JP2020104233A - 組付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケージとインナーを組み付ける組付装置を提供する。【解決手段】基台１１と、基台１１の面上に配置され、ケージ２を挟み込むことでケージ２の位相を揃える複数の位相出しガイド２３を有する円盤部１２と、円盤部１２上にケージ２を投入するケージ投入部１３と、位相出しガイド２３に挟まれたケージ２を押圧して固定し、位置決めを行うケージ位置決め部１４と、ケージ位置決め部１４で固定されたケージ２の中空部に、ケージ２の軸方向とインナー３の軸方向の関係が垂直の状態となるように、インナー３を投入するインナー投入部１５と、ケージ２に投入されたインナー３を倒すガイド羽根部５１を有し、ケージ２にインナー３を組み付けるインナー反転部１６と、インナー３が組み付けられたケージ２を、円盤部１２から外部に払い出す払い出し部１７と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、等速ジョイント（ＣＶＪ）に用いられる部品であるケージとインナーの組付装置に関する。

従来、このような分野の技術として、特開２０１０−０８２７３６号公報がある。この公報に記載された等速ジョイント組付装置として、複数の窓穴を設けたケージと、複数のインナー溝を設けたインナーと、複数のアウター溝を設けたアウターと、複数のボールからなる等速ジョイントを組み付ける装置が開示されている。

特開２０１０−０８２７３６号公報

しかしながら、前述した従来の等速ジョイントの組付装置では、等速ジョイント一式を組み付ける意味で有効であるが、インナーとケージの組み付けを行うものではない。特に、インナーとケージの組み付けは手作業で行われており、作業者の勘やコツに左右され、組み付け時間にバラツキが発生する。また、ケージとインナーを複雑に動かし、接触させながら組み付けることから、作業者の技能に依存しており、場合によっては製品に傷が付き不良品となることがある。さらに、インナーとケージとを組み付けたインナーケージを形成した後に、ボール挿入の検査等の検査事項があるため、途中完成品としてのインナーケージ単品として組付を自動で行う装置が要求されていた。
本発明は、等速ジョイントに用いられるケージとインナーを組み付ける組付装置を提供するものである。

本発明にかかる組付装置は、等速ジョイントに用いるケージの内部にインナーを組み付ける組付装置であって、基台と、前記基台の面上に配置され、前記ケージを挟み込むことで前記ケージの位相を揃える複数の位相出しガイドを有する円盤部と、前記円盤部上に前記ケージを投入するケージ投入部と、前記位相出しガイドに挟まれた前記ケージを押圧して固定し、位置決めを行うケージ位置決め部と、前記ケージ位置決め部で固定された前記ケージの中空部に、前記ケージの軸方向とインナーの軸方向の関係が垂直の状態となるように、前記インナーを投入するインナー投入部と、前記ケージに投入された前記インナーを倒すガイド羽根部を有し、前記ケージに前記インナーを組み付けるインナー反転部と、前記インナーが組み付けられたケージを、前記円盤部から外部に払い出す払い出し部と、を備える。
これにより、ケージの固定とケージ内へのインナーの投入とインナーの反転を連続的に実行できる。

これにより、ケージとインナーを組み付ける組付装置を提供することができる。

組付装置の概略を示した斜視図である。 ケージを示した図である。 インナーを示した図である。 円盤部及びケージ位置決め部を示す正面図である。 円盤部及びケージ位置決め部を示す斜視図である。 インナー投入部を示す斜視図である。 インナー投入部を示す側面図である。 インナー反転部を示す斜視図である。 ガイド羽根部を示す図である。 組付装置の動作フローの一例を示す図である。

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。図１に示すように、組付装置１は、基台１１と、基台１１上に配置された円盤部１２と、円盤部１２にケージ２を投入するケージ投入部１３と、円盤部１２に投入されたケージ２を押圧するケージ位置決め部１４と、ケージ２にインナー３を投入するインナー投入部１５と、ケージ２に投入されたインナー３の向きを変更するインナー反転部１６と、ケージ２にインナー３が組み付けられたインナーケージを外部に払いだす払い出し部１７と、を備える。

図２に示すように、ケージ２は、略円環状であって、外周面に複数の窓が設けられている。例えばケージ２の外周面には、周方向に等間隔に６つの窓が設けられている。以下では、図２に示しているＺ方向を軸方向、ＸＹ方向を径方向とする。なお、ケージ２において、インナー３が投入されるケージ２の内部の空間を、中空部とする。

図３に示すように、インナー３は、外周に６本、等間隔にボール溝が設けられた輪形である。以下では、図３に示しているＺ方向を軸方向、ＸＹ方向を径方向とする。

図１に示すように、基台１１は、表面が矩形状の板面である。基台１１は、一辺が高い位置に配置されるとともに、対向する一辺が低い位置に配置されている。言い換えると、基台１１は組付装置１において、表面からの法線方向が斜め方向となるように配置されている。以下では、基台１１の面における高低方向をＹ１方向、表面からの法線方向をＺ１方向、Ｙ１方向及びＺ１方向に対して垂直である左右方向をＸ１方向として説明する。なお例えば、組み付け装置１自身の高さをＺ方向、前後方向をＹ方向、横方向をＸ方向とした場合において、Ｘ１方向はＸ方向と同一方向である。またＺ１方向について、基台１１に対して、ケージ２が載置される側を、正面側とする。

図１に示すように、円盤部１２は、基台１１の面上に配置されている。すなわち、円盤部１２の円盤本体２１の法線方向、基台１１の法線方向と同一であるように配置されている。図４及び図５に示すように、円盤部１２は、円盤本体２１と、円盤本体２１の中心軸に接するように配置されたゼネバ歯車２２と、Ｚ１方向における正面側に突出している複数の位相出しガイド２３と、を備える。なお、円盤部１２は、Ｚ１正面側からの視点において、時計回りに回転するものとして説明する。

ゼネバ歯車２２は、連続回転運動を断続回転に変換する機構である。具体的には、ゼネバ歯車２２は、円盤本体２１の中心軸の近傍に設けられており、円盤本体２１に６０°ずつ回転させる力を与える。これにより、円盤部１２はＺ１方向に延びる中心軸周りに回転する。したがって、ケージ２が位相出しガイド２３に挟まれた状態であるときに、ケージ２は、円盤部１２の回転によって同時に移動する。

位相出しガイド２３は、円盤本体２１からＺ１方向正面側に突出しているとともに、中心軸に対して同一円周上に配置されている。それぞれの位相出しガイド２３は、Ｚ１正面方向からの視点において、略楕円形状であり、その長軸方向が円盤本体２１の径方向と略一致するように配置されている。ここでは、位相出しガイド２３は、円盤本体２１上において、同一円周上に等間隔で６つ設けられている。

なお円盤部１２において、ケージ２は、隣り合う位相出しガイド２３の間に配置される。このとき、ケージ２の窓の位置と、位相出しガイド２３の周方向の膨らみが合致することで、ケージ２の２点が決定され、ケージ２の位相が決定される。

ケージ投入部１３は、円盤部１２に対してケージ２の投入を行う箇所である。図４及び図５に示すように、ケージ投入部１３は、円盤部１２に対して、Ｘ１方向における円盤部１２の左側、かつＹ１方向における上方向から略６０°の位置において、隣り合う位相出しガイド２３の間に対して、ケージ２を投入可能であるように配置されている。

またケージ投入部１３は、円盤部１２に近い端部である内側端部がＹ１方向において低く、円盤部１２から遠い端部である外側端部がＹ１方向において高く配置されており、例えばその角度が２０°となるように配置されている。ケージ２は、ケージ投入部１３に対して、Ｚ１方向を軸方向、Ｘ１及びＹ１方向を径方向とした状態で外側方向から挿入された場合に、その自重によりケージ投入部１３内を回転しながら、円盤部１２に到達する。

ケージ位置決め部１４は、円盤部１２のＹ１方向上方に設けられている。ケージ位置決め部１４は、スプリング機構を有するケージ押さえ基部３１と、ケージ押さえ３２と、を備える。

ケージ押さえ基部３１は、円盤状であるケージ押さえ３２と連結されている。ケージ押さえ基部３１は、スプリング機構を介して基台１１と連結されている。また、ケージ押さえ基部３１は、Ｙ１方向にのみ動作を行う。

例えば、ケージ押さえ３２は、ケージ２と同程度の大きさの円盤である。ケージ押さえ３２は、ケージ押さえ基部３１とともにＹ１方向にのみ動作しながら、ケージ２を押圧して固定を行う。

より具体的には、ケージ２が円盤部１２の回転によってＹ１方向における上方向に配置された状態となったとき、ケージ２は、Ｙ１方向における下方向から時計回り、及び反時計回りに６０°の位置の２点において、位相出しガイド２３によりガイドされる。このとき、ケージ２のＹ１方向における上側に配置される窓内に、円盤状であるケージ押さえ３２の外周面が入り込み、Ｙ１方向における下方向の力が加わる。これにより、ケージ押さえ３２は、ケージ２を押圧して固定する。

図６に示すように、インナー投入部１５は、インナー３を円盤部１２に近づけさせるインナーシュート４１と、インナーシュート４１により移送されたインナー３をＸ１方向に移動させる切出しプッシャー４２と、ケージ２に投入前のインナー３の位置をガイドするインナーガイド４３と、ケージ２にインナー３に対向させた状態でインナー３をロックするインナーロック４４と、インナーロック４４のロックを解除するロック解除ピン４５と、を備える。

なお例えば、これらのインナー投入部１５の構成物品は、円盤部１２のＺ１方向正面側に対して所定の距離を開けて配置されたインナー投入部用の基台４６に設けられているものとする。

ここで図１に示すように、インナー投入部１５は、円盤部１２に対してＺ１正面側に配置されている。さらに、インナー投入部１５は、インナーロック４４によりインナー３がロックされた状態である場合に、円盤部１２のＹ１上方でケージ押さえ３２により固定されたケージ２に対向した位置となるように配置されている。

図６に示すように、インナーシュート４１は、一端部が円盤部１２の正面側において円盤部１２に近く、他端部が円盤部１２に対して遠くに配置されるインナー３の投入部である。なお、円盤部１２に近い端部側がＺ方向において低い位置であり、他端部側がＺ方向において高い位置となるように配置されている。これによりインナー３は、その軸方向をＸ１方向とした状態でインナーシュート４１の他端部側から投入されると、重力によって転がり、円盤部１２に近い端部側に到達する。

なお、インナーシュート４１における円盤側の端部は、円盤部１２においてケージ押さえ３２により固定されたケージ２の位置とＺ方向に略同一の高さで、Ｘ１方向にずれた位置となるように配置されている。

切出しプッシャー４２は、インナーシュート４１において円盤部１２側の端部まで移送されたインナー３を、Ｘ１方向に移動させる。これにより切出しプッシャー４２は、ケージ２に挿入させるインナー３を、ケージ２に対向する位置となるように配置させる。なお例えば、切出しプッシャー４２は、インナーシュート４１内に複数のインナー３が投入されていた場合に、ケージ２に投入する対象となる一つのインナー３を切り出して、ケージ２に対向する状態となるようにセットすることができる。

ここで、インナー３がケージ２に対向した状態において、インナー３の軸方向はＸ１方向である。

図６及び図７に示すように、インナーガイド４３は、円盤部１２上のケージ２に対して、インナー３の位置を調整する。例えばインナーガイド４３は、インナー３を固定した状態のままＹ方向に移動することができる。これによりインナーガイド４３は、インナー３の位置と円盤部１２上のケージ２との距離を調整することができる。

インナーロック４４は、切出しプッシャー４２により移動したインナー３が、円盤部１２上のケージ２と対向した状態となっているとき、インナー３のボール溝の形状に合わせた形状の突出部が入り込むことで、インナー３の下側に設けられたボール溝軸との間で挟み込み、インナー３を保持する。

ロック解除ピン４５は、インナーロック４４によってインナー３が保持された状態を解除する。これにより、ケージ２の中空部に向けてインナー３が転がりながら落下し、挿入される。

図１に示すように、インナー反転部１６は、円盤部１２におけるＹ１方向上部付近、かつＸ１方向右部付近に配置されている。インナー反転部１６は、ケージ２に挿入されたガイド羽根部５１と、ガイド羽根部５１により反転するインナー３の反転動作を抑制するインナー反転抑制板５２と、を備える。

図８に示すように、ガイド羽根部５１は、インナー投入部用の基台４６に一端部が固定されており、略Ｙ方向に向かって他端部が延びるように配置されている。また例えば、ガイド羽根部５１は、羽根の面がＸ１方向となるように配置されている。ガイド羽根部５１は、円盤部１２が回転動作して、Ｙ１方向上部からインナー３が挿入されたケージ２が、円盤部１２の回転とともに移動した際に、インナー３の側面に当接することで、インナー３の軸方向を直角に変更する。

図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、ガイド羽根部５１の羽根面は、インナー３の側面と同じ球形状である。なお、図９（ａ）はガイド羽根部５１を羽根面側から見た正面図であり、図９（ｂ）は上面図である。これにより、ガイド羽根部５１ではインナー３をしっかりと捉えることができ、ケージ２内においてインナー３をスムーズに倒すことで、反転させることができる。言い換えると、ガイド羽根部５１は、インナー３の軸方向をＸ１方向からＺ１方向となるように９０°変更し、ケージ２にインナー３を組み付けた状態にすることができる。なお、ガイド羽根部５１は一方の端部を固定していない可動式であり、円盤部１２の回転動作にあわせて、力が逃げる仕組みである。

インナー反転抑制板５２は、ガイド羽根部５１によって反転させたインナー３が、反転しすぎないように抑制する板である。インナー反転抑制板５２は、板の表面がＺ１方向となるように配置されている。さらにインナー反転抑制板５２は、基台１１に対して摺動可能に連結されており、ガイド羽根部５１の位置に応じてＸ１方向に動作可能である（図１参照）。具体的には、インナー反転抑制板５２は、ガイド羽根部５１との干渉を和らげるため、スプリング可動式である。

インナー反転抑制板５２は、ガイド羽根部５１によってインナー３の反転が実行された場合に、ガイド羽根部５１がインナー３に当接する箇所とは中央軸を挟んだ反対側の箇所が、浮かないよう抑制を行う。すなわち、インナー反転抑制板５２は、インナー３に反転しすぎる力が与えられた場合に、インナー３に板面が当接することで、反転を抑制する。

図１に示すように、払い出し部１７は、インナー反転部１６により、ケージ２にインナーが組み付けられた、インナーケージの払い出しを行う。なお、払い出し部１７は、基台１１におけるＹ１方向の下側付近に設けられている。したがって払い出し部１７では、円盤部１２の動作により、Ｚ１正面から見て時計回りに搬送され、Ｙ１方向における下側近傍に到達したインナーケージを、組付装置１の外部に払い出す。

次に図１０を参照して、組付装置１を用い、インナー３をケージ２に組み付けるフローの一例を説明する。

最初に、ケージ２を円盤部１２上において固定する。

ケージ投入部１３に、ケージ２を投入する（ステップＳ１）。投入されたケージ２は、円盤部１２に到達し、隣り合う位相出しガイド２３の間に配置される（ステップＳ２）。

円盤部１２がゼネバ歯車２２の動作によって６０°回転し、ケージ２がＹ１方向上部に配置される（ステップＳ３）。そして、ケージ位置決め部１４のケージ押さえ３２により、ケージ２が固定される。

より具体的には、図４に示した位置Ａではケージの移送は決まっておらず、自重により回転しながら位置Ｂに移動する。その際、ケージの窓が位相出しガイド２３に沿いながらケージが回転移動するため、ケージ２では２点のケージ窓が位相出しガイド２３に収まると同時に、２点が決まる。そして、位置Ｂから位置Ｃに回転移動する際に、ケージ位置決め部１４はＹ１方向に上下移動する機構であるため、スプリングの力でケージ２のＹ１方向上側に配置されたケージ窓の１点を決定し、合計３点で位相を決めることができる。

次に、固定されたケージ２に対してインナー３の投入を行う。

インナーシュート４１にインナー３を投入する（ステップＳ４）。

インナーシュート４１に投入されたインナー３の１つを、切出しプッシャー４２により動かし、ケージ２への投入位置となるように配置させる（ステップＳ５）。

インナーガイド４３を動作させ、ケージ２に対してインナー３が近接している状態を調整する（ステップＳ６）。なおこのとき、インナー３はインナーロック４４によりロックされていることで、ケージ２側に落下しない状態である。

ロック解除ピン４５を動作させ、インナーロック４４のロックを解除する（ステップＳ７）。図７に示すように、インナー３が回転しながらケージ２に向かって落下し、ケージ２の中空部内に挿入された状態となる。

例えば、インナー３は、インナーロック４４が解除されることにより、インナー３の下側に配置されたボール溝に挿入されているボール溝軸を支点として回転落下する。このときインナー３は、支点となったボール溝の隣のボール溝の底部が、ケージ２のエッジに接触する。そしてインナー３は、このケージ２との接触点を第２の支点として、さらにケージ２内に向けて回転落下することで、ケージ２内に挿入される。

なおこのとき、ケージ２の軸方向はＺ１方向であり、インナー３の軸方向はＸ１方向である。すなわち、ケージ２と軸方向とインナー３の軸方向の関係は、略垂直の状態となる。

次に、インナー３の軸方向の変更を行う。

円盤部１２を回転動作させる（ステップＳ８）。これにより、インナー３が挿入されたケージ２は、円盤部１２の回転動作にあわせて、円盤部１２のＹ１方向上部からＸ１方向右側方向に向けて動作する。

この回転動作の途中において、ガイド羽根部５１の羽根面が、インナー３に当接する（ステップＳ９）。より具体的には、インナー３において、ケージ２からＺ１方向正面側に飛び出している箇所が、ガイド羽根部５１に当接する。これにより、ガイド羽根部５１は、インナー３の軸方向がＸ１方向である状態からＺ１方向の状態となるように、９０°反転させる（ステップＳ１０）。

なお、ガイド羽根部５１の形状をインナー３の側面と同じ球形状とすることで、インナー３を面で押さえてスムーズな反転をさせることができる。また、ガイド羽根部５１により、インナー３に対して反転させすぎるような力が働いた場合には、インナー反転抑制板５２により反転を抑制する。これにより、インナー３をケージ２に組み付けたインナーケージを形成する。

その後、円盤部１２をさらに動作させ、インナーケージをＹ１方向における下方まで搬送し、払い出し部１７から払い出す（ステップＳ１１）。

このようにして、ケージ２の位置決め、インナー３のケージ２への投入、ケージ２内のインナー３の反転をそれぞれ実行し、ケージ２にインナー３を組み付けることができる。より具体的には、ケージ２を円盤部１２に供給する際に、ケージ２を回転させて、常に同じ位相、同じ位置に固定することができる。また、インナー投入部１５では、ケージ２にインナー３を組み合わせるための動作を、インナー３を落下投入するというシンプルな形で実現できる。さらに、ケージ２内のインナー３の反転を、ガイド羽根部５１を用いて効率よく実行することができる。

また以上のことから、円盤部１２の回転動作にあわせてケージ２へのインナー３への組み付けを行うことができる。したがって例えば、ケージ２に投入されたインナー３の反転の実行と、他のインナー３の他のケージ２への投入と、さらに他のケージ２の位置決めの実行を、１つの組付装置１において連続して実行できる。そのため、作業時間の短縮をはかることができる。

したがって、作業者の勘やコツなどの技能に頼ることなく作業を実行できるとともに、組み付けを自動で実行するラインの構築や、原価低減をはかることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１ 組付装置
２ ケージ
３ インナー
１１ 基台
１２ 円盤部
１３ ケージ投入部
１４ ケージ位置決め部
１５ インナー投入部
１６ インナー反転部
１７ 払い出し部
２１ 円盤本体
２２ ゼネバ歯車
２３ 位相出しガイド
３１ ケージ押さえ基部
３２ ケージ押さえ
４１ インナーシュート
４２ 切出しプッシャー
４３ インナーガイド
４４ インナーロック
４５ ロック解除ピン
４６ 基台
５１ ガイド羽根部
５２ インナー反転抑制板

Claims (1)

1. 等速ジョイントに用いるケージの内部にインナーを組み付ける組付装置であって、
   基台と、
   前記基台の面上に配置され、前記ケージを挟み込むことで前記ケージの位相を揃える複数の位相出しガイドを有する円盤部と、
   前記円盤部上に前記ケージを投入するケージ投入部と、
   前記位相出しガイドに挟まれた前記ケージを押圧して固定し、位置決めを行うケージ位置決め部と、
   前記ケージ位置決め部で固定された前記ケージの中空部に、前記ケージの軸方向とインナーの軸方向の関係が垂直の状態となるように、前記インナーを投入するインナー投入部と、
   前記ケージに投入された前記インナーを倒すガイド羽根部を有し、前記ケージに前記インナーを組み付けるインナー反転部と、
   前記インナーが組み付けられたケージを、前記円盤部から外部に払い出す払い出し部と、を備える、
   組付装置。

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