JP5827134B2 - 把持具及び把持方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、手作業による組み立ての場合では、生産性が低いうえ、ヒューマンエラーが生じ易い。そのため、自動化が望まれているのが現状である。
ところが、上記組立装置では、治具内で円環状に配列されたニードルを、その配列を崩さずに把持しながら離れた位置まで搬送するといったことができるものではない。従って、上記改善を行うことが難しかった。
(1)本発明に係る把持具は、軸線を中心として環状に配列された状態で保持されている複数の被把持体を把持する把持具であって、複数の前記被把持体の配列状態を維持したまま、これら被把持体が挿入可能とされる環状凹部が形成された基部と、前記環状凹部における内周面及び外周面のうちの少なくとも一方に設けられ、挿入された複数の前記被把持体を他方側に向けて押圧可能な環状の弾性体と、を備えることを特徴とする。
この際、環状凹部における内周面及び外周面のうちの少なくとも一方に環状の弾性体が設けられているので、環状凹部内に挿入されたこれら被把持体に対して均等に接触しながら他方側に押圧して、これら被把持体を押さえ付けることができる。これにより、複数の被把持体は環状凹部内において確実に保持された状態となり、環状凹部内からの脱落が防止される。しかも、環状の弾性体が複数の被把持体を径方向に均等に押圧することができるので、環状凹部内において各被把持体を同じ条件で各別に押さえ付けることができる。そのため、複数の被把持体を例えば周方向にがたつかせることなく、確実にその配列を維持したまま環状凹部内で保持できる。従って、環状に配列された複数の被把持体を、その配列を崩すことなくハンドリングすることができる。
この挿入工程の際、環状の弾性体が環状凹部内に挿入されたこれら被把持体に対して均等に接触しながら径方向に均等に押圧して、軸体の外周面又は外筒の内周面との間でこれら被把持体を押さえ付ける。これにより、複数の被把持体は環状凹部内において確実に保持された状態となり、環状凹部内からの脱落が防止される。
本実施形態の組立装置は、図1及び図2に示すシェル形のニードルベアリング(軸受装置)1を組み立てる装置である。
上記ニードルベアリング1は、内周面が転動面とされた円筒状の外輪2と、この外輪2の中心軸O1を中心として円環状に配列された状態で、外輪2の内周面上に転動自在に保持された複数のニードル(本願の被把持体の一例であり、棒状の転動体の一例でもある)3と、で構成される。
図示の例では、その全長L1が中心軸O1に沿った外輪2の厚みと一致しており、外輪2の内周面の全面に亘って組み込まれている。そして、これら複数のニードル3は互いに線接触し合いながら周方向に並んでいるので、径方向の内側に抜け落ち難い(内周面上から離間し難い)構成とされている。なお、これら複数のニードル3は、外輪2の内周面に塗布された図示しないグリスによって、潤滑性が維持されている。
図3に示すように、組立装置10は、作業者によってセットされた外輪2内に、円環状に配列された複数(所定本数)のニードル3を挿入することで、これら複数のニードル3を外輪2の内周面上に一括して組み込む自動組立装置であって、ニードル供給ユニット11、ニードル搬送ユニット12、ニードル整列ユニット13、把持具14、押し治具15、外輪固定ユニット16、及びこれらを総合的に制御する制御部17を備えている。
上記ニードル供給ユニット11は、ニードル3を1つずつニードル搬送ユニット12に対して連続的に供給するパーツフィーダであって、多数のニードル3を例えば振動等によって収納するボウル状の収納部20と、収納されているニードル3を1つずつ連続して搬送ユニットに供給するシュート部21と、を備えている。
これらニードル搬送ユニット12及びニードル整列ユニット13について、詳細に説明する。
図4に示すように、ニードル搬送ユニット12は、上記シュート部21によって待機位置P1に搬送されてきたニードル3を供給位置P2まで搬送する搬送ロッド30と、供給位置P2まで搬送されたニードル3を一定本数溜め込むと共に、その中からニードルベアリング1を組み立てるのに必要な所定本数のニードル3を計数してニードル整列ユニット13に搬送する計数部31と、を備えている。
第1支持台33は、待機位置P1に搬送されたニードル3を供給位置P2に搬送するまでの間、支持する支持台であり、第2支持台34は供給位置P2に搬送されたニードル3を後述するストッカ38に収容されるまでの間、支持する支持台である。そして、第1支持台33と第2支持台34との連結部分には微小な段差が形成されており、この段差部分が上記供給位置P2とされている。
なお、第2支持台34には、ニードル3を挟んで一対のガイド壁34aが設けられており、ニードル3の搬送をガイドしている。
ストッカ38は、駆動シリンダ39により上昇端位置Q1と下降端位置Q2との範囲で上下方向に往復移動可能とされている。そして、このストッカ38には、上記搬送方向Eに沿って該ストッカ38を貫通する計数孔38aが形成されている。この計数孔38aは、ニードルベアリング1を組み立てるのに必要な所定本数のニードル3を収容可能な寸法に設定されている。
ニードル整列ユニット13は、図4及び図5に示すように軸線O2を中心に回転させられる回転軸体40と、該回転軸体40を径方向の外側から間隔を開けて囲むと共に、回転軸体40との間に、ニードル3を円環状に配列させた状態で収容可能とさせる円環状の収容空間Sを画成させる治具41と、ストッカ38の計数孔38a内に収容された複数(所定本数)のニードル3を収容空間S内に押し込む押し込みロッド42と、を備えている。
ところで、回転軸体40には、該回転軸体40を径方向の外側から囲む押し出し筒部43(図5参照)が装着されている。この押し出し筒部43は、回転軸体40に対して軸線O2方向に移動可能とされており、収容空間S内に円環状に配列されたニードル3を開放凹部41b側に押し出す役割を果している。
これにより、複数のニードル3は、押し込みロッド42による押し出しと、回転軸体40による周方向への誘導と、の相互作用によって収容空間S内に円滑に組み込まれて円環状に配列される。なお、このとき複数のニードル3は、長手方向を軸線O2方向に一致させた状態で、円環状に配列される。
また、この基台18上には、組立装置10の残りの構成品である、把持具14、押し治具15、外輪固定ユニット16がそれぞれ配置されている。このうち外輪固定ユニット16は、基台18上において上記左右方向Xに直交する前後方向Yに沿って伸びたガイドレール50上に、その前後方向Yに移動可能に固定されている。
具体的には、外輪固定ユニット16は、外輪2がセットされるセットステーションS1と、外輪2内に所定本数のニードル3が挿入されて組み込まれる組み込みステーションS2と、の間で往復移動可能とされている。
上記外輪固定ユニット16は、図6に示すように、外輪2が嵌め込まれるV字状の溝部51aが形成された固定プレート51と、溝部51aに嵌め込まれた外輪2を固定プレート51との間で押さえ込む押さえプレート52と、を備えている。これにより、外輪2をがたつかせることなく、安定して固定することが可能とされている。この際、外輪2は、図3に示すように中心軸O1が基台18の左右方向Xに一致した姿勢で固定される。
このセットステーションS1において、ガイドレール50に隣接する部分には、カメラユニット55が配置されている。このカメラユニット55は、組み立てが完成したニードルベアリング1を撮像し、その撮像画像を制御部17に出力する。すると、制御部17は、その撮像画像に基づいて、外輪2内にニードル3が正しく組み込まれているか否かを少なくとも判断し、品質の良否をチェックしている。
具体的には、把持具14及び押し治具15は、回動軸O3を中心として90度の間隔を開けて配置されている。そして、把持具14は、ロータリー56の回転に伴って、上記ニードル整列ユニット13における開放凹部41bに対して対向配置される位置と、組み込みステーションS2に位置する外輪2に対して対向配置される位置と、の間を往復移動する。同様に、押し治具15は、ロータリー56の回転に伴って、組み込みステーションS2に位置する外輪2に対して対向配置される位置と、カメラユニット55側に向いた位置と、の間を往復移動する。
上記把持具14について説明する。
この把持具14は、ニードル整列ユニット13によって、軸線O2(本願の軸線の一例)を中心として円環状(本願の環状の一例)に配列された状態で保持されている複数のニードル3を、その配列を維持したまま把持することで受け取って、組み込みステーションS2に位置する外輪2までロータリー56の回動に伴って搬送した後、これら複数のニードル3の一部をグリスが内周面に塗布された外輪2内に中心軸O1に沿って挿入して該内周面上に受け渡すハンドリング部材である。
図7及び図8に示すように、把持具14は、把持軸O4に沿って進退自在とされた軸体60(本願の軸体の一例)と、該軸体60の径方向外側に装着された円筒状の駆動筒61(本願の外筒の一例)と、を備えている。
軸体60の基端側は、上記ロータリー56に固定された駆動シリンダ62に連結されている。これにより、軸体60はロータリー56に支持されると共に把持軸O4に沿って進退自在とされている。軸体60の先端面60aは平坦面とされ、ロータリー56の回転に伴ってニードル整列ユニット13側、及び組み込みステーションS2に位置する外輪2側に配向可能とされている。
具体的には、駆動筒61の内周面にOリング(本願の環状の弾性体の一例)64が固定されており、環状凹部63内に挿入された複数のニードル3に対して径方向の外側から均等に接触しながら弾性復元力により径方向の内側に押圧して、これらニードル3を軸体60における縮径部60bの外周面との間で押さえ付けることが可能とされている。
つまり、駆動筒61を軸体60の先端面60a側に移動させることで、環状凹部63の画成とOリング64による押圧がなされ、駆動筒61を軸体60の基端側に移動させることで、Oリング64による上記押圧が解除される。
例えば、軸体60と駆動筒61とを一体化させて基部(本願の基部の一例)として構成し、この基部に環状凹部63及びOリング64を設けるようにしても良い。
このように軸体60と駆動筒61とを一体化させた把持具は、例えば、ニードル供給ユニット11によって供給され配列されたニードル3を把持して、このニードル3の配列状態や傷等の不良が生じてないか(ニードル供給ユニット11が正常に動作しているか否か)を確認するために用いることができる。即ち、この把持具は、ニードル供給ユニット11の検査用治具として利用することもできる。
次いで、上記押し治具15について説明する。
この押し治具15は、図3に示すように、上記把持具14によって組み込みステーションS2に位置する外輪2内に挿入された複数のニードル3のうち、外輪2の外部に突出した残りの部分を中心軸O1に沿って外輪2内に押し込み、これら複数のニードル3を完全に外輪2の内周面上に組み付けるプッシャー部材である。
図10及び図11に示すように、押し治具15は、外輪2の中心軸O1に沿って進退自在とされ、その先端面70aが外輪2側に配向されたロッド70を備えている。
このロッド70の基端側は、上記ロータリー56に固定された駆動シリンダ71に連結されている。これにより、ロッド70はロータリー56に支持されると共に中心軸O1に沿って進退自在とされている。ロッド70の先端面70aには、複数のニードル3に対して当接可能な円環状の環状突起72が突設されている。これにより、ロッド70を外輪2側に移動させることで、環状突起72を利用して外輪2の外部に突出したニードル3を押し込むことが可能とされている。
次に、上記した組立装置10を利用して、ニードルベアリング1の組み立てを行う場合について説明する。
なお、初期状態としては、図3に示すように、外輪固定ユニット16がセットステーションS1に位置している。また、ニードル供給ユニット11の収納部20内には多数のニードル3が収納されており、ニードル搬送ユニット12の第2支持台34上には複数のニードル3が搬送方向Eに沿って配列されている。更に、把持具14がニードル整列ユニット13に対向し、且つ押し治具15が組み込みステーションS2に対向する位置に待機するように、ロータリー56が停止している。
なお、外輪2の固定、又はグリスの塗布は、図示しない機械的機構(例えばロボットアーム等)により、自動的に行わせるようにしても良い。
また、ニードル搬送ユニット12の重り部36が作動して、図12に示すように、ニードルベアリング1の組み立てに必要な所定本数のニードル3を上昇端位置Q1に位置するストッカ38の計数孔38a内に収容させる。収容後、図13に示すように、ストッカ38は下降端位置Q2まで下降させられる。これにより、ストッカ38の計数孔38aと、ニードル整列ユニット13における治具41の連通路41aとが連通した状態となる。
以下、これら工程について詳細に説明する。
図15に示すように、ニードル整列ユニット13に対して対向配置されている把持具14は、治具41等によって円環状に配列されているニードル3の軸線O2と、軸体60の把持軸O4とが一致した状態とされる。また、この段階では、駆動筒61は軸体60の基端側に待機しており、軸体60における縮径部60bを径方向の外側から囲む位置には達していない。
特に、Oリング64が環状凹部63内に挿入されたこれらニードル3に対して径方向の外側から均等に接触しながら、径方向の内側に押圧して軸体60における縮径部60bの外周面との間でこれらニードル3を押さえ付ける。これにより、複数のニードル3は、環状凹部63内において確実に保持された状態となり、環状凹部63内からの脱落が防止される。
まず、図20に示すように、ロータリー56を略90度回動させて、ニードル整列ユニット13に対して対向配置されていた把持具14を、組み込みステーションS2に位置する外輪2に対して対向配置させる。これにより、把持されたニードル3は、把持具14によって外輪2まで搬送された状態となる。また、図21に示すように、把持具14は、外輪2の中心軸O1と軸体60の把持軸O4とが一致した状態とされる。
なお、このとき軸体60を外輪2内に挿入させる必要がない。
そして、図24に示すように、駆動シリンダ62によって軸体60を移動させ、該軸体60を外輪2から離間させて、ニードル3を外輪2の内周面上に完全に受け渡す(離間工程)。これにより、複数のニードル3を円環状に配列させたままの状態で、把持具14から外輪2に受け渡すことができる。
この段階で、上記受け渡し工程が終了する。また、この段階ではニードル3の一部は外輪2の外部に突出した状態とされている。
まず、図25に示すように、ロータリー56を先程とは逆方向に略90度回動させて、押し込み治具41を組み込みステーションS2に位置する外輪2に対して対向配置させると共に、把持具14を再度ニードル整列ユニット13に対して対向配置させる。
これにより、把持具14は、次ぎのニードルベアリング1の組み立てのために、ニードル3の受け取り待ち状態に移行する。
また、押し治具15による押し込みを行った場合であっても、ニードル3のうち外輪2の外部に突出した残りの部分を押し込むだけであるので、やはりグリスが押し治具15に付着することを抑制することができる。
従って、グリスの粘着力による影響を受け難く、長期に亘って安定してニードルベアリング1を組み立てることができる。
しかも、Oリング64によって複数のニードル3を環状凹部63内でがたつき少なく安定して保持できるので、外輪2内にスムーズに挿入させ易い。加えて、駆動筒61の移動によってOリング64による押圧を容易に解除できるので、ニードル3を外輪2に対して容易に受け渡し易い。これらのことによって、組み立て作業を効率良く行うことができる。
この場合には、例えば図30に示すように、外輪固定ユニット16を挟んで、ニードル供給ユニット11、ニードル搬送ユニット12、ニードル整列ユニット13、把持具14及び押し治具15を、左右対称に設置した組立装置80とすれば良い。
このようすることで、環状凹部63内にニードル3を挿入させた際、先端面60a側に突出した部分が径方向内側に移動するようにニードル3の姿勢をテーパ状の面取り部81に倣って傾斜させることができる。これにより、突出した部分が窄まるように複数のニードル3の姿勢を傾斜させた状態で保持できる。
従って、ニードル3の一部を外輪2内によりスムーズに挿入させることができ、外輪2への受け渡しがさらに容易となる。
また、上記実施形態では、本願の弾性体の一例としてその形状が連続的に形成されるOリング64を適用したが、これに限定されるものではない。具体的には、その形状が断続的に形成された(即ち、分断された状態)ものであっても構わない。
更に、駆動筒61の内周面及び縮径部60bの外周面にそれぞれOリング64を設けても構わない。
また、上記実施形態では、環状突起72の形状は、ニードル3に当接する外周面が突出し、それ例外の部分が陥没するように構成されているがこれに限定されず、例えばこの陥没部分を突出させた中実形状(ソリッド)としても構わない。
この場合には、例えば断面視D形状の環状の弾性体92を駆動筒61側に設ければ良い。こうすることで、上記ボール90を環状凹部63内から脱落させることなく、安定して保持することが可能である。
この場合には、把持具の環状凹部をその配列に応じて形成すれば良い。こうすることで、環状に配列された複数の被把持体を、その配列を崩すことなく把持することが可能である。
O2…軸線
O4…把持軸
1、5…ニードルベアリング(軸受装置)
2、6…外輪
3…ニードル(被把持体、転動体)
10、80…組立装置
13…ニードル整列ユニット(保持部材)
14、95…把持具
15…押し治具
60…軸体
60a…軸体の先端面
61…駆動筒(外筒)
63…環状凹部
64…Oリング(環状の弾性体)
70…ロッド
72…環状突起
90…ボール(被把持体)
92…環状の弾性体
Claims (4)
- 軸線を中心として環状に配列された状態で保持されている複数の被把持体を把持する把持具であって、
複数の前記被把持体の配列状態を維持したまま、これら被把持体が挿入可能とされる環状凹部が形成された基部と、
前記環状凹部における内周面及び外周面のうちの少なくとも一方に設けられ、挿入された複数の前記被把持体を他方側に向けて押圧可能な環状の弾性体と、を備え、
前記被把持体は棒状に形成され、
前記環状凹部は、前記先端面から前記把持軸に沿った底部までの長さが前記被把持体の全長よりも短く形成されていることを特徴とする把持具。 - 請求項1に記載の把持具において、
前記基部は、
把持軸に沿って延在し、配列された複数の前記被把持体に対してその先端面が配向可能とされた軸体と、
該軸体の径方向外側に装着され、該軸体との間に、前記先端面側に開放された状態で前記把持軸を中心として環状に形成された前記環状凹部を画成させる外筒と、を備え、
前記弾性体は、前記軸体及び前記外筒のうちの少なくともいずれか一方に設けられ、
前記外筒は、前記軸体に対して前記把持軸方向に相対的に移動可能とされ、
前記軸体と前記外筒との相対的な移動に伴って、前記弾性体による前記複数の被把持体への前記押圧及びその解除が切り替わることを特徴とする把持具。 - 請求項2に記載の把持具において、
前記軸体は、前記先端面側に向けて漸次縮径するように先端縁部がテーパ状に面取りされていることを特徴とする把持具。 - 把持軸に沿って延在した軸体と、該軸体の径方向外側に該軸体に対して把持軸方向に相対的に移動可能に装着され、該軸体との間に、軸体の先端面側に開放された状態で前記把持軸を中心として環状に形成され、前記先端面から前記把持軸に沿った底部までの長さが棒状の被把持体の全長よりも短く形成されている環状凹部が画成された外筒と、を備える把持具を利用して、
軸線を中心として環状に配列された状態で保持されている複数の前記棒状の被把持体を把持する把持方法であって、
前記把持軸を前記軸線に一致させた状態で、前記環状凹部内に複数の前記被把持体を挿入させる挿入工程と、
前記環状凹部内に挿入された複数の前記被把持体を搬送した後、前記軸体と前記外筒とを前記把持軸方向に相対的に移動させて、前記弾性体による被把持体への前記押圧を解除する解除工程と、を備え、
前記軸体及び前記外筒のうちの少なくともいずれか一方には、前記環状凹部内に挿入された前記複数の被把持体を他方側に向けて押圧する環状の弾性体が設けられていることを特徴とする把持方法。
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