(57)【要約】【課題】  プッシャを用いて部品の嵌合挿入を行う際に、「くいつき」の発生を回避する。【解決手段】  第１部品を直交座標系の３軸のうち第１の軸方向に移動させ、第２部品の開口部に嵌合挿入する部品挿入装置であって、前記直交座標系の３軸のうち第２および第３の軸の少なくとも一方の軸回りの回転自由度を有する状態で前記第１部品を前記第１の軸方向に押すプッシャと、前記プッシャの先端部に設けられ、前記少なくとも一方の軸回りに回転可能な回転機構と、を備える。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部品を直交座標系の３軸のうち第１の軸方向に移動させ、第２部品の開口部に嵌合挿入する部品挿入装置であって、
前記直交座標系の３軸のうち第２および第３の軸の少なくとも一方の軸回りの回転自由度を有する状態で前記第１部品を前記第１の軸方向に押すプッシャと、
前記プッシャの先端部に設けられ、前記少なくとも一方の軸回りに回転可能な回転機構と、
を備えることを特徴とする部品挿入装置。
【請求項２】
請求項１に記載の部品挿入装置であって、
前記プッシャは、前記第３の軸回りの回転自由度を有する状態で前記第１部品を前記第１の軸方向に押し、
前記回転機構は、前記第３の軸回りに回転可能であることを特徴とする部品挿入装置。
【請求項３】
請求項１に記載の部品挿入装置であって、
前記第１および第２の軸方向は、互いに直交する略水平方向であり、
前記第３の軸方向は、略鉛直方向であることを特徴とする部品挿入装置。
【請求項４】
請求項１に記載の部品挿入装置であって、
前記プッシャは、前記第２および第３の軸回りの回転自由度を有する状態で前記第１部品を前記第１の軸方向に押し、
前記回転機構は、前記第２および第３の軸回りに回転可能であることを特徴とする部品挿入装置。
【請求項５】
請求項１に記載の部品挿入装置であって、
前記第１の軸方向は、略鉛直方向であり、
前記第２および第３の軸方向は、互いに直交する略水平方向であることを特徴とする部品挿入装置。
【請求項６】
請求項２または請求項３に記載の部品挿入装置であって、
前記回転機構は、内輪が前記プッシャの先端部に固定され、外輪が前記第１部品に接触しながら前記第３の軸回りに回転可能なラジアル軸受であることを特徴とする部品挿入装置。
【請求項７】
請求項２または請求項３に記載の部品挿入装置であって、
前記回転機構は、前記プッシャの先端部に前記第２の軸方向の位置が互いに異なるように配置され、それぞれ、内輪が前記プッシャの先端部に固定され、外輪が前記第１部品に接触しながら前記第３の軸回りに回転可能な２個以上のラジアル軸受であることを特徴とする部品挿入装置。
【請求項８】
請求項２ないし請求項５の何れかに記載の部品挿入装置であって、
前記回転機構は、前記第１部品に接触しながら回転自在なボールを有するボールプランジャであることを特徴とする部品挿入装置。
【請求項９】
請求項４または請求項５に記載の部品挿入装置であって、
前記回転機構は、前記プッシャの先端部にすべてが同一直線上に並ばないように配置され、それぞれ、前記第１部品に接触しながら回転自在なボールを有する３個以上のボールプランジャであることを特徴とする部品挿入装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９の何れかに記載の部品挿入装置であって、
前記プッシャは、先端部が前記第２部品の開口部の中心線上に沿って前記第１の軸方向に移動して前記第１部品を押すことを特徴とする部品挿入装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか１項に記載の部品挿入装置であって、
前記第１部品には、
前記第１部品が前記第２部品の開口部に挿入された際に、前記第１部品の先端を前記少なくとも一方の軸周りに変位させる方向に弾性力を発生させつつ、前記第１部品を前記開口部の内側面に押圧するバネ部材が取り付けられていること、
を特徴とする部品挿入装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の部品挿入装置であって、
前記バネ部材は、前記第１部品の挿入方向に向かうにつれて弾性力に従って前記第１部品の表面から離れるよう、前記第１部品の表面に取り付けられ、
前記開口部は、前記第１部品が前記開口部に挿入されると、前記バネ部材の先端が当接するとともに前記バネ部材が弾性力に抗して変位するよう、前記バネ部材の先端を案内する傾斜面を有する
ことを特徴とする部品挿入装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の部品挿入装置であって、
前記開口部は、前記バネ部材が一定の弾性力に抗して変位するよう、前記傾斜面に連続して形成される内側面を有する
ことを特徴とする部品挿入装置。
【請求項１４】
請求項１１ないし請求項１３の何れかに記載の部品挿入装置であって、
前記第１部品は、前記開口部に対する挿入方向が長手方向となる棒形状を呈し、
前記バネ部材は、前記第１部品の長手方向に沿って前記第１部品に取り付けられる
ことを特徴とする部品挿入装置。
【請求項１５】
第１部品を直交座標系の３軸のうち第１の軸方向に移動させ、第２部品の開口部に嵌合挿入する部品挿入装置であって、
前記直交座標系の３軸のうち第２および第３の軸の少なくとも一方の軸回りの回転自由度を有する状態で前記第１部品を前記第１の軸方向に押すプッシャと、
前記プッシャの先端部に設けられ、前記少なくとも一方の軸回りに回転可能な回転機構と、を備え、
前記第１部品には、
前記第１部品が前記第２部品の開口部に挿入された際に、前記第１部品の挿入方向が前記第１の軸方向になるよう、前記第１部品の先端を前記少なくとも一方の軸周りに変位させる方向に弾性力を発生させつつ、前記第１部品を前記開口部の内側面に押圧するバネ部材が取り付けられていること、
を特徴とする部品挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品挿入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、工場の製造ラインなどにおいては、様々な産業用ロボットが用いられ、組立作業の自動化が図られている。また、工場で自動化が行われている組立作業としては、穴や溝、壁面間などの開口部を有する被挿入部品の開口部に、挿入部品を嵌合挿入する挿入作業がある。
【０００３】
例えば、特許文献１では、ロボットの先端に設けられたチャック機構によって挿入部品を把持して、被挿入部品の穴に嵌合挿入する部品自動組立装置が開示されている。また、特許文献１の部品自動組立装置では、ＲＣＣ（REMOTE CENTER COMPLIANCE）と、ＲＣＣに対して作用する力を計測する力覚センサとを用いて、把持した挿入部品の位置や姿勢を補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２４１７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の部品自動組立装置では、チャック機構による挿入部品の把持や、力覚センサによる力の計測に時間がかかり、高速組立には適していない。
【０００６】
ここで、挿入部品を把持することなく、プッシャを用いて一方向に押すことによって、被挿入部品の開口部に挿入部品を嵌合挿入する挿入作業をより高速に行うことができる部品挿入装置の構成の一例を図１８ないし図２１に示す。ここで、図１８および図１９は、それぞれ挿入作業開始時の状態を示す側面図および平面図であり、図２０および図２１は、それぞれ挿入作業完了時の状態を示す側面図および平面図である。
【０００７】
なお、以下の説明において、図中のｚ軸方向は、水平面に対する垂直方向に対応し、ｙ軸方向は、プッシャの移動方向に対応し、ｘ軸方向は、被挿入部品の開口部およびプッシャの幅方向に対応するものとする。また、図中の各座標軸は、矢印の方向で＋方向を表すとともに、×印付きの丸印で紙面の手前から奥に向かう方向が＋方向であることを示し、黒丸付きの丸印で紙面の奥から手前に向かう方向が＋方向であることを示している。
【０００８】
図１８ないし図２１に示すように、部品挿入装置１は、プッシャ１１を備えている。また、部品挿入装置１の略水平面上には、挿入部品７が置かれている。そして、プッシャ１１は、挿入部品７を押して＋ｙ方向に移動させ、被挿入部品９の溝９１（開口部）に嵌合挿入する。なお、被挿入部品９が有する開口部は、例えば穴であってもよいが、以下の説明において、＋ｚ方向から見た平面図によって挿入部品７との位置関係を示すため、−ｙ方向および＋ｚ方向に開口した溝９１としている。
【０００９】
ところで、図１８および図２０においては、一点鎖線で示された溝９１、挿入部品７、およびプッシャ１１の幅方向における中心線が一致しているため、挿入部品７は、正常に溝９１の奥まで挿入される。しかしながら、図２２および図２３に示すように、挿入部品７の位置がずれていたり、姿勢が傾いていたりすると、挿入部品７が溝９１の端部に引っ掛かる「引っ掛かり」が発生し、挿入ができなくなる。また、図２４に示すように、挿入部品７の幅が溝９１の幅より若干小さく、挿入部品７の姿勢が僅かに傾いている場合には、挿入作業完了前に挿入部品７が溝９１と２点で接触して動けなくなる「くいつき」が発生する場合がある。
【００１０】
そして、「引っ掛かり」が発生した場合には、挿入作業をやり直せば済むのに対して、「くいつき」が発生した場合には、挿入部品７の先端によって溝９１の内部側面が削られたり、挿入部品７が溝９１から抜けなくなったりして、より大きな問題となることがある。特に、プッシャを用いて部品の嵌合挿入を行う場合には、挿入部品の運動が拘束されないため、挿入作業開始時には挿入部品の位置や姿勢が正しくても、挿入作業の過程で挿入部品の姿勢が僅かに傾き、「くいつき」が発生する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した課題を解決する主たる本発明は、第１部品を直交座標系の３軸のうち第１の軸方向に移動させ、第２部品の開口部に嵌合挿入する部品挿入装置であって、前記直交座標系の３軸のうち第２および第３の軸の少なくとも一方の軸回りの回転自由度を有する状態で前記第１部品を前記第１の軸方向に押すプッシャと、前記プッシャの先端部に設けられ、前記少なくとも一方の軸回りに回転可能な回転機構と、を備えることを特徴とする部品挿入装置である。
【００１２】
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、プッシャを用いて部品の嵌合挿入を行う際に、「くいつき」の発生を回避し、挿入物および被挿入物に過大な力が発生することを抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】「くいつき」が発生する条件を説明する図である。
【図２】「くいつき」が発生する条件を説明する図である。
【図３】本発明の第１実施形態における部品挿入装置の構成を示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態における部品挿入装置の構成を示す側面図である。
【図５】本発明の第１実施形態における部品挿入装置が「くいつき」の発生を回避する作用を説明する図である。
【図６】本発明の第１実施形態における部品挿入装置が「くいつき」の発生を回避する作用を説明する図である。
【図７】本発明の第１実施形態における部品挿入装置が「くいつき」の発生を回避する作用を説明する図である。
【図８】本発明の第２実施形態における部品挿入装置の構成を示す平面図である。
【図９】本発明の第２実施形態における部品挿入装置が「くいつき」の発生を回避する作用を説明する図である。
【図１０】本発明の第２実施形態における部品挿入装置が「くいつき」の発生を回避する作用を説明する図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における部品挿入装置が「くいつき」の発生を回避する作用を説明する図である。
【図１２】本発明の第３実施形態における部品挿入装置の構成を示す平面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態における部品挿入装置が「くいつき」の発生を回避する作用を説明する図である。
【図１４】本発明の第３実施形態における部品挿入装置が「くいつき」の発生を回避する作用を説明する図である。
【図１５】本発明の第３実施形態における部品挿入装置が「くいつき」の発生を回避する作用を説明する図である。
【図１６】本発明の第４実施形態における部品挿入装置の構成を示す平面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態における部品挿入装置の構成を示す平面図である。
【図１８】プッシャを備えた一般的な部品挿入装置の構成の一例を示す側面図である。
【図１９】プッシャを備えた一般的な部品挿入装置の構成の一例を示す平面図である。
【図２０】図１８および図１９に示した部品挿入装置において、挿入作業完了時の状態を示す側面図である。
【図２１】図１８および図１９に示した部品挿入装置において、挿入作業完了時の状態を示す平面図である。
【図２２】図１８および図１９に示した部品挿入装置において、「引っ掛かり」が発生した状態を示す図である。
【図２３】図１８および図１９に示した部品挿入装置において、「引っ掛かり」が発生した状態を示す図である。
【図２４】図１８および図１９に示した部品挿入装置において、「くいつき」が発生した状態を示す図である。
【図２５】一般的な部品挿入装置による嵌め込み作業開始時の状態を示す平面図である。
【図２６】一般的な部品挿入装置による嵌め込み作業の途中の状態を示す平面図である。
【図２７】一般的な部品挿入装置による嵌め込み作業の途中の状態を示す平面図である。
【図２８】一般的な部品挿入装置による嵌め込み作業完了時の状態を示す平面図である。
【図２９】板バネ１２５ａの構成を説明するための図である。
【図３０】一般的な部品挿入装置による姿勢角度θｐが正の場合の嵌め込み作業の状態を示す平面図である。
【図３１】一般的な部品挿入装置による姿勢角度θｐが正の場合の嵌め込み作業の状態を示す平面図である。
【図３２】一般的な部品挿入装置による姿勢角度θｐが正の場合の嵌め込み作業の状態を示す平面図である。
【図３３】姿勢角度θｐが正の場合に挿入部品１１１の先端付近の状態の一例を示す拡大図である。
【図３４】バネ先端距離Ｗｓおよび溝１３０の幅Ｗｈと挿入深さｄとの関係を示す図である。
【図３５】姿勢角度θｐが“０°”または正の場合における弾性力Ｆｓと挿入深さｄとの関係を示す図である。
【図３６】本発明の第５実施形態における部品挿入装置の構成を示す平面図である。
【図３７】本発明の第５実施形態における部品挿入装置の構成を示す平面図である。
【図３８】本発明の第５実施形態における部品挿入装置の構成を示す平面図である。
【図３９】本発明の第５実施形態における部品挿入装置を用いた際の弾性力Ｆｓの変化を示す図である。
【図４０】本発明の第６実施形態における部品挿入装置の構成を示す平面図である。
【図４１】本発明の第７実施形態における部品挿入装置の構成を示す平面図である。
【図４２】熊手形状のバネ１２５ｂの構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１６】
＝＝＝「くいつき」が発生する条件＝＝＝
まず、図１および図２を参照して、「くいつき」が発生する条件について説明する。
【００１７】
「くいつき」は、挿入部品７と被挿入部品９の溝９１とが２点で接触し、当該２つの接点で生じる摩擦力と、プッシャ１１が挿入部品７を押す力とが釣り合うことによって発生し、その必要条件は、２つの接点が互いの摩擦円錐内に入ることである。ここで、図１に示すように、挿入部品７の先端と溝９１の内部側面との接点をＡとし、挿入部品７の側面と溝９１の端部との接点をＢとする。このような２点接触状態において、接点ＡおよびＢを結ぶ力の作用線（長破線）が、接点ＡおよびＢにおける２つの摩擦円錐（短破線）の中にある場合に、「くいつき」が発生する可能性がある。
【００１８】
また、図２に示すように、挿入部品７が同じ姿勢のままさらに押されると、挿入部品７が溝９１に僅かに入り込み、挿入部品７および溝９１は、接点Ａと接点Ｂとで挟まれ、あるいは押し広げられて微少な弾性変形が生じ、それにより接点Ａ−Ｂ方向の応力Ｓが発生する。そして、挿入部品７がさらに押されることで、当該応力Ｓがさらに大きくなり、接点Ａで生じる摩擦力Ｆａと接点Ｂで生じる摩擦力Ｆｂとの和がプッシャ１１の押し力Ｐを上回ると、挿入部品７は「くいつき」状態となる。
【００１９】
ここで、２点接触状態から「くいつき」状態となるのは、プッシャ１１の先端部と挿入部品７との接点Ｃで生じる摩擦力が大きく、プッシャ１１と挿入部品７との間に滑りが生じない（接点Ｃが移動しない）ためである。そこで、以下においては、プッシャと挿入部品との間に滑りを生じさせることによって、２点接触状態から「くいつき」状態となるのを回避することができる実施形態について説明する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
＝＝＝部品挿入装置の構成＝＝＝
以下、図３および図４を参照して、第１の実施形態における部品挿入装置の構成について説明する。なお、図３および図４は、それぞれ部品挿入装置の構成を示す平面図および側面図であり、図３においては、プッシャ１２を透過して短破線で示している。また、図３および図４において、ｘ軸（第２の軸）方向およびｙ軸（第１の軸）方向は、互いに直交する略水平方向であり、ｚ軸（第３の軸）方向は、略鉛直方向である。
【００２１】
図３および図４に示されている部品挿入装置２は、挿入部品７（第１部品）をｙ軸方向に移動させ、被挿入部品９（第２部品）の溝９１（開口部）に嵌合挿入する装置であり、プッシャ１２およびラジアル軸受２１（回転機構）を含んで構成されている。
【００２２】
部品挿入装置２の略水平面上には、挿入部品７が置かれている。また、プッシャ１２は、先端部が溝９１の幅方向（ｘ軸方向）における中心線（図３における一点鎖線）上に沿って＋ｙ方向に移動して挿入部品７を押すことにより、挿入部品７を溝９１に嵌合挿入する。
【００２３】
ここで、プッシャ１２が挿入部品７を＋ｙ方向に押す際、挿入部品７は、部品挿入装置２の略水平面によってｘ軸回りの回転自由度を有しない（回転が規制される）ものの、ｚ軸回りの回転自由度を有する（回転が規制されない）状態となっている。そのため、挿入作業の過程で挿入部品７の姿勢が僅かに傾き、挿入部品７と溝９１とが２点接触状態となる場合がある。
【００２４】
そこで、本実施形態では、挿入部品７が回転自由度を有するｚ軸回りに回転可能なラジアル軸受２１をプッシャ１２の先端部に設け、これにより、プッシャ１２と挿入部品７との間に滑りを生じさせ、２点接触状態から「くいつき」状態となるのを回避している。ラジアル軸受２１は、例えば玉軸受であり、図４に示すように、内輪がプッシャ１２の先端部に固定され、外輪が挿入部品７に接触しながらｚ軸回りに回転することができる。
【００２５】
＝＝＝部品挿入装置の作用＝＝＝
次に、図５ないし図７を適宜参照して、本実施形態における部品挿入装置が「くいつき」の発生を回避する作用について説明する。
【００２６】
図５は、挿入作業の過程で挿入部品７の姿勢が僅かに傾き、図１と同様に、挿入部品７と溝９１とが接点ＡおよびＢで接触し、２点接触状態となった場合を示している。前述したように、この２点接触状態から挿入部品７が同じ姿勢のままプッシャ１２によってさらに押されると、挿入部品７が溝９１に僅かに入り込み、挿入部品７および溝９１は、接点Ａと接点Ｂとで挟まれて微少な弾性変形が生じ、それにより応力が発生する。そして、挿入部品７がさらに押されることで、当該応力がさらに大きくなり、応力によって接点ＡおよびＢで生じる摩擦力がプッシャ１２の押し力Ｐを上回ると、挿入部品７は「くいつき」状態となる。
【００２７】
この「くいつき」状態となる直前では、押し力Ｐの一部は、接点Ａを＋ｙ方向に押す力Ｐａとなり、接点Ｂを中心とする回転モーメント（トルク）Ｍｂを生じる。さらに、当該回転モーメントＭｂは、挿入部品７の後端に＋ｘ方向の力Ｆｍを生じる。そして、本実施形態では、プッシャ１２の先端部に設けられたラジアル軸受２１の外輪が挿入部品７に接触しながらｚ軸回りに回転可能であるため、プッシャ１２と挿入部品７との間に滑りが生じ、挿入部品７は、回転モーメントＭｂの方向に回転する。
【００２８】
図６は、挿入部品７が回転モーメントＭｂの方向に回転している状態を示している。このとき、ラジアル軸受２１は、挿入部品７を押すとともに、挿入部品７から＋ｘ方向の力Ｆｍを受けて外輪がｚ軸回りに回転し、挿入部品７は、回転モーメントＭｂの方向にさらに回転する。そして、プッシャ１２が挿入部品７をさらに押すと、図７に示すように、挿入部品７は、姿勢が溝９１と平行になるまで回転し、挿入可能な状態となり、挿入を継続することができるようになる。
【００２９】
このようにして、本実施形態の部品挿入装置２は、ｚ軸回りに回転可能なラジアル軸受２１をプッシャ１２の先端部に設けることによって、プッシャ１２と挿入部品７との間にｘ軸方向の滑りを生じさせ、２点接触状態から「くいつき」状態となるのを回避している。
【００３０】
なお、図５および図６においては、挿入部品７は、後端が前端に対して−ｘ側に位置するように姿勢が傾いているが、これに限定されるものではない。前述したように、プッシャ１２の先端部は、溝９１の中心線上に沿って移動するため、挿入部品７の後端が前端に対して＋ｘ側に位置するように姿勢が傾いている場合にも対応することができる。この場合、挿入部品７の後端には−ｘ方向の力が生じ、挿入部品７は、図５および図６の回転モーメントＭｂとは反対方向に回転する。
【００３１】
＜第２実施形態＞
＝＝＝部品挿入装置の構成＝＝＝
上記第１実施形態では、プッシャの先端部に１個のラジアル軸受が設けられているが、これに限定されるものではなく、２個以上のラジアル軸受を設けてもよい。以下、図８を参照して、第２の実施形態における部品挿入装置の構成について説明する。なお、図８においては、プッシャ１３を透過して短破線で示している。また、図８において、ｘ軸（第２の軸）方向およびｙ軸（第１の軸）方向は、互いに直交する略水平方向であり、ｚ軸（第３の軸）方向は、略鉛直方向である。
【００３２】
図８に示されている部品挿入装置３は、挿入部品７（第１部品）をｙ軸方向に移動させ、被挿入部品９（第２部品）の溝９１（開口部）に嵌合挿入する装置であり、プッシャ１３、ラジアル軸受２２および２３（回転機構）を含んで構成されている。
【００３３】
部品挿入装置３の略水平面上には、挿入部品７が置かれている。また、プッシャ１３は、先端部が溝９１の幅方向（ｘ軸方向）における中心線（図８における一点鎖線）上に沿って＋ｙ方向に移動して挿入部品７を押すことにより、挿入部品７を溝９１に嵌合挿入する。本実施形態では、プッシャ１３の先端部には、それぞれ、内輪がプッシャ１３の先端部に固定され、外輪が挿入部品７に接触しながらｚ軸回りに回転可能な２個のラジアル軸受２２および２３が設けられている。なお、ラジアル軸受２２および２３は、ｘ軸方向の位置が互いに異なるように配置され、好ましくは、溝９１の中心線に対して対称に配置される。
【００３４】
＝＝＝部品挿入装置の作用＝＝＝
次に、図９ないし図１１を適宜参照して、本実施形態における部品挿入装置が「くいつき」の発生を回避する作用について説明する。なお、図９は、図５と同様に、挿入部品７の後端が前端に対して−ｘ側に位置するように姿勢が僅かに傾き、２点接触状態となった場合を示している。この場合、挿入部品７には、プッシャ１３の先端部の＋ｘ側に設けられたラジアル軸受２２の外輪が接触することとなる。
【００３５】
図９に示すように、押し力Ｐの一部は、接点Ａを＋ｙ方向に押す力Ｐａとなり、接点Ｂを中心とする回転モーメントＭｂを生じ、さらに、挿入部品７の後端に＋ｘ方向の力Ｆｍを生じる。また、ラジアル軸受２２の外輪が挿入部品７に接触しながらｚ軸回りに回転可能であるため、プッシャ１３と挿入部品７との間に滑りが生じ、挿入部品７は、回転モーメントＭｂの方向に回転する。そして、ラジアル軸受２２は、図１０に示すように、挿入部品７を押すとともに、挿入部品７から＋ｘ方向の力Ｆｍを受けて外輪がｚ軸回りに回転し、挿入部品７は、図１１に示すように、姿勢が溝９１と平行になるまで回転し、挿入可能な状態となる。
【００３６】
このようにして、本実施形態の部品挿入装置３は、それぞれｚ軸回りに回転可能なラジアル軸受２２および２３をプッシャ１３の先端部に設けることによって、プッシャ１３と挿入部品７との間にｘ軸方向の滑りを生じさせ、２点接触状態から「くいつき」状態となるのを回避している。なお、挿入部品７の後端が前端に対して＋ｘ側に位置するように姿勢が傾いている場合、挿入部品７には、プッシャ１３の先端部の＋ｘ側に設けられたラジアル軸受２３の外輪が接触することとなる。また、この場合、挿入部品７の後端には−ｘ方向の力が生じ、挿入部品７は、図９および図１０の回転モーメントＭｂとは反対方向に回転する。
【００３７】
＜第３実施形態＞
＝＝＝部品挿入装置の構成＝＝＝
上記第１および第２実施形態では、プッシャの先端部に設けられる回転機構として、ｚ軸回りに回転可能なラジアル軸受を用いているが、これに限定されるものではなく、ラジアル軸受の代わりにボールプランジャを用いてもよい。以下、図１２を参照して、第３の実施形態における部品挿入装置の構成について説明する。なお、図１２において、ｘ軸（第２の軸）方向およびｙ軸（第１の軸）方向は、互いに直交する略水平方向であり、ｚ軸（第３の軸）方向は、略鉛直方向である。
【００３８】
図１２に示されている部品挿入装置４は、挿入部品７（第１部品）をｙ軸方向に移動させ、被挿入部品９（第２部品）の溝９１（開口部）に嵌合挿入する装置であり、プッシャ１４およびボールプランジャ２４（回転機構）を含んで構成されている。
【００３９】
部品挿入装置４の略水平面上には、挿入部品７が置かれている。また、プッシャ１４は、先端部が溝９１の幅方向（ｘ軸方向）における中心線（図１２における一点鎖線）上に沿って＋ｙ方向に移動して挿入部品７を押すことにより、挿入部品７を溝９１に嵌合挿入する。本実施形態では、プッシャ１４の先端部には、挿入部品７に接触しながら回転自在なボールを有するボールプランジャ２４が設けられている。
【００４０】
＝＝＝部品挿入装置の作用＝＝＝
次に、図１３ないし図１５を適宜参照して、本実施形態における部品挿入装置が「くいつき」の発生を回避する作用について説明する。なお、図１３は、図５および図９と同様に、挿入部品７の後端が前端に対して−ｘ側に位置するように姿勢が僅かに傾き、２点接触状態となった場合を示している。
【００４１】
図１３に示すように、押し力Ｐの一部は、接点Ａを＋ｙ方向に押す力Ｐａとなり、接点Ｂを中心とする回転モーメントＭｂを生じ、さらに、挿入部品７の後端に＋ｘ方向の力Ｆｍを生じる。また、ボールプランジャ２４のボールが挿入部品７に接触しながら回転自在であり、したがって、ｚ軸回りにも回転可能であるため、プッシャ１４と挿入部品７との間に滑りが生じ、挿入部品７は、回転モーメントＭｂの方向に回転する。そして、ボールプランジャ２４は、図１４に示すように、挿入部品７を押すとともに、挿入部品７から＋ｘ方向の力Ｆｍを受けてボールがｚ軸回りに回転し、挿入部品７は、図１５に示すように、姿勢が溝９１と平行になるまで回転し、挿入可能な状態となる。
【００４２】
このようにして、本実施形態の部品挿入装置４は、回転自在であり、ｚ軸回りに回転可能なボールを有するボールプランジャ２４をプッシャ１４の先端部に設けることによって、プッシャ１４と挿入部品７との間にｘ軸方向の滑りを生じさせ、２点接触状態から「くいつき」状態となるのを回避している。なお、挿入部品７の後端が前端に対して＋ｘ側に位置するように姿勢が傾いている場合、挿入部品７の後端には−ｘ方向の力が生じ、挿入部品７は、図１３および図１４の回転モーメントＭｂとは反対方向に回転する。
【００４３】
本実施形態では、プッシャの先端部に１個のボールプランジャが設けられているが、これに限定されるものではなく、第２実施形態のラジアル軸受と同様に、２個以上のボールプランジャを設けてもよい。
【００４４】
＜第４実施形態＞
＝＝＝部品挿入装置の構成＝＝＝
上記第１ないし第３実施形態では、挿入部品７が略水平面上に置かれ、プッシャが挿入部品７を略水平方向に押しているが、これに限定されるものではなく、回転機構としてボールプランジャを用いて、挿入部品７を略鉛直方向に押すこともできる。以下、図１６および図１７を参照して、第４の実施形態における部品挿入装置の構成について説明する。なお、図１６および図１７において、ｘ軸（第２の軸）方向およびｙ軸（第３の軸）方向は、互いに直交する略水平方向であり、ｚ軸（第１の軸）方向は、略鉛直方向である。
【００４５】
図１６および図１７に示されている部品挿入装置５は、挿入部品７（第１部品）をｚ軸方向に移動させ、被挿入部品９（第２部品）の穴９２（開口部）に嵌合挿入する装置であり、プッシャ１４、ボールプランジャ２４（回転機構）、および把持部３１を含んで構成されている。
【００４６】
部品挿入装置５の略水平面上には、挿入部品７が置かれている。また、プッシャ１４は、先端部が穴９２の中心線（図１７における一点鎖線）上に沿って−ｚ方向に移動して挿入部品７を押すことにより、挿入部品７を穴９２に嵌合挿入する。ここで、プッシャ１４が挿入部品７を−ｚ方向に押す際、挿入部品７は、ｘ軸回りにもｙ軸回りにも回転自由度を有する状態となっている。そこで、本実施形態では、プッシャ１４の先端部には、挿入部品７に接触しながら回転自在であり、したがって、挿入部品７が回転自由度を有するｘ軸およびｙ軸回りにも回転可能なボールを有するボールプランジャ２４が設けられている。
【００４７】
＝＝＝部品挿入装置の動作＝＝＝
次に、本実施形態における部品挿入装置の動作について説明する。
【００４８】
まず、図１６に示すように、部品挿入装置５は、チャック機構などの把持部３１によって挿入部品７を把持し、穴９２の真上まで移動させる。そして、挿入部品７が穴９２の真上まで移動すると、図１７に示すように、部品挿入装置５は、把持部３１を開きつつ、プッシャ１４により挿入部品７を押して−ｚ方向に移動させ、穴９２に嵌合挿入する。
【００４９】
前述したように、プッシャ１４が挿入部品７を−ｚ方向に押す際、挿入部品７は、ｘ軸回りにもｙ軸回りにも回転自由度を有する状態となっているため、挿入作業の過程で挿入部品７の姿勢が僅かに傾き、挿入部品７と穴９２とが２点接触状態となる場合がある。ここで、挿入部品７の姿勢がｘ軸方向またはｙ軸方向のみに傾いた場合、本実施形態の部品挿入装置５が「くいつき」の発生を回避する作用は、図１３ないし図１５に示した第３実施形態の部品挿入装置４の場合と同様である。また、ボールプランジャ２４のボールは、挿入部品７に接触しながら回転自在であるため、挿入部品７の姿勢がｘ軸およびｙ軸に対して角度を持った方向に傾いた場合も、同様に「くいつき」の発生を回避することができる。
【００５０】
このようにして、本実施形態の部品挿入装置５は、把持部３１によって挿入部品７を把持して穴９２の真上まで移動させた後、把持部３１を開きつつ、プッシャ１４により挿入部品７を押して−ｚ方向に移動させ、穴９２に嵌合挿入する。そして、回転自在であり、ｘ軸回りにもｙ軸回りにも回転可能なボールを有するボールプランジャ２４をプッシャ１４の先端部に設けることによって、プッシャ１４と挿入部品７との間にｘ軸およびｙ軸方向の滑りを生じさせ、２点接触状態から「くいつき」状態となるのを回避している。
【００５１】
本実施形態では、プッシャの先端部に１個のボールプランジャが設けられているが、これに限定されるものではなく、３個以上のボールプランジャを設けてもよい。この場合、Ｎ個（Ｎ≧３）のボールプランジャは、すべてが同一直線上に並ばないように配置され、好ましくは、ｘｙ平面上の正Ｎ角形の頂点の位置に配置される。
【００５２】
前述したように、図３および図４に示した、ｚ軸（第３の軸）回りの回転自由度を有する状態で挿入部品７をｙ軸（第１の軸）方向に押すプッシャ１２を備えた部品挿入装置２において、外輪が挿入部品７に接触しながらｚ軸回りに回転可能なラジアル軸受２１をプッシャ１２の先端部に設けることによって、プッシャ１２を用いて挿入部品７を被挿入部品９の溝９１に嵌合挿入する際に、プッシャ１２と挿入部品７との間にｘ軸方向の滑りを生じさせ、「くいつき」の発生を回避することができる。
【００５３】
また、図８に示した、ｚ軸（第３の軸）回りの回転自由度を有する状態で挿入部品７をｙ軸（第１の軸）方向に押すプッシャ１３を備えた部品挿入装置３において、それぞれ外輪が挿入部品７に接触しながらｚ軸回りに回転可能なラジアル軸受２２および２３をプッシャ１３の先端部に設けることによって、プッシャ１３を用いて挿入部品７を被挿入部品９の溝９１に嵌合挿入する際に、プッシャ１３と挿入部品７との間にｘ軸方向の滑りを生じさせ、「くいつき」の発生を回避することができる。このとき、ラジアル軸受２２および２３は、ｘ軸方向の位置が互いに異なるように配置され、好ましくは、溝９１の中心線に対して対称に配置される。
【００５４】
また、図１２に示した、ｚ軸（第３の軸）回りの回転自由度を有する状態で挿入部品７をｙ軸（第１の軸）方向に押すプッシャ１４を備えた部品挿入装置４において、挿入部品７に接触しながら回転自在であり、ｚ軸回りに回転可能なボールを有するボールプランジャ２４をプッシャ１４の先端部に設けることによって、プッシャ１４を用いて挿入部品７を被挿入部品９の溝９１に嵌合挿入する際に、プッシャ１４と挿入部品７との間にｘ軸方向の滑りを生じさせ、「くいつき」の発生を回避することができる。
【００５５】
また、図１６および図１７に示した、ｘ軸（第２の軸）およびｙ軸（第３の軸）回りの回転自由度を有する状態で挿入部品７をｚ軸（第１の軸）方向に押すプッシャ１４を備えた部品挿入装置５において、挿入部品７に接触しながら回転自在であり、ｘ軸およびｙ軸回りに回転可能なボールを有するボールプランジャ２４をプッシャ１４の先端部に設けることによって、プッシャ１４を用いて挿入部品７を被挿入部品９の穴９２に嵌合挿入する際に、プッシャ１４と挿入部品７との間にｘ軸およびｙ軸方向の滑りを生じさせ、「くいつき」の発生を回避することができる。さらに、３個以上のボールプランジャを設けてもよく、このとき、Ｎ個（Ｎ≧３）のボールプランジャは、すべてが同一直線上に並ばないように配置され、好ましくは、ｘｙ平面上の正Ｎ角形の頂点の位置に配置される。
【００５６】
また、プッシャの先端部を被挿入部品９の溝９１や穴９２の中心線上に沿って移動させることによって、挿入部品７の姿勢がいずれの方向に傾いている場合にも「くいつき」の発生を回避することができる。
【００５７】
＜＜＜挿入部品にバネ部材が設けられている場合＞＞＞
つぎに、図１ないし図１７で説明した挿入部品等とは異なる挿入部品および被挿入部品を用いた際の、部品の嵌め込み作業（圧入作業）について説明する。部品を嵌め込む方法としては、例えば「しまりばめ（締り嵌め）」がある。「しまりばめ」とは、部材が嵌められる穴に、穴の直径よりも僅かに太い棒状の部材を押し込んで固定する作業である。また、他の嵌め込み方法としては、例えば、バネ部材が取り付けられた棒状の部材を穴に押し込むことにより、バネ部材の弾性力で棒状の部材を穴の内面に固定する方法もある。
【００５８】
ここで、部品嵌め込み作業を実行する際に用いられる部品挿入装置の構成の一例を図２５ないし図２８を参照しつつ説明する。図２５は、嵌め込み作業開始時の状態を示す平面図であり、図２６ないし図２７は、嵌め込み作業の途中の状態を示す平面図である。また、図２８は、嵌め込み作業完了時の状態を示す平面図である。
【００５９】
図２５ないし図２８に示す部品挿入装置は、図１８等で説明した部品挿入装置１と同じであり、挿入部品１１１を押して＋ｙ方向に移動させるプッシャ１１を含んで構成される。なお、部品挿入装置１とプッシャ１１は、図１８等で説明しているため、ここでは詳細な説明は省略し、挿入部品１１１、被挿入部品１１２を中心に説明する。
【００６０】
挿入部品１１１（第１部品）は、被挿入部品１１２の溝１３０に嵌合挿入される直方体状の部品（棒状の部品）である。挿入部品１１１の＋ｘ側の側面１２０には、挿入部品１１１が嵌合挿入された際に、挿入部品１１１を被挿入部品１１２に固定するためのバネ部材１２５が取り付けられている。なお、被挿入部品１１１は、例えば円柱状の部品であっても良い。
【００６１】
バネ部材１２５は、図２９に示すような例えば金属性の板バネ１２５ａであり、弾性力が発生するよう、＋ｙ方向から＋ｘ方向に向かって折り曲げられている。そして、板バネ１２５ａの挿入方向の長さが短い方の片が挿入部品１１１の側面１２０に固定されている。具体的には、板バネ１２５ａの長手方向に沿った軸と、挿入部品１１１の側面１２０とがなす角度（以下、開き角度θｓ）が所定角度θａ（＜９０°）となるよう、板バネ１２５ａの末端が側面１２０に接着剤等で取り付けられている。なお、ここでは、側面１２０の表面を０°の基準とし、板バネ１２５ａは、開き角度θｓが大きくなる方向に弾性付勢されている。つまり、板バネ１２５ａは、板バネ１２５ａの先端部が変位すると、挿入部品１１１の先端を、ｚ軸を中心に回転させる方向に弾性力が発生するよう、挿入部品１１１の側面１２０に取り付けられている。このため、板バネ１２５ａに外力が加えられ開き角度θｓが小さくなると、板バネ１２５ａは、挿入部品１１１の先端を、ｚ軸を＋側からみたときにｚ軸を中心に反時計方向へと回転させる弾性力を生じる。なお、ここでは、板バネ１２５ａの先端部が被挿入部品１１２の溝１３０の＋ｘ側の側面１５０（内側面）に接触すると、開き角度θｓが小さくなり前述した弾性力が発生する。
【００６２】
被挿入部品１１２（第２部品）には、−ｙ方向および＋ｚ方向に開口した溝１３０（開口部）が形成されている。溝１３０の幅は、挿入部品１１１が挿入される入口１４０が最も広く、入口１４０から＋ｙ方向に離れるにつれて徐々に狭くなった後、所定の幅となる。ここで、板バネ１２５ａの開き角度θｓが所定角度θａの状態で溝１３０の側面１５０に接触できるよう、溝１３０の＋ｘ方向側の内側面には傾斜面１３５が連続して設けられている。なお、被挿入部品１１２が有する開口部は、例えばｙ軸に沿って形成された穴であっても良い。
【００６３】
ところで、図２５ないし図２８では、点線で示したプッシャ１１および挿入部品１１１の幅方向における中心線Ａと、一点鎖線で示した溝１３０の幅方向における中心線Ｂとは平行となっている。そして、挿入部品１１１は、挿入部品１１１が＋ｙ方向に押された場合、被挿入部品１１２の溝１３０に挿入可能な位置に配置されている。このような場合、プッシャ１１が挿入部品１１１を押して＋ｙ方向に移動させると、図２６に示すように、まず、板バネ１２５ａの先端部は、溝１３０の＋ｘ側の傾斜面１３５に接触する。つぎに、図２７に示すように、挿入部品１１１が徐々に挿入されると、溝１３０の幅は狭くなるため板バネ１２５ａの開き角度θｓは徐々に小さくなる。この際、板バネ１２５ａの先端部は弾性力に抗して−ｘ方向に変位するため、板バネ１２５ａは＋ｘ方向の弾性力を増加させる。この結果、板バネ１２５ａは、挿入部品１１１を溝１３０の側面１５１に押圧する。そして、図２８に示すように、挿入部品１１１が溝１３０の奥まで挿入されると、開き角度θｓが更に小さくなる。このため、傾斜面１３５で発生する弾性力より強い弾性力で、挿入部品１１１は溝１３０の側面１５１に固定（嵌合）される。
【００６４】
図２５ないし図２８では、中心線Ａ，Ｂが平行、すなわち、中心線Ａ，Ｂのなす姿勢角度θｐが“０°”の場合について説明したが、姿勢角度θｐが“０°”でない場合もある。図３０ないし図３２には、姿勢角度θｐが正の場合（挿入部品１１１の先端が＋ｘ方向に傾いている場合）の一例を示す。このような場合、プッシャ１１が挿入部品１１１を押して移動させると、まず、図３０に示すように、板バネ１２５ａの先端部は、溝１３０の＋ｘ側の傾斜面１３５に接触する。また、この際には、挿入部品１１１の−ｘ側の側面１２１は、被挿入部品１１２の側面１５１における入口１４０側の角に接触する。
【００６５】
つぎに、図３１に示すように、姿勢角度θｐが維持された状態で挿入部品１１１が更に押されると、板バネ１２５ａの先端部および挿入部品１１１の側面１２１が、傾斜面１３５、側面１５１のそれぞれに接触しつつ、挿入部品１１１は更に挿入される。この際、板バネ１２５ａの先端部は、姿勢角度θｐが正であるため、姿勢角度θｐが“０°”の場合と比べ大きく変位する。そして、溝１３０の幅が更に狭くなる図３２の状態では、板バネ１２５ａが更に大きく変位するため、姿勢角度θｐが“０°”の場合と比べ大きな弾性力が発生する。
【００６６】
ここで、姿勢角度θｐが正の場合における弾性力の変化の詳細を説明する。図３３は、姿勢角度θｐが正の場合に挿入部品１１１の先端付近の状態の一例を示す拡大図である。図３３では、板バネ１２５ａの先端付近の先端部から挿入部品１１１の側面１２１までの距離（最短距離）を、バネ先端幅Ｈｓとする。また、板バネ１２５ａの先端部から溝１３０の側面１５１までのｘ軸方向に沿った距離を、バネ先端距離Ｗｓとする。さらに、溝１３０の入口１４０から板バネ１２５ａの先端部までのｙ軸方向に沿った距離を、挿入深さｄとする。図３３から明らかなように、バネ先端幅Ｈｓ、バネ先端距離Ｗｓ、挿入深さｄ、および姿勢角度θｐの間には、式（１）の関係が成立する。
【００６７】
Ｗｓ＝Ｈｓ／ｃｏｓθ＋ｄ×ｔａｎθ・・・（１）
図３４は、バネ先端距離Ｗｓおよび溝１３０の幅Ｗｈと、挿入深さｄとの関係を示す図である。図３４に示すように、姿勢角度θｐが正の値の場合、バネ先端距離Ｗｓは、挿入深さｄが深くなるにつれて増加する。なお、図３４のバネ先端距離Ｗｓは、実際に挿入部品１１１が溝１３０に挿入された状態でなく、式（１）に基づいて描かれている。また、姿勢角度θｐが“０°”の場合、式（２）の関係が成立する。
【００６８】
Ｗｓ＝Ｈｓ・・・（２）
このため、姿勢角度θｐが“０°”の場合、バネ先端距離Ｗｓは、図３４に示すように一定の値となる。ところで、板バネ１２５ａの先端部は、バネ先端距離Ｗｓが溝１３０の幅Ｗｈよりも大きくなると押され変位する。そして、板バネ１２５ａの先端部の変位量は、バネ先端距離Ｗｓと、溝１３０の幅Ｗｈとの差に応じて定まる。
【００６９】
ここで、板バネ１２５ａの弾性力Ｆｓは、式（３）に示すように、バネ先端距離Ｗｓと、溝１３０の幅Ｗｈとの差に対し、板バネ１２５ａのバネ定数ｋを乗算した値となる。
【００７０】
Ｆｓ＝（Ｗｓ−Ｗｈ）×ｋ・・・（３）
したがって、姿勢角度θｐが“０°”および正のそれぞれの場合の弾性力Ｆｓは、図３５の様になる。具体的には、姿勢角度θｐが“０°”の場合、板バネ１２５ａの先端部が、溝１３０の幅が狭くなる傾斜面１３５の領域では、弾性力Ｆｓは、挿入深さｄに応じて増加する。そして、板バネ１２５ａの先端部が、溝１３０の幅が一定となる領域に入ると、弾性力Ｆｓも一定となる。
【００７１】
姿勢角度θｐが正の場合、板バネ１２５ａの先端部が溝１３０の幅が狭くなる傾斜面１３５の領域では、弾性力Ｆｓは、挿入深さｄに応じて増加する。さらに、板バネ１２５ａの先端部が溝１３０の幅が一定となる領域に入った際にも、弾性力Ｆｓは、挿入深さｄに応じて増加し続ける。
【００７２】
このように、姿勢角度θｐが正の場合は、姿勢角度θｐが“０°”の場合と比べ、大きな弾性力が発生する。したがって、挿入部品１１１が深くまで挿入された図３１の状態では、挿入部品１１１に過大な力がかかり、挿入部品１１１または被挿入部品１１２に割れや欠けが発生することがある。以下に、このような部品の嵌め込み作業（圧入作業）の失敗を防ぐことができる部品挿入装置について説明する。
【００７３】
＜第５実施形態＞
図３６は、部品挿入装置２を用いて嵌め込み作業をする場合の一例を示す図である。ここで、部品挿入装置２は、例えば、図３および図４で示した構成と同じであり、プッシャ１２およびラジアル軸受２１（回転機構）を含んで構成される。プッシャ１２は、挿入部品１１１をｙ軸方向に移動させる。プッシャ１２の先端に設けられたラジアル軸受２１は、例えば玉軸受であり、外輪が自由に回転できるよう内輪がプッシャ１２に固定されている。このため、ラジアル軸受２１の外輪は、挿入部品１１１に接触しながらｚ軸回りに回転することができるため、プッシャ１２と挿入部品１１１との間に滑りを生じさせる。
【００７４】
挿入部品１１１、被挿入部品１１２は、図２５等で示したそれぞれの部品と同じである。このため、挿入部品１１１には、板バネ１２５ａが取り付けられており、被挿入部品１１２には、溝１３０が形成されている。
【００７５】
図３７は、ラジアル軸受２１が設けられたプッシャ１２で、姿勢角度θｐが正の挿入部品１１１を挿入する場合の力の発生を示す図である。プッシャ１２で押された挿入部品１１１は、溝１３０に挿入されるため、板バネ１２５ａの先端部はｚ軸を中心に―ｘ方向に変位する。この結果、板バネ１２５ａは、弾性力Ｆｓを挿入部品１１１の幅方向に発生させる。ここで、挿入部品１１１の側面１２１と、溝１３０の角とが接する挿入部品１１１上の回転中心点をＭとした場合の回転モーメントを考慮すると、弾性力Ｆｓは姿勢角度θｐを小さくする方向にモーメントを発生させる。具体的には、挿入部品１１１の長手方向に沿った軸において、回転中心点Ｍから板バネ１２５ａの先端部までの距離（腕の長さ）を距離Ｒｓとすると、弾性力Ｆｓによるモーメントは、Ｆｓ×Ｒｓとなる。
【００７６】
また、板バネ１２５ａの先端部が溝１３０の側面１５０に接触するため、接触点においては摩擦力Ｆ１が挿入部品１１１の長手方向に発生する。さらに、プッシャ１２の先端のラジアル軸受２１と、挿入部品１１１との間には、摩擦力Ｆ２が挿入部品１１１の幅方向に発生する。これらの摩擦力Ｆ１，Ｆ２は、姿勢角度θｐを大きくする方向にモーメントを発生させる。ここで、挿入部品１１１の幅方向に沿った軸において、回転中心点Ｍから板バネ１２５ａの先端部までの距離（腕の長さ）を距離Ｒ１とすると、摩擦力Ｆ１によるモーメントは、Ｆ１×Ｒ１となる。また、挿入部品１１１の長手方向に沿った軸において、回転中心点Ｍから、挿入部品１１１およびラジアル軸受２１が接触する点までの距離（腕の長さ）を距離Ｒ２とすると、弾性力Ｆ２によるモーメントは、Ｆ２×Ｒ２となる。
【００７７】
ところで、姿勢角度θｐが正の状態で挿入部品１１１が挿入され続けると、前述の様に、挿入部品１１１若しくは被挿入部品１１２に欠けや傷が発生する虞がある。このため、挿入部品１１１には、姿勢角度θｐを小さくする回転が発生することが好ましい。ここで、弾性力ＦｓによるモーメントＦｓ×Ｒｓが、摩擦力Ｆ１，Ｆ２によるモーメントＦ１×Ｒ１，Ｆ２×Ｒ２の和よりも大きい場合、姿勢角度θｐは小さくなる。つまり、式（４）が成立する場合に、挿入部品１１１は、姿勢角度θｐを小さくすべく、つまり姿勢角度θｐが“０°”となるように回転する。
【００７８】
Ｆｓ×Ｒｓ＞Ｆ１×Ｒ１＋Ｆ２×Ｒ２・・・（４）
本実施形態では、プッシャ１２の先端には、外輪がｚ軸回りに自由に回転可能なラジアル軸受２１が取り付けられている。このため、ラジアル軸受２１と、挿入部品１１１との間に発生する摩擦力Ｆ２を非常に小さくすることができる。さらに、ここでは、挿入部品１１１がｚ軸を中心に回転し、挿入部品１１１の挿入方向がｙ軸方向となるよう、板バネ１２５ａの先端部が挿入部品１１１の先端の近く（例えば、板バネ１２５ａの先端部が挿入部品１１１の長手方向における先端から１／４までの範囲に入る位置）に取り付けられている。このため、板バネ１２５ａの先端部が挿入部品１１１の先端の近くに取り付けられていない場合と比較すると、回転中心点Ｍから板バネ１２５ａの先端までの距離Ｒｓが長くなり、弾性力Ｆｓによるモーメントを大きくすることができる。したがって、本実施形態では、姿勢角度θｐが正の状態で挿入部品１１１が挿入されても、最終的には図３８に示すように、姿勢角度θｐを“０°”とすることが可能となる。図３９は、姿勢角度θｐが正の状態から“０°”になる場合の弾性力Ｆｓの変化の一例を示す図である。なお、図３９では、実際の弾性力Ｆｓの変化を実線で示し、姿勢角度θｐが正または“０°”の場合の仮想的な弾性力Ｆｓの変化を点線で示している。ここでは、挿入深さｄが０から挿入深さｄ１までは、弾性力Ｆｓは姿勢角度θｐが正の線上を変化する。そして挿入深さｄがｄ１となると、回転中心点Ｍを中心に姿勢角度θｐが小さくなるよう回転する。この結果、これ以降弾性力Ｆｓは姿勢角度θｐが“０°”の線上を変化する。
【００７９】
なお、ここでは、板バネ１２５ａの先端部が挿入部品１１１の先端に近くなるよう、つまり、板バネ１２５ａの先端部が、挿入部品１１１の長手方向における先端から１／４までの範囲に入るよう、板バネ１２５ａを設置したがこれに限られない。例えば、板バネ１２５ａの先端部（つまり、弾性力Ｆｓ）が、挿入部品１１１の先端から長手方向の略中央までの範囲に入るよう板バネ１２５ａを設置すれば、上述した場合と同様の効果を得ることも可能である。
【００８０】
＜第６実施形態＞
図４０は、部品挿入装置３を用いて嵌め込み作業をする場合の一例を示す図である。ここで、部品挿入装置３は、例えば、図８で示した構成と同じであり、プッシャ１３およびラジアル軸受２２および２３（回転機構）を含んで構成される。ラジアル軸受２２，２３は、外輪がｚ軸回りに回転できるよう、内輪がプッシャ１３の先端部に固定されている。このため、プッシャ１３で挿入部品１１１を押した場合、ラジアル軸受２２，２３は、挿入部品１１１との接触点における摩擦力を小さくすることができる。したがって、部品挿入装置３を用いた場合であっても、姿勢角度θｐを“０°”にすることが可能であり、部品の嵌め込み作業（圧入作業）の失敗を防ぐことができる。
【００８１】
＜第７実施形態＞
図４１は、部品挿入装置４を用いて嵌め込み作業をする場合の一例を示す図である。ここで、部品挿入装置４は、例えば、図１２で示した構成と同じであり、プッシャ１４および回転自在なボールを有するボールプランジャ２４（回転機構）を含んで構成される。このため、プッシャ１４で挿入部品１１１を押した場合、ボールプランジャ２４は、挿入部品１１１との接触点における摩擦力を小さくすることができる。したがって、部品挿入装置４を用いた場合であっても、姿勢角度θｐを“０°”にすることが可能であり、部品の嵌め込み作業（圧入作業）の失敗を防ぐことができる。なお、部品挿入装置としては、部品挿入装置４を用いたが、例えば図１６等に開示された、部品挿入装置５を用いても良い。
【００８２】
以上、本実施形態の部品挿入装置について説明した。部品挿入装置２ないし部品挿入装置４は、挿入部品１１１を挿入する際に、姿勢角度θｐが正であっても、姿勢角度御θを“０°”とすることができる。つまり、部品挿入装置２ないし部品挿入装置４は、挿入部品１１１をｚ軸を中心に回転させ、挿入部品１１１の挿入方向をｙ軸方向にすることができる。このため、挿入部品１１１の設置精度を緩和できるため、部品挿入装置２ないし部品挿入装置４は、部品の嵌め込み作業（圧入作業）をより高速に行うことができる。
【００８３】
また、板バネ１２５ａは、挿入部品１１１の挿入方向に向かうにつれて弾性力に従って挿入部品１１１の側面１２０から離れるよう、側面１２０に取り付けられている。被挿入部品１１２の溝１３０は、入口１４０が広くなるように傾斜面１３５が形成されている。このため、姿勢角度θｐがある程度大きい場合であっても、挿入部品１１１を挿入させることが可能となる。また、傾斜面１３５は、挿入部品１１１が挿入されるにつれて、板バネ１２５ａの先端を溝１３０の奥（＋ｙ側）へと案内する。このため、傾斜面１３５は、スムーズに挿入部品１１１を挿入させることが可能となる。なお、本実施形態では開口部が溝１３０であるが、例えば円筒状の開口部であっても良い。このような場合であっても、円筒状の開口部の入口を広くして、傾斜面を形成すれば同様の効果を得ることができる。
【００８４】
また、溝１３０の幅は、入口１４０から離れるにつれて徐々に狭くなった後、所定の幅となる。これにより弾性力Ｆｓは増加するため、確実に挿入部品１１１は嵌合される。
【００８５】
また、板バネ１２５ａは、棒形状の挿入部品１１１の長手方向であるｙ軸方向に沿って設けられている。このため、例えば、挿入部品１１１の幅方向（ｘ軸方向）に沿って設けられている場合に比べ、より確実に姿勢角度θｐを“０°”とすることが可能となる。
【００８６】
ここでは、バネ部材１２５は、板バネ１２５ａであることとしたがこれに限られない。例えば、図４２に示す、先端が湾曲した例えば金属性の棒を複数有する熊手状の形状を呈した熊手形状のバネ１２５ｂであっても良い。熊手形状のバネ１２５ｂは、弾性力が発生するよう、＋ｙ方向から＋ｘ方向に向かって折り曲げられている。そして、熊手形状のバネ１２５ｂの挿入方向の長さが短い方の片が挿入部品１１１の側面１２０に溶接等で固定されている。また、熊手形状のバネ１２５ｂでは、先端が−ｘ方向に曲げられることにより形成された接触部が被挿入部品１１２の内面に接触することにより、熊手形状のバネ１２５ｂは変位する。なお、熊手形状のバネ１２５ｂも、板バネ１２５ａと同様に、開き角度θｓが大きくなる方向に弾性付勢されている。
【００８７】
また、ここでは、挿入部品１１１の＋ｘ側の側面１２０にバネ部材１２５が取り付けられ、被挿入部品１１２の＋ｘ側に傾斜面１３５が形成されているが、これに限られない。例えば、挿入部品１１１の−ｘ側の側面１２１にバネ部材１２５が取り付けられ、被挿入部品１１２の−ｘ側に傾斜面１３５が形成されていても良い。このような構成とすると、姿勢角度θｐが負の場合（挿入部品１１１の先端が−ｘ方向に傾いた場合）に、姿勢角度θｐを“０°”として挿入部品１１１を嵌合挿入することができる。
【００８８】
なお、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【符号の説明】
【００８９】
１〜５      部品挿入装置
７，１１１          挿入部品
９，１１２          被挿入部品
１１〜１４，１１０  プッシャ
２１〜２３  ラジアル軸受
２４        ボールプランジャ
３１        把持部
９１，１３０        溝
９２        穴
１２０，１２１，１５０，１５１  側面
１２５  バネ部材
１２５ａ  板バネ
１２５ｂ  熊手形状のバネ
１３５  傾斜面
１４０  入口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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