(57)【要約】【課題】円柱形状の胴部とフランジ部とを有する構造部材に円盤形状の板部材を固定した構造体であって、板部材をフランジ部に押さえ付けるための弾性体を板部材との間に介在させてクランプリングを構造部材の胴部に外挿して焼きばめ固定した構造体を組み立てる際に、焼きばめ固定されるクランプリング上面の板部材上面に対する高さを全数検査することができる組立装置および構造体の製造方法を提供する。【解決手段】クランプリング５を焼きばめ固定するためにクランプリング５の上面に荷重をかけている状態で、高さ検出部２２により、所定の基準高さに対する加圧部２０の下面の高さを検出することで、間接的にクランプリング５上面の板部材３上面に対する高さを検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付軸穴を有する円盤形状の板部材と、円柱形状の胴部と、この胴部から半径方向外方に張り出したフランジ部とを有し、前記取付軸穴に前記胴部を挿入し、かつ前記フランジ部で前記板部材の下面を支持する構造部材と、リング形状を有し、前記胴部の外周において前記板部材を前記フランジ部に押さえ付ける弾性体と、リング形状を有し、前記板部材に前記弾性体を押さえ付けた状態で前記胴部に焼きばめられたクランプリングとを備える構造体を組み立てる組立装置であって、
前記フランジ部に載置された前記板部材と、前記板部材の上面に載置された前記弾性体とが予め前記胴部に外挿された前記構造部材を保持する保持台と、
前記クランプリングを保持し、前記クランプリングを加熱するとともに、加熱した前記クランプリングを前記胴部に外挿するヒータヘッドと、
前記胴部に外挿された前記クランプリングの上面に所定の時間だけ荷重を加えるとともに、前記クランプリングの熱を吸収して冷却する加圧部と、
前記加圧部により前記クランプリングの上面に荷重を加えている状態において、所定の基準高さに対する前記加圧部の下面の高さを検出する検出部と、
この検出部で検出された前記所定の基準高さに対する前記加圧部の下面の高さから、予め測定された前記所定の基準高さに対する前記板部材の上面の高さと、前記加圧部により前記クランプリングの上面に荷重を加えている状態における前記クランプリングの上面に対する前記加圧部の下面の高さとを差し引くことにより、前記板部材の上面に対する前記クランプリングの上面の高さを算出する演算部と
を備えることを特徴とする組立装置。
【請求項２】
取付軸穴を有する円盤形状の板部材と、円柱形状の胴部と、この胴部から半径方向外方に張り出したフランジ部とを有し、前記取付軸穴に前記胴部を挿入し、かつ前記フランジ部で前記板部材の下面を支持する構造部材と、リング形状を有し、前記胴部の外周において前記板部材を前記フランジ部に押さえ付ける弾性体と、リング形状を有し、前記板部材に前記弾性体を押さえ付けた状態で前記胴部に焼きばめられたクランプリングとを備える構造体の製造方法であって、
前記クランプリングを加熱する工程と、
前記フランジ部に載置された前記板部材と、前記板部材の上面に載置された前記弾性体とが予め外挿された前記胴部に、加熱した前記クランプリングを外挿する工程と、
前記胴部に外挿された前記クランプリングの上面に加圧部により荷重を加え、この荷重を加えている状態において、前記加圧部により前記クランプリングの熱を吸収して冷却するとともに、所定の基準高さに対する前記加圧部の下面の高さを検出する工程と、
検出された前記加圧部の下面の高さから、予め測定された前記所定の基準高さに対する前記板部材の上面の高さと、前記加圧部により前記クランプリングの上面に荷重を加えている状態における前記クランプリングの上面に対する前記加圧部の下面の高さとを差し引くことにより、前記板部材の上面に対する前記クランプリングの上面の高さを算出する工程と
を含むことを特徴とする構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円柱形状の胴部と、この胴部から半径方向外方に張り出したフランジ部とを有する構造部材に、円盤形状の板部材を固定した構造体を組み立てる組立装置およびこの組立装置を用いた構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図５，６に示すような、円柱形状の胴部２ａと、この胴部２ａから半径方向外方に張り出したフランジ部２ｂとを有する構造部材２に、取付軸穴３ａを有する円盤形状の板部材３を固定した構造体１において、構造部材２に板部材３を固定する方法として、弾性体４とクランプリング５とを用いて板部材３を固定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
リング形状を有し、ステンレス等からなるクランプリング５は、いわゆる焼きばめにより胴部２ａに固定される。そして、板部材３とクランプリング５との間に、皿ばね等からなる弾性体４を介在させることで、弾性体４により発生するスラスト荷重により板部材３をフランジ部２ｂに押さえ付けて固定することができる。
【０００４】
このような構造体１において、板部材３を固定するために十分なスラスト荷重を発生する程度に弾性体４が変形されているか否かを検査するために、焼きばめ固定されたクランプリング５の上面の、板部材３の上面に対する高さＨを検出している。
【０００５】
従来、この高さＨを検出するために、レーザ変位計を用いた高さ測定装置が使用されていた。この高さ測定装置では、板部材３の上面およびクランプリング５の上面について、レーザ変位計との間隔をそれぞれ複数箇所で測定し、得られた測定結果に基づいて、板部材３の上面に対するクランプリング５の上面の高さＨを算出する。
【特許文献１】特開平８−１８０６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の高さ測定装置を用いる方法では、上述のように板部材３の上面およびクランプリング５の上面について、レーザ変位計との間隔をそれぞれ複数箇所で測定するので、高さＨの検出に長時間を要していた。このため、全数検査が困難であった。
【０００７】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、円柱形状の胴部とフランジ部とを有する構造部材に円盤形状の板部材を固定した構造体であって、板部材をフランジ部に押さえ付けるための弾性体を板部材との間に介在させてクランプリングを構造部材の胴部に外挿して焼きばめ固定した構造体を組み立てる際に、焼きばめ固定されるクランプリング上面の板部材上面に対する高さを全数検査することができる組立装置およびこの組立装置を用いた構造体の製造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】
上記目的を達成するため、本発明の組立装置は、取付軸穴を有する円盤形状の板部材と、円柱形状の胴部と、この胴部から半径方向外方に張り出したフランジ部とを有し、前記取付軸穴に前記胴部を挿入し、かつ前記フランジ部で前記板部材の下面を支持する構造部材と、リング形状を有し、前記胴部の外周において前記板部材を前記フランジ部に押さえ付ける弾性体と、リング形状を有し、前記板部材に前記弾性体を押さえ付けた状態で前記胴部に焼きばめられたクランプリングとを備える構造体を組み立てる組立装置であって、前記フランジ部に載置された前記板部材と、前記板部材の上面に載置された前記弾性体とが予め前記胴部に外挿された前記構造部材を保持する保持台と、前記クランプリングを保持し、前記クランプリングを加熱するとともに、加熱した前記クランプリングを前記胴部に外挿するヒータヘッドと、前記胴部に外挿された前記クランプリングの上面に所定の時間だけ荷重を加えるとともに、前記クランプリングの熱を吸収して冷却する加圧部と、前記加圧部により前記クランプリングの上面に荷重を加えている状態において、所定の基準高さに対する前記加圧部の下面の高さを検出する検出部と、この検出部で検出された前記所定の基準高さに対する前記加圧部の下面の高さから、予め測定された前記所定の基準高さに対する前記板部材の上面の高さと、前記加圧部により前記クランプリングの上面に荷重を加えている状態における前記クランプリングの上面に対する前記加圧部の下面の高さとを差し引くことにより、前記板部材の上面に対する前記クランプリングの上面の高さを算出する演算部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の構造体の製造方法は、取付軸穴を有する円盤形状の板部材と、円柱形状の胴部と、この胴部から半径方向外方に張り出したフランジ部とを有し、前記取付軸穴に前記胴部を挿入し、かつ前記フランジ部で前記板部材の下面を支持する構造部材と、リング形状を有し、前記胴部の外周において前記板部材を前記フランジ部に押さえ付ける弾性体と、リング形状を有し、前記板部材に前記弾性体を押さえ付けた状態で前記胴部に焼きばめられたクランプリングとを備える構造体の製造方法であって、前記クランプリングを加熱する工程と、前記フランジ部に載置された前記板部材と、前記板部材の上面に載置された前記弾性体とが予め外挿された前記胴部に、加熱した前記クランプリングを外挿する工程と、前記胴部に外挿された前記クランプリングの上面に加圧部により荷重を加え、この荷重を加えている状態において、前記加圧部により前記クランプリングの熱を吸収して冷却するとともに、所定の基準高さに対する前記加圧部の下面の高さを検出する工程と、検出された前記加圧部の下面の高さから、予め測定された前記所定の基準高さに対する前記板部材の上面の高さと、前記加圧部により前記クランプリングの上面に荷重を加えている状態における前記クランプリングの上面に対する前記加圧部の下面の高さとを差し引くことにより、前記板部材の上面に対する前記クランプリングの上面の高さを算出する工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、円柱形状の胴部とフランジ部とを有する構造部材に円盤形状の板部材を固定した構造体であって、板部材をフランジ部に押さえ付けるための弾性体を板部材との間に介在させてクランプリングを構造部材の胴部に外挿して焼きばめ固定した構造体を組み立てる際に、焼きばめ固定されるクランプリング上面の板部材上面に対する高さを全数検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施の形態に係る組立装置の概略構成図である。図１に示す組立装置１０は、図５に示す構造体１を組み立てるための装置である。図１において、ヘッド１１は、第１の移動機構１２により、水平方向（Ｘ方向）に移動自在に構成されている。クランプリング位置決め台１３は、ヘッド１１上に設けられ、クランプリング５を位置決めした状態で保持する。
【００１３】
保持台１４は、ヘッド１１上において、水平方向にクランプリング位置決め台１３と離間して設けられ、予め板部材３と弾性体４とを重ねて胴部２ａに外挿した構造部材２を位置決めした状態で保持する。
【００１４】
ヒータヘッド１５は、ヘッド１１に対向して設けられ、第２の移動機構１６により、垂直方向（Ｚ方向）に移動自在に構成されている。ヒータヘッド１５には、エア吸引部１７および加熱ヒータ１８が接続されている。
【００１５】
詳細な図示は省略するが、ヒータヘッド１５の下面にはエア吸引部１７に接続された複数個の吸着孔が配設されており、エア吸引部１７による吸着孔からのエア吸引により、ヒータヘッド１５の下面においてクランプリング５を吸着保持することができる。また、図２に示すように、ヒータヘッド１５には垂直方向の溝部（逃げ部分）１５ａが配設されており、ヒータヘッド１５に吸着保持されたクランプリング５の一部が溝部１５ａに露出するようになっている。また、加熱ヒータ１８は、ヒータヘッド１５に吸着保持されたクランプリング５を焼きばめ温度まで加熱する。
【００１６】
加圧部２０は、第３の移動機構２１により垂直方向（Ｚ方向）に移動自在に構成され、クランプリング５の焼きばめ固定を行う処理位置において、ヒータヘッド１５により構造部材２の胴部２ａに挿入されるクランプリング５の上面に荷重を加える。
【００１７】
また、加圧部２０は、図１および図２に示すように、第３の移動機構２１により、水平方向（Ｘ方向）に開閉動作するようになっている。そして、加圧部２０の先端加圧部２０ａがヒータヘッド１５の溝部１５ａから露出するクランプリング５の一部を加圧するようになっている。
【００１８】
なお、第１の移動機構１２、第２の移動機構１６、第３の移動機構２１は、空気シリンダシステム、油圧シリンダシステム等により構築することが、簡易にかつ安価にシステム構築する上において実用的である。
【００１９】
高さ検出部２２は、ギャップセンサ、レーザ変位計等により構成され、ヘッド１１上において、加圧部２０でクランプリング５に荷重を加えている状態での、所定の基準高さに対する加圧部２０の下面２０ｂの高さｈ１を検出するように配置されている。
【００２０】
制御ユニット２３は、第１の移動機構１２、第２の移動機構１６、第３の移動機構２１、エア吸引部１７、加熱ヒータ１８をそれぞれ制御する。
【００２１】
また、制御ユニット２３は、予め測定された、所定の基準高さに対する板部材３の上面の高さｈ２と、先端加圧部２０ａに対する加圧部の下面２０ｂの高さｈ３とを記憶部（図示せず）に記憶している。さらに、制御ユニット２３は、高さ検出部２２検出された高さｈ１から、記憶部に記憶しているｈ２とｈ３とを差し引くことにより、板部材３の上面に対するクランプリング５の上面の高さＨを算出する。
【００２２】
入出力部２４は、ユーザによる入力信号の受付、また、制御ユニット２３で得られた算出結果の外部への出力を行う。
【００２３】
次に、上記のように構成される本発明の実施の形態に係る組立装置１０の動作を説明する。
【００２４】
まず、組立装置１０において、クランプリング位置決め台１３にクランプリング５を供給し、クランプリング５の位置決めを行う。一方、予め板部材３と弾性体４とを重ねて胴部２ａに外挿した構造部材２を保持台１４に供給し、この構造部材２の位置決めを行う。
【００２５】
そして、制御ユニット２３は、クランプリング位置決め台１３を処理位置にセットするように第１の移動機構１２を制御する。次いで、制御ユニット２３は、ヒータヘッド１５を降下させるように第２の移動機構１６を制御し、クランプリング位置決め台１３に保持されたクランプリング５をヒータヘッド１５により吸着保持するようにエア吸引部１７を制御する。
【００２６】
クランプリング５をヒータヘッド１５により吸着保持した後、制御ユニット２３は、ヒータヘッド１５を上昇させるように第２の移動機構１６を制御するとともに、吸着保持されたクランプリング５を加熱するように加熱ヒータ１８を制御する。次いで、制御ユニット２３は、処理位置からクランプリング位置決め台１３を退避させるとともに、保持台１４を処理位置にセットするように第１の移動機構１２を制御する。
【００２７】
そして、制御ユニット２３は、図３（ａ）,（ｂ）に示すように、ヒータヘッド１５を降下させ、ヒータヘッド１５の加熱により内径寸法を膨張させたクランプリング５を、予め板部材３と弾性体４とを重ねて外挿した構造部材２の胴部２ａに外挿するように第２の移動機構１６を制御する。
【００２８】
クランプリング５を外挿した後、制御ユニット２３は、図２（ａ）,（ｂ）に示すように、ヒータヘッド１５の溝部１５ａの内部に加圧部２０の先端加圧部２０ａを横から侵入させ、加圧部２０を降下させて先端加圧部２０ａでクランプリング５の上面を押さえ付けるように第３の移動機構２１を制御する。このクランプリング５の上面を押さえ付けている状態で、制御ユニット２３は、ヒータヘッド１５を上昇させるように第２の移動機構１６を制御する。
【００２９】
そして、制御ユニット２３は、所定の時間だけクランプリング５の上面に荷重をかけるように第３の移動機構２１を制御する。このとき、制御ユニット２３は、クランプリング５の上面に対して、弾性体４の変形量が維持されるように加圧力を制御しながら、先端加圧部２０ａにより胴部２ａの軸方向に荷重をかけさせるので、弾性体４によりクランプリング５が浮き上がることはない。
【００３０】
クランプリング５の上面に荷重をかけている間、加圧部２０を通してクランプリング５の熱を吸収することで、クランプリング５を常温まで冷却することができる。この結果、構造部材２の胴部２ａにクランプリング５を焼きばめ固定することができ、弾性体４の弾力性を利用して、板部材３を構造部材２に固定することができる。
【００３１】
また、図４に示すように、クランプリング５の上面に荷重をかけている間に、高さ検出部２２により、所定の基準高さに対する加圧部２０の下面２０ｂの高さｈ１を検出する。ここでは、高さ検出部２２の上端部２２ａの高さを基準高さとして示しているが、例えば渦電流式のギャップセンサにより高さ検出部２２を構成した場合は、センサコイルが設置された高さが基準高さとなる。
【００３２】
そして、制御ユニット２３は、高さ検出部２２で検出された高さｈ１から、基準高さに対する板部材３の上面の高さｈ２と、先端加圧部２０ａに対する加圧部の下面２０ｂの高さｈ３とを差し引くことにより、板部材３の上面に対するクランプリング５の上面の高さＨを算出する。ここで、図４に示すように、先端加圧部２０ａでクランプリング５の上面に荷重をかけている状態では、先端加圧部２０ａに対する加圧部の下面２０ｂの高さｈ３は、板部材３の上面に対する加圧部の下面２０ｂの高さと等しいため、ｈ１からｈ２とｈ３とを差し引くことにより、目的とする高さＨを求めることができる。
【００３３】
基準高さに対する板部材３の上面の高さｈ２、および先端加圧部２０ａに対する加圧部の下面２０ｂの高さｈ３は、各部品の寸法により決まる値であり、事前に測定して記憶部（図示せず）に記憶されている。
【００３４】
このように本実施の形態によれば、クランプリング５を焼きばめ固定するためにクランプリング５の上面に荷重をかけている状態で、高さ検出部２２により、所定の基準高さに対する加圧部２０の下面２０ｂの高さｈ１を検出することで、間接的に板部材３の上面に対するクランプリング５の上面の高さＨを検出するので、組立装置１０で組み立てられる構造体１について、高さＨを全数検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態に係る組立装置の概略構成図である。
【図２】（ａ）は図１に示す組立装置のヒータヘッドおよび加圧部を示す要部正面図、（ｂ）は図１に示す組立装置のヒータヘッドおよび加圧部を示す要部上面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は図１に示す組立装置による構造体の組立工程図である。
【図４】加圧部によりクランプリングに荷重をかけている状態を示す図である。
【図５】本発明の組み立て対象である構造体を示す断面図である。
【図６】図５に示す構造体の概略分解図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…構造体、２…構造部材、２ａ…胴部、２ｂ…フランジ部、３…板部材、４…弾性体、５…クランプリング、１０…組立装置、１１…ヘッド、１２…第１の移動機構、１３…クランプリング位置決め台、１４…保持台、１５…ヒータヘッド、１６…第２の移動機構、１７…エア吸引部、１８…加熱ヒータ、２０…加圧部、２０ａ…先端加圧部、２１…第３の移動機構、２２…高さ検出部、２３…制御ユニット、２４…入出力部。
【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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