JP4222241B2 - リング部品の装着装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばＯリング等のリング部品を被装着部材の外周に形成した溝部に装着するリング部品の装着装置に関する。

円柱状部材の外周面に設けられた溝内にリング部品、例えばＯリングを装着する場合は、略円錐台状に形成されたテーパコーン治具を用いることがある。このテーパコーン治具は、下端部の径が円柱状部材の上端部の径とほぼ同一寸法に形成され、上方に向かうにつれて徐々に先細りする形状に形成されている。そして、テーパコーン治具の上部にＯリングを挿入し、この状態で、テーパコーン治具を円柱状部材の上端に載置したのち、Ｏリングをテーパコーン治具の傾斜面に沿って下方に滑らせ、円柱状部材の溝に嵌合させている。

また、近年においては、圧入装置を用いて、自動的にリング部品を圧入することも行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−８３２号公報

しかしながら、前記従来のテーパコーン治具は、円柱状部材に複数の溝が形成されている場合、それぞれの溝位置に対応して別々の治具を用いる必要があるため、その溝数に応じたテーパコーン治具を用意する必要があり、コストが高くなると共に、リング部品の装着作業工数も増大した。

また、前記圧入装置においては、Ｏリングが円柱状部材の軸方向には規制されていない状態で圧入作業が行われるため、圧入されていく途中でＯリングがめくれてしまうという問題があった。さらに、リング部品として、周方向の一部に切れ目が設けられたシールリングを円柱状部材の溝に装着する場合、切れ目部分の端縁が上下方向にずれてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、被装着部材に組み付けるリング部品の数に関わらず一つの装置且つ１回の作業で装着することができ、めくれ等の不具合が発生することがないリング部品の装着装置を提供することを目的とする。

本発明にあっては、柱状に形成された被装着部材の外周を覆う、略円錐状に形成された筒状治具と、該筒状治具の外周側に挿入されると共に、リング部品をその軸方向に拘束しつつ保持する溝を設けた保持治具と、該保持治具の溝にリング部品を押し込んで挿入するリング部品の供給手段と、前記筒状治具が装着された被装着部材に向けて前記保持治具を移動させると共に、保持治具を拡縮させる駆動手段と、を備え、前記リング部品の供給手段には、前記駆動手段側に向けて回動自在な可倒式に構成されてリング部品を積層状態で保持するストッカーが設けられたことを特徴としている。

本発明に係るリング部品の装着装置によれば、保持治具及び筒状治具を柱状部材に向けて下降させると共に保持治具を拡縮させる駆動手段を設けているため、シールリングを下降という１ストロークの動作によって、柱状部材に自動で組み付けることができる。

[第１の実施形態]
以下、本発明の第１実施形態によるリング部品の装着装置を図面と共に詳述する。この装着装置は、筒状治具と保持治具とから構成されており、本実施形態においては、まず筒状治具について説明したのち、保持治具を説明する。

図１は本実施形態による筒状治具１を示す斜視図、図２は図１の筒状治具１のＡ−Ａ線による断面図である。この筒状治具１の上部は、傾斜面２を有する略円錐台状のテーパ部３に形成され、下部は円筒状の筒部５に形成されている。また、テーパ部３の上端には、昇降装置等で把持することができる突起部７が設けられている。さらに、図２に示すように、筒状治具１の筒部５の内方には、同図の二点鎖線で示す柱状部材９を収容できる大きさの空洞が設けられており、筒状治具１の筒部５の内周面１１と柱状部材９の外周面１３との間には僅かな隙間が形成されている。

そして、図３は、本実施形態による保持治具１５を示す斜視図である。この保持治具１５は、上側保持部材１７、下側保持部材１９及び連結部材２１を備えており、上側保持部材１７と連結部材２１、及び、下側保持部材１９と連結部材２１は、後述するロッド２３を介してスライド自在に構成されている。

前記上側保持部材１７は、それぞれ対称に形成された一対の保持部材２５，２７から構成されている。これらの保持部材２５，２７にはそれぞれ、高さ方向の略中央部に上下に間隔を隔てて２つの溝２９，３０が形成されており、リング部品であるシールリング３２が前記溝２９，３０に挿入される。なお、このシールリング３２は、周方向の一部が切り離されて径方向に拡縮自在に弾性変形及び塑性変形されるように形成されている。これらの溝２９，３０は、同図の矢印に示すスライド方向に沿って保持部材２５，２７を貫通して延びている。そして、溝２９，３０の幅寸法Ｗはシールリング３２の直径Ｄよりも僅かに大きく、高さ寸法Ｈはシールリング３２の高さｈよりも僅かに大きく設定され、溝２９，３０内にシールリング３２を挿入したときにシールリング３２の高さ位置を確実に規制するように構成している。なお、シールリング３２は、切れ目（バイアスカット）が設けられたシールリングであり、合成樹脂等から成形されているため、所定寸法以上に拡げると塑性変形によって拡径するが、この状態で、径方向内側に押圧すると縮径して整形される。

また、保持部材２５，２７のスライド方向の内方側には、断面略半円状の湾曲面３１，３３が形成されており、これらの互いに対向する湾曲面３１，３３によって上下に延びる略楕円状の案内孔３５が形成されている。そして、幅方向の両端には、ロッド２３を挿通する計４つの挿通孔３６が上下に間隔を隔てて穿設されている。このロッド２３には、一対の保持部材２５，２７及び２本の連結部材２１，２１が挿通されており、これらの保持部材２５，２７及び連結部材２１，２１はロッド２３を介して、スライド方向に摺動自在に支持されている。さらに、ロッド２３にはスプリング３７が設けられ、該スプリング３７は前記一対の保持部材２５，２７をスライド方向の内方に向けて押圧している。また、保持部材２５，２７の幅方向の両端部には、切欠き３９，３９が形成されており、これらの切欠き３９，３９に角柱状の連結部材２１，２１が収容されている。

なお、下側保持部材１９は前記上側保持部材１７とほぼ同様の構造となっており、高さ方向の中央部にシールリング３２を挿入する溝４１が形成され、幅方向の両端に設けられた挿通孔にロッド４３が挿通されており、該ロッド４３にはスプリング４５が設けられている。

図４は、シールリング３２の被装着部材である柱状部材９を示す断面図である。この柱状部材９は外周側を壁部４７によって囲われており、その内方の中央部に柱状部４９が立設されている。この柱状部４９の外周には、上下に所定の間隔を隔てて３つの溝５１，５３，５５が形成されており、シールリング３２がそれぞれの溝５１，５３，５５に嵌合される。

前記構成を有する筒状治具１及び保持治具１５を用いて、シールリング３２を柱状部材９の外周部に組み付ける手順を図５〜図１２を用いて簡単に説明する。なお、これらの図５〜図１２においては、保持部材２５，２７の動きを明瞭にするために、前記連結部材２１やロッド２３等を省略している。

まず、図５に示すように、柱状部材９の柱状部４９に上方から筒状治具１を被せると、この状態では、柱状部４９の３つの溝５１，５３，５５が全て隠れる。次いで、図６及び図７に示すように、予め３つのシールリング３２を装着した保持治具１５を、筒状治具１の上方から挿入すると、保持治具１５の下側保持部材１９が柱状部材９の径方向に開く。そして、図８に示すように、更に保持治具１５を下降させると、保持治具１５の下側保持部材１９及び上側保持部材１７の双方が、筒状治具１の上部の傾斜面２から径方向外側に向けて押圧されて左右に開く。図９に示すように、シールリング３２が柱状部４９の溝５１，５３，５５に対向する位置が保持治具１５の下降限となる。なお、シールリング３２は筒状治具１の外周面によって径方向外方に弾性をもって押し広げられているため、常に内方に縮もうとして筒状治具１の外周面を押圧している。そして、図１０に示すように、筒状治具１を上昇させると、筒状治具１が外れた下側保持部材１９においては、シールリング３２は径方向内側に向けて縮むため、柱状部４９の溝５１，５３，５５にシールリング３２が組み付けられる。また、図１１に示すように、筒状治具１を更に上昇させると、上側保持部材１７が径方向内側に僅かに移動すると共に、上側保持部材１７に係止されていたシールリング３２が縮み、柱状部４９の溝に組み付けられる。この状態で、図１２に示すように、保持治具１５の上側保持部材１７及び下側保持部材１９を径方向外側に移動させると、上側保持部材１７及び下側保持部材１９の内周面がシールリング３２の外周面よりも径方向外側になるため、保持治具１５をそのまま上昇させれば、シールリング３２に引っかかることなく取り外すことができる。

なお、図１３に示すように、保持治具１５を僅かに上昇させ、上側保持部材１７の下部に設けられた整形面５７、及び下側保持部材１９の下部に設けられた整形面５９でシールリング３２の外周面を径方向の内側に向けて押圧すれば、シールリング３２が縮径して整形される。

以上述べたように、本実施形態によるリング部品の装着装置によれば、以下の作用効果を奏する。

前記保持治具１５には、柱状部材９の柱状部４９に形成された溝５１，５３，５５の位置に対応して、シールリング３２挿入用の溝２９，３０，４１が設けられているため、一つの保持治具１５でシールリング３２を柱状部材９に装着することができ、非常に安価である。また、装着作業も１回ですむため、作業効率が大幅に向上する。

さらに、従来であれば、装着作業中にシールリング３２の端縁が上下にずれるという問題があったが、本実施形態によれば、このようなズレもなくなる。そして、シールリング３２が広げられて拡径しても、保持治具１５の整形面５７でシールリング３２を内方に縮径させることができるため、装着後に整形作業を別途施す必要がなく、非常に効率的である。

[第２の実施形態]
次いで、第２実施形態について説明するが、第１実施形態と重複する部位については、同一符号を付して説明を省略する。

図１４は本発明の第２の実施形態による装着装置全体を概略的に示す側面図である。

本実施形態による装着装置６１には、保持治具６３の溝にシールリングを押し込んで挿入する供給手段６５と、保持治具６３を柱状部材６７に向けて移動させると共に、保持治具６３を拡縮させる駆動手段６９とが設けられている。また、前記駆動手段６９は、筒状治具１を装着した柱状部材６７に向けて保持治具６３を下降させ、保持治具６３を筒状治具１に当接させて開くように構成している。

前記供給手段６５は、図１４及び図１５に示すように、駆動手段６９側に向けて回動自在に支軸７１に軸支されたストッカー７３と、該ストッカー７３の下端から排出されるシールリング３２を押し出す押出装置７５とから構成されている。ストッカー７３は、内部が中空に形成された筒状体であり、切り離されたシールリング３２が複数積層された状態で収容されている。また、ストッカー７３にシールリング３２を入れる際には、ストッカー７３を図１５の二点鎖線に示す傾斜位置まで倒すことができる可倒式に構成されており、この傾斜状態でストッカー７３の上端からシールリング３２を供給する。そして、押出装置７５には、左右にスライドしてシールリング３２を一つずつ押し出すスライドプレート７７が配設されている。

図１６は、第２実施形態による駆動手段を拡大して示す側面図である。

この駆動手段６９には、上下に沿ってボールネジ７９とＬＭガイド８５が延設されており、これらには、支持体８３がスライド自在に取り付けられている。また、ボールネジ７９の上端には保持治具６３の高さ制御を行うＮＣサーボモータ８７が配設され、保持治具６３の上部には、保持治具６３を開閉させる開閉装置８１が設けられている。該開閉装置８１は、前記支持体８３に連結されて支持体８３に対する相対位置が固定された開閉シリンダ８９と、該開閉シリンダ８９の先端に取り付けられたリンク体９１とからなり、リンク体９１は、保持治具６３の外側ヘッド９３に回動自在に軸支されている。

さらに、下部側には、図１４及び図１６に示すように、筒状治具１を上下及び左右に移動させる筒状治具搬送装置９５が設けられている。この筒状治具搬送装置９５は、上下に移動する縦ロッドレスシリンダ９７と、左右に移動する前後退ロッドレスシリンダ９９と、筒状治具１を把持する把持具１０１とから構成され、把持具１０１によって筒状治具１の上端を把持したまま、上下方向及び左右方向に移動させることができる。

図１７は第２実施形態による装着装置の保持治具を拡大して示す側面図、図１８は図１７のＡ−Ａ線による断面図である。

これらの図に示すように、保持治具６３は、外側の外側ヘッド９３と内側の保持治具本体１０３とからなり、２本のスライド軸１０５が外側ヘッド９３及び保持治具本体１０３を貫通して延びている。また、外側ヘッド９３の上端部には、リンク体９１が回動自在に軸支されている。さらに、保持治具本体１０３には上下に２つの溝１０７，１０９が形成され、外側ヘッド９３には一つの溝１１１が形成されている。また、保持治具本体１０３及び外側ヘッド９３には、シールリング３２が収容されているか否かの在籍検知装置である近接スイッチ１１３が配設されている。

図１９は第２実施形態による柱状部材を拡大して示す概略図である。

この柱状部材６７の外周には、支持面１１５が延設されており、この支持面１１５に位置決め孔１１５ａが穿設されている。また、床面Ｆ上には高さ調整装置１１７が配設されており、該高さ調整装置１１７の上に柱状部材６７が載置されており、この高さ調整装置１１７を作動させることによって、柱状部材６７を上下に移動させることができる。そして、前記位置決め孔１１５ａには、位置決めピン１１９が挿入され、これによって柱状部材６７の左右位置を固定している。

前記構成を有する装着装置６１を用いて、シールリング３２を柱状部材６７の外周部に組み付ける手順を図２０〜図２５を用いて簡単に説明する。

まず、柱状部材６７の位置決め孔１１５ａに位置決めピン１１９を挿入すると共に高さ調整装置１１７の上に載置する。そして、作業者が図示しない起動ボタンを押すと、図２０に示すように、筒状治具搬送装置９５で筒状治具１を把持し、この状態で柱状部材６７の柱状部４９に上方から筒状治具１を被せると、柱状部４９の３つの溝が全て隠れる。そして、搬送装置９５は上昇し、右側に後退する。

次いで、図２１に示すように、保持治具６３の溝に供給手段６５からシールリング３２を順次挿入する。具体的には、ストッカー７３に積層されて収容されたシールリング３２がストッカー７３の下端から一つずつ排出されると、押出装置７５のスライドプレート７７が図２１の右方向にスライドし、一つのシールリング３２を外側ヘッド９３の最下段の溝１１１（図１８参照）に挿入する。こののち、図１６に示すＮＣサーボモータ８７が作動して支持体８３及び該支持体８３に連結された開閉装置８１が下降し、二段目の溝１０９（図１８参照）に向けてスライドプレート７７がスライドし、再度下降して最上段の溝１０７（図１８参照）にシールリング３２が挿入される。

そして、ＮＣサーボモータ８７が作動し、開閉装置８１と保持治具６３が柱状部材６７近傍まで下降し、図２２に示すように、開閉シリンダー８９のロッド１２１を下方に突出させると、保持治具６３が筒状治具１に押し込まれ、リンク体９１と共に外側ヘッド９３及び保持治具本体１０３が左右に開く。このとき、シールリング３２は筒状治具１の外周面によって径方向外方に弾性をもって押し広げられているため、常に内方に縮もうとして筒状治具１の外周面を押圧している。そして、図２３に示すように、搬送装置９５を作動させて筒状治具１を上昇させ、右側の原位置に後退すると、シールリング３２は径方向内側に向けて縮むため、柱状部６７の溝にシールリング３２が組み付けられる。

そして、図２４に示すように、高さ調整装置１１７を作動させて柱状部材６７の高さを僅かに（例えば、１〜２ｍｍ程度）下降させ、保持治具６３の内周面に設けられた整形面５７でシールリング３２の外周面を径方向の内側に向けて押圧すれば、シールリング３２が縮径して整形される。

さらに、図１６及び図２５に示すように、開閉装置８１及び支持体８３を上方に移動させ、保持治具６３が開いたまま上昇し、上端の原位置に戻ると保持治具６３が閉じて待機状態となる。また、高さ調整装置１１７を作動させて柱状部材６７を上方に持ち上げ、最後に、シールリング３２の組付けが完了した柱状部材６７を作業者が取り出すと、一連のサイクルが終了する。

以上述べたように、本実施形態によるリング部品の装着装置によれば、以下の作用効果を奏する。

まず、前記シールリング３２を複数設け、この複数のシールリング３２を柱状部材６７に向けて移動させ、さらに、シールリング３２を柱状部材６７の軸方向に拘束させつつ径方向に拡大させながら、前記柱状部材６７に順次組み付けるため、複数のシールリング３２を連続的に、かつ単純な動作で柱状部材６７に組み付けることができる。

また、保持治具６３及び筒状治具１を柱状部材６７に向けて下降させると共に保持治具６３を拡縮させる駆動手段６９を設けているため、シールリング３２を下降という１ストロークの動作によって、柱状部材６７に自動で組み付けることができる。

さらに、前記駆動手段６９は、筒状治具１を装着した柱状部材６７に向けて保持治具６３を下降させ、保持治具６３を筒状治具１に押し込んで開くように構成しているため、簡単な動作でかつ自動でシールリング３２の装着を行うことができる。

前記保持治具６３の溝にシールリング３２を挿入する供給手段６５を設けているため、シールリング３２の供給から柱状部材６７へのシールリング３２の装着、及びシールリング３２の整形に至るまで、全て自動化することができる。

そして、保持治具６３に在籍検知装置である近接スイッチ１１３を設けているため、保持装置内にシールリング３２が収容されていない場合は異常検知が作動し、シールリング未組付を確実に防止することができる。

さらに、供給手段６５においてシールリング３２を押し出して、保持治具６３に供給すると共に、保持治具６３の上下駆動と連動させたため、保持治具６３にシールリング３２を連続的に供給することが可能であり、自動組付装置として用いることができる。

また、ストッカー７３を可倒式に構成したため、シールリング３２を積層した荷姿のままストッカー７３内に供給することができる。

以上述べたように、本発明に係るリング部品の装着装置は、前記実施形態に例をとって説明したが、この実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種実施形態を採用することができる。

例えば、前記第１実施形態においては、切れ目のあるシールリング３２を装着する場合を説明したが、切れ目のないＯリング等をリング部品として用いても良い。

本発明の第１の実施形態による筒状治具を示す斜視図である。 図１の断面図である。 本発明の第１の実施形態による保持治具を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に用いる被装着部材である柱状部材を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態による筒状治具を柱状部材に被せた状態を示す断面図である。 図５の筒状治具の頂部に保持治具を挿入する直前の状態を示す断面図である。 筒状治具の頂部に保持治具を挿入した状態を示す断面図である。 筒状治具に保持治具を挿入している途中の状態を示す断面図である。 保持治具の挿入が完了した状態を示す断面図である。 筒状治具を上方に抜き取っている途中状態を示す断面図である。 筒状治具を完全に抜き取った状態を示す断面図である。 保持治具を径方向外側に拡張させた状態を示す断面図である。 保持治具によってシールリングを縮径させて整形している状態を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態によるリング部品の装着装置全体を概略的に示す側面図である。 第２実施形態によるリング部品の供給手段を拡大して示す側面図である。 第２実施形態による駆動手段を拡大して示す側面図である。 第２実施形態による装着装置の保持治具を拡大して示す側面図である。 図１７のＡ−Ａ線による断面図である。 第２実施形態による柱状部材を拡大して示す断面図である。 第２実施形態による柱状部材に筒状治具を柱状部材に被せた状態を示す断面図である。 保持治具の溝に供給手段からシールリングを挿入する状態を示す断面図である。 筒状治具に保持治具を挿入している状態を示す断面図である。 筒状治具を柱状部材から外している状態を示す断面図である。 保持治具によってシールリングを縮径させて整形している状態を示す断面図である。 保持治具を駆動手段によって上方に移動させた状態を示す断面図である。

符号の説明

１…筒状治具
９，６７…柱状部材（被装着部材）
１５，６３…保持治具
２５，２７…保持部材
２９，３０，４１…溝
３２…シールリング（リング部品）
５７…整形面
６１…装着装置
６５…供給手段
６９…駆動手段

Claims (5)

1. 柱状に形成された被装着部材の外周を覆う、略円錐状に形成された筒状治具と、該筒状治具の外周側に挿入されると共に、リング部品をその軸方向に拘束しつつ保持する溝を設けた保持治具と、該保持治具の溝にリング部品を押し込んで挿入するリング部品の供給手段と、前記筒状治具が装着された被装着部材に向けて前記保持治具を移動させると共に、保持治具を拡縮させる駆動手段と、を備え、
   前記リング部品の供給手段には、前記駆動手段側に向けて回動自在な可倒式に構成されてリング部品を積層状態で保持するストッカーが設けられたことを特徴とするリング部品の装着装置。
2. 前記保持治具の溝の高さ及び幅寸法を、前記リング部品の高さ及び径よりも僅かに大きく形成することによって、リング部品をその軸方向に拘束しながら保持するように構成したことを特徴とする請求項１に記載のリング部品の装着装置。
3. 前記保持治具を、左右に分割した一対の保持部材から構成する一方、これらの保持部材同士を、その軸方向に直交する方向にスライド自在に連結することにより、前記保持治具を拡縮自在に構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のリング部品の装着装置。
4. 前記保持部材の内方側に、リング部品の外周面を径方向内側に押圧する整形面を設けたことを特徴とする請求項３に記載のリング部品の装着装置。
5. 前記駆動手段は、筒状治具を装着した被装着部材に向けて保持治具を下降させ、保持治具を筒状治具に当接させて開くように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のリング部品の装着装置。

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