JPH0716837B2 - 環状シート挿入ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ワークに環状シートを挿入するためのヘッド
の構造に関する。

〔従来の技術〕

組み立てラインの自動化にともない、環状シートの挿入
工程でも自動挿入装置が用いられている。

従来の自動挿入装置は、マニユピユーレータまたは産業
用ロボットを用い、そのヘッド部分に供給動作および挿
入動作を与えることによって、環状シートを供給位置か
らワークの挿入位置に移動させ、挿入対象の所定の位置
に挿入するようにしている。

ところが、従来の環状シート挿入用のヘッドでは、供給
位置での環状シートの把持動作およびワークに対する挿
入動作が複雑な運動の組み合わせ動作となっているた
め、マニユピユーレータまたは産業用ロボットの制御が
複雑になっている。

〔発明の目的〕

したがって、本発明の目的は、単純な往復直線運動つま
り進退運動によって、環状シートの把持および芯出し状
態での挿入を確実に行えるような挿入ヘッドを提供する
ことである。

〔発明の解決手段〕

そこで本発明は、チヤックの半径方向への移動を利用し
て、環状シートを把持し、このチヤック内部の案内体に
より挿入位置で位置決めし、またチヤックの外側で同心
的に設けられた押圧体によって、チヤックに保持された
環状シートをワークの所定の位置に持ち帰り防止機能の
もとに挿入できるようにしている。

〔実施例〕

以下、本発明の構成を具体的に説明する。

本発明の環状シート挿入ヘッド１は、第１図に示すよう
に、自動挿入装置２に組み込まれる。この自動挿入装置
２は、例えば自動車用エンジンのシリンダヘッドなどの
ワーク３の搬送ライン中に設けられている。上記ワーク
３は、紙面に対し、直交する方向に送り込まれ、クラン
プ手段４によって所定の位置に固定される。

そして、本発明の環状シート挿入ヘッド１は、左右の揺
動アーム５の先端のヘッド本体７に、下向き状態で取付
けられる。揺動アーム５は、それぞれ上方の軸5aにより
揺動自在に支持され、水平方向の駆動シリンダ9aによっ
て駆動される。

また、ヘッド本体７は、２本の平行な案内バー６に対し
て摺動自在に支持され、かつ揺動アーム５に固定された
駆動シリンダ9bによって上下運動をする。この上下運動
および揺動運動との組み合わせにより、ヘッド本体７
は、図示しない供給装置により供給された環状シート８
の供給位置でそれを把持し、また移動して、それをワー
ク３の挿入位置まで供給する。

上記環状シート挿入ヘッド１は、第２図に示すように、
筒状のヘッド本体７の内部でホルダ10により軸線方向に
摺動自在に支持されており、かつスプリング11によって
常に進出方向に付勢されている。このホルダ10は、下面
で筒状の押圧体12を固定しており、またこの押圧体12
は、内部で案内体16を上記スプリング11よりも弱いスプ
リング17により進出方向に付勢した状態で、軸線方向に
摺動自在で、しかも同心的に保持している。

案内体16は、先端面の中心位置で位置決め孔15を形成
し、かつ上方の鍔19により押圧体12から抜け止めされて
いる。またこの案内体16は、第２図および第３図に示す
ように、３等配位置の溝の内部で、３個のチヤック14を
収納し、かつ突起13と円周方向の溝20との係り合いによ
り、半径方向に変位自在で、しかもそれらの間のスプリ
ング18により拡径方向に付勢されている。なお、このチ
ヤック14は、押圧体12の開口端面よりも突出した外側面
の部分で円周方向の保持溝21を形成している。この保持
溝21から先端部分は、先細りの案内面22となっている。

また上記案内体16は、外周に先細りのテーパ面23を形成
し、これを押圧体12の内周面に形成され、先端側で小径
の案内斜面24と対向させている。この案内斜面24は、チ
ヤック14の案内面22と摺接することになり、軸線方向の
両者の相対移動によってチヤック14を開閉方向に変位さ
せる。なお、ホルダー10の上端の調整ねじ25は、確認ス
イッチ26と対応している。

次に、上記環状シート挿入ヘッド１の作用を動作の順に
第４図ないし第７図にもとづいて説明する。

ヘッド本体７が上昇位置にあるとき、チヤック14および
案内体16はそれぞれスプリング11、17に付勢され、第２
図のように、押圧体12の開口側の端面からやや突出して
いる。

この状態で、ヘッド本体７が環状シート８の供給位置で
下降すると、チヤック14は、第４図に示すように、先細
りの案内面22から環状シート８の中心孔にはまり、縮径
方向に変位しながら、環状シート８の中心孔に入り込
む。このときチヤック14がスプリング18に抗して縮径方
向に変形するため、環状シート８は、保持溝21の部分に
はまり合い、チヤック14に保持される。なお、この環状
シート８がはまり合う過程で、その上面が押圧体12の端
面に接するため、チヤック14に対しそれ以上上方へ入り
込まない。

このときの保持状態は、ホルダ10がスプリング11に抗し
て環状シート８の厚み相当量上昇することにより、確認
スイッチ26で検知できる。すなわち、何らかの理由によ
り環状シート８が供給位置に供給されていない場合は、
確認スイッチ26は付勢されず、異常を検出する。

この状態で、ヘッド本体７および環状シート挿入ヘッド
１は、駆動シリンダ9bにより上昇させられ、駆動シリン
ダ9aにより揺動させられて、ワーク３の挿入位置の軸線
上に位置あわせされ、その後そのまま中心の軸線に沿っ
て駆動シリンダ9bにより前進すなわち下降させられる。

環状シート挿入ヘッド１が下降する過程で、まず、案内
体16の位置決め孔15がワーク３のシヤフト27にはまり合
う。このため、環状シート挿入ヘッド１とワーク３と
は、第５図のように、正確に芯出し状態となる。またチ
ヤック14および案内体16は、その端面でワーク３の上面
に接するため、その後の環状シート挿入ヘッド１の前進
にもかかわらず、それ以上下降しない。

その後も、押圧体12がスプリング17の弾力に抗し、さら
に下降するため、環状シート８は、第５図および第６図
に示すように、押圧体12の端面に押されて、チヤック14
の縮径方向の変位を伴って保持溝21から外れ、チヤック
14の先細りの案内面22に案内されて、ワーク３の挿入位
置つまりシャフト27を中心としてワーク３の上面に形成
された突部に押し込まれる。このとき、チヤック14は、
芯出し状態の案内体16の外周溝と押圧体12の内周に規制
され環状シート８を芯合わせ状態としているから、環状
シート８は、確実に組み付け位置に挿入される。この挿
入後の状態を示す第６図の時点では、チヤック14の先端
部分は、押圧体12の内部に入り込み、案内面22と案内斜
面24が離間され、スプリング18の弾力により拡開してい
る。

この挿入の完了後、環状シート挿入ヘッド１が上昇する
とき、まず、チヤック14の案内体16がワーク３の上面に
当接したままで、先に押圧体12が上昇する。このとき、
環状シート８が油や水などで濡れた状態で押圧体12の端
面に付着して持ち上がった場合にも、押圧体12の開口端
面がチヤック14の端面より第９図で示す所定の移動量ｈ
だけ上昇した時点で、案内面22と案内斜面24とが当接し
はじめ、当接初期の状態ではチヤック14の端面の外径が
第７図および第９図のように、挿入済の環状シート８の
内径より大きく拡開している状態にあるため、その部分
で環状シート８の上面に当たり、押圧体12から環状シー
ト８を引き離す。よって、環状シート８の押圧体12によ
る持ち帰りは確実に阻止される。

また、このとき環状シート８が引き続き上昇するチヤッ
ク14の端面に付着した場合にも、その後の押圧体12の上
昇にともない、第８図に示すように、案内面22と案内斜
面24との摺接により、チヤック14が押圧体12の端面に対
して前記移動量ｈを越えて所定量以上相対的に突出する
過程で、中心方向に押されて、内方に移動するため、チ
ャック14の端面は、環状シート８の上面を縮径方向に滑
り移動し、環状シート８の内径から一旦中心方向に抜け
出て、環状シート８から完全に離れる。よって、チヤッ
ク14が上昇しても環状シート８は持ち帰えられることは
ない。

その後、チヤック14および案内体16は、再び第２図のよ
うに、押圧体12の内部からやや突出した状態に回復し、
上昇されて次の環状シート８の把持動作に備える。

ここで各工程でのチヤック14の外径をａ、ｂ、ｃとし、
かつワーク３の組み込み位置の突部外径をＤとすると、
ａ＜Ｄ＜ｃ≦ｂ、ｄ＜Ｄの関係がある。これは、案内面
22と案内斜面24との当接関係により、環状シート８の持
ち帰り防止に必要な条件となる。このようにして、環状
シート８の保持、供給および挿入作業が円滑かつ確実に
行われる。

〔他の実施例〕

なお、チヤック14は、コレットチヤックとすることによ
り、その材料の弾性によって開く方向に付勢してもよ
い。

また、上記実施例は、環状シート８の挿入を目的として
おり、挿入対象は、例えばスプリングシートやそれと均
等なもの、例えばＯリングやワッシヤーなどであっても
よい。

〔発明の効果〕

本発明では、押圧体、チヤックおよび案内ロッドが同心
的に摺動可能な状態で組み合わせられており、それらの
うちチヤックおよび案内体がスプリングによって付勢さ
れているため、ヘッド本体の軸線方向の運動によって、
環状シートの保持および挿入動作が単一の直線往復運動
によって順序よく行われる。したがって、環状シートの
保持や供給のために特別な駆動源が必要とされず、挿入
動作やその制御が簡略化できる。また環状シートの保持
および挿入過程で、案内体が常に保持位置または挿入位
置で芯出し状態を保つから、保持および挿入動作が確実
かつ円滑に行われる。

特に、押圧体とチヤックとの軸線方向の相対的な移動に
より、案内面と案内斜面とが当接または非当接となるこ
とで、チヤックの開閉が機械的に制御でき、これにより
組み付け後の環状シートが油や水で濡れた状態で、押圧
体の下面に付着したとしても、押圧体の後退時、チャッ
クの先端部は環状シートの内径よりも大きく拡開してい
るため、チャックの端面によって環状シートは押圧体か
ら切り離され、その持ち帰りが確実に防止できる。ま
た、このときチャック端面に環状シートが付着しても、
押圧体がチャック先端部より所定の移動量だけ後退した
後に、チャックの先端部は環状シートの内径より小さく
縮径されるため、環状シートの付着面から完全に切り離
され、環状シートを挿入位置に残した状態で後退でき、
したがって、環状シートの持ち帰りを確実に防止でき
る。これは、環状シートの内径とワークの突部との間に
隙間があって、それらの間に摩擦的な保持力が作用しな
い場合に、特に重要である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の環状シート挿入ヘッドを備えた自動挿
入装置の正面図、第２図は本発明の環状シート挿入ヘッ
ドの断面図、第３図は第２図のIII−III断面図、第４図
ないし第８図は環状シート挿入ヘッドの把持および挿入
動作の要部の拡大断面図、第９図は挿入後の環状シート
の持ち帰りを防止する動作を説明するための要部拡大断
面図である。 １……環状シート挿入ヘッド、２……自動挿入装置、３
……ワーク、７……ヘッド本体、８……環状シート、10
……ホルダ、11……スプリング、12……押圧体、14……
チヤック、15……位置決め孔、16……案内体、17、18…
…スプリング、21……保持溝、22……案内面、24……案
内斜面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワーク（３）の突部に環状シート（８）を
   挿入する環状シート挿入ヘッド（１）であって、 環状シート挿入ヘッド（１）は、環状シート（８）の供
   給位置および挿入位置で進退運動をするヘッド本体
   （７）と、このヘッド本体（７）の内部に進退自在に設
   けられたホルダ（10）と、このホルダ（10）を進出方向
   に付勢しているスプリング（11）と、上記ホルダ（10）
   と一体に取付けられた筒状の押圧体（12）と、この押圧
   体（12）の内部に同心的で進退自在に設けられた案内体
   （16）と、この案内体（16）を上記スプリング（11）よ
   り弱い弾力で進出方向に付勢しているスプリング（17）
   と、上記押圧体（12）の内部で上記案内体（16）に係合
   状態で設けられ環状シート（８）の内径よりも小さく縮
   径方向に変位可能なチヤック（14）と、このチヤック
   （14）の外側面で上記押圧体（12）の開口端面より突出
   した部分に形成され環状シート（８）を保持する保持溝
   （21）と、チヤック（14）を拡径方向に付勢するスプリ
   ング（18）と、上記案内体（16）の先端面の中心に設け
   られワーク（３）の突部の中心に設けられたシャフト
   （27）に入る位置決め孔（15）と、上記チヤック（14）
   の先端外側に形成された先細りの案内面（22）と、上記
   押圧体（12）の開口端内周面に中心に向けて張り出し形
   成され先端側で小径の案内斜面（24）と、を具備し、 チヤック（14）の先端部が押圧体（12）の端面に対し相
   対的に所定の移動量（ｈ）だけ突出した位置で、案内斜
   面（24）と案内面（22）とは互いに当接し合う位置に形
   成されて、案内斜面（24）と案内面（22）との当接初期
   の状態で、チヤック（14）の外径は、スプリング（18）
   により環状シート（８）の内径より大きく形成されてお
   り、かつ案内面（22）および案内斜面（24）は、互いに
   摺接することによって案内斜面（24）よりも上記移動量
   （ｈ）を越えて所定量以上突出するチヤック（14）に対
   して環状シート（８）の内径よりも小さく縮径する方向
   の変位を付与する大きさに形成されていることを特徴と
   する環状シート挿入ヘッド（１）。