JPH08141852A - 部品圧入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧入部材を進退可能に支える支持部材に圧入
部材に加える大荷重がそのまま伝達されることをなく
す。 【構成】 圧入部材と支持部材間に両者にスライド可能
な相対変位許容部材（介装スリーブ）を設ける。 【効果】 圧入部材と支持部材間に過大な荷重が作用し
始める以前に相対変位許容部材が相対変位することか
ら、過大な荷重が作用し始める以前に異常対策が実行で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は部品を圧入する装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関する従来技術が実開昭６１−
１８１１０７号公報に開示されている。これを図７を参
照して説明する。図７において、参照番号７１は支持部
材を示し、これに対して圧入部材（具体的にはピスト
ン）７２が進退可能となっている。圧入ピストン７２に
対して反力伝達ピストン７３が背中合わせに配置されて
おり、反力伝達ピストン７３も支持部材７１に対して進
退可能となっている。圧入ピストン７２の下端には部品
７７がセットされている。油圧ポート７５から油圧が加
えられると、圧入ピストン７２は進出（下動）し、反力
伝達ピストン７３は上動する。この結果、部品７７はワ
ーク７８の圧入孔７８ａに臨み、反力伝達ピストン７３
は反力受部７４に当接する。反力受部７４は圧入位置に
対応した位置に固定された剛性の高い構造体である。こ
の状態でポート７５からの油圧をさらに高めると、部品
７７はワーク７８に圧入される。このとき、圧入ピスト
ン７２に作用する圧入反力は反力伝達ピストン７３を介
して反力受部７４で受けられる。このため支持部材７１
に圧入反力が作用することがない。

【０００３】このようにして支持部材７１に圧入反力が
直接作用しないようにすると、支持部材７１に要求され
る剛性を低下させることができるので、この支持部材を
軽量化できる。この利点は支持部材７１の剛性をさほど
高められない場合、例えば支持部材７１自体が移動する
ような場合に極めて重要となり、この技術を用いると、
例えばロボット等によって圧入位置を高速で移動させて
ゆくことが可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】圧入処理が終了する
と、今度はポート７６から油圧を加えて圧入ピストン７
２を後退（上動）させる。このとき圧入処理時に例えば
圧入ピストン７２と部品７７間にかじり現象が発生して
いると、圧入ピストン７２がワーク７８から抜けなくな
る。この場合にはポート７６から加えられた油圧が支持
部材７１を下動させる力となる。支持部材７１に対して
力が作用すると、前記したように、もともと支持部材７
１には大きな力が作用しないものとして設計されている
ことから、支持部材７１が損傷するおそれがある。また
支持部材７１を損傷させないようにすると、今度は支持
部材７１の剛性を高める必要があり、例えばロボット等
によって圧入ピストンの位置を高速で移動させることが
困難となる。

【０００５】本発明はかかる問題点を解決するためのも
のであり、圧入時のみならず、なんらかの原因で圧入部
材が部品７７やワーク７８から抜けなくなったときに
も、支持部材７１に過大な力が作用することを防止しよ
うとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このために、本発明で
は、前述した従来の圧入装置、すなわち支持部材に対し
て圧入部材が進退可能となっており、圧入位置において
圧入部材に作用する反力を反力受部で受けた状態で圧入
部材を進出させて部品を圧入する装置において、前記支
持部材と前記圧入部材の間に両者に対してスライド可能
な相対変位許容部材を設けたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】圧入部材と支持部材の間に両者に対してスライ
ド可能な相対変位許容部材が設けられていると、圧入部
材を圧入された部品から抜き出すための力を圧入部材に
作用させたときに、なんらかの原因で圧入部材が部品か
ら抜けない現象が生じても、圧入部材を抜き出すための
力の反力がそのまま支持部材に作用することなく、相対
変位許容部材がまず相対変位し始める。このため支持部
材に過大な力が作用し始める以前に異常現象の発生が検
出され、支持部材が損傷することを防止することができ
る。

【０００８】

【実施例】図１において参照番号２は支持部材を示し、
後記するように２軸ロボットによって紙面に垂直な面内
の位置が調整される。支持部材２に対して支持用シリン
ダ４が固定されており、支持用シリンダ４に対して相対
変位を許容するためのシリンダ兼ピストン１２（以下介
装スリーブ１２という）が進退可能となっている。そし
て介装スリーブ１２に対して圧入部材（ピストン）２２
が進退可能となっている。また支持用シリンダ４に対し
てバックアップピストン２４がスライド可能となってい
る。バックアップピストン２４は介装スリーブ１２に対
してもスライド可能となっている。

【０００９】支持用シリンダ４には、バックアップピス
トン２４の上下の位置においてエア用のポート６と８が
設けられている。また介装スリーブ１２にはエアポート
８よりも下部にピストン部１２ａが設けられ、ピストン
部１２ａよりも下側にエア用ポート１０が設けられてい
る。介装スリーブ１２の上部には圧入ピストン２２を下
動させる油圧を導入する油圧ポート２０が設けられてお
り、介装スリーブ１２の下部には圧入ピストン２２を上
動させる油圧を導入する油圧ポート２６が設けられてい
る。

【００１０】圧入ピストン２２からは圧入ロッド２２ａ
が伸びており、その下端に圧入用の部品２８をチャック
を介してセットすることができる。部品２８はワークＷ
の圧入孔Ｗ１に圧入するための部品であり、ワークＷの
圧入孔Ｗ１に対応する位置の上方には、反力受部１８が
固定されている。この反力受部１８は不動で剛性の高い
構造物で支持されている。圧入ロッド２２ａに対してチ
ャックは脱着可能となっており、チャックを交換するこ
とで他の種類の部品が圧入できるようになっている。介
装スリーブ１２の上方側部には突起１４が設けられ、そ
れに隣接して近接スイッチ１６が設けられている。近接
スイッチ１６は突起１４が近接スイッチ１６に対応した
高さに位置しているか、その高さから外れたかを検出可
能となっている。

【００１１】図１は、油圧ポート２０から油圧を抜いて
油圧ポート２６から油圧を加えることによって圧入ピス
トン２２を介装スリーブ１２に対して上動させた状態を
示している。またバックアップピストン２４の上面に下
面からよりも大きな空気圧を作用させてバックアップピ
ストン２４を支持用シリンダ４に対して下限位置におい
た状態を示している。さらに介装スリーブ１２のピスト
ン部１２ａの下面に上面からよりも大きな空気力を作用
させて介装スリーブ１２をバックアップピストン２４に
当接するまで上動させた状態を示している。バックアッ
プピストン２４を下動させる空気力が介装スリーブ１２
を上動させる空気力よりも大きく設定されているため、
図１の状態に保持される。なおこの状態はエア用ポート
６，８，１０の全部に空気圧を導入した状態に対応す
る。図１の状態が原点高さであり、この高さにおいて図
６に示す２軸ロボット３０が水平面内で圧入ピストン２
２と圧入ロッド２２ａの位置を調整する。

【００１２】まず最初に２軸ロボット３０は、圧入ピス
トン２２と圧入ロッド２２ａを図６で参照番号３２で示
す位置に置く。この位置にはパーツフィーダから供給さ
れた１個の部品２８ａが位置決めされている。この位置
に調整されたあと、図２に示すように、エアポート１０
の空気圧を解放する。すると、介装スリーブ１２は支持
用シリンダ４に対して下動する。このとき圧入ピストン
２２もともに下動し、予め位置決めされていた部品２８
ａが圧入ロッド２２ａの先端にセットされる。なおチャ
ックに弾性部材が組込まれており、圧入ロッド２２ａを
下動すると部品２８ａがチャックに保持される構造とな
っている。

【００１３】圧入ロッド２２ａの先端に部品２８ａがセ
ットされたあと、エア用ポート１０に空気圧が導入さ
れ、再度図１に示す原点高さに戻される。この状態で再
度２軸ロボット３０が移動し、ワークＷの圧入孔Ｗ１に
対して圧入ピストン２２が同軸に位置する位置に移動さ
せる。圧入ピストン２２が圧入位置に位置した状態で、
その上方には反力受部１８が対応して固定されている。
次に、図３に示されるように、エアポート６の空気圧が
解放される。すると、介装スリーブ１２はバックアップ
ピストン２４とともに上動する。この上動中に介装スリ
ーブ１２の頭部１２ａが反力受部１８に当接する。なぜ
ならば、図１に示す原点高さにおいて、介装スリーブ１
２の頭部１２ａと反力受部１８間の距離はバックアップ
ピストン２４のストロークよりも小さく設定されている
からである。

【００１４】次に図４に示すように、油圧ポート２６の
油圧が解放されて油圧ポート２０に油圧が加えられる。
すると圧入ピストン２２は下動する。この結果部品２８
はワークＷに圧入される。圧入中介装スリーブ１２には
上向きの反力が作用する。この反力は反力受部１８で支
承される。この結果、圧入反力が支持部材２さらには２
軸ロボット３０に作用することはない。なお図１，４中
参照番号１１はロードセルを示している。このロードセ
ル１１は圧入荷重を検出する。前述したように、圧入反
力が支持部材２で支承されないために、このロードセル
１１によって正確な圧入荷重が検出される。

【００１５】圧入が終了すると、油圧ポート２６に油圧
が加えられ、油圧ポート２０の油圧が解放される。この
ため通常なら圧入ピストン２２が上動して介装スリーブ
１２に対して原点位置に復帰する。またエアポート６，
８，１０に空気圧が加えられ、介装スリーブ１２とバッ
クアップピストン２４も支持用シリンダ４に対して原点
高さに復帰する。このため２軸ロボット３０によって新
たな部品のセット位置に移動させることが可能となる。
以後前述の動作が繰返されて部品の圧入作業が続けられ
る。なおこのとき２軸ロボット３０が圧入位置を切換え
てゆくと、多点において部品の圧入が可能となる。

【００１６】さて圧入ピストン２２を下動させて部品を
圧入したときに圧入ロッド２２ａと部品２８間にかじり
が発生すると、圧入ロッド２２ａがワークＷから抜けな
くなる。このときに油圧ポート２６に油圧を加えて圧入
ピストン２２を上動させようとすると、従来の技術によ
るときは支持部材２に過大な力が作用することは前述し
たとおりである。

【００１７】本実施例では次のようにして支持部材２に
過大な力が作用しないようにしている。すなわち図５に
示すように、油圧ポート２６に油圧を加えて圧入ピスト
ン２２を上動させようとしても圧入ピストン２２が上動
しなければ、介装スリーブ１２の方が下動する。すなわ
ち圧入ピストン２２と支持部材２間に両者に対して相対
変位可能な介装スリーブ１２が介装されているために、
圧入ピストン２２を上動させるために生じる反力が直接
支持部材２に伝達されず、まず介装スリーブ１２を動か
す現象が発生する。

【００１８】近接スイッチ１６は、油圧ポート２６に油
圧を加えている間、介装スリーブ１２が下動したか否か
を検出しており、介装スリーブ１２が下動したことを検
出すると油圧ポート２６に加える油圧を解放する。この
ため、この間において支持部材２に過大な力が作用する
ことなく、支持部材２やロボット３０が損傷することは
ない。

【００１９】すなわち本実施例では圧入ピストン２２が
ワークＷに固定された状態で圧入ピストン２２に上動さ
せるための圧力を加えても、その反力が直接支持部材２
に作用することなく、まず相対的変位を許容する介装ス
リーブ１２の相対変位となって現われるので、その現象
の発生によって圧入ピストン２２がワークに固定された
ことを検出可能となっている。

【００２０】本実施例では、支持部材２と圧入ピストン
２２の間に両者に対してスライド可能な介装スリーブ１
２を介装するのみならず、この介装スリーブ１２にピス
トン部１２ａを設けてこの介装スリーブ１２を空気圧に
よって積極的に上下動させることが可能となっている。
しかしながら介装スリーブ１２を積極的に上下動させる
ことは不可欠でなく、例えば圧入ピストン２２と介装ス
リーブ１２間ならびに介装スリーブ１２と支持部材２間
にスプリング等を介装して図１に示す原点位置となるよ
うに付勢しておいてもよい。このようにしても圧入ピス
トンの異常時に支持部材２に過大な力が作用し始める以
前に異常を検出し、支持部材２が損傷することを防止で
きる。

【００２１】本実施例では上述の現象の他、介装スリー
ブを積極的に上下動させることによって、圧入ピストン
２２に部品２８をセットすることが可能となっており、
このようにすると、部品セットのために別の装置を必要
としない利点を享受することができる。また油圧アクチ
ュエータとエアアクチュエータを併用することにより、
上下動ストロークが拡大され、またその動作速度が高速
化される。

【００２２】また本実施例では支持部材２をロボットに
取付けている。しかしながら、これは一実施例にすぎ
ず、圧入ユニットの全体を固定された軸のまわりに揺動
可能となるような用い方もできる。このようにしても圧
入ピストンが部品のセット位置と圧入位置との間で位置
を変えることができる。このような用い方とした場合に
も本実施例によると、揺動中心軸に過大な力が作用する
ことを防止できる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によると、支持部材と圧入部材の
間に両者に対してスライド可能な相対変位許容部材を設
けることによって、支持部材に対して過大な力が作用す
ることを防止でき、支持部材の剛性・強度をさほど高く
確保する必要をなくすことができる。このために、支持
部材を軽量化して小型ロボットに取付けることが可能と
なり、圧入ピストンに対する部品のセット処理作業と圧
入処理作業を高速に行なうことが可能となる。また装置
の製作コストが低減される。さらにまた多点において圧
入処理する動作を簡単に実行させることが可能となる。
さらにまた装置全体を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具現化した一実施例に係わる装置の要
部断面図

【図２】動作シーケンスの状態１を示す図

【図３】動作シーケンスの状態２を示す図

【図４】動作シーケンスの状態３を示す図

【図５】動作シーケンスの状態４を示す図

【図６】装置の全体斜視図

【図７】従来技術を示す図

【符号の説明】

２ 支持部材 ４ 支持用シリンダ １２ 介装スリーブ ２２ 圧入部材

フロントページの続き (72)発明者 松山 英樹 愛知県名古屋市中区錦１丁目２番１号 株 式会社エムティエー内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持部材に対して圧入部材が進退可能と
   なっており、圧入位置において圧入部材に作用する反力
   を反力受部で受けた状態で圧入部材を進出させて部品を
   圧入する装置において、 前記支持部材と前記圧入部材の間に両者に対してスライ
   ド可能な相対変位許容部材を設けたことを特徴とする部
   品圧入装置。