JP4435317B2 - Oリング組付装置及び組付方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車エンジンのシリンダブロック等に形成された円形の凹穴にゴム製のOリングを弾圧嵌合させて組み付けるOリング組付装置及び組付方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば自動車エンジンのシリンダブロックに形成された冷却水通路用凹穴に組み付けられるOリングは、組み付け時に少し縮径させながら凹穴に弾圧嵌合させる構造を採用するため、その外径寸法を凹穴の内径寸法より若干大き目に設定している。このようなOリング1の凹穴2への組み付けは、図13(a)〜(d)に示すようなチャック部材3と押圧部材4とを使用して以下のような要領でもって行われている。
【0003】
図13(a)は、自動車エンジンのシリンダブロック5(以下、単にワークと称す)の凹穴2にゴム製のOリング1をチャック部材3と押圧部材4とで組み付ける直前の組付装置を示す。ワーク5は、凹穴2を水平にして定位置に配置されている。一方、凹穴2の開口端部は座ぐり加工され、その凹穴2の直径d1 はOリング1の外径d2 より若干小さく設定されている。この凹穴2の直上にチャック部材3と押圧部材4の組付ユニット6が配置される。
【0004】
チャック部材3は、例えば図14に示すような3つの円弧状チャック7に分割され、各チャック7が開閉シリンダ(図示せず)で放射状に開閉動作する。チャック7が閉じると、チャック7の開口端部近くの内周面でOリング1が挟持される。チャック7の開口端部の内周には、下方へ向けて縮径した円錐状のテーパガイド面8が形成され、各チャック7が閉じてOリング1を挟持したときのテーパガイド面8の開口端の内径d2 は、凹穴2の直径d1 より若干小さ目に設定されている。
【0005】
押圧部材4は、チャック部材3に同軸に、かつ、チャック部材3に対して軸方向(上下方向)に相対移動可能に内蔵されている。図13(a)の押圧部材4は後退位置にあって、その下面の周縁部がチャック部材3で挟持されたOリング1の全周の直上で平行に対向する。
【0006】
ワーク5の凹穴2の直上に組付ユニット6が配置されると、同図(b)に示すように組付ユニット6が下降してチャック部材3の下端が凹穴2の周縁部に当接する。この状態で押圧部材4が下降してOリング1の全体を押し下げる。これにより、Oリング1は、テーパガイド面8に沿って滑りつつ縮径され、そのままテーパガイド面8から離脱して凹穴2に押し込まれ、同図(c)に示すように凹穴2の座ぐり加工された底面に押圧部材4で押し付けられる。Oリング1は、凹穴2内で自己復帰力で拡径して凹穴2の内周面で弾圧嵌合する。最後に、同図(d)に示すように押圧部材4とチャック部材3が上昇する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した従来の組付装置では、チャック部材3で挟持されたOリング1を押圧部材4で押圧して凹穴2に挿入する際に、Oリング1の外周がチャック部材3のテーパガイド面8と強く擦れてOリング1に捻じれが発生し、そのまま凹穴2に嵌合することがある。このようにOリング1が捻じれた状態で凹穴2に組み付けられると、組み付け後にOリング1が捻じれに基づく弾性復元力で凹穴2から飛び出すことがあり、Oリング1の自動組み付けの信頼性を悪くしていた。
【0008】
そこで、本発明は前述した問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、Oリングの自動組み付けの信頼性を向上させ得るOリング組付装置及び組付方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための技術的手段として、本発明装置は、先端外周面に縮径したテーパガイド面が形成され、そのテーパガイド面の先端から逆に拡径した逆テーパガイド面が形成された括れ部にOリングを外挿状態で保持するピン部材と、そのピン部材に軸方向に相対移動可能に外装され、ピン部材の括れ部に保持されたOリングを押し込む押圧面が先端に形成されたガイド部材とを備え、前記ピン部材の先端をワークの凹穴に挿入し、その括れ部に保持されたOリングを、ピン部材のテーパガイド面とガイド部材の押圧面とで押圧してワークの凹穴に嵌入させ、その上でガイド部材によりOリングを押し込んだ状態でピン部材を軸方向に後退させてその逆テーパガイド面でもってOリングの嵌入時に発生した捻じれを除去可能としたことを特徴とする。
【0010】
また、本発明方法は、縮径したテーパガイド面と、そのテーパガイド面の先端から逆に拡径した逆テーパガイド面とが形成された括れ部を先端に有するピン部材により、その括れ部に外挿状態で保持されたOリングをワークの凹穴に挿入し、ピン部材に軸方向に相対移動可能に外装されたガイド部材により、その先端に形成された押圧面とピン部材のテーパガイド面とでOリングを押し込んで凹穴に嵌入させた後、ガイド部材によりOリングを押し込んだ状態でピン部材を軸方向に後退させてその逆テーパガイド面でもってOリングの嵌入時に発生した捻じれを取り除くことを特徴とする。
【0011】
本発明では、Oリングをワークの凹穴に組み付けるに際して、ピン部材の括れ部に保持されたOリングを、ピン部材のテーパガイド面とガイド部材の押圧面とで押圧しながらワークの凹穴に嵌入させるが、この時、Oリングの外周がピン部材のテーパガイド面と強く擦れてOリングに一方向の捻じれが発生する。
【0012】
しかしながら、その後、ガイド部材によりOリングを押し込んだ状態でピン部材を後退させることにより、Oリングの外周がピン部材の逆テーパガイド面と強く擦れてOリングに逆方向の捻じれを発生させ、この逆方向の捻じれにより前述したOリングの挿入時での一方向の捻じれが取り除かれる。
【0013】
さらに、本発明装置は、前述したピン部材及びガイド部材を支持フレームに軸方向に沿って相対移動可能に装着し、ピン部材をシリンダ本体と連結すると共にガイド部材をシリンダロッドと連結し、ガイド部材がOリングと当接することによりガイド部材を位置規制した状態で、シリンダロッドを伸長させることによりピン部材をシリンダロッドの伸長と反対方向に移動させてガイド部材に対して退入させる駆動機構を具備したことを特徴とする。
【0014】
このようにすれば、ピン部材とガイド部材を支持フレームに対して相対移動させる駆動源として、1台のシリンダ等の単一の駆動源でピン部材とガイド部材とを連動させることができて組付ユニットの機構が簡略化され、両者を正確に連動させることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明に係るOリング組付装置の実施形態を以下に詳述する。
【0016】
図1に示す実施形態の組付ユニット11は、先端外周面に縮径したテーパガイド面12が形成され、そのテーパガイド面12の先端から逆に拡径した逆テーパガイド面13が形成された括れ部14にOリング1を外挿状態で保持するピン部材15と、そのピン部材15に軸方向に相対移動可能に外装され、ピン部材15の括れ部14に保持されたOリング1を押し込むガイド部材17とを具備する。このガイド部材17の下端面には、ピン部材15の挿通孔が開口する周縁部に形成されたテーパ状の押圧面16が形成され、この押圧面16にOリング1を当接させた状態で押し込む。
【0017】
また、前述したピン部材15とガイド部材17は、同図に示すようにピン部材15及びガイド部材17を支持フレーム19に軸方向に沿って相対移動可能に装着し、ピン部材15をシリンダ本体20と連結すると共にガイド部材17をシリンダロッド21と連結し、ガイド部材17がOリング1と当接することによりガイド部材17を位置規制した状態で、シリンダロッド21を伸長させることによりピン部材15をシリンダロッド21の伸長と反対方向に移動させてガイド部材17に対して退入させる駆動機構18を有する。
【0018】
この組付ユニット11の具体的説明の前に、組付ユニット11へのOリング自動供給系の装置例を図6乃至図12を参照しながら詳述する。
【0019】
図6に示すOリング組付装置23は、Oリング1をほぼ水平にして一列に整列搬送する搬送体24と、その搬送体24からOリング1を1個ずつ取り出すプッシャ25と、そのプッシャ25にOリング1を正確に嵌め付ける押え26と、前述の組付ユニット11と、Oリング1を組付ユニット11へ供給するためにプッシャ25からOリング1が移載されるステージ27とで構成される。なお、搬送体24は、Oリング1が取り付けられるワーク5の凹穴2の位置及び位置に対応させて設置される。
【0020】
搬送体24は例えば傾斜させたシュートで、図7及び図8に示すように上面の長手方向にOリング1の外径の幅で角溝28を有し、この角溝28に沿ってOリング1が一列に連続して整列搬送される。搬送体24の先端部に、上下を貫通するU字形の切欠き29と、角溝28の両側面の先端部を切欠き29まで内方に延在させたストッパ30が形成される。搬送体24の先端部に整列搬送された先頭の1個のOリング1は、前後の円弧部分が切欠き29を横切る定位置でストッパ30に当接して停止する。
【0021】
プッシャ25は、搬送体24の切欠き29を上下に貫通する形状を有するブロック体で、上部の前後にOリング1の前後の円弧部分が嵌挿される凹段31を有する。プッシャ25は、図6に示す搬送体24の先端部の直下定位置から搬送体24の直上定位置に押え26を持ち上げて上昇し、その直上定位置から搬送体24の前方へ水平移動して、待機している組付ユニット11の直下定位置に至り、この定位置から下降して、その下方に配置されたステージ27にOリング1を移載する。このステージ27にOリング1を移載した後、搬送体24の直下定位置に戻る。
【0022】
押え26は、図9に示すように搬送体24の上方定位置に設置された固定部材32にスプリング33を介して上下動可能に配置され、プッシャ25が上昇して定位置に到達する少し前からプッシャ25で押し上げられる。この押え26の下面は、図10に示すようなU字形を有し、このU字形下面34がプッシャ25のOリング1に当接してプッシャ25上でのOリング1の姿勢を安定させる。
【0023】
搬送体24の直下定位置からプッシャ25が上昇して搬送体24の切欠き29を貫通するときに、先頭のOリング1が凹段31に嵌合してプッシャ25と共に搬送体24から離脱して上昇する。先頭のOリング1を持ち上げたプッシャ25が定位置まで上昇する手前で、プッシャ25に保持されたOリング1に押え26が当り、そのまま押え26とOリング1がプッシャ25で定位置まで持ち上げられる。
【0024】
プッシャ25がOリング1と押え26を定位置まで持ち上げると、プッシャ25が搬送体24の切欠き29の開口側に水平移動して切欠き29から抜け出し、同時に押え26のU字形下面34からOリング1が抜けて、プッシャ25とOリング1が組付ユニット11が待機しているステージ27の直上定位置まで水平移動する。この水平移動で搬送体24の先端部に次の1個のOリング1が移動し、押え26が自重で元の下限位置まで下がる。
【0025】
ステージ27は、図11及び図12に示すようにその先端部に、上下を貫通するU字形の切欠き35が形成され、そのほぼ中央部位の両側にOリング1の円弧部分が載置される円弧状の凹所36が形成されている。
【0026】
このステージ27の直上定位置にあるプッシャ25が下降して、ステージ27の切欠き35を上方から下方へ向けて貫通するとき、プッシャ25の凹段31に嵌合したOリング1が離脱してステージ27の凹所36に移載される。Oリング1が離脱したプッシャ25は、その下限位置まで下降すると、水平移動して搬送体24の直下定位置まで戻る。
【0027】
ステージ27の直上定位置には組付ユニット11が待機している。組付ユニット11は、その定位置から下降してピン部材15がステージ27の切欠き35を通過するとき、テーパガイド面12と逆テーパガイド面13間の括れ部14にOリング1が嵌入して保持される。このようにしてステージ27からOリング1を受け取ると、組付ユニット11は定位置まで上昇してワーク5の凹穴2の直上定位置まで水平移動し、この定位置で1回上下動して凹穴2にOリング1を取り付けて元の定位置に戻る。
【0028】
組付ユニット11の具体的構造は次の通りである。この組付ユニット11におけるピン部材15は、図1に示すように支持フレーム19に上下方向にスライド自在に取り付けられた可動ブロック37の下端部に同軸的に垂下保持されている。その可動ブロック37の上端部には、図2に示すように円周方向にほぼ90°間隔で放射状に張り出した腕部38が設けられ、各腕部38に立設された支持柱39を介してシリンダ本体20が取り付けられている。なお、ピン部材15の先端には、前述したように下方へ向けて縮径したテーパガイド面12と逆に拡径した逆テーパガイド面13とからなる括れ部14が形成されており、さらにその先端にはワーク5の凹穴2のOリング1が嵌合する凹部と連通した穴部に挿入される先頭部40を有する。
【0029】
ガイド部材17は、図1に示すように支持フレーム19に上下方向にスライド自在に挿通されたガイド棒41の下端部に取り付けられ、支持フレーム19との間にガイド棒41に挿通されたばね材22が介挿されている。ガイド棒41は、円周方向にほぼ90°間隔で4本配設される。一方、前述したシリンダ本体20から突出退入するシリンダロッド21の先端にはロッド部材42が取り付けられ、そのロッド部材42のほぼ90°間隔で放射状に張り出した各腕部43に前述したガイド棒41の上端部が取り付けられる。なお、前述したピン部材15の支持柱39とガイド部材17のガイド棒41とは、円周方向にほぼ45°ずらした位置に配置され、相互干渉がないように設計されている(図2参照)。
【0030】
次に、組付ユニット11の動作を詳述する。図3は、ステージ27からOリング1を受け取った時点の組付ユニット11が示される。組付ユニット11のピン部材15の括れ部14にOリング1が保持された状態にあり、この状態から組付ユニット11を上昇させてさらに水平移動させることにより、ワーク5の直上定位置に配置する。
【0031】
図4に示すように、ワーク5の直上定位置から組付ユニット11を下降させることにより、Oリング1を保持したピン部材15の先端がワーク5の凹穴2に挿入され、ピン部材15の括れ部14のテーパガイド面12とガイド部材17の押圧面16がOリング1に当接する。
【0032】
なお、ガイド部材17の押圧面16をOリング1に正確に当接させるため、ガイド棒41は、図1に示すように支持フレーム19に挿通された部位がその挿通孔44よりも小径であり、支持フレーム19より上方部位を挿通孔44より大径として、その間にテーパ面45を形成した構造を具備する。これにより、ガイド部材17の押圧面16がOリング1に当接しようとしたとき、ばね材22の弾性力に抗してガイド棒41が若干上昇することで前述したテーパ面45が支持フレーム19から浮き上がり、ガイド棒41が支持フレーム19の挿通孔45内でがたつきがあるためにガイド部材17が平面位置で調整可能な状態となる。
【0033】
前述した組付ユニット11の下降により、ピン部材15の括れ部14のテーパガイド面12とガイド部材17の押圧面16とでOリング1を押し込むことによってワーク5の凹穴2に弾圧嵌合させる。この時、Oリング1は、ピン部材15の括れ部14のテーパガイド面12と強く擦られるため、図4の破線矢印で示す方向に作用する力でもって捻じれが生じた状態にある。
【0034】
この組付ユニット11の下降を停止させた後、シリンダロッド21を伸長させることにより、そのシリンダロッド21に連結されたガイド部材17の押圧面16がOリング1に当接した状態にあるため、ガイド部材17の下降が規制されて停止する。このようにしてガイド部材17の下方への位置規制により、シリンダロッド21の伸長でもって固定状態のガイド部材17に対してOリング1を押し込んだ状態でピン部材15が逆にシリンダ本体20ごと上昇する。
【0035】
これにより、ピン部材15は、ガイド部材17の内部を上方へ向けて退入するが、この時、Oリング1の外周がピン部材15の逆テーパガイド面13と強く擦れてOリング1に図5の破線矢印で示す方向(図4の場合の逆方向)に捻じれが発生し、Oリング1の嵌入時に発生した捻じれ方向と逆であるために、Oリング1の嵌入時の捻じれを取り除くことができる。このようにして、Oリング1は、捻じれがない状態でワーク5の凹穴2に弾圧嵌合され、その嵌合後に凹穴2からOリング1が不測に飛び出すことがなくなる。
【0036】
また、凹穴2にOリング1を組み付けた後、組付ユニット11を上昇させる際に、まず、凹穴2に嵌合したOリング1からピン部材15を抜脱し、次にガイド部材17が離脱する。このような凹穴2に組み付けたOリング1からの各部材15,17の段階的な離脱も、凹穴2からのOリング1の不本意な飛び出しを防止する。
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、ピン部材の先端をワークの凹穴に挿入し、その括れ部に保持されたOリングを、ピン部材のテーパガイド面とガイド部材の押圧面とで押圧してワークの凹穴に嵌入させ、その上でガイド部材によりOリングを押し込んだ状態でピン部材を後退させてその逆テーパガイド面でもってOリングの嵌入時に発生した捻じれを取り除くようにしたから、組み付け後のOリングの凹穴からの不測の飛び出しが防止され、Oリング組み付けの信頼性が大幅に向上する。
【0038】
また、ピン部材とガイド部材を支持フレームに対して相対移動させる駆動源として、1台のシリンダ等の単一の駆動源でピン部材とガイド部材とを連動させることができて組み付けユニットの機構が簡略化され、両者を正確に連動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るOリング組付装置の実施形態で組付ユニットを示す断面図
【図2】図1のA−A線に沿う断面図
【図3】図1の組付ユニットへのOリング供給時の要部断面図
【図4】図1の組付ユニットによりOリングを押し込んだ状態を示す要部断面図
【図5】図1の組付ユニットにおけるピン部材をOリングから抜脱した状態を示す要部断面図
【図6】本発明に係るOリング組付装置の全体を示す概略構成図
【図7】図6のOリング組付装置の搬送体を示す部分平面図
【図8】図7の搬送体とプッシャの一部省略部分を含む斜視図
【図9】図6のOリング組付装置におけるプッシャと押えを示す部分断面図
【図10】図9の押えを示す下面図
【図11】図6のOリング組付装置におけるステージを示す部分平面図
【図12】図11のステージとプッシャの一部省略部分を含む斜視図
【図13】(a)〜(d)は従来のOリング組付装置の要部での各動作状態を示す部分断面図
【図14】図13のOリング組付装置におけるチャック部材と押圧部材の下面図
【符号の説明】
1 Oリング
2 凹穴
5 ワーク(シリンダブロック)
12 テーパガイド面
13 逆テーパガイド面
14 括れ部
15 ピン部材
16 押圧面
17 ガイド部材
18 駆動機構
19 支持フレーム
20 シリンダ
21 シリンダロッド
22 ばね材
Claims (3)
- 先端外周面に縮径したテーパガイド面が形成され、そのテーパガイド面の先端から逆に拡径した逆テーパガイド面が形成された括れ部にOリングを外挿状態で保持するピン部材と、そのピン部材に軸方向に相対移動可能に外装され、ピン部材の括れ部に保持されたOリングを押し込む押圧面が先端に形成されたガイド部材とを備え、前記ピン部材の先端をワークの凹穴に挿入し、その括れ部に保持されたOリングを、ピン部材のテーパガイド面とガイド部材の押圧面とで押圧してワークの凹穴に嵌入させ、その上でガイド部材によりOリングを押し込んだ状態でピン部材を軸方向に後退させてその逆テーパガイド面でもってOリングの嵌入時に発生した捻じれを除去可能としたことを特徴とするOリング組付装置。
- 前記ピン部材及びガイド部材を支持フレームに軸方向に沿って相対移動可能に装着し、ピン部材をシリンダ本体と連結すると共にガイド部材をシリンダロッドと連結し、ガイド部材がOリングと当接することによりガイド部材を位置規制した状態で、シリンダロッドを伸長させることによりピン部材をシリンダロッドの伸長と反対方向に移動させてガイド部材に対して退入させる駆動機構を具備したことを特徴とする請求項1記載のOリング組付装置。
- 縮径したテーパガイド面と、そのテーパガイド面の先端から逆に拡径した逆テーパガイド面とが形成された括れ部を先端に有するピン部材により、その括れ部に外挿状態で保持されたOリングをワークの凹穴に挿入し、ピン部材に軸方向に相対移動可能に外装されたガイド部材により、その先端に形成された押圧面とピン部材のテーパガイド面とでOリングを押し込んで凹穴に嵌入させた後、ガイド部材によりOリングを押し込んだ状態でピン部材を軸方向に後退させてその逆テーパガイド面でもってOリングの嵌入時に発生した捻じれを取り除くことを特徴とするOリング組付方法。
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