JPH0620719B2

JPH0620719B2 - モ−タのフロ−テイング機構

Info

Publication number: JPH0620719B2
Application number: JP61152296A
Authority: JP
Inventors: 敏則栗田
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1994-03-23
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: KR880000190A; JPS637252A; KR910007270B1

Description

【発明の詳細な説明】発明の目的（産業上の利用分野）本発明はモータ、特に、その回転軸に回転刃物や回転研
磨部材等の工具が取り付けられたモータのフローティン
グ機構に関するものである。

（従来の技術）従来から、金属、木材、合成樹脂等の被加工物を切削し
たり研磨したりするのに、回転刃物や回転研磨材等の工
具をモータにより直接回転させ、その回転刃物等の刃面
又は研削面等を前記被加工物に接触させて加工する方法
が採用されている。

この方法は、前記研削面等を被加工物に接触するように
ロボットのアーム等に前記モータを固定して、被加工物
の切削又は研削等の加工を行なう方法であった。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、前記被加工物がゴム、合成樹脂及びそれらの
発泡体の場合には被加工物の加工面に回転刃物等を所定
の押力で当接しながら移動させることはむずかしく、ま
た、被加工物の加工面には成形誤差に起因する微妙な凹
凸があるので、剛体である前記ロボットのアームを一定
の軌跡で移動させただけでは前記凹凸のある面に追随で
きず、切り過ぎ又は削り残し等を引き起こすという問題
があった。

本発明は被加工物の加工面にある程度の凹凸があって
も、それに回転刃物等を所定の押力をもって当接させる
とともに追随させることができるモータのフローティン
グ機構を提供することにある。

発明の構成（問題点を解決するための手段）本発明は前記の問題点を解決するために、モータと、該
モータの回転軸先端に設けられる工具と、前記モータを
その軸径方向へ相対移動可能に支持する支持手段と、前
記モータと支持手段との間に設けられ、モータを常時中
心方向へ付勢する押圧手段と、前記支持手段を移動させ
る移動手段と、前記モータが支持手段に対する基準位置
から偏位しているか否かを検知するセンサと、前記セン
サからのデータが所定の範囲にあるか否かを判定して、
所定の範囲にない場合には前記移動手段に制御指令を出
力して前記支持手段を移動させる制御装置とからなる構
成を採用する。

（作用）モータは支持手段にその軸径方向へ相対移動可能に支持
されており、そのモータはセンサにより基準位置から偏
位しているか否かが検知される。そして、センサからの
データが制御装置に入力され、そのデータが所定の範囲
内にない場合、制御指令を出力して支持手段を移動させ
る。これにより、モータが基準位置に戻されて被加工物
に対する切り過ぎ又は削り残しの発生が防止される。

（実施例）本発明を成形工程から得られた自動車のステアリングホ
イールのバリ取り工程に具体化した一実施例を第１〜５
図に基づいて説明する。

第３図に示すようにこの実施例のフローティング機構は
回転軸３１に工具としてリーマ３２が取り付けられてい
るモータ３０と、前記モータ３０をその下方及び周囲か
ら支持する支持手段３３と、後述する制御装置等とから
主として構成されている。

前記リーマ３２は被加工物としてのステアリングホイー
ル５の被覆材１に所定の押力をもって当接しながら移動
し、該被覆材１の形成時の発生するバリ２を切削する。

バリ２の切削中にはリーマ３２に削りくずや帯状のバリ
が付着するので、それらのくずの付着を防止するために
リーマ３２に対して空気流がノズル４から吹き付けられ
る。

なお、このステアリングホイール５は第６図及び第７図
に示すように芯金１０に被覆材１が被覆されており、該
被覆材１には成形金型の型割り面部分にバリ２が成形時
に、発生し、また、ゲートに相当する部分にゲート固化
物９が形成されている。

第４図に示すように後述する移動手段としてのアクチュ
エータＣの支持アーム３５の先端上面には前記支持手段
３３の基板３４が固定されている。

前記基板３４の上面において内周側には複数個のベアリ
ング部材３６が固定されている。該基板３４の中央部に
透設されている挿通孔４０に前記モータ３０が遊挿さ
れ、そのモータ３０は外周中央部に固定された二つ割り
のカップリング部材４３と該カップリング部材４３の下
端面に固定されている中抜き円板状のリテーナ４２とを
介して前記ベアリング部材３６上に支承されている。

前記カップリング部材４３の上部外周には外方に突出す
る係止部４４が設けられており、その係止部４４に周方
向に沿って一定間隔をおいて係止孔４１が透設されてい
る。

前記基板３４の外周側に６個の流体付勢部材３７がモー
タ３０の軸芯に対して回転対称の位置に配置固定されて
いる。前記流体付勢部材３７はシリンダ４５とピストン
４６との組み合わせからなり、シリンダ４５は前記支持
手段３３を構成する二つのケーシング４７、４８によっ
て形成されている。前記ケーシング４７にはシリンダ４
５内の油が出入できるように油の貯留室４９が設けら
れ、その油圧は外部に設けられた油圧手段（図示なし）
によって制御可能になっている。従って、この実施例で
はモータ３０の軸方向とは垂直方向の支持力の調整が可
能になっている。

また、ピストン４６の先端にはベアリング５１が取り付
けられていて、リテーナ４２がその周方向に回動可能に
なっている。

前記流体付勢部材３７の上面には透孔５２を底部に備え
た有底円筒状の第一包囲部材３８が前記支持手段３３の
一種として設けられている。そして、その底面にはベア
リング部材５３が前記基板３４上のベアリング部材３６
とほぼ対向するように設けられ、前記リテーナ４２を狭
持するとともに、両ベアリング部材３６、５３は前記モ
ータ３０をその回転軸３１の軸方向に移動不能にかつ前
記軸方向と直交する方向に対して移動可能に支持してい
る。

前記第一包囲部材３８の内面において前記カップリング
部材４３の係止部４４とほぼ同じ高さの位置には係止部
５４が設けられ、同係止部５４には第１図に示すように
周方向に沿って一定間隔をおいて複数個の係止孔５９が
設けられている。

そして、前記二種の係止孔４１、５９は前記支持手段３
３を構成するスプリング５７によって連接されている。

前記スプリング５７のうち１本おきのスプリングには該
リーマ３２に加わる圧力を検知するためのセンサ１００
が取り付けられている。このセンサ１００は前記スプリ
ング５７の歪みを検出するストレンゲージであって、ス
プリング５７の歪みに応じてその電気抵抗が変化する半
導体ゲージからなっている。電気抵抗の変化量はリード
線１０１によって後述するＡＤ変換装置に伝達される。

前記第一包囲部材３８の上面には前記支持手段３３を構
成する第二包囲部材３９が取着されており、該第二包囲
部材３９の中央部にモータ３０を遊挿可能な遊挿孔５５
が設けられているとともに、第二包囲部材３９の上部に
おいて法線方向に形成された挿入孔５８にはスプリング
５６が挿入されている。

スプリング５６は挿入孔５８に挿入された後、栓部材５
０によって圧縮され、前記流体付勢部材３７とともに常
にモータ３０をその周囲から押圧して支持手段３３の中
心位置と該モータ３０の軸芯位置とが合致する、いわゆ
る基準位置に保持している。

第２図に示すように前記リード線１０１は前記センサ１
００からのアナログ信号を増幅・演算してディジタル信
号に変換するＤＡ変換装置１０２に接続されている。こ
のＡＤ変換装置１０２は制御装置Ｅに接続され、そこ
で、予め書き込まれたプログラムに基づいて前記歪み量
のデータが所定の範囲内にあるか否かを判定するように
なっている。

前記制御装置ＥにはＤＡ変換装置１０３が接続されてお
り、該制御装置Ｅが前記歪み量のデータが所定の範囲に
ないと判定した場合、その制御信号をＤＡ変換装置１０
３に送信できるようになっている。該ＤＡ変換装置１０
３は制御装置Ｅからのディジタル信号をアナログ信号に
変換し、フローティング機構を駆動するためのアクチュ
エータＣに送信し、該アクチュエータＣを移動させるこ
とによりモータ３０を移動させ、フローティングを行な
う。

なお、この実施例のフローティング機構は各種の手段と
の関連においてその機能が発揮されるようになってい
る。前記各種の手段を第５図に基づいて説明する。

［固定手段Ａ］固定手段Ａはステアリングホイール５を固定するための
手段であって、基台６と、該基台６の上部にステアリン
グホイール５を固定するためのリング固定部材７と、ボ
ス固定部材８とから構成されている。

［アクチュエータＣ］アクチュエータＣは基台２１と、その基台２１の上面に
設置されたＸ軸アーム２２と、Ｙ軸アーム２３と、同Ｙ
軸アーム２３の先端において固定手段Ａ側に取り付けら
れたＺ軸アーム２４とからなっている。

前記基台２１には制御装置Ｅが設置されており、前記モ
ータ３０の回転、前記二種のアーム２２、２３、その他
後述するエアシリンダ及び搬出手段等の制御を行なうよ
うになっている。

Ｘ軸アーム２２はＹ軸アーム２３を移動させ、Ｙ軸アー
ム２３はＺ軸アーム２４を移動させる。

Ｚ軸アーム２４には上下方向にレール２５とエアシリン
ダ２７とが取り付けられており、そのエアシリンダ２７
は前記支持手段３３に取り付けられているエアシリンダ
２９と連動してモータ３０を上下方向に移動させる。

なお、前記Ｚ軸アーム２４において前記固定手段Ａ側に
はレール２６が設けられ、そのレール２６にエアシリン
ダ２８によって昇降するゲート切断手段Ｄが取り付けら
れている。このゲート切断手段Ｄによって被覆材１に付
着しているゲート固化物９が切断されるが、ゲート固化
物９が切断されるに先だって、そのゲート固化物９は固
定手段Ａ上に設置された把持手段Ｆによって把持され、
ゲート切断手段Ｄの切断作用が円滑に発揮されるように
なっている。

［搬出手段Ｇ］以上の各手段の共働によって、本発明は実現可能である
が、さらに、ステアリングホイール５のバリ２の切削が
終ったら固定手段Ａからステアリングホイール５を搬出
する搬出手段Ｇを前記アクチュエータＣに取り付けても
よい。

この搬出手段Ｇは、例えば、第５図の２点鎖線で示すよ
うにアクチュエータＣの支持アーム３５の先端部に固定
された支持部材７０と、該支持部材７０に固定された上
下方向に伸縮するエアシリンダ７１と、該エアシリンダ
７１の下端部に装着された把持装置７２とからなってい
る。

前記把持装置７２には２個の把持部材７３が水平方向か
つ互いに反対方向に移動可能に設けられ、該把持部材７
３はステアリングホイール５のボス３を把持するように
なっている。

前記搬送手段ＧはアクチュエータＣを作動させることに
よってステアリングホイール５を固定手段Ａ上に吊り上
げて搬出し、固定手段Ａの外、例えば、固定手段Ａの側
部に設けられたトレイ７４等の中に貯留することができ
るようになっている。

前記のように構成されるこの実施例の作用、効果につい
て述べると、まず、インサート成形機から取り出された
ステアリングホイール５が固定手段Ａの上に固定され
る。次いで、ステアリングホイール５のゲート固化物９
がゲート切断手段Ｄにより切断除去される。

アクチュエータＣのＸ軸アーム２２、Ｙ軸アーム２３及
びエアシリンダ２７、２９が制御装置Ｅの指令により作
動し、リーマ３２が回転しながらステアリングホイール
５に所定の押力をもって当接する。

すると、モータ３０と支持手段３３との間にはセンサ１
００を備えたスプリング５７が存在するので、モータ３
０のリーマ３２に被覆材１からの圧力が伝わり、スプリ
ング５７のセンサ１００に変化が生ずる。そして、その
歪み量がアナログ信号としてＡＤ変換装置１０２にリー
ド線１０１を通じて伝達される。ＡＤ変換装置１０２で
はその信号が増幅・演算され、ディジタル信号として制
御装置Ｅに入力される。

制御装置Ｅには予め種々の予備的実験により得られたス
プリング５７の歪み量とバリ２の切削後の被覆材１の切
削仕上り度との関係がインプットされているので、制御
装置Ｅは入力されてきた歪み量が最適歪み量の範囲内に
あるか否かを判定する。

もし、入力された歪み量のデータが前記範囲外にある場
合は、制御指令がＤＡ変換装置１０３に発せられる。該
ＤＡ変換装置１０３はディジタル信号をアナログ信号に
変換してアクチュエータＣに伝達し、Ｘ軸アーム２２と
Ｙ軸アーム２３とを移動させ、モータ３０の軸芯位置が
適正な範囲となるように前記支持手段３３を移動させ
る。

従って、この実施例ではスプリング５７に設けられたセ
ンサ１００の歪み量が所定の範囲に制御された状態で、
リーマ３２が被覆材１に所定の押力で当接しながらバリ
取りを行なう。なお、モータ３０はスプリング５７等に
よって包囲されているので、どの公転位置においても歪
み量が所定の範囲となり、被覆材１に対する押力は所定
の範囲内となる。

バリ取り過程で被覆材１の加工面に凹凸があり、その凹
凸にリーマ３２が当って、前記スプリング５７に設けら
れたセンサ１００の歪み量が変化すると、前記と同様に
アクチュエータＣが作動してスプリング５７の歪み量が
所定の範囲になるように制御される。そのため、被覆材
１の加工面に凹凸があってもリーマ３２は常に所定の押
力で前記加工面に当接する。

その結果、被覆材１の削り過ぎや削り残しが生じないよ
うに被覆材１のバリ２を切削することができ、バリ２が
切断された跡が綺麗になる。従って、この実施例のフロ
ーティング機構を使用することによって成形後における
ステアリングホイール５のバリ取りを自動化してもステ
アリングホイールの商品価値を低落させることはない。

本発明はこれらの実施例の構成に限定されるこなく、例
えば、次の態様でも実施することができる。

（１）前記センサ１００を全てのスプリング５７に設け
て複数のセンサ１００からのデータを処理し、アクチュ
エータＣを作動させてモータ３０をフローティングさせ
るようにしてもよい。また、センサ１００は流体付勢手
段３７の油圧の圧力を検出するセンサでもよく、そのセ
ンサからの信号によりアクチュエータＣを作動させるよ
うにしてもよい。

（２）前記実施例では支持手段３３の一部にスプリング
５７を用いたものを開示したが、スプリング５７の代り
にセンサ１００を貼り付けた金属板でもよく、また、そ
れ自身が圧電素子となるセラミックス、高分子、例え
ば、ポリフッ化ビニリデン等を使用することもできる。

（３）モータ３０の周囲を包囲するスプリング５７の数
を増加させ、かつセンサ１００をモータの円周方向に多
く設置して歪み量を制御すれば、被覆材１に対するモー
タ３０の押力をどの放射方向に対しても所定の範囲に制
御できる。

また、スプリング５７の数が少ない場合は押力がかかっ
ている方向とその方向に対するスプリング５７等の合力
を考慮して適宜制御範囲を変更するように制御装置Ｅに
プログラムを記憶させることもできる。

（４）被覆材１の材質等を考慮して押力を変更するよう
に制御することも可能である。

発明の効果以上詳述したように、本発明によれば、工具をモータの
回転軸に直結し、支持手段に対しモータをその軸径方向
へ相対移動可能に設け、そのモータの偏位を修正するよ
うにしたことにより、工具を被加工物に当接させながら
加工する場合、工具が被加工物に対して常に所定の押力
で当接するので、削り過ぎや削り残しを確実に防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の要部を示す部分横断面図、第２図は実
施例の制御系統図、第３図は同斜視図、第４図は同じく
部分縦断面図、第５図は同じく側面図、第６図はステア
リングホイールの正面図、第７図はステアリングホイー
ルにおけるリング部の断面図である。３０……モータ、３２……工具、３３……支持手段、１
００……センサ、Ｃ……移動手段としてのアクチュエー
タ、Ｅ……制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータ（３０）と、該モータ（３０）の回転軸（３１）先端に設けられる工
具（３２）と、前記モータ（３０）をその軸径方向へ相対移動可能に支
持する支持手段（３３）と、前記モータ（３０）と支持手段（３３）との間に設けら
れ、モータ（３０）を常時中心方向へ付勢する押圧手段
（３７）と、前記支持手段（３３）を移動させる移動手段（Ｃ）と、前記モータ（３０）が支持手段（３３）に対する基準位
置から偏位しているか否かを検知するセンサ（１００）
と、前記センサ（１００）からのデータが所定の範囲にある
か否かを判定して、所定の範囲にない場合には前記移動
手段（Ｃ）に制御指令を出力して前記支持手段（３３）
を移動させる制御装置（Ｅ）とを備えたことを特徴とするモータのフローティング機
構。
【請求項２】前記センサ（１００）はストレンゲージで
ある特許請求の範囲第１項記載のモータのフローティン
グ機構。