JP4301142B2 - デフの組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、デフの組立装置とその組立方法に係り、特に、ピニオンギヤワッシャ（のシャフト孔）やピニオンシャフトが組付け時に位相合わせを要求される形状の場合であっても、比較的低コストの装置で効率的な組付けをおこなうことのできるデフの組立装置とその組立方法に関するものである。

車両のデファレンシャルケース（以下、「デフケース」と略称する）に、サイドギヤおよびサイドギヤワッシャ、ピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャ、ピニオンシャフト、止めピンを組付けることによってデファレンシャル（以下、「デフ」と略称する）を組立てるデフの組立装置に関しては、これまでに幾つも提案されている。

例えば、特許文献１，２に開示のデフの組立装置および組立方法などがある。かかる組立装置は、ロータリーテーブル上にデフケースを載置し、サイドギヤの組付けやピニオンギヤの組付け、ピニオンシャフトの組付けなどがそれぞれ独立した作業ステーションでおこなわれる構成とし、複数の作業ステーションが作業手順に沿ってロータリーテーブルの回転方向に設けられている。ここで、各作業ステーションには、それぞれ専用の組付けロボットが備えてある。

上記組立装置を使用した組立方法は、一方のサイドギヤを回転可能に支持するとともに他方のサイドギヤを一方のサイドギヤとの間に回転差を与えた状態で回転させることにより、一対のピニオンギヤを両サイドギヤに噛合わせる工程と、両ピニオンギヤの外側に配設されるワッシャおよびダミーシャフトを挿通させる工程と、一方のサイドギヤを固定しつつ他方のサイドギヤを回動させ、両ピニオンギヤをダミーシャフトに軸支された状態でデフケース内の正規位置まで回動変位させる工程と、ピニオンシャフトをデフケースに挿通固定するとともにダミーシャフトを取り出す工程とからなるものである。

特許第３０４４１１６号公報 特許第３２５３７２８号公報

特許文献１，２のデフの組立装置および組立方法によれば、サイドギヤとピニオンギヤを適正に噛合わせることができ、結果としてデフの組立を精度よく、しかも簡易におこなうことを可能としている。しかし、ピニオンギヤワッシャに穿設されたシャフト孔の形状やピニオンシャフトの断面形状が円形ではなく、したがってこれらの組付け時に位相合わせが要求される場合については、上記文献に開示の発明では組付けが極めて困難である。また、ロータリーテーブルの回転方向に沿って、複数の作業ステーションが設けられていて、各作業ステーションごとに専用の組付けロボットが備えてある組立装置では、広範な作業スペースを要すること、組立装置自体が極めて高価なものとなってしまうことなどの問題がある。ピニオンギヤを正規位置まで回動変位させるために、一方のサイドギヤを固定しながら他方のサイドギヤを回動させることにしているが、かかる機構では上下のサイドギヤをそれぞれチャック、回転させる必要があり、制御装置等に要するコストが高くなってしまう。コストの高騰については、専用のダミーシャフト回収ユニットを必要とすることからもより助長される。

本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、ピニオンギヤワッシャのシャフト孔やピニオンシャフトが組付け時に位相合わせを要求される形状の場合であっても、比較的低コストの装置で効率的な組付けをおこなうことのできるデフの組立装置とその組立方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成すべく、本発明によるデフの組立装置は、デフケースに歯車機構を構成する複数のデフ部品を組付けることでデフを組立てるデフの組立装置であって、前記デフの組立装置は、２つのロボットアームと、デフ部品に応じて選択的に該２つのロボットアームに装着されて該デフ部品をデフケース内の所定位置に搬送設置する少なくとも２つ以上のロボットハンドと、デフケースを載置する治具と、デフ部品を載置する載置台と、から少なくとも構成されていることを特徴とする。

ここで、２つのロボットアームとは、それぞれが独立した２つのマニピュレータであっても、２つのアームを備えた双腕ロボットであってもよい。２つのマニピュレータから構成される場合には、双方をインターフェース回路で繋いだ構成とすることで２つのアームが協調動作することができる。一方、双腕ロボットとは、例えば６自由度の多関節構造ないしスカラー構造のロボットアームを一対備えた産業用ロボットのことであり、かかる一対のロボットアームを協調動作させることが可能である。ロボットアームの先端には自動工具交換装置（ＡＴＣ）を備えることもでき、この場合にはロボットハンドを自動交換することが可能となる。

複数のデフ部品が双腕ロボットに装着されたロボットハンドにてデフケース内に搬送され、所定位置に設置（仮設置を含む）される。ロボットハンドは、デフ部品の種類に応じて選択的にロボットアームに装着されるように複数種類用意されており、例えば双腕ロボットのアームの可動範囲内の適宜位置に載置されている。

２つのロボットアームの前方位置には、デフケースを載置しておく治具が備えてあり、ロボットアームの可動範囲内の適宜位置にはデフ部品が載置された載置台が備えてある。

例えば、双腕ロボットには、デフ部品の組付け順序や、部品に応じた適宜のロボットハンドの選択などがティーチングされており、場合によっては、双方のハンドを協働させながら組付け作業をおこなうことができる。デフケースへデフ部品を組付ける一連の作業は、すべて自動化され得る。

上記する本発明によれば、２つのロボットアームに、デフ部品に応じた適宜のロボットハンドを装着しながら部品の組付けをおこなうことができるため、広範な作業スペースを要することもなく、比較的低コストの装置で効率的なデフの組立てを実現することができる。

また、本発明によるデフの組立装置の他の実施形態において、前記デフ部品は、少なくとも、一対のサイドギヤおよびサイドギヤワッシャと、一対のピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャと、ピニオンシャフトと、止めピンと、からなり、前記ロボットハンドは、サイドギヤおよびサイドギヤワッシャと止めピンを組付ける第一ハンドと、ピニオンギヤおよびピニオンワッシャとピニオンシャフトの組付けをおこなう２つの第二ハンドと、からなることを特徴とする。

通常、デフケースの側面にはデフ部品搬入用の２つの開口が対向する位置に穿設されており、さらにはピニオンシャフトを軸支するための２つのシャフト孔も対向する位置に穿設されている。この開口とシャフト孔は、例えば９０度の位相をもってデフケースの側面に穿設されている。本発明では、第一ハンドおよび第二ハンドにて適宜のデフ部品をチャックした姿勢で、上記開口からデフ部品を所定位置に搬送設置する。

第一ハンドは、例えば、シリンダと、シリンダロッドに装着されたチャック部材と、サイドギヤの受け台などから構成することができ、この受け台にサイドギヤを載置した状態でロッドを伸張させてチャック部材にてサイドギヤをチャック可能な構成とすることができる。なお、第一ハンドに公知のセンサを装着しておくことで、サイドギヤおよびサイドギヤワッシャが確実にチャックされたか否かの確認をおこなうことができる。デフケース内の所定位置にサイドギヤを設置する際には、ロッドを縮めることでサイドギヤをアンチャックすればよい。なお、第一ハンドには、最終的にピニオンシャフトをデフケースにピン固定するために、このピンをチャックしておくチャック部材と、このピンを押し出すためのシリンダロッドを備えた構成とすることもできる。

一方、第二ハンドは、ピニオンギヤをチャックするためのシリンダおよびシリンダロッドに装着されたチャック部材と、ピニオンシャフトを押し出し可能なシリンダなどから構成することができる。

デフケースへのピニオンギヤ、ピニオンギヤワッシャ、ピニオンシャフトの組付け方法は適宜の方法でよいが、例えば、ピニオンシャフトに一対のピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャを取り付ける際や、ピニオンシャフトをデフケースに取り付ける際には、双方のロボットアームに装着された２つの第二ハンドを協働させながら組付けをおこなうことが効果的である。

また、本発明によるデフの組立装置の他の実施形態は、デフの組立に際して、少なくともピニオンギヤワッシャとピニオンシャフトが組付け時の位相合わせを必要とする場合に使用されるデフの組立装置であって、前記載置台に載置される組付け部品のうち、少なくともピニオンギヤワッシャとピニオンシャフトは、組付け時の位相決めがなされた姿勢で載置されていることを特徴とする。

例えば、ピニオンギヤワッシャのシャフト孔が単純な円形ではなく、円弧部と直線部とが組み合わされた形状の場合がある。この場合には位相合わせが要求されるため、ピニオンシャフトの外郭形状もこのシャフト孔の形状と同一に成形される必要がある。

このようにピニオンギヤワッシャのシャフト孔とピニオンシャフトに組付け時の位相が要求される場合においては、組付け精度を確保しつつ、しかも効率的におこなうことが極めて困難である。そこで、本発明においては、予めピニオンギヤワッシャやピニオンシャフトを位相決めした状態で載置台に載置しておき、それらをチャックするロボットハンドもチャック時の位相を維持するようにティーチングを施しておく。このようにすることで、例えば、第二ハンドにてまずピニオンシャフトをチャックし、そのピニオンシャフトの位相を確保した姿勢で、該ピニオンシャフトを載置台上のピニオンギヤ（のシャフト孔）およびピニオンギヤワッシャ（のシャフト孔）に貫通させ、第二ハンドのチャック部材にてピニオンギヤをチャックすることができる。

なお、その他のデフ部品であるサイドギヤやピニオンギヤなどについても予め位相決めした状態で載置台に載置しておくことが望ましい。ここでの位相は、既にデフケース内に設置されているサイドギヤに対して、後から設置されるピニオンギヤが噛合い不可にぶつかることなくスムーズに設置できるような位相である。ここで、第二ハンドのチャック部材にはピニオンギヤの位相決めを確保するための固定ピンを設けておき、第一ハンドのチャック部材にもサイドギヤの位相決めを確保するための固定ピンを設けておくこともできる。サイドギヤおよびピニオンギヤも位相決めされた状態で載置台に載置され、２つのロボットアームにて位相を確保された状態で各デフ部品がデフケース内に搬送設置されることにより、デフの組立作業の効率性をさらに高めることができる。

また、本発明によるデフの組立装置の他の実施形態において、前記第二ハンドには、さらに、第一ハンドにてサイドギヤを組付ける際に該サイドギヤの落下を防止するための補助具が備えてあることを特徴とする。

例えば、一対のサイドギヤが、デフケース内における鉛直方向の対向する位置に設置される場合には、上側に設置されるサイドギヤの落下を防止する必要がある。そこで、第一ハンドにてサイドギヤをデフケース内の所定位置に支持させた状態で、他方のロボットアームに装着された第二ハンドにてサイドギヤを仮止めすることとする。この第二ハンドには、サイドギヤ落下防止用の適宜の補助具を備えることができる。例えば、ばねを内部に備えたプランジャが補助具の先端に装着されていて、ばねの先端に球体が装着され、この球体がプランジャの先端から出入り可能な構成としておく。このプランジャをデフケースの上側に設置されるサイドギヤの一部に仮固定した後（プランジャのばねの付勢で固定）、第二ハンドから補助具を外し、補助具をデフケースの上部に残置した状態とすればよい。なお、デフケース上に残置された補助具は、デフの組立て完了後に撤去される。先端にばね付プランジャを装着した補助具を使用する場合には、サイドギヤの落下防止に際して何らの動力も必要としないため、経済的である。

また、本発明によるデフの組立装置の他の実施形態において、前記２つの第二ハンドのうち、ピニオンシャフトを保持しない側の第二ハンドには、ダミーシャフトが装着可能とされていることを特徴とする。

本発明は、ピニオンシャフトをデフケースに取り付ける際に、一方の第二ハンドにてピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャが取り付けられたピニオンシャフトをチャックし、他方の第二ハンドにてピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャが取り付けられたダミーシャフトをチャックし、双方をデフケース内に交互に搬送しながら最終的には該デフケース内に一対のピニオンギヤ（およびピニオンギヤワッシャ）とピニオンシャフトを組付ける際に使用される組立装置に関するものである。

ここで、ダミーシャフトは、第二ハンドに設けられたシリンダロッドによって押し出し可能に該第二ハンドに装着されている。

ダミーシャフトを使用する理由は、デフ部品挿入用の対向する開口同士を繋ぐ軸線上に仮配置された一対のピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャを、ピニオンギヤワッシャを脱落させることなく、かかる開口を繋ぐ軸線と直交する軸線上のデフケース側面に設けられた一対のシャフト孔に位置決めするためである。ダミーシャフトの長さは、せいぜい一対のシャフト孔間距離（であってデフケースの内壁間距離）分の長さに成形されており、したがってデフケース内でダミーシャフトが回転できるように構成されている。

一方の第二ハンドでピニオンシャフトをデフケースの開口を通してデフケース内の所定位置まで挿入する。この際、ピニオンシャフトにはピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャが取り付けられており、これらが所定の位置に設置された状態となっている。次に、対向する開口を通して、他方の第二ハンドにてダミーシャフトを所定位置まで挿入する。このダミーシャフトにもピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャが取り付けられており、このダミーシャフトの挿入方向の軸線と既に挿入されているピニオンシャフトの軸線を一致させながらダミーシャフトを挿入するとともに、ピニオンシャフトをダミーシャフトの先端で押し返しながら、ピニオンシャフトに取り付けられていたピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャのそれぞれのシャフト孔にダミーシャフトを貫通させる。この時点では、ピニオンシャフトがデフケース外に押し出され、デフケース内に挿入されたダミーシャフトの両端部に一対のピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャが取り付けられた状態となっている。

次に、このダミーシャフトを該ダミーシャフトの位相決めを保持した状態で９０度回転させ、ダミーシャフトの両端部に取り付けられた一対のピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャを、それぞれピニオンシャフト用のシャフト孔に位置決めする。かかる方法により、一対のピニオンギヤワッシャの位相を変化させることなく、該ピニオンギヤワッシャをシャフト孔に組付けることができる。

最後に、デフケース全体を９０度回転させることで、ピニオンシャフト用のシャフト孔が２つの第二ハンドのピニオンシャフトおよびダミーシャフト押し出し時の軸線上に位置決めされる。ここで、既にデフケース外に押し出されていたピニオンシャフトをシャフト孔を通してデフケース内に挿入するとともに、ダミーシャフトを他方のシャフト孔を通してデフケース外に押し出す。ここで、ピニオンシャフトの長さは、一対のシャフト孔間距離であってデフケースの外壁間距離程度の長さに成形されており、したがってピニオンシャフトの両端をデフケースに軸止することができる。なお、デフケース外に押し出されたダミーシャフトを、再度、第二ハンドに収容させる構成とすることで、ダミーシャフト回収用の装置が不要となる。

また、本発明によるデフの組立装置の他の実施形態において、前記治具には、該治具に載置されたデフケース内に仮設置されたダミーシャフトを回転させる第一回転機構と、デフケースを回転させる第二回転機構が備えてあることを特徴とする。

本発明は、上記するようにダミーシャフトを使用してピニオンシャフトを組付ける際に、ダミーシャフトを回転させる回転機構と、デフケースを回転させる回転機構が治具に備えてある組立装置に関するものである。

第一回転機構、第二回転機構ともに、例えば、制御を可能としたサーボモータから構成することができる。ここで、ダミーシャフトを回転させる第一回転機構においては、ダミーシャフトをチャックするチャック部材がサーボモータに回転可能に装着されている。また、ダミーシャフトを回転させる際にこのチャック部材が上昇しながらダミーシャフトをチャックできるように、サーボモータおよびチャック部材がシリンダロッドに取り付けられた構成とすることもできる。

また、２つの第二ハンドには、デフケースの開口を塞ぐとともに、ダミーシャフトの回転奇跡に応じた輪郭を備えた球面ガイド部材が装着されている。球面ガイド部材によって、ダミーシャフトの回転の際に、該ダミーシャフトの両端部に取り付けられているピニオンギヤやピニオンギヤワッシャがデフケースの開口から脱落することを防止することができる。

本発明のように、ダミーシャフトおよびデフケースを回転させるための回転機構が治具に備えてあることにより、ダミーシャフトを使用してピニオンシャフトをデフケースへ組付ける組付け作業の効率化を図ることができる。

また、本発明によるデフの組立方法は、２つのロボットアームと、デフ部品に応じて選択的に該２つのロボットアームに装着されて該デフ部品をデフケース内の所定位置に搬送設置する少なくとも２つ以上のロボットハンドと、デフケースを載置する治具と、デフ部品を載置する載置台と、から少なくとも構成されていて、該ロボットハンドは、サイドギヤおよびサイドギヤワッシャと止めピンを組付ける第一ハンドと、ピニオンギヤおよびピニオンワッシャとピニオンシャフトの組付けをおこなう２つの第二ハンドと、からなり、ピニオンシャフトを保持しない側の第二ハンドには、ダミーシャフトが装着可能とされている、デフの組立装置を使用したデフの組立方法であって、前記２つのロボットアームの一方のアームに装着された第一ハンドにて一対のサイドギヤおよびサイドギヤワッシャをデフケース内に組付ける第一工程と、前記２つのロボットアームの双方のアームにそれぞれ第二ハンドを装着し、一方の第二ハンドによってピニオンシャフトにピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャを組付け、他方の第二ハンドによってダミーシャフトにピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャを組付ける第二工程と、双方の第二ハンドにてダミーシャフトに一対のピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャを装着させた後に、ダミーシャフトと一対のピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャをデフケース内に収容させる第三工程と、ダミーシャフトの軸心をデフケースに穿設されたシャフト孔に位置決めさせた後に、該シャフト孔にピニオンシャフトを挿入しながらダミーシャフトを取り除く第四工程と、ピニオンシャフトとデフケースをピン止めする第五工程と、からなることを特徴とする。

第一工程では、サイドギヤの一方をデフケースの上側に設置する際には、他方のロボットアームに第二ハンドを装着しておき、この第二ハンドにサイドギヤ落下防止用の補助具を備えておいて、かかる補助具にて落下防止を施しておくことができる。

第二工程では、まず、第二ハンドにてピニオンシャフトをチャックし、次に、ピニオンシャフトの先端を載置台に載置されたピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャのそれぞれのシャフト孔に貫通させた後に該ピニオンギヤをチャックすることで、これら３つのデフ部品を第二ハンドにてチャックすることができる。また、他方の第二ハンドにはダミーシャフトが装着されており、該ダミーシャフトの先端もピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャのそれぞれのシャフト孔に貫通させる。

第五工程でピニオンシャフトをデフケースにピン止めする際には、例えば、第一ハンドを使用することができる。ここで、第一ハンドには、ピンをチャックしておくチャック部材と、このピンを押し出すためのシリンダロッドが備えてあり、デフケースの側面とピニオンシャフトに穿設されたそれぞれのピン孔にピンを貫通設置させることができる。なお、ピンのチャック部材としては、上記する補助具の先端に備えられたばね付プランジャを使用できる。

また、本発明によるデフの組立方法の他の実施形態は、少なくともピニオンギヤワッシャのシャフト孔とピニオンシャフトが組付け時の位相合わせを要する際に使用される前記デフの組立方法であって、少なくともピニオンギヤワッシャとピニオンシャフトは、組付け時の位相決めがなされた姿勢で載置台に載置されており、前記第二工程においては、少なくともピニオンギヤワッシャとピニオンシャフトの位相決めを確保しながらピニオンシャフトをピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャに組付け、他方の第二ハンドによって、少なくともピニオンギヤワッシャとピニオンシャフトの位相決めを確保しながらダミーシャフトをピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャに組付けることを特徴とする。

本発明は、ピニオンギヤワッシャのシャフト孔とピニオンシャフトが組付け時の位相合わせを要する場合のデフの組立方法に関するものである。予めピニオンギヤワッシャやピニオンシャフトを位相決めされた状態で載置台に載置しておき、それらをチャックするロボットハンドもチャック時の位相を維持するようにティーチングを施しておけばよい。

以上の説明から理解できるように、本発明のデフの組立装置および組立方法によれば、ピニオンギヤワッシャのシャフト孔とピニオンシャフトとの間に組付け時の位相合わせが要求される場合であっても、極めて効率的に両者を組付けながらデフの組立をおこなうことができる。また、本発明のデフの組立装置および組立方法によれば、組立装置が占有するスペースを比較的小さなスペースとすることができるとともに、比較的低コストで組立装置を製作することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の組立装置を示した平面図であり、図２は、デフケースとデフ部品を示した分解斜視図である。図３ａは、位相合わせを要するピニオンシャフトを示した断面図を、図３ｂは、位相合わせを要するピニオンギヤワッシャを示した平面図をそれぞれ示している。図４は、載置台を示した平面図を、図５は、図４のＶ−Ｖ矢視図を、図６は、図４のＶＩ−ＶＩ矢視図をそれぞれ示している。図７は、治具を示した正面図を、図８は、治具を示した縦断図をそれぞれ示している。図９は、第一ハンドを示した平面図を、図１０は、第一ハンドを示した縦断図を、図１１は、一方の第二ハンドを示した平面図を、図１２は、一方の第二ハンドを示した縦断図を、図１３は、他方の第二ハンドを示した平面図を、図１４は、他方の第二ハンドを示した縦断図をそれぞれ示している。図１５〜２５は、本発明のデフの組立方法の第一工程を順を追って示した図である。図２６〜２９および３０〜３１は、デフの組立方法の第二工程を順を追って示した図である。図３２〜３３は、デフの組立方法の第三工程を、図３４〜３６は、デフの組立方法の第四工程を、図３７〜３９は、デフの組立方法の第五工程をそれぞれ順を追って示した図である。なお、図示する実施形態は、ピニオンギヤワッシャのシャフト孔とピニオンシャフトが位相合わせを必要とする場合を示しているが、これらが位相合わせを要しない場合にも本発明のデフの組立装置および組立方法が適用できることは勿論のことである。また、２つのロボットアームは、双腕ロボットのアームとして説明しているが、相互にインターフェース回路で接続された２つのマニピュレータであってもよいことは勿論のことである。

図１は、デフの組立装置１０を示している。組立装置１０は、双腕ロボット１と、デフケース載置用の治具２、３つのロボットハンド３，４，５と、複数のデフ部品が位相決めされた状態で載置された載置台６とから大略構成されている。双腕ロボット１は、本体１１に２つのロボットアーム１２，１２が昇降可能に接続されており、多自由度を有するロボットアーム１２，１２の先端にはＡＴＣ１３，１３が設けられていて、部品の組付けに応じて選択的にロボットハンド３，４，５がＡＴＣ１３，１３に装着される。なお、図示しないが、治具２上に載置されるデフケース（を載せたパレット）が、コンベアにて所定位置まで搬送され、図示しない移載装置にてコンベア上から治具まで自動的に移載される構成であってもよい。

かかる組立装置１０を使用して、本実施形態においては、図２に示すデフケースａに、デフ部品ｂ〜ｇが組み付けられる。デフケースａには、図示しないリングギヤが取り付くリングギヤ取り付きフランジａ１と本体ａ２から構成されており、この本体ａ２には、複数のデフ部品をデフケースａ内に搬送するための側面開口ａ３，ａ３が対向する位置に開設されており、かかる側面開口ａ３，ａ３に対して９０度の位置にシャフト孔ａ４，ａ４が開設されている。また、デフケースａの天端には天端開口ａ５が開設されており、後述する補助具５８の先端に装着されたプランジャ５９が挿入可能となっている。

ここで、ピニオンギヤワッシャｅ，ｅのシャフト孔とピニオンシャフトｆは、組付け時に位相合わせが要求されるような形状に成形されている。例えば、図３ａに示すように、ピニオンシャフトｆの断面形状は円弧部ｆ１、ｆ１と直線部ｆ２、ｆ２が組み合わされた形状に成形されている。一方、ピニオンギヤワッシャｅのシャフト孔ｅ１の形状もこのピニオンシャフトｆの形状と同一形状（円弧部ｅ１１、ｅ１１と直線部ｅ１２、ｅ１２）に成形されている。

これらのピニオンギヤワッシャｅおよびピニオンシャフトｆをはじめ、ピニオンギヤｄ、サイドギヤｂ、サイドギヤワッシャｃ、止めピンｇが、図４〜図６に示すように、載置台６を構成する台座６１上に突出した係止部材６２，６２，…に位相決めされた状態で係止されている。ここで、サイドギヤｂにはサイドギヤワッシャｃが当接され、ともに位相決めされた状態で係止部材６２に係止されており、ピニオンギヤｄにはピニオンギヤワッシャｅが当接され、ともに位相決めされた状態で係止部材６２に係止されている。さらに、各デフ部品の位相決めは、固定ピン６３にて保持された状態となっている。

次に、治具２の構成を図７，８に基づいて説明する。治具２は、台座２１とフレーム部材２２と２つのサーボモータ２４，２５とから大略構成されている。一方のサーボモータ２４は、後述する第四工程でダミーシャフトｈを回転させるためのモータであり、このサーボモータ２４は、鉛直方向に配設されたシリンダ２６によって昇降するシリンダロッド２７に接続されており、ガイド部材２３に案内されながら昇降可能な構成となっている（図８の矢印Ｘ方向）。サーボモータ２４の回転シャフトに回転ロッド２４ａが装着されており、回転ロッド２４ａの先端にダミーシャフトを把持するチャック部材２４ｂが装着されている。また、他方のサーボモータ２５は、第四工程にてデフケースａを回転させるためのモータであり、該モータの回転シャフトには回転台座２５ａが回転可能に連接されている。

次に、ロボットハンドについて説明する。

図９，１０には、サイドギヤｄや止めピンｇを組付けるための第一ハンド３が示されている。第一ハンド３は、シリンダ３１と、サイドギヤｄを載置する台座３５と、ハンド回転用のアクチュエータ３９と、止めピン固定部材３７および止めピン押し込み用の軸部材３６から構成されている。このアクチュエータ３９で第一ハンド３を反転させることができ、例えば、デフケースａの下側に取り付けられるサイドギヤｄの組付けを可能としている。台座３５にはサイドギヤｄの一部を落とし込むための開口３５ｃと、ストッパー３５ａ、および固定ピン３５ｂが備えてあり、固定ピン３５ｂによってサイドギヤｄの位相決めが保持される。サイドギヤｄが台座３５上に載置されると、シリンダロッド３２がシリンダ内から伸張し、このシリンダロッド３２の先端に装着されたラム３３が同期作動する（図１０の矢印Ｘ方向）。ラム３３の先端にはチャック部材３４が装着されており、サイドギヤｄをチャックすることができる。

なお、このラム３３には止めピン押し込み用の軸部材３６も装着されており、止めピン固定部材３７に設けられたピン孔３７ａに貫通しながらプランジャ３８にて仮止めされた止めピンｇを、この止めピン押し込み用の軸部材３６の移動で押し込むことが可能である。

図１１，１２には、一方の第二ハンド４が、図１３，１４には他方の第二ハンド５がそれぞれ示されている。２つの第二ハンド４，５の相違は、第二ハンド５には、ダミーシャフトｈが装着されている（装着可能である）ことと、補助具５８が着脱可能に装着されていることである。

一方の第二ハンド４は、シリンダ４１と、長さ調整用のロッド４３，４３、ピニオンギヤｄをチャックするためのチャック部材４８を移動可能なシリンダ４７、球面ガイド４４、さらにはピニオンシャフトｆをチャックするためのシリンダ４５などから構成されている。このシリンダ４１は、最終的にピニオンシャフトｆをデフケースａのシャフト孔ａ４に嵌め込む際に使用される。後述する第二工程においては、まず載置台６に載置されたピニオンシャフトｆを長さ調整用のロッド４３，４３内に案内し、ピニオンシャフトｆの所定位置をシリンダ４５から出入りする（図１２の矢印Ｘ方向）シリンダロッド４６でチャックする。次に、ピニオンシャフトｆの一端を、載置台６上に載置されたピニオンギヤｄおよびピニオンギヤワッシャｅのシャフト孔に位置合わせした状態で、チャック部材４８がシリンダ４７によって移動し（図１１の矢印Ｘ方向）、ピニオンギヤｄをチャックする。なお、ピニオンギヤｄおよびピニオンギヤワッシャｅの位相決めを保持するために、チャック部材４８にも固定ピン４９が備えてある。

他方の第二ハンド５は、ダミーシャフト押し込み用のシリンダ５１と、長さ調整用のロッド５３、ピニオンギヤｄをチャックするためのシリンダ５４と、シリンダロッドの先端に装着されたチャック部材５５、球面ガイド５７などから構成される。このチャック部材５５においても固定ピン５６が備えてある。また、第二ハンド５の先端には着脱可能な補助具５８が装着している。補助具５８の先端にはサイドギヤｂを仮固定するためのプランジャ５９が備えてある。

ダミーシャフトｈは、シリンダロッド５２の先端に載置されるとともに、球面ガイド５７に開設された貫通孔を貫通した状態で第二ハンド５に装着されている。

次に、図１５〜図３９に基づいて、デフの組立方法を説明する。

図１５〜図２５は、デフの組立方法の第一工程のフローを順に示している。第一工程では、デフケースａ内に２つのサイドギヤｂ、ｂ（およびサイドギヤワッシャｃ、ｃ）を組付ける工程である。サイドギヤｂ、ｂの組付けは、デフケースａの下側に組付けた後に上側に組付ける順でおこなうこととする。

まず、載置台６の係止部材６２に位相決めされた状態で載置されたサイドギヤｂ（およびサイドギヤワッシャｃ）を、ロボットアーム１２に装着された第一ハンド３の台座３５上に載置し（図１５参照）、チャック部材３４でサイドギヤｂをチャックする（図１６参照）。

サイドギヤｂが第一ハンド３にチャックされた姿勢で、アクチュエータ３９を作動して第一ハンド３を反転させ（図１７参照）、この姿勢で第一ハンド３をデフケースａの開口ａ３からデフケースａ内に挿入する（図１８参照）。チャック部材３４を後方に引いてサイドギヤｂをアンチャックすることにより（図１９参照）、下側のサイドギヤｂ（およびサイドギヤワッシャｃ）の組付けが完了する（図２０参照）。

次に、他方のサイドギヤｂ（およびサイドギヤワッシャｃ）も同様に、第一ハンド３の台座３５上に載置し（図２１参照）、チャック部材３４でサイドギヤｂをチャックした姿勢（図２２参照）で、第一ハンド３をデフケースａの開口ａ３からデフケースａ内に挿入する（図２３参照）。

ここで、サイドギヤｂをアンチャックしつつ第一ハンド３にてサイドギヤｂを設置位置に位置決め固定しておき（図２４参照）、他方のロボットアーム１２に装着された第二ハンド５に装着されている補助具５８をデフケースａの天端開口ａ５に挿入する（図２５参照）。この補助具５８の先端に装着されたプランジャをで天端開口ａ５にサイドギヤｂを仮固定させた後に、第一ハンド３を開口ａ３から引き抜く。

補助具５８を第二ハンド５から外し、デフケースａ上に残置させることで、一対のサイドギヤｂ、ｂおよびサイドギヤワッシャｃ、ｃの組付けが完了する（第一工程の終了）。

次に、図２６〜図２９、および図３０，３１に基づいて第二工程を説明する。

第二工程は、双方のロボットアーム１２，１２にそれぞれ第二ハンド４，５を装着した姿勢で、一方の第二ハンド４にてピニオンシャフトｆとピニオンギヤｄおよびピニオンギヤワッシャｅを組付け、他方の第二ハンド５にてダミーシャフトｈにピニオンギヤｄおよびピニオンギヤワッシャｅを組付ける工程である。

図２６〜図２９には、一方の第二ハンド４にてピニオンシャフトｆとピニオンギヤｄおよびピニオンギヤワッシャｅを組付けるフローが順に示されている。なお、図２６，２７は側面図であり、図２８，２９は正面図で示している。まず、載置台６の係止部材６２上に位相決めされた状態で係止されたピニオンシャフトｆを、ピニオンシャフト固定用のシリンダロッド４６で仮固定し（図２６参照）、シリンダロッド４６の仮固定位置の位置合わせをおこなった後に再度の仮固定をおこなう（図２７参照）。

ピニオンシャフトｆを第二ハンド４にてチャックした姿勢で、該ピニオンシャフトｆの先端を載置台６の係止部材６２に位相決めされた状態で係止されたピニオンギヤｄのシャフト孔およびピニオンギヤワッシャｅのシャフト孔に位置決めする（図２８参照）。

次に、シリンダ４７を作動させてチャック部材４８をスライドさせ（図２９の矢印Ｘ方向）、チャック部材４８にて、ピニオンギヤｄのシャフト孔およびピニオンギヤワッシャｅのシャフト孔にピニオンシャフトｆを貫通させながらこれらをチャックする。ここで、固定ピン４９にて、ピニオンギヤｄおよびピニオンギヤワッシャｅの位相決めが保持されている。

一方、他方の第二ハンド５に装着されているダミーシャフトｈの先端を、載置台６の係止部材６２に位相決めされた状態で係止された別途のピニオンギヤｄのシャフト孔およびピニオンギヤワッシャｅのシャフト孔に位置決めする（図３０参照）。次に、シリンダ５４を作動させてチャック部材５５をスライドさせ（図３１の矢印Ｘ方向）、ピニオンギヤｄのシャフト孔およびピニオンギヤワッシャｅのシャフト孔にピニオンシャフトｆを貫通させながらこれらをチャックする（図３１参照）。なお、ここでも固定ピン５６により、ピニオンギヤｄおよびピニオンギヤワッシャｅの位相決めが保持されている。

ロボットアーム１２，１２の同時作動により、上記の作業は同時におこなわれ得る（第二工程の終了）。

次に、図３２，３３に基づいて第三工程を、図３４〜３６に基づいて第四工程を、図３７〜３９に基づいて第五工程を説明する。

第三工程は、ダミーシャフトｈの両端に一対のピニオンギヤｄ、ｄおよびピニオンギヤワッシャｅ，ｅを組付ける工程である。まず、第二ハンド４にてチャックされたピニオンシャフトｆの先端のピニオンギヤｄおよびピニオンギヤワッシャｅを開口ａ３を通してデフケースａ内に挿入する（図３２参照）。次に、他方の開口ａ３を通して、第二ハンド５に装着されたダミーシャフトｈの先端のピニオンギヤｄおよびピニオンギヤワッシャｅを、デフケースａ内に挿入する（図３３参照）。ここで、ダミーシャフトｈは、図３３の矢印Ｘ方向に押し込まれ、ピニオンシャフトｆの先端に当接する。さらにダミーシャフトｈが押し込まれることにより、このダミーシャフトｈはピニオンシャフトｆを開口ａ３の外に押し出すとともに（矢印Ｙ方向）、ピニオンシャフトｆに取り付けられていたピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャｅのそれぞれのシャフト孔に貫通する。なお、これまでの作業の中で、各デフ部品は当初の位相決めが保持された状態であるため、ダミーシャフトｈのシャフト孔への貫通もスムーズにおこなわれることになる。

ダミーシャフトｈの両端に一対のピニオンギヤｄ、ｄおよびピニオンギヤワッシャｅ，ｅが取り付けられた状態で該ダミーシャフトｈがデフケースａ内に載置され、第三工程は終了する。

次に、第四工程に移行する。第四工程は、ピニオンシャフトｆの両端に一対のピニオンギヤｄ、ｄおよびピニオンギヤワッシャｅ，ｅが取り付けられた状態で、該ピニオンシャフトｆをデフケースａ内に設置する工程である。まず、図８のサーボモータ２４を上昇させ、該サーボモータの回転軸に取り付けられた回転ロッド２４ａの先端に装着されたチャック部材２４ｂでダミーシャフトｈをチャックする。

次に、チャック部材２４ｂでダミーシャフトｈをチャックした姿勢で（ここで、ダミーシャフトｈおよびピニオンギヤワッシャｅのそれぞれの位相決めが保持されている）、ダミーシャフトｈを９０度回転させ（図３４の矢印Ｘ方向）、ピニオンギヤｄおよびピニオンギヤワッシャｅをデフケースａのシャフト孔ａ４の位置に位置決めする。なお、ダミーシャフトｈの回転の際に、一対のピニオンギヤｄ、ｄは球面ガイド４４，５７によって開口ａ３，ａ３から脱落しないように防護されている。

次に、デフケースａが載置される回転台座２５ａを９０度回転させる（図３５の矢印Ｘ方向）ことで、対向するシャフト孔ａ４，ａ４を通る軸線と、デフケースａの外に押し出されているピニオンシャフトｆの軸線を一致させる。

次に、ピニオンシャフトｆをデフケースａ内にシャフト孔ａ４を通して押し込むことにより、ピニオンシャフトｆの先端はダミーシャフトｈの一端と当接し、さらにピニオンシャフトｆを押し込むことにより（図３６の矢印Ｘ方向）、ピニオンシャフトｆはダミーシャフトｈをデフケースａ外に押し出すとともに（矢印Ｙ方向）、該ピニオンシャフトｆは一対のピニオンギヤｄ、ｄとピニオンギヤワッシャｅ，ｅのそれぞれのシャフト孔に貫通する。ピニオンシャフトｆはデフケースａのシャフト孔ａ４，ａ４に軸支され、ダミーシャフトｈは第二ハンド５に回収される（第四工程の終了）。したがって、別途のダミーシャフト回収用装置を必要としない。

最後に、第五工程では、止めピンｇにてピニオンシャフトｆをデフケースａに差し込んでピニオンシャフトｆの止め付けをおこなう。まず、第一ハンド３の止めピン固定部材３７に止めピンｇを差し込み、該止めピン固定部材３７に装着されたプランジャ３８で止めピンｇを仮固定する（図３７参照）。また、止めピン押し込み用の軸部材３６がラム３３に固着されており、ラム３３のスライドに応じてこの軸部材３６もスライド可能な構成となっている。止めピンｇは軸部材３６と同一軸心となるように双方が位置決めされており、軸部材３６がスライドすることにより、止めピンｇが押し込まれることになる。

止めピンｇを仮固定した状態で、止めピンｇの先端をデフケースａのピン孔ａ６（このピン孔ａ６とピニオンシャフトｆのピン孔ｆ３も位置決めされている。）に位置決め後（図３８参照）、止めピンｇを押し込むことによって（図３９の矢印Ｘ方向）、ピニオンシャフトｆとデフケースａの止め付けが完了する。この止め付け完了後に、デフケースａ上に残置された補助具５８をデフケースａから取り外すことにより、デフケースａへのデフ部品の組付けが完了する（第五工程の終了）。

上記するように、本発明のデフの組立方法によれば、すべての工程で各デフ部品の位相決めが保持された状態で作業が進められるため、ピニオンシャフトとピニオンギヤワッシャなどの形状が位相合わせを必要とするような組み付け作業であっても、極めてスムーズに組付け作業をおこなうことができる。

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

本発明の組立装置を示した平面図。 デフケースとデフ部品を示した分解斜視図。 （ａ）は位相合わせを要するピニオンシャフトを示した断面図。（ｂ）は位相合わせを要するピニオンギヤワッシャを示した平面図。 載置台を示した平面図。 図４のＶ−Ｖ矢視図。 図４のＶＩ−ＶＩ矢視図。 治具を示した正面図。 治具を示した縦断図。 第一ハンドを示した平面図。 第一ハンドを示した縦断図。 一方の第二ハンドを示した平面図。 一方の第二ハンドを示した縦断図。 他方の第二ハンドを示した平面図。 他方の第二ハンドを示した縦断図。 本発明のデフの組立方法の第一工程を示した図。 図１５に続き、第一工程を示した図。 図１６に続き、第一工程を示した図。 図１７に続き、第一工程を示した図。 図１８に続き、第一工程を示した図。 図１９に続き、第一工程を示した図。 図２０に続き、第一工程を示した図。 図２１に続き、第一工程を示した図。 図２２に続き、第一工程を示した図。 図２３に続き、第一工程を示した図。 図２４に続き、第一工程を示した図。 本発明のデフの組立方法の第二工程における一方の第二ハンドの動きを示した図。 図２６に続き、第二工程を示した図。 図２７に続き、第二工程を示した図。 図２８に続き、第二工程を示した図。 本発明のデフの組立方法の第二工程における他方の第二ハンドの動きを示した図。 図３０に続き、第二工程を示した図。 本発明のデフの組立方法の第三工程を示した図。 図３２に続き、第三工程を示した図。 本発明のデフの組立方法の第四工程を示した図。 図３４に続き、第四工程を示した図。 図３５に続き、第四工程を示した図。 本発明のデフの組立方法の第五工程を示した図。 図３７に続き、第五工程を示した図。 図３８に続き、第五工程を示した図。

符号の説明

１…双腕ロボット、２…治具、３…第一ハンド、４，５…第二ハンド、６…載置台、１０…組立装置、１１…本体、１２…ロボットアーム、１３…ＡＴＣ、２４…サーボモータ（第一回転機構）、２４ａ…回転ロッド、２４ｂ…チャック部材、２５…サーボモータ（第二回転機構）、２５ａ…回転台座、２６…シリンダ、３１…シリンダ、３２…シリンダロッド、３３…ラム、３４…チャック部材、３５…台座、３５ａ…ストッパー、３５ｂ…位相決めピン、３５ｃ…開口、３６…軸部材、３７…止めピン固定部材、３８…プランジャ、４１…シリンダ、４２…シリンダロッド、４３…長さ調整用のロッド、４４…球面ガイド、４６…シリンダロッド、４７…シリンダ、４８…チャック部材、４９…固定ピン、５１…シリンダ、５２…シリンダロッド、５４…シリンダ、５５…チャック部材、５６…固定ピン、５７…球面ガイド、５８…補助具、５９…プランジャ、６１…台座、６２…係止部材、６３…固定ピン、ａ…デフケース、ａ１…リングギヤ取り付きフランジ、ａ２…本体、ａ３…側面開口、ａ４…シャフト孔、ａ５…天端開口、ｂ…サイドギヤ、ｃ…サイドギヤワッシャ、ｄ…ピニオンギヤ、ｅ…ピニオンギヤワッシャ、ｅ１…シャフト孔、ｆ…ピニオンシャフト、ｇ…止めピン、ｈ…ダミーシャフト

Claims (2)

1. ２つのロボットアームと、デフ部品に応じて選択的に該２つのロボットアームに装着されて該デフ部品をデフケース内の所定位置に搬送設置する少なくとも２つ以上のロボットハンドと、デフケースを載置する治具と、デフ部品を載置する載置台と、から少なくとも構成されていて、該ロボットハンドは、サイドギヤおよびサイドギヤワッシャと止めピンを組付ける第一ハンドと、ピニオンギヤおよびピニオンワッシャとピニオンシャフトの組付けをおこなう２つの第二ハンドと、からなり、ピニオンシャフトを保持しない側の第二ハンドには、ダミーシャフトが装着可能とされている、デフの組立装置を使用して、少なくともピニオンギヤワッシャのシャフト孔とピニオンシャフトが組付け時の位相合わせを要する、デフの組立方法であって、
   前記２つのロボットアームの一方のアームに装着された第一ハンドにて一対のサイドギヤおよびサイドギヤワッシャをデフケース内に組付ける第一工程と、
   少なくともピニオンギヤワッシャとピニオンシャフトは、組付け時の位相決めがなされた姿勢で載置台に載置されており、前記２つのロボットアームの双方のアームにそれぞれ第二ハンドを装着し、一方の第二ハンドによって、ピニオンギヤワッシャとピニオンシャフトの位相決めを確保しながら、ピニオンシャフトにピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャを組付け、他方の第二ハンドによって、ピニオンギヤワッシャとピニオンシャフトの位相決めを確保しながら、ダミーシャフトにピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャを組付ける第二工程と、
   双方の第二ハンドにてダミーシャフトに一対のピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャを装着させ、チャック部材でダミーシャフトをチャックすることで、ダミーシャフトおよびピニオンギヤワッシャのそれぞれの位相決めを保持する、第三工程と、
   ダミーシャフトおよびピニオンギヤワッシャのそれぞれの位相決めを保持しながら、ダミーシャフトを回動させて、ダミーシャフトの軸心をデフケースに穿設されたシャフト孔に位置決めさせた後に、該シャフト孔に該ダミーシャフトと位相決めされたピニオンシャフトを挿入しながらダミーシャフトをデフケース外に押し出して、該ピニオンシャフトに前記一対のピニオンギヤおよびピニオンギヤワッシャを装着させる、第四工程と、
   ピニオンシャフトとデフケースをピン止めする第五工程と、からなることを特徴とするデフの組立方法。
2. 前記第四工程において、デフケース外に押し出されたダミーシャフトは、押し出される前の位相を保持した姿勢で前記第二ハンドに回収される、請求項１に記載のデフの組立方法。

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