JP4187361B2

JP4187361B2 - 弾性筒状部材の組付装置

Info

Publication number: JP4187361B2
Application number: JP24140099A
Authority: JP
Inventors: 伸治遠山; 高雄江塚; 弘之藪木
Original assignee: Toyota Motor Corp; Tamadic Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Tamadic Co Ltd
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2019-08-27
Also published as: JP2001062647A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールジョイントへのブーツの組み付けに適した、組付装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車のサスペンションロアアームや、タイロッドなどに用いられるボールジョイントには、摺動部分への異物の混入を防ぐために、ゴム等の弾性体からなるブーツが装着される。図５には、ブーツを装着したボールジョイントが用いられているものの一例として、フロントサスペンションのロアアーム１を示している。なお、図５（ａ）はロアアーム１の平面図であり、図５（ｂ）はロアアーム１の側面図（一部断面図）である。ボールジョイント２は、図示のごとくブーツ３によって覆われている。また、ボールジョイント２とブーツ３との間の空間にはグリースが充填されている。よって、ボールジョイント２は、その動きを阻害されることなくカバーされ、かつ、安定した潤滑がなされることで耐久性を高めることができる。
【０００３】
図６には、ブーツ３をボールジョイント２に組み付けるための装置の要部を、簡略化して示している。ブーツ３は開口部３ａ、３ｂを有し、いずれの開口部もボールジョイント２（図５）の被装着部に対し小径に形成されている。したがって、組み付けの際には、一旦、ブーツ３の開口部３ａを拡径した状態で拘束し、ボールジョイントの被装着部を、拡径された開口部３ａから上方へ向けて挿通する必要がある。かかる作業を行うために、ブーツ組立装置は、先端部４ａがＬ字状に折れ曲がった八本の爪４を、図７に示すようにその先端部４ａを互いに突き合わせて円形に並べ、かつ、放射状に離間接近可能に支持して構成される、ブーツの拡径手段を有している。そして、各爪４の先端部４ａを互いに密着させた状態で、ブーツ３の開口部３ａに挿通し、その後、各爪４を互いに放射状に離間させることにより、各爪の先端部４ａで開口部３ａを放射方向に引き伸ばし、拡径することが可能である。
【０００４】
そして、開口部３ａを拡径したブーツ３のタブ３ｃを、ブーツ押え５Ａとブーツ押え５Ｂ（図中点線で示す）とで挟持し、ブーツ３の開口部３ａを拡径状態のまま拘束する。なお、ブーツ押え５Ａ，５Ｂは、各爪４と交互にかつ等間隔で、八か所に配置されている。また、ブーツ押え５Ａはブーツ押え５Ｂに対し上下にスライド可能であり、互いの先端部を接近させることで、タブ３ｃを挟持することができる。そして、ブーツ３のタブ３ｃを挟持した後、再び各爪４の先端部４ａを互いに密着させ、各爪４をブーツ３の開口部３ａから離間させる。その後に、ブーツ押え５Ａ，５Ｂでブーツ３を持ち上げ、ボールジョイント２の所定の組付位置へと移動させる。さらに、ボールジョイント２の被装着部を拡径状態に拘束された開口部３ａへと挿通した後、ブーツ押え５Ａ，５Ｂによるタブ３ｃの拘束を解除することで、ブーツ３自体の弾性力を利用して、開口部３ａの周端面をボールジョイントの外周面に密着させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
さて、上記組付装置のブーツ拡径手段は、八本の爪４の先端部４ａを互いに突き合わせるようにして円形に並べ、かつ、放射状に離間接近可能に支持したものである。よって、ブーツ３の開口部３ａを拡径すべく各爪４を互いに放射状に離間させると、八本の爪４の先端部４ａは同一円周上に位置しつつ互いに離間し、ブーツ３の開口部３ａは、概略八角形に拡径されることになる。したがって、当該八角形の頂点部分と各辺の部分とでは、内部に挿通されるボールジョイント２の壁面との距離が異なることになる。そして、八角形の辺の部分がボールジョイントの壁面と干渉することを避けるためには、八角形の頂点部分をボールジョイント２の壁面から十分に離間させる必要があることから、ボールジョイント２の装着部に形成される環状の係合溝に旨く係合しなくなる可能性がある。
【０００６】
また、ブーツ押え５Ａ，５Ｂと各爪４との干渉を避けるために、ブーツ押え５Ａ，５Ｂは各爪４と交互に配置され、ブーツ３のタブ３ｃの全周を八か所で挟持する。したがって、もし一か所のブーツ押え５Ａ，５Ｂからタブ３ｃが外れてしまうと、開口部３ａは概略不等辺七角形の不十分な拡径状態となり、ボールジョイントの被装着部を開口部３ａへと挿通する際に、ブーツ３がめくれ上がる等の組み付け不良を発生させるおそれがある。
【０００７】
以上の問題は、各爪４および各ブーツ押え５Ａ，５Ｂの幅をより小さくして間隔を詰め、円周状に可能な限り多数並べることで解消することが可能である。しかしながら、従来の八本の爪４と、八か所のブーツ押え５Ａ，５Ｂとを駆動するための機構でさえ既に相当複雑であり、装置の大型化、高価格化、メンテナンスの困難性等が指摘されていることから、そのような構造を採用することは非現実的である。かかる課題は、サスペンションロアアームのボールジョイントにブーツを組み付ける場合に限らず、弾性を有する筒状部材を拡径した後、被装着物へと組み付ける組付作業に関する装置に共通したものであり、改善が望まれていた。
【０００８】
本発明は上記課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、弾性を有する筒状部材を拡径した後、ワークへと組み付ける作業を、より確実に行うことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の請求項１に係る装置は、弾性を有する筒状部材であるブーツを拡径した後、ボールジョイントへと組み付ける組付装置であって、前記ブーツの内部に挿通した状態で、前記ブーツをその内部から均等に拡径する拡径手段と、前記ブーツの拡径状態を維持したまま前記ボールジョイントの所定の組付位置へと移動させ、該所定の位置で前記ブーツを拡径状態から解放する組付手段とを備え、前記組付手段は、拡径された前記ブーツを全周に渡って均等に拘束可能な拘束手段として、円筒状の外筒の内部に円筒状の内筒を摺動可能に設け、前記外筒に対し前記内筒を昇降させる構造を有し、前記内筒の内壁部分はブーツ組付作業の際に、ブーツおよびボールジョイントとの不必要な干渉を避ける壁面形状となっており、かつ、前記外筒の先端部は内径方向へと折り曲げられ、かかる折曲げ部に前記内筒の先端部を接近させることでブーツのタブを挟持する、ブーツチャックユニットを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、前記拡径手段によって、前記弾性筒状部材であるブーツをその内部から均等に拡径することが可能であることから、前記ボールジョイントの外径に対する前記ブーツの拡径状態における内径を、組付が確実に行われる径に設定することができる。また、ブーツの拡径状態を維持したままボールジョイントの所定の組付位置へと移動させ、該所定の位置でブーツを拡径状態から解放する組付手段により、ブーツを均等に拡径した後、ボールジョイントの所定の組付位置へとブーツを組み付ける。
しかも、前記組付手段は、拡径された前記筒状部材を全周に渡って均等に拘束可能な拘束手段として、円筒状の外筒の内部に円筒状の内筒を摺動可能に設け、前記外筒に対し前記内筒を昇降させる構造を有し、前記内筒の内壁部分はブーツ組付作業の際に、ブーツおよびボールジョイントとの不必要な干渉を避ける壁面形状となっており、かつ、前記外筒の先端部は内径方向へと折り曲げられ、かかる折曲げ部に前記内筒の先端部を接近させることでブーツのタブを挟持する、ブーツチャックユニットを備える。この構成により、前記ブーツの拡径状態を維持したまま前記ボールジョイントの所定の組付位置へと移動させる際の、拡径状態の維持を確実とする。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る弾性筒状部材の組付装置では、前記拡径手段は、外径が拡大可能な連続壁面を有する。そして、前記連続壁面の外径を拡大することで、ブーツをその内筒部から均等に押し広げ、全周に渡って均等に拡径させる。
【００１２】
また、本発明の請求項３に係る弾性筒状部材の組付装置は、前記連続壁面が、密閉された環状の室を持つ弾性体からなる。よって、密閉された環状の室の内部圧力を高めることで当該弾性体が膨張し、その外径を全周に渡って均等に拡大することができる。
【００１３】
さらに、本発明の請求項４に係る弾性筒状部材の組付装置は、ブーツ組付作業の際に用いられる前記ブーツの受け台には、前記ブーツのタブを載置するための環状突起部が形成され、前記環状突起部の中心部には、前記ブーツの開口部に挿通されるガイドが立設され、該ガイドの先端部には、前記拡径手段が配置され、前記ブーツチャックユニットの先端開口と、前記ブーツ受け台の環状突起部との間隔は、前記ブーツが押し広げられたときに、ブーツのタブが前記環状突起部から前記ブーツチャックユニットの外筒先端部へと、引っ掛かりなく広がるように設定されていることを特徴とする。
【００１４】
【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。ここで、従来技術と同一部分若しく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。
【００１５】
図１には、本発明の実施の形態に係るブーツ組付装置を概略的に示している。本装置は、ボールジョイント（ワーク）２の受け台６、ブーツ（弾性を有する筒状部材）３の受け台７、ブーツチャックユニット（組付手段）８を有する。受け台６には、ボールジョイント２が、ロアアーム１に装着された状態で載置される。したがって、受け台６の上面はロアアーム１の端部を固定することが可能な形状を有している。なお、ロアアーム１は図示しない他の受け台によっても支持されており、その全体が安定的に保持される。
【００１６】
受け台７には、図２（ａ）に示すように、ブーツ３のタブ３ｃを載置するための環状突起部７ａが形成され、環状突起部７ａの中心部には、ブーツ３の開口部３ａに挿通されるガイド７ｂが立設されている。また、ガイド７ｂの先端部には、密閉された環状の室を持つ弾性体（拡径手段）７ｃが配置されている。ガイド７ｂの内部には、弾性体７ｃの環状室へと圧縮空気を供給するエア管路（図示省略）が形成されている。そして、環状室の空気圧を高めることにより、弾性体７ｃを膨張させることができる。以下、弾性体７ｃを「エアクランパ」ともいう。なお、図１に示すように、受け台６，７は間隔Ｘを開けて、共に基台９に固定されている。
【００１７】
ブーツチャックユニット８は、図示しないアクチュエータにより図１の上下左右方向に移動可能なアーム10の、先端部に固定されている。ブーツチャックユニット８は、円筒状の外筒８ａの内部に、やはり円筒状の内筒８ｂを摺動可能に設け、シリンダー８ｃで外筒８ａに対し内筒８ｂを昇降させる構造を有している。内筒８ｂの内壁部分は、後述するブーツ組付作業の際に、ブーツ３およびボールジョイント２との不必要な干渉を避ける壁面形状となっている。また、外筒８ａの先端部は内径方向へと折り曲げられ、かかる折曲げ部に内筒８ｂの先端部を接近させることで、後述のごとくブーツ３のタブ３ｃを挟持することができる（外筒８ａおよび内筒８ｂを「拘束手段」ともいう。）。
【００１８】
アーム10の中間部には、ドグ11，12が設けられている。ドグ11，12にはボルトを用いているので、その突出量の調整が可能である。そして、ブーツチャックユニット８が受け台７の直上にあるとき、ドグ11は基台９に固定されアーム10（すなわちユニット８）の下降限度位置を知らせるスイッチ13の、直上に位置する。なお、ドグ11，12は間隔Ｘを開けて配置されているので、ブーツチャックユニット８が受け台６の直上へと移動すると、スイッチ13の直上にはドグ12が位置することになる。
【００１９】
続いて、上記構成を有するブーツ組付装置によりボールジョイント２にブーツ３を組み付ける手順を、図１〜図４を参照しながら説明する。
【００２０】
図１には、ブーツ組付装置が作動原点にあるときの様子を示している。この状態で、受け台６にはロアアーム１ごとボールジョイント２を載置し、受け台７にはブーツ３を載置する。図２（ａ）には、受け台７にブーツ３が載置された状態を拡大して示している。このとき、ブーツ３のタブ３ｃは環状突起部７ａの上に載置され、開口部３ａの周端面には、ガイド７ｂのエアクランパ７ｃが当接する。したがって、ブーツ３は、受け台６の所定の位置に確実に位置決めされる。
【００２１】
続いて、図１に示す状態からブーツチャックユニット８を下降させ、図２（ｂ）に示すように、外筒８ａの先端開口８ｄを環状突起部７ａに係合させる。この際、外筒８ａの先端と受け台７の上面との間隔は、アーム10（図１）のドグ11がスイッチ13に当接することで、適切に調整される。また、先端開口８ｄと環状突起部７ａとの間隔は、後述のごとくブーツ３が押し広げられたときに、タブ３ｃが環状突起部７ａから外筒８ａ先端部へと、引っ掛かりなく広がるように設定されている。
【００２２】
次に、図２（ｃ）に示すように、エアクランパ７ｃを膨張させる。そして、エアクランパ７ｃがその外径を拡大させることにより、ブーツ３の開口部３ａを、内側から均等に押し広げる。この際、エアクランパ７ｃの連続する壁面はその全周に渡って均等に膨張するので、ブーツ３の開口部３ａの全周に対し均等に圧力を付与することができる。その結果、ブーツ３の開口部３ａはその全周に渡って均等に拡径する。そして、タブ３ｃも拡径され、環状突起部７ａから外筒８ａ先端部へと広がる。
【００２３】
次に、図３（ａ）に示すように、エアクランパ７ｃを膨張させた状態のまま、ブーツチャックユニット８の内筒８ｂを下降させる。そして、外筒８ａの折曲げ部と内筒８ｂの先端部とで、ブーツ３のタブ３ｃを挟持する。前述のごとく、外筒８ａ、内筒８ｂは、共に円筒状の部材であることから、タブ３ｃはその全周に渡って均等に（連続して）拘束される。もし、図２（ｃ）の時点でブーツ３のタブ３ｃが環状突起部７ａから浮き上がっていたとしても、内筒８ｂによって、タブ３ｃの浮きが押えられる。また、図示のごとく内筒８ｂの内壁の一部分がブーツ３の外壁の一部分に当接することも、ブーツ３の安定保持に寄与する。
【００２４】
続いて、図３（ｂ）に示すように、エアクランパ７ｃから圧縮空気を抜いて収縮させる。ブーツ３のタブ３ｃはその全周に渡って均等に拘束されていることから、ブーツ３の開口部３ａは円形に拡径した状態で保持される。そして、ブーツ３の拡径状態を維持したままブーツチャックユニット８を上昇させる。
【００２５】
さらに、図１の左方向へと距離Ｘだけアーム10を動かし、ブーツチャックユニット８を受け台６の直上へと移動させる。その後、アーム10およびブーツチャックユニット８を下降させ、図４（ａ）に示すように、ブーツチャックユニット８の外筒８ａの先端部を、受け台６に載置されたロアアーム１の端部に当接させる。この際、外筒８ａと受け台６上に載置されたロアアーム１との上下方向の間隔は、アーム10（図１）のドグ12がスイッチ13に当接することで、適切に調整される。そして、ブーツ３の上方の開口部３ｂには、ボールジョイント２のスタッド部２ｂが挿通され、開口部３ｂの周端面がスタッド部２ｂの外壁にならって拡径し密着する。また、ブーツ３の開口部３ａの周端面は、ボールジョイント２の本体外周面に形成された、環状の係合溝２ａと対向する位置へとセットされる。
【００２６】
最後に、図４（ｂ）に示すように、ブーツチャックユニット８の外筒８ａを上昇させることで、ブーツ３のタブ３ｃをアンクランプする。すると、ブーツ３は自らの弾性力によって縮径し、開口部３ａおよびタブ３ｃは、ボールジョイント２の環状の係合溝２ａへと嵌り込む。以上の工程によってボールジョイント２に対するブーツ３の組付作業が完了する。その後、ブーツチャックユニット８は、作動原点（図１）へと復帰する。
【００２７】
上記構成をなす本発明の実施の形態より得られる作用効果は、以下の通りである。まず、本実施の形態では、拡径手段としてエアクランパ７ｃを採用しているが、エアクランパ７ｃは内部の空気圧を上昇させるだけで、その連続する壁面を全周に渡って均等に膨張させることができる。そして、エアクランパ７ｃから、ブーツ３の開口部３ａの全周に対し均等に圧力を付与し、開口部３ａを、その全周に渡って均等に拡径させることが可能となる。すなわち、従来（図６、図７）のごとく、開口部３ａが多角形に拡径されることが無く、均等に（円形に）拡径させることができる。よって、ブーツ３の開口部３ａの拡径状態における内径を、ボールジョイント２の挿通が可能であり、かつ、組付が確実に行われる最適の直径に設定することができる。その結果、図４（ｂ）に示す組付ステップにおいて、ブーツ３のタブ３ｃをアンクランプすることのみで、開口部３ａおよびタブ３ｃを、ボールジョイント２の環状の係合溝２ａへと確実に嵌め込むことができる。
【００２８】
また、拡径手段としてエアクランパ７ｃを用いることにより、所望の状態に拡径させるための制御がエア圧制御だけとなり、複雑な機構を必要としない。加えて、弾性体たるエアクランパ７ｃによって、弾性体たるブーツ３を押し広げるので、拡径作業時にブーツ３に傷をつけるおそれもない。
【００２９】
また、ブーツ３の拡径手段が、ブーツ３の内部に挿通されるエアクランパ７ｃのみとなることから、円筒状の外筒８ａおよび内筒８ｂのごとく、ブーツ３の全周に切れ目なく連続して配置される拘束手段としてのブーツチャックユニット８を用いることが可能となる。ブーツチャックユニット８は、円筒状の外筒８ａの内部に、やはり円筒状の内筒８ｂを摺動可能に設け、シリンダー８ｃで外筒８ａに対し内筒８ｂを昇降させる構造を有している。内筒８ｂの内壁部分は、後述するブーツ組付作業の際に、ブーツ３およびボールジョイント２との不必要な干渉を避ける壁面形状となっている。また、外筒８ａの先端部は内径方向へと折り曲げられ、かかる折曲げ部に内筒８ｂの先端部を接近させることで、ブーツ３のタブ３ｃを挟持することができる。また、先端開口８ｄと環状突起部７ａとの間隔は、後述のごとくブーツ３が押し広げられたときに、タブ３ｃが環状突起部７ａから外筒８ａ先端部へと、引っ掛かりなく広がるように設定されている。
その結果、ブーツ３のタブ３ｃを、その全周に渡って均等に拘束することができる。また、拘束の確実性を高めることができる。よって、ブーツ３の開口部３ａを均等に拡径した状態を確実に維持しつつ、ボールジョイント２を挿通させることが可能であり、組付の際にブーツ３がめくれ上がる等の不良を発生させるおそれがない。
【００３０】
以上のように、本発明の実施の形態に係るブーツ組付装置は、ブーツの組立作業を確実に行うことを可能としつつ、簡単な機構で装置の小型化を図り、耐久性も高くメンテナンスも容易であることから、ブーツ組付工程の低コスト化に寄与するものである。なお、本発明は、上記実施の形態で説明したブーツ組付装置に限定されるものではなく、弾性を有する筒状部材を拡径した後、被装着物へと組み付ける組付装置に適用可能なものである。
【００３１】
【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。まず、本発明の請求項１に係る弾性筒状部材の組付装置によれば、従来のごとく弾性筒状部材であるブーツが多角形に拡径されることがなく、ブーツを拡径した後、ボールジョイントへと組み付ける作業を、より確実に行うことが可能となる。
【００３２】
また、本発明の請求項２に係る発明によれば、前記ブーツを、全周に渡って均等に拡径させることが可能となり、ブーツを拡径した後、ボールジョイントへと組み付ける作業を、より確実に行うことができる。
【００３４】
さらに、本発明の請求項３に係る発明によれば、簡単な機構で装置の小型化を図り、耐久性も高くメンテナンスも容易であることから、ブーツ組付工程の低コスト化を図ることができる。また、弾性体によってブーツを押し広げるので、拡径作業時にブーツに傷をつけるおそれもない。
【００３５】
また、本発明の請求項４に係る発明によれば、ブーツを拡径した後、ボールジョイントへと組み付ける作業を、確実に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るブーツ組付装置を示す概略図である。
【図２】図１に示すブーツ組付装置により、ボールジョイントにブーツを組み付ける手順を示す摸式図である。
【図３】図２に続き、ボールジョイントにブーツを組み付ける手順を示す摸式図である。
【図４】図３に続き、ボールジョイントにブーツを組み付ける手順を示す摸式図である。
【図５】ボールジョイントを備えるフロントサスペンションのロアアームを示す図である。
【図６】従来のブーツ組付装置の要部摸式図である。
【図７】図６に示す従来のブーツ組付装置の、爪の配置を示す上面図である。
【符号の説明】
２ボールジョイント
３ブーツ
３ａ開口部
３ｃタブ
７受け台
７ｃエアクランパ
８ブーツチャックユニット
８ａ外筒
８ｂ内筒

Claims

弾性を有する筒状部材であるブーツを拡径した後、ボールジョイントへと組み付ける組付装置であって、前記ブーツの内部に挿通した状態で、前記ブーツをその内部から均等に拡径する拡径手段と、前記ブーツの拡径状態を維持したまま前記ボールジョイントの所定の組付位置へと移動させ、該所定の位置で前記ブーツを拡径状態から解放する組付手段とを備え、
前記組付手段は、拡径された前記ブーツを全周に渡って均等に拘束可能な拘束手段として、円筒状の外筒の内部に円筒状の内筒を摺動可能に設け、前記外筒に対し前記内筒を昇降させる構造を有し、前記内筒の内壁部分はブーツ組付作業の際に、ブーツおよびボールジョイントとの不必要な干渉を避ける壁面形状となっており、かつ、前記外筒の先端部は内径方向へと折り曲げられ、かかる折曲げ部に前記内筒の先端部を接近させることでブーツのタブを挟持する、ブーツチャックユニットを備えることを特徴とする弾性筒状部材の組付装置。
前記拡径手段は、外径が拡大可能な連続壁面を有することを特徴とする請求項１記載の弾性筒状部材の組付装置。
前記連続壁面は、密閉された環状の室を持つ弾性体からなることを特徴とする請求項２記載の弾性筒状部材の組付装置。
ブーツ組付作業の際に用いられる前記ブーツの受け台には、前記ブーツのタブを載置するための環状突起部が形成され、前記環状突起部の中心部には、前記ブーツの開口部に挿通されるガイドが立設され、該ガイドの先端部には、前記拡径手段が配置され、前記ブーツチャックユニットの先端開口と、前記ブーツ受け台の環状突起部との間隔は、前記ブーツが押し広げられたときに、ブーツのタブが前記環状突起部から前記ブーツチャックユニットの外筒先端部へと、引っ掛かりなく広がるように設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１記載の弾性筒状部材の組付装置。