(57)【要約】【課題】リングギヤとクランクシャフトとの干渉を回避して、クランクシャフトの嵌合部にリングギヤを焼嵌め嵌合させることができるクランクシャフトギヤの焼嵌め装置及びその方法を提供する。【解決手段】クランクシャフトギヤの焼嵌め装置１０は、リングギヤ２を位置決め保持する第１のクランプ手段を備えた嵌合ヘッド３０と、クランクシャフト１を位置決め保持する第２のクランプ手段６０と、リングギヤ２とクランクシャフト１とを相対的に移動させる相対移動手段と、リングギヤ２を揺動させる揺動駆動手段と、クランクシャフト１の嵌合部にリングギヤ２を焼嵌め嵌合させる際に、揺動駆動手段をフリー状態とするように制御する制御手段８０とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトにリングギヤを焼嵌め嵌合させるクランクシャフトギヤの焼嵌め装置であって、
加熱されたリングギヤを保持する第１のクランプ手段を備えた嵌合ヘッドと、
クランクシャフトを位置決め保持する第２のクランプ手段と、
前記リングギヤに前記クランクシャフトの嵌合部が挿入された嵌合位置に前記リングギヤを位置決めする位置決め部材と、
前記リングギヤと前記クランクシャフトとを相対的に移動させ、前記リングギヤに前記クランクシャフトを挿入させる相対移動手段と、
前記リングギヤに前記クランクシャフトを挿入させる際に、前記リングギヤと前記クランクシャフトとの干渉を回避するように前記リングギヤを揺動させる揺動駆動手段と、
前記嵌合位置に前記リングギヤを位置決めする際に、前記リングギヤの拘束を解除する拘束解除手段と、
を備えていることを特徴とするクランクシャフトギヤの焼嵌め装置。
【請求項２】
前記拘束解除手段は、前記嵌合位置に前記リングギヤを位置決めする際に、前記揺動駆動手段をフリー状態とするように制御する制御手段であることを特徴とする請求項１記載のクランクシャフトギヤの焼嵌め装置。
【請求項３】
前記位置決め部材は、前記嵌合ヘッドに設けられる係合部と係合することで前記嵌合位置に前記リングギヤを位置決めし、
前記第２のクランプ手段は、
前記クランクシャフトを下方側より保持する保持部材と、
前記クランクシャフトを上方側よりクランプするクランプ部材と、
該クランプ部材が取り付けられる昇降体と、
該昇降体を昇降させる昇降体駆動手段と、
を有し、
前記位置決め部材は、前記昇降体に取り付けられている、
ことを特徴とする請求項１記載のクランクシャフトギヤの焼嵌め装置。
【請求項４】
前記相対移動手段は、
前記第１のクランプ手段によって前記リングギヤが前記嵌合ヘッドに保持された状態で、前記リングギヤを前記クランクシャフトの軸方向に移動させる軸方向移動手段と、
前記第２のクランプ手段によって前記クランクシャフトがクランプされた状態で、前記クランクシャフトを上下方向に移動させる上下方向移動手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載のクランクシャフトギヤの焼嵌め装置。
【請求項５】
前記第１のクランプ手段は、加熱された前記リングギヤを着脱可能に保持した治具をクランプして保持することで前記リングギヤを保持し、
前記位置決め部材は、前記治具と当接することで前記嵌合位置に前記リングギヤを位置決めし、
前記拘束解除手段は、前記リングギヤに前記クランクシャフトの嵌合部が挿入される途中に、前記治具のクランプを解除する前記第１のクランプ手段であり、
前記第１のクランプ手段による前記治具のクランプが解除された後に、前記嵌合位置に前記治具を移動させる第３のクランプ手段と、
前記クランクシャフトに前記リングギヤを焼嵌め嵌合させた後に、前記リングギヤの前記治具への保持を解除する保持解除手段と、
をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のクランクシャフトギヤの焼嵌め装置。
【請求項６】
クランクシャフトにリングギヤを焼嵌め嵌合させるクランクシャフトギヤの焼嵌め方法であって、
加熱したリングギヤをクランクシャフトの軸方向に配置させるステップと、
前記リングギヤと前記クランクシャフトとを前記クランクシャフトの軸方向に相対的に移動させる軸方向移動と、前記リングギヤと前記クランクシャフトとを前記軸方向に直交する方向に相対的に移動させる直交方向移動と、前記リングギヤの揺動とを組み合わせて前記リングギヤに前記クランクシャフトを挿入させるステップと、
前記リングギヤに前記クランクシャフトの嵌合部が挿入された嵌合位置に前記リングギヤを位置決めする際に、前記リングギヤの拘束を解除して前記リングギヤを位置決めするステップと、
前記嵌合位置に前記リングギヤが位置決めされた後に、前記リングギヤを冷却して前記嵌合部に焼嵌め嵌合させるステップと、
を備えていることを特徴とするクランクシャフトギヤの焼嵌め方法。
【請求項７】
前記リングギヤの拘束を解除して前記リングギヤを位置決めするステップでは、前記リングギヤの揺動方向の動きの拘束が解除されて前記リングギヤが位置決めされることを特徴とする請求項６に記載のクランクシャフトシャフトギヤの焼嵌め方法。
【請求項８】
前記加熱したリングギヤをクランクシャフトの軸方向に配置させるステップでは、加熱された前記リングギヤが、該リングギヤを着脱可能に保持する治具に保持されるとともに、前記治具がクランプされて前記リングギヤが前記クランクシャフトの軸方向に配置され、
前記リングギヤの拘束を解除して前記リングギヤを位置決めするステップでは、前記リングギヤに前記クランクシャフトの嵌合部が挿入される途中に前記治具のクランプが解除されて、前記嵌合位置に前記治具が移動され、
前記リングギヤを冷却して前記嵌合部に焼嵌め嵌合させるステップの後に、前記リングギヤの前記治具への保持を解除するステップをさらに備えている、
ことを特徴とする請求項６に記載のクランクシャフトシャフトギヤの焼嵌め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトにリングギヤを焼嵌め嵌合させるクランクシャフトギヤの焼嵌め装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車等のエンジンにおいて、クランクシャフトが回転する際に生じる振動等を抑制するために、クランクシャフトには、クランクピンに対応してクランクアーム部にカウンタウェイトが形成されている。また、例えば直列４気筒型のエンジンでは、この振動等を抑制するために、互いに反対方向に回転する２本のバランスシャフトを備えたものが知られている。
【０００３】
バランスシャフトを備えたエンジンでは、バランサギヤを駆動させるためのギヤがクランクシャフトに設けられ、このギヤを介してバランスシャフトが駆動されている。クランクシャフトにギヤを形成する場合、別体で製作されたリングギヤをクランクシャフトの嵌合部に焼嵌めすることが行われ得る。
【０００４】
リングギヤをクランクシャフトに焼嵌めする際には、加熱膨張されたリングギヤをクランクシャフトの一端部からクランクシャフトの軸方向に移動させてクランクシャフトに嵌め込み、クランクシャフトの嵌合部でリングギヤを冷却収縮させて、リングギヤとクランクシャフトとを互いに締結させることが行われる。
【０００５】
このように、クランクシャフトにリングギヤを焼嵌めするものではないが、例えば特許文献１には、異種ワークの効率的な組立を行い得るようにすることを企図し、カムシャフトにドリブンギヤ及びドライブギヤを焼嵌め圧入する異種ワークの組立方法およびその装置が開示されている。
【特許文献１】特開平０５−３３７７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、例えば自動車等のエンジンにおいては、エンジンの軽量及び小型化が要求されており、クランクシャフトにおいても軽量及び小型化が求められている。かかる要求に対して、リングギヤを焼嵌め嵌合させたクランクシャフトを使用する際には、リングギヤを小さくすることが考えられる。
【０００７】
しかし、リングギヤの内径がカウンタウェイトの外径より小さいリングギヤを用いる場合、クランクシャフトの嵌合部が上記カウンタウェイトよりクランクシャフトの中央側に設けられると、リングギヤにクランクシャフトを挿入する際に、リングギヤとカウンタウェイトとが干渉し得るので、リングギヤをクランクシャフトに焼嵌め嵌合させることが困難なものとなる。
【０００８】
この発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたものであり、リングギヤとクランクシャフトとの干渉を回避して、クランクシャフトの嵌合部にリングギヤを焼嵌め嵌合させることができるクランクシャフトギヤの焼嵌め装置及びその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】
【０００９】
このため、本願の請求項１に係る発明は、クランクシャフトにリングギヤを焼嵌め嵌合させるクランクシャフトギヤの焼嵌め装置であって、加熱されたリングギヤを保持する第１のクランプ手段を備えた嵌合ヘッドと、クランクシャフトを位置決め保持する第２のクランプ手段と、前記リングギヤに前記クランクシャフトの嵌合部が挿入された嵌合位置に前記リングギヤを位置決めする位置決め部材と、前記リングギヤと前記クランクシャフトとを相対的に移動させ、前記リングギヤに前記クランクシャフトを挿入させる相対移動手段と、前記リングギヤに前記クランクシャフトを挿入させる際に、前記リングギヤと前記クランクシャフトとの干渉を回避するように前記リングギヤを揺動させる揺動駆動手段と、前記嵌合位置に前記リングギヤを位置決めする際に、前記リングギヤの拘束を解除する拘束解除手段とを備えていることを特徴としたものである。
【００１０】
また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記拘束解除手段は、前記嵌合位置に前記リングギヤを位置決めする際に、前記揺動駆動手段をフリー状態とするように制御する制御手段であることを特徴としたものである。
【００１１】
更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記位置決め部材は、前記嵌合ヘッドに設けられる係合部と係合することで前記嵌合位置に前記リングギヤを位置決めし、前記第２のクランプ手段は、前記クランクシャフトを下方側より保持する保持部材と、前記クランクシャフトを上方側よりクランプするクランプ部材と、該クランプ部材が取り付けられる昇降体と、該昇降体を昇降させる昇降体駆動手段とを有し、前記位置決め部材は、前記昇降体に取り付けられていることを特徴としたものである。
【００１２】
更に、本願の請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一に係る発明において、前記相対移動手段は、前記第１のクランプ手段によって前記リングギヤが前記嵌合ヘッドに保持された状態で、前記リングギヤを前記クランクシャフトの軸方向に移動させる軸方向移動手段と、前記第２のクランプ手段によって前記クランクシャフトがクランプされた状態で、前記クランクシャフトを上下方向に移動させる上下方向移動手段とを備えていることを特徴としたものである。
【００１３】
更に、本願の請求項５に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記第１のクランプ手段は、加熱された前記リングギヤを着脱可能に保持した治具をクランプして保持することで前記リングギヤを保持し、前記位置決め部材は、前記治具と当接することで前記嵌合位置に前記リングギヤを位置決めし、前記拘束解除手段は、前記リングギヤに前記クランクシャフトの嵌合部が挿入される途中に、前記治具のクランプを解除する前記第１のクランプ手段であり、前記第１のクランプ手段による前記治具のクランプが解除された後に、前記嵌合位置に前記治具を移動させる第３のクランプ手段と、前記クランクシャフトに前記リングギヤを焼嵌め嵌合させた後に、前記リングギヤの前記治具への保持を解除する保持解除手段とをさらに備えていることを特徴としたものである。
【００１４】
また更に、本願の請求項６に係る発明方法は、クランクシャフトにリングギヤを焼嵌め嵌合させるクランクシャフトギヤの焼嵌め方法であって、加熱したリングギヤをクランクシャフトの軸方向に配置させるステップと、前記リングギヤと前記クランクシャフトとを前記クランクシャフトの軸方向に相対的に移動させる軸方向移動と、前記リングギヤと前記クランクシャフトとを前記軸方向に直交する方向に相対的に移動させる直交方向移動と、前記リングギヤの揺動とを組み合わせて前記リングギヤに前記クランクシャフトを挿入させるステップと、前記リングギヤに前記クランクシャフトの嵌合部が挿入された嵌合位置に前記リングギヤを位置決めする際に、前記リングギヤの拘束を解除して前記リングギヤを位置決めするステップと、前記嵌合位置に前記リングギヤが位置決めされた後に、前記リングギヤを冷却して前記嵌合部に焼嵌め嵌合させるステップとを備えていることを特徴としたものである。
【００１５】
また更に、本願の請求項７に係る発明方法は、請求項６に係る発明方法において、前記リングギヤの拘束を解除して前記リングギヤを位置決めするステップでは、前記リングギヤの揺動方向の動きの拘束が解除されて前記リングギヤが位置決めされることを特徴としたものである。
【００１６】
また更に、本願の請求項８に係る発明方法は、請求項６に係る発明方法において、前記加熱したリングギヤをクランクシャフトの軸方向に配置させるステップでは、加熱された前記リングギヤが、該リングギヤを着脱可能に保持する治具に保持されるとともに、前記治具がクランプされて前記リングギヤが前記クランクシャフトの軸方向に配置され、前記リングギヤの拘束を解除して前記リングギヤを位置決めするステップでは、前記リングギヤに前記クランクシャフトの嵌合部が挿入される途中に前記治具のクランプが解除されて、前記嵌合位置に前記治具が移動され、前記リングギヤを冷却して前記嵌合部に焼嵌め嵌合させるステップの後に、前記リングギヤの前記治具への保持を解除するステップをさらに備えていることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本願の請求項１に係るクランクシャフトギヤの焼嵌め装置によれば、リングギヤとクランクシャフトとの干渉を回避して、リングギヤにクランクシャフトを挿入させることができ、クランクシャフトの嵌合部にリングギヤを焼嵌め嵌合させることができる。例えば、リングギヤの内径がカウンタウェイトの外径より小さい場合であっても、リングギヤとクランクシャフトとの干渉を回避して、リングギヤにクランクシャフトを挿入させることができる。また、クランクシャフトの嵌合部の嵌合位置にリングギヤを位置決めする際に、リングギヤの拘束を解除するため、加熱されたリングギヤに応力が作用して変形することなく、リングギヤを位置決めでき、安定した焼嵌め精度を得ることができる。
【００１８】
また、本願の請求項２の発明によれば、クランクシャフトの嵌合部にリングギヤを焼嵌め嵌合させる際に、揺動駆動手段をフリー状態とすることにより、加熱されたリングギヤに応力が作用して変形することなく、リングギヤをクランクシャフトの嵌合部に倣って嵌合させることができる。そして、リングギヤを位置決め部材により確実に位置決めさせることができ、安定した焼嵌め精度を得ることができる。
【００１９】
更に、本願の請求項３の発明によれば、嵌合ヘッドに設けられた係合部と係合する位置決め部材が、第２のクランプ手段の昇降体に取り付けられるので、比較的簡単な構成で、クランクシャフトの嵌合部に対するリングギヤの高い位置決め精度を確保することができ、上記効果をより有効に奏することができる。
【００２０】
また更に、本願の請求項４の発明によれば、相対移動手段は、リングギヤをクランクシャフトの軸方向に移動させる軸方向移動手段と、クランクシャフトを上下方向に移動させる上下方向移動手段とを備えていることにより、比較的簡単な構成で、リングギヤにクランクシャフトを挿入させることができる。
【００２１】
また更に、本願の請求項５の発明によれば、加熱されたリングギヤを治具に保持して焼嵌め嵌合させるため、リングギヤに応力が作用して変形することを確実に防止してリングギヤをクランクシャフトの嵌合部に倣って嵌合させることができ、上記効果をより有効に奏することができる。リングギヤを位置決め部材により確実に位置決めさせることができ、安定した焼嵌め精度を得ることができる。
【００２２】
また更に、本願の請求項６に係るクランクシャフトギヤの焼嵌め方法によれば、リングギヤとクランクシャフトとの干渉を回避して、リングギヤにクランクシャフトを挿入させることができ、クランクシャフトの嵌合部にリングギヤを焼嵌め嵌合させることができる。例えば、リングギヤの内径がカウンタウェイトの外径より小さい場合であっても、リングギヤとクランクシャフトとの干渉を回避して、リングギヤにクランクシャフトを挿入させることができる。また、クランクシャフトの嵌合部の嵌合位置にリングギヤを位置決めする際に、リングギヤの拘束を解除するため、加熱されたリングギヤに応力が作用して変形することなく、リングギヤを位置決めでき、安定した焼嵌め精度を得ることができる。
【００２３】
また更に、本願の請求項７の発明方法によれば、リングギヤの揺動方向の動きの拘束が解除されてリングギヤが位置決めされることにより、加熱されたリングギヤに応力が作用して変形することなく、リングギヤをクランクシャフトの嵌合部に倣って嵌合させることができる。
【００２４】
また更に、本願の請求項８の発明方法によれば、加熱されたリングギヤを治具に保持して焼嵌め嵌合させるため、リングギヤに応力が作用して変形することを確実に防止してリングギヤをクランクシャフトの嵌合部に倣って嵌合させることができ、上記効果をより有効に奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１は、本実施形態に係るクランクシャフト及びリングギヤを示した側面説明図である。図１に示すように、クランクシャフト１としては、例えば直列４気筒型のクランクシャフトが用いられ、クランクシャフト１は、クランクジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５と、クランクピン部Ｐ１〜Ｐ４と、クランクジャーナル部とクランクピン部とを接続するクランクアーム部Ａ１〜Ａ８とを備えている。クランクアーム部Ａ１〜Ａ８には、クランクピン部Ｐ１〜Ｐ４に対応してカウンタウェイトＣ１〜Ｃ８が設けられている。
【００２７】
本実施形態では、クランクシャフト１に焼嵌め嵌合させるリングギヤ２の内径Ｄ１が、カウンタウェイトＣ１の外径Ｄ２より小さく形成されており、このリングギヤ２を、フライホイール（不図示）が取り付けられるフランジ部３側からクランクシャフト１に嵌め込み、クランクアーム部Ａ３及びカウンタウェイトＣ３の外周部である嵌合部４に焼嵌め嵌合させる。
【００２８】
図２は、第１の実施形態に係るクランクシャフトギヤの焼嵌め装置を概略的に示す側面説明図であり、図３は、上記クランクシャフトギヤの焼嵌め装置を概略的に示す上面説明図である。
第１の実施形態に係るクランクシャフトギヤの焼嵌め装置１０は、クランクシャフト１にリングギヤ２を焼嵌め嵌合させる装置であり、その主要な構成として、リングギヤ２を位置決め保持する第１のクランプ手段２０を備えた嵌合ヘッド３０と、クランクシャフト１を位置決め保持する第２のクランプ手段６０と、リングギヤ２をクランクシャフト１の軸方向に移動させる軸方向移動手段４０と、クランクシャフト１を上下方向に移動させる上下方向移動手段６５と、リングギヤ２を揺動させる揺動駆動手段５０とを備えている。また、上記焼嵌め装置１０は、軸方向移動手段４０、上下方向移動手段６５及び揺動駆動手段５０の作動を制御する制御ユニット８０を備えている。
【００２９】
図２に示すように、上記焼嵌め装置１０では、例えば誘導加熱装置等の加熱手段（不図示）によって約１６０℃〜２００℃に加熱膨張されたリングギヤ２が、嵌合ヘッド３０の上方より搬送され、略垂直状態で嵌合ヘッド３０に保持される。図４は、上記焼嵌め装置の嵌合ヘッドを示す正面説明図であり、図５は、上記焼嵌め装置の嵌合ヘッドを示す側面説明図である。
【００３０】
図４に示すように、嵌合ヘッド３０は、第１のクランプ手段２０を備えており、該第１のクランプ手段２０は、略水平方向に離間して配置される一対のクランプ部２０ａ、２０ｂにより構成されている。リングギヤ２は略垂直状態でクランプ部２０ａ、２０ｂの間に搬送され、リングギヤ２の外周部が第１のクランプ手段２０によってクランプされる。
【００３１】
図６は、第１のクランプ手段によるリングギヤの保持状態を模式的に示す説明図であり、図７は、図６におけるＹ７−Ｙ７線に沿った断面説明図である。
第１のクランプ手段２０を構成するクランプ部２０ａ、２０ｂはそれぞれ、クランプ本体部２１ａ、２１ｂと、リングギヤ２を保持する保持部２２ａ、２２ｂと、リングギヤ２の端面を把持する固定把持部２３ａ、２３ｂと可動把持部２４ａ、２４ｂとを備えている。上記保持部２２ａ、２２ｂ、固定把持部２３ａ、２３ｂ及び可動把持部２４ａ、２４ｂはそれぞれ、略平板状に形成されクランプ本体部２１ａ、２１ｂに取り付けられている。
【００３２】
上記可動把持部２４ａ、２４ｂはそれぞれ、矢印Ｍ１に示すように、固定把持部２３ａ、２３ｂに対して開閉可能に構成されている。また、保持部２２ａ、２２ｂはそれぞれ、図７に示すように、リングギヤ２の歯２５と噛み合う歯２６ａ、２６ｂが形成された端面２７ａ、２７ｂを備え、上記端面２７ａ、２７ｂが対向するように配置されている。
【００３３】
第１のクランプ手段２０によってリングギヤ２を位置決め保持する際には、可動把持部２４ａ、２４ｂが開状態、すなわち、図６では上方に移動した状態で、リングギヤ２がクランプ部２０ａ、２０ｂの間に搬送される。そして、クランプ本体部２１ａ、２１ｂがそれぞれ、矢印Ｍ２に示すように、リングギヤ２側に移動され、保持部２２ａ、２２ｂによってリングギヤ２がクランプされる。次に、可動把持部２４ａ、２４ｂを固定把持部２３ａ、２３ｂ側にそれぞれ移動させ、リングギヤ２を所定の位置決め状態で保持させる。このようにして、リングギヤ２は、第１のクランプ手段２０によって位置決め保持される際に、ギヤの位相や歯面振れの精度が確保されている。
【００３４】
上記第１のクランプ手段２０を備えた嵌合ヘッド３０には、第１のクランプ手段２０に保持されたリングギヤ２をクランクシャフト１の軸方向に、本実施形態では、水平方向に移動させる軸方向移動手段４０が備えられている。軸方向移動手段４０は、電動機（サーボモータ）４１を備え、電動機４１による回転運動が、ベルト４２を介して第１のネジ部４３に伝えられ、このネジ部４３に螺合するナット４４によって水平方向の直線運動に変換される。上記軸方向移動手段４０は、焼嵌め装置１０のベース部１１に対して水平方向に移動可能なスライド機構４５を備え、嵌合ヘッド３０を水平方向に移動させることができる。
【００３５】
また、嵌合ヘッド３０には、図３及び図５に示すように、第１のクランプ手段２０によって略垂直状態で保持されたリングギヤ２を揺動させる揺動駆動手段５０が備えられている。揺動駆動手段５０は、電動機（サーボモータ）５１を備え、電動機５１には第１の軸部材５２が取り付けられている。この電動機５１の運動が、第１の軸部材５２に伝えられ、第１の軸部材５２に備えられた第１のプレート部材５３を介して連結部材５４に伝えられる。そして、第２のプレート部材５５を介して、第１のクランプ手段２０のクランプ本体部２１ａ、２１ｂが取り付けられた第２の軸部材５６に伝えられる。
【００３６】
このようにして、揺動駆動手段５０は、矢印Ｍ３に示すように回動される第１の軸部材５２の運動を、連結部材５４を介して第２の軸部材５６に伝えることで、第１のクランプ手段２０によってリングギヤ２が保持された状態で、矢印Ｍ４に示すように、リングギヤ２を垂直状態から前後方向に傾けることができる。
【００３７】
一方、第２のクランプ手段６０は、クランクシャフト１を下方側より保持する保持部材６１と、クランクシャフト１を上方側よりクランプするクランプ部材７０と、クランプ部材７０が取り付けられる昇降体７１と、昇降体７１を昇降させる昇降体駆動手段７２とで構成されている。
【００３８】
上記保持部材６１及びクランプ部材７０はそれぞれ、略平板状で形成され略垂直状態で配置されている。保持部材６１の上端部には、クランクピン部及びクランクジャーナル部に対応して上方に開口した略半円状の凹部（不図示）が形成され、クランプ部材７０の下端部には、クランクピン部及びクランクジャーナル部に対応して下方に開口した略半円状の凹部（不図示）が形成される。
【００３９】
クランプ部材７０は、略平板状に形成され水平方向に配置された昇降体７１の下方に取り付けられ、該昇降体７１は、昇降体７１を上下方向に昇降させる昇降体駆動手段７２に連結されている。上記昇降体駆動手段７２は、駆動シリンダ７３を備え、駆動シリンダ７３に連結された昇降体７１を下方向に移動させることで、保持部材６１に保持されたクランクシャフト１をクランプすることができる。なお、上記シリンダ７３は、上端部が水平方向に延び略直角状に形成された支柱８に連結されている。
【００４０】
また、本実施形態では、リングギヤ２にクランクシャフト１の嵌合部４が挿入された嵌合位置にリングギヤ２を位置決めするための位置決め部材７４が、第２のクランプ手段の昇降体７１に取り付けられている。位置決め部材７４は、略平板状に形成され略垂直状態で配置されている。上記位置決め部材７４に係合する係合部３１が、図３に示すように、嵌合ヘッド３０に設けられており、嵌合ヘッド３０がクランクシャフト１側に移動される際に係合部３１が位置決め部材７４に係合することで、リングギヤ２をクランクシャフト１の嵌合部４に位置決めすることができる。
【００４１】
一方、保持部材６１は、クランクシャフト１を保持した状態で、クランクシャフト１を上下方向に移動させる上下方向移動手段６５に取り付けられている。上下方向移動手段６５は、電動機（サーボモータ）６６を備え、電動機６６による回転運動が、ベルト６７を介してナット６８に伝えられ、かかるナット６８によって第２のネジ部６９に対する上下方向の直線運動に変換される。
【００４２】
このようにして、上下方向移動手段６５は、保持部材６１を上下方向に移動させることができる。この上下方向移動手段６５は、保持部材６１とクランプ部材７０とによってクランクシャフト１がクランプされた状態で、クランクシャフト１を上下方向に移動させることができる。
【００４３】
なお、上記焼嵌め装置１０には、その他の構成として、第２のクランプ手段６０によってクランクシャフト１が保持された状態で、クランクシャフト１の端部と係合しクランクシャフト１が軸方向に移動することを抑制するストッパ機構８５が備えられている。ストッパ機構８５は、上下方向に配置されたシリンダ８６と、テーパ状の端面を有する第１の係止部材８７と、上記端面に係合するテーパ状の端面を有し略水平方向に配置される第２の係止部材８９とを備えている。このストッパ機構８５は、第１の係止部材８７が下方に移動されることで第２の係止部材８９がクランクシャフト１側に移動し、クランクシャフト１の端部と係合してクランクシャフト１が軸方向に移動されることを抑制する。
【００４４】
また、上記制御ユニット８０は、クランクシャフト１にリングギヤ２を焼嵌め嵌合させる際に、リングギヤ２を水平方向に移動させる軸方向移動手段４０と、リングギヤ２を揺動させる揺動駆動手段５０と、クランクシャフト１を上下方向に移動させる上下方向移動手段６５の作動を制御するとともに、昇降体駆動手段７２の作動を制御する。なお、上記制御ユニット８０は、好ましくは、マイクロコンピュータを主要部として構成されている。
【００４５】
次に、クランクシャフト１にリングギヤ２を嵌め込む際の焼嵌め装置１０の作動について説明する。
図８は、クランクシャフトに対するリングギヤの嵌め込みを模式的に示す説明図である。なお、図８では、クランクシャフトに対するリングギヤの相対移動を示している。
上記焼嵌め装置１０では、リングギヤ２が第１のクランプ手段２０によって嵌合ヘッド３０に保持されるとともに、クランクシャフト１が第２のクランプ手段６０、すなわち、保持部材６１とクランプ部材７０とによってクランプされた後に、上下方向移動手段６５によって上方へ移動され、リングギヤ２がクランクシャフト１の軸方向に配置される。図８では、この状態が、クランクシャフト１に対するリングギヤ２の相対位置Ｌ１で表されている。なお、図８では、クランクシャフト１に対するリングギヤ２の相対位置をそれぞれＬ１〜Ｌ８で表す。
【００４６】
上記焼嵌め装置１０では、Ｌ１状態にあるリングギヤ２を、軸方向移動手段４０によってクランクシャフト１側に移動させ、クランクジャーナル部Ｊ１の外側に位置付ける（ステップＳ１）。その後、クランクシャフト１が上下方向移動手段６５によって上方に移動される。図８では、この状態がＬ２で示されており、クランクシャフト１に対してリングギヤ２が下方に移動したように表されている。
【００４７】
次に、Ｌ２状態にあるリングギヤ２を、軸方向移動手段４０によってクランクシャフト１側にさらに移動させるとともに、揺動駆動手段５０によってリングギヤ２の下端側がクランクシャフト１側に傾くように傾斜させることで、リングギヤ２は、Ｌ３状態に示すように、クランクシャフト１のカウンタウェイトＣ１に干渉することなく、カウンタウェイトＣ１を通過することができる（ステップＳ２）。
【００４８】
そして、揺動駆動手段５０によるリングギヤ２の傾きを保持した状態で、クランクシャフト１が上下方向移動手段６５によって下方に移動される。図８では、この状態がＬ４で示され、クランクシャフト１に対してリングギヤ２が上方に移動したように表されている（ステップＳ３）。
【００４９】
続いて、Ｌ４状態にあるリングギヤ２を、軸方向移動手段４０によってクランクシャフト１側にさらに移動させるとともに、揺動駆動手段５０によってリングギヤ２の上端側がクランクシャフト１側に傾くように傾斜させることで、リングギヤ２は、Ｌ５状態に示すように、クランクアーム部Ａ１、クランクピン部Ｐ１、クランクアーム部Ａ２を通過することができる（ステップＳ４）。
【００５０】
揺動駆動手段５０によってＬ５状態にあるリングギヤ２の傾きを保持した状態で、次に、クランクシャフト１が上下方向移動手段６５によって上方に移動される。この状態がＬ６で示され、クランクシャフト１に対してリングギヤ２が下方に移動したように表されている（ステップＳ５）。
【００５１】
ステップＳ５の後に、Ｌ６状態にあるリングギヤ２を、軸方向移動手段４０によってクランクシャフト１側にさらに移動させるとともに、揺動駆動手段５０によってリングギヤ２が略垂直方向に位置付けられ、リングギヤ２は、Ｌ７状態に示すように、カウンタウェイトＣ２に干渉することなく、カウンタウェイトＣ２を通過することができ、クランクジャーナル部Ｊ２の外側に位置付けられる（ステップＳ６）。
【００５２】
そして、Ｌ７状態にあるリングギヤ２を、軸方向移動手段４０によってクランクシャフト１側にさらに移動させることで、リングギヤ２は、Ｌ８状態に示すように、リングギヤ２が焼嵌め嵌合されるクランクシャフト１の嵌合部４の外側に位置付けられる（ステップＳ７）。このＬ８状態は、嵌合ヘッド３０に設けられる係合部３１と、昇降体７４に取り付けられた位置決め部材７４とが係合（当接）する位置であり、本実施形態では、リングギヤ２にクランクシャフト１の嵌合部４が挿入された嵌合位置にリングギヤ２を位置決めする際に、具体的には位置決め部材７４にリングギヤ２が当接する嵌合前に、リングギヤ２を揺動させる揺動駆動手段５０をフリー状態にさせ、その後、リングギヤ２が軸方向移動手段４０によってクランクシャフト１側にさらに移動されることで、リングギヤ２が嵌合部４に倣って嵌合され、嵌合ヘッド３０が位置決め部材で位置決めされる。
【００５３】
次に、例えばエアブロー等の冷却手段（不図示）を用いてリングギヤ２を冷却収縮させ、リングギヤ２をクランクシャフト１の嵌合部４に焼嵌め嵌合させる。なお、上記制御ユニット８０は、上記嵌合位置にリングギヤ２を位置決めする際に、リングギヤ２の拘束を解除するように制御する。具体的には、上記嵌合位置にリングギヤ２を位置決めする際に、揺動駆動手段５０をフリー状態（リングギヤ２の揺動を規制しない状態）とするように制御する。
【００５４】
このようにして、本実施形態では、焼嵌め装置１０を用いて、軸方向移動手段４０と、揺動駆動手段５０と、上下方向移動手段６５とを組み合わせて、図８に示すように、リングギヤ２とクランクシャフト１との干渉を回避して、リングギヤ２にクランクシャフト１を挿入することができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、リングギヤ２とクランクシャフト１とを相対的に移動させ、リングギヤ２にクランクシャフト１を挿入させる相対移動手段が、リングギヤ２をクランクシャフト１の軸方向に移動させる軸方向移動手段４０と、クランクシャフトを上下方向に移動させる上下方向移動手段６５とで構成されているが、クランクシャフト１をクランクシャフト１の軸方向に移動させ、リングギヤ２を上記軸方向に直交する方向に移動させて、リングギヤ２にクランクシャフト１を挿入させるようにしてもよく、また、クランクシャフト１を位置決め保持させた状態で、リングギヤ２をクランクシャフト１の軸方向に移動させるとともに上記軸方向に直交する方向に移動させて、リングギヤ２にクランクシャフト１を挿入させるようにしてもよい。
【００５６】
このように、本実施形態に係るクランクシャフトギヤの焼嵌め装置１０によれば、リングギヤとクランクシャフトとの干渉を回避して、リングギヤにクランクシャフトを挿入させることができ、クランクシャフトの嵌合部にリングギヤを焼嵌め嵌合させることができる。例えば、リングギヤの内径がカウンタウェイトの外径より小さい場合であっても、リングギヤとクランクシャフトとの干渉を回避して、リングギヤにクランクシャフトを挿入させることができる。また、クランクシャフトの嵌合部の嵌合位置にリングギヤを位置決めする際に、リングギヤの拘束を解除するため、加熱されたリングギヤに応力が作用して変形することなく、リングギヤを位置決めでき、安定した焼嵌め精度を得ることができる。
【００５７】
また、クランクシャフト１の嵌合部４にリングギヤ２を焼嵌め嵌合させる際に、揺動駆動手段５０をフリー状態とすることにより、加熱されたリングギヤに応力が作用して変形することなく、リングギヤをクランクシャフトの嵌合部に倣って嵌合させることができる。そして、リングギヤを位置決め部材により確実に位置決めさせることができ、揺動運動に伴い嵌合前のリングギヤの姿勢に少しバラツキがあっても安定した焼嵌め精度を得ることができる。
【００５８】
更に、嵌合ヘッド３０に設けられた係合部３１と係合する位置決め部材７４が、第２のクランプ手段の昇降体７１に取り付けられるので、比較的簡単な構成で、クランクシャフトの嵌合部に対するリングギヤの高い位置決め精度を確保することができ、上記効果をより有効に奏することができる。
【００５９】
また更に、上記相対移動手段は、リングギヤ２をクランクシャフト１の軸方向に移動させる軸方向移動手段４０と、クランクシャフト１を上下方向に移動させる上下方向移動手段６５とを備えていることにより、比較的簡単な構成で、リングギヤにクランクシャフトを挿入させることができる。
【００６０】
また、本実施形態に係るクランクシャフトギヤの焼嵌め方法では、加熱したリングギヤをクランクシャフトの軸方向に配置させるステップと、リングギヤとクランクシャフトとをクランクシャフトの軸方向に相対的に移動させる軸方向移動と、リングギヤとクランクシャフトとを上記軸方向に直交する方向に相対的に移動させる直交方向移動と、リングギヤの揺動とを組み合わせて、リングギヤにクランクシャフトを挿入させるステップと、リングギヤにクランクシャフトの嵌合部が挿入された嵌合位置にリングギヤを位置決めする際に、リングギヤの拘束を解除してリングギヤを位置決めするステップと、上記挿入位置にリングギヤが位置決めされた後に、リングギヤを冷却して嵌合部に焼嵌め嵌合させるステップとを備え、リングギヤの拘束を解除してリングギヤを位置決めするステップでは、リングギヤの揺動方向の動きの拘束が解除されてリングギヤが位置決めされる。
【００６１】
このように、本実施形態に係るクランクシャフトギヤの焼嵌め方法によれば、リングギヤとクランクシャフトとの干渉を回避して、リングギヤにクランクシャフトを挿入させることができ、クランクシャフトの嵌合部にリングギヤを焼嵌め嵌合させることができる。例えば、リングギヤの内径がカウンタウェイトの外径より小さい場合であっても、リングギヤとクランクシャフトとの干渉を回避して、リングギヤにクランクシャフトを挿入させることができる。また、クランクシャフトの嵌合部の嵌合位置にリングギヤを位置決めする際に、リングギヤの拘束を解除するため、加熱されたリングギヤに応力が作用して変形することなく、リングギヤを位置決めでき、安定した焼嵌め精度を得ることができる。
【００６２】
また、リングギヤの揺動方向の動きの拘束が解除されてリングギヤが位置決めされることにより、加熱されたリングギヤに応力が作用して変形することなく、リングギヤをクランクシャフトの嵌合部に倣って嵌合させることができる。
【００６３】
次に、第２の実施形態に係るクランクシャフトギヤの焼嵌め装置について、図９〜図２０を参照して説明する。
第２の実施形態に係るクランクシャフトギヤの焼嵌め装置は、後述するように、リングギヤを保持するための治具を用い、該治具を保持する第１のクランプ手段を備えた嵌合ヘッドと、クランクシャフトを位置決め保持する第２のクランプ手段と、リングギヤをクランクシャフトの軸方向に移動させる軸方向移動手段と、リングギヤを上下方向に移動させる上下方向移動手段と、リングギヤを揺動させる揺動駆動手段と、リングギヤの嵌合位置に治具を移動させる第３のクランプ手段と、リングギヤの焼嵌め後にリングギヤの治具への保持を解除する保持解除手段とを備えている。また、上記焼嵌め装置は、軸方向移動手段、上下方向移動手段、揺動駆動手段、第３のクランプ手段及び保持解除手段の作動を制御する制御ユニットを備えている。
【００６４】
図９は、第２の実施形態に係るクランクシャフトギヤの焼嵌め装置に用いる治具を示す正面説明図であり、図１０は、図９におけるＹ１０−Ｙ１０線に沿った断面説明図、図１１は、図９におけるＹ１１−Ｙ１１線に沿った断面説明図、図１２は、図９におけるＹ１２−Ｙ１２線に沿った断面説明図である。なお、図９〜図１２では、上記治具に保持されるリングギヤを二点鎖線で示している。
【００６５】
図９に示すように、上記治具１１０は、リングギヤ１０２を受容するために略円形状の開口部１１１を有する略平板状の板状部材１１２に、リングギヤ１０２を保持するための保持具１１３が取り付けられて構成されている。保持具１１３は、板状部材１１２の孔部１１４に固定して取り付けられる取付軸部１１３ａと、取付軸部１１３ａに対し、矢印Ｍ１１に示すように回動可能に連結される回動部１１３ｂとを備え、回動部１１３ｂには、略１５０度の間隔を有する２つの爪部１１３ｃ、１１３ｄが設けられている。
【００６６】
開口部１１１側に位置する爪部１１３ｃは、図１０に示すように、板状部材１１２側に突出する保持部１１３ｅを備え、板状部材１１２には、保持部１１３ｅが回動する際に板状部材１１２と干渉しないように、板状部材１１２の一方の端面１１２ａから凹状に窪む湾曲状の溝部１１５が形成されている。
【００６７】
一方、板状部材１１２の他方の端面１１２ｂには、開口部１１１の周縁部から内方へ延び、リングギヤ１０２と当接してリングギヤ１０２を支える受け部１１２ｃが備えられ、受け部１１２ｃは、平面視で略台形状に形成され、開口部１１１の周縁部において略６０度の等間隔で設けられている。板状部材１１２はまた、図１２に示すように、板状部材１１２の側面１１２ｄから開口部１１１の内方へ突出する凸部１１６を備えている。リングギヤ１０２が板状部材１１２に保持される際に、リングギヤ１０２の歯溝１０２ａに凸部１１６が挟まるようにしてリングギヤ１０２を板状部材１１２に組み付けることで、リングギヤ１０２の位相が確保される。
【００６８】
更に、板状部材１１２は、略矩形状に形成された２つの取手部１１７を備え、取手部１１７は、略対向する位置に設けられている。本実施形態では、板状部材１１２はまた、板状部材１１２の端面１１２ｂから突出し、後述する第３のクランプ手段によってクランプされる略円形状のクランプ部１１８を備え、クランプ部１１８は、開口部１１１の周縁部において略１２０度の等間隔で設けられている。
【００６９】
このようにして構成される治具１１０では、保持具１１３を開状態にして、すなわち爪部１１３ｃに備えられた保持部１１３ｅが溝部１１５内に収められた状態で、リングギヤ１０２が板状部材１１２の開口部１１１に嵌め込まれる。開口部１１１内にリングギヤ１１２が嵌め込まれると、溝部１１５内に収められた保持部１１３ｅを開口部１１１側に移動させるように爪部１１３ｃを回動させ、保持部１１３ｅをリングギヤ１０２と係合させてリングギヤ１０２を治具１１０に保持させる。これにより、リングギヤ１０２は、一方の端面１０２ｂが受け部１１２ｃによって支持され、他方の端面１０２ｃが保持部１１３ｅによって保持されて治具１１０に保持される。
【００７０】
一方、リングギヤ１０２を治具１１０からはずす場合には、リングギヤ１０２と係合している保持部１１３ｅを溝部１１５内に収めるように爪部１１３ｃを回動させて、リングギヤ１０２を治具１１０の開口部１１１からはずすことができる。このようにして、治具１１０は、リングギヤ１０２を着脱可能に保持するように構成されている。
【００７１】
図１３は、上記焼嵌め装置の嵌合ヘッドを示す上面説明図であり、図１４は、上記焼嵌め装置の嵌合ヘッドを示す正面説明図、図１５は、上記嵌合ヘッドに設けられる揺動手段の要部を示す側面説明図、図１６は、上記嵌合ヘッドに設けられる揺動手段の別の要部を示す側面説明図である。なお、図１３〜図１５では、リングギヤ１０２及び該リングギヤ１０２を保持する治具１１０を二点鎖線で示している。
【００７２】
図１３に示すように、嵌合ヘッド１３０は、リングギヤ１０２を保持した治具１１０をクランプして保持する第１のクランプ手段１２０を備え、第１のクランプ手段１２０は、治具１１０の取手部１１７を把持する固定把持部１２１と可動把持部１２２とを備えている。可動把持部１２２は、例えば軸ピン等の連結手段１２３によって固定把持部１２１に連結されるとともに、その後端部１２４が、駆動シリンダ１２５に連結されている。第１のクランプ手段１２０では、駆動シリンダ１２５を作動させることにより、固定把持部１２１に対して可動把持部１２２を開閉させ、治具１１０をクランプして保持することができる。なお、嵌合ヘッド１３０として、例えばロボットハンド等を用いることができる。
【００７３】
また、嵌合ヘッド１３０は、第１のクランプ手段１２０が固定して取り付けられるフランジ部１３０ａと、略円柱状の本体部１３０ｂとを備え、本体部１３０ｂは、アーム１３１に形成された穴部１３１ａに回動可能に取り付けられ、治具１１０が略垂直状態に保持された状態で、リングギヤ１０２を揺動させる揺動駆動手段１５０に連結されている。
【００７４】
揺動駆動手段１５０は、電動機（サーボモータ）１５１を備え、電動機１５１には、第１のプレート部材１５２が取り付けられ、第１のプレート部材１５２は、第１の連結部材１５３を介して第２のプレート部材１５４と連結されている。また、第２のプレート部材１５４は、軸部材１５５を介して第３のプレート部材１５６と連結され、第３のプレート部材１５６は、第２の連結部材１５７を介して第４のプレート部材１５８と連結されている。この第４のプレート部材１５８は、嵌合ヘッド１３０の本体部１３０ｂに固定して取り付けられている。
【００７５】
揺動駆動手段１５０では、電動機１５１の運動が、第１のプレート部材１５２に伝えられ、第１のプレート部材１５２に伝えられた運動が、第１の連結部材１５３を介して第２のプレート部材１５４に伝えられるとともに、第３のプレート部材１５６に伝えられる。そして、この第３のプレート部材１５６の運動が、第２の連結部材１５７を介して第４のプレート部材１５８に伝えられ、第４のプレート部材１５８に取り付けられた嵌合ヘッド１３０の本体部１３０ｂに伝えられる。
【００７６】
このようにして、揺動駆動手段１５０では、電動機１５１によって、矢印Ｍ１２に示すように第１のプレート部材１５２を回動させることで、矢印Ｍ１３に示すように第２のプレート部材１５４を回動させるとともに、矢印Ｍ１４に示すように第３のプレート部材を回動させ、さらに、矢印Ｍ１５に示すように第４のプレート部材１５８を回動させ、矢印Ｍ１６に示すように、治具１１０によって保持されたリングギヤ１０２を略垂直状態から前後方向に傾け揺動させることができる。
【００７７】
また、嵌合ヘッド１３０は、治具１１０を保持した状態で、リングギヤ１０２を上下方向へ移動させる上下方向移動手段１６５に取り付けられている。上下方向移動手段１６５は、電動機（サーボモータ）１６６を備え、電動機１６６による回転運動が、ピニオン１６７及びラック１６８を介して該ラック１６８が取り付けられた昇降部材１６９の上下方向の直線運動に変換される。なお、昇降部材１６９は、図１５に示すように、ベース部１７０から略垂直方向に延びる支持体１７１に対し、ガイドレール１７２を介して上下方向に移動可能に構成されている。
【００７８】
このようにして構成される上下方向移動手段１６５では、電動機１６６を作動させることで、矢印Ｚ１１に示すように、昇降部材１６９を上下方向に移動させることができる。第１のクランプ手段１２０を備えた嵌合ヘッド１３０の本体部１３０ｂがアーム１３１に取り付けられ、アーム１３１が昇降部材１６９に取り付けられているので、昇降部材１６９が上下方向に移動されることにより、リングギヤ１０２が上下方向に移動される。
【００７９】
更に、嵌合ヘッド１３０には、第１のクランプ手段１２０に保持された治具１１０をクランクシャフト１０１の軸方向に、具体的には、矢印Ｘ１１に示すように水平方向に移動させる軸方向移動手段１４０が取り付けられている。軸方向移動手段１４０としては、例えば、上記軸方向移動手段４０を用いることができる。
【００８０】
このようにして、リングギヤ１０２を着脱可能に保持した治具１１０をクランプして保持する第１のクランプ手段１２０を備えた嵌合ヘッド１３０は、治具１１０にリングギヤ１０２を保持させた状態で、リングギヤ１０２を略垂直状態から前後方向に揺動させるとともに、上下方向及び前後方向に移動させることができる。
【００８１】
なお、嵌合ヘッド１３０に保持されたリングギヤ１０２は、例えば誘導加熱装置等の加熱手段（不図示）を用いて、例えば約１６０℃〜２００℃に加熱される。また、リングギヤ１０２を保持する治具１１０を、例えば仮置き台などに仮置きし、この仮置き台上で加熱手段を用いてリングギヤを加熱し、この加熱されたリングギヤを保持した治具を、例えばロボットハンド等の搬送手段によって嵌合ヘッド１３０に取り付けるようにしてもよい。
【００８２】
図１７は、上記焼嵌め装置の第２及び第３のクランプ手段を示す側面説明図であり、図１８は、上記焼嵌め装置の第２及び第３のクランプ手段を示す上面説明図、図１９は、上記第２及び第３のクランプ手段の要部を示す側面説明図、図２０は、図１８におけるＡ方向から見た上記第３のクランプ手段及び保持解除手段の正面説明図である。
【００８３】
図１９に示すように、クランクシャフト１０１を保持する第２のクランプ手段１６０は、クランクシャフト１０１を下方側より保持する保持部材１６１、１６２、１６３と、クランクシャフト１０１を上方側よりクランプするクランプ部材１６４とで構成され、保持部材１６１、１６２、１６３及びクランプ部材１６４は、ベース部１７５に取り付けられている。
【００８４】
保持部材１６１、１６２、１６３はそれぞれ、その上端部にクランクピン部及びクランクジャーナル部に対応して略半円状の凹部（不図示）が形成されている。一方、クランプ部材１６４は、図２０に示される略Ｌ字状に形成されたブラケット１７２を介して、ベース部１７５に取り付けられた駆動シリンダ１７３のロッド部１７４に連結されている。駆動シリンダ１７３によってロッド部１７４を伸縮させることにより、クランプ部材１６４は、上下方向に移動され、クランクシャフト１０１のクランクジャーナル部を上方よりクランプできるように構成されている。
【００８５】
上記のように、焼嵌め装置１００では、加熱されたリングギヤ１０２が、治具１１０によって保持されるとともに該治具１１０が第１のクランプ手段１２０によって嵌合ヘッド１３０にクランプして保持され、第２のクランプ手段１６０によって位置決め保持されたクランクシャフト１０１の軸方向に配置される。なお、治具１１０は、保持具１１３を有する端面１１２ａをクランクシャフト側に向けて配置される。
【００８６】
焼嵌め装置１００では、クランクシャフト１０１が第２のクランプ手段１６０によって位置決め保持された状態で、嵌合ヘッド１３０に保持されたリングギヤ１０２が、軸方向移動手段１４０によりクランクシャフト１０１の軸方向に移動され、上下方向移動手段１６５により上下方向に移動され、揺動駆動手段１５０により揺動させられる。
【００８７】
これにより、図８に示すように、軸方向移動手段１４０と、揺動駆動手段１５０と、上下方向移動手段１６５とを組み合わせて、リングギヤ１０２とクランクシャフト１０１との干渉を回避して、リングギヤ１０２にクランクシャフト１０１を挿入させることができる。
【００８８】
なお、第１の実施形態に係るクランクシャフトギヤの焼嵌め装置１０では、クランクシャフト１が上下方向に移動され、リングギヤ２がクランクシャフト１の軸方向に移動されるとともに揺動され、リングギヤ２にクランクシャフト１が挿入されるが、第２の実施形態に係るクランクシャフトギヤの焼嵌め装置１００では、クランクシャフト１０１が位置決め保持された状態で、リングギヤ１０２がクランクシャフト１０１の軸方向及び該軸方向に直交する方向である上下方向に移動されるとともに揺動され、リングギヤ１０２にクランクシャフト１０１が挿入される。
【００８９】
また、焼嵌め装置１００では、保持部材１６３に略平板状の位置決め部材１８０が取り付けられている。この位置決め部材１８０は、クランクシャフト１０１にリングギヤ１０２を嵌め込む際に、リングギヤ１０２を保持した治具１１０と当接することにより、リングギヤ１０２にクランクシャフト１０１の嵌合部が挿入された嵌合位置にリングギヤ１０２を位置決めさせるように位置付けられている。なお、位置決め部材１８０には、該位置決め部材１８０に治具１１０の端面１１２ａが当接するように、保持具１１３に対応して切欠部１８０ａが設けられている。
【００９０】
位置決め部材１８０にはまた、上記嵌合位置にリングギヤ１０２を位置決めさせる第３のクランプ手段１８５が備えられている。第３のクランプ手段１８５は、位置決め部材１８０に取り付けられた駆動シリンダ１８６と、駆動シリンダ１８６に取り付けられたクランプアーム１８７とで構成され、クランプアーム１８７は、駆動シリンダ１８６に、矢印Ｍ１７に示すように回動可能に取り付けられ、また、矢印Ｘ１２に示すようにクランクシャフト１０１の軸方向に移動可能に取り付けられている。
【００９１】
第３のクランプ手段１８５は、図２０に示すように、治具１１０のクランプ部１１８をクランプするために該クランプ部１１８に対応してそれぞれ設けられ、クランプアーム１８７が治具１１０のクランプ部１１８をクランプしていない開状態（図２０の二点鎖線参照）と、クランプアーム１８７が治具１１０のクランプ部１１８をクランプしている閉状態（図２０の実線参照）をとり得る。なお、第３のクランプ手段１８５の作動は、具体的には駆動シリンダ１８６の作動は、上記焼嵌め装置１００の制御ユニット（不図示）によって制御される。
【００９２】
また、焼嵌め装置１００は、リングギヤ１０２がクランクシャフト１０１の嵌合部に嵌め込まれた上記嵌合位置にリングギヤ１０２が位置決めされた後に、リングギヤ１０２及び治具１１０を冷却する、例えばエアブロー等の冷却手段（不図示）を備え、該冷却手段は、例えば位置決め部材１８０などに取り付けられている。
【００９３】
更に、焼嵌め装置１００は、クランクシャフト１０１にリングギヤ１０２が焼嵌め嵌合された後に、リングギヤ１０２の治具１１０への保持を解除するための保持解除手段１９０を備えている。保持解除手段１９０は、駆動シリンダ１９１と、駆動シリンダ１９１に連結されるロッド１９２とを備え、ロッド１９２は、矢印Ｚ１２に示すように上下方向に移動可能に構成されている。保持解除手段１９０では、上記制御ユニットによって駆動シリンダ１９１を作動させることにより、ロッド１９２が上方に移動して保持具１１３の爪部１１３ｄを押し上げ、これにより爪部１１３ｃを回動させて保持部１１３ｅを溝部１１５内に移動させ、治具１１０によるリングギヤ１０２の保持を解除する。
【００９４】
なお、焼嵌め装置１００においても、第２のクランプ手段１６０によってクランクシャフト１０１が位置決め保持された状態で、クランクシャフト１０１の端部と係合しクランクシャフト１０１が軸方向に移動することを抑制するストッパ機構１９５が備えられている。
【００９５】
このようにして構成される焼嵌め装置１００では、加熱されたリングギヤ１０２が治具１１０に保持され、この治具１１０が第１のクランプ手段１２０によってクランプして保持された状態で、リングギヤ１０２がクランクシャフト１０１の軸方向に配置される。そして、軸方向移動手段１４０と、上下方向移動手段１６５と、揺動駆動手段１５０とによってリングギヤ１０２をクランクシャフト１０１に嵌め込む。なお、リングギヤ１０２をクランクシャフト１０１に嵌め込む際には、第３のクランプ手段１８５は開状態にされている。
【００９６】
本実施形態では、リングギヤ１０２にクランクシャフト１０１の嵌合部が挿入される途中に、具体的にはリングギヤ１０２にクランクシャフト１０１の嵌合部が挿入された嵌合位置の、例えば２、３ｍｍなど数ミリメートル手前までリングギヤ１０２をクランクシャフト１０１に嵌め込んだ後に、第１のクランプ手段１２０による治具１１０のクランプを解除させる。第１のクランプ手段１２０による治具１２０のクランプが解除されることにより、リングギヤ１０２は治具１１０に保持された状態で、クランクシャフト１０１の嵌合部に仮置きされる。
【００９７】
第１のクランプ手段１２０による治具１１０のクランプが解除された後に、第３のクランプ手段１８５の駆動シリンダ１８６を作動させ、クランプアーム１８７を旋回させて引き込み、治具１１０を位置決め部材１８０に当接させ、上記嵌合位置にリングギヤを位置決めさせる。
【００９８】
第３のクランプ手段１８５によって治具１１０がクランプして保持され、治具１１０が位置決め部材１８０に当接した状態で、すなわち、上記嵌合位置にリングギヤ１０２が位置決めされた状態で、上記冷却手段によってリングギヤ１０２を冷却してリングギヤ１０２をクランクシャフト１０１の嵌合部に焼嵌め嵌合させる。
【００９９】
リングギヤ１０２がクランクシャフト１０１の嵌合部に焼嵌め嵌合された後には、保持解除手段１９０の駆動シリンダ１９１を作動させ、治具１１０によるリングギヤ１０２の保持が解除される。なお、リングギヤ１０２の保持が解除された治具１１０は、再び第１のクランプ手段１２０によってクランプされ、軸方向移動手段１４０と、上下方向移動手段１６５と、揺動駆動手段１５０とを組み合わせてクランクシャフト１０１から取り外される。
【０１００】
なお、本実施形態では、リングギヤ１０２とクランクシャフト１０１とを相対的に移動させ、リングギヤ１０２にクランクシャフト１０１を挿入させる相対移動手段が、リングギヤ１０２をクランクシャフト１０１の軸方向に移動させる軸方向移動手段１４０と、リングギヤを上下方向に移動させる上下方向移動手段１６５とで構成されているが、リングギヤ１０２をクランクシャフト１０１の軸方向に移動させ、クランクシャフト１０１を上下方向に移動させるようにしてもよい。
【０１０１】
このように、本実施形態に係るクランクシャフトの焼嵌め装置１００によれば、加熱されたリングギヤ１０２を治具１１０に保持して焼嵌め嵌合させるため、リングギヤに応力が作用して変形することを確実に防止してリングギヤをクランクシャフトの嵌合部に倣って嵌合させることができる。リングギヤを位置決め部材により確実に位置決めさせることができ、安定した焼嵌め精度を得ることができる。
【０１０２】
また、本実施形態に係るクランクシャフトの焼嵌め方法では、加熱されたリングギヤ１０２が、リングギヤ１０２を着脱可能に保持する治具１１０に保持されるとともに、治具１１０がクランプされてリングギヤ１０２がクランクシャフト１０１の軸方向に配置され、リングギヤ１０２にクランクシャフト１０１の嵌合部が挿入される途中に治具１０１のクランプが解除されて、上記嵌合位置に治具１０１が移動される。また、リングギヤ１０２を冷却して上記嵌合部に焼嵌め嵌合させた後に、リングギヤ１０２の治具１１０への保持を解除するステップを備えている。
【０１０３】
このように、本実施形態に係るクランクシャフトの焼嵌め方法によれば、加熱されたリングギヤを治具に保持して焼嵌め嵌合させるため、リングギヤに応力が作用して変形することを確実に防止してリングギヤをクランクシャフトの嵌合部に倣って嵌合させることができる。
【０１０４】
第２の実施形態に係るクランクシャフトギヤの焼嵌め装置１００では、上記嵌合位置にリングギヤ１０２を位置決めする際に、第１のクランプ手段１２０による治具１１０のクランプを解除した後に、第３のクランプ手段１８５によって治具１１０を位置決め部材１８０に当接させて上記嵌合位置にリングギヤ１０２を位置決めさせているが、第３のクランプ手段１８５を用いることなく、第１のクランプ手段１２０によってリングギヤ１０２を保持した治具１１０をクランプした状態で、上記嵌合位置にリングギヤ１０２を位置決めさせることも可能である。かかる場合においても、治具１１０を位置決め部材１８０に当接させる際に、揺動駆動手段１５０をフリー状態とすることで、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１０５】
なお、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。例えば、前述した実施形態では、例えば直列４気筒型のクランクシャフトを例に挙げたが、これに限定されることなく、本発明は、リングギヤを焼嵌め嵌合させるその他のクランクシャフトにも同様に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、クランクシャフトにリングギヤを焼嵌め嵌合させるクランクシャフトギヤの焼嵌め装置であり、特に、リングギヤの内径がカウンタウェイトの外径より小さいリングギヤをクランクシャフトに焼嵌めする場合に好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本実施形態に係るクランクシャフト及びリングギヤを示した側面説明図である。
【図２】第１の実施形態に係るクランクシャフトギヤの焼嵌め装置を概略的に示す側面説明図である。
【図３】上記クランクシャフトギヤの焼嵌め装置を概略的に示す上面説明図である。
【図４】上記焼嵌め装置の嵌合ヘッドを示す正面説明図である。
【図５】上記焼嵌め装置の嵌合ヘッドを示す側面説明図である。
【図６】第１のクランプ手段によるリングギヤの保持状態を模式的に示す説明図である。
【図７】図６におけるＹ７−Ｙ７線に沿った断面説明図である。
【図８】クランクシャフトに対するリングギヤの嵌め込みを模式的に示す説明図である。
【図９】第２の実施形態に係るクランクシャフトギヤの焼嵌め装置に用いる治具を示す正面説明図である。
【図１０】図９におけるＹ１０−Ｙ１０線に沿った断面説明図である。
【図１１】図９におけるＹ１１−Ｙ１１線に沿った断面説明図である。
【図１２】図９におけるＹ１２−Ｙ１２線に沿った断面説明図である。
【図１３】上記焼嵌め装置の嵌合ヘッドを示す上面説明図である。
【図１４】上記焼嵌め装置の嵌合ヘッドを示す正面説明図である。
【図１５】上記嵌合ヘッドに設けられる揺動手段の要部を示す側面説明図である。
【図１６】上記嵌合ヘッドに設けられる揺動手段の別の要部を示す側面説明図である。
【図１７】上記焼嵌め装置の第２及び第３のクランプ手段を示す側面説明図である。
【図１８】上記焼嵌め装置の第２及び第３のクランプ手段を示す上面説明図である。
【図１９】上記第２及び第３のクランプ手段の要部を示す側面説明図である。
【図２０】図１８におけるＡ方向から見た上記第３のクランプ手段及び保持解除手段の正面説明図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１、１０１  クランクシャフト
２、１０２  リングギヤ
４  嵌合部
１０、１００  焼嵌め装置
２０、１２０  第１のクランプ手段
３０、１３０  嵌合ヘッド
３１  係合部
４０、１４０  軸方向移動手段
５０、１５０  揺動駆動手段
６０、１６０  第２のクランプ手段
６１、１６１、１６２、１６３  保持部材
６５、１６５  上下方向移動手段
７０、１６４  クランプ部材
７１  昇降体
７２  昇降体駆動手段
７４、１８０  位置決め部材
８０  制御ユニット
１８５  第３のクランプ手段
１９０  保持解除手段
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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