JP2006088275A - 弾性リング組付装置および組付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性リングの不要な拡張をなくし、かつ様々な横断面形状の弾性リングの組み付けを正確に行うことができる弾性リング組付装置および組付方法を提供する。
【解決手段】弾性リング１０が組み付けられるピン９におけるリング装着溝９２ｂの形成部位の外形に略連続できる先端形状を成す案内部材７２を有するとともに、この案内部材７２ないしピン９に沿って回転しながら往復移動できるフィンガ７４・・を有する。案内部材７２に嵌合した弾性リング１０は、案内部材７２をピン９に連続させた状態で回転移動するフィンガ７４・・に押されて案内部材７２からピン９へと移行し、ピン９に沿って拡張されつつリング装着溝９２ｂに組み付けられる。
【選択図】図３

Description

本発明は、棒状の被組付体の外周に設けられたリング装着溝に弾性リングを組み付けるための弾性リング組付装置および組付方法に関する。

従来、弾性リング組付装置としては、特許文献１に開示された弾性リングの自動装着装置がある。この装置は、テーパ部を有するガイドキャップと、このガイドキャップのテーパ部に沿って移動するハンドを備えたチャックユニットを有している。部品に形成したリング装着溝にゴム製の弾性リングを嵌める場合は、ガイドキャップのテーパ部に弾性リングを嵌め、このガイドキャップの大径部側を部品のリング装着溝が形成された部位に被せる。そして、テーパ部に沿ってチャックユニットのハンドを移動させると、弾性リングはテーパ部に沿って拡張し、部品のリング装着溝に装着される。

特開２０００−５２１６２号公報

上記従来の弾性リングの自動装着装置では、部品にガイドキャップを被せ、これに沿って弾性リングを拡張する。従って、弾性リングはガイドキャップに沿って部品の外形よりも大きく拡張される。よって、弾性リングに塑性歪みが生じ、本来の性能が低下したり、寿命が短くなったりする問題が発生していた。また、従来の装置による装着方式は、Ｏリングのように横断面が円形でガイドキャップとの接触面積が少ない弾性リングの装着に対しては有効であるが、図４（ａ）に示すような横断面が矩形の弾性リング１０や、その他、横断面楕円形状の弾性リングなど、横断面が扁平で方向性のある弾性リングの装着には不向きである。すなわち、こういった横断面が扁平な弾性リングの場合、ガイドキャップとの接触面積が大きいため、ガイドキャップに沿って押した時の摩擦抵抗で簡単に捩れてしまい、リング装着溝に正しく装着することができない等の問題が発生する。

本発明は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、弾性リングの不要な拡張をなくし、かつ様々な横断面形状の弾性リングの組み付けを正確に行うことができる弾性リング組付装置および組付方法を提供することを目的とする。この目的を達成するため本発明は、弾性リングが嵌合可能かつ弾性リングを組付ける被組付部材の端面に当接可能な案内部材と、この案内部材ないし被組付部材に沿って回転可能かつ往復移動可能に配置された押圧部材と、この押圧部材を前記案内部材ないし被組付部材に沿って回転させつつ往復移動させる駆動ユニットとを有することを特徴とするものである。

また本発明は、弾性リングが嵌合可能かつ弾性リングが組み付けられる被組付部材におけるリング装着溝の形成部位の端部に当接可能であって、かつ当該部位の外形に略連続し得る先端形状を成す案内部材と、この案内部材ないし被組付部材に沿って往復移動可能に配置された押圧部材と、この押圧部材を前記案内部材ないし被組付部材に沿って往復移動させる駆動ユニットとを有することを特徴とするものでもある。この場合、押圧部材は、駆動ユニットの駆動を受けて案内部材ないし被組付部材に沿って回転可能に設けられていることが望ましい。

なお、前記押圧部材は、被組付部材の端部に当接した案内部材から被組付部材のリング装着溝までを往復移動可能に設けられ、かつ案内部材および被組付部材に常時当接するよう付勢して設けられた１個または複数のフィンガであることが望ましい。また、前記案内部材は、弾性リングが定常状態で嵌合できる形状を成し、軸方向に移動可能に設けられていることが好ましい。

さらに本発明は、弾性リングが組み付けられる被組付部材におけるリング装着溝の形成部位の外形に略連続する先端形状を成す案内部材に弾性リングを嵌合支持し、この案内部材を被組付部材の前記リング装着溝形成部位に当接させ、案内部材に嵌合支持した弾性リングを案内部材ないし被組付部材に沿って往復移動可能な押圧部材により押して被組付部材側へ移行させることにより弾性リングを被組付部材のリング装着溝に組み付ける方法を特徴とするものでもある。この方法において、押圧部材を回転させつつ案内部材ないし被組付部材に沿って移動させ、これにより弾性リングを押して被組付部材側へ移行させるようにすることが、より好ましい。

本発明の弾性リング組付装置および組付方法によれば、弾性リングを支持して案内する案内部材の先端を、弾性リングが組み付けられる被組付部材におけるリング装着溝の形成部位端部に連続し得る形状にし、これを被組付部材の前記端部に当接させて弾性リングを被組付部材に移行させる。このため、弾性リングが被組付部材の外形よりも大きく拡張せず、弾性リングの性能低下、短寿命化を防ぐことができる等の利点がある。また、弾性リングを押圧する時に押圧部材を回転させるため、横断面矩形状、楕円形状等の横断面扁平な弾性リングの捩れを防ぎ、これらの弾性リングを被組付部材のリング装着溝に正しく組み付けることができる等の利点がある。この効果は、押圧部材を１個または複数個のフィンガで構成することにより、より一層顕著となる。

以下、図面に基づいて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１ないし図３において、１は弾性リング組付装置であり、フレーム２に配置したエアシリンダ３と、このエアシリンダ３のピストンロッド３ａに連結され、エアシリンダ３の作動を受けて図面上、上下方向に往復移動可能に設けられたスライダ４と、このスライダ４に一体に連結されたツールユニット５とを有する。

前記ツールユニット５は、駆動ユニット６と、この駆動ユニット６により操作される操作ユニット７とから構成されている。この内、前記駆動ユニット６は、ＡＣサーボモータ６１（以下、単にモータ６１という）を有し、このモータ６１の駆動軸６１ａには、スライド軸６２を介して主軸６３が連結されている。この主軸６３の一端部には所定長の雄ねじ６３ａが形成してあり、この雄ねじ６３ａは、前記スライダ４に固定されたナット部材８に螺合させてある。この雄ねじ６３ａ部分の軸心には、横断面六角形状の六角穴６３ｂが形成してあり、前記スライド軸６２の軸端は、この六角穴６３ｂに差し込まれて係合する六角柱状部６２ａに形成してある。また、主軸６３の雄ねじ６３ａ端面には円盤状のドグ６４が一体に固定してあり、このドグ６４の移動路に面する位置には、このドグ６４を検出するための上限センサ６５と下限センサ６６とが設けてある。

一方、前記操作ユニット７は、前記主軸６３先端に一体に固定された本体部７１を有し、この本体部７１には、その回転中心に沿って貫通穴７１ａが設けられ、この貫通穴７１ａには中空円柱状の案内部材７２が挿通している。この案内部材７２は、前記主軸６３の他端で支えられた圧縮コイルばね７３により、常時本体部７１から突出するように付勢されている。また前記本体部７１には、押圧部材の一例であるフィンガ７４が３個、案内部材７２の軸心周りに等分配置されている。各フィンガ７４は、支持ピン７４ａを支点に回動可能であり、常時は案内部材７２に先端を常時接するよう、ばね７４ｂで付勢されている。また案内部材７２の先端には、詳細を後述するピン９のテーパ９２ａの先端部が嵌合できるテーパ穴７２ａが形成してあり、ここにテーパ９２ａの先端部が嵌合することで、案内部材７２の外周面がテーパ９２ａに略連続するように構成されている。なお、案内部材７２の外径は、図４（ａ）に示すゴム製の弾性リング１０が定常状態のまま嵌合できる直径である。

弾性リング１０を組み付ける被組付部材の一例として、ここではピン９を示す。このピン９は、図４（ｂ）ないし同図（ｄ）に示すように、頭部９１と軸部９２とから成り、軸部９２の先端は端面側が小径部となるテーパ９２ａとなっている。図面上、このテーパ９２ａの大径部よりも上方側には、弾性リング１０を装着するための環状のリング装着溝９２ｂが形成されている。このリング装着溝９２ｂは、弾性リング１０が若干張った状態で嵌合できる直径である。

本弾性リング組付装置１は、ピン９に対して図４（ｄ）に示す態様に弾性リング１０を組み付けるものであり、組み付けに際しては、まず保持ユニット（図示せず）により軸部９２先端部が案内部材７２に対向する所定位置にピン９を保持する。また、案内部材７２には供給ユニット（図示せず）から供給される弾性リング１０を嵌合させる。この状態で、エアシリンダ３の作動によりスライダ４およびツールユニット５が、図面上、上昇すると、案内部材７２のテーパ穴７２ａがピン９のテーパ９２ａ先端部と合致する。この位置をセンサ（図示せず）やエアシリンダ３のスイッチ（図示せず）等の状態から検出すると、エアシリンダ３の全てのポートが閉じられ、ツールユニット５はその位置で一時的に固定される。なお、ポートを閉じるだけではツールユニット５の固定力が不十分な場合は、ピストンロッドを機械的あるいは電磁的にロックできる機構を備えたエアシリンダを用いるとよい。

次にモータ６１が正駆動すると、スライド軸６２が回転する。この時、スライド軸６２軸端の六角柱状部６２ａは主軸６３の六角穴６３ｂに差し込まれて係合しており、かつ主軸６３の一端の雄ねじ６３ａがナット部材８に螺合しているため、スライド軸６２の回転を受けて主軸６３は回転しながら軸方向に上昇移動する。これにより、操作ユニット７も回転しながら上昇移動するが、案内部材７２はピン９に当接しているため、操作ユニット７の上昇にともなって貫通穴６１ａ内に逃げる。従って、案内部材７２に嵌合支持された弾性リング１０は、フィンガ７４・・に押されて案内部材７２上を上昇し、ピン９のテーパ５２ａに移行する（図５（ａ）参照）。そして、弾性リング１０は、なおも回転上昇するフィンガ７４・・に押されることで、ピン９のテーパ９２ａに沿って拡張され（図５（ｂ）参照）、リング装着溝９２ｂに組み付けられる（図５（ｃ）および同図（ｄ）参照）。この過程でフィンガ７４・・は、案内部材７２ないしピン９に沿って単に上昇移動するのではなく回転もする。このため、ピン９の軸部９２長手方向に対して斜め上向きの力で弾性リング１０を押すことができ、これにより、弾性リング１０を捩れにくい斜め方向にしごきながら、ピン９のテーパ９２ａに沿って徐々に拡開移動させ得る。よって、テーパ９２ａに沿って拡張しつつリング装着溝９２ｂに至る過程で、弾性リング１０は反転したり捩れてしまうようなことがない。また、案内部材７２はピン９のテーパ９２ａの大径部よりも小径であるため、弾性リングが軸部９２の最大径（テーパ９２ａの大径部と同一径）よりも大きく拡張されることがなく、組み付け時における弾性リング１０の余計な拡張による性能低下、短命化を防ぐことができる。

フィンガ７４・・がリング装着溝９２ｂ位置に到達すると、ドグ６４が上限センサ６５に検出され、これを受けてモータ６１の駆動は逆駆動に切り換えられる。このモータ６１の逆駆動により、主軸６３はそれまでと逆方向に回転するため、操作ユニット７は回転しつつ下降して初期位置に戻る。この位置でドグ６４は下限センサ６６に検出され、これを受けてモータ６１の駆動は停止し、続いてエアシリンダ３が復動する。これにより、スライダ４およびツールユニット５が待機位置に復帰し、次の弾性リング１０の組み付けに備えて待機する。

本発明に係る弾性リング組付装置の一部切欠断面図。 本発明に係る弾性リング組付装置の拡大平面図。 本発明に係る弾性リング組付装置の要部拡大一部切欠断面図。 被組付部材の一例と弾性リングとの説明図である。 本発明に係る弾性リング組付装置の動作説明図。

符号の説明

１ 弾性リング組付装置
２ フレーム
３ エアシリンダ
４ スライダ
５ ツールユニット
６ 駆動ユニット
６１ ＡＣサーボモータ
６２ スライド軸
６３ 主軸
７ 操作ユニット
７１ 本体部
７２ 案内部材
７４ フィンガ

Claims (7)

1. 弾性リングが嵌合可能かつ弾性リングを組付ける被組付部材の端面に当接可能な案内部材と、この案内部材ないし被組付部材に沿って回転可能かつ往復移動可能に配置された押圧部材と、この押圧部材を前記案内部材ないし被組付部材に沿って回転させつつ往復移動させる駆動ユニットとを有することを特徴とする弾性リング組付装置。
2. 弾性リングが嵌合可能かつ弾性リングが組み付けられる被組付部材におけるリング装着溝の形成部位端部に当接可能であって、かつ当該部位の外形に略連続し得る先端形状を成す案内部材と、この案内部材ないし被組付部材に沿って往復移動可能に配置された押圧部材と、この押圧部材を前記案内部材ないし被組付部材に沿って往復移動させる駆動ユニットとを有することを特徴とする弾性リング組付装置。
3. 押圧部材は、駆動ユニットの駆動を受けて案内部材ないし被組付部材に沿って回転可能に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の弾性リング組付装置。
4. 押圧部材は、被組付部材の端部に当接した案内部材から被組付部材のリング装着溝までを往復移動可能に設けられ、かつ案内部材および被組付部材に常時当接するよう付勢して設けられた１個または複数のフィンガであることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の弾性リング組付装置。
5. 案内部材は、弾性リングが定常状態で嵌合できる形状を成し、軸方向に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の弾性リング組付装置。
6. 弾性リングが組み付けられる被組付部材におけるリング装着溝の形成部位の外形に略連続する先端形状を成す案内部材に弾性リングを嵌合支持し、この案内部材を被組付部材の前記リング装着溝形成部位に当接させ、案内部材に嵌合支持した弾性リングを案内部材ないし被組付部材に沿って往復移動可能な押圧部材により押して被組付部材側へ移行させることにより弾性リングを被組付部材のリング装着溝に組み付ける弾性リング組付方法。
7. 押圧部材を回転させつつ案内部材ないし被組付部材に沿って移動させ、これにより弾性リングを押して被組付部材側へ移行させることを特徴とする請求項６に記載の弾性リング組付方法。

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