JP3688867B2 - ギヤポンプの組み付け装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボディに形成したボディボアにギヤを組み込んでなるギヤポンプを組み付ける装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２および図１３に示した従来の装置において、作業台１上に下から順にマウンティングフランジ２、ボディ３およびカバー４を積み重ね、それらを複数のボルト６で締め付けてギヤポンプＰを構成するようにしている。
【０００３】
このようにポンプＰを組み付ける過程では、ボルト６をカバー４側から挿入するが、その理由は次のとおりである。すなわち、マウンティングフランジ２は減速機などに直接固定するので、その固定する面にボルトの頭部を出っ張らせるわけにはいかない。しかし、カバー４側は他の機器と接触させる箇所がないので、ボルトの頭部をいくら出っ張らせてもまったく問題ない。そこで、カバー４側にボルト頭部を位置させるために、そのカバー４側からボルト６を挿入するようにしている。
【０００４】
また、ボルト６を締め付けるときには、図１２のように、作業台１に向かって上から下に力を作用させる方が、ポンプＰの位置決めが簡単であり、しかも、安定的に力を作用させることができる。
以上のような理由から、マウンティングフランジ２を一番下にして、作業台１に載せ、一番上のカバー４側からボルト６を挿入するようにしている。このようにして挿入したボルト６によって、マウンティングフランジ２、ボディ３およびカバー４を一体化してポンプＰを構成するようにしている。
なお、上記ギヤポンプＰ内には、図示していないギヤを組み込んでいて、このギヤの駆動軸５をマウンティングフランジ２から突出させている。この突出した駆動軸５は、作業台１に形成した孔１ａに挿入している。
【０００５】
上記のようにしてネジ締め作業が終わったら、次に、図１３に示すシール組み付け作業に移る。
なお、マウンティングフランジ２には、オイルシール７を組み込むためのシール孔９と、スナップリング８を組み込むためのスナップリング溝１０とを形成している。
そして、これらシール孔９およびスナップリング溝１０にオイルシール７やスナップリング８を組み付けるときには、ギヤポンプＰを反転して、マウンティングフランジ２を上側にする。このようにマウンティングフランジ２を上側にすれば、オイルシール７やスナップリング８を上から下に向かって挿入できるので、その作業がやりやすくなる。
【０００６】
上記のようにマウンティングフランジ２を反転させたら、マウンティングフランジ２の上面に圧入ガイド１１をセットする。この圧入ガイド１１は、図１１に示すように上方に向かって径を大きくしたテーパ状のガイド孔１１ａを形成している。そして、このガイド孔１１ａの軸線と、シール孔９の軸線とを一致させている。
【０００７】
上記のように圧入ガイド１１をセットしたら、駆動軸５にキャップ治具１２をかぶせ、このキャップ治具１２にオイルシール７とスナップリング８とを順番にはめ込む。キャップ治具１２は、駆動軸５の外周にオイルシール７をはめ込むときに、その内周が駆動軸５のエッジやスプラインなどで傷つかないようにするものである。
また、キャップ治具１２の上端には、先細りのテーパ面１２ａを形成し、このテーパ面１２ａによってオイルシール７を挿入しやすくするとともに、そのオイルシール７の内周が傷つかないようにしている。
【０００８】
上記のようにオイルシール７とスナップリング８とをはめ込んだら、キャップ治具１２の上から筒状の圧入部材１３をはめ込む。そして、上方に設けた圧入シリンダ１４によってこの圧入部材１３を図中下側に押し、スナップリング８とオイルシール７とを圧入ガイド１１のガイド孔１１ａ内に圧入する。
スナップリング８は、ガイド孔１１ａ内に入っていく過程で、その外周がガイド孔１１ａに接触する。そして、この状態からさらに下がると、スナップリング８の外径は、ガイド孔１１ａによって縮められる。そして、この径を縮められたスナップリング８は、ガイド孔１１ａからマウンティングフランジ２のシール孔９に入り、また、このスナップリング８に押されてオイルシール７もシール孔９に入っていく。
【０００９】
シール孔９に入ったスナップリング８は、スナップリング溝１０に達すると、縮められていた径が自らの弾性力で広がる。そのため、このスナップリング８がスナップリング溝１０から抜けなくなり、オイルシール７もシール孔９から抜けなくなる。このようにしてオイルシール７およびスナップリング８の組み付け作業が完了する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、ボルト締め作業時と、シール組み付け作業時とで、ギヤポンプＰを反転させなければならないし、この反転作業を人手に頼っていた。しかし、ギヤポンプは重量がかさむので、その反転作業が大変で作業効率が悪くなるだけでなく、ややもすると作業者の手首を痛めたりするという問題があった。
そこで、オイルシール等の組み付け作業を機械によって自動化することも考えられるが、この場合には、ギヤポンプを反転させる装置と、反転させるだけのスペースとが必要となり、装置が大型化したり複雑化したりするという問題があった。
【００１１】
いずれにしても、組み付け時に反転作業が必要で、しかも重量がかさむような場合には、上記したギヤポンプと同じような問題が発生する。
また、この従来の組み付け装置では、ギヤの側面をシールするオイルシールが、正常に組み込まれているかどうかを判断できない。もし、オイルシールの組み付けが悪く、それがギヤにかみ込んだりしていると、ギヤがスムーズに回転しない。しかし、ギヤポンプを組み付けてしまうと、オイルシールに組み付け不良があるかどうかを確認できないという問題があった。
この発明の目的は、シール部材およびスナップリングを自動的に組み付けることができ、かつ、オイルシールの組み付け不良をチェックできるシール部材およびスナップリングの組み付け装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ボディに形成したボディボアに、ドライブギヤおよびドリブンギヤを組み込む一方、このボディボアをふさぐカバー部材でふさぎ、しかも、ボディボアに組み込んだギヤの側面をオイルシールでシールしてなり、上記ドライブギヤのギヤ軸を駆動軸としてボディあるいはカバー部材から外方に突出させるとともに、この駆動軸の周囲にシール孔およびスナップリング溝を形成し、このシール孔にオイルシールを装着し、スナップリング溝にスナップリングを装着したギヤポンプを組み付ける装置を前提にする。
【００１３】
上記の装置を前提にしつつ、第１の発明は、駆動軸の回転トルクを検出して、そのトルクが設定値以上のときに、ギヤの組み付け不良と診断する組み付け不良診断機構と、駆動軸を下にしてギヤポンプを保持する保持機構と、オイルシールおよびスナップリングを、下向きにした駆動軸の先端から挿入するオイルシールおよびスナップリング組み付け機構と、駆動軸を下にした状態でギヤポンプをボルト締めするボルト締め機構とを備え、上記オイルシールおよびスナップリング組み付け機構は、ギヤポンプの駆動軸側に当接させ、かつ軸線方向下に向かって広がるテーパ状のガイド孔を形成した圧入ガイドと、この圧入ガイドの真下に位置するとともに、その軸線を上記ガイド孔の軸線に一致させた筒部材と、この筒部材の孔に挿入するキャップ治具と、上記筒部材を上下動させる駆動機構とを備え、上記圧入ガイドは、その上面に位置するガイド孔の最小径を上記シール孔の径とほぼ同じにし、その下面に位置する最大径を上記スナップリングの外径よりも大きくする一方、上記筒部材の径は、上記シール孔の内径よりも小さくした点に特徴を有する。
【００１４】
そして、ガイド孔の最小径側を上面にした圧入ガイドを、シール孔を下側にしたギヤポンプの下面に当接するとともに、これらガイド孔の軸線とシール孔の軸線とを一致させる。
一方、上記圧入ガイドの下方に設けた筒部材の上端面に、スナップリングとオイルシールとを順に置き、キャップ治具を筒部材の孔に挿入する。次に、この筒部材を移動して、その軸線とガイド孔の軸線とを一致させてからシリンダを作動し、筒部材を上昇させる。筒部材が上昇すると、キャップ治具にシャフトが入り、シャフトのエッジなどがキャップ治具によって被われる一方、ガイド孔に筒部材が入っていく。筒部材がガイド孔に入っていく過程で、ガイド孔によってスナップリングの外周が押されて縮径され、この縮径したスナップリングがガイド孔からシール孔に入る。そして、スナップリング溝に達すると、このスナップリングは拡径し、抜けなくなる。また、このスナップリングによってシール部材もシール孔から抜けなくなる。
【００１５】
第２の発明は、組み付け不良診断機構が、駆動軸に回転トルクを伝達する伝達手段と、この伝達手段を回転させる回転手段と、この回転手段が所定の回転トルクを伝達手段に作用させたとき、この伝達手段が回転するかしないかを検出する検出器とを備え、この検出器は、伝達手段が回転したときに正常と判断し、それが回転しないとき異常と判断する構成にした点に特徴を有する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１〜９に示した実施例について説明する。この実施例のギヤポンプＰは、ボディ３の一方の側をマウンティングフランジ２でふさぎ、他方の側をカバー４でふさいでいる。なお、このギヤポンプＰは概略を示したもので、特に、マウンティングフランジ２は、この発明の要部となる部分を強調して表している。
このようにしたギヤポンプＰのマウンティングフランジ２は、従来と同様に、駆動軸５の周囲にシール孔９を形成するとともに、このシール孔９の底部より少し離れた箇所にスナップリング溝１０を形成している。
このようにしたギヤポンプは、図示していない支持機構で、その駆動軸５をした向きにして保持される。
また、図１(b)に示すテーブル１６には、この発明の筒部材に相当する圧入ブロック１７を固定している。この圧入ブロック１７の外径は、図１(a)に示すシール孔９の内径よりもわずかに小さくし、この圧入ブロック１７がシール孔９に入ったり出たりできるようにしている。さらに、テーブル１６には、この発明の駆動機構に相当するシリンダ１５のロッド１５ａを固定していて、このシリンダ１５の作動によって、テーブル１６とともに圧入ブロック１７が上昇したり下降したりする。
【００１７】
上記圧入ブロック１７には軸線に沿った孔１８を形成するとともに、この孔１８には、可動台２０と、この可動台２０を支えるスプリング２１とを設けている。そして、この圧入ブロック１７の孔１８内に、図３に示すようなキャップ治具１９を挿入したとき、上記可動台２０とスプリング２１とでこのキャップ治具１９を支えるようにしている。
【００１８】
上記キャップ治具１９は、図１(a)に示す駆動軸５の外周に、オイルシール７をはめ込むときに、その内周が駆動軸５のエッジやスプラインなどで傷つかないようにするためのものである。また、このキャップ治具１９の挿入方向の先端には、先細りにしたテーパ面１９ａを形成するとともに、このこのテーパ面１９ａよりも図中上側に、環状凹部３０を形成している。さらに、この環状凹部３０の上下にもテーパ面３０ａ、３０ｂを形成し、この環状凹部３０の断面形状が皿状になるようにしている。したがって、オイルシール７がこの環状凹部３０をスムーズに通過するとともに、そのオイルシール７の内周も傷つかない。
【００１９】
一方、圧入ブロック１７の上端面１７ａには、Ｃ型の凸部２２を形成している。この凸部２２の外周には、図９(b)に示すようなスナップリング８を置くようにしている。そして、凸部２２の外径は、スナップリング８の内径よりも小さく設定し、上記上端面１７ａにスナップリング８を置いたとき、図２(b)に示すように、凸部２２とスナップリング８の内径との間にすき間Ｌができるようにしている。このようにすき間Ｌを形成したのは、そのすき間Ｌ分だけ、スナップリング８を径方向に縮められるようにするためである。また、このすき間Ｌは、スナップリング８が縮まったとき、そのリング８の外径が後で説明するシール孔よりも小さくなるだけの間隔を保持している。
【００２０】
また、圧入ブロック１７の側面には、小孔２３を形成し、この小孔２３にピン２５を挿入している。このピン２５は、小シリンダ２４のロッド２４ａに固定されていて、小シリンダ２４の作動によって小孔２３内を移動し、その先端を孔１８に入れたり孔１８から出したりできる。
また、上記小シリンダ２４は、支柱２６を介してテーブル１６に固定され、テーブル１６と一体に移動する。
【００２１】
さらに、テーブル１６は、図示していない移動装置によって、図４に示すようにマウンティングフランジ２の下すなわちこのマウンティングフランジ２を支える図示していない支持機構の真下に位置したり、その真下から退避したりできるようにしている。
【００２２】
上記マウンティングフランジ２の下面２ａには、圧入ガイド１１を当接させるようにしている。この圧入ガイド１１は、下方に向かって径を大きくしたテーパ状のガイド孔２７と、このガイド孔２７の上側に連続する最小径部２８とからなり、最小径部２８はマウンティングフランジ２のシール孔９の径よりもわずかに小さくしている。また、このガイド孔２７の最大径は、上記スナップリング８の外径よりも十分大きくしている。
【００２３】
なお、図示するようにマウンティングフランジ２の下面とガイド部材１１の上面とを合わせたとき、マウンティングフランジ２に形成したシール孔９の軸線とガイド部材１１に形成したガイド孔２７の軸線とが一致するようにしている。
また、圧入ガイド１１は、図示していない装置によって移動可能で、上記支持機構に保持されたマウンティングフランジ２の真下に位置したり、そこから退避したりできるようにしている。そして、マウンティングフランジ２の真下にあるときには、この圧入ガイド１１を、図１に示すように、マウンティングフランジ２にぴったりと接触した状態を保てるようにしている。
【００２４】
次に、上記した組み付け機構の作用を具体的に説明する。
図２に示すように、圧入ブロック１７の上端面１７ａに、スナップリング８とオイルシール７とを下から順に置く。このとき、スナップリング８の内周と凸部２２との間にすき間Ｌができるので、スナップリング８が多少ガタつく。しかし、多少ガタついたとしても、スナップリング８は凸部２２によってある程度センタリングされる。このようにスナップリング８とオイルシール７とをセットしたら、図３に示すように、把持部材２９によってキャップ治具１９を圧入ブロック１７の孔１８に挿入する。このようにすれば、キャップ治具１９がスナップリング８とオイルシール７とを貫通し、このキャップ治具１９によってオイルシール７がセンタリングされる。
【００２５】
また、キャップ治具１９の先端には先細りのテーパ面１９ａを形成するとともに、環状凹部３０の両側には互いに向き合うテーパ面３０ａ、３０ｂを形成しているので、これらテーパ面１９ａ、３０ａ、３０ｂによって、オイルシール７の内面は傷つかずに、スムーズに相対移動する。
【００２６】
上記のようにキャップ治具１９を孔１８に挿入したら、図示していない移動装置によってテーブル１６を移動して、圧入ブロック１７を、図４に示すように圧入ガイド１１の真下にセットする。このように両者をセットしたら、シリンダ１５を作動して、テーブル１６を上昇する。テーブル１６の上昇にともなって圧入ブロック１７も上昇し、その上端面１７ａが圧入ガイド１１のガイド孔２７に入っていく。また、このとき、キャップ治具１９に駆動軸５が入り込み、この駆動軸５のエッジやスプラインなどがキャップ治具１９によって被われる。
【００２７】
圧入ブロック１７がガイド孔２７に入っていくと、図５に示すようにガイド孔２７にスナップリング８の外周が接触するが、この状態からさらに圧入ブロック１７を上昇すると、スナップリング８の外周がガイド孔２７に押しつけられる。このガイド孔２７は、テーパ状になっているので、スナップリング８には径方向の力が作用する。したがって、スナップリング８の径が縮まりながら、センタリングされる。また、このように径が縮まったスナップリング８は、圧入ブロック１７の上端面１７ａとともに最小径部２８に入っていく。そして、このスナップリング８が最小径部２８を介してシール孔９に入っていけば、オイルシール７もこのスナップリング８に押されてシール孔９に入っていく。
【００２８】
圧入ブロック１７がさらに上昇すると、図６に示すように、オイルシール７がシール孔９の上部９ａに当たり、スナップリング８が、スナップリング溝１０に達する。スナップリング８が、スナップリング溝１０に達すると、自らの弾性で径が広がり、スナップリング溝１０にぴったりと組み込まれる。このようにしてスナップリング溝１０に組み込まれたスナップリング８によって、オイルシール７もシール孔９から抜けなくなる。このようにして、オイルシール７とスナップリング８との組み付けが完了する。
【００２９】
なお、圧入ブロック１７が上昇すれば、駆動軸５の先端がキャップ治具１９の内側に出っ張った環状凹部３０に当たる。そのため、その時点でキャップ治具１９の上昇が止まり、それ以降はキャップ治具１９が可動台２０を押し、スプリング２１が縮まることになる。
【００３０】
オイルシール７およびスナップリング８の組み付けが完了したら、図７に示すように、小シリンダ２４を作動して、ピン２５を孔１８内に突出させ、その先端をキャップ治具１９に形成した環状凹部３０に挿入する。次に、シリンダ１５を収縮して、圧入ブロック１７が下降すると、図８(b)に示すように圧入ブロック１７とともにキャップ治具１９も一体的に下降する。このようにすれば、キャップ治具１９を駆動軸５から確実に取り外すことができる。
【００３１】
上記のように取り外したキャップ治具１９は、環状凹部３０からピン２５を抜き、スプリング２１のバネ力でその一端を孔１８から突出させる。そして、この突出した一端を把持部材２９でつかんで引き抜き、所定の位置に移動して、次の組み付けに備えて待機させる。このようにすれば、一つのキャップ治具１９を何度も使うことができる。
【００３２】
上記のようにこの実施例では、オイルシール７とスナップリング８とを、下から組み付けられるようにしているので、上にしたカバー側からボルト６を締め付けたとしても、オイルシール７およびスナップリング８の組み付け時に、ギヤポンプＰを反転させなくてもよい。ギヤポンプＰを反転する必要がなくなくなるので、その分、作業効率もよくなる。また、ギヤポンプＰを反転する装置もいらなくなるので、装置全体も小型化できる。
【００３３】
なお、この実施例では、圧入ブロック１１の上端面１７ａに、Ｃ形の凸部２２を形成しているが、この凸部２２の形状はＣ形に限らない。圧入ブロック１７の上端面１７ａにスナップリング８を置いたとき、このスナップリング８を縮径でき、かつ、縮径したスナップリングの外径がシール孔９よりも小さくできるなら、凸部２２はどのような形状でもよい。そして、スナップリング８をある程度センタリングして上端面１７ａに置くことができれば、この凸部２２はなくてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
第１の発明は、上にしたカバー側からボルト締め作業をするとともに、このカバーとは反対側のマウンティングフランジにオイルシールやスナップリングを組み付けるときにも、そのギヤポンプを反転せずにオイルシールおよびスナップリングを組み付けることができる。したがって、反転作業を人手に頼っていた従来とは異なり、その作業能率が向上するとともに、作業者が、反転作業のために手首を痛めるようなこともなくなる。
また、ボディを反転する装置がいらなくなる分、装置を小型化できるし、それを反転させるための制御機構も不要になるので、全体的に装置を簡素化して、コストダウンさせることができる。
【００３５】
第２の発明によれば、オイルシールの組み付け不良を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の断面図であり、(a)はマウンティングフランジに圧入ガイドを当接した状態を示す図であり、(b)はオイルシールおよびスナップリングをセットする前の圧入ブロックの図である。
【図２】この発明の実施例の断面図であり、(a)はマウンティングフランジに圧入ガイドを当接した状態を示す図であり、(b)はオイルシールとスナップリングとをセットした状態を示す図である。
【図３】この発明の実施例の断面図であり、(a)はマウンティングフランジに圧入ガイドを当接した状態を示す図であり、(b)はキャップ治具を挿入した状態を示す図である。
【図４】この発明の実施例の断面図であり、(a)はマウンティングフランジに圧入ガイドを当接した状態を示す図であり、(b)は圧入ブロックをマウンティングフランジの真下に移動した状態を示す図である。
【図５】この発明の実施例の断面図であり、スナップリングの外周がガイド孔に接触した状態を示す図である。
【図６】この発明の実施例の断面図であり、オイルシールとスナップリングとの組み付が完了した状態を示す図である。
【図７】この発明の実施例の断面図であり、ピンをキャップ治具の環状凹部に挿入した状態を示す図である。
【図８】この発明の実施例の断面図であり、(a)はマウンティングフランジにオイルシールおよびスナップリングを組み付けた状態を示す図であり、(b)は圧入ブロックを下げてマウンティングフランジおよび圧入ガイドから圧入ブロックを抜いた状態を示す図である。
【図９】この発明の圧入ブロックの上端面を上から見た図であり、(a)はなにも置いていない状態を示す図で、(B)はスナップリングをセットした状態を示す図で、(c)はスナップリングとオイルシールとをセットした状態を示す図である。
【図１０】この発明の組み付け不良診断機構を示す全体図である。
【図１１】組み付け不良診断機構の回路図である。
【図１２】従来のギヤポンプを示す図であり、ボルトを組み付けるときの状態を示す図である。
【図１３】従来のギヤポンプを示す図であり、オイルシールおよびスナップリングを組み付けるときの状態を示す図である。
【符号の説明】
２ マウンティングフランジ
３ ボディ
４ カバー
５ 駆動軸
７ オイルシール
８ スナップリング
９ シール孔
１０ スナップリング溝
１１ 圧入ガイド
１１ａガイド孔
１７ 圧入ブロック
１８ 孔
２１ スプリング
３１ ボディ
３３ ボディボア
３４ ドライブギヤ
３５ ドリブンギヤ
３７ オイルシール
３９ 駆動軸
４０ 伝達手段

Claims (2)

1. ボディに形成したボディボアに、ドライブギヤおよびドリブンギヤを組み込む一方、このボディボアをふさぐカバー部材でふさぎ、しかも、ボディボアに組み込んだギヤの側面をオイルシールでシールしてなり、上記ドライブギヤのギヤ軸を駆動軸としてボディあるいはカバー部材から外方に突出させるとともに、この駆動軸の周囲にシール孔およびスナップリング溝を形成し、このシール孔にオイルシールを装着し、スナップリング溝にスナップリングを装着したギヤポンプを組み付ける装置において、上記駆動軸の回転トルクを検出して、そのトルクが設定値以上のときに、ギヤの組み付け不良と診断する組み付け不良診断機構と、駆動軸を下にしてギヤポンプを支持する支持機構と、オイルシールおよびスナップリングを、下向きにした駆動軸の先端から挿入するオイルシールおよびスナップリング組み付け機構と、駆動軸を下にした状態でギヤポンプをボルト締めするボルト締め機構とを備え、上記オイルシールおよびスナップリング組み付け機構は、ギヤポンプの駆動軸側に当接させ、かつ軸線方向下に向かって広がるテーパ状のガイド孔を形成した圧入ガイドと、この圧入ガイドの真下に位置するとともに、その軸線を上記ガイド孔の軸線に一致させた筒部材と、この筒部材の孔に挿入するキャップ治具と、上記筒部材を上下動させる駆動機構とを備え、上記圧入ガイドは、その上面に位置するガイド孔の最小径を上記シール孔の径とほぼ同じにし、その下面に位置する最大径を上記スナップリングの外径よりも大きくする一方、上記筒部材の径は、上記シール孔の内径よりも小さくしたギヤポンプの組み付け装置。
2. 組み付け不良診断機構は、駆動軸に回転トルクを伝達する伝達手段と、この伝達手段を回転させる回転手段と、この回転手段が所定の回転トルクを伝達手段に作用させたとき、この伝達手段が回転するかしないかを検出する検出器とを備え、この検出器は、伝達手段が回転したときに正常と判断し、それが回転しないとき異常と判断する構成にした請求項１記載のギヤポンプの組み付け装置。

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