(57)【要約】【課題】一工程でシャフトの圧入と固定を行うことができ、設備及びコスト並びにタクトタイムの省力化を達成すること。【解決手段】本体２と、加熱体３と、圧入体４とを備える。本体２は、筒状をなし、ベース５の底面にボルト６等によって固定される。ベース５は、エアプレス装置の駆動で上下動することで本体２がケース１００、シャフト１０１に向かって進退する。加熱体３は、熱電対７とヒータ９とによって加熱され、ボルト８等の締結手段によって本体２の先端部に同軸上に取り付けられる。圧入体４は、本体２内にブッシュ１１を介して軸方向に摺動可能に取り付けられ、通常では先端の細経部４ｂが加熱体３より前方に若干突出している。【選択図】  図３
2004299038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物にシャフトが挿入されたとき、該シャフトを対象物に圧入しかつ抜脱不能に固定する組立装置であって、
前記対象物に向かって進退可能な本体と、該本体の先端部に取り付けられ、対象物を熱変形させて対象物にシャフトを固定する加熱体と、前記本体に対し、先端部が加熱体より前方に突出した状態で摺動可能に取り付けられる圧入体とを備えることを特長とする組立装置。
【請求項２】
請求項１記載の組立装置において、
前記加熱体と、本体及び圧入体との間に断熱手段が設けられていることを特長とする組立装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の組立装置において、
前記加熱体による対象物の熱変形時、圧入体を退避させる退避空間を本体内に生成する退避空間生成手段を備えていることを特長とする組立装置。
【請求項４】
請求項３記載の組立装置において、
前記退避空間生成手段は、前記本体における圧入体の後端部に進退可能に設けられたアクチュエータからなることを特長とする組立装置。
【請求項５】
請求項１〜４記載の組立装置において、
前記圧入体は、前記本体及び前記加熱体に挿通していることを特長とする組立装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、組立装置に係り、特にシャフトを対象物に圧入すると共に、固定するのに好適な組立装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の組立装置にあっては、対象物にシャフトを圧入する工程と、該工程後、そのシャフトが対象物から抜けることがないようにシャフトを対象物に固定する工程とを備えたものがある。
このような従来の組立装置は、シャフトの圧入工程と、固定工程とがそれぞれ別個に構成されてあって、それぞれ専用の設備を要していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、今日では、設備及びコスト並びにタクトタイム等の省力化を図ることが要請されている。
しかしながら、従来の組立装置は、シャフトの圧入工程と、そのシャフトを対象物に固定する工程とがそれぞれ別個に構成されて設備が独立しているので、それぞれ専用の設備を要するばかりでなく、それだけコストがかかり、しかもタクトタイムを短縮化することが難しい問題があった。
この問題を解消するため、上記二つの工程を総括することが容易に考えられるものの、それぞれ独立的に設けられた設備をどのようにするかが課題となり、圧入工程と固定工程との二つの工程を一括的に実現するものが存在しなかった。
【０００４】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、一工程でシャフトの圧入と固定を行うことができ、設備及びコスト並びにタクトタイムの省力化を同時に達成することができる組立装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明においては、以下の手段を採用している。
即ち、請求項１に係る発明は、対象物にシャフトが挿入されたとき、該シャフトを対象物に圧入しかつ抜脱不能に固定する組立装置であって、前記対象物に向かって進退可能な本体と、該本体の先端部に取り付けられ、対象物を熱変形させて対象物にシャフトを固定する加熱体と、前記本体に対し、先端部が加熱体より前方に突出した状態で摺動可能に取り付けられる圧入体とを備えることを特長とする。
【０００６】
この発明に係る組立装置によれば、本体が降下することで圧入体がシャフトに接触してシャフトをケースに圧入し、次いで本体が更に降下すると、それに伴い圧入体がシャフトによって本体内をその移動方向と逆方向に摺動することから、加熱体の先端がケースに接触し、ケースが加熱体の熱により熱変形してシャフトをかしめることでシャフトがケースに固定されるので、ケースに対するシャフトの圧入作業と、シャフトの固定作業とを組立装置１の一連の工程で一括的に行うことができ、シャフトの圧入作業と固定作業を良好にかつ速やかに行うことができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の組立装置において、前記加熱体と、本体及び圧入体との間に断熱手段が設けられていることを特長とする。
この発明に係る組立装置によれば、断熱手段により加熱体の熱が本体及び圧入体に伝わるのを極力抑えることができ、本体及び圧入体が熱影響を受けるのを回避することができる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の組立装置において、前記加熱体による対象物の熱変形時、圧入体を退避させる退避空間を本体内に生成する退避空間生成手段を備えていることを特長とする。
【０００９】
この発明に係る組立装置によれば、加熱体がシャフトを対象物に固定させるとき、退避空間生成手段が本体内に退避空間を生成するので、このときに本体が更に前進するだけで圧入体が必然的に退避空間まで後退し、加熱体が対象物に熱変形を与えてかしめることができるので、対象物にシャフトを確実に固定することができ、対象物に対するシャフトの固定を確実に行うことができる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項３記載の組立装置において、前記退避空間生成手段は、前記本体における圧入体の後端部に進退可能に設けられたアクチュエータからなることを特長とする。
この発明に係る組立装置によれば、退避空間生成手段がアクチュエータからなっているので、アクチュエータの駆動によって本体２内に退避空間１３を容易に画成することができる。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４記載の組立装置において、前記圧入体は、前記本体及び前記加熱体に挿通していることを特長とする。
この発明に係る組立装置によれば、圧入体が本体及び加熱体を同軸上に挿通しているので、圧入体や加熱体をシャフトや対象物に位置決めするとき、本体、圧入体、加熱体の三者をいちいち軸周りに移動させたりして周囲に動かすことが不要になり、そのため、本体と加熱体と圧入体とを棒状の組立体として構成できることで省スペース化することができるばかりでなく、圧入体による圧入作業と加熱体によるかしめ固定作業とを同軸上で行うことができ、作業のタクトタイムをいっそう短縮化させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３は本発明の一実施の形態に係る自動組立装置を示す図であって、図１は自動組立装置の初期状態を示す説明図、図２はシャフトを対象物に圧入している状態を示す説明図、図３はシャフトを対象物に加締める状態を示す説明図である。
この実施の形態の自動組立装置１は、大別すると、図１から図３に示すように、本体２と、加熱体３と、圧入体４とを備えて構成されている。
【００１３】
この組立装置１を説明する前に該組立装置１が適用される組立体について述べると、該組立体は、図４にて示すように、対象物としてのケース１００とシャフト１０１とからなっており、予め、ケース１００内にシャフト１０１が図１に示すように挿入状態にされた後、組立装置１によってシャフト１０１がケース１００に圧入され、かつ圧入されたシャフト１０１がケース１０１に抜脱できないように固定されるようになっている。ケース１００に対するシャフト１０１の挿入状態とは、シャフト１０１に設けられているローレット部１０２（図４参照）がケース１００の孔部に引き掛かり、シャフト１０１がケース１００に対して宙づりとなっている状態を表している。ケース１００は、例えばガラス繊維が混入された合成樹脂で、シャフト１０１は金属で形成されている。なお、図４はシャフトと対象物としてのケースとを示す組立体の説明図である
【００１４】
このような組立体を組み立てる組立装置１の本体２は、筒状をなしており、その軸方向の一端の上部にフランジ２ａが形成されると共に、そのフランジ２ａがベース５の底面にボルト６等によって固定されている。ベース５は、図示しないエアプレス装置のロッドに装着され、エアプレス装置の駆動によって上下動することで本体２がケース１００、シャフト１０１に向かって進退できるようになっている。
【００１５】
加熱体３は、ケース１００を熱変形させてシャフト１０１をかしめて固定するため、熱電対７とヒータ９とによって加熱されるものであり、そのため、熱伝導率の良好な材質（例えばＳＫＤ）からなっている。この加熱体３は、略筒状に形成されており、その一端である上部がボルト８等の締結手段によって本体２の先端部に締め付けられることで、本体２に対し同軸上に取り付けられている。
【００１６】
熱電対７は、本体２に設けられた支持ブラケット（図示せず）及び加熱体３の途中位置に設けられた導入部３ｂを経ることで、加熱体３に設けられた挿入部３ａに差し込まれるようになっている。ヒータ９は、加熱体３の先端外周に巻き付けられている。従って、熱電対７及びヒータ９の発する熱で加熱体３の内外周が加熱されることで加熱体３が加熱される。
【００１７】
圧入体４は、大径部４ａと、その大径部４ａの先端部に軸方向に沿って突設された細経部４ｂとを有する長尺状に形成されている。この圧入体４は、本体２内にブッシュ１１を介して軸方向に摺動可能に取り付けられ、常態では図１に示すように、先端の細経部４ｂが加熱体３より前方に若干突出している。ブッシュ１１は、圧入体４を摺動自在に支持するもので筒状をなしており、本体２内に挿入しかつ固定されている。このブッシュ１１は、本例では軸方向に二個並設されている。
【００１８】
また、加熱体３と、本体２及び圧入体４との間に断熱手段が介装されている。断熱手段は、加熱体３の上端外周と本体２の先端間に設けられた断熱材１２と、加熱体３の下端（先端）とボルト８等の間に設けられた断熱材１２との他、加熱体３の中央側と本体２間に設けられた空間部（符示せず）と、加熱体３の内周面と圧入体４の細経部４ｂ間に設けられた微小なクリアランスとしての空間部（符示せず）とからなり、これら断熱材１２と上記空間部とで加熱体３の熱が本体２及び圧入体４に伝わるのを極力抑えるようになっている。
【００１９】
更に、本体２には、圧入体４を退避させる退避空間１３を画成する退避空間生成手段１４が設けられている（図３参照）。
この退避空間生成手段１４は、本体２において、圧入体４の上端部及びベース５と接する位置に横設された凹部に進退自在に取り付けられ、通常では、図１及び図２に示すように本体２に前進することでベース５及び圧入体４と接触した位置にあり、また図３に示すように左側に退避することで、圧入体４が後退できる退避空間１３を本体２内に画成するようになっており、例えばエアシリンダで構成されている。
また、本体２の側部には、退避空間生成手段１４によって生成される本体２内の退避空間１３にエアを供給するための配管１５が設けられている。この配管１５には、図示していないコントロール弁を介してコンプレッサ等のエア供給源と接続されている。
【００２０】
本実施形態の組立装置１は、上記のように構成されているので、次にその動作について以下に説明する。
まず、組立装置１の開始に際しては、予め図１に示すように、組立装置１の下方に対象物であるケース１００とシャフト１０１とが位置決めされている。この場合、シャフト１０１は、図示しないロボットハンドにより、ケース１００に対し自重で落下してケース１００の孔に挿入され、ローレット部１０２が引き掛かって宙づりの状態となっている。
【００２１】
このような状態にあるとき、組立装置１のベース５を装着しているエアプレス装置が駆動され、ベース５と共に本体２が図２に示すように下降すると、それに伴い本体２及び加熱体３を挿通している圧入体４も同時に降下するので、圧入体４の先端がシャフト１０１に接触してその頭部を下方に押圧することで、シャフト１０１がケース１００に対して圧入される。
【００２２】
シャフト１０１がケース１００に圧入されると、本体２の下降が停止され、次いで退避空間生成手段１４が本体２から図２に示す矢印方向Ａに後退することで、本体２内の圧入体４側に図３に示すように退避空間１３が画成されることとなる。
この退避空間生成手段１４によって本体２内の後部に退避空間１３が画成された後、エアプレス装置が再び駆動され、ベース５と共に本体２が更に若干下降すると、圧入体４がシャフト１０１に当接したままであってそれ以上降下せず、本体２及び加熱体３が降下することから圧入体４がシャフト１０１によって本体２内を矢印方向Ｂに上昇する如く本体２の移動方向と逆方向に摺動し、本体２内の退避空間１３へ後退することとなる。
【００２３】
この圧入体４の後部が退避空間１３まで後退することで、加熱体３の先端が圧入体４の先端部と略同一位置まで移動し、シャフト１０１の頭部の周辺であるケース１００と接触するので、加熱体３がケース１００との接触部分を熱変形させると共に、その熱変形によりシャフト１０１の頭部がケース１００にかしめられる結果、シャフト１０１がケース１００に固定されることとなる。
なお、シャフト１０１がケース１００に固定された後、配管１５から退避空間１３内にエアが供給されることで圧入体４が図１に示すように本体２内の初期位置まで押し出され、その後、退避空間生成手段１４が本体２内に前進して元の位置に戻ることとなる。以下、上述した作用が繰り返されることで、ケース１００に対するシャフト１０１の圧入作業と固定作業が順次行われる。
【００２４】
このように、本実施形態では、本体２が降下することで圧入体４がシャフト１０１をケース１００に圧入し、次いで退避空間生成手段１４が後退して本体２内に圧入体４が退避するのに必要な退避空間１３が形成された後、本体２が更に降下すると、それに伴い圧入体４がシャフト１０１によって本体２内の退避空間１３へ摺動して加熱体３の先端部がケース１００に接触し、ケース１００が熱変形してシャフト１０１をかしめることでシャフト１０１がケース１００に固定されるので、ケース１００に対するシャフト１０１の圧入作業と、シャフト１０１の固定作業とを組立装置１の一連の工程で一括的に行うことができ、シャフト１０１の圧入作業と固定作業とを良好にかつ速やかに行うことができる。。
【００２５】
従って、この組立装置１によれば、シャフト１０１の圧入作業と固定作業とを良好にかつ速やかに行うことができるので、圧入工程と固定工程とをそれぞれの設備で独立的に行う従来技術に比較すると、単独の設備で済むばかりでなく、各工程間で搬送する手間を省略することができ、その上、消費電力を削減できることで、コストの大幅な低廉化及びタクトタイムの省力化を実現することができる。
【００２６】
そして、この組立装置１は、以下の効果を奏でることもできる。
即ち、加熱体３と、本体２及び圧入体４との間に、断熱材１２と空間部からなる断熱手段が設けられているので、加熱体３の熱が本体２及び圧入体４に伝わるのを極力防ぐことができ、本体２及び圧入体４が熱影響を受けるのを回避することができる。
【００２７】
また、加熱体３がシャフト１０１をケース１００の熱変形で固定させるとき、退避空間生成手段１４が本体２内に退避空間１３を生成するので、このときに本体２が更に前進するだけで圧入体４が必然的に退避空間１３まで後退し、加熱体３がケース１００に熱変形を与えてかしめることができるので、ケース１００にシャフト１０１を確実に固定することができ、ケース１００に対するシャフト１０１の固定を確実に行うことができる。しかも、退避空間生成手段１４がエアシリンダからなっているので、エアシリンダが後退するだけで本体２内に退避空間１３を容易に画成することができる。
【００２８】
更に、圧入体４が本体２及び加熱体３を同軸上で挿通しているので、圧入体４やヒータ３部をシャフト１０１及びケース１００に位置決めするとき、本体２、圧入体４、加熱体３の三者をいちいち軸周りに移動させたりして周囲に動かすことが不要になり、そのため、本体２と圧入体４と加熱体３との三者を棒状の組立体として構成できることで省スペース化することができるばかりでなく、圧入体４による圧入作業と加熱体３によるかしめの固定作業とを同軸上で行うことができ、作業のタクトタイムをいっそう短縮化させることができる。
【００２９】
なお、上記実施の形態では、本体２、退避空間生成手段１４かエアによって駆動され、また圧入体４が本体２で摺動して初期位置に戻る場合にもエアによって移動する例を示したが、油圧によって行うこともでき、図示例に限定されるものではない。また、退避空間生成手段１４としてエアシリンダを用いた例を示したが、これに限らず、モータなど他のアクチュエータで代用することもできる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、本体が前進することで圧入体がシャフトに接触してシャフトを対象物に圧入し、次いで本体が更に前進すると、それに伴い圧入体がシャフトによって本体内をその移動方向と逆方向に摺動することから、加熱体の先端が対象物に接触し、対象物が加熱体の熱により熱変形してシャフトをかしめることでシャフトが対象物に固定されるように構成したので、対象物に対するシャフトの圧入作業と、シャフトの固定作業とを組立装置１の一連の工程で一括的に行うことができ、シャフトの圧入作業と固定作業を良好にかつ速やかに行うことができる結果、一工程でシャフトの圧入と固定を行うことができ、設備及びコスト並びにタクトタイムの省力化を同時に達成することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る自動組立装置を示す図であって、自動組立装置の初期状態を示す説明図である。
【図２】シャフトを対象物に圧入している状態を示す説明図である。
【図３】シャフトを対象物にかしめる状態を示す説明図である。
【図４】シャフトと対象物としてのケースとを示す組立体の説明図である。
【符号の説明】
１…組立装置
２…本体
３…加熱体
４…圧入体
７…熱電対
９…ヒータ
１２…断熱体
１３…退避空間
１４…退避空間生成手段
１００…ケース（対象物）
１０１…シャフト
【図１】
2004299038.tif 000003
【図２】
2004299038.tif 000004
【図３】
2004299038.tif 000005
【図４】
2004299038.tif 000006