JP3550746B2 - 部品組付装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、二部材を相互に仮組付けした状態で一体的に他の部材に組付けるようにした部品組付装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
相互にスプライン嵌合する二つの部材を組付ける場合、この二つの部材のスプライン歯同士が軸方向において衝合するとその嵌合ができないため、かかる組付上の不都合を回避する観点から、組付時にはこの両者を相対回転させてそのスプライン歯の位相をズラせながら嵌合作業を行うのが一般的な方法である（例えば、特開平２−１１６４３３号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、実際の嵌合作業においては、相互にスプライン嵌合される二つの部材をその軸方向に所定の押圧力で付勢し、両者のスプライン歯が嵌合可能な位相になった時には自動的に嵌合されるようにしていることから、嵌合作業に際して例えば一方の部材を回転させたとしても両部材の衝合面に作用する摩擦力によって他方の部材も衝合当初の位相を保持したまま連れ回りし、両部材のスプライン歯の位相を変化させることが困難であった。
【０００４】
そこで本願発明は、相互に嵌合される部材相互の嵌合作業をより一層容易ならしめて作業性の向上を図るとともに、併せて部材の兼用化により装置の構造の簡略化及び低コスト化を図ることを目的としてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として、本願の第１の発明では、第１の被嵌合部材に嵌合する嵌合部を備えた第１の部材を保持する保持手段と、第２の被嵌合部材に嵌合する嵌合部を備え且つ上記第１の部材に対して所定の位置関係をもって組付けられる第２の部材を上記第１の部材に仮組付けした状態でその嵌合部の軸方向へ押圧することで該第１の部材と第２の部材との位置関係を保持せしめる押圧手段とを備え、上記第１の部材と第２の部材とを同時に上記第１の被嵌合部材と第２の被嵌合部材とに嵌合させて組付け状態にするとともに、上記第２の部材の嵌合部と上記第２の被嵌合部材との嵌合時に上記押圧手段をその押圧方向に振動させることを特徴としている。
【０００６】
本願の第２の発明では、上記第１の発明にかかる部品組付装置において、上記第１の部材と第２の部材とを相互に仮組付けさせ且つ上記押圧手段により押圧固定した状態で一体的に上記第１及び第２の被嵌合部材側へ移動させることを特徴としている。
【０００７】
本願の第３の発明では、上記第１又は第２の発明にかかる部品組付装置において、上記第１の部材をシフトフォークとし、上記第２の部材を該シフトフォークに組付けられるハブとしたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の作用・効果】
（１）本願発明ではかかる構成とすることにより次のような作用・効果が得られるものである。
【０００９】
本願の第１の発明にかかる部品組付装置によれば、保持手段により保持された第１の部材と該第１の部材に対して所定の相対関係をもって仮組付けされるとともに押圧手段により押圧されることで上記第１の部材との相対関係が保持される第２の部材とを同時に第１の被嵌合部材及び第２の被嵌合部材に対して同時に嵌合させて組付け状態にするのに際して、上記第２の部材と上記第２の被嵌合部材との嵌合時に上記押圧手段をその押圧方向に振動させるようにしているので、該第２の部材と第２の被嵌合部材との軸方向における衝合面においてはこの両者の摩擦力が周期的に変化することになる。
【００１０】
このため、例えばこの第２の部材と第２の被嵌合部材との嵌合がスプライン嵌合であり且つ該第２の被嵌合部材を適度に回転させながら両者を嵌合させるようにした場合において、しかも両部材の初期衝合状態において両スプライン歯が軸方向に重合しているような場合であっても、上記押圧手段の振動に伴って上記摩擦力が小さくなった時には両部材の相対回転が許容されその回転方向の位相が変化することから、該両部材のスプライン嵌合が容易に達成されるものである。
【００１１】
また、第２の部材を第１の部材に押圧したこれを所定の相対関係で保持するための押圧手段を該第２の部材の加振手段として兼用していることから、例えばこの押圧手段とは別個に専用の加振手段を設ける場合に比して、装置の構造が簡略化されその低コスト化が図れるものである。
【００１２】
（２）本願の第２の発明にかかる部品組付装置によれば、上記１に記載の作用効果に加えて、上記第１の部材と第２の部材とを相互に仮組付けさせ且つ上記押圧手段により押圧固定した状態で一体的に上記第１及び第２の被嵌合部材側へ移動させることで、該第１の部材と第２の部材とを仮組付けした状態のまま押圧手段により該第２の部材を加振してこれを上記第１の部材と同時に対応する被嵌合部材側にそれぞれ嵌合させることができるため、特に第３の発明にかかる部品組付装置の如く、上記第１の部材をシフトフォークとし、上記第２の部材を該シフトフォークに組付けられるハブとし且つ該ハブがスプライン嵌合される構成のものにあってもこれらの組付けを容易に行うことができるものである。
【００１３】
【実施例】
以下、本願発明の部品組付装置を添付図面に基づいて具体的に説明すると、図１には本願発明の実施例にかかる組立装置Ｚが示されている。この組立装置Ｚは、トランスミッション（図示省略）側に組付けられたシフトロッド５１（特許請求の範囲中の第１の被嵌合部材に該当する）と主軸５２（特許請求の範囲中の第２の被嵌合部材に該当する）とに、シフトフォーク３０（特許請求の範囲中の第１の部材に該当する）とハブ４０（特許請求の範囲中の第２の部材に該当する）とを相互に所定の位置関係で一体的に仮組付けした状態でこれを同時に組付けるためのものであって、ロボットＹと該ロボットＹの先端部に装着された後述の組立ヘッドＸとで構成される。
【００１４】
尚、上記シフトフォーク３０は、図２に示すように、その一端側にはボス穴３１(特許請求の範囲中の嵌合部に該当する)を備えたボス部３０ａを、他端側には周方向に三つの係合部３２，３２，３２を備えたフォーク部３０ｂをそれぞれ形成するとともに、該ボス部３０ａとフォーク部３０ｂの中間位置には、ガイド穴３３を形成している。
【００１５】
また、上記ハブ４０は、実際的にはその外周側にキーを介してスリーブが装着されるものであるが、ここでは図２のように、説明の便宜上、本来のハブにスリーブを組付けてアセンブリしたものをハブ４０とし一体的に図示してこれを一体的に取り扱うこととする。従って、図２のハブ４０は、本来のスリーブに形成されるべき係合溝４１をその外周面に、また本来のハブに形成されるスプライン穴４２(特許請求の範囲中の嵌合部に該当する)及び凹陥部４３をその軸心部分にそれぞれ形成したものとなっているので、この点注記しておく。
【００１６】
さらに、上記シフトロッド５１は、その先端５１ａを角面取りしてテーパー状としている。また、上記主軸５２は、その先端側の所定範囲をスプライン軸部５３とするとともに、その先端面にはテーパー状に凹入する凹部５４としている。
【００１７】
上記組立ヘッドＸは、上記ロボットＹの先端に固定される固定プレート１と該固定プレート１に対向した状態で接離可能にフローティング支持されるベースプレート２とを備えている。即ち、上記固定プレート１とベースプレート２との間には、スライドブッシュ１６，１７を介して長寸の第１ガイドロッド４と短寸の第２ガイドロッド５とがそれぞれ摺動自在に貫通配置され、該各ガイドロッド４，５にガイドされて上記ベースプレート２が固定プレート１に対して接離可能とされるとともに、固定プレート１とベースプレート２との間には上記各スライドブッシュ１６，１７の近傍において圧縮スプリング２１と引張スプリング２２とが配置されて該ベースプレート２が固定プレート１に対して弾圧支持されており、かかるガイド作用と弾圧支持作用とによって上記ベースプレート２は固定プレート１に対してフローティング支持されるものである。
【００１８】
ここで、上記第１ガイドロッド４と第２ガイドロッド５のうち、第１ガイドロッド４は固定プレート１とベースプレート２との間のガイド専用部材であるが、第２ガイドロッド５は固定プレート１とベースプレート２との間のガイド部材として機能するとともに、後述のように上記シフトフォーク３０のガイド部材としても機能するものである。即ち、上記第２ガイドロッド５は、上記ベースプレート２に設けたスライドブッシュ１８を通してさらに下方へ延出しており、その下端には上記シフトフォーク３０のボス部３０ａに設けたボス穴３１に嵌挿して該ボス部３０ａ部分の位置決めを行う位置決めヘッド１０が取り付けられている。尚、この位置決めヘッド１０の先端面には、上記シフトロッド５１の先端５１ａに嵌合するテーパー状の凹部１０ａが形成されている。
【００１９】
一方、上記ベースプレート２の上記第１ガイドロッド４の取付位置とは反対側の位置には、シリンダ１２が下方に向けて取り付けられるとともに、該シリンダ１２のロッド１２ａには連結部材１３を介して可動プレート３が該ベースプレート２と対向状態で取り付けられている。そして、この可動プレート３の下面側には、その軸心部に貫通穴１１ａを形成するとともにその下端に上記ハブ４０の凹陥部４３に嵌入可能な突出部１４ａを形成した押圧ヘッド１４が、該突出部１４ａを下方に向けた状態で固着されている。さらに、この押圧ヘッド１４の貫通穴１１ａには、その一端にテーパー状の突起部１１ａを、他端には鍔部１１ｂをそれぞれ形成した位置決めヘッド１１が、該鍔部１１ｂで下方への抜け止めがされた状態で該押圧ヘッド１４の上方から嵌挿されている。また、この位置決めヘッド１１の上端には、上記ベースプレート２に設けたスライドブッシュ１９によりガイドされた第３ガイドロッド６が同軸状に取り付けられるとともに、該位置決めヘッド１１とベースプレート２との間には圧縮スプリング２３が縮装されている。
【００２０】
従って、上記シリンダ１２の伸縮に伴い、上記位置決めヘッド１１及び押圧ヘッド１４は上記第３ガイドロッド６によりガイドされた状態で一体的に上下動（正確には上記ベースプレート２に対して接離動）するとともに、上記位置決めヘッド１１に突き上げ力が作用した時には該位置決めヘッド１１が押圧ヘッド１４に対して相対的に上動することとなる。
【００２１】
尚、上記シリンダ１２は、伸縮用の切換バルブ（図示省略）によってその伸縮作動が制御されるが、さらにこの実施例のものにおいては該シリンダ１２を小振幅で伸縮動させて上記押圧ヘッド１４を上下方向に小刻みに振動させるための加振用切換バルブ（図示省略）をも並設しており、これら二つの切換バルブを作業状態に応じて使い分けることで上記押圧ヘッド１４の上下動と加振とを制御するようにしている。
【００２２】
ここで、上記位置決めヘッド１０と位置決めヘッド１１との軸間距離は、トランスミッション側に設けられた上記シフトロッド５１と主軸５２の軸間距離、即ち、図２に示すように適正状態に組付けられた上記シフトフォーク３０とハブ４０の軸間距離と同一に設定されている。また、上記ベースプレート２の上記第１ガイドロッド４と第３ガイドロッド６との中間位置には、これら各ガイドロッド４，６と平行に位置決めロッド７が取り付けられており、該位置決めロッド７の下端は位置決めヘッド７ａとされ、上記シフトフォーク３０のガイド穴３３に嵌入し得るようになっている。
【００２３】
さらに、上記ベースプレート２には、上記各ガイドロッド軸心に直交する方向に開閉してその先端部に設けた把持部Ｗａによって上記シフトフォーク３０のボス部３０ａの近傍をその幅方向の両側から挟持するハンド機構Ｗが固定されている。
【００２４】
続いて、かかる構成をもつ組立装置Ｚを使用し、トランスミッション側のシフトロッド５１と主軸５２に対して、図２に示すように所定の位置関係に仮組付けされた上記シフトフォーク３０とハブ４０とを同時に組付ける場合について説明する。
【００２５】
先ず、上記シリンダ１２を縮小させて可動プレート３を最高位置まで上動させた状態（図１に実線図示する状態）で、ロボットＹが作動して組立ヘッドＸをシフトフォーク３０の搬送ライン側に移動させ、搬送されたシフトフォーク３０を所定の位置決め状態で把持する。即ち、図１に図示するように、上記位置決めヘッド１０をボス穴３１に、また上記位置決めロッド７の位置決めヘッド７ａをガイド穴３３に、それぞれ嵌挿せしめた状態で、上記ハンド機構Ｗの把持部Ｗａによってシフトフォーク３０を幅方向両側から強固に把持する。
【００２６】
次に、このシフトフォーク３０を把持した組立ヘッドＸをハブ４０側に移動させ、上記シフトフォーク３０とハブ４０とを所定の位置関係をもって仮組付けする。即ち、上記ハブ４０は、ハブ供給部（図示省略）において、水平状態に載置されている。この載置状態にあるハブ４０に対してその側方から組立ヘッドＸを接近させて該ハブ４０の係合溝４１内にシフトフォーク３０の各係合部３２，３２，３２を嵌入させるとともに、上記シリンダ１２を伸長させて上記押圧ヘッド１４を下動させ、該押圧ヘッド１４の突出部１４ａを上記ハブ４０の凹陥部４３内に嵌入させた状態でこれをさらに下方に押圧せしめる。このように押圧ヘッド１４によってハブ４０を下方へ押圧することで、上記ハンド機構Ｗ側に把持されたシフトフォーク３０の各係合部３２，３２，３２とハブ４０の係合溝４１の溝壁とがその軸方向（上下方向）に圧接され、該シフトフォーク３０とハブ４０とは所定の位置関係をもった状態で仮組付けされ、且つその組付け状態が保持される。尚、この状態においては、上記位置決めヘッド１１が上記ハブ４０のスプライン穴４２を挿通され、その下端の突起部１１ａはハブ４０の下面側に適宜量だけ突出している。
【００２７】
次に、組立ヘッドＸを移動させてこれを図１に示すように上記トランスミッションの上方に位置させ、且つ上記位置決めヘッド１０とシフトロッド５１、及び上記位置決めヘッド１１と主軸５２とがそれぞれ同軸状となるように一時的な位置決めを行う。この位置決め完了後に、ロボットＹによって組立ヘッドＸを降下させて上記位置決めヘッド１０の凹部１０ａをシフトロッド５１の先端部５１ａに、上記位置決めヘッド１１の突起部１１ａを上記主軸５２の凹部５４に、それぞれ嵌合させる。これで、上記位置決めヘッド１０とシフトロッド５１、位置決めヘッド１１と主軸５２がそれぞれ確実に同軸状に位置決めされることになる。
【００２８】
次に、ロボットＹによって組立ヘッドＸを降下させ、上記シフトフォーク３０を位置決めヘッド１０からシフトロッド５１側に、上記ハブ４０を位置決めヘッド１１から主軸５２側に、それぞれ受け渡してこれらを同時に嵌合させて組付ける。
【００２９】
この場合、上記組立ヘッドＸを降下させることで上記位置決めヘッド１０及び位置決めヘッド１０にそれぞれシフトロッド５１及び主軸５２側から突き上げ力が作用し、該位置決めヘッド１０及び位置決めヘッド１１はシフトフォーク３０及びハブ４０を残した状態で上方に退避し該シフトフォーク３０及びハブ４０の受け渡しが行われるわけであるが、特にハブ４０側においてはその嵌合がスプライン嵌合であるため、該ハブ４０のスプライン穴４２と主軸５２のスプライン軸部５３との間においてスプライン歯の位相が嵌合可能状態になっていないとこれらを嵌合させることができない。
【００３０】
このため、この実施例では、上記主軸５２を所定速度で回転させるとともに、同時に上記シリンダ１２を作動させて上記押圧ヘッド１４を上下方向（即ち、嵌合方向）に小刻みに振動させて上記ハブ４０を加振する。このように主軸５２側を回転させながらハブ４０側をその嵌合方向に加振すると、上記主軸５２側のスプライン歯の端面とハブ４０側のスプライン歯の端面とが当接し且つ上記ロボットＹ側にフローティング支持されたベースプレート２によって所定の押圧力がかけられていても、該両者間に作用する摩擦力が交互に強弱変化することから上記主軸５２の回転を受けて両者が適度に相対回転しその位相合わせが容易且つ迅速に行われるものである。これにより、シフトフォーク３０とハブ４０とを一体的に仮組付けした状態での上記シフトロッド５１及び主軸５２への同時組付けがスムーズに行われるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施例にかかる部品組付装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１のII-II矢視図である。
【符号の説明】
１は固定プレート、２はベースプレート、３は可動プレート、４〜６はガイドロッド、７は位置決めロッド、１０及び１１は位置決めヘッド、１２はシリンダ、１３は連結部材、１４は押圧ヘッド、１６〜１９はスライドブッシュ、２１〜２３はスプリング、３０はシフトフォーク、３１はボス穴、３２は係合部、３３はガイド穴、４０はハブ、４１は係合溝、４２はスプライン穴、４３は凹陥部、５１はシフトロッド、５２は主軸、５３はスプライン軸部、５４は凹部、Ｗはハンド機構、Ｘは組立ヘッド、Ｙはロボット、Ｚは組立装置である。

Claims (3)

1. 第１の被嵌合部材に嵌合する嵌合部を備えた第１の部材を保持する保持手段と、
   第２の被嵌合部材に嵌合する嵌合部を備え且つ上記第１の部材に対して所定の位置関係をもって組付けられる第２の部材を上記第１の部材に仮組付けした状態でその嵌合部の軸方向へ押圧することで該第１の部材と第２の部材との位置関係を保持せしめる押圧手段とを備え、
   上記第１の部材と第２の部材とを同時に上記第１の被嵌合部材と第２の被嵌合部材とに嵌合させて組付け状態にするとともに、上記第２の部材の嵌合部と上記第２の被嵌合部材との嵌合時に上記押圧手段をその押圧方向に振動させることを特徴とする部品組付装置。
2. 請求項１において、上記第１の部材と第２の部材とが相互に仮組付けされ且つ上記押圧手段により押圧固定された状態で一体的に上記第１及び第２の被嵌合部材側へ移動されることを特徴とする部品組付装置。
3. 請求項１または２において、上記第１の部材がシフトフォークであり、上記第２の部材が該シフトフォークに組付けられるハブであることを特徴とする部品組付装置。

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