JPH0730254Y2 - 複数ポジション位置決め装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は、各種ワークを扱う機器等においてワーク等を
複数ポジションで停止させるための位置決め装置に関す
る。

（従来の技術） 自動車の駆動力伝達系の等速継手部に、第18図および第
19図に示されるようなツェッパジョイント１が使われて
いる。ツェッパジョイント１は、軸部２と椀状部３を有
する外輪４と、外輪４の内側に揺動自在に収容されるケ
ージ５と、ケージ５の内側に揺動自在に収容される内輪
６と、６個のボール７を備えて構成されている。ボール
７は、外輪４に設けられたボール溝８と、ケージ５に設
けられた開口窓９と、内輪６に設けられたボール溝10に
嵌合させられる。内輪６の中心部には内歯状のセンタ孔
11が設けられている。内輪６の外周部には周方向６箇所
に等間隔で歯12が突設されており、互いに隣り合う歯1
2,12の間に上記ボール溝10が形成されている。

上記のような外輪4,ケージ5,内輪６等からなるツェッパ
ジョイント１を組立てるには、ある種の「こつ」が必要
であるため、機械による自動組立は困難であると考えら
れていた。従って従来は人手によって組立作業を行って
いたが、本考案者らはツェッパジョイント１の組立を自
動的に行える自動組立機を開発した。

本考案者らが開発した自動組立機において、ケージ５に
対する内輪６の組付けは、第20図ないし第27図に示され
る動作を経て遂行される。まずこの組付手順の概略につ
いて説明する。

第20図および第21図に示されるように、ケージ５は端面
5aを上に向けた状態で保持される。一方、内輪６はケー
ジ５の上方において垂直に立てた姿勢、すなわち水平軸
H₁回りに回転可能に保持される。そして第20図に示され
るように、内輪６の径方向の中心C₁をケージ５の中心線
Ｏ−Ｏに対して内輪６の径方向にΔ_１だけ偏心させると
ともに、第21図に示されるように内輪６の厚み方向の中
心C₂がケージ５の中心線Ｏ−Ｏ上にくるように内輪６を
位置させる。この明細書では以上の一連の工程を内輪セ
ッティング工程と呼ぶ。なお、ケージ５の開口窓９の開
口幅Ｗは、内輪６の厚みｔよりも若干大きい。ケージ５
の内周面は半径r₁の球面をなしている。内輪６の外周面
（外球）の中心C₃は、厚み方向の中心C₂の横に数mm程度
ずれている。内輪６の外球半径r₂は、ケージ５の内周球
面の半径r₁よりも僅かに小さい。

上記内輪セッティング工程終了後、内輪６をケージ５の
上方からケージ５に向かって降下させる。こうすると、
第22図に示されるように内輪６の歯12の一部12aがケー
ジ５の端面5aの縁に当たるため、内輪６が前記水平軸H₁
回りに回転しつつ、内輪６の歯の先端部分12bがケージ
５の開口窓９に進入する。

開口窓９の幅Ｗは内輪６の厚みｔよりも僅かに広い程度
であるが、前述した内輪セッティング工程によって内輪
６の厚み方向中心C₂をケージ５の中心線Ｏ−Ｏ上、すな
わち開口窓９の中心に位置させてあるから、歯12の先端
部分12bを開口窓９に円滑に挿入することができる。そ
して第23図に示されるように、内輪６の径方向中心C₁の
高さがケージ５の中心C₀の高さにほぼ一致する位置まで
内輪６を降下させることによって、内輪挿入工程を終了
する。

次に、第24図に示されるように、内輪６の径方向中心C₁
がケージ５の中心C₀と一致するように内輪６を横方向に
移動させる。この状態では、第25図に示されるように内
輪６の外球中心C₃がケージ５の中心C₀の横にΔ_２だけ偏
心したままであるから、この偏心量Δ_２を解消させるた
めに内輪６を厚み方向にΔ_２だけ移動させることによ
り、第26図に示されるように内輪６の外球中心C₃とケー
ジ５の中心C₀を一致させる。以上の一連の工程が中心合
わせ工程である。

上記中心合わせ工程が終了したのち、内輪６を図示時計
回り方向に90°回転させ、水平に倒すことによって、第
27図に示されるようにケージ５内に内輪６を収める。以
上の工程が内輪倒し工程である。

上述した各工程を経ることによって、内輪６をケージ５
の所定位置に組付けることができる。

上記各工程のうち、内輪セッティング工程においては、
内輪６の外球中心C₃をケージ５の中心C₀からΔ_２だけ偏
心させたポジションに内輪６を位置させる必要がある。
また、中心合わせ工程においては、内輪６を厚み方向に
Δ_２だけ戻したポジションに位置させる必要がある。Δ
_２は数mm程度の短いストロークである。

このように複数のポジションでワークを停止させる必要
がある場合、いわゆるデュアルシリンダを用いるとか、
複数のシリンダを組合わせるといった従来例が検討され
た。

（考案が解決しようとする課題） しかしいずれの従来例も、シリンダ構造が複雑化すると
か、シリンダ制御用の弁の配線あるいは配管構造が複雑
化するといった問題があり、コストも高くなる。

従って本考案の目的は、比較的簡単な構造で複数ポジシ
ョンの位置決めをなすことができるような複数ポジショ
ン位置決め装置を提供することにある。

［考案の構成］ （課題を解決するための手段） 第１図および第２図に概念的に示したように、本考案に
係わる複数ポジション位置決め装置15は、ガイド26に沿
って第１のストロークＳで往復移動自在に設けられた可
動体30と、この可動体30の一方のストロークエンドを規
制するストッパ手段33と、可動体30に接続されかつ流体
圧によって可動体30をストッパ手段33に向かって第１の
ストロークＳいっぱいに駆動可能な流体式アクチュエー
タ32と、ばね式押戻し機構35とを具備している。ばね式
押戻し機構35は、上記第１のストロークＳよりも短い第
２のストロークΔ_２で軸線方向に移動自在な可動シャフ
ト37と、この可動シャフト37を上記軸線方向に付勢する
ばね38とを有しており、アクチュエータ32に供給される
流体圧が所定値以下になった時にばね38の弾力によって
可動体30を第２のストロークΔ_２分だけ押し返すように
構成されている。アクチュエータ32は、圧搾空気あるい
は油圧等の流体によって作動する。なお、可動体30の他
方側ストロークエンドを規制するために第２のストッパ
手段43を設けるようにしてもよい。

（作用） アクチュエータ32に流体圧を作用させることにより、ア
クチュエータ32をストッパ手段33に向かって第１のスト
ロークＳいっぱに作動させると、可動体30はストッパ手
段33によって規制される位置、すなわち第１のポジショ
ンP₁まで移動する。アクチュエータ32への流体圧を解消
させると、押戻し機構35のばね38の弾力によって、可動
体30が第２のストロークΔ_２分だけ押し返され、第２の
ポジションP₂のところで止まる。第２のストッパ手段43
が設けられている場合、アクチュエータ32に流体を供給
することによって可動体30を第２のストッパ手段43側に
移動させると、可動体30を第３のポジションP₃のところ
で停止させることができる。

（実施例） 以下に本考案の一実施例について図面を参照して説明す
る。本考案に関わる複数ポジション位置決め装置15は、
第３図ないし第17図に示されたツェッパジョイント用の
内輪組付装置20の一部分に使われている。以下にこの内
輪組付装置20について説明する。

第３図に示されるように、ケージ５はケージホルダ21に
よって端面5aを上に向けた状態で保持される。ケージホ
ルダ21はクランプ機構22によってケージ５を抜出不能に
保持するものである。このケージホルダ21は、図示しな
い回転方向位置決め機構によって、ケージ５の開口窓９
のうち任意の一対の開口窓9,9が第３図において紙面と
直交する方向に位置するように、予めケージ５の回転方
向の位置決めがなされている。

ケージホルダ21の横に内輪ホルダ23が設けられている。
この内輪ホルダ23に、内輪６が端面6aを上に向けた状態
で保持される。この内輪６は内輪ホルダ23の上方に取出
すことができる状態にある。各ホルダ21,23は水平面内
で間欠的に回転する図示しないターンテーブルに取付け
られている。上記ターンテーブルの側方に固定ベース25
が設けられている。固定ベース25には左右一対の水平方
向に延びるガイド26,27が設けられている。ガイド26,27
上に、可動体30を備えたスライドユニット31が水平方向
に往復移動自在に乗っている。可動体30は、エアシリン
ダ等の流体式直動形アクチュエータ32によって、ガイド
26,27に沿って前進および後退させられるようになって
いる。

第11図および第12図に示されるように、固定ベースの垂
直壁25aに、可動体30の後退側ストロークエンドを規制
するためのストッパ手段33が取付けられている。ストッ
パ手段33の隣りに、ばね式押戻し機構35が設けられてい
る。

この押戻し機構35は、円筒状のケーシング36と、このケ
ーシング36の軸線方向に移動自在に設けられた可動シャ
フト37と、この可動シャフト37を可動体30側に押圧する
圧縮ばね38と、可動シャフト37の突出量を規制するエン
ドストッパ39などからなる。可動シャフト37の先端に設
けられた端部材40は、可動体30の後端面30aに対向して
いる。

この押戻し機構35は、可動体30が前記アクチュエータ32
によってストッパ手段33に当たる位置まで後退させられ
たのちアクチュエータ32の流体圧が開放された時に、ば
ね38の弾力によって前述した偏心量Δ_２に相当する距離
だけ可動体30を前進方向に押返す機能をもっている。

可動体30が後退側ストロークエンドと前進側ストローク
エンドまで移動させられた時の衝撃を緩和するために、
ショックキラー41,42が設けられている。これらショッ
クキラー41,42は、可動体30の前進側ストロークエンド
と後退側ストロークエンドを規制するストッパとしての
機能をもたせてもよい。

可動体30の上に基体45が立設されている。この基体45の
前面側に、左右一対の垂直方向のガイド部材46,47が設
けられている。ガイド部材46,47に沿って、昇降ユニッ
ト50が昇降自在に設けられている。昇降ユニット50は、
エアシリンダ等の流体式直動形アクチュエータ51によっ
て、所定のストロークで昇降駆動される。昇降ユニット
50の下限側ストロークエンドは、ストッパ57によって規
制される。

昇降ユニット50は水平方向に延びるベース構体52を有し
ており、このベース構体52の下面側に、下方に延びる左
右一対の脚部材53,54が設けられている。第６図に示さ
れるように、脚部材53,54に水平方向の軸受55,56が設け
られており、この軸受55,56によってヘッドアセンブリ6
0が水平軸回りに回動可能に支持されている。

ヘッドアセンブリ60は、軸受55,56によって回転自在に
支持された左右一対の軸61,62と、これらの軸61,62間に
設けられた逆Ｕ形のブリッジ構体63と、このブリッジ構
体63の内側に配置されたアームユニット65などを備えて
構成されている。第４図等に示されるように、アームユ
ニット65は、軸受66によって揺動可能に支持された揺動
アーム67と、この揺動アーム67の背面側に連結されたア
ームベース68と、揺動アーム67の下端に設けられたチャ
ック69と、後述する平行リンク機構70などにより構成さ
れる。

チャック69は、圧縮ばね73によって開方向に付勢される
一対のチャック爪74,75を備えている。チャック69が内
輪６のセンタ孔11に挿入されると、ばね73が撓むことに
より、チャック爪74,75によって内輪６が保持される構
造である。チャック69の中心C₄は、軸61,62の中心と一
致している。

軸61,62にそれぞれロアアーム78が取付けられており、
ロアアーム78は垂直方向に延びる連動部材79の下端に接
続されている。連動部材79の上端はアッパアーム80に連
結されている。アッパアーム80の基部は駆動軸81に固定
されている。この駆動軸81は、エアシリンダ等の直動形
アクチュエータ82によって回動させられるようになって
いる。すなわちアクチュエータ82のロッド83が伸び側に
動くと、アッパアーム80が回動降下し、連動部材79が降
下することによって、ロアアーム78が回動降下し、ヘッ
ドアセンブリ60が第３図に示される位置、すなわちチャ
ック69を水平方向に向ける姿勢まで回動する。アクチュ
エータ82のロッド83が縮み側に動くと、ヘッドアセンブ
リ60が第５図に示される位置、すなわちチャック69を下
に向ける姿勢まで回動するといった構成である。このよ
うに、ヘッドアセンブリ60はチャック69を中心に水平軸
回りに90°の角度範囲で回動する。この回動範囲はスト
ッパ84,85によって規制される。上述したアクチュエー
タ82やアーム78,80および連結部材79等は、ヘッド回動
手段89を構成する。

揺動アーム67の背面側に軸86が突設されており、この軸
86はアームベース68に設けられた孔87に挿着されてい
る。アームベース68に設けられたインデックスプランジ
ャ88を引くと、揺動アーム67をアームベース68から取外
すことができる。

第８図に示されるように、ブリッジ構体63の上部に左右
一対のストッパ90,91が設けられている。これらストッ
パ90,91によって、揺動アーム67が第８図に示される初
期中立位置から第10図に示される偏心位置にわたる範囲
を揺動できるようになっている。

また、アームベース68の下部にカム部92が設けられてい
る。ブリッジ構体63に、左右一対の軸95,96を中心に回
動する一対の揺動リンク97,98が設けられている。揺動
リンク97,98の端部同志は互いに連結リンク99,100によ
ってつながれていて平行リンク機構70を構成している。
図示下側の連結リンク100に、前記カム部92に係合可能
なカムフォロア101が設けられている。連結リンク100
は、第１の引張りばね102によってカムフォロア101がカ
ム部92に係合する方向に付勢されている。また、連結リ
ンク99,100とアームベース68との間に第２の引張りばね
103,104が張力を与えた状態で設けられている。この引
張りばね103,104は、アームベース68を図示反時計回り
方向に付勢する機能をもっている。

第３図あるいは第８図等に示されるように、基板52の下
面側に偏心駆動用アクチュエータ110が設けられてい
る。このアクチュエータ110のロッド111は駆動部材112
の第１端113に連結されている。駆動部材112は軸114を
中心に回動自在としてある。駆動部材112の第２端115
は、ヘッドアセンブリ60が第３図に示される位置まで回
動した時に図示上側の連結リンク99の端部116に対向す
るようになっている。駆動部材112は、アクチュエータ1
10によって第８図に示される位置から第10図に示される
位置にわたって回動させることができる。第10図に示さ
れる状態では、駆動部材112の第２端115が連結リンク99
の端部116を押すことによって、連結リンク99が図示左
方向に押圧されるようになっている。

次に上記構成の一実施例装置20の作用について説明す
る。

第３図に示されるように、ケージ５と内輪６がそれぞれ
ホルダ21,23によって保持された状態で、内輪組付装置2
0のところまで移送されてくる。内輪６の外周部に予め
グリスが塗布されている。

第５図に示されるように、チャック69が下を向くように
アクチュエータ82によってヘッドアセンブリ60が回動さ
せられるとともに、水平方向駆動用アクチュエータ32に
よって可動体30が前進させられ、内輪ホルダ23の真上に
チャック69が下を向いて位置させられる。そして昇降用
アクチュエータ51が伸び側に動作し、昇降ユニット50が
降下するとともに、ヘッドアセンブリ60が降下すること
によって、第13図に示されるようにチャック69が内輪６
のセンタ孔11に挿入させられ、チャック爪74,75によっ
て内輪６が保持される。この状態で昇降ユニット50がア
クチュエータ51によって上昇させられることにより、第
14図に示されるように内輪６がチャック69に保持された
状態のまま上昇する。

こうして内輪６が内輪ホルダ23から取出されたのち、第
10図に示されるように偏心用アクチュエータ110のロッ
ド111が縮み側に作動することにより、駆動部材112の第
２端115によって図示上側の連結リンク99が左方向に押
される。そうすると、図示下側の連結リンク100が右方
向に移動するため、カムフォロア101も右方向、すなわ
ちカム部92から離れる方向に移動する。このため、アー
ムベース68が引張りばね103,104の弾力によって軸86を
中心に図示反時計回りに回動することにより、チャック
69に保持されている内輪６が第20図に示されるようにΔ
_１だけ偏心する。

更に、水平方向駆動用アクチュエータ32が縮み側に作動
することによって可動体30が後退し、可動体30の後端面
30aがストッパ手段33（第12図参照）に当たる位置まで
後退した状態でこのアクチュエータ32への流体圧が維持
されることにより、可動体30が後退ストロークいっぱい
に後退した位置に保持される。こうすることにより、内
輪６は第21図に示されるように、厚み方向の中心C₂がケ
ージ５の中心線Ｏ−Ｏ上に位置する。以上が内輪セッテ
ィング工程に相当する。

そののち、昇降用アクチュエータ51が伸び側に作動し、
昇降ユニット50が所定量降下させられることにより、内
輪６がケージ５に向かって挿入される。この時、第22図
に示されるように内輪６の歯12の一部12aがケージ５の
端面5aの縁に当たることにより、内輪６が水平軸回りに
回転しつつ、歯12の先端部分12bがケージ５の開口窓９
に進入する。そして、最終的に第16図および第23図に示
されるように内輪６の中心C₁の高さとケージ５の中心C₀
の高さがほほ一致する位置まで内輪６が降下させられ
る。以上が内輪挿入工程である。

上記工程を経たのち、偏心駆動用アクチュエータ110の
ロッド111が伸び側に作動することによって第８図の初
期状態に戻り、駆動部材112による連結リンク99の押圧
が解除される。これにより、第１の引張りばね102の張
力によって揺動アーム67の偏心が解消され初期位置に戻
るため、第24図に示されるように内輪６の径方向の中心
C₁がケージ５の中心C₀に一致する。また、それまで水平
方向駆動用アクチュエータ32に供給されていた流体圧が
開放されることにより、押戻し機構35に内蔵されている
ばね38の弾力によって可動体30がΔ_２だけ前進方向に押
戻される。これにより、内輪６がケージ５内において厚
み方向にΔ_２だけ前進し、第26図に示されるように内輪
６の外球中心C₃がケージ５の中心C₀に一致するようにな
る。以上が中心合わせ工程である。

次に、ヘッド回動用アクチュエータ82のロッド83が伸び
側に作動することにより、ヘッドアセンブリ60がチャッ
ク69を中心として、水平軸回りに回転する。これによっ
て、第17図および第27図に示されるようにケージ５内に
おいて内輪６が水平方向に倒れ、内輪６がケージ５内の
所定位置に収まる。以上が内輪倒し工程である。

そののち、昇降用アクチュエータ51が縮み側に動作する
ことにより、昇降ユニット50と一体にヘッドアセンブリ
60が上昇させられる。この時、既に内輪６がケージ５内
に収まっているとともに、ケージ５がクランプ機構22に
よってケージホルダ21に抜出不能に保持されているか
ら、ヘッドアセンブリ60が上昇すると、チャック69のば
ね73が撓んでチャック爪74,75が内輪６のセンタ孔11か
ら抜け出る。こうして一連の内輪組付サイクルが終了す
るとともに、新たなケージ５と内輪６が保持されたホル
ダ21,23が本実施例装置20の下まで移動してくることに
より、第３図に示される初期状態に戻り、新たな内輪組
付サイクルが繰返される。

なお本考案の複数ポジション位置決め装置15は、内輪組
付装置20以外の各種機器に利用することができる。

［考案の効果］ 本考案によれば、１つの流体式アクチュエータと構造の
簡単なばね式押戻し機構とを併用して、ワーク等を保持
する可動体を複数のポジションに停止させることができ
る。このためアクチュエータの制御が簡単であり、しか
もアクチュエータに必要な配線や配管等も簡易なもので
よく、低コスト化が図れ、メンテナンスも容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の位置決め装置を概念的に示す側面図、
第２図は第１図に示された装置の作動態様を示す側面
図、第３図は本考案の一実施例装置を備えた内輪組付装
置を一部断面で示す側面図、第４図は第３図に示された
装置のヘッドアセンブリ部分の拡大断面図、第５図はチ
ャックが内輪ホルダのところまで移動した状態を一部断
面で示す側面図、第６図は第３図に示された装置を一部
断面で示す正面図、第７図はヘッドアセンブリの正面
図、第８図はヘッドアセンブリの背面図、第９図は揺動
アームが偏心した状態を示すヘッドアセンブリの正面
図、第10図は揺動アームが偏心した状態を示すヘッドア
センブリの背面図、第11図はばね式押戻し機構の断面
図、第12図はばね式押戻し機構の可動シャフトが後退し
た状態を示す断面図、第13図はチャックが内輪に挿入さ
れた状態を示すヘッドアセンブリの断面図、第14図は内
輪が取出された状態を示すヘッドアセンブリの断面図、
第15図は内輪がケージ内に挿入された状態を示す断面
図、第16図は内輪がケージ内に挿入された状態を一部断
面で示すヘッドアセンブリの正面図、第17図は内輪がケ
ージ内で倒された状態を示す断面図、第18図はツェッパ
ジョイントの斜視図、第19図はツェッパジョイントの分
解斜視図、第20図は内輪挿入前の状態を示す断面図、第
21図は第20図中のＩ−Ｉ線に沿う断面図、第22図は内輪
を挿入する途中の状態を示す断面図、第23図は内輪を所
定高さまで挿入した状態を示す断面図、第24図は内輪の
偏心を戻した状態を示す断面図、第25図は第24図中のII
−II線に沿う断面図、第26図は内輪の厚み方向の中心を
ケージの中心に合わせた状態を示す断面図、第27図は内
輪を倒した状態を示す断面図である。 26,27…ガイド、30…可動体、32…流体式アクチュエー
タ、33…ストッパ手段、35…ばね式押戻し機構、37…可
動シャフト、38…ばね。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 浜辺 照明 東京都港区芝５丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)考案者 羽崎 裕一 愛知県岡崎市橋目町字中新切１番地 三菱 自動車エンジニアリング株式会社岡崎事業 所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ガイドに沿って第１のストロークで往復移
   動自在に設けられた可動体と、上記可動体のストローク
   エンドを規制するストッパ手段と、上記可動体に接続さ
   れかつ流体圧によって上記可動体を上記ストッパ手段に
   向かって第１のストロークいっぱいに駆動可能な流体式
   アクチュエータと、上記第１のストロークよりも短い第
   ２のストロークで軸線方向に移動自在な可動シャフトお
   よびこの可動シャフトを上記軸線方向に付勢するばねを
   有していて上記アクチュエータに供給される流体圧が所
   定値以下になった時に上記ばねの弾力によって上記可動
   体を上記第２のストローク分だけ押し返すばね式押戻し
   機構と、を具備したことを特徴とする複数ポジション位
   置決め装置。