JPH0639017B2 - 部品押付機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は磁気ディスク装置のアクチュエータの組込にお
ける部品押付機構に係り、特に部品を正しい位置に押付
けるのに好適な部品押付機構に関する。

〔発明の背景〕

磁気ディスク装置の構成要素であるアクチュエータの組
込では、アクチュエータ先端部に設ける記録用磁気ヘッ
ドとディスクとの間に衝撃を与えることなく組付を行う
必要がある。アクチュエータの形状はその組立によるバ
ラツキが大きく、ある面を基準に形状のバラツキを吸収
して把持及び組付部への位置決めを行わねばならない。
磁気ディスク装置は微塵を嫌うので組付は自動化するこ
とを要し、かつ組立スペースは小であるので組立装置と
しては小型化が要求される。

部品押付機構に関しては例えば特開昭53−63700号、昭
和53（１９７８）６月７日公開、に記載のように、物体
に対して遠隔した中心点のまわりに２方向の回動運動を
与え、かつ回動運動と共に並進運動を与える遠隔心合わ
せ装置が知られている。この装置は押付手段の並進運動
後に水平姿勢を保持し難い欠点があると共に、小型する
のに不向きで本発明機構に適用するのは困難である。こ
れについては後に詳説する。

部品を他の部品の定められた位置に正しく安定した状態
で押付けるとき、押付部の各部分に平均した接触力が発
生するようにする必要がある。これについて従来の部品
押付装置とその押付動作について図面に基づき説明す
る。

第14図の従来の部品押付装置とその押付動作を示した平
面図で第15図（第14図の側面図）に示す如く、部品位置
決め用ピン２、３、４が取付けられたベース状の部品１
に、ａ−ｂ面とｂ−ｃ面の２辺の押付面をもち他の面に
Ｖ溝９の押付溝をもつ組付部品５が、ａ−ｂ面を部品位
置決め用ピン２にｂ−ｃ面を部品位置決め用ピン３、４
に密着して接触する如く部品押付装置11により押付けら
れる。

部品押付装置11は支軸10に支持される駆動源６と、Ｖ溝
９に挿入して組付部品５をピン２、３、４側に押付ける
部品押付用ピン８と、部品押付用ピン８を支持し、ロッ
ドを介して駆動源６により水平方向に摺動可能のスライ
ダ７により形成される。

第16図は部品押付装置11による部品５の正常な押付状態
を示し、第21図はこのときの部品５が部品押付用ピン
８、部品位置決め用ピン２、３、４から受ける力の状態
を示している。すなわち、部品押付用ピン８を部品５の
Ｖ溝９に押込んで部品５のａ−ｂ面とｂ−ｃ面がそれぞ
れ部品位置決めピン２および３と４に同時に接触し、か
つ安定した状態で部品５を押付けているとき、部品５は
部品位置決め用ピン２、３、４からほぼ均等な接触力f
₁₁、f₂₁、f₃₁を受けている。

ところが部品押付装置11においては、部品押付用ピン８
が直線水平面を摺動するスライダ７に固定されておりそ
の摺動方向以外に動作する自由度を持たない。

また、部品５に設けられるＶ溝９が正しい位置に設けら
れないで、第16 図に示す部品５のａ−ｄ面側や、ｅ−
ｃ面側にずれている場合がある。またスライダ７の摺動
する方向の軌道がずれて、スライダ７に支持された部品
押付用ピン８がＶ溝９に押込む位置が、上記同様に相対
的に部品５のａ−ｄ面側や、ｅ−ｃ面側にずれている場
合がある。これらの場合の押付動作と接触力f₁₁等の状
態について説明する。

第17図、第18図及び第22図は、Ｖ溝９が部品5aのｄ−ａ
面側にずれて設けられた部品5aを押付けた場合及び、相
対的に部品押付用ピン8aの動作軌道が部品位置決め用ピ
ン４側にずれた状態で押付けられる関係位置を示してい
る。このときは部品5aは部品押付用ピン8aに倣って押し
付けられ、部品5aと部品位置決め用ピン２の間にすき間
が生ずる。このとき部品5aは部品押付用ピン8aと部品位
置決め用ピン３、４のみから接触力F₂、f₂₂、f₃₂を受
け、この三力が釣合った状態になっている。このとき接
触力F₂の方向は部品押付用ピン8aの摺動方向と大巾に離
れ、部品位置決め用ピン３、４を結ぶ直線に対して直交
しているため、部品5a全体が部品位置決め用ピン２の方
向へ移動する力の成分がなくて第18図に示す状態で押付
けられたままとなる。

第19図、第20図及び第23図は、Ｖ溝９が部品5bのｅ−ｃ
面側にずれて設けられた部品5bを押付けた場合及び、相
対的に部品押付用ピン8bの動作軌道が部品位置決め用ピ
ン２側にずれた状態で押付けられる関係位置を示してい
る。このときは部品5bと部品位置決め用ピン４の間にす
き間が生じ、接触力F₃、f₁₃、f₂₃は前記の接触力と交差
する方向に釣合った状態で押付けられている。

以上に説明した押付不良の発生は、組付部品５の形状変
化や部品押付用ピン８の軌道誤差に対して、部品押付装
置11が部品押付用ピン８を摺動方向以外の方向に移動す
る自由度を保持させないため、部品押付用ピン８が形状
変化や軌道誤差を吸収して部品５を押込むことが出来な
いからである。したがって第16図に示すような正しい位
置で位置決め押付けを行うためには、部品押付用ピン８
の動作に摺動方向と異なる水平方向に摺動する動作可能
の自由度を持たせる必要がある。これが可能になれば部
品押付用ピン８は、部品５のＶ溝９の形状や摺動方向の
軌道に倣って動作することが出来、部品５を正しく位置
決めして押付けるための一つの条件を満たすことが出来
る。さらに安定した押付けを行うには、部品押付用ピン
８が部品５に対してある決った方向範囲に力を加える必
要がある。つまり第24図に示す如く、部品押付用ピン８
は角度範囲12の中に入るように押付力Ｆを部品５に対し
て加えないと前説で示した押付不良が発生して、第16図
で示すような正しい押付けが出来ない。この角度範囲12
は部品５を部品押付用ピン８によって、部品位置決め用
ピン２、３、４に押付けたとき、これら３箇の位置決め
用ピン２、３、４から部品５に加わる接触力f₁、f₂、f₃
が総て正となるような力Ｆの範囲である。当然この角度
範囲12は部品５の形状、Ｖ溝９の位置、部品位置決め用
ピン２、３、４の位置によって変化する。そこで、これ
らの変化要素を含めて力Ｆの押付方向の角度範囲12を次
の式で表わすことが出来る。

正常な押付けを行うための条件は、 f₁＞ 0 (1) f₂＞ 0 (2) f₃＞ 0 (3) f₁、f₂、f₃を各変化要素及び押付力Ｆの方向αで表す
と、 f₁＝Ｆsinα (4) f₂＝Ｆ{(l₃-l₅)cosα＋(l₄-l₁)sinα}／(l₃-l₂) (5) f₃＝Ｆ{(l₅-l₂)cosα＋(l₁-l₄)sinα}／(l₃-l₂) (6) 式(4)、(5)、(6)を式(1)、(2)、(3)に代入することによ
り力Ｆの押付方向αの角度範囲12は次のようになる。

α＞０ (7) α＞tan^-1（(l₅-l₃)／(l₄-l₁)） (8) α＞tan^-1（(l₅-l₂)／(l₄-l₁)） (9) ここでl₁は部品位置決め用ピン２のＹ方向の位置、l₂は
部品位置決め用ピン３のＸ方向の位置、l₃は部品位置決
め用ピン４のＸ方向の位置、l₄は正常押付けを行った場
合の部品押付用ピン８のＹ方向の位置、l₅は部品押付用
ピン８のＸ方向の位置である。

上記のような条件を満して正常な押付けを行うべく、従
来、第25図、第26図に示すような機構がある。

第25は特開昭53−63700 号に記載されたものであって、
移動ベース16が並進リンク機構14と揺動リンク機構15に
より支持される。

この倣い機構は水平方向の自由度の他に傾き方向の自由
度を持つものである。この移動ベース16に部品押付用ピ
ン８を取付けることにより、部品押付用ピン８に押付け
のための摺動方向とは異る水平方向の自由度を持たせた
部品押付機構を作ることが出来る。この機構を第１図に
示すスライダ７による動作装置に取付けて水平に動作可
能にすれば部品押付装置を構成出来る。この場合、部品
押付けの際に部品押付用ピン８には水平方向の力17が加
わり、揺動リンク15の回転中心に対して水平方向の力17
によるモーメントが発せられる。したがって、部品押付
用ピン８は水平移動の後、傾いてしまい確実なる部品の
押付けは行われない。

他の例として第26図に示すものは、フレーム18に移動ベ
ース19をボール21により摺動可能に取付け、又移動ベー
ス19を常に中心に復帰するようにバネ20で支持し、この
移動ベース19に部品押付用ピン８を取付けたものであ
る。この部品押付機構の部品押付用ピン８は水平方向の
自由度のみのならい機構を有するため、この部品押付機
構を第１図に示すスライダ７に取付けて水平動作を行わ
せた場合、部品押付用ピン８は部品５の形状変化、部品
押付用ピン８の動作軌道の誤差に影響されずに、押付時
の部品５の形状及び動作に倣って部品押付用ピン８が動
作し、押付力Ｆも押付の角度範囲12の中に入るので、第
18図、第20図に示すような押付不良は無く第16図に示す
ような正しい押付けが出来る。しかし、この部品押付機
構は構造的に複雑で、軽量かつ小形化するのに不向きで
あるという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記欠点を解決しようとするもので、その目的
は、組付部品の寸法のバラツキ及び押付装置側の寸法や
動作の誤差に影響されずに組付部品をその形状に倣っ
て、他の部品の定められた面に位置決めして押付ける小
型で機構の簡単な部品押付機構を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するため取付フレーム上に摺動
自在に支持されて対峙して配設される摺動部材と、該摺
動部材に一端側を枢支すると共に、他端側を同軸上に相
互に拘束されずに合致して連結する１対のクランクと、
該クランクの上記他端側の軸線上に配設され組付部品に
形成される切欠部又は穴部内に係合してこれを所定の拘
束位置に押圧する部品押付部材と、上記取付フレームの
固定される駆動源により駆動され、上記摺動部材の双方
にそれぞれ係止する係止部を形成してなる部品押付機構
を特徴としたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図の本実施例の正面図、第２図の本実施例の平面図
及び第４ａ図の本実施例の斜視図に示す如く、取付フレ
ーム22の中央部の下面にスライダベース23ａ、24ａが固
定され、このスライダベース上に同一方向の直線上を摺
動自在の上記摺動部材であるスライダ23、24が取付けら
れる。フレーム22の両端部相反する方向に突出している
フレーム基盤上に駆動源であるアクチュエータシリンダ
（以下、シリンダ）32、33が固定される。

シリンダ32、33にはそれぞれフレーム22の中央部方向に
向ってロッド30、31が連結され、直線方向に突出可能で
ある。ロッド30、31の先端外周部に凹部30ｂ、31ｂが設
けられ、上記係止部たる角部38、39、40、41、42、43を
形成するスライダ23とスライダ24の相対向する側の外側
にそれぞれ突起34、37と、突起35、36が設けられる。

ロッド30、31のそれぞれの凹部30ｂ、31ｂの角部38等は
上記スライダ24、23の突起35、36と突起34、37に係合し
て、ロッド30、31の摺動に伴ってスライダ24、23を摺動
させると共に、上記凹部30b、31ｂにスライダ24、23の
突起34、37が入ることによりスライダ24、23を凹部の長
さだけ自由に摺動可能の状態にし、またスライダ24、23
の停止位置を固定させるべく構成される。これについて
は後述の作用説明のときに詳説する。

スライダ24、23の中央部下面にクランク26、27の一端部
がそれぞれ軸承25を介して回転自在に取付けられる。ク
ランク26の他端部には摺動部材である部品押付用ピン８
の軸が固定され、これと同軸上にはクランク27の他端部
が軸受28を介し挿設される。つまり、クランク26、27の
他端部は相互に拘束されず部品押付用ピン８と同軸上に
配置される。

次に本一実施例の部品押付機構の作用について説明す
る。

この部品押付機構は、部品を第１図のシリンダ32の方向
とシリンダ33の方向と両方向何れにも押付けが可能な機
構である。

第１図、第２図に示すのは部品押付用ピン８が規定位置
に固定された状態である。つまり、第７図に示す如く部
品押付用ピン８が押付部品５のＶ溝９の溝面9a、9bに押
付けられる前の規定位置に位置する状態である。

このとき、第２図、第７図に示す如く部品押付用ピン８
と、クランク26の回転中心54及びクランク27の回転中心
53は同一直線上にある。また、ロッド30、31はシリンダ
32、33からストローク限度に突出した状態となる。スト
ローク限度に突出したロッド30の先端の角部38はスライ
ダ23の突起34の外側に当接し、ロッド30の凹部30ｂの角
部39はスライダ24の突起35の内側に当接する。同様にロ
ッド31の先端の角部40とスライダ24の突起36の外側が当
接し、ロッド31の凹部31ｂの角部41はスライダ23の突起
37の内側に当接する。この結果、スライダ23、24は摺動
方向に摺動不可能に固定された状態となる。

次に、上記の如き部品押付ピン８の規定位置から、部品
押付ピン８が部品５を部品位置決め用ピン（以下、ピ
ン）２、３、４に押付ける作用を説明する。

第７図、第８図に示すのは、Ｖ溝９が部品５のｄ−ａ面
側に偏して設けられた場合、及び部品押付ピン８、クラ
ンク26、27の回転中心54、53が位置する直線56の摺動方
向が、部品５のｅ−ｃ面側にずれている場合の押付動作
である。

第７図に示す部品押付ピン８の規定位置でシリンダ33が
駆動すると、第６図、第８図に示す如くロッド31は矢印
48方向に引込まれる。ロッド31の凹部31ｂの内側の角部
43がスライダ23の突起37の外側に当接して、スライダ23
を矢印49方向に移動させる。スライダ23はクランク26、
27を介してスライダ24を矢印52方向に引寄せる。このと
き、第２図に示す規定位置からスライダ24が矢印52方向
に移動するので、スライダ24の突起35はロッド30の凹部
30ｂの角部42の当接箇所が離隔し、スライダ24の突起35
はロッド30の凹部30ｂの中間に位置し、一方スライダ24
の他の面の突起36もロッド31の先端の角部40と離隔した
状態となっているので、スライダ24はその突起35が位置
するロッド30の凹部30ｂの長さだけ摺動可能のフリーな
状態となる。このとき、第７図に示す如く、部品押付ピ
ン８はＶ溝９の溝面9bに当接する。当接した部品押付ピ
ン８は溝面9bの傾斜面を押圧すると共に、自らも前進に
伴う反力により押圧されてＶ溝9a側の方向である矢印57
方向に移動しようとする。このため第６図に示す如くク
ランク26、27の先端部も部品押付ピン８と共に矢印50、
51の方向に回転しようとして、クランク27を固定したス
ライダ24は矢印52の方向に引寄せられる。前記の如くス
ライダ24は摺動自在の状態となっているので容易に矢印
52の方向に移動し、従って、第８図に示す如く部品押付
ピン８は溝面9bの傾斜面を押圧しつつ溝面9aに近付いて
溝面9aを押圧する如く動作し、部品５のａ−ｂ面をピン
２に接着させると同時にｂ−ｃ面をピン３、４に接着さ
せ、部品５は定められた位置に正しく押付けられたこと
になる。押付動作が終了するとシリンダ32が駆動してロ
ッド30をシリンダ32側方向に引寄せると、第６図に示す
ロッド30の凹部30ｂの角部42がスライダ24の突起35を引
き込むのでスライダ24はシリンダ32側方向に移動する。

スライダ24に固定されたクランク27はスライダ24と共に
矢印51方向に回転された位置を戻そうとし、部品押付ピ
ン８、クランク26と共に元の規定位置に戻り、同時にシ
リンダ33は停止するのでロッド31もストローク限度に突
出してスライダ23はフリーになるのでクランク26もフリ
ーとなりクランク26はクランク27に引き寄せられて元の
規定位置に戻り、第２図、第７図に示す如く部品押付ピ
ン８、クランク26、27の回転中心54、53は同一直線上に
位置することになる。

第９図、第10図に示すのは、Ｖ溝９が上記と逆に部品５
のｅ−ｃ面側に偏して設けられた場合、及び部品押付ピ
ン８、クランク26、27の回転中心54、53が位置する直線
59の摺動方向が、部品５のｄ−ａ面側にずれている場合
の押付動作である。第６ａ図に示す如く、この場合にも
シリンダ33は駆動してロッド31を矢印48の方向に引き寄
せ、前記同様にスライダ23も矢印48方向に移動しスライ
ダ24は摺動自在のフリー状態となる。第９図、第10図に
示す如く、部品押付ピン８はＶ溝９の溝面9a側に当接し
て後前進して溝面9aを押圧すると共に傾斜面に沿って矢
印58方向に押圧され、第６ａ図に示す如く、部品押付ピ
ン８、クランク26、27は矢印の方向に移動又は回転し、
スライダ24はフリーな状態で矢印51の方向に前進する。
第10図に示す如く、部品押付ピン８はＶ溝９の溝面9a、
9bに密接して矢印59方向に部品５を押付け、部品５がピ
ン２、３、４に同時に密着して押付動作が完了する。

押付動作をシリンダ32方向に動作させる場合はシリンダ
32が駆動して前記のロッド31の動作をロッド30が行い、
スライダ23の突起37がロッド31の凹部の位置でフリーの
状態になり、第３図、第４図に示す如く部品押付ピン８
が矢印53aの方向又はこの逆方向の部品５の形状又は部
品押付ピン８の摺動方向の位置ずれに応じて移動動作す
る。

以上の如く、クランク26、27と部品押付ピン８で構成さ
れるリンク機構が部品押付ピン８の位置を規正すると共
に、部品押付用ピン８を直線方向と異なる位置に移動さ
せつつ直線方向に押付動作をさせるものであり、この部
品押付用ピン８の移動しつつ押付ける方向は第12図、第
13図のＦの方向であって、Ｆの方向範囲65は第24図範囲
12の内に入っている。さらに部品押付用ピン８が部品５
のＶ溝９を押付中、スライダがシリンダをロッドを圧縮
することでその反力を部品押付用ピンまで伝達すること
により部品を一定の押付力で押付けることが出来るシン
プルで小型軽量化した押付機構となっている。

次に、本一実施例の部品押付機構を用いた具体的な実施
例を第11図に示す。

ロボット60の手首に部品押付機構61を取付け、部品押付
用ピン８を入れる穴64を持つ部品63を、部品62上に、部
品位置決め用ピン2a、3a、4a、及び2b、3b、4bで表わさ
れる２つの位置へ順に押付け位置決めするところを示し
ている。この押付機構では、部品押付用ピン８を部品63
の穴64から抜くことなく、しかもロボット60を停止した
ままで部品63を部品位置決め用ピン2a、3a、4a及び、2
b、3b、4bに連続して位置決め押付を容易に行うことが
出来る。しかし単なる回転可能な偏心ピンを部品押付用
ピンとしてロボット60の手首に取付けて使用した場合
は、一度ピンを穴64から抜いて偏心ピンの方向を変えて
から再び挿入してからでないと押付の方向を変えること
が出来ない。しかも、再度偏心ピンを穴64に挿入するに
は回転自在に動いている偏心ピンの位置を正しく検出し
なければならないが、実際には困難である。反対に、偏
心ピンを穴64に挿入したまま偏心ピンの方向を変化させ
るには、穴64を中心に偏心ピンの偏心量を半径としてロ
ボット60を精度良く動作させねばならない。このような
制御は実際上困難である。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかの通り、本発明によれば、組付部品
の形状の変化及び部品押付機構の動作精度に影響される
ことなく、組付部品を正しい位置に平均した押圧力で押
付けて組付けることが可能となる効果を上げることが出
来る。

また本発明の機構は少い部品よりなる単純な構成であっ
て小型軽量に製作し得るので、限られたスペースで組付
動作を行うのに好適であり、かつ製作費用は低額である
ので経済性に優れている。

また水平方向の何れの側にも押付け動作が可能であり作
業効率を向上させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の正面図、第２図は第１図の平
面図、第３図は第９図と第10図に対応する構成位置説明
図、第４図は第３図の平面図、第４ａ図は第４図の斜視
図、第５図は第７図、第８図に対応する構成説明図、第
６図は第５図の平面図、第６ａ図は第６図の構成が行う
別の動作の平面図、第７図、第８図、第９図、第10図は
構成主要部と組付部品の位置関係と動作を示す説明図、
第11図は本一実施例の応用例を示す斜視図、第12図、第
13図は部品押付部材の押圧方向の説明図、第14図は従来
技術の平面図、第15図は第14図の側面図、第16図、第17
図、第18図、第19図、第20図は従来技術の押付部品の押
付動作説明図、第21図、第22図、第23図は従来技術の押
付力と押付方向の説明図、第24図は押付動作の計算式の
説明図、第25図および第26図は他の部品押付機構の説明
図である。 １……部品、２、３、４……部品位置決め用ピン（単に
ピン）、５、5a、5b……組付部品、６、32、33……駆動
源（シリンダ）、７、23、24……摺動部材（スライ
ダ）、８、8a、8b……部品押付用ピン、９、9a、9b……
Ｖ溝、10……支軸、11……部品押付装置、14……並進リ
ンク機構、15……揺動リンク機構、16、19……移動ベー
ス、20……バネ、21……ボール、22……取付フレーム、
23、24……スライド、23ａ、24ａ……スライドベース、
25、28……軸受、26、27……クランク、30、31……ロッ
ド、30ｂ、31ｂ……凹部、34、35、36、37……突起、3
8、39、40、41、42、43……角部、53、54……クランク
回転中心、60……ロボット、61……他の部品押付機構、
62、63……部品、64……穴。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】組付部品に形成される切欠部又は穴部内に
   部品押付用部材を係合せしめ、上記組付部品を所定の拘
   束位置にまで押圧して位置決めし、部品組付けをする部
   品押付機構において、取付フレーム上に摺動自在に支持
   され対峙して配設される摺動部材と、該摺動部材に一端
   側を枢支すると共に、他端側を同軸上に相互に拘束され
   ずに合致して連結する１対のクランクと、該クランクの
   上記他端側の軸線上に配設される上記部品押付用部材
   と、上記取付フレームに固定される駆動源により駆動さ
   れ、上記摺動部材の双方にそれぞれ係止する係止部を形
   成してなる一対のロッドとを有することを特徴とする部
   品押付機構。