JPH07112338A - 自動組立装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 円筒状部材が同軸状に組み合わされた部品の
組立を行なう際に、作業に要する時間や手間を低減して
部品の生産を能率的に行ない得る自動組立装置を提供す
る。 【構成】 回動自在とされたインデックステーブル１０
と、インデックステーブル１０上に設置された複数のワ
ーク保持部材１６ａ、１６ｂ、…と、複数のワーク保持
部材１６ａ、１６ｂ、…における各ワークに対してそれ
ぞれ異なる作業を行なうピック・プレースユニット１１
等を有して構成され、ワークが保持されたインデックス
テーブル１０が間欠的に回動しつつ、ワークに対する作
業が順次進められることにより、固定子の組立が行なわ
れる。また、各ワーク保持部材１６は、ワーク支持台と
これに対して出没自在の基準ピンとから構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、各種携帯用電
気製品等に用いられる超小型モータの固定子のように、
小型の円筒状部材が同軸状に組み合わされた部品を組み
立てる際に用いて好適な自動組立装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種機械器具の自動化とともに、
モータも小型のものが要求されており、特に、音響機
器、計測機器、時計、カメラ等には数Ｗ以下の超小型モ
ータが使用されており、モータの回転軸となる回転子、
回転子を内部に内蔵する固定子等の要素で構成されてい
る。さらに、固定子は、マグネット、ベアリング、ベア
リングハウス、ハウジング等、それぞれが中心孔を有す
る複数の微小サイズの構成要素部材が組み合わされて構
成されている。

【０００３】そこで、従来、超小型モータの部品の一つ
である固定子を製作する際には、主として、作業員の手
作業によって前記構成要素部材の組み立てを行なってい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記固定子
の製作においては、固定子自体が小さいため、固定子を
構成する構成要素部材もそれぞれ小さく、その組立作業
が面倒であるとともに、時間や手間を要する非能率的な
作業であった。しかしながら、現状は組立作業を自動で
行ない得る自動組立装置のような有効な装置は存在せ
ず、このような装置の実現が望まれていた。

【０００５】本発明は、前記の課題を解決するためにな
されたものであって、超小型モータの固定子等、円筒状
部材が同軸状に組み合わされた部品の組立を行なう際
に、作業に要する時間や手間を低減して部品の生産を能
率的に行ない得る自動組立装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の自動組立装置は、水平面内におい
て回転自在に設置され、その上面外周部に複数のワーク
保持部材が自身の回転軸心位置を中心として等間隔に設
けられているテーブルと、前記ワーク保持部材の位置に
対応して前記テーブルの周囲に設置され、それぞれのワ
ーク保持部材に保持されている各ワークに対してそれぞ
れ異なる作業を行なう工程装置とを具備して、前記テー
ブルを所定角度づつ間欠的に回転させつつ、前記各ワー
ク保持部材に保持されているワークに対して前記工程装
置により組立作業を順次行なうように構成し、前記複数
のワーク保持部材の各々は、第１の位置決め部材と第２
の位置決め部材とからなり、前記第１の位置決め部材
は、前記複数個の円筒状部材のうち少なくとも一つの円
筒状部材の外径にほぼ合致した内径を有する環状の壁部
を有するワーク支持台からなり、その円筒状部材を外部
側から保持してその軸心位置を決定するように構成さ
れ、前記第２の位置決め部材は、前記複数個の円筒状部
材のうち少なくとも一つの円筒状部材の内径にほぼ合致
した外径を有する棒体とされるとともに、その軸心位置
が前記第１の位置決め部材の環状の壁部の軸心位置と合
致するように配置され、前記円筒状部材を内部側から保
持してその軸心位置を決定するように構成されているこ
とを特徴とするものである。

【０００７】また、請求項２記載の自動組立装置は、請
求項１記載の自動組立装置において、前記第２の位置決
め部材が前記第１の位置決め部材のワーク支持台の上面
に対して出没自在に構成されるとともに、前記第２の位
置決め部材が突出した状態のときに、その先端が前記第
１の位置決め部材における環状の壁部の上端の位置より
高く設定されていることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】請求項１記載の自動組立装置によれば、第１、
第２の位置決め部材により位置決めが行なわれつつ、テ
ーブル上の複数のワーク保持部材に設置された各ワーク
に対して、工程装置がそれぞれ異なる作業を行ない、任
意の一つのワークに対する一作業が終了すると、テーブ
ルは隣接するワーク保持部材位置まで回転しては停止し
て、工程装置がその一つのワークに対して前記とは異な
る作業を行なう。このような動作を繰り返すことによ
り、複数個の円筒状部材を組み立てる際の複数の作業が
進行し、それぞれのワーク保持部材においてワークの組
立作業が次々と自動的に行なわれていく。

【０００９】また、請求項２記載の自動組立装置によれ
ば、組立作業を行なうにあたって、任意の円筒状部材が
第２の位置決め部材に挿通されることによりワーク全体
の位置決めがなされるが、第２の位置決め部材がワーク
支持台の上面に対して出没自在とされ、第２の位置決め
部材が突出した状態のときに、その先端が環状の壁部の
上端の位置より高く設定されているので、ワークをワー
ク保持部材から取り外す場合には、第２の位置決め部材
をワーク支持台の上面下に収納すればワークを一定距離
上昇させるのみで容易に取り外し可能な状態となる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の自動組立装置の一実施例を図
１ないし図４を参照して説明する。なお、本実施例は、
円筒状の部品として超小型モータの固定子を組み立てる
ための自動組立装置である。この自動組立装置は、テー
ブル上に８個のワーク保持部材が設けられ、固定子の組
立完了までの作業を８工程に分けて行なうようにしたも
のである。

【００１１】この自動組立装置１によって製作される固
定子２は、図４に示す構造となっており、小円筒状に形
成された上部、下部ベアリング５、６が円筒状のベアリ
ングハウス７に圧入され、これらベアリング５、６が設
置されたベアリングハウス７が、円筒状のマグネット８
の中心孔８ａに挿通されて一体化され、それらの全体
が、第１の円筒部９ａの上部に環状の蓋部９ｂが設けら
れ、蓋部９ｂの中心孔の周縁部に沿って上方に若干寸法
延在する第２の円筒部９ｃが設けられたハウジング９の
内部に圧入されたものとなっている。

【００１２】図１は、本実施例の自動組立装置１全体の
概略を示す図であって、符号１０はインデックステーブ
ル（テーブル）、１１はピック・プレースユニット（工
程装置）、１２はパーツフィーダである。なお、実際の
自動組立装置においては、装置全体でピック・プレース
ユニット１１、およびパーツフィーダ１２がともに複数
台設置されているが、図１では一例としてこれらを１台
ずつのみ記載し、他を省略した。

【００１３】装置基台１５上には、インデックステーブ
ル１０が水平面内で回転自在に設置されている。そし
て、インデックステーブル１０の上面には、外周部に沿
って８個のワーク保持部材１６ａ、１６ｂ、…（詳細は
後述する）が回転軸を中心として４５°の間隔で設置さ
れている。なお、インデックステーブル１０には図示し
ない駆動装置が連結されており、インデックステーブル
はこの駆動装置によって回転するようになっている。

【００１４】図４に示すように、インデックステーブル
１０上に設置された各ワーク保持部材１６は、ワーク支
持台１７（第１の位置決め部材）と基準ピン１８（第２
の位置決め部材）とから構成されている。まず、ワーク
支持台１７は、円柱状の架台１９と、その上面周縁部に
沿って上方に若干寸法突出した環状の壁部２０が形成さ
れた円板状のワーク支持板２１とからなるものであり、
インデックステーブル１０上に架台１９が固定され、架
台１９上にはワーク支持板２１が設置されている。前記
環状の壁部２０は、ワーク支持板２１に載置されるマグ
ネット８がこの内部に嵌合可能な寸法に設定されてい
る。また、ワーク支持台１７を構成する架台１９とワー
ク支持板２１の中心には、軸方向にこれらを貫通する中
心孔２２が形成されている。

【００１５】また、基準ピン１８は、その外径が上部、
下部ベアリング５、６の内径にほぼ一致して形成される
ことによりこれらベアリング５、６が挿通自在とされた
ものであり、ワーク支持台１７の中心孔２２に挿通され
るとともに、鉛直方向に移動自在、すなわち、ワーク支
持板２１の上面に対して出没自在に設置されている。し
たがって、基準ピン１８が上死点まで移動した際には基
準ピン１８がワークの上端から突出した状態とされ、基
準ピン１８が下死点まで移動した際には基準ピン１８が
ワークの中心孔から抜出した状態とされるようになって
いる。

【００１６】ピック・プレースユニット１１は、各ワー
ク保持部材１６ａ、１６ｂ、…においてワークに対して
所定の作業を行なうためのものであり、図１に示すよう
に、水平方向に延在するアーム２３と、アーム２３の先
端に取り付けられ、ワークを直接保持するためのチャッ
ク２４とを具備しており、このアーム２３は、図示しな
い駆動装置により水平面内で回動自在であるとともに、
アーム２３全体が鉛直方向に移動自在に構成されてい
る。図１に例として示したピック・プレースユニット１
１にはパーツフィーダ１２が連設され、パーツフィーダ
１２から供給される構成要素部材がピック・プレースユ
ニット１２のチャック２４によりインデックステーブル
１０上の各ワーク保持部材１６ａ、１６ｂ、…に供給さ
れ、ワークに対して種々の作業が行なわれるようになっ
ている。自動組立装置１全体では、このようなピック・
プレースユニット１１とパーツフィーダ１２がセットに
なったものが５台と、単独のピック・プレースユニット
１１が１台設置されている。

【００１７】また、自動組立装置１の前記各部には図示
しない制御装置が接続され、作業者がスイッチ等により
動作開始信号を入力すると、前記各部が連動して作動
し、自動的にワークの組立作業が進行するようになって
いる。

【００１８】以下、前記構成の自動組立装置１の動作に
ついて図２および図３を参照して説明する。ここで、図
２は固定子２の組立作業における個々の工程を順を追っ
て示したもの、図３は個々の工程をインデックステーブ
ル１０のワーク保持部材１６ａ、１６ｂ、…の位置とし
て示したものである。

【００１９】まず、ワーク保持部材の基準ピンを上死点
まで上昇させた状態としておき、図３におけるのワー
ク保持部材１６ａにおいて、マグネット用パーツフィー
ダ２５がマグネット供給用ピック・プレースユニット２
６に対して（Ａ）の位置でマグネット８を供給し、つぎ
に、マグネット供給用ピック・プレースユニット２６の
アーム２６ａが９０°回転して、インデックステーブル
１０上ののワーク保持部材１６ａにマグネット８を供
給する。このときには、図２（ａ）に示すように、マグ
ネット供給用ピック・プレースユニット２６のチャック
２６ｂがマグネット８を保持して、マグネット８をワー
ク保持部材１６ａの環状の壁部２０に嵌合させつつワー
ク支持台１７上に載置する。

【００２０】ついで、インデックステーブル１０が図３
において時計回りに４５°回動することにより、前記ワ
ークはのワーク保持部材１６ｂの位置に移動する。そ
こで、のワーク保持部材１６ｂにおいて、ベアリング
用パーツフィーダ２７がベアリング供給用ピック・プレ
ースユニット２８に対して（Ｂ）の位置で下部ベアリン
グ６を供給し、つぎに、ベアリング供給用ピック・プレ
ースユニット２８のアーム２８ａが時計回りに９０°回
転して、インデックステーブル１０上ののワーク保持
部材１６ｂに下部ベアリング６を供給する。このときに
は、図２（ｂ）に示すように、ベアリング供給用ピック
・プレースユニット２８のチャック２８ｂが下部ベアリ
ング６を保持して、下部ベアリング６をワーク保持部材
１６ｂの基準ピン１８に挿通させるようにしてワーク支
持台１７上に落とし込む。

【００２１】ついで、インデックステーブル１０が前記
と同様、４５°回動することにより、前記ワークはの
ワーク保持部材１６ｃの位置に移動する。そこで、の
ワーク保持部材１６ｃにおいて、ベアリングハウス用パ
ーツフィーダ２９がベアリングハウス供給用ピック・プ
レースユニット３０に対して（Ｃ）の位置でベアリング
ハウス７を供給し、つぎに、ベアリングハウス供給用ピ
ック・プレースユニット３０のアーム３０ａが前記と同
様、９０°回転して、インデックステーブル１０上の
のワーク保持部材１６ｃにベアリングハウス７を供給す
る。このときには、図２（ｃ）に示すように、ベアリン
グハウス供給用ピック・プレースユニット３０のチャッ
ク３０ｂがベアリングハウス７を保持して、ベアリング
ハウス７の中心孔７ａをワーク保持部材１６ｃの基準ピ
ン１８に挿通させるとともに、ベアリングハウス７をマ
グネット８の中心孔８ａに沿わせるようにしてワーク支
持台１７方向に下降させ、下部ベアリング６上に位置さ
せる。

【００２２】ついで、前記ワークはのワーク保持部材
１６ｄの位置に移動する。そこで、のワーク保持部材
１６ｄにおいて、ベアリング用パーツフィーダ３１がベ
アリング供給用ピック・プレースユニット３２に対して
（Ｄ）の位置で上部ベアリング５を供給し、ベアリング
供給用ピック・プレースユニット３２がインデックステ
ーブル１０上ののワーク保持部材１６ｄに上部ベアリ
ング５を供給する。このときには、図２（ｄ）に示すよ
うに、ベアリング供給用ピック・プレースユニット３２
のチャック３２ｂが上部ベアリング５を保持して、上部
ベアリング５をワーク保持部材１６ｄの基準ピン１８に
挿通させるとともに、上部ベアリング５をベアリングハ
ウス７の中心孔７ａに沿わせるようにしてワーク支持台
１７方向に下降させ、その後、下方に力を加えることに
より、下部ベアリング６とベアリングハウス７、上部ベ
アリング５とベアリングハウス７とを同時に圧入、固定
する。

【００２３】ついで、前記ワークはのワーク保持部材
の位置に移動する。この位置および次段ののワーク保
持部材の位置の２箇所を用いてベアリングハウス７とマ
グネット８との一体化を行なう。一例として、の位置
において、ワーク保持部材上に載置されたワークに、ベ
アリングハウス７とマグネット８との接触部に沿って接
着剤を塗布し、ついで、の位置において、接着剤の乾
燥硬化時間を確保するように構成することもできる。

【００２４】すなわち、、の位置においては、任意
の手段を用いてベアリングハウス７とマグネット８との
一体化を行なえばよいので、この２工程を、前記接着剤
による接着の他に、フラックスの溶融接合、または機械
的にかしめる等、種々の接合手段を用いることにより、
ベアリングハウス７とマグネット８とを一体化するよう
に構成すればよい。

【００２５】ついで、前記ワークはのワーク保持部材
１６ｅの位置に移動する。そこで、のワーク保持部材
１６ｅにおいて、ハウジング用パーツフィーダ３６がハ
ウジング供給用ピック・プレースユニット３７に対して
（Ｅ）の位置でハウジング９を供給し、ハウジング供給
用ピック・プレースユニット３７がインデックステーブ
ル１０上ののワーク保持部材１６ｅにハウジング９を
供給する。このときには、図２（ｅ）に示すように、ハ
ウジング供給用ピック・プレースユニット３７のチャッ
ク３７ｂがハウジング９を保持して、ハウジング９の第
２の円筒部９ｃにベアリングハウス７を挿通、嵌合させ
るようにした後、下方に力を加えることにより、ハウジ
ング９とベアリングハウス７とを圧入、固定する。この
とき、ハウジング９の内面とワーク支持台１７の環状の
壁部２０の外面も嵌合させるようになっており、組立精
度の確保を容易にしている。この段階で各構成要素部材
の組立工程は終了する。

【００２６】ついで、前記ワークはのワーク保持部材
１６ｆの位置に移動する。ここでは、図２（ｆ）に示す
ように、ワーク保持部材１６ｆの基準ピン１８がワーク
支持台１７の下方にまで下降し、その後、のワーク保
持部材１６ｆにおいて、導出用ピック・プレースユニッ
ト３８のチャック３８ｂがのワーク保持部材１６ｅの
作業が終了したワーク、すなわち組立工程が終了したワ
ークを保持しつつ、導出用ピック・プレースユニット３
８のアーム３８ａが若干上昇してワークをワーク支持台
１７から離間させ、ついで、アーム３８ａが鉛直面内で
下方に向けて９０°回転して、下方に設置されたパレッ
ト１３にワーク、すなわち完成した固定子を排出する。
なお、ピック・プレースユニットのうち、導出用ピック
・プレースユニット３８のみはアームが鉛直面内で回動
可能とされている。

【００２７】本実施例の自動組立装置１においては、作
業者がスイッチ等により動作開始信号を入力するのみ
で、装置各部の動作、すなわち、各パーツフィーダ１２
の各ピック・プレースユニット１１への構成要素部材の
供給動作、各ピック・プレースユニット１１の各ワーク
保持部材１６ａ、１６ｂ、…への構成要素部材の供給動
作、インデックステーブル１０の回転等の動作が連動し
て行なわれ、自動的に固定子の組立作業が行なわれるよ
うになっている。したがって、作業員の手作業で組立を
行なっていた従来の場合に比べて、構成要素部材の組立
作業に要する時間や手間を低減することによって、作業
を能率的に行なうことができ、例えば、各ワーク保持部
材１６ａ、１６ｂ、…における作業に要する時間を５〜
６秒に設定することができ、したがって、５〜６秒に１
個の割合で固定子を製作することができるので、手作業
の場合に比べて生産性を格段に向上させることができ
る。

【００２８】一方、装置としての観点からは、インデッ
クステーブル１０を中心として、その周辺にピック・プ
レースユニット１１、パーツフィーダ１２等の装置が配
置された構成とされているため、自動組立装置１自体を
小型化することができるので、自動組立装置１の設置ス
ペースを削減することができる。

【００２９】また、各構成要素部材を各ワーク保持部材
１６ａ、１６ｂ、…に設置する際の位置決めについて
は、まず、ワーク支持台１７の環状の壁部２０がマグネ
ット８の位置決めを行ない、ついで、マグネット８の中
心孔８ａおよび基準ピン１８が下部ベアリング６の位置
決めを行ない、マグネット８の中心孔８ａがベアリング
ハウス７の位置決めを行ない、ベアリングハウス７の中
心孔７ａおよび基準ピン１８が上部ベアリング５の位置
決めを行なうようになっている。すなわち、各構成要素
部材は、ワーク支持台１７の環状の壁部２０、基準ピン
１８、および前工程までに組み立てられた構成要素部材
によって順次、位置決めがなされるように構成されてい
る。したがって、この自動組立装置１は、各ワーク保持
部材１６ａ、１６ｂ、…に対するピック・プレースユニ
ット１１のアーム２３の位置決め精度を極端に向上させ
ることなく、確実に位置決めを行なうことができる。

【００３０】また、インデックステーブル１０上での作
業が完了したワークをパレット１３に排出する際には、
ピック・プレースユニット１１がワークを保持するに先
だって、ワーク内に挿通されている基準ピン１８を下方
に抜出するようにしているので、ワークがワーク保持部
材１６ａ、１６ｂ、…の環状の壁部２０を越える高さま
でピック・プレースユニット１１が上昇すれば、ワーク
の移載が可能となり、ピック・プレースユニット１１の
作動距離を小さくできるとともに、例えば、ワークに基
準ピン１８が挿通されたままワークを上昇させ、ワーク
の移動方向が鉛直方向からずれた場合のように、基準ピ
ン１８やワークが破損する等の不都合が生じることがな
い。

【００３１】なお、本実施例においては、組立工程を８
つの工程に分割し、インデックステーブル１０上に８個
のワーク保持部材１６ａ、１６ｂ、…を設けるように構
成したが、工程分割の数、すなわちワーク保持部材１６
ａ、１６ｂ、…の数はこれに限るものではなく、適宜の
変更が可能である。また、これに伴って、各ワーク保持
部材１６ａ、１６ｂ、…に対して作業を実施する工程装
置についても種々の変更が可能である。すなわち、ピッ
ク・プレースユニット１１の数、行なう作業の種類等も
変更可能であるし、例えば、種々の工程に接着剤塗布機
や乾燥器を設置して、各構成要素部材を嵌め合いだけで
はなく、接着剤を使用する場合の組立作業に適用するこ
とも可能である。また、本実施例は超小型モータの固定
子を組み立てる自動組立装置の場合について説明した
が、本発明をこれと同様の円筒状同軸部品、例えば、円
筒ころ軸受等に適用することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、請求項１
記載の自動組立装置は、テーブルが間欠的に回動しつ
つ、複数個の円筒状部材の位置決めが確実になされ、テ
ーブル上の複数のワーク保持部材に設置された各ワーク
に対して工程装置がそれぞれ異なる作業を行なうことに
より、複数個の円筒状部材を組み立てる際の複数の作業
が進行して、複数のワーク保持部材においてワークの組
立作業が次々と自動的に行なわれる。したがって、作業
員の手作業で組立を行なっていた従来の場合に比べて、
複数個の円筒状部材の組立作業に要する時間や手間を低
減することによって、組立体の生産を能率的に行なうこ
とができる。

【００３３】また、請求項２記載の自動組立装置は、第
２の位置決め部材が第１の位置決め部材のワーク支持台
の上面に対して出没自在とされているので、ワークをワ
ーク保持部材から導出する場合には、第２の位置決め部
材をワーク支持台上面の下方に収納することによりワー
クを容易かつ確実に取り外すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動組立装置の一実施例を示す斜視図
である。

【図２】同実施例においてインデックステーブル上の各
ワーク保持部材における作業の状態を示す図である。

【図３】同実施例におけるインデックステーブル上の各
部の動作を示す平面図である。

【図４】同実施例におけるワーク保持部材および固定子
を示す側断面図である。

【符号の説明】

１…自動組立装置１０…インデックステーブル（テーブ
ル） １１…ピック・プレースユニット（工程装置） １６、１６ａ〜１６ｆ…ワーク保持部材 １７…ワーク支持台（第１の位置決め部材） １８…基準ピン（第２の位置決め部材） ２０…環状の壁部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の円筒状部材を同軸状に組み合わ
   せて組立体を製作するための自動組立装置であって、 水平面内において回転自在に設置され、その上面外周部
   に複数のワーク保持部材が自身の回転軸心位置を中心と
   して等間隔に設けられているテーブルと、前記ワーク保
   持部材の位置に対応して前記テーブルの周囲に設置さ
   れ、それぞれのワーク保持部材に保持されている各ワー
   クに対してそれぞれ異なる作業を行なう工程装置とを具
   備して、 前記テーブルを所定角度づつ間欠的に回転させつつ、前
   記各ワーク保持部材に保持されているワークに対して前
   記工程装置により組立作業を順次行なうように構成し、 前記複数のワーク保持部材の各々は、第１の位置決め部
   材と第２の位置決め部材とからなり、 前記第１の位置決め部材は、前記複数個の円筒状部材の
   うち少なくとも一つの円筒状部材の外径にほぼ合致した
   内径を有する環状の壁部を有するワーク支持台からな
   り、その円筒状部材を外部側から保持してその軸心位置
   を決定するように構成され、 前記第２の位置決め部材は、前記複数個の円筒状部材の
   うち少なくとも一つの円筒状部材の内径にほぼ合致した
   外径を有する棒体とされるとともに、その軸心位置が前
   記第１の位置決め部材の環状の壁部の軸心位置と合致す
   るように配置され、前記円筒状部材を内部側から保持し
   てその軸心位置を決定するように構成されていることを
   特徴とする自動組立装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の自動組立装置において、 前記第２の位置決め部材が前記第１の位置決め部材のワ
   ーク支持台の上面に対して出没自在に構成されるととも
   に、前記第２の位置決め部材が突出した状態のときに、
   その先端が前記第１の位置決め部材における環状の壁部
   の上端の位置より高く設定されていることを特徴とする
   自動組立装置。