JPS6239134A - 部品押付機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は部品形状および駆動系の軌跡誤差に倣って自動
的に部品を組付位置に押付けるのに好適な部品押付機構
に関するものである。

〔発明の背景〕

従来、部品を他の部品の所定位置に正確に安定した状態
で押付ける場合にはたとえば第８図および第９図に示す
如く、複数個（図では３個）のピン２，３，４を間隔を
おいて所定位置に固定したベース状の部品１上に５個の
角部ａｙ　ｂ、Ｑｔ　ｄ。

ｅを有する５角形状をした部品５を搭載したのち、駆動
源６に接続するスライダ７上に固定された部品押付用ピ
ン８を上記部品５に形成されたＶ形状の溝９内に嵌挿し
、上記駆動源６の駆動により部品押付用ピン８を介して
部品５を第９図に示す矢印方向に移動させ部品５のａ−
ｂ面をピン２に、部品５のｂ　−ｃ面をピン３，４に接
触させて部品５を部品ｌ上に位置決めされた状態で固定
するものが実施されている。

上記の部品押付装置における部品５の押付は状態は第１
０図（ａ）に示す如く、部品押付用ピン８が部品５の■
溝９内に嵌挿して部品５のａ−ｂ面がピン２に、部品５
のｂ−ｃ面がピン３，４に夫々接触して部品５が位置決
めされたとき第１１図（ａ）に示す如く部品押付用ビン
８の押付力Ｆ１を３個のピン２，３．４が略均等な接触
力ｆ、ｆ２ｆ３で受けている。

しかるに上記の部品押付装置においては部品押付用ピン
８が駆動源６により直線的に移動するスライダ７に固定
され、移動する方向以外に自由度を保有していないため
、たとえば第１０図（ｂ）に示す如く、部品押付用ピン
８に対してＶ溝９が左方向（部品５のｄ側）にずれて形
成されている場合には１部品押付用ピン８が他方の傾斜
面９ｂに接触して他方の傾斜面９ｂと直角な方向に部品
５を押付けつつ両頭斜面９ａ、９ｂに接触するので、第
１１図（ｂ）に示す如く部品５のｂ−ｃ面は２個のピン
３，４に接触するけれども部品５のａ−ｂ面は１個のピ
ン２と離間する。その結果第１１図（ｂ）に示す如く１
部品押付用ピン８の押付力Ｆ２を２個のピン３，４にて
夫々接触力ｆ４＋　ｆ５で受けることになり、しかもこ
の状態から部品５のａ−ｂ面がピン２に接触する方向に
移動することがないので、部品５を正確な位置に安定し
て位置決めすることができない。

また、第１０図（ｄ）に示す如く１部品押付用ピン８に
対して■溝９が右方向（部品５のｅ側）にずれて形成さ
れている場合には、部品押付用ピン８が一方の傾斜面９
ａに接触して該一方の傾斜面９ａと直角な方向に部品５
を押付けつつ両頭斜面９ａ。

９ｂに接触するので、第１１図（ｅ）に示す如く、部品
５のａ−ｂ面は１個のピン２に、部品５のｂ−０面のｂ
付近°はピン３に夫々接触するけれども、部品５のｂ−
ｃ面はピン、３と離間する。その結果第１１図（ｃ）に
示す如く部品押付用ピン８の押付力Ｆ３をピン２，３に
て夫々接触力ｆ６ｖ　ｆ７で受けることになり、しかも
この状態から部品５のｂ−０面がピン４に接触する方向
に移動することがないので、部品５を正確な位置に安定
した状態で位置決めすることができない。

さらに上記の部品押付用ピン８と溝９との押付不良は単
に部品５の形状変化によるのみでなく部品押付用ピン８
の軌動がずれた場合にも発生する。

たとえば第１２図（ａ）に示す如く部品押付用ピン８が
部品５のＶ溝９に対して右方向（図５のｅ側）にずれた
状態で矢印方向に移動する場合には、たとえ部品５を前
記第１０図（ａ）と同一に形成したとしても、部品押付
用ピン８がＶ溝９の他方の傾斜面９ｂに接触して前記第
３図（Ｃ）で述べたと同様に他方の傾斜面９ｂと直角方
向に部品５を押付けつつ両頭斜面９ａ、９ｂに接触する
ので、第１２図（ｂ）に示す如く部品５のｂ−ｃ面は２
個のピン３，４に接触するけれども部品５のａ　−ｂ面
は１個のピン２と離間する。その結果第１３図（ａ）に
示す如く、部品押付用ピン８の押付力Ｆ４を２個のピン
３゜４で夫々接触力ｆ８ｙ　ｆ９で受けることになり、
しかもこの状態から部品５のａ　−ｂ面がピン２に接触
する方向に移動することがない。

また、第１２図（ｃ）に示す如く、部品押付用ピン８が
部品５のＶ溝９に対して左方向（部品５のｄ側）にずれ
た状態で矢印方向に移動する場合にはたとえ部品５を第
３図（ａ）と同一に形成したとしても部品押付用ピン８
がＶ溝９の一方の傾斜面９ａに接触して該一方の傾斜面
９ａにそうて摺動しつつ部品５を第１２図（ｄ）に示す
如く回動させて両頭斜面９ａ、９ｂに接触するので１部
品５のａ　−ｂ面は１個のピン２に、部品５のｂ−ｃ面
のｂ付近は１個のピン３に夫々接触すれども部品５のｂ
　−ｃ面はピン４と離間する。その結果第１３図（ｂ）
に示す如く部品押付用ピン８の押付力Ｆ５をピン２゜３
にて夫々接触力ｆｌｏｐ　ｆ目で受けることになり、し
かもこの状態から部品５のａ　−ｂ面がピン４に接触す
る方向に移動することがない。

このように部品５の押付不良は部品５の形状変化および
部品押付用ピン８の軌道の誤差による場合の他に部品押
付用ピン８が摺動方向以外に自由度を保有しないために
発生する。

また部品押付用ピン８にて部品５を安定に押付けるには
、部品押付用ピン８が部品５の形状に対応して予じめ設
定された方向に押付ける必要がある。

すなわち第１４図に示す如く部品５の先端部の２個の面
ａ−ｂ、ｂ−ｃが互いに直角状をなし、上記ａ−ｂ面が
ピン２に接触してＹ方向に位置し。

上記ｂ−Ｑ面が２個のピン３，４に接触してＸ方向に位
置する場合について述べる。今部品Ｓの■溝９を形成す
る２個の傾斜面９ａ、９ｂに同時に接触する部品押付用
ピン８の中心点０とするとこの中心点ＯをとおるＹ方向
と平行な直線に対して部品押付用ピン８の押付力は角度
αの範囲内に入るように押付力Ｆで部品５を押付けない
と前記第１０図（ａ）に示すような正しい押付けができ
ない、この角度αは、部品押付用ピン８で部品５のａ−
ｂ面をピン２に、ｂ−ｃ面をピン３，４に押付けたとき
、これら３個のピン２，３，４から部品５に加わる接触
力ｆｌｙ　ｆＺｔ　ｆ３がすべて正となるような上記押
付力Ｆの方向の範囲である。当然のことであるが、この
角度範囲αは部品５の形状、■溝９の位置、および３個
のピン２，３．４の位置によって変化するものである。

そこで、上記の変化要素を含めて部品押付用ピン８の押
付は方向の角度範囲αはつぎの式で表わされる。

ｆｌ〉０・・・・・・・・・（１） ｆｌ〉０・・・・・・・・・（２） ｆ３〉０・・・・・・・・・（３） つぎに部品５のｂ−ｃ面からピン２の中心位置までの長
さをＱ、、部品５のａ−ｂ面からピン３および４の中心
位置までの長さをＱ２ｖ　Ｃ３とし、部品５のａ−ｂ面
から部品押付用ピン８の中心位置０までの長さをＱｓと
し、各ピン２，３．４の接触力ｆｉ＊　ｆ２＋　ｆ３を
各変化要素および押付力Ｆの方向α直で表わすと、 ｆ　１　＝　Ｆｓｉｎ　Ｃ１−−・Ｃ４＞ｆ２＝＝Ｆ（
（Ｑａ−Ｑｓ）ｃｏｓａＨ＋（Ｑ４−４１）ｓｉｎｃｚ
）　／（Ｑｓ　　ｆｌ２）−（５）ｆ３＝Ｆ　（（ｆｆ
５−１２ｚ）ｅｏｓαｌ　＋（Ｑ４−ＱＩ）ｓｉｎα）
　／（Ｑａ−４２ｚ）・・（６）になる、これら式（４
）　（５）　（６）を上記式（１）　（２）　（３）に
夫々代入すると α、〉０・・・・・・・・・・・・・・・（７）ｃｃ、
＜ｔａｎ−１（ＣＯ２−Ｃ３）／（１２４Ｌ）　）　−
−−（８）ａ＋＜ｔａｎ−’　（（Ｉｔｓ　−Ｑｚ）／
（Ｑａ　　ＱＩ）　）　−・−−−−−（９）になる。

そこで、上記の条件を満足させるために従来はたとえば
特開昭５３−６３７００号公報に記載され、これを第１
５図に示す如く機械１０に取付けられ下方部が開口、す
る円筒盤１１内に上下方向に間隔をおいて平行に配置さ
れたリング１２と板１３とを設け、かつ上方のリンク１
２と円筒盤１１の下方壁との間に並進リンク機構１４を
設け、上記リンク１２と板１３との間に揺動リンク機構
１５を設け、上記板１３に固定された部品押付用ピン８
を水平方向および傾斜方向に移動しうるようにしたもの
が提案されている。

しかるに上記の構成では部品押付用ピン８を矢印１６に
示す如く水平方向に力が加わったとき、揺動リンク機構
１５の回転中心に対して水平方向の力によるモーメント
が発生するため、部品押付用ピン８は水平方向に移動し
たのち、傾斜して確実な部品押付用ピン８の押付けを行
なうことができない。

また従来たとえば第１６図に示す如く機械１０に取付け
られ、下方部が開口する円筒［１７内に上下方向に２段
のボール１８ａ、　１８ｂと介して嵌挿し外周部に複数
個のバネ１９にて支持された移動ベース２０を設け、こ
の移動ベース２０に部品押付用ピン８を固定したものが
使用されている。

しかるに上記の部品押付機構における部品押付用ピン８
は水平方向のみしか自由度を保有しないため５部品押付
機械をスライダなどに取付けて水平方向に動作させて部
品押付を行なった場合１部品押付用ピン８は部品５の形
状変化もしくは部品押付用ピン８の軌道の誤差などに影
響されることなく押付時の部品５の動きに倣って部品押
付用ピン８が移動し、このときの押付力Ｆも上記押付の
角度範囲α中に入っているので、前記第１０図（ａ）で
述べた如く部品５を正確な位置に安定して位置決めする
ことができるが、その反面、ボール１８ａ。

１８ｂを上下２段に設け、かつ移動ベース２０の周囲に
複数個のバネ１９を設けるなど構成が複雑になって小形
化に適合しない欠点を有する。

〔発明の目的〕

本発明は前記従来の欠点を除去し、簡単な構成で小形化
軽量を可能とする部品押付機構を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は前記の目的を達成するため、矩形状をし下面長
手方向に摺動案内面を形成した平板と、この平板の下面
両端部に下向きに突出する如く固定された複数個の支持
板とから形成され、上記平板面上を回転自在に支持され
たフレームを設け。

このフレームの上記摺動案内面に摺動自在に支持され部
品押付用ピンを支持するスライダを設け、このスライダ
の両端面と上記支持板との間に介挿され１弾性力にて上
記スライダを常に上記フレームの回転中心位置に保持さ
せるとともに上記スライダの摺動および上記フレームの
回転のさい上記部品押付ピンを部品の形状に倣って押付
させる弾性力の異なる複数個のバネを設けたことを特徴
とするものである。

〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例を示す第１図乃至第７図について
説明する。第１図は本発明の実施例を示す部品押付装置
の正面図、第２図は第１図の平面図、第３図は本発明に
よる部品押付装置の基本動作を説明するための部品押付
装置の正面図、第４図は第３図の平面図、第５図（ａ）
乃至（ｄ）は本発明による部品押付装置の部品押付動作
を説明するための説明図、第６図（、）乃至（ｄ）は第
５図（ａ）乃至（ｄ）に示す本発明による部品押付装置
の部品押付動作時の押付力を説明するための説明図、第
７図は本発明をロボットによる部品押付に適用した部品
押付装置の斜視図である。

第１図および第２図において、２１はアクチュエータ取
付部にして機械本体（図示せず）に支持されている。２
２は円筒形状をしたブロックにして、上記アクチュエー
タ取付部２１の先端部に固定支持され、内部にボールベ
アリング２３を介してシャフト２４を回転自在に支持し
ている。２５はフレームにして、矩形状をし、その上面
中心部を上記シャフト２４の先端部に固定支持され、下
面長手方向に摺動案内部２６ａを形成した平板２６と、
この平板２６の下面両端部に下方向に突出する如く固定
支持された２個の支持板２７ａ、２７ｂと、これら２個
の支持板２７ａ、２７ｂの内側対向面に固定支持された
バネ接続具２８とから形成され上記シャフト２４を中心
にして第２図に示す矢印２９の方向に自由に回動しうる
如くしている。３０はスライダにして、上面を上記平板
２６の摺動案内部２６ａに矢印３１の方向に摺動自在に
支持され、下面に部品押付用ピン８を固定支持し、上記
バネ接続具２８に対向する両端面にバネ接続具３２を固
定支持している。３３ａ、３３ｂは２個の小径バネにし
て、夫々両端部を上記４個のバネ接続具２８．３２に支
持され、互いに対向する弾性力にて上記スライダ３０お
よび部品押付用ピン８を常に図示中心位置に保持させる
如くしている。３４ａ。

３４ｂは２個の大径バネにして、上記小径バネ３３ａ。

３３ｂを内部に挿入する如く上記支持板２７ａ、２７ｂ
とスライダ３０との間に介挿し、上記小径バネ３３ａ。

３３ｂよりも強い弾性力にて互いに対向して上記スライ
ダ３０を介して部品押付用ピン８を部品５に押付けさせ
る如くしている。

本発明による部品押付装置は前記の如き構成をしている
から、その作動について第３図および第４図により述べ
る。

第３＠および第４図に示す如く、部品押付用ピン８には
水平方向の力が加わる。この水平方向の力のうちスライ
ダ３０のスライド方向の分力３５ａはスライダ３０を小
径バネ３３ａ、３３ｂの弾性力に抗して矢印３１ａの方
向にスライドさせるので、これに伴なって図の右側の大
径バネ３４ｂが圧縮しつつ弾性力が増大する。しかるの
ち大径バネ３４ｂの弾性力と上記分力３５ａとが互いに
釣合ったときスライダ３０の矢印３１ａの方向の移動が
停止してフレーム２５の回転中心位置に対して部品押付
用ピン８が偏心した位置に達する。同時に上記右側の大
径バネ３４ｂの圧縮時の弾性力をもって部品押付用ピン
８が部品５を押付ける。

また上記スライダ３０と直交する方向の分力３Ｓｂはフ
レーム２５を矢印３６の方向に回転させるので、これに
伴って部品押付用ピン８が部品５の形状に倣って正常な
押付力で部品５を押付ける。

つぎに部品押付用ピン８が部品５を押付ける動作につい
て第５図（ａ）乃至第５図（ｄ）および第６図（ａ）（
ｂ）について述べる。

先ず第５図（ａ）に示す如く、フレーム２５の回転中心
が部品５のＶ溝９の頂点９ｃからｅ側にずれた位置０．
から本発明による部品押付装置をアクチュエータにより
軌道３７ａにそうで矢印方向に移動させると、部品押付
用ピン８が■溝９の他方の傾斜面９ａに接触する。さら
に部品押付用ピン８が軌道３７ａにそうて矢印方向に移
動すると、このときの部品押付用ピン８に加わる大径バ
ネ３４ａ。

３４ｂの弾性力が部品Ｓを移動させる力よりも小さいの
で、部品押付用ピン８がＶｌｆ！９の他方の傾斜面９ｂ
に接触した状態でフレーム２５が摺動案内部２６ａにそ
うで矢印３８ａの方向に摺動しながらその回転中心点を
中心にして矢印３９の方向に回動して図の右側の大径バ
ネ３４ｂを圧縮させ、これに伴なって大径バネ３４ｂの
弾性力を漸次増大させる。

しかるのち、上記大径バネ３４ｂの弾性力が増大すると
、部品押付用ピン８がＶ溝９の他方の傾斜面９ｂを摺動
しつつ引続きフレーム２５が摺動案内部２６ａにそうで
矢印３８ａの方向に摺動すると同時にその回転中心点を
中心にして矢印３９の方向に回動する。

ついで部品押付用ピン８がＶ溝９を形成する２個の傾斜
面９ａ、９ｂに同時に接触してその頂点に固嵌し、大径
バネ３４ｂの弾性力が部品５を移動させる力にまで達す
ると、部品押付用ピン８は部品５を移動して第５図（ｂ
）に示す如（ａ　−ｂ面を１個のピン２に、ｂ−ｃ面を
２個のピン３，４に接触させ、これによって部品５が位
置決めされる。

しかるのち上記大径バネ３４ｂの弾性力が所定の弾性力
に達すると、部品押付用ピン８は所定の押付力にて部品
５を押付け、同時に３個のピン２゜３．４が上記部品押
付用ピン８による押付は方向の反対方向から所定の大き
さの接触力で部品５を押付ける。上記部品押付用ピン８
が部品５を押付ける力の方向は部品押付用ピン８とフレ
ーム２５の回転中心点とを結ぶ直線と同一である。また
上記部品押付用ピン８が部品５を押付ける力の方向は第
６図（ａ）に示す如く、正常な押付けを行なうために必
要な角度範囲α内に入っている。すなわち第５図（ａ）
の場合における部品押付用ピン８の押付力Ｆの適正な角
度範囲αを前記式（７）（８）（９）により求めると、
第６図（ａ）に示す如くになるので、部品押付用ピン８
は正常な押付は角度範囲α内にて部品５を押付けること
ができる。

また第５図（ｃ−）に示す如く、フレーム２６の回転中
心位置０１が部品５のＶ溝９の頂点９Ｃに対してｄ側に
ずれている場合でも上記と同様な方法により第５図（ｄ
）に示す如く部品５を正常な押付力および接触力で押付
けることができ、かつ部品押付用ピン８の押付は方向は
第６図（ｂ）に示す如く適正な角度範囲α内に入ってい
るので１部品押付用ピン８は部品５を正常に押付けるこ
とができる。

つぎに本発明をロボットを使用した部品押付装置に実施
した場合につき第７図により述べる。

同図に示す如くロボット３８の手首３９の先端部に前記
第１図および第２図に示す本発明による部品押付装置４
０を取付け、この部品押付用ピンのスライダ３０に取付
けられた部品押付用ビン８の先端部を部品４１上に搭載
された部品４２の穴４２ａに嵌挿したのち、ロボット３
８により部品押付用ピンをＸ。

Ｙ、Ｚの３方向に移動すると、部品４２は部品４１上に
固定された６個のピン２ａ、　３ａ、　４ａ、　２ｂ、
　３ｂ、４ｂに押付けられて位置決めされる。

したがって部品押付用ピン８の先端部を部品４２の穴４
２ａ内から挿出することなく部品４２を位置決めするこ
とができる。ただし、上記部品押付用ピン８として回転
可能な偏心ピンを使用した場合には一旦ピンを部品４２
の穴４２ａ内から挿出して偏心ピンの方向を変えてから
再び部品４２の穴４２ａ内に嵌挿しないと偏心ピンの押
付方向を変えることができない。その理由は偏心ピンを
部品４２の穴４２ａ内に嵌挿した状態で回動すると偏心
ピンの偏心量を半径として高精度で動作させる必要があ
り、このような制御は実際上困蔑であるからである。

〔発明の効果〕

本発明は以上述べた如くであるからつぎに述べる効果を
有する。

（ｉ）　　フレームを従来の如く円筒形状でなく矩形状
に形成されいるからスライダの周辺のバネの数を減少し
かつボールベアリングを省略することができ、これによ
って構成を簡単にすることができる。

（ｉｆ）　　フレームの回転中心位置がたとえ部品の部
品押付用ピン嵌挿溝の中心位置よりずれている場合でも
部品押付用ピンの押付方向を適正な押付をするために必
要な角度範囲内に入ることができるので１部品を正確な
位置に安定して位置決めするとかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す部品押付装置の正面図、
第２図は第１図の平面図、第３図は本発明による部品押
付装置の基本動作を説明するための部品押付装置の正面
図、第４図は第３図の平面図、第５図（ａ）乃至（ｄ）
は本発明による部品押付装置の部品押付動作を説明する
ための説明図、第６図（ａ）（ｂ）は本発明による部品
押付装置の部品押付時の押付力の方向を説明するための
説明図。 第７図は本発明をロボットによる部品押付に適用した部
品押付装置の斜視図、第８図は従来の部品押付装置を示
す平面図第９図は第８図の側面図、第１０図（ａ）乃至
（ｅ）は第８図に示す従来の部品押付装置の部品押付動
作の一例を説明するための説明図、第１Ｉ図（ａ）乃至
（ｃ）は第８図に示す従来の部品押付装置の部品押付時
の押付力の方向の一例を説明するための説明図、第１２
図（ａ）乃至（ｄ）は従来の部品押付装置の部品押付動
作の他の一例を説明するための説明図、第１３図（ａ）
及び（ｂ）は従来の押付装置の部品押付時の部品押付力
の他の一例を説明するための説明図、第１４図は適正な
部品押付方向を説明するための説明図、第１５図は従来
の部品押付装置の一例を示す断面正面図、第１６図は従
来の部品押付装置の他の一例を示す断面正面図である。 ２．３．４・・・ピン、５・・・部品、８・・・部品押
付用ピン、９・・・Ｖ溝、２１・・・アクチュエータ取
付部、２２・・・ブロック、２３・・・ボールベアリン
グ、２４・・・シャフト、２５・・・フレーム、２６・
・・平板、２７ａ、２７ｂ・・・支持板、　２８．３２
・・・バネ接続具、３０・・・スライダ、３３ａ。 ３３ｂ・・・小径バネ、３４ａ、３４ｂ・・・大径バネ
。 代理人弁理士　秋　　本　　正　　失 策１ｒＩＩＪ 第２図 第３図 Ｔ″３１６ 第４図 第５図 第５図 ｆｄ） 第８図 ソ 第９図 第１ｏ図 （ｄ）＋ｅ） 第１１図 第１２図 （ａ）　　　　　（ｂ） （ｃ）　　　　　（ｄ） ｈ 第１３図 第１４図 ↑ 第１５図 第１６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 部品を組付位置に押付けて位置決めする部品押付機構に
   おいて、矩形状をし、下面長手方向に摺動案内面を形成
   した平板と、この平板の下面両端部に下向きに突出する
   如く固定された複数個の支持板とから形成され、上記平
   板上に回転自在に支持されたフレームを設け、このフレ
   ームの上記摺動案内面に摺動自在に支持され部品押付用
   ピンを支持するスライダを設け、このスライダの両端面
   と上記支持板との間に介挿され弾性力にて上記スライダ
   を常に上記フレームの回転中心位置に保持させるととも
   に上記スライダの摺動および上記フレームの回転のさい
   上記部品押付ピンを部品の形状に倣って押付させる弾性
   力の異なる複数個のバネを設けたことを特徴とする部品
   押付機構。