JP2000117561A - ワーク組付装置およびワーク組付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークと取付穴との芯ずれ量が比較的大きい
場合でも良好に圧入することができるとともに、径寸法
が異なる複数種類のワークに対応できるようにする。 【解決手段】 ヘッド中心線Ｓ₁ に対して接近離間させ
られる複数の偏心ピン（係合爪）９０によりワーク１４
をヘッド中心線Ｓ₁ と同心に位置決めして保持する〔
(a)、(b) 〕とともに、ワーク組付部材１８の近傍で偏
心ピン９０をヘッド中心線Ｓ₁ 側へ退避させ〔 (c)〕、
その状態で圧入ヘッド３２を更に下降させてワーク１４
を下方へ押圧すると、ワーク１４は面取り２２に案内さ
れつつ穴中心線Ｓ₂ と同心になるように移動させられ、
取付穴２０内に圧入される〔 (d)〕。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワーク組付装置およ
びワーク組付方法に係り、特に、ワークと嵌合部との芯
ずれが比較的大きい場合でも両者を良好に嵌合させるこ
とができるとともに、径寸法が異なる複数種類のワーク
に対応できるワーク組付装置およびワーク組付方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】(a) ヘッド中心線に対して直角な押圧面
を有する押圧治具、およびその押圧治具の前方におい
て、嵌合円筒面を有するワークの軸心が前記ヘッド中心
線と略同心になる姿勢でそのワークを保持する位置決め
保持装置を備えている押圧ヘッドと、(b) 前記ワークが
嵌合される嵌合部を有するとともにその嵌合部が前記ヘ
ッド中心線と略同心になるように配設されたワーク組付
部材と、前記押圧ヘッドとを相対的に接近させる接近駆
動装置とを有し、(c) 前記押圧治具の押圧面で前記ワー
クを前記嵌合部に対して相対的に押圧することにより、
その嵌合部およびワークの少なくとも一方に設けられた
面取りに案内されつつそのワークの前記嵌合円筒面が嵌
合部に密着するように嵌合するワーク組付装置が、各種
製品の生産現場等で多用されている。

【０００３】図８の圧入装置はその一例で、圧入ヘッド
（押圧ヘッド）１０にはヘッド中心線Ｓ₁ と同心に位置
決めピン１２が設けられ、外周面が嵌合円筒面である円
筒形状のワーク１４の内周面と係合させられることによ
り、そのワーク１４をヘッド中心線Ｓ₁ と略同心に位置
決めするとともに、磁力或いは負圧などで吸着する図示
しない吸着装置によりヘッド先端面（押圧面）１６にワ
ーク１４が密着するように吸着して保持するようになっ
ている。圧入ヘッド１０は鉛直方向の下向きに配設され
ているとともに、図示しない油圧シリンダ等の圧入アク
チュエータ（接近駆動装置）によって下方へ直線往復移
動させられるようになっている一方、その圧入ヘッド１
０の下方には図示しないテーブル上にワーク組付部材１
８が配設されている。ワーク組付部材１８には、ワーク
１４を圧入（締まり嵌合）すべき取付穴（嵌合部）２０
が設けられており、圧入ヘッド１０は、ヘッド中心線Ｓ
₁が取付穴２０の穴中心線Ｓ₂ と略一致する位置におい
て圧入アクチュエータにより下降させられる。これによ
り、ワーク１４はヘッド先端面１６により取付穴２０内
に圧入されるが、ワーク１４と位置決めピン１２との間
には遊びｂ（径方向の両側の合計では２ｂ）が設けられ
るとともに、取付穴２０の開口周縁部には面取り幅ｃで
面取り２２が施され、ヘッド中心線Ｓ₁ と穴中心線Ｓ₂
との間に僅かな芯ずれａが存在しても、面取り２２によ
ってワーク１４を取付穴２０内に案内して圧入できるよ
うになっている。圧入ヘッド１０は、例えばロボットハ
ンド等によりワーク受取位置などへ移動させられるとと
もに、ヘッド中心線Ｓ₁ と穴中心線Ｓ₂ とが略一致する
圧入位置に位置決めされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記芯ずれ
量ａは、図８の(b) に示す圧入開始時の条件から次式
(1) を満足するとともに、図８の(c) に示す圧入完了時
の条件から次式(2) を満足する必要があり、遊び寸法ｂ
の大きさによって異なるが最大でもｃ／２であり、高い
位置決め精度が必要で必ずしも十分に満足できるもので
はなかった。また、遊びｂがｃ／２より大きくなると、
それに伴って許容芯ずれ量ａは小さくなり、遊びｂが面
取り幅ｃより大きくなると圧入不可になるため、ワーク
１４の大きさに応じて複数種類の位置決めピン１２を用
意して自動交換などを行う必要があり、装置が大掛かり
になるとともに高価になるという問題があった。 ａ＜ｃ−ｂ ・・・(1) ａ≦ｂ ・・・(2)

【０００５】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、ワークと嵌合部との
芯ずれ量が比較的大きい場合でも良好に嵌合させること
ができるとともに、径寸法が異なる複数種類のワークに
対応できるワーク組付装置およびワーク組付方法を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、第１発明は、(a) ヘッド中心線に対して直角な押
圧面を有する押圧治具、およびその押圧治具の前方にお
いて、嵌合円筒面を有するワークの軸心が前記ヘッド中
心線と略同心になる姿勢でそのワークを保持する位置決
め保持装置を備えている押圧ヘッドと、(b) 前記ワーク
が嵌合される嵌合部を有するとともにその嵌合部が前記
ヘッド中心線と略同心になるように配設されたワーク組
付部材と、前記押圧ヘッドとを相対的に接近させる接近
駆動装置とを有し、(c) 前記押圧治具の押圧面で前記ワ
ークを前記嵌合部に対して相対的に押圧することによ
り、その嵌合部およびワークの少なくとも一方に設けら
れた面取りに案内されつつそのワークの前記嵌合円筒面
がその嵌合部に密着するように嵌合するワーク組付装置
であって、(d) 前記位置決め保持装置は、(d-1) 前記押
圧治具の押圧面よりも前方へ突き出すように配設される
とともに、互いに同期して前記ヘッド中心線に対して接
近離間させられる複数の係合爪を有し、(d-2)その複数
の係合爪が前記ワークの係合円筒面に係合させられるこ
とにより、そのワークをそのヘッド中心線と略同心に位
置決めして保持する一方、(d-3) 前記押圧治具によりそ
のワークを前記嵌合部に対して相対的に押圧して嵌合す
るのに先立って、その複数の係合爪をそのワークから離
間させてそのワークの位置決めを解除するものであるこ
とを特徴とする。

【０００７】第２発明は、第１発明のワーク組付装置に
おいて、(a) 前記押圧治具は、前記ヘッド中心線まわり
に複数配設されるとともに、それぞれそのヘッド中心線
に対して接近離間する方向に移動可能とされた複数の押
圧片にて構成されており、(b) その複数の押圧片を互い
に同期してそのヘッド中心線に対して接近離間させる位
置調整装置を備えていることを特徴とする。

【０００８】第３発明は、第２発明のワーク組付装置に
おいて、(a) 前記複数の係合爪は、(a-1) 前記ヘッド中
心線を中心とする一円周上にそのヘッド中心線と平行に
配設された複数の爪用回転軸の先端に偏心して取り付け
られた偏心ピンで、(a-2) その複数の爪用回転軸は、そ
のヘッド中心線上に軸心まわりの回転可能に配設された
単一の同期用回転軸に固定された第１歯車と噛み合わさ
れ、互いに同期して回転させられるようになっており、
(a-3) その爪用回転軸の回転に伴ってその偏心ピンはそ
のヘッド中心線に対して接近離間させられるものであ
り、(b) 前記位置調整装置は、(b-1) 前記ヘッド中心線
を中心とする一円周上にそのヘッド中心線と平行に配設
されるとともに、それぞれ前記同期用回転軸に固定され
た第２歯車と噛み合わされて互いに同期して回転させら
れる複数の位置調整用回転軸と、(b-2) その複数の位置
調整用回転軸の先端にそれぞれ偏心して取り付けられる
とともに前記押圧片と係合させられ、その位置調整用回
転軸の回転に伴ってその押圧片をそのヘッド中心線に対
して接近離間させる偏心係合部材とを有するものであ
り、(c) 且つ、前記同期用回転軸の１回転に対する前記
爪用回転軸および前記位置調整用回転軸の回転数が互い
に相違するように歯数比が定められていることを特徴と
する。

【０００９】第４発明は、第１発明〜第３発明の何れか
のワーク組付装置を用いて、前記ワークを前記ワーク組
付部材の嵌合部に嵌合するワーク組付方法であって、
(a) 前記位置決め保持装置の前記複数の係合爪を前記係
合円筒面に係合させて前記ワークを前記ヘッド中心線と
略同心に位置決めして保持する位置決め保持工程と、
(b) 前記押圧治具により前記ワークを前記嵌合部に対し
て相対的に押圧して嵌合するのに先立って、前記複数の
係合爪をそのワークから離間させてそのワークの位置決
めを解除する爪退避工程と、(c) その爪退避工程の後
に、前記接近駆動装置により前記押圧治具を介して前記
ワークを前記嵌合部に対して相対的に押圧することによ
り、前記面取りに案内されつつそのワークを前記ヘッド
中心線と直角な方向へ移動させながらその嵌合部に嵌合
する嵌合工程とを有することを特徴とする。

【００１０】

【発明の効果】本発明のワーク組付装置によれば、例え
ば第４発明のワーク組付方法に従ってワークを嵌合部に
嵌合することができる。その場合に、位置決め保持装置
は前記遊びｂを有することなくワークをヘッド中心線Ｓ
₁ と略同心に位置決めするとともに、接近駆動装置によ
りワークを嵌合部に対して相対的に押圧して嵌合するの
に先立って複数の係合爪はワークから退避させられ、嵌
合時にはその退避寸法ｄ（図７参照）だけワークはヘッ
ド中心線Ｓ₁ と直角な方向へ移動できるため、ヘッド中
心線Ｓ₁ と嵌合部の中心線Ｓ₂ との芯ずれ量ａ′は最大
で面取り幅ｃまで許容される。すなわち、許容芯ずれ量
ａ′は図８に示す従来の許容芯ずれ量ａに比較して２倍
になり、その分だけ押圧ヘッドとワーク組付部材との位
置決め精度が緩和されるのである。位置決め精度が同じ
であれば、芯ずれによる組付不良や装置の破損などが防
止され、或いは面取り幅ｃを小さくすることができる。

【００１１】また、位置決め保持装置は、複数の係合爪
をヘッド中心線Ｓ₁ に対して接近または離間させること
によりワークを位置決め保持するため、ワークの径寸法
が異なる場合でも良好に位置決め保持して嵌合部に嵌合
することが可能となり、従来のように複数種類の位置決
めピンを用意して自動交換する場合に比較して装置がコ
ンパクトで且つ安価に構成される。複数の係合爪をワー
クに係合させて位置決め保持するため、従来のように磁
力や負圧などでワークを吸着する吸着装置が必ずしも必
要でなく、この点でも装置が簡単且つ安価に構成され得
る。

【００１２】第２発明では、ワークを押圧する押圧治具
が複数の押圧片にて構成され、それ等の押圧片が位置調
整装置によりヘッド中心線Ｓ₁ に対して接近離間させら
れることにより、ワークの径寸法に応じて押圧片の位置
を調整できるため、径寸法が異なる複数種類のワークを
取り扱う場合でも、押圧片を交換することなくワーク端
面の略全域に押圧面を当接させて押圧することが可能
で、局部的な押圧によるワークの変形などを防止でき
る。これは、例えばワークを嵌合穴（嵌合部）の内部ま
で圧入するなど、ワークの軸方向長さより深く嵌合する
場合、すなわち全てのワークに対応する大きな押圧治具
を用いた時には嵌合部と干渉してしまう場合などに有効
である。

【００１３】第３発明では、単一の同期用回転軸の周囲
に爪用回転軸および位置調整用回転軸がそれぞれヘッド
中心線と平行に複数本配設され、それ等の爪用回転軸お
よび位置調整用回転軸がそれぞれ互いに同期して回転さ
せられることにより、係合爪としての偏心ピンおよび押
圧片がそれぞれヘッド中心線に対して同期して接近離間
させられるようになっているため、装置がコンパクトに
構成される。なお、同期用回転軸の１回転に対する爪用
回転軸および位置調整用回転軸の回転数が互いに相違す
るため、ワークを押圧する時の偏心ピンの径方向位置、
例えば最大径或いは最小径となる位置に対して、ワーク
を押圧する押圧片の径方向位置を独立に調整することが
可能で、ワークの径寸法に応じて押圧片の径方向位置を
調整できる。

【００１４】第４発明は、実質的に第１発明と同様の効
果が得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】ここで、前記ワークとしては円柱
形状或いは円筒形状のものが好適に用いられ、円柱形状
の場合は外周面が嵌合円筒面で且つ係合円筒面となり、
嵌合部としての嵌合穴（取付穴）内に嵌合される。円筒
形状の場合は、例えば外周面が嵌合円筒面で内周面が係
合円筒面で、嵌合部としての嵌合穴内に嵌合されるが、
内周面が嵌合円筒面で外周面が係合円筒面で、嵌合部と
しての円柱状突部の外周側に嵌合されるようになってい
ても良い。また、外周面および内周面の何れか一方が嵌
合円筒面および係合円筒面を兼ねている場合であっても
良く、この場合は反対側の周面は必ずしも円筒面である
必要はない。

【００１６】接近駆動装置は、例えば押圧ヘッドをワー
ク組付部材に対して接近離間させるように配設される
が、押圧ヘッドに対してワーク組付部材を接近離間させ
るものでも良い。接近離間方向は、一般には上下方向
（鉛直方向）であることが望ましいが、鉛直方向から傾
斜していても良いし、水平方向であっても良い。

【００１７】位置決め保持装置の複数の係合爪は、例え
ば第３発明の偏心ピンのように構成されるが、ヘッド中
心線と直交する方向へ直線往復移動させるなど、種々の
態様で実施できる。押圧治具の複数の押圧片について
も、例えばガイド部材によってヘッド中心線と直交する
方向へ直線移動するように案内されるなど、移動形態は
適宜設定される。これ等の係合爪、押圧片は、例えばヘ
ッド中心線を挟んで対称的な２位置に一対配設するだけ
でも良いが、ヘッド中心線まわりに等角度間隔でそれぞ
れ３個以上配設することが望ましい。また、係合爪、押
圧片の材質は、例えば金属材料にて構成することが望ま
しいが、ワークの材質などに応じて適宜設定される。

【００１８】位置決め保持装置は、係合爪をワークに係
合させて位置決め保持するため、磁力や負圧などでワー
クを吸着する吸着装置は必ずしも必要でないが、押圧治
具によりワークを嵌合部に対して相対的に押圧して嵌合
するのに先立って係合爪をワークから離間させる際にワ
ークが位置ずれすることを防止するため、必要に応じて
永久磁石等の吸着装置を設けることができる。吸着装置
は、例えば押圧治具の押圧面に永久磁石を埋設したり、
押圧治具にエア通路を設けて押圧面に設けられた吸引穴
からエアを吸引したりするように構成される。なお、位
置決め保持装置によってワークを位置決め保持したまま
ワーク組付部材の嵌合部にワークを押圧し、その状態で
係合爪をワークから離間させる場合など、係合爪の退避
時にワークの位置ずれが発生しない場合や、嵌合部側へ
位置ずれする場合には、上記吸着装置は不要である。

【００１９】第３発明では、位置決め保持装置の係合爪
（偏心ピン）および押圧治具の押圧片が、同期用回転軸
を介して互いに連動して移動させられるが、他の発明で
はそれ等をそれぞれ独立した駆動機構で別々に移動させ
るように構成することもできる。第３発明では、同期用
回転軸を回転駆動して偏心ピンや押圧片を移動させるこ
とが望ましいが、爪用回転軸や位置調整用回転軸を回転
駆動してそれ等を移動させるようにしても良い。第１歯
車および第２歯車は、歯数が異なる（径寸法が異なる）
別個の歯車でも良いが、共通の単一の歯車であっても良
い。共通の単一の歯車を用いた場合、爪用回転軸および
位置調整用回転軸の配設位置を異なる円周上に設定すれ
ば、両者の歯数比を異ならせることができる。歯数比の
相違が小さい程、押圧片の径方向位置を極め細かく調整
することができる。

【００２０】第３発明の偏心ピンや偏心係合部材は、爪
用回転軸、位置調整用回転軸の先端に一体的に固設して
も良いが、軸心まわりの回転可能に配設することもでき
る。また、それ等の偏心ピンや偏心係合部材は、円柱形
状など円筒外周面を有することが望ましいが、楕円など
異形断面の部材を用いることもできる。

【００２１】位置決め保持装置や位置調整装置は、シリ
ンダや電動モータなどの駆動源によって自動的に或いは
スイッチ操作などで作動させられるものでも良いが、作
業者の手動操作で作動させられるように構成することも
可能である。

【００２２】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ
詳細に説明する。なお、以下の説明では前記ワーク組付
部材１８の取付穴２０内にワーク１４を圧入する圧入装
置について説明する。

【００２３】図１は、圧入装置３０の全体構成を説明す
る図で、ワーク１４を位置決めして保持する圧入ヘッド
３２と、ワーク組付部材１８を予め定められた組付位置
に位置決めしてクランプするテーブル３４と、圧入ヘッ
ド３２を下方へ直線往復移動させることによりワーク１
４をワーク組付部材１８の取付穴２０内に圧入する圧入
用アクチュエータ３６とを備えている。圧入用アクチュ
エータ３６は、油圧シリンダやエアシリンダ、或いは送
りねじおよび電動モータからなる送り装置などで、圧入
ヘッド３２と共に図示しない移動装置（ロボットハンド
など）に配設され、ワーク受取位置などへ移動させられ
るとともに、ヘッド中心線Ｓ₁ と穴中心線Ｓ₂ とが略一
致する圧入位置に位置決めされるようになっている。圧
入装置３０はワーク組付装置に相当し、圧入ヘッド３２
は押圧ヘッドに相当し、圧入用アクチュエータ３６は接
近駆動装置に相当する。なお、移動装置によりテーブル
３４を圧入ヘッド３２に対して相対移動させることもで
きる。

【００２４】図２は上記圧入ヘッド３２の具体的構成を
示す縦断面図で、図３、図４、図５はそれぞれ図２にお
ける III− III断面図、IV−IV断面図、Ｖ−Ｖ断面図で
あり、図６は圧入ヘッド３２を先端（下端）側から見た
端面図である。圧入ヘッド３２の本体ハウジング４０内
には、ヘッド中心線Ｓ₁ と同心に駆動シャフト４２が配
設されているとともに、この駆動シャフト４２はベアリ
ングを介して軸心まわりの回転可能に支持され、回転駆
動源としてのＡＣサーボモータ４４によりウォーム４６
およびウォームホイール４８を介して回転駆動されるよ
うになっている。本体ハウジング４０の先端側にはフラ
ンジ部材５０およびギヤハウジング５２が一体的に固設
され、それ等のフランジ部材５０およびギヤハウジング
５２内に同期用回転軸５４がヘッド中心線Ｓ₁ と同心に
且つ軸心まわりの回転可能に配設されている。同期用回
転軸５４は、連結装置５６を介して上記駆動シャフト４
２に相対回転不能に連結されているとともに、第１歯車
および第２歯車として共通の軸方向長さが長い長歯車５
８が相対回転不能に取り付けられている。

【００２５】上記ギヤハウジング５２内には、図４から
明らかなように同期用回転軸５４の周囲であってヘッド
中心線Ｓ₁ を中心とする一円周上に３本の爪用回転軸６
０が等角度間隔（１２０°間隔）でヘッド中心線Ｓ₁ と
平行に且つ軸心まわりの回転可能に配設されているとと
もに、それぞれ爪用歯車６２が相対回転不能に取り付け
られて前記長歯車５８の上端部に噛み合わされている。
これ等の爪用歯車６２および長歯車５８の歯数は２１歯
ずつで互いに等しく、同期用回転軸５４の１回転で３本
の爪用回転軸６０はそれぞれ１回転させられる。ギヤハ
ウジング５２内には更に、同期用回転軸５４の周囲であ
ってヘッド中心線Ｓ₁ を中心とする一円周上に３本の位
置調整用回転軸６４が等角度間隔（１２０°間隔）でヘ
ッド中心線Ｓ₁ と平行に且つ軸心まわりの回転可能に配
設されているとともに、それぞれ位置調整用歯車６６が
相対回転不能に取り付けられて前記長歯車５８の下端部
に噛み合わされている。これ等の位置調整用歯車６６お
よび長歯車５８の歯数は僅かに相違し、本実施例では歯
数比が２０：２１で同期用回転軸５４の１回転で３本の
位置調整用回転軸６４はそれぞれ２１／２０回転させら
れる。すなわち、ヘッド中心線Ｓ₁ を中心とする位置調
整用回転軸６４の配設円周は、爪用回転軸６０の配設円
周よりも僅かに小径とされているのである。なお、位置
調整用回転軸６４は、ヘッド中心線Ｓ₁ まわりにおいて
爪用回転軸６０の中間（６０°間隔）に位置するように
配設されている。

【００２６】前記ギヤハウジング５２の先端側には、図
６から明らかなように３本のガイド突起７０がヘッド中
心線Ｓ₁ を中心として１２０°間隔で放射状に突き出し
ているガイド部材７２がボルト７４によって一体的に固
設されており、それ等のガイド突起７０には、押圧治具
を構成している３個の金属材料製の押圧片７６が配設さ
れている。ガイド部材７２は、３本のガイド突起７０が
ヘッド中心線Ｓ₁ まわりにおいて前記位置調整用回転軸
６４と略一致する状態で固設されている。また、押圧片
７６にはガイド突起７０の断面形状と略等しい断面の貫
通穴７８（図２参照）が設けられているとともに、その
貫通穴７８内にガイド突起７０が摺動可能に嵌合されて
おり、押圧片７６はガイド突起７０に案内されつつヘッ
ド中心線Ｓ₁ と直交する方向へ直線移動可能に支持され
ている。

【００２７】３個の押圧片７６は、図５、図６から明ら
かなようにヘッド中心線Ｓ₁ まわりにおいて等角度間隔
（１２０°間隔）で分割された扇形状を成しているとと
もに、下端面である押圧面８０はヘッド中心線Ｓ₁ に対
して直角な平坦面で、圧入すべきワーク１４の一方の端
面１４ａ（図７(c) 参照）に面接触させられるようにな
っている。押圧片７６の上端面には、図５から明らかな
ように押圧片７６の移動可能な方向と直角な方向、すな
わちガイド突起７０と直角な方向に長い長円形の長穴８
２が設けられ、前記位置調整用回転軸６４の先端に偏心
して設けられた偏心係合部材８４と係合させられてい
る。偏心係合部材８４は円柱形状の係合ピンで、位置調
整用回転軸６４の先端面に一体的に固設されており、位
置調整用回転軸６４の回転に伴ってその軸心まわりに偏
心係合部材８４が公転（偏心回転）させられることによ
り、押圧片７６はガイド突起７０に案内されつつヘッド
中心線Ｓ₁ と直交する径方向へ直線移動させられる。

【００２８】３本の位置調整用回転軸６４は、図５から
明らかなようにヘッド中心線Ｓ₁ に対する偏心係合部材
８４の位置が一致するように、言い換えれば３つの押圧
片７６が互いに同期してヘッド中心線Ｓ₁ に対して接近
離間させられるように、各位置調整用歯車６６と長歯車
５８との噛合い位置が定められている。また、位置調整
用回転軸６４の軸心に対する偏心係合部材８４の偏心寸
法は、取り扱う複数種類のワーク１４の外径寸法の最大
差の１／４に設定されているとともに、図２、図５、図
６に示すように押圧片７６がヘッド中心線Ｓ₁ に最接近
させられた最小径の状態において、外径が最も小さいワ
ーク１４の外周縁と押圧片７６の外周縁とが略一致する
ように、各押圧片７６の配設位置は定められている。し
たがって、取り扱うワーク１４の外径寸法に応じて位置
調整用回転軸６４の回転位相を変更し、ヘッド中心線Ｓ
₁ と直交する径方向へ押圧片７６を移動させることによ
り、何れのワーク１４についてもその外周縁と押圧片７
６の外周縁とが略一致する状態で圧入作業を行うことが
できる。長穴８２の幅寸法は偏心係合部材８４の径寸法
と略同じで、長さ寸法は偏心係合部材８４の偏心回転を
許容する寸法、言い換えれば押圧片７６の移動ストロー
ク（ワーク１４の外径寸法の最大差の１／２）より大き
めの寸法に設定されている。なお、３つの押圧片７６の
内の任意の２つには、図６から明らかなように押圧面８
０に永久磁石８８が埋設され、磁力で吸着される鉄等の
磁性材料製のワーク１４を吸着するようになっている。

【００２９】上記位置調整用回転軸６４、偏心係合部材
８４、同期用回転軸５４、および同期用回転軸５４を回
転させるＡＣサーボモータ４４などを含んで、３つの押
圧片７６を互いに同期してヘッド中心線Ｓ₁ に対して接
近離間させる位置調整装置８６が構成されている。

【００３０】前記爪用回転軸６０の先端部（下端部）は
ギヤハウジング５２から下方へ突き出し、上記３つの押
圧片７６の境界部分に位置させられているとともに、そ
の先端には円柱形状の偏心ピン９０が偏心して一体的に
固設され、押圧面８０の下方まで突き出している。押圧
片７６には、爪用回転軸６０や偏心ピン９０との干渉を
避けるために切欠９２が形成されている。爪用回転軸６
０の先端位置は、押圧片７６の押圧面８０より手前（上
方）で、偏心ピン９０の押圧面８０からの突出寸法は、
ワーク１４の長さ寸法より小さい。そして、爪用回転軸
６０が回転駆動されると、その軸心まわりに偏心ピン９
０が公転（偏心回転）させられ、ヘッド中心線Ｓ₁ に対
して接近離間させられる。

【００３１】３本の爪用回転軸６０は、図６から明らか
なようにヘッド中心線Ｓ₁ に対する偏心ピン９０の位置
が一致するように、言い換えれば３本の偏心ピン９０が
互いに同期してヘッド中心線Ｓ₁ に対して接近離間させ
られるように、各爪用歯車６２と長歯車５８との噛合い
位置が定められており、３本の偏心ピン９０がそれぞれ
ヘッド中心線Ｓ₁ から離間させられる際にワーク１４の
内周面１４ｂと係合させられることにより、そのワーク
１４をヘッド中心線Ｓ₁ と略同心に位置決めして保持す
る。また、爪用回転軸６０の軸心に対する偏心ピン９０
の偏心寸法は、取り扱う複数種類のワーク１４の内径寸
法の最大差の１／４に所定値αを加算した寸法に設定さ
れているとともに、偏心ピン９０がヘッド中心線Ｓ₁ か
ら最も離間した最大径となる直前に、内径が最も大きい
ワーク１４の内周面１４ｂと係合させられるように、各
爪用回転軸６０の配設位置は定められている。所定値α
は、内径が最も小さいワーク１４を取り扱う場合でも、
そのワーク１４の位置決め状態から偏心ピン９０をヘッ
ド中心線Ｓ₁ に最も接近する最小径位置まで移動させる
ことにより、所定の最低退避寸法ｄ（図７参照；α≒ｄ
／２）を確保するためのもので、圧入ヘッド３２の位置
決め精度すなわち芯ずれ量ａ′に対して次式(3) を満足
するように設定される。 ｄ≧ａ′ ・・・(3)

【００３２】上記爪用回転軸６０、偏心ピン９０、同期
用回転軸５４、および同期用回転軸５４を回転させるＡ
Ｃサーボモータ４４などを含んで位置決め保持装置９４
が構成されており、偏心ピン９０は係合爪に相当する。
また、偏心ピン９０が係合させられるワーク１４の内周
面１４ｂは係合円筒面で、外周面１４ｃ（図１参照）
は、取付穴２０の内周面に密着させられる嵌合円筒面で
ある。

【００３３】このような圧入装置３０は図示しない制御
装置により自動的に作動させられ、図７に示す手順に従
って圧入作業が行われる。図７の各断面図は、３本の偏
心ピン９０のうちの２本を一平面内に示した展開図であ
る。

【００３４】図７の(a) は、ＡＣサーボモータ４４によ
り同期用回転軸５４、更には爪用回転軸６０を回転駆動
することにより、３本の偏心ピン９０をそれぞれ最小径
位置から離間させてワーク１４の内周面１４ｂに係合さ
せ、ワーク１４をヘッド中心線Ｓ₁ と略同心に位置決め
して保持した状態で、圧入ヘッド３２はロボットハンド
等の移動装置によりワーク組付部材１８の略真上となる
圧入位置に位置決めされている。その状態で、圧入用ア
クチュエータ３６により圧入ヘッド３２は下降させら
れ、図７の(b) に示すようにワーク１４の下端面１４ｄ
がワーク組付部材１８の上面１８ａと略一致する位置、
或いはワーク１４の下端外周縁部が面取り２２と接触す
る位置で、圧入ヘッド３２の下降が一旦停止させられ
る。この下降停止位置は、移動量センサで圧入ヘッド３
２の下降量が所定値に達したことを検出したり、リミッ
トスイッチで圧入ヘッド３２が所定位置に達したことを
検出したりすることによって制御される。図７の(a) お
よび(b) は位置決め保持工程である。

【００３５】その後、ＡＣサーボモータ４４により同期
用回転軸５４、更には爪用回転軸６０を逆回転させるこ
とにより、図７の(c) に示すように偏心ピン９０を最小
径位置まで退避させる。これにより、ヘッド中心線Ｓ₁
を中心とする径方向においてワーク１４の内周面１４ｂ
と偏心ピン９０との間に、少なくとも最低退避寸法ｄよ
り大きい隙間が設けられる。ワーク１４の下端外周縁部
が面取り２２に接している場合は、押圧面８０との間で
挟圧されるとともに前記永久磁石８８に吸着されること
により、ワーク１４はヘッド中心線Ｓ₁ と略同心に保持
される。但し、押圧面８０による押圧で、ワーク１４が
取付穴２２側へ位置ずれすることは差し支えない。ま
た、ワーク１４がワーク取付部材１８と接していない場
合には、押圧面８０に埋設された永久磁石８８に吸着さ
れることにより、ワーク１４はヘッド中心線Ｓ₁ と略同
心に保持される。なお、(a) の段階など、ワーク１４を
一旦ヘッド中心線Ｓ₁ と略同心に位置決めした後であれ
ば、偏心ピン９０を最小径位置まで退避させるタイミン
グは適宜定められる。図７の(c) は爪退避工程で、例え
ばＡＣサーボモータ４４の回転数や回転位置をロータリ
エンコーダなどで検出することによって制御される。

【００３６】そして、その状態で圧入用アクチュエータ
３６により圧入ヘッド３２を下方へ押圧すると、ワーク
１４は面取り２２に案内されつつ取付穴２０の中心線Ｓ
₂ と同心になる方向へ移動させられ、図７の(d) に示す
ように取付穴２０内に圧入（締まり嵌合）される。図７
の(d) は嵌合工程である。

【００３７】ここで、本実施例における許容芯ずれ量
ａ′は、図７の(b) に示す圧入開始時の条件から次式
(4) を満足するとともに、図７の(d) に示す圧入完了時
の条件から前記(3) 式を満足する必要がある。したがっ
て、最低退避寸法ｄ≧ｃに設定すれば、どのワーク１４
に対しても芯ずれ量ａ′は面取り幅ｃまで許容され、図
７に示す従来装置に比較して２倍になる。 ａ′＜ｃ ・・・(4)

【００３８】一方、前記押圧片７６の位置調整は、一連
の圧入作業に先立って行われる。本実施例では図７の
(c) および(d) から明らかなように、偏心ピン９０を最
小径位置まで退避させた状態でワーク１４を圧入するた
め、偏心ピン９０が最小径位置になる時を基準として押
圧片７６の径方向位置を調整する。すなわち、偏心ピン
９０は、同期用回転軸５４や爪用回転軸６０の一回転毎
に最小径位置に位置させられる一方、押圧片７６を駆動
する位置調整用回転軸６４は、同期用回転軸５４の１回
転で２１／２０回転させられるため、押圧片７６の径方
向位置は同期用回転軸５４の１回転毎に変化し、同期用
回転軸５４の２０回転で１往復させられるのである。言
い換えれば、偏心ピン９０を最小径位置に維持しながら
押圧片７６の径方向位置を１０段階で調整できるのであ
り、ワーク１４の外径寸法に応じてＡＣサーボモータ４
４により同期用回転軸５４を所定の回転数だけ回転駆動
すれば、偏心ピン９０を最小径位置に維持しながら押圧
片７６の外周縁がワーク１４の外周縁と略一致するよう
に、押圧片７６の径方向位置を調整できる。押圧片７６
の径方向位置と同期用回転軸５４の回転数、更にはＡＣ
サーボモータ４４の回転数との関係は予め設定されてお
り、ワーク１４の種類や外径寸法を入力するだけで押圧
片７６の径方向位置は自動的に調整される。

【００３９】なお、本実施例では歯数比の差が１／２０
であるため、押圧片７６の径方向位置を１０段階で調整
できるが、歯数比の差を１／４０にすれば２０段階で調
整できるなど、歯数比の差が小さい程極め細かく調整で
きる。

【００４０】このように、本実施例の圧入装置３０によ
れば、ヘッド中心線Ｓ₁ と穴中心線Ｓ₂ との芯ずれ量
ａ′が面取り幅ｃまで許容され、図８に示す従来の許容
芯ずれ量ａに比較して２倍になるため、その分だけ移動
装置による圧入ヘッド３２のワーク組付部材１８に対す
る位置決め精度が緩和される。位置決め精度が同じであ
れば、芯ずれによる組付不良や装置の破損などが防止さ
れ、或いは面取り幅ｃを小さくすることができる。

【００４１】また、位置決め保持装置９４は、３本の偏
心ピン９０をヘッド中心線Ｓ₁ から離間させてワーク１
４の内周面１４ｂに係合させることにより、ワーク１４
をヘッド中心線Ｓ₁ と略同心に位置決めして保持するた
め、ワーク１４の内径寸法が異なる場合でも良好に位置
決め保持して圧入作業を行うことが可能であり、従来の
ように複数種類の位置決めピンを用意して自動交換する
場合に比較して装置がコンパクトで且つ安価に構成され
る。

【００４２】また、ワーク１４を圧入する押圧治具が３
つの押圧片７６にて構成され、それ等の押圧片７６が位
置調整装置８６によりヘッド中心線Ｓ₁ に対して接近離
間させられることにより、ワーク１４の径寸法に応じて
押圧片７６の位置を調整できるため、外径寸法が異なる
複数種類のワーク１４を取り扱う場合でも、押圧片７６
を交換することなくワーク端面１４ａの略全域に押圧面
８０を当接させて圧入することが可能で、局部的な押圧
によるワーク１４の変形などを防止できる。これは、例
えば取付穴２０が深くてワーク１４を取付穴２０の内部
まで圧入する場合、すなわち全てのワーク１４に対応す
る大きな押圧治具を用いた時にはワーク取付部材１８の
上面１８ａに干渉してしまう場合などに、特に有効であ
る。

【００４３】また、ヘッド中心線Ｓ₁ 上に同期用回転軸
５４が配設されるとともに、その周囲に爪用回転軸６０
および位置調整用回転軸６４がそれぞれ３本ずつヘッド
中心線Ｓ₁ と平行に配設され、それ等の爪用回転軸６０
および位置調整用回転軸６４がそれぞれ互いに同期して
回転させられることにより、係合爪としての偏心ピン９
０および押圧片７６がそれぞれヘッド中心線Ｓ₁ に対し
て同期して接近離間させられるようになっているため、
装置がコンパクトに構成される。

【００４４】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、
本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加
えた態様で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である圧入装置の主要部の概
略構成を説明する図である。

【図２】図１の圧入装置の圧入ヘッドの縦断面図であ
る。

【図３】図２における III− III断面図である。

【図４】図２におけるIV−IV断面図である。

【図５】図２におけるＶ−Ｖ断面図である。

【図６】図２の圧入ヘッドを先端（下端）側から見た端
面図である。

【図７】図１の圧入装置によってワークをワーク組付部
材に圧入する際の手順を説明する図である。

【図８】従来の圧入装置を説明する図である。

【符号の説明】

１４：ワーク １４ｂ：内周面（係合円筒面） １４ｃ：外周面（嵌合円筒面） １８：ワーク組付部材 ２０：取付穴（嵌合部） ２２：面取り ３０：圧入装置（ワーク組付装置） ３２：圧入ヘッド（押圧ヘッド） ３６：圧入用アクチュエータ（接近駆動装置） ４４：ＡＣサーボモータ ５４：同期用回転軸 ５８：長歯車（第１歯車、第２歯車） ６０：爪用回転軸 ６４：位置調整用回転軸 ７６：押圧片（押圧治具） ８０：押圧面 ８４：偏心係合部材 ８６：位置調整装置 ９０：偏心ピン（係合爪） ９４：位置決め保持装置 Ｓ₁ ：ヘッド中心線 Ｓ₂ ：穴中心線（嵌合部の中心線）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘッド中心線に対して直角な押圧面を有
   する押圧治具、および該押圧治具の前方において、嵌合
   円筒面を有するワークの軸心が前記ヘッド中心線と略同
   心になる姿勢で該ワークを保持する位置決め保持装置を
   備えている押圧ヘッドと、 前記ワークが嵌合される嵌合部を有するとともに該嵌合
   部が前記ヘッド中心線と略同心になるように配設された
   ワーク組付部材と、前記押圧ヘッドとを相対的に接近さ
   せる接近駆動装置とを有し、前記押圧治具の押圧面で前
   記ワークを前記嵌合部に対して相対的に押圧することに
   より、該嵌合部および該ワークの少なくとも一方に設け
   られた面取りに案内されつつ該ワークの前記嵌合円筒面
   が該嵌合部に密着するように嵌合するワーク組付装置で
   あって、 前記位置決め保持装置は、 前記押圧治具の押圧面よりも前方へ突き出すように配設
   されるとともに、互いに同期して前記ヘッド中心線に対
   して接近離間させられる複数の係合爪を有し、該複数の
   係合爪が前記ワークの係合円筒面に係合させられること
   により、該ワークを該ヘッド中心線と略同心に位置決め
   して保持する一方、前記押圧治具により該ワークを前記
   嵌合部に対して相対的に押圧して嵌合するのに先立っ
   て、該複数の係合爪を該ワークから離間させて該ワーク
   の位置決めを解除するものであることを特徴とするワー
   ク組付装置。
2. 【請求項２】 前記押圧治具は、前記ヘッド中心線まわ
   りに複数配設されるとともに、それぞれ該ヘッド中心線
   に対して接近離間する方向に移動可能とされた複数の押
   圧片にて構成されており、 該複数の押圧片を互いに同期して該ヘッド中心線に対し
   て接近離間させる位置調整装置を備えていることを特徴
   とする請求項１に記載のワーク組付装置。
3. 【請求項３】 前記複数の係合爪は、前記ヘッド中心線
   を中心とする一円周上に該ヘッド中心線と平行に配設さ
   れた複数の爪用回転軸の先端に偏心して取り付けられた
   偏心ピンで、該複数の爪用回転軸は、該ヘッド中心線上
   に軸心まわりの回転可能に配設された単一の同期用回転
   軸に固定された第１歯車と噛み合わされ、互いに同期し
   て回転させられるようになっており、該爪用回転軸の回
   転に伴って該偏心ピンは該ヘッド中心線に対して接近離
   間させられるものであり、 前記位置調整装置は、前記ヘッド中心線を中心とする一
   円周上に該ヘッド中心線と平行に配設されるとともに、
   それぞれ前記同期用回転軸に固定された第２歯車と噛み
   合わされて互いに同期して回転させられる複数の位置調
   整用回転軸と、該複数の位置調整用回転軸の先端にそれ
   ぞれ偏心して取り付けられるとともに前記押圧片と係合
   させられ、該位置調整用回転軸の回転に伴って該押圧片
   を該ヘッド中心線に対して接近離間させる偏心係合部材
   とを有するものであり、 且つ、前記同期用回転軸の１回転に対する前記爪用回転
   軸および前記位置調整用回転軸の回転数が互いに相違す
   るように歯数比が定められていることを特徴とする請求
   項２に記載のワーク組付装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れか１項に記載のワー
   ク組付装置を用いて、前記ワークを前記ワーク組付部材
   の嵌合部に嵌合するワーク組付方法であって、 前記位置決め保持装置の前記複数の係合爪を前記係合円
   筒面に係合させて前記ワークを前記ヘッド中心線と略同
   心に位置決めして保持する位置決め保持工程と、 前記押圧治具により前記ワークを前記嵌合部に対して相
   対的に押圧して嵌合するのに先立って、前記複数の係合
   爪を該ワークから離間させて該ワークの位置決めを解除
   する爪退避工程と、 該爪退避工程の後に、前記接近駆動装置により前記押圧
   治具を介して前記ワークを前記嵌合部に対して相対的に
   押圧することにより、前記面取りに案内されつつ該ワー
   クを前記ヘッド中心線と直角な方向へ移動させながら該
   嵌合部に嵌合する嵌合工程とを有することを特徴とする
   ワーク組付方法。