(57)【要約】【課題】組付け作業性を大幅に向上させるとともに、締まり嵌めでの嵌合を可能とする薄板部材の組付け装置及び組付け方法を提供すること。【解決手段】電磁鋼板３０に形成された有底穴３１に改質用チップ２０を組み付ける組付け装置１０において、合わせ面が略球状に形成され、電磁鋼板３０を挟み込む上型１１及び下型１２と、改質用チップ２０を保持し、上型１１と下型１２とに電磁鋼板３０が挟み込まれた状態で、保持した改質用チップ２０を有底穴３１に配置するチップ保持具１３とを設け、上型１１の中心にチップ保持具１３が通過可能な貫通穴１８を形成する。【選択図】  図１
2011056606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部材に形成された有底穴に薄板部材を組み付ける組付け装置において、
合わせ面が略球状に形成され、前記板状部材を挟み込む凸型及び凹型と、
前記薄板部材を保持し、前記凸型と前記凹型に前記板状部材が挟み込まれた状態で、保持した前記薄板部材を前記有底穴に配置するチップ保持部材と、
を有し、
前記凹型の中心に前記チップ保持部材が通過可能な貫通穴が形成されている
ことを特徴とする薄板部材の組付け装置。
【請求項２】
請求項１に記載する薄板部材の組付け装置において、
前記凸型の球Ｒは、前記板状部材が前記凸型と前記凹型とに挟み込まれたときに弾性変形するように設定されている
ことを特徴とする薄板部材の組付け装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する薄板部材の組付け装置において、
前記貫通穴の前記チップ保持部材挿入側端面には、円錐状の面取りが施されており、
前記チップ保持部材の径が、前記薄板部材の径と同じである
ことを特徴とする薄板部材の組付け装置。
【請求項４】
板状部材に形成された有底穴に薄板部材を組み付ける組付け方法において、
合わせ面が略球状に形成された凸型と凹型とで前記板状部材を挟み込み、前記板状部材の弾性限度内で前記有底穴を拡張変形させた状態で、前記薄板部材を前記有底穴に組み付ける
ことを特徴とする薄板部材の組付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄板部材を有底穴に組み付けるための組付け装置及び組付け方法に関する。より詳細には、組付け作業性を向上させることができる薄板部材の組付け装置及び組付け方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄板部材を相手材に形成された有底穴に組み付ける場合、例えば特許文献１に開示された技術を利用する方法が考えられる。ここに開示されている技術では、コの字型部材であるホルダの開口部（有底穴に相当する）に、分離した２つの先端を有する鋭利部材であるブレードを挿入し、挿入されたブレードの２つの先端の間隔を広げることによって開口部の幅を拡張し、幅が拡張された開口部に薄板である導光体（チップに相当する）を挿入し、導光体が開口部に挿入された後に、ブレードの２つの先端を開口部から抜き取る。これにより、組付け作業性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−００１５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特許文献１に記載の技術では、ブレードの２つの先端を開口部に引っ掛けるため、開口部に一定以上の深さが必要であるが、厚さが０．１５ｍｍ程度の非常に薄い薄板部材を組み付ける、深さが０．１５ｍｍ程度の非常に浅い有底穴では、ブレードの先端を引っ掛ける部位を確保することができない。このため、薄板部材の組付けには特許文献１に記載の技術を利用することは非常に困難である。
【０００５】
ここで、薄板部材は相手材の有底穴に組み付けられた後、その状態で別工程に搬送されるが、搬送時に組み付けた薄板部材が有底穴から外れないように有底穴内に保持されている必要がある。そのため、薄板部材は有底穴に対して圧入又は微少クリアランスで嵌合されていることが望ましい。
ところが、圧入又は微少クリアランスで嵌合させる場合、一般的に、穴側及び軸側に面取り処理を行うが、薄板部材の組付けでは、有底穴が非常に浅くて薄板部材も非常に薄いため、ともに圧入又は嵌合に有効な面取り処理を施すことが非常に困難である。
【０００６】
そのため、現状では、有底穴及び薄板部材外径の加工寸法を、非常に高精度に仕上げ（クリアランスをφ０．００３〜０．００６で管理している）、熟練作業者によって手作業で有底穴へ薄板部材を組み付けている。このため、組付け作業性が非常に悪いという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、組付け作業性を大幅に向上させるとともに、締まり嵌めでの嵌合を可能とする薄板部材の組付け装置及び組付け方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、板状部材に形成された有底穴に薄板部材を組み付ける組付け装置において、合わせ面が略球状に形成され、前記板状部材を挟み込む凸型及び凹型と、前記薄板部材を保持し、前記凸型と前記凹型に前記板状部材が挟み込まれた状態で、保持した前記薄板部材を前記有底穴に配置する保持部材と、を有し、前記凹型の中心に前記チップ保持部材が通過可能な貫通穴が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この薄板部材の組付け装置では、薄板部材を組み付ける有底穴が形成された板状部材が、凸型と凹型とによって挟み込まれる。そして、凸型と凹型の合わせ面（対向面）は、略球状に形成されているため、凸型と凹型とによって挟み込まれた板状部材が湾曲する。この板状部材の変形により、板状部材に形成された有底穴が拡張される。その状態で、薄板部材が保持部材により、凹型の中心に設けられた貫通穴を介して、有底穴に配置される。このとき、貫通穴が薄板部材を有底穴に配置する際のガイドとなり、作業を容易にする。その後、凸型と凹型を離間させることにより、板状部材の変形を元に戻して薄板部材を有底穴に組み付ける。
【００１０】
このように、薄板部材を有底穴に組み付けるときに、有底穴が拡張されて組み付け時におけるクリアランスが大きくなるので、組付け作業性を大幅に向上させることができる。また、組付け作業を自動化することもできる。さらに、拡張した有底穴に薄板部材を配置した後、板状部材の変形を元に戻して薄板部材を有底穴に組み付けるため、薄板部材を有底穴に対して締まり嵌めで嵌合させることができる。さらにまた、有底穴及び薄板部材外径の加工寸法を、非常に高精度に仕上げる必要もなくなる。
【００１１】
上記した薄板部材の組付け装置においては、前記凸型の球Ｒは、前記板状部材が前記凸型と前記凹型とに挟み込まれたときに弾性変形するように設定されていることが望ましい。
【００１２】
薄板部材を有底穴に組み付ける際に、板状部材を凸型と凹型とによって挟み込んで変形させるが、板状部材が塑性変形してしまうと、凸型と凹型を離間させても板状部材の変形が元に戻らなくなる。そうすると、薄板部材を有底穴に対して締まり嵌めで嵌合させることができなくなる。
【００１３】
そこで、この薄板部材の組付け装置では、凸型の球Ｒを、板状部材が凸型と凹型とに挟み込まれたときに弾性変形するように、すなわち板状部材が塑性変形しないように弾性変形限度内に設定している。これにより、板状部材を凸型と凹型とによって挟み込んで変形させたときに、板状部材が塑性変形することを確実に防止することができる。そのため、凸型と凹型を離間させると板状部材の変形が確実に元に戻るため、薄板部材を有底穴に対して締まり嵌めで嵌合させることができる。
【００１４】
上記した薄板部材の組付け装置においては、前記貫通穴の前記チップ保持部材挿入側端面には、円錐状の面取りが施されており、前記チップ保持部材の径が、前記薄板部材の径と同じであることが望ましい。
【００１５】
このような構成により、有底穴への薄板部材の配置をより容易に、かつスムーズに行うことができる。また、有底穴への薄板部材の配置をより精度良く行うことができる。特に、薄板部材の組付けを自動化する場合には効果的である。
【００１６】
また、上記課題を解決するためになされた本発明の別態様は、板状部材に形成された有底穴に薄板部材を組み付ける組付け方法において、合わせ面が略球状に形成された凸型と凹型とで前記板状部材を挟み込み、前記板状部材の弾性限度内で前記有底穴を拡張変形させた状態で、前記薄板部材を前記有底穴に組み付けることを特徴とする。
【００１７】
この薄板部材の組付け方法でも、凸型と凹型とで板状部材を挟み込み、板状部材の弾性限度内で有底穴を拡張変形させた状態で、薄板部材を有底穴に組み付けるため、組付け作業性を大幅に向上させるとともに、締まり嵌めでの嵌合を行うことができる。
【００１８】
なお、前記薄板部材の径は、前記有底穴の径以下にすることが好ましい。このように、板部材の径を有底穴の径以下にする、つまり、薄板部材の径を有底穴の径と等しくする、又は薄板部材の径を有底穴の径よりも若干小さくすることにより、薄板部材を有底穴に対して確実に締まり嵌めで嵌合させることができる。その結果、後工程において、薄板部材の脱落やズレなどを防止することができ、作業性や生産性が向上させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る薄板部材の組付け装置及び組付け方法によれば、上記した通り、組付け作業性を大幅に向上させるとともに、締まり嵌めでの嵌合を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態に係る組付け装置の概略を示す概略構成図である。
【図２】下型の上面における球Ｒと、電磁鋼板の有底穴の拡張量との関係を示す図である。
【図３】拡張した有底穴に改質用チップを配置した状態を示す図である。
【図４】上型を下型から離間させて改質用チップを有底穴に組み付けた状態を示す図である。
【図５】厚さが有底穴の深さよりも厚い改質用チップを有底穴に組み付けた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の薄板部材の組付け装置及び組付け方法を具体化した実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態では、電磁鋼板の一部を非磁性化するための改質用チップを電磁鋼板に形成された有底穴に組み込む場合を例示する。なお、電磁鋼板の部分非磁性化は、電磁鋼板の有底穴に改質用チップを組み込み、通電でそれらを溶融一体化し改質するものである。
【００２２】
まず、本実施の形態に係る組付け装置について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係る組付け装置の概略を示す概略構成図である。
図１に示すように、組付け装置１０には、上型１１と、下型１２と、チップ保持具１３とが備わっている。そして、上型１１と下型１２とで電磁鋼板３０を挟み込んで、チップ保持具１３の先端に保持した改質用チップ２０を、電磁鋼板３０に形成された有底穴３１に組み込むようになっている。
【００２３】
上型１１は、円筒形状をなし、下面１１ｂが略球状に形成された凹型である。下型１２は、円筒形状をなし、上面１２ａが略球状に形成された凸型である。これら上型１１及び下型１２は、中空状の枠材１５内に配置されている。そして、下型１２は、枠材１５内に配置され固定されるが、上型１３は、稼働機構により枠材１５内で上下動するようにされている。つまり、組付け装置１０では、上型１１が下型１２に対して中心軸Ｘ上で近接・離間するようになっている。
【００２４】
上型１１には、枠材１５外に突き出た連結板１６の一端がボルトにより取り付けられている。連結板１６の他端には、枠材１５に固定されたシリンダ１７のロッド１７ａが連結されている。これにより、シリンダ１７の動きに連動して上型１１が上下動するようになっている。つまり、連結板１６及びシリンダ１７により、上型１１を枠材１５内を上下動させる稼働機構が構成されている。
【００２５】
また、上型１１の中心には、貫通孔１８が設けられている。この貫通孔１８の径は、改質用チップ２０の径及びチップ保持具１３の径よりも若干大きくされている。これにより、改質用チップ２０の組み付け時に、チップ保持具１３が貫通孔１８を通過することができるようになっている。そして、貫通孔１８の径がチップ保持具１３の径よりも若干大きいので、貫通孔１８がチップ保持具１３のガイドとして作用するようにもなっている。
【００２６】
なお、改質用チップの組付けを自動化する場合には、貫通穴１８の上部開口端面に、円錐状の面取りを施すことが好ましい。これにより、有底穴３１への改質用チップ２０の配置を精度良く、容易かつスムーズに行うことができるため、組付け作業の自動化がより容易になるからである。
【００２７】
そして、上型１１の下面１１ｂにおける球Ｒは、下型１２の上面１２ａにおける球Ｒに電磁鋼板３０の板厚を加算した寸法となっている。なお、本実施の形態における電磁鋼板３０の板厚は、０．３ｍｍである。
ここで、下型１２の上面１２ａにおける球Ｒは、電磁鋼板３０が上型１１と下型１２とに挟み込まれたときに弾性変形する範囲内に設定されている。なお、下型１２の上面１２ａにおける球Ｒの最適値は、薄板部材の材質などにより変化するため、実験などにより求めて下型１２の上面１２ａ及び上型１１の下面１１ｂの各形状を設計すればよい。
【００２８】
ここで、本実施の形態における下型１２の上面１２ａにおける球Ｒと、電磁鋼板３０の有底穴３１の拡張量との関係を図２に示す。図２からわかるように、下型１２の上面１２ａにおける球Ｒは、電磁鋼板３０の弾性変形内になるようにすれば良いから、１１０以上に設定すれば良い。一方、有底穴３１の拡張量は大きい程、作業性が良くなる。そのため、下型１２の上面１２ａにおける球Ｒは、理想的には１１０に設定するのが良い。ところが、電磁鋼板３０の製品ばらつきなどにより、球Ｒが１１０では、電磁鋼板３０に塑性変形が発生するおそれがある。そのため、本実施の形態では、弾性限度にある程度の余裕代を持たせ、下型１２の上面１２ａにおける球Ｒを１５０に設定している。これにより、有底穴３１の拡張量をある程度は確保しつつ、電磁鋼板３０が塑性変形しないようにしている。なお、有底穴３１の径は３ｍｍであり、深さは０．１５ｍｍである。
【００２９】
図１に戻って、枠材１５の側部には、切り欠き部１５ａが形成されている。この切り欠き部１５ａは、下型１２の上面１２ａ付近に設けられている。これにより、有底穴３１が形成された電磁鋼板３０を、切り欠き部１５ａから上型１１と下型１２との間に配置することができるようになっている。なお、電磁鋼板３０は、不図示の搬送装置によって上型１１と下型１２との間に配置される。
【００３０】
チップ保持具１３は、吸引などにより改質用チップ２０を先端部に保持する円筒形状をなすものである。チップ保持具１３の径は、改質用チップ２０の径と同じに設定されている。なお、改質用チップ２０の径は３ｍｍであり、厚さ（高さ）は０．１５ｍｍである。このチップ保持具１３は、枠材１５の上部に取り付けられた上部プレート１９に固定されたシリンダ１４のロッド１４ａに接続されている。そして、上部プレート１９の中心には貫通穴１９ａが形成されている。この貫通穴１９ａは、貫通穴１８と同軸（中心軸Ｘ）上に配置されている。そして、貫通穴１９ａ内にチップ保持具１３が摺動可能に配置されている。これにより、チップ保持具１３は、シリンダ１４の動きに連動して貫通穴１９ａにガイドされながら上下動するようになっている。
【００３１】
また、チップ保持具１３は、保持した改質用チップ３０を有底穴３１に配置するものでもある。つまり、チップ保持具１３は、シリンダ１４により下降させられ、先端部に保持した改質用チップ２０が有底穴３１内に到達すると、改質用チップ２０をリリースして有底穴３１内に配置するようになっている。
【００３２】
次に、上記した構成を有する組付け装置１０を用いて、電磁鋼板３０の有底穴３１に改質用チップ２０を組み付ける手順（組付け方法）について、図１、図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、拡張した有底穴に改質用チップを配置した状態を示す図である。図４は、上型を下型から離間させて改質用チップを有底穴に組み付けた状態を示す図である。
【００３３】
まず、組付け装置１０において、図１に示すように、チップ保持具１３が上昇させられた状態で、チップ保持具１３の先端に改質用チップ２０が保持される。このとき、上型１１が上昇させられており、下型１２から離間している。この状態で、組付け装置１０の横側から有底穴３１が形成された電磁鋼板３０が、上型１１と下型１２との間に配置される。このとき、電磁鋼板３０は、有底穴３１の中心が組付け装置１０の中心軸Ｘ上に位置するように配置される。これにより、上型１１及び下型１２は、あらかじめ中心軸Ｘ上に配置されているので、有底穴３１、上型１１及び下型１２が中心軸Ｘ上に配置される。
【００３４】
次いで、シリンダ１７を作動させて上型１１を下降させて、電磁鋼板３０を上型１１と下型１２とで挟み込む。そうすると、電磁鋼板３０のうち上型１１と下型１２とで挟み込まれた部分が、上型１１の下面１１ｂと下型１２の上面１２ａとの形状に倣って球形状に弾性変形する。このとき、下型１２の上面１２ａの球Ｒを１５０に設定しているので、電磁鋼板３０が塑性変形することはない（図２参照）。そして、この電磁鋼板３０の弾性変形により有底穴３１が拡張される。
【００３５】
この状態で、シリンダ１４を作動させて、改質用チップ２０を保持したチップ保持具１３を下降させる。そうすると、改質用チップ２０及びチップ保持具１３は、上型１１に設けられた貫通穴１８を通過し、改質用チップ２０が電磁鋼板３０の有底穴３１に到達する。そして、チップ保持具１３から改質用チップ２０がリリースされた後、チップ保持具１３が上昇させられて、図３に示すように、改質用チップ２０が電磁鋼板３０の有底穴３１に配置される。
【００３６】
改質用チップ２０を有底穴３１に配置するとき、上部プレート１９の貫通穴１９ａ及び上型１１の貫通穴１８が、チップ保持具１３のガイドになるとともに、有底穴３１が拡張されているため、改質用チップ２０の有底穴３１への配置作業を精度良く、容易かつスムーズに行うことができる。つまり、作業性が大幅に向上している。
【００３７】
その後、シリンダ１７により上型１１を下型１２から離間させる。そうすると、電磁鋼板３０の弾性変形が解除されて元の形状に戻る。これにより、図４に示すように、改質用チップ２０が電磁鋼板３０の有底穴３１にしっかりと組付けられる。このように、改質用チップ２０を組み付ける際に、有底穴３１を拡張しているため、締まり嵌めの公差品であっても容易に組み付けることができる。つまり、有底穴３１及び改質用チップ２０の加工寸法を高精度に仕上げなくても、改質用チップ２０を有底穴３１に対して確実に組み付けることができる。
【００３８】
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る組付け装置１０によれば、略球状に形成された下面１１ｂを有する上型１１と、略球状に形成された上面１２ａを有する下型１２とによって、有底穴３１が形成された電磁鋼板３０を挟み込んで弾性変形させ、有底穴３１を拡張した状態でチップ保持具１３により改質用チップ２０を有底穴３１に配置し、その後、上型１１を下型１２から離間させて電磁鋼板３０の変形を元に戻して、改質用チップ２０を有底穴３１に組み付ける。従って、改質用チップ２０の有底穴３１への組付け作業性を大幅に向上させるとともに、改質用チップ２０を有底穴３１に対して締まり嵌めで嵌合させることができる。
【００３９】
また、下型１２の上面１２ａにおける球Ｒを、電磁鋼板３０が上型１１と下型１２に挟み込まれたときに塑性変形しないように弾性変形限度内に設定しているため、電磁鋼板３０を上型１１と下型１２とによって挟み込んで変形させたときに、電磁鋼板３０が塑性変形することを確実に防止することができる。これにより、上型１１を下型１２から離間させたときに電磁鋼板３０の変形が確実に元に戻るため、改質用チップ２０を有底穴３１にしっかりと組み付けることができる。
【００４０】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、電磁鋼板の有底穴に改質用チップを組み付ける際に本発明を適用した場合について例示したが、電磁鋼板以外の板状部材の有底穴に改質用チップ以外の薄板部材を組み付ける場合であっても本発明を適用することができる。
【００４１】
また、上記した実施の形態では、下型１２を固定して上型１１を稼働させているが、これとは逆に、上型１１を固定して下型１２を稼働させるようにしてもよい。
さらに、上記した実施の形態では、上型１１を凹型とし、下型１２を凸型としているが、改質用チップを下方より組み付ける際には、上型１１を凸型とし、下型１２を凹型とすることもできる。
【００４２】
また、上記した実施の形態では、有底穴３１の径を改質用チップ２０の径と同じにしているが、有底穴３１の径を改質用チップ２０の径よりも若干小さくしてもよい。これにより、改質用チップ２０を有底穴３１に対して確実に締まり嵌めで嵌合させることができる。その結果、後工程において、改質用チップ２０の脱落やズレなどを防止することができ、作業性や生産性を向上させることができる。
【００４３】
さらに、上記した実施の形態では、有底穴３１の深さと等しい厚さの改質用チップ２０を組み付ける場合について例示したが、図５に示すように、有底穴３１の深さよりも厚い厚さの改質用チップ２０ａを組み付けるような場合であっても、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０    組付け装置
１１    上型
１１ｂ  下面
１２    下型
１２ａ  上面
１３    チップ保持具
１８    貫通穴
１９ａ  貫通穴
２０    改質用チップ
３０    電磁鋼板
３１    有底穴
【図１】
2011056606.tif 000003
【図２】
2011056606.tif 000004
【図３】
2011056606.tif 000005
【図４】
2011056606.tif 000006
【図５】
2011056606.tif 000007