていることを特徴とする
   請求項７記載のフローティング装置。
10. 【請求項１０】 θ方向ガイドは、内側リングと、この
    内側リングの外側に嵌合された外側リングおよび両リン
    グ間に介在されたベアリングとから構成されていること
    を特徴とする請求項７記載のフローティング装置。
11. 【請求項１１】 弾性手段は、一端部がガイドの固定
    側、他端がガイドの可動側に連結され、互いに逆方向に
    引張力を付与する引張りばねであることを特徴とする請
    求項７記載のフローティング装置。
12. 【請求項１２】 弾性手段は、一端部がガイドの固定
    側、他端がガイドの可動側に連結され、互いに逆方向に
    圧縮力を付与する圧縮ばねであることを特徴とする請求
    項７記載のフローティング装置。
13. 【請求項１３】 フローティングユニットは、ＸＹおよ
    びθ方向に移動不能にロックするロック機構を備えてい
    ることを特徴とする請求項７記載のフローティング装
    置。
14. 【請求項１４】 フローティングユニットは、ＸＹおよ
    びθ方向に移動不能にロックするロック機構を備えてい
    ることを特徴とする請求項１記載のフローティング装
    置。