JPH084974B2 - 部品の組付け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は例えばプーリ等の部品をクランクシャフト等
の被組付け体に組付ける装置に関する。

（従来の技術） プーリをエンジンのクランクシャフトに組付けるに
は、安定した姿勢、つまり水平状態で搬送されてきたプ
ーリを垂直状態とし、垂直状態としたプーリとクランク
シャフトとを対向せしめ、プーリとクランクシャフトと
の位相を合せた後、プーリをクランクシャフトに外嵌せ
しめてナットランナー等によって締付け固定するように
している。このような組付作業は複数の作業から成り立
っており、従来にあっては各作業を別々の作業ステーシ
ョンにおいて行っているため効率が悪かった。そこで特
開昭60−48227号に示されるように、固定ヘッドに対し
複数の作業工具を備えた可動ヘッドを回動自在に取付
け、単一の作業ステーションにて複数の作業を行わせる
ようにした装置が知られている。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の装置によれば、単一の作業ヘッドによ
り複数の作業を行えるのであるが、所定の組付け部品を
被組付け体に組付ける一連の作業まで行えるものではな
い。この一連の組付け作業を行うには更に別の装置が必
要となる。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決すべく本発明は、１つの組付けヘッ
ドに、組付け部品のチャッキング機構、反転機構、挿着
機構及び締付け機構を設けた。

（作用） 水平状態で搬送されてきた組付け部品は、組付けヘッ
ドのチャッキング機構によって把持され、垂直状態に反
転される。そして、垂直状態に反転せしめられた組付け
部品は被組付け体に対向せしめられ、互いの位相を合せ
て挿着され、この後ナットランナー等によって締付け固
着される。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。尚、実施例にあっては組付け部品としてプーリを、
被組付け体としてエンジンのクランクシャフトを示す。

第１図は本発明に係る組付け装置の全体斜視図であ
り、組付け装置はプーリの搬送コンベア（１）とエンジ
ンの搬送コンベア（２）との間に組付けロボット（３）
を配置している。ここでプーリ（４）はパレット（５）
上に水平状態で載置され、エンジン（６）はクランク軸
が水平となるように台（７）上に載置されている。

また、組付けロボット（３）は基台（８）上に上下に
離間した円環状レール（９），（９）を設け、この円環
状レール（９），（９）に組付けヘッド（10）を滑動自
在に係合せしめ、更に円環状レール（９），（９）の一
部を分割レール（9a）とし、組付けヘッド（10）が基台
（８）からエンジン（６）方向に伸びる直線レール（1
1）に沿って分割レール（9a）と一体的に進退動をなす
ようにしている。

組付けヘッド（10）の全体構造を第２図及び第２図の
Ａ方向矢視図である第３図に基づいて説明する。

組付けヘッド（10）は支持枠（12）の上下にブラケッ
ト（13），（14）を設け、上方のブラケット（13）には
シリンダユニット（15）のシリンダ部を揺動自在に支持
し、下方のブラケット（14）には軸（16）を回動自在に
設け、この軸（16）に支持板（17）及びアーム（18）を
取付け、アーム（18）を前記シリンダユニット（15）の
ロッドに連結し、第２図の状態からシリンダユニット
（15）のロッドを引っ込めることで第４図に示すように
支持板（17）が水平状態から垂直状態まで軸（16）を中
心として揺動する。

また、支持板（17）の前面側（第２図において下方、
第４図において左方）には支柱（19），（19）を延設
し、これら支柱（19），（19）間にガイドレール（20）
を架設し、このガイドレール（20）に位置決め挿入ユニ
ット（21）をローラ（22）を介して係合せしめている。

一方、支持板（17）の前面側には支持板（17）に平行
なＬ字アーム（23）を支軸（24）を介して揺動自在に取
付け、支持板（17）の背面側には軸（25）を固設し、こ
の軸（25）に切換シリンダユニット（26）のシリンダ部
を揺動自在に支持し、更に支持板（17）に形成した長穴
（17a）を通してＬ字アーム（23）の操作片（27）を背
面側に突出せしめ、この操作片（27）に切換シリンダユ
ニット（26）のロッドを結着している。またＬ字アーム
（23）の一端には連結リンク（28）の一端を枢着し、こ
の連結リンク（28）の他端を前記位置決め挿入ユニット
（21）に枢着し、更にＬ字アーム（23）の他端に締付け
ユニット（31）を取付けている。

而して、第３図に示す状態から切換シリンダユニット
（26）のロッドを突出せしめると、Ｌ字アーム（23）が
支軸（24）を中心として時計方向に回動する。すると、
作業位置にあった位置決め挿入ユニット（21）は第５図
に示すようにガイドレール（20）に沿って待機位置まで
上動し、また待機位置にあった締付けユニット（31）は
作業位置まで揺動してくる。

次に前記位置決め挿入ユニット（21）及び締付けユニ
ット（31）の構造を詳細に説明する。

第６図は位置決め挿入ユニット（21）の断面図であ
り、アウターケース（200）内にはインナーケース（20
1）を配設し、アウターケース（200）の先端内側面はテ
ーパ状の基準面（200a）とし、アウターケース（200）
の後部は蓋体（202）にて閉塞し、インナケース（201）
はこの蓋体（202）との隙間分だけ前後に移動可能とな
っている。またアウターケース（200）にはエアーシリ
ンダ（203）を固着し、このエアーシリンダ（203）のロ
ッドとインナーケース（201）とをアーム（204）を介し
て連結し、エアーシリンダ（203）の作動でインナーケ
ース（201）が軸廻りに微小角度だけ往復回動するよう
にしている。

また、インナーケース（201）の外周には環状をなす
プランジャケース（205）を摺動自在に設け、このプラ
ンジャケース（205）とアウターケース（200）との間に
スプリング（206）を介設し、プランジャケース（205）
を前方（第６図において下方）へ付勢している。

プランジャケース（205）内に筒体（207）がネジ止め
され、この筒体（207）にはスプリング（208）で付勢さ
れたスチールボール（209）が保持されている。このス
チールボール（209）は筒状をなす挿入シャフト（210）
の後端面に当接し、この挿入シャフト（210）の中間部
外周面は前記アウターケース（200）の基準面（200a）
と当接するテーパ状基準面（210a）となっている。

挿入シャフト（210）内には中空状のガイドシャフト
（211）が摺動自在に挿入され、このガイドシャフト（2
11）には偏心した位置に貫通孔（212）が軸方向に形成
され、この貫通孔（212）に偏心シャフト（213）が挿入
されている。この偏心シャフト（213）の先端部はガイ
ドシャフト（211）から突出する基準センタ（214）とな
っており、この基準センタ（214）の形状は円錐台状を
なすとともにその中心な偏心シャフト（213）が所定角
度回転したときにガイドシャフト（211）の中心と一致
し、また偏心シャフト（213）が更に回転したときにガ
イドシャフト（211）の中心と不一致となり、且つその
一部は切欠部（215）となっている。

また、ガイドシャフト（211）の先部にはキー溝（21
6）とこのキー溝（216）に開口する径方向の孔部（21
7）を形成し、この孔部（217）にキークランプ部材（21
8）を収納し、更にガイドシャフト（211）の後部には軸
方向にガイド溝（219）を形成し、このガイド溝（219）
にインナーケース（201）先端に固着したキャップ（22
0）に取付けたピン（221）を係合せしめている。ここ
で、ガイド溝（219）は第７図に示すように後端部のみ
を幅狭とし、その他の部分をピン（221）よりも幅広と
している。ここでキャップ（220）はスプリング（206）
によって付勢されたプランジャケース（205）とスプリ
ング（222）によって付勢されたガイドシャフト（211）
が前方へ外れるのを規制している。

一方、前記インナーケースの後端面にはロータリアク
チュエータ（223）が取付けられ、インナーケース（20
1）内に突出するロータリアクチュエータ（223）の軸
（224）には筒状ジョイント部材（225）を固着し、この
筒状ジョイント部材（225）内に前記偏心シャフト（21
3）の後端部を挿入し、偏心シャフト（213）の後端部に
取付けたピン（226）をジョイント部材（225）の軸方向
に形成したスリット（227）に係合せしめている。この
スリット（227）は第８図に示すように前端部のみを幅
狭とし、その他の部分をピン（226）よりも幅広として
いる。

一方、前記締付けユニット（31）の構造は第２図乃至
第５図及び、これらの拡大図である第９図及び第10図に
示すように、Ｌ字アーム（23）にブラケット（300）を
取付け、このブラケット（300）の背面側にナットラン
ナー本体（301）を、前面側にナットランナーのソケッ
ト（302）を設け、またブラケット（300）の前面側には
プーリ（４）の回り止め機構を設けている。この回り止
め機構はブラケット（300）に形成したレール（303）に
一対の開閉体（304），（304）を係合し、これら開閉体
（304），（304）のそれぞれに互いにハの字状をなすガ
イド溝（305），（305）を形成し、これらガイド溝（30
5），（305）に移動体（306）に固着したピン（307），
（307）を係合し、この移動体（306）をシリンダユニッ
ト（308）のロッドに取付けている。また開閉体（30
4），（304）のそれぞれには前方に突出する筒体（30
9），（309）を取付け、これら筒体（309），（309）内
に回り止め部材（310），（310）を摺動自在に挿入し、
筒体（309）に形成した長孔（311）に回り止め部材（31
0）に固着したピン（312）を係合し、回り止め部材（31
0）が長孔（311）の長さ分だけスプリング（313）に抗
して後退し得るようにし、回り止め部材（310）の後退
を感知する近接スイッチ（314）を筒体（309）に設けて
いる。

以上の如き構成からなる組付け装置によって、プーリ
（４）をエンジン（６）のクランクシャフト（6a）に組
付ける方法を以上に説明する。

先ず組付けロボット（３）の円環状レール（９）に沿
って組付けヘッド（10）を搬送コンベア（１）のプーリ
（４）上まで移動させる。この状態を第２図で示してい
る。

次いで、プーリ（４）を載置しているパレット（５）
を上昇せしめるか、組付けヘッド（10）を下降せしめる
ことで、第11図に示すようにプーリ（４）の中心孔（4
1）内に位置決め挿入ユニット（21）のガイドシャフト
（211）の先端部を挿入する。そして、ロータリアクチ
ュエータ（223）を駆動して偏心シャフト（213）を例え
ば180゜回転せしめる。すると、偏心シャフト（213）と
この偏心シャフト（213）の先端に設けた基準センタ（2
14）の中心がずれているため、基準センタ（214）の爪
（215）がプーリ（４）の中心孔（41）周縁に係止す
る。

尚、パレット（５）上にプーリ（４）を載置するにあ
たり、プーリ（４）のキー溝（42）に係合するキー（4
3）の一部をパレット（５）に形成したキー溝（44）に
係合して位置合せを行っておく。このようにパレット
（５）上にプーリ（４）を位置決めしておくことで、組
付けヘッド（10）を相対的に降下させた際に、ガイドシ
ャフト（211）に形成したキー溝（216）にキー（43）が
係合する。そして、キー溝（216）にキー（43）が係合
すると、キー（43）はキークランプ部材（218）にてプ
ーリ（４）側に押し付けられる。したがって第11図に示
す状態から組付けヘッド（10）を上昇させることで、プ
ーリ（４）は基準センタ（214）の爪（215）に係止した
状態で持ち上げられ、またキー（43）はプーリ（４）の
キー溝（42）に押し付けられた状態でプーリ（４）と一
体的に持ち上げられる。

この後、組付けロボット（３）の円環状レール（９）
に沿って組付けヘッド（10）を分割レール（9a）の位置
まで移動せしめる。そして、この操作を併行して組付け
ヘッド（10）のシリンダユニット（15）に突出動をなさ
しめ、支持板（17）を垂直にする。つまり水平状態のプ
ーリ（４）を垂直状態とし、エンジン（６）にプーリ
（４）を対向せしめる。

次いで、組付けヘッド（10）をレール（11）に沿って
エンジン（６）方向に前進せしめ、エンジン（６）のク
ランクシャフト（6a）にプーリ（４）を挿入して締付け
る。

ここで、クランクシャフト（6a）にプーリ（４）を挿
入固着するには、クランクシャフト（6a）とプーリ
（４）との芯合せ、位相合せを行った後にプーリ（４）
をクランクシャフト（6a）に挿着しなければならない。
そこで、本発明にあっては上記芯合せ及び位相合せを自
動的に行っている。

即ち、芯合せは第13図に示すように、組付けヘッド
（10）が前進して基準センタ（214）がクランクシャフ
ト（6a）のテーパ状凹部（61）に嵌り込むと、位置決め
挿入ユニット（21）のアウターケース（200）のみが前
進し、アウターケース（200）及び挿入シャフト（210）
のテーパ状基準面（200a），（210a）間に隙間（ｔ′）
を形成する。ここで基準センタ（214）をクランクシャ
フト（6a）の凹部に嵌り込ませるにあたっては、ロータ
リアクチュエータ（223）の作動により偏心シャフト（2
13）を元の位置まで回動させ、第14図に示すように基準
センタ（214）の中心とガイドシャフト（211）の中心と
が一致するようにしておく。

そして前記したように基準面（200a），（210a）が離
れると、挿入シャフト（210）はプランジャ（205）にフ
ローティング支持されることとなり、仮りにクランクシ
ャフト（6a）と位置決め挿入ユニット（21）の軸がずれ
ていると、挿入シャフト（210）内に挿入されているガ
イドシャフト（211）及び偏心シャフト（213）の軸がク
ランクシャフト（6a）の軸に倣うように傾動し、クラン
クシャフト（6a）の軸とプーリ（４）の中心孔（41）の
軸とが一致する。

以上の如くして芯合せを行ったならば、プーリ（４）
とクランクシャフト（6a）との位相合せを行う。

この位相合せは第15図に示すように位置決め挿入ユニ
ット（21）を第13図に示す状態から更に前進せしめつつ
行う。即ち位置決め挿入ユニット（21）を前進せしめる
と偏心シャフト（213）の先端はクランクシャフト（6
a）に当っているため、スプリング（206），（222）を
圧縮しつつアウターケース（200）及びインナーケース
（201）が前進し、スプリング（206）の弾発力にて挿入
シャフト（210）がプーリ（４）及びキー（43）をクラ
ンクシャフト（6a）方向に押す。

そしてこの時エアーシリンダ（203）を作動させイン
ナーケース（201）を４゜程度往復回動させる。すると
プーリ（４）のキー溝（216）に保持されているキー（4
3）とクランクシャフト（6a）のキー溝（62）とが一致
した時点で挿入シャフト（210）の押込みによってキー
（43）はクランクシャフト（6a）のキー溝（62）に進入
し、またプーリ（４）はクランクシャフト（6a）の外周
部に嵌合する。

ところで、位相を合せてプーリ（４）をクランクシャ
フト（6a）に挿入する場合にはアウターケース（200）
とインナーケース（201）が相対的に前進しガイドシャ
フト（211）のガイド溝（219）に係合しているピン（22
1）は前方に、ジョイント部材（225）のスリット（22
7）に係合しているピン（226）は後方に移動する。そし
てこの位置にあってはガイド溝（219）及びスリット（2
27）の幅はピン（221），（226）の径よりも大となって
いるため、アウターケース（200）及びインナーケース
（201）のみが微小角度往復回動し、プーリ側につなが
る部材は回動しない。したがって、キー（43）がクラン
クシャフトのキー溝（62）に進入する際のこじりを防止
できる。

以上の如くしてクランクシャフト（6a）にプーリ
（４）を嵌合したならば、位置決め挿入ユニット（21）
を後退せしめた後、切換えシリンダユニット（26）を作
動せしめ、位置決め挿入ユニット（21）が位置していた
箇所に締付けユニット（31）を位置せしめる。この状態
を第５図で示した。

次いで、締付けユニット（31）をクランクシャフト
（6a）に嵌合したプーリ（４）方向へ前進せしめ、締付
けユニット（31）の回り止め部材（310），（310）をプ
ーリ（４）の肉抜き穴（40），（40）に挿入する。ここ
で回り止め部材（310），（310）の先端がプーリ（４）
の一部に当接し、肉抜き穴（40）,40）に入らない場合
には、回り止め部材（310），（310）がスプリング（31
3）に抗して後退し、この後退を近接スイッチ（314）に
よって検出し、プーリ（４）を若干回転せしめた後同様
の操作を繰り返して回り止め部材（310），（310）を肉
抜き穴（40），（40）内に進入せしめる。

この後シリンダユニット（308）のロッドを突出動さ
せ、移動体（306）を第10図中左方へ移動せしめ、移動
体（306）のピン（307），（307）に係合している開閉
体（304），（304）を開方向に移動させる。すると、回
り止め部材（310），（310）がプーリ（４）の肉抜き穴
（40），（40）の内周縁に当接し、プーリ（４）の回転
を規制する状態となる。そして、プーリ（４）の回転を
規制しつつナットランナーによりナットをクランクシャ
フト（6a）端に螺着し、プーリ（４）をクランクシャフ
ト（6a）に締付け固定する。

（発明の効果） 以上に説明した如く本発明によれば、部品（４）を円
環状レール（９）に沿わせて簡単に移動でき、その前後
若しくは途中で部品（４）の姿勢を横向きから縦向きに
変換できるので、装置の設置スペースを小さくすること
ができる。

そして、Ｌ字アーム（23）を１個の切換シリンダユニ
ット（26）で揺動するだけで、位置決め挿入ユニット
（21）又は締付けユニット（31）を所定位置に選択的に
臨ませることができる。シリンダユニットが１個のみで
あるから、制御が簡単になるとともに、省スペースが図
りやすくなる。

さらに、爪（215），偏心シャフト（213）及び回動手
段（223）をも具備するので、部品（４）の簡単に把持
することができる。

しかも、廻り止め部材（310,310）で部品（４）の回
転を抑制しつつナットを締めることができ、ナットの締
付け作業の能率が上がる。

従って、本発明によれば、プーリ等部品をクランクシ
ャフト等の被組付け体に全て自動的に同一作業位置にお
いて組付けることができ、作業スペースを小さくするこ
とが可能となり、且つ作業時間を大巾に短縮される等多
くの効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る組付け装置の全体斜視図、第２図
は部品把持時の組付けヘッドの側面図、第３図は第２図
のＡ方向矢視図、第４図は部品挿着時の組付けヘッドの
側面図、第５図は部品締付け時の組付けヘッドを第３図
と同方向から見た図、第６図は位置決め挿入ユニットの
断面図、第７図はガイドシャフトの平面図、第８図はジ
ョイント部材の平面図、第９図は締付けユニットの平面
図、第10図は締付けユニットの正面図、第11図は部品の
把持工程を示す図、第12図は第11図のＢ方向矢視図、第
13図は位置決め挿入装置による芯合せの状態を示す図、
第14は図は第13図のＣ方向矢視図、第15図は位置決め挿
入装置により位相合せの状態を示す図である。 尚、図面中（１），（２）は搬送コンベア、（４）はプ
ーリ、（５）はパレット、（６）はエンジン、（6a）は
クランクシャフト、（10）は組付けヘッド、（12）は支
持枠、（15），（26）はシリンダユニット、（21）は位
置決め挿入ユニット、（23）はＬ字アーム、（31）は締
付けユニット、（43）はキー、（210）は挿入シャフ
ト、（211）はガイドシャフト、（213）は偏心シャフ
ト、（214）は基準センタ、（310）は回り止め部材であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水平状態の部品（４）を把持し、円環状レ
   ール（９）に沿って被組付け体（６）の位置まで移動
   し、移動の前後若しくは途中で前記部品（４）を垂直向
   きに変換するところの組付けヘッド（10）を備えた組付
   け装置であって、 前記組付けヘッド（10）は、支持板（17）と、この支持
   板（17）上のレール（20）に摺動可能に取付けられ、部
   品（４）を被組付け体（６）に位置決めし挿入する位置
   決め挿入ユニット（21）と、前記支持板（17）に揺動可
   能に取付けられ前記位置決め挿入ユニット（21）に連結
   リング（28）を介して連結されたＬ字アーム（23）と、
   このＬ字アーム（23）上に設けられ、挿入された部品
   （４）を被組付け体（６）に固着する締付けユニット
   （31）と、前記位置決め挿入ユニット（21）又は締付け
   ユニット（31）を所定位置に選択的に臨ませるべく前記
   Ｌ字アーム（23）を揺動する切換シリンダユニット（2
   6）とからなり、 前記位置決め挿入ユニット（21）は、被取付け体（６）
   に対して部品（４）の位置を合せるための円錐台状基準
   センタ（214）と、所定角度回動することで爪（215）で
   部品（４）をロックする形式の偏心シャフト（213）
   と、偏心シャフト（213）を回動する手段（223）と、把
   持した部品（４）を相対的に押出す挿入シャフト（21
   0）とからなり、 前記締付けユニット（31）は、ナットランナソケット
   （302）と、このナットランナソケット（302）の両側に
   配置され、部品（４）の回転を防止する廻り止め部材
   （310,310）とからなることを特徴とした部品の組付け
   装置。