(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定位置のばね受けから所定のＺ方向に延在させた直線状の軸部材の周囲に嵌挿され、片端側が前記ばね受けに支持されたコイルスプリングの他端側を左右一対のコイルスプリング圧縮用押圧爪で押圧して、コイルスプリングをばね受け側に圧縮して組み付けるコイルスプリング組付装置であって、
前記軸部材の両側方の定位置に配置されて各々が前記一対の押圧爪を独自に駆動させる左右一対のコイルスプリング圧縮機を備え、この左右一対のコイルスプリング圧縮機の各々は、１つの押圧爪を前記Ｚ方向と直交する所定のＸ方向に往復移動させるＸ方向駆動部と、このＸ方向駆動部と押圧爪のユニット全体をＸ方向に往復移動、及び、Ｚ方向及びＸ方向の両方向に直交するＹ方向に往復移動させるＸ−Ｙ方向駆動部と、このＸ−Ｙ方向駆動部と前記Ｘ方向駆動部のユニットを支持してＺ方向に往復移動させるＺ方向駆動部とを有することを特徴とするコイルスプリング組付装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車サスペンションのショックアブソーバー等にコイルスプリングを組み付けるコイルスプリング組付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車サスペンションのショックアブソーバーに同軸にコイルスプリングを圧縮して組み付けるコイルスプリング組付装置の従来例を図３に示す。同図のコイルスプリング組付装置は、水平な物品保持台１０上の左右両端部に一対のコイルスプリング圧縮機２０ａ、２０ｂを配置した構成で、物品保持台１０上の中央部に物品位置決め台１１が設置され、物品位置決め台１１上にショックアブソーバー（オイルダンパー）２が略鉛直に位置決め載置される。ショックアブソーバー２の上端からピストンロッドのストレートな軸部材４が真上に突出して、軸部材４の周囲にコイルスプリング１ａが軸部材４と同軸状に挿入される。コイルスプリング１ａは中心線が直線であるストレート形で、ショックアブソーバー２の上端に形成された円形のばね受け３でコイルスプリング１ａの下端部が位置決め保持される。圧縮前のコイルスプリング１ａの上端部は軸部材４の上端の近辺に位置する。軸部材４の上端部には雄ねじ部４’が形成され、後述するコイルスプリング圧縮動作時に雄ねじ部４’に図示しないアッパーサポータ等がナットランナー等で螺装されて、軸部材４にコイルスプリング１ａが組み付けられる。
【０００３】
左右一対のコイルスプリング圧縮機２０ａ、２０ｂは同一構造で、各々が略鉛直なコイルスプリング１ａの左右等距離の部所に１８０°間隔で対向させて配置される。一方のコイルスプリング圧縮機２０ａは、物品保持台１０上の片端部から真上に延在させた垂直壁２１ａに上下動可能に連結された昇降部材２２ａと、昇降部材２２ａに水平姿勢で固定されたシリンダ２３ａとを有する。そして垂直壁２１ａに鉛直に固定されたガイド２７に沿って昇降部材２２ａが上下動するようになっている。
【０００４】
シリンダ２３ａから水平方向前方（図３の左方向）に延びるピストンロッド２４ａの先端部に、コイルスプリング圧縮用押圧爪２５ａが固定される。押圧爪２５ａの下面に溝２６が形成され、この溝２６にコイルスプリング１ａの上端部の線材が嵌入されるようにしてある。他方のコイルスプリング圧縮機２０ｂは、物品保持台１０の他端部から真上に延在させた垂直壁２１ｂにガイド２７に沿って上下動可能に連結された昇降部材２２ｂと、昇降部材２２ｂに水平姿勢で固定されたシリンダ２３ｂとを有し、シリンダ２３ｂから水平方向前方（図３の右方向）に延びるピストンロッド２４ｂの先端部にコイルスプリング圧縮用押圧爪２５ｂが固定される。
【０００５】
左右一対のコイルスプリング圧縮機２０ａ、２０ｂの各押圧爪２５ａ、２５ｂの一対が、圧縮前のコイルスプリング１ａの上端部の左右両側に互いに先端側をコイルスプリング１ａの中心に向けて１８０°間隔で待機する。一対のコイルスプリング圧縮機２０ａ、２０ｂは、コイルスプリング１ａを圧縮する前にコイルスプリング１ａの種類に応じて一対の押圧爪２５ａ、２５ｂが適正なコイルスプリング圧縮の動作をするように予めティーチングされて、次のようにコイルスプリング１ａを圧縮する。
【０００６】
ショックアブソーバー２のばね受け３上に位置決め保持されたコイルスプリング１ａの上端部の左右両側方で一対の押圧爪２５ａ、２５ｂが上下動して、各々の高さがコイルスプリング１ａの上端部の左右２箇所の高さに適応させて設定されると、両コイルスプリング圧縮機２０ａ、２０ｂのシリンダ２３ａ、２３ｂが作動して左右一対の押圧爪２５ａ、２５ｂがコイルスプリング１ａに向かって前進する。各押圧爪２５ａ、２５ｂが定ストローク前進して、両者の下面の溝２６，２６がコイルスプリング１ａの上端部の２箇所の真上に位置すると、シリンダ２３ａ、２３ｂが作動停止してロック状態になる。次に、両コイルスプリング圧縮機２０ａ、２０ｂの昇降部材２２ａ、２２ｂが、図示しない油圧シリンダの動力でもって同時に下降する。この下降動作で左右一対の押圧爪２５ａ、２５ｂの溝２６，２６がコイルスプリング１ａ上端部の２箇所に同時に係合してからこれを真下に押圧し、そのままコイルスプリング１ａをその中心線方向に圧縮する。
【０００７】
左右一対の押圧爪２５ａ、２５ｂでコイルスプリング１ａの上端部が定ストロークだけ圧縮されて、軸部材４の上端部が圧縮コイルスプリング上に所定長突出すると、この上端部の雄ねじ部４’に対して真上から例えばアッパーサポータが螺装される。次に、両昇降部材２２ａ、２２ｂが真上に上昇してコイルスプリング１ａへの圧縮力が解除され、この解除でコイルスプリング１ａが軸方向に弾性復帰してその上端がアッパーサポータに弾性係合し、ショックアブソーバー２へのコイルスプリング１ａの組み付けが終了する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示すようなコイルスプリング組付装置は、ストレートなコイルスプリングをその中心線に沿って直線的に圧縮する構造であるが、中心線が非直線のコイルスプリングでは次のような不具合が発生する可能性がある。
【０００９】
例えば、自動車のショックアブソーバーに装着されるコイルスプリングは、図３に示すようなストレート形コイルスプリング１ａに限らず、図４に示すような中心線が円弧状を成すＣ形コイルスプリング１ｂ等も使用される場合がある。このＣ形コイルスプリング１ｂをショックアブソーバー２の軸部材４の周囲に嵌挿してばね受け３上に載せ、コイルスプリング１ｂの上端部の１８０°間隔の２箇所に従来の左右一対の押圧爪２５ａ、２５ｂを係合させてコイルスプリング１ｂを鉛直方向に圧縮すると、コイルスプリング１ｂの円弧状の中心線のために、鉛直方向の圧縮力でコイルスプリング１ｂの上端部と下端部との間の中央部が横方向に位置ずれを起こし、この位置ずれによる応力でコイルスプリング１ｂの下端部がばね受け３から外れる可能性がある。
【００１０】
本発明の目的は、ストレート形コイルスプリングは勿論のこと、Ｃ形コイルスプリング等の多種類の非直線コイルスプリングを良好に圧縮して軸部材に組み付けることのできる汎用性に優れたコイルスプリング組付装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、定位置のばね受けから所定のＺ方向に延在させた直線状の軸部材の周囲に嵌挿され、片端側が前記ばね受けに支持されたコイルスプリングの他端側を左右一対のコイルスプリング圧縮用押圧爪で押圧して、コイルスプリングをばね受け側に圧縮して組み付けるコイルスプリング組付装置において、軸部材の両側方の定位置に配置されて各々が前記一対の押圧爪を独自に駆動させる左右一対のコイルスプリング圧縮機を備え、この左右一対のコイルスプリング圧縮機の各々は、１つの押圧爪を前記Ｚ方向と直交する所定のＸ方向に往復移動させるＸ方向駆動部と、このＸ方向駆動部と押圧爪のユニット全体をＸ方向に往復移動、及び、Ｚ方向及びＸ方向の両方向に直交するＹ方向に往復移動させるＸ−Ｙ方向駆動部と、このＸ−Ｙ方向駆動部と前記Ｘ方向駆動部のユニットを支持してＺ方向に往復移動させるＺ方向駆動部とを有することを特徴とする。
【００１２】
ここで、Ｚ方向は通常において鉛直方向であるが、鉛直方向に限定されない。単機のコイルスプリング圧縮機で１つの押圧爪を、Ｘ方向とＹ方向とＺ方向にそれぞれに往復移動させることで、押圧爪が三次元で上下左右前後運動する。したがって、左右一対のコイルスプリング圧縮機で左右一対の押圧爪をそれぞれ独自に三次元運動させると、形状の異なる複数種類のコイルスプリングのそれぞれの形状に適した運動軌跡で左右一対の押圧爪を動かして、形状の異なる多種類のコイルスプリングを適正に圧縮することができるようになる。
【００１３】
上記Ｘ−Ｙ方向駆動部は、上記Ｘ方向駆動部と押圧爪のユニット全体をＸ方向に往復移動させるＸ方向サーボモータと、同ユニットをＺ方向及びＸ方向の両方向に直交するＹ方向に往復移動させるＹ方向サーボモータで構成してもよい。
【００１４】
つまり、コイルスプリングを圧縮する方向がＺ方向であり、このＺ方向と直交するＸ方向とＹ方向はコイルスプリングを直接には圧縮しない方向であって、このＸ方向とＹ方向での押圧爪の移動はストレート形コイルスプリングには不要であり、他のＣ形等の種類のコイルスプリングにおいて必要となることがあり、この必要時だけにサーボモータで押圧爪をＸ方向とＹ方向に高精度に移動させるようにすることで、コイルスプリング組付装置の動作がより安定する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態を図に基づき説明する。図１はコイルスプリング組付装置の全体を示し、図２は同コイルスプリング組付装置の要部の相対位置関係を示す。同図に示されるコイルスプリング組付装置は、図３及び図４装置と同様に、ショックアブソーバー２にストレート形コイルスプリング１ａ或いはＣ形コイルスプリング１ｂを組み付け、また、図示しない他形状の異種コイルスプリングも組み付け可能である。このコイルスプリング組付装置は、物品保持台１０上に位置決め保持された鉛直なショックアブソーバー２から真上に延在するピストンロッドの軸部材４に嵌挿されたコイルスプリング、例えばＣ形コイルスプリング１ｂの左右両側方の定位置に一対のコイルスプリング圧縮機３０ａ、３０ｂを配備して構成される。
【００１６】
左右一対のコイルスプリング圧縮機３０ａ、３０ｂは同一構造であって、Ｃ形コイルスプリングス１ａが嵌挿される軸部材４の左右等距離に１８０°間隔で対向させて配置される。両コイルスプリング圧縮機３０ａ、３０ｂは、図３と同様な物品保持台１０上の両端部から真上に延在させた垂直壁２１ａ、２１ｂに組み付けられる。一対のコイルスプリング圧縮機３０ａ、３０ｂの構造を説明する前に、コイルスプリング組付対象の軸部材４の鉛直な軸方向をＺ方向、このＺ方向と直交する水平な図１の左右方向をＸ方向、このＸ方向及びＺ方向に共に直交する水平方向をＹ方向（図１紙面と直交方向）とすると、各コイルスプリング圧縮機３０ａ、３０ｂはＸ方向駆動部４０ａ、４０ｂと、Ｘ−Ｙ方向駆動部５０ａ、５０ｂとＺ方向駆動部６０ａ、６０ｂを有する。
【００１７】
一方のコイルスプリング圧縮機３０ａは、１つの押圧爪３１ａを独自に上下左右前後方向の三次元で駆動させてコイルスプリング１ｂを圧縮するもので、押圧爪３１ａを図１で左右のＸ方向に往復移動させるＸ方向駆動部４０ａと、Ｘ方向駆動部４０ａと押圧爪３１ａのユニット全体をＸ方向とＹ方向に往復移動させるＸ−Ｙ方向駆動部５０ａと、Ｘ−Ｙ方向駆動部５０ａとＸ方向駆動部４０ａのユニットを支持して図１上下のＺ方向に往復移動させるＺ方向駆動部６０ａを有する。他方のコイルスプリング圧縮機３０ｂは、他の１つの押圧爪３１ｂを独自に上下左右前後方向の三次元で駆動させてコイルスプリング１ｂを圧縮するもので、押圧爪３１ｂをＸ方向に往復移動させるＸ方向駆動部４０ｂと、Ｘ方向駆動部４０ｂと押圧爪３１ｂのユニット全体をＸ方向とＹ方向に往復移動させるＸ−Ｙ方向駆動部５０ｂと、Ｘ−Ｙ方向駆動部５０ｂとＸ方向駆動部４０ｂのユニットを支持してＺ方向に往復移動させるＺ方向駆動部６０ｂを有する。
【００１８】
一方のコイルスプリング圧縮機３０ａのＺ方向駆動部６０ａは、垂直壁２１ａにガイド２７を介してＺ方向往復移動（上下動）可能に連結された昇降部材６１ａと、昇降部材６１ａを上下動させる駆動源例えば油圧シリンダ６２ａを備える。昇降部材６１ａにＸ−Ｙ駆動部５０ａが設置され、Ｘ−Ｙ駆動部５０ａにＸ方向駆動部４０ａが設置される。図２に示すようにＸ−Ｙ駆動部５０ａは、例えば昇降部材６１ａにＸ方向に往復移動可能に設置されたＸ方向スライド台５１ａと、Ｘ方向スライド台５１ａにＹ方向に往復移動可能に設置されたＹ方向スライド台５２ａを有する。Ｘ方向スライド台５１ａは昇降部材６１ａにガイド５３を介して設置され、昇降部材６１ａに固定された駆動源例えばＸ方向サーボモータ５４ａで駆動制御される。Ｙ方向スライド台５２ａはＸ方向スライド台５１ａにガイド５５を介して設置され、Ｘ方向スライド台５１ａに固定された駆動源例えばＹ方向サーボモータ５６ａで駆動制御される。Ｙ方向スライド台５２ａに設置されるＸ方向駆動部４０ａは、Ｙ方向スライド台５２ａに固定された駆動源例えばエアーシリンダ４１ａと、エアーシリンダ４１ａからコイルスプリング１ｂ側に延びるピストンロッド４２ａを有し、ピストンロッド４２ａの先端に押圧爪３１ａが固定される。Ｘ方向駆動部４０ａの基本構造は、図３のシリンダ２３ａと押圧爪２５ａのユニットと同一である。
【００１９】
他方のコイルスプリング圧縮機３０ｂのＺ方向駆動部６０ｂは、垂直壁２１ｂにガイド２７を介してＺ方向往復移動可能に連結された昇降部材６１ｂと、昇降部材６１ａを上下動させる駆動源の油圧シリンダ６２ｂを有し、昇降部材６１ｂにＸ−Ｙ駆動部５０ｂが設置され、Ｘ−Ｙ駆動部５０ｂにＸ方向駆動部４０ｂが支持される。Ｘ−Ｙ駆動部５０ｂは、例えば昇降部材６１ｂにＸ方向に往復移動可能に設置されたＸ方向スライド台５１ｂと、Ｘ方向スライド台５１ｂにＹ方向に往復移動可能に設置されたＹ方向スライド台５２ｂを有する。Ｘ方向スライド台５１ｂは昇降部材６１ｂにガイド５３を介して設置され、昇降部材６１ｂに固定されたＸ方向サーボモータ５４ｂで駆動制御される。Ｙ方向スライド台５２ｂはＸ方向スライド台５１ｂにガイド５５を介して設置され、Ｘ方向スライド台５１ｂに固定されたＹ方向サーボモータ５６ｂで駆動制御される。また、Ｙ方向スライド台５２ｂに設置されるＸ方向駆動部４０ｂは、Ｙ方向スライド台５２ｂに固定されたエアーシリンダ４１ｂと、エアーシリンダ４１ｂからコイルスプリング１ｂ側に延びるピストンロッド４２ｂを有し、ピストンロッド４２ｂの先端に押圧爪３１ｂが固定される。
【００２０】
左右一対のコイルスプリング圧縮機３０ａ、３０ｂの各押圧爪３１ａ、３１ｂの一対が、圧縮前のコイルスプリング１ｂの上端部の左右両側に配置される。一対の各コイルスプリング圧縮機３０ａ、３０ｂにＣ形コイルスプリング１ｂの適正な圧縮動作のためのティーチングが行われる。このティーチングは，Ｃ形コイルスプリング１ｂの中心線が鉛直なＺ方向に湾曲した円弧状であることから、一対の押圧爪３１ａ、３１ｂがＣ形コイルスプリング１ｂの湾曲中心線に沿ってＺ方向に湾曲した軌跡で下降するように行われる。
【００２１】
Ｃ形コイルスプリング１ｂを圧縮する前に、図２（Ａ）に示すように左右一対のコイルスプリング圧縮機３０ａ、３０ｂの各エアーシリンダ４１ａ、４１ｂが作動して一対の押圧爪３１ａ、３１ｂをコイルスプリング１ｂの上端部の１８０°間隔の２箇所に係合させる。このときのコイルスプリング１ｂの上端部の中心点をＰ１とする。左右一対の押圧爪３１ａ、３１ｂをコイルスプリング１ｂの上端部に係合させた状態で、各エアーシリンダ４１ａ、４１ｂが停止状態にロックされる。次に、各コイルスプリング圧縮機３０ａ、３０ｂのＺ方向駆動部６０ａ、６０ｂの油圧シリンダ６２ａ、６２ｂが同期して作動し、両者の昇降部材６１ａ、６１ｂを同時に同速度で下降させてコイルスプリング１ｂの圧縮動作が開始される。このコイルスプリング圧縮動作には比較的大きな動力が必要であることから、圧縮動力に油圧シリンダ６２ａ、６２ｂを使用する。
【００２２】
コイルスプリング１ｂの圧縮開始から終了まで、両方のＺ方向駆動部６０ａ、６０ｂによる下降動作が継続される。この下降動作の間に左右の各Ｘ−Ｙ方向駆動部５０ａ、５０ｂが予めティーチングされた情報に基づいて独自に動作して、一対の押圧爪３１ａ、３１ｂをＣ形コイルスプリング１ｂの湾曲中心線に沿うようにＸ方向とＹ方向に移動させる。例えば、コイルスプリング１ｂの上端部が一対の押圧爪３１ａ、３１ｂで所望のストロークだけ押圧されて、上端部の中心点が図２（Ｂ）に示すように元のＰ１からＰ２に移動したと仮定し、このときの中心点のＰ１からＰ２までのＸ方向距離をα，Ｙ方向距離をβとする。この場合、図２右側のＸ−Ｙ方向駆動部５０ａにおいてはＸ方向サーボモータ５４ａでＸ方向スライド台５１ａを図２右側に距離αだけ移動させ、Ｙ方向サーボモータ５６ａでＹ方向スライド台５２ａを図２の下方向のＹ方向に距離βだけ移動させる。同時に、図２左側のＸ−Ｙ方向駆動部５０ｂにおいても、Ｘ方向サーボモータ５４ｂでＸ方向スライド台５１ｂを図２右側に距離αだけ移動させ、Ｙ方向サーボモータ５６ｂでＹ方向スライド台５２ｂを図２の下方向のＹ方向に距離βだけ移動させる。
【００２３】
ここで、図２（Ｂ）のＣ形コイルスプリング１ｂの上端部の中心点Ｐ２が、圧縮前のＣ形コイルスプリング１ｂの湾曲中心線上の一点となるように、上記距離α、βを設定すると、一対の押圧爪３１ａ、３１ｂはＣ形コイルスプリング１ｂの上端部を、Ｃ形コイルスプリング１ｂの湾曲中心線に沿う三次元の円弧軌跡でもって圧縮することになる。その結果、Ｃ形コイルスプリング１ｂは、そのＣ形の形状に最も適した軸方向から圧縮が行われて、ショックアブソーバー２のばね受け３からコイルスプリング１ｂの下端部が外れるといったトラブルが解消され，Ｃ形コイルスプリング１ｂの軸部材４への常に適正な組み付けが可能となる。
【００２４】
また、Ｃ形コイルスプリング１ｂの圧縮には比較的大きな動力が必要で、この動力に油圧シリンダ６２ａ、６２ｂを使用するが、圧縮と同時に行われるＸ−Ｙ方向の横移動に要する動力は小さくてよく、かつ、Ｃ形コイルスプリング１ｂの微妙な形状変化に高精度に追従させてＸ−Ｙ方向に移動させることが望まれることから、Ｘ−Ｙ方向移動の動力源にはサーボモータが有効である。したがって、上記実施形態のようにＸ方向には独立したサーボモータ５４ａ、５４ｂを，Ｙ方向にも独立したサーボモータ５６ａ、５６ｂを使用することが、より高精度なＣ形コイルスプリング圧縮機を構成する上で望ましい。
【００２５】
なお、図１のコイルスプリング組付装置でストレート形コイルスプリングを圧縮する場合は、左右一対のコイルスプリング圧縮機３０ａ、３０ｂにおけるＸ−Ｙ駆動部５０ａ、５０ｂを動作停止状態にロックしておけば、図３装置と同様にしてストレート形コイルスプリングの良好な圧縮を行うことができる。
【００２６】
また、本発明は自動車のショックアブソーバーへのコイルスプリングの組付装置に限らず、さらに、組付対象のコイルスプリングは中心線が湾曲したＣ形やストレート形に限らない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、軸部材に挿入されたコイルスプリングを押圧して圧縮する一対の押圧爪の各々を独自に軸部材の軸方向のＺ方向と、このＺ方向に対する直交２方向のＸ方向及びＹ方向に往復移動可能にしたから、一対の押圧爪の各々を独自に三次元移動させてコイルスプリングを圧縮することができ、したがって、ストレート形コイルスプリングにおいてはストレートな中心線方向に圧縮させ、Ｃ形コイルスプリングにおいてはその円弧状中心線に沿った円弧軌跡で圧縮させる等することで、形状の異なる複数種類のコイルスプリングをその形状に最も適合した圧縮軌跡で圧縮し、軸部材に組み付けることができるようになって、高精度で高信頼度のコイルスプリング組付装置が提供できる。また、形状の異なる多品種のコイルスプリングの適正な圧縮動作が可能となるので、自動車のショックアブソーバーや他の各種産業機械に適用できる汎用性に優れたコイルスプリング組付装置を提供できる。
【００２８】
また、一対の押圧爪をＸ−Ｙ方向に移動させる駆動源にサーボモータを使用することで、一対の押圧爪がコイルスプリングを圧縮するときのＸ−Ｙ方向の移動をコイルスプリングの形状変更に高精度に追従させて制御することが容易となって、コイルスプリング組付装置の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るコイルスプリング組付装置の側面図。
【図２】（Ａ）は図１のコイルスプリング組付装置のコイルスプリング圧縮前の要部を示す平面図、（Ｂ）はコイルスプリング圧縮時の同様の平面図。
【図３】従来のコイルスプリング組付装置の側面図。
【図４】図３のコイルスプリング組付装置によって図３と異なる種類のコイルスプリングを圧縮するときの側面図。
【符号の説明】
１ａ    コイルスプリング
１ｂ    コイルスプリング
２      ショックアブソーバー
３      ばね受け
４      軸部材
３０ａ、３０ｂ    コイルスプリング圧縮機
３１ａ、３１ｂ    押圧爪
４０ａ、４０ｂ    Ｘ方向駆動部
４１ａ、４１ｂ    エアーシリンダ
５０ａ、５０ｂ    Ｘ−Ｙ方向駆動部
５４ａ、５４ｂ    Ｘ方向サーボモータ
５６ａ、５６ｂ    Ｙ方向サーボモータ
６０ａ、６０ｂ    Ｚ方向駆動部
６２ａ、６２ｂ    油圧シリンダ
【図１】
0003643017.tif 000002
【図２】
0003643017.tif 000003
【図３】
0003643017.tif 000004
【図４】
0003643017.tif 000005