(57)【要約】【課題】ワーク毎にワークの孔部に部品を無理なく適正に組み付けることができ、また１つのワークに部品の組み付け対象位置が複数存在するような場合であっても、これに柔軟に対応することができるワークの部品組み付け方法および組み付け装置を提供する。【解決手段】部品Ｎが組み付けられる孔部Ｗａを有するワークＷにおける該孔部Ｗａを加熱手段２により加熱する工程と、前記加熱された孔部Ｗａに前記部品Ｎを挿入して組み付ける工程とを備える。【選択図】    図１
2007090449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品が組み付けられる孔部を有するワークにおける該孔部を加熱手段により加熱する工程と、
前記加熱された孔部に前記部品を挿入して組み付ける工程と、
を備えたことを特徴とするワークの部品組み付け方法。
【請求項２】
前記孔部を加熱する加熱手段は、ワークの熱伝導率より速く局所的にワークを加熱する、高周波誘導加熱手段等の高速加熱手段である請求項１に記載のワークの部品組み付け方法。
【請求項３】
部品が組み付けられる孔部を有するワークにおける該孔部を加熱する加熱手段と、
前記加熱された孔部に前記部品を挿入して組み付ける部品組み付け手段と、
を備えたことを特徴とするワークの部品組み付け装置。
【請求項４】
前記孔部を加熱する加熱手段は、ワークの熱伝導率より速く局所的にワークを加熱する、高周波誘導加熱手段等の高速加熱手段である請求項３に記載のワークの部品組み付け装置。
【請求項５】
加熱手段が、前記孔部に加熱用コイルヘッドを挿入して高周波誘導加熱する高周波誘導加熱手段である請求項３または４に記載のワークの部品組み付け装置。
【請求項６】
前記加熱用コイルヘッドの側面形状が先細り形状である請求項５に記載のワークの部品組み付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のトランスミッション用ハウジングなどのワークにおける孔部にベアリングなどの所定部品を組み付けるのに適用されるワークの部品組み付け方法および組み付け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車エンジンの製造ラインでは、トランスミッション用ハウジングに形成されている複数の孔部に対して、ロボットによりそれぞれベアリング等の部品を組み付ける工程があり、従来では、前記部品を孔部にプレス機により圧入して組み付けている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、前記部品を孔部に圧入して組み付ける場合、孔部や部品のプレス機に対する位置決めをワーク毎に変更するのが難しく、プレス機による部品の圧入をスムーズにかつ適正に行うことができないという問題があった。
【０００４】
特に、１つのワークに部品の組み付け対象位置が複数存在するような場合は、各組付け位置において孔部や部品をプレス機に対して適正に位置決めしなければならないため、工程上の制約が大きく柔軟性に欠けるといった問題もあった。
【０００５】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ワーク毎にワークの孔部に部品を無理なく適正に組み付けることができ、また１つのワークに部品の組み付け対象位置が複数存在するような場合であっても、これに柔軟に対応することができるワークの部品組み付け方法および組み付け装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、以下の手段によって解決される。
（１）部品が組み付けられる孔部を有するワークにおける該孔部を加熱手段により加熱する工程と、前記加熱された孔部に前記部品を挿入して組み付ける工程と、を備えたことを特徴とするワークの部品組み付け方法。
（２）前記孔部を加熱する加熱手段は、ワークの熱伝導率より速く局所的にワークを加熱する、高周波誘導加熱手段等の高速加熱手段である前項１に記載のワークの部品組み付け方法。
（３）部品が組み付けられる孔部を有するワークにおける該孔部を加熱する加熱手段と、前記加熱された孔部に前記部品を挿入して組み付ける部品組み付け手段と、を備えたことを特徴とするワークの部品組み付け装置。
（４）前記孔部を加熱する加熱手段は、ワークの熱伝導率より速く局所的にワークを加熱する、高周波誘導加熱手段等の高速加熱手段である前項３に記載のワークの部品組み付け装置。
（５）加熱手段が、前記孔部に加熱用コイルヘッドを挿入して高周波誘導加熱する高周波誘導加熱手段である前項３または４に記載のワークの部品組み付け装置。
（６）前記加熱用コイルヘッドの側面形状が先細り形状である前項５に記載のワークの部品組み付け装置。
【発明の効果】
【０００７】
前項（１）に係る発明によれば、ワークの孔部に部品を挿入するに先立って、その孔部を加熱するようにしたから、孔部が加熱により僅かに径大化し、その状態で部品を容易に挿入して組み付けることができる。
【０００８】
しかも、１つのワークに複数の部品を組み付けるような場合であっても、簡単に対応することができ、従ってワークの種類や孔部の位置、数などに対して柔軟に対応することができ、部品やワークをプレス機の位置まで搬送する必要があるといった工程上の制約もすくなくなり、柔軟性に富んだ工程設計が可能となると共に、作業スペースも少なくとすむ。
【０００９】
前項（２）に係る発明によれば、孔部を加熱する加熱手段が、ワークの熱伝導率より速く局所的にワークを加熱する高速加熱手段であるから、ワーク全体を加熱することなく、孔部を有するワークに部品を組み付けることができ、しかもワーク全体を冷却する必要もなくなり、作業時間の短縮を図ることができる。
【００１０】
前項（３）に係る発明によれば、ワークの孔部を加熱手段により加熱することで、部品を容易、かつ的確に孔部に挿入して堅固に組み付けることができる。
【００１１】
前項（４）に係る発明によれば、孔部を加熱する加熱手段が、ワークの熱伝導率より速く局所的にワークを加熱する高速加熱手段であるから、ワーク全体を加熱することなく、孔部を有するワークに部品を組み付けることができ、しかもワーク全体を冷却する必要もなくなり、作業時間の短縮、装置の小型化を図ることができる。
【００１２】
前項（５）に係る発明によれば、高周波誘導加熱用のコイルヘッドをワークの孔部に挿入して加熱するから、短時間で効率よく孔部を局所的に加熱することができ、部品の良好な固定状態を確実に得ることができる。
【００１３】
前項（６）に係る発明によれば、加熱用コイルヘッドの側面形状が先細り形状であるから、径の小さい孔部に対してそれに合ったコイルヘッドを別途用意しなくても、コイルヘッドの先細り形状の先端部を孔部に挿入して加熱させることができ、１つのコイルヘッドで径の異なる孔部の加熱に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、この発明の一実施形態に係るワークの部品組み付け装置を示す概略全体斜視図である。
【００１６】
このワークの部品組み付け装置は、例えば、ワークＷとしての自動車のトランスミッション用ハウジングの所定孔部Ｗａに、部品としてベアリングＮを挿入するのに好適に使用される。
【００１７】
図１において、このワークの部品組み付け装置は、ワーク作業台部１と、加熱手段の一例としての高周波誘導加熱部２と、部品組み付け部３と、部品供給待機部４とを備えている。
【００１８】
前記ワーク作業台部１は、ワークＷに対する加熱用領域Ｓ１と、部品組み付け用領域Ｓ２とが設定されており、例えば前工程から搬入されたワークＷを、例えば左右方向（Ｘ軸方向）へ搬送し、前記加熱用領域Ｓ１で一定時間停止させ、さらにこの加熱用領域Ｓ１から部品組み付け用領域Ｓ２まで搬送し、そこで一定時間停止させるコンベアで構成されている。
【００１９】
勿論、このワーク作業台部１は、コンベアに限定されるものではなく、固定台などを使用してもよい。その場合、搬入されたワークＷを作業者が加熱用領域Ｓ１から部品組み付け用領域Ｓ２に移送させるようにようにしてもよい。
【００２０】
前記高周波誘導加熱部２は、ワークの熱伝導率より速く局所的にワークを加熱する高速加熱手段の一つであり、例えば電源装置を兼ねた高周波発振出力装置２１と、この高周波発振出力装置２１から引き出されたケーブル２２と、このケーブル２２の先端に設けられて、高周波が印加される加熱用コイルヘッド２３と、このコイルヘッド２３を移動操作するコイルヘッド操作機構２４とを備えている。
【００２１】
前記コイルヘッド２３は、電気良導性、例えば銅製の一対の電線からなり、図２に示すように、先端同志が互いに連成されて、螺旋状に巻回されている。
【００２２】
なお、このコイルヘッド２３は、側面形状が円柱状であってもよいが、この例では、コイルヘッド２３の側面形状が先端部２３に向かう程、先細り状に形成されている。
【００２３】
また、高周波誘導加熱部２は、操作パネル（図示せず）を介して、加熱温度、加熱時間などの加熱条件をワークの種類あるいは孔部Ｗａの径等に応じて設定することが可能であり、設定した各種の加熱条件は加熱チャートとして記憶部（図示せず）に記憶されるものとなされている。そして、処理対象ワークの種類に応じて、対応する加熱チャートを操作パネル等で選択指示することにより、加熱チャートを呼び出し、コンピュータ制御により、前記加熱チャートに基づいた条件で、孔部Ｗａの加熱が実行されるものとなされている。
【００２４】
前記コイルヘッド操作機構２４は、例えば、直角座標ロボットから構成されており、左右一対のブラケット２４１，２４１に跨設された横軸２４２に摺動可能に支持されて、Ｘ軸方向へ変移可能な第１可動体２４３と、この第１可動体２４３に立設された縦軸２４４に摺動可能に支持されて、Ｚ軸方向へ変移可能な第２可動体２４５と、この第２可動体２４５の前面側に固定されたシリンダ部２４６と、このシリンダ部２４６にＹ軸方向へ移動可能、かつＹ軸回りで回転変移可能に支持されたアーム２４７と、アーム２４７の先端に自在関節部２４８を介して連結されたチャック部２４９とを備えている。
【００２５】
このコイルヘッド操作機構２４は、前記チャック部２４９により前記コイルヘッド２３の基部側を保持しており、加熱用領域Ｓ１に搬入されたワークＷの孔部Ｗａを高周波誘導加熱するために、該孔部Ｗａに前記コイルヘッド２３を挿入するようになっている。
【００２６】
このようなコイルヘッド操作機構２４の動作は予め設定された駆動プログラムに基づいてコンピュータにより行われる。
【００２７】
勿論、このコイルヘッド操作機構２４は、直角座標ロボットで構成したものに限られるものではなく、前記コイルヘッド２４をワークＷの孔部Ｗａに挿入できるものであれば、任意の機構を採用可能である。
【００２８】
また、前記部品組み付け機構３は、例えば、極座標ロボットからなり、基台３１と、この基台３１上に立設されて、Ｚ軸回り（Ｑ方向）に回転可能に配設された可動支柱３２と、この可動支柱３２の上端に固定された関節用ブラケット３３と、このブラケット３３の横軸３４を介して軸支されて、Ｚ軸面内に沿って（Ｐ方向）首振り変移可能な可動体３５と、この可動体３５にスライド可能に支持されてＹ軸方向へ変移可能なアーム３６と、このアーム３６の先端に関節機構３７を介して、Ｚ軸面内に沿って変移可能に連結されたハンド３８と、このハンド３８の先端に装着されたチャック爪部３９とを備えている。
【００２９】
この部品組み付け機構３は、部品供給待機部４に供給されているベアリングのような部品Ｎを前記チャック爪部３９により把持し、前記加熱されたワークＷの孔部Ｗａに自動的に挿入させるようになっている。
【００３０】
このような部品組み付け機構３の動作は予め設定された駆動プログラムに基づいてコンピュータにより行われる。
【００３１】
この部品組み付け機構３も、前記極軸ロボットで構成したものに限定されるものではなく、前記部品Ｎを掴んでワークＷの孔部Ｗａに自動的に挿入できるものであればよい。
【００３２】
つぎに、上記ワークの部品組み付け装置の動作を兼ねて、部品Ｎの組み付け方法について説明する。
【００３３】
前工程からコンベア１で搬送されたワークＷが加熱用領域Ｓ１に至ると、そこでコンベア１が一旦停止する。
【００３４】
そして、前記加熱コイルヘッド操作機構２４を駆動し、前記第１可動体２４３、第２可動体２４５、およびアーム２４７の各変移量や変移方向を制御することにより、前記チャック爪部２４９を介して加熱用コイルヘッド２３を図２に示すように、ワークＷの孔部Ｗａの上方の所定位置に位置決めさせる。
【００３５】
この状態で、前記チャック爪部２４９を下降させながら、図３（Ａ）に示すように、前記コイルヘッド２３をワークＷの孔部Ｗａ内の所定部位に挿入させる。  この時、前記高周波発振出力装置２１を駆動すれば、高周波出力がケーブル２２を介してコイルヘッド２３に印加されるから、このコイルヘッド２３による高周波誘導によってワークＷの孔部Ｗａが加熱される。
【００３６】
加熱条件については、高周波誘導加熱部２の記憶部に予め記憶されている各種の加熱チャートの中から、対応する加熱チャートを操作パネル等を用いて選択する。
【００３７】
ワークＷの孔部Ｗａが所定温度まで加熱されると、前記チャック爪部２４９を上昇させて、コイルヘッド２３をワークＷの孔部Ｗａから離脱させる。
【００３８】
そして、直ぐに前記コンベア１を再起動させて、ワークＷを搬送する。
【００３９】
ワークＷが組み付け用領域Ｓ２に至ると、そこでコンベア１を一旦停止させる一方、前記部品組み付け機構３を駆動し、前記可動支柱３２、可動体３５、アーム３６およびハンド３８の各変移量や変移方向などを制御することにより、前記部品供給待機部４内に保持されている部品Ｎをチャック爪部３９に把持させてから、図３（Ｂ）に示すように、部品組み付け用領域Ｓ２に搬送されているワークＷの孔部Ｗａの上方に位置決めさせる。
【００４０】
この状態で、前記チャック爪部３９により、部品Ｎを前記ワークＷの孔部Ｗａに挿入させれば、この部品Ｎが図４に示すように、ワークＷの孔部Ｗａの所定箇所にセットされる。
【００４１】
このように、ワークＷの孔部Ｗａに所定部品Ｎを挿入するのに先立って、その孔部Ｗａを高周波誘導加熱により局部的に加熱するから、孔部Ｗａが熱で僅かに径大化し、部品Ｎを無理に圧入しなくても、部品Ｎを無理なく孔部Ｗａに挿入することができ、部品Ｎの挿入後に孔部Ｗａが冷えることにより、部品Ｎを焼き嵌め状態のように堅固に固定することができる。
【００４２】
とくに、前記高周波誘導加熱用のコイルヘッド２３をワークＷの孔部Ｗａに挿入して加熱するから、例えば加熱炉で加熱する手段などに比較して作業効率が良いうえ、該孔部Ｗａの全周が均等に加熱されるため、部品Ｎの良好な固定状態を確実に得ることができる。
【００４３】
しかも、部品Ｎの挿入対象である孔部Ｗａが複数存在する場合であっても、加熱コイルヘッド操作機構２４や部品組み付け機構３の駆動制御により、コイルヘッド２３や部品Ｎの挿入位置を複数位置に調整することにより、柔軟に対応することができる。
【００４４】
ところで、加熱用コイルヘッド２３の側面形状がほぼ円柱状であると、径の小さい孔部Ｗａを加熱する場合には、その小さい孔部Ｗａの径に合った別のコイルヘッド２３を用意しておく必要がある。
【００４５】
これに対して、この例のように、加熱用コイルヘッド２３の側面形状を先端に向かって先細り状にしてあると、図５に示すように、加熱用コイルヘッド２３の先端部２３ａを径の小さい孔部Ｗａに挿入して加熱させることができる。つまり、側面形状が先細り形状である加熱用コイルヘッド２３を、径の異なる孔部Ｗａの加熱に対して共用することができる。
【００４６】
以上の実施形態では、加熱用領域Ｓ１と部品組み付け用領域Ｓ２を別々に設定し、ワークＷを加熱用領域Ｓ１から部品組み付け用領域Ｓ２へと搬送して部品Ｎを孔部Ｗａに挿入するものとしたが、ワークＷを移送させることなく、加熱用領域Ｓ１と部品組み付け用領域Ｓ２を同一位置に設定し、同一位置で孔部Ｗａの加熱と部品Ｎの挿入を行うものとしても良い。
【００４７】
また、加熱手段は高周波誘導加熱装置に限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の一実施形態に係るワークの部品組み付け装置を示す概略全体斜視図である。
【図２】ワークの孔部を加熱するために待機状態の加熱用コイルヘッドを示す斜視図である。
【図３】（Ａ）加熱用コイルヘッドをワークの孔部に挿入して加熱する状態を示す側面断面図である。（Ｂ）加熱後のワークの孔部を部品の挿入待機状態で示す側面断面図である。
【図４】図３の続き（Ｃ）であり、ワークの孔部に部品が挿入された状態を示す側面断面図である。
【図５】側面形状が略円錐形状の加熱用コイルヘッド２３の先端部を径の小さい孔部に挿入した状態を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
２・・・・・・・・高周波誘導加熱手段
３・・・・・・・・部品組み付け手段
２３・・・・・・・加熱用コイルヘッド
Ｎ・・・・・・・・部品
Ｗ・・・・・・・・ワーク
Ｗａ・・・・・・・ワークの孔部
【図１】
2007090449.tif 000003
【図２】
2007090449.tif 000004
【図３】
2007090449.tif 000005
【図４】
2007090449.tif 000006
【図５】
2007090449.tif 000007