(57)【要約】【課題】複数の穴を有するシート状の軟質部材を、前記穴を損傷することなく所定の軸に組み込むことのできる、穴あき軟質部材組込方法を提供する。【解決手段】前記軟質部材の穴の位置と相対する位置に設けられ前記軟質部材をガイド及び保持するガイドピンを、前記穴に挿入し挿入位置に前記軟質部材を保持する工程と、前記ガイドピンと前記軸の互いの先端の位置合わせをする工程と、前記軟質部材をガイドピン側から軸側に押し込み、前記軸に組み込む工程と、を有し、前記ガイドピンは軸部分に対して先端が細くなるテーパ形状を有し、前記先端の直径は、前記穴の直径の１０〜６０％であることを特徴とする。【選択図】図１
2009018408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の軟質材で形成された複数の穴を有する軟質部材を、前記穴の位置と相対する位置に設けられた軸に組み込む穴あき軟質部材組込方法であって、
前記軟質部材の穴の位置と相対する位置に設けられ前記軟質部材をガイド及び保持するガイドピンを、前記穴に挿入し挿入位置に前記軟質部材を保持する工程と、
前記ガイドピンと前記軸の互いの先端の位置合わせをする工程と、
前記軟質部材をガイドピン側から軸側に押し込み、前記軸に組み込む工程と、を有し、
前記ガイドピンを含むワークの装着手段は自動制御されるとともに、
前記ガイドピンは軸部分に対して先端が細くなるテーパ形状を有し、前記先端の直径は、前記穴の直径の１０〜６０％であることを特徴とする穴あき軟質部材組込方法。
【請求項２】
前記ガイドピンの軸部分の直径は、前記穴の直径の６０〜１５０％であることを特徴とする請求項１に記載の穴あき軟質部材組込方法。
【請求項３】
前記テーパ形状のテーパ角度は、２０°〜６０°であることを特徴とする請求項１または２に記載の穴あき軟質部材組込方法。
【請求項４】
前記ガイドピンの先端形状が球形状であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の穴あき軟質部材組込方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状の軟質材で形成され複数の穴を有する軟質部材を、所定の軸に精度良く組み込むための穴あき軟質部材組込方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の穴が開いたシート状の軟質材で形成された軟質部材（以下、ワークともいう）を前記穴の位置と相対する位置に設けられた軸に組み込む作業は、品質や信頼性の安定化の面で非常に難しく、更に作業の自動化は困難な状況にあり、ほとんどが人手作業によって行われている。前記人手作業においては、前記軟質部材の穴を前記軸に１箇所ずつ合わせて組み込んでいた。
【０００３】
しかしながら、人手作業で軟質部材を軸に組み込むには、軟質部材が柔らかいため取り扱いが難しく、また組み込み時に組み込み側である軸が軟質部材や手に隠れて軸が見えにくくなり前記穴と前記軸の位置合わせが難しいという問題があった。このため、作業性が悪くなり、生産性が低下した。組み込みを自動機等で行えば、短時間での組み込みが可能になるが、軟質部材は柔らかくまた部品寸法がばらつき易いため、自動機で安定した組み込みを行うことが困難であった。このため、軟質部材の部品寸法のばらつきを許容できる、自動機における組込方法の確立が求められている。
【０００４】
ワークをある位置に位置決め及び移動することについて、ワークに形成されたロケート穴にワーク供給機構の供給側ロケートピンを挿入させた後、該供給側ロケートピンをワーク受取機構の受取側ロケートピンに接触させると共に、前記供給側ロケートピンが挿入される同じロケート穴に、前記ワークを挟んで反対側から前記ワーク受取機構の受取側ロケートピンを挿入させて、該ワークを、前記ワーク供給機構から前記ワーク受取機構へと受け渡すワーク受け渡し方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−３４１３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、ワークの同じロケート穴に供給側ロケートピン（ガイドピンに相当）と受取側ロケートピン（軸に相当）を挿入させて供給側から受取側にワークの受け渡しを行うものである。また、供給側ロケートピンと受取側ロケートピンの先端にテーパを設けているが、前記テーパの形状の規定については言及されていない。
【０００６】
特許文献１の方法は、ワークが鋼板のような硬質な部材で、穴位置を精度を良く加工できるものの場合には用いることが可能である。しかし、前記軟質部材のように柔らかくまた部品寸法がばらつき易いものの場合には、前記テーパの形状によっては、ガイドピンの先端が軟質部材を押圧したり突き刺さったりして、穴の縁部を破損したりする場合がある。このため、軟質部材の組み込みに用いることは困難であった。
【０００７】
本発明は上記状況に鑑み成されたもので、複数の穴を有するシート状の軟質部材を、前記穴を損傷することなく所定の軸に組み込むことのできる、穴あき軟質部材組込方法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】
【０００８】
上記目的は、以下の方法で達成される。
１．シート状の軟質材で形成された複数の穴を有する軟質部材を、前記穴の位置と相対する位置に設けられた軸に組み込む穴あき軟質部材組込方法であって、
前記軟質部材の穴の位置と相対する位置に設けられ前記軟質部材をガイド及び保持するガイドピンを、前記穴に挿入し挿入位置に前記軟質部材を保持する工程と、
前記ガイドピンと前記軸の互いの先端の位置合わせをする工程と、
前記軟質部材をガイドピン側から軸側に押し込み、前記軸に組み込む工程と、を有し、
前記ガイドピンを含むワークの装着手段は自動制御されるとともに、
前記ガイドピンは軸部分に対して先端が細くなるテーパ形状を有し、前記先端の直径は、前記穴の直径の１０〜６０％であることを特徴とする穴あき軟質部材組込方法。
２．前記ガイドピンの軸部分の直径は、前記穴の直径の６０〜１５０％であることを特徴とする１に記載の穴あき軟質部材組込方法。
３．前記テーパ形状のテーパ角度は、２０°〜６０°であることを特徴とする１または２に記載の穴あき軟質部材組込方法。
４．前記ガイドピンの先端形状が球形状であることを特徴とする１乃至３の何れか１項に記載の穴あき軟質部材組込方法。
【発明の効果】
【０００９】
上記により、柔らかくまた部品寸法がばらつき易いシート状の軟質部材において、前記軟質部材に形成された穴を損傷することなく、前記穴にガイドピンを容易に挿入することが可能になり、ガイドピンに前記軟質部材を容易に装着することができる。これにより、前記穴の位置と相対する位置に設けられた軸に、前記軟質部材を押し込み、組み込むことが容易にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図を参照しながら本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１１】
本発明でいう軟質部材とは、力を加えた時に力を加えた箇所を中心に弾性変形するとともに、力を解除するともとの形状に戻るものをいい、軟質のポリウレタンフォーム（以下、軟質ウレタンフォームとも記す）がその代表的なものであり、具体的な商品として、例えば、「（株）イノアックコーポレーション製のモルトプレン」や「日本発条（株）製のスーパーシールＷＧ」等が挙げられる。その他に本発明に使用可能な軟質部材として、ウレタンエラストマーや通常市販されているゴムスポンジが挙げられる。ウレタンエラストマーの具体的な商品としては、例えば、「Ｇマット（トラスコ中山株式会社製）」や「ゲルテープ（株式会社ゲルテック製）」等が挙げられる。
【００１２】
軟質部材の物性は、硬さや反発弾性の測定により定量することが可能である。ここで、軟質部材の硬さの測定は、例えば、ウレタンフォーム用圧縮試験機を用いるＪＩＳ  Ｋ  ６４００のＤ法（２５％定圧縮時の硬さを求めるもの）に準拠して行うことが可能である。ＪＩＳ  Ｋ  ６４００のＤ法は、直径２００ｍｍの円盤でウレタンフォームを圧縮させ、もとの厚さより２５％圧縮させるのに要した力（単位；Ｎ）を硬さの値とするものである。ＪＩＳ  Ｋ  ６４００のＤ法による測定方法は、以下の手順で行われる。
（１）試験片を試験機の台上中央に平らに配置する。
（２）加圧板を押し込み、ＪＩＳ  Ｋ  ６４００のＤ法で決められている所定の力をかけたときの厚さを０．１ｍｍまで読みとり、これを初めの厚さとする。
（３）次に、加圧板を１００±２０ｍｍ／分の速度で初めの厚さの７５±２．５％押し込んだ後、直ちに圧縮板を戻す。
（４）次に、加圧板を１００±２０ｍｍ／分の速度で再び、初めの厚さの２５±１％まで押し込み、静止させる。
（５）静止後２０秒経過した時の力を読みとり、この値を「硬さ」とする。
【００１３】
軟質部材の硬さを測定する測定装置としては、例えば、「自動硬さ試験機  ＡＦ−２００型（高分子計器株式会社製）」等の軟質発泡体用の試験機器により測定することが可能である。
【００１４】
本発明に使用可能な軟質部材の硬さは、１０〜４００Ｎの範囲が好ましく、硬さがこの範囲内にある軟質部材を用いることにより、重ね合わせ部における良好なシール性と円滑な重なり目の形成を両立させている。
【００１５】
また、本発明に使用可能な軟質部材の反発弾性を測定することにより、物性の定量化が可能である。ここで、反発弾性とは、例えば、軟質部材が衝撃を受けた時に材料が衝撃を吸収するエネルギーを表す尺度で、例えば、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５５（加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムの反発弾性試験方法）に準拠するリュプケ式反発弾性試験機により測定される。具体的なリュプケ式反発弾性試験機としては、例えば、安田精機製作所社製の「Ｎｏ．２００型試験機」や、株式会社上島製作所製の「ＶＲ−６５００シリーズ」が挙げられる。
【００１６】
図１は、本発明に係る穴あき軟質部材組込方法が適用可能な、複数の穴が形成されたシート状の軟質部材（ワーク）を組み込む、組込機構の一例を示す概略図である。図１（ａ）は装着部１１がワークＷの装着位置に移動した図であり、図１（ｂ）は装着部１１がワークＷの組込位置に移動した図である。
【００１７】
ワークの装着手段である装着部１１は、ガイドピン１２、ハンド１３、直線駆動機構１４を有し、自動制御される。装着部１１は移動手段（不図示）により、図１の矢印Ｘ及びＹ方向に移動される。ハンド１３は、直線運動機構１４と連結され、図１の矢印Ｙ方向に移動可能に支持される。直線運動機構１４は、電機駆動、空気駆動等一般的に知られている直線運動機構を用いることができる。ワークＷは、受台２０に載置される。
【００１８】
装着部１１は、図１（ａ）に示す位置で受台２０に載置されたワークＷの複数の穴にガイドピン１２を挿入し、ワークＷをハンド１３に保持する。装着部１１は、ワークＷをハンド１３に保持した状態で、移動手段（不図示）により図１（ｂ）に示す位置に移動し、ワークＷをハウジング５１に設けられた複数の軸５２に組み込む。本実施の形態においては、ハウジング５１及び軸５２は製品の一部を構成する部材である。
【００１９】
次に、ワークＷの保持と組み込みについて説明する。
【００２０】
図２は、ワークＷをハンド１３に装着及び保持する過程を示す図である。図２（ａ）は、受台２０に載置されたワークＷの位置に装着部が移動した状態を表す。ワークＷは、受台２０に設けられた位置決め指標或いは位置決め部材（不図示）等を基準として、受台２０上に位置決め及び載置される。装着部１１は、位置検出部（不図示）で前記位置決め指標或いは位置決め部材等を検出し、それを基準として位置決めされる。前記位置決めは、受台２０に載置されたワークＷの端部或いは穴を検出し基準としてもよい。前記検出は、パターン検出等既知の検出方法を用いることができる。また、予め受台２０に対する装着部１１の原点位置を定め、装着部１１の原点位置からの移動距離を計測して位置決めすることもできる。
【００２１】
次に、装着部１１は、図２（ｂ）に示すようにワークＷ方向（矢印Ｙ方向）に移動しガイドピン１２をワークＷの穴に挿入し、更にハンド１３でワークＷを保持する。前記保持は、ハンド１３に設けられた吸着機構（不図示）、例えば吸引吸着機構等により行われる。
【００２２】
図４は、ガイドピン１２の先端形状を現す図であり、先端はテーパ形状を有する。
【００２３】
ここでガイドピン１２の先端とは、ワークＷの穴に最初に入り込むガイドピン１２の先頭部分をいう。また、後述の軸５２の先端とは、ワークＷの穴に最初に入り込む軸５２の先頭部分をいう。
【００２４】
図４で、Ｄ１は先端直径、Ｄ２は軸直径、θはテーパ角度を現す。Ｄ１は前記穴の直径の１０〜６０％で形成される。前述のようにワークＷは、軟質部材であり柔らかくまた部品寸法がばらつき易いため、穴位置がガイドピン１２の先端位置とずれることがある。このため、Ｄ１が１０％未満であるとガイドピン１２の先端がワークＷに突き刺さり、ワークＷを破損する恐れが大きくなる。また、Ｄ１が６０％を超えるとガイドピン１２の先端がワークＷを押圧し、ワークＷの表面に引っ掛かりやすくなり、穴の縁部を破損する恐れが大きくなる。
【００２５】
上記のように、ガイドピン１２の先端をテーパ形状とし、先端直径Ｄ１を穴直径の１０〜６０％とすることにより、ガイドピン１２の中心と穴の中心がずれた場合においても、ガイドピン１２を穴に挿入しやすくなり、またワークの破損を減少させることができる。更に、図５に示すようにガイドピン１２の先端は、球面形状とすることが好ましい。これにより、ガイドピン１２を穴に挿入しやすくなり、ワークの破損を更に減少させることができる。前記球面形状は、多面体としてもよい。前記テーパ形状のテーパ角度θは、２０〜６０°が好ましい。これにより、ガイドピン１２を穴に挿入しやすくなる。
【００２６】
また、ガイドピン１２の軸直径Ｄ２は、穴直径の６０〜１５０％が好ましい。６０％未満では、ガイドピン１２の強度不足が生じる恐れがある。また、１５０％を超えると穴縁部を損傷しやすくなる。
【００２７】
軸直径Ｄ２が穴直径より小さい、即ち穴直径の６０〜１００％の場合には、ガイドピン１２の穴への挿入が容易になり、また穴の縁部の損傷も防止できる。しかし、前述のようにワークＷをハンド１３に保持するための吸着機構が必要になる。
【００２８】
軸直径Ｄ２が穴直径より大きい、即ち穴直径の１００〜１５０％の場合には、ガイドピン１２を穴へ挿入する際の抵抗が大きくなり、ワークＷとガイドピン１２の摩擦力でワークＷをハンドに保持できるため、上記のような吸着機構が不要となり、組込機構の簡素化を図ることができ、効果的である。
【００２９】
ワークＷをハンド１３に保持した装着部１１は、図２（ｃ）に示すように矢印Ｙ方向に移動し、受台２０より離間する。
【００３０】
次に、装着部１１は図１（ｂ）に示す組込位置に移動される。前記組込位置でワークＷは、ハウジング５１及び軸５２に組み込まれる。
【００３１】
図３は、ワークＷをハウジング５１及び軸５２に組み込む過程を示す図である。
【００３２】
図３（ａ）に示すように、組込位置に移動された装着部１１は、ガイドピン１２の先端と軸５２の先端を合わせた位置に位置決めされる。前記位置決めは、軸５２の内の所定の軸の位置を検出し、それを基準として位置決めされる。前記軸の検出は、前述のような既知の検出方法等を用いることができる。また、軸５２とは異なる基準指標を用いてもよい。
【００３３】
次に、図３（ｂ）に示すように、ハンド１３は、ワークＷを保持した状態で直線運動機構１４によりハウジング５１方向に移動される。これにより、ワークＷは軸５２に組み込まれる。
【００３４】
次に、図３（ｃ）に示すように、ハンド１３はワークＷを軸５２に組み込んだ後、直線運動機構１４により矢印Ｙ方向に移動され、ハウジング５１より離間する。
【００３５】
上記により、ワークＷは、軸５２に組み込まれる。
【００３６】
ガイドピン１２及び軸５２の先端は、位置合わせを容易にするため凹凸形状の組合せとすることもできる。特にハウジング５１が樹脂成形品の時は、軸５２の位置が個々にばらつき易いため有効である。図６は、前記凹凸形状の組合せを示した図である。図６（ａ）はガイドピン１２の先端形状を球状の凸形状とし、軸５２の先端形状を円錐状の凹形状にした例であり、図６（ｃ）は軸５２の断面図である。図６（ｂ）は図６（ａ）を逆にした例であり、図６（ｄ）はガイドピン１２の断面図である。
【００３７】
上記により、柔らかくまた部品寸法がばらつき易いシート状の軟質部材のワークに形成された穴を損傷することなく、前記穴にガイドピンを容易に挿入することが可能になり、ガイドピンに前記軟質部材を容易に装着することができる。これにより、前記穴の位置と相対する位置に設けられた軸に、前記軟質部材を押し込み、組み込むことが容易にできる。更に、本発明の穴あき軟質部材組込方法を自動機に適用することにより、自動機を用いての安定した組み込みが可能となり、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る組込機構の一例を示す概略図である。
【図２】ワークをハンドに装着及び保持する過程を示す図である。
【図３】ワークをハウジング及び軸に組み込む過程を示す図である。
【図４】ガイドピンの先端形状を現す図である。
【図５】ガイドピンの先端形状を現す図である。
【図６】ガイドピンと軸の先端形状の組合せを示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  組込機構
１１  装着部
１２  ガイドピン
１３  ハンド
１４  直線運動機構
２０  受台
５１  ハウジング
５２  軸
Ｗ  ワーク
【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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