JP2679867B2 - 弾性環状体の保持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、軸部材等のワークにその外径よりも小さい
固有の内径の弾性変形可能な弾性環状体を自動的に嵌め
込むための弾性環状体の装着装置に用いられる弾性環状
体の保持装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、Ｏリング等の弾性変形可能な弾性環状体を軸部
材等のワークに装着するための装置としては、弾性環状
体を装着すべきワークの先端部に外面形状が円錐状のキ
ャップをかぶせておき、該キャップにワークの外径より
も小さい固有の内径（自然状態における内径）を有する
弾性環状体を嵌挿し、複数の爪を有する押し棒によって
前記弾性環状体をワークに向けて押し下げることによっ
て前記キャップの外面に沿って内径を拡げてワークに嵌
め込むものがある（実開昭58−70835号公報、実開昭57
−122323号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の技術では、弾性環状体の固有の内径をワー
クの外径よりも大径に拡げるための円錐状キャップをワ
ーク先端部にかぶせ、さらにその上に弾性環状体を嵌挿
して供給するための特別なキャップ脱着装置を必要とす
る。このため、装置が複雑化すると共に、前記円錐状キ
ャップの着脱に時間がかかり、その分サイクル時間が長
時間となるという問題点があった。

本発明は、上記従来の技術の有する問題点に鑑みてな
されたものであって、前記円錐状キャップをワークにか
ぶせなくても弾性変形自在な弾性環状体をその固有の内
径よりも大きな外径を有するワークに自動的に装着する
ことができる弾性環状体の装着装置に用いる弾性環状体
の保持装置を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明の弾性環状体の保持
装置は、 弾性変形可能な弾性環状体をワークに嵌め込むための
装置に用いられる弾性環状体の保持装置であって、 前記ワークの外径よりも大きな内径を有すると共にそ
の先端部に複数個のスリットが形成されたスリーブを備
え、該スリーブの前記スリットにそれぞれ嵌合する先細
りテーパ状の複数個の羽根を有するマンドレルが前記ス
リーブに軸方向に滑動自在に嵌挿され、前記スリーブの
外周面に保持された前記弾性環状体を抜き取るための抜
き取り手段を有し、前記マンドレルの羽根のうち互い回
転対称位置にある羽根に、外周面に開口する軸方向の溝
をそれぞれ形成したものである。

〔作用〕

マンドレルをスリーブから突出させた状態としたの
ち、弾性環状体の内径部に挿入していく。その結果、前
記弾性環状体は、マンドレルの複数個の先細りテーパ状
の羽根の外周面に案内されてその径が拡大されていき、
スリーブの外周面に移され、それ自身の収縮によりスリ
ーブの外周面で保持される。このとき、前記羽根の溝に
弾性環状体の受け部材が入り込むので相互に干渉しあう
ことはない。

また、スリーブに保持された弾性環状体をワークに嵌
め込むには、弾性環状体を保持した保持装置を搬送手段
によってワークの真上に移動させて、マンドレルの先端
をワーク上部に位置決めしたのち前記保持装置を下降さ
せていく。その結果、先ず前記マンドレルがワーク上端
面に当接して停止し、そののちスリーブのみが下降し
て、該スリーブがワークにかぶさり、スリーブの先端が
ワークの嵌め込み部位に下降した時点でスリーブの下降
を停止させる。

ついで、抜き取り手段により、スリーブから前記弾性
環状体を抜き取ると、該弾性環状体はそれ自身の収縮に
よりワークの嵌め込む部位に嵌め込まれる。

〔実 施 例〕

本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本実施例の弾性環状体の保持装置を弾性環
状体の装着装置に取付けたときの要部構成を示す概略斜
視図である。109は搬送手段としての公知の三軸直交ロ
ボットであって、該三軸直交ロボット109は、基台101の
コラム101a上に固定されたＸ軸方向に延びるＸ軸アーム
102と、該Ｘ軸アーム102にＸ軸方向に移動自在に支持さ
れると共に図示しないＸ軸モータ等の駆動手段によりＸ
軸方向に往復移動されるＹ軸アーム103と、該Ｙ軸アー
ム103にＹ軸方向に移動自在に支持されると共に図示し
ないＹ軸モータ等の駆動手段によりＹ軸方向に往復移動
されるＺ軸アーム取付体104と、該Ｚ軸アーム取付体104
にＺ軸方向に上下動自在に取付けられ、空気圧シリンダ
104aによりＺ軸方向に往復移動（図示上下方向の上下
動）されるＺ軸アーム105とを備えている。

前記三軸直交ロボット109のＺ軸アーム105の下端部に
は取付板105aを介して後述する保持装置106が取付けら
れており、他方、基台101上の図示左側部位には後述す
る供給装置107が載置され、基台101上の図示右側部位に
は軸部材等のワーク110を保持するための保持治具108が
載置されている。

前記三軸直交ロボット109はCPUを備えた後述する制御
ユニット（不図示）により制御され、前記保持装置106
を供給装置107とワーク110間で移送すると共に所定位置
に位置決めするものである。

次に、本実施例の前記保持装置106およびこれと対応
して用いられる供給装置107について説明する。

保持装置 第２図に示すようにＺ軸アーム105には図示下方側に
小径部3aを有する外筒３が取付板105aを介して固着され
ており、該外筒３の小径部3aには上端部に鍔部2aを有す
るスリーブ２が軸方向（図示上下方向）に滑動自在に嵌
挿されている。符号７はスリーブ２と結合板7aを連結す
る複数の連結棒である。符号８は前記取付板105aと前記
鍔部2a間に介在させた圧縮ばねであって、スリーブ２を
外筒３の小径部3aから突出させる方向に常時付勢してい
る。

また、前記鍔部2aの側面からピン6cが突設され、該ピ
ン6cの先端には当接部材6dが一体的に取付けられてお
り、該当接部材6dには空気圧シリンダ６のロッド6aの先
端に設けられた押圧部材6bが当接可能に構成されてい
る。

第３図（Ａ），（Ｃ）に示すように、スリーブ２は、
その下端から鍔部2a側に向けて深く切り込まれた８個の
スリット2bを有し、各スリット2bにはマンドレル１の先
端部に突設された各羽根1bがそれぞれ滑動自在に嵌合さ
れている。スリーブ２の内径は後述する理由のためその
開口部から所定深さまではワーク110の外径よりも大径
となっており、これにより上方部はワーク110の外径よ
り小径に形成されたいわゆる段部2c（第７図（Ｂ）参
照）が設けられている。

一方、マンドレル１は第３図（Ｂ），（Ｃ）に示すよ
うに、主軸1aの先端部が先細りの円錐台形状に形成され
ており、該先端部の外周面には、上述した８個の羽根1b
が突設されている。該羽根1bは側面視において先端部が
先細りであって上端側に向けて拡大する先細りテーパ状
をしており、その上端側のマンドレル径方向の高さはス
リーブの外周面とほぼ同一面となるように構成されてい
る。これにより、マンドレル１によってその径が拡げら
れた弾性環状体４がスリーブ２に円滑に移されて保持さ
れることになる。マンドレル１の互いに回転対称部位の
２個の羽根1bの上端部には、マンドレル１の軸方向の移
動に伴って、前記供給装置の受け部材21a,21bがそれぞ
れ入り込む溝1dがそれぞれ形成されている。

第２図に戻って、連結棒７の上端に取付けられた結合
板7aに設けられた空気圧シリンダ５のロッド5aがマンド
レル１の上端に結合されており、空気圧シリンダ５の駆
動により、前記マンドレル１をスリーブ２内に引き込む
ことができるように構成されている。

上記スリット2bおよび羽根1bの数は８個に限らず、そ
の数は必要に応じ増減することができる。

供給装置 第２図、第４図および第５図に示すように供給装置10
7は、側面視略コ字状のブロック10を有し、該ブロック1
0の側壁間には、同一水平面上に平行して２本のガイド1
1が配設され、該ガイド11には一対の駒12a,12bがその軸
方向に摺動自在に嵌挿されている。各駒12a,12bにはそ
れぞれ側面視逆Ｌ字形の弾性環状体受け13a,13bの一端
部が固着され、その他端が互いに対向するように設けら
れている。符号19a,19bは前記弾性環状体受け13a,13bの
上面にそれぞれ形成された平面視略Ｖ字形の凹部であ
り、該凹部19a,19bの開放側下縁には円弧状の切欠部20
a,20bがそれぞれ形成されている。また、符号15a,15bは
各弾性環状体受け13a,13bとブロック10の側壁間にそれ
ぞれ介在させた圧縮ばねであって、常時一対の弾性環状
体受け13a,13bが閉じる方向（互いに接近する方向）へ
付勢している。第５図に示すように、前記一対の弾性環
状体受け13a,13bには、ブロック10に互いに逆向き一体
的に取付けられた各空気圧シリンダ16a,16bのそれぞれ
のロッド17a,17b先端に固定された各押圧棒18a,18bが当
接されており、各空気圧シリンダ16a,16bの駆動によ
り、一対の弾性環状体受け13a,13bを開く方向（互いに
離反する方向）へ各圧縮ばね15a,15bの弾発力に抗して
移動できるように構成されている。なお、符号10a（10
b）はブロック10の側壁にそれぞれ螺合された圧縮ばね1
5a（15b）のばね圧を調整するためのばね圧調整ねじで
ある。

また、符号21a,21bは、それぞれ支柱14a,14bにピン22
a,22bを介して支持された一対の受け部材であり、該一
対の受け部材21a,21bは前記一対の弾性環状体受け13a,1
3bの間に一対の弾性環状体受け13a,13bの開閉方向と直
交する方向に沿って配設され、弾性環状体４を支持する
と共に前記マンドレル羽根1bの溝1dに入り込み、しかも
干渉しないように構成されている。

ここで、三軸直交ロボットの前記制御ユニットの構成
について、再び第２図を参照して説明する。

上述したＹ軸アーム103およびＺ軸アーム取付体104
（第１図参照）は、Ｘ軸モータ25a、Ｙ軸モータ25bの駆
動力によってＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ往復移
動され、前記Ｘ軸モータ25aおよびＹ軸モータ25bは、CP
U22からの指令に基づいて制御される駆動回路24a,24bに
よってそれぞれ駆動されるものである。

前記Ｚ軸アーム105（第１図参照）を往復移動させる
ための空気圧シリンダ104aは、ソレノイド27aを有する
２位置４ポートの電磁弁27を介して空気圧源に接続され
ており、この電磁弁27のソレノイド27aは、CPU22からの
信号に基づき電磁弁駆動装置26を介して制御されること
では、以下に述べる所定のタイミングで電磁弁27の切換
えが行われる。また、保持装置106の２つの空気圧シリ
ンダ5,6もソレノイド29aを有する電磁弁29を介して空気
圧源に接続されており、この電磁弁29のソレノイド29a
は、CPU22からの信号に基づき電磁弁駆動装置28を介し
て制御させることで、電磁弁29を切換えが行われ、両空
気圧シリンダ5,6は同期して駆動される。

さらに、供給装置の各空気圧シリンダ16a,16bは、電
磁弁31（第５図参照）を介して空気圧源に接続され、こ
の電磁弁31の切換えは、CPU22からの信号に基づき電磁
弁駆動装置30を介して行われる。

メモリ23には、以下に記述する一連の動作プログラム
が記憶されており、前記CPU22は前記動作プログラムろ
読み込み、各電磁弁駆動装置26,28,30を制御する信号を
出力するものである。

次に、第９図のフローチャートを合わせ参照しつつ、
本実施例の動作について説明する。

（１）先ず、第２図に示すように、閉じた状態になって
いる一対の弾性環状体受け13a,13bの凹部19a,19b中にＯ
リング等の弾性変形可能な弾性環状体４を搭載する。す
ると、前記弾性環状体４は一対の受け部材21a,21b（第
４図参照）に支持される。

（２）ついで、第１図および第２図に示すように、三軸
直交ロボット109を起動すると、CPU22よりの信号に基づ
き各駆動回路24a,24bを介してＸ軸モータ25aおよびＹ軸
モータ25bがそれぞれ駆動されることで、保持装置106を
供給装置107の上方へ移動させ（ステップ32）、また、
殿軸弁駆動装置28によって電磁弁２のソレノイド29aが
通電されることで、空気圧シリンダ５のロッド5aを最大
限進出させることにより、マンドレル１を最大下降位置
へ突出させた状態にすると共に、スリーブ２も圧縮ばね
８の弾発力によりその鍔部2aが外筒３の肩部に当接した
状態とし、さらに空気圧シリンダ６のロッド6aが最大限
進出されることで、押圧部材6bを下降させ、該押圧部材
6bで当接部材6dを押圧しスリーブ２が上方へ移動しない
ようにしておく（ステップ33）。このとき、マンドレル
１の羽根1bの２つの溝1dを受け部材21a,21bにそれぞれ
位置決めする（第８図（Ａ），（Ｂ）参照）。

（３）上記（２）ののち、電磁弁駆動装置26によって電
磁弁27のソレノイド27aが通電されることで、Ｚ軸アー
ム105を下降させることにより、第６図（Ａ）に示すよ
うに、マンドレル１を弾性環状体４の内径部に嵌挿して
行く（ステップ34）。すると弾性環状体４はマンドレル
１の羽根1bの先細りテーパ状の外周面で押し拡げられな
がらスリーブ２に移されその外周面で拡径された状態で
それ自身の収縮により保持される。一方、第８図
（Ａ），（Ｂ）に示すように、２個の羽根1bの溝1dに受
け部材21a,21bがそれぞれ入り込む。このとき第６図
（Ａ）に示すように、一対の弾性環状体受け13a,13bは
その凹部19a,19bのＶ字形の側壁で前記弾性環状体４の
外周面を各圧縮ばね15a,15bの弾発力により押圧した状
態を維持しつつ開き、弾性環状体４の拡径を保障する。
また、各凹部19a,19bの開放側下縁には円弧状の切欠部2
0a,20bが形成されているので下降するマンドレル１およ
びスリーブ２の外周面と干渉することがない。

（４）上記（３）ののち、第２図に示すように、電磁弁
駆動装置30によって電磁弁31（第５図参照）のソレノイ
ド31aが通電されることで、第６図（Ｂ）に示すよう
に、各空気圧シリンダ16a,16bが駆動され、一対の弾性
環状体受け13a,13bを最大限まで開く（ステップ35）。

一方、第２図に示すように、電磁弁29が切換わり、空
気圧シリンダ５の駆動によりマンドレル１をスリーブ２
に対して上昇させ、その先端部の羽根1bをスリーブ２内
に引き込ませる。これと同時に、空気圧シリンダ６の駆
動により押圧部材6bを最上昇位置へ上昇させスリーブ２
の移動を自由にする（ステップ36）。

（５）上記（４）ののち、電磁弁27が切換わることで、
Ｚ軸アーム105が上昇され（ステップ37）、CPU22からの
信号に基づき、Ｘ軸モータ25aによって保持装置106をＸ
軸方向へ移動させてワーク110の直上に位置決めすると
共に、第６図（Ｂ）に示すように、各圧縮ばね15a,15b
の弾発力により一対の弾性環状体受け13a,13bを閉じ、
次の弾性環状体４が搭載できる状態に戻す（ステップ3
8）。

（６）上記（５）ののち、第１図に示すように、空気圧
シリンダ104aによってＺ軸アーム105ひいては保持装置1
06を下降させることで（ステップ39）、第７図（Ａ）に
示すように、弾性環状体４を保持している保持装置106
のマンドレル１を、その先端面の位置決め穴1c（第３図
（Ｃ）参照）でワーク110の上部を位置決めさせ、その
のちはスリーブ２の段部2cがワーク110の大径部上端に
当接することで、スリーブ２の下降は停止する。そのの
ちは、第７図（Ｃ）に示すように外筒３のみが下降し、
これによりスリーブ２の外周面に保持されている弾性環
状体４は押し下げられてスリーブ２から抜き取られ、そ
れ自身の収縮によってワーク110の嵌め込み部位に嵌め
込まれる。次に、第２図に示すように、空気圧シリンダ
104aによってＺ軸アーム105が上昇する（ステップ4
0）。

上記の説明から明らかなように、前記外筒３がスリー
ブ２の外周面に保持された弾性環状体４を抜き取るため
の抜き取り手段を兼ねるものである。

本実施例において各部の駆動手段として空気圧シリン
ダを用いるが、これに限らず、油圧シリンダ、電動式の
ボールねじ機構やカム機構等公知の手段を用いることが
できる。

〔発明の効果〕

本発明は、上記のとおり構成されているので、以下に
搭載するような効果を奏する。

マンドレルをスリーブから突出させた状態として弾性
環状体の内径部に挿入するだけで、弾性環状体の径を拡
げてスリーブ外周面で保持することができるので、上記
従来の記述の如きワークにキャップを着脱するためのキ
ャップ着脱装置を必要とせず構造が簡単化し、保守点検
も容易となる。

また、マンドレルの羽根の溝に弾性環状体の受け部材
が干渉することなく入り込むように構成されているた
め、弾性環状体を保持装置に確実に保持させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の弾性環状体の供給装置を取付けた弾性
環状体の装着装置の主要部の斜視図、第２図は本発明の
弾性環状体の供給装置およびこれと対応して用いられる
保持装置の部分断面図、第３図はその保持装置を構成す
るマンドレルおよびスリーブの説明図であって（Ａ）は
前記マンドレルおよびスリーブの側面図、（Ｂ）はマン
ドレルの主要部の斜視図、（Ｃ）は（Ａ）に示すマンド
レルおよびスリーブの底面図、第４図はその供給装置の
主要部の斜視図、第５図は供給装置を構成する一対の弾
性環状体受けの平面図、第６図は弾性環状体の保持工程
を示し、（Ａ）はマンドレルを弾性環状体に嵌挿した状
態を示す部分断面図、（Ｂ）は弾性環状体を保持装置で
保持し、上方へ引き上げ始めた状態を示す部分断面図、
第７図は保持装置に保持した弾性環状体を軸部材に装着
する工程を示し、（Ａ）は保持装置をワークの直上に位
置決めした状態を示す部分断面図、（Ｂ）は保持装置を
下降させてマンドレル先端面をワーク上端面に当接させ
た状態を示す部分断面図、（Ｃ）は保持装置を最大限に
下降させて弾性環状体をスリーブから抜き取りワークに
装着した状態を示す部分断面図、第８図は保持装置を最
大限に下降させたときのマンドレルの羽根の状態を示
し、（Ａ）は要部斜視図、（Ｂ）は要部底面図、第９図
は第７図に示した工程のフローチャートである。 １……マンドレル、1a……主軸、 1b……羽根、1c……位置決め穴、 1d……溝、２……スリーブ、 2a……鍔部、2b……スリット、 2c……段部、３……外筒、 3a……小径部、3b……スリット、 ４……弾性環状体、 5,6,104a……空気圧シリンダ、 5a,6a,17a,17b……ロッド、 6b……押圧部材、6c……ピン、 6d……当接部材、７……連結棒、 7a……結合板、 8,15a,15b……圧縮ばね、 10……ブロック、 10a,10b……ばね圧調整ねじ、 11……ガイド、12a,12b……駒、 13a,13b……弾性環状体受け、 14a,14b……支柱、18a,18b……押圧棒 19a,19b……凹部、20a,20b……切欠部 21a,21b……受け部材、 22a,22b……ピン、22……CPU、 23……メモリ、24a,24b……駆動回路、 25a……Ｘ軸モータ、25b……Ｙ軸モータ、 26,28,30……電磁弁駆動装置、 27,29,31……電磁弁、 27a,29a,31a……ソレノイド、 32〜40……ステップ。 101……基台、101a……コラム、 102……Ｘ軸アーム、103……Ｙ軸アーム、 104……Ｚ軸アーム取付体、 105……Ｚ軸アーム、105a……取付板、 106……保持装置、107……供給装置、 108……保持治具、109……三軸直交ロボット、 110……ワーク。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弾性変形可能な弾性環状体をワークに嵌め
   込むための装置に用いられる弾性環状体の保持装置であ
   って、 前記ワークの外径よりも大きな内径を有すると共にその
   先端部に複数個のスリットが形成されたスリーブを備
   え、該スリーブの前記スリットにそれぞれ嵌合する先細
   りテーパ状の複数個の羽根を有するマンドレルが前記ス
   リーブに軸方向に滑動自在に嵌挿され、前記スリーブの
   外周面に保持された前記弾性環状体を抜き取るための抜
   き取り手段を有し、前記マンドレルの羽根のうち互いに
   回転対称位置にある羽根に、外周面に開口する軸方向の
   溝がそれぞれ形成されたことを特徴とする弾性環状体の
   保持装置。