JP7102915B2

JP7102915B2 - 部品位置決め装置

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Publication number: JP7102915B2
Application number: JP2018089785A
Authority: JP
Inventors: 稔大林
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-05-08
Filing date: 2018-05-08
Publication date: 2022-07-20
Anticipated expiration: 2038-05-08
Also published as: JP2019195859A

Description

本発明は、六角形状の部品の位置決めを行う部品位置決め装置に関する。

従来、例えば、自動車部品の製品の品質検査等で、製品に六角ソケット状のカプラを組み付けるときに、ロボットにより、インデックス上のカプラ投入部（六角穴）にカプラを投入する工程がある。このとき、カプラ投入部の向きを整列させておく必要がある。

カプラ投入部は、回転構造体の上部に位置し、回転構造体の下端には、軸方向断面形状が六角形状をなす六角部が形成されている。六角部とカプラ投入部とは、軸部で連結されており、下端の六角部の回転に連動して上端のカプラ投入部が回転するようになっている。カプラ投入部の向きを揃える位置決めでは、六角部に向けてビット部を上昇させて六角部と嵌合させ、六角部を一定角度回転させることにより、回転構造体上部のカプラ投入部の向きを整列させるようにしている。

しかし、六角部とビット部とがうまく噛み合わず、ビット部が所定位置まで上昇できない場合、リトライする事になり稼働ロスを招いてしまうことがあった。また、接触したビット部により六角部が削られて破損するなどの問題も生じていた。

こうした六角部とビット部との嵌合を円滑にする装置として、例えば、特許文献１に記載の部品取出し装置が提案されている。この装置では、ビット部に設けられる凹部の多角形状の入口縁部の各一辺に対してそれぞれテーパ状の呼込み部を設けている。これにより、ビット部がスムーズにボルトやナットを吸着して取出すことができる。

特開平６－１４３０５６号公報

ところが、特許文献１に記載の装置では、ビット部にボルトを吸着することはできるものの、吸着が主な目的であり、回転させて角度を揃えて向きを一定にするというものには適さない。例えば、特許文献１に記載の装置において、さらにサーボモータを備える構成とし、吸着後、目的角度位置との差分を調整するような制御を実行すれば、ボルトの角度を揃えることは可能である。しかし、この場合、サーボアンプ、シーケンサなどの制御装置が必要であり、装置構成や制御が非常に煩雑である。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、簡易な構成で、ビット部と部品とを嵌合させた上で回転させることにより、部品の位置決めを行うことが可能な部品位置決め装置を提供することにある。

本発明の部品位置決め装置は、テーブル状のインデックス（１）に形成され、六角ソケット状のカプラ（６）が投入されるカプラ投入部（２）に、軸部（５）を介して連結された軸方向断面形状が六角形状をなす六角部（４）に対して、回転軸部（２０）に接続されたビット部（１０，５０）が一方向に回転しながら当接することにより、六角部をビット部に形成される収容部（１１）に収容して回転させることでカプラ投入部の位置決めを行う。

ビット部は、収容部と、当接部（１２，１３，５２，５３）と、ガイド部（１４，１５，５４，５５）と、を備える。当接部は、収容部の内壁を形成するとともに回転軸部の軸方向に延びて形成され、六角部の中心が回転軸部の中心と一致した嵌合状態にあるとき、六角部の側面を形成する第１面（４１）と、六角部の側面を形成し第１面と平行な第２面（４２）とに当接する。

ガイド部は、当接部の回転方向後側に連続し、回転方向後側へ傾斜するとともに、回転軸部の中心側へ傾斜しており、かつ、嵌合状態にあるとき、軸方向に直交する平面において六角部の外接円（Ｏ）と重なるように形成されている。

本発明の構成によれば、ビット部が有するガイド部は、当接部の回転方向後側に連続し、回転方向後側へ傾斜するとともに、回転軸部の中心側へ傾斜しており、かつ、軸方向に直交する平面において部品の外接円と重なるように形成されている。このため、ビット部が一方向に回転しながら部品に当接したとき、ガイド部により、部品の中心が回転軸部の中心軸線に一致する方向へ案内される。この作用により、部品は円滑に収容部に収容されてビット部と嵌合する。

嵌合したときには、部品の側面のうち中心軸を挟んで対向する２面がビット部の当接部により把持される。よって、その後の回転中に収容部から部品がずれることもなく、ビット部を所定角度回転させた後には、部品の向きを一定とすることができ位置決めが完了する。すなわち、簡易な構成で、ビット部と部品とを嵌合させた上で、部品の位置決めを行うことができる。

上端にカプラ投入部が形成される回転構造体を示す平面図である。本発明の第１実施形態による部品位置決め装置と回転構造体とを示す断面図である。部品位置決め装置のビット部を示す斜視図である。部品位置決め装置のビット部を示す平面図である。ビット部が上昇して六角部に当接し、回転していくときの状態の一例を示す平面図であり、（ａ）は挿入開始時の状態を示す図、（ｂ）は１５度回転後の状態を示す図、（ｃ）は３０度回転後の状態を示す図、（ｄ）は９０度回転後であって位置決め完了の状態を示す図である。図５とは異なる態様であって、ビット部が上昇して六角部に当接し、挿入開始時の状態を示す図である。比較形態のビット部を示す平面図である。本発明の第２実施形態による部品位置決め装置のビット部を示す平面図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
〈第１実施形態〉
［構成］
本発明の第１実施形態の構成について、図１～図４を参照しつつ説明する。自動車部品の製品の品質検査等で、製品に六角ソケット状のカプラ６（図２参照）を組み付けることがある。このとき、ロボットにより、図１に示すように、テーブル状のインデックス１上に形成されるカプラ投入部（六角穴）２に、カプラ６を投入する工程がある。このとき、カプラ投入部２の向きを整列させておく必要がある。複数のカプラ投入部２は、図２に示すように、回転構造体３の上部に位置している。回転構造体３の下端には、軸方向断面形状が六角形状をなす六角部４が形成されている。六角部４とカプラ投入部２とは、軸部５で連結されており、軸部５の周囲には図示しないベアリングが設けられている。下端の六角部４の回転に連動して上端のカプラ投入部２が回転するようになっている。六角部４は、「部品」の一例に相当する。

本実施形態の部品位置決め装置１０１は、六角部４に向けてビット部１０を上昇させて六角部４と嵌合させ、六角部４を一定角度（本実施形態では９０度）回転させることにより、回転構造体上部のカプラ投入部２の向きを整列させるものである。一つのカプラ投入部の向きを整列させ、カプラ６の投入が終了すると、インデックス１が回転して、次のカプラ投入部２の整列及びカプラ６の投入が順次実行される。

部品位置決め装置１０１は、ビット部１０と、回転軸部２０とを備えている。ビット部１０の下方であって、回転軸部２０の周囲には、ばね機構部３０が設けられており、これによりビット部１０は、上端と下端の２点間で上下動が可能となっている。回転軸部２０は、図示しない回転機構に接続している。回転機構は、例えばロータリーシリンダであり、回転機構が駆動されることにより、ビット部１０及び回転軸部２０は、所定角度回転可能となっている。

次に、ビット部１０の構成について図３、図４を参照して説明する。図３、図４に示すように、ビット部１０は、収容部１１、第１当接部１２、第２当接部１３、第１ガイド部１４、及び第２ガイド部１５等を有している。収容部１１は、軸方向先端に設けられた矩形状をなす凹部であり、対向する２面が開放されている。収容部１１の内壁を形成し対向する２面のうち、一方が第１当接部１２を形成し、他方が第２当接部１３を形成する。

第１当接部１２及び第２当接部１３は、中心軸線Ｃを挟んで互いに対向しており、回転軸部２０の軸方向に延びて形成されている。図４において、破線で示す六角部４は、六角部４の中心が回転軸部２０の中心軸線Ｃと一致した嵌合状態にあるときを示している。第１当接部１２は、六角部４が嵌合状態（図４、図５（ｃ）参照）にあるとき、六角部４の外周面を形成する第１面４１の一部に当接する。第２当接部１３は、六角部４が嵌合状態にあるとき、六角部４の外周面を形成し第１面４１と平行な第２面４２の一部に当接する。すなわち、六角部４がビット部１０と嵌合状態にあるとき、第１当接部１２と第２当接部１３との２面によって、六角部４は収容部１１に保持される。

第１ガイド部１４は、第１当接部１２の回転方向後側に連続し、回転方向後側へ傾斜するとともに、回転軸部２０の中心軸線Ｃ側へ傾斜している。かつ、第１ガイド部１４は、六角部４と嵌合状態にあるとき、軸方向に直交する平面において六角部４の外接円Ｏと重なるように形成されている。

第２ガイド部１５は、第２当接部１３の回転方向後側に連続し、回転方向後側へ傾斜するとともに、回転軸部２０の中心軸線Ｃ側へ傾斜している。かつ、第２ガイド部１５は、六角部４と嵌合状態にあるとき、軸方向に直交する平面において六角部４の外接円Ｏと重なるように形成されている。

第１ガイド部１４と第２ガイド部１５とは、軸方向に直交する平面において、回転軸部２０の中心（図４に示す中心軸線Ｃと同位置）に対して点対称に形成されている。各ガイド部１４，１５と先端面１６，１７との交線Ｌ１，Ｌ２と、各当接部１２，１３とのなす角度αは概ね１３５度程度である。また、各ガイド部１４，１５の回転方向後側への落ち込み角度は約４５度である。すなわち、各ガイド部１４，１５は、収容部１１の入口において回転方向後側の角部を、中心軸線Ｃ側へ斜めに切り欠くようにして形成されている。各ガイド部１４，１５の中心軸線Ｃ方向への傾きによって、当接した六角部４が、角度がずれた位置から中心へと戻されるように作用する。なお、各ガイド部１４，１５は、このように六角部４を収容部１１の中心へ誘い込むように作用すれば良く、落ち込み角度や、各当接部とのなす角度αは、任意に設定可能である。

［作用］
次に、本実施形態の部品位置決め装置１０１による作用について、図５を参照して説明する。図５は、ビット部１０が上昇して六角部４に当接し、回転していくときの状態を示す平面図である。まず、部品位置決め装置１０１が駆動されて上昇し、ビット部１０が六角部４に当接したとき、図５（ａ）に示すように、例えば六角部４の角部４３，４４がガイド部１４，１５に当接する。この状態では、六角部４の第１面４１及び第２面４２は、各当接部１２，１３に当接しておらず、六角部４とビット部１０とはまだ嵌合していない。

その後、回転機構が駆動されることにより、ビット部１０が回転方向Ｒへ回転し、回転角度が１５度のとき、図５（ｂ）に示すように、角部４３，４４がガイド部１４，１５の斜面を滑るようにして六角部４が収容部１１に挿入されていく。そして、さらにビット部１０が回転を続けて、回転角度が３０度のとき、図５（ｃ）に示すように、六角部４の第１面４１が第１当接部１２に当接するとともに、六角部４の第２面４２が第２当接部１３に当接し、六角部４が収容部１１に収容される。このときが嵌合状態である。

そして、さらにビット部１０が回転を続けて、回転角度が９０度のとき、図５（ｄ）に示すように、六角部４の側面の位置と角度が揃った状態で位置決め完了となる。

［効果］
以上、六角部４が収容部１１に収容されていく様子の一例を説明したが、図５（ａ）において、はじめに六角部４がどういった角度でビット部１０と当接するかは種々の状態が想定される。例えば、図６に示すように、六角部４の角部４３，４４がビット部１０の先端面１６，１７に乗ってしまう場合が考えられる。この場合であっても、各ガイド部１４，１５は、軸方向に直交する平面において六角部４の外接円Ｏと重なるように形成されており、ビット部１０が回転方向Ｒに回転することで、角部４３，４４はすぐにガイド部１４，１５に当接する。

そして、その後は、上記と同様の作用により六角部４はガイド部１４，１５を滑るようにして収容部１１に収容される。収容時には、六角部４の面４１，４２が当接部１２，１３によって把持され、その後の回転においても把持された状態が維持される。

このように、六角部４のビット部１０への挿入時に、六角部４の角度がどのような場合であっても、本実施形態の部品位置決め装置１０１において９０度の回転を行えば、その回転の間で、六角部４はガイド部１４，１５により中心軸線Ｃ側へと誘い込まれて六角部４は収容部１１に嵌合する。そして、９０度回転後には、図５（ｄ）に示すように、六角部４の角度が所定の状態に揃えられる。

例えば、図７に示すように、ビット部１００における収容部１１０の形状が、ボックスレンチのような１２角穴形状の場合、ビット部１００と六角部４とは嵌合し易くはなるものの、六角部４の側面を揃えて回転させることができないため、回転後、六角部４の向きを整列させることは難しい。また１２角穴形状の加工も煩雑である。その点、本実施形態の部品位置決め装置１０１は、ビット部１０に切り欠き形状のガイド部１４，１５を形成する簡易な構成で、ビット部１０と六角部４とを嵌合させた上で、六角部４の位置決めを行うことができる。

以上のように、ビット部１０と六角部４との嵌合がスムーズになるため、六角部４が破損することもない。また、うまく嵌合しないことでのリトライも生じないため、稼働ロスを招くことなく円滑に検査工程等の作業を行うことができる。

〈第２実施形態〉
［構成］
次に、本発明の第２実施形態の部品位置決め装置１０２について、図８を参照して説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。第２実施形態では、第１実施形態の部品位置決め装置１０１に対し、各ガイド部の構成が異なる。第２実施形態のビット部５０が有するガイド部５４，５５は、六角部４の外接円Ｏのうち、第１面４１及び第２面４２よりも径外方向の全部分と重なるように形成されている。

すなわち、第１ガイド部５４は、外接円Ｏのうち第１面４１より径外方向の全部分（図８では第１面４１より上に位置するハッチで示す部分）と重なっている。第２ガイド部５５は、外接円Ｏのうち第２当接部５３より径外方向の全部分（図８では第２面４２より下に位置するハッチで示す部分）と重なっている。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、ガイド部５４，５５の形成領域が広いため、位置ずれ状態でビット部５０に当接した六角部４をさらに確実に中心に寄せるようにして収容することができる。

〈他の実施形態〉
上記各実施形態では、ガイド部１４，１５，５４，５５をビット部１０，５０の先端面の一部を切り欠くように形成したが、先端面の全てを切り欠いて形成しても良い。

上記各実施形態において、位置決めの対象となる部品は六角部４としたが、単に、ボルトやナット、その他の部品でも良い。また、カプラ投入部２の向きを揃える形態でなくても良く、軸方向断面形状が六角形状をなす部品を、ビット部１０，５０により位置決めするものであっても良い。

上記各実施形態では、第１ガイド部１４，５４と第２ガイド部１５，５５とは、軸方向に直交する平面において、回転軸部２０の中心に対して点対称であるとしたが、必ずしも正確に対称でなくても良い。ビット部が六角部４に当接しながら回転した際に、少なくとも中心軸線Ｃを軸にして対向する２つのガイド部によって六角部４を中心軸線Ｃに寄せることができれば種々の変更が可能である。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

４・・・六角部（部品）
１１・・・収容部
１０・・・ビット部
１２・・・第１当接部
１３・・・第２当接部
１４・・・第１ガイド部
１５・・・第２ガイド部
２０・・・回転軸部
４１・・・第１面
４２・・・第２面
１０１・・・部品位置決め装置
Ｃ・・・中心軸線
Ｏ・・・外接円

Claims

テーブル状のインデックス（１）上に形成され、六角ソケット状のカプラ（６）が投入されるカプラ投入部（２）に、軸部（５）を介して連結された軸方向断面形状が六角形状をなす六角部（４）に対して、回転軸部（２０）に接続されたビット部（１０，５０）が一方向に回転しながら当接することにより、前記六角部を前記ビット部に形成される収容部（１１）に収容して回転させることで前記カプラ投入部の位置決めを行う部品位置決め装置であって、
前記ビット部は、
前記収容部と、
前記収容部の内壁を形成するとともに前記回転軸部の軸方向に延びて形成され、前記六角部の中心が前記回転軸部の中心と一致した嵌合状態にあるとき、前記六角部の側面を形成する第１面（４１）と、前記六角部の側面を形成し前記第１面と平行な第２面（４２）とに当接する当接部（１２，１３，５２，５３）と、
前記当接部の回転方向後側に連続し、回転方向後側へ傾斜するとともに、前記回転軸部の中心側へ傾斜しており、かつ、前記嵌合状態にあるとき、前記軸方向に直交する平面において前記六角部の外接円（Ｏ）と重なるように形成されているガイド部（１４，１５，５４，５５）と、
を備える部品位置決め装置。
前記ガイド部（５４，５５）は、前記六角部が前記嵌合状態にあるとき、前記六角部の前記外接円のうち前記第１面及び前記第２面よりも径外方向の全部分と重なるように形成されている請求項１に記載の部品位置決め装置。
前記当接部は、前記六角部の前記第１面に当接する第１当接部（１２，５２）と、前記六角部の前記第２面に当接する第２当接部（１３，５３）とで構成され、
前記ガイド部は、前記第１当接部に連続する第１ガイド部（１４，５４）と、前記第２当接部に連続する第２ガイド部（１５，５５）とで構成され、
前記第１ガイド部と前記第２ガイド部とは、前記軸方向に直交する前記平面において、前記回転軸部の中心に対して点対称に形成されている請求項１または請求項２に記載の部品位置決め装置。