JP2854677B2

JP2854677B2 - ギヤ組付け方法およびギヤ組付け装置

Info

Publication number: JP2854677B2
Application number: JP14870590A
Authority: JP
Inventors: 義隆筒井; 輝藤井; 達弥新家; 一郎橋本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-06-08
Filing date: 1990-06-08
Publication date: 1999-02-03
Anticipated expiration: 2014-02-03
Also published as: JPH0441138A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、精密で、かつ、質量の大きいギヤの組付け
方法および組付け装置に係り、特に、ギヤの歯面やベア
リング、ギヤケースの軸支持部などに損傷を与えること
なくギヤを組付けるのに好適なギヤの組付け方法および
組付け装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の装置は、たとえば、特開昭58−45828号公報に
開示されているように、歯車の軸端を保持する保持ヘッ
ドの直線運動により既設の歯車に対して新設の歯車を近
づけ、この途中で両歯車の歯部が干渉したとき、両歯車
の軸線を通る平面と略直交する方向に所定量相対移動さ
せた後、新設の歯車を近づけて歯部を部分的に噛み合わ
せ、新設の歯車の軸部を軸受穴と同心的に位置決めし、
新設の歯車の軸部を軸受穴に挿入する方法が提案されて
いる。

また、たとえば、特開昭61−274828号公報に開示され
ているように、ワークに組付けてある既設のギヤの軸端
部を回転防止手段によって固定するように保持するフィ
ンガと、新設のギヤの軸端部を軸方向に移動したときギ
ヤが回転するように保持するフィンガとを有し、新設の
ギヤを回転させながら既設のギヤに噛み合わせて組付け
る装置が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のいずれの従来技術も、ギヤを水平状態にして互
いに歯位置を合わせて組み込むものである。また、両ギ
ヤをそれぞれ回転中心を通る軸の一端で保持している。

そのため、小形で軽量のギヤを取扱う場合であれば、
ギヤを垂直にして同様の組付けを行うことが可能である
が、大形で質量の大きいギヤを取扱う場合には、ギヤを
保持する保持手段が大きな保持力を必要とするため、保
持手段を大形化する必要がある。また、ギヤの一端でな
く両端を保持することも可能であるが、ギヤの軸部が短
く、かつ、その軸部をギヤケースに挿入するような場合
には、軸部を保持することが不可能になる。

さらに、上記の従来技術では、ギヤの歯面の傷の発生
に対する配慮がなされておらず、精密なギヤにおいては
歯面に傷が発生する恐れがあった。

上記の事情に鑑み、本発明の目的は、精密で、かつ、
質量の大きいギヤの歯面やベアリング、ギヤケースの軸
支持部などに損傷を与えることなくギヤを組付けること
ができるギヤの組付け方法および組付け装置を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明においては、先に
ギヤケースに組付けられた既設のギヤと、この既設のギ
ヤと噛み合うように新たに前記ギヤケースに組付けられ
る新設のギヤとを所定の間隔で配置し、各ギヤの歯先位
置を検出し、一方のギヤの歯先が他方のギヤの谷と対向
するように新設のギヤの位置を補正した後、一方のギヤ
の歯先を他方のギヤの谷に噛み合わせ、新設のギヤを既
設のギヤを中心として組付け位置上方まで公転移動さ
せ、新設のギヤを保持する保持手段を水平方向に自由度
を有する状態にし、組付け位置上方からギヤケースの組
付け位置まで下降させ、ギヤケースの軸支持部に新設の
ギヤの軸部を倣わせて嵌め合わせ、新設のギヤを前記ギ
ヤケースに組付けるようにした。

また、複種類のギヤと、水平方向に移動可能なフロー
ティング手段に支持され、ギヤ保持する複数種の保持手
段を所定の位置に位置決めして載置する保持手段用置台
と、上記保持手段を交換して装着するための交換手段を
有する組付け手段と、該組付け手段を上記保持手段用置
台とギヤを組付けるギヤケースとの間を移動するＸ、
Ｙ、Ｚ駆動手段と、上記ギヤケースを位置決めするギヤ
ケース位置決め手段と、組付ける１対のギヤの歯を位置
合わせするため、１対のギヤの変位を同時に計測する計
測手段と、該計測手段をＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動する計測
手段用駆動手段と、これら各手段を自動制御する制御手
段を設けた。

また、上記保持手段を、互いに対向位置に配置された
保持板と円筒状の爪とを備え、上記爪を上記保持板の方
向に移動させ、爪をギヤのリムの内周面に引掛けるよう
に係合させるとともに、爪と保持板とでギヤを挾持する
ように構成した。

また、上記フローティング手段を、上記保持板および
爪を保持する円板状のベースと、該ベースの上下面を複
数個のボールを介して移動可能に保持する架台と、該架
台に支持され、上記ベースに形成された穴に嵌合してベ
ースの位置決めをする位置決めピンとで構成した。

また、上記保持手段を、互いに対向し、近接もしく
は、離間する方向に移動可能な一対の爪を備え、該爪の
間にギヤを挾持するようにした。

また、上記保持手段を、互いに対向し、近接もしく
は、離間する方向に移動可能な一対の円筒状の爪と、上
記爪の一方を回転させる手段とを備え、該爪の間にギヤ
を挾持するとともに、挾持したギヤを回転させるように
した。

また、上記組付け手段に、ギヤ組付時の上下方向の力
を検出する検出手段を設けた。

また、上記組付け手段を、上記保持手段に保持された
ギヤを、既に組付けられている相手のギヤと噛み合った
状態で、Ｘ、Ｙ、Ｚ駆動手段により円弧方向に移動させ
て上記ギヤケースに組み込むように構成した。

さらに、上記計測手段に、既に組付けられているギヤ
と上記保持手段に保持されたギヤの歯の位置を同時に計
測する複数個の変位センサを設けた。

〔作用〕

Ｘ、Ｙ、Ｚ駆動手段により組付け手段が、保持手段用
置台上に位置決め載置された保持手段の上方に移動し、
所要の保持手段を装着する。ついで、Ｘ、Ｙ、Ｚ駆動手
段により組付け手段が、予め所定の位置に配置された新
設のギヤの上方に移動して、保持手段により新設のギヤ
を保持する。

Ｘ、Ｙ、Ｚ駆動手段により新設のギヤを支持した組付
け手段が、予め所定の位置に位置決めされたギヤケース
の上方に移動すると、計測手段によって既にギヤケース
に組み込まれた既設のギヤと、保持手段に保持されこれ
からギヤケースに組み込む新設のギヤのそれぞれの歯位
置を同時に計測し、互いの歯先が干渉しないように噛み
合わされる。

ついで、Ｘ、Ｙ、Ｚ駆動手段により、保持手段に保持
された新設のギヤを既設のギヤの軸心を中心として組付
け位置の上方まで公転移動させる。組付け位置の上方で
フローティング手段により保持手段を水平方向に移動可
能な状態とし、ギヤケースの軸支持部に新設のギヤの軸
部を嵌め合わせて、新設のギヤをギヤケースに組付け
る。

新設のギヤの組付けが終わると、保持手段がギヤを解
放する。すると、Ｘ、Ｙ、Ｚ駆動手段により組付け手段
が保持手段用置台上まで移動して、保持手段を保持手段
用置台上に載置して解放する。以下、上記の動作を繰り
返して、順次ギヤをギヤケースに組付ける。

したがって、本発明によれば、フローティング手段に
支持された保持手段によりギヤを保持して組付けるよう
にしているので、大形で質量が大きく、かつ、軸部の短
いギヤであっても、歯面やベアリング、ギヤケースの軸
支持部などに損傷を与えることなくギヤを組付けること
ができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図において、１は保持手段を構成す
るハンド、２はハンド１に保持されるギヤである。ハン
ド１において、３はギヤ２を受ける円筒状の爪であり、
ブラケット４に固定されている。ブラケット４には、リ
ニアベアリング５が固定されており、リニアガイド６に
対し、第１図の左右方向に摺動自在に保持されている。
リニアガイド６は、ハンドベース７に固定されている。

ハンドベース７には、リニアガイド６の移動方向に対
して垂直な面8aを持つ基準面ブラケット８が固定されて
いる。また、ブラケット４には、基準面ブラケット８と
ともにギヤ２を挾み込む挾持板９が固定されている。

ハンドベース７には、エアシリンダ10が固定されてお
り、エアシリンダ10のシリンダロッド11は、ブラケット
４に固定され、爪３を基準面ブロック８に近接、離間す
る方向に移動させる。

ハンドベース７は、フローティング手段を構成するフ
ローティングベース20に固定されている。フローティン
グベース20は、その上下方向に対接するボール21により
ハンド架台22に対して水平方向に移動自在に支持されて
いる。また、ハンド架台22には、ハンド交換用のロッド
26が設けられている。

ハンド架台22には、エアシリンダ23が固定されてお
り、エアシリンダ23のシリンダロッドの先端には、先端
がテーパ状になった位置決めピン24が固定され、フロー
ティングベース20に形成されたテーパ穴25に対向してい
る。そして、エアシリンダ23により位置決めピン24が前
進すると、位置決めピン24がテーパ穴25に挿入されて、
フローティングベース20を位置決めする。

一方、上記ギヤ２のリムの内周面31は、ギヤ２の中心
軸32と所定の同心度を有するように加工されている。そ
して、第２図に示すように、爪３は、円筒状であり、か
つ、水平に２本配置されているため、第１図に示すよう
に、ギヤ２をハンド１で保持し、リム30の内周面31を爪
３で支持すると、ギヤ２の自重により爪３の円筒面とリ
ム30の内周面31が常に２点で接触する。これによりギヤ
２の中心は、常にハンド１の中心35と一致する。

第３図において、上記ハンド１は、ギヤ組付け装置50
のＺ軸駆動装置54に装着される。ギヤ組付け装置50は、
架台51上に配置されたＸ軸駆動手段52と、Ｘ軸駆動手段
52上に配置されたＹ軸駆動手段53と、Ｙ軸駆動手段53に
配置されたＺ軸駆動手段54からなる直交型のＸ、Ｙ、Ｚ
駆動手段で構成されている。Ｘ軸駆動手段52、Ｙ軸駆動
手段53およびＺ軸駆動手段54は、それぞれＸ軸モータ5
5、Ｙ軸モータ56およびＺ軸モータ57（第５図参照）に
よりボールネジ58、59、60（第５図参照）を介して駆動
される。また、Ｚ軸駆動手段54には、ハンド交換手段を
有し、ハンド設置台61に位置決めされたハンド１、62、
63を交換装着する。

また、ギヤ組付け装置50は、既設のギヤと新設のギヤ
を噛み合わせるための計測手段64と、Ｚ軸駆動手段54に
装着されたハンド１にギヤ２を供給するためのギヤ供給
手段（図示せず）と、ギヤを組付けるギヤケース71を位
置決めするためのギヤケース位置決め手段（図示せず）
を備えている。

第４図において、平行軸歯車減速機70は、ギヤケース
71に組付けられた第１ギヤ２と、第２ギヤ72および第３
ギヤ73で構成される中間軸69と、第４ギヤ74で構成され
ている。そして、第１ギヤ２と第２ギヤ72が噛み合い、
第３ギヤ73と第４ギヤ74が噛み合っている。第１ないし
第４のギヤ２、72、73、74はヘリカルギヤが用いられて
いる。

また、各ギヤ２、72、73、74は、それらの中心軸75、
76、77に嵌合するベアリング78、79、80を介してギヤケ
ース71に回転自在に支持されている。

第５図ないし第７図において、Ｚ軸駆動手段54は、Ｙ
軸駆動手段53に固定されたリニアガイド81とＺ軸駆動手
段54に固定されたガイドレール82によりＹ軸駆動手段53
に上下動自在に支持されている。Ｙ軸駆動手段53のベー
ス83には、Ｚ軸駆動手段54を上下方向に駆動するための
ボールネジ60に螺合するナット91が、ラジアルベアリン
グ92、スラストベアリング92により回転自在に支持され
ている。

上記ボールネジ60の先端には、ロードセル94が固定さ
れ、このロードセル94は、ブラケット95を介してＺ軸駆
動手段54に固定されている。したがって、Ｚ軸駆動手段
54の重量は、ロードセル94により支持される。ボールネ
ジ60の上下端は、Ｚ軸駆動手段54に設けられたブラケッ
ト96、97に固定されたガイド98によって上下動自在に支
持されている。

上記ナット91には、ギヤ99が固定されている。このギ
ヤ99と噛み合うギヤ100は、Ｙ軸駆動手段53に設けられ
たモータブラケット101に固定されたモータ57の回転軸
に固定されている。したがって、モータ57の回転によ
り、Ｚ軸駆動手段54はＹ軸駆動手段53に対して上下方向
に移動する。

Ｚ軸駆動手段54の下端部には、ハンド１、62、63の交
換手段102が設けられ、これによりハンド１、62、63を
着脱交換する。

第８図および第９図において、Ｚ軸駆動手段54の下端
のヘッド板103には、円筒状の外ガイド104と内ガイド10
6が固定されている。この外ガイド104の内ガイド106の
間には、内シリンダ105が上下方向に摺動自在に嵌合し
ている。内ガイド106と内シリンダ105の間には、スプリ
ング107が装着され、内シリンダ105を下方に押してい
る。また、外ガイド104と内シリンダ105の間には、空間
110が形成されエア供給源に接続されている。また、内
ガイド106に形成された内側に向けて縮小するテーパ穴1
11と外ガイド104の間には、テーパ穴111の内側の径より
大径の球108が移動自在に配置されている。

したがって、第８図に示すように、内ガイド106をハ
ンドのロッド26に挿入し、スプリング107により内シリ
ンダ105を下降させ、内シリンダ105の先端部で球108を
押して、球108の一部を内ガイド106の内側に突出させ
て、ロッド26の溝部109に挿入し押圧することにより、
ハンドとＺ軸駆動手段54を連結することができる。

また、第９図に示すように、空間110にエアを送り込
み、内シリンダ106を上昇させて、内シリンダ106による
球108への押圧力を取り除き、Ｚ軸駆動手段54を上昇さ
せることにより、球108がロッド26によりその溝部109か
ら外ガイド104がわに押し出され、内ガイド106がロッド
26から離脱することにより、ハンドがＺ軸駆動手段54か
ら解放される。

第10図において、計測手段64は、センサ120、121と、
これらをXYZ方向に駆動するためのＸ軸スライド部122
と、Ｙ軸スライド部123と、Ｚ軸スライド部124からなる
測定手段用駆動手段が設けられている。前記各スライド
部122、123、124は、それぞれ駆動用モータ125、126、1
27によりボールネジ128、129、130を介して駆動され
る。なお、前記センサ120と121は、上下方向の計測の中
心軸が一致するように位置調整されている。また、Ｘ軸
方向の移動は、Ｘ軸用の駆動モータ125の軸に固定され
たエンコーダ131により検出される。

制御手段145は、コントローラ139、マイコンA140、マ
イコンB141、歪計142、A/D変換器143で構成されてい
る。マイコンA140は、歪計142を介してロードセル94の
出力により、Ｚ軸駆動手段54のＺ軸方向に加わった力を
計測する。マイコンB141は、センサ120、121の出力をセ
ンサアンプ144、A/D変換器143を介して取り込み、ギヤ7
2とギヤ２を噛み合わせるための演算を行う。コントロ
ーラ139は、これらの信号をもとに装置全体の制御を行
う。

つぎに、上記の構成に基づいて、ギヤの組付け動作を
説明する。

まず、ギヤ組付け装置50のＺ軸駆動手段54に、中間軸
69をチャックするためのハンド62を装着する。この後、
中間軸69を取り出し、ギヤケース71に組付ける。つい
で、ハンド62をハンド設置台61に置き、第１ギヤ２を取
り出すためのハンド１を装着する。そして、第１ギヤ２
を取り出し、ギヤケース71に組付けられている中間軸69
の第２ギヤ72の上方に位置決めする。

そして、計測手段64により第１ギヤ２と第２ギヤ72の
歯先の位置を同時に計測し、互いの歯先が干渉しないよ
うに第２ギヤ72に第１ギヤ２を噛み合わせる。ついで、
第１ギヤ２と第２ギヤ72が噛み合った状態で、Ｘ、Ｙ、
Ｚ駆動手段により、中間軸69の中心軸76を中心として第
１ギヤ２の組付け位置の上方まで公転移動させる。

そして、ハンド１のエアシリンダ23により、位置決め
ピン24をフローティングベース20のテーパ穴25から離脱
させ、フローティングベース20を水平方向に移動可能な
状態にする。この状態で、Ｘ、Ｙ、Ｚ駆動手段により、
第１ギヤ２を組付け位置へ移動させる。

この時、ギヤケース71の軸支持部と第２ギヤ２の中心
軸75に取り付けられたベアリング78との間に若干の位置
ずれがあると、軸支持部とベアリング78の干渉によって
生じる水平方向の力により、フローティングベース20が
水平方向に移動して、軸支持部とベアリング78の位置合
わせを行うので、ベアリング78はギヤケース71の軸支持
部に倣って組付けられる。

したがって、第１ギヤ２や第２ギヤ72に無理な力が作
用することがなく、歯面の損傷を防止することができ
る。また、ベアリング78やギヤケース71の軸支持部にも
過大な力が作用することがないので、それらの損傷も防
止することができる。

組付けが終了すると、ハンド１のエアシリンダ10によ
り、ブラケット４が後退して第１ギヤ２を開放し、Ｘ、
Ｙ、Ｚ駆動手段により、Ｚ軸駆動手段54はハンド１をハ
ンド設置台61へ戻す。同時に、エアシリンダ23により位
置決めピン24をテーパ穴25に挿入して、フローティング
ベース20の位置を固定する。

上記と同様な操作により、第４ギヤ74をギヤケース71
に組付けて、平行軸歯車減速機70の組込を完了する。

つぎに、歯位置測定から組付けまでの操作をさらに詳
細に説明する。

Ｚ軸駆動手段54へのハンド１の取付け、ハンド１での
ギヤの保持等の確認は、ロードセル94の出力の変化を検
出して行う。

ロードセル94の出力は、歪計142を介してマイコンA14
0に取り込まれる。マイコンA140内には、交換する３種
類のハンド１、62、63と、組付け対象となる各種ギヤの
重量のデータテーブルが設けられている。そして、ハン
ドの取り出し、ギヤの取り出し時に、Ｚ軸駆動手段54に
加わる重量が増加することを検出して、各取り出し操作
が行われたことを確認し、かつ、データテーブルのデー
タと歪計142からのロードセル94で検出された重量とを
比較を行い、指令通りのハンド、ギヤを取り出したかの
チェックを行うことができる。

第10図に示すように、ギヤケース71に中間軸69が組み
込まれた状態で、Ｘ、Ｙ、Ｚ駆動手段により、中間軸69
の第２ギヤ72と第１ギヤ２とを、互いの外周面が所定の
間隔で対向するように第１ギヤ２の位置決めを行う。

すると、第11図に示すように、計測手段64は、第２ギ
ヤ72と第１ギヤ２の対向間隙を横切るようにセンサ10
2、121を移動させ、第２ギヤ72と第１ギヤ２の刃先位置
を計測する。ここで、第２ギヤ72と第１ギヤ２の軸心間
の距離をＸとする。この距離Ｚは、センサ120、121での
検出距離Ｙと、第１ギヤ２の半径R1および第２ギヤ72の
半径R2を加えたものである。

第12図に示すように、センサ120、121と測定対象との
距離X1と、センサ120、121の出力電圧Ｖは、比例する性
質を有する。したがって、第２ギヤ72と第１ギヤ２の対
向間隙を横切るようにセンサ102、121を移動させること
により、第13図に示すような、センサ120、121の出力15
0、151を得ることができる。

第13図において、（ａ）はセンサ121の出力151を示
し、第２ギヤ72の計測結果、（ｂ）はセンサ120の出力1
50を示し、第１ギヤ２の計測結果である。これらの出力
150、151では、各ギヤ２、72の歯先に対応する位置の電
圧は高く、谷に対応する位置の電圧は低くなっている。

なお、距離（横軸）は、計測手段64のＸ軸用の駆動モ
ータ125に付設されたエンコーダ131により検出される。
これらのセンサ120、121の出力150、151は、センサアン
プ144、A/D変換機を通してマイコンB141に取り込まれ
る。同時に、エンコーダ131の出力もマイコンB141に取
り込まれる。

マイコンB141には、各ギヤ２、72のピッチ円の位置に
対応する電圧がしきい値152、152として設定されるとと
もに、計測範囲の中に計測の基準位置となる計測中心CK
が設定されている。

センサ121の出力151の計測中心CKの前後におけるしき
い値153との交点の座標ａ、ｂ、ｃ、ｄを求め、これに
より第２ギヤ72の計測中心CKの前後での歯幅S₁、S₂、ピ
ッチＰ、刃先の中心位置Pm₁、Pm₂、谷の中心位置Pvを次
式により算出する。

歯幅:S₁ ＝ｂ−ａ S₂ ＝ｄ−ｃピッチ:P ＝（ｃ＋ｄ−ａ−ｂ）/2 歯先の中心位置:Pm₁＝（ａ＋ｂ）/2 Pm₂＝（ｃ＋ｄ）/2 谷の中心位置 :Pv ＝Pm₁＋P/2 つぎに、センサ120の出力150の計測中心CKの前後にお
けるしきい値152との交点の座標ａ′、ｂ′、ｃ′、
ｄ′を求め、これにより第１ギヤ２の計測中心CKの前後
での歯幅S₁′、S₂、′ピッチＰ′、刃先の中心位置P
m₁′、Pm₂′、谷の中心位置Pv′を次式により算出す
る。

歯幅:S₁′ ＝ｂ′−ａ′ S₂′ ＝ｄ′−ｃ′ ピッチ:P′ ＝（ｃ′＋ｄ′−ａ′−ｂ′）/2 歯先の中心位置:Pm₁′＝（ａ′＋ｂ′）/2 Pm₂′＝（ｃ′＋ｄ′）/2 谷の中心位置 :Pv′ ＝Pm₁′＋Ｐ′/2 これらの値より第１ギヤ２と第２ギヤ72を噛み合わせ
るには、第２ギヤ72の歯先の中心位置Pm₁（Pm₂）に対し
て第１ギヤ２の谷の中心位置Pv′を合わせるか、第２ギ
ヤ72の谷の中心位置Pvに第１ギヤ２の歯先の中心位置Pm
₁′（Pm₂′）を合わせるように、第１ギヤ２の位置を補
正すればよい。

これらの補正を行うのに必要な補正量は、第２ギヤ72
の歯先の中心位置Pm₁に対して第１ギヤ２の谷の中心位
置Pv′を合わせる場合、その補正量ΔX₁は、 ΔX₁＝Pm₁−Pv′ となる。

また、第２ギヤ72の歯先の中心位置Pm₂に対して第１
ギヤ２の谷の中心位置Pv′を合わせる場合、その補正量
ΔX₂は、 ΔX₂＝Pm₂−Pv′ となる。

また、第２ギヤ72の谷の中心位置Pvに第１ギヤ２の歯
先の中心位置Pm₁′を合わせる場合、その補正量ΔX
₃は、 ΔX₃＝Pv−Pm₁′ となる。

また、第２ギヤ72の谷の中心位置Pvに第１ギヤ２の歯
先の中心位置Pm₂′を合わせる場合、その補正量ΔX
₄は、 ΔX₄＝Pv−Pm₂′ となる。これらの補正量ΔX₁、ΔX₂、ΔX₃、ΔX₄の内最
小なものを選択し、Ｘ、Ｙ、Ｚ駆動手段により、第１ギ
ヤ２を選択された補正量ΔX₁（ΔX₂,ΔX₃、ΔX₄）だけ
水平移動させる。

前記の計測において、計測対象は各ギヤ２、72であ
り、それぞれその計測面が曲率を持っているが、第14図
（ａ）に示すように、計測中心CKに対して２枚の歯しか
計測しないため、曲率により歯が傾いていることによる
計測誤差は問題とならない。また、マイコン内には、噛
み合わせの対象となるギヤの歯幅、ピッチ等のデータを
にゅうりょくしたデータテーブルが設けられており、ギ
ヤの計測時に計測データとデータテーブル内のデータを
比較し、データテーブルに設定されたデータに対し、計
測データが許容範囲以上に異なっていた場合には、機種
違いとして組付けを中止する等のチェック機能を持たせ
ることができる。

第１ギヤ２の位置を補正した後、第１ギヤ２を下降さ
せ第２ギヤ72に噛み合わせる。この時、第１ギヤ２の下
降量を調整し、第14図（ｂ）に示すように、第２ギヤ72
と第１ギヤ２の正規の噛み合わせ位置より0.5モジュー
ル程度離した位置で互いの歯を噛み合わせる。この状態
では、第１ギヤ２と第２ギヤ72は、互いに接触していな
い。

ついで、第15図に示すように、Ｘ、Ｙ、Ｚ駆動手段に
より、第１ギヤ２と第２ギヤ72の中心距離を保ったま
ま、第１ギヤ２を円弧軌道160に沿って第１ギヤ２の組
付け位置の中心161と円弧軌道160との交点位置162ま
で、第２ギヤ72を中心として公転移動させる。そして、
第１図におけるハンド１のエアシリンダ23により、位置
決めピン24をフローティングベース20のテーパ穴25から
離脱させ、フローティングベース20を水平方向に移動可
能な状態にする。

この状態で、Ｚ軸駆動手段54を垂直方向に下降させ
る。この時、第１ギヤ２は、第２ギヤ72と第１ギヤ２の
正規の噛み合わせ位置より0.5モジュール程度離した位
置で互いの歯を噛み合わされているため、ギヤケース71
の軸支持部163と第１ギヤ２の中心軸75に装着されたベ
アリング78の位置がずれていることがある。

この場合、ベアリング78がギヤケース71の軸支持部の
一方の端部に当接すると、ベアリング78には、垂直方向
に下降する力と、水平方向に移動させる力が作用するこ
とになる。この水平方向に作用する力によって、フロー
ティングベース20が水平方向に移動して、ベアリング78
をギヤケース71の軸支持部163に嵌合させる。同時に、
第１ギヤ２が第２ギヤ72と正規の噛み合い状態になり、
組付けを終了する。

なお、この組付け動作中、第１ギヤ２と第２ギヤ72の
歯面の接触は、第１ギヤ２を円弧軌道に沿って公転移動
させるときに発生する。そして、第15図に示すように、
第２ギヤ72は、ギヤケース71に対してベアリング79を介
して回転自在に保持されているので、第１ギヤ２が円弧
軌道160に沿って公転移動する間、第１ギヤ２の移動に
連れ回る。

前記歯面の接触は、ギヤの歯面の形状がインボリュー
トカーブであれば、第１ギヤ２と第２ギヤ72の中心距離
が多少離れていても正常な噛み合いを維持することがで
きるので、歯面に深い傷をつける一方の歯先のエッジ他
方の歯面との接触は発生しない。また、円弧軌道160に
沿って第１ギヤ２を移動させる場合、第１ギヤ２と第２
ギヤ72の噛み合わせを0.5モジュール程度離してあるの
で、円弧軌道に多少の誤差が発生しても、各ギヤ２、72
の歯がせり合うことがなく、せり合いによる歯面の傷も
発生しない。

ベアリング78がギヤケース71の軸支持部163に嵌合し
て、第１ギヤ２の組付けが終了すると、第５図に示すＺ
軸駆動手段54のロードセル94の出力が第１ギヤ２分だけ
急激に低下する。したがって、Ｚ軸駆動手段54の位置お
よびロードセル94の出力を検出することにより第１ギヤ
２の組付けの終了を検出することができる。

第１ギヤ２の組付けが終了すると、ハンド１のシリン
ダロッド11を引込めて爪３を第１ギヤ２のリム30から抜
き、Ｚ軸駆動手段54を上昇させる。

同様にして、第４ギヤ74の組付けを行う。なお、第４
ギヤ74には、リムがなく、軸77が長くなっているため、
軸77の両端を把持するようにしたハンド（図示せず）を
用いる。

以上述べたように、本実施例によれば、ギヤの端部を
持たずにギヤをハンドリングすることができるため、ギ
ヤの軸部がギヤケースの軸支持部に入り込み、軸部を保
持することができないギヤでも組付けることができる。

また、ギヤの外周と同心円状に設けられたリムの内周
面を、ハンドに水平に配置され円筒面を有する２個の爪
で保持することにより、ギヤの中心軸の位置を常にハン
ドの中心と一致させることができ、高精度なハンドリン
グを可能にすることができる。また、ギヤの歯面に無理
な力を加えることなく、ギヤの組付けを行うことができ
るので、歯面に傷をつけることがない。

さらに、ギヤの組付け終了を、Ｚ軸駆動手段に配置し
た力検出用のセンサの出力とＺ軸駆動手段の下降量とに
よって確認するようにしているので、ギヤケースの高さ
に多少のバラツキがあっても、途中でギヤを落下させる
ことなく、組付け終了を確実に確認することができ、歯
面の損傷を防止することができる。

本発明における保持手段の第２の実施例を第16図に基
づいて説明する。

同図において、第１図と同じものは同じ符号をつけて
示してある。爪３と対向するように円筒面を有する２個
の爪200を設け、ギヤ２をその両側から爪３と爪200で保
持する。また、爪３と同様に爪200を移動させるエアシ
リンダ201を設ける。

このような構造とすることにより、ギヤ２のリムの内
周面を両側から受け、より安定した保持を可能とするこ
とができる。

本発明における保持手段の第３の実施例を第17図に基
づいて説明する。

同図において第１図および第16図と同じものは同じ符
号をつけて示してある。モータ210はブラケットに固定
されている。爪211、212は回転可能に配置され、その内
の一つはモータ210の回転軸に連結されている。

このような構造とすることにより、ギヤケースに組付
けられたギヤを回転させることができ、ギヤの位相を確
実に合わせることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、先にギヤケー
スに組付けられた既設のギヤと、この既設のギヤと噛み
合うように新たに前記ギヤケースに組付けられる新設の
ギヤとを所定の間隔で配置し、各ギヤの歯先位置を検出
し、一方のギヤの歯先が他方のギヤの谷と対向するよう
に新設のギヤの位置を補正した後、一方のギヤの歯先を
他方のギヤの谷に噛み合わせ、新設のギヤを既設のギヤ
を中心として組付け位置上方まで公転移動させ、新設の
ギヤを保持する保持手段を水平方向に自由度を有する状
態にし、組付け位置上方からギヤケースの組付け位置ま
で下降させ、ギヤケースの軸支持部に新設のギヤの軸部
を倣わせて嵌め合わせ、新設のギヤを前記ギヤケースに
組付けるようにしたので、精密で、かつ、質量の大きい
ギヤの歯面やベアリング、ギヤケースの軸支持部などに
損傷を与えることなくギヤを組付けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による保持手段を示す断面側面図、第
２図は、第１図のＡ−Ａ断面正面図、第３図は、本発明
によるギヤ組付け装置の全体を示す斜視図、第４図は、
本発明によりギヤを組み込む対象としての平行軸歯車減
速機の斜視図、第５図は、Ｚ軸駆動手段を示す断面正面
図、第６図は、第５図の断面側面図、第７図は、第５図
の断面上面図、第８図は、Ｚ軸駆動手段に装着されたハ
ンド交換手段の断面正面図、第９図は、Ｚ軸駆動手段か
ら離間したハンド交換手段の断面正面図、第10図は、計
測手段及び制御手段を示す構成図、第11図は、センサと
ギヤの関係を示す説明図、第12図は、センサの特性を示
す説明図、第13図は、センサの計測出力を示す特性図、
第14図は、ギヤの噛み合わせ動作の説明図、第15図は、
ギヤの組付け動作の説明図、第16図は、保持手段の第２
の実施例を示す断面側面図、第17図は、保持手段の第３
の実施例を示す断面側面図である。１、62、63……ハンド、20……フローティングベース、 50……ギヤ組付け装置、52……Ｘ軸駆動手段、53……Ｙ
軸駆動手段、 54……Ｚ軸駆動手段、64……計測手段、71……ギヤケー
ス、145……制御手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者橋本一郎茨城県勝田市市毛1070番地株式会社日立製作所水戸工場内 (56)参考文献特開平３−161225（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23P 21/00 306

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】先にギヤケースに組付けられた既設のギヤ
と、この既設のギヤと噛み合うように新たに前記ギヤケ
ースに組付けられる新設のギヤとを所定の間隔で配置
し、各ギヤの歯先位置を検出し、一方のギヤの歯先が他
方のギヤの谷と対向するように新設のギヤの位置を補正
した後、一方のギヤの歯先を他方のギヤの谷に噛み合わ
せ、新設のギヤを既設のギヤを中心として組付け位置上
方まで公転移動させ、新設のギヤを保持する保持手段を
水平方向に自由度を有する状態にし、組付け位置上方か
らギヤケースの組付け位置まで下降させ、ギヤケースの
軸支持部に新設のギヤの軸部を倣わせて嵌め合わせ、新
設のギヤを前記ギヤケースに組付けることを特徴とする
ギヤ組付け方法。
【請求項２】複種類のギヤと、水平方向に移動可能なフ
ローティング手段に支持され、ギヤ保持する複数種の保
持手段を所定の位置に位置決めして載置する保持手段用
置台と、上記保持手段を交換して装着するための交換手
段を有する組付け手段と、該組付け手段を上記保持手段
用置台とギヤを組付けるギヤケースとの間を移動する
Ｘ、Ｙ、Ｚ駆動手段と、上記ギヤケースを位置決めする
ギヤケース位置決め手段と、組付ける１対のギヤの歯を
位置合わせするため、１対のギヤの変位を同時に計測す
る計測手段と、該計測手段をＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動する
計測手段用駆動手段と、これら各手段を自動制御する制
御手段を設けたことを特徴とするギヤ組付け装置。
【請求項３】上記保持手段は、互いに対向位置に配置さ
れた保持板と円筒状の爪とを備え、上記爪を上記保持板
の方向に移動させ、爪をギヤのリムの内周面に引掛ける
ように係合させるとともに、爪と保持板とでギヤを挾持
するように構成されていることを特徴とする請求項２に
記載のギヤ組付け装置。
【請求項４】上記フローティング手段は、上記保持板お
よび爪を保持する円板状のベースと、該ベースの上下面
を複数個のボールを介して移動可能に保持する架台と、
該架台に支持され、上記ベースに形成された穴に嵌合し
てベースの位置決めをする位置決めピンとから構成され
ていることを特徴とする請求項２もしくは請求項３のい
ずれかに記載のギヤ組付け装置。
【請求項５】上記保持手段は、互いに対向し、近接もし
くは、離間する方向に移動可能な一対の爪を備え、該爪
の間にギヤを挾持するようにしたことを特徴とする請求
項２に記載のギヤ組付け装置。
【請求項６】上記保持手段は、互いに対向し、近接もし
くは、離間する方向に移動可能な一対の円筒状の爪と、
上記爪の一方を回転させる手段とを備え、該爪の間にギ
ヤを挾持するとともに、挾持したギヤを回転させるよう
にしたことを特徴とする請求項２に記載のギヤ組付け装
置。
【請求項７】上記組付け手段は、ギヤ組付時の上下方向
の力を検出する検出手段を設けたことを特徴とする請求
項２に記載のギヤ組付け装置。
【請求項８】上記組付け手段は、上記保持手段に保持さ
れたギヤを、既に組付けられている相手のギヤと噛み合
った状態で、Ｘ、Ｙ、Ｚ駆動手段により円弧方向に移動
させて上記ギヤケースに組み込むように構成されている
ことを特徴とする請求項２もしくは請求項７のいずれか
に記載のギヤ組付け装置。
【請求項９】上記計測手段は、既に組付けられているギ
ヤと上記保持手段に保持されたギヤの歯の位置を同時に
計測する複数個の変位センサを設けたことを特徴とする
請求項２に記載のギヤ組付け装置。