(57)【要約】      （修正有）【課題】ワークが不適正な姿勢で保持されていた場合であっても、ワークや組立装置を破損させることがないワークの組立装置を提供する。【解決手段】第一のワーク１１を第一のワーク保持部１３の先端に真空吸着させる共に、第二のワーク１２を第二のワーク保持部１４に真空吸着させ、第一のワーク保持部１３を第一のワーク１１と第二のワーク１２とが互いに近接する方向で、尚且つ第一のワーク１１の吸着状態が解除される方向へ相対的に移動させ、第一のワーク１１と第二のワーク１２とを互いに組み付ける。もし第一のワーク１１や第二のワーク１２が不適正な姿勢で保持されていた場合には、第一のワーク１１が第二のワーク１２と噛み合わず、第一のワーク保持部１３の降下に伴って第一のワーク１１の吸着状態が自動的に解除されて第一のワーク保持部１３から脱落し、ワークの破損、更には組み立て装置自体の破損が回避される。【選択図】図１
2008055566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のワークと第二のワークとを互いに嵌合させて組み付けるワークの組立装置であって、
少なくとも、
前記第一のワークを所定の吸着力を以って吸着保持する第一のワーク保持部と、
前記第二のワークを保持する第二のワーク保持部とを備え、
前記第一のワーク保持部及び／又は前記第二のワーク保持部は、前記第一のワークと前記第二のワークとが互いに近接する方向で、尚且つ前記第一のワークの吸着状態が解除される方向へ相対的に移動し、前記第一のワークと前記第二のワークとが互いに組み付けられることを特徴とするワークの組立装置。
【請求項２】
前記第一のワーク保持部は柱状を成すと共に、当該第一のワーク保持部の先端に前記第一のワークが吸着保持され、一方で前記第二のワーク保持部は前記第一のワーク保持部を収容する開口部を有すると共に、当該開口部の上端部周縁に前記第二のワークが保持され、前記第一のワーク保持部及び／又は前記第二のワーク保持部は、前記第一のワーク保持部が前記第二のワーク保持部の開口部内に収容された状態で、前記第一のワークと前記第二のワークとが互いに近接する方向で、尚且つ前記第一のワークの吸着状態が解除される方向へ相対的に移動し、前記第一のワークと前記第二のワークとが互いに組み付けられることを特徴とする請求項１に記載のワークの組立装置。
【請求項３】
前記第一のワークは、前記第一のワーク保持部に真空吸着されることを特徴とする請求項１、又は２に記載のワークの組立装置。
【請求項４】
前記第一のワーク及び前記第二のワークは互いに径の異なる環状の部材から成り、径が小さい方のワークの外周面に径が大きい方のワークの内周面が嵌合することで互いに組み付けられることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載のワークの組立装置。
【請求項５】
第一のワークと第二のワークとを互いに嵌合させて組み付けるワークの組立方法であって、
前記第一のワークを所定の吸着力を以って吸着保持した状態で、前記第一のワーク及び／又は前記第二のワークを前記第一のワークと前記第二のワークとが互いに近接する方向で、尚且つ前記第一のワークの吸着状態が解除される方向へ相対的に移動させ、前記第一のワークと前記第二のワークとを互いに組み付けることを特徴とするワークの組立方法。
【請求項６】
前記第一のワークは、真空吸着されることを特徴とする請求項５に記載のワークの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つのワークを互いに嵌合させて組み付けるワークの組立装置、及びワークの組立方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２つの部品（ワーク）、特に精密な嵌め合い精度で加工された小部品を互いに嵌合させて組み付ける作業は手作業では困難を極めるため、一般的には専用の組立装置を用いて行われる。（例えば、特許文献１、２参照）
【０００３】
図５は、従来のワークの組立装置に組み立て対象となる２つのワークを設置した状態を示す断面図で、図６は、２つのワークを互いに組み付けた状態を示す図５の要部拡大図である。まず、ここで組み立て対象となる２つのワークは、円柱状の第一のワーク１と、中心部に第一のワーク１が挿通される円形の穴部を有する環状の第二のワーク２とで構成され、第一のワーク１を第二のワーク２の穴部に挿通させることで互いに組み付けられるものである。
【０００４】
第一のワーク１と第二のワーク２には共に精密な加工が施されており、第一のワーク１外周面と第二のワーク２内周面との間には極僅かな隙間（例えば２μｍ）しかなく、組み立て時には第一のワーク１と第二のワーク２の中心軸を互いに精確に一致させた状態、即ちワーク同士に傾きが無い状態で第一のワーク１を第二のワーク２の穴部に挿通する必要がある。もし、中心軸がほんの僅かでもずれていれば、第一のワーク１を第二のワーク２の穴部に挿通させることはできず、強引に押し込もうとすればワーク自体を傷付けることとなる。
【０００５】
ここで、図５に示すようなワークの組立装置を用いれば、以上のように手作業では困難を極める２つのワークの組み付け作業を容易且つ精確に行うことができる。まず、ここに示す従来のワークの組立装置は、円柱状の第一のワーク１を保持する第一のワーク保持部３と、環状の第二のワーク２を保持する第二のワーク保持部４とを備えている。第一のワーク保持部３は、台座５上に立設された柱状の支持部６にスライド式の昇降部７を介して昇降可能に保持され、第二のワーク保持部４は、台座５上の第一のワーク保持部３と対向する位置に設置固定されている。
【０００６】
第一のワーク１は、第一のワーク保持部３先端に真空吸着により吊り下げられた状態で保持され、第二のワーク２は、第二のワーク保持部４の上端面中央に設けられた位置決め凹部４ａに嵌合保持されている。尚、このように第一のワーク１と第二のワーク２とがそれぞれ第一のワーク保持部３と第二のワーク保持部４に保持された状態において互いの中心軸は精確に一致している。
【０００７】
２つのワークを互いに組み付ける際には、まず第一のワーク１を第一のワーク保持部３先端に真空吸着させた状態で昇降部７を駆動させ、第一のワーク保持部３を第二のワーク保持部４側へと降下させる。第一のワーク保持部３の降下が進むと、図６に示すように、第一のワーク保持部３に保持された第一のワーク１が第二のワーク保持部４に保持された第二のワーク２の穴部に挿通された状態となり、その後、第一のワーク１の真空吸着を解除すると共に第一のワーク保持部３を上昇させて初期位置へと退避させ、第二のワーク保持部４から互いに組み付けられた第一のワーク１と第二のワーク２を取り出す。
【特許文献１】特開平７−５１９５９号公報
【特許文献２】特開平１０−２７１７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上説明したように、ワークの組立装置ではワークをワーク保持部に保持させた時点で２つのワーク同士の位置決めが精確に成されるため、ワークの組み付けが精確に行える。しかしながら、ワークをワーク保持部に保持させる際にワークとワーク保持部との間にゴミ等の微小な異物が入り込んでワークが傾いた状態でワーク保持部に保持されたり、ワークとワーク保持部との接触部位の磨耗等によりワークの位置決め精度が低下することで、２つのワークの中心軸が互いにずれる虞があった。
【０００９】
このようなワークの傾きや位置ずれは目視では確認できない程度の極僅かなものであり、それに気づかずにそのまま２つのワークの組み付けを行った場合には、当然ながらワーク同士が噛み合わずにワークが破損するだけでなく、組立装置自体にも不要な負荷が掛かることで組立装置が破損する虞があった。
【００１０】
尚、このような状況は、以上のような場合だけでなくワーク自体に歪みや傷等の欠陥があった場合にも起こり得る。この場合、ワーク自体には元々欠陥があるため破損しても特に問題はないが、組立装置の破損は依然として起こり得る。
【００１１】
本発明は、以上の問題点に鑑みて成されたものであり、ワークが不適正な姿勢で保持されていた場合であっても、ワーク及び組立装置自体を破損させることがないワークの組立装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第一のワークと第二のワークとを互いに嵌合させて組み付けるワークの組立装置であって、少なくとも、前記第一のワークを所定の吸着力を以って吸着保持する第一のワーク保持部と、前記第二のワークを保持する第二のワーク保持部とを備え、前記第一のワーク保持部及び／又は前記第二のワーク保持部は、前記第一のワークと前記第二のワークとが互いに近接する方向で、尚且つ前記第一のワークの吸着状態が解除される方向へ相対的に移動し、前記第一のワークと前記第二のワークとが互いに組み付けられるワークの組立装置とする。
【００１３】
前記第一のワーク保持部は柱状を成すと共に、当該第一のワーク保持部の先端に前記第一のワークが吸着保持され、一方で前記第二のワーク保持部は前記第一のワーク保持部を収容する開口部を有すると共に、当該開口部の上端部周縁に前記第二のワークが保持され、前記第一のワーク保持部及び／又は前記第二のワーク保持部は、前記第一のワーク保持部が前記第二のワーク保持部の開口部内に収容された状態で、前記第一のワークと前記第二のワークとが互いに近接する方向で、尚且つ前記第一のワークの吸着状態が解除される方向へ相対的に移動し、前記第一のワークと前記第二のワークとが互いに組み付けられるワークの組立装置とする。
【００１４】
前記第一のワークは、前記第一のワーク保持部に真空吸着されるワークの組立装置とする。
【００１５】
前記第一のワーク及び前記第二のワークは互いに径の異なる環状の部材から成り、径が小さい方のワークの外周面に径が大きい方のワークの内周面が嵌合することで互いに組み付けられるワークの組立装置とする。
【００１６】
第一のワークと第二のワークとを互いに嵌合させて組み付けるワークの組立方法であって、前記第一のワークを所定の吸着力を以って吸着保持した状態で、前記第一のワーク及び／又は前記第二のワークを前記第一のワークと前記第二のワークとが互いに近接する方向で、尚且つ前記第一のワークの吸着状態が解除される方向へ相対的に移動させ、前記第一のワークと前記第二のワークとを互いに組み付けるワークの組立方法とする。
【００１７】
前記第一のワークは、真空吸着されるワークの組立方法とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のワークの組立装置では、少なくとも一方のワークをワーク保持部に吸着保持した状態で、ワークの吸着が解除される方向へ互いのワークを相対的に近接移動させているため、ワークが傾いた状態でワーク保持部に保持されていた場合には、ワーク保持部の移動に伴ってワーク保持部に吸着保持されたワークが他方のワークに押されてその吸着状態が自動的に解除されるため、ワークの破損、更には組立装置自体の破損を防止することができる。
【００１９】
また、ワークを保持する２つのワーク保持部のうち一方を他方のワーク保持部に設けた開口部内に収容するようにすれば、ワークの組立装置を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
第一のワークを所定の吸着力を以って第一のワーク保持部に吸着保持させる共に、第二のワークを第二のワーク保持部に保持させ、第一のワーク保持部もしくは第二のワーク保持部、又はその両方を第一のワークと第二のワークとが互いに近接する方向で、尚且つ第一のワークの吸着状態が解除される方向へ相対的に移動させることで、第一のワークと第二のワークとを互いに組み付ける。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明のワークの組立装置に組み立て対象となる２つのワークを設置した状態を示す図で、（ａ）上面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。また、図２は、図１の要部拡大図である。まず、ここで組み立て対象となるのは、環状の部材である第一のワーク１１と、中心部に第一のワーク１１が嵌合される円形の穴部を有する環状の部材である第二のワーク１２であり、第一のワーク１１外周面が第二のワーク内周面１２に嵌合されることで互いに組み付けられるものである。
【００２２】
図２に示すように、本発明のワークの組立装置において、第一のワーク保持部１３の先端には、第一のワーク１１の径方向を位置決めするための円柱状のワーク位置決め部１３ａが設けられ、その周囲には第一のワーク１１を吸着保持するための真空吸引孔１３ｂが設けられ、更にその周囲には第一のワーク１１を載置するためのワーク載置部１３ｃが設けられている。
【００２３】
第一のワーク１１は、その内周面がワーク位置決め部１３ａの外周面に嵌合することで径方向の位置決めが成されると共に、真空吸引孔１３ｂからの吸引力によりワーク載置部１３ｃ上端面に吸着保持された状態となっている。尚、ワーク位置決め部１３ａの上端部外周は上方へ向かってテーパー状となっており、第一のワーク１１をワーク位置決め部１３ａに嵌合させ易いようになっている。
【００２４】
一方、第二のワーク保持部１４の中心部には、第一のワーク保持部１３が配設される空間として開口部１４ａが設けられ、そこに第一のワーク保持部１３が下方より挿通した状態で収容されている。このように第二のワーク保持部１４の開口部１４ａ内に第一のワーク保持部１３を収容するようにすれば、従来のようにワーク保持部３を柱状の支持部６で支持する必要がないため、その分、組立装置を小型化することができる。尚、第二のワーク保持部１４自体は台座１５の中心部に嵌合固定されているが、第二のワーク保持部１４と台座１５とを一体的に形成して台座１５を省略するようにしても良い。
【００２５】
また、開口部１４ａの上端部周縁には、第二のワーク保持部１４上端面より一段下がった位置に第二のワーク１２を載置するためのワーク載置部１４ｂが設けられ、更にその周囲には第二のワーク１２を吸着保持するための真空吸引孔１４ｃが設けられている。
【００２６】
第二のワーク１２は、ワーク載置部１４ｂに載置されると同時にその周囲の内壁部１４ｄに第二のワーク１２外周面が嵌合した状態となり、径方向の位置決めが成されている。尚、内壁部１４ｄの上端縁は、下方に向かってテーパー状となっており、第二のワーク１２を内壁部１４ｄへ嵌合させ易いようになっている。
【００２７】
第一のワーク保持部１３は、第二のワーク保持部１４の中心部に設けられた開口部１４ａに収容された状態で任意の駆動機構１６（例えば、エアシリンダー）により昇降可能となっており、その昇降動作に伴って第一のワーク保持部１３先端に保持された第一のワーク１１も上下方向へ移動する。尚、駆動機構１６は、第一のワーク保持部１３を昇降させる駆動力を発生するものであれば、どのようなものであっても構わない。
【００２８】
図３は、本発明のワークの組立装置を用いたワークの組立方法を説明するための模式的な断面図で、（ａ）第二のワーク保持部に第二のワークが保持された状態、（ｂ）第一のワーク保持部に第一のワークが保持された状態、（ｃ）第一のワークと第二のワークとが互いに組み付けられた状態を示している。本発明のワークの組立装置を用いて第一のワーク１１と第二のワーク１２とを互いに組み付ける際には、まず図３（ａ）に示すように第一のワーク保持部１３の先端が第二のワーク保持部１４の開口部１４ａから上方へ突出しない位置まで第一のワーク保持部１３を降下させ、その状態で第二のワーク保持部１４のワーク載置部１４ｂに第二のワーク１２を載置して真空吸着させる。
【００２９】
その後、図３（ｂ）に示すように第一のワーク保持部１３を上昇させて、その先端を第二のワーク１２中央の開口部分を通して上方へ突出させ、その状態で第一のワーク１１を第一のワーク保持部１３先端のワーク載置部１３ｃに載置して真空吸着させる。
【００３０】
以上のようにして第一のワーク１１と第二のワーク１２の保持が完了したら、第一のワーク保持部１３を降下させて第一のワーク１１を第二のワーク１２に近接する方向へ移動させる。第一のワーク保持部１３の降下が進むと、第一のワーク１１が第二のワーク１２に自動的に嵌合して互いに組み付けられた状態となり、そこから更に降下が進むと、第一のワーク１１は第二のワーク１２内周面の突出部１２ａに係止されてそれ以上は降下できなくなるため、図３（ｃ）に示すように第一のワーク１１の吸着状態が自動的に解除されて第一のワーク保持部１３のみが降下する。
【００３１】
尚、第二のワーク１２内周面に第一のワーク１１を係止する突出部１２ａが無く、第一のワーク保持部１３の降下に伴って自動的に第一のワーク１１の吸着状態が解除されない場合には、第一のワーク保持部１３の降下を第一のワーク１１と第二のワーク１２とが所望の嵌合位置に達した時点で停止させるようにすればよい。
【００３２】
ここで、以上のように第一のワーク保持部１３を降下させて第一のワーク１１と第二のワーク１２とを互いに組み付ける際に、もし第一のワーク１１と第一のワーク保持部１３との間、もしくは第二のワーク１２と第二のワーク保持部１４との間にゴミ等の異物が介在して第一のワーク１１や第二のワーク１２に傾きが生じていた場合には、第一のワーク１１と第二のワーク１２とが噛み合わず、第一のワーク保持部１３の降下に伴って第一のワークと第二のワークとが接触した時点で第一のワーク１１が第二のワーク１２に係止された状態となってそれ以上は降下できなくなるため、第一のワーク１１の吸着状態が自動的に解除されて第一のワーク保持部１３から脱落する。そのため、このような場合であっても第一のワーク１１と第二のワーク１２、更にはワークの組立装置自体に不要な負荷が掛かることはなく、ワークや組立装置が破損することはない。尚、このようにして破損が回避されたワークは再使用が可能である。
【実施例２】
【００３３】
図４は、本発明のワークの組立装置を用いたワークの組立方法を説明するための模式的な断面図で、（ａ）第一のワーク保持部に第一のワークが保持された状態、（ｂ）第二のワーク保持部に第二のワークが保持された状態、（ｃ）第一のワークと第二のワークとが互いに組み付けされた状態を示している。ここに示す実施形態では、前述の実施例１とは逆に第二のワーク１２を吸着状態が解除され得る対象としている。即ち、第一のワーク１１と第二のワーク１２をそれぞれ第一のワーク保持部１３と第二のワーク保持部１４に吸着保持させたうえで、第一のワーク１１を第二のワーク１２の下から突き上げるようにして互いを組み付けている。尚、ここでの第一のワーク１１と第二のワーク１２は、実施例１に示した第一のワーク１１と第二のワーク１２とは形状が異なるものとしている。
【００３４】
具体的には、まず図４（ａ）に示すように第一のワーク保持部１３の先端が第二のワーク保持部１４の開口部１４ａから上方へ突出する位置まで第一のワーク保持部１３を上昇させ、その状態で第一のワーク保持部１３のワーク載置部１３ｃに第一のワーク１１を載置して真空吸着させる。
【００３５】
その後、図４（ｂ）に示すように第一のワーク保持部１３を降下させて、第一のワーク１１の先端が第二のワーク保持部１４のワーク載置部１４ｂ上端面よりも低い位置になるまで退避させ、その状態で第二のワーク１２を第二のワーク保持部１４のワーク載置部１４ｂに載置して真空吸着させる。
【００３６】
以上のようにして第一のワーク１１と第二のワーク１２の保持が完了したら、第一のワーク保持部１３を再度上昇させて第一のワーク１１を第二のワーク１２に近接する方向へ移動させる。第一のワーク保持部１３の上昇が進むと、第一のワーク１１が第二のワーク１２に自動的に嵌合して互いに組み付けられた状態となり、そこから更に上昇が進むと、図４（ｃ）に示すように第二のワーク１２が第一のワーク１１外周面の突出部１１ａに係止されてその吸着状態が自動的に解除され、第一のワーク１１と共に上昇する。
【００３７】
ここでは、第一のワーク１１と第一のワーク保持部１３との間、もしくは第二のワーク１２と第二のワーク保持部１４との間にゴミ等の異物が介在して第一のワーク１１や第二のワーク１２に傾きが生じていた場合には、第一のワーク保持部１３の上昇に伴って第二のワーク１２の吸着状態が自動的に解除されて第二のワーク保持部１４から脱落し、ワークや組立装置の破損が回避される。
【００３８】
以上説明した実施形態では、第一のワーク保持部１３のみを可動式として第二のワーク保持部１４に対して上下方向へ移動させる構成としているが、本発明の本質は第一のワーク１１と第二のワーク１２とを第一のワーク１１が吸着保持されている側において互いに近接する方向へ相対的に移動させること、即ち第一のワーク１１と第二のワーク１２とを第一のワーク１１の吸着状態が解除される方向へ互いに近接移動させることであるため、例えば、第一のワーク保持部１３を固定式にして第二のワーク保持部１４のみを可動式としたり、第一のワーク保持部１３と第二のワーク保持部１４を共に可動式としてもよい。
【００３９】
また、ワークをワーク保持部に吸着する手段としては真空吸着に限定されるものではなく、ワークを所定の吸着力、少なくともワーク同士が精確に噛み合わず嵌合できない場合に即座にワークがワーク保持部から脱落する程度の吸着力を以って吸着可能な手段であればどのようなものでもよく、例えばワークが金属である場合には磁石を用いるようにしてもよい。また、吸着状態が解除されて脱落し得るワークとは逆のワークは必ずしも吸着保持する必要はなく、組み立て工程中に不要に脱落する虞がないのであれば単にワーク載置部に載置しておくだけでもよい。尚、ワーク保持部の形状については、組み立て対象となるワークの形状に応じて適宜変更すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のワークの組立装置に組み立て対象となる２つのワークを設置した状態を示す図で、（ａ）上面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ’断面図
【図２】図１のワーク保持部分周辺を示す要部拡大図
【図３】本発明のワークの組立装置を用いたワークの組立方法を説明するための模式的な断面図で、（ａ）第二のワーク保持部に第二のワークが保持された状態、（ｂ）第一のワーク保持部に第一のワークが保持された状態、（ｃ）第一のワークと第二のワークとが互いに組み付けられた状態を示している（実施例１）
【図４】本発明のワークの組立装置を用いたワークの組立方法を説明するための模式的な断面図で、（ａ）第一のワーク保持部に第一のワークが保持された状態、（ｂ）第二のワーク保持部に第二のワークが保持された状態、（ｃ）第一のワークと第二のワークとが互いに組み付けられた状態を示している（実施例２）
【図５】従来のワークの組立装置に組み立て対象となる２つのワークを設置した状態を示す断面図
【図６】２つのワークを互いに組み付けた状態を示す図５の要部拡大図
【符号の説明】
【００４１】
１      第一のワーク
２      第二のワーク
３      第一のワーク保持部
４      第二のワーク保持部
４ａ    位置決め凹部
５      台座
６      支持部
７      昇降部
１１    第一のワーク
１１ａ  突出部
１２    第二のワーク
１２ａ  突出部
１３    第一のワーク保持部
１３ａ  ワーク位置決め部
１３ｂ  真空吸引孔
１３ｃ  ワーク載置部
１４    第二のワーク保持部
１４ａ  開口部
１４ｂ  ワーク載置部
１４ｃ  真空吸引孔
１４ｄ  内壁部
１５    台座
１６    駆動機構
【図１】
2008055566.tif 000003
【図２】
2008055566.tif 000004
【図３】
2008055566.tif 000005
【図４】
2008055566.tif 000006
【図５】
2008055566.tif 000007
【図６】
2008055566.tif 000008