JPH09295233A

JPH09295233A - ３次元芯合わせ装置

Info

Publication number: JPH09295233A
Application number: JP10965996A
Authority: JP
Inventors: Takanobu Yamamoto; 高信山本; Koichi Yoneda; 幸一米田; Masahiko Sato; 正彦佐藤; Keizo Nakajima; 啓造中島; Hiroyuki Shimizu; 浩幸清水
Original assignee: Niigata Engineering Co Ltd; Suntory Ltd
Current assignee: Niigata Engineering Co Ltd; Suntory Ltd
Priority date: 1996-04-30
Filing date: 1996-04-30
Publication date: 1997-11-18
Anticipated expiration: 2016-04-30
Also published as: JP3593208B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、３次元芯合わせ装置に関し、仮締
め作業が無くても、ワークの軸線に工具の軸線を自動的
に芯合せした状態でワークの位置決め，加工等の処理を
施すことを目的とする。【解決手段】所定位置から降下自在のテーブルと、テ
ーブルに固設された回転駆動手段と、回転駆動手段の出
力軸に一端が連結された第１回転軸と、第１回転軸の他
端に設けられた第１の３次元継手と、第１の３次元継手
に一端が吊持された第２回転軸と、第２回転軸の途中に
設けられ、該第２回転軸の軸方向に伸縮する伸縮機構
と、第２回転軸の他端に設けられた第２の３次元継手
と、第２の３次元継手に一端が吊持された第３回転軸
と、第３回転軸の先端に設けられた工具と、第３回転軸
の外周面に静止状態で保持され、ワークの外周を保持離
脱自在のフィンガを有する把持手段とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元芯合わせ装
置に関し、詳しくは、垂直軸線から所定角度だけ傾いて
いるワークのクランプされる部位，加工される部位の軸
線に位置決めクランプ，加工手段等の工具の軸線を芯合
わせする３次元芯合わせ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、位置決め装置，加工装置の先端
に設けられた位置決めクランプ，加工手段等の工具の軸
線をワークのクランプされる部位，加工される部位の軸
線方向に一致させて位置決め，加工等の処理を行なう場
合、例えば使用によりワークのクランプされる部位，加
工される部位が変形し、位置決め装置，加工装置の軸線
方向とワークのクランプされる部位，加工される部位の
軸線が揃っていない場合がある。

【０００３】かかる場合、人手により、予め、位置決め
装置，加工装置の軸線方向とワークのクランプされる部
位，加工される部位の軸線を一致させる予備動作をして
から位置決め，加工等の本操作が行なわれる。

【０００４】例えば、図１９に示すように、ビール樽１
０１に使用されたメインテナンスの必要な内蓋（図示せ
ず）をメインテナンス済の新しい内蓋１０２に交換して
ビール樽１０１を再生する場合、この内蓋１０２はビー
ル樽１０１の首部１０３の開口部１０３Ａに螺子締めさ
れる。この内蓋１０２の螺子締め作業の際には、人手に
よるビール樽１０１の首部１０３の開口部１０３Ａへの
着座までの仮締め作業が必要となる。

【０００５】かかる着座までの仮締め作業の後、ビール
樽１０１の首部１０３の開口部１０３Ａの位置と内蓋１
０２のＸＹ軸方向（径方向）における位置合せが行なわ
れ、螺子締め機（図示せず）により、内蓋１０２の対向
する耳部１０２Ａ，１０２Ａに回転力が与えられ、該内
蓋１０２がビール樽１０１の首部１０３の開口部１０３
Ａに締め込まれ、図２１に示す状態となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図２０，図
２１に示すように、内蓋１０２の螺子締め作業の際に
は、ビール樽１０１の首部１０３の軸線Ｐ３がビール樽
１０１の垂直軸線Ｐ１から傾いている場合があり、確実
を期するため、上述のように予め、内蓋１０２の仮締め
作業が必要である。即ち、螺子締め機により、ＸＹ軸方
向においてのみ、ビール樽１０１の首部１０３の開口部
１０３Ａの位置と内蓋１０２の位置合せが行なわれるの
で、仮締め作業が無ければ内蓋１０２の雄螺子部１０２
Ｃがビール樽１０１の首部１０３の開口部１０３Ａの雌
螺子部１０３Ｃにかじることになる。

【０００７】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、ワークのクランプされる
部位，加工される部位が垂直軸線から所定角度だけ傾い
ている場合、仮締め作業が無くても、ワークのクランプ
される部位，加工される部位の軸線に位置決めクラン
プ，加工手段等の工具の軸線を自動的に芯合わせした状
態でワークの位置決め，加工等の処理を施すことができ
る３次元芯合わせ装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
所定位置から降下自在のテーブルと、テーブルに固設さ
れた回転駆動手段と、回転駆動手段の出力軸に一端が連
結された第１回転軸と、第１回転軸の他端に設けられた
第１の３次元継手と、第１の３次元継手に一端が吊持さ
れた第２回転軸と、第２回転軸の途中に設けられ、該第
２回転軸の軸方向に伸縮する伸縮機構と、第２回転軸の
他端に設けられた第２の３次元継手と、第２の３次元継
手に一端が吊持された第３回転軸と、第３回転軸の先端
に設けられた工具と、第３回転軸の外周面に静止状態で
保持され、ワークの外周を保持離脱自在のフィンガを有
する把持手段とを備えていることを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の３
次元芯合わせ装置において、テーブルはＸＹ軸方向に移
動可能に構成されていることを特徴とする。請求項３記
載の発明は、ＸＹ軸方向に移動可能なテーブルと、テー
ブルに固設された回転駆動手段と、回転駆動手段の出力
軸に一端が連結された第１回転軸と、第１回転軸の他端
に設けられた第１の３次元継手と、第１の３次元継手に
一端が吊持された第２回転軸と、第２回転軸の途中に設
けられ、該第２回転軸の軸方向に伸縮する伸縮機構と、
第２回転軸の他端に設けられた第２の３次元継手と、第
２の３次元継手に一端が吊持された第３回転軸と、第３
回転軸の先端に設けられた工具と、第３回転軸の外周面
に静止状態で保持され、ワークの外周を保持離脱自在の
フィンガを有する把持手段とを備えていることを特徴と
する。

【００１０】請求項４記載の発明は、テーブルと、テー
ブルに固設された回転駆動手段と、回転駆動手段の出力
軸に一端が連結された第１回転軸と、第１回転軸の他端
に設けられた第１の３次元継手と、第１の３次元継手に
一端が吊持された第２回転軸と、第２回転軸の途中に設
けられ、該第２回転軸の軸方向に伸縮する伸縮機構と、
第２回転軸の他端に設けられた第２の３次元継手と、第
２の３次元継手に一端が吊持された第３回転軸と、第３
回転軸の先端に設けられた工具と、第３回転軸の外周面
に静止状態で保持され、ワークの外周を保持離脱自在の
フィンガを有する把持手段と、ワークを載置するととも
に所定位置から上昇自在に構成されたベースプレートと
を備えていることを特徴とする。

【００１１】請求項５記載の発明は、請求項４記載の３
次元芯合わせ装置において、テーブルはＸＹ軸方向に移
動可能に構成されていることを特徴とする。

【００１２】（作用）請求項１記載の発明においては、
予め、ワークのクランプされる部位，加工される部位の
軸線がＸＹ軸方向で概略位置出しされ、その状態でワー
クが固定されている。

【００１３】把持手段のフィンガが開かれた状態では、
把持手段のフィンガはワークのクランプされる部位，加
工される部位の外周から離脱されている。この時、テー
ブルに固定された第１回転軸に、第１の３次元継手を介
して第２回転軸が吊り下がり、さらに、第２回転軸に第
２の３次元継手を介して第３回転軸，工具，把持手段が
吊り下がっている。従って、第２回転軸，第３回転軸は
垂直状態になっている。

【００１４】テーブルを降下させると、全体的に当該３
次元芯合わせ装置が下がり、把持手段のフィンガはワー
クのクランプされる部位，加工される部位を掴む位置で
停止し、ワークを掴む。この時、垂直軸線に対してワー
クのクランプされる部位，加工される部位の軸線が傾斜
している場合（傾斜角度は一定でなく、ワークにより種
々の値を取る）、把持手段はワークのクランプされる部
位，加工される部位の軸線方向に傾こうとする力を受
け、これに伴って、第３回転軸の先端に設けられた工具
は把持手段を介してワークのクランプされる部位，加工
される部位の軸線方向に追従して傾こうとする。

【００１５】しかし、第１の３次元継手から把持手段の
フィンガまでの垂直距離は一定になっているので、把持
手段が傾こうとしても傾けない。そこで、テーブルを降
下させることにより、第１の３次元継手の位置が下げら
れる。その時、把持手段のフィンガはワークのクランプ
される部位，加工される部位を保持しているためフィン
ガの垂直位置はワークのクランプされる部位，加工され
る部位により固定され、変位しない。これに伴い、伸縮
機構により第２回転軸が縮む。

【００１６】これにより、第１の３次元継手に第２回転
軸，第２の３次元継手，第３回転軸，工具，把持手段が
吊り下げられているのではなく、第２回転軸の伸縮機構
から下側の部分，第３回転軸，工具，把持手段は、ワー
クのクランプされる部位，加工される部位を支持母体と
して浮いているような状態となり、同時に、垂直状態に
なっている第２回転軸，第３回転軸が行き場を失って第
２の３次元継手か水平方向に変位し、第２回転軸，第３
回転軸が傾く。第３回転軸はワークのクランプされる部
位，加工される部位の軸線方向に合うように傾き、第３
回転軸の軸線方向（工具の軸線方向）がワークのクラン
プされる部位，加工される部位の軸線方向に一致する。

【００１７】かかる状態で、回転駆動手段が回転される
と、その駆動力は第１回転軸→第１の３次元継手→第２
回転軸→第２の３次元継手→第３回転軸の順序で工具に
伝達する。請求項２記載の発明においては、基本的な作
用は請求項１記載の発明と同様であるが、加えて、テー
ブルはＸＹ軸方向に移動可能に構成されているので、工
具の軸線とワークのクランプされる部位，加工される部
位の軸線のＸＹ軸方向における芯ずれは、テーブルのＸ
Ｙ軸方向の移動により無くなり、工具の軸線がワークの
クランプされる部位，加工される部位の軸線にＸＹ軸方
向で一致される。

【００１８】請求項３記載の発明においては、請求項１
及び請求項２記載の発明の作用の説明と相違する部分に
ついてのみ説明する。垂直軸線に対してワークのクラン
プされる部位，加工される部位の軸線が傾斜している場
合（傾斜角度は一定でなく、ワークにより種々の値を取
る）、把持手段はワークの軸線方向に傾こうとする力を
受け、これに伴って、第３回転軸の先端に設けられた工
具は把持手段を介してワークのクランプされる部位，加
工される部位の軸線方向に追従して傾こうとする。

【００１９】しかし、把持手段のフィンガはワークのク
ランプされる部位，加工される部位を保持しているため
フィンガの垂直位置はワークのクランプされる部位，加
工される部位により固定され、変位しない。第１の３次
元継手から把持手段のフィンガまでの垂直距離は一定に
なっているので、把持手段が傾こうとしても傾けない。
そこで、伸縮機構により第２回転軸が伸びると同時にテ
ーブルがＸＹ軸方向に移動し、垂直状態になっている第
２回転軸，第３回転軸が行き場を失って第２の３次元継
手か水平方向に変位し、第２回転軸が平行移動するとと
もに第３回転軸が傾く。

【００２０】第３回転軸はワークのクランプされる部
位，加工される部位の軸線方向に合うように傾き、第３
回転軸の軸線方向（工具の軸線方向）がワークのクラン
プされる部位，加工される部位の軸線方向に一致する。
請求項４記載の発明においては、請求項１記載の発明の
作用と同様の作用が生じる。

【００２１】請求項５記載の発明においては、請求項２
記載の発明の作用と同様の作用が生じる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態について説明する。

【００２３】図１ないし図１３は請求項１及び請求項２
記載の発明の実施の形態に係わる３次元芯合わせ装置を
示す。ワークとしてビール樽（容器）を挙げ、容器の一
端部に形成された首部の開口部に内蓋を嵌め込むととも
に、３次元芯合わせ装置として容器の内蓋の締込装置を
挙げ、容器の内蓋の締込装置により、容器の首部の開口
部に内蓋を螺子締めする場合について説明する。なお、
本発明の実施の形態においては、ワークとしての容器の
内蓋については、従来例と同一の符号を付し、その説明
を省略する。

【００２４】図１，図２は、本発明の実施の形態に係わ
る３次元芯合わせ装置の上半分，下半分をそれぞれ示す
断面図である。両図面における二点鎖線Ｘ−Ｘを結ぶこ
とにより、３次元芯合わせ装置が構成される。図３は３
次元芯合わせ装置の全体を示す。図において、符号１は
３次元芯合わせ装置で、この３次元芯合わせ装置１は昇
降装置２を有している。図３，図４により昇降装置２を
説明する。

【００２５】昇降装置２は、フレーム３と、フレーム３
に立設されたねじ軸４と、ねじ軸４の上端に設けられた
モータ（図示せず）と、ねじ軸４に螺合する垂直板５
と、フレーム３に立設されねじ軸４の両側に配置された
ロッド６，６と、垂直板５に取り付けられたガイド６
Ａ，６Ａと、フレーム３の上端に設けられた滑車７，８
と、滑車７，８を介して一端が垂直板５に連結されたチ
ェーン９と、チェーン９の他端に連結されたカウンタウ
ェィト１０とを備え、ねじ軸４の回転により垂直板５を
昇降自在させるようになっている。垂直板５に取り付け
られたガイド６Ａ，６Ａは該垂直板５が昇降する際、ロ
ッド６，６に沿って直動する。

【００２６】垂直板５にはブラケット１１が固定され、
このブラケット１１の上にはテーブル１２が配置されて
いる。ブラケット１１の上面１１ＡにはＸ軸レール１
３，１３が固設され、テーブル１２の下面１２ＡにはＹ
軸レール１４，１４が固設されている。Ｘ軸レール１
３，１３の上に４つのガイド部材１２Ｂを介してＹ軸レ
ール１４，１４が直交して配置されている。４つのガイ
ド部材１２Ｂにより、ブラケット１１に対してテーブル
１２がＸＹ軸方向に移動可能になっている。

【００２７】図１，図２において、テーブル１２には円
筒部材１５が固設され、円筒部材１５にはマニホールド
１６が固定されている。このマニホールド１６上にはモ
ータからなる回転駆動手段１７が固定されている。円筒
部材１５の内周面１５Ａには軸受１８，１８が保持さ
れ、マニホールド１６の内周面１６Ａには軸受１９が保
持されている。マニホールド１６の内周面１６Ａには環
状溝２０が形成され、この環状溝２０には該マニホール
ド１６の径方向に形成されたエア通路２１の一端が連通
し、エア通路２１の他端は該マニホールド１６の外周面
１６Ｂに形成されたエアポート２２に連通している。

【００２８】軸受１８，１８，１９に第１回転軸２３が
支持され、第１回転軸２３の一端２３Ａは回転駆動手段
１７の出力軸１７Ａに連結されている。第１回転軸２３
には、環状溝２０に一端が連通するエア軸路２４が形成
されている。第１回転軸２３の外周面２３Ｂにはエルボ
２５が固定され、このエルボ２５にエア軸路２４の他端
が連通している。

【００２９】第１回転軸２３の他端２３Ｃにユニバーサ
ルジョイントからなる第１の３次元継手２６が設けられ
ている。第１の３次元継手２６に第２回転軸２７（図
１，図２に跨って図示）の一端が連結されている。第２
回転軸２７は、一端側のシャフト２７Ａに設けられたス
プライン受け部材２８と、他端側のシャフト２７Ｂに設
けられるとともにスプライン受け部材２８内に挿入され
たスプラインシャフト２９とを有し、スプライン受け部
材２８とスプラインシャフト２９とで伸縮機構３０を構
成している。この伸縮機構３０は第２回転軸２７の途中
に設けられており、この伸縮機構３０の伸縮により、該
第２回転軸２７が伸縮する。

【００３０】伸縮機構３０のスプライン受け部材２８は
円筒部材３１と、円筒部材３１の内周面３１Ａに挿入し
て固定され軸方向に沿って縦溝３２Ａが環状に形成され
たスプラインナット３２とで構成されている。

【００３１】スプラインシャフト２９はスプラインナッ
ト３２の縦溝３２Ａを摺動自在となっており、スプライ
ンシャフト２９の先端に設けられたストッパ３３がスプ
ラインナット３２の上面３２Ｂに当接している。従っ
て、伸縮機構３０は、後述する第３回転軸３５，把持手
段４８等の重力で軸方向に伸びた状態になっており、ス
プライン受け部材２８がスプラインシャフト２９を吊り
下げて支持するようになっている。

【００３２】第２回転軸２７の他端側のシャフト２７Ｂ
に第２の３次元継手３４が設けられている。第２の３次
元継手３４に第３回転軸３５が吊り下げられている。図
５に示すように、第３回転軸３５は、第２の３次元継手
３４に連結された一端側のシャフト３５Ａと、空気孔３
６Ａを有する蓋３６Ｂを介してシャフト３５Ａに固定さ
れた円筒部材３６と、円筒部材３６に取り付けられ空気
管３８を介して前記第１回転軸２３のエルボ２５に接続
されたエルボ３７と、円筒部材３６の図面上の下端に固
設されたロッドホルダ３９と、円筒部材３６内に配置さ
れたボールスプライン４０と、ボールスプライン４０を
摺動するとともに一端にピストン４２Ａを有し、ピスト
ン４２Ａとボールスプライン４０の上端４０Ａの間で空
気室４１を形成してなるピストンロッド４２と、円筒部
材３６とボールスプライン４０の間に嵌め込まれたキー
４３と、ピストンロッド４２の他端に固定されたツール
ブロック４４と、ツールブロック４４とロッドホルダ３
９の間に装着された圧縮バネ４５とで構成され、エルボ
３７と空気室４１は円筒部材３６の径方向に形成した空
気通路３６Ｃを介して連通している。

【００３３】なお、ロッドホルダ３９に対してツールブ
ロック４４が接離自在になっており、ピストンロッド４
２がツールブロック４４の底壁面４４Ａを押圧すること
により、ツールブロック４４はロッドホルダ３９から離
れて下方にシフトするようになっている。図５には、第
１回転軸２３のエルボ２５，空気管３８，エルボ３７か
ら空気室４１内に空気が供給された状態が示されてお
り、この状態では、ピストンロッド４２のピストン４２
Ａが蓋３６Ｂに押し当てられ、上方に移動したピストン
ロッド４２とともにツールブロック４４は上方にシフト
した位置にある。即ち、圧縮バネ４５が上方に移動され
た状態のツールブロック４４とロッドホルダ３９の間で
圧縮され、ピストンロッド４２は圧縮バネ４５の付勢力
に抗してピストンロッド４２が上がり、ツールブロック
４４はロッドホルダ３９に当接している。

【００３４】図５に示す状態から空気室４１内の空気が
抜かれると、圧縮バネ４５の付勢力によりピストンロッ
ド４２が下がり、圧縮バネ４５が元の状態に復元し、従
って、ツールブロック４４が下方にシフトするようにな
っている。そして、ツールブロック４４に、軸線Ｐ２に
対して対称に爪４６，４６からなる工具が下方に向けて
突設されるとともにプッシャ４７が設けられている。図
１０，図１３に示すように、爪４６，４６は内蓋１０２
の耳部１０２Ａ，１０２Ａに回転力を与えるものであ
る。プッシャ４７は内蓋１０２の凹部１０２Ｂの内側底
１０２Ｄを押圧するものである。

【００３５】図２，図５に示すように、第３回転軸３５
の円筒部材３６の外周面３６Ｄに静止状態で把持手段４
８が軸受４９，４９を介して保持され、把持手段４８は
ビール樽１０１の首部１０３の外周を保持離脱自在に構
成されている。図２，図５ないし図９に示すように、把
持手段４８は、軸受４９，４９に支持される筒部５０
Ａ，この筒部５０Ａの両側に一体に設けられたプレート
５０Ｆ及びプレート５０Ｆ上のレール５０Ｂ，５０Ｂを
有する支持体５０と、支持体５０の端部に固定した垂直
板５０Ｃ，５０Ｃにそれぞれ固定されたエアシリンダ５
１，５１と、レール５０Ｂ，５０Ｂ上を図２の左右方向
に摺動するブロック体５２，５２と、ブロック体５２，
５２にそれぞれ固定されビール樽１０１の首部１０３を
把持するく字状のフィンガ５３，５３と、支持体５０の
筒部５０Ａの下端内周面５０Ｄに取り付けられたリング
５４（図５に図示）と、フィンガ移動量調整装置５５
と、垂直板５０Ｃとブロック体５２の外側面５２Ａの間
を囲む外側蛇腹５６Ａ，５６Ａと、支持体５０の筒部５
０Ａの側面５０Ｅとブロック体５２の内側面５２Ｂの間
を囲む内側蛇腹５６Ｂ，５６Ｂとを有している。

【００３６】前記フィンガ移動量調整装置５５は、支持
体５０の筒部５０Ａに回転自在に軸着された円板型リン
ク５７と、リンク部材５８，５８とを有し、リンク部材
５８，５８の各一端に設けたピン５８Ａ，５８Ａが該円
板型リンク５７の円周方向にそって移動自在になってお
り、リンク部材５８，５８の各他端に設けたピン５８
Ｂ，５８Ｂはブロック体５２，５２に軸着されている。
ブロック体５２，５２が開閉することにより、ピン５８
Ｂ，５８Ｂを中心としてリンク部材５８，５８が回動す
るようになっている。

【００３７】フィンガ移動量調整装置５５により、ビー
ル樽１０１の首部１０３の軸線Ｐ３のＸＹ方向の位置が
ビール樽１０１の外周面１０１Ａに対して図面上の正し
い位置からずれていても、ビール樽１０１の首部１０３
にフィンガ５３，５３が追従するようにエアシリンダ５
１，５１が作動する。なお、図３に示すように、ビール
樽１０１はトッププレートコンベヤ５９上に載置され、
図１１に示す一対のく字状のフィンガ６０Ａ，６０Ａか
らなるビール樽用クランプ６０に挟持されてＸＹ方向の
位置決めがなされる。また、図１，図３において、符号
６１は円形ガイド６１Ａを先端に取り付けてなる円筒部
材を示す。

【００３８】次に、本発明の実施の形態における作用を
説明する。図３に示すように、ビール樽１０１はトップ
プレートコンベヤ５９上に載置されている。予め、ビー
ル樽１０１の垂直軸線Ｐ１がＸＹ軸方向で概略位置出し
され、その状態でビール樽用クランプ６０（図１１に図
示）によりビール樽１０１が固定されている。

【００３９】テーブル１２はＸＹ軸方向に移動可能に構
成されているので、爪４６，４６からなる工具の軸線Ｐ
２（第３回転軸３５の軸線と一致）とビール樽１０１の
首部１０３の軸線Ｐ３のＸＹ軸方向における芯ずれは、
テーブル１２のＸＹ軸方向の移動により無くなり、爪４
６，４６からなる工具の軸線Ｐ２がビール樽１０１の首
部１０３の軸線Ｐ３にＸＹ軸方向で一致する。

【００４０】把持手段４８のフィンガ５３，５３が開か
れた状態では、把持手段４８のフィンガ５３，５３はビ
ール樽１０１の首部１０３の外周から離脱されている。
図３に示す状態から昇降装置２によりテーブル１２が降
下されると、図１，図２に示す状態となり、全体的に当
該３次元芯合わせ装置１が下げられ、把持手段４８のフ
ィンガ５３，５３はビール樽１０１の首部１０３を掴む
位置で停止する。

【００４１】この時、テーブル１２に固定された第１回
転軸２３に、第１の３次元継手２６を介して第２回転軸
２７が吊り下がり、さらに、第２回転軸２７に第２の３
次元継手３４を介して第３回転軸３５，爪４６，４６か
らなる工具，把持手段４８が吊り下がっている。従っ
て、第２回転軸２７，第３回転軸３５は重力により垂直
状態になっている。

【００４２】そして、把持手段４８のフィンガ５３，５
３が開かれた状態では、位置決めピン５０Ｇ，５０Ｇが
円筒部材６１のガイド６１Ａの内側に当接し、３次元芯
合わせ装置１を垂直状態に保つ働きをする。即ち、円筒
部材６１のガイド６１Ａは、３次元芯合わせ装置１の全
体が上下動する場合、該３次元芯合わせ装置１を垂直に
保つ機能を有する。

【００４３】続いて、把持手段４８においては、エアシ
リンダ５１，５１が作動し、レール５０Ｂ，５０Ｂ上を
ブロック体５２，５２が摺動され、図９に示すようにフ
ィンガ５３，５３によりビール樽１０１の首部１０３が
掴まれる。この時、フィンガ移動量調整装置５５によ
り、ビール樽１０１の首部１０３の軸線Ｐ３のＸＹ軸方
向の位置がビール樽１０１の外周面１０１Ａに対して図
面上の正しい位置からずれていても、ビール樽１０１の
首部１０３の外周にフィンガ５３，５３が追従するよう
にエアシリンダ５１，５１が作動する。

【００４４】そして、ビール樽１０１の垂直軸線Ｐ１に
対してビール樽１０１の首部１０３の軸線Ｐ３が傾斜し
ている場合（首部１０３の傾斜角度は一定でなく、ビー
ル樽１０１の首部１０３により種々の値を取る）、当該
３次元芯合わせ装置１及びビール樽１０１の首部１０３
は図１２，図１３に示す状態となる。以下、説明する。
図１，図２，図１２，図１３において、フィンガ５３，
５３でビール樽１０１の首部１０３の外周が把持される
ことにより、把持手段４８はビール樽１０１の首部１０
３の軸線Ｐ３の方向に傾こうとする力を受ける。これに
伴って、第３回転軸３５の先端に設けられた爪４６，４
６からなる工具は把持手段４８を介してビール樽１０１
の首部１０３の軸線Ｐ３の方向に追従して傾こうとす
る。

【００４５】しかし、第１の３次元継手２６から把持手
段４８のフィンガ５３，５３までの垂直距離Ｌ（図１２
に図示）は一定になっているので、把持手段４８が傾こ
うとしても傾けない。そこで、テーブル１２を降下させ
ることにより、第１の３次元継手２６はＡ１点からＡ２
点に位置が下げられる。この際、重力で最大限伸びた状
態の伸縮機構３０により、第２回転軸２７が縮んでいる
（縮み量α）。なお、図１２にはテーブル１２が上述し
たＸＹ軸方向に移動する場合も図示している。

【００４６】その時、把持手段４８のフィンガ５３，５
３はビール樽１０１の首部１０３を保持しているためフ
ィンガ５３，５３の垂直位置はビール樽１０１の首部１
０３により固定され、変位しない。これにより、第１の
３次元継手２６に第２回転軸２７，第２の３次元継手３
４，第３回転軸３５，爪４６，４６からなる工具，把持
手段４８は吊り下げられているのではなく、第２回転軸
２７の伸縮機構３０から下側の部分，第３回転軸３５，
爪４６，４６からなる工具，把持手段４８が、該把持手
段４８のフィンガ５３，５３がビール樽１０１の首部１
０３が把持した状態で、浮いているような状態となる。
同時に、垂直状態になっている第２回転軸２７，第３回
転軸３５が行き場を失って第２の３次元継手３４が、点
Ｃを中心としてＢ１点からＢ２点に回転し、水平方向に
変位し、第２回転軸２７，第３回転軸３５が傾く。

【００４７】これに伴い、縮んでいた伸縮機構３０を構
成要件としている第２回転軸２７が伸びる（伸び量
β）。ここで、縮み量α≧伸び量βとなっている。重力
で最大限伸びた状態の伸縮機構３０により第２回転軸２
７が縮む。第３回転軸３５は首部１０３の軸線Ｐ３の方
向に合うように傾き、第３回転軸３５の軸線方向（爪４
６，４６からなる工具の軸線Ｐ２の方向）がビール樽１
０１の首部１０３に一致する。

【００４８】かかる状態で、回転駆動手段１７が駆動さ
れると、その駆動力は第１回転軸２３→第１の３次元継
手２６→第２回転軸２７→第２の３次元継手３４→第３
回転軸３５→ツールブロック４４の順序で爪４６，４６
からなる工具に伝達する。プッシャ４７が内蓋１０２の
凹部１０２Ｂの内側底１０２Ｄを押圧しながら、図１０
に示すように、爪４６，４６からなる工具により内蓋１
０２の耳部１０２Ａ，１０２Ａに回転力が伝達され、該
内蓋１０２が首部１０３の開口部１０３Ａに締め込まれ
る。

【００４９】以上の如き構成によれば、ビール樽１０１
の首部１０３がビール樽１０１の垂直軸線Ｐ１から所定
角度だけ傾いている場合、ビール樽１０１の首部１０３
の軸線Ｐ３の傾きが種々の値をとっても、ビール樽１０
１の首部１０３の軸線Ｐ３に合わせて、ビール樽１０１
の首部１０３から把持手段４８を介して第３回転軸３５
を自動的に傾ける力が伝達されるので、第２回転軸２７
が第１の３次元継手２６を中心として傾くとともに第３
回転軸３５が第２の３次元継手３４を中心として傾き、
種々の値をとるビール樽１０１の首部１０３の軸線Ｐ３
の傾きに、第２回転軸２７，第３回転軸３５の傾き，伸
縮機構３０による第２回転軸２７の伸び量を自動的に追
従変化させることができる。

【００５０】従って、仮締め作業による予備動作が無く
ても、第３回転軸３５に設けた爪４６，４６からなる工
具の軸線Ｐ２をビール樽１０１の首部１０３の軸線Ｐ３
に自動的に芯合わせした状態でビール樽１０１の首部１
０３に内蓋１０２を螺子締めすることができる。なお、
本発明の実施の形態においては、容器としてビール樽を
例に挙げて説明したが、これに限定されることはない。

【００５１】また、本発明の実施の形態においては、ワ
ークとしてビール樽（容器）を挙げ、容器の一端部に形
成された首部の開口部に内蓋を嵌め込むとともに、３次
元芯合わせ装置として容器の内蓋の締込装置を挙げ、容
器の内蓋の締込装置により、容器の首部の開口部に内蓋
を螺子締めする場合について説明したが、当然のことな
がら容器の内蓋の緩め装置にも適用できる。容器として
ビール樽以外のドラム缶，酸素ボンベ，消化ボンベ等に
も適用できる。また、容器をクランプして位置決めする
以外の加工対象物にも適用でき、例えば、工具としてド
リルを挙げることができる。

【００５２】さらに、本発明の実施の形態においては、
テーブル１２がＸＹ軸方向に移動可能になっている場合
について説明したが、爪４６，４６からなる工具の軸線
Ｐ２とビール樽１０１の首部１０３の軸線Ｐ３がＸＹ軸
方向で一致していることを条件として、テーブル１２を
上下方向にのみ移動させることもできる。この場合も、
図１４に示すように、図１２，図１３で説明した本発明
の実施の形態における作用と同様の作用が生じ、本発明
の実施の形態における効果と同様の効果を奏する。

【００５３】そして、本発明の実施の形態においては、
図１２，図１３に示すように、ビール樽１０１の垂直軸
線Ｐ１に対してビール樽１０１の首部１０３の軸線Ｐ３
が傾斜している場合について説明したが、ビール樽１０
１の垂直軸線Ｐ１に対してビール樽１０１の首部１０３
の軸線Ｐ３が垂直になっており、ビール樽１０１の首部
１０３に内蓋１０２が斜めにセットされた場合について
も適用できる。この場合には、内蓋１０２はビール樽１
０１の首部１０３に強制的に合致して締め込まれる。

【００５４】図１５ないし図１７は請求項３記載の発明
の実施の形態に係わる３次元芯合わせ装置を示す。請求
項３記載の発明の実施の形態に係わる３次元芯合わせ装
置は、請求項１及び請求項２記載の発明の実施の形態に
係わる３次元芯合わせ装置と基本的には同様の構成であ
り、同一構成部分については同一符号を付して相違する
部分についてのみ説明する。ワークとしてビール樽（容
器）を挙げ、容器の一端部に形成された首部の開口部に
内蓋（従来例と同一の符号を付し、その説明を省略す
る）を嵌め込むとともに、３次元芯合わせ装置として容
器の内蓋の締込装置を挙げ、容器の内蓋の締込装置によ
り、容器の首部の開口部に内蓋を螺子締めする場合につ
いて説明する。

【００５５】図１６，図１７は、本発明の実施の形態に
係わる３次元芯合わせ装置の上半分，下半分をそれぞれ
示す断面図である。両図面における二点鎖線Ｗ−Ｗを結
ぶことにより、３次元芯合わせ装置が構成される。図１
６，図１７において、テーブル１２はＸＹ軸方向に移動
可能に構成されている。

【００５６】第２回転軸２７は、一端側のシャフト２７
Ａに設けられたスプライン受け部材２８と、他端側のシ
ャフト２７Ｂに設けられるとともにスプライン受け部材
２８内に挿入されたスプラインシャフト２９とを有して
いる。スプライン受け部材２８と、スプラインシャフト
２９と、一端側のシャフト２７Ａに設けられたブラケッ
ト７１Ａと他端側のシャフト２７Ｂに設けられたブラケ
ット７１Ｂの間に装着された引張りスプリング７１Ｃと
でバネ型の伸縮機構７１が構成されている。この伸縮機
構７１は第２回転軸２７の途中に設けられている。伸縮
機構７１のスプライン受け部材２８は、円筒部材３１
と、円筒部材３１の内周面３１Ａに挿入して固定され軸
方向に沿って縦溝３２Ａが環状に形成されたスプライン
ナット３２とで構成されている。スプラインシャフト２
９は、スプラインナット３２の縦溝３２Ａを摺動自在と
なっており、スプラインシャフト２９の先端に設けられ
たストッパ３３はスプラインナット３２の上面３２Ｂか
ら浮いている。この伸縮機構７１が該第２回転軸２７の
軸方向に伸びることにより、第２回転軸２７が伸びるよ
うになっている。

【００５７】しかして、本発明の実施の形態において
は、ビール樽１０１の垂直軸線Ｐ１に対してビール樽１
０１の首部１０３の軸線Ｐ３が傾斜している場合（傾斜
角度は一定でなく、ビール樽１０１により種々の値を取
る）、把持手段４８はビール樽１０１の首部１０３の軸
線Ｐ３の方向に傾こうとする力を受け、これに伴って、
第３回転軸３５の先端に設けられた爪４６，４６からな
る工具は把持手段４８を介してビール樽１０１の首部１
０３の軸線Ｐ３の方向に追従して傾こうとする。

【００５８】しかし、把持手段４８のフィンガ５３，５
３はビール樽１０１の首部１０３を保持しているためフ
ィンガ５３，５３の垂直位置はビール樽１０１の首部１
０３により固定され、変位しない。第１の３次元継手２
６から把持手段４８のフィンガ５３，５３までの垂直距
離Ｌは一定になっているので、把持手段４８が傾こうと
しても傾けない。

【００５９】そこで、伸縮機構７１により第２回転軸２
７が伸びると同時にテーブル１２がＸＹ軸方向に移動
し、垂直状態になっている第２回転軸２７，第３回転軸
３５が行き場を失って第２の３次元継手３４が水平方向
に変位し、第２回転軸２７が平行移動するとともに第３
回転軸３５が傾く。第３回転軸３５はビール樽１０１の
首部１０３の軸線Ｐ３の方向に合うように傾き、第３回
転軸３５の軸線方向（爪４６，４６からなる工具の軸線
Ｐ２の方向）がビール樽１０１の首部１０３の軸線Ｐ３
の方向に一致する。

【００６０】本発明の実施の形態に係わる３次元芯合わ
せ装置によれば、請求項１及び請求項２記載の発明の実
施の形態に係わる３次元芯合わせ装置と同様の効果を奏
する。図１８は請求項４及び請求項５記載の発明の実施
の形態に係わる３次元芯合わせ装置を示す。請求項４及
び請求項５記載の発明の実施の形態に係わる３次元芯合
わせ装置は、請求項１及び請求項２記載の発明の実施の
形態に係わる３次元芯合わせ装置と基本的には同様の構
成であり、同一構成部分については同一符号を付して相
違する部分についてのみ説明する。ワークとしてビール
樽（容器）を挙げ、容器の一端部に形成された首部の開
口部に内蓋（従来例と同一の符号を付し、その説明を省
略する）を嵌め込むとともに、３次元芯合わせ装置とし
て容器の内蓋の締込装置を挙げ、容器の内蓋の締込装置
により、容器の首部の開口部に内蓋を螺子締めする場合
について説明する。

【００６１】図に示すように、固定台８１にサポート部
材８１Ａが固定され、このサポート部材８１Ａ上にテー
ブル１２がＸＹ軸方向に移動可能になっており、上下方
向で固定されていない。ビール樽１０１がベースプレー
ト８２上に位置決め載置されている。ベースプレート８
２はエアシリンダ８３Ａを有するリフト装置８３により
所定位置から上昇自在に構成されており、このベースプ
レート８２の上昇により請求項１及び請求項２記載の発
明の実施の形態に係わるテーブル１２の降下と同様の作
用が生じる。即ち、ベースプレート８２の上昇により、
ビール樽１０１の首部１０３の傾きが種々の値をとって
も、これに第２回転軸２７，第３回転軸３５が追従して
傾き，第３回転軸３５に設けた爪４６，４６からなる工
具の軸線Ｐ２をビール樽１０１の首部１０３の軸線Ｐ３
に自動的に芯合わせすることができる。

【００６２】なお、本発明の実施の形態においては、容
器としてビール樽を例に挙げて説明したが、これに限定
されることはない。また、本発明の実施の形態において
は、テーブル１２がＸＹ軸方向に移動可能になっている
場合について説明したが、爪４６，４６からなる工具の
軸線Ｐ２とビール樽１０１の首部１０３の軸線Ｐ３がＸ
Ｙ軸方向で一致することを条件として、ベースプレート
８２を上下方向にのみ移動させることもできる。

【００６３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ワークの
クランプされる部位，加工される部位が垂直軸線から所
定角度だけ傾いている場合、ワークのクランプされる部
位，加工される部位軸線の傾きが種々の値をとっても、
ワークのクランプされる部位，加工される部位の軸線に
合わせて、ワークのクランプされる部位，加工される部
位から把持手段を介して第３回転軸を自動的に傾ける力
が伝達されるので、第２回転軸が第１の３次元継手を中
心として傾くとともに第３回転軸が第２の３次元継手を
中心として傾き、種々の値をとるワークのクランプされ
る部位，加工される部位の軸線の傾きに、第２回転軸，
第３回転軸の傾き，伸縮機構による第２回転軸の伸み量
を自動的に追従変化させることができる。

【００６４】従って、予備動作が無くても、第３回転軸
に設けた位置決めクランプ，加工工具等の工具の軸線を
ワークの軸線に自動的に芯合わせした状態でワークの位
置決め，加工等の処理を施すことができる効果を奏す
る。請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明
と同様の効果を奏する。加えて、第１回転軸とワークの
クランプされる部位，加工される部位の軸線がＸＹ軸方
向で位置出しがされていなくても、テーブルがＸＹ軸方
向に移動することにより、ワークのクランプされる部
位，加工される部位の軸線に第３回転軸に設けた位置決
めクランプ，加工工具等の工具の軸線をＸＹ軸方向で芯
合わせすることができる。

【００６５】請求項３記載の発明によれば、請求項１及
び請求項２記載の発明と同様の効果を奏する。請求項４
記載の発明においては、請求項１記載の発明の作用と同
様の効果を奏し、ベースプレートの上昇により請ワーク
の軸線の傾きが種々の値をとっても、第３回転軸に設け
た位置決めクランプ，加工工具等の工具の軸線をワーク
の軸線に自動的に芯合わせすることができる。請求項５
記載の発明においては、請求項２記載の発明と同様の効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１及び請求項２記載の発明の実施の形態
に係わる３次元芯合わせ装置の上半分を示す断面図であ
る。

【図２】同３次元芯合わせ装置の下半分を示す断面図で
ある。

【図３】同３次元芯合わせ装置を示す全体図である。

【図４】同３次元芯合わせ装置の平面図である。

【図５】図２の第３回転軸を示す拡大断面図である。

【図６】図２の把持手段の正面図である。

【図７】図６のＹ−Ｙ線で切断した矢視図である。

【図８】図７のＺ−Ｚ線で切断した断面図である。

【図９】図２のフィンガを示す平面図である。

【図１０】第３回転軸の先端の工具（爪）を示す平面断
面図である。

【図１１】ビール樽用クランプを示す平面図である。

【図１２】同３次元芯合わせ装置の作用状態説明図であ
る。

【図１３】内蓋の螺子締め状態を示す作用状態説明図で
ある。

【図１４】同発明の実施の形態に係わる３次元芯合わせ
装置のテーブルをＸＹ軸方向に移動しない場合の作用状
態説明図である。

【図１５】請求項３記載の発明の実施の形態に係わる３
次元芯合わせ装置の作用状態説明図である。

【図１６】請求項３記載の発明の実施の形態に係わる３
次元芯合わせ装置の上半分を示す断面図である。

【図１７】同３次元芯合わせ装置の下半分を示す断面図
である。

【図１８】請求項４及び請求項５記載の発明の実施の形
態に係わる３次元芯合わせ装置を示す全体図である。

【図１９】ビール樽及び内蓋を示す斜視図である。

【図２０】首部が傾斜した状態を示すビール樽の外観図
である。

【図２１】ビール樽の首部に螺子締めされた内蓋の状態
を示す断面図である。

【符号の説明】

１３次元芯合わせ装置２昇降装置１２テーブル１２Ｂガイド部材１７回転駆動手段（モータ）１７Ａ出力軸２３第１回転軸２６第１の３次元継手２７第２回転軸３０伸縮機構３４第２の３次元継手３５第３回転軸４６爪（工具）４８把持手段５３フィンガ１０１ビール樽１０２内蓋１０３首部

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【手続補正書】

【提出日】平成８年５月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】しかし、把持手段のフィンガはワークのク
ランプされる部位，加工される部位を保持しているため
フィンガの垂直位置はワークのクランプされる部位，加
工される部位により固定され、変位しない。第１の３次
元継手から把持手段のフィンガまでの垂直距離は一定に
なっているので、把持手段が傾こうとしても傾けない。
そこで、伸縮機構により第２回転軸が伸びると同時にテ
ーブルがＸＹ軸方向に移動し、垂直状態になっている第
２回転軸，第３回転軸が行き場を失って第２の３次元継
手が水平方向に変位し、第２回転軸が平行移動するとと
もに第３回転軸が傾く。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】図１，図２は、本発明の実施の形態に係わ
る３次元芯合わせ装置の上半分，下半分をそれぞれ示す
断面図である。両図面における一点鎖線Ｘ−Ｘを結ぶこ
とにより、３次元芯合わせ装置が構成される。図３は３
次元芯合わせ装置の全体を示す。図において、符号１は
３次元芯合わせ装置で、この３次元芯合わせ装置１は昇
降装置２を有している。図３，図４により昇降装置２を
説明する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】昇降装置２は、フレーム３と、フレーム３
に立設されたねじ軸４と、ねじ軸４の上端に設けられた
モータ（図示せず）と、ねじ軸４に螺合する垂直板５
と、フレーム３に立設されねじ軸４の両側に配置された
ロッド６，６と、垂直板５に取り付けられたガイド６
Ａ，６Ａと、フレーム３の上端に設けられた滑車７，８
と、滑車７，８を介して一端が垂直板５に連結されたチ
ェーン９と、チェーン９の他端に連結されたカウンタウ
ェィト１０とを備え、ねじ軸４の回転により垂直板５を
昇降させるようになっている。垂直板５に取り付けられ
たガイド６Ａ，６Ａは該垂直板５が昇降する際、ロッド
６，６に沿って直動する。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５５】図１６，図１７は、本発明の実施の形態に
係わる３次元芯合わせ装置の上半分，下半分をそれぞれ
示す断面図である。両図面における一点鎖線Ｗ−Ｗを結
ぶことにより、３次元芯合わせ装置が構成される。図１
６，図１７において、テーブル１２はＸＹ軸方向に移動
可能に構成されている。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６５】請求項３記載の発明によれば、請求項１及
び請求項２記載の発明と同様の効果を奏する。請求項４
記載の発明においては、請求項１記載の発明の作用と同
様の効果を奏し、ベースプレートの上昇によりワークの
軸線の傾きが種々の値をとっても、第３回転軸に設けた
位置決めクランプ，加工工具等の工具の軸線をワークの
軸線に自動的に芯合わせすることができる。請求項５記
載の発明においては、請求項２記載の発明と同様の効果
を奏する。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】図６の一点鎖線Ｙ−Ｙで切断した矢視図であ
る。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】図７の一点鎖線Ｚ−Ｚで切断した断面図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤正彦東京都大田区蒲田本町一丁目10番１号株式会社新潟鐵工所企画室技術部内 (72)発明者中島啓造神奈川県横浜市磯子区新磯子町27番地株式会社新潟鐵工所企画室開発センター内 (72)発明者清水浩幸神奈川県横浜市磯子区新磯子町27番地株式会社新潟鐵工所企画室開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定位置から降下自在のテーブルと、テーブルに固設された回転駆動手段と、回転駆動手段の出力軸に一端が連結された第１回転軸
と、第１回転軸の他端に設けられた第１の３次元継手と、第１の３次元継手に一端が吊持された第２回転軸と、第２回転軸の途中に設けられ、該第２回転軸の軸方向に
伸縮する伸縮機構と、第２回転軸の他端に設けられた第２の３次元継手と、第２の３次元継手に一端が吊持された第３回転軸と、第３回転軸の先端に設けられた工具と、第３回転軸の外周面に静止状態で保持され、ワークの外
周を保持離脱自在のフィンガを有する把持手段とを備え
ていることを特徴とする３次元芯合わせ装置。
【請求項２】テーブルはＸＹ軸方向に移動可能に構成
されていることを特徴とする請求項１記載の３次元芯合
わせ装置。
【請求項３】ＸＹ軸方向に移動可能なテーブルと、テーブルに固設された回転駆動手段と、回転駆動手段の出力軸に一端が連結された第１回転軸
と、第１回転軸の他端に設けられた第１の３次元継手と、第１の３次元継手に一端が吊持された第２回転軸と、第２回転軸の途中に設けられ、該第２回転軸の軸方向に
伸縮する伸縮機構と、第２回転軸の他端に設けられた第２の３次元継手と、第２の３次元継手に一端が吊持された第３回転軸と、第３回転軸の先端に設けられた工具と、第３回転軸の外周面に静止状態で保持され、ワークの外
周を保持離脱自在のフィンガを有する把持手段とを備え
ていることを特徴とする３次元芯合わせ装置。
【請求項４】テーブルと、テーブルに固設された回転駆動手段と、回転駆動手段の出力軸に一端が連結された第１回転軸
と、第１回転軸の他端に設けられた第１の３次元継手と、第１の３次元継手に一端が吊持された第２回転軸と、第２回転軸の途中に設けられ、該第２回転軸の軸方向に
伸縮する伸縮機構と、第２回転軸の他端に設けられた第２の３次元継手と、第２の３次元継手に一端が吊持された第３回転軸と、第３回転軸の先端に設けられた工具と、第３回転軸の外周面に静止状態で保持され、ワークの外
周を保持離脱自在のフィンガを有する把持手段と、ワークを載置するとともに所定位置から上昇自在に構成
されたベースプレートとを備えていることを特徴とする
３次元芯合わせ装置。
【請求項５】テーブルはＸＹ軸方向に移動可能に構成
されていることを特徴とする請求項４記載の３次元芯合
わせ装置。