(57)【要約】【目的】縦積み式自動組立装置におけるチャックの把持力を小さくして装置を小型化する。【構成】組立軸１２を上下方向に配置して昇降自在に支持し、組立軸１２の組立軸線Ｃ上へチャック１５Ａに支持された把持部品Ｗ１を移動して、落下させることにより、組立軸１２の周囲へ縦積み式に把持部品を組み付ける。チャック１５Ａは把持部４０に肉厚内へ入り込む把持凹部４３を形成し、この中に把持部品Ｗ１の外周部を嵌合し、下面を下部壁４９で支持することにより、荷重の大部分を下部壁４９で支持する。このため把持部品Ｗ１の外周部は把持凹部４３の接点Ｐにて支持するが、僅かな把持力で足りる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
組立軸線が上下方向になるように組立軸を配置し、組立軸線と直交する方向から進退するチャックに円形の把持部品を保持して組立軸線上へ移動し、チャックを開いて把持部品を組立軸へ嵌合することにより、複数の把持部品を組立軸へ縦積み状に供給する自動組立装置において、
前記チャックは、前記把持部品を挟んで開閉する一対の把持部を備え、
この把持部は、把持部品の外周面を押圧するとともに、把持部品の下面を支持して把持部品の荷重を受ける下面支持部を有することを特徴とする自動組立装置。
【請求項２】
前記把持部は、把持部品の外周部を嵌合するための溝を有することを特徴とする請求項１に記載した自動組立装置。
【請求項３】
前記組立軸を支持する支持台は昇降自在であり、かつ前記組立軸を前記組立軸線の回りへ回動自在に支持することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載した自動組立装置。
【請求項４】
前記チャックは、前記組立軸に突き上げられたとき、上方へ逃げ移動自在に支持されていることを特徴とする請求項３に記載した自動組立装置。
【請求項５】
前記把持部は、前記把持部品の外周面と接触するローラーを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載した自動組立装置。
【請求項６】
前記把持部品の外周面が内接する仮想の正三角形において、１辺の中央に固定把持部を設け、この固定把持部の左右にて前記１辺が収縮自在であり、他の２辺はそれぞれの一端部が前記１辺の左右端部と連結して前記１辺の伸縮に応じて移動自在であり、前記一対の把持部は、前記２辺のそれぞれの上を移動自在に支持された可動把持部であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載した自動組立装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、上下方向に配置されたシャフトと、上方から縦積み式に把持部品を供給するためのチャック構造に関する。なお本願においては、円形の把持部品外周部における回転軸と平行する面を外周面とし、回転軸と直交する面を側面とする。但し、回転軸を上下方向にして円形の把持部品を縦積みするときには、側面のうち上側を表面、下側を下面ということにする。
【背景技術】
【０００２】
縦積み式の自動組立装置は公知である。また、把持部品は一対の把持部を有するチャックにより挟持される。
【特許文献１】特開平６−３９６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
チャックを構成する一対の把持部は左右より把持部品の側面を押圧して支持するため、一般的に把持部品の重量の１０〜２０倍程度の力を必要とし、その結果、係る大きな力を形成するために、装置が大型化する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため自動組立装置に係る請求項１の発明は、組立軸線が上下方向になるように組立軸を配置し、組立軸線と直交する方向から進退するチャックに円形の把持部品を保持して組立軸線上へ移動し、チャックを開いて把持部品を組立軸へ嵌合することにより、複数の把持部品を組立軸へ縦積み状に供給する自動組立装置において、
前記チャックは、前記把持部品を挟んで開閉する一対の把持部を備え、
この把持部は、把持部品の外周面を押圧するとともに、把持部品の下面を支持して把持部品の荷重を受ける下面支持部を有することを特徴とする。
【０００５】
請求項２の発明は上記請求項１において、前記把持部は、把持部品の外周部を嵌合するための溝を有することを特徴とする。
【０００６】
請求項３の発明は上記請求項１又は２のいずれかにおいて、前記組立軸を支持する支持台は昇降自在であり、かつ前記組立軸を前記組立軸線の回りへ回動自在に支持することを特徴とする。
【０００７】
請求項４の発明は上記請求項３において、前記チャックは、前記組立軸に突き上げられたとき、上方へ逃げ移動自在に支持されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項５の発明は上記請求項１〜４のいずれかにおいて、前記把持部は、前記把持部品の外周面と接触するローラーを備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項６の発明は上記請求項１〜５のいずれかにおいて、前記把持部品の外周面が内接する仮想の正三角形において、１辺の中央に固定把持部を設け、この固定把持部の左右にて前記１辺が収縮自在であり、他の２辺はそれぞれの一端部が前記１辺の左右端部と連結して前記１辺の伸縮に応じて移動自在であり、前記一対の把持部は、前記２辺のそれぞれの上を移動自在に支持された可動把持部であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、複数の把持部品を組立軸へ縦積み状に供給するためのチャックに左右一対で設けられる把持部がそれぞれ、把持部品の外周面を把持する把持面と別に、把持部品の下面を支持する下面支持部を有するので、下面支持部により把持部品の下面を支持して把持部品の荷重の大部分を受け止めることができる。このため把持部品の外周面だけを把持する場合と比べて、把持部品外周面に対する把持力を小さくでき、その結果、装置を小型化できる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、把持部に把持部品の外周部を嵌合するための溝を設けたので、この溝へ把持部品の外周部を嵌合すれば、溝の底部が下面支持部となって把持部品の下面を支持でき、把持部の構造を簡単にすることができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、組立軸を支持する昇降自在の支持台を、組立軸線の回りへ回動自在にして組立軸を回動自在に支持したので、縦積み時に組立軸と把持部品との嵌合部に位相合わせが必要な場合に、組立軸を回動させて容易に位相合わせをすることができる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、チャックが組立軸に突き上げられたとき、上方へ逃げ移動自在に支持されているので、組立軸を突き上げて把持部品と嵌合するとき、位相等のずれで嵌合できず、把持部品を突き上げる場合に、チャックが把持部品とともに上方へ移動して逃げるため、把持部品と組立軸間における衝撃を緩和できる。また位相合わせが必要な場合には、チャック及び把持部品を上方へ逃げ移動させながら位相合わせをすることができる。
【００１４】
請求項５の発明によれば、把持部に把持部品の外周面と接触するローラーを設けたので、把持部品の外周面をローラーの転がり接触で支持することができ、把持に伴う把持部品の外周面に対する損傷を防ぐことができる。
【００１５】
請求項６の発明によれば、把持部品の外周面が内接する仮想の正三角形において、固定把持部と一対の可動把持部で把持部品の外周部を支持するとともに、把持すべき把持部品の外径が変化したとき、これに合わせて固定把持部を設けた１辺を左右方向へ伸縮し、この伸縮に伴って他の２辺が一体に移動することで、前記把持部品が内接する三角形を維持して、把持部品を一定位置に芯出しするとともに、各２辺上の可動把持部が移動することにより、外径が変化しても常時把持部品を把持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて一実施例を説明する。図１は自動組立装置全体の正面図、図２は側面図である。この自動組立装置１は、ベース２とその上に設けられた外枠３を備え、外枠３の内側にはベース２から上方へ垂直に延びる昇降支柱４を備える。
【００１７】
昇降支柱４には昇降ベース５が昇降自在に案内支持され、トラックベルト６により昇降される。トラックベルト６は昇降支柱４に支持されて昇降支柱４とほぼ同長で設けられ、サーボモータ７により回転される。なお昇降ベース５の昇降手段としてはボールネジ機構等公知のものを種々適用できる。
昇降ベース５には回転ユニット８を介して把持部品固定部１０が支持される。回転ユニット８はサーボモータを内蔵し、把持部品固定部１０を組立軸線Ｃの回りに４０°回動できるようになっている。但しこの回動角度の範囲設定は任意にできる。把持部品固定部１０の上部にはコレットチャック１１を介して組立軸１２の軸方向一端部を支持する。把持部品固定部１０は軸方向を組立軸線Ｃと一致させた状態で配置される。
【００１８】
図１において、自動組立装置１の上部右側には、上から順に、単純把持部品組付部Ｓ１並びに位相把持部品組付部Ｓ２及び小組把持部品組付部Ｓ３が３段で配置され、それぞれから把持部品が組立軸線Ｃ上へ、その軸直交方向から供給されるようになっている。各把持部品供給部にはそれぞれ汎用組み付けユニット１３が設けられている。汎用組み付けユニット１３は、組立軸線Ｃの軸直交方向に配設されたレール１４上を移動自在のチャック１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃと、汎用組み付けユニット１３の支持枠であるサブフレーム１６を備える。チャックについては、特に区別して、単純把持部品組付部Ｓ１のものを１５Ａ、位相把持部品組付部Ｓ２のものを１５Ｂ、小組把持部品組付部Ｓ３のものを１５Ｃとする。
【００１９】
図１における自動組立装置１の上部左側には、上から順に、シム供給部Ｓ４、シム厚さ測定部Ｓ５、小組把持部品供給部Ｓ６が設けられている。
シム厚さ測定部Ｓ５には厚さ測定ユニット１７が設けられ、厚さ測定ユニット１７は単純把持部品であって予め多数種類が用意されているシム（隙間調整板）の厚さを測定して、単純把持部品組付部Ｓ１へ供給すべき最適なシムを決定する。厚さ測定ユニット１７はサブフレーム１６に支持されたレール１４上を移動しながら測定する。
【００２０】
シム供給部Ｓ４にはシム切り出し部１８が設けられている。シム切り出し部１８は、水平方向に配置されたサブフレーム１６及び供給レール１９を備え、厚さ測定ユニット１７で決定されたシムを切り出して供給レール１９から、組立軸線Ｃ上へ切り出されて単純把持部品組付部Ｓ１のチャック１５により支持される。チャック１５は組立軸線Ｃ近傍に移動しており、支持したシムの中心を組立軸線Ｃ上に位置決めする。シムが組立軸線Ｃ上に位置決めされると、シムの中心穴を貫通するように組立軸１２が上昇し、続いてチャック１５によるシムの支持を解いて落下させることにより組立軸１２の回りへシムを供給する。
【００２１】
シムは予め異なる厚さ毎に多数の枚数を積み上げた円筒状のシムユニット２０をなしてサブフレーム１６上に支持されており、厚さ測定ユニット１７により予め厚さ測定されているので、必要な厚さのシムユニット２０を選択し、その最下層のものを１枚だけ供給レール１９上へ送り出す。この１枚づつ供給することを切り出すという。
【００２２】
本図からは明らかでないが、単純把持部品組付部Ｓ１に対応してシム供給部Ｓ４と同じ高さで異なる角度、例えば、紙面の前後方向からシムとは異なる単純組付把持部品（後述）を供給する単純把持部品供給部が設けられている。また、位相把持部品取付部Ｓ２に対して位相把持部品を供給するための位相把持部品供給部が、シム供給部Ｓ４の下方かつ位相把持部品取付部Ｓ２に対応する位置で、紙面の前後方向に設けられている。位相把持部品供給部もシム供給部Ｓ４と同様に、ストックされている位相把持部品を一つづつ供給レールから組立軸線Ｃ側へ移送し、組立軸線Ｃ近傍に待機している位相把持部品取付部Ｓ２のチャック１５へ送り出すようになっている。なお、位相把持部品供給部及び位相把持部品取付部Ｓ２のチャック１５Ｂは位相合わせを必要とする把持部品のみならず、位相合わせを必要としないが比較的重量のある把持部品も扱うようになっている。
【００２３】
小組把持部品供給部Ｓ６は、小組把持部品組付部Ｓ３に対応した位置に配置されており、上下２段の傾斜したシューター２２、２３を備え、それぞれに小組部品を供給して組立軸線Ｃ近傍にて小組みし、この小組みした把持部品を小組把持部品組付部Ｓ３のチャック１５で組立軸線Ｃ上に保持して組立軸１２へ組み付けるようになっている。小組把持部品供給部Ｓ６の構造に関する詳細は後述する。
【００２４】
図１中の符号２４は電機制御部、２５はエア制御部である。図２の２６は昇降ベース５と一体化されているスライダであり、昇降支柱４に設けられたスライドレール２７に沿って上下移動自在である。また固定部２６ａによりトラックベルト６へ固定され、トラックベルト６と一体に移動するようになっている。トラックベルト６は下方の駆動ギヤ２８ａ及び上方のアイドルギヤ２８ｂと噛み合い、駆動ギヤ２８ａをサーボモータ７で回転駆動することにより回転され、サーボモータ７を正逆回転することにより一体の昇降ベース５を上下移動自在にしている。なお、サーボモータ７からトラックベルト６へ駆動力を伝達する手段はチェーン等公知のものが可能である。図２中の符号２９はバランサウエイトであり、トラックベルト６に取付けられている。
【００２５】
図２中に仮想線で示すように、昇降ベース５は昇降支柱４に設けられたスライドレール２７に沿って上下動し、組立軸線Ｃ上にチャック１５で支持された把持部品Ｗがセットされたとき、組立軸１２を上昇させて把持部品Ｗの中心穴に差し通され、その後、チャック１５を開くことにより把持部品Ｗを自重で落下させて組立軸１２の周囲へ嵌合して取付け、この取付後に再び所定位置まで下降する。これを繰り返すことにより、組立軸１２の周囲へ多数の把持部品Ｗを組立軸線Ｃ方向へ重ねて積み上げる縦積みで取付け、例えば変速機のカウンターギヤ列等を組立てる。なお、サーボモータ７の回転、チャック１５による把持部品Ｗのセット及び解放等の一連の動作はマイクロコンピュータ等の制御装置にて制御される。
【００２６】
図３は実施例として変速機のカウンターギヤ列を組み立てる場合における構成部品を示す。この場合、組立軸１２はカウンターシャフトであり、軸方向に複数のスプライン３０や環状溝３１及び摺動部３２が形成され、環状溝３１は軸方向で隣り合うスプライン３０を分断し、シムの厚み相当の軸方向幅を有する。軸方向一端部でコレット１１（図１）に支持される基端３３の近傍には予めカウンターローギヤ（Ｃ１ギヤ）３４が組み付けられ、先端３５を上に向けて基端３３をコレット１１（図１）で固定される。
【００２７】
組立軸１２の周囲には、先端３５側から、把持部品Ｗ１（スプラインワッシャ），把持部品Ｗ２（クラッチ），把持部品Ｗ３（ベアリング小組体），把持部品Ｗ４（Ｃ３ギヤ），把持部品Ｗ５（ニードルベアリング），把持部品Ｗ６（ワッシャ），把持部品Ｗ７（Ｃ２ギヤ），把持部品Ｗ８（ワッシャ），把持部品Ｗ９（ニードルベアリング），把持部品Ｗ１０（Ｃ４ギヤ），把持部品Ｗ１１（リバースセンタギヤ）等がこの順で縦積みされる。各把持部品には中心穴３６が設けられている。なお、これらはカウンターギヤ列における全組み付け部品の一部分であり、実際にはさらに複数のギヤやコイルスプリングを含む複数部品が追加される。
【００２８】
これらの把持部品Ｗ１・Ｗ５・Ｗ６・Ｗ８は各中心穴３６を単純に組立軸１２の軸心と一致するように芯合わせしてから自重により落下させるだけで組立できる単純組付把持部品であり、かつ比較的軽量でチャック１５の把持力も比較的小さなもので足りる小物部品である。このうち把持部品Ｗ１・Ｗ６・Ｗ８はシムに相当するものであって、シム供給部Ｓ４から単純把持部品組付部Ｓ１のチャック１５Ａへ向かって供給される（図１）。把持部品Ｗ５は図１には図示されていない単純把持部品供給部から、同様に単純把持部品組付部Ｓ１のチャック１５Ａへ向かって供給される。
【００２９】
把持部品Ｗ２・Ｗ４・Ｗ７・Ｗ９・Ｗ１０・Ｗ１１は、スプライン３０又は他のギヤの歯部と噛み合うため、噛み合わせ部の位相合わせが必要な部品又は位相合わせを必要としないが比較的重量がありチャックの把持力も比較的大きなものが要求される重量部品であって、位相把持部品供給部Ｓ２から位相把持部品組付部Ｓ２のチャック１５Ｂへ向かって供給される（図１）。中心穴３６の内面にはスプライン等が形成されている。
把持部品Ｗ３は比較的重量のある部品であるが、セレーション合わせをしながら小組立てして供給するので、小組把持部品供給部Ｓ６から小組把持部品組付部Ｓ３のチャック１５Ｃへ向かって供給される（図１）。
【００３０】
図４は本実施例の自動組立装置にて使用される３種類のチャック１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを模式的に示す図である。チャック１５Ａは単純組付把持部品（以下Ｗ１を代表として説明する）を把持するものであり、略Ｖ字状断面の把持溝内に把持部品Ｗ１の外周部を把持する。
チャック１５Ｂは位相合わせが必要な部品又は位相合わせを必要としないが比較的重量がある部品（以下、把持部品Ｗ２で代表する）を把持するものであり、平面視略Ｖ字状の凹部で把持部品Ｗ１の外周部を把持し、受け部５４にて把持部品Ｗ２の底部を支持する。
チャック１５Ｃは略コ字状断面の把持溝内に小組把持部品である把持部品Ｗ３の底部外周を把持する。
【００３１】
次に、単純把持部品供給部Ｓ１の詳細について説明する。図５は単純把持部品組付部Ｓ１における汎用組み付けユニット１３の斜視図、図６はチャック１５Ａの模式的平面図である。これらの図に示すように、チャック１５は左右一対の把持部４０・４０を備え、フィンガー４１により接近方向又は離反方向へ進退移動自在になっている。フィンガー４１は把持部４０・４０を互いに反対方向へ移動させるよう伸縮するエアシリンダ装置であり、収縮すると把持部４０・４０を接近させて閉じ、伸長させると離反させて開く。
【００３２】
フィンガー４１はスライダ４２へ取付けられている。スライダ４２はエアシリンダ（図示省略）によりレール１４上をその長手方向へ進退移動自在であり、図６に示す状態では、フィンガー４１がスライダ４２とともに移動して、長手方向の中央を通りレール１４と直交する線が組立軸線Ｃ（中心穴３６の中心Ｏと重なり紙面に垂直になっている）上へ移動する。この状態に移動することを前進とし、この状態からの移動を後退とする。後退すると組立軸線Ｃから遠ざかる。
【００３３】
把持部４０・４０にはそれぞれ把持溝４３、４３が形成されている。両把持部４０・４０がこの把持溝４３、４３を向かい合わせにすることにより、両把持溝４３、４３間で例えば、把持部品Ｗ１のような単純組付把持部品を把持する。把持溝４３は把持部４０の肉厚内へ断面Ｖ字状をなして入り込むように形成され（図８参照）、その行き止まり状の先端となる底部４４は図６の平面視で略Ｖ字状をなす。なお、各把持部４０・４０の対向面側も平面視で底部４４と平行する略Ｖ字状の逃げ部４０ａをなし、対向面中央部が略Ｖ字状に外側（対向面と反対側）へ逃げて、対向面間にて組立軸１２の移動を可能にしている。
【００３４】
図７は把持部４０の把持溝４３の開口部側を示す斜視図、図８は図６の８−８線断面図である。図７に示すように、把持溝４３は開口部４５が他方の把持部に対面する対向面４６（逃げ凹部４０ａの表面を含む）に開口し、この対向面４６から底部４４が平面視で略Ｖ字状をなすように肉厚内へ入り込み、最先端部がＶ字状の頂点４７をなす。
【００３５】
図８に示すように、把持溝４３は断面においても略Ｖ字状をなし、上下方向の開口幅は、開口部４５が最も広く、頂点４７に向かって次第に幅が狭くなっている。把持溝４３は把持部品Ｗ１の外周部を収容するものであり、把持溝４３の開口部４５の幅ｗは把持部品Ｗ１の厚さｔよりも大きくなっており、把持部品Ｗ１の外周部を把持溝４３へ入り易くしている。把持部４０における肉厚部のうち把持溝４３の上側を覆う部分が上部壁４８をなし、下側を覆う部分が下部壁４９をなす。
【００３６】
上部壁４８と下部壁４９は互いに逆傾斜し、それぞれと把持部品Ｗ１の外周部との接点Ｐにて把持部品Ｗ１を把持する。下部壁４９が本願発明の下面支持部に相当して把持部品受け部をなす。上部壁４８と下部壁４９の傾斜面が交わる部分が頂点４７であり、頂点から拡開して広がる左右の底部４４も、それぞれ開口部４５から頂点４７へ向かって幅が狭くなる三角形状をなす（図７参照）。
【００３７】
図６において、左右の把持部４０を開いた状態で間に把持部品Ｗ１を受け部（図示省略、図１６参照）の上に置き、左右の把持部品Ｗ１を閉じて把持溝４３内へ把持部品Ｗ１の外周部を入れ、把持部品Ｗ１の外周面を把持すると、図８に示すように、左右の把持部４０においてそれぞれ上部壁４８及び下部壁４９に対して上下２カ所の接点Ｐにて内接する。
【００３８】
この接点Ｐは頂点４７近傍に位置する把持部品Ｗ１の直径Ｄの両端で最も深く把持部４０内へ入り込む部分を挟んで、一つの把持溝４３につき対象位置に２カ所形成される（図６参照）。頂点４７と接点Ｐまでの間隔を把持深さｄとすれば、左右の把持部４０における把持深さｄは同一になるので、中心穴３６の中心が組立軸線Ｃ上に来るように略位置決めされて把持される（図６参照）。このような位置決めは把持部品Ｗ１が比較的薄い場合における簡易芯出し手段として有効である。
【００３９】
把持部品１をこのように位置決めした状態で、昇降ベース５（図１）を上昇させて組立軸１２の先端３５（図３）を中心穴３６内へ下方から入れ、予め組立軸１２へ積み上げられている下側の把持部品が接近したところで上昇を止め、左右の把持部４０を開くと、把持部品Ｗ１が自重で落下して下方の把持部品の上でかつ組立軸１２の回りの所定位置へ積み重なる。
【００４０】
このとき、把持される把持部品Ｗ１は外径が変化しても、中心Ｏを一定にでき、この中心Ｏの位置を組立軸線Ｃ（図１）に設定しておけば、常時把持部品の中心を組立軸線Ｃ上に芯合わせできる。したがって外径の種々に異なる把持部品を把持できることになり、汎用性が増す。また、把持部品Ｗ１は把持溝４３内へ外周部を収容されて安定して支持され、重量の殆どは下部壁４９で支持され、把持力は接点Ｐにて軽く把持部品Ｗ１の外周面へ当接される程度で済むため殆ど把持力を要しない。このため、比較的薄く曲がりやすいシムのような小型部品であっても、把持力による変形のおそれが無く把持できる。
【００４１】
次に、位相把持部品組付部Ｓ２におけるチャック１５Ｂについて詳細に説明する。図９は位相把持部品組付部Ｓ２における汎用組み付けユニット１３のチャック回り部分（片側）の一部を模式的に示す斜視図、図１０は同チャック回り部分の模式的平面図、図１１は同正面図、図１２は把持部品Ｗ２把持状態における断面図、図１３は芯出しの説明図、図１４は位相組付（スプライン係合）時の状態を示す図である。図１０に示すように、チャック１５Ｂは左右一対の把持部５０・５０を備え、比較的重量がありかつ位相合わせが必要な把持部品、例えば把持部品Ｗ２（以下、この把持部品Ｗ２を例にして説明する）を支持する。但しチャック１５Ｂは、位相合わせを必要としないが比較的重量がある把持部品も対象とする。
【００４２】
左右の把持部５０・５０は、フィンガー５１により接近方向又は離反方向へ進退移動自在になっている。フィンガー５１は把持部５０・５０を互いに反対方向へ移動させるエアシリンダ装置であり、スライダ５２へ取付けられている。
フィンガー５１は単純把持部品組付部Ｓ１におけるフィンガー４１と同様に伸縮構造を有するものであるが、円弧状部５７でスライダ５２へ支持され、この円弧状部５７にてフィンガー５１をスライダ５２に対して図１０のＸ矢示方向へ首振り運動可能に支持する。スライダ５２自体は単純把持部品組付部Ｓ１におけるスライダ４２と同様の構造及び機能を有する。
【００４３】
各把持部５０はレール５５を介してアーム部５６へ支持され、アーム部５６は左右一対で設けられ、それぞれフィンガー５１により、接近方向又は離反方向へ進退移動自在になっている。左右のアーム部５６が接近すると左右の把持部５０が接近して閉じ、両把持部５０の把持凹部５３間にて把持部品Ｗ２を把持する。左右のアーム部５６が離反方向へ移動すると、左右の把持部５０も離反方向へ移動して開き、両把持部５０の把持凹部５３間隔を広げて把持部品Ｗ２を解放する。
【００４４】
図９に示すように、各把持部５０は立て壁部５８を備え、その背面に設けられたスライダ５９にて立て方向のレール５５とスライド自在に結合する。レール５５はアーム部５６へ上下方向（Ｙ矢示方向）支持されているので、把持部５０はレール５５を介してアーム部５６に対して上下方向へ移動自在になっている。このため、把持部品Ｗ２と組立軸１２を組み付けるとき、把持部品Ｗ２を上下方向へ移動させながら位相合わせすることができる。
【００４５】
図９及び１０に明らかなように、各把持部５０は、平面視（図１０）で略Ｖ字状をなす凹部からなる把持凹部５３を有する。また把持凹部５３の下方から相手側の把持部５０側へ張り出す受け部５４を有する。本願発明の下面支持部に相当する受け部５４も平面視略Ｖ字状をなしている。把持凹部５３は立て壁状の把持面５３ａを有し、ここで把持部品Ｗ２の外周面を直接把持するようになっている。
【００４６】
図１２に示すように、把持凹部５３と受け部５４は略Ｌ字状断面をなし、受け部５４は、把持部品Ｗ２の下部を支持するようになっている。
把持部５０は重量部品である把持部品Ｗ２を把持するため、チャック１５Ａの把持部４０とは異なり肉厚のある軽合金等からなる高剛性構造である。この把持部５０は、受け部５４を含めて一体に鋳造や鍛造等で形成してもよいが、受け部５４を別体に形成してボルト止め等で一体化すれば安価に形成できる。
【００４７】
左右の把持部５０で把持部品Ｗ２を把持したとき、把持部品Ｗ２の殆どの重量を受け部５４で支持される。把持部品Ｗ２の外周面は把持面５３ａへ内接し、把持面５３ａは小さな把持力で把持部品Ｗ２を把持する。このとき、一例として把持部品Ｗ２が４．５ｋｇの場合、従来であれば、重量の約１０倍程度の把持力が必要であって、約４４０Ｎ程度の力で把持しなければならないところ、理論的に重量に見合う程度の力（約４４Ｎ）、実際には若干大きめに力を加えてもせいぜい８０Ｎ程度の桁違いに小さな力で済むことになり、把持により把持部品Ｗ２の外周面を傷つけにくくなる。したがって外周面にギヤ等があって傷つき防止を求められる把持部品の把持に特に有効である。また、把持に必要なエア圧も０．４ＭＰａ程度の低いものにでき、設備に対する負荷も少なくすることができる。
【００４８】
図１３は左右の把持部５０による把持部品Ｗ２の把持状態を模式的に説明する平面視図である。この図に示すように、各把持凹部５３は相手側の把持部５０へ向かって略Ｖ字状に拡開する一対の斜面で構成され、この各斜面に把持部品Ｗ２の外周面との接点Ｐが存在する。したがって。左右の把持部５０の各把持凹部５３に把持部品Ｗ２の外周面を挟めば、４点の接点Ｐにて把持部品Ｗ２の中心Ｏを正確に芯出しして位置決めできる。また、各接点Ｐにて把持部品Ｗ２の直径方向へ力を加えて把持する。但し、把持部品Ｗ２の重量は殆どを受け部５４にて支持するため、大きな把持力を要しない。
【００４９】
ここで、各斜面に平行な直線をＬ１、Ｌ２、直線Ｌ１及びＬ２間におけるＶ字の開き角度をθ、把持部品Ｗ２の外径をＤ、把持凹部５３の頂点（直線Ｌ１及びＬ２の交点）をＱ、頂点Ｑと中心Ｏを結ぶ線上において、接点Ｐの垂線の交点Ｐ１と頂点Ｑとの間隔を把持深さｄとする。受け部５４は把持凹部５３よりも把持部品Ｗ２の中心Ｏ方向へ張り出し、この張り出し量で把持部品Ｗ２に対する支持の安定度が変化する。張り出し量を大きくすればそれだけ安定度が増すが、中心穴３６を部分的に覆うようになるので、左右の受け部５４における対向面に中心穴３６を逃げるようＶ字状等の逃げ形状を形成する。
【００５０】
また、直線Ｌ１及びＬ２の開き角度θにより、把持深さｄが変化する。Ｖ字の開き角度θを大きくすれば、把持部品Ｗ２の外径が変化しても把持できる範囲が広がるので汎用性を増すことができるが、把持深さｄが浅くなるため把持の安定性が低くなる。逆にＶ字の開き角度θを小さくすれば、把持部品の外径変化に対して把持できる範囲が狭くなるが、把持深さｄが深くなるため把持の安定性が増す。したがって、把持凹部５３の設定においては、開き角θと把持深さｄの兼ね合いが重要となり、θ＝１２０°程度のとき、汎用性と把持の安定性が最良にバランスし、この角度より大きくても小さくてもバランスが崩れるため、θ＝１２０°程度が最も好ましい。
【００５１】
このとき、把持される把持部品Ｗ２は外径Ｄが変化しても、必ず中心Ｏを一定にでき、左右の把持部５０の中間位置（チャック１５Ｂの中心）となる。そこで把持部品Ｗ２を把持した状態でチャック１５Ｂを移動させて、チャック１５Ｂの中心を組立軸線Ｃ（図１）上にすれば、常時把持部品Ｗ２の中心Ｏを組立軸線Ｃ上に芯合わせできる。したがって外径の種々に異なる把持部品を把持できることになり、汎用性が増す。また、把持部品Ｗ２に対する把持凹部５３の把持は芯出しのための接触圧を維持する程度の極めて小さなもので足り、重量の殆どは受け部５４で支持できるので、把持力による変形のおそれが無く、かつ比較的小型の装置で把持できることになる。
【００５２】
図１４は組立軸１２に対する位相合わせを示す。把持部品Ｗ２を組立軸１２に組み付けるには、把持部品Ｗ２の中心穴内面に形成されたスプライン３７と組立軸１２のスプライン３０を位相合わせして噛み合わせる必要がある。そこで、把持部品Ｗ２の中心Ｏを組立軸線Ｃ上に芯合わせして把持部品Ｗ２把持した図１２の状態にて、図１４のＡに示すように、組立軸１２を上昇させて把持部品Ｗ２の中心穴へ入れる。スプライン３０の上端が中心穴のスプライン３７の下端に当接すると、位相が合っていないときは矢印で示すように把持部品Ｗ２を突き上げる。
【００５３】
このとき、把持部５０はレール５５を介してアーム部５６へ支持されて上下方向（Ｙ矢示方向）へ移動自在になっているので、組立軸１２の突き上げに対して上方へ移動して逃げる。同時に、フィンガー５１がスライダ５２に対して円弧状部５７にてＸ矢示方向（図１０）へ首振り運動可能に支持されているので、把持部５０が首振り運動して突き上げ力を逃がしながら位相を合わせるように動作する。
【００５４】
さらに、この段階で昇降ベース５の回転ユニット８が把持部品固定部１０を組立軸線Ｃ回りに４０°回動するので、把持部品固定部１０に基端３３（図３）を固定された組立軸１２も回転し、やがてスプライン３０が把持部品Ｗ２側のスプライン３７と位相が一致すると嵌合し、突き上げられていた把持部５０及び把持部品Ｗ２は当初位置へ下降する。そこで図１４のＢに示すように、左右の把持部５０を開くと、把持部品Ｗ２は位相を合わせてスプライン係合した状態で組立軸１２の回りへ縦積みされて組み付けられる。
【００５５】
このように、位相合わせ部品であっても、把持部５０の上下スライド機構及び首振り機構を採用することにより、自動組み付けが可能になる。
なお、把持部５０の首振りと同時に組立軸１２を逆方向へ回動させることにより位相合わせが短時間で完了する。
また、把持部５０の首振りをせず、組立軸１２のみを回動させても位相合わせでき、このようにすれば、比較的大型の把持部品に対する首振り機構を設けないで済むため、装置の小型化を可能にする。
【００５６】
次に、小組把持部品供給部Ｓ６及び小組把持部品組付部Ｓ３の詳細について説明する。図１５は小組把持部品供給部Ｓ６の詳細を示す図である。小組把持部品供給部Ｓ６ベアリング小組体である把持部品Ｗ３を小組みしながら組立軸１２へ組み付ける部分であり、把持部品Ｗ３はＣ３ギヤカラー８０、スラストニードル８１及びニードルベアリング８２を小組一体化したものである。
【００５７】
樋状をなして傾斜する上下２段のシューター２２、２３のうち、下段のシューター２３へ、予めＣ３ギヤカラー８０の筒部周囲へニードルベアリング８２を外嵌した複合品８３を投入し、上段のシューター２２へスラストニードル８１を投入する。
このとき、スラストニードル８１の投入を若干の遅くするよう時間差を設けることで、先に下段のシューター２３を滑り落ちた複合品８３の上へ、後から上段のシューター２２を滑り落ちたスラストニードル８１が重なって、把持部品Ｗ３となる。
【００５８】
図１６はシューター２２及び２３の各下部近傍を示し、拡大部Ａにシューター２２の下端部における平面視形状、拡大部Ｂにシューター２３の下端部における平面視形状をそれぞれ示す。シューター２３の下端部８４は略水平に屈曲して仮り受け部８６をなす。拡大部Ｂに示すように、仮り受け部８６の幅は、複合品８３の最大外径よりも狭くなっている。仮り受け部８６の左右には、小組把持部品組付部Ｓ３（図１）のチャック１５Ｃを構成する左右一対の把持部９０が位置し、左右の把持部９０の間隔は複合品８３の最大外径（Ｃ３ギヤカラー８０におけるフランジ８０ａの外径）よりも広くなっている。
【００５９】
各把持部９０の先端には相手側へ張り出すストッパ９１が突出形成され、各把持部９０はそれぞれ平面視で略Ｌ字状をなしている。シューター２３を滑り降りた複合品８３は下端部８４に至るとストッパ９１にて止められ、仮り受け部８６上に停止する。このとき複合品８３は左右の把持部９０間に位置することになる。仮り受け部８６を挟んで対向する左右の把持部９０にはそれぞれ平面視で略Ｖ字状をなす把持凹部９３が向かい合わせに設けられている。各把持凹部９３の先端側はストッパ９１の付け根部分へ達している。
【００６０】
一方、シューター２２の下端部８７にはスラストニードル８１の外径よりも開口幅の広い穴８７ａが設けられ、穴８７ａの前方にはストッパ８５が形成されている。穴８７ａは仮り受け部８６の上方に位置し、シューター２２を滑り降りたスラストニードル８１は、下端部８７にてストッパ８５で止められる。このとき拡大部Ａに示すようにスラストニードル８１は穴８７ａ上に位置するので、この穴８７ａからが落下して下方に位置する複合品８３の上に重なって一体化した把持部品Ｗ３となる。スラストニードル８１の外径はフランジ８０ａの外径と略同じであり、フランジ８０ａの上へ重なるようになっている。
【００６１】
図１７はスラストニードル８１が複合品８３の上へ一体化される過程を模式的に示す図である。Ａは複合品８３が仮り受け部８６上に停止した状態を示す図１６の拡大部Ｂと同じ上面視形状をＡの左側に示し、右側にその横断面（複合品８３の滑り降り方向と直交する方向の断面）形状を示す。仮り受け部８６の両側に位置する各把持部９０は断面略コ字状をなし、把持凹部９３の上下に上部である上抑え部９２と下部であって本願発明の下面支持部に相当する受け部９４が平行に内側へ突出している。但し図１７のＡでは、把持部９０による把持は行われていない。
【００６２】
図１７のＢは、複合品８３の把持・位置決め工程を示す、Ａと同様の図である。この図において仮り受け部８６の上に支持される複合品８３に対してその左右から把持部９０を接近方向へ移動させると、フランジ８０ａが把持凹部９３へ入り、複合品８３を芯出して把持する。この芯出しはチャック１５Ｂにおける場合と同じ原理で行われる。この位置決め後、把持部９０にて把持されている複合品８３の上にスラストニードル８１が払い出される。
【００６３】
図１７のＣはスラストニードル８１の組み付け工程を示す。仮り受け部８６の上に芯出し状態で把持部９０にて把持されている複合品８３の上方に穴８７ａが位置するから（図１６参照）、ストッパ８５に当接したスラストニードル８１はこの穴からスラストニードル８１が払い出されて複合品８３の上方へ落下して、上抑え部９２を介してフランジ８０ａの上へ重なって把持部品Ｗ３となる。
【００６４】
図１７のＤは、把持部品Ｗ３に対するチャック１５Ｃによる把持工程を示す。
仮り受け部８６の上に支持される把持部品Ｗ３は、複合品８３が把持部９０の受け部９４にて把持されかつ支持され、上抑え部９２の上にスラストニードル８１が支持されることにより、全体が把持部９０により芯出し状態にて支持されることになり、把持部９０と一体に移動する。そこでこの把持状態にてチャック１５Ｃは取付軸１２の上方へ移動し、中心Ｏを取付軸線Ｃと一致させ、以後、位相合わせ把持部品Ｗ２と同様にして取付軸１２へ把持部品Ｗ３を組み付けることができる。
【００６５】
図１８はチャックの別実施例を示す。このチャック６０は、把持部品の径が大小に大きく変化しても把持できるように汎用性を高めたものであり、かつ単純組み付け部品及び位相合わせ部品のいずれにも適用できるようになっている。
この例でも、位相把持部品組付部Ｓ２におけるフィンガー５１と同様のフィンガー６１を備え、このフィンガー６１は位相把持部品組付部Ｓ２におけるスライダ５２と同様のスライダーへ取付けられている。フィンガー６１には、左右方向へ開閉移動される左右方向両端に一対の腕部６２が設けられ、中央部に固定把持部６３が設けられている。各腕部６２には可動把持部６４が移動自在に支持され、これら３つの把持部６３，６４，６４の間で例えば、把持部品Ｗ２を３点支持するようになっている。
【００６６】
図中に示すように、これら３つの把持部６３，６４，６４において、把持部品Ｗ２の外周面は接点Ｐで接し、把持部品Ｗ２の内接する仮想の正三角形ＡＢＣを想定したとき、固定把持部６３は辺ＢＣの中点に位置し、可動把持部６４は辺ＡＢ及びＡＣ上にそれぞれ位置する。しかも、辺ＢＣは把持部品Ｗ２の外径変化に対応するフィンガー６１の左右方向への伸縮に伴い伸縮自在になっている。
【００６７】
辺ＡＢ及びＡＣはフィンガー６１の伸縮に伴う腕部６２の移動によって平行移動するから、常時正三角形が維持され、内接する把持部品Ｗ２の外径が変化しても内接円である把持部品Ｗ２の中心Ｏの位置は一定に芯出しされる。また各可動把持部６４は辺ＡＢ及びＡＣ上を移動自在であって内接円の外径に応じて接点Ｐを移動させることができる。なお固定把持部６３は、フィンガー６１の外枠部へ取付けられているため、フィンガー６１の可動部が腕部６２を移動するため伸縮しても不動であり、辺ＢＣのみを伸縮させることになる。
【００６８】
固定把持部６３は一対のローラー６５が上プレート６６及び下プレート６７間に間隔をもって支持されている。下プレート６７は本願発明の下面支持部に相当し、上プレート６６より組立軸線Ｃと重なる把持部品Ｗ２の中心Ｏ方向へ大きく張り出しており、把持部品Ｗ２の下面を支持可能になっている。
【００６９】
可動把持部６４はガイド部６８のガイド斜面７０に沿って移動自在であり、各ガイド斜面７０は固定把持部６３から中心Ｏ方向へ見たとき、先方が内すぼまり状に傾斜し、辺ＡＢ及びＡＣと平行している。ガイド部６８は腕部６２の両端から図の下方へ突出する延出部６９の辺ＡＢ及びＡＣと平行する斜面に固定されている。可動把持部６４には一対のローラー７１が上プレート７２及び下プレート７３に対して間隔をもって回転自在に支持されている。下プレート７３は本願発明の下面支持部に相当する。また、一端をガイド部６８に取付けられ、他端を可動把持部６４に取付けられた引っ張りスプリング７４により、ガイド部６８の先端方向へ移動するように付勢されている。
【００７０】
固定把持部６３及び可動把持部６４により形成される略３角形の空間Ｓ内に把持部品Ｗ２を配置し、その外周の一部を下プレート６７及び７３に乗せて把持部品Ｗ２の下面を支持した状態で、固定把持部６３及び両可動把持部６４によりラフに支持させ、両腕部６２を接近させると、各可動把持部６４は、把持部品Ｗ２の外径に応じてガイド斜面７０上を引っ張りスプリング７４に抗して固定把持部６３へ接近するように移動して自動調整し、把持部品Ｗ２は中心Ｏ上に芯出しされて支持される。
【００７１】
このとき、可動把持部６４は把持部品Ｗ２の外径変化に対応して辺ＡＢ及びＡＣ上の位置を調整自在になっているので、把持部品Ｗ２の外径変化に対応が容易になっている。したがって、把持径を自動調整できるので、異なる外径の把持部品に対しても確実に把持できることになり、汎用性が増大する。
また、各固定把持部６３，可動把持部６４は、各２個づつのローラー６５，７１が２点づつ把持部品Ｗ２の外周へ外接するとともに各ローラーは回転自在に接触するので、可動把持部６４が移動して把持部品Ｗ２との接触部を変化させることが容易になり、把持により把持部品Ｗ２の外周面を傷つけにくくなる。
【００７２】
なお、本願発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、縦積みする把持部品としては、変速機のメインギヤ列等各種のギヤ列が可能である。またギヤ列に限らず、複数の円形把持部品を縦積みして組み立てるものに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】自動組立装置全体の正面図
【図２】自動組立装置全体の側面図
【図３】実施例のカウンターギヤ列構成部品を示す図
【図４】３種類のチャックを模式的に示す図
【図５】単純把持部品組付部における汎用組み付けユニットの斜視図
【図６】上記汎用組み付けユニットのチャック平面図
【図７】チャックにおける把持部（片側）の斜視図
【図８】図６の８−８線に沿う断面図
【図９】汎用組み付けユニットの把持部を主体とする部分の斜視図
【図１０】位相把持部品供給部におけるチャックの平面図
【図１１】上記チャックの正面図
【図１２】上記チャックの把持部品把持状態断面図
【図１３】上記チャックの把持部品の把持状態を模式的に説明する平面視図
【図１４】位相合わせ組立を説明する図
【図１５】小組把持部品供給部の詳細を示す図
【図１６】シューターの下部構造を示す図
【図１７】小組立の過程を模式的に示す図
【図１８】別実施例に係るチャックの平面図
【符号の説明】
【００７４】
１：自動組立装置、２：ベース、４：昇降支柱、５：昇降ベース、６：トラックベルト、１０：把持部品固定部、１２：組立軸、１３：汎用組み付けユニット、１５Ａ・１５Ｂ・１５Ｃ：チャック、２２：シューター、２３：シューター、３６：中心穴、３７：スプライン、４０：把持部、４１：フィンガー、４２：スライダ、４３：把持溝、４５：開口部、５０：把持部、５１：フィンガー、５２：スライダ、、５３：把持凹部、５４：受け部、６０：チャック、６１：フィンガー、６２：腕部、６３：固定把持部、６４：可動把持部、６５：ローラー、６６：上プレート、６７：下プレート、７１：ローラー、７２：上プレート、７３：下プレート、８３：複合品、８５：ストッパ、８６：仮り受け部、９０：把持部、９１：ストッパ、９３：把持凹部、９４：受け部
【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】
2009274183.tif 000017
【図１６】
2009274183.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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