JP6574719B2 - 環状部材・線状部材組み付け治具 - Google Patents

Description

この発明は環状部材・線状部材組み付け治具に関する。

グロメットなどの環状部材の内孔にチューブ、ワイヤハーネスなどの線状部材を挿通して組み付ける環状部材・線状部材組み付け治具としては、特許文献１記載の技術が知られている。

特許文献１記載の技術は、グロメット（環状部材）の内孔に沿って複数個の爪を有する爪移動機構を支持する支持部材を移動させる支持部材移動機構と、支持部材移動機構で支持部材を移動させる途中で、内孔が拡張されているグロメットを２個のアームで受け止めるグロメット受け止め部材を備え、支持部材移動機構によって爪移動機構などを移動させると共に、グロメット受け止め部材でグロメットを受け止めるように構成している。

特開２０１０−１３６５６０号公報

特許文献１記載の技術の場合、上記のように構成することでグロメット（環状部材）の内孔から爪を容易に外すことができるが、作業者が２個のアームを手で操作してグロメットを受け止める必要があるため、組み付け作業が煩瑣であって作業効率が必ずしも十分とは言い難い不都合があった。また、両手の使用に支障のある作業者にとっては片手で作業するのが困難であった。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、作業者の手作業を減らして作業効率を向上させると共に、作業者が片手でも作業可能なようにした環状部材・線状部材組み付け治具を提供することにある。

上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、環状部材の内孔に線状部材を挿通して組み付ける環状部材・線状部材組み付け治具において、前記環状部材と前記内孔で係合可能な複数個の爪と、前記複数個の爪が前記環状部材と前記内孔で係合するとき、前記複数個の爪を相互に近接した初期位置から相互に離間した拡張位置に変位させて前記環状部材の前記内孔を拡張可能な内孔拡張機構と、前記環状部材の前記拡張された内孔に前記線状部材が挿通されたとき、前記環状部材を前記複数個の爪との係合を離脱する位置まで変位させる環状部材変位機構と、前記内孔拡張機構と前記環状部材変位機構の動作を制御する制御部とを備えると共に、前記制御部は、前記内孔拡張機構が前記環状部材の内孔を所定時間以上継続して拡張しているか否か判断する判断部を備え、前記判断部によって前記環状部材の内孔を前記所定時間以上継続して拡張していると判断されるとき、前記内孔拡張機構の動作を停止させる如く構成した。

請求項１に係る環状部材・線状部材組み付け治具にあっては、環状部材と内孔で係合可能な複数個の爪と、複数個の爪が環状部材と内孔で係合するとき、複数個の爪を相互に近接した初期位置から相互に離間した拡張位置に変位させて環状部材の内孔を拡張可能な内孔拡張機構と、環状部材の拡張された内孔に線状部材が挿通されたとき、環状部材を複数個の爪との係合を離脱する位置まで変位させる環状部材変位機構と、内孔拡張機構と環状部材変位機構の動作を制御する制御部とを備える如く構成したので、内孔拡張機構に加え、拡張された内孔に線状部材が挿通されたとき、環状部材を複数個の爪との係合を離脱する位置まで変位させる環状部材変位機構と、それらの動作を制御する制御部とを備えることにより、作業者の手作業を減らして作業効率を向上させることができると共に、両手の使用に支障がある作業者であっても片手で容易に作業することができる。また、前記制御部は、前記内孔拡張機構が前記環状部材の内孔を所定時間以上継続して拡張しているか否か判断する判断部を備え、前記判断部によって前記環状部材の内孔を前記所定時間以上継続して拡張していると判断されるとき、前記内孔拡張機構の動作を停止させる如く構成したので、上記した効果に加え、環状部材の変形を防止することができる。

この発明の実施形態に係る環状部材・線状部材組み付け治具を全体的に示す概略図である。 図１に示す環状部材・線状部材組み付け治具のプレートの平面図である。 図１に示す環状部材・線状部材組み付け治具の動作を示すフロー・チャートである。 図３フロー・チャートの動作を説明する、治具の部分側面図である。 図３フロー・チャートの動作を説明する、作業者によって複数個の爪に環状部材がセットされた後、複数個の爪が拡張される状態を示す治具の部分側面図である。 同様に図３フロー・チャートの動作を説明する、作業者によって環状部材の拡張された内孔に線状部材がセットされる状態を示す治具の部分側面図である。 同様に図３フロー・チャートの動作を説明する、作業者によって環状部材の拡張された内孔に線状部材がセットされ終わった状態を示す治具の部分側面図である。 同様に図３フロー・チャートの動作を説明する、環状部材変位機構のプレートの移動（上昇）を示す治具の部分側面図である。 同様に図３フロー・チャートの動作を説明する、環状部材変位機構のプレートの移動（下降）と作業者の環状部材／線状部材組み付け体の抜き取りを示す治具の部分側面図である。

以下、添付図面に即してこの発明に係る環状部材・線状部材組み付け治具を実施するための形態について説明する。

図１はこの発明の実施形態に係る環状部材・線状部材組み付け治具を全体的に示す概略図、図２は図１に示す環状部材・線状部材組み付け治具のプレートの平面図である。

図示の如く、この発明の実施形態に係る環状部材・線状部材組み付け治具（以下「治具」と略称）１０は、環状部材１２の内孔１２ａに線状部材１４を挿入して組み付ける治具を意味する。

環状部材１２は、グロメットなどの、環状で内部にチューブ、ワイヤハーネスなどの線状部材を挿通可能な内孔１２ａを有すると共に、合成樹脂、ゴムなどの可撓性を有する弾性材から製作される部材を意味する。線状部材１４は、チューブやワイヤハーネスなどの、環状部材１２の内孔１２ａに挿通可能な形状を備える部材を意味する。

尚、この実施形態において環状部材１２は具体的にはグロメットを意味するが、そのグロメットの場合、通例、外面側に他の部材との係止用の突起などが形成される複雑な形状を有するが、この実施形態では図示の便宜のため、簡略化して示す。

治具１０は、複数個の爪１６と、それに接続される内孔拡張機構２０と、環状部材変位機構２２と、内孔拡張機構２０と環状部材変位機構２２の動作を制御する制御部２４とを備える。

複数個の爪１６はプレート２６上で環状部材１２とその内孔１２ａで係合可能に構成され、金属材などから製作される４個の爪を備え、４個の爪が初期位置（図１に実線で示す）において相互に近接すると共に、内孔拡張機構２０の動作によってプレート２６と平行な水平面において相互に離間して環状部材１２の内孔１２ａを拡張可能な拡張位置（図５に想像線で示す）の間を変位可能に構成される。

より詳しくは、４個の爪１６は、プレート２６に穿設された平面視十字状の孔２６ａ（図２に示す）から突出し、プレート２６上で環状部材１２の内孔１２ａに係合すると共に、相互に近接した初期位置からプレート２６と平行な水平面において９０度（等間隔）の方向に相互に離間した拡張位置に変位可能なように構成される。

即ち、内孔拡張機構２０は、４個の爪１６が環状部材１２と内孔１２ａで係合するとき、作業者による線状部材１４の挿通を容易にするため、４個の爪１６を初期位置から相互に離間する拡張位置に変位させることで環状部材１２の内孔１２ａを拡張可能なように構成される。

図１に示す如く、内孔拡張機構２０は、４個の爪１６に適宜な接続手段（図示せず）を介して接続されるエアシリンダ２０ａと、エアシリンダ２０ａへのエアの給排を調整する電磁制御弁２０ｂとを備える。

エアシリンダ２０ａはシリンダ２０ａ１の内部を摺動自在なピストン２０ａ２とピストン２０ａ２に接続されるロッド２０ａ３を有し、ロッド２０ａ３が４個の爪１６に接続され、ロッド２０ａ３の進退に応じて４個の爪１６を初期位置と拡張位置の間で変位させるように構成される。

より具体的には、電磁制御弁２０ｂはソレノイド２０ｂ１が消磁されるとき、エア供給源（図示せず）からエアが入力ポートＩａから供給され、供給されたエアはシリンダ２０ａ１のロッド２０ａ３側の室に供給されてロッド２０ａ３を図示のように後退（縮小）方向に駆動する。

一方、電磁制御弁２０ｂにおいてソレノイド２０ｂ１が励磁されるとき、エアは入力ポートＩａからシリンダ２０ａ１のピストン２０ａ２側の室に供給されてロッド２０ａ３を進出（突出）方向に駆動する。

このように、内孔拡張機構２０は、エアシリンダ２０ａのロッド２０ａ３の進退に応じて４個の爪１６を初期位置から拡張位置に変位させ、環状部材１２と内孔１２ａで係合するとき、内孔１２ａを拡張して線状部材１４の挿通を容易にするように構成される。

環状部材変位機構２２は、環状部材１２の拡張された内孔１２ａに線状部材１４が挿通されたとき、環状部材１２を４個の爪１６との係合を離脱する位置まで変位させるように構成される。

より具体的には、環状部材変位機構２２は適宜な接続手段（図示せず）を介してプレート２６に接続され、環状部材１２の拡張された内孔１２ａに線状部材１４が挿通されたとき、プレート２６を初期位置（図１に示す位置）から上下方向に移動（具体的には上昇）させて環状部材１２を４個の爪１６との係合を離脱する位置まで変位させるように構成される。

環状部材変位機構２２も、図１に示す如く、プレート２６に適宜な接続手段（図示せず）を介して接続されるエアシリンダ２２ａと、エアシリンダ２２ａへのエアの給排を調整する電磁制御弁２２ｂとを備える。

エアシリンダ２２ａもシリンダ２２ａ１の内部を摺動自在なピストン２２ａ２とピストン２２ａ２に接続されるロッド２２ａ３を有し、ロッド２２ａ３がプレート２６に接続され、ロッド２０ａ３の進退に応じてプレート２６を環状部材１２の内孔１２ａの軸芯方向（環状部材１２の長軸方向）に平行な上下方向に変位（上昇あるいは下降）させるように構成される。

電磁制御弁２２ｂもソレノイド２２ｂ１が消磁されるとき、エア供給源（図示せず）からエアが入力ポートＩａから供給され、供給されたエアはチェックバルブ２２ｂ２を押し上げてシリンダ２２ａ１のロッド２２ａ３側の室に供給されてロッド２２ａ３を後退（縮小）方向に駆動する。

また、電磁制御弁２２ｂにおいてソレノイド２２ｂ１が励磁されるとき、エアは入力ポートＩａからシリンダ２２ａ１のピストン２２ａ２側の室に供給されてロッド２２ａ３を進出（突出）方向に駆動すると共に、ロッド２２ａ３側の室のエアが大気ポートＥａから大気に開放されるとき、可変オリフィス２２ｂ３でロッドの突出方向の速度が調整される。

このように環状部材変位機構２２は、エアシリンダ２２ａのロッド２２ａ３の進退に応じてプレート２６を環状部材１２の内孔１２ａの軸芯方向に平行な上下方向に変位可能なように構成される。

制御部２４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏなどを備えたマイクロコンピュータを有するＥＣＵ（Electronic Control Unit。電子制御ユニット）から構成される。

図１に示す如く、エアシリンダ２０ａ，２２ａのロッド２０ａ３，２２ａ３の付近には磁気センサ（異常検出部）３０，３２が配置される。磁気センサ３０，３２はロッド２０ａ３，２２ａ３の先端付近に固定された磁性体と磁性体の位置に応じて電圧を出力する磁電変換素子（共に図示せず）から構成される。

磁気センサ３０，３２は、エアシリンダ２０ａ，２２ａのロッド２０ａ３，２２ａ３が後退位置、換言すれば、内孔拡張機構に接続される４個の爪１６あるいは環状部材変位機構２２に接続されるプレート２６が初期位置にあるか否かを示す信号を出力する。

また、４個の爪１６の付近には光センサ３４が配置され、発光部から受光部に向けて光を照射することで環状部材１２の内孔１２ａに線状部材１４が挿通されたか否かを示す信号を出力する。磁気センサ３０，３２と光センサ３４の出力は制御部２４に送られる。

さらに、治具１０の適宜位置には作業者のオン・オフ操作可能なスイッチ４０が設けられ、その出力は制御部２４に送られる。また、制御部２４はＭＩＬ（警告灯）４２を備える。

制御部２４はそれらセンサの出力に基づき、エアシリンダ２０ａ，２２ａへのエアの給排を調整する電磁制御弁２０ｂ，２２ｂのソレノイド２０ｂ１，２２ｂ１を励磁・消磁することで、内孔拡張機構２０と環状部材変位機構２２の動作を制御する。

図３は制御部２４の動作を示すフロー・チャート、図４以降はその動作を説明する説明図である。尚、図示のプログラムは、４個の爪１６（図４に示す）に、図５に示すように作業者によって環状部材１２がセットされると共に、作業者によってスイッチ４０がオンされるとき、実行される。

以下説明すると、Ｓ１０において内孔拡張機構２０を作動させる。即ち、図４と図５に示す如く、線状部材１４の挿通に先立ち、４個の爪１６が環状部材１２と内孔１２ａで係合するとき、４個の爪１６を相互に近接する初期位置から相互に離間する拡張位置に変位させて環状部材１２の内孔１２ａを拡張させるように内孔拡張機構２０の動作を制御する。

図３フロー・チャートにあっては次いでＳ１２に進んで時間計測を開始し、次いでＳ１４に進んで所定時間、例えば３０ｓｅｃが経過したか否か判断する。

Ｓ１４で否定されるときはＳ１６に進み、線状部材１４がセットされたか否か判断する。即ち、光センサ３４の出力に基づき、図６に示す如く、環状部材１２の拡張された内孔１２ａに作業者の手作業によって線状部材１４が挿通されたか否か判断する。

Ｓ１６で否定されるときはＳ１２に戻って上記した処理を繰り返す一方、肯定されるときはＳ１８に進み、環状部材変位機構２２を作動させる（プレート２６を上昇させる）。即ち、図７と図８に示す如く、環状部材１２の拡張された内孔１２ａに線状部材１４が挿通されたとき、プレート２６を移動（上昇）させて環状部材１２を４個の爪１６との係合を離脱する位置まで変位させるように環状部材変位機構２２の動作を制御する。

次いでＳ２０に進み、環状部材１２と線状部材１４の組み付け体が抜き取られたか否か判断する。即ち、光センサ３４の出力に基づき、図９に示す如く、環状部材１２の内孔１２ａに線状部材１４が挿通されて完成された組付け体が作業者の手作業によって治具１０から抜き取られたか否か判断する。

Ｓ２０で否定されるときは肯定されるまで判断を繰り返す一方、肯定されるときは４個の爪１６を初期位置に復帰させるように内孔拡張機構２０の動作を制御すると共に、環状部材変位機構２２の作動を停止させるように、即ち、図１０に示す如く、プレート２６を移動（下降）させて初期位置に復帰するように環状部材変位機構２２の動作を制御する。

次いでＳ２４に進み、磁気センサ３０，３２の出力に基づき、内孔拡張機構２０と環状部材変位機構２２の動作に異常、例えばプレート２６の移動（上昇）異常が生じたか否か判断する。

具体的には、磁気センサ３０，３２の出力に基づき、内孔拡張機構２０と環状部材変位機構２２のエアシリンダ２０ａ，２２ａでロッド２０ａ３，２２ａ３が後退位置に正常に復帰していないか判断し、否定されるときはプログラムを終了する一方、肯定されるときは異常が生じたと判断し、Ｓ２６に進み、ＭＩＬ４２を点灯して作業者に警告する。

また、Ｓ１４で所定時間が経過したと判断されるときはＳ２８に進み、内孔拡張機構２０の動作を直ちに停止させ（４個の爪１６を初期位置に直ちに復帰させ）、Ｓ２６に進んでＭＩＬ４２を点灯して作業者に警告する。

上記においてＳ１２，Ｓ１４の処理は図１に示す制御部２４の判断部２４ａによって行われると共に、、Ｓ２４の処理は異常検出部２４ｂによって行われる。図１において磁気センサ３０，３２の出力は具体的には異常検出部２４ｂに入力され、異常検出部２４ｂはその入力に基づいて異常を検出する。

上記した如く、この実施形態にあっては、環状部材１２の内孔１２ａに線状部材１４を挿通して組み付ける環状部材・線状部材組み付け治具１０において、前記環状部材１２と前記内孔１２ａで係合可能な複数（４）個の爪１６と、前記複数個の爪１６が前記環状部材１２と前記内孔１２ａで係合するとき、前記複数個の爪１６を相互に近接した初期位置から相互に離間した拡張位置に変位させて前記環状部材１２の前記内孔１２ａを拡張可能な内孔拡張機構２０と、前記環状部材１２の前記拡張された内孔１２ａに前記線状部材１４が挿通されたとき、前記環状部材１２を前記複数個の爪１６との係合を離脱する位置まで変位させる環状部材変位機構２２と、前記内孔拡張機構２０と前記環状部材変位機構２２の動作を制御する制御部２４（Ｓ１０からＳ２８）とを備える如く構成したので、内孔拡張機構２０に加え、拡張された内孔１２ａに線状部材１４が挿通されたとき、環状部材１２を複数個の爪１６との係合を離脱する位置まで変位させる環状部材変位機構２２と、それらの動作を制御する制御部２４とを備えることにより、作業者の手作業を減らして作業効率を向上させることができると共に、両手の使用に支障がある作業者であっても片手で容易に作業することができる。

また、前記制御部２４は、前記内孔拡張機構２０が前記環状部材１２の内孔１２ａを所定時間以上継続して拡張しているか否か判断する判断部（２４ａ，Ｓ１２，Ｓ１４）を備え、前記判断部によって前記環状部材１２の内孔１２ａを前記所定時間以上継続して拡張していると判断されるとき、前記内孔拡張機構２０の動作を停止させる（Ｓ２８）如く構成したので、上記した効果に加え、環状部材の変形を防止することができる。

また、前記複数個の爪１６はプレート２６上で前記環状部材１２と前記内孔１２ａで係合可能であると共に、前記環状部材変位機構２２は前記プレート２６に接続され、前記環状部材１２の前記拡張された内孔１２ａに前記線状部材１４が挿通されたとき、前記プレート２６を移動（上昇）させて前記環状部材１２を前記複数個の爪１６との係合を離脱する位置まで変位させる如く構成したので、作業効率を一層向上できると共に、両手の使用に支障がある作業者であっても片手で一層容易に作業することができる。

また、前記制御部（ＥＣＵ２４）は前記内孔拡張機構２０と前記環状部材変位機構２２の動作の異常を検出する異常検出部（２４ｂ、磁気センサ３０，３２，Ｓ２４）を備え、前記異常検出部によって前記内孔拡張機構２０と前記環状部材変位機構２２の少なくともいずれかの動作が異常と判断される場合、作業者に警告する（Ｓ２６）如く構成したので、上記した効果に加え、環状部材１２や線状部材１４の変形などを一層効果的に防止することができる。

尚、上記において内孔拡張機構２０と環状部材変位機構２２の動作源としてエアシリンダ２０ａ，２２ａを用いたが、それに代えて油圧シリンダ、電動モータなどを用いても良い。

また、複数個の爪１６の個数の４個の限定されるものではなく、環状部材１２あるいは線状部材１４の形状も図示のものに限定されないことはいうまでもない。

また、作業者への警告をＭＩＬ４２の点灯によって行ったが、それに代え、あるいはそれに加え、音声あるいは画像で行っても良い。

１０ 環状部材・線状部材組み付け治具（治具）、１２ 環状部材、１２ａ 内孔、１４ 線状部材、１６ 複数個の爪、２０ 内孔拡張機構、２０ａ エアシリンダ、２０ａ３ ロッド、２０ｂ 電磁制御弁、２２ 環状部材変位機構、２２ａ エアシリンダ、２２ａ３ ロッド、２２ｂ 電磁制御弁、２４ 制御部（ＥＣＵ）、２４ａ 判断部、２４ｂ、３０，３２ 異常検出部、２６ プレート、３４ 光センサ、４０ スイッチ、４２ ＭＩＬ

Claims (3)

1. 環状部材の内孔に線状部材を挿通して組み付ける環状部材・線状部材組み付け治具において、前記環状部材と前記内孔で係合可能な複数個の爪と、前記複数個の爪が前記環状部材と前記内孔で係合するとき、前記複数個の爪を相互に近接した初期位置から相互に離間した拡張位置に変位させて前記環状部材の前記内孔を拡張可能な内孔拡張機構と、前記環状部材の前記拡張された内孔に前記線状部材が挿通されたとき、前記環状部材を前記複数個の爪との係合を離脱する位置まで変位させる環状部材変位機構と、前記内孔拡張機構と前記環状部材変位機構の動作を制御する制御部とを備えると共に、前記制御部は、前記内孔拡張機構が前記環状部材の内孔を所定時間以上継続して拡張しているか否か判断する判断部を備え、前記判断部によって前記環状部材の内孔を前記所定時間以上継続して拡張していると判断されるとき、前記内孔拡張機構の動作を停止させることを特徴とする環状部材・線状部材組み付け治具。
2. 前記複数個の爪はプレート上で前記環状部材と前記内孔で係合可能であると共に、前記環状部材変位機構は前記プレートに接続され、前記環状部材の前記拡張された内孔に前記線状部材が挿通されたとき、前記プレートを移動させて前記環状部材を前記複数個の爪との係合を離脱する位置まで変位させることを特徴とする請求項１記載の環状部材・線状部材組み付け治具。
3. 前記制御部は前記内孔拡張機構と前記環状部材変位機構の動作の異常を検出する異常検出部を備え、前記異常検出部によって前記内孔拡張機構と前記環状部材変位機構の少なくともいずれかの動作が異常と判断される場合、作業者に警告することを特徴とする請求項１または２記載の環状部材・線状部材組み付け治具。

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