JP3562559B2 - Seal insertion method and seal insertion device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リップを有するシールを軸へ挿入するシール挿入方法及びシール挿入装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
環状の本体の内周に漏斗状のリップが設けられたシールが知られている。このようなシールは、主にゴム等の弾性部材からなるリップの先端が軸と密着し、シール内の内容物(オイル、粉体)の外部への漏れを防止し、かつ外部からシール内への異物(ごみ等)の浸入をも防ぐものである。
【0003】
上記シールをリップの先端方向を先にして、組み合わせの相手である円筒状の軸に挿入しようとすると、シール内側へリップがめくれて入り込んでしまう場合がある。このような取り付け状態になると、シール内容物の外部への漏れやシール内への異物の混入を防ぐことが十分に行えなくなる。
【0004】
そこで、円筒状部材を予めリップ付きのシールに挿入した後、本来挿入されるべき軸に挿入させ、円筒状部材を抜き取ることによりリップにめくれを生じさせないでシールの挿入を行う装置が提案されている(例えば、実開平4−76331号公報)。また、軸への挿入時にリップがめくれないようにするために押し戻し用のスプリングを備えたシールも提案されている(例えば、実開平6−30565号公報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術のうち実開平4−76331号公報の装置では、円筒状部材を本来挿入されるべき軸とは逆の方向から挿入する必要があるため、リップ付きシールの挿入方向の両側に装置スペースが必要であり、また挿入工程が2回になることから複雑な構造が必要になるという問題がある。
【0006】
また実開平6−30565号のシールでは、シールに環状部を設け、そこにめくれ防止のためのガータースプリングを接着しているため、シールの構造が特殊かつ複雑なものになるという問題がある。
【0007】
本発明の目的は、シール挿入のための装置スペースが不要で、かつシールを特殊構造とすることもなく、シールを正常に軸へ挿入することのできるシール挿入方法、及びシール挿入装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、リップを有するシールを軸へ挿入する際に、前記シールの挿入を、前記軸をその軸線の周りで一方向及びその逆方向に交互に回転させながら行うことを特徴としている。
【0011】
請求項2に記載の発明は、リップを有するシールを軸へ挿入する際に、前記シールの挿入を、該シールを前記軸の軸線の周りで一方向及びその逆方向に交互に回転させながら行うことを特徴としている。
【0014】
請求項3に記載の発明は、リップを有するシールを軸へ挿入する際に、前記シールの挿入を、前記軸をその軸線の周りで一方向及びその逆方向に交互に回転させるとともに、前記シールを前記軸の軸線の周りで前記軸の回転とは逆向きに回転させながら行うことを特徴としている。
【0017】
請求項4に記載の発明は、リップを有するシールを軸へ挿入するシール挿入装置において、前記シールを前記軸の軸線方向で接離可能に保持する保持手段と、前記軸を一方向及びその逆方向に回転駆動する軸回転駆動手段とを備え、前記軸回転駆動手段により前記軸をその軸線の周りで一方向及びその逆方向に交互に回転させながら、前記シールを前記軸に挿入することを特徴としている。
【0020】
請求項5に記載の発明は、リップを有するシールを軸へ挿入するシール挿入装置において、前記シールを前記軸の軸線方向で接離可能に保持する保持手段と、該保持手段に保持された前記シールを一方向及びその逆方向に回転駆動するシール回転駆動手段とを備え、前記シール回転駆動手段により前記シールを前記軸の軸線の周りで一方向及びその逆方向に交互に回転させながら、前記シールを前記軸に挿入することを特徴としている。
【0023】
請求項6に記載の発明は、リップを有するシールを軸へ挿入するシール挿入装置において、前記シールを前記軸の軸線方向で接離可能に保持する保持手段と、該保持手段に保持された前記シールを一方向及びその逆方向に回転駆動するシール回転駆動手段と、前記軸を一方向及びその逆方向に回転駆動する軸回転駆動手段とを備え、前記軸回転駆動により前記軸をその軸線の周りで一方向及びその逆方向に交互に回転させるとともに、前記シール回転駆動手段により前記シールを前記軸の軸線の周りで前記軸の回転とは逆向きに回転させながら、前記シールを前記軸に挿入することを特徴としている。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を従って説明する。
図1はシール挿入装置の概略斜視図である。図において、10はリップ付きのシールで、このシール10は保持部材11に保持されている。そして、その保持部材11をチャックハンド12が把持しており、シール10はチャックハンド12に間接的に把持されている。勿論、保持部材11を介さずに、チャックハンド12がシール10を直接的に把持するようにしてもよい。
【0027】
チャックハンド12はロボット13に取り付けられており、図のXYZ方向に往復移動自在である。すなわち、ロボット13は、X方向に配置された第1部材13Aと、Y方向に配置された第2部材13Bと、Z方向に配置された第3部材13Cとを備え、第2部材13Bは第1部材13Aに沿ってX方向に、第3部材13Cは第2部材13Bに沿ってY方向に、さらにチャックハンド12は第3部材13Cに沿ってZ方向にそれぞれ往復移動する。なお、本実施の形態では、ロボットとして3軸ものを例として説明するが、単軸または2軸のものでもよい。さらに、直行タイプに限らずスカラ型や極座標型のロボットにも適用できる。
【0028】
14はシール10が挿入される軸で、円柱状または円筒状の部品15の端面に取り付けられている。この部品15は作業台16上に回転自在に設けられ、部品15の上方には回転プレート17が設けられている。回転プレート17の一端側は第1シリンダ18に接続され、さらに第1シリンダ18は第2シリンダ19に支持されている。回転プレート17、第1シリンダ18及び第2シリンダ19は、部品15に回転力を付与するための回転力付与機構である。
【0029】
このシール挿入装置では、シール10を軸14へ挿入する際に、チャックハンド12で保持部材11を把持し、第2シリンダ19により第1シリンダ18を下方へ引っ張る。第1シリンダ18を下方へ引っ張ることによって、回転用プレート17を部品15の外周面に押し付けることができる。この状態で第1シリンダ18により回転用プレート17をY方向へ往復移動させれば、部品15が軸14とともに回転及び逆回転を繰り返す。そして、ロボット13の駆動により、チャックハンド12をY方向またはZ方向に移動させ、保持部材11に保持されたシール10の中心を軸14の中心軸に合わせるとともに、チャックハンド12をX方向に移動させ、シール10を軸14の軸端へ近付けてゆき、回転及び逆回転している軸14へシール10を挿入する。
【0030】
このとき軸14とシール10のリップが回転方向にこすれ合い、シール挿入方向での摩擦が軽減される。また、チャックハンド12をX方向に移動させる際の移動量を調整することにより、軸14へ挿入されたシール10の位置を所望の位置とすることができる。
【0031】
図2は回転力付与機構の他の例を示した図である。この例では、部品15の上方に回転ローラ20と従動ローラ21が部品15に平行に配置されている。回転ローラ20と従動ローラ21は支持体22内に回転自在に設けられ、両ローラ20,21の外周面は互い当接している。そして、支持体22上に設けられ且つ回転ローラ20に連結されたモータ23を回転駆動させれば、回転ローラ20と従動ローラ21とは互いに逆方向に回転する。また、支持体22にはシリンダ24が接続されている。
【0032】
シール10を軸14に挿入する際には、シリンダ24により支持体22を下方に押し下げ、回転ローラ20を部品15の外周面に押し付けると、モータ23の回転駆動力が回転ローラ20を介して部品15で伝達され、部品15が軸14とともに回転する。部品15を逆回転させる場合は、図示してないシリンダにより支持体22をA方向に移動させ、従動ローラ21を部品15の外周面に当接させるようにする。なお、回転ローラ20または従動ローラ21の一方だけを使用するようにすれば、軸14を一方向へ継続的に回転させることができる。
【0033】
図2の回転力付与機構では、回転ローラ20と従動ローラ21はそれぞれの外周面が当接し、互いに逆方向に回転するようになっていたが、回転ローラ21と従動ローラ21との間に間隔を設けて、回転ローラ20だけをモータ23で回転駆動するように構成しても良い。このように構成すれば、支持体22を下方に押し下げた時に、回転ローラ20と従動ローラ21の双方が同時に部品15の外周面に当接することになり、回転ローラ20、従動ローラ21及び部品15が安定した姿勢で回転できる。なお、この場合は、部品15を逆回転させるにはモータ23の回転を逆転させればよい。
【0034】
図1及び図2では部品を回転させるようにしていたが、部品を回転させられない場合もある。このような場合は、シールの方を回転させるようにする。その例を図3に示す。図3において、チャックハンド12は回転機構25を介してロボット13に取り付けられている。回転機構25は一方向及びその逆方向に回転可能で、この回転・逆回転に伴ってチャックハンド12も回転又は逆回転する。一方、作業台16上に載置された部品26は例えば角形形状をなしており、回転させることができない。この部品26には軸14が取り付けられている。
【0035】
シール10を軸14に挿入する際には、ロボット13により、保持部材11に保持されたシール10の中心を軸14の中心軸に合致させ、引き続いて回転機構25によりシール10を回転又は逆回転させながら軸14に挿入する。すると図1または図2の場合と同様に、軸14とシール10のリップが回転方向にこすれ合い、シール挿入方向での摩擦が軽減される。なお、回転機構25としては、モータやロータリシリンダによって回転する回転機構が望ましい。
【0036】
図4は部品と軸の双方を回転させてシールを軸へ挿入する例である。図4の例は、作業台16上に搭載した部品27を直接回転させられない場合に、シール10と部品27の双方を回転させるようにしたものである。チャックハンド12は、図3の場合と同様に回転機構25を介してロボット13に取り付けられている。一方、部品27はチャックハンド28に把持され、このチャックハンド28は回転機構29を介して作業台16上で固定されている。部品27には軸14が取り付けられている。
【0037】
シール10を軸14に挿入する際には、回転機構25によりチャックハンド12を回転させるが、部品27も回転機構29により回転させる。すなわち、シール10と軸14をそれぞれ回転させつつシール10を軸14へ挿入する。すると、軸14とシール10のリップが回転方向にこすれあい、シール挿入方向での摩擦が軽減される。なお、回転機構29としては、モータやロータリシリンダによって回転する回転機構が望ましい。また回転機構25,29の回転方向は互いに逆方向とすることが好ましい。
【0038】
次に、上記ロボット13の詳細構成について説明する。
図5はロボット13の平面図、図6はその側面図である。ロボット13は架台30に搭載されており、作業台16(図1または図3参照)に対して位置決めされている。チャックハンド12にはロードセル31が設けられ、そのロードセル31での検出信号(荷重検出信号)はロードセルアンプ32を介してコンピュータ33へ送られるようになっている。またロボット13の動作を制御するためにロボットコントローラ34が設けられ、ロボットコントローラ34とコンピュータ33とは信号を送受できるように接続されている。
【0039】
図7はチャックハンドの詳細構成を示した平面図、図8はその側面図である。チャックハンド12はベース35を介してロボット13のハンド取り付け部に取り付けられている。なお、図示の例のベース35は、チャックハンド12をロボット13のハンド取り付け部に沿って上下方向(Z方向)にスライドさせるためのものであるが、ここに図3及び図4に示した回転機構25を設ければ、チャックハンド12を回転させることも可能である。その場合、チャックハンド12がシール10または前述の保持部材11(以下、シール及び保持部材をまとめてシールという)をチャックする時の向き(シールが供給されてくる向き)と、シールの挿入する時の向きが違う場合に対応できる。
【0040】
ベース35の後端(図中、左方向が後、右方向が前である)には、L字型に折り曲げられたブラケット36が固定されている。またベース35中央の平面部には両端にストッパ35Aを有するガイドレール35Bが設けられ、このガイドレール35Bにスライド部37が摺動自在に取り付けられている。すなわち、スライド部37はガイドレール35Bに沿って図7の左右方向(シール挿入方向)に移動可能である。
【0041】
スライド部37には移動ベース38が固定されている。移動ベース38の前端にはシールを把持するためのチャック39が取り付けられている。チャック39にはシール有無検知センサー40が設けられ、このシール有無検知センサー40により、ロボットコントローラ34に対してシールの有無を知らせ得るようになっている。
【0042】
移動ベース38の後端にはジャム検知用ドグ41が取り付けられ、移動ベース38がワークから逃げる方向(図7の左方向)に移動すると、ジャム検知用ドグ41が、ブラケット36に固定されたジャム検知用センサー42を横切るようになっている。また移動ベース38の後端には、取付用ブロック38Aを介してロードセル31が固定されている。
【0043】
このロードセル31の取付用ブロック38Aと反対側端部には、端部がフランジ型をした軸43が設けられている。軸43は2つ設けられており、各軸43はブラケット36に形成された孔を挿通している。そして、ロードセル31の端部とブラケット36との間にはコイルスプリング44が設けられている。前記軸43はコイルスプリング44内に挿通して設けられており、コイルスプリング44と軸43との間には隙間が形成されており、コイルスプリング44は軸43に接触しないようになっている。上記コイルスプリング44が設けられているので、シール挿入の作業を行っていない時には、スライド部37はコイルスプリング44に付勢され、チャック39に近い側のストッパ35Aに押し付けられている。
【0044】
図9及び図10はチャックハンドの他の例を示しており、図9はその平面図、図10は側面図である。図9及び図10に示すチャックハンド12′では、移動ベース38とチャック39との間に、シールとシール挿入軸とのずれを修正するための修正機構45が設けられている。この修正機構45は、半径方向にはたわむが、軸芯方向には伸び縮みしない部材46が複数本(図では3本)並設され、チャック39全体を前記シール挿入軸の半径方向にのみ移動させることができるようになっている。
【0045】
図11及び図12はチャックハンドの更に他の例を示しており、図11はその平面図、図12は側面図である。図11及び図12に示すチャックハンド12″では、前述したチャックハンド12′におけるジャム検知用ドグ41、ジャム検知用センサー42及びコイルスプリング44に代えて、コイルスプリング47、エアシリンダー48、シャフト49、センサー50が設けられている。この例では軸43は1本だけ設けられている。
【0046】
コイルスプリング47は、軸43のフランジ部とブラケット36の間で、軸43の外周面に接触しないよう設けられている。またエアシリンダー48はブラケット36に固定されており、その位置はブラケット36を挟んでロードセル31の反対側となっている。エアシリンダー48にはシャフト49が設けられており、そのシャフト49はロードセル31の端部に接している。さらにエアシリンダー48にはシャフト49の位置を調べるセンサー50が取り付けられている。センサー50はロボットコントローラ34に接続され、ハンドジャムの情報をロボットコントローラ34に送ることができる。なお、エアシリンダー48のシャフト49を押し出す力はスプリング47の付勢力よりも強く設定されており、エアシリンダー48がシャフト49を押し切った状態でシャフト49の位置決めができるようになっている。これにより、移動ベース38に搭載したチャック39等をここで位置決めすることができる。なお、図中51はエアシリンダー48に空気を供給するエアコンプレッサ、52は空気の流量を制御するレギュレータである。
【0047】
図13はシール挿入対象である軸14を拡大して示した斜視図である。図1〜図4に示さなかったが、軸14は、円筒状の太径部14Aと、太径部14Aから突出した軸体14Bと、軸体14B先端に形成されたいわゆるDカット部14Cとからなっている。このような軸14に、リップ10Aを有するシール10を正常に(リップ10Aがめくれていない状態)で取り付けた例を図14に示し、異常な取り付け状態(リップ10Aがめくれた状態)で取り付けた例を図15に示す。図14の状態では、リップ10Aのめくれがなく、シール10を軸14にセットした状態で、軸14の太径部14AからDカット部14Cの方向にオイルやごみが流れることはない。一方、図15の状態では、リップ10Aがめくれているので、太径部14AからDカット部14Cの方向にオイルやごみが流れてまう。
【0048】
次の本実施の形態によるシール挿入の動作について説明する。
図16は、図13のような形状の軸14へシール10を挿入する時の動作例を示している。なお、勿論、シール10を軸14に挿入する際にはリップ10Aが軸14への挿入方向を向いているものとする。
【0049】
まず、図中位置0から位置2まで適当な速度でシール10を移動させ、シール10を軸14のDカット部14Cから円筒状の軸体14Bの端部まで挿入する。次いで、位置2から位置3までは、第1の速度(例えば40mm/秒)で進ませる。なお位置3は、軸14の太径部14Aの端面にシール10が当たらない位置とする必要がある。このときシール10のリップ10Aは完全にめくれている可能性が高い。その後、位置3から位置4へ第2の速度(例えば10mm/秒)で引き抜く。さらに、位置4から位置5まで第3の速度(例えば70mm/秒)で再び挿入する。以上の動作のうち、第2の速度と第3の速度での動作を1回または複数回(図では3回)行い、最後の挿入時に所定の挿入位置にシール10を位置させるようにすることが好ましい。
【0050】
一般的に上記動作の中で、位置3から位置4、位置5から位置6、位置7から位置8へ引き抜く動作は、それぞれシール10を軸14から抜く動作であるが、リップ10Aのめくれを取る動作であり、この引き抜き距離が長ければ長いほど、リップ10Aのめくれは取り易くなる。位置2から位置3、位置4から位置5、位置6から位置7、位置8から位置9への移動は、シール10を軸14に挿入する動作であるが、リップ10Aがめくれ易い向きである。この距離は短ければ短いほどリップ10Aがめくれ難くなる。
【0051】
このように、2つの条件からリップ10Aのめくれ難い条件は、挿入する距離は短い方がよく、引き抜く距離は長い方がよいことになるが、この2つの条件は相反するものであり、同時には満たすことができない。そこで、上述のように挿入時と引き抜き時の速度を変え、挿入時の速度を速めてめくれ難くし、引き抜き時の速度をゆっくりとしてめくれが戻り易くなるようにしている。
【0052】
なお挿入対象となる軸に、図示の軸14のDカット部14Cのような段差が有ると、その部分でリップ10Aにめくれが生じるので、引き抜き動作は、図示の例のように軸の円筒状の部位(軸体14Bの部分)内で行うようにする。
【0053】
また、位置4から位置5、位置6から位置7、位置8から位置9までの挿入時に、シール10と軸14との間に相対的に回転を加えるようにすると、リップ10Aと軸14との間に生じる摩擦力が挿入方向だけでなく、軸14の回転方向にも生じることになって、挿入方向での摩擦力が分散される。その結果、挿入時にリップ10Aがめくれ難くなる。
【0054】
ところで上述のような動作が正常に行われている時は、シール10と軸14が接する時、シール10と軸14が、軸14の半径方向でずれていても、図9〜図12に示したような修正機構45が設けられていれば、そのようなずれを修正することができる。また異常時、すなわちハンドジャム時も同様である。そして、チャックハンドが図7〜図10に示す構成を有する場合、チャック39を押す方向に強い力がチャック39に掛かると、移動ベース38はロードセル31を介しスプリング44を収縮させる。チャック39にさらに強い力が掛かると、ジャム検出用ドグ41がジャム検知用センサー42を横切り、その情報がロボットコントローラ34に伝わりロボット13を非常停止させる。
【0055】
またチャックハンド12が図11及び図12に示す構成を有する場合、チャック39を押す方向でチャック39に力が掛かっても、ある力まではシール10の軸芯方向に移動する部分はない。チャック39を押す力が強くなると、移動ベース38はロードセル31を介してエアシリンダー48のシャフト49を押し、シャフト49が移動する。そして、センサー50の位置にシャフト49が来ると、そのことをセンサー50が検知し、その情報がロボットコントローラ34に伝わりロボット13を非常停止させる。
【0056】
次に、シール10を軸14へ挿入した際に、リップ10Aにめくれが生じたかどうかのめくれ判定方法について説明する。ここでは、めくれ判定方法として、図17に示すめくれ判定方法1、図18に示すめくれ判定方法2、図19に示すめくれ判定方法3、及び図20に示すめくれ判定方法4について説明する。
【0057】
(めくれ判定方法1)
シール挿入の動作中に、ロードセル31からは、それに掛かる荷重に比例した電圧が出力され、ロードセルアンプ32によって増幅される。その荷重の波形は図17に示すようになる。図17に示すグラフの縦軸は挿入力または引き抜き力(Kgf)を、横軸は時間(秒)を示している。また波形中に示す0〜9のポイントは、図16に示す位置0〜9におけるロボット13の動作時の挿入力または引き抜き力に対応している。
【0058】
コンピュータ33は、シール10が軸14に接触する前の何個かの力を平均しておく(平均力9:以下の最大値または最小値は測定値から平均力9を減算した値を示している)。ここで、図16の位置1から位置3までの挿入力の最大値を最大1とし、位置3から位置4までの引き抜き力の最小値を最小1とし、この後の往復時の最大値、最小値をそれぞれ最大2、最大3、最大4、最小2、最小3とする。
【0059】
(1) 挿入力または引き抜き力単独で判定する場合
最後に引き抜く時の最小引き抜き力(最小3)の絶対値が所定値より大きい時、リップ10Aのめくれは直っていないと判定する。そのまま挿入しても、めくれは絶対に直らない。また、最後に挿入する時の最大挿入力(最大4)が所定値より大きい時も、リップ10Aがめくれていると判定する。
【0060】
(2) 挿入力や引く抜き力の比で判定する場合
一度目の挿入時の最大挿入力(最大1)と最後に引き抜く時の最小引き抜き力(最小3)の絶対値の比を算出する。この絶対値の比が所定値より小さい時、リップ10Aのめくれは直っていないと判定する。そのまま挿入しても、めくれは絶対に直らない。また、一度目の挿入時の最大挿入力(最大1)と最後に挿入する時の最大挿入力(最大4)の比を算出し、この比が所定値より小さい時、リップ10Aがめくれていると判定する。
【0061】
なお、上記(1)及び(2)において、リップ10Aがめくれていると判定した場合、コンピュータ33はロボットコントローラ34に対してリップ10Aがめくれていることを示す警告信号を出し、ロボット13の動きを停止させ、警告音を発生させる。
【0062】
(めくれ判定方法2)
ロードセル31からの電圧信号に突発的なノイズが入ると、コンピュータ33には本来の値とは違った電圧が入力される。このときの値が最大値であれば、リップ10Aのめくれ判定に使われ誤判定の原因となる。これを防ぐためには、図18のようにしてめくれ判定を行う。
【0063】
図18は、図17と同様、縦軸は挿入力または引き抜き力(Kgf)を、横軸は時間(秒)を示している。また波形中に示す0〜9のポイントは、図16に示す位置0〜9に対応している。
【0064】
コンピュータ33は、シール10が軸14に接触する前の何個かの力を平均しておく(平均力9:以下の挿入力及び引き抜き力は測定値から平均力9を減算した値を示している)。ここで、シール10が軸14に接触して挿入動作が開始され、位置1から一定時間(カウントされた一定時間A)経過後の挿入力を挿入力Aとし、引き抜き動作の開始位置3から一定時間(カウントされた一定時間B)後の引き抜き力を引き抜き力Bとする。また、その後の挿入動作の開始位置からの一定時間C,E,G経過後の挿入力をそれぞれ挿入力C,E,Gとし、引き抜き動作の開始位置からの一定時間D,F経過後の引き抜き力をそれぞれ引き抜き力D,Fとする。
【0065】
(1) 挿入力または引き抜き力単独で判定する場合
最後に引き抜く時の引き抜き力(引き抜き力F)の絶対値が所定値より大きい時、リップ10Aのめくれは直っていないと判定する。また、最後に挿入する時の挿入力(挿入力G)が所定値より大きい時も、リップ10Aがめくれていると判定する。
【0066】
(2) 挿入力や引く抜き力の比で判定する場合
一度目の挿入時の挿入力(挿入力A)と最後に引き抜く時の引き抜き力(引き抜き力F)の絶対値の比を計算する。この絶対値の比が所定値より小さい時、リップ10Aのめくれは直っていないと判定する。また、一度目の挿入時の挿入力(挿入力A)と最後に挿入する時の挿入力(挿入力G)の比も計算し、この比が所定値より小さい時も、リップ10Aがめくれていると判定する。
【0067】
なお、上記(1)及び(2)において、リップ10Aがめくれていると判定した場合、コンピュータ33はロボットコントローラ34に対してリップ10Aがめくれていることを示す警告信号を出し、ロボット13の動きを停止させ、警告音を発生させる。
【0068】
(めくれ判定方法3)
図18では、一定時間経過後の挿入力または引き抜き力を用いてリップ10Aのめくれ判定を行っているが、用いる挿入力や引き抜き力は一つだけである。すなわち、一度目の挿入時には挿入力Aの一つだけを、最後に引き抜く時には引き抜き力Fの一つだけを、最後の挿入時には挿入力Gの一つだけをそれぞれ用いてめくれ判定を行っている。しかし、挿入力や引き抜き力の一つだけ用いてめくれ判定を行うと、小さなノイズが入っただけでもめくれ判定を狂わしてしまう可能性があり、これを防ぐには、図19のようにしてめくれ判定を行うのがよい。
【0069】
図19は、図17や図18と同様、縦軸は挿入力または引き抜き力(Kgf)を、横軸は時間(秒)を示している。本めくれ判定方法においては、シール10が軸14に接触して挿入動作が開始されたときの、位置1から一定時間(カウント時間A)経過後に、所定時間(カウント時間A′)に亘って挿入力を測定する。また、引き抜き動作の開始位置3から一定時間(カウント時間B)経過後に、所定時間(カウント時間B′)に亘って引き抜き力を測定する。以後、同様にして、挿入動作の開始位置からの一定時間C,E,G経過後にカウント時間C′,E′,G′に亘って挿入力を、引き抜き動作の開始位置からの一定時間D,F経過後にカウント時間D′,F′に亘って引き抜き力をそれぞれ測定する。
【0070】
そして、カウント時間A′に亘って複数回測定した挿入力の平均値(平均挿入力A′)を計算する。同様にして、カウント時間B′,D′,F′に亘って複数回測定した引き抜き力の平均値(平均引き抜き力B′,D′,F′)と、カウント時間C′,E′,G′に亘って複数回測定した挿入力の平均値(平均挿入力C′,E′,G′)を計算する。
【0071】
(1) 挿入力または引き抜き力単独で判定する場合
最後に引き抜く時の引き抜き力の平均値(平均引き抜き力F′)の絶対値が所定値より大きい時、リップ10Aのめくれは直っていないと判定する。また、最後に挿入する時の挿入力の平均値(平均挿入力G′)が所定値より大きい時も、リップ10Aがめくれていると判定する。
【0072】
(2) 挿入力や引く抜き力の比で判定する場合
一度目の挿入時の挿入力の平均値(平均挿入力A′)と最後に引き抜く時の引き抜き力の平均値(平均引き抜き力F′)の絶対値の比を計算する。この絶対値の比が所定値より小さい時、リップ10Aのめくれは直っていないと判定する。また、一度目の挿入時の挿入力の平均値(平均挿入力A′)と最後に挿入する時の挿入力の平均値(平均挿入力G′)の比も計算し、この比が所定値より小さい時も、リップ10Aがめくれていると判定する。
【0073】
なお、上記(1)及び(2)において、リップ10Aがめくれていると判定した場合、コンピュータ33はロボットコントローラ34に対してリップ10Aがめくれていることを示す警告信号を出し、ロボット13の動きを停止させ、警告音を発生させる。
【0074】
(めくれ判定方法4)
シール10に回転を加えながらシール10を軸14に挿入する場合には、挿入動作時に検出される挿入力に基づいてリップ10Aのめくれ判定を行うことができる。
【0075】
図20は、シール10を軸14へ挿入する際に検出された挿入力の変動を示している。コンピュータ33は、シール10が軸14に接触する前つまりシール10が位置(1)にある時、何個かの力を平均しておく(平均力a:以下の挿入力は測定値から平均力aを減算した値を示している)。また図において、(2)はシール10が軸14に挿入される瞬間位置を、(3)はシール10の回転挿入開始位置を、(4)は回転停止且つ挿入完了位置をそれぞれ示している。(3)〜(4)がシール10の回転挿入範囲である。
【0076】
挿入力の検出は、勿論、(3)〜(4)の回転挿入範囲で行うが、通常、挿入力の出力波形が安定する範囲(5)で行う。そして、検出した挿入力bが所定値よりも大きい時は、リップ10Aがめくれていると判定する。この場合、検出した挿入力bのデータが一つだけでは、ノイズが入った場合に、判定を誤る恐れがあるので、上記範囲(5)内で挿入力を複数回検出するとともに、その平均値を求め、その平均値に基づいてリップ10Aのめくれを判定するのが好ましい。
【0077】
なお、図20ではシール10の方を回転させたが、シール10は回転させずに軸14の方を回転させてもよいし、またシール10と軸14の双方を回転させてもよい。シール10と軸14の双方を回転させる場合は、シール10と軸14を互いに逆回転させるのが望ましい。
【0078】
(めくれ判定方法5)
シール10を軸14へ挿入する場合、ワークにより挿入時間にばらつきが生じる。そのため、図18または図19に示した、位置1からのカウント時間Aにもばらつきが生じる場合がある。
【0079】
そこで、本めくれ判定方法では、シール10をいったん軸14に挿入する第1動作時の挿入力を逐次計測して、その計測結果から挿入力波形を求めておく。第1動作時の挿入力波形は、シール10が位置0から位置1へ移動するときは、リップ10Aが軸14の先端に接触するために、図18または図19に示すように振幅が大きく振れて顕著な過渡的な波形を示す。そのまま挿入動作を続けてシール10が位置1から位置2へ移動するときは、リップ10AがDカット部14Cと軸体14Bとの段差部分(傾斜面14D)に接触するので、このときも振幅が少し大きく振れて、やはり過渡的な波形が観測される。このとき、リップ10Aの一部がめくれる。更に挿入動作を続けてシール10が位置3に達すると、挿入動作から引き抜き動作に移行するので、挿入力波形はプラスからマイナスに変化する。そして、位置3に達したとき、リップ10Aはほぼ全周にわたってめくれている。
【0080】
通常、挿入力波形は上述したような挙動を示すので、その挿入力波形の過渡状態を観測することにより、軸14とシール10の相対位置を推定することができる。そして、その推定した位置での挿入力を検出し、その検出結果の値が所定値よりも大きければリップ10Aはめくれていると判定することができる。このようにすれば、ワーク毎の計測誤差が少なくなり、めくれ判定を正確に行うことができる。
【0081】
また、挿入力を判定する際に比較される所定値は、実験によって得られたデータを基に決定されている。しかし、実験時に得られたデータ範囲から外れるワークが発生する可能性があり、このような場合は判定の保証ができなくなる。
【0082】
そこで、本めくれ判定方法では、挿入力波形から推定した位置での挿入力を、リップのめくれ判定が可能かどうかの予備判定に使うようにする。このようにすれば、実験時に得られたデータ範囲から外れた挿入力は判定から除外されるので、めくれ判定に精度を更に向上させることができる。
【0083】
本めくれ判定方法のフローチャートを図21に示す。図21において、ステップ100,101が本めくれ判定方法による行程を、ステップ102,103は前述しためくれ判定方法1,2または3による行程をそれぞれ示している。
【0084】
ところで、シール10を軸14へ挿入する際には、軸14の端部でもリップ10Aにめくれが生じやすい。これを防ぐには、図14に示すように、軸14の端部にテーパ部14Eを形成しておき、このテーパ部14Eの端面における直径d1を、シール10のリップ10Aの内径d2(図16参照)よりも小さく形成しておく。このように構成すれば、シール10を軸14へ挿入する際に、リップ10Aがテーパ部14Eに当たっても、リップ10Aがめくれてしまうのを防ぐことができる。
【0085】
また、Dカット部14C付近(図16の位置1から位置2)をシール10が移動しているとき、リップ10Aにめくれが生じるのを防ぐには、Dカット部14Cにおける軸14の直径方向の長さd3(このd3を含む線分はDカット部14Cの平面部に垂直で、最小直径となる)と、シール10のリップ10Aの内径d2との関係を以下のように設定しておく必要がある。
d3≦d2
【0086】
次に、リップ10Aがめくれてしまったときは、そのめくれを元に戻さなければならない訳であるが、以下、その戻し方法について説明する。
【0087】
(Dカット部を利用する方法)
軸14にDカット部14Cが設けられている場合、図22に示すように、シール10をDカット部14Cの所に位置させると、軸体14BとDカット部14Cとの段差によりリップ10Aのめくれが元に戻る。図面上では、リップ10Aのめくれが戻った部分は10A′で、戻っていない部分は10A″でそれぞれ示してある。
【0088】
Dカット部14Cにおいては、上述したように直径方向の長さd3はリップ10Aの内径d2よりも小さく形成されている。Dカット部14Cが形成された軸14を図23に示す。図23において、(A)は軸14の正面図、(B)はDカット部14CのB−B線に沿った断面図である。
【0089】
図22のようにシール10がDカット部14Cに位置している状態で、軸14を回転させると、Dカット部14Cの回転に伴ってリップ10Aのめくれの戻りが進み、軸14をほぼ1回転させたところで全周のめくれが戻る。めくれの戻りを確実にするために、軸14の回転量は1回転以上とすることが望ましい。また軸14の回転運動は、シール10を軸14の軸線方向で移動させないようにした状態でも、軸線方向に移動(挿入、引き抜き)させながらでも、どちらでもよい。めくれが戻った後に、シール10を軸体14Bの所定の位置へ移動させる。これによって、軸14の全周にわたってめくれのない状態でシール10を軸14に挿入することができる。
【0090】
めくれが戻ったシール10をDカット部14Cから軸体14Bへ移動させる時に、Dカット部14Cと軸体14Bとの間に段差があると、この段差部にリップ10Aが引っ掛かり再びめくれてしまう恐れがあるので、この場合は、移動中に軸14を回転させることにより、再びめくれるのを防ぐことができる。また、図14〜図16に示すように、軸体14BとDカット部14Cとの間の段差部に傾斜面14Dを形成しておけば、シール10をDカット部14Cから軸体14Bへ挿入する際、リップ10Aが段差部に引っ掛かってめくれてしまうのを防ぐことができる。
【0091】
リップ10Aのめくれを戻すには、Dカット部14C以外に、軸14の一端部に図24〜図28のようなカット部を形成しておいてもよい。ここで、図24〜図28において、(A)はいずれも軸14の正面図、(B)は図23と同じ位置における軸14の断面図である。
【0092】
図23に示したDカット部14Cではカット面が平面状をなしているが、図24ではカット面が円筒状凸面を、図25ではカット面が円筒状凹面を、図26ではカット面が溝形状をそれぞれなしている。また、図27では平面状のカット面が軸14の両側に形成され、図28では両側のカット面が円筒状凸面(断面形状は楕円形)に形成されている。
【0093】
図22〜図28ではDカット部14Cが軸の一端側に設けられていたが、図29のように軸14の途中にDカット部14C′を設け、このDカット部14C′にシール10を位置させてから軸14を回転させるようにしても、シール10のめくれを戻すこともできる。なお、Dカット部14C′の部分を図24〜図28の示したような形状としてもよい。
【0094】
ここで、軸14のDカット部14C′の領域をR1、軸14の円筒形状領域でリップ10Aの先端側(シール10の挿入方向側)領域をR2、軸14の円筒形状領域でリップ10Aの後端側(シール10の挿入元側)領域をR3とする。シール10が領域R1部にあるときに軸14を回転させることで、シール10のめくれを戻すことができる。次に、めくれの戻ったシール10を領域R2方向へ移動(さらなる挿入)させる際には、段差があるために図22の場合と同様、領域R1とR2の境界でリップ10Aが再度めくれる恐れがある。この場合も、移動中に軸14を回転させることで、再度のめくれの防止が可能である。
【0095】
図22及び図29では、シール10がDカット部14Cまたは14C′にある時に、軸14だけを回転させるようにしていたが、軸14は回転させずにシール10だけを回転させるようにしてもよく、また軸14とシール10の双方を回転させるようにしてもよい。
【0096】
軸14だけを回転させるには前述した図1又は図2のシール挿入装置を、シール10だけを回転させるには前述した図3のシール挿入装置を、軸14とシール10の双方を回転させる場合は前述した図4のシール挿入装置をそれぞれ用いるようにする。なお、軸14とシール10の双方を回転させる場合は、回転方向は軸14とシール10では逆方向とすることが望ましい。
【0097】
(円周溝を利用する方法)
図30は、軸14の外面に設けた円周溝14Fを利用して、シール10のめくれを戻す方法を示している。円周溝14Fは溝幅w1がリップ10Aのリップ突出高さw2よりも大きく、また円周溝14Fの底面部分の外径d4はリップ10Aの内径d2よりも小さくなっている。
【0098】
このように円周溝14Fを設けた場合は、シール10を円周溝14Fに位置させれば、リップ10Aのめくれは円周溝14Fの所で元に戻る。そして、円周溝14Fに位置させただけで戻らなかった場合は、軸14とシール10を相対的に回転させ、めくれを更に確実に戻すようにする。
【0099】
なお、円周溝14Fの部分では、軸14の断面形状(中心軸に垂直な面の形状)は円形であったが、リップ10Aのめくれが戻るだけの深さが円周溝14Fにあれば、前記断面形状は他の形状でもよい、例えば楕円形でもよい。
【0100】
(治具部材を利用する方法)
図31は、軸14にDカット部や円周溝が設けられていない場合、軸14の端面に接続した治具部材60を用いてシール10のめくれを戻すようにしたものである。治具部材60にはその一端側にDカット部60Aが設けられ、この治具部材60を軸14に中心軸を合わせて結合し、リップ10Aにめくれが生じたときは、シール10をDカット部60Aに位置させて、治具部材60とシール10を相対的に回転させることにより、リップ10Aのめくれを戻すようにする。ここで、治具部材60またはシール10が1回転以上の回転量となるように回転させるのが好ましい。
【0101】
治具部材60は、図32に示すように、Dカット部60Aにおける直径方向の長さd5がリップ10Aの内径d2よりも小さく形成されている。
【0102】
治具部材60と軸14とを結合する方法としては、図33(A)〜(D)に示すような方法がある。図33(A)では治具部材60の端面に角軸60Bが設けられ、この角軸60Bが軸14の端面に形成された角穴14Gに嵌合されて、治具部材60と軸14とが結合される。また図33(B)では治具部材60の端面に丸軸60Cが設けられ、この丸軸60Cが軸14の端面に形成された丸穴14Hに嵌合されて、治具部材60と軸14とが結合される。
【0103】
図33(A)の場合は、角軸60B及び角穴14Gという角形状同士の嵌合であるから、軸14を回転させれば、その回転力を治具部材60に確実に伝えることができるが、図33(B)では丸軸60C及び丸穴14Hという丸形状同士の嵌合であるので、丸軸60Cと丸穴14Hとの間に滑りが生じ易く、軸14の回転力を治具部材60に十分に伝えることができない恐れがある。このような場合、例えば軸14が鉄等の磁性体で構成されていれば、図33(C)に示すように、治具部材60の端部にマグネット60Dを取り付けておくことにより、軸14と治具部材60との間に生じる滑りを抑えることができる。また、図33(D)のように、治具部材60の端部にマグネット60Dを取り付けてただけでもよい。この方法は、軸14や治具部材60の端面を加工することができない場合に好都合である。
【0104】
なお、治具部材60が鉄等の磁性体で構成されていれば、軸14の端部にマグネットを取り付けておくこともできる。また、軸14及び治具部材60の端部のそれぞれマグネットを取り付けておいてもよい。
【0105】
治具部材60の一端側には、Dカット部14Cの代わりに図34〜図38に示すような形状のカット部を設けておくことも可能である。ここで、図34〜図38において、(A)はいずれも治具部材60の正面図、(B)はカット部における治具部材60の断面図である。Dカット部14Cではカット面が平面状をなしているが、図34ではカット面が円筒状凸面を、図35ではカット面が円筒状凹面を、図36ではカット面が溝形状をそれぞれなしている。また、図37では平面状のカット面が治具部材60の両側に形成され、図38では両側のカット面が円筒状凸面(断面形状は楕円形)に形成されている。
【0106】
なお、Dカット部60Aや図34〜図38におけるカット部は、治具部材60の長手方向中間部に設けることもできる。
【0107】
めくれが戻ったシール10を治具部材60から軸14側へ移動させる時に、治具部材60の円形部分(軸14側に近い部分)とカット部(Dカット部60A等)との間に段差があると、この段差部にリップ10Aが引っ掛かり再びめくれてしまう恐れがあるので、この場合は、シール10の移動中に治具部材60とシールを相対的に回転させることにより、再びめくれるのを防ぐことができる。また、図39に示すように、治具部材60の円形部分60Eとカット部60Fとの間の段差部に傾斜面60Gを形成しておけば、リップ10Aが段差部に引っ掛かってめくれてしまうのを防ぐことができる。
【0108】
また、図40に示すような治具部材61を用いてもシール10のめくれを戻すことができる。治具部材61にはその先端面に小径部61Aが設けられ、この小径部61Aを軸14の端面に接続すれば、図30の場合と同様な円周溝が形成されたことになり、この円周溝の部分でシール10のめくれを戻すことが可能となる。
【0109】
ここで、小径部61Aの突出量w3はリップ10Aのリップ高さw2よりも大きく、さらに小径部61Aの外径d6はリップ10Aの内径d2よりも小さくなっている。また、小径部61Aは治具部材61の先端部だけでなく、長手方向中間部に設けることもできる。
【0110】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1または請求項4の発明によれば、軸を回転させることで軸とリップが回転方向にこすれあい、シール挿入方向の摩擦が軽減され、挿入方向の摩擦で生じるリップのめくれが防止されるという効果ある。特に、回転方向が交互に切り替わるので、仮にシールにめくれが生じても、そのめくれが自然に直るという効果がある。
また、回転が滑らかでシールに無理な力が加わらないので、シールに傷が付きにくいという効果もある。
【0113】
請求項2または請求項5の発明によれば、シールを回転させることで軸とリップが回転方向にこすれあい、軸を回転させた場合と共通の効果が得られる。また本発明は、軸が角状部材等に設けられて、軸の方を回転させられない場合に有効である。しかも回転方向が交互に切り替わるので、仮にシールにめくれが生じても、そのめくれが自然に直るという効果がある。
また、回転が滑らかでシールに無理な力が加わらないので、シールに傷が付きにくいという効果もある。
【0116】
請求項3または請求項6の発明によれば、シールと軸をともに回転させることで軸とリップが回転方向にこすれあい、軸またはシールだけを回転させた場合と共通の効果が得られる。特に、回転方向が交互に切り替わるので、仮にシールにめくれが生じても、そのめくれが自然に直るという効果がある。
また、回転が滑らかでシールに無理な力が加わらないので、シールに傷が付きにくいという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】軸を回転させながらシールを軸へ挿入するシール挿入装置の概略斜視図である。
【図2】回転力付与機構の他の例を示した図である。
【図3】シールを回転させながらシールを軸へ挿入するシール挿入装置の概略斜視図である。
【図4】シールと軸の双方を回転させながらシールを軸へ挿入するシール挿入装置の概略斜視図である。
【図5】シールを挿入するためのロボットの平面図である。
【図6】図5の側面図である。
【図7】チャックハンドの平面図である。
【図8】図7の側面図である。
【図9】他の例によるチャックハンドの平面図である。
【図10】図9の側面図である。
【図11】更に他の例によるチャックハンドの平面図である。
【図12】図11の側面図である。
【図13】シールが挿入される軸の拡大斜視図である。
【図14】軸に正常に挿入されたシールの断面図である。
【図15】軸に正常に挿入されなかったシールの断面図である。
【図16】シール挿入の動作例を示した概念図である。
【図17】リップのめくれ判定方法1を説明するための図である。
【図18】リップのめくれ判定方法2を説明するための図である。
【図19】リップのめくれ判定方法3を説明するための図である。
【図20】リップのめくれ判定方法4を説明するための図である。
【図21】リップのめくれ判定方法5を説明するための図である。
【図22】軸の先端部に設けられたDカット部を利用してリップのめくれを戻す方法を説明した図である。
【図23】(A)はDカット部を有する軸の正面図、(B)は(A)のB−B線に沿った断面図である。
【図24】(A)は円筒状凸面のカット面が形成された軸の正面図、(B)は(A)の要部断面図である。
【図25】(A)は円筒状凹面のカット面が形成された軸の正面図、(B)は(A)の要部断面図である。
【図26】(A)は溝形状のカット面が形成された軸の正面図、(B)は(A)の要部断面図である。
【図27】(A)は両側に平面状のカット面が形成された軸の正面図、(B)は(A)の要部断面図である。
【図28】(A)は両側に円筒状凸面のカット面が形成された軸の正面図、(B)は(A)の要部断面図である。
【図29】軸の長手方向中間部に設けられたDカット部を利用してリップのめくれを戻す方法を説明した図である。
【図30】軸の外面に設けられた円周溝を利用してリップのめくれを戻す方法を説明した図である。
【図31】Dカット部が設けられた治具部材を利用してリップのめくれを戻す方法を説明した図である。
【図32】治具部材のDカット部とリップの内径との関係を示した図である。
【図33】治具部材を軸に結合させる方法を示しており、(A)は角軸と角穴による方法を、(B)は丸軸と丸穴による方法を、(C)は丸軸と丸穴に加えてマグネットによる方法を、(D)はマグネットのみによる方法を示した斜視図である。
【図34】(A)は円筒状凸面のカット面が形成された治具部材の正面図、(B)は(A)の要部断面図である。
【図35】(A)は円筒状凹面のカット面が形成された治具部材の正面図、(B)は(A)の要部断面図である。
【図36】(A)は溝形状のカット面が形成された治具部材の正面図、(B)は(A)の要部断面図である。
【図37】(A)は両側に平面状のカット面が形成された治具部材の正面図、(B)は(A)の要部断面図である。
【図38】(A)は両側に円筒状凸面のカット面が形成された治具部材の正面図、(B)は(A)の要部断面図である。
【図39】段差部分に傾斜面が形成された治具部材の正面図である。
【図40】円周溝を形成する治具部材を利用してリップのめくれを戻す方法を説明した図である。
【符号の説明】
10 シール
10A リップ
11 保持部材
12,12′,12″ チャックハンド
13 ロボット
14 軸
14A 太径部
14B 軸体
14C,14C′ Dカット部
14D 傾斜面
14E テーパ部
14F 円周溝
31 ロードセル
34 ロボットコントローラ
35 ベース
36 ブラケット
37 スライド部
38 移動ベース
39 チャック
40 シール有無検知センサー
41 ジャム検知用ドグ
42 ジャム検知用センサー
44,47 コイルスプリング
48 エアシリンダー
49 シャフト
50 センサー
60,61 治具部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a seal insertion method and a seal insertion device for inserting a seal having a lip into a shaft.
[0002]
[Prior art]
A seal in which a funnel-shaped lip is provided on the inner periphery of an annular body is known. In such a seal, the tip of a lip mainly made of an elastic member such as rubber is in close contact with the shaft, preventing leakage of the contents (oil, powder) in the seal to the outside, and from the outside to the inside of the seal. It also prevents foreign substances (such as dust) from entering.
[0003]
If the seal is to be inserted into the cylindrical shaft, which is the mating partner, with the tip direction of the lip first, the lip may be turned inside the seal. In such an attached state, it is not possible to sufficiently prevent leakage of the contents of the seal to the outside and entry of foreign matter into the seal.
[0004]
Therefore, a device has been proposed in which a cylindrical member is inserted in advance into a seal with a lip, then inserted into a shaft to be originally inserted, and the seal is inserted without causing the lip to be turned up by removing the cylindrical member. (For example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-76331). Further, a seal provided with a spring for pushing back to prevent the lip from being turned up when inserted into a shaft has been proposed (for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. Hei 6-30565).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the apparatus disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 4-76331, it is necessary to insert the cylindrical member from the direction opposite to the axis to which it should be inserted. There is a problem that a device space is required and a complicated structure is required because the insertion process is performed twice.
[0006]
Further, in the seal of Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-30565, there is a problem that the seal has a special and complicated structure because an annular portion is provided on the seal and a garter spring is adhered to the seal to prevent it from being turned up.
[0007]
An object of the present invention is to provide a seal insertion method and a seal insertion device that can normally insert a seal into a shaft without requiring a device space for inserting the seal and without having a special structure for the seal. That is.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to
[0011]
According to a second aspect of the present invention, when a seal having a lip is inserted into a shaft, the seal is inserted while rotating the seal alternately in one direction and the other direction around the axis of the shaft. It is characterized by:
[0014]
According to a third aspect of the present invention, when a seal having a lip is inserted into a shaft, the insertion of the seal is performed by rotating the shaft alternately in one direction and the opposite direction about the axis thereof , and the seal is inserted. Is performed around the axis of the shaft in a direction opposite to the rotation of the shaft .
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, in the seal insertion device for inserting a seal having a lip into a shaft, a holding means for holding the seal so as to be able to contact and separate in the axial direction of the shaft, and the shaft in one direction and vice versa. Shaft rotation driving means for rotating in the direction, and rotating the shaft around the axis thereof in one direction and in the opposite direction while rotating the shaft, and inserting the seal into the shaft. Features.
[0020]
According to a fifth aspect of the present invention, in the seal insertion device for inserting a seal having a lip into a shaft, holding means for holding the seal so as to be capable of coming and going in the axial direction of the shaft, and the holding means being held by the holding means. A seal rotation driving means for driving the seal to rotate in one direction and the opposite direction , wherein the seal rotation driving means rotates the seal around the axis of the shaft alternately in one direction and in the opposite direction, A seal is inserted into the shaft.
[0023]
According to a sixth aspect of the present invention, in the seal insertion device for inserting a seal having a lip into a shaft, holding means for holding the seal so as to be able to contact and separate in the axial direction of the shaft, and the holding means being held by the holding means. a sealing rotary drive means for rotating the seal in one direction and the opposite direction, and a shaft rotating means for rotating said shaft in one direction and the opposite direction, its axis the axis by the shaft rotation drive While rotating the seal alternately in one direction and the opposite direction, and rotating the seal around the axis of the shaft in the opposite direction to the rotation of the shaft by the seal rotation driving means, the seal is rotated around the shaft. It is characterized by being inserted.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic perspective view of the seal insertion device. In the figure,
[0027]
The
[0028]
[0029]
In this seal insertion device, when inserting the
[0030]
At this time, the lip of the
[0031]
FIG. 2 is a diagram showing another example of the rotational force applying mechanism. In this example, a rotating
[0032]
When the
[0033]
In the rotating force applying mechanism of FIG. 2, the outer peripheral surfaces of the
[0034]
Although the components are rotated in FIGS. 1 and 2, the components may not be rotated in some cases. In such a case, the seal is rotated. An example is shown in FIG. In FIG. 3, the
[0035]
When inserting the
[0036]
FIG. 4 shows an example in which the seal is inserted into the shaft by rotating both the component and the shaft. In the example of FIG. 4, when the
[0037]
When the
[0038]
Next, a detailed configuration of the
FIG. 5 is a plan view of the
[0039]
FIG. 7 is a plan view showing a detailed configuration of the chuck hand, and FIG. 8 is a side view thereof. The
[0040]
An L-shaped
[0041]
A moving
[0042]
A
[0043]
A
[0044]
9 and 10 show another example of the chuck hand. FIG. 9 is a plan view thereof, and FIG. 10 is a side view thereof. In the chuck hand 12 'shown in FIGS. 9 and 10, a
[0045]
11 and 12 show still another example of the chuck hand. FIG. 11 is a plan view and FIG. 12 is a side view. In the
[0046]
The
[0047]
FIG. 13 is an enlarged perspective view showing the
[0048]
Next, an operation of inserting a seal according to the present embodiment will be described.
FIG. 16 shows an operation example when the
[0049]
First, the
[0050]
Generally, in the above operation, the operation of pulling out the
[0051]
As described above, the condition under which the
[0052]
If the shaft to be inserted has a step like the D-cut
[0053]
Also, when the rotation is relatively applied between the
[0054]
By the way, when the above operation is performed normally, when the
[0055]
When the
[0056]
Next, a method of determining whether or not the
[0057]
(Turn-over judgment method 1)
During the operation of inserting the seal, the
[0058]
The
[0059]
(1) In the case of judging only by the insertion force or the pulling force alone When the absolute value of the minimum pulling force (minimum 3) at the time of the last pulling is larger than a predetermined value, it is determined that the
[0060]
(2) When the ratio is determined by the ratio of the insertion force or the pulling-out force The ratio of the absolute value of the maximum insertion force at the first insertion (maximum 1) and the minimum pulling-out force at the last extraction (minimum 3) is calculated. When the ratio of the absolute values is smaller than a predetermined value, it is determined that the
[0061]
If it is determined in the above (1) and (2) that the
[0062]
(Turn-over judgment method 2)
When sudden noise enters the voltage signal from the
[0063]
18, as in FIG. 17, the vertical axis represents the insertion force or the extraction force (Kgf), and the horizontal axis represents the time (second).
[0064]
The
[0065]
(1) When judging only by the insertion force or the pull-out force When the absolute value of the pull-out force (pull-out force F) at the time of the last pull-out is larger than a predetermined value, it is judged that the
[0066]
(2) When the ratio is determined by the ratio of the insertion force or the pulling-out force The ratio of the absolute value of the insertion force at the first insertion (insertion force A) and the pulling-out force at the last pulling-out (pulling force F) is calculated. When the ratio of the absolute values is smaller than a predetermined value, it is determined that the
[0067]
If it is determined in the above (1) and (2) that the
[0068]
(Turn-over judgment method 3)
In FIG. 18, the
[0069]
In FIG. 19, as in FIGS. 17 and 18, the vertical axis represents the insertion force or the extraction force (Kgf), and the horizontal axis represents the time (second). In the turning-over judging method, when a predetermined time (count time A) elapses from
[0070]
Then, an average value of the insertion forces measured a plurality of times over the count time A '(average insertion force A') is calculated. Similarly, the average value of the pulling forces measured a plurality of times (average pulling forces B ', D', F ') over the count times B', D ', F' and the count times C ', E', G ′ Are calculated a plurality of times (average insertion forces C ′, E ′, G ′).
[0071]
(1) When judging only by the insertion force or the pull-out force When the absolute value of the average value of the pull-out force at the last pull-out (average pull-out force F ′) is larger than a predetermined value, it is judged that the
[0072]
(2) In the case of judging from the ratio of the insertion force and the pull-out force The average value of the insertion force at the first insertion (average insertion force A ') and the average value of the pull-out force at the last extraction (average pull-out force F') ) Calculate the absolute value ratio. When the ratio of the absolute values is smaller than a predetermined value, it is determined that the
[0073]
If it is determined in the above (1) and (2) that the
[0074]
(Folding judgment method 4)
When the
[0075]
FIG. 20 shows a change in the insertion force detected when the
[0076]
The detection of the insertion force is, of course, performed in the rotational insertion range (3) to (4), but is usually performed in the range (5) where the output waveform of the insertion force is stable. Then, when the detected insertion force b is larger than the predetermined value, it is determined that the
[0077]
Although the
[0078]
(Turn-over judgment method 5)
When the
[0079]
Therefore, in the turning-over determination method, the insertion force at the time of the first operation of once inserting the
[0080]
Normally, the insertion force waveform shows the above-described behavior, so that the relative position between the
[0081]
The predetermined value to be compared when determining the insertion force is determined based on data obtained by experiments. However, there is a possibility that a work out of the data range obtained during the experiment may occur, and in such a case, the determination cannot be guaranteed.
[0082]
Thus, in the present turning-over determination method, the insertion force at the position estimated from the insertion-force waveform is used for a preliminary determination as to whether or not the lip turning-up determination is possible. In this way, since the insertion force out of the data range obtained during the experiment is excluded from the determination, the accuracy of the turning-over determination can be further improved.
[0083]
FIG. 21 shows a flowchart of the turning-over determination method. In FIG. 21,
[0084]
By the way, when the
[0085]
In order to prevent the
d3 ≦ d2
[0086]
Next, when the
[0087]
(Method using D-cut part)
When the
[0088]
As described above, in the D cut
[0089]
When the
[0090]
When moving the returned
[0091]
In order to return the turn of the
[0092]
The cut surface of the D-cut
[0093]
22 to 28, the D cut
[0094]
Here, the region of the D cut
[0095]
In FIG. 22 and FIG. 29, only the
[0096]
When only the
[0097]
(Method using circumferential groove)
FIG. 30 shows a method of returning the turn of the
[0098]
In the case where the
[0099]
In the portion of the
[0100]
(Method using jig members)
FIG. 31 shows a configuration in which the
[0101]
As shown in FIG. 32, the
[0102]
As a method of connecting the
[0103]
In the case of FIG. 33A, since the square shapes of the
[0104]
If the
[0105]
A cut portion having a shape as shown in FIGS. 34 to 38 may be provided on one end side of the
[0106]
Note that the D-cut
[0107]
When the turned-
[0108]
Further, even if a
[0109]
Here, the protrusion amount w3 of the small diameter portion 61A is larger than the lip height w2 of the
[0110]
【The invention's effect】
As described above, according to the first or fourth aspect of the invention, by rotating the shaft, the shaft and the lip rub against each other in the rotation direction, so that friction in the seal insertion direction is reduced, and the friction occurs in the insertion direction. This has the effect of preventing the lip from being turned over. In particular, since the rotation direction is alternately switched, even if the seal is turned up, there is an effect that the turn is naturally corrected.
Also, since the rotation is smooth and an excessive force is not applied to the seal, there is also an effect that the seal is not easily damaged.
[0113]
According to the second or fifth aspect of the present invention, by rotating the seal, the shaft and the lip rub against each other in the rotational direction, and the same effect as when the shaft is rotated can be obtained. Further, the present invention is effective when the shaft is provided on a square member or the like and the shaft cannot be rotated. In addition, since the rotation direction is alternately switched, even if the seal is turned up, there is an effect that the turn is naturally corrected.
Also, since the rotation is smooth and an excessive force is not applied to the seal, there is also an effect that the seal is not easily damaged.
[0116]
According to the third or sixth aspect of the invention, by rotating the seal and the shaft together, the shaft and the lip rub against each other in the rotation direction, and the same effect as when only the shaft or the seal is rotated can be obtained. In particular, since the rotation direction is alternately switched, even if the seal is turned up, there is an effect that the turn is naturally corrected.
Also, since the rotation is smooth and an excessive force is not applied to the seal, there is also an effect that the seal is not easily damaged.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a seal insertion device that inserts a seal into a shaft while rotating the shaft.
FIG. 2 is a diagram showing another example of a rotational force applying mechanism.
FIG. 3 is a schematic perspective view of a seal insertion device that inserts a seal into a shaft while rotating the seal.
FIG. 4 is a schematic perspective view of a seal insertion device that inserts a seal into a shaft while rotating both the seal and the shaft.
FIG. 5 is a plan view of a robot for inserting a seal.
FIG. 6 is a side view of FIG. 5;
FIG. 7 is a plan view of the chuck hand.
FIG. 8 is a side view of FIG. 7;
FIG. 9 is a plan view of a chuck hand according to another example.
FIG. 10 is a side view of FIG. 9;
FIG. 11 is a plan view of a chuck hand according to still another example.
FIG. 12 is a side view of FIG. 11;
FIG. 13 is an enlarged perspective view of a shaft into which a seal is inserted.
FIG. 14 is a sectional view of a seal normally inserted into a shaft.
FIG. 15 is a cross-sectional view of a seal that has not been properly inserted into a shaft.
FIG. 16 is a conceptual diagram showing an operation example of inserting a seal.
FIG. 17 is a diagram for explaining a lip turning-over
FIG. 18 is a diagram for explaining a lip turning-over
FIG. 19 is a diagram for explaining a lip turn-over
FIG. 20 is a diagram for explaining a lip turn-over
FIG. 21 is a diagram for explaining a lip turn-over
FIG. 22 is a view for explaining a method of returning the lip turning using a D-cut portion provided at the tip of the shaft.
FIG. 23A is a front view of a shaft having a D-cut portion, and FIG. 23B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.
24A is a front view of a shaft on which a cylindrical convex cut surface is formed, and FIG. 24B is a cross-sectional view of a main part of FIG.
FIG. 25A is a front view of a shaft having a cylindrical concave cut surface, and FIG. 25B is a cross-sectional view of a main part of FIG.
26A is a front view of a shaft on which a groove-shaped cut surface is formed, and FIG. 26B is a cross-sectional view of a main part of FIG.
27A is a front view of a shaft having flat cut surfaces formed on both sides, and FIG. 27B is a sectional view of a main part of FIG.
28A is a front view of a shaft having cylindrical convex cut surfaces formed on both sides, and FIG. 28B is a cross-sectional view of a main part of FIG.
FIG. 29 is a diagram illustrating a method of returning the lip turning using a D-cut portion provided at a longitudinally intermediate portion of the shaft.
FIG. 30 is a diagram illustrating a method of returning a turn of the lip by using a circumferential groove provided on an outer surface of the shaft.
FIG. 31 is a view for explaining a method of returning the lip turning using a jig member provided with a D-cut portion.
FIG. 32 is a view showing the relationship between the D-cut portion of the jig member and the inner diameter of the lip.
33A and 33B show a method of connecting a jig member to a shaft, wherein FIG. 33A shows a method using a square shaft and a square hole, FIG. 33B shows a method using a round shaft and a round hole, and FIG. FIG. 9D is a perspective view showing a method using a magnet in addition to a round hole, and FIG.
34A is a front view of a jig member on which a cylindrical convex cut surface is formed, and FIG. 34B is a cross-sectional view of a main part of FIG.
35A is a front view of a jig member having a cylindrical concave cut surface, and FIG. 35B is a sectional view of a main part of FIG.
36A is a front view of a jig member on which a groove-shaped cut surface is formed, and FIG. 36B is a sectional view of a main part of FIG.
FIG. 37A is a front view of a jig member having flat cut surfaces formed on both sides, and FIG. 37B is a cross-sectional view of a main part of FIG.
38A is a front view of a jig member having cylindrical cut surfaces formed on both sides, and FIG. 38B is a sectional view of a main part of FIG.
FIG. 39 is a front view of a jig member in which an inclined surface is formed in a step portion.
FIG. 40 is a diagram illustrating a method of returning the lip turning using a jig member that forms a circumferential groove.
[Explanation of symbols]
Claims (6)
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CNB2004100485297A CN1327151C (en) | 1996-12-16 | 1997-12-16 | Method for sliding a seal with a lip onto a shaft, method for uncurling the lip, and apparatus for sliding the seal thereonto |
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