JPS587420B2 - 自動組立機のスピンドルフロ−テイング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スピンドルの先端に組立部品をチャックし、
このスピンドルを回転させつつ、または単に前進させて
前記組立部品を他の対をなす組立部品に係合させる自動
組立機に係り、特にスピンドルを他の対をなす組立部品
に合せて３次元的に移動可能にすると共にいずれの方向
にも傾斜可能にし、芯の平行的ずれおよび角度的ずれの
いずれをも吸収して適確に両組立部品を係合させ得るよ
うにしたスピンドルフローテイング装置に関する。

ボルトとナットまたは軸と軸受等の対をなす組立部品を
自動的に組立てる機械においては、スピンドルの先端に
チャックしている一方の組立部品と、これに対向して位
置する他方の組立部品との芯が合致しなければならない
ことは言うまでもないが、両組立部品の芯を合致させる
には、前記他方の組立部品に対するスピンドルの軸心位
置と、チャックされている組立部品のスピンドルに対す
るチャック位置とが共に正確である必要があり、実際上
は両組立部品の芯を正確に合致させることは至難である
。

そこで従来、スピンドルを傾斜可能に設け、該スピンド
ルの先端にチャックした組立部品を前記スピンドルの傾
斜によって他方の組立部品に合せて移動させ、両者の芯
を合致させるようにしたものがある。

これによれば係合部の入口における芯を合致させること
はできるが、芯と芯が傾斜するため、係合精度が高い場
合や、係合長さが長い場合には、係合に無理を生じ、組
立部品を適確に係合させることができなかった。

本発明は、前述した欠点を解決したもので、スピンドル
の傾斜のみならず該スピンドルを３次元的に自由に移動
し得るように構成し、両組立部品が互いに傾斜および平
行にずれた状態で対向していても、両組立部品の中心線
を一直線上に確実に合致させて適確に係合することがで
きると共に、両組立部品が係合するまではスピンドルを
所定の位置に所定の姿勢で保持し、両組立部品の係合開
始不良を生ずることもなく、総じて適確な係合を行ない
得るようにした自動組立機のスピンドルフローテイング
装置を提供するにある。

以下本発明の一実施例を示す第１図ないし第３図につい
て説明する。

第１図において、１は移動体であり、２本のガイドバー
２（第２図参照）により固定フレーム３に対し前後（第
１図において右左）に移動可能に支持され、シリンダ等
の送り駆動装置４にて予じめ設定された所定速度で前後
に送りを付与されるようになっている。

前記移動体１は前プレート１ａと後プレート１ｂとを有
し前プレート１ａの両側にブラケット１ｃが一体的に固
着されている。

ブラケット１ｃには上方に伸びるアーム１ｄが一体的に
形成され、同アーム１ｄの先端には、第２図に示すよう
に、前記ガイドバー２と平行に配置されたピン５ａ，５
ｂを介して略水平に伸びるレバー６ａ，６ｂがそれぞれ
上下に揺動可能に取付けられている。

レバー６ａの先端で、かつピン５ａとピン５ｂの中間に
位置する箇所にピン７が突設され、他方のレバー６ｂの
先端には前記ピン７を摺動かつ揺動可能に係合する溝８
が設けられ、両レバー６ａ，６ｂを互いに連動して対称
的に揺動させるようになっている。

両レバー６ａ，６ｂの揺動中心から等しい距離の位置に
は、ピン５ａ，５ｂと平行なピン９ａ、９ｂを介してリ
ンク１０ａ，１０ｂがそれぞれ垂下されている。

これらのリンク１０ａ，１０ｂの下端には、一部を開放
した断面が円形のガイド溝１１ａ１１ｂが前記ガイドパ
ー２と平行に設けられている。

１２は後述するようにスピンドル１３およびその回転駆
動源１４等を装着しているスピンドル本体で、その略重
心位置（スピンドル本体１２に装着されているものをす
べて含めたものの重心位置）の両側部に軸１５ａ，１５
ｂを介して前記ガイド溝１１ａ，１１ｂに摺動かつ回転
可能に係合する球体１６ａ，１６ｂが取付けられている
。

移動体１の前プレート１ａには、前記スピンドル１３が
ガイドバ−２と略平行になるようにスピンドル本体１２
の先端部に、後述するように両組立部品間の芯ずれを修
正するに十分な大きさのすき間を有して遊嵌すると共に
、該スピンドル本体１２の先端に対して係脱可能に対向
するテーパ部１７ａを有するセンタ設定部材１７が固着
されている。

他方スピンドル本体１２と移動体１の後プレート１ｂと
の間には、受け金１８を介して前記スピンドル本体１２
を前記センタ設定部材１７のテーパ部１７ａへ向けて押
圧するバネまたはシリンダ等の弾圧部材１９がそれ自身
のたわみ等によりスピンドル本体１２の軸心と垂直な平
面内における移動を許し得るように取付けられている。

前記スピンドル本体１２の前後部には、前・後のプレー
ト１ａ，１ｂに取付けられたローラ２０，２１により受
けられてこれらからそれぞれ垂下したチェーン等の可撓
性部材２２ａ，２２ｂが連結され、同可撓性部材２２ａ
，２２ｂの先端にはそれぞれ独立して作動する２つ（第
１図には１つしか現われていない）のシリンダまたは重
錘等のバランス取り部材２３がそれぞれ連結されている
。

なお、第２図に示すように、一方の可撓性部材２２ａは
ローラ２１から離して設けた別のローラ２４を介して第
１図に示されているバランス取り部材２３の隣りに設け
たバランス取り部材に連結されている。

また前述したレバー６ａ，６ｂには、第２図に示すよう
に、アーム２５ａ，２５ｂが突設され、その先端寄りに
軸２６とその先端を摺動可能に嵌入する軸受２７とがピ
ン５ａ，５ｂと平行なピン２８ａ，２８ｂにてそれぞれ
揺動可能に取付けられている。

この軸２６の一部にはネジ２９が切られ、ここに調整ナ
ット３０が係合され、この調整ナット３０と前記軸受２
７との間に圧縮バネ３１が介在されている。

この圧縮バネ３１はスピンドル本体１２の上下動に伴な
うレバー６ａ，６ｂの揺動量に従って変形され、前述し
たバランス取り部材２３によるスピンドル本体１２の持
上げ力と、この圧縮バネ３１の弾圧力による持上げ力に
てスピンドル本体１２を所定の高さ位置に停止させ得る
ようになっている。

スピンドル本体１２には前記スピンドル１３が、第３図
に示すようにベアリング３２ ，３３を介して回転自在
に取付けられ、スピンドル本体１２に取付けられている
回転駆動源１４から歯車３４，３５を介して回転を与え
られるようになっている。

スピンドル１３の内部にはシリンダ３６が形成され、ピ
ストン３７が嵌入されている。

ピストン３７の後端側の室３８は、流路３９、回転継手
４０を介して図示しない流体圧力源に接続され、他方前
端側には復帰用のバネ４１が設けられている。

前記ピストン３７の前端側に設けられたロツド４２の先
端には、スピンドル１３の先端寄りに設けた軸方向に伸
びる長穴４３に摺動可能に係合する駒４４が固着されて
いる。

４５はチャックで、その本体４６はスピンドル１３に予
じめ係合されている保持リング４７に交換可能にネジ結
合され、両者の間に前記駒４４を侠着し、該駒４４と共
にスピンドル１３に沿って移動可能になされている。

チャック本体４６内には、傾斜溝４８にガイドされて斜
めに移動可能になされた爪４９が３ないしそれ以上等配
に設けられている。

他方、スピンドル１３の先端には、爪４９の突起４９ａ
に係合可能な２枚のつば５０ａ，５０ｂを有する開閉駒
５０が取付けられている。

次いで本装置の動作について説明する。

スピンドル本体１２は、レバー６ａ，６ｂにて上下に平
行に移動可能になされ、またリンク１０ａ，１０ｂにて
横に平行移動可能になされ、両者によりスピンドル１３
の軸と垂直な平面内で自由に移動し得るようになされる
と共に、ガイド溝１１ａ，１１ｂにて軸方向へも移動可
能になされ、いわゆる３次元的に移動し得るようになさ
れ、さらに該ガイド溝１１ａ、１１ｂと球体１６ａ，１
６ｂにて上下横および斜めのいずれの方向にも傾斜し得
るようになされている。

しかしながら、組立部品Ａが図示しない他の組立部品と
係合していない自由状態にあるときには、スピンドル本
体１２は弾圧部材１９にてセンタ設定部材１７のテーパ
部１７ａに押圧されて先端の位置を規制され、また圧縮
バネ３１をスピンドル本体１２が前記センタ設定部材１
７にて先端位置を規制されているとき該スピンドル本体
１２が水平になる位置にてバランスするように調整ネジ
３０にて調整することにより水平に保たれ、さらにまた
横方向に対してはリック１０ａ，１０ｂが垂下している
ため重力にて自然に中央に位置する。

なお、前記リンク１０ａ，１０ｂの支点であるピン９ａ
，９ｂは、レバー６ａ、６ｂがピン７と溝８にて連動す
るようになっており、該レバー６ａ，６ｂに作用する力
がアンバランスであっても対称的に揺動するため、装置
の中央に対して常に対称的な位置に置かれている。

そこで、スピンドル本体１２は、所定位置にガイドバー
２と平行に保持される。

この状態で一方の組立部品Ａを第３図に示すように、チ
ャック４５のつば５０ａに対向させ、圧力流体を回転継
手４０、流路３９を介してシリンダ３６の室３８へ供給
してピストン３７を前進させれば、ロット４２、駒４４
を介してチャック本体４６が前進され、同チャック本体
４６内に設けられている爪４９の突起４９ａが前側のつ
ば５０ａに当接すると、該爪４９が傾斜溝４８にて内方
へ移動し、第１図に示すように、組立部品Ａをチャック
する。

次いで、図示しない他方の組立部品を前記組立部品Ａに
対向させ、該組立部品Ａがネジ係合の場合のように回転
を必要とする場合には回転駆動源１４を作動させてスピ
ンドル１３を回転させ、また組立部品Ａが軸のように単
に挿入すればよい場合には回転させずに送り駆動装置４
を作動させて移動体１をガイドバ−２に沿って前進させ
る。

移動体１の前進に従ってスピンドル本体１２が一体的に
前進し、組立部品Ａをこれと対をなす他の組立部品に向
けて移動させる。

こうして両組立部品が係合を関始するが、これまでスピ
ンドル本体１２は前述した所定の位置に所定の姿勢で保
持されているため、係合部に比較的小さな面取りを施こ
すことなどにより、適確に係合を開始する。

しかしながら、この係合開始直後に両者が一部当接など
の理由により、移動体１の送り速度と等しい速度で係合
していかない場合には、スピンドル１３およびスピンド
ル本体１２は、ガイド溝１１ａ，１１ｂにガイドされ、
弾圧部材１９に抗して後退する。

この後退により、スピンドル本体１２の先端がセンタ設
定部材１７のテーパ部１７ａから離れ、スピンドル本体
１２は移動体１に対して自由に動き得るようになる。

しかして、両組立部品間に芯ずれがあれば、スピンドル
本体１２は、まず球体１６ａ，１６ｂとガイド溝１１ａ
，１１ｂの間の相対的揺動により、組立部品Ａが他の組
立部品に合致するように傾動し、少なくとも入口部にお
ける係合を可能にする。

組立部品が前記のようにネジ係合の場合には、スピンド
ル１３の回転により両組立部品は積極的に係合し、組立
部品Ａは前進する。

なお、この組立部品Ａ自身の前進速度は移動体１の前進
速度より遅くなるように設定され、スピンドル本体１２
の先端がセンタ設定剖材１７から離れ続けるようになさ
れることは言うまでもない。

また係合に回転を要さず、単に挿入する場合には、スピ
ンドル本体１２の後退限を規制するストツパ（図示せず
）を設けて移動体１の移動により係合させるようにすれ
ばよい。

かくして、組立部品Ａがより深く係合していったとき、
両組立部品の芯が互いに傾斜していると組立部品Ａは他
の組立部品にならって姿勢を変えようとする。

この力によりスピンドル本体１２はリンク１０ａ，１０
ｂを揺動させて横方向へ移動し、またレバー６ａ，６ｂ
を揺動させて上下方向へ移動し、さらにガイド溝１１ａ
，１１ｂ内で球体１６ａ，１６ｂを移動ないし回転する
ことにより、上下および横方向に自由に移動および傾斜
して、両組立部品の芯を確実に合致させる。

そこで両組立部品は円滑に係合し、係合長さが長い場合
や、係合精度が高い場合にも適確に係合させることがで
きる。

係合完了後、回転駆動源１４を停止させると共に、シリ
ンダ３６の室３８から圧力を除去すればピストン３７が
バネ４１にて元位置に復帰され、爪４９を開く。

次いで送り駆動装置４を逆に作動させて移動体１を後退
させる。

この移動体１の後退により、スピンドル本体１２は弾圧
部材１９にて再びセンタ設定部材１７に当接されると共
に、リンク１０ａ，１０ｂ、レバ６ａ，６ｂおよび圧縮
バネ３１の作用により、始動時と同様にスピンドル１３
がガイドバー２と平行になる位置に復帰され、次の組立
動作のため待期する。

前述した実施例においては、バランス取り部材２３によ
るバランス力を該スピンドル本体１２およびそれに装着
されている部品の全重量より若干小さくして、スピンド
ル本体１２の重力にて横方向位置を中央に保つようにす
ると共に、前記小さな重力に見合う持上げ力を圧縮バネ
３１にて付与し、スピンドル本体１２の上下位置の変化
に伴う圧縮バネ３１のバネカ変化によってスピンドル本
体１２の上下方向位置を所定位置に保つようにしたが、
これに限らずバランス取り部材２３によるバランス力を
スピンドル本体１２の前記全重量と等しくし、圧縮バネ
３１の代りに、アーム１ｄとレバー６ａ，６ｂとの間に
左右対称に設けた２つの圧縮または引張バネにてスピン
ドル本体１２の上下方向位置を所定位置に保つようにし
、かつ横方向位置もアーム１ｄとリンク１０ａ，１０ｂ
との間に左右対称に設けた圧縮または引張バネ等にて所
定位置に保つようにしてもよく、さらにバランス力の方
を大きくして圧縮バネ引の代りに引張バネを設けるよう
にしてもよい等種々変更し得ることは言うまでもない。

また前述した実施例では、スピンドル本体１２を軸方向
へ移動可能にする手段としてガイド溝１１ａ，１１ｂと
球体１６ａ，１６ｂを用いた例を示したが、これによら
ずリンク１０ａ，１０ｂの支点をピン９ａ，９ｂとせず
に球体継手を用いて該リンク１０ａ，１０ｂの軸方向へ
の揺動によりスピンドル本体１２を軸方向へ移動させる
と共に、該スピンドル本体１２を横方向へ傾斜可能とし
てもよい等、種々変更可能であることは言うまでもない
。

以上述べたように本発明によれば、スピンドルが３次元
的に自由に移動できると共にいずれの方向にも傾斜でき
るため、該スピンドルにチャックされた組立部品とこれ
に対向する組立部品との間に芯の平行的なずれや角度的
ずれがあっても、これらの係合に伴ってスピンドルの位
置や角度が自由に変化して両組立部品の芯を完全に一致
させることが可能となり、係合長さが長いものや、係合
精度の高いものをも適確に係合させることができ、また
前記スピンドルは自由に動き得るにもかかわらず、両組
立部品が係合されるまでは、所定の位置に所定の姿勢で
保持されるため、チャックへの組立部品の装着および両
組立部品の係合開始時の相対的位置関係の設定が確実に
でき、スピンドルをフロートさせたことによる不都合も
生じず、適確な係合を行なわせることができる等の効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す一部破断側面図、第２
図は第１図の■−■線による断面図、第３図は第２図の
■−■線による断面図である。 １・・・・・・移動体、２・・・・・・ガイドバー、３
・・・・・・固定フレーム、４・・・・・・送り駆動装
置、６ａ、６ｂ・・・・・・レバー、７・・・・・・ピ
ン、８・・・・・・溝、１０ａ，１０ｂ・・・・・・リ
ンク、１１ａ，１１ｂ・・・・・・ガイド溝、１２・・
・・・・スピンドル本体、１３・・・・・・スピンドル
、１４・・・・・・回転駆動源、１６ａ，１６ｂ・・・
・・・球体、１７・・・・・・センタ設定部材、１７ａ
・・・・・・テーパ部、１９・・・・・・弾圧部材、２
２ａ，２２ｂ・・・・・・可撓性部材、２３・・・・・
・バランス取り部材、２６・・・・・・軸、２７・・・
・・・軸受、３０・・・・・・調整ナット、３１・・・
・・・バネ、３６・・・・・・シリンダ、３７・・・・
・・ピストン、３９・・・・・・流路、４０・・・・・
・回転継手、４１・・・・・・バネ、４２・・・・・・
ロツド、４３・・・・・・長穴、４４・・・・・・駒、
４５・・・・・・チャック、４９・・・・・・爪、５０
・・・・・・開閉駒、Ａ・・・・・・組立部品。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スピンドルの先端に組立部品をチャックし、該スピ
   ンドルを前進させて前記組立部品を他の対をなす組立部
   品に係合させる自動組立機において機械の固定フレーム
   に所定の送り速度で移動可能に設けた移動体さ、同移動
   体の移動方向に対し垂直な平面内で上下にそれぞれ連動
   して揺動可能に前記移動体に取付けた一対のレバーと、
   少なくとも前記平面内で横方向に揺動可能に前記レバー
   にそれぞれ取付けられた一対のリンクと、前記レバー、
   リンク、さらにはこれらの間やリンクおよびその先に設
   けた移動ないし揺動手段を介して前記移動体に３次元的
   に自由に移動し得ると共にいずれの方向にも傾斜可能に
   支持され、さらに前記移動体の移動方向に対し略平行に
   スピンドルを装置しているスピンドル本体と、同スピン
   ドル本体の先端に係脱可能にテーパ係合すべく前記移動
   体に設けられたセンタ設定部材と、前記スピンドル本体
   をセンタ設定部材に向けて押圧すべくスピンドル本体と
   移動体との間に設けられた弾圧部材と、前記スピンドル
   本体に可撓性部材を介して連結されたバランス取り部材
   と、前記一対のレバーの間またはレバーと移動体との間
   に設けられたバネとを具備してな不自動組立機のスピン
   ドルフローテイング装置。