JPH08132323A - 軸状部品嵌入方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 嵌入穴とそれに嵌入する軸状部品の位置にバ
ラツキがある場合でも、食いつきを生じさせずに、効率
よく本体部品へ軸状部品を組込み可能とする。 【構成】 嵌入穴１１を有する本体部品１を嵌入穴１１
を水平方向に向けて位置づけ、軸状部品２を嵌入穴１１
に整列させて位置づけ、軸状部品１１を鉛直方向に振動
させながら本体部品１の嵌入穴１１に押圧手段７で挿入
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、本体部品の穴内へ軸状
部品を組込む軸状部品嵌入方法と該方法を実施するため
の装置に関し、特に、穴と軸状部品との嵌合が比較的緊
密な場合の組込みを、位置決め精度の格別の向上を要せ
ずに実現する軸状部品嵌入方法と該方法を実施するため
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本体部品に形成された穴内にそれに組込
むべき関連部品である軸状部品を嵌入する場合、穴と軸
の嵌合に両者の位置決め精度を上回るような高い精度が
要求されるものにあっては、ロボット等を用いた自動組
込みが極めて困難であった。そこで、嵌入方法を工夫し
て、位置決め精度の格別の向上を図らずに自動組込みが
可能となるような技術に関するいくつかの提案が成され
ている。

【０００３】先ず、特開平２−２１３０３４号において
は、本体部品であるバルブボディに軸状部品であるバル
ブスプールを嵌入するに際して、バルブボディをそれに
形成された嵌入穴であるスプール穴が開口部を上に向け
た状態で垂直になるように位置決めし、スプール穴の開
口部にバルブスプールをその先端部のみ挿入させた後、
バルブボディに振動を加えて、バルブスプールを自重で
スプール穴内に落とし込むことで、位置関係の精度を緩
和し、無理な押込み荷重の負荷を避けて、バルブスプー
ルのスプール穴への食いつきを解消する提案が成されて
いる。

【０００４】次に、特開平３−２６４３２号では、同様
に本体部品であるバルブボディに軸状部品であるスプー
ル、スプリング、プラグ等を嵌入するに際して、バルブ
ボディの嵌入穴の開口部に予め面取りを施しておき、バ
ルブボディの嵌入穴が開口部を上に向けた状態で垂直に
なるように位置決めし、バルブボディに上下方向の振動
を加えながら嵌入穴にスプール等を落とし込むことで、
上記面取りをガイドとしたスプールの自動調心作用で挿
入する提案が成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記前者
の技術では、バルブボディへのバルブスプールの挿入に
際して、バルブスプールをロボットにより把持して押込
む方法が採られているため、緩和されるとはいえ、押込
みが可能な程度の位置決め精度は確保しなければならな
いばかりでなく、嵌入が可能な軸状部品は、単一部品に
限られ、後者の技術のように、スプール、スプリング、
プラグ等からなる複数の部品の同時嵌入は不可能であ
る。

【０００６】他方、後者の技術では、軸状部品の位置決
めにガイドを用いているため、複数部品の同時嵌入が可
能である反面、軸状部品の外径に対してガイドの内径を
位置決めのバラツキを補償する分だけ大きめにしなけれ
ばならないため、軸状部品は、ガイド内で鉛直方向に対
して水平面内のあらゆる方向への傾き得る状態となるた
め、一旦ガイドに対して軸状部品が傾くことで２点接触
による食いつきが発生してしまうと、加振による振動が
食いつきを解消するようには働かず、食いつきを解消し
得ない可能性が残る。

【０００７】このように、組付けラインを流れる本体部
品とそれに組込む軸状部品の組込位置での相互位置のバ
ラツキのもとで、該バラツキを補償しながら、食いつき
を生じさせることなく、効率よく組付けを行うことは極
めて困難な問題である。

【０００８】本発明は、上記のような事情に鑑み案出さ
れたものであり、嵌入穴とそれに嵌入する軸状部品の位
置にバラツキがある場合でも、格別の位置決め精度の向
上を要せず、しかも軸状部品の嵌入穴への食いつきを生
じさせずに、効率よく本体部品へ軸状部品を組込み可能
とする自動部品嵌入方法を及びそれに用いる嵌入装置を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の軸状部品嵌入方法は、嵌入穴を有する本体
部品を前記嵌入穴を水平方向に向けて位置づけ、軸状部
品を前記嵌入穴に整列させて位置づけ、前記軸状部品を
鉛直方向に振動させながら前記本体部品の嵌入穴に挿入
することを構成とする。そして、前記本体部品が該本体
部品の一方側に開口する嵌入穴と他方側に開口する嵌入
穴を有する場合において、前記軸状部品は前記本体部品
の両側から同時に挿入される構成とすることもできる。

【００１０】また、本発明の軸状部品嵌入装置は、嵌入
穴を有する本体部品を該嵌入穴を水平方向に向けて固定
するパレットと、軸状部品を前記本体部品の嵌入穴に導
くガイドと、前記軸状部品を前記嵌入穴に押込む押圧手
段と、前記軸状部品を前記嵌入穴に押込む際に、前記パ
レットとガイドのうち少なくとも前記ガイドに鉛直方向
の振動を与える加振装置を備えたことを構成とする。

【００１１】

【発明の作用及び効果】本発明の方法では、軸状部品を
水平に向けた状態で鉛直方向に振動させるため、加振に
よる軸状部品の傾きが特定の鉛直面内における水平方向
に対する傾きに制限され、しかも、軸状部品にかかる重
力が常に軸状部品を水平に向けるように作用するため、
仮に軸状部品の傾きによる穴との食いつきが生じた場合
でも、軸状部品にかかる鉛直方向の縦振動力で食いつき
が解消し、重力により水平に戻されるため、特に難しい
傾きの制御なしで、円滑な嵌入が可能となる。したがっ
て、本発明の方法によれば、嵌入穴の加工位置度のバラ
ツキがあっても軸状部品を傷つけることなく、円滑に本
体部品に嵌入することができる。

【００１２】また、請求項２に記載の構成を採った場
合、本体部品への軸状部品の嵌入を本体部品の両側から
同時期に行うことができるようになり、全ての軸状部品
を一括して組付けることもでき、作業能率の一層の向上
が実現される。

【００１３】本発明の装置では、嵌入穴を水平方向に向
けてパレットに固定した本体部品に対して、軸状部品が
加振装置により鉛直方向に振動させられた状態でガイド
に導かれて押圧手段により嵌入穴内に押込まれる。その
際、ガイドに導かれる軸状部品は、水平方向に向けられ
ているので、鉛直面内の傾きを振動により解消されつ
つ、食いつきを生じることなく、あるいは食いつきを生
じた場合でもそれを解消されつつ嵌入穴内に嵌合する。
したがって、本発明の装置によれば、軸状部品の嵌入の
ためのガイドの精密な位置決めや軸状部品の傾き角の制
御が不要となり、嵌入される本体部品の嵌合穴の加工位
置度にバラツキがあっても軸状部品を傷つけることな
く、しかも、複数の軸状部品を単一の工程で嵌入するこ
とができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例を参照しな
がら説明する。図１に示すように、この例は、本体部品
１を自動変速機のバルブボディ１０とし、軸状部品２を
バルブスプール２１、スプリング２２及びプラグ２３と
したものである。先ず、並行する複数の嵌入穴すなわち
本例においてスプール摺動穴１１を有するバルブボディ
１０については、図の（ａ）に示すように、そのスプー
ル摺動穴１１を水平方向に向けて治具３上に載置固定し
て位置決めしておく。他方、バルブスプール２１、スプ
リング２２及びプラグ２３（以下、これらをバルブスプ
ール等という）の方は、バルブボディ１０のスプール摺
動穴１１に位置決め誤差範囲である面取り範囲内で軸心
を整列させて、他の治具４上に載置して位置決めしてお
く。

【００１５】この状態で、図の（ｂ）に示すように、バ
ルブボディ１０とバルブスプール２１等を本例において
両方とも両治具３，４を加振装置５，６を用いて鉛直方
向に振動させることで振動させながらバルブスプール２
１等をスプール摺動穴１１に押圧手段即ち本例において
プッシャ７を用いて押付ける。この押付け操作中に、軸
線を水平にして治具４上に載置されているバルブスプー
ル２１等は、上下方向への変位及び鉛直面内での前後傾
斜を繰返すので、スプール摺動穴１１とバルブスプール
２１等の間で相互の軸線のずれがあっても、たまたま軸
線が一致した時に押込みが進行する。こうした動作の繰
返しにより、バルブスプール２１等は次第にスプール摺
動穴１１に嵌入されていく。

【００１６】かくして、バルブスプール２１等が所定の
位置を若干超える位置まで嵌合したら、図の（ｃ）に示
すように、リテーナ２５をバルブボディ１０に形成され
たキー孔１２に嵌合させて、所定の押圧力をかける。こ
こで、プッシャ７による押圧力を解除すると、プラグ２
３はスプリング２２の押圧力で押戻されるので、プラグ
２３の溝位置がリテーナ２５の押込み位置と一致したと
ころで、リテーナ２５は溝に嵌まり込む。これにより、
バルブスプール２１等は、スプール摺動穴１１内に抜止
め係合し、嵌合操作を終了する。なお、図において、符
号８は治具３，４を基盤９に支持する弾性支持手段を示
す。

【００１７】次に、図２〜５は上記方法を実施するため
の装置を関連装置をも含めて示すもので、本発明に係る
装置は、図２に示すような組立ラインにおいて、図にブ
ロックで略示する自動組立ステーションＳに配置されて
いる。ラインコンベアＣの上流には部品棚Ｒが配置さ
れ、それのラインコンベアＣを挟む反対側に部品供給作
業者用の作業域が確保されている。

【００１８】図３に詳細を示すように、嵌入装置は、嵌
入穴即ち本例においてスプール摺動穴１１を有する本体
部品即ちバルブボディ１０をスプール摺動穴１１を水平
方向に向けて固定するパレット３０と、軸状部品即ち図
１に示すバルブスプール２１等をバルブボディ１０のス
プール摺動穴１１に導くガイド４０と、スプール等をス
プール摺動穴１１に押込む押圧手段即ち本例においてプ
ッシャ７と、バルブスプール２１等をスプール摺動穴１
１に挿入する際に少なくともパレット３０に鉛直方向の
振動を与える図５に示す加振装置５，６を備えている。

【００１９】パレット３０は、バルブボディ１０をその
上面に適宜の固定治具等で位置決め固定するもので、図
３及び図５に示すように、下面には加振プレート５３か
ら上向きに突設されたノックピン５５に係合する係合孔
が形成されている。このパレット３０は、ラインコンベ
アＣの軌条を構成するフレームＣ１の段部側面Ｃ２に両
側を案内支持され、段部底面Ｃ３を走るチェーンＣ４に
乗って搬送可能とされている。

【００２０】ガイド４０は、この例において、スプール
摺動穴１１の数に対応する、本例において４条の、スプ
ール２１等の外径より面取り分だけ若干内径の大きな半
円筒形断面により構成され、載置されるスプール２１等
を位置決めしつつ、軸線方向移動を案内する樋状溝４１
が互いに平行に形成されたブロックで構成され、ブロッ
クを加振装置６に支持するフレーム４９に連結されてい
る。これら樋状溝４１の間隔は、スプール摺動穴１１相
互の間隔に対応している。フレーム４９は、図５に示す
ように、ラインサイドに設置された架台８５に板バネ８
６を介して緩衝支持されている。この緩衝支持構造の詳
細については、後に記す。

【００２１】プッシャ７は、この例において、スプール
摺動穴１１の数に対応する数の押込棒７１を有し、各押
込棒７１の中間部には、バネ座を構成する鍔７２が設け
られている。各押込棒７１は、それらの鍔７２の摺動枠
７３への当接で前方への抜けを阻止した状態で摺動枠７
３の案内孔に嵌挿され、先端側をガイド４０の樋状溝４
１の後端近傍に位置させて配設されており、押込棒７１
の鍔７２と摺動枠７３との間には、コイルスプリング７
４が押込棒７１の外周に圧縮状態で配設されている。し
たがって、押込棒７１は、摺動枠７３に対してライン外
側方向へのみバネ力に抗して逃げることができる。この
逃げの状態を図４の右側の押込棒７１により例示する。
押込棒７１を支持する摺動枠７３は、フレーム４９に取
付けられた流体圧作動の押込シリンダ７５のピストンロ
ッド７６に連結され、押込シリンダ７５の作動でライン
コンベアＣの上部を横断する方向に進退可能とされてい
る。押込シリンダ７５は、エアシリンダとした場合、レ
ギュレータを用いた調圧による押込み力と押込み速度の
調整が可能とされる。押込棒７１は、ガイド４０の樋状
溝４１の軸線に沿って、バネ力により定められる所定の
押圧力でスプール２１等を押出すことができ、それらの
先端がスプール摺動穴１１内の所定の位置に達するスト
ロークを有する。

【００２２】図５に示すように、加振装置５は、昇降架
台８２内にゴム等からなる防振パッド８３で支持してコ
ンベア軌条の間に配置されている。昇降架台８２は、こ
の例では、基盤９に固定した案内フレーム９１に案内さ
れ、同じく基盤９に固定した流体圧作動の昇降シリンダ
８０のピストンロッド８１に連結されている。したがっ
て、加振装置５は、昇降架台８２と共に所定のリフトＬ
だけ昇降可能とされている。加振装置５は、電磁マグネ
ット５１と、振動子５２とで構成され、加振装置５の機
体に支持された電磁マグネット５１に対して、振動子５
２は、板バネ８４を介して昇降架台８２に支持された加
振プレート５３に取付けられている。加振プレート５３
の上方には、昇降架台８２の上昇・下降によりパレット
３０に係脱する位置決め部材５４が載置固定されてお
り、パレット３０と位置決め部材５４間は前記ノックピ
ン５５を係合手段として、係脱連結される。

【００２３】これに対して、その一方のみを図５に示す
加振装置６は、ラインコンベアＣの両側部にそれぞれ配
設され、それらの加振プレート６３にフレーム４９が直
接載置固定されている。加振装置６は、上記加振装置５
とは異なり昇降機構を必要としないため、架台８５を適
宜の図示しない支持フレームの介して基盤９に支持して
いるが、パレット３０の搬送時にガイド４０をコンベア
Ｃの軌道上から完全に退避させる場合には、架台８５を
ラインコンベアＣに対して横方向に往復動させる適宜の
機構を介して基盤９に支持する構成としてもよい。

【００２４】図４に示すように、ラインコンベアＣの軌
条間には、搬送されてくるパレット３０をラインにおけ
る自動組立ステーションＳの所定位置に停止位置決めさ
せる、即ち前記ガイド４０の樋状溝４１の軸線とパレッ
ト３０上に載置されたバルブボディ１０のスプール摺動
穴の軸線を所定の位置精度で合致させるパレット位置決
め手段８７が配設されている。この手段は、図にはその
具体的構成を示していないが、流体圧作動のシリンダ等
でストッパ８８を昇降あるいは起倒させる等して、上昇
あるいは起立時にパレット３０の進行を妨げ、下降ある
いは倒伏時にはその進行を許容させるような、通常ライ
ンで用いられる位置決め機構とすることができる。な
お、図４において、全体の構成を省略し、ガイド４０ａ
のみを図示する同様の構成からなる嵌入装置がラインコ
ンベアＣを挟む反対側にも配置されている。

【００２５】このように構成された組立ラインにおい
て、バルブボディ１０を載置固定したパレット３０は、
上記ラインコンベアＣのチェーンＣ４軌条に載せられて
自動組立ステーションＳに搬送される。自動組立ステー
ションＳに至ったパレット３０は、パレット位置決め手
段８７の上昇あるいは起立位置にあるストッパ８８によ
り進行を止められて、位置決め部材５４のノックピン５
５とパレット３０の係合孔とが係合可能な位置合わせ状
態で、搬送チェーンＣ４に対してスリップしながら該位
置に停止し続ける。

【００２６】この状態で、昇降シリンダ８０のロッド８
１押出し操作で昇降架台８２を押上げると、それに伴っ
て位置決め部材５４も押上げられ、位置決め部材５４の
ノックピン５５がパレット３０の孔に嵌合し、バルブボ
ディ１０のスプール摺動穴１１とガイド４０の樋状溝４
１とがこのラインにおいて達成可能な位置決め精度で整
合位置に置かれる。ここで、両加振装置５，６を起動す
ると、パレット３０とガイド４０とが鉛直方向に振動す
る。この振動により、予め人手等でガイド４０の樋状溝
４１に置かれたバルブスプール２１等は、その軸線を含
む鉛直面内で揺すぶられ、軸線の上下動及び前後傾動が
生じるが、バルブスプール２１等は、それらにかかる重
力によって常に、樋状溝４１の軸線と整合する軸線を保
つように戻されるため、大きく軸線が傾斜することがな
い。

【００２７】こうした加振状態で、押込シリンダ７５を
作動させ、摺動枠７３の押出しにより押込棒７１を押出
すと、この例では、図１に示すように、最後尾に位置す
るプラグ２３を介して、その前方のスプリング２２とス
プール２１が順次押されるため、それらはバルブボディ
１０のスプール摺動穴１１内に嵌合される。この押込み
操作の際に、押込棒７１は摺動枠７３に対してスプリン
グ７４により弾性負荷されているため、スプール２１の
ランドがスプール摺動穴の開口部に突き当たる等して、
押込み抵抗が過大になった場合には、振動により突き当
たりが解消するまで、スプール摺動穴１１内へのスプー
ル２１等の無理な押込みを避けるため、スプール２１を
傷つけることなく、振動につれて円滑に嵌入することが
できる。こうして最後尾のプラグ２３がスプール摺動穴
１１内の所定位置まで嵌合したら、両加振装置５，６の
稼働による振動を停止して、リテーナ２５の挿入を行
う。上記の嵌入操作は、バルブボディ１０の反対側につ
いても同時期に、あるいは、時期をずらせて同様に行わ
れる。

【００２８】かくして組込みが終わると、先ず押込みシ
リンダ７５をロッド７６を引込んで、摺動枠７３の後退
により押込棒７１をガイド４０の樋状溝４１から退避さ
せ、次いで昇降シリンダ８０のロッド８１の引込み操作
で昇降架台８２を下降させ、再びパレット３０をライン
コンベアＣのチェーン軌条上に載置する。位置決め部材
５４は、さらに下降し、そのノックピン５５がパレット
３０の孔から外れる。ここで、ストッパ８８を解除する
と、パレット３０は搬送軌条のチェーンＣ４に載って次
の工程に送られる。以下この組立ステーションＳにおい
て、これら一連の操作が繰り返される。

【００２９】ところで、自動変速機のバルブボディ１０
にあっては、他のバルブ等との油路接続の関係で、スプ
ール摺動穴１１の開口に対して、より奥側に大径の部品
を組込まなければならない場合がある。こうした場合、
バルブボディ１０の穴内に逆向き即ち奥側が開口したス
プール摺動穴を形成したスリーブを嵌合し、スリーブの
スプール摺動穴内にスプール２１等を配設することで組
込み上の問題を解決している。図６はこうしたバルブの
一例を示すもので、この例では、該軸状部品は、スリー
ブ２４と、その内部の段付き穴２６内に嵌挿される小径
のプランジャ２７と、大径のスプール２１と、プランジ
ャ２７とスプール２１との間に配置されるスプリング２
２とから構成され、スリーブ２４は、軸線回りに回転さ
せて、バルブボディ１０に対する油路とキー溝の整合を
取った後、バルブボディ１１にリテーナ２５止めされ
る。

【００３０】こうした複雑な構成のバルブにあっては、
従来の鉛直方向に向けての嵌合では、嵌合操作中に加振
によりスプール２１やプランジャ２７がスリーブ２４か
ら抜落ちてスリーブ２４より先に嵌入穴１１内に落下し
てしまい、嵌入穴１１の内径に比してスプール２１やプ
ランジャ２７の外径が小さいため、傾いた状態で嵌入穴
１１の奥に収まり、その後のスリーブ２４の嵌合を妨げ
るため、組付が不可能であった。これに対して、本実施
例の方法及び装置によれば、これら部品を予めサブアセ
ンブリ工程等で組立てておき、それをガイド４０上に置
けば、加振によりスプール２１やプランジャ２７がスリ
ーブ２４から抜出すことはないので、組付状態を維持し
たまま嵌合操作が可能となる。したがって、本実施例の
方法及び装置によれば、従来のようにバルブボディ１０
のスプール摺動穴１１を鉛直方向にセットした状態での
部品嵌合では不可能であった、上記のような複雑な組合
せのスプール２１等即ち軸状部品２の嵌合も可能とな
る。

【００３１】最後に、図７はガイドの変形例を示す。こ
の例では、図３に示す前例のガイド４０との対比から明
らかなように、樋状溝４１即ち上半分が開いた半円筒形
案内面と同様の案内面を有する溝４２の先端部に、バル
ブボディの嵌入穴１１と整合し、全周を周回する案内面
を画定する筒状部４３を連設している。このようなガイ
ド４０’とした場合、筒状部４３があるために、ガイド
４０’へのスプール等の載置時の作業性は若干劣るもの
の、特に軸方向長さの短い軸状部品に対する案内機能は
向上する。

【００３２】以上、本発明を自動変速機のバルブボディ
にスプール等を嵌合する場合を例として説明したが、本
発明の特徴とするところから明らかなように、本発明の
適用対象は、これに限るものでなく、広く種々の本体部
品への軸状部品の嵌合に適用可能なものである。また、
上記実施例では、嵌入に際して、本体部品、軸状部品双
方を加振するものとし、それに適した装置と共に説明し
たが、これは、最も確実に嵌入時の食いつきを防ぐべく
採った構成であって、より単純な形態の軸状部品の組込
みの場合等には、少なくとも軸状部品側だけを加振する
ことで、十分に所期の目的を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をバルブボディへのスプール等の部品の
嵌入に適用した実施例における嵌入方法を概念的に示す
工程説明図である。

【図２】上記嵌入方法を実施するラインの配列を示す斜
視図である。

【図３】実施例の嵌入装置の上方部分をラインコンベア
をも含めて示す斜視図である。

【図４】上記嵌入装置の平面図である。

【図５】上記嵌入装置の下方部分を示す断面図である。

【図６】上記嵌入方法あるいは嵌入装置により組付けら
れる軸状部品の一例を本体部品の嵌入穴への嵌合状態で
示す断面図である。

【図７】上記嵌入装置のガイドの変形例を示す上面部分
斜視図である。

【符号の説明】

１ 本体部品 ２ 軸状部品 ３，４ 治具 ５，６ 加振装置 ７ プッシャ（押圧手段） １０ バルブボディ １１ スプール摺動穴（嵌入穴） ２１ バルブスプール ２２ スプリング ２３ プラグ ３０ パレット ４０ ガイド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 嵌入穴を有する本体部品を前記嵌入穴を
   水平方向に向けて位置づけ、軸状部品を前記嵌入穴に整
   列させて位置づけ、前記軸状部品を鉛直方向に振動させ
   ながら前記本体部品の嵌入穴に挿入する軸状部品嵌入方
   法。
2. 【請求項２】 前記本体部品は該本体部品の一方側に開
   口する嵌入穴と他方側に開口する嵌入穴を有し、前記軸
   状部品は前記本体部品の両側から同時に前記嵌入穴に挿
   入される請求項１記載の軸状部品嵌入方法。
3. 【請求項３】 嵌入穴を有する本体部品を該嵌入穴を水
   平方向に向けて固定するパレットと、軸状部品を前記本
   体部品の嵌入穴に導くガイドと、前記軸状部品を前記嵌
   入穴に押込む押圧手段と、前記軸状部品を前記嵌入穴に
   押込む際に、前記パレットとガイドのうち少なくとも前
   記ガイドに鉛直方向の振動を与える加振装置を備えた軸
   状部品嵌入装置。