JP4935798B2 - 部品チャック装置 - Google Patents

Description

本発明は、部品を被組付け物に組み付ける際、被組付け物内の空気を吸引しながら、チャックした部品を組み付ける部品チャック装置に関する。

特許文献１にみられるように、部品供給位置と、部品を組み付ける被組付け位置との間で、チャックを移動自在に構成し、当該チャックを、部品供給位置まで移動し、バキューム動作を行うことによって部品供給位置の供給部品をチャックの部品保持空間内に吸引保持し、この状態で被組付け位置まで移動し、前記被組付け位置では、バキューム動作を解除し、エアーブロー動作を行うことによって前記部品保持空間内の供給部品を被組付け物に挿入する部品供給装置が知られている。

このような部品供給装置を用いて、高精度（微小クリアランス）部品を被組付け物に組付ける場合、エアーを吸引して部品をチャック保持する部品チャック装置で、チャックした部品を、被組付け物にゆっくりと組付ける必要があり、組付け時間が長く掛かっていた。特に、めくら穴内に部品を高精度に挿入組付けする場合、めくら穴内の空気を押出すため、顕著に組付け時間が長引き、サイクルタイムが長く掛かってしまっていた。

特開平１０−２７７９７９号公報

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、円筒状部品を被組付け物の穴に組み付ける際に、被組付け物内の空気を吸引しながら、チャックした部品を組み付ける、部品チャック装置を提供することを目的とするものである。
本発明の部品チャック装置による組み付けにおいては、円筒状部品を被組付け物の穴部に組み付ける場合を対象としている。円筒状部品としては、円筒、鍔つき円筒、複数段の円筒、下部に円筒部を有する部品等が含まれる。被組付け物の穴部としては、代表的にはめくら穴であるが、貫通穴であっても下部に部品が既に挿入されているもの、円筒状部品を挿入すると穴内の空気の押し出しが阻害されるようなものなどが挙げられる。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、円筒状部品を被組付け物の穴部に組み付けるために前記円筒状部品を把持する部品チャック装置（１０）であって、該部品チャック装置（１０）は、チャックベース（１１）と、前記チャックベース（１１）に垂下するように固定されたケーシング（１１’）と、前記ケーシング（１１）内であって、前記チャックベース（１１）の中心部に固定されたノズル（１３）と、前記ケーシング（１１）の内周面と前記ノズル（１３）の外周面の間に形成された環状中空部（１１’’）に摺動可能に弾装されたガイド（１２）とを具備する部品チャック装置（１０）において、
前記ガイド（１２）には、前記環状中空部（１１’’）に連通し、前記ガイド（１２）の下端部に開放口を有する連通部（１８）が設けられており、該連通部（１８）は、前記環状中空部（１１’’）を介して組付け時吸引用の吸引源に連通し、さらに、前記ノズル（１３）には、部品チャック用の吸引源と連通しノズル下面に開放口を有する吸引穴（１４）が貫通し、前記円筒状部品を前記ノズル下面に吸着保持可能としたことを特徴とする。

これにより、チャックベース（１１）とノズル（１３）の間に移動可能に設けたガイド（１２）に溝（１８）を設け、ガイド（１２）とノズル（１３）間の隙間及び溝（１８）を通し、被組付物内の空気を吸引し、部品挿入時に内圧が上昇し、組付けに時間がかかるのを防止する。
ガイドに設けた溝で吸引される空気の流れが、ガイドと部品間に生じることにより、部品はガイドの中心に案内され、被組付物に接触しないようにして挿入組付けできる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記連通部（１８）が、前記ガイド内周面において全周を３等分して設けられた三日月形状の溝であることを特徴とする。
これにより、３等分に溝（１８）を設けることにより、吸引バランスをより良くすることができ、部品はガイドの中心に案内されて挿入組付けできる。

なお、上記に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施態様の部品チャック装置１０による組み付け装置１００の全体を表す概略図である。図２は、本発明の一実施態様の部品チャック装置１０を表す概略図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
図４は、本発明の一実施態様の部品チャック装置１０による組付け工程を示す概略図である。（ａ）は、部品チャック装置１０が円筒状部品を吸引保持した状態を示す図であり、（ｂ）は、部品チャック装置１０が、被組付け物の穴部上方に位置決めされた状態を示す図であり、（ｃ）は、部品チャック装置１０が、被組付け物の穴部に円筒状部品を挿入した状態を示す図である。

本発明の部品チャック装置１０による組み付けにおいては、一般的には円筒状部品を被組付け物の穴部に組み付ける場合を対象としているが、この実施態様では、鍔つき円筒形の小ピストン２を、シリンダ１の内部の段付き円筒穴に挿入する場合を例示している。図２に示すように、既にシリンダ１の内部の段付き円筒穴には、大ピストン３が組み付けられている。

図１に示すように、部品チャック装置１０は、一例として、コンプライアンスユニット８０を介して、２軸か３軸の直交型のロボット９０に取付けられている。ロボットは、スカラー型であっても良くその他周知のものを使用してもよい。コンプライアンスユニット８０は、組立てロボットによく使われる周知のものであって、小ピストン２と、シリンダ１の円筒穴との軸心ずれ等により、挿入時に過大な力が発生した場合の逃げ機構としての役目などを果たす。（一例として、特開昭５９−１１０５９３号公報、特開２００２−３０７３６６号公報等参照。）

パレット２０には、シリンダ１の保持用の位置決めピン２１が複数本植えつけられており、また、小ピストン２の保持用の位置決めピン２５、２６が複数本植えつけられている。位置決めピン２６は、後述するようにストッパーとしての機能を有している。
あらかじめパレット２０上には、既に穴内部に大ピストン３が組みつけられたシリンダ１と（図２参照）、小ピストン２がセットされてから、ベルトグリッパ３０によって、１搬送ピッチ毎間欠搬送して、パレット２０が、順次組み付け装置１００に搬送されてくるようになっている。

次に、図２を参照して、部品チャック装置１０を説明する。
コンプライアンスユニット８０に連結したチャックベース１１には、下方に垂下するようにケーシング１１’がボルトで固定され、ケーシング１１内部には、中空部が設けられている。チャックベース１１の中央には、中空部内において、ノズル１３がボルトにて下方に向けて固定されている。ノズル１３の中央には吸引穴１４が貫通しており、チャックベース１１に設けられた穴１７を通って、部品チャック用の吸引源（ピストンバキューム）に連通している。これにより、ノズル１３の下面１３’において小ピストン２を吸引して保持できるようにする。

ケーシング１１’とノズル１３との間は、環状中空部１１’’が形成されており、ガイド１２が、上下に摺動できるよう設けられている。チャックベース１１とガイド１２間にはスプリング１５を設け、ガイドを下方に押圧する。
図３にみられるように、ガイド１２の内周面には、断面が三日月上の溝１８が３等分に形成されている。溝１８は、環状中空部１１’’と連通し、さらに穴１６を通って、組付け時エアー吸引用の吸引源（真空引き）に連通している。３等分に溝１８を設けることにより、吸引バランスをよくする効果を狙っている。溝としては軸方向にスプライン状に設けてもよく、また、溝の代わりに、ガイド内に軸方向に小径穴を複数設けてもよい。当該溝又は小径穴は連通部に相当する。

溝１８は、軸方向に螺旋状に設けてもよい。この場合には、吸込み流が旋回流となって一層吸引バランス、芯合せがよくなり、小ピストン２の挿入時に小ピストンが被組付け物のシリンダ１の穴の中心にガイドされやすくなる。

次に、図４を参照して、本発明の一実施態様の部品チャック装置１０による組み付けの作動を説明する。 図４（ａ）は、部品チャック装置１０が円筒状部品を吸引保持した状態を示す図であり、（ｂ）は、部品チャック装置１０が、被組付け物の穴部上方に位置決めされた状態を示す図であり、（ｃ）は、部品チャック装置１０が、被組付け物の穴部に円筒状部品を挿入した状態を示す図である。 図５は、ガイドに設けた溝１８で吸引される空気の流れが、ガイドと部品間に生じた状況で挿入組付けをする説明図である。

あらかじめパレット２０上には、既に穴内部に大ピストン３が組みつけられたシリンダ１と小ピストン２が別々にセットされており、ベルトグリッパ３０によって、１搬送ピッチ毎間欠搬送して、パレット２０が組み付け装置１００に搬送されてくる。
パレット２０が組み付け装置１００に対して位置決めされると、部品チャック１０を小ピストン２の上方に位置決めする。
小ピストン２はパレット上に保持されており、パレットには小ピストン２の近傍に位置決めピン２５、２６を有する。位置決めピン２６はその先端が高い位置にあるため、部品チャック１０が下降してくると、位置決めピン２６の先端がガイド１２に接触し、ガイド１２をスプリングに抗して内部に押し込み、ノズルが突出して小ピストン２を吸着してチャックする。

次に、部品チャック１０を、パレット２０上の被組付物であるシリンダ１の上に移動し、その上に小ピストン２を位置決めする。部品チャックを下降させ、小ピストン２をシリンダ１に接近させ、シリンダ１内の空気を吸引すると同時に、部品チャック１０を下降し、小ピストン２をシリンダ１内に挿入する。この時、図５に示すように、ガイド１２に設けた溝１８で吸引される空気の流れが、ガイド１２と小ピストン２間に生じることにより、小ピストン２はガイド１２の中心に案内され、シリンダ１内部の穴に接触することなく、挿入組付けできる。その後、部品チャック１０が小ピストン２を放置して、部品チャック１０は原位置に戻る。

本発明の別の実施態様としては次のようなものが挙げられる。
組み付け対象としての円筒状部品には、小ピストン２に限らず、円筒、鍔つき円筒、複数段の円筒、下部に円筒部を有する部品、角数の多い多角形柱状体等が含まれる。被組付け物の穴部としては、代表的にはめくら穴であるが、貫通穴であっても下部に部品が既に挿入されているもの、円筒状部品を挿入すると穴内の空気の押し出しが阻害されるようなもの（底部に小径穴しか開いていない場合）などが挙げられる。以上の例示に限られるものではなく、部品を小クリアランスで穴部に組み付ける場合で、穴内の空気の押し出しが阻害される場合であれば適用可能である。
上記一実施態様ではパレット２０に小ピストンがあらかじめ設置されていたが、パーツフィーダー等により供給される部品供給部を設けて供給してもよい。被組付け物は、位置決めピン２１、２５、２６で保持されているが、Ｖ字爪で把持してもよい。
本発明は、例示を目的として選択された特定の実施態様を参照して記述されているが、当業者にとっては本発明の基礎概念とその開示範囲から逸脱せずに、数多くのモディフィケーションが為しうることが明らかであろう。

本発明の一実施態様の部品チャック装置１０による組み付け装置１００の全体を表す概略図である。 本発明の一実施態様の部品チャック装置１０を表す概略図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 本発明の一実施態様の部品チャック装置１０による組付け工程を示す概略図である。（ａ）は、部品チャック装置１０が円筒状部品を吸引保持した状態を示す図であり、（ｂ）は、部品チャック装置１０が、被組付け物の穴部上方に位置決めされた状態を示す図であり、（ｃ）は、部品チャック装置１０が、被組付け物の穴部に円筒状部品を挿入した状態を示す図である。 ガイドに設けた溝１８で吸引される空気の流れが、ガイドと部品間に生じた状況で挿入組付けをする説明図である。

符号の説明

１ シリンダ（被組付け物）
２ 小ピストン
３ 大ピストン
１０ 部品チャック装置
１１ チャックベース
１１’ ケーシング
１１’’ 環状中空部
１２ ガイド
１３ ノズル
１４ 吸引穴
１５ スプリング
１６、１７ 穴
１８ 溝（連通部）
２０ パレット
２１、２５、２６ 位置決めピン
３０ ベルトグリッパ
８０ コンプライアンスユニット
９０ ロボット
１００ 組付け装置

Claims (2)

1. 円筒状部品を被組付け物の穴部に組み付けるために前記円筒状部品を把持する部品チャック装置（１０）であって、該部品チャック装置（１０）は、
   チャックベース（１１）と、
   前記チャックベース（１１）に垂下するように固定されたケーシング（１１’）と、
   前記ケーシング（１１）内であって、前記チャックベース（１１）に固定されたノズル（１３）と、
   前記ケーシング（１１）の内周面と前記ノズル（１３）の外周面の間に形成された環状中空部（１１’’）に摺動可能に弾装されたガイド（１２）と
   を具備する部品チャック装置（１０）において、
   前記ガイド（１２）には、前記環状中空部（１１’’）に連通し、前記ガイド（１２）の下端部に開放口を有する連通部（１８）が設けられており、該連通部（１８）は、前記環状中空部（１１’’）を介して組付け時吸引用の吸引源に連通し、
   さらに、前記ノズル（１３）には、部品チャック用の吸引源と連通しノズル下面に開放口を有する吸引穴（１４）が貫通し、前記円筒状部品を前記ノズル下面に吸着保持可能としたことを特徴とする部品チャック装置（１０）。
2. 前記連通部（１８）が、前記ガイド内周面において全周を３等分して設けられた三日月形状の溝であることを特徴とする部品チャック装置（１０）。

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