JP2023014491A - 筒状形状の組付装置および組付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトの分離を抑制しつつ筒状形状を形成する。【解決手段】幅方向の両側に複数の突起部を有する第１ベルトと突起部と係合する複数の孔を有する第２ベルトを伸縮が可能な筒状形状に組み付ける組付装置は、筒状形状の突起部を除いた内周面の内径に対応した大きさの外径を有し、外周面に突起部が係合する螺旋溝が複数周回分形成され、突起部と孔が係合された第１ベルトおよび第２ベルトの先端部が、突起部が螺旋溝に嵌め込まれた状態で巻き付けられる螺旋溝体と、螺旋溝体の外周側に螺旋溝体から離間して設けられ、突起部が螺旋溝に沿って移動するように、第１ベルトおよび第２ベルトを搬送することで、螺旋溝体の外周で、筒状形状に形成する搬送部と、搬送部による搬送によって、螺旋溝体の出口側端部に至った螺旋体形状を外周側から押さえることで、突起部と孔の係合を保持する外周押さえと、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、筒状形状の組付装置および組付方法に関する。

特許文献１には、２つのベルトを軸線に沿って螺旋状に巻き付けたリニアアクチュエータが開示されている。

特表２００８－５０４１９０号公報

リニアアクチュエータに使用するベルトが弾性材料で形成された部材で構成されているため、ベルトの巻き付け中にベルトの跳ね返りが発生するなどの課題があった。

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本開示の一形態によれば、弾性材料で形成された２本のベルトから形成される結合ベルトを、伸縮が可能な筒状形状に組み付ける組付装置が提供される。この組付装置は、２本の前記ベルトのうちの第１ベルトは、前記第１ベルトの幅方向の両側に、長さ方向に亘って設けられる複数の突起部を有し、２本の前記ベルトのうちの第２ベルトは、前記第２ベルトの幅方向の両側に、前記突起部と係合する複数の孔を有するものであり、前記結合ベルトは、前記第１ベルトおよび前記第２ベルトの幅方向の一部が互いに重なるように、前記第１ベルトと前記突起部と前記第２ベルトの前記孔とが連続的に係合されたものであり、前記筒状形状の内径に対応した大きさの外径を有し、外周面に前記突起部が係合する螺旋溝が複数周回分形成された螺旋溝体であって、前記突起部と前記孔が係合された前記第１ベルトおよび前記第２ベルトの先端部が、前記突起部が前記螺旋溝に嵌め込まれた状態で装着される螺旋溝体と、前記螺旋溝体の外周側に前記螺旋溝体から離間して設けられ、前記突起部が前記螺旋溝に嵌め込まれた前記第１ベルトに接触し、前記第１ベルトおよび前記第２ベルトを搬送することで、前記螺旋溝体の外周で、前記螺旋溝に沿って移動する前記第１ベルトの前記突起部と前記第２ベルトの前記孔とを連続的に係合させて前記結合ベルトを形成しつつ、前記結合ベルトから前記筒状形状を形成する搬送部と、を備える。この形態の組付装置によれば、嵌合された結合ベルトの突起部が螺旋溝に挿入され、搬送部により、螺旋溝に沿って送られることで、第１ベルトの突起部と第２ベルトの孔とを連続的に係合させ、結合ベルトを形成しつつ、結合ベルトから筒状形状を形成することができる。
（２）上記形態の組付装置において、さらに、前記搬送部による搬送によって、前記螺旋溝体の中心軸に沿った方向の外側に送り出された前記筒状形状を外周側から押さえることで、前記突起部と前記孔の係合を保持する外周押さえを備えてもよい。この形態の組付装置によれば、外周押さえを備えるので、螺旋溝体の中心軸に沿った方向の外側に送り出された筒状形状を形成している結合ベルトの弾性力に起因する跳ね返りによる第１ベルトと、第２ベルトの分離を抑制できる。
（３）上記形態の組付装置において、さらに、前記第１ベルトを巻き取った状態で収容し、前記第１ベルトを一端から巻き出す第１ボビンと、前記第２ベルトを巻き取った状態で収容し、前記第２ベルトを一端から巻き出す第２ボビンと、を備え、前記第１ボビンと前記第２ボビンは、それぞれ、収容された前記第１ベルトおよび前記第２ベルトの外周側に、巻き取られた前記第１ベルト及び前記第２ベルトを回転可能に支持するローラが設けられていてもよい。この形態の組付装置によれば、第１ボビン、第２ボビンに巻かれたベルトの外周側にローラが設けられているので、ボビンに巻かれたベルトが弾性力で巻かれていない状態に戻ろうとしてローラに押しつけられても、ローラが回転できるので、巻かれたベルトを回転させて、巻き出すことができる。
（４）上記形態の組付装置において、前記搬送部は、前記螺旋溝体の外周に配置され、前記結合ベルトの厚みに対応する寸法の隙間を空けて配置され、前記第１ベルトおよび前記第２ベルトを搬送する複数の送りローラと、前記送りローラを駆動する駆動部と、を備えてもよい。この形態の組付装置によれば、駆動部により複数の送りローラを回転させ、第１ベルト、第２ベルトを搬送できる。
（５）上記形態の組付装置において、前記搬送部は、前記駆動部として、複数の前記送りローラを回転させるハンドルを備えてもよい。この形態の組付装置によれば、ハンドルを手動で動作させることにより、複数の送りローラを回転させ、第１ベルト、第２ベルトを搬送できる。
（６）上記形態の組付装置において、前記搬送部は、周方向に配置される２つの前記送りローラの間に、回転自在に保持されるパイプローラを備えてもよい。この形態によれば、送りローラ間の間隔を広げることで、送りローラの駆動スペースを確保すると共に、パイプローラにより、結合ベルトが弾性力により跳ね返り、元の位状態に戻ることを抑制できる。
（７）上記形態の組付装置において、前記搬送部は、前記螺旋溝体の外周に沿った前記送りローラおよび前記パイプローラの配列に、前記第１ベルトと前記第２ベルトを挿入可能な挿入用開口を備えてもよい。この形態によれば、挿入用開口から送りローラと螺旋溝体の間に第１ベルトと第２ベルトを挿入することが、可能である。
（８）上記形態の組付装置において、前記搬送部は、さらに、前記螺旋溝体の中心軸に沿った方向の外側に配置され、前記駆動部の前記回転により回転される駆動ローラを備え、前記駆動ローラは、円筒形を有し、側面である外周面において前記駆動ローラの中心軸と平行に形成された溝であって、前記筒状形状の前記突起部の前記筒状形状の周方向のピッチと等しいピッチで設けられた溝を有してもよい。この形態の組付装置によれば、螺旋溝体上から駆動ローラに送られた結合ベルトの突起部を溝に挿入させ、駆動ローラを回転させることで、溝に係合した結合ベルトを回転させ、さらに、溝に沿った方向に移動させることができる。
（９）上記形態の組付装置において、前記筒状形状が挿入されるロボットを前記筒状形状の中心軸と平行な方向に移動させるためのレールと、前記レールにおいて前記ロボットの位置決めを行う位置決め置き台と、を備えてもよい。この形態によれば、ロボットに筒状形状を組み付けることができる。
（１０）上記形態の組付装置において、前記ロボットは、円筒形の外周面を有し、外周面において円筒形の中心軸と平行に形成された溝であって、前記突起部が挿入可能な溝を有する回転部と、第２の螺旋溝が形成されたシャフトと、前記シャフトの外径側に設けられ、前記結合ベルトを前記第１ベルトと前記第２ベルトに分離して収納する収納部と、を備えてもよい。この形態によれば、ロボットは、筒状形状に組み付けられた結合ベルトを第１ベルトと第２ベルトに分けて収納でき、筒状形状を形成するための作業スペースを小さくできる。
（１１）本開示の一形態によれば、弾性材料で形成された２本のベルトから形成される結合ベルトを、伸縮が可能な筒状形状に組み付ける組付方法が提供される。この組付方法は、２本の前記ベルトのうちの第１ベルトは、前記第１ベルトの幅方向の両側に、長さ方向に亘って設けられる複数の突起部を有し、２本の前記ベルトのうちの第２ベルトは、前記第２ベルトの幅方向の両側に、前記突起部と係合する複数の孔を有するものであり、前記結合ベルトは、前記第１ベルトおよび前記第２ベルトの幅方向の一部が互いに重なるように、前記第１ベルトと前記突起部と前記第２ベルトの前記孔とが連続的に係合されるものであり、前記突起部と前記孔が係合された前記第１ベルトおよび前記第２ベルトの先端部を、前記筒状形状内径に対応した大きさの外径を有し、外周面に前記突起部が係合する螺旋溝が複数周回分形成された螺旋溝体の外周に装着し、前記第１ベルトおよび前記第２ベルトを搬送することで、前記螺旋溝体の外周で、前記螺旋溝に沿って移動する前記第１ベルトの前記突起部と前記第２ベルトの前記孔とを連続的に係合させて前記結合ベルトを形成しつつ、前記結合ベルトから前記筒状形状を形成する。この形態の組付方法によれば、嵌合された結合ベルトの突起部が螺旋溝に挿入され、螺旋溝に沿って送られることで、第１ベルトの突起部と第２ベルトの孔とを連続的に係合させ、結合ベルトを形成しつつ、結合ベルトから筒状形状を形成することができる。
（１２）本開示は、筒状形状の組付装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、筒状形状の組付方法、ロボット等の形態で実現することができる。

組付装置とロボットとを示す説明図である。 第１ベルトを示す説明図である。 第２ベルトを示す説明図である。 結合ベルトを示す説明図である。 結合ベルトが螺旋状に丸められて筒状形状を形成した状態を示す説明図である。 第１ボビンを示す説明図である。 第１ボビンから円板を外した図である。 第１ボビン、第２ボビンから第１ベルト、第２ベルトを取り出した状態を示す説明図である。 結合ベルトの螺旋溝体と送りローラの間への挿入を示す説明図である。 駆動部と、螺旋溝体と、送りローラと、駆動ローラの、中心軸と平行な断面図である。 螺旋溝体の回りの結合ベルトの移動の説明図である。 送りローラとパイプローラの配置を示す説明図である。 螺旋溝体と、送りローラと、パイプローラの螺旋溝体の中心軸と垂直な断面図である。 螺旋溝体と、送りローラ、パイプローラの部分拡大図である。 結合ベルトの突起部が駆動ローラの溝に挿入された状態を示す説明図である。 外周押さえを示す説明図である。 ロボットを示す説明図である。 筒状形状にロボットの回転部を挿入した状態を示す説明図である。 ロボットのシャフトを示す説明図である。 ロボットのシャフトの側面図である。 ロボットにおいて、第１ベルトと第２ベルトとの嵌合が外れた状態を示す説明図である。 ロボットにおいて、第１ベルトと第２ベルトとが巻き取られる状態を示す説明図である。 第１ボビン、第２ボビンからそれぞれ第１ベルト、第２ベルトが巻き出され、筒状形状が、駆動ローラから離れた状態を示す説明図である。

図１は、組付装置１０とロボット２０とを示す説明図である。組付装置１０は、螺旋溝体１００と、送りローラ１１０と、パイプローラ１２０と、ローラ支持部１２５と、外周押さえ１３０と、ハンドル１５０と、第１ボビン１６０、第２ボビン１６５と、フレーム１９０と、を備える。組付装置１０は、２本のベルト１７０、１７５を、伸縮が可能な筒状形状に組み付ける。送りローラ１１０とハンドル１５０は、２本のベルト１７０、１７５を搬送する搬送部として機能する。ハンドル１５０は、送りローラ１１０を駆動する駆動部として機能する。

ロボット２０側の第１ボビン１６０は、オスベルトである第１ベルト１７０を巻き取った状態で収容し、第１ベルト１７０を一端から巻き出す。ロボット２０と反対側の第２ボビン１６５には、メスベルトである第２ベルト１７５を巻き取った状態で収容し、第２ベルト１７５を一端から巻き出す。

螺旋溝体１００は、組み付けようとする筒状形状の内径に対応した大きさの外径を有する円筒形の部材である。本実施形態では、螺旋溝体１００の外側面には右ネジ様の螺旋溝１０２が複数周回分形成されている。

螺旋溝体１００の外側面の放射方向外側には、複数の送りローラ１１０と、複数のパイプローラ１２０とが配置されている。送りローラ１１０と、複数のパイプローラ１２０は、螺旋溝体１００の中心軸Ｏと平行な回転軸を有する。複数の送りローラ１１０と複数のパイプローラ１２０とは、ローラ支持部１２５により回転自在に支持されている。複数の送りローラ１１０と複数のパイプローラ１２０を挟んで反対側には、ケース１１５が設けられている。後述するがケース１１５の内部には、送りローラ１１０を回転させるギヤが配置されている。送りローラ１１０は、第１ベルト１７０、第２ベルト１７５が弾性力により跳ね返って、曲げられていない元の形状に戻らないように外周から押さえると共に、ハンドル１５０により回転され、第１ベルト１７０との間の摩擦力により第１ベルト１７０、第２ベルト１７５を移動させる。パイプローラ１２０は、第１ベルト１７０、第２ベルト１７５を移動させる機能は有しないが、第１ベルト１７０、第２ベルト１７５が弾性力により跳ね返って、曲げられていない元の形状に戻らないように外周から押さえる機能を有する。

外周押さえ１３０は、螺旋溝体１００の出口側端部に配置されている。外周押さえ１３０は、螺旋溝体１００により組み付けられ、螺旋溝体１００の出口側端部に至った筒状形状を外周から押さえることで、後述する第１ベルト１７０の突起部と、第２ベルト１７５の孔の係合を保持し、筒状形状が第１ベルト１７０、第２ベルト１７５にばらけないようにする。

ハンドル１５０は、螺旋溝体１００のロボット２０と反対側に配置されている。組み付け作業者（以下「作業者」と呼ぶ。）は、ハンドル１５０を回転させる回転操作により送りローラ１１０を回転させることができる。この構成については、後述する。なお、螺旋溝体１００、第１ボビン１６０、第２ボビン１６５は回転しない。フレーム１９０は、第１ボビン１６０、第２ボビン１６５、螺旋溝体１００を配置している。

ロボット２０は、回転部２００と、収納部２２０、２２５と、を備える。ロボット２０は、レール２３０の上に配置された位置決め置き台２４０の上に配置されている。回転部２００の中心軸は、螺旋溝体１００の中心軸Oと同じである。レール２３０は、中心軸Ｏと平行であり、ロボット２０を載せた位置決め置き台２４０、をレール２３０に沿って移動させることで、組付装置１０と、ロボット２０との間隔を調整できる。

回転部２００は、ロボット２０の組付装置１０側に設けられており、中心軸Ｏ回りに回転可能である。回転部２００は、外周面に中心軸Ｏと平行な溝１４２を有している。収納部２２０は、結合ベルト１８０から分離された第１ベルト１７０を収納し、収納部２２５は、結合ベルト１８０から分離された、第２ベルト１７５を収納する。

図２は、第１ベルト１７０を示す説明図である。図３は、第２ベルト１７５を示す説明図である。第１ベルト１７０は、弾性材料で形成された部材であるバネ鋼により形成されており、帯状の形状を有している。第１ベルト１７０は、幅方向の両端に近い領域に、予め定められたピッチＰ１で設けられた突起部１７２を備えている。突起部１７２は、帯状の形状に形成された第１ベルトの幅方向の両端に近い領域に、長さ方向に亘って複数の孔をプレスにより形成した後、孔にピンを圧入することで形成される。第２ベルト１７５も、弾性材料で形成された部材であるバネ鋼により形成された帯状の形状を有している。第２ベルト１７５は、幅方向に、予め定められたピッチＰ２で設けられた孔１７７を備えている。孔１７７の長さ方向のピッチＰ２は、突起部１７２の長さ方向のピッチＰ１よりもわずかに狭くなっている。第１ベルト１７０と第２ベルト１７５が、後述する筒状形状１８２を構成する際、第１ベルト１７０の内側に第２ベルト１７５が配置され、第２ベルト１７５の孔１７７に第１ベルト１７０の突起部が挿入され、係合されるからである。

図４は、結合ベルト１８０を示す説明図である。第２ベルト１７５の孔１７７に、第１ベルト１７０の突起部１７２が挿入され、第１ベルト１７０と第２ベルト１７５の幅方向の一部が互いに重なった結合ベルト１８０が形成されている。なお、この状態では、第２ベルト１７５の孔１７７に、第１ベルト１７０の突起部１７２が挿入されているだけであり、第１ベルト１７０と第２ベルト１７５は、容易に分離可能である。

図５は、結合ベルト１８０が螺旋状に丸められて筒状形状１８２を形成した状態を示す説明図である。結合ベルト１８０は、第１ベルト１７０が外側、第２ベルト１７５が内側になるように螺旋状に丸められる。筒状形状１８２において、突起部１７２を筒状形状１８２の長さ方向に繋ぐ線Ｏ１は、筒状形状１８２の中心軸Ｏと平行である。

図６は、第１ボビン１６０を示す説明図である。図７は、第１ボビン１６０から円板１６２を外した図である。なお、図７では、第１ベルト１７０の突起部１７２は、図示が省略されている。ボビン第１ボビン１６０は、２つの円板１６１、１６２の中心を繋いだ形状を有している。円板１６１、１６２の外縁部の内側には、円周に沿って、ほぼ等間隔に設けられた複数のカムフォロア１６４が配置されている。カムフォロア１６４とは、内部にニードルローラーが組込まれたローラである。第１ボビン１６０にバネ鋼で形成された第１ベルト１７０を配置すると、第１ベルト１７０は、弾性力で跳ね返り、曲げられていない元の形状に戻ろうとする。結果として、図７の矢印に示すように広がり、複数のカムフォロア１６４に内接する。カムフォロア１６４は、自転可能である。そのため、カムフォロア１６４の内側において、巻かれた第１ベルト１７０を回転させ、巻き出すことができる。第２ボビン１６５についても同様に、巻かれた第２ベルト１７５をカムフォロアの内側において回転させ、巻き出すことができる。

図８は、第１ボビン１６０、第２ボビン１６５から第１ベルト１７０、第２ベルト１７５を取り出した状態を示す説明図である。作業者は、第１ボビン１６０、第２ボビン１６５からそれぞれ第１ベルト１７０、第２ベルト１７５を取り出す。作業者は、第２ベルト１７５を螺旋溝体１００側に配置し、第１ベルト１７０を、突起部１７２が第２ベルト１７５側に位置するように、第２ベルト１７５の外側に配置する。作業者は、突起部１７２を孔１７７に係合させることで、結合ベルト１８０を形成する。

図９は、結合ベルト１８０の螺旋溝体１００と送りローラ１１０の間への挿入を示す説明図である。送りローラ１１０と、パイプローラ１２０との間隔が、他の送りローラ１１０と、パイプローラ１２０の間隔よりも広いところがあり、作業者は、この広いところから結合ベルト１８０の先端部を螺旋溝体１００と送りローラ１１０の間に挿入する。このとき、突起部１７２が螺旋溝体１００の螺旋溝１０２に挿入されるようにする。

図１０は、ハンドル１５０と、螺旋溝体１００と、送りローラ１１０と、駆動ローラ１４０の、中心軸Ｏと平行な断面図である。駆動ローラ１４０は、螺旋溝体１００のロボット２０側で、図１に示す外周押さえ１３０の内側に配置された部材であり、螺旋溝体１００と同じ外径を有している。駆動ローラ１４０の外側面には、中心軸Ｏと平行な溝１４２が形成されている。溝１４２の深さは、螺旋溝１０２の深さとほぼ同じである。駆動ローラ１４０は、ハンドル１５０と結合されており、作業者がハンドル１５０を回転させると、駆動ローラ１４０は、同方向に同じ角速度で回転する。したがって、駆動ローラ１４０は、搬送部に含まれる。

ハンドル１５０はギヤ１５２を有し、送りローラ１１０は、ギヤ１１２を有し、ハンドル１５０のギヤ１５２と、送りローラ１１０のギヤ１１２は、噛み合っている。作業者がハンドル１５０を回転させると、送りローラ１１０は、逆方向に回転する。なお、作業者がハンドル１５０を回転させると、第１ベルト１７０の突起部１７２と、第２ベルト１７５の孔１７７が連続的に係合し、第１ベルト１７０と、第２ベルト１７５は、結合ベルト１８０を形成して、螺旋溝体１００と、送りローラ１１０の間に挿入されていく。

図１１は、螺旋溝体１００の回りの結合ベルト１８０の移動の説明図である。結合ベルト１８０は、弾性力を有しており、曲げられていない元の形状の戻ろうとして、送りローラ１１０と接している。作業者がハンドル１５０を回転させると、送りローラ１１０は、逆方向に回転し、送りローラ１１０との摩擦で、結合ベルト１８０は、螺旋溝体１００の回りを移動する。このとき、結合ベルト１８０の突起部１７２は、螺旋溝体１００の螺旋溝１０２に挿入されているため、結合ベルト１８０は、螺旋溝１０２に沿って駆動ローラ１４０の方向に移動する。

図１２は、送りローラ１１０とパイプローラ１２０の配置を示す説明図である。図１３は、螺旋溝体１００と、送りローラ１１０と、パイプローラ１２０の螺旋溝体１００の中心軸Ｏと垂直な断面図である。図１２では、ローラ支持部１２５の図示を省略している。送りローラ１１０と、パイプローラ１２０は、螺旋溝体１００から少し離間した外周上において、螺旋溝体１００の回りに、交互に配置されている。本実施形態では、送りローラ１１０を駆動するギヤ１１２同士が干渉することを防ぐため、ある程度の間隔を開けて複数個の送りローラ１１０が配置され、送りローラ１１０の間にパイプローラ１２０が配置されている。したがって、ギヤ１１２の大きさによっては、送りローラ１１０のみ配置し、パイプローラ１２０を省略する構成も採用可能である。上述したように、送りローラ１１０と、パイプローラ１２０の配列の中に、送りローラ１１０と、パイプローラ１２０の間隔が他の送りローラ１１０と、パイプローラ１２０の間隔よりも広い挿入用開口１２２があり、その挿入用開口１２２から、結合ベルト１８０の先端部が挿入される。

図１４は、螺旋溝体１００と、送りローラ１１０およびパイプローラ１２０の部分拡大図である。螺旋溝体１００と、送りローラ１１０、パイプローラ１２０との径方向の間隔ｇは、結合ベルト１８０の突起部１７２を除いた厚さよりも大きく、第１ベルト１７０の突起部１７２を含めた厚さよりも小さく形成されている。間隔ｇが結合ベルト１８０の厚さよりも大きい寸法に形成されているので、螺旋溝体１００と結合ベルト１８０との間に隙間が開く。そのため、螺旋溝体１００と結合ベルト１８０との摩擦が小さくなり、送りローラ１１０によって結合ベルト１８０を移動させることが、可能となる。一方、間隔ｇが第１ベルト１７０の突起部１７２を含めた厚さよりも小さい寸法に形成されているので、結合ベルト１８０の突起部１７２が螺旋溝１０２に嵌まった状態から離脱しない。そのため、結合ベルト１８０を螺旋溝１０２に沿って移動させることが、可能となる。

図１５は、結合ベルト１８０の突起部１７２が駆動ローラ１４０の溝１４２に挿入された状態を示す説明図である。図１５では、ローラ支持部１２５の図示を省略している。結合ベルト１８０は、送りローラ１１０により螺旋溝１０２に沿って移動されると、駆動ローラ１４０に達する。螺旋溝体１００の螺旋溝１０２の駆動ローラ１４０側の端部は、駆動ローラ１４０の溝１４２の螺旋溝体１００側の端部と一致している。そのため、結合ベルト１８０の突起部１７２は、螺旋溝１０２の駆動ローラ１４０側の端部まで移動すると、駆動ローラ１４０の溝１４２に入り込む。溝１４２は、駆動ローラ１４０の回転軸である中心軸Ｏと平行に形成されている。そのため、突起部１７２が駆動ローラ１４０の溝１４２に入り込むと、突起部１７２が溝１４２に引っ掛かり、駆動ローラ１４０の回転により、結合ベルト１８０は、駆動ローラ１４０の回転方向に移動する。溝１４２の周方向のピッチは、結合ベルト１８０における突起部１７２の周方向のピッチと等しい。なお、駆動ローラ１４０に掛かっていない突起部１７２は、螺旋溝１０２に沿って移動するので、結果として、結合ベルト１８０は、駆動ローラ１４０の回転方向に移動すると共に、ロボット２０方向にも移動する。この結果、結合ベルト１８０は、螺旋状に丸められ、円筒形の筒状形状１８２を形成する。

図１６は、外周押さえ１３０を示す説明図である。外周押さえ１３０は、駆動ローラ１４０の外周側に駆動ローラ１４０との間に間隔を空けて配置される。この間隔は、螺旋溝体１００と、送りローラ１１０、パイプローラ１２０との間隔とほぼ同じである。筒状形状１８２は、弾性力を有する第１ベルト１７０と第２ベルト１７５とが螺旋状に巻かれているので、螺旋を解いて真っ直ぐに伸びようとする。外周押さえ１３０は、送りローラ１１０から離れた結合ベルト１８０がロボット２０に送られる途中で弾性力により伸びて螺旋状から元の状態に戻って第１ベルト１７０と第２ベルト１７５にばらけないように、筒状形状１８２の外周側から押さえる。

図１７は、ロボット２０を示す説明図である。上述したように、ロボット２０は、回転部２００と、収納部２２０、２２５と、を備える。回転部２００は、駆動ローラ１４０とほぼ同じ構造を有している。すなわち、回転部２００は、外径が駆動ローラ１４０の外径とほぼ同じ大きさを有しており、駆動ローラ１４０と同様に、外側面に、中心軸Ｏと平行な溝２０２が形成されている。収納部２２０は、ロボット２０の内部で分離された第１ベルト１７０を収納し、収納部２２５は、第２ベルト１７５を収納する。ロボット２０は、第１ベルト１７０と第２ベルト１７５を、分離して収納可能である。ロボット２０は、レール２３０上に配置された位置決め置き台２４０の上に配置されており、レール２３０に沿って移動可能である。レール２３０は、ロボット２０を載せた位置決め置き台２４０を、筒状形状１８２を中心軸Ｏに沿った方向に移動させることができる。

図１８は、筒状形状１８２にロボット２０の回転部２００を挿入した状態を示す説明図である。回転部２００の外径は、駆動ローラ１４０の外径とほぼ同じ大きさを有しているので、筒状形状１８２の内側に、回転部２００を挿入可能である。このとき、回転部２００の外周面の溝２０２に、筒状形状１８２の内周面に突き出ている突起部１７２が侵入する。作業者がハンドル１５０を回して筒状形状１８２を形成していくと、筒状形状１８２は、ハンドル１５０と同方向に回転すると共に、螺旋に沿った方向に移動していく。したがって、筒状形状１８２は、回転部２００を回転させると共に、筒状形状１８２の内周面の突起部１７２が回転部２００の溝２０２に沿って、収納部２２０、２２５方向に移動する。

図１９は、ロボット２０のシャフト２１０を示す説明図である。図２０は、ロボット２０のシャフト２１０の側面図である。回転部２００の収納部２２０、２２５側の端部には、シャフト２１０が配置されている。シャフト２１０は、螺旋溝体１００と同様の構造を有しており、第２の螺旋溝２１２を有している。筒状形状１８２が伸びて、ロボット２０の内部に入っていくとき、筒状形状１８２の内周面の突起部１７２は、第２の螺旋溝２１２に沿って移動する。なお、シャフト２１０は、螺旋溝体１００と同様に、回転しない。

図２１は、ロボット２０において、第１ベルト１７０と第２ベルト１７５との係合が外れた状態を示す説明図である。ロボット２０の第１収納部２２０、第２収納部２２５に対応する位置では、筒状形状１８２を外周側から押さえる部材が無い。そのため、筒状形状１８２は第１ベルト１７０と第２ベルト１７５に分離し、巻き伸ばされる。

図２２は、ロボット２０において、第１ベルト１７０と第２ベルト１７５とが巻き取られる状態を示す説明図である。筒状形状１８２から分離され、巻き伸ばされた第１ベルト１７０は、第１収納部２２０に収納され、第２ベルト１７５は、第２収納部２２５に収納される。収納部２２０の外周には、第１ボビン１６０と同様に、カムフォロアが設けられている。そのため、第１ベルト１７０が巻き伸ばされても、第１ベルト１７０は、第１収納部２２０の内周面に接触せず、カムフォロアに接する。第１ベルト１７０は、第１収納部２２０の内部において回転できるため、第１収納部２２０に第１ベルト１７０を巻き取ることができる。第２収納部２２５も同様の仕組みで第２ベルト１７５を巻き取ることができる。

図２３は、第１ボビン１６０、第２ボビン１６５からそれぞれ第１ベルト１７０、第２ベルト１７５が巻き出され、筒状形状１８２が、駆動ローラ１４０から離れた状態を示す説明図である。この状態では、筒状形状１８２の組付装置１０側の端部の外周には、外周押さえ１３０が位置しており、筒状形状１８２が弾性力により巻き伸びることを抑制している。この状態で、作業者は、筒状形状１８２の組付装置１０側の端部に、キャップを被せ、外周押さえ１３０を外す。作業者は、筒状形状１８２を２分割可能な第２外周押さえを筒状形状１８２に嵌め、その後、外周押さえ１３０を中心軸Ｏに沿って移動させることで外し、筒状形状１８２の組付装置１０側の端部にキャップを被せて、第２外周押さえを分割して外す。また、作業者は、外周押さえ１３０として、２分割可能な構造のものを用いれば、外周押さえ１３０を第２外周押さえに置き換える必要は無い。

以上、本実施形態によれば、組付装置１０は、螺旋溝１０２が形成された螺旋溝体１００と、螺旋溝体１００の周囲に配置された複数の送りローラ１１０と、複数の送りローラ１１０を回転させるハンドル１５０と、を備える。その結果、組付装置１０は、第１ベルト１７０、第２ベルト１７５から筒状形状１８２を形成できる。また、組付装置１０は、筒状形状１８２の外周面を外側から押さえる外周押さえ１３０と、を備える。組付装置１０は、筒状形状１８２を形成している結合ベルト１８０の弾性力に起因する跳ね返りによる第１ベルト１７０と、第２ベルト１７５の分離を抑制できる。

本実施形態によれば、組付装置１０は、外周面において円筒形の中心軸Ｏと平行に形成された溝１４２を有する円筒形の駆動ローラ１４０を備える。作業者は、駆動ローラ１４０の溝１４２に、結合ベルト１８０の突起部１７２を挿入させた状態で、駆動ローラ１４０を回転させる。その結果、組付装置１０は、結合ベルト１８０の突起部１７２を回転方向に引っ張り、結合ベルト１８０を駆動ローラ１４０に沿って回転させると共に、溝１４２に沿った方向に送ることができる。

本実施形態によれば、組付装置１０は、第１ボビン１６０、第２ボビン１６５の外周側に、カムフォロア１６４を備える。第１ボビン１６０、第２ボビン１６５にそれぞれ巻かれた第１ベルト１７０、第２ベルト１７５は、バネ鋼で形成されているので、真っ直ぐ伸びて、カムフォロア１６４に押しつけられる。しかし、第１ボビン１６０、第２ボビン１６５は、カムフォロア１６４が回転することで、第１ベルト１７０、第２ベルト１７５を滑らせて回転させ、第１ベルト１７０、第２ベルト１７５を巻き出すことができる。

本実施形態によれば、組付装置１０は、さらに、隣接して配置される２つの送りローラ１１０の間に、ハンドル１５０により回転されないパイプローラ１２０を備えている。その結果、組付装置１０は、送りローラ１１０間の間隔を広げる構成を採用できることで、送りローラ１１０の駆動スペースを確保すると共に、パイプローラ１２０により、結合ベルト１８０が弾性力により跳ね返りことで真っ直ぐに伸びることを抑制できる。

本実施形態によれば、組付装置１０において、送りローラ１１０の一つは、隣接するローラである他の送りローラ１１０またはパイプローラ１２０との間隔が広くなっている。その結果、組付装置１０は、広くなった部分から送りローラ１１０と螺旋溝体１００の間に結合ベルト１８０を挿入できる。

本実施形態によれば、組付装置１０は、さらに、結合ベルト１８０を収納するロボット２０と、ロボット２０を、筒状形状１８２の中心軸でもある中心軸Ｏと平行な方向に移動させるためのレール２３０と、レール２３０においてロボット２０の位置決めをする位置決め置き台２４０と、を備えている。その結果、組付装置１０は、ロボット２０に筒状形状１８２を組み付けることができる。

本実施形態によれば、ロボット２０は、結合ベルト１８０を第１ベルト１７０と第２ベルト１７５に分けて収納する収納部２２０、２２５と、を備えている。その結果、組付装置１０は、筒状形状１８２に組み付けられた結合ベルト１８０を第１ベルト１７０と第２ベルト１７５に分けて収納でき、作業者が筒状形状１８２を形成する際の作業スペースを小さくできる。

なお、螺旋溝体１００の外径、螺旋溝１０２、２１２の傾き、第１ベルト１７０の突起部１７２のピッチＰ１、第２ベルト１７５の孔１７７のピッチＰ２、第１ベルト１７０の突起部１７２の幅方向の間隔、第２ベルト１７５の孔１７７の幅方向の間隔は、筒状形状１８２の径、長さに応じて、適切な値に設計されている。

本実施形態では、作業者がハンドル１５０を回転させたが、作業者が第１ベルト１７０の突起部１７２を第２寝ると１７５の孔１７７に係合し、第１ベルト１７０と第２ベルト１７５を螺旋溝体１００に装着した後は、モータ等によりハンドル１５０を回転させてもよい。モータは、図示しない制御部により制御されてもよく、作業者がスイッチをオン・オフすることで、制御されてもよい。

本実施形態では、螺旋溝体１００の出口から抜け出た結合ベルト１８０を、駆動ローラ１４０を用いて移動・搬送させているが、送りローラ１１０のみで移動・搬送させてもよい。

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…組付装置、２０…ロボット、１００…螺旋溝体、１０２…螺旋溝、１１０…送りローラ、１１２…ギヤ、１１５…ケース、１２０…パイプローラ、１２２…挿入用開口、１２５…ローラ支持部、１３０…外周押さえ、１４０…駆動ローラ、１４２…溝、１５０…駆動部、１５２…ギヤ、１６０…第１ボビン、１６１…円板、１６２…円板、１６４…カムフォロア、１６５…第２ボビン、１７０…第１ベルト、１７２…突起部、１７５…第２ベルト、１７７…孔、１８０…結合ベルト、１８２…筒状形状、１９０…フレーム、２００…回転部、２０２…溝、２１０…シャフト、２１２…螺旋溝、２２０…第１収納部、２２５…第２収納部、２３０…レール、２４０…位置決め置き台

Claims (11)

1. 弾性材料で形成された２本のベルトから形成される結合ベルトを、伸縮が可能な筒状形状に組み付ける組付装置であって、
   ２本の前記ベルトのうちの第１ベルトは、前記第１ベルトの幅方向の両側に、長さ方向に亘って設けられる複数の突起部を有し、２本の前記ベルトのうちの第２ベルトは、前記第２ベルトの幅方向の両側に、前記突起部と係合する複数の孔を有するものであり、
   前記結合ベルトは、前記第１ベルトおよび前記第２ベルトの幅方向の一部が互いに重なるように、前記第１ベルトと前記突起部と前記第２ベルトの前記孔とが連続的に係合されたものであり、
   前記筒状形状の内径に対応した大きさの外径を有し、外周面に前記突起部が係合する螺旋溝が複数周回分形成された螺旋溝体であって、前記突起部と前記孔が係合された前記第１ベルトおよび前記第２ベルトの先端部が、前記突起部が前記螺旋溝に嵌め込まれた状態で装着される螺旋溝体と、
   前記螺旋溝体の外周側に前記螺旋溝体から離間して設けられ、前記突起部が前記螺旋溝に嵌め込まれた前記第１ベルトに接触し、前記第１ベルトおよび前記第２ベルトを搬送することで、前記螺旋溝体の外周で、前記螺旋溝に沿って移動する前記第１ベルトの前記突起部と前記第２ベルトの前記孔とを連続的に係合させて前記結合ベルトを形成しつつ、前記結合ベルトから前記筒状形状を形成する搬送部と、
   を備える、組付装置。
2. 請求項１に記載の組付装置であって、さらに、
   前記搬送部による搬送によって、前記螺旋溝体の中心軸に沿った方向の外側に送り出された前記筒状形状を外周側から押さえることで、前記突起部と前記孔の係合を保持する外周押さえを備える、組付装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の組付装置であって、さらに、
   前記第１ベルトを巻き取った状態で収容し、前記第１ベルトを一端から巻き出す第１ボビンと、
   前記第２ベルトを巻き取った状態で収容し、前記第２ベルトを一端から巻き出す第２ボビンと、を備え、
   前記第１ボビンと前記第２ボビンは、それぞれ、収容された前記第１ベルトおよび前記第２ベルトの外周側に、巻き取られた前記第１ベルト及び前記第２ベルトを回転可能に支持するローラが設けられている、組付装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の組付装置であって、
   前記搬送部は、
   前記螺旋溝体の外周に配置され、前記結合ベルトの厚みに対応する寸法の隙間を空けて配置され、前記第１ベルトおよび前記第２ベルトを搬送する複数の送りローラと、
   前記送りローラを駆動する駆動部と、
   を備える、組付装置。
5. 請求項４に記載の組付装置であって、
   前記搬送部は、前記駆動部として、複数の前記送りローラを回転させるハンドルを備える、組付装置。
6. 請求項４または請求項５に記載の組付装置であって、さらに、
   前記搬送部は、周方向に配置される２つの前記送りローラの間に、回転自在に保持されるパイプローラを備える、組付装置。
7. 請求項６に記載の組付装置であって、
   前記搬送部は、前記螺旋溝体の外周に沿った前記送りローラおよび前記パイプローラの配列に、前記第１ベルトと前記第２ベルトを挿入可能な挿入用開口を備える、組付装置。
8. 請求項４から請求項７のいずれか一項に記載の組付装置であって、
   前記搬送部は、さらに、
   前記螺旋溝体の中心軸に沿った方向の外側に配置され、前記駆動部の前記回転により回転される駆動ローラを備え、
   前記駆動ローラは、円筒形を有し、側面である外周面において前記駆動ローラの中心軸と平行に形成された溝であって、前記筒状形状の前記突起部の前記筒状形状の周方向のピッチと等しいピッチで設けられた溝を有する、組付装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の組付装置であって、さらに、
   前記筒状形状が挿入されるロボットを前記筒状形状の中心軸と平行な方向に移動させるためのレールと、
   前記レールにおいて前記ロボットの位置決めを行う位置決め置き台と、
   を備える、組付装置。
10. 請求項９に記載の組付装置であって、
    前記ロボットは、
    円筒形の外周面を有し、外周面において円筒形の中心軸と平行に形成された溝であって、前記突起部が挿入可能な溝を有する回転部と、
    第２の螺旋溝が形成されたシャフトと、
    前記シャフトの外径側に設けられ、前記結合ベルトを前記第１ベルトと前記第２ベルトに分離して収納する収納部と、
    を備える、組付装置。
11. 弾性材料で形成された２本のベルトから形成される結合ベルトを、伸縮が可能な筒状形状に組み付ける組付方法であって、
    ２本の前記ベルトのうちの第１ベルトは、前記第１ベルトの幅方向の両側に、長さ方向に亘って設けられる複数の突起部を有し、２本の前記ベルトのうちの第２ベルトは、前記第２ベルトの幅方向の両側に、前記突起部と係合する複数の孔を有するものであり、
    前記結合ベルトは、前記第１ベルトおよび前記第２ベルトの幅方向の一部が互いに重なるように、前記第１ベルトと前記突起部と前記第２ベルトの前記孔とが連続的に係合されるものであり、
    前記突起部と前記孔が係合された前記第１ベルトおよび前記第２ベルトの先端部を、前記筒状形状の内径に対応した大きさの外径を有し、外周面に前記突起部が係合する螺旋溝が複数周回分形成された螺旋溝体の外周に装着し、
    前記第１ベルトおよび前記第２ベルトを搬送することで、前記螺旋溝体の外周で、前記螺旋溝に沿って移動する前記第１ベルトの前記突起部と前記第２ベルトの前記孔とを連続的に係合させて前記結合ベルトを形成しつつ、前記結合ベルトから前記筒状形状を形成する、
    組付方法。

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