(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト及び関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングを組み立てる方法であって、
ａ）シャフトの受け入れに適した少なくとも１つの開口を持つ前記ハウジングをアクチュエータに対して所定の位置に配置するステップと、
ｂ）前記ハウジング及び前記アクチュエータに対して前記シャフトを所定の位置に配置するステップと、
ｃ）前記ハウジングの内部にて前記シャフトに実装されるべきエレメントであって前記シャフトの受け入れに適した開口を持つものを選択するステップと、
ｄ）前記ハウジングの内部にて前記エレメントを所定の位置まで移送するステップと、
ｅ）前記ハウジングの前記開口と実装されるべき前記エレメントの前記開口とを前記シャフトが連続的に通過するように前記アクチュエータにより前記シャフトを押し進めるステップとを備え、
前記方法は、
ｆ）ステップｃ）に従って前記ハウジングの内部にて前記シャフトに実装されるべき前記エレメントを選択した後に、かつステップｄ）に従って前記ハウジングの内部にて前記エレメントを所定の位置まで移送する前に、所定の時間だけ前記エレメントを熱源に隣接する位置に位置決めするステップと、
ｇ）ステップｅ）に続けて、前記シャフトの受け入れに適した開口を持つ少なくとも１つの追加エレメントを選択し、前記ハウジングの内部にて当該追加エレメントを所定の位置まで移送し、かつ、前記ハウジングの内部にて前記シャフトに実装されるべき前記追加エレメントを選択した後に、かつ前記ハウジングの内部にて前記追加エレメントを所定の位置まで移送する前に、所定の時間だけ前記追加エレメントを熱源に隣接する位置に位置決めするステップと、
ｈ）実装されるべき前記追加エレメントの前記開口を前記シャフトが通過するように前記アクチュエータにより前記シャフトを押し進めるステップとを更に備えた方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
少なくとも１つの追加エレメントに対してステップｇ）が開始する前に、ステップｅ）が完了する方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法において、
ステップｇ）にて複数の追加エレメントが選択され、
少なくとも１つの追加エレメントに対してステップｈ）が完了した後に、他の追加エレメントに対してステップｇ）が開始する方法。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の方法において、
ステップｇ）にて少なくとも２つの追加エレメントが選択されることとし、
ステップｇ）に従って前記少なくとも２つの追加エレメントが選択され、かつ所定の位置まで漸進的に移送される一方、ステップｈ）に従って前記少なくとも２つの追加エレメントの前記開口を通過するべく前記シャフトが漸進的に押し進められるように、ステップｇ）及びｈ）が漸進的に実行される方法。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の方法において、
前記選択されたエレメントは、当該エレメントをその所定の位置まで移送する前に、所定の温度まで加熱される方法。
【請求項６】
先行する請求項のうちいずれか１項に記載の方法において、
前記選択されたエレメントは、誘導コイルにより加熱される方法。
【請求項７】
先行する請求項のうちいずれか１項に記載の方法において、
前記選択されたエレメントは、別個の炉の中で加熱される方法。
【請求項８】
先行する請求項のうちいずれか１項に記載の方法において、
前記シャフトの端部は、最後に実装されるべき前記エレメントの前記開口を通過した後に前記ハウジングに対して所定の位置まで押し進められ、かつ所定の時間だけ当該位置にて保持される方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフト及び関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングを組み立てる方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
様々な分野、特に自動車の分野にて、長手方向にて間隔を空けて多数の実装エレメントが位置決めされた回転可能のシャフトを、ハウジングに装備することが要求される。ハウジングの内部に配置された複数の軸受の中にシャフトが回転可能に位置決めされるためには、各軸受とシャフトの経路に沿った位置に予め位置決めされた各実装エレメントとを通過するように、シャフトが連続的に駆動される必要がある。
【０００３】
自動車分野にて応用が意図された組み立て品の場合には、複合的なハウジングは、自動車エンジンのシリンダヘッドカバーであり得る。この場合に実装される複数のエレメントは、エンジン中の関連する複数のバルブ機構を動作させるための複数のカムロブである。加えて、シャフトの無振動回転を保証するためのバランスウェイトのような他のエレメントが実装されてもよい。
【０００４】
シャフト及び関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングの組み立てに関する従来方法が欧州特許第１１５５７７０号明細書に記載されている。この文献に記載された組み立てプロセスは、シャフトの受け入れに適した少なくとも１つの開口を持つハウジングをアクチュエータに対して所定の位置に配置するステップと、ハウジング及びアクチュエータに対してシャフトを所定の位置に配置するステップと、ハウジングの内部にてシャフトに実装されるべきエレメントであってシャフトの受け入れに適した開口を持つものを選択するステップと、ハウジングの内部にて複数のエレメントを所定の位置まで移送するステップと、ハウジングの開口と実装されるべき当該エレメントの開口とをシャフトが連続的に通過するようにアクチュエータによりシャフトを押し進めるステップとを備える。
【０００５】
この方法、すなわち複合的なハウジングを組み立てる従来方法は、シャフトに実装されるべき複数のエレメントを、完成したハウジング中で占めるべき位置に対応した所定の位置に位置決めするステップと、シャフトに実装されるべき複数のエレメントの周りのハウジングを、完成した組み立て品中で占めるべき位置に対応した所定の位置に位置決めするステップと、その後にハウジングの複数の壁の各々の開口とシャフトに実装されるべき各エレメントの開口とを通過するように（それらの開口は各所定の位置にて整列する。）シャフトを押し進めるステップとを含んでいた。
【０００６】
組み立てプロセスが完了した際のシャフトへの複数のエレメントの緊密な結合を保証するために、各エレメントは組み立ての前に所定の温度まで加熱され得る。これは、各エレメントの開口の拡張を引き起こすので、シャフトの通過が容易になる。引き続く冷却が開口の収縮を引き起こすので、実装された複数のエレメントがシャフト上の位置に固定される。シャフト及び関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングを組み立てる前記従来方法では、シャフトがハウジング中の組み立て位置まで駆動されるよりもいくらか前に、各エレメントが所定の位置に位置決めされていた。この特徴は、次のような課題を生じていた。すなわち、組み立てプロセスに先んじて複数のエレメントが加熱された場合には、各エレメントを所定の位置に位置決めするのに必要な時間と、シャフトに実装されるべき複数のエレメントに対して所定の位置にハウジングを位置決めするのに必要な時間とのために、予め加熱された複数のエレメントが、組み立てプロセスが始まる前に冷えてしまうのである。したがって、実装されるべき複数のエレメントの各々の開口を通過するシャフトの進行が妨げられ、組み立てプロセスが遅延し、また種々のコンポーネントの位置ずれが生じ得る。
【０００７】
独国特許出願公開第１０２０１００４５０４７号明細書は、シャフト及び関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングを組み立てる方法を開示している。この方法によれば、全てのエレメントがハウジングの中へ移送される。その後に、ハウジングの開口と当該全エレメントの開口とをシャフトが通過する。
【発明の概要】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、上述の課題が解決された、シャフト及び関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングを組み立てる方法を提供することにある。
【０００９】
この目的は、請求項１の方法により達成される。
【００１０】
本発明によれば、シャフト及び関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングを組み立てる方法が提供される。この方法は、ハウジングの内部にてシャフトに実装されるべきエレメントを選択した後に、かつハウジングの内部にて当該エレメントを所定の位置まで移送する前に、所定の時間だけ当該エレメントを熱源に隣接する位置に位置決めするステップと、シャフトの受け入れに適した開口を持つ少なくとも１つの追加エレメントを選択し、ハウジングの内部にて当該追加エレメントを所定の位置まで移送し、かつ、ハウジングの内部にてシャフトに実装されるべき当該エレメントを選択した後に、かつハウジングの内部にて当該エレメントを所定の位置まで移送する前に、所定の時間だけ当該エレメントを熱源に隣接する位置に保持するステップと、実装されるべき当該追加エレメントの開口をシャフトが通過するようにアクチュエータによりシャフトを押し進めるステップとを更に備える。
【００１１】
ハウジングの内部での位置決めまで、実装されるべき各エレメントが高い温度に維持されることを保証することによって、本発明は、組み立て位置までシャフトを駆動する動作が容易になるという利点を提供する。更に、本発明は、実装された複数のエレメントがシャフト上の各々の組み立て位置で位置ずれを起こすリスクが最小化されることを保証する。
【００１２】
好ましくは、選択されたエレメントは、当該エレメントをその所定の位置まで移送する前に、所定の温度まで加熱される。
【００１３】
好ましくは、選択されたエレメントは、誘導コイルにより、又は別個の炉の中で加熱される。
【００１４】
好ましくは、シャフトの端部は、最後に実装されるべきエレメントの開口を通過した後にハウジングに対して所定の位置まで押し進められ、かつ所定の時間だけ当該位置にて保持される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明により組み立てられた、シャフト及び関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングの概略透視図である。
【図２】シャフト及び関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングの、本発明による組み立てプロセスにおける各段階での図１と同様の図である。
【図３】シャフト及び関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングの、本発明による組み立てプロセスにおける各段階での図１と同様の図である。
【図４】シャフト及び関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングの、本発明による組み立てプロセスにおける各段階での図１と同様の図である。
【図５】シャフト及び関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングの、本発明による組み立てプロセスにおける各段階での図１と同様の図である。
【図６】シャフト及び関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングの、本発明による組み立てプロセスにおける各段階での図１と同様の図である。
【図７】シャフト及び関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングの、本発明による組み立てプロセスにおける各段階での図１と同様の図である。
【図８】シャフト及び関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングの、本発明による組み立てプロセスにおける各段階での図１と同様の図である。
【図９】シャフト及び関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングの、本発明による組み立てプロセスにおける各段階での図１と同様の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明による組み立て方法を用いて組み立てられた、シャフト及び関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングを示している。
【００１７】
ハウジング１０は、図示の例では自動車のエンジン（不図示）におけるシリンダヘッドカバーであって、第１及び第２の端壁１２，１４と、少なくとも１つの中間壁１６とを備える。ハウジング１０は、これに代えて、エンジンのシリンダヘッドの一部を形成するような開放フレームであってもよい。ハウジングの寸法に応じて複数の追加中間壁１６が設けられてもよい。図示の例では、単一の中間壁が設けられ、通常、端壁１２，１４の双方から等間隔の位置に配置される。
【００１８】
双方の端壁１２，１４及び当該又は各中間壁１６には、各々好ましくは同形であり、かつ後述するようにいずれもシャフト２０の受け入れに適した、通常は環状の軸受１８がそれぞれ装備されている。シャフト２０には、図示の例では４つの実装エレメント２２が、その長手方向にて互いに間隔を空けて装備されている。図示の例では、複数の実装エレメントは、当該ハウジングが車両エンジンに搭載されてシャフトが回転させられる際には、各々関連するバルブ機構（不図示）を動作させるのに適した、複数のカムロブである。
【００１９】
シャフト２０は、ハウジング１０の双方の端壁１２，１４から、図示のように好ましくは同じ長さだけ突出していてもよく、又は、これに代えて双方の端壁の外面と面一の両端部を有していてもよい。
【００２０】
図示のエレメントと同様の他の複数のエレメント又は複数の追加エレメントが、エレメント２２としてシャフト２０に実装され得る。当該ハウジングが車両のエンジンにおけるシリンダヘッドカバーである場合、複数の追加エレメントは、シャフト２０の無振動回転を保証するためのバランスウェイト、ギアホイール、スピードホイール、軸受リング、ポンプを作動させるためのカム、又は組み立て補助品を含み得る。
【００２１】
図１に示されたシャフト及びその関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングを組み立てる方法を、図２〜図９を参照して説明する。
【００２２】
シャフト及びその関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングを組み立てる方法の第１段階は、図２に示されている。ハウジング１０は、支持治具（不図示）上にて既に位置決めされており、他のコンポーネントは装備されずに複数の軸受１８のみが装備されている。シャフト２０は、ハウジングの外部にて一端部２４が端壁１２に隣接するように位置決めされ、かつ複数の軸受１８と同軸に配置され、かつ長手方向の軸線に沿って自由に移動させられるように支持治具（不図示）上に取り付けられる。
【００２３】
シャフト２０に実装されるべき複数のエレメント２２の各々は、概して符号２６にて示される関連する位置決め治具によって、供給ステーション（不図示）から個別にもたらされる。各位置決め治具２６は、シャフトに実装されるべき所与のエレメント２２を選択するのに適したものであって、後に詳細を説明するように、当該エレメントをハウジング１０の内部にて所定の位置まで移送する。
【００２４】
本発明に係るシャフト及び関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングを組み立てる方法の過程にて、シャフト２０は、後述する通り、図２に示した位置から図１に示した位置まで、３つの軸受１８を通過し、かつシャフトに実装されるべき種々のエレメントの開口（不図示）を通過するように、漸進的に駆動される。
【００２５】
シャフト２０の軸方向の移動は、シャフト２０の遠端部３０に隣接するように位置決めされたアクチュエータ２８によって選択的に制御される。図示の例では、アクチュエータ２８は、油圧式のピストン及びシリンダからなり、シリンダ３２の内部油圧の上昇がピストン３４の伸長をもたらし、シャフト２０の遠端部３０に作用して当該シャフトを軸方向にてハウジング１０に向かって矢印３６の方向に押し進める。もちろん、他のタイプのアクチュエータ２８でもよい。
【００２６】
組み立てプロセスが完了した際のシャフト２０への複数のエレメント２２の緊密な結合を保証するために、また本発明の１つの観点に従って、シャフト２０に実装されるべき複数のエレメント２２は、組み立ての前に所定の温度まで加熱され、かつその後に位置決め治具２６の各々によってハウジング１０の内部にて当該エレメントが所定の位置へそれぞれ移送されるまで、その温度に維持される。関連する位置決め治具２６によってハウジング１０の内部にて各エレメントが各々の位置へ移送される時点まで各エレメントを所定の温度に維持することによって、各エレメントの開口をシャフトが容易に通過できることが保証される一方、組み立てプロセスの終了時における冷却によって、各エレメントがシャフトに接触しかつ動かないように固定されることが保証される。このために、各エレメント２２が関連する位置決め治具２６によって供給ステーションから個別に取り出されると、当該エレメントは、概して符号３６にて示される関連する熱源に隣接した、図示の準備位置にて保持される。不図示の複数の追加熱源が、各エレメント２２のために設けられる。当該又は各熱源は、誘導コイル又は別個の炉で構成され得る。
【００２７】
シャフト及びその関連実装の複数のエレメントが装備された複合的なハウジングを組み立てる方法の第２段階は、図３に示されている。アクチュエータ２８は、ピストン３４を移動させて、端壁１２に装備された軸受１８の中へシャフト２０の端部２４が押し進められるように、当該シャフトを軸方向にて矢印３６の方向に押し進めるため、シャフト２０の遠端部３０に作用するように動作する。組み立てプロセスの当該時点では、複数の位置決め治具２６は、依然として各熱源３６（ただ１つのみが図示されている。）に隣接する位置に留まっている。
【００２８】
図４は、複合的なハウジングを組み立てる方法における、次の段階を示している。この段階では、アクチュエータ２８は、シャフト２０の端部２４が端壁１２の軸受１８を通過するように当該シャフトを駆動している。この時点で、シャフト２０に実装されるべき１番目のエレメント２２に関連した位置決め治具２６が、当該エレメントを、関連する熱源３６に隣接した図３の準備位置から、ハウジング１０の内部における所定の位置に向かって矢印３８の方向へ移動させる。
【００２９】
複合的なハウジングを組み立てる方法の次の段階は、図５に示されている。１番目のエレメント２２は、ハウジング１０の内部にて所定の位置に、既に位置決めされている。この位置にて、位置決め治具２６は、矢印３８の方向に負荷が掛けられた際に当該位置決め治具の位置を保持するために、ハウジング１０の内面上の位置決めラグ（不図示）と係合する。シャフト２０が更に軸受１８を通過するように、エレメント２２の開口４０と係合する位置に向かって当該シャフトが押し進められると、シャフト２０に実装されるべき２番目のエレメント２２に関連した２番目の位置決め治具２６は、当該エレメントを、関連する熱源３６に隣接した図５の準備位置から、ハウジング１０の内部における所定の位置に向かって矢印３８の方向に移動させる。
【００３０】
図６に示されるように、シャフト２０は、１番目のエレメント２２の開口４０を通過するように駆動され、２番目のエレメントの同様の開口に挿入されようとしている。この時点で、シャフト２０に実装されるべき３番目のエレメント２２に関連した３番目の位置決め治具２６は、当該エレメントを、その関連する熱源３６に隣接する準備位置から、ハウジング１０の内部にてその所定の位置に向かって矢印３８の方向へ移動させる。その前の各位置決め治具について言えば、その位置にて、位置決め治具２６は、矢印３８の方向に負荷が掛けられた際に当該位置決め治具の位置を保持するために、ハウジング１０の内面上の位置決めラグ（不図示）と係合している。他の複数の位置決め治具は、関連するエレメント２２の位置を維持するために各々の定められた位置に留まる一方、シャフト２０は、ハウジングの中を進み続ける。
【００３１】
複合的なハウジングを組み立てる方法は、図７に示された位置に到達するまで同様の態様で続く。この位置では、４つのエレメント２２の全てが、各々の対応する位置決め治具２６によって、各々の所定の位置に位置決めされている。シャフト２０は、最初の３つのエレメント２２を移動させ、かつ最後のエレメント２２の開口４０に係合しようとする位置まで、アクチュエータ２８のピストン３４によって矢印３６の方向に駆動されてきた。
【００３２】
図８には、ハウジング１０の内部にて各々の所定の位置における全てのエレメント２２の開口４０を通過するように駆動された際のシャフト２０の位置が示されている。シャフト２０の端部２４が、ハウジング１０の端壁１４にて位置決めされた最後の軸受１８の内部に係合しようとしている。
【００３３】
シャフト２０の最後の位置が、図９に示されている。この位置では、シャフト２０の端部２４がハウジング１０の端壁１４における軸受１８を通過し、かつ当該端壁１４の端面から所定の長さだけ突出するようにアクチュエータ２８によって駆動されている。この位置では、図１に示される通り、シャフト２０の端部３０は、ハウジング１０の端壁１２から、通常は同じ長さだけ突出している。この位置では、追加コンポーネント、例えば駆動歯車又はバランスエレメント（不図示）が、シャフト２０の自由端部２４及び３０に取り付けられ得る。図９に示した位置に到達すると、複数の位置決め治具２６が取り去られ、完成したハウジングが次の組み立てポイントまで移送され得る。
【００３４】
図２に示されたハウジング、アクチュエータ及びシャフトの位置から、図９に示されたそれらの位置まで、シャフト２０は継続的な移動を行う。アクチュエータは、好ましくは一定の速度でシャフトを押し進めるように構成される。また、複数の位置決め治具２６は、各々の関連するエレメント２２を供給するように制御される。この際、シャフト２０の端部２４が当該エレメントに達する時に合わせて、当該エレメントがハウジング１０の内部にて各々の位置を占めるように当該エレメントが供給される。
【００３５】
組み立てプロセスの終了時点では、シャフトは、ハウジングに対して予定された位置に達する。そして、完成したハウジングは、種々のコンポーネントが冷却されてシャフト上の各々の位置に固定されるように、所定の時間だけ動かないように保持される。
【００３６】
ハウジング１０の壁１２，１４及び１６における軸受１８は、シャフト２０の通過を容易にするために、組み立てプロセスが開始する直前に加熱されてもよい。
【００３７】
アクチュエータ及びシャフト２０の進行速度は、関連する位置決め治具２６による複数のエレメント２２の供給機能に応じて最適化される。すなわち、各エレメント２２を所定の位置に位置決めするのに要する時間が短ければ短いほど、シャフトの進行速度は速い。シャフト２０の高速進行が望ましいことは、明白である。なぜなら、複数の軸受１８（これが加熱される場合）と複数のエレメント２２とが全組み立てプロセスを通じて高い温度を維持することが保証されて、シャフトの進行が容易になるからである。
【００３８】
好ましくは、各々関連するエレメントを選択するのに適した複数の位置決め治具２６は、関連する複数のエレメントをそれらの所定の位置まで移送する前に、互いに対する非整列の所定位置に配置される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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