JP2012213817A - シャフトとカムロブの組付方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小スペースでシャフトとカムロブが組付けできる組付方法及びその装置を提供する。
【解決手段】複数のカムロブを載せたパレット８０を移動して第一のカムロブ３を準備する工程と、シャフト２の軸芯出しを行いながら両端を保持する工程と、シャフト２の外周に第一の隆起部２ａを成形する工程と、パレット８０を軸線方向に移動し、パレット８０内から第一のカムロブ３を第一の隆起部２ａに組付ける工程と、シャフト２の保持を解除しパレット８０をシャフト２から取り外し、パレット８０を移動して前記複数のカムロブから第二のカムロブを準備する工程と、シャフト２の軸芯出しを行いながら再度両端を保持する工程と、シャフト２の外周に第二の隆起部を成形する工程と、シャフト２の軸線方向の移動を規制した状態で、パレット８０を軸線方向に移動し、パレット８０内の前記第二のカムロブを前記第二の隆起部に組付ける工程と、を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、シャフトにカムロブを組付ける組付方法及びその装置に関する。

従来より、シャフトにカムロブを組付けるカムロブの組付方法として、シャフトに隆起部を成形すると共に、カムロブの移動を規制して、シャフトを軸線方向に移動し、シャフトの隆起部とカムロブのカムロブ軸穴とを組付けるシャフトとカムロブの組付方法が知られている（特許文献１、２、３参照）。

また、カムロブをシャフトとカムロブの組付装置に供給する方法として、カムロブ供給装置を組付装置に組付けることが考えられる。

特許第３０４０２０６号公報 特許第３２８２７５４号公報 特開２０００−６１７４９号公報

上述したシャフトに隆起部を成形すると共に、カムロブの移動を規制して、シャフトを軸線方向に移動し、シャフトの隆起部とカムロブのカムロブ軸穴とを組付けるシャフトとカムロブの組付方法では、シャフトを軸線方向に移動する際に、シャフトの軸芯出し器具とシャフトの両端を保持している器具をシャフトの軸線方向に追従して移動させなければならず、シャフトの軸線方向の長さに軸芯出し器具と両端の保持器具の長さが加わり、シャフトとカムロブの組付装置が軸線方向に大型化するという問題があった。

また、カムロブ供給装置をシャフトとカムロブの組付装置に組付けると、シャフトとカムロブの組付装置が更に大型化するという問題があった。

本発明は、上記事情により鑑みなされたもので、シャフトとカムロブの組付装置を小型化して、小スペースでシャフトとカムロブが組付けできる組付方法及びその装置を提供することを目的とする。

本発明のシャフトとカムロブの組付方法は、複数のカムロブを載せたパレットを移動して第一のカムロブを準備する工程と、シャフトの軸芯出しを行いながら両端を保持する工程と、シャフトの外周に第一の隆起部を成形する工程と、両端の保持によりシャフトの軸線方向の移動を規制した状態で、パレットを軸線方向に移動し、パレット内から第一のカムロブを第一の隆起部に組付ける工程と、シャフトの保持を解除しパレットをシャフトから取り外し、パレットを移動して複数のカムロブから第二のカムロブを準備する工程と、シャフトの軸芯出しを行いながら再度両端を保持する工程と、シャフトの外周に第二の隆起部を成形する工程と、シャフトの軸線方向の移動を規制した状態で、パレットを軸線方向に移動し、パレット内の第二のカムロブを第二の隆起部に組付ける工程と、を有することを第一の特徴とする。

本発明のシャフトとカムロブの組付方法は、複数のカムロブが組付けられ入っていた部分が空となったパレットと新たな複数のカムロブを載せたパレットとを入れ替える工程と、を有することを第二の特徴とする。

本発明のシャフトとカムロブの組付装置は、複数のカムロブを載せたパレットと、シャフトの軸芯出しを行いながら軸線方向の移動を規制する保持具と、シャフトの外周に隆起部を成形するローラーと、ローラーを軸線方向に移動するローラー移動装置と、パレットをシャフトの軸線方向に移動させるパレット移動装置と、を有することを第一の特徴とする。

本発明のシャフトとカムロブの組付装置は、複数のカムロブが組付けられ入っていた部分が空となったパレットと新たな複数のカムロブを載せたパレットとを入れ替える入れ替え装置と、を有することを第二の特徴とする。

本発明における第一の特徴のシャフトとカムロブの組付方法によれば、複数のカムロブを載せたパレットを移動して第一のカムロブを準備する工程と、シャフトの軸芯出しを行いながら両端を保持する工程と、シャフトの外周に第一の隆起部を成形する工程と、両端の保持によりシャフトの軸線方向の移動を規制した状態で、パレットを軸線方向に移動し、パレット内の第一のカムロブを第一の隆起部に組付ける工程と、シャフトの保持を解除しパレットをシャフトから取り外し、パレットを移動して複数のカムロブから第二のカムロブを準備する工程と、シャフトの軸芯出しを行いながら再度両端を保持する工程と、シャフトの外周に第二の隆起部を成形する工程と、シャフトの軸線方向の移動を規制した状態で、パレットを軸線方向に移動し、パレット内の第二のカムロブを第二の隆起部に組付ける工程と、を有するため、カムロブをシャフトに組付ける際に、シャフトを軸線方向に移動する場合に比べ、カムロブは軸線方向の長さがシャフトより短く、シャフトの軸芯出し器具も移動しなくてよくなるので、シャフトとカムロブの組付装置の軸線方向の長さが短くなり、組付装置が小型化し、小スペースで組付けができる。

本発明における第二の特徴のシャフトとカムロブの組付方法によれば、複数のカムロブが組付けられ入っていた部分が空となったパレットと新たな複数のカムロブを載せたパレットとを入れ替える工程と、を有するため、カムロブの供給装置をシャフトとカムロブの組付装置から離して配置することが可能になり、更にシャフトとカムロブの組付装置を小型化できる。

本発明における第一の特徴のシャフトとカムロブの組付装置によれば、複数のカムロブを載せたパレットと、シャフトの軸芯出しを行いながら軸線方向の移動を規制する保持具と、シャフトの外周に隆起部を成形するローラーと、ローラーを軸線方向に移動するローラー移動装置と、パレットをシャフトの軸線方向に移動させるパレット移動装置と、を有するため、シャフトを軸線方向に移動するシャフトとカムロブの組付装置に比べ、シャフトとカムロブの組付装置の軸線方向の長さが短いという小スペースでの組付方法を実現できる。

本発明における第二の特徴のシャフトとカムロブの組付装置によれば、複数のカムロブが組付けられ入っていた部分が空となったパレットと新たな複数のカムロブを載せたパレットとを入れ替える入れ替え装置と、を有するため、カムロブの供給装置をシャフトとカムロブの組付装置から離して配置することが可能になり、シャフトとカムロブの組付装置の更なる小型化を実現することができる。更に、カムロブの供給装置をシャフトとカムロブの組付装置から離して配置した場合、複数の組付装置に対し、パレットへのカムロブの供給装置を共用して供給装置数を減らすことが可能となり、設備コストの削減が可能である。

（ａ）は、本発明の一実施例におけるカムシャフトの正面図であり、（ｂ）は、第一実施例の複数のカムロブがシャフトに組み付けられた状態の断面正面図である。 本発明の第一実施例におけるカムロブの組付装置の側面図である。 本発明の第一実施例におけるカムロブの組付装置のパレットの平面図である。 本発明の第一実施例におけるカムシャフトの製造方法の第一のカムロブをシャフトに組付ける工程を表す図であり、（ａ）は、シャフトの一端を保持し、第一のカムロブが載置されたパレットをカムロブ組付装置の所定位置に配置した状態の要部部分断面正面図、（ｂ）は、シャフトをカムロブのカムロブ軸穴に挿入した状態でシャフトの他端を軸芯出しを行いながら保持した状態の要部部分断面正面図、（ｃ）は、シャフトの両端を保持した状態で第一のローラーにより第一の隆起部を成形する状態の要部部分断面正面図、（ｄ）は、第一の隆起部が成形されシャフトに所定の位相を出した状態の要部部分断面正面図、（ｅ）は、シャフトの両端を保持した状態で第一のカムロブが載置されたパレットが移動して第一の隆起部に第一のカムロブの一方側面が圧接されて、シャフトに第一のカムロブが組付けられた状態の要部部分断面正面図、（ｆ）は、シャフトの両端を保持した状態で第一のカムロブの入っていた部分が空となったパレットを所定位置に戻す状態の要部部分断面正面図、（ｇ）は、シャフトの両端を保持した状態で第二のローラーにより第一のカムロブの他方側面側も隆起部を成形する状態の要部断面正面図である。

以下、本発明の好適な実施例について、添付図面を参照して説明する。図１乃至図４は本発明の第一実施例を示すもので、図１は、（ａ）は、本発明の一実施例におけるカムシャフトの正面図であり、（ｂ）は、第一実施例の複数のカムロブがシャフトに組み付けられた状態の断面正面図である。図２は、カムロブの組付装置の側面図である。図３は、カムロブの組付装置のパレットの平面図である。図４は、カムシャフトの製造方法の第一のカムロブをシャフトに組付ける工程を表す図であり、（ａ）は、シャフトの一端を保持し、第一のカムロブが載置されたパレットをカムロブ組付装置の所定位置に配置した状態の要部部分断面正面図、（ｂ）は、シャフトをカムロブのカムロブ軸穴に挿入した状態でシャフトの他端を軸芯出しを行いながら保持した状態の要部部分断面正面図、（ｃ）は、シャフトの両端を保持した状態で第一のローラーにより第一の隆起部を成形する状態の要部部分断面正面図、（ｄ）は、第一の隆起部が成形されシャフトに所定の位相を出した状態の要部部分断面正面図、（ｅ）は、シャフトの両端を保持した状態で第一のカムロブが載置されたパレットが移動して第一の隆起部に第一のカムロブの一方側面が圧接されて、シャフトに第一のカムロブが組付けられた状態の要部部分断面正面図、（ｆ）は、シャフトの両端を保持した状態で第一のカムロブの入っていた部分が空となったパレットを所定位置に戻す状態の要部部分断面正面図、（ｇ）は、シャフトの両端を保持した状態で第二のローラーにより第一のカムロブの他方側面側も隆起部を成形する状態の要部断面正面図である。

まず、図１に基づいてカムシャフト１を説明する。図１の（ａ）に示す如く、カムシャフト１は、軸線方向に延びるシャフト２と、シャフト２上に軸線方向に所定の間隔をおいて組み付けられた第一のカムロブ３及び第二のカムロブ４を含む複数のカムロブ及び複数のジャーナル５を有する。図１の（ｂ）に示す如く、カムシャフト１は、第一のカムロブ３の一方側面３ａとカムロブ３を軸線方向に貫通するカムロブ軸孔３ｂの一方側面３ａ側に成形された嵌合凹部３ｃにシャフト２外周の第一の隆起部２ａが結合されており、第一のカムロブ３の他方側面側も一方側面３ａ側と同様に結合されて、シャフト２に第一のカムロブ３が組付けられている。また、第二のカムロブ４の一方側面４ａとカムロブ４を軸線方向に貫通するカムロブ軸孔４ｂの一方側面４ａ側に成形された嵌合凹部４ｃにシャフト２外周の第二の隆起部２ｂが結合されており、第二のカムロブ４の他方側面側も一方側面側と同様に結合されて、シャフト２に第二のカムロブ４が組付けられている。尚、図示しないが、他のカムロブ及びジャーナル５も第一のカムロブ３及び第二のカムロブ４と同様にシャフト２外周に隆起部により結合されて、シャフト２に組付けられている。

次に、図２に基づいてシャフト２に第一のカムロブ３、第二のカムロブ４、ジャーナル５を組み付ける組付装置６０について説明する。組付装置６０は、基台７４の上に箱型フレーム７５が取り付けられている。この箱型フレーム７５には、第一のカムロブ３の一方側面３ａ側の第一の隆起部２ａ、第二のカムロブ４の一方側面４ａ側の第二の隆起部２ｂを成形する第一のローラー６５がシャフト２の軸線方向と平行に移動可能に取り付けられている。同様に箱型フレーム７５には、第一のカムロブ３の他方側面側の隆起部、第二のカムロブ４の他方側面側の隆起部を成形する第二のローラー６６もシャフト２と平行に移動可能に取り付けられている。

また、箱型フレーム７５には、第一のローラー６５及び第二のローラー６６と、複数のカムロブ３、４及びジャーナル５が載置されたパレット８０とをシャフト２の軸線方向に移動する移動装置としてのボールネジ６９、ラック７０が取付けられている。箱型フレーム７５下部には駆動モーター７２が取り付けられ、駆動モーター７２により発生した駆動力は、ボールネジ６９へ伝達され、第一のローラー６５、第二のローラー６６、パレット８０が移動可能となる。更に箱型フレーム７５には、シャフト２の軸線方向と平行となるようにリニアガイド７３が取り付けられ、このリニアガイド７３により第一のローラー６５、第二のローラー６６、パレット８０は、シャフト２の軸線方向と平行に移動可能となる。

箱型フレーム７５の上部の前面側には、シャフト２を回転させるスピンドルモーター６４とスピンドル６３が取り付けられ、スピンドル６３の下部には、シャフト２の一端を把持するコレット６１が設けられている。

箱型フレーム７５の下部の前面側には、シャフト２の他端を軸芯を出しを行いながら保持するセンター６２、センター６２を軸線方向に駆動するセンター駆動装置７６が設けられ、シャフト２の一端をコレット６１で把持し、他端をセンター６２をシャフト２のシャフト軸穴２ｃに差し込み保持することで、組付装置６０におけるシャフト２の軸線方向の移動を規制する。

更に、箱型フレーム７５の前面側には、第一のカムロブ３、第二のカムロブ４等の複数のカムロブ、複数のジャーナル５を保持するパレット８０が着脱自在に取付られている。このパレット８０の下部には、パレット８０を回転してシャフト２へ組付けるカムロブ及びジャーナルを選択するパレット回転モーター６８が取り付けられている。また、パレット８０の下部から組付装置６０の外側に向けて、複数のカムロブ、複数のジャーナルが組付けられ、入っていた部分が空となったパレット８０と新たな複数のカムロブを載せたパレットとを入れ替える入れ替え装置としてのコンベア６７が取り付けられている。

続いて、図３に基づいて第一のカムロブ３、第二のカムロブ４等の複数のカムロブ及び複数のジャーナル５を保持するパレット８０について説明する。複数のカムロブ及び複数のジャーナル５は、シャフト２への組付け順に周方向に複数の支持部材８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄにより所定の組付け角度で載置されている。

図４に基づいて第一のカムロブ３をシャフト２に組み付け、カムシャフト１を製造するカムロブの組み付け方法について説明する。まず、図４（ａ）に示す如く、組付装置６０上部のコレット６１により、シャフト２の一端を保持する。この時、シャフト２の軸芯とパレット８０に保持された第一のカムロブ３のカムロブ軸穴３ｂの軸芯は一致する。次に図４（ｂ）に示す如く、シャフト２を第一のカムロブ３のカムロブ軸穴３ｂに挿入した状態でシャフト２の他端をセンター６２により軸芯出しを行いながら保持する。次に図４（ｃ）に示す如く、シャフト２の両端を保持し、図示しないスピンドル６３、スピンドルモーター６４によりシャフト２を回転させた状態で第一のローラー６５をシャフト２の外周に押し付け、シャフト２の外周に第一の隆起部２ａを成形する。次に図４（ｄ）に示す如く、第一のローラー６５をシャフト２から離間させ、シャフト２を回転させ、シャフト２を所定の位相とする。次に図４（ｅ）に示す如く、シャフト２の両端を保持した状態で第一のカムロブ３が載置されたパレット８０が第一の隆起部２ａへ移動して第一の隆起部２ａに第一のカムロブ３の一方側面３ａを圧接し、シャフト２に第一のカムロブ３が組付ける。次に図４（ｆ）に示す如く、シャフト２の両端を保持した状態でカムロブの入っていた部分が空となったパレット８０を所定位置まで下降させる。次に図４（ｇ）に示す如く、シャフト２の両端を保持した状態で第二のローラー６６により第一のカムロブ３の他方側面側も隆起部を成形して、シャフト２への第一のカムロブ３の組付けが完了する。続いて一旦シャフト２の一端の保持を解除し、パレット８０を回転させて、第二のカムロブ４又はジャーナル５を所定位置に準備し、図４（ａ）〜図４（ｇ）までの組付けを順次行い、この組付けを繰り返し、複数のカムロブ及びジャーナルの組付けが完了する。次のカムシャフト１を製造する場合には、カムロブの入っていた部分が空となったパレット８０は、コンベア６７により組付装置６０の外部へ運ばれ、他の場所で図示しないカムロブ供給装置により複数のカムロブ及びジャーナルを載置したパレット８０がコンベア６７により組付装置６０の所定位置まで運ばれる。

以上のように、本発明のシャフト２とカムロブ３、４の組付方法によれば、複数のカムロブ３、４を載せたパレット８０を移動して第一のカムロブ３を準備する工程と、シャフト２の軸芯出しを行いながら両端を保持する工程と、シャフト２の外周に第一の隆起部２ａを成形する工程と、両端の保持によりシャフト２の軸線方向の移動を規制した状態で、パレット８０を軸線方向に移動し、パレット８０内から第一のカムロブ３を第一の隆起部２ａに組付ける工程と、シャフト２の保持を解除しパレット８０をシャフト２から取り外し、パレット８０を移動して複数のカムロブから第二のカムロブ４を準備する工程と、シャフト２の軸芯出しを行いながら再度両端を保持する工程と、シャフト２の外周に第二の隆起部２ｂを成形する工程と、シャフト２の軸線方向の移動を規制した状態で、パレット８０を軸線方向に移動し、パレット８０内の第二のカムロブ４を第二の隆起部２ｂに組付ける工程と、を有するため、カムロブ３、４をシャフト２に組付ける際に、シャフト２を軸線方向に移動する場合に比べ、カムロブ３、４は軸線方向の長さがシャフトより短く、シャフト２の軸芯出し器具６１、７６も移動しなくてよくなるので、シャフト２とカムロブ３、４の組付装置６０の軸線方向の長さが短くなり、組付装置６０が小型化し、小スペースで組付けができる。本実施例では、パレット８０の軸芯出し器具はシャフト２と平行に側方に配置されたリニアガイド７３であるので、パレット８０の移動によってパレット８０の軸芯出し器具により軸線方向に組付装置６０が延びることを抑制している。

更に、複数のカムロブ３、４が組付けられ、入っていた部分が空となったパレット８０と新たな複数のカムロブを載せたパレットとを入れ替える工程と、を有するため、カムロブ３、４の供給装置をシャフト２とカムロブ３、４の組付装置６０から離して配置することが可能になり、更にシャフト２とカムロブ３、４の組付装置を小型化できる。

そして、シャフトとカムロブの組付装置によれば、複数のカムロブ３、４を載せたパレット８０と、シャフト２の軸芯出しを行いながら軸線方向の移動を規制する保持具６１、６２と、シャフト２の外周に隆起部２ａ、２ｂを成形するローラー６５、６６と、ローラー６５、６６を軸線方向に移動するローラー移動装置６９、７０、７２と、パレット８０をシャフト２の軸線方向に移動させるパレット移動装置６９、７０、７２と、を有するため、シャフト２を軸線方向に移動するシャフト２とカムロブ３、４の組付装置に比べ、シャフト２とカムロブ３、４の組付装置の軸線方向の長さが短いという小スペースでの組付方法を実現できる。

その上、複数のカムロブ３、４が組付けられ入っていた部分が空となったパレット８０と新たな複数のカムロブを載せたパレットとを入れ替える入れ替え装置６７と、を有するため、カムロブ３、４の供給装置をシャフト２とカムロブ３、４の組付装置６０から離して配置することが可能になり、シャフト２とカムロブ３、４の組付装置６０の更なる小型化を実現することができる。更に、カムロブの供給装置をシャフト２とカムロブの組付装置６０から離して配置した場合、複数の組付装置に対し、パレット８０へのカムロブの供給装置を共用して供給装置数を減らすことが可能となり、設備コストの削減が可能である。

以上、第一実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

例えば、第一実施例では、ジャーナル５も組みつけているが、シャフト２にジャーナル５の組み付けが不要なシャフトとカムロブの組付装置に適用してもよい。第一実施例では、カムロブ３、４の他方側面側にも隆起部を成形し、シャフト２とカムロブ３、４を組み付けているが、カムロブ一個あたり一箇所の隆起部で組み付けても良い。

また、第一実施例では、シャフト２を軸芯出しを行いながら両端を保持する装置として、コレット６１やセンター６２を用いているが、他の保持装置でもよい。パレット８０の芯出し器具としてリニアガイド７３を用いているが、シャフト２の側方に配置され、大きく組付装置が軸線方向に延びなければ、他の芯出し器具を用いてもよい。ローラー移動装置、パレット移動装置としてボールネジ６９、ラック７０、駆動モーター７２を用いているが、他の移動装置を用いてもよい。更に、パレット８０を入れ替える入れ替え装置にコンベア６７を用いているが、他の入れ替え装置でもよい。

２ シャフト
２ａ 第一の隆起部（隆起部）
２ｂ 第二の隆起部（隆起部）
３ 第一のカムロブ
４ 第二のカムロブ
６１、６２ 軸線方向の移動を規制する保持具
６５、６６ 隆起部を成形するローラー
６７ パレット入れ替え装置
６９、７０、７２ ローラー移動装置、パレット移動装置
８０ パレット

Claims (4)

1. 複数のカムロブ（３、４）を載せたパレット（８０）を移動して第一のカムロブ（３）を準備する工程と、
   シャフト（２）の軸芯出しを行いながら両端を保持する工程と、
   前記シャフト（２）の外周に第一の隆起部（２ａ）を成形する工程と、
   前記両端の保持によりシャフト（２）の軸線方向の移動を規制した状態で、前記パレット（８０）を軸線方向に移動し、該パレット（８０）内の第一のカムロブ（３）を第一の隆起部（２ａ）に組付ける工程と、
   前記シャフト（２）の保持を解除し前記パレット（８０）を前記シャフト（２）から取り外し、前記パレット（８０）を移動して複数のカムロブから第二のカムロブ（４）を準備する工程と、
   前記シャフト（２）の軸芯出しを行いながら再度両端を保持する工程と、
   前記シャフト（２）の外周に第二の隆起部（２ｂ）を成形する工程と、
   前記シャフト（２）の軸線方向の移動を規制した状態で、パレット（８０）を軸線方向に移動し、パレット（８０）内の第二のカムロブ（４）を前記第二の隆起部（２ｂ）に組付ける工程と、を有するシャフトとカムロブの組付方法。
2. 前記複数のカムロブ（３、４）が組付けられ入っていた部分が空となったパレット（８０）と新たな複数のカムロブを載せたパレットとを入れ替える工程と、を有する請求項１に記載のシャフトとカムロブの組付方法。
3. 複数のカムロブ（３、４）を載せたパレット（８０）と、
   シャフト（２）の軸芯出しを行いながら軸線方向の移動を規制する保持具（６１、６２）と、
   前記シャフト（２）の外周に隆起部（２ａ、２ｂ）を成形するローラー（６５、６６）と、
   前記ローラー（６５、６６）を軸線方向に移動するローラー移動装置（６９、７０、７２）と、
   前記パレット（８０）を前記シャフト（２）の軸線方向に移動させるパレット移動装置（６９、７０、７２）と、を有するシャフトとカムロブの組付装置。
4. 前記複数のカムロブ（３、４）が組付けられ入っていた部分が空となったパレット（８０）と新たな複数のカムロブを載せたパレットとを入れ替える入れ替え装置（６７）と、を有することを特徴とする請求項３に記載のカムロブの組付装置。