JPH10263944A - キーの組付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一の装置で複数種の軸および多種類のキー
の圧入に対応させることができ、汎用性の向上およびキ
ー圧入ずみ軸の生産性の向上を図ることができるように
する。 【解決手段】 周面部にキー溝５０を有する軸５１の軸
線方向の一端に同芯に当接して位置決めする軸端固定位
置決め治具１と、該治具１の中心と同軸の中心線ＣＬの
周りで回転可能とする状態で軸５１の軸線方向の他端側
を把持する軸把持用回転ローラ対１４，１４と、これら
に把持された軸５１を軸芯周りで駆動回転変位させるこ
とで、キー溝５０の回転方向位置を検出するセンサ２８
と、このセンサ２８による位置検出結果に応じて、キー
５２をその両側から保持して中心線ＣＬに沿う方向に移
動させる一対のキー保持用クランプ４０と、このキー保
持用クランプ４０に保持されたキー５２を強制的に打ち
出して軸５１のキー溝５０に圧入させるキー圧入具４６
Ａ，４６Ｂとを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばエンジンの
カムシャフトなどの軸に形成されている各種形態のキー
溝に各種のキーを打ち込み圧入する場合に用いられるキ
ー組付装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば図１３（Ａ）〜（Ｄ）に示すよう
に、カムシャフト等のキー溝５０を有する軸５１には、
軸径や軸長、キー溝５０の形成位置、全体のプロポーシ
ョンなどが異なる多種の形態のものがあり、また、キー
溝５０およびそれに打ち込み圧入されるキー５２も平行
キーや半月キー等々といった多種類のものが存在してい
る。そして、従来一般では、軸５１のキー溝５０へのキ
ー５２の圧入はハンマー等を用いて人手により打ち込ん
でいたが、このような人手によるキー圧入作業は多大な
労力を要するだけでなく、作業能率が非常に悪い。その
うえ、キー５２の圧入力にも作業者の個人差があって、
圧入力の不足によって軸５１の回転時におけるトラブル
の発生原因となったり、圧入力の過剰によってキー５２
やキー溝５０、軸５１などを変形破損しやすいという難
点がある。

【０００３】また、従来、実公平５−８０２７号公報に
開示されているように、キーを機械的な圧入装置を用い
てキー溝に圧入するようにしたもので、軸の種類（形
態）を検出スイッチにより識別することで、その軸の形
態に合わせて位置決めスライド治具をスライドさせて軸
を位置決め固定するとともに、軸の識別に伴い一義的に
決まるキー溝の位置に応じてキー圧入シリンダをシフト
させて該キー圧入シリンダキーの作動によってキーをキ
ー溝に圧入させるように構成したキー圧入装置が提案さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記実公平５
−８０２７号公報に開示されているキー圧入装置は、キ
ー溝の位置が異なる２種類の軸に対して、１台の圧入装
置を用いてキーを圧入することが可能であるものの、圧
入可能なキーの種類は１種類であって、種類の異なるキ
ーをそれに対応する形態のキー溝を有する軸のキー溝に
圧入するためにはそれ専用のキー圧入装置を準備する必
要がある。したがって、エンジンのクランクシャフトへ
のキー圧入のように、軸種類が多く、かつ、その軸種類
に応じて何種類ものキーを選択的に圧入することが望ま
れる場合、キー種類毎に異なる複数種のキー圧入装置を
工場内等に設置しなければならず、スペースおよびレイ
アウトが不利になるばかりでなく、それら複数種のキー
圧入装置に関する保守管理にも多大な面倒、費用を要す
るという問題があった。

【０００５】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、単一の装置で複数種の軸および多種類のキーの圧入
に対応させることができ、汎用性の向上およびキー圧入
ずみ軸の生産性の向上を図ることができるキーの組付装
置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るキーの組付装置は、軸線方向の一端近
くの周面部にキー溝を有する軸の軸線方向の一端に同芯
に当接して該軸の一端を固定的に位置決めする軸端固定
位置決め治具と、この軸端固定位置決め治具の中心と同
軸の中心線に対して直交する両側部に配置されて該中心
線に対し相対的に遠近移動可能に構成され、それらの相
対近接移動に伴い上記軸の軸線方向の他端側を上記中心
線の周りに回転可能な状態に把持するように軸線方向で
少なくとも一組設けられている軸把持用回転ローラ対
と、この少なくとも一組の軸把持用回転ローラ対に把持
された上記軸をその軸芯周りで回転変位させる軸回転駆
動機構と、上記軸端固定位置決め具の近傍位置に配置さ
れて上記軸を水平姿勢に受止め支持する軸受台と、上記
軸把持用回転ローラ対の側部に配置されたキー溝位置検
出センサと、上記中心線に対し上記軸受台の在る側とは
反対側に配置され、キーを両側から保持して上記中心線
に沿う方向および中心線に対する接近離間方向に移動可
能に構成された一対のキー保持用クランプと、このキー
保持用クランプと一体に上記中心線に沿う方向に移動可
能であるとともに、該クランプに保持されたキーを強制
的に打ち出して上記軸のキー溝に圧入させるキー圧入具
とを備え、上記軸端固定位置決め治具との当接により軸
線方向の一端が位置決めされて上記軸把持用回転ローラ
対に把持された軸を軸回転駆動機構を介して駆動回転変
位させることにより上記検出センサをもって上記キー溝
の回転方向位置を検出するとともに、その位置検出結果
に応じて上記キー保持用クランプおよびキー圧入具をキ
ー溝に対応する位置に移動させ、かつ、その移動位置で
クランプに保持されたキーを強制的に打ち出して上記軸
のキー溝に圧入させるように構成していることを特徴と
するものである。

【０００７】上記構成の本発明によれば、キー溝を有す
る軸をその軸線方向の一端が上記軸端固定位置決め治具
に当接され、かつ、軸線方向の他端側が上記軸把持用回
転ローラ対に把持されるようにセットしたうえで、軸回
転駆動機構を介してその軸芯周りに駆動回転変位させる
ことによって、該軸の軸線方向の一端近くに形成されて
いる各種形態のキー溝の回転方向位置がセンサにより検
出されるとともに、その位置検出結果に応じてキー保持
用クランプおよびキー圧入具がキー溝に対応する位置に
移動されてキー溝に対応する種類のキーが強制的に打ち
出されて軸のキー溝に自動圧入される。つまり、単一の
装置で複数種の軸および多種類のキーを軸の軸線方向の
一端近くに形成されている複数の形態のキー溝に圧入さ
せることが可能であり、キー種類毎に異なる複数種のキ
ー圧入装置を工場内等に設置する必要がなく、スペース
およびレイアウトが有利になるばかりでなく、複数種の
キーの圧入作業性の著しい改善を図ることが可能とな
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明に係るキーの組付装
置の全体側面図、図２はその正面図であり、このキー組
付装置は大別して、軸ポジショナ部Ａと、キー供給部Ｂ
と、キー圧入部Ｃと、これらを所定の配置関係で相互に
固定支持する架台フレームＤとから構成されている。

【０００９】上記軸ポジショナ部Ａの構成を図３ないし
図６を参照して説明する。図３において、１は軸端固定
位置決め治具で、架台フレームＤから上方へ固定延出し
た取付けフレーム２の上端部に軸受３，４を介して水平
姿勢で、かつ軸芯周りに回転可能に支持させて側方へ突
出されている。この軸端固定位置決め治具１はその突出
端面１ａが基準面に形成されており、その基準突出端面
１ａに図１３（Ａ）〜（Ｄ）に示すような各種の軸５１
の軸線方向の一端を同芯に当接させてそれら軸５１の一
端を固定的に位置決めすることで、各種軸５１の軸径、
軸長、キー溝５０の形態、キー溝５０の軸線方向位置な
どが図外の制御部に入力されるようになっている。

【００１０】５Ｘ，５Ｙは上記軸端固定位置決め治具１
の中心と同軸の中心線ＣＬの長手方向に沿って並設され
た２組の軸把持機構であって、これら軸把持機構５Ｘ，
５Ｙは、図５に明示されているように、上記中心線ＣＬ
に対して直交する両側部に配置されてかに型平行ハンド
７を介して上記中心線ＣＬに対し相対的に遠近移動可能
に構成された左右の可動枠８，８の上端対向箇所に、上
記軸５１の軸線方向の一端寄り位置及び他端部近くを上
記中心線ＣＬの周りに回転可能な状態に把持する複数
個、例えば左右とも上下２個で合計４個の回転ローラ１
４，１４を軸承してなり、これら２組の軸把持機構５
Ｘ，５Ｙのうち、上記軸端固定位置決め治具１に近い側
の軸把持機構５Ｘは上記架台フレームＤに固定支持され
た固定板２５上に位置固定されているとともに、他の軸
把持機構５Ｙはサーボモータ９およびそれに連動して回
転駆動されるボールねじ１０によって固定レール１１、
ＬＭガイド１２を介して上記中心軸ＣＬの長手方向に摺
動可能に構成された摺動板１３に固定支持されている。

【００１１】また、上記摺動板１３の上面には、固定レ
ール１５およびＬＭガイド１６を介して上記中心軸ＣＬ
の長手方向に摺動可能でエアシリンダ１７により摺動駆
動される連結ケース１８が載置されており、この連結ケ
ース１８に軸受箱１９を介して水平姿勢で回転可能に支
持させた回転軸２０を上記連結ケース１８に固定保持さ
せたサーボモータ２１にフレキシブルカップリング２２
を介して直結連結するとともに、上記回転軸２０の先端
部にはウレタン製の摩擦回転伝動部材２３が固定されて
おり、この摩擦回転伝動部材２３を上記２組の軸把持機
構５Ｘ，５Ｙにより回転可能に把持されている軸５１の
端面に押し付けて上記回転軸２０を駆動回転させること
により、上記軸５１をその軸芯周りに回転変位させる軸
回転駆動機構Ｅが構成されている。

【００１２】上記軸端固定位置決め治具１の基準突出端
面１ａの近傍位置には、その基準突出端面１ａに軸線方
向の一端が同芯に当接され、かつ、他端側が上記２組の
軸把持機構５Ｘ，５Ｙにより上記中心線ＣＬの周りに回
転可能な状態に把持された軸５１の軸線方向一端寄り周
面を下側から水平姿勢に受止め支持する軸受台２４が配
置されている。この軸受台２４は上記固定板２５上のレ
ール２６にＬＭガイド２７およびエアシリンダ６を介し
て上記中心線ＣＬの長手方向に対して直交する方向に摺
動駆動可能に構成されているとともに、該軸受台２４の
上端軸受面２４ａは、図６に明示するように、その摺動
方向に階段状で、かつ上記中心線ＣＬの長手方向に適宜
な勾配を持つ多段受面に形成されており、図１３（Ａ）
〜（Ｄ）に示す各種の軸５１の選択的なセットに対応し
て軸受台２４を上記方向に摺動駆動させることにより、
選択された軸５１の外周面に対応する軸受面２４ａで軸
５１をその軸芯が上記中心線ＣＬに同芯に保たれる状態
に受止め支持するように構成されている。

【００１３】また、上記固定板２５上で、上記軸端固定
位置決め治具１に近い側の軸把持機構５Ｘの側部位置に
は、図５に示すように、レーザー式のキー溝位置検出セ
ンサ２８が取付枠２９を介して配置固定されている。こ
のキー溝位置検出センサ２８は上記中心線ＣＬと同一レ
ベルの側部から該中心線ＣＬに向かう光軸２８ａを有し
ており、図１３（Ａ）〜（Ｄ）に示す各種の軸５１のキ
ー溝５０の回転方向位置を検出して、その検出信号をキ
ー圧入部Ｃへ伝達するように構成されている。

【００１４】以上の各構成によって軸ポジショナ部Ａが
構成されており、次に、キー圧入部Ｃの構成を図７ない
し図１２を参照して説明する。図７〜図１０において、
３０は上記架台フレームＤの一側部寄り上部に縦枠３１
を介して水平姿勢に架設された横枠で、この横枠３０の
下面に固定のレール３２にＬＭガイド３３を介して摺動
可能に支持された摺動板３４がサーボモータ３５および
これに連動して回転駆動されるボールねじ３６により上
記軸ポジショナ部Ａの上方位置と上記キー供給部Ｂの上
方位置との間に亘って往復駆動移動自在に構成されてい
る。

【００１５】上記摺動板３４の摺動方向の一端部側に
は、垂下フレーム３７、エアスライドテーブル３８およ
び小型クロスローラ平行ハンド３９を介して、図１１に
示すような一対のキー保持用クランプ４０，４０が装着
されている。この一対のキー保持用クランプ４０，４０
は、上記摺動板３４が軸ポジショナ部Ａの上方位置に移
動した時、上記軸受台２４の上方に対向位置するもの
で、図１３（Ａ）〜（Ｄ）に示すような各種のキー５２
を両側から保持して上記摺動板３４の移動に伴い上記中
心線ＣＬに沿う方向および中心線ＣＬに対する接近離間
方向に移動可能に構成されている。

【００１６】また、上記摺動板３４の摺動方向の他端部
寄り位置には、固定レール４１、ＬＭガイド４２および
エアシリンダ４３を介して摺動板３４の摺動方向に対し
て直交する方向に摺動駆動可能な可動枠４４が支持され
ており、この可動枠４４の摺動方向に間隔を隔てた２箇
所には、ガイド付薄形シリンダ４５を介して互いに形態
の異なる２種のキー圧入具４６Ａ，４６Ｂが装備されて
いる。これら２種のキー圧入具４６Ａ，４６Ｂは、図１
１及び図１２に明示するように、図１３（Ａ）〜（Ｄ）
に示す各種のキー５２の形状に対応して、その下端面４
６ａ，４６ｂの形状および勾配が異なるもので、キー５
２の選択に応じて上記可動枠４４を摺動させることによ
り、上記２種のキー圧入具４６Ａ，４６Ｂのいずれか一
方を上記一対のキー保持用クランプ４０，４０間に位置
変更させて該クランプ４０，４０に保持されたキー５２
を強制的に打ち出し可能に構成されている。

【００１７】なお、上記キー供給部Ｂの側部には、複数
種のキーをそれぞれ収納保持する複数のキーストッカー
４７が設けられており、上記軸ポジショナ部Ａにセット
される各種の軸５１に対応するキー５２がストッカー４
７から取り出されて上記一対のキー保持用クランプ４
０，４０による保持位置に自動供給されるように構成さ
れている。

【００１８】次に、上記構成のキー組付装置によるキー
の自動組付け動作について簡単に説明する。図１３
（Ａ）〜（Ｄ）に示す各種軸の中から特定のキー溝５０
を有する軸５１をその軸線方向の一端が上記軸端固定位
置決め治具１の基準突出端面１ａに同芯に当接され、か
つ、他端側が上記２組の軸把持機構５Ｘ，５Ｙにより上
記中心線ＣＬの周りに回転可能な状態に把持されるよう
にセットする。この際、そのセットすべき軸５１に対応
して予め決められている数値などを制御装置（コンピュ
ータ）に入力すると、該セット軸５１の形態やキー溝５
０の形成位置、そのキー溝５０に圧入されるべきキー５
２の種類などが演算出力され、軸把持機構５Ｙの位置が
自動設定されるとともに、キー供給部Ｂへ自動供給され
るキー５２の種類、２種のキー圧入具４６Ａ，４６Ｂの
いずれかが自動選択され、また、軸受台２４上端の多段
軸受面２４ａのうちセットされた軸５１の外周面に対応
する軸受面２４ａ部分が選択位置される。

【００１９】この状態で、軸回転駆動機構Ｅを介してセ
ットされた軸５１をその軸芯周りに駆動回転変位させる
ことによって、該軸５１の軸線方向の一端近くに形成さ
れている各種形態のキー溝５０の回転方向位置がセンサ
２８により検出されるとともに、その位置検出結果に応
じてキー圧入部Ｃにおけるキー保持用クランプ４０，４
０がキー供給部Ｂから所定のキー５２を保持した上、こ
のキー保持用クランプ４０，４０および選択された一方
のキー圧入具４６Ａまたは４６Ｂが軸５１のキー溝５０
に対応する位置に自動的に駆動移動される。そして、そ
の位置で一方のキー圧入具４６Ａまたは４６Ｂがガイド
付薄形シリンダ４５を介して強制的に作動されてキー保
持用クランプ４０，４０に保持されているキー５２が軸
５１のキー溝５０内に自動的に圧入されて所定の組付け
を完了する。

【００２０】以上のように、図１３（Ａ）ないし（Ｄ）
の示すような各種形態の複数種の軸の中から特定の軸５
１を選んでその軸線方向の一端を上記軸端固定位置決め
治具１の基準突出端面１ａに同芯に当接させ、かつ、他
端側を上記２組の軸把持機構５Ｘ，５Ｙにより上記中心
線ＣＬの周りに回転可能な状態に把持されるようにセッ
トするだけで、多種類のキー５２の中からセットれた軸
５１のキー溝５０に適応する種類のキー５２を自動的に
選択してキー溝５０に自動圧入させることが可能であ
り、キー種類毎に異なる複数種のキー圧入装置等を工場
内等に設置する必要はなく、工場内スペースおよびレイ
アウトを有利にすることができるばかりでなく、複数種
のキー５２の圧入作業性の著しい改善を図ることが可能
である。

【００２１】

【発明の効果】以上ように、本発明によれば、単一の装
置で複数種の軸および多種類のキーの圧入に対応させる
ことができ、キー種類毎に異なる複数種のキー圧入装置
を工場内に設置する必要がなく、工場内スペースおよび
レイアウトを非常に有利にすることができるばかりでな
く、複数種のキーの圧入作業性の著しい改善を図り、キ
ー圧入ずみ軸の生産性の著しい向上を図ることができる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るキーの組付装置の全体側面図であ
る。

【図２】同上キーの組付装置の全体正面図である。

【図３】同上キーの組付装置における軸ポジショナ部の
一部破断側面図である。

【図４】図３のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。

【図５】図３のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。

【図６】軸ポジショナ部の要部の拡大正面図である。

【図７】同上キーの組付装置におけるキー圧入部の拡大
側面図である。

【図８】図７の正面図である。

【図９】図７のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。

【図１０】図９のＸ方向視での一部破断図である。

【図１１】図７のＹ方向視での拡大底面図である。

【図１２】（Ａ），（Ｂ）は図１１のＺＩ−ＺＩ線，Ｚ
ＩＩ−ＺＩＩ線に沿った縦断面図である。

【図１３】（Ａ）〜（Ｄ）は各種形態の軸を示す側面図
である。

【符号の説明】

１ 軸端固定位置決め治具 ５Ｘ，５Ｙ 軸把持機構 １４ 回転ローラ ２４ 軸受台 ２８ キー溝位置検出センサ ４０ キー保持用クランプ ４６Ａ，４６Ｂ キー圧入具 ５０ キー溝 ５１ 軸 ５２ キー Ｅ 軸回転駆動機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線方向の一端近くの周面部にキー溝を
   有する軸の軸線方向の一端に同芯に当接して該軸の一端
   を固定的に位置決めする軸端固定位置決め治具と、 この軸端固定位置決め治具の中心と同軸の中心線に対し
   て直交する両側部に配置されて該中心線に対し相対的に
   遠近移動可能に構成され、それらの相対近接移動に伴い
   上記軸の軸線方向の他端側を上記中心線の周りに回転可
   能な状態に把持するように軸線方向で少なくとも一組設
   けられている軸把持用回転ローラ対と、 この少なくとも一組の軸把持用回転ローラ対に把持され
   た上記軸をその軸芯周りで回転変位させる軸回転駆動機
   構と、 上記軸端固定位置決め具の近傍位置に配置されて上記軸
   を水平姿勢に受止め支持する軸受台と、 上記軸把持用回転ローラ対の側部に配置されたキー溝位
   置検出センサと、 上記中心線に対し上記軸受台の在る側とは反対側に配置
   され、キーを両側から保持して上記中心線に沿う方向お
   よび中心線に対する接近離間方向に移動可能に構成され
   た一対のキー保持用クランプと、 このキー保持用クランプと一体に上記中心線に沿う方向
   に移動可能であるとともに、該クランプに保持されたキ
   ーを強制的に打ち出して上記軸のキー溝に圧入させるキ
   ー圧入具とを備え、 上記軸端固定位置決め治具との当接により軸線方向の一
   端が位置決めされて上記軸把持用回転ローラ対に把持さ
   れた軸を軸回転駆動機構を介して駆動回転変位させるこ
   とにより上記検出センサをもって上記キー溝の回転方向
   位置を検出するとともに、その位置検出結果に応じて上
   記キー保持用クランプおよびキー圧入具をキー溝に対応
   する位置に移動させ、かつ、その移動位置でクランプに
   保持されたキーを強制的に打ち出して上記軸のキー溝に
   圧入させるように構成していることを特徴とするキーの
   組付装置。