JP5116840B2 - ピン位置決め冶具及びピン装着装置 - Google Patents

Description

本発明は、機械部品あるいは電子部品等のワーク（親部品）に対して子部品としての円筒状のピンを装着する際に用いるピン位置決め冶具及びピン装着装置に関し、特に、車両用自動変速機等に適用される遊星歯車機構において遊星歯車を回動自在に支持するピンをキャリアに圧入する際に、ピンを軸線回りの所定角度位置に位置決めするピン位置決め冶具及びピン装着装置に関する。

車両に搭載される自動変速機等に適用される遊星歯車機構は、太陽歯車、環状歯車、太陽歯車及び環状歯車に噛合する複数の遊星歯車、遊星歯車を自転及び公転自在に支持するキャリア、遊星歯車をキャリアに対して回動自在に支持するピン等を備えている。
この遊星歯車機構において、遊星歯車は、摩耗や抵抗を低減するために、ニードルベアリングを介してピンにより回動自在に支持されると共に、ピンに潤滑油通路を設けて軸受け領域に潤滑油を供給するように形成されたものが知られている。

ところで、上記のようなピンをキャリアに装着する従来のピン装着装置としては、円筒状をなすピンがその軸線方向において方向性をもつもの（すなわち、上向き及び下向きの区別がある潤滑油通路を設けたもの）を適用することを前提として、遊星歯車を組込んだキャリアを保持するワーク受けプレート、ワーク受けプレートの下方において昇降自在に駆動される昇降板、昇降板を駆動するシリンダ、昇降板に保持されてワーク受けプレートを下方から貫通して遊星歯車の挿入孔及びキャリアの挿入孔の芯合わせを行うと共に直上に搬入されたピンの潤滑通路に挿入される縮径部をもつセンタリングガイド、ワーク受けプレートに保持されたキャリアを上方から押えるキャリア押え部材、キャリアの直上に搬入されたピンを挿入孔に圧入するべく上方から押圧する押圧部材、搬入されたピンの潤滑油通路にセンタリングガイドの縮径部が入り込んだか否かをピンの傾斜状態により判断してピンの上下の向きを確認するセンサ等を備え、ピンが上下方向を間違えることなく装着されるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

一方、遊星歯車機構においては、遊星歯車の軸受け領域に対して、キャリアの回転による遠心力及び遠心ポンプ作用を利用して潤滑油を円滑にかつ効率よく供給するために、円筒状のピンに対して、軸線方向に伸長する潤滑油通路に加えて径方向に貫通する潤滑油孔を設け、この潤滑油孔をキャリアの径方向外側に方向付けるようにしてピンを装着することが提案されている。
しかしながら、上記従来のピン装着装置では、軸線方向において方向性をもつ（上向きか下向きかで潤滑油通路の経路が異なる）ピンを対象としており、軸線回り（周方向）において方向性のあるピンを所定角度に位置決めして装着することは困難である。
また、上記従来のピン装着装置は、センタリングガイドを上下動させるための専用の機構（昇降板、シリンダ等）が必要であり、構成部品を集約して配置することができず、構造の複雑化、装置の大型化及び高コスト化等を招くものである。
特開平７−３１４２６６号公報

本発明は、上記従来技術の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、構造の簡素化、装置の小型化、低コスト化等を図りつつ、軸線回り（周方向）に方向性をもつ円筒状のピンを所定の角度に方向付けて高精度にワーク（親部品）に装着することができるピン位置決め冶具及びピン装着装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明のピン位置決め冶具は、円筒状のピンをワークの挿入孔に装着するべく、ピンを位置決めするピン位置決め冶具であって、ピンをワークの挿入孔と芯合わせするべくピンを収容してワークに嵌合される冶具本体と、ピンをその軸線回りの所定角度位置に方向付けるべく冶具本体上に設けられてピンの回転を規制する規制機構と、を備え、規制機構は、ピンの上端面において中心から偏倚して形成された凹部に対して、ピンの径方向外側から入り込んで係合する係合位置と凹部から離脱する離脱位置との間を移動し得る係合部材と、係合部材を係合位置に向けて付勢する付勢部材とを含む。
この構成によれば、円筒状のピンをワークの挿入孔に対して所定角度位置に方向付けて装着する際に、ピンが冶具本体に収容されかつ規制機構により回転を規制された状態で、ピン位置決め冶具がワークに嵌合される。
これにより、ピンをワークの挿入孔に芯合わせし、かつ、ピンをワークの挿入孔に対して所定角度位置に位置決めした状態で、ピンをワークの挿入孔に高精度に装着することができる。また、ピンを収容したピン位置決め冶具を持ち運ぶ際に、規制機構により位置決めすることにより、ピンの位置ずれを防止することができる。
特に、規制機構として、係合位置と離脱位置を往復動する（例えば、直線的に往復動する又は揺動して往復動する）係合部材及び付勢部材を採用するため、構造の簡素化、小型化等を達成することができる。

上記構成をなすピン位置決め冶具において、係合部材は、揺動自在に形成され、その一端側において凹部に係合し得る係合部、その他端側において凹部から係合部を離脱させるための力を及ぼす操作部を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、ピンを冶具本体に収容する際には、係合部材の操作部を押し下げて係合部をピンの収容領域（例えば、収容孔）から遠ざけた状態で、ピンを所定角度位置に方向付けて冶具本体に収容し、その後、操作部を離すだけで、付勢部材の付勢力により係合部材の係合部をピンの凹部に入り込ませて係合させることができる。このように、簡単な操作で、ピンを位置決めしつつ冶具本体に収容することができる。

上記目的を達成する本発明のピン装着装置は、円筒状のピンをワークの挿入孔に装着するピン装着装置であって、ピンをワークの挿入孔と芯合わせするべくピンを収容してワークに嵌合される冶具本体及びピンをその軸線回りの所定角度位置に方向付けるべく冶具本体上に設けられてピンの回転を規制する規制機構を含むピン位置決め冶具と、ピン位置決め冶具を上方から嵌合したワークを載置するテーブルと、位置決め冶具の冶具本体をワークに向けて押圧する押圧機構と、押圧機構が作動した状態でピンをワークの挿入孔に圧入する圧入機構と、を備え、規制機構は、ピンの上端面において中心から偏倚して形成された凹部に対して、ピンの径方向外側から入り込んで係合する係合位置と凹部から離脱する離脱位置との間を移動し得る係合部材と、係合部材を係合位置に向けて付勢する付勢部材とを含む。
この構成によれば、ピン位置決め冶具によりピンを位置決めした状態で、ピン位置決め冶具を嵌合したワークをテーブルに載置し、押圧機構により冶具本体を押圧して固定し、圧入機構によりピンをワークの挿入孔に圧入することができる。
特に、規制機構として、係合部材及び付勢部材を採用するため、構造の簡素化、小型化等を達成することができる。

上記構成をなすピン装着装置において、圧入機構は、テーブルに対して昇降自在な昇降ヘッドと、昇降ヘッドを昇降駆動する昇降駆動ユニットと、昇降ヘッドに設けられてピンを挿入孔に圧入する圧入ロッドとを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、圧入機構として、昇降ヘッド、昇降駆動ユニット、及び圧入ロッドを採用するため、構造の簡素化、装置の小型化等を達成しつつ、圧入動作を円滑に行うことができる。

上記構成をなすピン装着装置において、押圧機構は、昇降ヘッドに対して所定範囲を上下動自在に支持された押圧部材と、押圧部材を下方に向けて付勢する付勢バネとを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、押圧機構として、昇降ヘッドに支持された押圧部材及び押圧部材を下方に付勢する付勢部材を採用するため、押圧部材を支持する専用の部材を設ける場合に比べて、部品点数を削減でき、昇降ヘッド周りの構造を簡素化でき、装置を小型化することができる。

上記構成をなすピン装着装置において、ピンが所定角度位置に方向付けられているか否かを検出する検出機構を、さらに含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、ピンが所定角度位置からずれている場合は、検出機構がそのことを検出するため、ピンの圧入動作を未然に中止することができる。

上記構成をなすピン装着装置において、検出機構は、圧入ロッドに対して上下方向に移動自在に支持されると共に圧入ロッドの下端面から突出するように下向きに付勢されかつピンが所定角度位置に方向付けられた状態にあるときピンの上端面において中心から偏倚して形成された凹部に非接触にて進入し得る可動子と、ピンが所定角度位置からずれた状態にあるとき可動子がピンの上端面に当接して押し上げられる動作に連動して検出信号を発するセンサとを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、ピンが所定角度位置に方向付けられて位置決め冶具に収容されている場合、圧入ロッドの下端面がピンに当接した状態で、可動子の下端部はピンの凹部に入り込んで上方に押し上げられないため、センサはピンが所定角度位置に方向付けられていることを検出することができ、一方、圧入ロッドの下端面がピンの上端面に当接した状態で可動子の下端部がピンの上端面に当接して可動子が上方に持ち上げられると、センサが可動子の動作に連動して信号を発し、ピンが所定角度位置からずれていることを検出することができる。また、検出機構として、圧入ロッドに支持さえた可動子、可動子の動作に連動して信号を発するセンサを採用するため、ビジュアルセンサ等を採用する場合に要する画像情報の処理等が不要で、構造の簡素化、低コスト化等を達成でき、又、機械的な接触動作に基づくため誤検出等を確実に防止することができる。

上記構成をなすピン装着装置において、規制機構は、ピンの上端面において中心から偏倚して形成された凹部に対して、ピンの径方向外側から入り込んで係合する係合位置と凹部から離脱する離脱位置との間を移動し得る係合部材と、係合部材を係合位置に向けて付勢する付勢部材とを含み、検出機構は、圧入ロッドに対して上下方向に移動自在に支持されると共に圧入ロッドの下端面から突出するように下向きに付勢されかつピンが所定角度位置に方向付けられた状態にあるときピンの上端面において中心から偏倚して形成された凹部に非接触にて進入し得る可動子と、ピンが所定角度位置からずれた状態にあるとき可動子がピンの上端面に当接して押し上げられる動作に連動して検出信号を発するセンサとを含み、係合部材が係合する凹部と可動子が非接触にて進入し得る凹部とは、ピンの上端面において一つ凹部として形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、係合部が係合する凹部と可動子が非接触にて進入し得る凹部が、一つの凹部であるため、ピンを方向付けて冶具本体に組み付ける際に、一つの凹部が所定角度位置を決める目印となり、誤組付けを防止することができる。

上記構成をなすピン装着装置において、圧入ロッドは、昇降ヘッドに対して着脱自在に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ピンの種類に応じて圧入ロッドを交換することができるため、ピンの種類（遊星歯車機構の機種）に対応してピンの装着動作を行うことができる。

上記構成をなすピン位置決め冶具及びピン装着装置によれば、構造の簡素化、装置の小型化、低コスト化等を達成しつつ、軸線回り（周方向）に方向性をもつ円筒状のピンを所定の角度に方向付けて高精度にワーク（親部品）に装着することができ、特に、車両用自動変速機等に適用される遊星歯車機構において遊星歯車を回動自在に支持するピンをキャリアに圧入する際にピンを軸線回りの所定角度の方向に高精度に位置決めして装着することができる。

本発明に係るピン位置決め冶具を示す平面図である。 本発明に係るピン位置決め冶具がワークに嵌合された状態を示す（部分断面 本発明における装着の対象となるピンを示す斜視図である。を含む）側面図である。 本発明に係るピン装着装置の一実施形態を示す側面図である。 図４に示すピン装着装置の一部を拡大した部分拡大図である。 図４に示すピン装着装置に含まれる圧入ロッドを示す（部分断面を含む）側面図である。 本発明に係るピン位置決め冶具及びピン装着装置の動作を説明する（部分断面を含む）部分側面図である。 本発明に係るピン位置決め冶具及びピン装着装置の動作を説明する（部分断面を含む）部分側面図である。 本発明に係るピン位置決め冶具及びピン装着装置の動作を説明する（部分断面を含む）部分側面図である。 本発明に係るピン位置決め冶具及びピン装着装置の動作を説明する（部分断面を含む）部分側面図である。 本発明に係るピン位置決め冶具及びピン装着装置の動作を説明する（部分断面を含む）部分側面図である。

符号の説明

Ｗ ワーク
Ｗ１ キャリア
Ｗ２ 遊星歯車
Ｗ３ ニードルベアリング
Ｗ４ 挿入孔
Ｗ５ 仮ピン
１０ ベース
２０ テーブル
３０ 垂直フレーム
３１ ガイド部
４０ 昇降ヘッド（圧入機構）
４１ 被ガイド部
４２ 連結部
４３ 嵌合部
４４ 収容部
４５ ガイド部
４６ 上端面
４７ 下端面
５０ 昇降駆動ユニット（圧入機構）
５１ モータ
５２ ボールネジ
５３ ボールナット
６０ 圧入ロッド（圧入機構）
６１ 先端部
６１ａ 下端面
６２ 嵌合部
６２ａ 上端面
６３ 鍔部
６４ ガイド孔
６５ 収容部
７０ 押圧部材（押圧機構）
７１ 円板部
７１ａ 当接部
７１ｂ 貫通孔
７２ ロッド部
７２ａ 鍔部
８０ 付勢バネ（付勢部材、押圧機構）
９０ 検出機構
９１ 可動子
９１ａ 下端部
９１ｂ 上端部
９１ｃ 鍔部
９１ｄ 付勢バネ
９１ｅ 鍔部
９２ 連動アーム
９３ 付勢バネ
９４ センサ
Ｍ ピン位置決め冶具
１００ 冶具本体
１０１ 中央開口部
１０２ 収容孔
１０３ 固定凹部
１０４ 嵌合部
１１０ 規制機構
１１１ ホルダ
１１１ａ 支軸
１１１ｂ，１１１ｃ ストッパ壁
１１１ｄ 空間部
１１２ 係合部材
１１２ａ 係合部
１１２ｂ 操作部
１１３ 付勢バネ（付勢部材）
ＲＴ 回転テーブル
ＨＵ ワーク保持ユニット

以下、本発明の最良の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。尚、この実施形態において、ワークＷは、図２に示すように、自動車の自動変速装置等に搭載される遊星歯車機構の一部であり、キャリアＷ１、遊星歯車Ｗ２、ニードルベアリングＷ３、遊星歯車Ｗ２をキャリアＷ１に仮組付けするべくキャリアＷ１及びニードルベアリングＷ３により画定される挿入孔Ｗ４に挿入された仮ピン（プロセスピン）Ｗ５等により構成されている。そして、ワークＷに対しては、仮ピンＷ５と入れ換えるように本来のピンＰ（アクチュアルピン）が装着されるようになっている。

ピンＰ（アクチュアルピン）は、図３に示すように、円筒状に形成され、上端面Ｐ１、上端面Ｐ１において中心（軸線Ｌ）から偏倚した位置で径方向Ｄに伸長するように形成された溝状の凹部Ｐ２、軸線Ｌ方向に伸長する潤滑油通路Ｐ３、潤滑油通路Ｐ３に連通すると共に径方向に貫通するように形成された潤滑油孔Ｐ４及び潤滑油孔Ｐ５等を備えている。ここで、凹部Ｐ２は、軸線Ｌ回り（周方向）において潤滑油孔Ｐ４と同一の角度位置に形成されている。潤滑油孔Ｐ４と潤滑油孔Ｐ５とは、軸線Ｌ回り（周方向）においてお互いに１８０度ずれた位置に形成されている。また、潤滑油孔Ｐ４と潤滑油孔Ｐ５とは、軸線Ｌ方向において潤滑油孔Ｐ４が潤滑油孔Ｐ５よりも上端面Ｐ１寄りに形成されている。
このように、ピンＰには、潤滑油孔Ｐ４に対応する角度位置において上端面Ｐ１に一つの凹部Ｐ２が設けられているため、この凹部Ｐ２を確認することにより、ピン位置決め冶具Ｍに組み付ける際の目印とすることができる。

ピン位置決め冶具Ｍは、図１及び図２に示すように、略円板状に形成された冶具本体１００、冶具本体１００の上部に固定されてピンＰの回転を規制する複数の規制機構１１０等を備えている。
冶具本体１００は、図１及び図２に示すように、円形をなす中央開口部１０１、中央開口部１０１の周りおいて周方向に配列された円筒状の複数の収容孔１０２、各々の収容孔１０２に対して径方向の外側に設けられた固定凹部１０３、ワークＷのキャリアＷ１に嵌合される嵌合部１０４等を備えている。

中央開口部１０１は、ワークＷの遊星歯車Ｗ２と噛合させる太陽歯車を挿入し得るように形成されている。
収容孔１０２は、ピンＰを挿入して軸線Ｌに垂直な方向への位置ずれを規制してワークＷの挿入孔Ｗ４と芯合わせすると共に、手作業によりピンＰを容易に挿入できる内径寸法に形成されている。
固定凹部１０３は、規制機構１１０のホルダ１１１を部分的に埋設して締結ネジ（不図示）等により固定するように形成されている。

規制機構１１０は、図１、図２、図７に示すように、冶具本体１００の固定凹部１０３に固定されるホルダ１１１、ホルダ１１１に対して揺動自在に支持された係合部材１１２、係合部材１１２を収容孔１０２側（ピンＰ側）に向けて付勢する付勢部材としての付勢バネ１１３等を備えている。
ホルダ１１１は、図７に示すように、冶具本体１００の固定凹部１０３に嵌合して締結ネジ（不図示）等を用いて固定され、係合部材１１２を揺動自在に支持する支軸１１１ａ、係合部材１１２をピンＰの凹部Ｐ２に係合する係合位置に停止させるストッパ壁１１１ｂ、係合部材１１２を凹部Ｐ２から離脱した離脱位置に停止させるストッパ壁１１１ｃ、付勢バネ１１３を収容する空間部１１１ｄ等を備えている。
係合部材１１２は、図７に示すように、略Ｔ字状に形成されると共に支軸１１１ａにより揺動自在に支持され、その一端側においてピンＰの凹部Ｐ２に係合し得る係合部１１２ａ、その他端側において凹部Ｐ２から係合部１１２ａを離脱させるための力を及ぼす操作部１１２ｂ等を備えている。
付勢バネ１１３は、図７に示すように、コイル状の圧縮バネであり、ホルダ１１１の空間部１１１ｄに所定量圧縮して配置され、係合部材１１２を係合位置に向けて、すなわち、係合部１１２ａがピンＰの凹部Ｐ２に係合するように付勢力を及ぼしている。

そして、係合部材１１２は、操作部１１２ｂに力を及ぼさない状態で、付勢バネ１１３の付勢力によりストッパ壁１１１ｂに当接してピンＰの凹部Ｐ２に係合する係合位置に停止し、付勢バネ１１３の付勢力に抗して操作部１１２ｂを押し下げることによりストッパ壁１１１ｃに当接してピンＰの凹部Ｐ２から離脱する離脱位置に停止するようになっている。
このように、規制機構１１０として、冶具本体１００に固定されるホルダ１１１、ホルダ１１１により揺動自在に支持される係合部材１１２、ホルダ１１１に収容される付勢バネ１１３を採用したことにより、規制機構１１０をモジュール化することができ、構造の簡素化、小型化等を達成しつつ、ピンＰを軸線Ｌ回りの所定角度位置に方向付けて保持することができる。

次に、ピンＰの組付け及びピン位置決め冶具ＭとワークＷとの組付け手順について説明する。
先ず、図２に示すように、キャリアＷ１に遊星歯車Ｗ２が嵌め込まれ、仮ピンＷ５が挿入孔Ｗ４に挿入されたワークＷが準備され、このワークＷのキャリアＷ１に嵌合させるようにピン位置決め冶具Ｍの冶具本体１００を嵌合させる。
このとき、冶具本体１００は、図７に示すように、仮ピンＷ５の上端領域が収容孔１０２の下方領域に入り込むことで、ワークＷに対して位置決めされる。

続いて、操作部１１２ｂを押し下げて係合部材１１２を離脱位置に移動させ、この状態において、凹部Ｐ２を冶具本体１００の径方向外側に方向付けて冶具本体１００の収容孔１０２に挿入する。
そして、操作部１１２ｂの押し下げを解除すると、係合部材１１２が付勢バネ１１３の付勢力により係合位置に移動して、係合部１１２ａがピンＰの凹部Ｐ２に入り込んで係合する。これにより、ピンＰは、凹部Ｐ２すなわち潤滑油孔Ｐ４が径方向外側を向くように、軸線Ｌ回りの所定角度位置に方向付けられて位置決めされ保持されると共に、ワークＷの挿入孔Ｗ４と芯合わせが行われる。
このように、簡単な操作で、ピンＰを位置決めしつつ冶具本体１００に収容することができる。また、ピンＰをピン位置決め冶具Ｍに取り付けた後にピン位置決め冶具Ｍを持ち運んでも、ピンＰの位置ずれを防止することができる。

ピン装着装置は、図４及び図５に示すように、ベース１０、ベース１０上に設けられて前述のピン位置決め冶具Ｍを上方から嵌合したワークＷを載置するテーブル２０、ベース１０上に固定された垂直フレーム３０、垂直フレーム３０に対して昇降自在に支持された昇降ヘッド４０、昇降ヘッド４０を昇降駆動する昇降駆動ユニット５０、昇降ヘッド４０に着脱自在に連結された圧入ロッド６０、昇降ヘッド４０に対して上下動自在に支持された押圧部材７０、押圧部材７０を下方に向けて付勢する付勢部材としての付勢バネ８０、圧入ロッド６０及び昇降ヘッド４０に設けられた検出機構９０、種々の制御を司る制御盤（不図示）等を備えている。
また、ベース１０上には、ピン位置決め冶具Ｍを上方から嵌合したワークＷを、テーブル２０上に搬入し又圧入処理が済んだワークＷをテーブル２０から搬出するワーク保持ユニットＨＵを備える回転テーブルＲＴ等が配置されている。

テーブル２０は、図４に示すように、回転テーブルＲＴから移載されたピン位置決め冶具Ｍ及びワークＷを所定の高さ位置に載置して保持するように形成されている。
尚、テーブル２０には、保持したワークＷを一時的に固定する固定機構、あるいは、保持したワークＷを二次元又は三次元的に移動させて位置決めする駆動機構等を備えていてもよい。
垂直フレーム３０は、図４に示すように、上下方向Ｚに伸長するように、ベース１０に直立して固定されており、昇降ヘッド４０を上下方向Ｚに昇降自在にガイドするガイド部３１を有し、又、その内部又は外壁部において昇降駆動ユニット５０を保持している。

昇降ヘッド４０は、図４及び図５に示すように、垂直フレーム３０のガイド部３１に対して昇降自在に連結されて上下方向Ｚにガイドされる被ガイド部４１、昇降駆動ユニット５０のボールナット５３が連結される連結部４２、圧入ロッド６０を着脱自在に嵌合する嵌合部４３、検出機構９０の一部を収容する収容部４４、押圧部材７０のロッド部７２を上下動自在にガイドするガイド部４５、ロッド部７２の鍔部７２ａを当接させる上端面４６、付勢バネ８０の上端部を当接させる下端面４７等を備えている。

昇降駆動ユニット５０は、図４に示すように、直立フレーム３０に固定されたモータ５１、モータ５１に直結されて上下方向Ｚに伸長するボールネジ５２、ボールネジ５２に螺合し昇降ヘッド４０の連結部４２に連結されるボールナット５３等を備えている。
そして、昇降駆動ユニット５０は、モータ５１の起動により、ボールネジ５２が一方向に回転すると、ボールナット５３を介して昇降ヘッド４０を下降させ、一方、ボールネジ５２が他方向に回転すると、ボールナット５３を介して昇降ヘッド４０を上昇させるようになっている。
尚、ここでは、昇降駆動ユニットとして、ボールネジ５２及びボールナット５３を用いたネジ送り機構を示したが、これに限定されるものではなく、油圧又は空気圧式のシリンダ型のアクチュエータ、ソレノイドを用いた電磁アクチュエータ等を採用してもよい。

圧入ロッド６０は、図６に示すように、圧入されるピンＰの上端面Ｐ１に当接し得る下端面６１ａを画定すると共に圧入の際に位置決め冶具Ｍの収容孔１０２に挿入され得る円柱状の先端部６１、昇降ヘッド４０の嵌合部４３に嵌合されると共に上端面６２ａを画定する嵌合部６２、鍔部６３、検出機構９０の一部をなす可動子９１を上下方向Ｚに移動自在にガイドするガイド孔６４、可動子９１の途中に設けられた鍔部９１ｃ及び付勢バネ９１ｄを収容する収容部６５等を備えている。
そして、圧入ロッド６０は、昇降ヘッド４０の嵌合部４３に対して着脱自在に固定されるようになっている。すなわち、圧入ロッド６０を昇降ヘッド４０に対して着脱自在としたことにより、ピンＰの種類に応じて圧入ロッド６０を交換することができる。

すなわち、上記昇降ヘッド４０、昇降駆動ユニット５０、圧入ロッド６０等により、押圧機構が作動した状態で、ピンＰをワークＷの挿入孔Ｗ４に圧入する圧入機構が構成されている。
このように、圧入機構として、昇降ヘッド４０、昇降駆動ユニット５０、及び圧入ロッド６０を採用したことにより、構造の簡素化、装置の小型化等を達成しつつ、圧入動作を円滑に行うことができる。

押圧部材７０は、図５及び図８に示すように、外縁部が下向きに突出した当接部７１ａをもつ円板部７１、円板部７１に連結されて昇降ヘッド４０のガイド部４５に上下動自在に通されたロッド部７２等を備えている。
円板部７１は、図５に示すように、圧入ロッド６０を非接触にて通す貫通孔７１ｂを備えている。ロッド部７２は、昇降ヘッド４０の上端面４６に当接し得る鍔部７２ａを備えている。
付勢バネ８０は、図５に示すように、コイル状の圧縮バネであり、その下端部が円板部７１の上面に当接され、その上端部が昇降ヘッド４０の下端面４７に当接されて、所定の圧縮代に圧縮した状態でロッド部７２の周りに嵌め込まれている。
そして、押圧部材７０は、非作動時において、付勢バネ８０により下方に向けて付勢され、その鍔部７２ａが上端面４６に当接して停止している。この状態において、昇降ヘッド４０が下降してその当接部７１ａがピン位置決め冶具Ｍの冶具本体１００（の上面）に当接すると、押圧部材７０は下降せずに停止したまま、昇降ヘッド４０だけが下降し、昇降ヘッド４０の下端面４７により付勢バネ８０が圧縮される。すなわち、押圧部材７０は、付勢バネ８０の圧縮による付勢力を利用して、ピン位置決め冶具Ｍの冶具本体１００をワークＷ（及びテーブル２０）に向けて押圧するようになっている。

すなわち、上記押圧部材７０、付勢バネ８０等により、ピン位置決め冶具Ｍの冶具本体１００をワークＷに向けて押圧する押圧機構が構成されている。
このように、押圧機構として、昇降ヘッド４０に支持された押圧部材７０及び押圧部材７０を下方に付勢する付勢バネ８０を採用するため、押圧部材７０を支持する専用の部材を設ける場合に比べて、部品点数を削減でき、昇降ヘッド４０周りの構造を簡素化でき、装置を小型化することができる。

検出機構９０は、図５及び図６に示すように、圧入ロッド６０により上下方向Ｚに移動自在に支持された可動子９１、可動子９１の上下動に連動するべく収容部４４に配置された連動アーム９２、連動アーム９２を一方向に回転付勢するべく収容部４４に配置された付勢バネ９３、連動アーム９２に連動して検出信号を発するべく昇降ヘッド４０の外壁に固定されたセンサ９４等を備えている。

可動子９１は、図６に示すように、下端部９１ａ、上端部９１ｂ、鍔部９１ｃ、付勢バネ９１ｄ、鍔部９１ｅ等を画定するように形成され、圧入ロッド６０のガイド孔６４に挿入されて上下方向Ｚに移動自在に支持されると共に鍔部９１ｃ及び付勢バネ９１ｄが収容部６５に収容され、下端部９１ａが圧入ロッド６０の下端面６１ａに対して出没自在に突出するように下向きに付勢され、上端部９１ｂ及び鍔部９１ｅが圧入ロッド６０の上端面６２ａから突出した状態に保持されている。
そして、可動子９１は、ピンＰが所定角度位置に方向付けられた状態にあるとき、図９に示すように、その下端部９１ａがピンＰの凹部Ｐ２に非接触にて進入し得ると共に、ピンＰが所定角度位置からずれた状態にあるとき、図１０及び図１１に示すように、その下端部９１ａがピンＰの上端面Ｐ１に当接して押し上げられ、その上端部９１ｂが持ち上がるようになっている。

連動アーム９２は、図５に示すように、揺動自在な梃子状に形成されており、付勢バネ９３により反時計回りに回転付勢され、一端部９２ａが可動子９１の上端部９１ｂに接触し、他端部９２ｂがセンサ９４に接触するように配置されている。
センサ９４は、図５に示すように、昇降ヘッド４０の外壁に固定されており、連動アーム９２が回転して他端部９２ｂが下向きに移動し離脱することで、出力信号を発するようになっている。

すなわち、検出機構９０によれば、ピンＰが所定角度位置に方向付けられて位置決め冶具Ｍに収容されている場合、圧入ロッド６０の下端面６１ａがピンＰに当接した状態で、可動子９１の下端部９１ａはピンＰの凹部Ｐ２に入り込んで上方に押し上げられないため、センサ９４はピンＰが所定角度位置に方向付けられていることを検出することができる。一方、圧入ロッド６０の下端面９１ａがピンＰの上端面Ｐ１に当接した状態で可動子９１の下端部９１ａがピンＰの上端面Ｐ１に当接して可動子９１が上方に持ち上げられると、可動子９１の動作に連動する連動アーム９２を介して、センサ９４が出力信号を発し、ピンＰが所定角度位置からずれていることを検出するようになっている。
このように、検出機構９０として、圧入ロッド６０に支持された可動子９１、可動子９１の動作に連動する連動アーム９２、連動アーム９２に連動して出力信号を発するセンサ９４等を採用したことにより、ビジュアルセンサ等を採用する場合に要する画像情報の処理等が不要で、構造の簡素化、低コスト化等を達成でき、又、機械的な接触動作に基づくため誤検出等を確実に防止することができる。

上記のように、係合部材１１２の係合部１１２ａが係合する凹部Ｐ２と可動子９１の下端部９１ａが非接触にて進入し得る凹部Ｐ２とは、ピンＰの上端面Ｐ１において一つ凹部として形成されているため、ピンＰを方向付けて冶具本体１００に組み付ける際に、一つの凹部Ｐ２が所定角度位置を決める目印となり、誤組付けを予め防止することができる。

次に、ピン装着装置の動作について、図８ないし図１１を参照しつつ説明する。
先ず、ピンＰがセットされたピン位置決め冶具ＭがワークＷに嵌合されて、回転テーブルＲＴ及びワーク保持ユニットＨＵによりテーブル２０上に搬入されると、昇降駆動ユニット５０の駆動により、昇降ヘッド４０が下降駆動される。
そして、図８に示すように、保持部材７０の当接部７１ａが、冶具本体１００の上面外周領域に当接して昇降ヘッド４０がさらに下降すると、付勢バネ８０が圧縮され、その付勢力により押圧部材７０が冶具本体１００をワークＷ及びテーブル２０に向けて押圧する。これにより、冶具本体１００とワークＷはお互いに位置ずれしないように保持される。

そして、ピンＰが所定角度位置に方向付けられて冶具本体１００に収容されている場合、昇降ヘッド４０すなわち圧入ロッド６０の下降に伴って、可動子９１の下端部９１ａがピンＰの凹部Ｐ２に非接触にて入り込み、圧入ロッド６０（の先端部６１）の下端面６１ａがピンＰの上端面Ｐ１に当接する。さらに、昇降ヘッド４０が下降すると、圧入ロッド６０の先端部６１が収容孔１０２に入り込んでピンＰを押し下げ、図９に示すように、ピンＰは仮ピンＷ５を押し下げつつワークＷの挿入孔Ｗ４に装着される。

一方、図１０に示すように、ピンＰが所定角度位置からずれた状態で冶具本体１００に収容されている場合、昇降ヘッド４０すなわち圧入ロッド６０の下降に伴って、可動子９１の下端部９１ａがピンＰの上端面Ｐ１に当接し、可動子９１は図１１に示すように、その上端部９１ｂが押し上げられ、連動アーム９２が時計回りに回転し、センサ９４が作動して出力信号を発する。
そして、この出力信号に基づいて、制御盤により制御信号が出力されて、昇降駆動ユニット５０が逆向きの駆動力を発生して昇降ヘッド４０を上昇させ、ピンＰの圧入動作を中止する。これにより、作業者は、ピンＰの組付けを手直しすることができ、その後前述同様の圧入操作を開始することができる。
このように、ピンＰが所定角度位置からずれて組み付けられた場合は、検出機構９０がそのことを検出するため、ピンＰの圧入動作を未然に中止して、歩留まり品の発生、不要な回収作業等を減らすことができる。

上記実施形態においては、ピンＰの回転を規制する規制機構として、ホルダ１１１、係合部材１１２、付勢バネ１１３を備えるものを示したが、これに限定されるものではなく、ピンＰの回転を規制して所定角度位置に方向付けできるものであれば、その他の規制機構を採用することができる。
上記実施形態においては、検出機構９０として、可動子９１、連動アーム９２、付勢バネ９３、センサ９４等を備えるものを示したが、これに限定されるものではなく、構造的に許されれば、連動アーム９２及び付勢バネ９３を廃止して、可動子９１の動作にセンサ９４を直接連動させるように構成してもよい。

以上述べたように、本発明のピン位置決め冶具及びピン装着装置は、構造の簡素化、装置の小型化、低コスト化等を達成しつつ、軸線回り（周方向）に方向性をもつ円筒状のピンを所定角度に方向付けて高精度にワーク（親部品）に装着することができるため、車両用自動変速機等に適用される遊星歯車機構等におけるピンの装着に適用できるのは勿論のこと、軸線回りに方向性をもつピンを装着する必要のあるその他の機械部品、あるいは、電子機器等においても有用である。

Claims (9)

1. 円筒状のピンをワークの挿入孔に装着するべく、ピンを位置決めするピン位置決め冶具であって、
   ピンをワークの挿入孔と芯合わせするべくピンを収容してワークに嵌合される冶具本体と、ピンをその軸線回りの所定角度位置に方向付けるべく前記冶具本体上に設けられてピンの回転を規制する規制機構と、を備え、
   前記規制機構は、ピンの上端面において中心から偏倚して形成された凹部に対して、ピンの径方向外側から入り込んで係合する係合位置と前記凹部から離脱する離脱位置との間を移動し得る係合部材と、前記係合部材を前記係合位置に向けて付勢する付勢部材と、を含む、
   ことを特徴とするピン位置決め冶具。
2. 前記係合部材は、揺動自在に形成され、その一端側において前記凹部に係合し得る係合部、その他端側において前記凹部から前記係合部を離脱させるための力を及ぼす操作部を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のピン位置決め冶具。
3. 円筒状のピンをワークの挿入孔に装着するピン装着装置であって、
   ピンをワークの挿入孔と芯合わせするべくピンを収容してワークに嵌合される冶具本体及びピンをその軸線回りの所定角度位置に方向付けるべく前記冶具本体上に設けられてピンの回転を規制する規制機構を含むピン位置決め冶具と、
   前記ピン位置決め冶具を上方から嵌合したワークを載置するテーブルと、
   前記位置決め冶具の冶具本体をワークに向けて押圧する押圧機構と、
   前記押圧機構が作動した状態で、ピンをワークの挿入孔に圧入する圧入機構と、を備え、
   前記規制機構は、ピンの上端面において中心から偏倚して形成された凹部に対して、ピンの径方向外側から入り込んで係合する係合位置と前記凹部から離脱する離脱位置との間を移動し得る係合部材と、前記係合部材を前記係合位置に向けて付勢する付勢部材と、を含む、
   ことを特徴とするピン装着装置。
4. 前記圧入機構は、前記テーブルに対して昇降自在な昇降ヘッドと、前記昇降ヘッドを昇降駆動する昇降駆動ユニットと、前記昇降ヘッドに設けられてピンを挿入孔に圧入する圧入ロッドと、を含む、
   ことを特徴とする請求項３に記載のピン装着装置。
5. 前記押圧機構は、前記昇降ヘッドに対して所定範囲を上下動自在に支持された押圧部材と、前記押圧部材を下方に向けて付勢する付勢バネと、を含む、
   ことを特徴とする請求項４に記載のピン装着装置。
6. ピンが前記所定角度位置に方向付けられているか否かを検出する検出機構を、さらに含む、
   ことを特徴とする請求項３に記載のピン装着装置。
7. 前記検出機構は、前記圧入ロッドに対して上下方向に移動自在に支持されると共に前記圧入ロッドの下端面から突出するように下向きに付勢されかつピンが前記所定角度位置に方向付けられた状態にあるときピンの上端面において中心から偏倚して形成された凹部に非接触にて進入し得る可動子と、ピンが前記所定角度位置からずれた状態にあるとき前記可動子がピンの上端面に当接して押し上げられる動作に連動して検出信号を発するセンサと、を含む、
   ことを特徴とする請求項６に記載のピン装着装置。
8. 前記規制機構は、ピンの上端面において中心から偏倚して形成された凹部に対して、ピンの径方向外側から入り込んで係合する係合位置と前記凹部から離脱する離脱位置との間を移動し得る係合部材と、前記係合部材を前記係合位置に向けて付勢する付勢部材とを含み、
   前記検出機構は、前記圧入ロッドに対して上下方向に移動自在に支持されると共に前記圧入ロッドの下端面から突出するように下向きに付勢されかつピンが前記所定角度位置に方向付けられた状態にあるときピンの上端面において中心から偏倚して形成された凹部に非接触にて進入し得る可動子と、ピンが前記所定角度位置からずれた状態にあるとき前記可動子がピンの上端面に当接して押し上げられる動作に連動して検出信号を発するセンサとを含み、
   前記係合部材が係合する凹部と前記可動子が非接触にて進入し得る凹部とは、ピンの上端面において一つの凹部として形成されている、
   ことを特徴とする請求項６に記載のピン装着装置。
9. 前記圧入ロッドは、前記昇降ヘッドに対して着脱自在に形成されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載のピン装着装置。

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