JP3702917B2 - リング組付方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールリングを正しくワークに組み付けるための組付方法および装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
弾性体からなるリング（シールリング等）を、ワークに形成した溝等の所定位置に嵌め込む際には、以下のような方法が一般的に用いられている。まず最初に、ワークの端部から溝までの部分にシールリングを通過させるべく、シールリングをワークと同一径かそれ以上に拡径させる。そして、シールリングをワーク表面で滑らせて前記溝の位置まで移動させ、溝と一致したときに、シールリング自体の弾性復帰力によって拡径状態から再び縮径せしめ、溝内部に嵌め込む。この方法を用いた組付装置を、図６に示して説明する。
【０００３】
組付装置は、ワーク１と略同一径をなすリング支持筒２を有し、両者の先端部は、互いに同軸状に連結可能な形状に形成されている。また、リング支持筒２の外周面を軸線方向に摺動可能に、プッシャ３を設けている。シールリング４は、ワーク１をリング支持筒２に連結する以前にリング支持筒２に嵌め込み、ワーク１と略同一径に拡径させる。そして、図示のごとくワーク１をリング支持筒２に連結した後に、プッシャ３を図示しないアクチュエータ等で、ワーク１との連結部に向けて摺動させ、シールリング４をワーク１に押し出す。このとき、シールリング４は、リング支持筒２およびワーク１の表面を滑るか、若しくは回転しながら移動する。
【０００４】
さらに、シールリング４をワーク１の溝１ａまで押し出し、溝１ａに一致すると、シールリング４は自らの弾性復帰力により、溝１ａ内に嵌り込む。上記手法を用いた従来例としては、実開平2-107436号公報、実開昭64-20269号公報等にその詳細が開示されている。また、ワークの所定位置にシールリングの一部を密着させ、その後に該シールリングの全周に亙って前記所定位置に押し込む手法が、特開平6-63871 号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来例には以下に述べるような問題点があった。それは、リング支持筒２およびワーク１の表面をシールリング４が通過する際に、シールリング４に対して、リング支持筒２およびワーク１からの摩擦力が均等に加わらないことにより、全周に亙って均等に摺動若しくは回転が起こらず、部分的な捩れが生じてしまう場合がある。シールリング４がこの捩れを有した状態でワーク１の溝１ａに嵌り込むと、シールが確実にされなくなるおそれがあった。また、捻れによりシールリング４に無理な力が加わるので、シールリング４の耐久性の低下につながることとなった。特に、図７に示すようにシールリング４の断面がＸ字状をなすいわゆるＸリングの場合には、図７（ａ）に示すように、張り出した先端部４ａによって、摺動時の捩れは防止することができても、溝１ａに嵌り込む際に、図７（ｂ）に示すように、張り出した先端部４ａの間のくぼみ４ｂが、ワーク１の表面と溝１ａとの段差を通過する際に、捩れが生じてしまう。このように、単に拡径したシールリングを摺動させて溝に嵌め込む従来の手法では、捩れの発生を防止することは困難となっていた。
【０００６】
ところで、外周部にＶ字状の溝を有するシールリングについては、捩れを生ずることなくワークの所定位置に嵌め込むことを目的とする手法が、特開平6-71524 号公報に開示されているが、この例ではその他の断面形状を有するシールリングに適応することは不可能であり、市場の要望に十分応えることができるものではなかった。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、さまざまな断面形状を有するシールリングについて、ワークへの組み付け時における捩れの発生を防止し、リングのシール能力を安定させ、かつシールリングの耐久性の低下を防ぐことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するための本発明に係る手段は、ワークの所定位置に弾性体からなるリングを嵌め込む方法であって、前記リングをワークと同一径かそれ以上に拡径し、該拡径状態のリングと前記ワークの所定位置との位置合わせを行い乍ら、一部を除きリングの拡径状態を解除して前記ワークの所定位置に係合させ、このときリングの非係合部分に生じているワークとの非係合状態を、リングの既係合部分に対して順次移動させ、リングの全周に亙り一部非係合状態を発生させた後に、該非係合部を前記ワークの所定位置に係合させることを特徴とする。
【０００９】
リングをワークと同一径かそれ以上に拡径して、該リングを組み付けるべきワークの所定位置への位置合わせを容易にする。また、位置合わせを行い乍ら、リングの全周のうち一部分を残して、その他の部分を前記ワークの所定位置に係合させる。そして、このときリングの非係合部分に生じているワークとの非係合状態を、リングの既係合部分に対して順次移動させ、リングの全周に亙り一部非係合状態を発生させることにより、既係合部分に生じている捩れ方向の動きの規制を解除し、リング自体の弾性復帰力を利用して、リングに生じた捩れを解消する。最後に、リングの非係合部分を前記ワークの所定位置に係合させることにより、リングの組付を完了する。
【００１０】
また、上記問題を解決するための本発明に係る手段は、ワークの所定位置に弾性体からなるリングを嵌め込む装置であって、前記リングを所望の拡径状態に支持する支持手段と、該支持手段からリングを前記ワークの所定位置へ移動させる移動機構と、前記支持手段及び前記ワークを相対回転させる駆動手段とを有し、前記支持手段には、前記ワークの所定位置に対する前記リングの全周に亙る係合を一時的に規制する規制手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
前記支持手段によりリングを所望の拡径状態に支持し、ワークへの挿通を可能とする。そして、前記移動機構により前記拡径状態のリングを前記支持手段からワークの所定位置へ移動させ、該所定位置に係合させる。このとき、前記支持手段に設けた規制手段により、前記リングを一部分拡径状態に維持し、非係合部を形成する。この状態で、前記駆動手段により、前記支持手段とワークとを相対回転させる。このとき、リングをワークと共に連れ回りさせて、前記規制手段にリングの全周を通過させる。そして、リングの非係合部分に生じているワークとの非係合状態を、リングの既係合部分に対して順次移動させ、リングの全周に亙り一部非係合状態を発生させることにより、リングの既係合部分とワークとの摩擦力により生じている捩れ方向の動きの規制を解除し、リング自体の弾性復帰力を利用して、リングに生じた捩れを解消する。そして、非係合部分をワークの所定位置と係合させ、前記リングをワークに正しく組み付ける。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。従来例と同一部分または相当する部分については同一符号で示し、詳しい説明は省略する。以下の説明においては、Ｘリングを組み付ける場合を例に上げて説明する。また各図の上下方向が説明中の上下方向と一致するものとする。
【００１３】
さて、図１には、本発明の実施の形態に係るリング組付装置が示されている。このリング組付装置は、基台５上に設けられた底板昇降用シリンダ６を介して、底板７を昇降自在に支持している。底板７の略中央部には開口７ａが形成されており、リング支持部８に形成されたリング支持手段であるリング支持筒９を、挿通可能としている。リング支持部８は、基台５上に設けられたリング支持部用シリンダ11に支持されており、底板７の上面に対するリング支持筒９の突出量を変更することも可能である。また、リング支持部８およびリング支持筒９は、図示の左右の部材に分割されており、リング支持部用シリンダ11により、左右の部材間の距離を変更することができる。そして、リング支持筒９の左右の部材間の距離を最大にしたとき、リング支持筒９の外壁は、ワーク１に比して若干大径に拡径した状態となる。底板７の開口７ａの径は、リング支持筒９の左右の部材間距離が最大の状態で、リング支持筒９の外壁が接触せず、かつ、開口７ａとリング支持筒９との間の隙間に、弾性体からなるＸリング10が嵌り込む事がないものとする。これら昇降可能な底板７およびリング支持部８が、後述するように、Ｘリング10をワークの溝１ａに移動させるための昇降機構となっている。
【００１４】
図２には、リング支持筒９を拡大して示している。リング支持筒９は、ワーク１の、端部から溝１ａまでの部分より若干大径に形成され、ワーク１の端部と連結可能となっている。また、ワーク１との連結時には、ワーク１の端部から溝１ａまでの部分は、リング支持筒９の先端９ａ内に没入し、溝１ａが直接的にリング支持筒９の先端９ａに面する。さらに、先端９ａの一部分には突出部９ｂを形成し、突出部９ｂによって溝１ａの一部を覆い隠すようにしている。この突出部９ｂは、後述するように溝１ａに対するＸリング10の非係合部を形成する規制手段となる。
【００１５】
図示のワーク１は、内筒部１ｂを有し、この内筒部１ｂを内側からロボットハンドのチャック爪12で保持している。チャック爪12は、図１に示すようにチャック用シリンダ13に支持されており、ワーク１をリング支持筒９に対して離間接近させることが可能である。さらに図示しない開閉機構によって、チャック爪12を開閉し、ワーク１の固定および解放を行うことができる。さらに、チャック爪12は図示しない駆動手段によって、鉛直方向の軸中心に回転させることができる。
【００１６】
本発明の実施の形態に係るリング組付装置は、以上のような構成をなしている。このリング組付装置を用いて、Ｘリング10をワーク１の溝１ａに組みつける手順を、図２ないし図５を用いて以下に説明する。
【００１７】
まず、ワーク１をリング支持筒９と連結させる以前に、図２に示すようにリング支持筒９にＸリング10を嵌め込む。このとき、リング支持部用シリンダ11（図１）を作動させて、リング支持筒９の左右の部材間の距離を縮め、リング支持筒９の外壁をＸリング10の径より小径にする。そして、Ｘリング10の嵌め込みを容易とする。Ｘリング10がリング支持筒９に嵌りかつ底板７の上面に載置された状態で、リング支持部用シリンダ11（図１）を作動させ、リング支持筒９の左右の部材間の距離を最大に広げる。Ｘリング10はリング支持筒９により、ワーク１より若干大径に拡径した状態で支持される。この、リング支持筒９によりＸリング10を支持する作業の際に、Ｘリング10に捩れが生じないように注意することが望ましい。その後に、図示のごとくワーク１をリング支持筒９の先端９ａに連結する。
【００１８】
次に、図３に示すように、底板７を上昇させることにより、Ｘリングをリング支持筒９の側面に沿って摺動させる。すると、Ｘリング10はワーク１の溝１ａと一致し、突出部９ｂに掛る部分を除いて、先端９ａから押し出される。そして、Ｘリング10の弾性復帰力によって拡径状態から再び縮径し、突出部９ｂに掛る部分を除いて、溝１ａに係合する。このとき、リング支持筒９の先端９ａと溝１ａとの段差により、図７で説明したように、Ｘリング10の既係合部分10ａには捩れが生ずる。図３に示されたＸリング10の既係合部分10ａは、捩れた状態を示している。また、10ｂで示された部分は、溝１ａとの係合が規制された非係合部である。
【００１９】
ここで、底板７を再び初期位置に下降させると共に、チャック爪12を回転駆動してワーク１を回転させる。すると、Ｘリング10は、溝１ａとの係合によって生ずる摩擦力により、ワーク１と共に連れ回りするので、Ｘリング10は全周に亙り突出部９ｂを通過することになる。ところで、突出部９ｂに掛る非係合部10ｂでは、Ｘリング10は溝１ａとの係合が解かれるので、溝１ａとの摩擦力による捩れ方向の動きの規制を受けることが無くなり、自らの弾性復帰力を促して捩れを解消することができる。よって、Ｘリング10の全周に亙り突出部９ｂを通過させることによって、図４に示すように、Ｘリング10の捩れを全て解消することができる。
【００２０】
Ｘリング10の捩れが解消した後に、図５に示すようにワーク１を上昇させることにより、リング支持筒９の突出部９ｂはＸリング10から離間し、Ｘリング10の非係合部10ｂもワーク１の溝１ａに嵌り込む。よって、捩れを生ずることなく、正しくＸリング10の組付を完了することができる。
【００２１】
ところで、上記リング組付装置の動作において、図３に示すＸリング10をワーク１の溝１ａに位置合わせする工程において、底板７を上昇させる代わりに、リング支持筒９およびワーク１を底板７に対して下降させることも可能である。また、Ｘリング10の非係合部10ｂに生じているワークとの非係合状態を、Ｘリング10の既係合部分10ａに対して順次移動させ、Ｘリング10の全周に亙り一部非係合状態を発生させる工程において、ワーク１を回転させる代わりに、リング支持筒９を、すなわち突出部９ｂを回転させることも可能である。さらに、図５に示すワーク１の上昇によってＸリング10の組付を完了する工程では、底板７およびリング支持筒９を下降させることによっても、同様の結果を得ることができる。
【００２２】
また、Ｘリング10を例に上げて説明をしたが、上記本発明の実施の形態を用いることにより、その他のいかなる断面形状を有するシールリングについても、組み付け工程の途中で生じた捩れを解消し、正しく組み付けを完了することができる。
【００２３】
上記構成をなす本発明の実施の形態から得られる作用効果は、以下の通りである。ワーク１より若干大径をなすリング支持筒９に、Ｘリング10を嵌め込んで、Ｘリング10を拡径し、底板７を上昇させることによって、拡径状態を維持したまま、Ｘリング10とワーク１の溝１ａとの位置合わせを行う。そして、リング支持筒９に形成された突出部９ｂによって、非係合部10ｂを残しながらＸリング10を溝１ａに嵌め込む。この時点でＸリングには捩れが発生する。ここで、ワーク１と共にＸリング10を回転させることによって、非係合部10ｂに生じているワーク１との非係合状態を、Ｘリング10の既係合部分10ａに対して順次移動させ、Ｘリング10の全周に亙り一部非係合状態を発生させ、既係合部分に生ずる溝１ａとの摩擦力による捩れ方向の動きの規制を解除し、Ｘリング10自体の弾性復帰力により捩れを解消する。その後に、非係合部10ｂについても溝１ａに嵌め込んで、Ｘリング10の組付を完了する。すなわち、組付工程の途中でＸリングに捩れが生じても、これを解消した後に組付作業を完了するので、Ｘリング10は必ず正しい状態で組付がなされることとなる。
【００２４】
本発明の実施の形態に係るリング組付装置は、Ｘリング10を拡径状態に支持する支持手段としてリング支持筒９を有し、拡径状態のＸリング10をワーク１の溝１ａに位置合わせする移動機構として昇降自在な底板７を有し、底板７の上昇によってＸリング10を溝１ａに嵌め込む。このとき、ワーク１の溝１ａに対するリングの全周に亙る係合を規制する規制手段として、リング支持筒９の突出部９ｂを有しており、さらに、リング支持筒９とワーク１とを相対回転させる駆動手段として、ワーク１を保持するチャック爪12が回転可能となっている。そして、ワーク１を回転させることにより、前記相対回転を生じせしめ、Ｘリング10の連れ回りによって、Ｘリング10の非係合部10ｂに生じているワーク１との非係合状態を、Ｘリング10の既係合部分10ａに対して順次移動させ、Ｘリング10の全周に亙り一部非係合状態を発生させる。これにより、Ｘリング10の捩れを解消し、正しい組付を可能とする。
【００２５】
【発明の効果】
本発明はこのように構成したので、以下のような効果を有する。弾性体からなるリングをワークと同一径かそれ以上に拡径して、ワークの所定位置へ組みつける工程の途中でリングに捩れが生じた場合でも、この捩れを解消した後に組付を完了するので、リングは正しい状態で組みつけられる。よって、リングのシール能力が損なわれることがなく、設定されたシール能力を確実に発揮することができる。また、リングに捩れが生じたまま組み付けられることが無いので、リングに無理な力が加わることを防ぎ、リングの耐久性の低下を防止することができる。
【００２６】
本発明に係るリング組付装置は、支持手段によりリングを所望の拡径状態に支持し、移動機構によって拡径状態のリングをワークの所定位置へ移動させ、さらに、前記支持手段に設けた規制手段により、前記リングの一部分を残してワークの所定位置に係合させる。この状態で、駆動手段により前記支持手段とワークとを相対回転させることにより、リングをワークと共に連れ回りさせて、リングの非係合部分に生じているワークとの非係合状態を、リングの既係合部分に対して順次移動させ、リングの全周に亙り一部非係合状態を発生させる。このとき、既係合部分に生ずる捩れ方向の動きの規制を解除し、リング自体の弾性復帰力を促して、リングに生じた捩れを解消することができる。よって、捩れの無い正しい状態でリングを組み付けることができるので、リング本来の能力を安定して発揮させることが可能となる。また、本装置により組み付けられたリングには捩れによる無理な力が加わらないので、リングの耐久性の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係るリング組付装置を示す部分断面図である。
【図２】 図１に示すリング組付装置の要部拡大図であり、本発明の実施の形態に係るリング組付方法における第１工程を示す摸式図である。
【図３】 図２に続くリング組み付け方法の第２工程を示す摸式図である。
【図４】 図３に続くリング組み付け方法の第３工程を示す摸式図である。
【図５】 図４に続くリング組み付け方法の第４工程を示す摸式図である。
【図６】 リング組付装置の従来例を示す摸式図である。
【図７】 図６に示すリング組付装置により、Ｘリングを組み付ける際に生じる捩れの様子を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１ ワーク
１ａ 溝
６ 底板昇降用シリンダ
７ 底板
９ リング支持筒
９ａ 突出部
10 Ｘリング
10ａ 既係合部分
10ｂ 非係合部

Claims (2)

1. ワークの所定位置に弾性体からなるリングを嵌め込む方法であって、前記リングをワークと同一径かそれ以上に拡径し、該拡径状態のリングと前記ワークの所定位置との位置合わせを行い乍ら、一部を除きリングの拡径状態を解除して前記ワークの所定位置に係合させ、このときリングの非係合部分に生じているワークとの非係合状態を、リングの既係合部分に対して順次移動させ、リングの全周に亙り一部非係合状態を発生させた後に、該非係合部を前記ワークの所定位置に係合させることを特徴とするリング組付方法。
2. ワークの所定位置に弾性体からなるリングを嵌め込む装置であって、前記リングを所望の拡径状態に支持する支持手段と、該支持手段からリングを前記ワークの所定位置へ移動させる移動機構と、前記支持手段及び前記ワークを相対回転させる駆動手段とを有し、前記支持手段には、前記ワークの所定位置に対する前記リングの全周に亙る係合を一時的に規制する規制手段を設けたことを特徴とするリング組付装置。

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