JP2006070858A - 組付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 短時間に隙間値を目標クリアランスに正確に調整可能な組付け装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 シリンダ部材Ｗａの円筒穴Ｗａ１の内周面の位置のうちの特定部位Ｗａ２に対して遠方側の軸受部材Ｗｂの内周面の位置Ｕ１と該特定部位Ｗａ２との間の第１内周面間距離Ｄを移動中に測定し、この第１内周面間距離Ｄと偏心部材Ｗｃの外周面間最大距離Ｃから隙間値Ｓを求め、この隙間値Ｓと目標クリアランスとの差の減少に基づいて、軸受部材Ｗｂをシリンダ部材Ｗａに対して相対移動速度を減少しながら移動する。この結果、前記隙間値と目標クリアランスとの差が大きい状態では、シリンダ部材と軸受部材の相対移動を速い速度で効率的に移動することができる。隙間値Ｓと目標クリアランスとの差が小さい状態では、隙間値Ｓを目標クリアランスに高精度に到達させることができる。
【選択図】 図９

Description

本発明は、軸部と該軸部に対して偏心した円筒部を有する偏心部材と、偏心部材の円筒部が嵌合する円筒穴を有するシリンダ部材と、偏心部材をシリンダ部材の軸方向外側で軸受けする軸受部材とを組付ける組付け装置に関する。

一般に、空調機等に用いられるコンプレッサとして例えば、特許文献１に記載されるロータリコンプレッサが知られている。

このロータリコンプレッサは、特許文献１の第１図に示されるようにロータシャフト（偏心部材）（１０）の回転中心から偏心したロータ部（円筒部）（１１）がシリンダ部材（１）に形成されたシリンダボア（円筒穴）（２）に嵌合し、ロータシャフト（１０）のロータ部（１１）がシリンダボア（２）内で回転することにより、吸入孔（３）から冷媒ガスを吸入し、圧縮して吐出孔（４）から吐出するように作動する。

ところで、特許文献１に記載されるように、ロータリコンプレッサでは、特許文献１の第１図に示される如く、シリンダボア（２）の内周面とロータ部（１１）との間の最小間隙部分（シール部分）の隙間値（Ｓ）を吸入工程側で広く、圧縮工程側で狭くなるようにシリンダボア（２）の中心軸線（１３）とロータシャフト（１０）の中心（１２）とを偏心させることで、圧縮効率を向上できることが知られている。

従来では、シリンダ部材（１）とロータシャフト（１０）を軸承する軸受部材との位置関係を調整し、シリンダボア（２）の内周面の圧縮工程側の特定部位、（例えば、シリンダボア（２）の吐出孔（４）が形成された位置）とロータ部（１１）との間の最小間隙部分（シール部分）の隙間値（Ｓ）が目標クリアランスとなるように組付けていた。

このため、図１０に示すように、シリンダ部材（１）とロータシャフト（１０）を軸承する軸受部材（１４）の位置関係の調整は、組付け装置を用いて以下のように行われる。

１．シリンダ部材（１）をシリンダ取付装置（１５）に固定し、シリンダ部材（１）と軸受部材（１４）とを重ね合わせて仮組付けする。

２．ロータシャフト（１０）の軸部（１６）の外周面とロータ部（１１）の外周面との外周面間最大距離（Ｄ）を測定する。

３．シリンダ部材（１）のシリンダボア（２）の内周面の特定部位（例えば、シリンダボア（２）の吐出孔（４）が形成された位置）とシリンダボア（２）の中心とを結ぶ線分と交差する軸受部材（１４）の内周面の位置のうちの特定部位に対して遠方側の内周面の位置と特定部位との間の距離（Ｃ）を測定する。

４．ロータシャフト（１０）の外周面間最大距離（Ｄ）と距離（Ｃ）との減算によって隙間値（Ｓ）を演算し、隙間値（Ｓ）が目標クリアランスとなるように軸受部材（１４）をシリンダ部材（１）に対して移動した後、軸受部材（１４）とシリンダ部材（１）の位置関係を固定する。
特開昭５５−１４２７８号公報（第１頁左欄３４行目から右欄１３行目、図１）

軸受部材（１４）をシリンダ部材（１）に対して移動する場合に、軸受部材（１４）をテーブルに固定し、モータを用いた送り装置によってテーブルを移動することによって行われる。

この場合、モータには、最初に軸受部材（１４）をシリンダ部材（１）が仮組付けされたときに測定された隙間値（Ｓ）と目標クリアランスの差分の値が指令されてテーブルが移動される。

ところが、軸受部材（１４）は送り装置のガタやテーブルの剛性などで必ずしも当初の狙い値どおり移動せず、指令された差分値の移動完了後に隙間値（Ｓ）を再測定しても目標クリアランスにはなっておらず、再組付けを行うことが必要となり、組付けに長時間を要する問題があった。

本発明は、上記した従来の問題点を解決するためになされたもので、短時間に隙間値（Ｓ）を目標クリアランスに正確に調整可能な組付け装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、図９に示すように、軸部Ｗｃ１と該軸部Ｗｃ１に対して偏心した円筒部Ｗｃ２を有する偏心部材Ｗｃと、偏心部材Ｗｃの円筒部Ｗｃ２が嵌合する円筒穴Ｗａ１を有するシリンダ部材Ｗａと、偏心部材Ｗｃをシリンダ部材Ｗａの軸方向外側で軸受けする軸受部材とを組付ける組付け装置において、軸受部材を把持する軸受把持装置と、円筒穴Ｗａ１の内周面の特定部位Ｗａ２と円筒穴Ｗａ１の中心Ｏとを結ぶ線分が第１軸線方向（Ｘ）に向くようにシリンダ部材Ｗａを位置決め固定するシリンダ取付装置と、シリンダ取付装置と軸受把持装置を第１軸線（Ｘ）方向に相対移動する主送り装置と、第１軸線（Ｘ）と交差する軸受部材の軸受穴Ｗｂ１の内周面の位置のうちの特定部位Ｗａ２に対して遠方側の内周面の位置Ｕ１と特定部位Ｗａ２との間の第１内周面間距離Ｃを測定する第１測定手段と、偏心部材Ｗｃの軸部Ｗｃ１の外周面Ｐ２と円筒部Ｗｃ２の外周面Ｐ１との外周面間最大距離Ｄと第１内周面間距離Ｃとの減算によって隙間値Ｓを演算し、隙間値Ｓが目標クリアランスとなるようにシリンダ取付装置と軸受把持装置とを主送り装置によって第１軸線（Ｘ）方向に相対移動させるとともに、相対移動中に隙間値Ｓを演算して隙間値Ｓと目標クリアランスとの差の減少に基づいて相対移動速度を減少させ、隙間値Ｓが目標クリアランスに到達したとき相対移動を停止させる送り制御手段とを備えたことである。

また、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、シリンダ取付装置と軸受把持装置を第１軸線（Ｘ）と直交する第２軸線（Ｙ）方向に相対移動する副送り装置と、第１軸線（Ｘ）を境にして一方側で前記第２軸線（Ｙ）と交差する円筒穴Ｗａ１の内周面の位置Ｐ２４と、第１軸線（Ｘ）を境にして他方側で前記第２軸線（Ｙ）と交差する軸受穴Ｗｂ１の内周面の位置Ｐ２２との間の第２内周面間距離Ａを測定する第２測定手段と、前記第１軸線（Ｘ）を境にして一方側で前記第２軸線（Ｙ）と交差する前記軸受穴Ｗｂ１の内周面の位置Ｐ２３と、前記第１軸線（Ｘ）を境にして他方側で前記第２軸線（Ｙ）と交差する前記円筒穴Ｗａ１の内周面の位置Ｐ２１との間の第３内周面間距離Ｂを測定する第３測定手段とを備え、送り制御手段は、副送り装置を作動して第２内周面間距離Ａと第３内周面間距離Ｂが等しくなるように、シリンダ取付装置と軸受把持装置を第２軸線（Ｙ）方向に相対移動する手段を備えたことである。

また、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、送り制御手段が、第２内周面間距離Ａと第３内周面間距離Ｂとの差の減少に基づいて相対移動速度を減少させ、第２内周面間距離Ａと第３内周面間距離Ｂの差が等しくなったとき相対移動を停止させる手段を備えたことである。

なお、外周面間最大距離Ｄ、第１内周面間距離Ｃ、第２内周面間距離Ａ、第３内周面間距離Ｂおよび隙間値Ｓは、第１軸線および第２軸線を含む平面内において測定または演算される距離である。

上記のように構成した請求項１の発明によれば、第１測定手段は、シリンダ部材の円筒穴の内周面の特定部位と円筒穴の中心とを結ぶ線分（第１軸線）と交差する軸受部材の軸受穴の内周面の位置のうちの前記特定部位に対して遠方側の内周面の位置と特定部位との間の第１内周面間距離を測定し、送り制御手段は、偏心部材の軸部外周面と円筒部外周面の間の外周面間最大距離と、第１測定手段によって測定される第１内周面間距離との減算によって隙間値を求め、この隙間値が目標クリアランスになるようにシリンダ部材と軸受部材とを前記第１軸線に相対移動させる。このとき、送り制御手段は、前記隙間値と目標クリアランスとの差の減少に基づいて、相対移動速度を減少しながらシリンダ部材と軸受部材とを相対移動させる。この結果、前記隙間値と目標クリアランスとの差が大きい状態では、シリンダ部材と軸受部材の相対移動を速い速度で効率的に移動することができるとともに、前記隙間値と目標クリアランスとの差が小さい状態では、前記隙間値を目標クリアランスに高精度に到達させることができる。

上記のように構成した請求項２の発明によれば、第２内周面間距離と第３内周面間距離が等しくなるようにシリンダ部材および軸受部材を前記第１軸線と直交する第２軸線方向に相対移動することにより、前記第１軸線上に軸受部材の軸受穴の中心に位置決めできるので、前記隙間値を正確に目標クリアランスに調整することができる。

上記のように構成した請求項３の発明によれば、第２内周面間距離と第３内周面間距離が等しくなるようシリンダ部材および軸受部材を第２軸線方向に相対移動するとき、第２内周面間距離と第３内周面間距離の差が大きい状態では、シリンダ部材と軸受部材の相対移動を速い速度で効率的に移動することができるとともに、前記第２内周面間距離と第３内周面間距離と差が小さい状態では、シリンダ部材と軸受部材を第２内周面間距離と第３内周面間距離が等しくなる位置に高精度に相対移動することができる。

組付け装置は、図１に示すように、調心装置２０および偏心部材測定装置８０とを備えている。調心装置２０は、方形形状の上部支持板２１と下部支持板２２を備え、上部支持板２１と下部支持板２２は、一対の支柱２３により連結されている。

図２、３に示すように、下部支持板２２中央の上面には、位置決めピンＰを有する台座２４が固定されている。台座２４の上面には、大径円柱状の大径測定ヘッド２５が固定され、この大径測定ヘッド２５上に小径円柱状の小径測定ヘッド２６が同軸に固定されている。台座２４上には、円筒穴Ｗａ１が形成されたシリンダ部材Ｗａおよび軸受穴Ｗｂ１が形成された軸受部材Ｗｂが載置されている。これらシリンダ部材Ｗａおよび軸受部材Ｗｂは、台座２４上において大径測定ヘッド２５にジリンダ部材Ｗａの円筒穴Ｗａ１が遊挿され、同様にシリンダ部材Ｗａ上において、小径測定ヘッド２６に軸受部材Ｗｂの軸受穴Ｗｂ１が遊挿されて載置される。シリンダ部材Ｗａは、位置決めピンＰと係合して、図３に示す内周穴Ｗａ１の内周面の特定部位Ｗａ２と内周穴Ｗａ１の中心とを結ぶ線分が第１軸線であるＸ軸線方向と一致するように位相方向の位置決めがなされる。

Ｘ軸線および、このＸ軸線と直交するＹ軸線とそれぞれ交差する大径測定ヘッド２５および小径測定ヘッド２６の外周面位置には、それぞれ後述するエアゲージ９１のエア穴Ｘ１〜Ｘ４、Ｙ１〜Ｙ２が形成されている。このエア穴Ｘ１〜Ｘ４、Ｙ１〜Ｙ２は、エアを噴出し、大径測定ヘッド２５に挿入されたシリンダ部材Ｗａの内周穴Ｗａ１までの隙間および、小径測定ヘッド２６に挿入された軸受部材Ｗｂの軸受穴Ｗｂ１までの隙間に応じてエアの噴射圧力が変化することを利用し、大径測定ヘッド２５の外周面と内周穴Ｗａ１の内周面の隙間、および小径測定ヘッド２６の外周面から軸受穴Ｗｂ１の隙間を測定可能にしている。

各エア穴Ｘ１〜Ｘ４、Ｙ１〜Ｙ２は、大径測定ヘッド２５および小径測定ヘッド２６の中心Ｏを挟んでそれぞれ対向する大径測定ヘッド２５および小径測定ヘッド２６の外周面に形成されたエア穴同士が接続されている。すなわち、内周穴Ｗａ１の内周面の特定部位Ｗａ２と対向して大径測定ヘッド２５の外周に形成されたエア穴Ｘ１は、小径測定ヘッド２６のエア穴Ｘ２と接続され、大径測定ヘッド２５のエア穴Ｘ３は、小径測定ヘッド２６のエア穴Ｘ４と接続されている。同様に大径測定ヘッド２５のエア穴Ｙ１は、小径測定ヘッドのエア穴Ｙ２と接続され、大径測定ヘッド２５のエア穴Ｙ３は、小径測定ヘッドのエア穴Ｙ４と接続されている。

これにより、エア穴Ｘ１−Ｘ２のエア圧を検出することにより、図９に示すＸ軸線と交差する軸受部材Ｗｂの軸受穴Ｗｂ１の内周面の位置うちの特定部位Ｗａ２に対して遠方側の位置Ｕ１と特定部位Ｗａ２との間の第１内周面距離Ｃが測定される。同様に、エア穴Ｙ１−Ｙ２のエア圧を検出することにより、Ｘ軸線を境にして一方側でＹ軸線と交差する円筒穴Ｗａ１の内周面の位置Ｐ２４と、Ｘ軸線を境にして他方側でＹ軸線と交差する軸受穴Ｗｂ１の内周面の位置Ｐ２２との間の第２内周面間距離Ａが測定される。

さらに、エア穴Ｙ３−Ｙ４のエア圧を検出することにより、Ｘ軸線を境にして一方側でＹ軸線と交差する軸受穴Ｗｂ１の内周面の位置Ｐ２３と、Ｘ軸線を境にして他方側でＹ軸線と交差する円筒穴Ｗａ１の内周面の位置Ｐ２１との間の第３内周面間距離Ｂが測定される。エアゲージ９１は、これらエア穴Ｘ１−Ｘ２、Ｙ１−Ｙ２およびエア穴Ｙ３−Ｙ４のエア圧を換算して第１内周面距離Ｃ、第２内周面間距離Ａおよび第３内周面間距離Ｂを求める。なお第１内周面間距離Ｃ、第２内周面間距離Ａ、第３内周面間距離Ｂおよび、後述する外周面間最大距離Ｄおよび隙間値Ｓは、Ｘ軸線およびＹ軸線を含む平面内において測定または演算される距離である。

前記下部支持板２２上面には、台座２４を挟んで両側に一対のクランプ装置２７が設けられている。このクランプ装置２７は、図略のアクチュエータによって回転される回転軸２７ａの一端に取り付けられたクランプ板２７ｂが、図３に示すようにシリンダ部材Ｗａの上面側のクランプ位置と、一点鎖線で示すシリンダ部材Ｗａの外側のアンクランプ位置との間で旋回し、クランプ位置においてシリンダ部材Ｗａが台座２４に押し付けられることにより、シリンダ部材Ｗａを台座に固定する。

下部支持板２２上には、略方形状のＸＹテーブル２８が３個のテーブル支持機構２９を介して配置されている。テーブル支持機構２９は、図４に示すように下部支持板２２に固定された円柱上の保持ブロック３０の上面に回転可能に複数のボール３１が保持され、ＸＹテーブル２８がボール３１によって支持される。ＸＹテーブル２８は、テーブル支持機構２９のボール３１の転動によって下部支持板２２上をＸ軸線方向およびＸ軸線と直交するＹ軸線方向（第２軸線方向）に自在に移動可能にされる。

下部支持板２２上のＸＹテーブル２８の側方には、図３に示すように、ＸＹテーブル２８をＸ軸線方向に移動する主送り装置３２およびＹ軸線方向に移動する副送り装置３３が配置されている。主送り装置３２は、Ｘ軸線と交差するＸＹテーブル２８の一辺Ｌ１沿って延在するテーパ部材３４と、このテーパ部材３４をＸＹテーブル２８の一辺Ｌ１に沿って移動させるＸ軸送りモータ３５、およびＸＹテーブル押圧機構３６を備えている。テーパ部材３４は、四角柱状を成し、ＸＹテーブル２８の一辺Ｌ１と対向する側面３４ａの中央部にテーパ面３４ｃ１が形成されている。また、側面３４ａと逆側の側面３４ｂは、ＸＹテーブル２８の一辺Ｌ１と平行に形成されている。テーパ部材３４は下面を下部支持板２２に載置された図略のローラ部材により長手方向に移動可能に支承され、上面を側面３４ａ側で下部支持板２２から垂直に立設された側壁部材３８に保持されたローラ部材３９に長手方向に移動可能に支承されている。ＸＹテーブル２８の一辺Ｌ１には、テーパ部材３４のテーパ面３４ａ１と当接し、テーパ部材３４を長手方向に移動可能に支承するローラ部材４０が設けられている。側壁部材３８にはテーパ部材３４の側面３４ｂと当接し、テーパ部材３４を長手方向に移動可能に支承するローラ部材４１が設けられている。

テーパ部材３４の長手方向の一端面にはナット穴４２が穿設され、ナット穴４２の開口にはナット部材４３が固着されている。ナット部材４３は、Ｘ軸送りモータ３５の回転軸に取り付けられた送りネジ４４に螺合し、Ｘ軸送りモータ３５が回転することによってテーパ部材３４が長手方向に移動される。

ＸＹテーブル押圧機構３６は、ＸＹテーブル２８の一辺Ｌ１とは逆側でＹ軸線と交差する他辺Ｌ２からＸＹテーブル２８をテーパ部材３４側に押圧する機構であって、下部支持板２２から立設されたフランジ部４５にコイルばね４６の一端が保持され、コイルばね４６の他端がＸＹテーブルの他辺Ｌ２に穿設されたばね穴４７に保持されている。コイルばね４６は、ローラ部材４０を介してＸＹテーブル２８をテーパ部材３４に押し付けている。主送り装置３２は、Ｘ軸送りモータ３５がテーパ部材３４を長手方向に移動し、このテーパ部材３４の移動により側面３４ａのテーパ面３４ａ１とローラ部材４０の当接点を変化させ、このテーパ面３４ａ１とローラ部材４０の当接点が変化により、ＸＹテーブル２８がテーパ面３４ａ１の傾斜に応じてＸ軸線方向に移動される。

副送り装置３３は、Ｙ軸線と交差するＸＹテーブル２８の一辺Ｌ３沿って延在するテーパ部材４７と、このテーパ部材４７を前記ＸＹテーブル２８の一辺Ｌ３に沿って移動させるＹ軸送りモータ４８、およびＸＹテーブル押圧機構４９を備えている。テーパ部材４７は、四角柱状を成し、ＸＹテーブル２８の一辺Ｌ３と対向する側面４７ａの中央部にＸＹテーブル２８の一辺Ｌ３と平行な平行面４７ａ３が形成され、側面４７ａの平行面４７ａ３の長手方向両側には、同一方向に傾斜するテーパ面４７ａ１、４７ａ２が形成されている。また、側面４７ａと逆側の側面４７ｂにもＸＹテーブル２８の一辺Ｌ３と平行な平行面４７ｂ３が形成され、平行面４７ｂ３の長手方向両側には、側面４７ａのテーパ面４７ａ１、４７ａ２とは傾斜が逆で、同一方向に傾斜するテーパ面４７ｂ１、４７ｂ２が形成されている。

テーパ部材４７は、下面を下部支持板２２に載置された図略のローラ部材により長手方向に移動可能に支承され、上面を側面４７ａ側に下部支持板２２から垂直に立設された側壁部材５１に保持されたローラ部材５２に長手方向に移動可能に支承されている。ＸＹテーブル２８の一辺Ｌ３には、テーパ部材４７のテーパ面４７ａ１、４７ａ２と当接し、テーパ部材４７を長手方向に移動可能に支承する一対のローラ部材５３が設けられている。側壁部材５１にはテーパ部材４７のテーパ面４７ｂ１、４７ｂ２と当接し、テーパ部材４７を長手方向に移動可能に支承する一対のローラ部材５４が設けられている。

テーパ部材４７の長手方向の一端面にはナット穴５５が穿設され、ナット穴５５の開口にはナット部材５６が固着されている。ナット部材５６は、Ｙ軸送りモータ４８の回転軸に取り付けられた送りネジ５７に螺合し、Ｘ軸送りモータ４８が回転することによってテーパ部材４７が長手方向に移動される。

ＸＹテーブル押圧機構４９は、ＸＹテーブル２８の一辺Ｌ３とは逆側でＸ軸線と交差する他辺Ｌ４からＸＹテーブル２８をテーパ部材４７側に押圧する一対の機構であって、下部支持板２２から立設されたフランジ部５８にコイルばね５９の一端を保持させ、コイルばね５９の他端をＸＹテーブル２８の他辺Ｌ４に穿設されたばね穴６０に保持させ、コイルばね５９の押圧力によってローラ部材５３を介してＸＹテーブル２８をテーパ部材４７に押し付けている。

この副送り装置３３により、Ｙ軸送りモータ４８がテーパ部材４７を長手方向に移動し、このテーパ部材４７の移動により両側面４７ａ、４７ｂのテーパ面４７ａ１、４７ａ２、４７ｂ１、４７ｂ２とローラ部材５３の当接点が変化する。このテーパ面４７ａ１、４７ａ２、４７ｂ１、４７ｂ２とローラ部材５３の当接点の変化により、ＸＹテーブル２８がテーパ面４７ａ１、４７ａ２、４７ｂ１、４７ｂ２の傾斜に応じて移動される。

このように主送り装置３２と副送り装置３３をテーパ部材３４、４７を用いた送り装置とすることで、ＸＹテーブル２８の微小送りを可能にして送り精度を向上させている。

ＸＹテーブル２８には略長方形の開口部６１が形成され、この開口部６１には台座２４、大径測定ヘッド２５および小径測定ヘッド２６が突出している。開口部６１を挟んでＸＹテーブル２８上のＸ軸線方向の両側には、軸受把持装置を構成する主把持機構６２と副把持機構６３が配置されている。

主把持機構６３は、Ｖブロック６４と、このＶブロック６４を移動する主油圧シリンダ６５を備えている。Ｖブロック６４には軸受部材Ｗｂの外周面に当接するＶ字状のＶ字面が形成され、Ｖブロック６４は案内ブロック６６に固定されている。案内ブロック６６は、ＸＹテーブル２８上にＸ軸線と平行に延設された一対の案内レール５０に摺動自在に案内支持され、ＸＹテーブル２８に配置された主油圧シリンダ６５のピストンロッド６５ａが連結されている。副把持機構６３は、軸受部材Ｗｂの外周面に当接する押圧片６７と、この押圧片６７をＸ軸線方向に移動する副油圧シリンダ６８を備えている。副油圧シリンダ６８は、主油圧シリンダ６５に比べて押圧力が若干小さく設定されている。このため、主油圧シリンダ６５と副油圧シリンダ６８を作動させ、Ｖブロック６４および押圧片６７により軸受部材Ｗｂの外周面を把持する際は、Ｖブロック６４のＶ字面６４ａが軸受部材Ｗｂの外周面に押付けられて主油圧シリンダ６８のピストンロッド６５ａが前進端まで前進する位置まで軸受部材Ｗｂを移動するのに対し、押圧片６７は軸受部材Ｗｂの外周面に当接したのち、Ｖブロック６４の押圧力に追従して軸受部材Ｗｂの外周面を保持する。

前記一対の支柱２３には、それぞれ案内レール６９ａ、６９ｂが支柱２３の長手方向に延設され、この各案内レール６９ａ、６９ｂには、それぞれ案内ブロック７０ａ、７０ｂが摺動可能に案内されている。案内ブロック７０ａ、７０ｂ間には、昇降板７１が装架され、この昇降板７１は、上部支持板２１との間に懸架された図略のボールネジを昇降モータによって回転することにより、上部支持板２１と下部支持板２２の間を移動される。昇降板７１には固定手段であるクランプハンド機構７２とねじ締め機構７３が配置されている。クランプハンド機構７２は、小径測定ヘッド２６の中心と同軸的に垂直に支持されたクランプロッド７４下端の頭部に、一対のクランプ爪７５ａ、７５ｂを有するクランプハンド７５が装着されている。昇降板７１の下降端において、一対のクランプ爪７５ａ，７５ｂは、シリンダ部材Ｗａおよび軸受部材Ｗｂにそれぞれ当接し、両者の位置関係を一時的に固定する。また、ねじ締め機構７３は、シリンダ部材Ｗａと軸受部材Ｗｂの位置関係を固定する締め付けねじＷｄを締め付ける複数のねじ締めロッド７６（図１では２本のみ図示）がクランプロッド７４と平行に設けられ、その上端にはトルクリミッタ付きのねじ締めモータ７７がそれぞれ装着され、下端には締め付けねじＷｄを締め付けるための締め付けナット７８が取り付けられている。

一方、偏心部材測定装置８０は、偏心部材Ｗｃの軸部Ｗｃ１を保持するＶヤゲン８１と、Ｖヤゲン８１上で軸部Ｗｃ１に当接する摩擦車８２、および偏心部材Ｗｃの円筒部Ｗｃ２の外周に接触する外周測定器８３を備えている。

Ｖヤゲン８１は、下部支持板２２から延在された副支持板２２ａ上に固定された測定台８４に載置され、一対のＶブロックより構成される。Ｖヤゲン８１には、それぞれ偏心部材Ｗｃの円筒部Ｗｃ２の両側に形成された軸部Ｗｃ１が載置される。摩擦車８２はモータにより回転され、Ｖヤゲン８１上で偏心部材Ｗｃを回転させる。外周測定器８３は、偏心部材Ｗｃの回転中に円筒部Ｗｃ２の外周の位置を測定し、軸部Ｗｃ１の外周面と円筒部Ｗｃ２の外周面の間の距離を検出する。

図６に示すように、外周測定器８３は信号処理装置９０に接続されている。信号処理装置９０には、外周測定器８３のほかにエアゲージ９１、およびシーケンスコントローラ９２が接続されている。信号演算処理部９０は、主として、外周測定器８３およびエアゲージ９１からの入力信号を増幅する増幅器９２ａ、９２ｂ、増幅器９２ａ、９２ｂからのアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器９３ａ、９３ｂ、Ａ／Ｄ変換器９３ａ、９３ｂのデジタル信号をインタフェース（ＩＦ）９４を介して入力し、軸部Ｗｃ１の外周面と円筒部Ｗｃ２の外周面の間の最大外周面間距離Ｄ、第１内周面間距離Ｃ、第２内周面間距離Ａおよび第３内周面間距離Ｂ等の各種演算処理を行うＣＰＵ９５および制御プログラムおよび各種データを記憶したメモリ９６とから構成されている。シーケンスコントローラ９２は、主として、ＣＰＵ９７および制御プログラムおよび目標クリアランスを始めとする各種データを記憶したメモリ９８とから構成されている。シーケンスコントローラ９２には、Ｘ軸送りモータ３５およびＹ軸モータ送りモータ４８が接続され、信号処理装置９０によって演算された演算結果に基づいてＸ軸送りモータ３５、Ｙ軸モータ送りモータ４８を制御する。また、シーケンスコントローラ９２には、又、各種データの入力、動作の開始等を指示する操作盤９９と測定結果等を表示する表示器１００とが接続されている。

次に、信号演算処理部９０およびシーケンスコントローラ９２による組付け装置の動作を主に図７のフローチャートに基づき、図１から図６および図８、図９を参照して説明する。

締め付けねじＷｄを仮締めして仮組立されたシリンダ部材Ｗａ、軸受部材Ｗｂは小径測定ヘッド２５および大径測定ヘッド２６に嵌め込まれ、位置決めピンＰによりシリンダ部材Ｗａの特定部位Ｗａ２がＸ軸線と一致するように、下部支持板２２の台座２４上に作業者によって載置される。偏心部材ＷｃはＶヤゲン８１上に作業者によって載置される。このときシリンダ部材Ｗａおよび軸受部材Ｗｂは、締め付けねじＷｄで仮固定さる。この仮組立状態では締め付けねじＷｄによる締め付けは緩く、シリンダ部材Ｗａと軸受部材Ｗｂは、摺動可能に当接されている。

この状態で、作業者の操作により操作盤９９から開始指令が与えられると、図７のフローチャートが実行される。図７のフローチャートに示すようにステップＳ１では、シーケンスコントローラ９２は、クランプ装置２７を作動させ、シリンダ部材Ｗａを台座２４に固定する。次にステップＳ２では、主把持機構６２および副把持機構６３の主油圧シリンダ６５および副油圧シリンダ６８が作動される。これによって軸受部材Ｗｂの外周面にＶブロック６４および当接片６７が当接し、軸受部材Ｗｂがシリンダ部材Ｗａ上で位置決め固定される。

ステップＳ１およびステップＳ２において、シリンダ部材Ｗａおよび軸受部材Ｗｂがそれぞれ位置決め固定されると、ステップＳ３に移行してシーケンスコントローラ９２は、偏心部材測定装置５０の摩擦車８２を回転させて偏心部材ＷｃをＶヤゲン上で回転させる。続いてステップＳ４において信号処理装置９０に対して動作開始を指令し、ステップＳ５において信号処理装置９０から外周面間最大距離Ｄが出力されるまで待機する。

一方、信号処理装置９０は動作開始指令を受けると、ステップＳ３０において、外周測定器８３から出力される円筒部Ｗｃ２の外周の位置信号を偏心部材Ｗｃが１回転するのに十分な期間について連続的に取り込み、ステップＳ３１においてステップＳ３０で取り込んだ円筒部Ｗｃ２の外周の位置信号の中で最も最大の値を外周面間最大距離Ｄとしてシーケンスコントローラ９２に出力する。そして、信号処理装置９０は、エアゲージ９１から出力される第１内周面距離Ｃ、第２内周面間距離Ａおよび第３内周面間距離Ｂを順次取り込み、メモリ９６の所定の領域に取り込む（Ｓ３２）。

ステップＳ３３では、信号処理装置９０は、シーケンスコントローラ９２から動作終了指令が出力されたか否かを判定し、動作終了指令が出力されていれば動作を終了し、動作終了指令が出力されていなければステップＳ３２に戻る。このステップＳ３２、Ｓ３３によって信号処理装置９０は、シーケンスコントローラ９２から動作終了指令が出力されるまで、順次繰り返して第１内周面距離Ｃ、第２内周面間距離Ａおよび第３内周面間距離Ｂをメモリ９６の所定領域に更新し続ける。

シーケンスコントローラ９２は、ステップＳ５において信号処理装置９０から外周面間最大距離Ｄが入力されると、ステップＳ６に移行する。ステップＳ６に移行すると、シーケンスコントローラ９２は、偏心部材測定装置５０の摩擦車８２の回転を停止し、ステップＳ７に移行する。ステップＳ７では、信号処理装置９０のメモリ９６から第１内周面距離Ｃ、第２内周面間距離Ａおよび第３内周面間距離Ｂを取り込む。

第１内周面距離Ｃ、第２内周面間距離Ａおよび第３内周面間距離Ｂが取り込まれると、シーケンスコントローラ９２は、ステップＳ８において、第２内周面間距離Ａと第３内周面間距離Ｂの差を演算し、ステップＳ９のＹ軸送り制御における送り速度の決定ステップに移行する。

ここで、Ｙ軸送り制御における送り速度の決定方法ついて詳述する。Ｙ軸送り制御は、第２内周面間距離Ａと第３内周面間距離Ｂを等しくするために、ＸＹテーブル２８のＹ軸方向の送り速度を制御するものであり、シーケンスコントローラ９２のメモリ９８に予め記憶された第２内周面間距離Ａと第３内周面間距離Ｂの差に基づいて決定された各領域における送り速度を第２内周面間距離Ａと第３内周面間距離Ｂの差に基づいて読み出すことによって達成される。

図８に示すように、第２内周面間距離Ａと第３内周面間距離Ｂが等しくなる値を中心として隙第２内周面間距離Ａおよび第３内周面間距離Ｂが採り得る値を複数の領域に分ける。例えば、図８に示すように第２内周面間距離Ａと第３内周面間距離Ｂがほぼ等しい値と見なせる領域をＯＫ領域と設定し、このＯＫ領域の両側に±ＯＫを設定し、この±ＯＫ領域の外側に±ＮＧ領域を設定し、さらに±ＮＧの外側に±±ＮＧ領域を設定する。

そして、この設定されたＯＫ領域の送り速度を零（送り停止）、±ＯＫ領域の送り速度を低速度、±ＮＧ領域の送り速度を中速度、±±ＮＧ領域を高速度とし、各領域と送り速度を関連付けてシーケンスコントローラ９２のメモリ９８に記憶させておく。これにより、第２内周面間距離Ａと第３内周面間距離Ｂの差がどの領域に含まれるかを判定し、例えば、第２内周面間距離Ａと第３内周面間距離Ｂの差が+ＯＫ領域に含まれれば、低速度が読み出され、第２内周面間距離Ａと第３内周面間距離Ｂの差が−ＮＧ領域に含まれれば、中速度が読み出されることになる。従って、ステップＳ９では、ステップＳ８で演算された第２内周面間距離Ａと第３内周面間距離Ｂの差がどの領域に含まれるかを判定し、この判定結果に基づいて関連付けされた送り速度をメモリ９４から読み出すことによってＹ軸方向の送り速度が決定される。なお、送り速度を決定するための領域は、さらに複数に分割して設定してもよい。

ステップＳ９においてＹ軸送り制御における送り速度が決定されると、シーケンスコントローラ９２は、ステップＳ１０において、隙間値Ｓと目標クリアランスの差がＯＫ領域に含まれるか否かを判定し、隙間値Ｓと目標クリアランスの差がＯＫ領域に含まれない場合は、ステップＳ１１に進み、隙間値Ｓと目標クリアランスの差がＯＫ領域内に含まれる場合は、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１１では、ステップＳ８での演算の結果、第２内周面間距離Ａと第３内周面間距離Ｂの差が負の値であるか否かを判定し、負の値であればステップＳ１３に進み、正の値であればステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、第３内周面間距離Ｂを減少させるとともに、第２内周面間距離Ａを増大させるべく（図３においてＹ軸＋方向にＸＹテーブルを移動させるべく）、ステップＳ９で求めた移動速度で微小量だけ移動するようＹ軸送りモータ４８に移動指令を与え、ステップＳ１４に移行する。また、ステップＳ１３では、第２内周面間距離Ａを減少させるとともに、第３内周面間距離Ｂを増大させるべく（図３においてＹ軸−方向にＸＹテーブルを移動させるべく）、ステップＳ９で求めた移動速度で微小量だけ移動するようＹ軸送りモータ４８に移動指令を与え、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１２またはステップＳ１３からステップＳ１４に移行すると、第１内周面間距離Ｃと外周面間最大距離Ｄの減算が行われ、この減算によって図９に示す特定部位Ｗａ２と偏心部材Ｗｃの外周面との間の隙間値Ｓが求められる。そしてステップＳ１５では隙間値Ｓと目標クリアランスの差が求められ、ステップＳ１６のＸ軸送り制御における送り速度の決定ステップに移行する。

ここで、Ｘ軸送り制御における送り速度の決定方法ついて詳述する。Ｘ軸送り制御は隙間値Ｓと目標クリアランスの差に基づいてＸＹテーブル２８のＸ軸方向の送り速度を制御するものであり、シーケンスコントローラ９２のメモリ９８に予め記憶された各領域における送り速度をＸ軸送り制御は隙間値Ｓと目標クリアランスの差に基づいて読み出すことによって達成される。なお、このステップ１６のＸ軸送り制御における送り速度の決定方法は、ステップ９において行われるＹ軸送り制御における送り速度の決定方法と同じ考え方である。

図８に示すように隙間値Ｓと目標クリアランスが等しいとき、すなわち、隙間値Ｓが目標クリアランスであるとき、この目標クリアランスを中心として隙間値Ｓと目標クリアランスの差が採り得る値を複数の領域に分ける。なお、本実施の形態では、目標クリアランスは所定の範囲（ＯＫ領域）を有する領域値としている。複数の領域として、例えば、図８では、隙間値Ｓが目標クリアランスと見なせる値の領域をＯＫ領域とし、このＯＫ領域の両側に±ＯＫを設定し、この±ＯＫ領域の外側に±ＮＧ領域を設定し、さらに±ＮＧの外側に±±ＮＧ領域を設定する。そして、この設定されたＯＫ領域の送り速度を零（送り停止）、±ＯＫ領域の送り速度を低速度、±ＮＧ領域の送り速度を中速度、±±ＮＧ領域を高速度とし、隙間値Ｓと目標クリアランスの差がどの領域に含まれるかを判定し、この判定結果に基づいて関連付けされた送り速度をメモリ９４から読み出すことによって送り速度を決定する。

本実施の形態では、目標クリアランスは所定の範囲（ＯＫ領域）を有する領域値とし、ＯＫ領域に隙間値Ｓが到達したとき目標クリアランスに到達したものと判断している。なお、目標クリアランスは必ずしも所定の範囲（ＯＫ領域）の領域値である必要はなく、１数値として目標クリアランスを設定し、隙間値Ｓと目標クリアランスが等しくなるまで（差が零になるまで）、低速度でＸＹテーブル２８を移動するよう領域を分割してもよい。

ステップ１６においてＸ軸送り制御における送り速度が決定されると、シーケンスコントローラ９２は、ステップＳ１７において、隙間値Ｓと目標クリアランスの差がＯＫ領域に含まれるか否かが判定され、隙間値Ｓと目標クリアランスの差がＯＫ領域に含まれない場合は、ステップＳ１８に移行し、隙間値Ｓと目標クリアランスの差がＯＫ領域内であれば、ステップＳ２１に移行する。ステップＳ１８では、ステップＳ１５の減算の結果が負の値であるか否かを判定し、負の値であればステップＳ１８に移行し、正の値であればステップＳ１９に移行する。

ステップＳ１９では、隙間値Ｓを増大させるべく（図３おいてＹ軸＋方向にＸＹテーブルを移動させるべく）、十分小さい微小量だけステップＳ１６で求めた移動速度で移動するようＸ軸送りモータ３５に移動指令を与え、ステップＳ７に戻る。また、ステップＳ２０では、隙間値Ｓを減少させるべく（図３においてＹ軸−方向にＸＹテーブルを移動させるべく）、十分小さい微小量だけステップＳ１６で求めた移動速度で移動するようＸ軸送りモータ３５に移動指令を与え、ステップＳ７に戻る。

これらステップＳ７からステップＳ２０を繰り返すことにより、特定部位Ｗｃ２と円筒穴Ｗａ１の中心とを結ぶ線分上に軸受部材Ｗｂの軸受穴Ｗｂ１の中心を正確に位置決めし、相対移動中に随時更新される隙間値Ｓと目標クリアランスとの差の減少に基づいてＸＹテーブル２８をＸ軸線方向に移動させられる。この結果、隙間値Ｓと目標クリアランスとの差が比較的大きい状態では、速い速度で短時間に隙間値を目標クリアランスに近づけることができ、隙間値Ｓと目標クリアランスとの差が比較的小さい状態においては、位置決め精度を低下させることなく隙間値を目標クリアランスに到達させることができる。

このように、隙間値Ｓを目標クリアランスに調整すると、シーケンスコントローラ９２は、信号処理装置９０に対して動作終了指令を出力し、信号処理装置９０の動作を停止する（ステップＳ２１）。そして、軸受部材Ｗｂとシリンダ部材Ｗａの位置関係を固定すべく、昇降板７１を下部支持板２２に向かって降下させ（ステップＳ２２）、クランプ爪７５ａ、７５ｂを作動させて軸受部材Ｗｂとシリンダ部材Ｗａの位置関係を仮に固定した後（ステップＳ２３）、締め付けねじＷｄに締め付けナット７８を係合させ、ねじ締めモータ７７を回転して締め付けナット７８を完全に締め付けることによって軸受部材Ｗｂとシリンダ部材Ｗａの位置関係を固定する（ステップＳ２４）。

この後、シーケンスコントローラ９２はステップＳ２５に移行し、昇降板７１を上昇させ、クランプ装置２７を作動させ、シリンダ部材Ｗａの台座２４への固定を解除し、主把持機構６２および副把持機構６３の主油圧シリンダ６５および副油圧シリンダ６８が作動され、Ｖブロック６４および押圧片６７が後退され、処理を終了する。

なお、上記実施の形態では、Ｘ軸送りモータ３５およびＹ軸送りモータ４８の送り速度を領域を設定し、この領域ごとに決定されている送り速度を用いて段階的に減速するようにしたが、連続的に送り速度が減速されるようにしてもよい。この場合、例えば、Ｘ軸送りモータ３５の送り速度の制御であれば、隙間値Ｓと目標クリアランスの差の絶対値に所定係数を掛けて送り速度を演算式によって求めればよい。また、Ｙ軸送りモータ４８の送り速度の制御であれば、第２内周面間距離Ａと第３内周面間距離Ｂの差の絶対値に所定係数を掛けて送り速度を演算式によって求めればよい。

本発明に係る組付け装置の全体図 本実施形態における要部側面図 本実施形態における要部正面 図３におけるI−I矢視断面図。 図３におけるII−II矢視断面図。 本実施形態における制御ブロック図 動作を示すフローチャート 速度を決定するための動作説明図 本発明に係る測定概念を示す概念図 従来のシリンダ部材と軸受部材の組付け方法を説明するための概念図

符号の説明

２０…調心装置、２１…上部支持板、２２…下部支持板、２３…支柱、２４…台座、２５…大径測定ヘッド、２６…小径測定ヘッド、２８…ＸＹテーブル、２９…テーブル支持機構、３１…主送り装置、３３…副送り装置、３５…Ｘ軸送りモータ、４８…Ｙ軸送りモータ、６２…主把持機構、６３…副把持機構、７１…昇降板、７２…クランプハンド機構、７２、７３…ねじ締め機構、８０…偏心部材測定装置、８３…外周測定器、９０…信号処理装置、９１…エアゲージ、９２…シーケンスコントローラ、Ｐ…位置決めピン、Ｗａ…シリンダ部材、Ｗａ１…円筒穴、Ｗａ２…特定部位、Ｗｂ…軸受部材、Ｗｂ１…軸受穴、Ｗｃ…偏心部材、Ｗｃ１…軸部、Ｗｃ２…円筒部、Ｘ１〜Ｘ４，Ｙ１〜Ｙ２…エア穴。

Claims (3)

1. 軸部と該軸部に対して偏心した円筒部を有する偏心部材と、
   前記偏心部材の円筒部が嵌合する円筒穴を有するシリンダ部材と、
   前記偏心部材を前記シリンダ部材の軸方向外側で軸受けする軸受部材と、
   を組付ける組付け装置において、
   前記軸受部材を把持する軸受把持装置と、
   前記円筒穴の内周面の特定部位と該円筒穴の中心とを結ぶ線分が第１軸線方向に向くように前記シリンダ部材を位置決め固定するシリンダ取付装置と、
   前記シリンダ取付装置と軸受把持装置を前記第１軸線方向に相対移動する主送り装置と、
   前記第１軸線と交差する前記軸受部材の軸受穴の内周面の位置のうちの前記特定部位に対して遠方側の内周面の位置と該特定部位との間の第１内周面間距離を測定する第１測定手段と、
   前記偏心部材の前記軸部の外周面と前記円筒部の外周面との外周面間最大距離と前記第１内周面間距離との減算によって隙間値を演算し、該隙間値が目標クリアランスとなるように前記シリンダ取付装置と軸受把持装置とを前記主送り装置によって前記第１軸線方向に相対移動させるとともに、前記相対移動中に前記隙間値を演算して該隙間値と目標クリアランスとの差の減少に基づいて前記相対移動速度を減少させ、前記隙間値が目標クリアランスに到達したとき前記相対移動を停止させる送り制御手段と、
   を備えたことを特徴とする組付け装置。
2. 請求項１において、
   前記シリンダ取付装置と軸受把持装置を前記第１軸線と直交する第２軸線方向に相対移動する副送り装置と、
   前記第１軸線を境にして一方側で前記第２軸線と交差する前記円筒穴の内周面の位置と、前記第１軸線を境にして他方側で前記第２軸線と交差する前記軸受穴の内周面の位置との間の第２内周面間距離を測定する第２測定手段と、
   前記第１軸線を境にして一方側で前記第２軸線と交差する前記軸受穴の内周面の位置と、前記第１軸線を境にして他方側で前記第２軸線と交差する前記円筒穴の内周面の位置との間の第３内周面間距離を測定する第３測定手段と、
   を備え、
   前記送り制御手段は、前記副送り装置を作動して前記第２内周面間距離と第３内周面間距離が等しくなるように、前記シリンダ取付装置と軸受把持装置を前記第２軸線方向に相対移動する手段を備えたことを特徴とする組付け装置。
3. 請求項２において、送り制御手段は、第２内周面間距離と第３内周面間距離との差の減少に基づいて相対移動速度を減少させ、第２内周面間距離と第３内周面間距離の差が等しくなったとき相対移動を停止させる手段を備えたことを特徴とする組付け装置。

Images