(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決めされた第２ワークへ第１ワークを挿入組付するワークの挿入組付装置であって、
前記第２ワーク側へ第１ワークを進退させる進退手段と、
該第２ワークに対する第１ワークの進退移動方向へ延びる線を軸線として該軸線回りにいずれかのワークを回転させる回転手段と、を有し、
前記進退手段は、本体部により第２ワークに対して進退自在に支持されたスライダと、該スライダに接続され第１ワークを把持する把持手段と、これらスライダと把持手段間に所要の弾発付勢力を与える弾発付勢手段と、を備え、
前記第１、第２ワークは挿入深さ方向において互いに嵌合する挿入嵌合部を有し、
前記挿入嵌合部の嵌合の有無を検出する検出手段を備え、
前記進退手段は、前記挿入嵌合部が互いに当接する位置まで前記第１ワークを前記第２ワークへ前進させた後、前記検出手段が前記挿入嵌合部の嵌合を検出するまで、前記第１ワークを前後動させ、
前記進退手段による前記第１ワークの前進移動に連係させて前記検出手段自体を第２ワーク側へ同期前進させるとともに、各挿入嵌合部の始め当り位置よりもより挿入深さ方向に変位させた位置において該検出手段を固定させ、同検出手段と第１ワークとの連係を解除させて第１ワークのみを進退移動させる嵌合位置検出機構が設けられてなることを特徴とするワークの挿入組付装置。
【請求項２】
前記把持手段を離隔させて前記スライダに対して進退移動自在に案内保持するとともに、該把持手段を回転自在に支持する進退回転保持機構を備えてなる請求項１記載のワークの挿入組付装置。
【請求項３】
位置決めされた第２ワークに対して進退自在に移動するスライダに、第１ワークを把持する把持手段をスライダとの間に所要の弾発付勢力を与えるようにして接続させ、弾発付勢力を付加させた状態で、第１ワークを第２ワークに対して進退させつつ進退方向を軸線としていずれかのワークを軸回り方向に回転させながら第２ワークに対して第１ワークを組み付けるワークの挿入組付方法であって、
前記第１、第２ワークは挿入深さ方向において互いに嵌合する挿入嵌合部を有し、
前記挿入嵌合部が互いに当接する位置まで前記第１ワークを前記第２ワークへ前進させた後、前記挿入嵌合部の嵌合の有無を検出する検出手段が前記挿入嵌合部の嵌合を検出するまで、前記第１ワークを前後動させ、
前記第１ワークの前進移動に連係させて前記検出手段自体を第２ワーク側へ同期前進させるとともに、各挿入嵌合部の始め当り位置よりもより挿入深さ方向に変位させた位置において該検出手段を固定させ、同検出手段と第１ワークとの連係を解除させて第１ワークのみを進退移動させることを特徴とするワークの挿入組付方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば駆動系ユニット、各種精密機械、自動車、その他の生産ライン等においてワークとワークとの組み付けを行なう際に用いられるワークの挿入組付装置並びにその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば自動車の自動変速機組み付け作業において、トランスミッションへトルクコンバータを組み付ける装置として例えば、特開平８−２１５９４７号が公知である。この装置では、トランスミッションのスプライン軸と、トルクコンバータの噛合軸筒との共回りを防止してワークどうしの嵌合を短時間で行なわせるために、一方のワークに対して接近離反自在に移動プレート及び挿入プレート等の前後移動テーブルを支持させ、これらの前後移動テーブルを移動させる前、及び後テーブル駆動手段と、これらの移動テーブルに設けられて他方のワークを保持するワーク保持手段と、該一対のワークの嵌合時にいずれか一方のワークを回転させるワーク回転手段と、該一対のワーク嵌合時にいずれか一方のワークを他方のワークから離間する方向へ微小駆動させるワーク進退手段としてのプッシャシリンダを備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の装置においては、駆動シリンダ５１によりトルクコンバータ方向に移動及び挿入プレート４７、４８を近接移動させ、挿入及び移動プレートにまたがるように配置された回転ユニット１０２を駆動させトルクコンバータを回転させてセンタリングし、移動プレート側に設けた挿入シリンダ５４を駆動させて移動プレート４７に対し挿入プレート４８を移動させ、トルクコンバータ側に近い挿入プレート４８の移動位置を検出しながら、プッシャシリンダ５７を前後動させて嵌合位置を探す作業を行ないながら自動組付を行なうものであった。しかしながら、この装置では、一方のワークに対して他方のワークを進退移動させるだけでも駆動シリンダ５１、挿入シリンダ５４、プッシャシリンダ５７を必要として制御が複雑になり、コストも掛かるだけでなく、複数のシリンダ機構による精度の低下を生じさせるのみならず、これらのシリンダ機構を複数のテーブルに載置させた状態でテーブルごと駆動させるから、装置が大型、重量化し、製造コストが高いものとなるとともに、やはり精度上の問題を生じさせる欠点があった。さらに、この従来装置では、進退移動のためにすべてエアー圧力による駆動シリンダを用いているから、シリンダが最低３個、その他に、シリンダ駆動用電磁弁、エアー圧力コントロールのためのレギュレータ、これをコントロールするための電磁弁等が必要となり、駆動のための部品点数が多く、さらに制御を複雑化する一方、シリンダの進退移動量がそのまま１のワークの他方のワークへの嵌合の有無を生じさせるから、位置の制御とともに、圧力制御を必要とし、さらにセンサによる位置検出により両ワークの接触か非接触かのどちらを判断し、シリンダによる一定の押し付け力の下で接触状態のときにいずれかのワークを回転させるだけであるから、現実にはスプラインと噛合軸との嵌合がそれほど円滑にすすみにくいという問題があった。さらには、この従来装置では組み付け作業における各種の設定を行なうときに、ワークの種類や、型式により挿入速度や回転速度が異なり、かつ、圧力制御と位置制御の２系統の制御を同時に行なわねばならず、条件設定作業が非常に複雑で汎用性に欠けるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その１つの目的はワークの種類や型式等を問わず機種対応力に富み、嵌合深さやその他の組み付け条件が異なるワークに対しても条件設定を簡単に数値的に行なえるとともに、装置全体を軽量、コンパクト化して製造コストを大幅に低減させることのできるワークの挿入組み付け装置並びにその方法を提供することである。本発明の他の目的は、組み付け作業を円滑に行なえ、組み付け工程におけるサイクルタイムを短縮させ、全体の作業時間を大幅に短縮させることのできるワークの挿入組付装置並びにその方法を提供することである。本発明の他の目的は、条件設定を簡単に行なわせ得ると同時に動作精度を大幅に向上させることのできるワークの挿入組付装置並びにその方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、位置決めされた第２ワーク１４へ第１ワーク１２を挿入組付するワークの挿入組付装置であって、前記第２ワーク１４側へ第１ワーク１２を進退させる進退手段２０と、該第２ワーク１４に対する第１ワーク１２の進退移動方向へ延びる線を軸線Ｚとして該軸線回りにいずれかのワークを回転させる回転手段２６と、を有し、前記進退手段２０は、本体部１８により第２ワーク１４に対して進退自在に支持されたスライダ２２と、該スライダ２２に接続され第１ワーク１２を把持する把持手段２４と、これらスライダ２２と把持手段２４間に所要の弾発付勢力を与える弾発付勢手段４２と、を備え、前記第１、第２ワーク１２、１４は挿入深さ方向において互いに嵌合する挿入嵌合部Ｒ又はＳ又はＴを有し、前記挿入嵌合部の嵌合の有無を検出する検出手段９２を備え、前記進退手段２０は、前記挿入嵌合部Ｒ又はＳ又はＴが互いに当接する位置まで前記第１ワーク１２を前記第２ワーク１４へ前進させた後、前記検出手段９２が前記挿入嵌合部Ｒ又はＳ又はＴの嵌合を検出するまで、前記第１ワーク１２を前後動させ、前記進退手段２０による前記第１ワーク１２の前進移動に連係させて前記検出手段９２自体を第２ワーク１４側へ同期前進させるとともに、各挿入嵌合部Ｒ、Ｓ、Ｔの始め当り位置Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１よりもより挿入深さ方向に変位させた位置において該検出手段９２を固定させ、同検出手段９２と第１ワーク１２との連係を解除させて第１ワーク１２のみを進退移動させる嵌合位置検出機構７６が設けられてなることを特徴とするワークの挿入組付装置１０から構成される。
【０００７】
また、本発明のワークの挿入組付装置は、前記把持手段２４を離隔させて前記スライダ２２に対して進退移動自在に案内保持するとともに、該把持手段２４を回転自在に支持する進退回転保持機構５９を備えてなることとしても良い。
【０００９】
さらに、本発明は、位置決めされた第２ワーク１４に対して進退自在に移動するスライダ２２に、第１ワーク１２を把持する把持手段２４をスライダ２２との間に所要の弾発付勢力を与えるようにして接続させ、弾発付勢力を付加させた状態で、第１ワーク１２を第２ワーク１４に対して進退させつつ進退方向を軸Ｚ線として軸回り方向に回転させながら第２ワーク１４に対して第１ワーク１２を組み付けるワークの挿入組付方法であって、前記第１、第２ワーク１２、１４は挿入深さ方向において互いに嵌合する挿入嵌合部Ｒ又はＳ又はＴを有し、前記挿入嵌合部Ｒ又はＳ又はＴが互いに当接する位置まで前記第１ワーク１２を前記第２ワーク１４へ前進させた後、前記挿入嵌合部Ｒ又はＳ又はＴの嵌合の有無を検出する検出手段９２が前記挿入嵌合部Ｒ又はＳ又はＴの嵌合を検出するまで、前記第１ワーク１２を前後動させ、前記第１ワーク１２の前進移動に連係させて前記検出手段９２自体を第２ワーク１４側へ同期前進させるとともに、各挿入嵌合部Ｒ、Ｓ、Ｔの始め当り位置Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１よりもより挿入深さ方向に変位させた位置において該検出手段９２を固定させ、同検出手段９２と第１ワーク１２との連係を解除させて第１ワーク１２のみを進退移動させることを特徴とするワークの挿入組付方法から構成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のワークの挿入組付装置は、位置決めされた第２ワークへ第１ワークを挿入組付するワークの挿入組付装置であって、前記第２ワーク側へ第１ワークを進退させる進退手段と、該第２ワークに対する第１ワークの進退移動方向へ延びる線を軸線として該軸線回りにいずれかのワークを回転させる回転手段と、を有し、前記進退手段は、本体部により第２ワークに対して進退自在に支持されたスライダと、該スライダに接続され第１ワークを把持する把持手段と、これらスライダと把持手段間に所要の弾発付勢力を与える弾発付勢手段と、を備え、前記第１、第２ワークは挿入深さ方向において互いに嵌合する挿入嵌合部を有し、前記挿入嵌合部の嵌合の有無を検出する検出手段を備え、前記進退手段は、前記挿入嵌合部が互いに当接する位置まで前記第１ワークを前記第２ワークへ前進させた後、前記検出手段が前記挿入嵌合部の嵌合を検出するまで、前記第１ワークを前後動させ、前記進退手段による前記第１ワークの前進移動に連係させて前記検出手段自体を第２ワーク側へ同期前進させるとともに、各挿入嵌合部の始め当り位置よりもより挿入深さ方向に変位させた位置において該検出手段を固定させ、同検出手段と第１ワークとの連係を解除させて第１ワークのみを進退移動させる嵌合位置検出機構が設けられてなることを特徴とする。第２ワークに対して進退するスライダの先端側にスライダとは分離させた状態で把持手段を設け、さらにスライダを第２ワークに押し付けると弾発付勢力を発生させるような弾発付勢手段をスライダと把持手段との間に介装させることにより、常時弾性的な押し付け力を第２ワーク側に付加させた状態で、第１ワークを進退移動あるいは回転させつつ挿入嵌合作用を行なわせ、更に、前記検出手段が前記挿入嵌合部の嵌合を検出するまで、前記第１ワークを前後動させるから、位相が最も近い合致位置で一致して確実に嵌合させることができる。同時にスライダの前進により付勢力を付加させ得るから嵌合のための制御がスライダの位置制御のみで実現でき、設計、製作、あるいは装置の立ち上げや段取り変え時等の条件設定が極めて簡単で、円滑である。弾発付勢手段は、ゴム、その他の弾性部材でも良いが、スプリングがより好適である。スライダの前後動を支持する支持台をＺ軸方向と交差方向、あるいは上下方向のＸ、Ｙ方向にも移動できるようにしても良い。把持手段は、空気圧の負圧を駆動させたエアチャック式のものが好適であるが、これに限るものではない。メカニカルにワークを挟着するようにしても良いし、その具体的構成は任意で良い。進退駆動用の駆動力は、進退あるいは前後動の位置制御を任意の位置に可変制御できるものであれば良い。電気式アクチュエータとしてのサーボモータが好適である。交流、直流、ＤＣブラシレス、ステッピングモータその他任意のサーボ機構を実現し得るモータを用いて良い。ワークを回転させながら、押し付け力を付加して進退させても良いし、非嵌合時にいったん第１ワークを後退させて微小角度回転させ、近接させ前後動させるようにしても良い。挿入嵌合部は各ワークにより異なるから第１段のみの場合でも良いし、第２、第３、第４その他任意の嵌合位置を設定しても良い。嵌合の検出基準の設定は任意である。例えば、全部で４段階の挿入嵌合位置があった場合に、１、２、３段が一度に嵌合した時にいったん進退を停止させて再トライするようにしても良いし、１、２段が一度に嵌合した時に進退停止、再トライとするようにしても良いし、１段づつ嵌合を行なわせて停止しながら挿入、嵌合を行なわせるようにしても良い。
【００１２】
第１ワークと同期して動く検出手段自体の前進の機構は、実施例のようにブレーキ装置とカラーによるストッパ機構との組み合わせによる方が簡単で好ましい。この他にもブレーキ装置を複数組み合わせて制御させたり、複数本のガイドシャフトを用いて組み合わせ動作により検出手段の動きを制御させても良い。１本のガイドシャフトを用いて弾発付勢力の付加調整と、ワークを支持するスライダの移動量検知制御ができるから、検出手段としてのセンサはリミットスイッチや導電性ゴム等の接触センサを用いても良い。好適には近接センサであり、励磁コイル使用のもの、光電式、静電容量式、超音波式、空気圧式その他のセンサを用いて良い。また、各挿入嵌合部の始め当り位置よりもより挿入深さ方向に変位させた位置は、バネ力を付加させ得る位置となり、押し付け力を付加した状態での第１ワークの挿入、嵌合をしやすくする。具体的な変位させた位置は任意に設定してよい。変位量を大きく取るほど弾発付勢力すなわち押し付け力が大きくなる。
【００１３】
把持手段を離隔させて前記スライダに対して進退移動自在に案内保持するとともに、該把持手段を回転自在に支持する進退回転保持機構を備えることとしても良い。スライダに対しヘッダ部がスライド自在であり、かつ回転可能である構成であれば良い。
【００１５】
【実施例】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。実施例では、自動車の自動変速機のトランスミッションとトルクコンバータとの組み付けを行なう際のワークの挿入組付装置に適用した例を示している。
【００１６】
図７において、トルクコンバータの流体系と連動して自動的にギヤチェンジする図示しないギヤ式変速機を内蔵するトランスミッションケース３１０内に変速機側に対する出力軸３１２が回転自在に支持されている。該トランスミッションケース３１０のエンジンＥＮとの連結側にはコンバータハウジング３１４が取りつけられており、図６に示すように該コンバータハウジング３１４内にトルクコンバータＴＣが把持された状態で進入し、出力軸３１２に挿入組付される。変速機側となるトランスミッションケース３１０内における出力軸３１２の一端側には図示しないオイルポンプが装着されている。トルクコンバータＴＣのハウジングのエンジンＥＮ側の中央部には、円筒状のボス部３１６が形成されており、エンジンのクランク軸と連結される。トルクコンバータＴＣ内にはドーナツ形のケースの中に例えば公知のポンプインペラ、タービンインペラの各羽根車が向かい合わせに配置され、中央部にステータ羽根車が配置された構成である。そして、ポンプインペラはエンジンのクランクシャフトに直結するとともに、タービンインペラは出力軸３１２に直結し、ギア式変速機に連結される。これによって、エンジン駆動力はポンプインペラを回し、内部の流体粘性によりタービンインペラを回動させ、出力軸３１２にトルクを伝達させるようになっている。
【００１７】
実施例において、トルクコンバータＴＣと出力軸３１２との間にはスプラインとスプライン受筒からなる３箇所の第１、第２、第３挿入嵌合部Ｒ、Ｓ、Ｔが設けられており、トルクコンバータＴＣを把持してエンジン側から装着するときにこれらのスプラインとスプライン受筒との位相を合致させてスプライン嵌合させることによりトランスミッションＴＭに対してトルクコンバータＴＣを組み付ける。本実施例において、このコンバータハウジング３１４内に突出させた出力軸３１２を第２ワーク１４とし、この出力軸３１２に向けて挿入嵌合されるトルクコンバータＴＣが第１のワーク１２とされる。
【００１８】
図１は本発明の実施例に係るワークの挿入組付装置１０の要部を断面した正面図、図２は、その平面図であり、図において、支持台１６上には立体四角ケース状の本体部１８が固定されている。この本体部１８は図上左右方向に長いレール状のスライダ２２を左右に進退移動するように支持するとともに、該スライダ２２の一端側（図上左端側）にトルクコンバータＴＣを把持する把持手段２４を接続させている。
【００１９】
ワークの挿入組付装置１０は、位置決めされた第２ワーク１４側へ第１ワーク１２を進退させる進退手段２０と、第２ワーク１４に対する第１ワーク１２の進退移動方向へ延びる線を軸線として該軸線回りにいずれかのワークを回転させる回転手段２６と、を有し、また、進退手段２０は、本体部１８により第２ワーク１４に対して進退自在に支持されたスライダ２２と、該スライダ２２に接続され第１ワーク１２を把持する把持手段２４を備えている。
【００２０】
図において、本体部１８には、スライダ２２をＺ軸５００方向（実施例では左右方向であり、第２ワークに対する第１ワークの進退移動方向へ延びる線を軸線とする軸の長手方向）へのスライド移動を案内させるガイドレール機構が内蔵されており、スライダ２２を円滑にＺ軸方向に案内ガイドさせる。また、図２において、該本体部１８には前後サーボモータ２８が曲がりアーム部を介して側面側に平行に設けられており、本体部１８内に設けた図示しない減速歯車機構、ラック・ピニオン機構を介してスライダ２２を数値制御された所定の移動量スライド移動させる。
【００２１】
また、スライダ２２の前方側、すなわち、把持手段２４により第１ワークとしてのトルクコンバータＴＣを第２ワークとしてのトランスミッションの出力軸３１２方向へ向かう方向側（以下、前方側）には円筒状の軸受台３０が取りつけ固定されている。そして、図１の破線に示すようにスライダ２２内には回転サーボモータ３２が内蔵され、その回転軸３４が軸受台３０の軸受孔内に突入しかつ先端側を前方側に突出させて図１上矢示破線Ｙより軸受筒４６を除くトルクコンバータＴＣ側全体を回転させるべく、回転自在に軸支されている。実施例において、進退手段２０は前後サーボモータ２８を含み、回転手段２６は回転サーボモータ３２を含む。
【００２２】
図１、２において段付き円筒形状の回転ブロック３６が回転サーボモータ３２の回転軸３４端部に固定されており、同回転軸３４の回転とともにＺ軸回りに回転する。この回転ブロック３６と所要の間隔Ｈを間にして該回転ブロック３６と対向するようにヘッダ部３８が設けられている。このヘッダ部３８は回転ブロック３６の回転とともに回転し、かつ、該回転ブロック３６に対してＺ軸方向すなわちトランスミッションＴＭの出力軸３１２方向に進退自在にスライドし得るように設けられている。
【００２３】
図３に示すように、回転ブロック３６の前方側端面には中心から略同じ半径位置であって、周方向に略等角となる位置に４個の支持ロッド４０がトランスミッション（第２ワーク）側に向けて突設固定されている。さらに、これらの支持ロッド４０のそれぞれの中間となる周方向位置には弾発付勢手段４２としてのコイルスプリング４４が同じく、トランスミッション側に向けて取り付けられている。
【００２４】
図１において、回転ブロック３６に対向するように同回転ブロック３６のトランスミッションＴＭ側には円筒形状の軸受筒４６が配置されている。この軸受筒４６の内側には複数の軸受４８が設置され、この軸受４８の内輪側には円筒形状のヘッダ本体３９が嵌着固定されており、外周側の軸受筒４６に対して回転自在に設置されている。このヘッダ本体３９の周方向略等角位置には４個のロッド用孔５０が円筒形の軸方向に穿孔されている。
【００２５】
さらにこれらの孔５０内にはそれぞれ直動ベアリング５２が設置されており、これらの直動ベアリング５２にスライド自在に軸支されるようにして回転ブロック３６側の４本の支持ロッド４０が貫挿されている。これらの支持ロッド４０の先端側にはストッパ５４が取りつけられており、ヘッダ本体３９が回転ブロック３６から離隔方向位置における所定の離隔位置で抜け止めを行なうようになっている。
【００２６】
また、図に示すように、ヘッダ本体３９の回転ブロック３６との対向面側は該回転ブロック３６との間に間隔Ｈを配置させており、この間隔Ｈであって、これらヘッダ本体３９と回転ブロック３６間にコイルスプリング４４が介装されている。これによって、弾発付勢手段４２としてのコイルスプリング４４により、回転ブロック３６を支持するスライダと後述する把持手段２４間に所要の弾発付勢力を生じさせつつヘッダ本体３９を支持ロッド４０によってＺ軸のスライド方向にスライド自在に支持させ、かつ、このスライド自在性を保ちながら、ヘッダ本体３９をＺ軸回りに回転自在に支持させている。この弾発付勢手段によりトルクコンバータの把持手段を常時第２ワーク側に所要の押し付け力を付加した状態で回転させるから確実、迅速なスプライン嵌合を実現させる。そして、弾発付勢手段を例えばスプリングから構成することにより、スプリングの圧縮度合いに応じた押圧力をトルクコンバータに付加することができ、しかもスライダのＺ軸方向の進退量により押圧力を加減することができるから、組付対象のワークごとに挿入速度や回転速度を簡単に調整することができる。
【００２７】
このようにして、後述する把持手段２４を離隔させてスライダ２２に対して進退移動自在に案内保持するとともに、該把持手段２４を回転自在に支持する進退回転保持機構５９が構成される。ここに、進退回転保持機構５９は直動ベアリング５２、支持ロッド４０、軸受４８及びヘッダ本体３９を含む。この進退回転保持機構５９により、スライダ２２と把持手段２４を分割させた状態で保持し、常時弾発付勢力を与え得るようにして回転、及び微小量の進退移動動作により第１ワークを第２ワークへ挿入、嵌合させる機構を実現させ得ることとなる。
【００２８】
一方、このヘッダ本体３９の第２ワーク側中央部にはスライダ側に向けて穴５６が穿穴されている。そして、この穴５６内にはトルクコンバータＴＣの位置決め用の穴５８を形成するための穴付き筒ブロック６０が嵌着固定されている。そして、トルクコンバータＴＣのボス部３１６がこの穴５８内に嵌合されて、位置決めを確実に行なうようにしている。
【００２９】
さらに、ヘッダ本体３９の第２ワーク側にはプレート６６が取りつけられている。このプレート６６の縁部にはトルクコンバータの面出し用の突周部６８が設けられており、トルクコンバータＴＣと外縁側で面合わせ状に当接し、外径側の面出しを行なう。
【００３０】
また、前記ヘッダ本体３９には、通気孔７０が穿孔されており、この通気孔７０に連通するように接続したエアホース７２を介して図示しない負圧駆動用モータにより吸着パッドに負圧力を与えるようになっている。そして、前記したプレート６６の第２ワーク側には通気孔７０に連通する吸着パッド７４が取りつけられており、吸引負圧力を与えられることにより図に示すようなトルクコンバータＴＣを吸引把持してトランスミッション側への挿入組付を行なう。実施例において把持手段２４はこの吸着パッド７４を含む。
【００３１】
実施例図１、２において、本体部１８とスライダ２２と、軸受筒４６にかけて嵌合位置検出機構７６が設けられている。支持台１６の上面には矩形プレートからなるベース７８が取りつけられている。そして、このベース７８上には取付金具８０を介して例えば空気圧のブレーキ装置８２が設けられている。そして、このブレーキ装置８２内のブレーキ室を貫通してスライダ２２の上方であって該スライダ２２に平行（すなわちＺ軸方向）にガイドシャフト８４が横移動自在に設けられている。このブレーキ装置８２にブレーキがかかっている状態では本体部１８に該ガイドシャフト８４を拘束するとともに、装置内部にエアを供給してブレーキを解除すると、スライダ２２とともに第２ワーク側に前進する。
【００３２】
図において、スライダ２２の軸受台３０上面側にはＺ軸方向を横断するように軸受ホルダ８６が固定されており、Ｚ軸方向に配置される軸を支持する。この軸受ホルダ８６の１つの軸受孔内に円筒部を後方側に突出させ、鍔部を前方側に配置させてブッシュ８８が嵌合されている。そして、該ブッシュ８８内にガイドシャフト８４を貫通させて軸支している。図２、５に見られるように、軸受ホルダ８６の前方側であってブッシュ８８に隣接するようにガイドシャフト８４にはカラー８９が貫装固定されている。これによって、ブレーキ装置８２のブレーキが利いていない場合にはスライダ２２が第２ワーク側に前進すると軸受ホルダ８６でこのカラー８９を押動して同期前進させるとともに、第２ワークに対して後退する方向には自由に移動し得るようになっている。さらに、軸受ホルダ８６の後方側（第２ワークから離間する方向側）にはカラー９１が固定されており、ブッシュ８８の円筒端部側と、このカラー９１間にはコイルバネ９３が介装され、軸受ホルダ８６とガイドシャフト８４間に所要の付勢力を付加してガタツキをなくし、係合状態を確実に取っている。
【００３３】
さらに、この軸受ホルダ８６の第２ワーク側突出端にはＬ形状に曲折させたブラケット９０が取りつけられており、さらに、このブラケット９０の先端部には検出手段９２としての近接センサ９４が取りつけられている。
【００３４】
一方、図１において、ヘッダ本体３９を内部に収納させた軸受筒４６の上面側には上方に向けて支持突片９６が突設されている。この支持突片９６にはロッド９８が後方側に向けて突設されている。一方、前記軸受台３０に取りつけた軸受ホルダ８６には孔が開口されており、この孔内にブッシュ１００が嵌挿されている。そして、このブッシュ１００中心の軸孔内にロッド９８が貫通しており、これによってロッド９８は軸受ホルダ８６に対して相対的に移動可能となっている。
【００３５】
図１、２において、このロッド９８の長手方向略中央位置には前記センサ９４を押動させる、検出対象としての被検出体１０２（ドッグ）が固定されている。この被検出体１０２は、センサ９４に対して相対的に平行に移動するように取りつけられており、ヘッダ本体３９側のＺ軸方向移動とともに移動するから該ヘッダ本体３９の第２ワークに対する移動位置をセンサ９４に検出させる。そして、進退手段２０により、第１ワークとしてのトルクコンバータＴＣの前進移動に連係させてセンサとしての検出手段９２自体を第２ワーク１４側へ同期前進させるとともに、任意の基準位置においてこの検出手段９２を固定させ、同検出手段９２と第１ワーク１２との連係を解除させて弾発付勢力を付加した状態で第１ワークのみを進退移動させることにより位相を円滑、確実に一致させてスプライン嵌合を短時間に行なわせる。このような嵌合位置検出機構７６により、第２ワークに対する第１ワークの位置のパラメータのみで各サーボモータを含むサーボ機構の制御を設計すれば良いから、設計上の時間短縮、効率化が実現されるばかりでなく、第２ワーク側に対する進退移動を駆動させるサーボモータは単に１個だけで実現できる。したがって、装置全体は、単一の軸を基本として前後動させるだけで良く、よって、軸や、軸受や駆動機構をテーブル上に載置させた状態で移動させるようなことがなく、一体的な単一の構造体で装置を実現できる。しかも、駆動部分が進退手段としては１個のサーボモータのみで良いから、重量が大幅に軽減され、同時に装置の大きさも大幅にコンパクト化されて、製作コストも低減できる。
【００３６】
なお、図中１０４はサーボ機構を統括制御する制御部の制御パネルである。制御部は、検出手段により把持手段２４を支持するヘッダ本体３９の深さ方向位置を検出させ、設定した検出基準位置における第１、第２のワークの嵌合の有無あるいはその状態に対応し、必要に応じて前後及び回転サーボモータ２８、３２を連動させるように制御する。
【００３７】
実施例において、挿入嵌合部Ｒ、Ｓ、Ｔに対応する検出手段９２の検出基準位置は、各挿入嵌合部の始め当り位置（各嵌合部の最初の当接位置）よりも、より挿入深さ方向に移動した位置に設定されている。これにより、各挿入嵌合部におけるトルクコンバータの回転、及び進退移動による挿入動作を行なわせるときに第１ワーク１２を第２ワーク１４に対して弾発付勢状態、すなわち弾性的に押しつけた状態で回転させつつスプライン位相合わせを行なうから短時間で位相の合致を生じさせることができるものである。
【００３８】
また、前述のように進退手段２０は、本体部１８により第２ワーク１４に対して進退自在に支持されたスライダ２２と、該スライダ２２に接続され第１ワーク１２を把持する把持手段２４と、これらスライダ２２と把持手段２４間に所要の弾発付勢力を与えるスプリングからなる弾発付勢手段４２を備えているから、常時弾発的な押し付け作用を与えながら第１ワークを第２ワークに挿入嵌合させることとなり、単にコンタクト位置のみで挿入深さ方向としての前後位置を設定してその位置で両ワークの位置を固定させ、その状態でいずれかのワークを回転させるのと異なり、位相が一致すれば即座にしかも空振りすることなく、必ず嵌合することとなるから、位相合わせ及び嵌合が円滑かつ確実に行なわれる結果、これらワークの挿入、組付作業のサイクルタイムを大幅に短縮させることとなる。
【００３９】
次に、図６ないし図１４に基づいて、実施例に係るワークの挿入組付方法をも示しながら、同ワークの挿入組付装置の作用を説明する。図６では、吸着パッド７４でトルクコンバータＴＣを吸着把持した状態で、第２ワークが収容されているコンバータハウジング３１４内に進入させて第１の嵌合部ＲにおけるトルクコンバータＴＣ側のスプライン噛合筒側とトランスミッションの出力軸３１２との始めの当り位置で接触している状態を示している。この状態から各挿入嵌合部において弾発付勢手段４２により、常に所要の押し付け力で第１ワークを第２ワーク側に押し付けた状態でいずれかのワーク（本実施例では第１ワーク）を回転させてスプラインの位相合わせ及び嵌合を確実、迅速に行なう。図７では、第１、第２、第３のすべての挿入嵌合部Ｒ、Ｓ、Ｔにおいて嵌合し、挿入組付が完了した状態を示している。
【００４０】
第２ワーク１４としてのトランスミッションＴＭは図示しないコンベアにより挿入組付位置に搬送され、位置決めされる。一方、ワークの挿入組付装置１０は、このトランスミッションＴＭと対向する位置に配置され、スライダ２２が該トランスミッションに向かうように進退移動するようにセットされる。そして、例えば挿入組付装置１０の上方から組付用のトルクコンバータＴＣがロボットにより下降され、これを装置１０の吸着パッド７４により吸着保持する。このとき、ブレーキ装置８２にはアエが供給されてロックを解除しており、ガイドシャフト８４はスライダ２２の進退移動とともに移動するようになっている。
【００４１】
図１３において、ステップＳ１でトルクコンバータＴＣを吸着保持した状態で図８に示すように本体部１８側にスライダ２２は収束した位置にある。この状態からステップＳ２で図９のようにスライダ２２が第２ワーク側に前進し、トルクコンバータＴＣとトランスミッションＴＭの出力軸３１２は、第１挿入嵌合部Ｒの始め当り位置で接触する。このとき、ガイドシャフト８４はスライダ２２に押されてセンサ９４及び被検出体１０２も同期して前進している。そして、ステップＳ３で接触位置から更にトルクコンバータは前進すると、弾発付勢手段４２としてのスプリング４４が圧縮され、把持手段２４を介してトルクコンバータＴＣをバネ定数と圧縮方向のＴＣの移動距離で決まる押し付け力で押し付ける。ステップＳ４で、スプリングが圧縮された所定の検出基準位置をセンサ９４は検出し、ブレーキ装置８２へのエア供給を停止させてブレーキを利かせ（図１０）、ガイドシャフト８４を拘束すると、ガイドシャフト８４は本体部１８に拘束され、本体部からの絶対距離位置で停止する。ステップＳ５において、この状態からスライダ２２を適宜距離後退させると、センサ９４は絶対距離位置で停止した状態でスライダ２２及び把持手段２４が後退する。次に、ステップＳ６で回転ブロック３６を回転させてヘッダ本体３９を介してトルクコンバータＴＣを回転させる。そして、ステップＳ７において、スライダ２２を前進させ、第１挿入嵌合部Ｒでの始めの当り位置Ｒ１で弾発付勢力をかけて第２ワーク側に押し付けた状態で回転させつつトルクコンバータを前後動させる。これによって、第１ワークとしてのトルクコンバータＴＣは、空振りがなく、確実に最も近い位相一致点でスプライン位相が確実に一致し、かつ、挿入嵌合することとなる。こうして、ステップＳ８でスプリング圧縮により離れていたセンサ９４と被検出体１０２が再び近接すると、センサは第１段の挿入嵌合部における嵌合状態を検知する。
【００４２】
第１挿入嵌合部Ｒで嵌合が行なわれるとステップ９においてスライダ２２の前後動及びヘッダ本体３９、すなわち吸着パッド７４の回転を停止し、ステップ１０でブレーキ装置８２にエアを供給し、ブレーキを解除してガイドシャフト８４を本体部１８の拘束から解除する。これによって、再びセンサ９４はスライダの動きに追従するようになる。そしてステップ１１でヘッダ本体３９の回転を開始させる。
【００４３】
第１段の挿入嵌合部の嵌合状態からさらに第２挿入嵌合部に向かうに際し、ステップ１２でスライダ２２は前進し、第２段の始め当り位置Ｓ１で接触する。ステップ１３でさらにスライダが前進すると、スプリング４４を圧縮させ、弾発付勢力を生じさせ、押し付け状態にする。ステップ１４で第２挿入嵌合部での検出基準位置でブレーキ装置８２のエア供給を停止させてエアロックをかけ、本体部１８にセンサを拘束させて、センサ９４を絶対距離位置に停止保持する。この状態でステップ１５においてスライダ２２を前後動させ、所要の押し付け力及び又は回転により第１ワークとしてのトルクコンバータＴＣを第２ワークとしてのトランスミッションＴＭに挿入させる。位相を一致させてステップ１６で第２挿入嵌合部Ｓの嵌合状態をセンサが感知する。このようにして第２段から第３段までの挿入嵌合部Ｔに向かう動作は、上記のステップＳ９からＳ１５までと同じ動作を行なう。
【００４４】
そして、ステップ１７において第３段の挿入嵌合部Ｔが嵌合すると、ステップ１８でスライダ２２が前後動を停止するとともに、ヘッダ本体３９も回転を停止する。そして、ステップ１９でブレーキ装置８２にエアを供給してエアロックを解除し、ガイドシャフト８４を本体部１８の拘束から解き、ステップ２０で吸着パッド７４の負圧を解除してトルクコンバータの把持力を解除させ、後退して（ステップ２１）次の第１ワークとしてのトルクコンバータＴＣの把持の工程を待つこととなる。図１２は、この間の動作を図式的に示したものである。
【００４５】
このようにして、ワークの挿入組付方法としては、位置決めされた第２ワークに対して進退自在に移動するスライダに、第１ワークを把持する把持手段をスライダとの間に所要の弾発付勢力を与えるようにして接続させ、該弾発付勢力を付加させた状態で、第１ワークを第２ワークに対して進退させつつ進退方向を軸線として軸回り方向に回転させながら第２ワークに対して第１ワークを組み付けるワークの組み付け方法として与えられる。
【００４６】
また、第１ワークの第２ワーク方向への前進と同期してこの第１ワークと同じ方向に検出手段を移動させ、これら第１、第２ワークの挿入深さ方向に設けた複数の段階の各挿入嵌合部の検出基準位置は、各挿入嵌合部の始めの当り位置またはその近傍位置に設定しても良い。そして、検出手段のみを該基準位置に停止させた状態で第１ワークのみを進退移動、かつ回転させつつ第１ワークと同一方向に検出手段の前進及び停止を行ないながら第１ワークを第２ワークへ組み付けるようにしても良い。ワークは実施例構成のみでなく、その他の精密機械、自動車関連、船舶、鉄鋼、その他の製造ラインでのワークの組付作業に適用できる。
【００４７】
本発明に係るワークの挿入組付装置並びにその方法は、上記した実施例構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の本質を逸脱しない範囲において任意の改変を行なっても良い。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のワークの挿入組付装置によれば、位置決めされた第２ワークへ第１ワークを挿入組付するワークの挿入組付装置であって、前記第２ワーク側へ第１ワークを進退させる進退手段と、該第２ワークに対する第１ワークの進退移動方向へ延びる線を軸線として該軸線回りにいずれかのワークを回転させる回転手段と、を有し、前記進退手段は、本体部により第２ワークに対して進退自在に支持されたスライダと、該スライダに接続され第１ワークを把持する把持手段と、これらスライダと把持手段間に所要の弾発付勢力を与える弾発付勢手段と、を備え、前記第１、第２ワークは挿入深さ方向において互いに嵌合する挿入嵌合部を有し、前記挿入嵌合部の嵌合の有無を検出する検出手段を備え、前記進退手段は、前記挿入嵌合部が互いに当接する位置まで前記第１ワークを前記第２ワークへ前進させた後、前記検出手段が前記挿入嵌合部の嵌合を検出するまで、前記第１ワークを前後動させ、前記進退手段による前記第１ワークの前進移動に連係させて前記検出手段自体を第２ワーク側へ同期前進させるとともに、各挿入嵌合部の始め当り位置よりもより挿入深さ方向に変位させた位置において該検出手段を固定させ、同検出手段と第１ワークとの連係を解除させて第１ワークのみを進退移動させる嵌合位置検出機構が設けられてなるので、弾発付勢力の調整や、スライダの移動量設定のみで挿入組付条件を設定でき、ワークの種類や型式等を問わず機種対応力に富み、嵌合深さやその他の組み付け条件が異なるワークに対しても条件設定を簡単に行なえるとともに、装置全体を軽量、コンパクト化して製造コストを大幅に低減させることが可能である。また、最も近い位相合わせ点で確実に位相を合致させ、嵌合させ得ることができるから挿入から嵌合までの時間が極めて短く、さらに挿入嵌合動作を円滑に行なえ、組み付け工程におけるサイクルタイムを短縮させ、全体のワーク組付作業時間を大幅に短縮させることができる。さらに、条件設定を簡単に行なわせ得ると同時に小型、軽量化を実現できる結果、動作の信頼性や位置決め精度を大幅に向上させることが可能であるという効果を奏する。
【００４９】
また、前記進退手段による前記第１ワークの前進移動に連係させて前記検出手段自体を第２ワーク側へ同期前進させるとともに、各挿入嵌合部の始め当り位置よりも挿入深さ方向に変位させた位置において該検出手段を固定させ、同検出手段と第１ワークとの連係を解除させて第１ワークのみを進退移動させる嵌合位置検出機構を設けることにより、第２ワークに対する第１ワークの位置のパラメータのみで各サーボモータを含むサーボ機構の制御を設計すれば良いから、設計上の時間短縮、効率化が実現されるばかりでなく、弾発付勢力として例えばバネを用いる時にはバネの定数に対応するバネの選択及び進退移動量のみでバネによる押し付け力調整を行え、挿入速度、回転速度もこれに対応して柔軟に設定できるからワークの機種ごとに異なる種々の条件に迅速に設定でき、作業立ち上げ時間を大幅に短縮できる。さらに、第２ワーク側に対する進退移動を駆動させるサーボモータは単に１個だけで実現でき、よって装置全体は、単一の軸を基本として前後動させるだけの構成にできて装置の軽量、コンパクト化を具体化させ得る。また、前記挿入嵌合部に対応する検出手段の検出基準位置は、各挿入嵌合部の始め当り位置よりもより挿入深さ方向に変位させた位置で検出手段を停止保持させてスライダを前後動させて挿入嵌合動作を行わせるから、弾発付勢力の機構を実現でき、位相合わせ及び嵌合の確実、迅速性の実効を保持し得る。
【００５０】
また、前記把持手段を離隔させて前記スライダに対して進退移動自在に案内保持するとともに、該把持手段を回転自在に支持する進退回転保持機構を備えることにより、第２ワーク側に対する進退移動を駆動させるサーボモータは単に１個だけで実現でき、よって、装置全体は、単一の軸を基本として前後動させるだけの機構を実現し得る結果、装置全体を一体的な単一の構造体で実現できる。しかも、駆動部分が進退手段としては１個のサーボモータのみで良いから、重量が大幅に軽減され、同時に装置の大きさも大幅にコンパクト化されて、製作コストも低減できる。
【００５２】
また、本発明のワークの挿入組付方法によれば、位置決めされた第２ワークに対して進退自在に移動するスライダに、第１ワークを把持する把持手段をスライダとの間に所要の弾発付勢力を与えるようにして接続させ、弾発付勢力を付加させた状態で、第１ワークを第２ワークに対して進退させつつ進退方向を軸線として軸回り方向に回転させながら第２ワークに対して第１ワークを組み付け、前記第１、第２ワークは挿入深さ方向において互いに嵌合する挿入嵌合部を有し、前記挿入嵌合部が互いに当接する位置まで前記第１ワークを前記第２ワークへ前進させた後、前記挿入嵌合部の嵌合の有無を検出する検出手段が前記挿入嵌合部の嵌合を検出するまで、前記第１ワークを前後動させ、前記第１ワークの前進移動に連係させて前記検出手段自体を第２ワーク側へ同期前進させるとともに、各挿入嵌合部の始め当り位置よりもより挿入深さ方向に変位させた位置において該検出手段を固定させ、同検出手段と第１ワークとの連係を解除させて第１ワークのみを進退移動させることから、弾発付勢力の調整や、スライダの移動量設定のみで挿入組付条件を設定でき、ワークの種類や型式等を問わず機種対応力に富み、嵌合深さやその他の組み付け条件が異なるワークに対しても条件設定を簡単に行なえる。また、最も近い位相合わせ点で確実に位相を合致させ、嵌合させ得ることができるから挿入から嵌合までの時間が極めて短く、さらに挿入嵌合動作を円滑に行なえ、組み付け工程におけるサイクルタイムを短縮させ、全体のワーク組付作業時間を大幅に短縮させることができる。また、前記挿入嵌合部に対応する検出手段の検出基準位置は、各挿入嵌合部の始め当り位置よりもより挿入深さ方向に変位させた位置で検出手段を停止保持させてスライダを前後動させて挿入嵌合動作を行わせるから、弾発付勢力によって、位相合わせ及び嵌合の確実、迅速性の実効を保持し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るワークの挿入組付装置の要部を断面した正面図である。
【図２】その平面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線端面のみを示した断面図である。
【図４】ヘッダ本体部分でトルクコンバータ側を見た端面のみを示した断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ線一部切欠要部説明図である。
【図６】トルクコンバータの出力軸に対する第１挿入嵌合部の始めの当り位置で接触した状態の要部破断拡大説明図である。
【図７】トルクコンバータの出力軸に対するすべての挿入嵌合部で嵌合した状態の要部破断拡大説明図である。
【図８】ワークの挿入組付装置の作用説明図である。
【図９】ワークの挿入組付装置の作用説明図である。
【図１０】ワークの挿入組付装置の作用説明図である。
【図１１】ワークの挿入組付装置の作用説明図である。
【図１２】ワークの挿入組付装置の動作の図式的作用説明図である。
【図１３】ワークの挿入組付装置の挿入組付動作のフローチャート図である。
【図１４】ワークの挿入組付装置の挿入組付動作のフローチャート図である。
【符号の説明】
１０  ワークの挿入組付装置
１２  第１ワーク
１４  第２ワーク
１８  本体部
２０  進退手段
２２  スライダ
２４  把持手段
２６  回転手段
２８  前後サーボモータ
３２  回転サーボモータ
３８  ヘッダ部
４２  弾発付勢手段
４４  コイルスプリング
５９  進退回転保持機構
７４  吸着パッド
７６  嵌合位置検出機構
８２  ブレーキ装置
８４  ガイドシャフト
９２  検出手段
１０２  被検出体
３１２  出力軸
ＴＣ  トルクコンバータ
ＴＭ  変速機
Ｒ    第１挿入嵌合部
Ｓ    第２挿入嵌合部
Ｔ    第３挿入嵌合部
Ｈ    間隔
【図１】
0003970381.tif 000002
【図２】
0003970381.tif 000003
【図３】
0003970381.tif 000004
【図４】
0003970381.tif 000005
【図５】
0003970381.tif 000006
【図６】
0003970381.tif 000007
【図７】
0003970381.tif 000008
【図８】
0003970381.tif 000009
【図９】
0003970381.tif 000010
【図１０】
0003970381.tif 000011
【図１１】
0003970381.tif 000012
【図１２】
0003970381.tif 000013
【図１３】
0003970381.tif 000014
【図１４】
0003970381.tif 000015