JP5330514B2

JP5330514B2 - 圧入治具、圧入装置及び圧入方法

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Publication number: JP5330514B2
Application number: JP2011519308A
Authority: JP
Inventors: 俊彦金子
Original assignee: Hirata Corp
Current assignee: Hirata Corp
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2029-06-23
Also published as: WO2010150306A1; JPWO2010150306A1

Description

本発明は、部品をワークに圧入する技術に関する。

圧入装置では、通常、圧入アクチュエータと、ワークに当接して圧入反力を受ける部材と、を備えている。例えば、特許文献１には、圧入シリンダと反力受け金具とを備え、部品をワークに水平方向に圧入する装置が開示されている。また、特許文献２には、圧入機と支持台本体とを備え、部品をワークに鉛直方向に圧入する装置が開示されている。

特開平６−１４３０５２号公報特開２０００−１２６９４３号公報

圧入反力を安定して受け止めるためには、圧入反力を受ける部材を当接する、適当な面がワークに圧入する側と反対側に存在している必要がある。しかし、ワークによってはそのような面（圧入反力を受ける部材を当接する適切な面）が存在しない場合がある。例えば、特許文献１の装置では、圧入方向に直交した面に反力受け金具を当接しているが、このような面がワークに存在しない場合もある。特許文献２には、支持台本体にチルト機構を設けて支持台本体の傾きを変化させることで、圧入箇所が鉛直方向を向くようにワークの姿勢を変化させる装置が開示されている。しかし、このようなワークの姿勢を変化させる機構を設けると、装置が複雑化する場合がある。また、特許文献１に記載の装置のように、圧入アクチュエータと、ワークに当接して圧入反力を受ける部材とをフレームで支持して移動可能とする構成には適用できない。

本発明の目的は、より簡易な構成で、ワークの形状に関わらず圧入反力を安定して受け止めることにある。

本発明によれば、部品をワークに圧入する圧入手段と、前記圧入手段と対向して配置され、圧入反力を受ける反力受け部材と、を備えた圧入装置に使用される圧入治具であって、前記ワークに装着され、かつ、前記ワークに対する装着位置を決める位置決め手段を有する本体部と、前記反力受け部材が当接する当接面を有し、前記本体部に支持された当接部と、を備え、前記当接面が、前記部品が圧入される、前記ワークに設けられた穴の圧入方向と直交して形成され、前記ワークが複数の前記穴を有し、前記当接面が、各々の前記穴毎に雁行状に形成されていることを特徴とする圧入治具が提供される。
また、本発明によれば、部品をワークに圧入する圧入手段と、前記圧入手段と対向して配置され、圧入反力を受ける反力受け部材と、を備えた圧入装置に使用される圧入治具であって、前記ワークに装着され、かつ、前記ワークに対する装着位置を決める位置決め手段を有する本体部と、前記反力受け部材が当接する当接面を有し、前記本体部に支持された当接部と、を備え、前記当接面が、前記部品が圧入される、前記ワークに設けられた穴の圧入方向と直交して形成され、前記ワークの前記穴が、第１の穴と、前記第１の穴と圧入方向が異なる第２の穴と、を含み、前記当接面が、前記第１の穴の圧入方向と直交して形成された第１の当接面と、前記第２の穴の圧入方向と直交して形成された第２の当接面と、を含むことを特徴とする圧入治具が提供される。

また、本発明によれば、部品をワークに圧入する圧入手段、及び、前記圧入手段と対向して配置され、圧入反力を受ける反力受け部材を備えた圧入ユニットと、ワークに装着される圧入治具と、を備え、前記圧入治具が、前記ワークに装着され、かつ、前記ワークに対する装着位置を決める位置決め手段を有する本体部と、前記反力受け部材が当接する当接面を有し、前記本体部に支持された当接部と、を備え、前記当接面が、前記部品が圧入される、前記ワークに設けられた穴の圧入方向と直交して形成され、前記ワークが複数の前記穴を有し、前記当接面が、各々の前記穴毎に雁行状に形成されていることを特徴とする圧入装置が提供される。
また、本発明によれば、部品をワークに圧入する圧入手段、及び、前記圧入手段と対向して配置され、圧入反力を受ける反力受け部材を備えた圧入ユニットと、ワークに装着される圧入治具と、を備え、前記圧入治具が、前記ワークに装着され、かつ、前記ワークに対する装着位置を決める位置決め手段を有する本体部と、前記反力受け部材が当接する当接面を有し、前記本体部に支持された当接部と、を備え、前記当接面が、前記部品が圧入される、前記ワークに設けられた穴の圧入方向と直交して形成され、前記ワークの前記穴が、第１の穴と、前記第１の穴と圧入方向が異なる第２の穴と、を含み、前記当接面が、前記第１の穴の圧入方向と直交して形成された第１の当接面と、前記第２の穴の圧入方向と直交して形成された第２の当接面と、を含み、前記ワークが載置されるテーブルと、前記テーブルに載置された前記ワークの前記穴の圧入方向に応じて、前記テーブルの姿勢を変えるテーブル姿勢駆動手段と、を備えたことを特徴とする圧入装置が提供される。

また、本発明によれば、ワークに圧入治具を装着する装着工程と、部品を前記ワークに圧入する圧入手段と、前記圧入手段と対向して配置され、前記圧入治具を介して圧入反力を受ける反力受け部材と、を備えた圧入装置によって、前記部品を前記ワークに圧入する圧入工程と、を備え、前記圧入治具が、ワークに装着される本体部と、前記反力受け部材が当接する当接面を有し、前記本体部に支持された当接部と、前記本体部に設けられ、前記ワークに対して前記当接部を位置決めする位置決め手段と、を備え、前記当接面が、前記部品が圧入される、前記ワークに設けられた穴の圧入方向と直交して形成され、前記圧入工程では、前記反力受け部材を前記当接面に当接させ、前記ワークが複数の前記穴を有し、前記当接面が、各々の前記穴毎に雁行状に形成されていることを特徴とする圧入方法が提供される。
また、本発明によれば、ワークに圧入治具を装着する装着工程と、部品を前記ワークに圧入する圧入手段と、前記圧入手段と対向して配置され、前記圧入治具を介して圧入反力を受ける反力受け部材と、を備えた圧入装置によって、前記部品を前記ワークに圧入する圧入工程と、を備え、前記圧入治具が、ワークに装着される本体部と、前記反力受け部材が当接する当接面を有し、前記本体部に支持された当接部と、前記本体部に設けられ、前記ワークに対して前記当接部を位置決めする位置決め手段と、を備え、前記当接面が、前記部品が圧入される、前記ワークに設けられた穴の圧入方向と直交して形成され、前記圧入工程では、前記反力受け部材を前記当接面に当接させ、前記ワークの前記穴が、第１の穴と、前記第１の穴と圧入方向が異なる第２の穴と、を含み、前記当接面が、前記第１の穴の圧入方向と直交して形成された第１の当接面と、前記第２の穴の圧入方向と直交して形成された第２の当接面と、を含むことを特徴とする圧入方法が提供される。

本発明によれば、より簡易な構成で、ワークの形状に関わらず圧入反力を安定して受け止めることができる。

本発明の一実施形態に係る圧入装置Ａの斜視図である。テーブルユニット６の説明図である。圧入ユニット３０及び移動部材４０の分解斜視図である。圧入ユニット３０の分解斜視図である。圧入シリンダ３４による圧入動作の説明図である。圧入シリンダ３１による圧入動作の説明図である。解除ユニット５０の斜視図である。圧入治具６０の斜視図である。圧入治具６０の斜視図である。ワークＷに装着した圧入治具６０の平面図及び正面図である。圧入装置Ａの動作説明図である。圧入装置Ａの動作説明図である。反力受け部材３２の移動手順の説明図である。圧入装置Ａの動作説明図である。

＜圧入装置の全体の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る圧入装置Ａの斜視図である。図１及び他の図において、図中の矢印Ｚは垂直方向を示し、矢印Ｘ、Ｙは互いに直交する水平方向を示す。圧入装置Ａは、方形のベース盤１と、ベース盤１の４隅にそれぞれ立設された支柱２と、を備える。この支柱２には、圧入ユニット３０を移動する移動装置が支持されている。この移動装置は、一対のガイドフレーム３、ガイドフレーム４、移動部材４０及び駆動装置１０及び２０を備える。

ガイドフレーム３の両端部は支柱２に支持されている。一対のガイドフレーム３は互いにＸ方向に離間して平行に設けられており、各ガイドフレーム３はＹ方向に延在している。各ガイドフレーム３は、その上面にＹ方向に延設された案内溝３ａが形成されたレール部材である。なお、ガイドフレーム３は、案内溝３ａの無い本体フレームに、案内溝３ａを有するレール部材を固定して構成してもよい。ガイドフレーム４は一対のガイドフレーム３上に架設され、Ｘ方向に延在している。ガイドフレーム４の両端部には、案内溝３ａを摺動するスライド部（不図示）が設けられており、ガイドフレーム４は、一対のガイドフレーム３の各案内溝３ａに案内されて、ガイドフレーム３に沿ってＹ方向に移動可能である。

ガイドフレーム４は、その上面にはＸ方向に延設された案内溝４ａが、また、その背面にはＸ方向に延設された案内溝４ｂが、それぞれ形成されたレール部材である。移動部材４０は、後述するように、案内溝４ａ、４ｂに案内されて、ガイドフレーム４に沿ってＹ方向に移動可能であり、圧入ユニット３０は移動部材４０の下部に連結されて固定されている。

ガイドフレーム４は、その上面にはＸ方向に延設された案内溝４ａが、また、その背面にはＸ方向に延設された案内溝４ｂが、それぞれ形成されたレール部材である。なお、ガイドフレーム４は、案内溝４ａ、４ｂの無い本体フレームに、案内溝４ａを有するレール部材、案内溝４ｂを有するレール部材をそれぞれ固定して構成してもよい。移動部材４０は、後述するように、案内溝４ａ、４ｂに案内されて、ガイドフレーム４に沿ってＸ方向に移動可能であり、圧入ユニット３０は移動部材４０の下部に連結されて固定されている。

駆動装置１０は、モータ１１と、モータ１１に回転駆動されるボールネジ１２と、を備える。ボールネジ１２は、支持部材１３を介してガイドフレーム３に回転自在に支持されている。ガイドフレーム４の端部には、ボールネジ１２に螺合するボールナット１４が設けられている。モータ１１の駆動によりボールネジ１２が回転駆動されると、ガイドフレーム４がＹ方向に移動する。本実施形態では、一対のガイドフレーム３のうちの一方に駆動装置１０を設けているが、双方に駆動装置１０を設けてこれらを同期的に駆動してもよい。

駆動装置２０は、モータ２１と、モータ２１に回転駆動されるボールネジ２２と、を備える。ボールネジ２２は、支持部材２３を介してガイドフレーム４に回転自在に支持されている。移動部材４０には、ボールネジ２２に螺合するボールナット２４が設けられている。モータ２１の駆動によりボールネジ２２が回転駆動されると、移動部材４０がＸ方向に移動する。

こうして本実施形態では、駆動装置１０によりガイドフレーム４をＹ方向に、駆動装置２０により移動部材４０をＸ方向に、それぞれ移動することで、移動部材４０に固定された圧入ユニット３０をＸ−Ｙ平面上で移動することができる。圧入ユニット３０を移動する移動装置としては、例えば、多関節ロボット等も採用できる。しかし、本実施形態の構成の場合、圧入ユニット３０の移動範囲を、より大きくとれると共に、圧入ユニット３０下の作業スペースをより大きくとることができる。

なお、本実施形態では、圧入ユニット３０をＸ−Ｙ平面上で移動させる構成としたが、更にＺ方向に移動させる構成としてもよい。また、駆動装置１０及び２０として、ボールネジ機構を採用したが、同様の作用効果を奏する公知の他の直動駆動形式を採用してもよい。

次に、圧入装置Ａはワークを搬送する搬送装置５を備える。搬送装置５は、一対の搬送部５ａを備える。一対の搬送部５ａは、互いにＸ方向に離間して平行に設けられており、各搬送部５ａはＹ方向のローラ列を有するローラコンベアユニットである。ワークは一対の搬送部５ａ上に跨って載置され、ローラ列のローラを回転駆動することにより搬送される。本実施形態ではローラコンベアを採用したが、同様の作用効果を奏する公知の他の搬送機構を採用してもよい。

搬送装置５は、ベース盤１をＹ方向に横断するよう配置されており、圧入装置Ａへワークを搬送し、また、圧入装置Ａからワークを搬送する別の搬送装置５'と連続して配置されている。搬送装置５'及び搬送装置５によって複数のワークを連続的に搬送することで、複数のワークに対する部品の圧入作業を順次行うことができる。

搬送部５ａ間には、図２に示すようにテーブルユニットが配置されている。図２はテーブルユニット６の説明図である。テーブルユニット６は、ワークが載置されるテーブル６ａと、駆動部６ｂと、を備える。駆動部６ｂは本実施形態の場合、テーブル６ａを昇降する昇降機構と、テーブル６ａをＺ軸回りに回転する回転機構とを備える。これらの機構はいずれも公知の機構が採用できる。

テーブル６ａは、駆動部６ｂの昇降機能により、搬送部５ａの搬送面よりも下方の圧入作業待機位置と、搬送部５ａの搬送面よりも上方の圧入作業位置との間で昇降する。テーブル６ａは、始めに、圧入作業待機位置に位置しており、搬送装置５によりワークがその上方まで搬送される。その後、駆動部６ｂによりテーブル６ａを上昇してワークがテーブル６ａ上に載置、移載され、テーブル６ａは圧入作業位置まで上昇される。圧入ユニット３０は、圧入作業位置にあるテーブル６ａ上のワークに対して圧入作業を行う。圧入作業の終了後には、駆動部６ｂによりテーブル６ａを圧入作業待機位置に降下させ、降下途中でワークをテーブル６ａから搬送装置５に移載する。これにより、搬送装置５により搬送される複数のワークに対して順次圧入作業を行うことができる。

テーブル６ａを圧入作業位置に位置させている間、必要に応じてテーブル６ａを回転（Ｚ軸周りに回転）させて、水平方向における姿勢を変化させることができる。これにより、ワークの向きを変更することで水平方向の複数の圧入作業ができる。図２において、実線で示すテーブル６ａは、圧入作業待機位置に位置したテーブル６ａを示している。また、破線で示すテーブル６ａは、圧入作業位置に位置し、かつ、実線で示したテーブル６ａと異なる姿勢（９０度回転）を示している。

図１に戻り、ベース盤１上には支持台８が設けられている。支持台８上には、後述する解除ユニット５０が搭載されている。支持台８上には、また、支持台９が搭載されている。支持台９上には、後述する圧入治具６０が載置されている。支持台９上には、ワークの種類に応じた複数種類の圧入治具６０を載置可能である。ベース盤１上には、また、部品供給装置７が設けられている。部品供給装置７は、供給部７ａを有し、ワークに圧入する部品を１つずつ、圧入ユニット３０に供給する。この部品供給装置７は、公知の装置が適用可能である。

＜圧入ユニット＞
次に、圧入ユニット３０について図３及び図４を参照して説明する。また、移動部材４０について図３を参照して説明する。図３は、圧入ユニット３０及び移動部材４０の分解斜視図、図４は圧入ユニット３０（特に反力受けユニット３２）の分解斜視図である。

圧入ユニット３０は、圧入シリンダ３１と、反力受けユニット３２と、これらを支持するフレーム３３と、を備える。圧入シリンダ３１は、フレーム３３（後述する側板部材３３ｅ、３３ｅ）の一方端部に固定されたシリンダ部３１ａと、シリンダ部３１ａから出没自在に進退するロッド部３１ｂと、を備え、ロッド部３１ｂのシリンダ部３１ａに対する進退により、圧入シリンダ３１の全長が伸縮する。ロッド部３１ｂの先端にはワークに圧入する部品が装着され、ロッド部３１ｂがシリンダ部３１ａから前進することでワークに部品が圧入される。ロッド部３１ｂの進退方向、つまり、圧入方向は、本実施形態の場合、水平方向（Ｘ方向）である。圧入シリンダ３１は、油圧式、空気圧式、電動式のいずれでもよく、また、圧入シリンダ以外の圧入アクチュエータも採用可能である。

反力受けユニット３２は、圧入ユニット３０のロッド部３１ｂ先端と対向して配置され、圧入反力を受ける反力受け部材３２１を備える。反力受け部材３２１は、フレーム３３の他方端部に、圧入シリンダ３１による圧入方向に移動可能に支持されている。その移動構造については後述する。

反力受け部材３２１は、ロッド部３１ｂと対向して配置され、ワークに当接する当接面３２１ａを有している。この当接面３２１ａは、ロッド部３１ｂの軸線（つまり圧入方向線）に直交した面である。ワークは、ロッド部３１ｂの先端と、当接面３２１ａと、の間に配置され、圧入シリンダ３１の圧入動作の際、当接面３２１ａがワークに当接し、反力受け部材３２１が圧入シリンダ３１の圧入反力を受け止めることになる。

フレーム３３は、互いに対向する一対の側板部材３３ｅ、３３ｅと、側板部材３３ｅ、３３ｅ間に配置される上板部材３３ｄ，３３ｄ及び下板部材３３ｂと、を有する。上板部材３３ｄ，３３ｄは圧入方向に離間して設けられ、それらの間に圧入シリンダ３４のロッド部３４ｂが通過可能な開口部３３ａが形成される。圧入シリンダ３４は、圧入シリンダ３１と同様の構成のものであり、シリンダ部３４ａと、シリンダ部３４ａから出没自在に進退するロッド部３４ｂと、を備える。但し、圧入シリンダ３４は、ロッド部３４ｂの進退方向、つまり、圧入方向は、垂直方向（Ｚ方向）となっており、テーブル６ａを反力受け部材として、ロッド部３４ｂの先端に部品を装着して、該部品をワークに圧入する。

圧入シリンダ３１と同様、圧入シリンダ３４は、油圧式、空気圧式、電動式のいずれでもよく、また、圧入シリンダ以外の圧入アクチュエータも採用可能である。本実施形態の場合、圧入シリンダ３４は、そのシリンダ部３４ａが、支持部材４０の本体部４１の背面側（図３中では−Ｙ方向）に固定されて支持されるが、フレーム３３に固定されて支持される構成としてもよい。

本実施形態では、このように、圧入シリンダ３１、３４を備えたことで、水平方向の圧入と、垂直方向の圧入との双方を行うことができる。図５は、圧入シリンダ３４による垂直方向の圧入動作の説明図である。同図に示すように、ロッド部３４ｂの先端に部品Ｐを装着した状態で、ロッド部３４ｂを下方へ前進させることで、テーブル６ａ上のワークＷの上面に形成された不図示の圧入穴に部品Ｐを圧入できる。その際、テーブル６ａ（テーブルユニット６）が圧入シリンダ３４の圧入反力を受け止める。図６は、圧入シリンダ３１による水平方向の圧入動作の説明図である。同図に示すように、ロッド部３１ｂの先端に部品Ｐを装着した状態で、ロッド部３１ｂをＸ方向へ前進させることで、テーブル６ａ上のワークＷの側面に形成された不図示の圧入穴に部品Ｐを圧入できる。その際、反力受け部材３２１が圧入反力を受け止める。こうして、本実施形態では、ワークの側面、上面に対して連続して圧入作業を行える。

図３及び図４に戻り、移動部材４０は、断面がＵ字型の本体部４１を備え、その正面側（Ｕ字状に突出する側と反対側）には、案内溝４ａと係合するスライド部４２ａが下方に突出した屋根部４２と、案内溝４ｂと係合するスライド部４３と、ボールネジ２２に螺合するボールナット２４と、が設けられている。移動部材４０は、スライド部４２ａと、スライド部４３とによりガイドフレーム４に支持される。

フレーム３３は、その上面が、移動部材４０（本体部４１）の底面に固定される。固定手段としては、溶接、或いは、ボルト締結等、いずれでもよい。フレーム３３の各側板部材３３ｅには、それぞれ、圧入治具６０を保持してワークに装着する装着ユニット７０が取り付けられている。詳細は後述する。

次に、反力受け部材３２１の移動構造について説明する。フレーム３３は、その他方端部の底側に下板部材３３ｂを備え、圧入シリンダ３１の圧入方向に延設された一対のレール部３３ｃが、この下板部材３３ｂの下面に間隔を空けて固定されている。各レール部３３ｃにはそれぞれスライド部３２３が係合され、両スライド部３２３には支持板３２２が固定されている。この支持板３２２に、前述した反力受け部材３２１が固定される。これらの構成により、反力受け部材３２１は、レール部３３ｃに沿ってスライド移動することができ、つまり、圧入シリンダ３１の圧入方向に移動可能である。また、図４に示すように、圧入ユニット３０には、反力受け部材３２１の移動を、規制解除可能に規制する規制機構８０が設けられている。

本実施形態の場合、規制機構８０は、レール部３３ｃの長手方向に沿って下板部材３３ｂに設けられた複数の被係合部８１と、支持板３２２に取り付けられ、いずれかの被係合部８１と係合する係合部８２と、を備える。本実施形態の場合、被係合部８１は下板部材３３ｂを貫通した穴である。また、係合部８２は、その先端部がレール部３３ｃ，３３ｃ間に臨むロッド部材である。ロッド部材８２の他端部は、支持板３２２を貫通する穴３２２ａに挿通され、支持板３２２の下面側でノブ（つまみ部材）８３に固定される。ロッド部材８２の中途部には、鍔部８２ａが形成されており、鍔部８２ａと支持板３２２との間には付勢部材８４が装着されている。本実施形態の場合、付勢部材８４はコイルスプリングであり、付勢部材８４によりロッド部材８２は穴８１に挿入される方向、つまり、上方向に常時付勢される。

係る構成からなる規制機構８０は、ロッド部材８２の上端を穴８１に挿入することで下板部材３３ｂと係合され、反力受け部材３２１の移動を規制する。また、ノブ８３を引き下げて、ロッド部材８２の上端を穴８１から脱出させて係合を解除することで、反力受け部材３２１の移動規制が解除される。反力受け部材３２１を移動して、ロッド部材８２を別の穴８１と係合させることで、圧入シリンダ３１のロッド部３１ｂと反力受け部材３２１との間隔を変えられる（調整することができる）。このため、ロッド部３１ｂと反力受け部材３２１との間に挟むことが可能なワークの大きさの自由度が向上し、大きさが異なるワークに対して、より広範囲に対応することができる。

本実施形態では、このように規制機構８０として、複数の穴８１とロッド部材８２とを採用したが、互いに係合するこのような被係合部、係合部の構成は種々の構造のものが採用可能である。また、本実施形態では、穴８１（被係合部）に向かってロッド部材８２（係合部）を付勢部材８４で付勢する構成としたが、これに限られるものではなく、係合部に向かって被係合部を付勢部材８４で付勢するようにしても良い。すなわち、被係合部と係合部とのいずれか一方／又は両方を、両者が係合する方向に付勢部材８４にて付勢する構成とすればよい。

＜解除ユニット＞
次に、解除ユニット５０について図７を参照して説明する。図７は解除ユニット５０の斜視図である。解除ユニット５０は、規制機構８０のノブ８３を保持してロッド部材８２を引き下げ、ロッド部材８２と穴８１との係合を解除するものである。

解除ユニット５０は、Ｌ字型の支持部材５１と、エアシリンダ５３と、保持板５２と、レール部材５４と、ガイド部材５５と、を備える。エアシリンダ５３は、支持部材５１に固定されたシリンダ部５３ａと、シリンダ部５３ａから出没自在に進退するロッド部５３ｂと、を備える。ロッド部５３ｂのシリンダ部５３ａに対する進退方向は垂直方向（Ｚ方向）である。ロッド部５３ｂの上端は、保持板５２の一方端部が固定されており、ロッド部５３ｂのシリンダ部５３ａに対する進退により、保持板５２を上下に移動する。本実施形態の場合、保持板５２を移動する装置として、エアシリンダを採用したが、他のアクチュエータを採用してもよい。

保持板５２はＣ字型の保持部５２ａを備える。ノブ８３はその中程が相対的に小径となっており（図４参照）、保持部５２ａのＣ字開口がこの小径部分に差し込まれて、保持板５２とノブ８３とが係合される。支持部材５１には、シリンダ部５３ａに隣接してガイド部材５５が設けられる。ガイド部材５５は、少なくとも１つ、好ましくは上下に２つ以上配置される。ガイド部材５５には、レール部材５４が垂直方向に移動自在に係合して設けられる。このレール部材５４に保持板５２が連結、固定されている。しかして、ロッド部５３ｂのシリンダ部５３ａに対する進退により、保持板５２が上下に移動すると共に、レール部材５４とガイド部材５５とが保持板５２の上下移動をガイドする。

＜圧入治具＞
圧入治具６０は、圧入シリンダ３１によるワークへの圧入作業において、ワークに、反力受け部材３２１の当接面３２１ａが当接される適当な面（圧入受け面）が存在しない場合に用いる。例えば、ワークの圧入箇所（穴ＷＨ）における圧入方向線上に、該圧入方向線と直交する面がないワークに圧入作業を行う場合に用いる。より具体的には、例えば、平面視矩形状のワークの一側面に対して斜め（該一側面の法線方向から傾斜した方向）に穿設された穴に部品を圧入する場合、該一側面と反対側の他側面（該一側面と平行）は、圧入方向線と直交せず、圧入受け面として利用できない。このような場合に圧入治具６０を用いる。図８及び図９は圧入治具６０の斜視図である。

圧入治具６０は、ワークＷに装着される本体部６１と、本体部６１の端部に支持された当接部６２と、を備える。本体部６１は、ワークＷに対する圧入治具６０の装着位置を決める位置決めピン６１ａを複数備える。位置決めピン６１ａは、本体部６１の下面から突出し、ワークＷに形成されている穴ＷＨに挿入され、これにより圧入治具６０をワークＷに対して不動に装着することができると共に、ワークＷに対する圧入治具６０の位置が決まる。穴ＷＨは、ワークＷに元々備わっている穴を利用してもよいし、位置決めピン６１ａを挿入するために、専用の穴として形成してもよい。なお、本実施形態では、ワークＷに対する圧入治具６０の装着位置を決めるために、位置決めピン６１ａと、穴ＷＨを採用したが、これに限られず、種々の位置決め構造を採用できる。

本実施形態の場合、本体部６１は、矩形の板状をなし、開口が形成された係合部６１ｂが複数形成されている。係合部６１ｂは、装着ユニット７０の爪部材７５、７６（後述）を挿入させ、爪部材の先端部を係合させるためのものであり、破線で示すようにその内壁は階段状をなしている。

当接部６２は、反力受け部材３２１の当接面３２１ａが当接する第１当接面６２ａと、第２当接面６２ｂと、を有する。第１当接面６２ａと第２当接面６２ｂとは、互いに面の角度が異なっている。後述するように、第１当接面６２ａはワークＷに設けられた第１圧入穴Ｗａの圧入方向と直交して形成されている。また、第２当接面６２ｂは、第１圧入穴Ｗａと圧入方向が異なる第２圧入穴Ｗｂの圧入方向と直交して形成されている。当接部６２は本体部６１と一体的に形成してもよいし、分離可能に取り付けてもよい。分離可能に取り付ける構成とした場合、圧入方向に応じて当接面の向きが異なる複数種類の当接部６２を選択的に本体部６１に取り付けることで、共通の本体部６１を利用して、複数種類の圧入方向に対応できる。

図１０は、ワークＷに装着した圧入治具６０の平面図及び正面図である。第１圧入穴Ｗａは、ワークＷの一方側面に形成されており、部品を圧入する第１の対象部位である。線Ｌ１は第１圧入穴Ｗａの穴の中心線、つまり、圧入方向を示している。ワークＷでは、線Ｌ１が互いに平行である複数の第１圧入穴Ｗａが一列に並んで形成されている。ワークＷには、その他方側面に、線Ｌ１上に位置し、かつ、線Ｌ１と直交する面が存在しない場合がある。そこで、その場合、線Ｌ１と直交させる面として、圧入治具６０の第１当接面６２ａを利用する。第１当接面６２ａは、位置決めピン６１ａに対する位置関係により、圧入治具６０をワークＷに装着した場合に、線Ｌ１上に位置し、かつ、線Ｌ１と直交するように設計されている。

また、第２圧入穴Ｗｂは、ワークＷの一方側面に形成されており、部品を圧入する第２の対象部位である。線Ｌ２は第２圧入穴Ｗｂの穴の中心線、つまり、圧入方向を示している。線Ｌ２は、線Ｌ１と平行ではなく（平面視で線Ｌ１に対して約４５度の方向）、第２圧入穴Ｗｂは第１圧入穴Ｗａと圧入方向が異なっている。ワークＷでは、線Ｌ２が互いに平行である複数の第２圧入穴Ｗｂが第１圧入穴Ｗａの間（又は第１圧入穴Ｗａの近傍）に所定間隔を置いて一列に並んで形成されている。例えば、ワークＷには、その他方側面が凸凹になっており、線Ｌ２上に位置し、かつ、線Ｌ２と直交する面が存在しない場合がある。そこで、その場合、線Ｌ２と直交させる面として、圧入治具６０の第２当接面６２ｂを利用する。第２当接面６２ｂは、位置決めピン６１ａに対する位置関係により、圧入治具６０をワークＷに装着した場合に、線Ｌ２上に位置し、かつ、線Ｌ２と直交するように設計されている。

本実施形態の場合、複数の第１圧入穴Ｗａと複数の第２圧入穴Ｗｂとが交互に一列に並んで形成されているので、第１当接面６２ａは各第１圧入穴Ｗａに対応してそれぞれ設けられ、第２当接面６２ｂは各第２圧入穴Ｗｂに対応してそれぞれ設けられ、第１当接面６２ａおよび第２当接面６２ｂ全体としては、雁行状に形成されている。

係る構成からなる圧入治具６０は、圧入作業位置にあるテーブル６ａ上に載置されたワークＷに対して図１０に示すようにワークＷ上面側に装着される。そして、図２に示した駆動部６ｂによりテーブル６ａを回転および昇降させ、圧入シリンダ３１の圧入方向を、対象とする圧入穴Ｗａ、Ｗｂに応じて、線Ｌ１方向または線Ｌ２方向とが平行になるようにテーブル６ａの姿勢を変化させる。そして、圧入ユニット３０をそれぞれの圧入位置へ移動させて、圧入シリンダ３１及び反力受け部材３２１と、いずれかの第１圧入穴Ｗａ及び第１当接面６２ａとの位置合わせ、または、いずれかの第２圧入穴Ｗｂ及び第２当接面６２ｂとの位置合わせ、を行い、圧入作業を行う。その際、反力受け部材３２１は、その当接面３２１ａが第１当接面６２ａまたは第２当接面６２ｂに当接することで、圧入シリンダ３１の圧入反力を受け止める。このように本実施形態では、圧入治具６０を用いることで、より簡易な構成で、ワークＷの形状に関わらず圧入シリンダ３１の圧入反力を安定して受け止めることができ、圧入作業をおこなうことができる。

＜装着ユニット＞
図３を参照して、装着ユニット７０は、側板部材３３ｅに固定される支持部材７１と、支持部材７１に支持されたエアシリンダ７２と、を備える。エアシリンダ７２は垂直方向（Ｚ方向）に伸縮する。エアシリンダ７２のロッド部には、エアシリンダ７２の伸縮動作により昇降する昇降板７３が連結されている。昇降板７３には、エアシリンダ７４と爪部材７６とが固定されている。エアシリンダ７４は、爪部材７６とは反対側の水平方向（Ｘ方向）に伸縮する。エアシリンダ７４のロッド部には、爪部材７５が支持されている。そして、エアシリンダ７４の伸縮動作により、爪部材７５が移動し、爪部材７５と爪部材７６の爪先間の距離が変わる（爪先が開閉する）。

これらの爪部材７５及び７６は、その先端（爪先）がＸ方向外側に曲折されており、図８に示した圧入治具６０の本体部６１の開口部６１ｂと係合する。そして、爪部材７５と爪部材７６との開閉により、開口部６１ｂとの係合及び係合解除がなされる。

上記の通り、装着ユニット７０は、両側板部材３３ｅにそれぞれ形成されており、合計４つの爪部材７５及び７６が、圧入治具６０の本体部６１の４つの開口部６１ｂにそれぞれ係合して、圧入治具６０を保持する。圧入治具６０は、図１に示した支持台９上に載置されており、これが必要となった場合、圧入ユニット３０を支持台９の上に移動させ、装着ユニット７０にて圧入治具６０を保持して、テーブル６ａ上のワークＷに圧入治具６０が装着される。装着ユニット７０を圧入ユニット３０に設けたことで、圧入ユニット３０の平面内の移動を行う移動装置を、装着ユニット７０の移動装置としても兼用できる。また、装着ユニット７０でワークＷに対して圧入治具６０を装着或いは取り外すことで、圧入治具６０を用いた圧入作業と圧入治具６０を用いない圧入作業とを連続的に行える。なお、装着ユニット７０の構成はこれに限られず、圧入治具６０を保持できるものであればどのような構成でもよい。

＜圧入装置Ａの動作例＞
図１１乃至図１４を参照して圧入装置Ａの動作の例を説明する。圧入装置Ａは不図示の制御装置によりその動作が制御される。図１１は、搬送されてきたワークＷに部品の圧入作業を行う基本動作を示している。

Ｓ１は、圧入装置Ａの外部からワークＷが搬送装置５上に搬送されてきた状態を示す。搬送装置５の駆動により、ワークＷは圧入作業待機位置にあるテーブル６ａ上に搬送される（Ｓ２）。ワークＷの搬送位置は、各種センサで検出できる。その後、テーブル６ａを圧入作業位置に向けて上昇させてテーブル６ａ上にワークＷを移載させる。次に、圧入ユニット３０を部品供給装置７上に移動させて、圧入ユニット３０にワークＷに圧入する部品が供給される。圧入ユニット３０の移動位置は各種センサで検出できる。ワークＷの上面に部品を圧入する場合は、圧入シリンダ３４のロッド部３４ｂの先端部に、部品供給装置７によって部品が装着される。ワークＷの側面に部品を圧入する場合は、圧入シリンダ３１のロッド部３１ｂの先端部に、部品供給装置７によって部品が装着される。

次に、圧入ユニット３０をワークＷ上に移動させて（Ｓ４）、圧入シリンダ３１又は圧入シリンダ３４により圧入作業を行う。圧入箇所に応じた回数だけ、Ｓ３及びＳ４の処理を繰り返す。全ての圧入作業が終了すると、テーブル６ａを圧入作業待機位置に向けて降下させてテーブル６ａ上のワークＷを搬送装置５に移載させる。搬送装置５は、ワークＷを圧入装置Ａの外部に搬送し、次のワークＷの到来を待つことになる。

図１２及び図１３は、反力受け部材３２１の位置を変更する場合の動作を示している。まず、解除ユニット５０の保持板５２を、ノブ８３と同じ高さまで上昇させる。そして、図１２のＳ１１及びＳ１２に示すように、圧入ユニット３０を移動させ、保持板５２の保持部５２ａに、ノブ８３の中程の小径部を入り込ませる。図１３のＳ２１はノブ８３の中程の小径部に保持部５２ａが入り込んで両者が係合した状態を示す。

この状態から、保持板５２を降下させてロッド部材８２と、穴８１との係合を解除する（Ｓ２２）。その後、圧入ユニット３０をＸ方向（圧入方向：図３中では左方向）に移動させて、ロッド部材８２と新たに係合させる別の穴８１と、ロッド部材８２との位置合わせを行う（Ｓ２３）。次に、解除ユニット５０の保持板５２を再び上昇させ、ロッド部材８２と、新たな穴８１とを係合させる。その後、圧入ユニット３０を移動させて、保持部５２ａをノブ８３から離脱させて反力受け部材３２１の位置の変更が完了する。

図１４は、圧入治具６０を支持台９からワークＷ上へ搬送し、ワークＷへ装着する場合の動作を示している。Ｓ３１では支持台９上にはワークＷに装着する圧入治具６０が載置されている。圧入ユニット３０を圧入治具６０上に移動させ、装着ユニット７０と圧入治具６０との位置合わせを行う（Ｓ３２）。これらの位置合わせは各種のセンサで互いの位置を検出して行うことができる。その後、エアシリンダ７４により爪部材７５及び７６を閉状態（解除状態）として、エアシリンダ７２により昇降板７３を降下させる。これにより、爪部材７５及び７６が圧入治具６０の開口部６１ｂに進入される。続いてエアシリンダ７４により爪部材７５及び７６を開状態（保持状態）として、爪部材７５及び７６と、圧入治具６０の開口部６１ｂとを係合させ、エアシリンダ７２により昇降板７３を上昇させる。これにより、圧入治具６０が装着ユニット７０に保持されて、支持台９から持ち上げられる。

続いて、圧入ユニット３０をワークＷ上に移動させ、ワークＷと圧入治具６０との位置合わせ（穴ＷＨと位置決めピン６１ａの位置合わせ）を行う（Ｓ３３）。これらの位置合わせは各種のセンサで互いの位置を検出して行うことができる。その後、エアシリンダ７２により昇降板７３を降下させ、ワークＷに圧入治具６０が装着される。エアシリンダ７４により爪部材７５及び７６を閉状態（解除状態）として、エアシリンダ７２により昇降板７３を上昇させる。これにより、爪部材７５及び７６が圧入治具６０の開口部６１ｂから離脱される。これにより、ワークＷに対する圧入治具６０の装着が完了する（Ｓ３４）。

Claims

部品をワークに圧入する圧入手段と、
前記圧入手段と対向して配置され、圧入反力を受ける反力受け部材と、
を備えた圧入装置に使用される圧入治具であって、
前記ワークに装着され、かつ、前記ワークに対する装着位置を決める位置決め手段を有する本体部と、
前記反力受け部材が当接する当接面を有し、前記本体部に支持された当接部と、
を備え、
前記当接面が、前記部品が圧入される、前記ワークに設けられた穴の圧入方向と直交して形成され、
前記ワークが複数の前記穴を有し、
前記当接面が、各々の前記穴毎に雁行状に形成されていることを特徴とする圧入治具。
部品をワークに圧入する圧入手段と、
前記圧入手段と対向して配置され、圧入反力を受ける反力受け部材と、
を備えた圧入装置に使用される圧入治具であって、
前記ワークに装着され、かつ、前記ワークに対する装着位置を決める位置決め手段を有する本体部と、
前記反力受け部材が当接する当接面を有し、前記本体部に支持された当接部と、
を備え、
前記当接面が、前記部品が圧入される、前記ワークに設けられた穴の圧入方向と直交して形成され、
前記ワークの前記穴が、
第１の穴と、
前記第１の穴と圧入方向が異なる第２の穴と、を含み、
前記当接面が、
前記第１の穴の圧入方向と直交して形成された第１の当接面と、
前記第２の穴の圧入方向と直交して形成された第２の当接面と、
を含むことを特徴とする圧入治具。
前記本体部が矩形の板状をなし、
前記当接部が、前記本体部の端部に分離可能に取り付けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧入治具。
部品をワークに圧入する圧入手段、及び、前記圧入手段と対向して配置され、圧入反力を受ける反力受け部材を備えた圧入ユニットと、
ワークに装着される圧入治具と、を備え、
前記圧入治具が、
前記ワークに装着され、かつ、前記ワークに対する装着位置を決める位置決め手段を有する本体部と、
前記反力受け部材が当接する当接面を有し、前記本体部に支持された当接部と、
を備え、
前記当接面が、前記部品が圧入される、前記ワークに設けられた穴の圧入方向と直交して形成され、
前記ワークが複数の前記穴を有し、
前記当接面が、各々の前記穴毎に雁行状に形成されていることを特徴とする圧入装置。
部品をワークに圧入する圧入手段、及び、前記圧入手段と対向して配置され、圧入反力を受ける反力受け部材を備えた圧入ユニットと、
ワークに装着される圧入治具と、を備え、
前記圧入治具が、
前記ワークに装着され、かつ、前記ワークに対する装着位置を決める位置決め手段を有する本体部と、
前記反力受け部材が当接する当接面を有し、前記本体部に支持された当接部と、
を備え、
前記当接面が、前記部品が圧入される、前記ワークに設けられた穴の圧入方向と直交して形成され、
前記ワークの前記穴が、
第１の穴と、
前記第１の穴と圧入方向が異なる第２の穴と、を含み、
前記当接面が、
前記第１の穴の圧入方向と直交して形成された第１の当接面と、
前記第２の穴の圧入方向と直交して形成された第２の当接面と、を含み、
前記ワークが載置されるテーブルと、
前記テーブルに載置された前記ワークの前記穴の圧入方向に応じて、前記テーブルの姿勢を変えるテーブル姿勢駆動手段と、
を備えたことを特徴とする圧入装置。
前記圧入ユニットに設けられ、前記圧入治具をワークに装着する装着手段と、
前記圧入ユニットを移動する移動手段と、
を備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の圧入装置。
前記圧入装置とは別に設けられた搬送装置と連続して配置され、前記ワークを搬送する、一対の搬送部を有する搬送手段を更に備え、
前記テーブルを、前記一対の搬送部の間に配置したことを特徴とする請求項５に記載の圧入装置。
ワークに圧入治具を装着する装着工程と、
部品を前記ワークに圧入する圧入手段と、前記圧入手段と対向して配置され、前記圧入治具を介して圧入反力を受ける反力受け部材と、を備えた圧入装置によって、前記部品を前記ワークに圧入する圧入工程と、を備え、
前記圧入治具が、
ワークに装着される本体部と、
前記反力受け部材が当接する当接面を有し、前記本体部に支持された当接部と、
前記本体部に設けられ、前記ワークに対して前記当接部を位置決めする位置決め手段と、を備え、
前記当接面が、前記部品が圧入される、前記ワークに設けられた穴の圧入方向と直交して形成され、
前記圧入工程では、前記反力受け部材を前記当接面に当接させ、
前記ワークが複数の前記穴を有し、
前記当接面が、各々の前記穴毎に雁行状に形成されていることを特徴とする圧入方法。
ワークに圧入治具を装着する装着工程と、
部品を前記ワークに圧入する圧入手段と、前記圧入手段と対向して配置され、前記圧入治具を介して圧入反力を受ける反力受け部材と、を備えた圧入装置によって、前記部品を前記ワークに圧入する圧入工程と、を備え、
前記圧入治具が、
ワークに装着される本体部と、
前記反力受け部材が当接する当接面を有し、前記本体部に支持された当接部と、
前記本体部に設けられ、前記ワークに対して前記当接部を位置決めする位置決め手段と、を備え、
前記当接面が、前記部品が圧入される、前記ワークに設けられた穴の圧入方向と直交して形成され、
前記圧入工程では、前記反力受け部材を前記当接面に当接させ、
前記ワークの前記穴が、
第１の穴と、
前記第１の穴と圧入方向が異なる第２の穴と、を含み、
前記当接面が、
前記第１の穴の圧入方向と直交して形成された第１の当接面と、
前記第２の穴の圧入方向と直交して形成された第２の当接面と、
を含むことを特徴とする圧入方法。