JP2018192590A - 組立装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品の種類に応じた治具に当該部品を取り付けて、かつ部品の供給を自動で行い、組立品を組み立てることができる組立装置の提供。【解決手段】組立装置（１０）は、複数種類の部品（Ｗ１ａ〜Ｗ１ｄ）を保持する部品供給テーブル（３）と、複数種類の部品（Ｗ１ａ〜Ｗ１ｄ）に対応する複数種類の治具（８ａ〜８ｄ）を保持する治具段取替テーブル（４）と、部品供給テーブル（３）と治具段取替テーブル（４）とを連結する平歯車（２ｃ）と、平歯車（２ｃ）に駆動力を与える駆動部（２ａ）とを備える。駆動部（２ａ）が平歯車（２ｃ）を回転駆動させることによって、部品供給テーブル（３）と治具段取替テーブル（４）とが、同期して回転する。部品供給テーブル（３）に保持された部品（Ｗ１ｂ）と、部品供給テーブル（３）に保持された部品（Ｗ１ｂ）に応じた治具（８ｂ）とを互いに接近させ、部品（Ｗ１ｂ）を治具（８ｂ）に取り付ける。【選択図】図７

Description

本発明は組立装置に関する。

部品を被組立部品に圧入して組み立てる組立装置がある。このような組み立て装置の一例として、特許文献１に開示されるように、ターンテーブルを用いて、シャフトへカムピースを圧入してカムシャフトを組み立てる組立装置がある。

特開平０７−０６８４３１号公報

本願発明者らは、以下の課題を発見した。
ところで、部品の種類に応じて複数種類の治具を用いて、複数種類の部品を１つの被組立部品に圧入して組み立てることがある。このような組立装置では、部品を被組立部品に圧入する場合、その都度、組立部品の種類に応じて治具を取り換える手作業を必要とした。

本発明は、部品の種類に応じた治具に当該部品を取り付けて、かつ部品の供給を自動で行い、組み立てるものとする。

本発明に係る組立装置は、
複数種類の部品を保持しつつ、第１の回転軸（例えば、駆動軸３ｂ）回りに回転可能に設けられた部品供給テーブルと、
前記複数種類の部品に対応する複数種類の治具を保持しつつ、第２の回転軸（例えば、駆動軸４ｂ）回りに回転可能に設けられた治具段取替テーブルと、
前記部品供給テーブルと、前記治具段取替テーブルとを連結する平歯車と、
前記平歯車に駆動力を与える駆動部と、を備える組立装置であって、
前記駆動部が前記平歯車を回転駆動させることによって、前記部品供給テーブルと前記治具段取替テーブルとが、同期して回転し、
前記部品供給テーブルに保持された部品と、前記部品供給テーブルに保持された前記部品に応じた前記治具とを互いに接近させて、
前記部品を、前記部品に応じた前記治具に取り付ける。
このような構成によれば、平歯車の回転駆動によって、部品供給テーブルと治具段取替テーブルとが同期して回転し、部品供給テーブルに保持された部品と、部品供給テーブルに保持された部品に応じた前記治具とを互いに接近させることができる。そのため、部品の種類に応じた治具に、当該部品を取り付けて、かつ部品の供給を自動で行い、組立品を組み立てることができる。すなわち、操作者の手作業による治具の段取り替えや部品供給を必要としない。

本発明は、部品の種類に応じた治具に当該部品を取り付けて、かつ部品の供給を自動で行い、組立品を組み立てることができる。

実施の形態１に係る組立装置の一部切り取り断面模式図である。 実施の形態１に係る組立装置の要部の上面図である。 実施の形態１に係る組立装置の要部の動作を示す図である。 実施の形態１に係る組立装置の要部の動作を示す図である。 組み立て方法の１つのステップを示す図である。 組み立て方法の１つのステップを示す図である。 組み立て方法の１つのステップを示す図である。 実施の形態１に係る組立装置の一変形例を示す斜視図である。 実施の形態１に係る組立装置の一変形例を示す側面図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（実施の形態１）
図１〜図２を参照して実施の形態１に係る組立装置について説明する。図１は、実施の形態１に係る組立装置の一部切り取り断面模式図である。図２は、実施の形態１に係る組立装置の要部の上面図である。なお、図１及び図２において、分かり易さのため、異なる回転角度の部品供給テーブル３（後述）と治具段取替テーブル４（後述）とを描画した。同様に、図１では、分かり易さのため、治具８ａ、８ｃ（後述）の描画を省略した。また、図５〜７（後述）でも、同様に、治具８ａ、８ｃ（後述）の描画を省略した。同様に、図２では、部品供給マガジン６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの描画を省略した。

図１及び図２に示すように、組立装置１０は、ベース１と、回転動力部２と、部品供給テーブル３と、治具段取替テーブル４と、部品保持部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、部品供給マガジン６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄと、部品供給部７と、治具８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄと、圧入サーボ９とを備える。組立装置１０は、部品Ｗ１ａ、Ｗ１ｂ、Ｗ１ｃ、Ｗ１ｄを、被組立部品Ｗ２に圧入し、組立品を形成する。部品Ｗ１ａ、Ｗ１ｂ、Ｗ１ｃ、Ｗ１ｄは、例えば、カムピースであり、部品Ｗ１ａ、Ｗ１ｂ、Ｗ１ｃ、Ｗ１ｄは、形状や種類がそれぞれ異なっていてもよい。被組立部品Ｗ２は、例えば、オートマチックトランスミッションのクラッチドラムであり、組立品は、例えば、ピストンやバランサーである。組立装置１０は、例えば、ピストンをドラムに圧入することによって、クラッチアセンブリを形成することができる。

ベース１は、回転動力部２と、部品供給テーブル３と、治具段取替テーブル４とを回転可能に保持しており、回転動力部２と、部品供給テーブル３と、治具段取替テーブル４と互いの相対的な位置関係を決める。また、ベース１は、圧入サーボ９を保持する。

回転動力部２は、駆動部２ａと、駆動軸２ｂと、平歯車２ｃとを備える。駆動部２ａは、駆動軸２ｂを所定の方向に駆動させる装置であればよく、例えば、モータ等である。駆動軸２ｂは、その一端に平歯車２ｃを固定して保持しており、駆動部２ａは、駆動軸２ｂを介して、平歯車２ｃを駆動軸２ｂ回りに回転駆動させる。

部品供給テーブル３は、テーブル本体３ａと、駆動軸３ｂと、平歯車３ｃとを備える。具体的には、駆動軸３ｂが、その一端にテーブル本体３ａを支持し、その他端に平歯車３ｃを支持する。テーブル本体３ａは、例えば、略円形状板であり、駆動軸３ｂがテーブル本体３ａの中心軸から延びる。テーブル本体３ａと平歯車３ｃとは、ベース１を挟むよう配置されている。平歯車３ｃは、回転動力部２の平歯車２ｃと噛み合っており、部品供給テーブル３は、平歯車２ｃ、３ｃを介して、回転動力部２から駆動力を与えられ、駆動軸３ｂ回りに回転駆動する。

テーブル本体３ａと、駆動軸３ｂとは、部品保持部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、部品供給マガジン６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとを支持する。部品保持部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、部品供給マガジン６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとは、それぞれ、部品Ｗ１ａ、Ｗ１ｂ、Ｗ１ｃ、Ｗ１ｄに応じた形状を有するとよい。部品保持部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、部品供給マガジン６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとは、駆動軸３ｂを中心とした同一の円上に配置される。部品保持部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄとは、隣り合う部品保持部同士との距離が均等になるとよく、部品供給マガジン６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとは、隣り合う部品供給マガジン同士との距離が均等になるとよい。部品保持部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、駆動軸３ｂ回りに回転可能に設けられている一方、部品供給マガジン６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、固定して設けられている。

部品保持部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、部品Ｗ１ａ、Ｗ１ｂ、Ｗ１ｃ、Ｗ１ｄをそれぞれ保持しており、例えば、部品Ｗ１ａ、Ｗ１ｂ、Ｗ１ｃ、Ｗ１ｄをそれぞれ包含する凹形状を有する。部品供給マガジン６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、それぞれ複数の部品Ｗ１ａ、Ｗ１ｂ、Ｗ１ｃ、Ｗ１ｄを保持しており、例えば、積層した部品Ｗ１ａ、Ｗ１ｂ、Ｗ１ｃ、Ｗ１ｄを包囲する筒形状を有する。テーブル本体３ａが回転することによって、部品供給マガジン６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、それぞれ、部品Ｗ１ａ、Ｗ１ｂ、Ｗ１ｃ、Ｗ１ｄを部品保持部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに供給する。具体的には、部品保持部５ａの凹形状の深さを、部品Ｗ１ａの厚みと略同じにする。これによって、テーブル本体３ａが回転した場合、部品供給マガジン６ａの内側において積層した部品Ｗ１ａのうち最下層の部品Ｗ１ａが、積層した部品Ｗ１ａから１つ切出されるように、部品供給マガジン６ａの内側から部品保持部５ａへ移動する。同様に、部品Ｗ１ｂ、Ｗ１ｃ、Ｗ１ｄの厚みを、部品Ｗ１ｂの厚みと略同じに調整しつつ、部品保持部５ｂ、５ｃ、５ｄの凹形状の深さを、それぞれ部品Ｗ１ａの厚みと略同じに調整するとよい。

治具段取替テーブル４は、テーブル本体４ａと、駆動軸４ｂと、平歯車４ｃとを備える。平歯車４ｃは、回転動力部２の平歯車２ｃと噛み合っており、治具段取替テーブル４は、平歯車３ｃ、４ｃを介して、回転動力部２から駆動力を与えられ、駆動軸４ｂ回りに回転駆動する。上記した通り、平歯車２ｃは、駆動軸３ｂとも噛み合っているため、駆動軸３ｂと駆動軸４ｂとを連結する。具体的には、駆動軸４ｂが、その一端にテーブル本体４ａを支持し、その他端に平歯車４ｃを支持する。テーブル本体４ａは、例えば、略円形状板であり、駆動軸４ｂがテーブル本体４ａの中心軸から延びる。テーブル本体４ａと平歯車４ｃとは、ベース１を挟むよう配置されている。

テーブル本体４ａは、治具８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを備え、治具８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは、テーブル本体４ａの部品保持部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ側に配置され、具体的には、吊り下げられている。治具８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは、テーブル本体４ａにおいて駆動軸４ｂを中心とした同一の円上に配置されている。この円は、部品保持部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、部品供給マガジン６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとが配置された駆動軸３ｂを中心とした同一の円に接するとよい。

組立装置１０を上面視した場合、具体的には、Ｚ軸プラス側からマイナス側に向かってみた場合、部品供給部７は、部品供給テーブル３のテーブル本体３ａと治具段取替テーブル４のテーブル本体４ａとが重なり合う箇所に位置するとよい。図１に示す一例では、部品供給部７が、部品保持部５ｄに保持された部品Ｗ１ｄを、部品保持部５ｄから治具８ｄに供給する。テーブル本体３ａが回転することによって、部品Ｗ１ａ、Ｗ１ｂ、Ｗ１ｃをそれぞれ部品供給部７近傍に移動させて、部品供給部７が、部品Ｗ１ｄと同様に、部品Ｗ１ａ、Ｗ１ｂ、Ｗ１ｃについても、それぞれ部品保持部５ａ、５ｂ、５ｃから治具８ａ、８ｂ、８ｃに供給する。

圧入サーボ９は、治具８ｂを押出し、治具８ｂに取り付けられた部品Ｗ１ｂを、被組立部品Ｗ２に圧入させる。同様に、駆動軸４ｂが回転することによって治具８ａ、８ｃ、８ｄのそれぞれを圧入サーボ９近傍に移動させた後、圧入サーボ９は、治具８ａ、８ｃ、８ｄのそれぞれを押出して、部品Ｗ１ａ、Ｗ１ｃ、Ｗ１ｄのそれぞれを被組立部品Ｗ２に圧入させる。この圧入のため、必要に応じて、被組立部品Ｗ２を治具８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄのそれぞれに対して、接触させ、接近させ又は離間させてもよい。

（動作の一例）
次に、図２〜図４を参照して、回転動力部２が駆動軸２ｂを回転させた動作の一例について説明する。図３及び図４では、分かり易くするため、テーブル本体３ａ、４ａ同士が、ｘｙ平面上、離間しているように描画されているが、実際には、図２に示すように、ｘｙ平面上、重なり合うように見える位置にあることに留意する。図３及び図４は、実施の形態１に係る組立装置の要部の動作を示す図である。

図３に示すように、部品保持部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが、それぞれ部品供給マガジン６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに位置するように、部品供給テーブル３のテーブル本体３ａは、駆動軸３ｂを中心として所定の角度にある場合がある。

図２及び図４に示すように、回転動力部２が駆動軸２ｂを回転させることによって、部品供給テーブル３のテーブル本体３ａを、駆動軸３ｂを中心に時計回りに４５°回転させる。すると、治具段取替テーブル４のテーブル本体４ａが、駆動軸４ｂを中心に反時計回りに４５°回転する。これによって、治具８ｄと、部品保持部５ｄとが部品供給部７（図１参照）に接近する。治具８ｄと、部品保持部５ｄと、部品供給部７とは、同一の仮想軸（ここでは、Ｚ軸に沿う軸Ｚ１）上に並ぶとよい。

さらに、部品供給テーブル３のテーブル本体３ａを、駆動軸２ｂを中心に時計回りに回転させることによって、治具８ｃと部品保持部５ｃとが部品供給部７（図１参照）近傍に位置する。さらに、このような回転を続けると、治具８ｂと部品保持部５ｂとの一組、治具８ａと部品保持部５ａとの一組が、この順に、部品供給部７近傍に位置し、再び、治具８ｄと、部品保持部５ｄとが部品供給部７近傍に位置する。

（部品供給方法）
次に、図５〜図７を用いて、組立装置１０を用いた部品供給方法の一例について説明する。なお、以下に記載する部品供給方法の一例では、部品Ｗ１ｂ、Ｗ１ｄを交互に連続して供給する。図５〜図７は、組み立て方法の１つのステップを示す図である。

部品Ｗ１ｄと治具８ｄとを、部品供給部７近傍に回転移動させる（段取位置移動ステップＳＴ１）。具体的には、回転動力部２の平歯車２ｃを駆動させ、テーブル本体３ａ、４ａを同期して１８０°回転させることによって、部品Ｗ１ｄと治具８ｄとを部品供給部７を通過する仮想軸（ここでは、Ｚ軸に沿う軸）上に位置させる。

続いて、図５に示すように、部品Ｗ１ｄを治具８ｄに取り付ける（段取りステップＳＴ２）。具体的には、部品供給部７が部品Ｗ１ｄを押し上げて、部品保持部５ｄから上方へ移動させ、治具８ｄの所定位置、例えば、突起部に押し付けることによって、取り付ける。

続いて、図６に示すように、部品Ｗ１ｄを治具８ｄに取り付けたまま、治具８ｄを被組立部品Ｗ２へ移動させる（圧入位置移動ステップＳＴ３）。具体的には、上記した駆動によって、回転動力部２（図２参照）の平歯車２ｃを駆動させ、テーブル本体３ａ、４ａを１８０°同期して回転させることによって、部品Ｗ１ｄと治具８ｄとを接近させる。具体的には、部品Ｗ１ｄと治具８ｄとを、被組立部品Ｗ２近傍、被組立部品Ｗ２を通過する仮想軸（ここでは、Ｚ軸に沿う軸Ｚ１）上に位置させるとともに、部品Ｗ１ｂと治具８ｂとを部品供給部７を通過する仮想軸上に位置させる。

最後に、図７に示すように、部品Ｗ１ｄを被組立部品Ｗ２に圧入する（圧入ステップＳＴ４）。この圧入を行ないつつ、部品Ｗ１ｂを治具８ｂに取り付ける。具体的には、段取りステップＳＴ２と同様に、部品供給部７が部品Ｗ１ｂを押し上げて、部品保持部５ｂから上方へ移動させ、治具８ｂの所定位置、例えば、突起部に押し付けることによって、取り付ける。

以上、段取位置移動ステップＳＴ１〜圧入ステップＳＴ４を順次繰り返すことによって、部品Ｗ１ｂ、Ｗ１ｄを交互に被組立部品Ｗ２に圧入することができ、組立品を形成することができる。このような場合、操作者の手を用いることなく、異なる部品Ｗ１ｂ、Ｗ１ｄを治具８ｂ、８ｄに取り付けることができる。そのため、部品Ｗ１ｂ、Ｗ１ｄのそれぞれに応じた治具８ｂ、８ｄに、部品Ｗ１ｂ、Ｗ１ｄを取り付けて、かつ部品Ｗ１ｂ、Ｗ１ｄの供給を自動で行い、組立品を組み立てることができる。しかも、連続して部品Ｗ１ｂ、Ｗ１ｄを交互に被組立部品Ｗ２に圧入し、多数の組立品を形成することができる。

（組立装置の一変形例）
次に、図８及び図９を参照して、組立装置１０（図１参照）の一変形例である組立装置２０について説明する。図８は、実施の形態１に係る組立装置の一変形例を示す斜視図である。図９は、実施の形態１に係る組立装置の一変形例を示す側面図である。組立装置２０は、平歯車を必要とすることなく、回転動力部２３ｄ、２４ｄを２つ備えるところを除いて、組立装置１０と同じ構成を有する。組立装置２０の各構成は、同じ組立装置１０の構成と対応するように付番した。

図８及び図９に示すように、組立装置２０は、部品供給テーブル２３と、治具段取替テーブル２４とを備える。

部品供給テーブル２３は、テーブル本体２３ａと、駆動軸２３ｂと、回転動力部２３ｄとを備える。回転動力部２３ｄは、駆動軸２３ｂ回りにテーブル本体２３ａを回転駆動させる。

治具段取替テーブル２４は、テーブル本体２４ａと、駆動軸２４ｂと、回転動力部２４ｄとを備える。回転動力部２４ｄは、駆動軸２４ｂ回りにテーブル本体２４ａを回転駆動させる。

回転動力部２３ｄと回転動力部２４ｄとは、テーブル本体２３ａとテーブル本体２４ａとを独立して回転駆動させることができる。これによって、複数の部品Ｗ２１（図示略）のうち、所定の部品を選択し、選択した部品を切出すように、部品供給マガジン２６の内側から部品保持部２５へ移動させることができる。また、複数種類の部品Ｗ２１（図示略）のうち、種類の異なる所定の部品を選択して、それぞれに対応する治具に取り付け、被組立部品Ｗ２２に圧入し、これらを繰り返して、種類の異なる組立品を生産することができる。すなわち、１つの組立装置２０を用いて複数種類の組立品を生産する、混流生産を行うことができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記した組立装置１０を用いた部品供給方法では、部品Ｗ１ｂ、Ｗ１ｄを順に連続して供給したが、部品Ｗ１ａ、Ｗ１ｂ、Ｗ１ｃ、Ｗ１ｄをこの順に連続して供給してもよい。

１００ 組立装置
１ ベース
２ 回転動力部
２ａ 駆動部 ２ｃ 平歯車
３ 部品供給テーブル ４ 治具段取替テーブル
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ 治具
Ｗ１ａ、Ｗ１ｂ、Ｗ１ｃ、Ｗ１ｄ 部品 Ｗ２ 被組立部品

Claims (1)

1. 複数種類の部品を保持しつつ、第１の回転軸回りに回転可能に設けられた部品供給テーブルと、
   前記複数種類の部品に対応する複数種類の治具を保持しつつ、第２の回転軸回りに回転可能に設けられた治具段取替テーブルと、
   前記部品供給テーブルと、前記治具段取替テーブルとを連結する平歯車と、
   前記平歯車に駆動力を与える駆動部と、を備える組立装置であって、
   前記駆動部が前記平歯車を回転駆動させることによって、前記部品供給テーブルと前記治具段取替テーブルとが、同期して回転し、
   前記部品供給テーブルに保持された部品と、前記部品供給テーブルに保持された前記部品に応じた前記治具とを互いに接近させて、
   前記部品を、前記部品に応じた前記治具に取り付ける、
   組立装置。

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