(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被装着部材に取り付けられるワークを保持可能なワーク保持部材と、このワーク保持部材を前記被装着部材への取付け位置へ移動させる可動支持部材とを備えたワークの把持装置であって、
前記ワークは、軸状をなすとともに前記被装着部材に対して軸線方向と直角な方向に組み付けられる取付部と、前記取付部の端部に連なる傘部とを備えており、
ワーク供給源と前記ワーク保持部材との間には、空気圧により前記ワーク供給源から前記ワーク保持部材へ前記ワークを圧送可能な可撓供給管が配索され、前記ワーク保持部材には、前記可撓供給管により供給された前記ワークを把持可能な把持手段が設けられており、
前記把持手段が、
前記ワーク保持部材に周方向において等角度間隔で設けた３本の把持爪と、
前記把持爪の先端部に形成した係止突起と、
前記ワーク保持部材の先端部に形成され、前記把持爪の前記係止突起との間で前記傘部を前と後から軸線方向に挟む係止突起とを備えて構成されていることを特徴とするワークの把持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの把持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のドアは、ドアパネルの内側にドアトリムを組み付けることにより構成される。ドアトリムを組み付けるには、予めドアトリムの裏面（ドアパネル側）の適所にリテーナ（ワーク）を取り付けておき、このリテーナをドアパネル側へ係止させることにより行われる。
このリテーナの取付作業は、従来では手作業で行われていたが、組立ラインのオートメーション化に伴い、最近ではエアチャックを用いたロボットによって行われるようになってきた。具体的には、図８に示すように、部品保持枠１に保持されたドアトリム２の近くに、三次元方向の自在運動を可能とされて先端にエアチャック４が取り付けられたアーム３と、リテーナ５を供給するためのパーツフィーダ６とを配置した構成になり、エアチャック４の先端に開閉動作可能に設けたフィンガー部４Ａ（図９を参照）が、パーツフィーダ６の載置台６Ａに載せられているリテーナ５を挟んで把持し、しかる後にアーム３がドアトリム２に向かって動いてリテーナ５をブラケット２Ａに取り付ける。取付け後は、アーム３がパーツフィーダ６に向かって移動してリテーナ５を把持する工程と、把持したリテーナ５をブラケット２Ａに取付ける工程とが再び繰り返される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のものでは、１個のリテーナ５の把持と取付けを行う度にアーム３がパーツフィーダ６とドアトリム２との間を往復しなければならないため、１個のリテーナ５の処理に要する時間が長く、作業効率が悪いという問題がある。
また、パーツフィーダ６の配置に際しては、アーム３がパーツフィーダ６からリテーナ５を正確に把持するためにロボットに対して高い精度で位置決めする必要があり、さらに、設置位置はアーム３の旋回範囲内に限られるという制約もある。
本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであり、ワークの取付効率の向上と、ワーク供給源の配置に関する規制緩和を図ることを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、被装着部材に取り付けられるワークを保持可能なワーク保持部材と、このワーク保持部材を前記被装着部材への取付け位置へ移動させる可動支持部材とを備えたワークの把持装置であって、前記ワークは、軸状をなすとともに前記被装着部材に対して軸線方向と直角な方向に組み付けられる取付部と、前記取付部の端部に連なる傘部とを備えており、ワーク供給源と前記ワーク保持部材との間には、空気圧により前記ワーク供給源から前記ワーク保持部材へ前記ワークを圧送可能な可撓供給管が配索され、前記ワーク保持部材には、前記可撓供給管により供給された前記ワークを把持可能な把持手段が設けられており、前記把持手段が、前記ワーク保持部材に周方向において等角度間隔で設けた３本の把持爪と、前記把持爪の先端部に形成した係止突起と、前記ワーク保持部材の先端部に形成され、前記把持爪の前記係止突起との間で前記傘部を前と後から軸線方向に挟む係止突起とを備えて構成されているところに特徴を有する。
【０００５】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
ワークを被装着部材に取り付ける際には、まずワークが空気圧によりワーク供給源から可撓供給管を通してワーク保持部材に圧送されて把持手段により把持され、次に把持されているワークが被装着部材に取り付けられる。この間、可動支持部材は、ワーク供給源に向かって移動する必要はなく、被装着部材の近傍位置においてワークの供給を待つだけでよい。
本発明においては、ワークを供給する手段として空気圧によりワークを可撓供給管を通してワーク保持部材まで送り込むようにしているので、可動支持部材が被装着部材への取付け位置とワーク供給源との間を往復移動する必要がなく、作業効率がよい。また、ワーク供給源の配置に関しては、可動支持部材に対する位置決めが不要であるとともに、可動支持部材の可動範囲内に限定されるという制約もない。
【０００６】
【発明の実施の形態】
＜実施形態１＞
以下、本発明をリテーナの自動取付装置１０に適用した実施形態について図１〜図７を参照して説明する。
本実施形態１の自動取付装置１０は、自動車部品の組立工程において使用され、ドアの一部を構成するドアトリム２０にリテーナ３０を取り付けるためのものである。まず、その概要を説明する。
自動取付装置１０は、床面に設置した基台１１と、この基台１１に三次元方向への自在運動を可能に取り付けられたアーム（本発明の構成要件である可動支持部材）１２と、このアーム１２の先端に設けたヘッド（本発明の構成要件であるワーク保持部材）１３とを備えて構成される。
この自動取付装置１０の斜め後方にはパーツフィーダ（本発明の構成要件であるワーク供給源）４０が配設されており、自動取付装置１０の前方には部品保持枠２１に吊り下げ保持されたドアトリム２０が待機している。
【０００７】
ドアトリム２０の周縁部に沿った複数箇所には、リテーナ３０を装着するためのブラケット２２が設けられている。このブラケット２２は、図２の右側に示すように箱型状をなし、リテーナ３０を嵌め込むための取付孔２２Ａと取付孔２２Ａへ案内するためのガイド溝２２Ｂとが形成されている。
リテーナ３０は、図２の左側に示すように、両端にフランジ状をなす一対の抜止部３２が形成された軸状の取付部３１と、内部が空洞とされた蕾状をなすとともに弾性撓みを可能とされた弾性係止部３３とを有する。
リテーナ３０がブラケット２２に取り付けられるときには、取付部３１がガイド溝２２Ｂを通して取付孔２２Ａに嵌合され、両抜止部３２の間に取付孔２２Ａの孔縁部が挟み込まれ、もってリテーナ３０がブラケット２２に取り付けられる。
一方、弾性係止部３３は図示しないドアパネルの差込み孔（図示せず）に嵌入される。また、取付部３１と弾性係止部３３との間には傘部３４が形成されており、この傘部３４がドアパネルの表面に弾性的に当接することにより、弾性係止部３３の差込み孔への過剰な差込みが規制される。以上のようにして、リテーナ３０によりドアトリム２０とドアパネルが一体に組み付けられる。
【０００８】
パーツフィーダ４０は、その内部に多数のリテーナ３０を収容しているとともに、リテーナ３０が１個ずつセットされる供給準備室（図示せず）が設けられている。パーツフィーダ４０には、コンプレッサ、圧力調整弁、開閉弁等を備えた加圧空気供給装置（図示せず）が接続されており、加圧空気が供給準備室に供給されるようになっている。かかるパーツフィーダ４０の外周には、供給準備室に連なるように可撓供給管４１の基端部が接続されている。
可撓供給管４１は、その内径がリテーナ３０の最大外径よりも僅かに大きい寸法とされ、リテーナ３０がその弾性係止部３３を先に向けた姿勢を保ちつつ送られるようになっている。また、可撓供給管４１は、アーム１２の自在運動に対応して柔軟に、且つリテーナ３０の給送に支障を来さないように撓むことができるようにもなっている。この可撓供給管４１の先端部はヘッド１３に接続されている。
【０００９】
ヘッド１３はその後端部のフランジ１４を介してアーム１２に固定されている。ヘッド１３の前後方向におけるほぼ中央位置には、その下面に開口するポート１５Ａが形成され、このポート１５Ａに上記可撓供給管４１の先端部が接続されている。ヘッド１３内には、後端をポート１５Ａに連通させるとともに前端をヘッド１３の先端面に開口させた誘導路１５Ｂがポート１５Ａと直角に形成されている。この誘導路１５Ｂの内径は可撓供給管４１の内径より僅かに大きい寸法とされ、誘導路１５Ｂ内ではリテーナ３０が一定の姿勢を保ちつつヘッド１３の先端に向かって移動できるようになっている。
【００１０】
誘導路１５Ｂの後端とポート１５Ａとの連通部分には転向ピン１６が設けられている。この転向ピン１６は、リテーナ３０の弾性係止部３３とは非干渉であるが傘部３４には引っ掛かるように配置されている。したがって、可撓供給管４１を通って弾性係止部３３を先に向けた姿勢でポート１５Ａに送り込まれたリテーナ３０は、その傘部３４を転向ピン１６に引っ掛けられることにより９０°向きを変え、今度は取付部３１と両抜止部３２を先に向けた姿勢でヘッド１３の先端側へ送り出されるようになっている。
【００１１】
ヘッド１３の先端部にはリテーナ３０を把持するための手段が設けられている。すなわち、ヘッド１３には、軸方向に延びる３本のスリット１７が周方向に１２０°の等角度間隔を空けて形成され、各スリット１７には、細長い把持爪１８がその後端部を軸１８Ａにより支持された状態で取り付けられている。また、スリット１７の外面側の開口に沿うように板バネ１９が前方へ片持ち状に延びる形態で取り付けられている。この板バネ１９は、把持爪１８の上面における軸１８Ａの前後両側にわたってほぼ密着しており、これによって把持爪１８は常にはリテーナ３０を把持可能な把持状態（図３及び図７に示す状態）に保持されている。また、把持爪１８は、板バネ１９の付勢に抗して外側へ変位することが可能となっている。
【００１２】
この把持爪１８の先端には内側に突出する係止突起１８Ｂが形成されており、一方、誘導路１５Ｂの先端の開口縁にも内側に突出する係止突起１５Ｃが形成されている。この両係止突起１５Ｃ，１８Ｂは、リテーナ３０の傘部３４を前と後から挟むように配置されており、この両係止突起１５Ｃ，１８Ｂによる傘部３４への係止により、リテーナ３０がヘッド１３の先端部に把持されるようになっている。なお、上記の把持爪１８、板バネ１９及び両係止突起１５Ｃ，１８Ｂは、本発明の構成用件である把持手段を構成するものである。
【００１３】
リテーナ３０が把持された状態では、その取付部３１と両抜止部３２がヘッド１３の先端面よりも突出しており、この突出された取付部３１と両抜止部３２が上述したようにブラケット２２に取り付けられる。リテーナ３０がブラケット２２に取り付けられた状態でヘッド１３がブラケット２２から軸方向に遠ざかると、板バネ１９の付勢に抗して把持爪１８が外側へ変位することにより傘部３４から係止突起１５Ｃが外れ、リテーナ３０がヘッド１３から円滑に離脱されるようになっている。すなわち、傘部３４の係止突起１５Ｃに対する係止力は、抜止部３２のブラケット２２に対する係止力よりも小さく設定されている。
【００１４】
次に、リテーナ３０の取付作業について述べる。部品保持枠２１に取り付けられたドアトリム２０のブラケット２２に対し、ヘッド１３がほぼ正対するように待機している。この状態で、圧縮空気がパーツフィーダ４０に供給され、パーツフィーダ４０の供給準備室に弾性係止部３３を先に向けてセットされているリテーナが空気圧により可撓供給管４１内に圧送され、ヘッド１３のポート１５Ａに送り込まれる。すると、図４及び図５に示すように、転向ピン１６に傘部３４が引っ掛かることによってリテーナ３０の向きが９０°変えられる。この状態では、可撓供給管４１からの空気流により誘導路１５Ｂ内の圧力が傘部３４の後方（図５の左側）の圧力よりも低くなるため、リテーナ３０は取付部３１と両抜止部３２を先に向けて誘導路１５Ｂ内を前方に向かって移動する。
【００１５】
リテーナ３０がヘッド１３の先端部に至ると、傘部３４が把持爪１８の係止突起１８Ｂの緩いテーパ面１８Ｃに摺接することにより把持爪１８を外側へ変位させて係止突起１８Ｂを通過する。この直後、傘部３４がヘッド１３の係止突起１５Ｃに当接することによりリテーナ３０のそれ以上の移動が規制されるとともに、把持爪１８が復動してその係止突起１８Ｂが傘部３４に係止することによりリテーナ３０の戻りが規制され、もってリテーナ３０が所定の把持位置に保持される。なお、加圧空気の圧力は、傘部３４が板バネ１９の付勢に抗して把持爪１８を外側へ変位させるのには十分であるが、傘部３４が撓んでヘッド１３の係止突起１５Ｃから外れることがないような大きさに設定されている。したがって、リテーナ３０は所定の把持位置に確実に保持される。
【００１６】
リテーナ３０が保持されたら、既に説明したように、アーム１２の自在運動に伴って取付部３１がガイド溝２２Ｂを通って取付孔２２Ａに嵌合されるとともに、両抜止部３２が取付孔２２Ａの孔縁部を挟み込むことにより、リテーナ３０がブラケット２２に取り付けられる。取付け後は、ヘッド１３がブラケット２２から遠ざかることによってリテーナ３０がヘッド１３から離脱される。以上で、１個のリテーナ３０の取付け工程が完了する。
この後は、ヘッド１３が次にリテーナ３０を取り付けるべきブラケット２２と対応する位置に移動し、上述のリテーナ３０を可撓供給管４１を通してヘッド１３に圧送して把持する工程と、把持したリテーナ３０をブラケット２２に取り付ける工程とが繰り返される。
【００１７】
上述のように、本実施形態においては、リテーナ３０をヘッド１３に供給する手段として空気圧によりリテーナ３０を可撓供給管４１を通してヘッド１３まで送り込むようにしているので、ヘッド１３をブラケット２２への取付け位置とパーツフィーダ４０との間で往復移動させる必要がなく、効率よく取り付け作業が行われる。
また、可撓供給管４１を用いたことにより、自動取付装置１０に対してパーツフィーダ４０の位置決めが不要となっているとともに、アーム１２の動きを制御するに際してリテーナ３０の供給のためのティーチングの作業も不要となっている。さらに、パーツフィーダ４０の配置をヘッド１３の旋回範囲内に限定する必要がなく、設置の自由度が高くなっている。
【００１８】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態ではリテーナをワーク保持部材内で一旦９０°転向させてから先端側へ送り出すようにしているが、本発明によれば、ワーク保持部材の後端から先端に向かって一直線状に転向せずにリテーナを送り込むようにしてもよい。
【００１９】
（２）上記実施形態において、ワーク保持部材の先端にリテーナが把持爪を通過して外へ飛び出してしまうことを防止するためのストッパを設けてよい。この場合、ストッパは、リテーナが把持爪で把持された後、リテーナから外れてブラケットへの取付けの支承とならない位置へ退避させるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１における自動取付装置、ドアトリム及びパーツフィーダを示す斜視図
【図２】実施形態１のリテーナとブラケットを示す一部切欠斜視図
【図３】実施形態１のヘッドの断面図
【図４】実施形態１においてヘッドに供給されたリテーナが転向する前の状態をあらわす部分拡大断面図
【図５】実施形態１においてヘッドに供給されたリテーナが転向した後の状態をあらわす部分拡大断面図
【図６】実施形態１においてリテーナが把持される直前の状態をあらわす部分拡大断面図
【図７】実施形態１においてリテーナが正規の把持位置決めに保持された状態をあらわす部分拡大断面図
【図８】従来例の取付け作業をあらわす斜視図
【図９】従来例のリテーナの把持機構をあらわす斜視図
【符号の説明】
１２…アーム（可動支持部材）
１３…ヘッド（ワーク保持部材）
１５Ｃ…係止突起（把持手段）
１８…把持爪（把持手段）
１８Ｂ…係止突起（把持手段）
１９…板バネ（把持手段）
２２…ブラケット（被装着部材）
３０…リテーナ（ワーク）
４０…パーツフィーダ（ワーク供給源）
４１…可撓供給管
【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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