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発明の名称 ワークの部品組み付け方法および組み付け装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−90449(P2007−90449A)
公開日 平成19年4月12日(2007.4.12)
出願番号 特願2005−279224(P2005−279224)
出願日 平成17年9月27日(2005.9.27)
代理人 【識別番号】100099885
【弁理士】
【氏名又は名称】高田 健市
発明者 松本 圭司 / 三宅 秀明
要約 課題
ワーク毎にワークの孔部に部品を無理なく適正に組み付けることができ、また1つのワークに部品の組み付け対象位置が複数存在するような場合であっても、これに柔軟に対応することができるワークの部品組み付け方法および組み付け装置を提供する。

解決手段
部品Nが組み付けられる孔部Waを有するワークWにおける該孔部Waを加熱手段2により加熱する工程と、前記加熱された孔部Waに前記部品Nを挿入して組み付ける工程とを備える。
特許請求の範囲
【請求項1】
部品が組み付けられる孔部を有するワークにおける該孔部を加熱手段により加熱する工程と、
前記加熱された孔部に前記部品を挿入して組み付ける工程と、
を備えたことを特徴とするワークの部品組み付け方法。
【請求項2】
前記孔部を加熱する加熱手段は、ワークの熱伝導率より速く局所的にワークを加熱する、高周波誘導加熱手段等の高速加熱手段である請求項1に記載のワークの部品組み付け方法。
【請求項3】
部品が組み付けられる孔部を有するワークにおける該孔部を加熱する加熱手段と、
前記加熱された孔部に前記部品を挿入して組み付ける部品組み付け手段と、
を備えたことを特徴とするワークの部品組み付け装置。
【請求項4】
前記孔部を加熱する加熱手段は、ワークの熱伝導率より速く局所的にワークを加熱する、高周波誘導加熱手段等の高速加熱手段である請求項3に記載のワークの部品組み付け装置。
【請求項5】
加熱手段が、前記孔部に加熱用コイルヘッドを挿入して高周波誘導加熱する高周波誘導加熱手段である請求項3または4に記載のワークの部品組み付け装置。
【請求項6】
前記加熱用コイルヘッドの側面形状が先細り形状である請求項5に記載のワークの部品組み付け装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
この発明は、自動車のトランスミッション用ハウジングなどのワークにおける孔部にベアリングなどの所定部品を組み付けるのに適用されるワークの部品組み付け方法および組み付け装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば自動車エンジンの製造ラインでは、トランスミッション用ハウジングに形成されている複数の孔部に対して、ロボットによりそれぞれベアリング等の部品を組み付ける工程があり、従来では、前記部品を孔部にプレス機により圧入して組み付けている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし、前記部品を孔部に圧入して組み付ける場合、孔部や部品のプレス機に対する位置決めをワーク毎に変更するのが難しく、プレス機による部品の圧入をスムーズにかつ適正に行うことができないという問題があった。
【0004】
特に、1つのワークに部品の組み付け対象位置が複数存在するような場合は、各組付け位置において孔部や部品をプレス機に対して適正に位置決めしなければならないため、工程上の制約が大きく柔軟性に欠けるといった問題もあった。
【0005】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ワーク毎にワークの孔部に部品を無理なく適正に組み付けることができ、また1つのワークに部品の組み付け対象位置が複数存在するような場合であっても、これに柔軟に対応することができるワークの部品組み付け方法および組み付け装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題は、以下の手段によって解決される。
(1)部品が組み付けられる孔部を有するワークにおける該孔部を加熱手段により加熱する工程と、前記加熱された孔部に前記部品を挿入して組み付ける工程と、を備えたことを特徴とするワークの部品組み付け方法。
(2)前記孔部を加熱する加熱手段は、ワークの熱伝導率より速く局所的にワークを加熱する、高周波誘導加熱手段等の高速加熱手段である前項1に記載のワークの部品組み付け方法。
(3)部品が組み付けられる孔部を有するワークにおける該孔部を加熱する加熱手段と、前記加熱された孔部に前記部品を挿入して組み付ける部品組み付け手段と、を備えたことを特徴とするワークの部品組み付け装置。
(4)前記孔部を加熱する加熱手段は、ワークの熱伝導率より速く局所的にワークを加熱する、高周波誘導加熱手段等の高速加熱手段である前項3に記載のワークの部品組み付け装置。
(5)加熱手段が、前記孔部に加熱用コイルヘッドを挿入して高周波誘導加熱する高周波誘導加熱手段である前項3または4に記載のワークの部品組み付け装置。
(6)前記加熱用コイルヘッドの側面形状が先細り形状である前項5に記載のワークの部品組み付け装置。
【発明の効果】
【0007】
前項(1)に係る発明によれば、ワークの孔部に部品を挿入するに先立って、その孔部を加熱するようにしたから、孔部が加熱により僅かに径大化し、その状態で部品を容易に挿入して組み付けることができる。
【0008】
しかも、1つのワークに複数の部品を組み付けるような場合であっても、簡単に対応することができ、従ってワークの種類や孔部の位置、数などに対して柔軟に対応することができ、部品やワークをプレス機の位置まで搬送する必要があるといった工程上の制約もすくなくなり、柔軟性に富んだ工程設計が可能となると共に、作業スペースも少なくとすむ。
【0009】
前項(2)に係る発明によれば、孔部を加熱する加熱手段が、ワークの熱伝導率より速く局所的にワークを加熱する高速加熱手段であるから、ワーク全体を加熱することなく、孔部を有するワークに部品を組み付けることができ、しかもワーク全体を冷却する必要もなくなり、作業時間の短縮を図ることができる。
【0010】
前項(3)に係る発明によれば、ワークの孔部を加熱手段により加熱することで、部品を容易、かつ的確に孔部に挿入して堅固に組み付けることができる。
【0011】
前項(4)に係る発明によれば、孔部を加熱する加熱手段が、ワークの熱伝導率より速く局所的にワークを加熱する高速加熱手段であるから、ワーク全体を加熱することなく、孔部を有するワークに部品を組み付けることができ、しかもワーク全体を冷却する必要もなくなり、作業時間の短縮、装置の小型化を図ることができる。
【0012】
前項(5)に係る発明によれば、高周波誘導加熱用のコイルヘッドをワークの孔部に挿入して加熱するから、短時間で効率よく孔部を局所的に加熱することができ、部品の良好な固定状態を確実に得ることができる。
【0013】
前項(6)に係る発明によれば、加熱用コイルヘッドの側面形状が先細り形状であるから、径の小さい孔部に対してそれに合ったコイルヘッドを別途用意しなくても、コイルヘッドの先細り形状の先端部を孔部に挿入して加熱させることができ、1つのコイルヘッドで径の異なる孔部の加熱に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【0015】
図1は、この発明の一実施形態に係るワークの部品組み付け装置を示す概略全体斜視図である。
【0016】
このワークの部品組み付け装置は、例えば、ワークWとしての自動車のトランスミッション用ハウジングの所定孔部Waに、部品としてベアリングNを挿入するのに好適に使用される。
【0017】
図1において、このワークの部品組み付け装置は、ワーク作業台部1と、加熱手段の一例としての高周波誘導加熱部2と、部品組み付け部3と、部品供給待機部4とを備えている。
【0018】
前記ワーク作業台部1は、ワークWに対する加熱用領域S1と、部品組み付け用領域S2とが設定されており、例えば前工程から搬入されたワークWを、例えば左右方向(X軸方向)へ搬送し、前記加熱用領域S1で一定時間停止させ、さらにこの加熱用領域S1から部品組み付け用領域S2まで搬送し、そこで一定時間停止させるコンベアで構成されている。
【0019】
勿論、このワーク作業台部1は、コンベアに限定されるものではなく、固定台などを使用してもよい。その場合、搬入されたワークWを作業者が加熱用領域S1から部品組み付け用領域S2に移送させるようにようにしてもよい。
【0020】
前記高周波誘導加熱部2は、ワークの熱伝導率より速く局所的にワークを加熱する高速加熱手段の一つであり、例えば電源装置を兼ねた高周波発振出力装置21と、この高周波発振出力装置21から引き出されたケーブル22と、このケーブル22の先端に設けられて、高周波が印加される加熱用コイルヘッド23と、このコイルヘッド23を移動操作するコイルヘッド操作機構24とを備えている。
【0021】
前記コイルヘッド23は、電気良導性、例えば銅製の一対の電線からなり、図2に示すように、先端同志が互いに連成されて、螺旋状に巻回されている。
【0022】
なお、このコイルヘッド23は、側面形状が円柱状であってもよいが、この例では、コイルヘッド23の側面形状が先端部23に向かう程、先細り状に形成されている。
【0023】
また、高周波誘導加熱部2は、操作パネル(図示せず)を介して、加熱温度、加熱時間などの加熱条件をワークの種類あるいは孔部Waの径等に応じて設定することが可能であり、設定した各種の加熱条件は加熱チャートとして記憶部(図示せず)に記憶されるものとなされている。そして、処理対象ワークの種類に応じて、対応する加熱チャートを操作パネル等で選択指示することにより、加熱チャートを呼び出し、コンピュータ制御により、前記加熱チャートに基づいた条件で、孔部Waの加熱が実行されるものとなされている。
【0024】
前記コイルヘッド操作機構24は、例えば、直角座標ロボットから構成されており、左右一対のブラケット241,241に跨設された横軸242に摺動可能に支持されて、X軸方向へ変移可能な第1可動体243と、この第1可動体243に立設された縦軸244に摺動可能に支持されて、Z軸方向へ変移可能な第2可動体245と、この第2可動体245の前面側に固定されたシリンダ部246と、このシリンダ部246にY軸方向へ移動可能、かつY軸回りで回転変移可能に支持されたアーム247と、アーム247の先端に自在関節部248を介して連結されたチャック部249とを備えている。
【0025】
このコイルヘッド操作機構24は、前記チャック部249により前記コイルヘッド23の基部側を保持しており、加熱用領域S1に搬入されたワークWの孔部Waを高周波誘導加熱するために、該孔部Waに前記コイルヘッド23を挿入するようになっている。
【0026】
このようなコイルヘッド操作機構24の動作は予め設定された駆動プログラムに基づいてコンピュータにより行われる。
【0027】
勿論、このコイルヘッド操作機構24は、直角座標ロボットで構成したものに限られるものではなく、前記コイルヘッド24をワークWの孔部Waに挿入できるものであれば、任意の機構を採用可能である。
【0028】
また、前記部品組み付け機構3は、例えば、極座標ロボットからなり、基台31と、この基台31上に立設されて、Z軸回り(Q方向)に回転可能に配設された可動支柱32と、この可動支柱32の上端に固定された関節用ブラケット33と、このブラケット33の横軸34を介して軸支されて、Z軸面内に沿って(P方向)首振り変移可能な可動体35と、この可動体35にスライド可能に支持されてY軸方向へ変移可能なアーム36と、このアーム36の先端に関節機構37を介して、Z軸面内に沿って変移可能に連結されたハンド38と、このハンド38の先端に装着されたチャック爪部39とを備えている。
【0029】
この部品組み付け機構3は、部品供給待機部4に供給されているベアリングのような部品Nを前記チャック爪部39により把持し、前記加熱されたワークWの孔部Waに自動的に挿入させるようになっている。
【0030】
このような部品組み付け機構3の動作は予め設定された駆動プログラムに基づいてコンピュータにより行われる。
【0031】
この部品組み付け機構3も、前記極軸ロボットで構成したものに限定されるものではなく、前記部品Nを掴んでワークWの孔部Waに自動的に挿入できるものであればよい。
【0032】
つぎに、上記ワークの部品組み付け装置の動作を兼ねて、部品Nの組み付け方法について説明する。
【0033】
前工程からコンベア1で搬送されたワークWが加熱用領域S1に至ると、そこでコンベア1が一旦停止する。
【0034】
そして、前記加熱コイルヘッド操作機構24を駆動し、前記第1可動体243、第2可動体245、およびアーム247の各変移量や変移方向を制御することにより、前記チャック爪部249を介して加熱用コイルヘッド23を図2に示すように、ワークWの孔部Waの上方の所定位置に位置決めさせる。
【0035】
この状態で、前記チャック爪部249を下降させながら、図3(A)に示すように、前記コイルヘッド23をワークWの孔部Wa内の所定部位に挿入させる。 この時、前記高周波発振出力装置21を駆動すれば、高周波出力がケーブル22を介してコイルヘッド23に印加されるから、このコイルヘッド23による高周波誘導によってワークWの孔部Waが加熱される。
【0036】
加熱条件については、高周波誘導加熱部2の記憶部に予め記憶されている各種の加熱チャートの中から、対応する加熱チャートを操作パネル等を用いて選択する。
【0037】
ワークWの孔部Waが所定温度まで加熱されると、前記チャック爪部249を上昇させて、コイルヘッド23をワークWの孔部Waから離脱させる。
【0038】
そして、直ぐに前記コンベア1を再起動させて、ワークWを搬送する。
【0039】
ワークWが組み付け用領域S2に至ると、そこでコンベア1を一旦停止させる一方、前記部品組み付け機構3を駆動し、前記可動支柱32、可動体35、アーム36およびハンド38の各変移量や変移方向などを制御することにより、前記部品供給待機部4内に保持されている部品Nをチャック爪部39に把持させてから、図3(B)に示すように、部品組み付け用領域S2に搬送されているワークWの孔部Waの上方に位置決めさせる。
【0040】
この状態で、前記チャック爪部39により、部品Nを前記ワークWの孔部Waに挿入させれば、この部品Nが図4に示すように、ワークWの孔部Waの所定箇所にセットされる。
【0041】
このように、ワークWの孔部Waに所定部品Nを挿入するのに先立って、その孔部Waを高周波誘導加熱により局部的に加熱するから、孔部Waが熱で僅かに径大化し、部品Nを無理に圧入しなくても、部品Nを無理なく孔部Waに挿入することができ、部品Nの挿入後に孔部Waが冷えることにより、部品Nを焼き嵌め状態のように堅固に固定することができる。
【0042】
とくに、前記高周波誘導加熱用のコイルヘッド23をワークWの孔部Waに挿入して加熱するから、例えば加熱炉で加熱する手段などに比較して作業効率が良いうえ、該孔部Waの全周が均等に加熱されるため、部品Nの良好な固定状態を確実に得ることができる。
【0043】
しかも、部品Nの挿入対象である孔部Waが複数存在する場合であっても、加熱コイルヘッド操作機構24や部品組み付け機構3の駆動制御により、コイルヘッド23や部品Nの挿入位置を複数位置に調整することにより、柔軟に対応することができる。
【0044】
ところで、加熱用コイルヘッド23の側面形状がほぼ円柱状であると、径の小さい孔部Waを加熱する場合には、その小さい孔部Waの径に合った別のコイルヘッド23を用意しておく必要がある。
【0045】
これに対して、この例のように、加熱用コイルヘッド23の側面形状を先端に向かって先細り状にしてあると、図5に示すように、加熱用コイルヘッド23の先端部23aを径の小さい孔部Waに挿入して加熱させることができる。つまり、側面形状が先細り形状である加熱用コイルヘッド23を、径の異なる孔部Waの加熱に対して共用することができる。
【0046】
以上の実施形態では、加熱用領域S1と部品組み付け用領域S2を別々に設定し、ワークWを加熱用領域S1から部品組み付け用領域S2へと搬送して部品Nを孔部Waに挿入するものとしたが、ワークWを移送させることなく、加熱用領域S1と部品組み付け用領域S2を同一位置に設定し、同一位置で孔部Waの加熱と部品Nの挿入を行うものとしても良い。
【0047】
また、加熱手段は高周波誘導加熱装置に限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】この発明の一実施形態に係るワークの部品組み付け装置を示す概略全体斜視図である。
【図2】ワークの孔部を加熱するために待機状態の加熱用コイルヘッドを示す斜視図である。
【図3】(A)加熱用コイルヘッドをワークの孔部に挿入して加熱する状態を示す側面断面図である。(B)加熱後のワークの孔部を部品の挿入待機状態で示す側面断面図である。
【図4】図3の続き(C)であり、ワークの孔部に部品が挿入された状態を示す側面断面図である。
【図5】側面形状が略円錐形状の加熱用コイルヘッド23の先端部を径の小さい孔部に挿入した状態を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【0049】
2・・・・・・・・高周波誘導加熱手段
3・・・・・・・・部品組み付け手段
23・・・・・・・加熱用コイルヘッド
N・・・・・・・・部品
W・・・・・・・・ワーク
Wa・・・・・・・ワークの孔部




 

 


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