JPH0732228A - ワーク嵌合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上側のワークの自重落下量を減じても、また
上・下ワークに心ずれや傾きがあっても円滑に嵌合でき
るようにする。 【構成】 内径スプライン１を有する雌ワーク２を支持
する治具ユニット３を作動、非作動の切換えが可能な支
持装置１７に支持させ、支持装置１７は、治具ユニット
３を支承する基台１８と基台１８内に配置された、空気
吐出口２１を有するダイヤフラム１９とから構成し、雌
ワーク２に外径スプライン４を有する雄ワーク５をわず
か自重落下させた後、ダイヤフラム１９内に圧縮空気を
供給し、この圧縮空気を空気吐出口２１から吐出させて
空気圧により支持装置１７を浮上させ、治具ユニット３
と一体に雌ワーク２を上昇させて所望の初期嵌合代を確
保し、その後、雄ワーク５を押し下げて、雌ワーク２を
フローティングさせながら両者を嵌合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内径スプラインを有す
るワーク（雌ワーク）と外径スプラインを有するワーク
（雄ワーク）とを嵌合させるためのワーク嵌合装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】この種のワーク嵌合装置としては、雌・
雄両ワークを嵌合させながら両者の間に樹脂液を充填
し、雌ワークの内径スプラインと雄ワークの外径スプラ
インとの何れか一方に樹脂膜を被覆形成する、いわゆる
モノマーキャスティング法に用いられるものがある（例
えば特開平５−138665号公報参照）。図６は、このよう
なモノマーキャスティング法に用いられるワーク嵌合装
置（モノマーキャスティング装置）を示したもので、内
径スプライン１を有する雌ワーク２を支持する第１の治
具ユニット３と外径スプライン４を有する雄ワーク５を
支持する第２の治具ユニット６とを備えている。

【０００３】上記第１の治具ユニット３は、雌ワーク２
内に挿入されシール部材７を介して該雌ワークを直立に
支持する治具本体８とこの治具本体８を上面に固定した
治具パレット９とから成っている。治具パレット９の下
部には上・下フランジ９ａ，９ｂにより環状溝９ｃが形
成されており、治具パレット９は、その環状溝９ｃにフ
ロア10上に架設した左右一対のガイドレール11を摺動自
在に嵌合させることにより該ガイドレール11に沿って移
動できるようになっている。ガイドレール11は、準備ス
テーションと嵌合ステーションとを結ぶように配設され
ており、第１の治具ユニット３は搬送手段（図示略）に
より前記両ステーションの間を移動するものとなってい
る。

【０００４】一方、第２の治具ユニット６は、雄ワーク
５の上端部フランジ５ａを支承して該雄ワークを鉛直に
支持する開閉自在の一対のチャック部材12と該チャック
部材と連動し雄ワーク５のフランジ５ａの上面に当接す
る一対の押込み部材13とを備えている。この第２の治具
ユニット６は、前記嵌合ステーションの上方に配置さ
れ、上下方向にフローティング可能に昇降手段（図示
略）に支持されている。さらに、前記嵌合ステーション
には、第１の治具ユニット３に脱着可能に作動連結され
て、これを水平方向および回転方向に位置決めする位置
決め手段14が配設されている。

【０００５】かゝるモノマーキャスティング装置におい
ては、予め準備ステーションで第１の治具ユニット３の
治具本体８に雌ワーク２を嵌合支持させ、図示を略す搬
送手段により一対のガイドレール11上を移動させて第１
の治具ユニット３を嵌合ステーションまで搬送し、所定
位置に停止させる。そして、嵌合ステーション内におい
て前記第１の治具ユニット３上の雌ワーク２内に所定量
の樹脂液を供給した後、図示を略する昇降手段の作動に
より、予め雄ワーク５をセットした第２の治具ユニット
６を下降させ、雄ワーク５の先端が雌ワーク２の先端に
当接する位置で下降停止する。この時、第２の治具ユニ
ット６が前記フローティング可能範囲で上方へ持ち上が
り、雌ワーク２には第２の治具ユニット６を含む雄部材
４の自重が付加される。

【０００６】次に、位置決め手段14の作動により、先ず
第１の治具ユニット３が水平方向に位置決めされて雌、
雄ワーク２、４が調心され、続いて第１の治具ユニット
３が回転されて雌、雄ワーク２、４が回転方向に位相合
せされる。雌ワーク２には、上記したように第２の治具
ユニット６を含む雄部材４の自重が付加されているの
で、前記位相合せの終了と同時に雄部材４が自重で落下
し、その先端部がわずか雌ワーク２の内部に挿入される
（初期嵌合）。この段階で第２の治具ユニット６のチャ
ック部材12および押し込み部材13が半開きされると共
に、昇降手段の作動により第２の治具ユニット６が下降
し、その押込み部材13により雄ワーク５が雌ワーク２内
に挿入される。この時、チャック部材12および押し込み
部材13の半開きにより雄ワーク５が半径方向へフローテ
ィング可能となっているで、雄ワーク５は比較的円滑に
雌ワーク２に挿入される。

【０００７】そして、上記雄ワーク５の挿入に応じて雌
ワーク２内の樹脂が雌、雄ワーク２、５の間の隙に押し
上げられ、雄ワーク５の挿入端では該樹脂が両者の隙に
充填される。その後、第２の治具ユニット６のチャック
部材12および押し込み部材13が全開して図示を略す昇降
手段により上昇させられ、一方、第１の治具ユニット３
は図示を略す搬送手段により嵌合ステーションから準備
ステーションへ搬送され、これにて一連の嵌合作業は終
了する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のワ
ーク嵌合において雄ワーク５と雌ワーク２との嵌合を円
滑にするには、上記初期嵌合代として、少なくとも１０
〜１５mm程度が必要とされている。しかしながら、一方
のワーク（雄ワーク５）の自重落下を利用してこの初期
嵌合代を確保するようにした上記従来の装置では、雌、
雄ワーク２、５にわずかの心ずれや傾きがあると、両者
の間に大きな衝撃が発生し、両者に傷が付き易いという
問題があった。また、初期嵌合後の本嵌合においては、
チャック部材12および押し込み部材13の半開きにより雄
ワーク５を半径方向へフローティング可能としていると
はいえ、相手側である雌ワーク２は固定状態となってお
り、このため、同じく雌、雄ワーク２、５にわずかの心
ずれや傾きがあると、両者が過度に擦れ合い、前記同様
に両者に傷が付き易いという問題もあった。

【０００９】本発明は、上記従来の問題を解決すること
を課題としてなされたもので、その目的とするところ
は、上側のワークの自重落下量を減らしても、また雌、
雄ワークにわずかの心ずれや傾きがあっても両者の円滑
な嵌合を保証するワーク嵌合装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、内径スプラインを有するワークを支持する
治具ユニットと外径スプラインを有するワークを支持す
る治具ユニットとを上下方向に対向して配置し、前記各
治具ユニットに支持されたワーク同士を位置決め手段に
より調心および位相合せすると共に、上側の治具ユニッ
トに支持されたワークを下側の治具ユニットに支持され
たワークに対して自重落下させて初期嵌合を得るように
したワーク嵌合装置において、前記下側の治具ユニット
を、常時は位置固定状態を維持し作動時にリフト機構に
より水平方向へフローティング可能に持ち上げられる基
台に支持させる構成としたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記のように構成したワーク嵌合装置において
は、上側の治具ユニットに支持されたワークをわずか自
重落下させた後、リフト機構により基台を持ち上げれ
ば、下側の治具ユニットと共に下側のワークが上昇し、
所望の初期嵌合代を確保することができる。しかも、基
台は水平方向へフローティング可能に持ち上げられるの
で、２つのワークに心ずれや傾きがあってもこれらを吸
収しながら雌、雄ワークを嵌合することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基いて説
明する。

【００１３】図１乃至図４は、本発明にかゝるワーク嵌
合装置を示したものである。なお、本実施例は前記モノ
マーキャスティング装置として利用されるもので、こゝ
では前出図６に示した部分と同一部分に同一符号を付
し、その説明を省略することとする。本実施例におい
て、雌ワーク２を支持する第１の治具ユニット３を搬送
するためのガイドレール11は、前記嵌合ステーション内
で治具パレット９の下フランジ９ｂとの間に所定の隙Ｃ
を形成する小断面部15とされている。一方、前記嵌合ス
テーション内のフロア10にはピット16が形成され、この
ピット16内には、第１の治具ユニット３を支持するため
の支持装置17が配設されている。

【００１４】上記支持装置17は、底を上向きとした盆状
の基台18と、基台18内に配設された円盤状のダイヤフラ
ム（リフト機構）19とを備えている。基台18は、前記ピ
ット16の深さとほゞ同等の高さを有し、常時は（非作動
時）その全体がピット16の底面に着座して位置固定状態
となっている（図１、２）。また、この非作動状態にお
いて基台18の上面と治具パレット９の下面との間にはわ
ずかの隙が形成され、基台18と第１の治具ユニット３と
が干渉しないようになっている。一方、ダイヤフラム19
は、その周縁部と中央部とが基台18の裏面に接合されて
おり、このダイヤフラム19と基台18との間には環状の空
気室20が形成されている。また、ダイヤフラム19にはそ
の円周方向に複数の空気吐出口21が設けられると共に、
基台18にはその側面から前記空気室20に通じる空気通路
22が形成されている（図２）。前記空気通路22には空気
圧源（図示略）から延ばされた配管23が接続されてお
り、この配管23に介装した切換弁（図示略）の切換えに
より前記空気圧源から空気室20に圧縮空気が供給される
ようになっている。

【００１５】そして、空気室20に圧縮空気が供給される
とダイヤフラム19が環状に膨出し、図３に示すようにダ
イヤフラム19とピット16の底面との間に圧力室24が形成
される。これと同時に前記圧力室24内にはダイヤフラム
19に設けた空気吐出口21から圧縮空気が吐出され、この
圧縮空気は、半径方向へ流れてダイヤフラム19の環状の
膨出部分とピット16の底面との間から外部へ流出する。
この結果、支持装置17の全体は所定高さだけ浮き上が
り、第１の治具ユニット３が所定高さだけ持ち上げられ
るようになる。

【００１６】一方、雄ワーク５を支持する第２の治具ユ
ニット６は、図４および図５に示すように前記一対のチ
ャック部材12および一対の押込み部材13を支持する一対
の可動板25，26を備えている。この一対の可動板25，26
は、それぞれに一端を固定したシャフト27，28の他端部
を相手側可動板を挿通させて平行に延ばすことにより相
互に接近離間可能に連結されている。一対の可動板のう
ちの一方25は、ベース29に固定したシリンダ30の出力軸
30ａに固定され、シリンダ30の作動により水平方向へ進
退動するようになっている。また前記２つのシャフト2
7，28の対向面にはラック31，32が形成され、これらラ
ック31，32には前記ベース29に取付けたピニオン33が噛
み合わされている。これにより、シリンダ30の作動によ
り一方の可動板25が進退動すると、これと一体にシャフ
ト27が進退動してピニオン33が左右方向に回転され、こ
れに応じて他方のシャフト28が前記一方のシャフト27と
相対移動する。この結果、他方の可動板26が一方の可動
板25に対して接近離間し、一対のチャック部材12および
一対の押込み部材13がチャック、アンチャック動作する
ようになる。

【００１７】上記ベース29の下端からは下方向へロッド
34が延ばされており、このロッド34は、昇降手段（図示
略）により上下方向へ駆動される支持フレーム35に取付
けた支持ガイド36に摺動自在に嵌挿されている。ロッド
34には、ベース29と支持ガイド36との間に位置してカッ
プ状の調整カラー37が嵌装されており、この調整カラー
37はばね38により常時はベース29に押付けられている。
前記ばね38のばね力は第２の治具ユニット６および雄ワ
ーク５を含む上部分の自重よりきわめて小さく設定され
ており、したがって、第２の治具ユニット３は常時は調
整カラー37を介して支持ガイド36に位置固定的に支持さ
れている。一方、この状態から雄ワーク５に上向きの力
を加えると、第２の治具ユニット６が持ち上げられ、調
整カラー37と支持ガイド36との隙δが形成されるように
なる（図４）。

【００１８】さらに、支持ガイド36から抜け出たロッド
34の下端には検出プレート39がナット40を用いて固定さ
れている。検出プレート39は支持フレーム35の下方位置
まで水平に延ばされており、これには支持フレーム35に
固定した変位センサ41の測定子41ａが当接可能となって
いる。この変位センサ41は、前記調整カラー37と支持ガ
イド36との隙δを検出する役割をなすもので、その信号
は前記昇降手段の作動を制御する制御手段に送られるよ
うになっている。

【００１９】以下、上記のように構成したモノマーキャ
スティング装置の作用を説明する。

【００２０】第１の治具ユニット３が雌ワーク２を支持
して準備ステーションから嵌合ステーションまで搬送さ
れてくると、雌ワーク２内に所定量の樹脂液が供給さ
れ、これを待って、図示を略する昇降手段が作動し、予
め雄ワーク５をセットした第２の治具ユニット６が支持
フレーム35と一体的に下降する。そして、雄ワーク５の
先端が雌ワーク２の先端に当接する位置で下降すると、
図４に示すように第２の治具ユニット６の下降が停止さ
れて支持フレーム35に対して上昇し、そのベース29下の
調整カラー37と支持ガイド36との間に隙δが形成され
る。本実施例では、該隙δが１mm程度になった時に変位
センサ41が作動するようになっており、この変位センサ
41からの信号で昇降手段の作動すなわち支持フレーム35
の下降が停止され、該隙δはほゞ１mmに維持される。

【００２１】次に、位置決め手段14の作動により、先ず
第１の治具ユニット３が水平方向に位置決めされて雌、
雄ワーク２、５が調心され、続いて第１の治具ユニット
３が回転されて雌、雄ワーク２、５が回転方向に位相合
せされる。すると、この位相合せの終了と同時に雄ワー
ク５と第２の治具ユニット６とが自重で落下し、雄ワー
ク５の先端部がわずか雌ワーク２の内部に挿入される。
この雄ワークＷの自重落下量は、前記δを埋める距離す
なわち前記調整カラー37が支持ガイド36の上端に着座す
るまでの距離と同一であり、したがってその量はきわめ
てわずかとなっている。

【００２２】上記雄ワークＷが自重落下した後、今度は
下側の支持装置17の空気室22内に図示を略す切換弁の切
換えにより圧縮空気が供給される。すると、図３に示す
ようにダイヤフラム19が環状に膨出すると共に、ダイヤ
フラム19の空気吐出口21から圧縮空気が吐出され、支持
装置17の全体が浮上して第１の治具ユニット３が持ち上
げられる。この時、ガイドレール11の小断面部15と治具
パレット９の下フランジ９ｂとの間には隙Ｃが形成され
ているので、第１の治具ユニット３は自由に上昇するこ
とができ、この結果、雌ワーク２が上動して雄ワーク５
との嵌合が進む。前記支持装置17の浮上量は、雌、雄ワ
ーク２，５の初期嵌合に必要な嵌合代（１０〜１５mm程
度）から上記雄ワーク４の自重落下量δ（１mm程度）を
差し引いた値となるように設定されており、これにより
所望の初期嵌合代が確保される。しかして、この初期嵌
合に際しては、前記したように雄ワーク５の自重落下量
はきわめてわずかであるので、両者の間に傷が付くこと
はない。

【００２３】その後、第２の治具ユニット６のチャック
部材12および押し込み部材13が半開きされると共に、昇
降手段の作動により第２の治具ユニット６が下降し、そ
の押込み部材13により雄ワーク５が押し下げられ、雌ワ
ーク２内に挿入され、雌、雄両ワークる２、５の間に樹
脂が上がる。この時、チャック部材12および押し込み部
材13の半開きにより雄ワーク５が半径方向へフローティ
ング可能となっているばかりか、支持装置17は浮上状態
で水平方向へフローティング可能となるので、雌、雄ワ
ーク２，５に心ずれや傾きがあっても、前記フローティ
ングによりこれらが吸収され、両者はきわめて円滑に嵌
合する。そして、雌、雄ワーク２，５の嵌合後は、第２
の治具ユニット６のチャック部材12および押し込み部材
13が全開して上昇する一方、切換弁により支持装置17に
対する圧縮空気の供給が停止されて第１の治具ユニット
３が下降し、第１の治具ユニット３は図示を略す搬送手
段により嵌合ステーションから準備ステーションへと搬
送される。

【００２４】なお、上記実施例において、下側の治具ユ
ニット３を支持する支持装置17内のリフト機構として、
空気吐出口21を有するダイヤフラム19を用いて空気圧を
利用して基台18を浮上させるようにしたが、前記空気吐
出口21は省略しても良いもので、この場合はダイヤフラ
ム19の膨出により基台18が持ち上がり、上記実施例と同
様に水平方向へフローティング可能となる。また、この
リフト機構は、前記ダイヤフラムの使用に代えて、例え
ば弾性体を介して基台18を支持するアクチュエータを備
え、必要に応じてアクチュエータを作動させて基台18を
持ち上げるように構成しても良く、この場合も、基台18
は水平方向へフローティング可能となる。

【００２５】また、上記実施例ではモノマーキャスティ
ング装置としての利用を示したが、本発明の対象ワーク
は任意であり、スプライン嵌合を必要とする他のワーク
の嵌合にも利用できる。この場合は、雌ワークと雄ワー
クの配置は自由であり、雌ワークを支持する治具ユニッ
トは上側に、雄ワークを支持る治具ユニットは下側に配
置するようにしても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かゝるワーク嵌合装置によれば、上側のワークの自重落
下量を小さく抑えても下側のワークを上昇させて所望の
初期嵌合代を確保できるので、初期嵌合時にワークに傷
が付くことはなくなる。しかも、下側の治具ユニットを
支持する基台は水平方向へフローティング可能に持ち上
げられるので、２つのワークに心ずれや傾きがあっても
これらを吸収しながら雌、雄ワークを嵌合することがで
き、ワークの嵌合はきわめて円滑となり、本嵌合におい
てもワークに傷が付くことはなくなり、その利用価値は
大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかゝるワーク嵌合装置の下部構造を示
す正面図である。

【図２】本発明で用いる基台とそのリフト機構を示す断
面図である。

【図３】本リフト機構の作動状態を示す断面図である。

【図４】本ワーク嵌合装置の上部構造を一部断面として
示す正面図である。

【図５】本ワーク嵌合装置の上部構造を示す平面図であ
る。

【図６】従来のワーク嵌合装置の構造を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１ 内径スプライン ２ 雌ワーク ３ 治具ユニット ４ 外径スプライン ５ 雄ワーク ６ 治具ユニット 12 チャック部材 17 支持装置 18 基台 19 ダイヤフラム 21 空気吐出口 29 ベース 34 ロッド 35 支持フレーム 41 変位センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内径スプラインを有するワークを支持す
   る治具ユニットと外径スプラインを有するワークを支持
   する治具ユニットとを上下方向に対向して配置し、前記
   各治具ユニットに支持されたワーク同士を位置決め手段
   により調心および位相合せすると共に、上側の治具ユニ
   ットに支持されたワークを下側の治具ユニットに支持さ
   れたワークに対して自重落下させて初期嵌合を得るよう
   にしたワーク嵌合装置において、前記下側の治具ユニッ
   トを、常時は位置固定状態を維持し作動時にリフト機構
   により水平方向へフローティング可能に持ち上げられる
   基台に支持させたことを特徴とするワーク嵌合装置。