旋回圧入装置
【課題】ワークの圧入時に把持爪に大きな圧入負荷がかからないような旋回圧入装置及び旋回圧入方法を提供すること。
【解決手段】軸線を有する一方圧入ワークを側方から把持可能な把持爪２０と、把持爪の一方圧入ワークに対する把持動作及び開放動作を駆動する開閉駆動機構と、把持爪及び開閉駆動機構を軸線回りに回転させる回転機構と、把持爪に把持された一方圧入ワークからの軸線方向の荷重を受ける荷重受部材５０と、を備え、把持爪、開閉駆動機構及び回転機構は、荷重受部材に対して、軸線方向に相対移動可能な機構を介して連結されていることを特徴とする旋回圧入装置１０である。
【解決手段】軸線を有する一方圧入ワークを側方から把持可能な把持爪２０と、把持爪の一方圧入ワークに対する把持動作及び開放動作を駆動する開閉駆動機構と、把持爪及び開閉駆動機構を軸線回りに回転させる回転機構と、把持爪に把持された一方圧入ワークからの軸線方向の荷重を受ける荷重受部材５０と、を備え、把持爪、開閉駆動機構及び回転機構は、荷重受部材に対して、軸線方向に相対移動可能な機構を介して連結されていることを特徴とする旋回圧入装置１０である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸線を有する一方ワークを旋回し、所定の位相で所定の他方ワークに圧入するための旋回圧入装置及び旋回圧入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のワークの旋回装置は、例えば、特公平７−１１５２５２号公報（特許文献１）や、実用新案登録２５２０８６７８号公報（特許文献２）から知られている。
【０００３】
これらの文献に開示された従来の旋回装置は、いずれも、ワークを把持するための把持機構と、ワークを切削する際にワークに軸線方向に付与される荷重を受けるための機構（荷重受部材）とが、キー溝やボルトによる嵌合により一体化されている。具体的には、ワークを把持する把持爪と、ワークを切削加工する際にワークに付与される軸線方向の荷重を受ける荷重受部材（フェイスドライバ、ワークストッパ）とが、互いに嵌合していて、一体に回転するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平７−１１５２５２号公報
【特許文献２】実用新案登録２５２０８６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のような従来の旋回装置において、ワークを軸線方向に移動する移動機構を組み付ければ、旋回圧入装置を構成することができる。
【０００６】
しかしながら、そのような旋回圧入装置においては、前述のように、ワークを把持する把持爪もワークを圧入する際に発生する圧入荷重を受けることになるため、把持爪に相応の負荷耐力が必要となり、すなわち、把持爪の大型化（極太化）や把持爪との接続部の各種部材の圧肉化が必要となり、把持爪の駆動形式も強い駆動力が得られる装置に限定されてしまう等、把持構造のスペース上の問題及びコスト上の問題が生じる。また、装置の小型化も阻害される。さらに、把持爪の駆動力（把持力）を高めると、ワークの過剰把持が生じ易くなり、ワーク表面に傷が付き易くなる。
【０００７】
本発明は、以上の知見に基づいて創案されたものである。本発明の目的は、ワークの圧入時に把持爪に大きな圧入負荷がかからないような旋回圧入装置及び旋回圧入方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、軸線を有する一方圧入ワークを側方から把持可能な把持爪と、前記把持爪の一方圧入ワークに対する把持動作及び開放動作を駆動する開閉駆動機構と、前記把持爪及び前記開閉駆動機構を前記軸線回りに回転させる回転機構と、前記把持爪に把持された一方圧入ワークからの前記軸線方向の荷重を受ける荷重受部材と、を備え、前記把持爪、前記開閉駆動機構及び前記回転機構は、前記荷重受部材に対して、前記軸線方向に相対移動可能な機構を介して連結されていることを特徴とする旋回圧入装置である。
【０００９】
本発明によれば、一方圧入ワークを他方圧入ワークに圧入する際に発生する荷重を受ける荷重受部材を、把持爪とは独立した部材として構成しているため、荷重受部材にかかる荷重（負荷）が把持爪にかかることがない。従って、把持爪を含む旋回機能のための構成要素について、圧入荷重を受けるという構成が必要ないので、十分な小型化・低コスト化を図ることが可能である。
【００１０】
好ましくは、前記荷重受部材は、前記開閉駆動機構及び前記回転機構に設けられた孔に非係合状態で挿入されており、前記把持爪に把持された一方圧入ワークが他方圧入ワークからの反力を受ける際に、前記把持爪、前記開閉駆動機構及び前記回転機構に対して前記軸線方向に相対移動するようになっている。このような態様によれば、前記把持爪に把持された一方圧入ワークが荷重受部材と接触していなかった場合において、当該一方圧入ワークが他方圧入ワークから受ける反力を利用して、荷重受部材を当該一方圧入ワークに確実に接触させることができる。
【００１１】
この場合、更に好ましくは、前記荷重受部材は、前記把持爪に把持された一方圧入ワークが他方圧入ワークからの反力を受けるまで、前記把持爪、前記開閉駆動機構及び前記回転機構に対して前記軸線方向に相対移動しないようになっている。このような態様によれば、前記荷重受部材を、前記把持爪、前記開閉駆動機構及び前記回転機構と一体の状態で、他方圧入ワークの方へ移動させることができる。
【００１２】
また、好ましくは、前記相対移動可能な機構は、案内シャフトと、ボールブッシュと、を有している。この場合、相対移動可能な機構を極めてシンプルに構成することができ、コスト上も有利である。
【００１３】
また、好ましくは、前記荷重受部材は、前記把持爪に把持された一方圧入ワークの前記軸線方向の後退を規制しており、前記把持爪、前記開閉駆動機構及び前記回転機構と共に当該一方圧入ワークを前記軸線方向に相対移動させて、他方圧入ワークに接触させるようになっている。このような態様によれば、前記把持爪に把持された一方圧入ワークが荷重受部材と接触していなくても、把持爪に把持された状態のまま、他方圧入ワークの方へ移動される。
【００１４】
また、好ましくは、前記荷重受部材は、基端側に本体部を有しており、先端側に当該本体部に対して前記軸線回りに回転可能な荷重受突起要素を有しており、当該荷重受突起要素は、フランジを有する一方圧入ワークからの前記軸線方向の荷重を受けるべく、当該フランジと当接可能となっている。このような態様によれば、一方圧入ワークのフランジを利用して一方圧入ワークに所望の圧入力を作用させることができる。特に、荷重受突起要素が把持爪と共に連れ回ることができるため、旋回機能に何らの支障も来すことなく、旋回操作から圧入操作までの時間も短縮化できる。
【００１５】
この場合、更に好ましくは、前記把持爪は、複数の爪要素を有しており、前記荷重受部材は、複数の荷重受突起要素を有しており、当該複数の荷重受突起要素は、前記複数の爪要素の間に配置されている。このような態様によれば、一方圧入ワークのフランジを利用して、一方圧入ワークにバランスよく圧入力を作用させることができる。
【００１６】
この場合、更に好ましくは、前記複数の荷重受突起要素は、前記複数の爪要素の間に交互に配置されている。このような態様によれば、一方圧入ワークのフランジを利用して、一方圧入ワークにより一層バランスよく圧入力を作用させることができる。
【００１７】
また、好ましくは、前記開閉駆動機構は、空気圧で作動するようになっている。例えば、開閉駆動機構として、市販の安価なエアチャックが採用可能である。
【００１８】
また、本発明は、前記のような特徴を備えた旋回圧入装置を用いて、軸線を有する一方圧入ワークを所定の位相に調整してから所定の他方圧入ワークに圧入する旋回圧入方法であって、軸線を有する一方圧入ワークを側方から把持爪によって把持させる工程と、前記把持爪及び前記開閉駆動機構を前記軸線回りに回転させて、前記一方圧入ワークを所定の位相に調整する工程と、前記荷重受部材を所定の位相に調整された前記一方圧入ワークに当接させる工程と、前記荷重受部材によって、前記把持爪、前記開閉駆動機構及び前記回転機構と共に当該一方圧入ワークを所定の他方圧入ワークに対して前記軸線方向に相対移動させて圧入する工程と、を備えたことを特徴とする旋回圧入方法である。
【００１９】
あるいは、本発明は、前記のような特徴を備えた旋回圧入装置を用いて、軸線を有する一方圧入ワークを所定の位相に調整してから所定の他方圧入ワークに圧入する旋回圧入方法であって、軸線を有する一方圧入ワークを側方から把持爪によって把持させる工程と、前記把持爪及び前記開閉駆動機構を前記軸線回りに回転させて、前記一方圧入ワークを所定の位相に調整する工程と、前記荷重受部材を、所定の位相に調整された一方圧入ワークを把持する前記把持爪、前記開閉駆動機構及び前記回転機構と共に、前記軸線方向に沿って他方圧入ワークの方へ相対移動させる工程と、前記把持爪に把持された一方圧入ワークが他方圧入ワークからの反力を受ける際に、必要に応じて、前記把持爪、前記開閉駆動機構及び前記回転機構を当該荷重受部材の基端側に待避させ、前記荷重受部材を前記一方圧入ワークに確実に接触させる工程と、前記荷重受部材によって、前記把持爪、前記開閉駆動機構及び前記回転機構と共に当該一方圧入ワークを所定の他方圧入ワークに対して前記軸線方向に相対移動させて圧入する工程と、を備えたことを特徴とする旋回圧入方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、一方圧入ワークを他方圧入ワークに圧入する際に発生する荷重を受ける荷重受部材を、把持爪とは独立した部材として構成しているため、荷重受部材にかかる荷重（負荷）が把持爪にかかることがない。従って、把持爪を含む旋回機能のための構成要素について、圧入荷重を受けるという構成が必要ないので、十分な小型化・低コスト化を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態の旋回圧入装置の概略縦断面図である。旋回機能を司り、圧入時の反力を受ける際に摺動する部分（旋回機能構造体）に斜線を付してある。
【図２】図１と同様の図であるが、圧入機能を司る部分（圧入機能構造体）に斜線を付してある。
【図３】爪要素と荷重受突起要素とを下面側から見た斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の旋回圧入装置の要部の概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２３】
図１及び図２は、本発明の第１の実施の形態の旋回圧入装置の概略縦断面図である。図１では、旋回機能を司り、圧入時の反力を受ける際に摺動する部分（旋回機能構造体６０）に斜線を付してあり、図２では、圧入機能を司る部分（圧入機能構造体７０）に斜線を付してある。
【００２４】
図１及び図２に示すように、本実施の形態の旋回圧入装置１０は、軸線を有する一方圧入ワークとしてのシャフト１００を、他方圧入ワークとしてのカム駒（カムロブ）２００の孔に圧入するための装置である。本実施の形態の旋回圧入装置１０は、案内シャフト８０と不図示の電動シリンダまたは油圧シリンダとによって、詳細には後述するように、上部装置１０ａの全体が下部装置１０ｂに対して鉛直方向に移動可能に構成されている。旋回圧入装置１０に対する水平面内でのカム駒２００の位置決めは、下部装置１０ｂにおいてカム駒２００を保持する機構が設置されたターンテーブルの方を水平面内で移動制御することで実現されている。同様に、把持前のシャフト１００についても、旋回圧入装置１０に対する水平面内での位置決めは、そのステーションが設置されたテーブルの方を水平面内で移動制御することで実現されている。
【００２５】
図１に示すように、本実施の形態の旋回圧入装置１０の上部装置１０ａは、シャフト１００の把持部１０２を側方から把持可能な把持爪２０を有している。本実施の形態の把持爪２０は、周方向に等間隔に分配されて配置された複数（本実施の形態では３個）の爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃを有している（図３参照）。図３は、爪要素と荷重受要素（後述する）とを下面側から見た斜視図である。それらの爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃのシャフト１００の把持部１０２に対する把持動作及び開放動作を駆動する開閉駆動機構として、汎用のグリッパー３０が採用されている。より詳細には、市販の空圧式の三爪平行開閉グリッパーが採用されている。なお、図１から明らかなように、グリッパー３０は軸線領域が中空となっており、軸線方向に貫通する孔３０ａを有する。
【００２６】
そして、それらの把持爪２０（爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）及びグリッパー３０を、把持爪２０に把持された状態でのシャフト１００の軸線回りに回転させる回転機構として、薄型回転モータ４０が設けられている（必ずしも薄型でなくてもよい）。図１から明らかなように、薄型回転モータ４０も、軸線領域が中空となっており、軸線方向に貫通する孔４０ａを有する。
【００２７】
以上に挙げた旋回機能を司る構成要素、すなわち、把持爪２０、グリッパー３０及び薄型回転モータ４０は、これらの旋回機能を司る構成要素を支持する支持部材４１と共にボルト等による締結やキー溝による嵌合により一体の構造物となって旋回機能構造体６０を構成し、案内シャフト８０によって鉛直方向に支持されている。
【００２８】
案内シャフト８０の下端部は、支持部材４１を貫通してストッパー８１に固定されており、案内シャフト８０の上端部は、不図示の旋回圧入装置１０の枠体を貫通している。案内シャフト８０は、セットカラー８２及び支持部材５８を介して、後述するセンターシャフト５１に固定されて支持されている。
【００２９】
案内シャフト８０の外周には、旋回機能構造体６０を鉛直方向に摺動させる摺動部材としてのボールブッシュ８５が挿入されており、当該ボールブッシュ８５が支持部材４１の上部に一体的に連結されている。これにより、旋回機能構造体６０は、所定の外力が作用する際に、案内シャフト８０に対して、すなわち、当該案内シャフト８０に変位不能に固定されたセンターシャフト５１に対して、上方側に移動（変位）することが可能となっている。また、当該外力が解除される際には、旋回機能構造体６０は、その自重により、案内シャフト８０すなわち当該案内シャフト８０に固定されたセンターシャフト５１に対して元の位置（旋回機能構造体６０の支持部材４１がストッパー８１上に乗っかっている位置）まで移動（変位）するようになっている。
【００３０】
続いて、図２に示すように、本実施の形態の旋回圧入装置１０の上部装置１０ａは、把持爪２０に把持されたシャフト１００をその軸線方向に移動してカム駒２００の孔に圧入する際に発生する圧入荷重を受ける荷重受部材５０（本実施の形態では、押圧部材と言うこともできる）を有している。
【００３１】
この荷重受部材５０は、本実施の形態では、図２に示すように、基端側の基部シャフト５５と、基部シャフト５５に連結されたセンターシャフト５１と、先端側の荷重受突起要素５２（本実施の形態では、押圧突起要素と言うこともできる）と、を有している。センタシャフト５１は、グリッパー３０の孔３０ａ、回転モータ４０の孔４０ａ等の旋回機能構造体の孔に非係合状態で挿入されている。本実施の形態では、等間隔に分配されて配置された複数（本実施の形態では３個）の荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃが設けられており、３個の爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃの間に交互に配置されている（図３参照）。そして、３個の荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、摺動部材であるブッシュ５３とガイドボルト５４とを介してセンターシャフト５１の下端部に取り付けられていて、前記軸線回りに回転可能となっている。ここで、センターシャフト５１の下端面と荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃの上端面との間に少々の隙間が残されるように、ガイドボルト５４の位置決めがなされている。そして、ブッシュ５３が軸線方向へも摺動可能であるために、所定の外力が作用する際に、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃはその隙間分だけセンターシャフト５１に対して上昇可能（当接可能）となっている。
【００３２】
センターシャフト５１は、その基端側において、支持部材５８及びセットカラー８２を介して、案内シャフト８０に固定されている。また、センターシャフト５１の上部の基部シャフト５５は、不図示の電動シリンダに直結されていて、鉛直方向に任意に移動可能となっている。この基部シャフト５５の鉛直方向の移動に伴ってセンターシャフト５１も鉛直方向移動し、旋回圧入装置１０の上部装置１０ａが鉛直方向に移動するようになっている。
【００３３】
次に、本実施の形態の旋回圧入装置１０の作用について説明する。
【００３４】
軸線を有する一方圧入ワークであるシャフト１００が、不図示の下部装置１０ｂのステーションに設置される。前述の通り、当該シャフト１００は、フランジ１０１付きの形状を有している。シャフト１００が設置されたステーションは、不図示のテーブル制御系によって、本実施の形態の旋回圧入装置１０の上部装置１０ａの直下、詳細には、センターシャフト５１の軸線の直下に位置決めされる。この時の旋回圧入装置１０は、把持爪２０がグリッパー３０によって解放された状態にある（図３参照）。
【００３５】
次に、不図示の電動シリンダによって荷重受部材５０が鉛直方向に降下する。これに伴って、旋回圧入装置１０の上部装置１０ａの全体が同様に降下する。荷重受部材５０の荷重受突起要素５２がフランジ１０１の上方部位に設けられたシャフト１００の把持部１０２に挿入されると、降下が停止される。
【００３６】
そして、把持爪２０の把持動作がグリッパー３０によって駆動され、図１及び図２に示すように、フランジ１０１の上方部位の側面（把持部１０２）において（側方から）シャフト１００が把持爪２０の爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃによってバランスよく把持される。
【００３７】
次に、シャフト１００が把持爪２０に把持された状態で、不図示の電動シリンダによって荷重受部材５０が鉛直方向に上昇する。これに伴って、旋回圧入装置１０の上部装置１０ａの全体が同様に上昇する。
【００３８】
荷重受部材５０が所定の上方位置（例えば初期位置）にまで上昇した後、シャフト１００の旋回位相調整が開始される。具体的には、薄型回転モータ４０の回転が制御されて、把持爪２０及びグリッパー３０並びに把持爪２０に把持されたシャフト１００の軸線回りの回転位相が調整される。
【００３９】
ここで、図３に示すように、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃが爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃの間に介在しているが、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃも前述のブッシュ５３によりシャフト１００の軸線回りに回転可能で、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃの上端面とセンターシャフト５１の下端面との間に所定の隙間が確保されているため、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃは何らの不都合なく爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃと共に連れ回ることができ、すなわち、旋回機能に何らの支障も生じない。
【００４０】
この回転位相調整と同時に、他方圧入ワークであるカム駒２００の孔の位置決めが行われる。具体的には、下部装置１０ｂのシャフト１００が設置されていたステーションが旋回圧入装置１０の上部装置１０ａの直下から待避される一方で、カム駒２００が設置されたステーションが、旋回圧入装置１０の上部装置１０ａの直下に位置決めされる。
【００４１】
次に、不図示の電動シリンダによってセンターシャフト５１が再び鉛直方向に降下する。これに伴って、旋回圧入装置１０の上部装置１０ａの全体が同様に降下する。この降下状態は、シャフト１００の下端がカム駒２００に当接して抵抗（反力）を受けるまで継続される。
【００４２】
シャフト１００の下端がカム駒２００に当接して抵抗（反力）を受けても、荷重受部材５０の降下は依然として継続される。シャフト１００の下端が受ける反力は、そのままシャフト１００を通じて旋回機能構造体６０へ伝達され、旋回機能構造体６０の降下を停止させる。結果として、ボールブッシュ８５の摺動作用により、旋回機能構造体６０が、荷重受部材５０の基端側に僅かに移動（待避）することとなる。
【００４３】
シャフト１００の下端が受ける反力によって、そのまま旋回機能構造体６０の降下が停止された状態で、荷重受部材５０の降下が継続されることにより、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃの下端がシャフト１００のフランジ１０１に確実に当接する。
【００４４】
その後、更に荷重受部材５０の降下が継続されることにより、ブッシュ５３の摺動機能のために、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃの上端面がセンターシャフト５１の下端面に当接する。これにより、荷重受部材５０に与えられる下降力が、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃを介して、シャフト１００のフランジ１０１に圧入力として確実に伝達される状態となる（圧入開始位置）。
【００４５】
当該状態に至った後、更に荷重受部材５０の降下が継続されることにより、３個の荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃを介してシャフト１００のフランジ１０１へと圧入力がバランスよく伝達され、シャフト１００がカム駒２００の孔に次第に圧入されていく。この圧入工程時においても、把持爪２０はシャフト１００を把持したままであり、シャフト１００の圧入による下降に従って、旋回機能構造体６０も同様に下方に下降する。
【００４６】
所定の圧入深さまでシャフト１００を圧入することができたら、不図示の電動シリンダによって荷重受部材５０が鉛直方向に上昇し、カム駒２００が圧入されたシャフト１００が把持爪２０に把持された状態で旋回圧入装置１０の上部装置１０ａの全体が上昇する。その後、第二のカム駒２００を圧入するためにシャフト１００の旋回位相調整が開始される。
【００４７】
以上のように、本実施の形態によれば、シャフト１００をカム駒２００の孔に圧入する荷重受部材として、基部シャフト５５、センターシャフト５１及び荷重受突起要素５２を用いているが、当該荷重受部材５０は、旋回機能構造体６０とは完全に独立した部材として構成されている。このため、荷重受部材５０にかかる荷重（負荷）が、旋回機能構造体６０の把持爪２０にかかることがない。従って、把持爪２０を含む旋回機能構造体６０、すなわち、把持爪２０、グリッパ−３０及び薄型回転モータ４０について、十分な小型化・低コスト化を図ることが可能である。
【００４８】
実際に、本実施の形態で採用した把持爪２０、グリッパ−３０及び薄型回転モータ４０は、いずれも軽量で低コストである。
【００４９】
また、本実施の形態では、シャフト１００がカム駒２００からの反力を受けるまで、シャフト１００を把持する把持爪２０を有する旋回機能構造体６０は、その自重により荷重受部材５０の移動と共にカム駒２００の方へ移動するようになっている。このため、シャフト１００が荷重受部材５０と接触していなくても、把持爪２０に把持された状態のまま、シャフト１００が安定的にカム駒２００の方へ移動される。
【００５０】
そして、本実施の形態では、シャフト１００がカム駒２００に当接して抵抗（反力）を受けると、ボールブッシュ８５の摺動作用により、旋回機能構造体６０が、荷重受部材５０の基端側に僅かに移動（待避）する。そして、更に荷重受部材５０の降下が継続されることにより、荷重受突起要素５２の下端がシャフト１００のフランジ１０１に確実に当接する。従って、シャフト１００を把持爪２０が把持する際には、荷重受突起要素５２の下端をフランジ１０１に当接させておく必要がなく、把持時の位置決めの自由度が高い。、また、荷重受突起要素５２やシャフト１００のフランジ１０１に衝突痕が付くおそれも回避できる。
【００５１】
また、本実施の形態では、把持爪２０が３個の爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃを有しており、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、３個の爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃの間に配置されて、シャフト１００の軸線回りに爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃと共に連れ回ることができるようになっている（図３参照）。
【００５２】
特に、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃが爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃと共に連れ回されることができるため、旋回機能に何らの支障が生じることもない。また、ガイドボルト５４の適宜の位置決めによって、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃの上端面は、シャフト１００に圧入力を付与する時以外は、センターシャフト５１の下端面との間に少々の隙間が確保されているため、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃが爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃによって連れ回される際にセンターシャフト５１に対して摺れて磨耗する等の不具合が生じることもない。
【００５３】
また、本実施の形態では、図３に示すように、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃの下端が爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃの下端よりも下方に突出していて、旋回調整完了時にすでに荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃの下端がフランジ１０１の近傍位置にあるため、旋回操作から圧入操作までの移行時間が短くなっている。
【００５４】
また、本実施の形態では、図３に示すように、３個の爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃと３個の荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃとが交互に配置されているため、極めてバランスよくシャフト１００に圧入力を作用させることができる。
【００５５】
更に、本実施の形態では、上部装置１０ａ側でシャフト１００の位相を決め、下部装置１０ｂ側はカムシャフトを構成するシャフト１００、カム駒２００等を所定の位相で保持するだけでよく、下部装置１０ｂ側の設計自由度が向上する。
【００５６】
なお、以上の実施の形態では、軸線を有する一方圧入ワークとしてフランジ１０１付きのシャフト１００を例にとり、他方圧入ワークとしてカム駒２００を例にとって説明しているが、本発明がこれらの例に限定されないことは勿論である。
【００５７】
例えば、フランジを有しないワークを旋回圧入する場合について、以下に説明する。図４は、そのような態様に対応する、本発明の第２の実施の形態の旋回圧入装置の要部の概略縦断面図である。
【００５８】
図４に示す旋回圧入装置１０’の上部装置１０ａ’は、フランジ無しのワークとして、フランジ無しのシャフト１２０を圧入するようになっている。この場合、圧入力は、シャフト１２０の上端面から与えることになる。従って、荷重受突起要素５２’は、爪要素２０ａ’、２０ｂ’、２０ｃ’の間を延びることなく、爪要素２０ａ’、２０ｂ’、２０ｃ’がシャフト１２０を把持する部位よりも上方であって、シャフト１２０の軸線に近い（径方向に短距離の）箇所に配置されている。
【００５９】
図４に示す第２の実施の形態のその他の構成は、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と略同様である。第２の実施の形態において、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６０】
本実施の形態によれば、荷重受突起要素５２’が爪要素２０ａ’、２０ｂ’、２０ｃ’の間に介在していないため、荷重受突起要素５２’が爪要素２０ａ’、２０ｂ’、２０ｃ’と共に連れ回る必要はないが、その他については、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
本実施の形態では、前述の通り、荷重受突起要素５２’が爪要素２０ａ’、２０ｂ’、２０ｃ’と共に連れ回る必要がないため、ブッシュ５３’とガイドボルト５４’とを設けることなく、センターシャフト５１と荷重受突起要素５２’とを直結したり、一体化したりすることも可能である。
【００６２】
なお、以上の各実施の形態では、他方圧入ワークを固定して当該他方圧入ワークの孔に一方圧入ワークとしての軸部材を圧入しているが、逆に、軸部材の方を固定して孔付きのワークの方を圧入するような態様も採用可能である。例えば、シャフトを固定して、カム駒の方を移動させて圧入するという態様も採用可能である。
【００６３】
また、以上の各実施の形態では、一方圧入ワークと他方圧入ワークとの相対移動の方向が鉛直方向となっているが、少なくとも本願出願の時点では、これに限定されない。例えば、一方圧入ワークと他方圧入ワークとが水平方向に相対移動するような装置も実現可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１０、１０’ 旋回圧入装置
１０ａ、１０ａ’ 上部装置
１０ｂ 下部装置
２０ 把持爪
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 爪要素
３０ グリッパー
４０ 薄型回転モータ
４１ 支持部材
５０ 荷重受部材（押圧部材）
５１ センターシャフト（荷重受部材）
５２、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２’ 荷重受突起要素（押圧突起要素）（荷重受部材）
５３、５３’ ブッシュ
５４、５４’ ガイドボルト
５５ 基部シャフト（荷重受部材）
６０ 旋回機能構造体
７０ 圧入機能構造体
５８ 支持部材
８０ 案内シャフト
８１ ストッパー
８２ セットカラー
８５ ボールブッシュ
１００ シャフト
１０１ フランジ
１０２ 把持部
１２０ フランジ無しのシャフト
２００ カム駒
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸線を有する一方ワークを旋回し、所定の位相で所定の他方ワークに圧入するための旋回圧入装置及び旋回圧入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のワークの旋回装置は、例えば、特公平７−１１５２５２号公報（特許文献１）や、実用新案登録２５２０８６７８号公報（特許文献２）から知られている。
【０００３】
これらの文献に開示された従来の旋回装置は、いずれも、ワークを把持するための把持機構と、ワークを切削する際にワークに軸線方向に付与される荷重を受けるための機構（荷重受部材）とが、キー溝やボルトによる嵌合により一体化されている。具体的には、ワークを把持する把持爪と、ワークを切削加工する際にワークに付与される軸線方向の荷重を受ける荷重受部材（フェイスドライバ、ワークストッパ）とが、互いに嵌合していて、一体に回転するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平７−１１５２５２号公報
【特許文献２】実用新案登録２５２０８６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のような従来の旋回装置において、ワークを軸線方向に移動する移動機構を組み付ければ、旋回圧入装置を構成することができる。
【０００６】
しかしながら、そのような旋回圧入装置においては、前述のように、ワークを把持する把持爪もワークを圧入する際に発生する圧入荷重を受けることになるため、把持爪に相応の負荷耐力が必要となり、すなわち、把持爪の大型化（極太化）や把持爪との接続部の各種部材の圧肉化が必要となり、把持爪の駆動形式も強い駆動力が得られる装置に限定されてしまう等、把持構造のスペース上の問題及びコスト上の問題が生じる。また、装置の小型化も阻害される。さらに、把持爪の駆動力（把持力）を高めると、ワークの過剰把持が生じ易くなり、ワーク表面に傷が付き易くなる。
【０００７】
本発明は、以上の知見に基づいて創案されたものである。本発明の目的は、ワークの圧入時に把持爪に大きな圧入負荷がかからないような旋回圧入装置及び旋回圧入方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、軸線を有する一方圧入ワークを側方から把持可能な把持爪と、前記把持爪の一方圧入ワークに対する把持動作及び開放動作を駆動する開閉駆動機構と、前記把持爪及び前記開閉駆動機構を前記軸線回りに回転させる回転機構と、前記把持爪に把持された一方圧入ワークからの前記軸線方向の荷重を受ける荷重受部材と、を備え、前記把持爪、前記開閉駆動機構及び前記回転機構は、前記荷重受部材に対して、前記軸線方向に相対移動可能な機構を介して連結されていることを特徴とする旋回圧入装置である。
【０００９】
本発明によれば、一方圧入ワークを他方圧入ワークに圧入する際に発生する荷重を受ける荷重受部材を、把持爪とは独立した部材として構成しているため、荷重受部材にかかる荷重（負荷）が把持爪にかかることがない。従って、把持爪を含む旋回機能のための構成要素について、圧入荷重を受けるという構成が必要ないので、十分な小型化・低コスト化を図ることが可能である。
【００１０】
好ましくは、前記荷重受部材は、前記開閉駆動機構及び前記回転機構に設けられた孔に非係合状態で挿入されており、前記把持爪に把持された一方圧入ワークが他方圧入ワークからの反力を受ける際に、前記把持爪、前記開閉駆動機構及び前記回転機構に対して前記軸線方向に相対移動するようになっている。このような態様によれば、前記把持爪に把持された一方圧入ワークが荷重受部材と接触していなかった場合において、当該一方圧入ワークが他方圧入ワークから受ける反力を利用して、荷重受部材を当該一方圧入ワークに確実に接触させることができる。
【００１１】
この場合、更に好ましくは、前記荷重受部材は、前記把持爪に把持された一方圧入ワークが他方圧入ワークからの反力を受けるまで、前記把持爪、前記開閉駆動機構及び前記回転機構に対して前記軸線方向に相対移動しないようになっている。このような態様によれば、前記荷重受部材を、前記把持爪、前記開閉駆動機構及び前記回転機構と一体の状態で、他方圧入ワークの方へ移動させることができる。
【００１２】
また、好ましくは、前記相対移動可能な機構は、案内シャフトと、ボールブッシュと、を有している。この場合、相対移動可能な機構を極めてシンプルに構成することができ、コスト上も有利である。
【００１３】
また、好ましくは、前記荷重受部材は、前記把持爪に把持された一方圧入ワークの前記軸線方向の後退を規制しており、前記把持爪、前記開閉駆動機構及び前記回転機構と共に当該一方圧入ワークを前記軸線方向に相対移動させて、他方圧入ワークに接触させるようになっている。このような態様によれば、前記把持爪に把持された一方圧入ワークが荷重受部材と接触していなくても、把持爪に把持された状態のまま、他方圧入ワークの方へ移動される。
【００１４】
また、好ましくは、前記荷重受部材は、基端側に本体部を有しており、先端側に当該本体部に対して前記軸線回りに回転可能な荷重受突起要素を有しており、当該荷重受突起要素は、フランジを有する一方圧入ワークからの前記軸線方向の荷重を受けるべく、当該フランジと当接可能となっている。このような態様によれば、一方圧入ワークのフランジを利用して一方圧入ワークに所望の圧入力を作用させることができる。特に、荷重受突起要素が把持爪と共に連れ回ることができるため、旋回機能に何らの支障も来すことなく、旋回操作から圧入操作までの時間も短縮化できる。
【００１５】
この場合、更に好ましくは、前記把持爪は、複数の爪要素を有しており、前記荷重受部材は、複数の荷重受突起要素を有しており、当該複数の荷重受突起要素は、前記複数の爪要素の間に配置されている。このような態様によれば、一方圧入ワークのフランジを利用して、一方圧入ワークにバランスよく圧入力を作用させることができる。
【００１６】
この場合、更に好ましくは、前記複数の荷重受突起要素は、前記複数の爪要素の間に交互に配置されている。このような態様によれば、一方圧入ワークのフランジを利用して、一方圧入ワークにより一層バランスよく圧入力を作用させることができる。
【００１７】
また、好ましくは、前記開閉駆動機構は、空気圧で作動するようになっている。例えば、開閉駆動機構として、市販の安価なエアチャックが採用可能である。
【００１８】
また、本発明は、前記のような特徴を備えた旋回圧入装置を用いて、軸線を有する一方圧入ワークを所定の位相に調整してから所定の他方圧入ワークに圧入する旋回圧入方法であって、軸線を有する一方圧入ワークを側方から把持爪によって把持させる工程と、前記把持爪及び前記開閉駆動機構を前記軸線回りに回転させて、前記一方圧入ワークを所定の位相に調整する工程と、前記荷重受部材を所定の位相に調整された前記一方圧入ワークに当接させる工程と、前記荷重受部材によって、前記把持爪、前記開閉駆動機構及び前記回転機構と共に当該一方圧入ワークを所定の他方圧入ワークに対して前記軸線方向に相対移動させて圧入する工程と、を備えたことを特徴とする旋回圧入方法である。
【００１９】
あるいは、本発明は、前記のような特徴を備えた旋回圧入装置を用いて、軸線を有する一方圧入ワークを所定の位相に調整してから所定の他方圧入ワークに圧入する旋回圧入方法であって、軸線を有する一方圧入ワークを側方から把持爪によって把持させる工程と、前記把持爪及び前記開閉駆動機構を前記軸線回りに回転させて、前記一方圧入ワークを所定の位相に調整する工程と、前記荷重受部材を、所定の位相に調整された一方圧入ワークを把持する前記把持爪、前記開閉駆動機構及び前記回転機構と共に、前記軸線方向に沿って他方圧入ワークの方へ相対移動させる工程と、前記把持爪に把持された一方圧入ワークが他方圧入ワークからの反力を受ける際に、必要に応じて、前記把持爪、前記開閉駆動機構及び前記回転機構を当該荷重受部材の基端側に待避させ、前記荷重受部材を前記一方圧入ワークに確実に接触させる工程と、前記荷重受部材によって、前記把持爪、前記開閉駆動機構及び前記回転機構と共に当該一方圧入ワークを所定の他方圧入ワークに対して前記軸線方向に相対移動させて圧入する工程と、を備えたことを特徴とする旋回圧入方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、一方圧入ワークを他方圧入ワークに圧入する際に発生する荷重を受ける荷重受部材を、把持爪とは独立した部材として構成しているため、荷重受部材にかかる荷重（負荷）が把持爪にかかることがない。従って、把持爪を含む旋回機能のための構成要素について、圧入荷重を受けるという構成が必要ないので、十分な小型化・低コスト化を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態の旋回圧入装置の概略縦断面図である。旋回機能を司り、圧入時の反力を受ける際に摺動する部分（旋回機能構造体）に斜線を付してある。
【図２】図１と同様の図であるが、圧入機能を司る部分（圧入機能構造体）に斜線を付してある。
【図３】爪要素と荷重受突起要素とを下面側から見た斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の旋回圧入装置の要部の概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２３】
図１及び図２は、本発明の第１の実施の形態の旋回圧入装置の概略縦断面図である。図１では、旋回機能を司り、圧入時の反力を受ける際に摺動する部分（旋回機能構造体６０）に斜線を付してあり、図２では、圧入機能を司る部分（圧入機能構造体７０）に斜線を付してある。
【００２４】
図１及び図２に示すように、本実施の形態の旋回圧入装置１０は、軸線を有する一方圧入ワークとしてのシャフト１００を、他方圧入ワークとしてのカム駒（カムロブ）２００の孔に圧入するための装置である。本実施の形態の旋回圧入装置１０は、案内シャフト８０と不図示の電動シリンダまたは油圧シリンダとによって、詳細には後述するように、上部装置１０ａの全体が下部装置１０ｂに対して鉛直方向に移動可能に構成されている。旋回圧入装置１０に対する水平面内でのカム駒２００の位置決めは、下部装置１０ｂにおいてカム駒２００を保持する機構が設置されたターンテーブルの方を水平面内で移動制御することで実現されている。同様に、把持前のシャフト１００についても、旋回圧入装置１０に対する水平面内での位置決めは、そのステーションが設置されたテーブルの方を水平面内で移動制御することで実現されている。
【００２５】
図１に示すように、本実施の形態の旋回圧入装置１０の上部装置１０ａは、シャフト１００の把持部１０２を側方から把持可能な把持爪２０を有している。本実施の形態の把持爪２０は、周方向に等間隔に分配されて配置された複数（本実施の形態では３個）の爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃを有している（図３参照）。図３は、爪要素と荷重受要素（後述する）とを下面側から見た斜視図である。それらの爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃのシャフト１００の把持部１０２に対する把持動作及び開放動作を駆動する開閉駆動機構として、汎用のグリッパー３０が採用されている。より詳細には、市販の空圧式の三爪平行開閉グリッパーが採用されている。なお、図１から明らかなように、グリッパー３０は軸線領域が中空となっており、軸線方向に貫通する孔３０ａを有する。
【００２６】
そして、それらの把持爪２０（爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）及びグリッパー３０を、把持爪２０に把持された状態でのシャフト１００の軸線回りに回転させる回転機構として、薄型回転モータ４０が設けられている（必ずしも薄型でなくてもよい）。図１から明らかなように、薄型回転モータ４０も、軸線領域が中空となっており、軸線方向に貫通する孔４０ａを有する。
【００２７】
以上に挙げた旋回機能を司る構成要素、すなわち、把持爪２０、グリッパー３０及び薄型回転モータ４０は、これらの旋回機能を司る構成要素を支持する支持部材４１と共にボルト等による締結やキー溝による嵌合により一体の構造物となって旋回機能構造体６０を構成し、案内シャフト８０によって鉛直方向に支持されている。
【００２８】
案内シャフト８０の下端部は、支持部材４１を貫通してストッパー８１に固定されており、案内シャフト８０の上端部は、不図示の旋回圧入装置１０の枠体を貫通している。案内シャフト８０は、セットカラー８２及び支持部材５８を介して、後述するセンターシャフト５１に固定されて支持されている。
【００２９】
案内シャフト８０の外周には、旋回機能構造体６０を鉛直方向に摺動させる摺動部材としてのボールブッシュ８５が挿入されており、当該ボールブッシュ８５が支持部材４１の上部に一体的に連結されている。これにより、旋回機能構造体６０は、所定の外力が作用する際に、案内シャフト８０に対して、すなわち、当該案内シャフト８０に変位不能に固定されたセンターシャフト５１に対して、上方側に移動（変位）することが可能となっている。また、当該外力が解除される際には、旋回機能構造体６０は、その自重により、案内シャフト８０すなわち当該案内シャフト８０に固定されたセンターシャフト５１に対して元の位置（旋回機能構造体６０の支持部材４１がストッパー８１上に乗っかっている位置）まで移動（変位）するようになっている。
【００３０】
続いて、図２に示すように、本実施の形態の旋回圧入装置１０の上部装置１０ａは、把持爪２０に把持されたシャフト１００をその軸線方向に移動してカム駒２００の孔に圧入する際に発生する圧入荷重を受ける荷重受部材５０（本実施の形態では、押圧部材と言うこともできる）を有している。
【００３１】
この荷重受部材５０は、本実施の形態では、図２に示すように、基端側の基部シャフト５５と、基部シャフト５５に連結されたセンターシャフト５１と、先端側の荷重受突起要素５２（本実施の形態では、押圧突起要素と言うこともできる）と、を有している。センタシャフト５１は、グリッパー３０の孔３０ａ、回転モータ４０の孔４０ａ等の旋回機能構造体の孔に非係合状態で挿入されている。本実施の形態では、等間隔に分配されて配置された複数（本実施の形態では３個）の荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃが設けられており、３個の爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃの間に交互に配置されている（図３参照）。そして、３個の荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、摺動部材であるブッシュ５３とガイドボルト５４とを介してセンターシャフト５１の下端部に取り付けられていて、前記軸線回りに回転可能となっている。ここで、センターシャフト５１の下端面と荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃの上端面との間に少々の隙間が残されるように、ガイドボルト５４の位置決めがなされている。そして、ブッシュ５３が軸線方向へも摺動可能であるために、所定の外力が作用する際に、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃはその隙間分だけセンターシャフト５１に対して上昇可能（当接可能）となっている。
【００３２】
センターシャフト５１は、その基端側において、支持部材５８及びセットカラー８２を介して、案内シャフト８０に固定されている。また、センターシャフト５１の上部の基部シャフト５５は、不図示の電動シリンダに直結されていて、鉛直方向に任意に移動可能となっている。この基部シャフト５５の鉛直方向の移動に伴ってセンターシャフト５１も鉛直方向移動し、旋回圧入装置１０の上部装置１０ａが鉛直方向に移動するようになっている。
【００３３】
次に、本実施の形態の旋回圧入装置１０の作用について説明する。
【００３４】
軸線を有する一方圧入ワークであるシャフト１００が、不図示の下部装置１０ｂのステーションに設置される。前述の通り、当該シャフト１００は、フランジ１０１付きの形状を有している。シャフト１００が設置されたステーションは、不図示のテーブル制御系によって、本実施の形態の旋回圧入装置１０の上部装置１０ａの直下、詳細には、センターシャフト５１の軸線の直下に位置決めされる。この時の旋回圧入装置１０は、把持爪２０がグリッパー３０によって解放された状態にある（図３参照）。
【００３５】
次に、不図示の電動シリンダによって荷重受部材５０が鉛直方向に降下する。これに伴って、旋回圧入装置１０の上部装置１０ａの全体が同様に降下する。荷重受部材５０の荷重受突起要素５２がフランジ１０１の上方部位に設けられたシャフト１００の把持部１０２に挿入されると、降下が停止される。
【００３６】
そして、把持爪２０の把持動作がグリッパー３０によって駆動され、図１及び図２に示すように、フランジ１０１の上方部位の側面（把持部１０２）において（側方から）シャフト１００が把持爪２０の爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃによってバランスよく把持される。
【００３７】
次に、シャフト１００が把持爪２０に把持された状態で、不図示の電動シリンダによって荷重受部材５０が鉛直方向に上昇する。これに伴って、旋回圧入装置１０の上部装置１０ａの全体が同様に上昇する。
【００３８】
荷重受部材５０が所定の上方位置（例えば初期位置）にまで上昇した後、シャフト１００の旋回位相調整が開始される。具体的には、薄型回転モータ４０の回転が制御されて、把持爪２０及びグリッパー３０並びに把持爪２０に把持されたシャフト１００の軸線回りの回転位相が調整される。
【００３９】
ここで、図３に示すように、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃが爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃの間に介在しているが、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃも前述のブッシュ５３によりシャフト１００の軸線回りに回転可能で、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃの上端面とセンターシャフト５１の下端面との間に所定の隙間が確保されているため、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃは何らの不都合なく爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃと共に連れ回ることができ、すなわち、旋回機能に何らの支障も生じない。
【００４０】
この回転位相調整と同時に、他方圧入ワークであるカム駒２００の孔の位置決めが行われる。具体的には、下部装置１０ｂのシャフト１００が設置されていたステーションが旋回圧入装置１０の上部装置１０ａの直下から待避される一方で、カム駒２００が設置されたステーションが、旋回圧入装置１０の上部装置１０ａの直下に位置決めされる。
【００４１】
次に、不図示の電動シリンダによってセンターシャフト５１が再び鉛直方向に降下する。これに伴って、旋回圧入装置１０の上部装置１０ａの全体が同様に降下する。この降下状態は、シャフト１００の下端がカム駒２００に当接して抵抗（反力）を受けるまで継続される。
【００４２】
シャフト１００の下端がカム駒２００に当接して抵抗（反力）を受けても、荷重受部材５０の降下は依然として継続される。シャフト１００の下端が受ける反力は、そのままシャフト１００を通じて旋回機能構造体６０へ伝達され、旋回機能構造体６０の降下を停止させる。結果として、ボールブッシュ８５の摺動作用により、旋回機能構造体６０が、荷重受部材５０の基端側に僅かに移動（待避）することとなる。
【００４３】
シャフト１００の下端が受ける反力によって、そのまま旋回機能構造体６０の降下が停止された状態で、荷重受部材５０の降下が継続されることにより、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃの下端がシャフト１００のフランジ１０１に確実に当接する。
【００４４】
その後、更に荷重受部材５０の降下が継続されることにより、ブッシュ５３の摺動機能のために、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃの上端面がセンターシャフト５１の下端面に当接する。これにより、荷重受部材５０に与えられる下降力が、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃを介して、シャフト１００のフランジ１０１に圧入力として確実に伝達される状態となる（圧入開始位置）。
【００４５】
当該状態に至った後、更に荷重受部材５０の降下が継続されることにより、３個の荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃを介してシャフト１００のフランジ１０１へと圧入力がバランスよく伝達され、シャフト１００がカム駒２００の孔に次第に圧入されていく。この圧入工程時においても、把持爪２０はシャフト１００を把持したままであり、シャフト１００の圧入による下降に従って、旋回機能構造体６０も同様に下方に下降する。
【００４６】
所定の圧入深さまでシャフト１００を圧入することができたら、不図示の電動シリンダによって荷重受部材５０が鉛直方向に上昇し、カム駒２００が圧入されたシャフト１００が把持爪２０に把持された状態で旋回圧入装置１０の上部装置１０ａの全体が上昇する。その後、第二のカム駒２００を圧入するためにシャフト１００の旋回位相調整が開始される。
【００４７】
以上のように、本実施の形態によれば、シャフト１００をカム駒２００の孔に圧入する荷重受部材として、基部シャフト５５、センターシャフト５１及び荷重受突起要素５２を用いているが、当該荷重受部材５０は、旋回機能構造体６０とは完全に独立した部材として構成されている。このため、荷重受部材５０にかかる荷重（負荷）が、旋回機能構造体６０の把持爪２０にかかることがない。従って、把持爪２０を含む旋回機能構造体６０、すなわち、把持爪２０、グリッパ−３０及び薄型回転モータ４０について、十分な小型化・低コスト化を図ることが可能である。
【００４８】
実際に、本実施の形態で採用した把持爪２０、グリッパ−３０及び薄型回転モータ４０は、いずれも軽量で低コストである。
【００４９】
また、本実施の形態では、シャフト１００がカム駒２００からの反力を受けるまで、シャフト１００を把持する把持爪２０を有する旋回機能構造体６０は、その自重により荷重受部材５０の移動と共にカム駒２００の方へ移動するようになっている。このため、シャフト１００が荷重受部材５０と接触していなくても、把持爪２０に把持された状態のまま、シャフト１００が安定的にカム駒２００の方へ移動される。
【００５０】
そして、本実施の形態では、シャフト１００がカム駒２００に当接して抵抗（反力）を受けると、ボールブッシュ８５の摺動作用により、旋回機能構造体６０が、荷重受部材５０の基端側に僅かに移動（待避）する。そして、更に荷重受部材５０の降下が継続されることにより、荷重受突起要素５２の下端がシャフト１００のフランジ１０１に確実に当接する。従って、シャフト１００を把持爪２０が把持する際には、荷重受突起要素５２の下端をフランジ１０１に当接させておく必要がなく、把持時の位置決めの自由度が高い。、また、荷重受突起要素５２やシャフト１００のフランジ１０１に衝突痕が付くおそれも回避できる。
【００５１】
また、本実施の形態では、把持爪２０が３個の爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃを有しており、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、３個の爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃの間に配置されて、シャフト１００の軸線回りに爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃと共に連れ回ることができるようになっている（図３参照）。
【００５２】
特に、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃが爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃと共に連れ回されることができるため、旋回機能に何らの支障が生じることもない。また、ガイドボルト５４の適宜の位置決めによって、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃの上端面は、シャフト１００に圧入力を付与する時以外は、センターシャフト５１の下端面との間に少々の隙間が確保されているため、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃが爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃによって連れ回される際にセンターシャフト５１に対して摺れて磨耗する等の不具合が生じることもない。
【００５３】
また、本実施の形態では、図３に示すように、荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃの下端が爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃの下端よりも下方に突出していて、旋回調整完了時にすでに荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃの下端がフランジ１０１の近傍位置にあるため、旋回操作から圧入操作までの移行時間が短くなっている。
【００５４】
また、本実施の形態では、図３に示すように、３個の爪要素２０ａ、２０ｂ、２０ｃと３個の荷重受突起要素５２ａ、５２ｂ、５２ｃとが交互に配置されているため、極めてバランスよくシャフト１００に圧入力を作用させることができる。
【００５５】
更に、本実施の形態では、上部装置１０ａ側でシャフト１００の位相を決め、下部装置１０ｂ側はカムシャフトを構成するシャフト１００、カム駒２００等を所定の位相で保持するだけでよく、下部装置１０ｂ側の設計自由度が向上する。
【００５６】
なお、以上の実施の形態では、軸線を有する一方圧入ワークとしてフランジ１０１付きのシャフト１００を例にとり、他方圧入ワークとしてカム駒２００を例にとって説明しているが、本発明がこれらの例に限定されないことは勿論である。
【００５７】
例えば、フランジを有しないワークを旋回圧入する場合について、以下に説明する。図４は、そのような態様に対応する、本発明の第２の実施の形態の旋回圧入装置の要部の概略縦断面図である。
【００５８】
図４に示す旋回圧入装置１０’の上部装置１０ａ’は、フランジ無しのワークとして、フランジ無しのシャフト１２０を圧入するようになっている。この場合、圧入力は、シャフト１２０の上端面から与えることになる。従って、荷重受突起要素５２’は、爪要素２０ａ’、２０ｂ’、２０ｃ’の間を延びることなく、爪要素２０ａ’、２０ｂ’、２０ｃ’がシャフト１２０を把持する部位よりも上方であって、シャフト１２０の軸線に近い（径方向に短距離の）箇所に配置されている。
【００５９】
図４に示す第２の実施の形態のその他の構成は、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と略同様である。第２の実施の形態において、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６０】
本実施の形態によれば、荷重受突起要素５２’が爪要素２０ａ’、２０ｂ’、２０ｃ’の間に介在していないため、荷重受突起要素５２’が爪要素２０ａ’、２０ｂ’、２０ｃ’と共に連れ回る必要はないが、その他については、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
本実施の形態では、前述の通り、荷重受突起要素５２’が爪要素２０ａ’、２０ｂ’、２０ｃ’と共に連れ回る必要がないため、ブッシュ５３’とガイドボルト５４’とを設けることなく、センターシャフト５１と荷重受突起要素５２’とを直結したり、一体化したりすることも可能である。
【００６２】
なお、以上の各実施の形態では、他方圧入ワークを固定して当該他方圧入ワークの孔に一方圧入ワークとしての軸部材を圧入しているが、逆に、軸部材の方を固定して孔付きのワークの方を圧入するような態様も採用可能である。例えば、シャフトを固定して、カム駒の方を移動させて圧入するという態様も採用可能である。
【００６３】
また、以上の各実施の形態では、一方圧入ワークと他方圧入ワークとの相対移動の方向が鉛直方向となっているが、少なくとも本願出願の時点では、これに限定されない。例えば、一方圧入ワークと他方圧入ワークとが水平方向に相対移動するような装置も実現可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１０、１０’ 旋回圧入装置
１０ａ、１０ａ’ 上部装置
１０ｂ 下部装置
２０ 把持爪
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 爪要素
３０ グリッパー
４０ 薄型回転モータ
４１ 支持部材
５０ 荷重受部材（押圧部材）
５１ センターシャフト（荷重受部材）
５２、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２’ 荷重受突起要素（押圧突起要素）（荷重受部材）
５３、５３’ ブッシュ
５４、５４’ ガイドボルト
５５ 基部シャフト（荷重受部材）
６０ 旋回機能構造体
７０ 圧入機能構造体
５８ 支持部材
８０ 案内シャフト
８１ ストッパー
８２ セットカラー
８５ ボールブッシュ
１００ シャフト
１０１ フランジ
１０２ 把持部
１２０ フランジ無しのシャフト
２００ カム駒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を有する一方圧入ワーク（１００）を側方から把持可能な把持爪（２０）と、
前記把持爪（２０）の一方圧入ワーク（１００）に対する把持動作及び開放動作を駆動する開閉駆動機構（３０）と、
前記把持爪（２０）及び前記開閉駆動機構（３０）を前記軸線回りに回転させる回転機構（４０）と、
前記把持爪（２０）に把持された一方圧入ワーク（１００）からの前記軸線方向の荷重を受ける荷重受部材（５０）と、
を備え、
前記把持爪（２０）、前記開閉駆動機構（３０）及び前記回転機構（４０）は、前記荷重受部材（５０）に対して、前記軸線方向に相対移動可能な機構（８０、８５）を介して連結されている
ことを特徴とする旋回圧入装置。
【請求項２】
前記荷重受部材（５１）は、前記開閉駆動機構（３０）及び前記回転機構（４０）に設けられた孔（３０ａ、４０ａ）に非係合状態で挿入されており、前記把持爪（２０）に把持された一方圧入ワーク（１００）が他方圧入ワーク（２００）からの反力を受ける際に、前記把持爪（２０）、前記開閉駆動機構（３０）及び前記回転機構（４０）に対して前記軸線方向に相対移動するようになっている
ことを特徴とする請求項１に記載の旋回圧入装置。
【請求項３】
前記荷重受部材（５０）は、前記把持爪（２０）に把持された一方圧入ワーク（１００）が他方圧入ワーク（２００）からの反力を受けるまで、前記把持爪（２０）、前記開閉駆動機構（３０）及び前記回転機構（４０）に対して前記軸線方向に相対移動しないようになっている
ことを特徴とする請求項２に記載の旋回圧入装置。
【請求項４】
前記相対移動可能な機構（８０、８５）は、案内シャフト（８０）と、ボールブッシュ（８５）と、を有している
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の旋回圧入装置。
【請求項５】
前記荷重受部材（５０）は、前記把持爪（２０）に把持された一方圧入ワーク（１００）の前記軸線方向の後退を規制しており、前記把持爪（２０）、前記開閉駆動機構（３０）及び前記回転機構（４０）と共に当該一方圧入ワーク（１００）を前記軸線方向に相対移動させて、他方圧入ワーク（２００）に接触させるようになっている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の旋回圧入装置。
【請求項６】
前記荷重受部材（５０）は、基端側に本体部（５１、５５）を有しており、先端側に当該本体部（５１、５５）に対して前記軸線回りに回転可能な荷重受突起要素（５２）を有しており、
当該荷重受突起要素（５２）は、フランジ（１０１）を有する一方圧入ワーク（１００）からの前記軸線方向の荷重を受けるべく、当該フランジ（１０１）と当接可能となっている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の旋回圧入装置。
【請求項７】
前記把持爪（２０）は、複数の爪要素（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）を有しており、
前記荷重受部材（５０）は、複数の荷重受突起要素（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）を有しており、
当該複数の荷重受突起要素（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）は、前記複数の爪要素（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）の間に配置されている
ことを特徴とする請求項６に記載の旋回圧入装置。
【請求項８】
前記複数の荷重受突起要素（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）は、前記複数の爪要素（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）の間に交互に配置されている
ことを特徴とする請求項７に記載の旋回圧入装置。
【請求項９】
前記開閉駆動機構は、空気圧で作動するようになっている
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の旋回圧入装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の旋回圧入装置を用いて、軸線を有する一方圧入ワーク（１００）を所定の位相に調整してから所定の他方圧入ワーク（２００）に圧入する旋回圧入方法であって、
軸線を有する一方圧入ワーク（１００）を側方から把持爪（２０）によって把持させる工程と、
前記把持爪（２０）及び前記開閉駆動機構（３０）を前記軸線回りに回転させて、前記一方圧入ワーク（１００）を所定の位相に調整する工程と、
前記荷重受部材（５０）を所定の位相に調整された前記一方圧入ワーク（１００）に当接させる工程と、
前記荷重受部材（５０）によって、前記把持爪（２０）、前記開閉駆動機構（３０）及び前記回転機構（４０）と共に当該一方圧入ワーク（１００）を所定の他方圧入ワーク（２００）に対して前記軸線方向に相対移動させて圧入する工程と、
を備えたことを特徴とする旋回圧入方法。
【請求項１１】
請求項２に記載の旋回圧入装置を用いて、軸線を有する一方圧入ワーク（１００）を所定の位相に調整してから所定の他方圧入ワーク（２００）に圧入する旋回圧入方法であって、
軸線を有する一方圧入ワーク（１００）を側方から把持爪（２０）によって把持させる工程と、
前記把持爪（２０）及び前記開閉駆動機構（３０）を前記軸線回りに回転させて、前記一方圧入ワーク（１００）を所定の位相に調整する工程と、
前記荷重受部材（５０）を、所定の位相に調整された一方圧入ワーク（１００）を把持する前記把持爪（２０）、前記開閉駆動機構（３０）及び前記回転機構（４０）と共に、前記軸線方向に沿って他方圧入ワーク（２００）の方へ相対移動させる工程と、
前記把持爪（２０）に把持された一方圧入ワーク（１００）が他方圧入ワーク（２００）からの反力を受ける際に、必要に応じて、前記把持爪（２０）、前記開閉駆動機構（３０）及び前記回転機構（４０）を当該荷重受部材（５０）の基端側に待避させ、前記荷重受部材（５０）を前記一方圧入ワーク（１００）に確実に接触させる工程と、
前記荷重受部材（５０）によって、前記把持爪（２０）、前記開閉駆動機構（３０）及び前記回転機構（４０）と共に当該一方圧入ワーク（１００）を所定の他方圧入ワーク（２００）に対して前記軸線方向に相対移動させて圧入する工程と、
を備えたことを特徴とする旋回圧入方法。
【請求項１】
軸線を有する一方圧入ワーク（１００）を側方から把持可能な把持爪（２０）と、
前記把持爪（２０）の一方圧入ワーク（１００）に対する把持動作及び開放動作を駆動する開閉駆動機構（３０）と、
前記把持爪（２０）及び前記開閉駆動機構（３０）を前記軸線回りに回転させる回転機構（４０）と、
前記把持爪（２０）に把持された一方圧入ワーク（１００）からの前記軸線方向の荷重を受ける荷重受部材（５０）と、
を備え、
前記把持爪（２０）、前記開閉駆動機構（３０）及び前記回転機構（４０）は、前記荷重受部材（５０）に対して、前記軸線方向に相対移動可能な機構（８０、８５）を介して連結されている
ことを特徴とする旋回圧入装置。
【請求項２】
前記荷重受部材（５１）は、前記開閉駆動機構（３０）及び前記回転機構（４０）に設けられた孔（３０ａ、４０ａ）に非係合状態で挿入されており、前記把持爪（２０）に把持された一方圧入ワーク（１００）が他方圧入ワーク（２００）からの反力を受ける際に、前記把持爪（２０）、前記開閉駆動機構（３０）及び前記回転機構（４０）に対して前記軸線方向に相対移動するようになっている
ことを特徴とする請求項１に記載の旋回圧入装置。
【請求項３】
前記荷重受部材（５０）は、前記把持爪（２０）に把持された一方圧入ワーク（１００）が他方圧入ワーク（２００）からの反力を受けるまで、前記把持爪（２０）、前記開閉駆動機構（３０）及び前記回転機構（４０）に対して前記軸線方向に相対移動しないようになっている
ことを特徴とする請求項２に記載の旋回圧入装置。
【請求項４】
前記相対移動可能な機構（８０、８５）は、案内シャフト（８０）と、ボールブッシュ（８５）と、を有している
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の旋回圧入装置。
【請求項５】
前記荷重受部材（５０）は、前記把持爪（２０）に把持された一方圧入ワーク（１００）の前記軸線方向の後退を規制しており、前記把持爪（２０）、前記開閉駆動機構（３０）及び前記回転機構（４０）と共に当該一方圧入ワーク（１００）を前記軸線方向に相対移動させて、他方圧入ワーク（２００）に接触させるようになっている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の旋回圧入装置。
【請求項６】
前記荷重受部材（５０）は、基端側に本体部（５１、５５）を有しており、先端側に当該本体部（５１、５５）に対して前記軸線回りに回転可能な荷重受突起要素（５２）を有しており、
当該荷重受突起要素（５２）は、フランジ（１０１）を有する一方圧入ワーク（１００）からの前記軸線方向の荷重を受けるべく、当該フランジ（１０１）と当接可能となっている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の旋回圧入装置。
【請求項７】
前記把持爪（２０）は、複数の爪要素（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）を有しており、
前記荷重受部材（５０）は、複数の荷重受突起要素（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）を有しており、
当該複数の荷重受突起要素（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）は、前記複数の爪要素（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）の間に配置されている
ことを特徴とする請求項６に記載の旋回圧入装置。
【請求項８】
前記複数の荷重受突起要素（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）は、前記複数の爪要素（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）の間に交互に配置されている
ことを特徴とする請求項７に記載の旋回圧入装置。
【請求項９】
前記開閉駆動機構は、空気圧で作動するようになっている
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の旋回圧入装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の旋回圧入装置を用いて、軸線を有する一方圧入ワーク（１００）を所定の位相に調整してから所定の他方圧入ワーク（２００）に圧入する旋回圧入方法であって、
軸線を有する一方圧入ワーク（１００）を側方から把持爪（２０）によって把持させる工程と、
前記把持爪（２０）及び前記開閉駆動機構（３０）を前記軸線回りに回転させて、前記一方圧入ワーク（１００）を所定の位相に調整する工程と、
前記荷重受部材（５０）を所定の位相に調整された前記一方圧入ワーク（１００）に当接させる工程と、
前記荷重受部材（５０）によって、前記把持爪（２０）、前記開閉駆動機構（３０）及び前記回転機構（４０）と共に当該一方圧入ワーク（１００）を所定の他方圧入ワーク（２００）に対して前記軸線方向に相対移動させて圧入する工程と、
を備えたことを特徴とする旋回圧入方法。
【請求項１１】
請求項２に記載の旋回圧入装置を用いて、軸線を有する一方圧入ワーク（１００）を所定の位相に調整してから所定の他方圧入ワーク（２００）に圧入する旋回圧入方法であって、
軸線を有する一方圧入ワーク（１００）を側方から把持爪（２０）によって把持させる工程と、
前記把持爪（２０）及び前記開閉駆動機構（３０）を前記軸線回りに回転させて、前記一方圧入ワーク（１００）を所定の位相に調整する工程と、
前記荷重受部材（５０）を、所定の位相に調整された一方圧入ワーク（１００）を把持する前記把持爪（２０）、前記開閉駆動機構（３０）及び前記回転機構（４０）と共に、前記軸線方向に沿って他方圧入ワーク（２００）の方へ相対移動させる工程と、
前記把持爪（２０）に把持された一方圧入ワーク（１００）が他方圧入ワーク（２００）からの反力を受ける際に、必要に応じて、前記把持爪（２０）、前記開閉駆動機構（３０）及び前記回転機構（４０）を当該荷重受部材（５０）の基端側に待避させ、前記荷重受部材（５０）を前記一方圧入ワーク（１００）に確実に接触させる工程と、
前記荷重受部材（５０）によって、前記把持爪（２０）、前記開閉駆動機構（３０）及び前記回転機構（４０）と共に当該一方圧入ワーク（１００）を所定の他方圧入ワーク（２００）に対して前記軸線方向に相対移動させて圧入する工程と、
を備えたことを特徴とする旋回圧入方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−４９１２９（Ｐ２０１３−４９１２９Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８９７００（Ｐ２０１１−１８９７００）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００２３８３６０）武蔵精密工業株式会社 (82)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００２３８３６０）武蔵精密工業株式会社 (82)
【Ｆターム（参考）】
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