JP2001030090A - スリーブチャック機構及びそれを備えた照合組立装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スリーブの種類に関係なく、安定して、
しかも損傷を与えることなくスリーブを確実にチャッキ
ングすることができるスリーブチャック機構及びそれを
備えた照合組立装置を提供すること。 【解決手段】 ２軸ロボットのベース内のシリンダ２２
の下部には、チャックホルダ２５ａ，２５ｂが連結され
ている。チャックホルダ２５ａ，２５ｂの内側には、チ
ャック２７ａ，２７ｂが配置されている。このチャック
２７ａ，２７ｂは、開閉可能に構成されている。チャッ
クホルダ２５ａ，２５ｂ内には、気体通流路２４が形成
されている。チャック２７ａ，２７ｂにも、それぞれ気
体通流路２８が形成されている。気体通流路２４，２８
は、チャックホルダとチャックとの当接部分において連
通するようになっており、気体通流路２４は、気体吸引
口２３ａ，２３ｂに接続している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被接合体であるス
リーブとワークとをレーザ溶接する照合組立装置におけ
るスリーブチャック機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＣＲＴのカソードに使用され
るスリーブとワークとをレーザ溶接する照合組立装置が
使用されている。このスリーブは、図１２に示す構成を
有する。すなわち、このスリーブ（オキサイドタイプ）
は、大径部及び小径部を有するスリーブ本体５１と、小
径部の端部を覆うようにスリーブ本体５１に被せられた
キャップ５３と、キャップ５３上に形成されたオキサイ
ド面５４とを有する。

【０００３】このスリーブは、次のようにして作製する
ことができる。図１３に示すようなスリーブ本体５１に
キャップ５３を被せ、レーザ溶接によりスリーブ本体５
１にキャップ５３を固定する。次いで、このキャップ５
３上にオキサイドを吹き付けてオキサイド面５４を形成
する。

【０００４】照合組立装置には、レーザ溶接の際にスリ
ーブを所定の位置まで搬送する機構として、スリーブチ
ャッキング機構がある。この機構は、例えば図１４に示
すように、チャックホルダ６１ａ，６１ｂと、その内側
に配置されたチャック６２ａ，６２ｂとから主に構成さ
れている。また、チャック６２ａ，６２ｂには、スリー
ブ受け面６３が形成されている。このチャック６２ａ，
６２ｂは、図１５（ａ），（ｂ）に示す構成を有してお
り、チャックホルダ６１ａ，６１ｂは、図１６（ａ）か
ら（ｃ）に示す構成を有している。

【０００５】このような構成のスリーブチャック機構に
おいては、図１７に示すように、チャック６２ａ，６２
ｂとチャックホルダ６１ａ，６１ｂとの間の段差部６５
でキャップ５３を引っかけて支持するようになってい
る。また、スリーブ受け面５２とチャックチャック６２
ａ，６２ｂとが当接するようになっている。また、チャ
ック６２ａ，６２は、スリーブ本体５１の大径部６４を
把持するようになっている。このようにして、スリーブ
はチャッキングされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スリーブチャック機構においては、キャップ５３やスリ
ーブ本体５１の寸法のバラツキやキャップ５３をスリー
ブ本体５１に溶接した際の組立済寸法のバラツキなどに
より、例えば、図１８に示すように、チャック閉時の寸
法Ｄよりもスリーブ本体５１の寸法が小さい場合などに
おいては、スリーブを取出すときの取出しミスや搬送中
にスリーブ落下させてしまうチャックミスが発生するこ
とがある。

【０００７】また、図１９に示すように、キャップ５３
をスリーブ本体５１に溶接する際に、キャップ５３が傾
いて接合されてしまうと、チャック６２ａ，６２ｂによ
りキャップ５３を引っかけて搬送する途中で、キャップ
５３がスリーブ本体５１から外れてスリーブが落下する
という問題もある。

【０００８】一方、ＣＲＴの大型化、高輝度化、高精細
度化を実現するために、カソードの高電流密度化が必要
となり、上記オキサイドタイプスリーブにかわってイリ
ジウムタイプスリーブが使用されてきている。このイリ
ジウムタイプスリーブは、オキサイドタイプスリーブと
は異なり、キャップがないので、上記スリーブチャック
機構を適用することができないという問題もある。

【０００９】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、スリーブの種類に関係なく、安定して、しかも損
傷を与えることなくスリーブを確実にチャッキングする
ことができるスリーブチャック機構及びそれを備えた照
合組立装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下の手段を講じた。本発明は、スリーブ
とワークとをレーザ溶接により接合する際に前記スリー
ブをチャッキングするスリーブチャッキング機構であっ
て、スリーブを収容するスリーブ収容部を有し、前記ス
リーブ収容部と連通した第１気体通流路を有するチャッ
ク部材と、前記第１気体通流路と連通する第２気体通流
路を有し、前記チャック部材を保持するチャック部材保
持手段と、を具備し、前記スリーブは、前記第１及び第
２気体通流路を通流する気体を吸気することにより、前
記スリーブ収容部の内壁に吸着されることを特徴とする
スリーブチャック機構を提供する。

【００１１】この構成によれば、真空吸着により安定し
てスリーブの供給を行うことができ、品質の安定した製
品を生産性良く得ることができる。また、スリーブで重
要となるイリジウム面やオキサイド面周辺をチャッキン
グすることがないので、スリーブへのダメージを回避す
ることができる。

【００１２】本発明のスリーブチャック機構において
は、前記スリーブは、イリジウムタイプスリーブである
ことが好ましい。

【００１３】また、本発明のスリーブチャック機構にお
いては、前記チャック部材は、前記スリーブの長手方向
に沿って形成された長穴を有し、前記長穴を介して前記
スリーブを前記スリーブ収容部の内壁に吸着することが
好ましく、前記第２気体通流路は、前記スリーブの長手
方向に沿う第１通路と、前記長手方向に対して約４５度
傾いて設けられた第２通路と、を含むことが好ましい。
これらの構成によれば、より安定してスリーブを吸着保
持することが可能となる。

【００１４】また、本発明は、スリーブとワークとをレ
ーザ溶接により接合する照合組立装置であって、スリー
ブを設置するスリーブ設置手段と、ワークを設置するワ
ーク設置手段と、前記スリーブをチャッキングするスリ
ーブチャック機構を備え、前記スリーブを前記スリーブ
チャック機構によりチャッキングしながら、前記スリー
ブ設置手段の設置位置まで搬送する搬送手段と、前記ス
リーブと前記ワークとの間の距離を測定する測定手段
と、前記スリーブと前記ワークとをレーザ溶接する溶接
手段と、を具備し、前記スリーブチャック機構は、前記
スリーブを収容するスリーブ収容部を有し、前記スリー
ブ収容部と連通した第１気体通流路を有するチャック部
材と、前記第１気体通流路と連通する第２気体通流路を
有し、前記チャック部材を保持するチャック部材保持手
段と、を有し、前記スリーブは、前記第１及び第２気体
通流路を通流する気体を吸気することにより、前記スリ
ーブ収容部の内壁に吸着されることを特徴とする照合組
立装置を提供する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発
明の一実施の形態に係るスリーブチャック機構を備えた
照合組立装置の概略構成を示す平面図であり、図２は、
図１に示す照合組立装置の概略構成を示す正面図であ
る。

【００１６】図１において、装置本体１内には、複数の
測定部４〜６を収容する収容部２と、これらの測定部４
〜６を制御する制御盤３とが配置されている。これらの
測定部４〜６は、回転可能に設置されたインデックステ
ーブル７により移動したワーク及びスリーブに対して測
定を行うようになっている。また、収容部２内には、被
接合体であるワークを投入するワーク投入部１２及びス
リーブを供給するスリーブ供給部１１が設置されてい
る。また、スリーブチャック機構であるスリーブチャッ
クユニット１０を備えた搬送手段である２軸ロボット８
が揺動可能に設置されている。

【００１７】この照合組立装置においては、まず、スタ
ートスイッチ１４を押圧することにより２軸ロボット８
が動作し、２軸ロボット８の先端に設けられたベース９
上のスリーブチャックユニット１０により、スリーブマ
ガジンパレット１３で供給されたスリーブをチャッキン
グし、そのままスリーブをスリーブ供給部１１に供給す
る。ここでは、３本のスリーブを供給する。

【００１８】次いで、ワーク投入部１２にワークを投入
した後、スタートスイッチ１５を押圧することによりイ
ンデックステーブル７を回転させて測定部４までワーク
及びスリーブを移動させる。

【００１９】測定部４では、スリーブとワークとの間を
測定した後に、両者をレーザ溶接する。なお、測定部
５，測定部６についても、上記と同様の動作を行う。イ
ンデックステーブル７を回転してスリーブ供給部１１に
ワークを戻し、ワークを取出して作業が終了する。

【００２０】図３は、本発明の一実施の形態に係るスリ
ーブチャック機構の構成を示す図であり、（ａ）は正面
図であり、（ｂ）は側面図である。

【００２１】２軸ロボット８のベース２１内には、スリ
ーブチャックユニットを昇降動作させるシリンダ２２が
設置されている。シリンダ２２の下部には、チャックホ
ルダ２５ａ，２５ｂが連結されている。チャックホルダ
２５ａ，２５ｂの内側には、チャック２７ａ，２７ｂが
配置されている。このチャック２７ａ，２７ｂは、開閉
可能に構成されている。チャックホルダ２５ａ，２５ｂ
とチャック２７ａ，２７ｂとの間には、バネ２６が取り
付けられている。

【００２２】チャックホルダ２５ａ，２５ｂのそれぞれ
には、気体吸引口２３ａ，２３ｂが設けられている。ま
た、チャックホルダ２５ａ，２５ｂ内には、気体通流路
２４が形成されている。さらに、チャック２７ａ，２７
ｂにも、それぞれ気体通流路２８が形成されている。気
体通流路２４，２８は、チャックホルダとチャックとの
当接部分において連通するようになっており、気体通流
路２４は、気体吸引口２３ａ，２３ｂに接続している。
このため、気体吸引口２３ａ，２３ｂから気体を吸気す
ることにより、気体通流路２４，２８を介してチャック
でチャッキングするスリーブマガジンパレット３０上の
スリーブ２９を真空吸着することが可能となっている。

【００２３】次に、スリーブチャックユニットのチャッ
クホルダ２５及びチャック２７について説明する。

【００２４】図４は、スリーブチャックユニットのチャ
ックホルダ２５及びチャック２７の構成を示す断面図で
ある。図５は、チャック２７の構成を示す図であり、
（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は側面図であり、
（ｃ）は横断面図である。図６は、チャックホルダ２５
の構成を示す図であり、（ａ）は縦断面図であり、
（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は横断面図である。

【００２５】図４に示すように、気体通流路２４は、ス
リーブの長手方向に沿ってチャックホルダ２５ａ，２５
ｂに形成された第１通路と、スリーブの長手方向に対し
て所定の角度傾いて（外側にいくにしたがって斜め上方
に延出するように）形成された第２通路とを有する。こ
の所定の角度θ１は、例えば４５度程度であることが好
ましい。これにより、より安定してスリーブを真空吸着
することができる。

【００２６】図５（ａ）に示すように、チャック２７
ａ，２７ｂ内には、気体通流路２８が形成されている。
また、チャック２７ａ，２７ｂには、それぞれ大きさW
１×D１の長穴が形成されており、この長穴の部分でス
リーブを吸着するようになっている。W１としては、約
４ｍｍ程度であることが好ましく、D１としては、約
０．９ｍｍφであることが好ましい。これにより、より
安定してスリーブを真空吸着することができる。

【００２７】図５（ｂ）に示すように、チャック２７
ａ，２７ｂの側面には、チャックホルダ２５ａ，２５ｂ
の気体通流路２４とチャック２７ａ，２７ｂの気体通流
路２８とを連通させるそれぞれ大きさW２×D１の穴部が
形成されている。この穴部は、W２としては、約２．７
ｍｍ程度であることが好ましく、D１としては、約１ｍ
ｍであることが好ましい。これにより、より安定してス
リーブを真空吸着することができる。

【００２８】チャックホルダ２５ａ，２５ｂには、上述
したようにスリーブの長手方向に沿って形成された第１
通路と、スリーブの長手方向に対して所定の角度傾いて
（外側にいくにしたがって斜め上方に延出するように）
形成された第２通路とが形成されている。

【００２９】第１通路の径D３及び第２通路の径D４は、
ほぼ同じであることが好ましく、それぞれ約２ｍｍφで
あることが好ましい。なお、チャックホルダ２５ａ，２
５ｂ側において、チャックホルダ２５ａ，２５ｂの気体
通流路２４とチャック２７ａ，２７ｂの気体通流路２８
とを連通させる長穴の長さW３を、チャック２７ａ，２
７ｂ側の長穴の長さW２よりも僅かに大きくすることに
より、チャックホルダ２５ａ，２５ｂとチャック２７
ａ，２７ｂの当接部分からの真空吸着時の気体の損失や
漏れを最小限にすることができ、真空吸着時における安
定したチャッキングを実現することができる。

【００３０】上記構成を有するスリーブチャックユニッ
トの動作について説明する。まず、２軸ロボットを下降
させることにより、スリーブチャックユニットをスリー
ブマガジンパレット３０上のスリーブ２９をチャッキン
グできる位置まで下降させる。

【００３１】このとき、シリンダ２２により、チャック
ホルダ２５ａ，２５ｂが閉じられる。チャックホルダ２
５ａ，２５ｂが閉じられることにより、同時にチャック
２７ａ，２７ｂも閉じられる。これにより、スリーブ２
９をチャック２７ａ，２７ｂで挟んだ状態となる。

【００３２】次いで、気体吸引口２３ａ，２３ｂに設け
られた電磁弁（図示せず）が開いて、気体を吸気する。
これにより、スリーブ２９は、真空吸着によりチャッキ
ングされる。具体的には、図７に示すように、チャック
ホルダ２５ａ，２５ｂの気体通流路２４とチャック２７
ａ，２７ｂの気体通流路２８は連通しており、また、チ
ャック２７ａ，２７ｂの気体通流路２８とチャック２７
ａ，２７ｂのスリーブ２９を収容する部分も連通してい
るので、気体が吸気されることにより、気体通流路２
４，２８及びスリーブ収容部は減圧状態となり、これに
よりスリーブ２９は、チャック２７ａ，２７ｂの内壁部
分（吸着部）３２でチャッキングされる。

【００３３】なお、２軸ロボットが下降し過ぎた場合に
は、バネ２６の弾性力によりチャック２７ａ，２７ｂが
フローティングしてスリーブ２９に損傷を与えないよう
になっている。また、スリーブ２９のチャッキングが完
了したかどうかは、吸着センサなどで吸気圧力を監視す
ることにより判定することができる。

【００３４】ここで、スリーブ２９の構成について説明
する。図８は、イリジウムタイプスリーブの構成を示す
図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は断面図であ
る。

【００３５】このスリーブ２９は、略円筒形状であるス
リーブ本体４１と、そのスリーブ本体４１内に挿入され
る内スリーブ４２とから主に構成されている。内スリー
ブ４２は、その下部に取り付けられ、細長い帯状体の複
数の（ここでは３本）ストラップ４３と、スリーブ本体
４１から露出するように上部に設けられたイリジウムデ
ィスク４４とを有する。スリーブ本体４１の周面が吸着
部３２となる。

【００３６】このスリーブ２９は、次のようにして作製
することができる。図９（ａ）に示すような内スリーブ
４２にイリジウムディスク４４を挿入し、レーザ溶接に
よりイリジウムディスク４４を内スリーブ４２の内部に
固定する。図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ部の拡大図で
ある。次いで、図１０に示すように、この内スリーブ４
２の下部に３本のストラップ４３を溶接する。最後にこ
の内スリーブ４２の外側にスリーブ本体４１を被せる。

【００３７】このように、本スリーブチャック機構によ
れば、真空吸着によりスリーブをチャッキングするの
で、安定して確実にスリーブをチャッキングすることが
できる。このようにチャッキングを確実に行うことがで
きるので、製品の生産性が向上する。この場合、スリー
ブで重要となるイリジウム面周辺をチャッキングするこ
とがないので、スリーブへのダメージを回避することが
できる。

【００３８】本発明は、上記実施の形態に限定されず種
々変更して実施することが可能である。例えば、上記実
施の形態における部材の数、配置、寸法などは適宜変更
することができる。また、本スリーブチャッキング機構
は、従来のオキサイドタイプスリーブに適用することが
でき、またスリーブ以外の略円柱形状、略円筒形状の部
品に対するチャッキングに適用することが可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明のスリーブチ
ャック機構及びそれを備えた照合組立装置は、真空吸着
によりスリーブをチャッキングするので、品質の安定し
た製品を生産性良く得ることができる。また、スリーブ
で重要となるイリジウム面やオキサイド面周辺をチャッ
キングすることがないので、スリーブへのダメージを回
避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るスリーブチャック
機構を備えた照合組立装置の概略構成を示す平面図であ
る。

【図２】図１に示す照合組立装置の概略構成を示す正面
図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係るスリーブチャック
機構の構成を示す図であり、（ａ）は正面図であり、
（ｂ）は側面図である。

【図４】本発明のスリーブチャック機構のチャックホル
ダ及びチャックの構成を示す断面図である。

【図５】本発明に係るスリーブチャック機構のチャック
の構成を示す図であり、（ａ）は縦断面図であり、
（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は横断面図である。

【図６】本発明に係るスリーブチャック機構のチャック
ホルダの構成を示す図であり、（ａ）は縦断面図であ
り、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は横断面図である。

【図７】本発明のスリーブチャック機構において、スリ
ーブをチャッキングした状態を説明するための図であ
る。

【図８】イリジウムタイプスリーブの構成を示す図であ
り、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は断面図である。

【図９】イリジウムタイプスリーブの作製方法を説明す
るための図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は
（ａ）におけるＡ部拡大図である。

【図１０】イリジウムタイプスリーブの作製方法を説明
するための図である。

【図１１】イリジウムタイプスリーブの作製方法を説明
するための図である。

【図１２】オキサイドタイプスリーブの構成を示す図で
ある。

【図１３】オキサイドタイプスリーブの作製方法を説明
するための図である。

【図１４】従来のスリーブチャック機構のチャックホル
ダ及びチャックの構成を示す断面図である。

【図１５】従来のスリーブチャック機構のチャックの構
成を示す図であり、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は
横断面図である。

【図１６】従来のスリーブチャック機構のチャックホル
ダの構成を示す図であり、（ａ）は縦断面図であり、
（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は横断面図である。

【図１７】従来のスリーブチャック機構において、スリ
ーブをチャッキングした状態を説明するための図であ
る。

【図１８】従来のスリーブチャック機構の問題点を説明
するための図である。

【図１９】従来のスリーブチャック機構の問題点を説明
するための図である。

【符号の説明】

１…装置本体、２…収容部、３…制御盤、４〜６…測定
部、７…インデックステーブル、８…２軸ロボット、
９，２１…ベース、１０…スリーブチャックユニット、
１１…スリーブ供給部、１２…ワーク投入部、１３…ス
リーブマガジンパレット、１４，１５…スタートスイッ
チ、２２…シリンダ、２３ａ，２３ｂ…気体吸引口、２
４，２８…気体通流路、２５ａ，２５ｂ…チャックホル
ダ、２６…バネ、２７ａ，２７ｂ…チャック、２９…ス
リーブ、３０…、３２…内壁部分（吸着部）、４１…ス
リーブ本体、４２…内スリーブ、４３…ストラップ、４
４…イリジウムディスク。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スリーブとワークとをレーザ溶接により
   接合する際に前記スリーブをチャッキングするスリーブ
   チャッキング機構であって、 スリーブを収容するスリーブ収容部を有し、前記スリー
   ブ収容部と連通した第１気体通流路を有するチャック部
   材と、 前記第１気体通流路と連通する第２気体通流路を有し、
   前記チャック部材を保持するチャック部材保持手段と、
   を具備し、 前記スリーブは、前記第１及び第２気体通流路を通流す
   る気体を吸気することにより、前記スリーブ収容部の内
   壁に吸着されることを特徴とするスリーブチャック機
   構。
2. 【請求項２】 前記スリーブは、イリジウムタイプスリ
   ーブであることを特徴とする請求項１記載のスリーブチ
   ャック機構。
3. 【請求項３】 前記チャック部材は、前記スリーブの長
   手方向に沿って形成された長穴を有し、前記長穴を介し
   て前記スリーブを前記スリーブ収容部の内壁に吸着する
   ことを特徴とする請求項１記載のスリーブチャック機
   構。
4. 【請求項４】 前記第２気体通流路は、前記スリーブの
   長手方向に沿う第１通路と、前記長手方向に対して約４
   ５度傾いて設けられた第２通路と、を含むことを特徴と
   する請求項１記載のスリーブチャック機構。
5. 【請求項５】 スリーブとワークとをレーザ溶接により
   接合する照合組立装置であって、 スリーブを設置するスリーブ設置手段と、 ワークを設置するワーク設置手段と、 前記スリーブをチャッキングするスリーブチャック機構
   を備え、前記スリーブを前記スリーブチャック機構によ
   りチャッキングしながら、前記スリーブ設置手段の設置
   位置まで搬送する搬送手段と、 前記スリーブと前記ワークとの間の距離を測定する測定
   手段と、 前記スリーブと前記ワークとをレーザ溶接する溶接手段
   と、 を具備し、前記スリーブチャック機構は、 前記スリーブを収容するスリーブ収容部を有し、前記ス
   リーブ収容部と連通した第１気体通流路を有するチャッ
   ク部材と、 前記第１気体通流路と連通する第２気体通流路を有し、
   前記チャック部材を保持するチャック部材保持手段と、
   を有し、 前記スリーブは、前記第１及び第２気体通流路を通流す
   る気体を吸気することにより、前記スリーブ収容部の内
   壁に吸着されることを特徴とする照合組立装置。