特許 7515897 ダイヤフラム部材をダイヤフラムボスに取り付ける方法、及び、ダイヤフラム部材をダイヤフラムボスに取り付けるロボットアーム装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-05

(45)【発行日】2024-07-16

(54)【発明の名称】ダイヤフラム部材をダイヤフラムボスに取り付ける方法、及び、ダイヤフラム部材をダイヤフラムボスに取り付けるロボットアーム装置

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/04 20060101AFI20240708BHJP

   B23P 19/02 20060101ALI20240708BHJP

   B25J 9/16 20060101ALI20240708BHJP

   F16K 7/12 20060101ALI20240708BHJP

   B25J 15/06 20060101ALI20240708BHJP

【ＦＩ】

B23P19/04 G

B23P19/02 C

B25J9/16

F16K7/12

B25J15/06 G

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021565624

(86)(22)【出願日】2020-12-16

(86)【国際出願番号】 JP2020047009

(87)【国際公開番号】W WO2021125235

(87)【国際公開日】2021-06-24

【審査請求日】2023-12-13

(31)【優先権主張番号】P 2019228367

(32)【優先日】2019-12-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】594185097

【氏名又は名称】伸和コントロールズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(74)【代理人】

【識別番号】100107537

【弁理士】

【氏名又は名称】磯貝 克臣

(72)【発明者】

【氏名】池上 広高

【審査官】三宅 達

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２８６０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１３２１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１７８６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１８０４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６４－０３８３６６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｐ １９／００－２１／００

Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２

Ｆ１６Ｋ ７／００－ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

柱状本体部と、当該柱状本体部の外周に環状に設けられた薄肉湾曲部と、を有するダイヤフラム部材であって、前記柱状本体部には、取付表面側に小径凹部が設けられ、当該小径凹部の奥方に更に大径凹部が設けられている、というダイヤフラム部材を、
前記小径凹部と嵌合可能な軸部と、前記軸部に接続され前記大径凹部と嵌合可能な拡径部と、を有するダイヤフラムボス
に取り付ける方法であって、
（１）前記ダイヤフラムボスを、前記軸部及び前記拡径部が上方側に露出するように固定する工程と、
（２）エア吸引部を有するロボットアーム装置を用いて、前記ダイヤフラム部材を、前記小径凹部及び前記大径凹部が下方側に露出するようにエア吸引力で把持する工程と、
（３）前記工程（１）及び前記工程（２）の後に、前記ロボットアーム装置を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線に対して前記ダイヤフラム部材の前記柱状本体部の軸線を傾斜させつつ、前記ダイヤフラム部材の前記小径凹部及び／または前記大径凹部を、前記ダイヤフラムボスの前記拡径部に接触させる工程と、
（４）前記工程（３）の後に、前記ロボットアーム装置を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線回りに前記ダイヤフラム部材の前記小径凹部及び／または前記大径凹部を回動させつつ前記ダイヤフラム部材の前記小径凹部及び／または前記大径凹部を前記ダイヤフラムボスに対して押し当てていき、前記大径凹部に前記拡径部を嵌合させると共に前記小径凹部に前記軸部を嵌合させる工程と、
を備えたことを特徴とする方法。

【請求項2】

（５）前記工程（４）の後に、前記ロボットアーム装置を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線に対して前記ダイヤフラム部材の前記柱状本体部の軸線を一致させた状態で、前記ダイヤフラム部材を当該軸線回りに往復回動させる工程
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項3】

（６）前記工程（５）の後に、前記ロボットアーム装置を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線に対して前記ダイヤフラム部材の前記柱状本体部の軸線を再び傾斜させ、当該傾斜角度を維持しながら前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線回りに前記ダイヤフラム部材を回動させる工程
を更に備えたことを特徴とする請求項２に記載の方法。

【請求項4】

（７）前記工程（６）の後に、前記ロボットアーム装置を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線に対して前記ダイヤフラム部材の前記柱状本体部の軸線を再び一致させた状態で、前記ダイヤフラム部材を当該軸線回りに往復回動させる工程
を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記ダイヤフラム部材は、前記取付表面側とは反対側に、バルブ封止面を有しており、
前記エア吸引部は、前記バルブ封止面に接触することなく、前記ダイヤフラム部材を把持する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。

【請求項6】

柱状本体部と、当該柱状本体部の外周に環状に設けられた薄肉湾曲部と、を有するダイヤフラム部材であって、前記柱状本体部には、取付表面側に小径凹部が設けられ、当該小径凹部の奥方に更に大径凹部が設けられている、というダイヤフラム部材を、
前記小径凹部と嵌合可能な軸部と、前記軸部に接続され前記大径凹部と嵌合可能な拡径部と、を有するダイヤフラムボス
に取り付けるためのロボットアーム装置であって、
前記ダイヤフラム部材を、前記小径凹部及び前記大径凹部が露出するようにエア吸引力で把持可能なエア吸引部と、
前記エア吸引部に接続され、当該エア吸引部の位置及び姿勢を変更するロボットアーム機構と、
前記ロボットアーム機構を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（３）前記ロボットアーム機構を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線に対して前記ダイヤフラム部材の前記柱状本体部の軸線を傾斜させつつ、前記ダイヤフラム部材の前記小径凹部及び／または前記大径凹部を、前記ダイヤフラムボスの前記拡径部に接触させる工程と、
（４）前記工程（３）の後に、前記ロボットアーム機構を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線回りに前記ダイヤフラ部材ムの前記小径凹部及び／または前記大径凹部を回動させつつ前記ダイヤフラム部材の前記小径凹部及び／または前記大径凹部を前記ダイヤフラムボスに対して押し当てていき、前記大径凹部に前記拡径部を嵌合させると共に前記小径凹部に前記軸部を嵌合させる工程と、
を実施可能である
ことを特徴とするロボットアーム装置。

【請求項7】

前記制御部は、
（５）前記工程（４）の後に、前記ロボットアーム機構を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線に対して前記ダイヤフラム部材の前記柱状本体部の軸線を一致させた状態で、前記ダイヤフラム部材を当該軸線回りに往復回動させる工程
を更に実施可能であることを特徴とする請求項６に記載のロボットアーム装置。

【請求項8】

前記制御部は、
（６）前記工程（５）の後に、前記ロボットアーム機構を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線に対して前記ダイヤフラム部材の前記柱状本体部の軸線を再び傾斜させ、当該傾斜角度を維持しながら前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線回りに前記ダイヤフラム部材を回動させる工程
を更に実施可能であることを特徴とする請求項７に記載のロボットアーム装置。

【請求項9】

前記制御部は、
（７）前記工程（６）の後に、前記ロボットアーム機構を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線に対して前記ダイヤフラム部材の前記柱状本体部の軸線を再び一致させた状態で、前記ダイヤフラム部材を当該軸線回りに往復回動させる工程
を更に実施可能であることを特徴とする請求項８に記載のロボットアーム装置。

【請求項10】

前記ダイヤフラム部材は、前記取付表面側とは反対側に、バルブ封止面を有しており、
前記エア吸引部は、前記バルブ封止面に接触することなく、前記ダイヤフラム部材を把持可能となっている
ことを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載のロボットアーム装置。

【請求項11】

前記エア吸引部は、前記拡径部の前記軸部とは反対側の面に接触することなく、前記ダイヤフラムボスを把持可能となっている
ことを特徴とする請求項６乃至１０のいずれかに記載のロボットアーム装置。

【請求項12】

柱状本体部と、当該柱状本体部の外周に環状に設けられた薄肉湾曲部と、を有するダイヤフラム部材であって、前記柱状本体部には、取付表面側に小径凹部が設けられ、当該小径凹部の奥方に更に大径凹部が設けられている、というダイヤフラム部材を、
前記小径凹部と嵌合可能な軸部と、前記軸部に接続され前記大径凹部と嵌合可能な拡径部と、を有するダイヤフラムボス
に取り付けるためのロボットアーム装置であって、
前記ダイヤフラム部材を、前記小径凹部及び前記大径凹部が露出するようにエア吸引力で把持可能なエア吸引部と、
前記エア吸引部に接続され、当該エア吸引部の位置及び姿勢を変更するロボットアーム機構と、
前記ロボットアーム機構を制御する制御部と、
を備え、
前記エア吸引部は、段差を介して高さ方向に連続する下方大径孔と上方小径孔とを有しており、
前記ダイヤフラム部材は、前記柱状本体部が前記下方大径孔内に受容された状態で、前記エア吸引力によって把持されるようになっており、
前記ダイヤフラム部材は、前記エア吸引力によって把持された状態で、前記段差に当接するようになっている
ことを特徴とするロボットアーム装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダイヤフラム部材をダイヤフラムボスに取り付ける方法、及び、ダイヤフラム部材をダイヤフラムボスに取り付けるロボットアーム装置、に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、ダイヤフラム式電磁弁は、流体の通流／遮断の制御に用いられている。

【0003】

例えば、従来のダイヤフラム式電磁弁は、図１０に示すように、流路１１０ａ、１１０ｂが開口するダイヤフラム着座面１１２を有する電磁弁本体部１１０と、電磁弁本体部１１０のダイヤフラム着座面１１２に着座するように設けられたダイヤフラム部材１２０と、ダイヤフラム部材１２０を保持するダイヤフラムボス１３０と、ダイヤフラムボス１３０と一体である移動コア（図１０では不図示）と、移動コアに対して電磁力を作用させ、当該移動コアを電磁弁本体部１１０のダイヤフラム着座面１１２から離れる方向に移動させることでダイヤフラム部材１２０をダイヤフラム着座面１１２から離間させるコイル収容部（図１０では不図示）と、を備えている。

【0004】

より詳細には、ダイヤフラム部材１２０は、円柱状本体部１２３と、当該円柱状本体部１２３の外周に環状に設けられた薄肉湾曲部１２４と、薄肉湾曲部１２４の更に外側に環状に設けられた厚肉外周部１２５と、を有しており、円柱状本体部１２３には、ダイヤフラムボス１３０に対する取付表面側に小径凹部１２２が設けられ、当該小径凹部１２２の奥方に更に大径凹部１２１が設けられている。一方、ダイヤフラムボス１３０は、小径凹部１２２と嵌合可能な軸部１３２と、当該軸部１３２に接続され大径凹部１２１と嵌合可能な拡径部１３１と、を有している。

【0005】

従来、ダイヤフラムボス１３０とダイヤフラム部材１２０とは、ダイヤフラム部材１２０の弾性変形を利用して、作業者の手作業によって嵌合（及び取り外し）されていた。

【0006】

ダイヤフラム式電磁弁のその他の基本的な構造については、例えば特開２００９－２５７４３８（特許文献１）に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００９－２５７４３８

【文献】特開２０１９－１５０９１５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

前述のように、ダイヤフラムボスとダイヤフラム部材とを嵌合（及び取り外し）する作業は、人手によって行われている。

【0009】

ところが、近い将来、人手不足の深刻化が見込まれているため、本件発明者は、ロボット導入による自動化について検討してきた。

【0010】

ワークを把持するロボットハンドは、様々なタイプのものが開発されている。例えば特開２０１９－１５０９１５（特許文献２）には、爪状のワーク把持部を用いてワークを把持するロボットハンドが開示されている。

【0011】

しかしながら、ダイヤフラム部材は、不所望な力が加えられると不所望に塑性変形してしまう虞があるデリケートな部材である。一方、ダイヤフラム部材をダイヤフラムボスに嵌合させるためには、相応の力を加える必要がある。

【0012】

本件発明者は、鋭意の検討の結果、エア吸引力を利用してダイヤフラム部材を把持することが、不所望な変形を回避しつつダイヤフラム部材を確実に把持するのに効果的であることを見出し、更に、ダイヤフラムボスに対する嵌合のための力の加え方についても、ダイヤフラム部材の不所望な変形をより確実に回避できる態様を見出した。

【0013】

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、ダイヤフラム部材の不所望な変形をより確実に回避できるような、ダイヤフラム部材をダイヤフラムボスに取り付ける方法、及び、ダイヤフラム部材をダイヤフラムボスに取り付けるロボットアーム装置、を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明は、柱状本体部と、当該柱状本体部の外周に環状に設けられた薄肉湾曲部と、を有するダイヤフラム部材であって、前記柱状本体部には、取付表面側に小径凹部が設けられ、当該小径凹部の奥方に更に大径凹部が設けられている、というダイヤフラム部材を、前記小径凹部と嵌合可能な軸部と、前記軸部に接続され前記大径凹部と嵌合可能な拡径部と、を有するダイヤフラムボスに取り付ける方法であって、
（１）前記ダイヤフラムボスを、前記軸部及び前記拡径部が上方側に露出するように固定する工程と、
（２）エア吸引部を有するロボットアーム装置を用いて、前記ダイヤフラム部材を、前記小径凹部及び前記大径凹部が下方側に露出するようにエア吸引力で把持する工程と、
（３）前記工程（１）及び前記工程（２）の後、前記ロボットアーム装置を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線に対して前記ダイヤフラム部材の前記柱状本体部の軸線を傾斜させつつ、前記ダイヤフラム部材の前記小径凹部及び／または前記大径凹部を、前記ダイヤフラムボスの前記拡径部に接触させる工程と、
（４）前記工程（３）の後、前記ロボットアーム装置を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線回りに前記ダイヤフラム部材の前記小径凹部及び／または前記大径凹部を回動させつつ前記ダイヤフラム部材の前記小径凹部及び／または前記大径凹部を前記ダイヤフラムボスに対して押し当てていき、前記大径凹部に前記拡径部を嵌合させると共に前記小径凹部に前記軸部を嵌合させる工程と、
を備えたことを特徴とする方法である。

【0015】

本発明によれば、エア吸引力を利用してダイヤフラム部材を把持することにより、不所望な変形を回避しつつダイヤフラム部材を確実に把持することができ、更に、ダイヤフラムボスの軸部の軸線に対してダイヤフラム部材の柱状本体部の軸線を傾斜させつつダイヤフラム部材の小径凹部及び／または大径凹部をダイヤフラムボスの拡径部に接触させてから、ダイヤフラムボスの軸部の軸線回りにダイヤフラム部材の小径凹部及び／または大径凹部を回動させつつダイヤフラム部材の小径凹部及び／または大径凹部をダイヤフラムボスに対して押し当てていくことにより、ダイヤフラム部材の不所望な変形をより確実に回避しながら、大径凹部に拡径部を嵌合させると共に小径凹部に軸部を嵌合させることができる。

【0016】

本発明において、（５）前記工程（４）の後に、前記ロボットアーム装置を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線に対して前記ダイヤフラム部材の前記柱状本体部の軸線を一致させた状態で、前記ダイヤフラム部材を当該軸線回りに往復回動させる工程、を更に備えることが好ましい。

【0017】

工程（５）によれば、拡径部の軸部とは反対側の面と大径凹部の奥方側の面とをしっかり密着させることができ、ダイヤフラム部材とダイヤフラムボスとの結合をより堅固なものとすることができる。

【0018】

この場合、（６）前記工程（５）の後に、前記ロボットアーム装置を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線に対して前記ダイヤフラム部材の前記柱状本体部の軸線を再び傾斜させ、当該傾斜角度を維持しながら（円錐面内で）前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線回りに前記ダイヤフラム部材を回動させる工程、を更に備えることが好ましい。

【0019】

工程（６）によれば、工程（４）及び工程（５）による嵌合作業が十分に機能しなかった場合等において、より確実に、大径凹部に拡径部を嵌合させると共に小径凹部に軸部を嵌合させることができる。

【0020】

この場合、（７）前記工程（６）の後に、前記ロボットアーム装置を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線に対して前記ダイヤフラム部材の前記柱状本体部の軸線を再び一致させた状態で、前記ダイヤフラム部材を当該軸線回りに往復回動させる工程、を更に備えることが好ましい。

【0021】

工程（７）によれば、拡径部の軸部とは反対側の面と大径凹部の奥方側の面とをしっかり密着させることができ、ダイヤフラム部材とダイヤフラムボスとの結合をより堅固なものとすることができる（工程（５）と略同様の効果である）。

【0022】

また、前記ダイヤフラム部材は、前記取付表面側とは反対側に、バルブ封止面を有しており、前記エア吸引部は、前記バルブ封止面に接触することなく、前記ダイヤフラム部材を把持することが好ましい。

【0023】

この場合、電磁弁の性能において重要なバルブ封止面を、より確実に、ダイヤフラム部材の仕上げ後の状態のまま維持することができる。

【0024】

あるいは、本発明は、柱状本体部と、当該柱状本体部の外周に環状に設けられた薄肉湾曲部と、を有するダイヤフラム部材であって、前記柱状本体部には、取付表面側に小径凹部が設けられ、当該小径凹部の奥方に更に大径凹部が設けられている、というダイヤフラム部材を、前記小径凹部と嵌合可能な軸部と、前記軸部に接続され前記大径凹部と嵌合可能な拡径部と、を有するダイヤフラムボスに取り付けるためのロボットアーム装置であって、前記ダイヤフラム部材を、前記小径凹部及び前記大径凹部が露出するようにエア吸引力で把持可能なエア吸引部と、前記エア吸引部に接続され、当該エア吸引部の位置及び姿勢を変更するロボットアーム機構と、前記ロボットアーム機構を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
（３）前記ロボットアーム機構を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線に対して前記ダイヤフラム部材の前記柱状本体部の軸線を傾斜させつつ、前記ダイヤフラム部材の前記小径凹部及び／または前記大径凹部を、前記ダイヤフラムボスの前記拡径部に接触させる工程と、
（４）前記工程（３）の後に、前記ロボットアーム機構を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線回りに前記ダイヤフラム部材の前記小径凹部及び／または前記大径凹部を回動させつつ前記ダイヤフラム部材の前記小径凹部及び／または前記大径凹部を前記ダイヤフラムボスに対して押し当てていき、前記大径凹部に前記拡径部を嵌合させると共に前記小径凹部に前記軸部を嵌合させる工程と、
を実施可能である
ことを特徴とするロボットアーム装置である。

【0025】

本発明によれば、エア吸引力を利用してダイヤフラム部材を把持することにより、不所望な変形を回避しつつダイヤフラム部材を確実に把持することができ、更に、ダイヤフラムボスの軸部の軸線に対してダイヤフラム部材の柱状本体部の軸線を傾斜させつつダイヤフラム部材の小径凹部及び／または大径凹部をダイヤフラムボスの拡径部に接触させてから、ダイヤフラムボスの軸部の軸線回りにダイヤフラム部材の小径凹部及び／または大径凹部を回動させつつダイヤフラム部材の小径凹部及び／または大径凹部をダイヤフラムボスに対して押し当てていくことにより、ダイヤフラム部材の不所望な変形をより確実に回避しながら、大径凹部に拡径部を嵌合させると共に小径凹部に軸部を嵌合させることができる。

【0026】

本発明において、前記制御部は、（５）前記工程（４）の後に、前記ロボットアーム機構を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線に対して前記ダイヤフラム部材の前記柱状本体部の軸線を一致させた状態で、前記ダイヤフラム部材を当該軸線回りに往復回動させる工程、を更に実施可能であることが好ましい。

【0027】

工程（５）によれば、拡径部の軸部とは反対側の面と大径凹部の奥方側の面とをしっかり密着させることができ、ダイヤフラム部材とダイヤフラムボスとの結合をより堅固なものとすることができる。

【0028】

この場合、前記制御部は、（６）前記工程（５）の後に、前記ロボットアーム機構を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線に対して前記ダイヤフラム部材の前記柱状本体部の軸線を再び傾斜させ、当該傾斜角度を維持しながら前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線回りに前記ダイヤフラム部材を回動させる工程、を更に実施可能であることが好ましい。

【0029】

工程（６）によれば、工程（４）及び工程（５）による嵌合作業が十分に機能しなかった場合等において、より確実に、大径凹部に拡径部を嵌合させると共に小径凹部に軸部を嵌合させることができる。

【0030】

この場合、前記制御部は、（７）前記工程（６）の後に、前記ロボットアーム機構を制御して、前記ダイヤフラムボスの前記軸部の軸線に対して前記ダイヤフラム部材の前記柱状本体部の軸線を再び一致させた状態で、前記ダイヤフラム部材を当該軸線回りに往復回動させる工程、を更に備えることが好ましい。

【0031】

工程（７）によれば、拡径部の軸部とは反対側の面と大径凹部の奥方側の面とをしっかり密着させることができ、ダイヤフラム部材とダイヤフラムボスとの結合をより堅固なものとすることができる（工程（５）と略同様の効果である）。

【0032】

また、前記ダイヤフラム部材は、前記取付表面側とは反対側に、バルブ封止面を有しており、前記エア吸引部は、前記バルブ封止面に接触することなく、前記ダイヤフラム部材を把持可能となっていることが好ましい。

【0033】

この場合、電磁弁の性能において重要なバルブ封止面を、より確実に、ダイヤフラム部材の仕上げ後の状態のまま維持することができる。

【0034】

また、前記エア吸引部は、前記拡径部の前記軸部とは反対側の面に接触することなく、前記ダイヤフラムボスを把持可能となっていることが好ましい。

【0035】

この場合、ダイヤフラム部材とダイヤフラムボスとの堅固な結合において重要なダイヤフラムボスの拡径部の軸部とは反対側の面を、より確実に、ダイヤフラムボスの仕上げ後の状態のまま維持することができる。

【0036】

あるいは、本発明は、柱状本体部と、当該柱状本体部の外周に環状に設けられた薄肉湾曲部と、を有するダイヤフラム部材であって、前記柱状本体部には、取付表面側に小径凹部が設けられ、当該小径凹部の奥方に更に大径凹部が設けられている、というダイヤフラム部材を、前記小径凹部と嵌合可能な軸部と、前記軸部に接続され前記大径凹部と嵌合可能な拡径部と、を有するダイヤフラムボスに取り付けるためのロボットアーム装置であって、前記ダイヤフラム部材を、前記小径凹部及び前記大径凹部が露出するようにエア吸引力で把持可能なエア吸引部と、前記エア吸引部に接続され、当該エア吸引部の位置及び姿勢を変更するロボットアーム機構と、前記ロボットアーム機構を制御する制御部と、を備え、前記エア吸引部は、段差を介して高さ方向に連続する下方大径孔と上方小径孔とを有しており、前記ダイヤフラム部材は、前記柱状本体部が前記下方大径孔内に受容された状態で、前記エア吸引力によって把持されるようになっており、前記ダイヤフラム部材は、前記エア吸引力によって把持された状態で、前記段差に当接するようになっていることを特徴とするロボットアーム装置である。

【0037】

本発明によれば、エア吸引力を利用してダイヤフラム部材を把持することにより、不所望な変形を回避しつつダイヤフラム部材を確実に把持することができ、更に、段差を利用してダイヤフラム部材に押し当て力を適用することができるため、ダイヤフラム部材の不所望な変形をより確実に回避しながら、大径凹部に拡径部を嵌合させると共に小径凹部に軸部を嵌合させることができる。

【発明の効果】

【0038】

本発明によれば、エア吸引力を利用してダイヤフラム部材を把持することにより、不所望な変形を回避しつつダイヤフラム部材を確実に把持することができ、更に、ダイヤフラムボスの軸部の軸線に対してダイヤフラム部材の柱状本体部の軸線を傾斜させつつダイヤフラム部材の小径凹部及び／または大径凹部をダイヤフラムボスの拡径部に接触させてから、ダイヤフラムボスの軸部の軸線回りにダイヤフラム部材の小径凹部及び／または大径凹部を回動させつつダイヤフラム部材の小径凹部及び／または大径凹部をダイヤフラムボスに対して押し当てていくことにより、ダイヤフラム部材の不所望な変形をより確実に回避しながら、大径凹部に拡径部を嵌合させると共に小径凹部に軸部を嵌合させることができる。

【0039】

あるいは、本発明によれば、エア吸引力を利用してダイヤフラム部材を把持することにより、不所望な変形を回避しつつダイヤフラム部材を確実に把持することができ、更に、段差を利用してダイヤフラム部材に押し当て力を適用することができるため、ダイヤフラム部材の不所望な変形をより確実に回避しながら、大径凹部に拡径部を嵌合させると共に小径凹部に軸部を嵌合させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】本発明の一実施形態に係るロボットアーム装置の概略図である。

【図2】ダイヤフラム部材の一例の断面図である。

【図3】移動コアの一部であるダイヤフラムボスの一例の断面図である。

【図4】グランドの一例の断面図である。

【図5】図１のロボットアーム装置のエア吸引部の概略図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る方法を示すフローチャートである。

【図7】エア吸引部がダイヤフラムボスを含む移動コアを把持している状態を示す概略図である。

【図8】エア吸引部がダイヤフラム部材を把持している状態を示す概略図である。

【図9】ダイヤフラムボスに嵌合されたダイヤフラム部材を示す概略図である。

【図10】ダイヤフラム式電磁弁の概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0041】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

【0042】

図１は、本発明の一実施形態に係るロボットアーム装置の概略図であり、図２は、ダイヤフラム部材の一例の断面図であり、図３は、移動コアの一部であるダイヤフラムボスの一例の断面図であり、図４は、グランドの一例の断面図であり、図５は、図１のロボットアーム装置のエア吸引部の概略図である。

【0043】

図１に示すように、本実施形態のロボットアーム装置１０は、ダイヤフラム部材２０等をエア吸引力で把持可能なエア吸引部１と、エア吸引部１に接続され当該エア吸引部１の位置及び姿勢を変更するロボットアーム機構２と、ロボットアーム機構２を制御する制御部３と、を備えている。

【0044】

図２に示すように、本実施形態のダイヤフラム部材２０は、円柱状本体部（柱状本体部の一例）２３と、当該円柱状本体部２３の外周に環状に設けられた薄肉湾曲部２４と、薄肉湾曲部２４の更に外側に環状に設けられた厚肉外周部２５と、を有している。ダイヤフラム部材２０の材料は、例えばゴム（フッ素ゴム等）である。

【0045】

円柱状本体部２３には、移動コア５の一部であるダイヤフラムボス３０に対する取付表面側に小径凹部２２が設けられ、当該小径凹部２２の奥方に更に大径凹部２１が設けられている。また、円柱状本体部２３の取付表面側とは反対側の面は、バルブ封止面２６として仕上げられている。

【0046】

本実施形態の円柱状本体部２３は、高さ４．５ｍｍ、直径６ｍｍであり、薄肉湾曲部２４の外径は、１４．４ｍｍであり、薄肉湾曲部２４の厚み（高さ）は、概ね０．５ｍｍであり、厚肉外周部２５の外径は、１８．３ｍｍである。

【0047】

また、本実施形態の小径凹部２２は、高さ１ｍｍ、直径３ｍｍであり、大径凹部２１は、高さ２ｍｍ、直径５ｍｍである。

【0048】

次に、図３に示すように、本実施形態のダイヤフラムボス３０は、移動コア５の一部であって、小径凹部２２と嵌合可能な軸部３２と、当該軸部３２に接続され大径凹部２１と嵌合可能な拡径部３１と、を有している。ダイヤフラムボス３０の材料は、例えば磁性材料（電磁ステンレス鋼等）である。

【0049】

本実施形態の軸部３２は、長さ（高さ）３ｍｍ、直径３ｍｍであり、識別用のＶ字溝が設けられている。また、本実施形態の拡径部３１は、高さ２ｍｍ、直径５．１ｍｍである（大径凹部２１が弾性変形することで嵌合するようになっている）。

【0050】

更に、本実施形態では、図４に示すグランド４０と呼ばれる環状部材も用いられる。本実施形態のグランド４０は、外径１８．４ｍｍ、内径８．４ｍｍであり、下方垂下部４１は、長さ（高さ）２．４ｍｍ、外径１３ｍｍ、内径１１．８ｍｍであり、下方垂下部４１を除いたグランド４０の高さは、２．５５ｍｍである。

【0051】

一方、本実施形態のエア吸引部１は、図５に示すように、段差１ｓを介して高さ方向に連続する下方大径孔１ａと上方小径孔１ｂとを有している。上方小径孔１ｂは、更に、縦孔１ｃと横孔１ｄとを介して、不図示のエア吸引機構に接続されている。当該エア吸引機構の作用により、エア吸引部１は、下方大径孔１ａ及び／または上方小径孔１ｂに受容される物体を負圧によって把持することができるようになっている。エア吸引部１の材料は、把持対象物を傷つけることがないよう、例えば硬質樹脂（ナイロン等）が採用される。

【0052】

本実施形態の下方大径孔１ａは、長さ（高さ）２．４ｍｍ、直径６．２ｍｍであり、本実施形態の上方小径孔１ｂは、長さ（高さ）２．８ｍｍ、直径５．２ｍｍである。

【0053】

続いて、図６は、本発明の一実施形態に係る方法を示すフローチャートであり、図７は、エア吸引部１がダイヤフラムボス３０を含む移動コア５を把持している状態を示す概略図であり、図８は、エア吸引部１がダイヤフラム部材２０を把持している状態を示す概略図であり、図９は、ダイヤフラムボス３０に嵌合されたダイヤフラム部材２０を示す概略図である。

【0054】

本実施形態では、制御部３がロボットアーム機構２を制御して、エア吸引部１のエア吸引力を用いて、予めグランド４０が嵌合された移動コア５を把持する（ＳＴＥＰ０）。

【0055】

この時、図７に示すように、拡径部３１が概ね上方小径孔１ｂ内に受容されて、エア吸引機構がもたらす負圧が効果的に把持力として作用する。

【0056】

また、この時、エア吸引部１は、拡径部３１の軸部３２とは反対側の面に接触することなく、ダイヤフラムボス３０含む移動コア５を把持する。これにより、当該面を、ダイヤフラムボス３０の仕上げ後の状態のまま維持することができる。このため、ダイヤフラム部材２０とダイヤフラムボス３０との堅固な結合をより効果的にもたらすことができる。

【0057】

次に、本実施形態では、制御部３がロボットアーム機構２を制御して、エア吸引部１によって把持したダイヤフラムボス３０を含む移動コア５を、所定のエアチャック（不図示）にまで移動する。そして、エア吸引機構をＯＦＦにして、移動コア５を所定のエアチャックに引き渡す。当該エアチャックは、移動コア５を、軸部３２及び拡径部３１が上方側に露出するように固定する（ＳＴＥＰ１）。

【0058】

次に、本実施形態では、制御部３がロボットアーム機構２を制御して、エア吸引部１のエア吸引力を用いて、ダイヤフラム部材２０を把持する（ＳＴＥＰ２）。

【0059】

この時、図８に示すように、円柱状本体部１２３が概ね下方大径孔１ａ内に受容されて、エア吸引機構がもたらす負圧が効果的に把持力として作用する。

【0060】

また、この時、エア吸引部１は、バルブ封止面２６に接触することなく、ダイヤフラム部材２０を把持する。これにより、当該面を、ダイヤフラム部材２０の仕上げ後の状態のまま維持することができる。このため、ダイヤフラム弁としての所望の性能をより確実に実現することができる。

【0061】

次に、本実施形態では、制御部３がロボットアーム機構２を制御して、ダイヤフラムボス３０の軸部３２の軸線に対してダイヤフラム部材２０の円柱状本体部２３の軸線を傾斜させつつ（例えば傾斜角度１０°～３０°、好ましくは傾斜角度２０°）、ダイヤフラム部材２０の小径凹部２２及び／または大径凹部２１を、ダイヤフラムボス３０の拡径部３１に接触させる（ＳＴＥＰ３）。

【0062】

これに引き続いて、制御部３がロボットアーム機構２を制御して、ダイヤフラムボス３０の軸部３２の軸線回りにダイヤフラム部材２０の小径凹部２２及び／または大径凹部２１を回動させつつダイヤフラム部材２０の小径凹部２２及び／または大径凹部２１をダイヤフラムボス３０に対して押し当てていき（具体的には、例えば傾斜角度を次第に小さくしていく（例えば３／４回転程度の間に傾斜角度を０°にする））、大径凹部２１に拡径部３１を嵌合させると共に小径凹部２２に軸部３２を嵌合させる（ＳＴＥＰ４）。押し当てて行く際の力は、段差１ｓからダイヤフラム部材２０に与えられる。

【0063】

なお、本実施形態のＳＴＥＰ４では、エア吸引部１の位置制御が採用され、荷重フィードバック制御は行われない。

【0064】

本実施形態では、更にこれに引き続いて、制御部３がロボットアーム機構２を制御して、ダイヤフラムボス３０の軸部３２の軸線に対してダイヤフラム部材２０の円柱状本体部２３の軸線を一致させた状態で（傾斜角度が０°の状態で）、ダイヤフラム部材２０を当該軸線回りに往復回動させる（ＳＴＥＰ５）。往復回動は、例えば交互に、右回り略半周回、左回り略半周回、右回り略半周回、左回り略半周回、右回り略半周回、左回り略半周回、右回り略半周回、左回り略半周回、右回り略半周回、左回り略半周回、の合計１０半周回がなされる。

【0065】

ここで、本実施形態のＳＴＥＰ５では、荷重フィードバック制御が行われ、段差１ｓからダイヤフラム部材２０に与えられる力が、所定の値（例えば２０Ｎ～３０Ｎ、好ましくは２５Ｎ）に維持される。

【0066】

本実施形態では、更にこれに引き続いて、制御部３がロボットアーム機構２を制御して、ダイヤフラムボス３０の軸部３２の軸線に対してダイヤフラム部材２０の円柱状本体部２３の軸線を再び傾斜させ（例えば傾斜角度１０°～３０°、好ましくは傾斜角度２０°）、当該傾斜角度を維持しながら（そのような円錐面内で）ダイヤフラムボス３０の軸部３２の軸線回りにダイヤフラム部材２０を回動させる（ＳＴＥＰ６）。この回動は、例えば、右回り略５周回程度なされる。

【0067】

ここで、本実施形態のＳＴＥＰ６でも、荷重フィードバック制御が行われ、段差１ｓからダイヤフラム部材２０に与えられる力が、所定の値（例えば１０Ｎ～３０Ｎ、好ましくは２０Ｎ）に維持される。

【0068】

本実施形態では、更にこれに引き続いて、制御部３がロボットアーム機構２を制御して、ダイヤフラムボス３０の軸部３２の軸線に対してダイヤフラム部材２０の円柱状本体部２３の軸線を再び一致させた状態で（傾斜角度を０°に戻して）、ダイヤフラム部材２０を当該軸線回りに再び往復回動させる（ＳＴＥＰ７）。往復回動は、例えば交互に、右回り略半周回、左回り略半周回、右回り略半周回、左回り略半周回、右回り略半周回、左回り略半周回、の合計６半周回がなされる。

【0069】

ここで、本実施形態のＳＴＥＰ７でも、荷重フィードバック制御が行われ、段差１ｓからダイヤフラム部材２０に与えられる力が、所定の値（例えば２０Ｎ～３０Ｎ、好ましくは２５Ｎ）に維持される。

【0070】

以上のようにして互いに嵌合されたダイヤフラム部材２０及びダイヤフラムボス３０を、図９に示す。

【0071】

以上のような本実施形態のロボットアーム装置１０によれば、エア吸引力を利用してダイヤフラム部材２０を把持することにより、不所望な変形を回避しつつダイヤフラム部材２０を確実に把持することができる。

【0072】

更に、以上のような本実施形態のロボットアーム装置１０によれば、ダイヤフラムボス３０の軸部３２の軸線に対してダイヤフラム部材２０の円柱状本体部２３の軸線を傾斜させつつダイヤフラム部材２０の小径凹部２２及び／または大径凹部２１をダイヤフラムボス３０の拡径部３１に接触させてから、ダイヤフラムボス３０の軸部３２の軸線回りにダイヤフラム部材２０の小径凹部２２及び／または大径凹部２１を回動させつつダイヤフラム部材２０の小径凹部２２及び／または大径凹部２１をダイヤフラムボス３０に対して押し当てていくことにより（ＳＴＥＰ４）、ダイヤフラム部材２０の不所望な変形をより確実に回避しながら、大径凹部２１に拡径部３１を嵌合させると共に小径凹部２２に軸部３２を嵌合させることができる。

【0073】

また、以上のような本実施形態のロボットアーム装置１０によれば、ＳＴＥＰ４の後に、ダイヤフラムボス３０の軸部３２の軸線に対してダイヤフラム部材２０の円柱状本体部２３の軸線を一致させた状態で、ダイヤフラム部材２０を当該軸線回りに往復回動させるＳＴＥＰ５が実施される。これにより、拡径部３１の軸部３２とは反対側の面と大径凹部２１の奥方側の面とをしっかり密着させることができ、ダイヤフラム部材２０とダイヤフラムボス３０との結合をより堅固なものとすることができる。

【0074】

また、以上のような本実施形態のロボットアーム装置１０によれば、ＳＴＥＰ５の後に、ダイヤフラムボス３０の軸部３２の軸線に対してダイヤフラム部材２０の円柱状本体部２３の軸線を再び傾斜させ、当該傾斜角度を維持しながらダイヤフラムボス３０の軸部３２の軸線回りにダイヤフラム部材２０を回動させるＳＴＥＰ６が実施される。これにより、ＳＴＥＰ４及びＳＴＥＰ５による嵌合作業が十分に機能しなかった場合等において、より確実に、大径凹部２１に拡径部３１を嵌合させると共に小径凹部２２に軸部３２を嵌合させることができる。

【0075】

また、以上のような本実施形態のロボットアーム装置１０によれば、ＳＴＥＰ６の後に、ダイヤフラムボス３０の軸部３２の軸線に対してダイヤフラム部材２０の円柱状本体部２３の軸線を再び一致させた状態で、ダイヤフラム部材２０を当該軸線回りに往復回動させるＳＴＥＰ７が実施される。これにより、拡径部３１の軸部３２とは反対側の面と大径凹部２１の奥方側の面とをしっかり密着させることができ、ダイヤフラム部材２０とダイヤフラムボス３０との結合をより堅固なものとすることができる（ＳＴＥＰ５と略同様の効果である）。

【0076】

また、以上のような本実施形態のロボットアーム装置１０によれば、エア吸引部１が、バルブ封止面２６に接触することなく、ダイヤフラム部材２０を把持可能である。これにより、電磁弁の性能において重要なバルブ封止面２６を、より確実に、ダイヤフラム部材２０の仕上げ後の状態のまま維持することができる。

【0077】

また、以上のような本実施形態のロボットアーム装置１０によれば、エア吸引部１は、拡径部３１の軸部３２とは反対側の面に接触することなく、ダイヤフラムボス３０（を含む移動コア５）を把持可能である。これにより、ダイヤフラム部材２０とダイヤフラムボス３０との堅固な結合において重要なダイヤフラムボス３０の拡径部３１の軸部３２とは反対側の面を、より確実に、ダイヤフラムボス３０の仕上げ後の状態のまま維持することができる。

【0078】

また、以上のような本実施形態のロボットアーム装置１０によれば、段差１ｓを利用してダイヤフラム部材２０に押し当て力を適用することができるため、ダイヤフラム部材２０の不所望な変形をより確実に回避しながら、大径凹部２１に拡径部３１を嵌合させると共に小径凹部２２に軸部３２を嵌合させることができる。

【符号の説明】

【0079】

１ エア吸引部
１ａ 下方大径孔
１ｂ 上方小径孔
１ｃ 縦孔
１ｄ 横孔
１ｓ 段差
２ ロボットアーム機構
３ 制御部
５ 移動コア
１０ ロボットアーム装置
２０ ダイヤフラム部材
２１ 大径凹部
２２ 小径凹部
２３ 円柱状本体部
２４ 薄肉湾曲部
２５ 厚肉外周部
２６ バルブ封止面
３０ 移動コアの一部であるダイヤフラムボス
３１ 拡径部
３２ 軸部
４０ グランド
４１ 下方垂下部
１１０ 電磁弁本体部
１１０ａ 流路
１１０ｂ 流路
１１２ ダイヤフラム着座面
１２０ ダイヤフラム部材
１２１ 大径凹部
１２２ 小径凹部
１２３ 円柱状本体部
１２４ 薄肉湾曲部
１２５ 厚肉外周部
１３０ 移動コアの一部であるダイヤフラムボス
１３１ 拡径部
１３２ 軸部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】