JP6874651B2

JP6874651B2 - ライン同期締付装置

Info

Publication number: JP6874651B2
Application number: JP2017216691A
Authority: JP
Inventors: 大悟袖崎; 直哉西
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-11-09
Filing date: 2017-11-09
Publication date: 2021-05-19
Anticipated expiration: 2037-11-09
Also published as: JP2019084655A

Description

本発明は、ライン同期締付装置に関する。

従来、コンベアを用いて搬送されるワークに同期して移動し、ワークに対する締付作業を行う締付装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、ワークと締付装置との適切な位置決めを実現すべく、ワークと締付装置との同期を図るだけでなく、締付装置側に位置決めピンを設け、この位置決めピンをワークに設けた位置決め穴に挿入することが行われている。このような位置決めは、作業者が位置決め穴を目視し、手動で位置決めピンを挿入することで行われている。

特開平９−１１０６２号公報

しかしながら、位置決めピンを位置決め穴に挿入する操作はワークがコンベアによって搬送されている状態で行うものであり、操作の難易度が高い。又、作業者が操作を誤ると、位置決めピンがワークの位置決め穴の周辺に衝突し、ワークが傷ついたり、打痕がついたりする可能性がある。

そこで、本明細書開示のライン同期締付装置はワークに設けられた位置決め穴に締付装置が備える位置決めピンを容易に挿入することを課題とする。

本明細書に開示されたライン同期締付装置は、ライン同期締付装置は、ワークを搭載し、コンベア上を移動するパレットと同期して移動する移動体と、前記移動体に設けられたベース部と、前記ワークに対する締め付け作業を行う締付部を備えると共に、浮動支持部を介して前記ベース部に設けられた浮動部と、前記浮動部に設けられ、前記ワークに設けられた位置決め穴に挿脱可能に設けられた位置決めピンと、前記浮動部に設けられ、前記ワークに装着された冶具に連結することで前記浮動部を前記ワークに対して相対移動させるラフガイド部と、を備え、前記ラフガイド部は、前記冶具に向かって移動して前記冶具を挟持可能に設けられ、前記冶具を挟持するときに前記浮動部を前記ワークに対して相対移動させて、前記位置決めピンの中心軸を前記位置決め穴内に案内する案内部と、前記冶具を開放し、前記位置決めピンの前記中心軸が前記位置決め穴内に収まる範囲内で前記浮動部の移動を許容する開放部と、を含む。

本明細書開示のライン同期締付装置によれば、ワークに設けられた位置決め穴に締付装置が備える位置決めピンを容易に挿入することができる。

図１は実施形態の締付装置をコンベアの進行方向側から観た説明図である。図２は実施形態の締付装置を上方から観た説明図である。図３はコンベアに搭載されたワークのコンベアの進行方向左側を観た説明図である。図４（Ａ）は冶具の側面図であり、図４（Ｂ）は冶具の平面図である。図５は浮動支持部を模式的に示す説明図である。図６は浮動部のコンベアの進行方向右側を観た説明図である。図７はラフガイド部の説明図である。図８（Ａ−１）〜図８（Ｃ−２）は位置決めピンが位置決めされる様子を時系列的に示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。

（実施形態）
図１及び図２を参照すると、実施形態のライン同期締付装置（以下、単に「締付装置」という）１は、ワークＷを搭載し、コンベア２上を移動するパレット３と同期して移動する移動体１１を備える。ワークＷの上面部には、締付作業を行うときに用いられる位置決め穴Ｗ１と、ボルト孔Ｗ２が設けられている。位置決め穴Ｗ１の中心軸はＡＸ１である。移動体１１には、締付部１９と位置決めピン２１が装備されている。締付装置１は、締付部１９がワークＷに対して位置決めされた状態で締付作業ができるように、締付作業に先立って位置決めピン２１を位置決め穴Ｗ１に挿し込む。本実施形態におけるワークＷは、エンジンアッシーであり、締付装置１は、シリンダブロックへのシリンダヘッドの装着、シリンダヘッドへのヘッドカバーの装着等におけるボルトの締付作業を行う。

パレット３は、プレート状の本体部３ａと、この本体部３ａの下面側に設けられた脚部３ｂを備える。脚部３ｂはコンベア２に接地する。パレット３は、本体部３ａの上面側にワーク支持柱３ｃを備えている。ワーク支持柱３ｃの上部には、ワークＷに装着される冶具４を支持する冶具支持部３ｃ１が形成されている。

ここで、図３及び図４を参照して、冶具４について説明する。冶具４は、ワークＷの両側にそれぞれ脱着可能に設けられている。冶具４は、ワークＷに対する種々の作業を効率よく行うためにワークＷを回転可能に支持する。冶具４は、ワークＷにエンジンの補器類を取り付けるための取付穴を利用してワークＷに装着されている。冶具４は、ワークＷに対する所定の作業が終了した後は取り外される。

冶具４は、本体部４ａと、この本体部４ａに設けられた差込桿４ｂ及び支持桿４ｃを備える。差込桿４ｂは、先端部に螺子部を備え、ワークＷに設けられた補器類用の取付穴に装着される。支持桿４ｃは、パレット３に設けられたワーク支持柱３ｃが備える冶具支持部３ｃ１に支持される。

本実施形態では、冶具４における差込桿４ｂに、後に詳述するラフガイド部２２の小径部２２ｂが嵌合することで位置決め穴Ｗ１に対する位置決めピン２１の大まかな位置決めが行われる。冶具４は、ワークＷの両側に装着されているが、その一方にラフガイド部２２を嵌合させれば、位置決め穴Ｗ１に対する位置決めピン２１の位置決めを行うことができる。

冶具４は、ワークＷに装着される補器類の種類によってその形状は種々変更されることがあり、ワークＷの左右でその形状が異なる場合もある。本実施形態における冶具４は上方に向かって二股に分かれた形状を有し、分岐部分のそれぞれと、合流部分に差込桿４ｂが設けられている。差込桿４ｂの直径はいずれもＲである。

移動体１１は、コンベア２と並行に敷設された走行レール１０上に設置されている。移動体１１は、本体部１２に設けられた車輪１３を備え、走行レール１０上を走行することができる。移動体１１は、同期ガイド１４を備える。同期ガイド１４は、アーム状の部材であり、コンベア２上を移動するパレット３と係脱可能に設けられている。図２に描かれたパレット３は、ワークＷを搭載してコンベア２上を移動しており、移動体１１と横並びとなり、同期ガイド１４がパレット３と係合すると、移動体１１がパレット３と同期して移動する。これにより、移動体１１は、パレット３に搭載されたワークＷと同一速度で同一方向に移動する。

移動体１１は、同期ガイド１４とパレット３との係合が解除されると、元の位置に復帰する。同期ガイド１４とパレット３との係合を解除するための機構、移動体１１を元の位置に復帰させる機構については、従来周知のものであるため、ここでは、その詳細な説明は省略する。

移動体１１は、ベース部１５を備える。ベース部１５は、移動体１１の本体部１２からコンベア２側に向かって延び、平面視においてコンベア２と重なるように設けられた部材である。移動体１１がパレット３と同期して移動するとき、パレット３に搭載されたワークＷは、ベース部１５の下側に位置する。ベース部１５のコンベア２と重なる部分は開口している。移動体１１が備える締付部１９は、この開口を通じてワークＷに接近し、締付作業を行うことができる。

ベース部１５には、浮動支持部２５を介して設けられた浮動部１７が設けられている。浮動部１７は、上方から観たときに概ね正方形となっており、その四つの角部に支柱１８ａを備えている。浮動支持部２５は、それぞれの支柱１８ａとベース部１５とを接続している。図５を参照すると、浮動支持部２５は、支柱１８ａの下端部に設けられた球体部２５ａと、ベース部１５側にスプリング２５ｃを介して設置された皿状部２５ｂを備える。球体部２５ａは、皿状部２５ｂに当接した状態とされる。これにより、浮動部１７は、ベース部１５に対し浮動可能な状態とされている。

浮動部１７には、締付部１９が装備されている。締付部１９は、動力部１９ａとソケット部１９ｂを備えたいわゆるナットランである。ソケット部１９ｂは、ワークＷに対して接近及び退避することができ、ワークＷに対するボルトの締付作業を行う。

ワークＷに設けられた位置決め穴Ｗ１に挿脱可能な位置決めピン２１は、浮動部１７に設けられている。位置決めピン２１は、その先端部にテーパ部２１ａを備えている。位置決めピン２１の中心軸ＡＸ２は、テーパ部２２ａの先端部を通過している。図６を参照すると、位置決めピン２１は、昇降部２０ａを介してフレーム部１８に連設された位置決めプレート２０に設けられている。昇降部２０ａは、位置決めプレート２０を昇降させる。

浮動部１７には、位置決めピン２１と共に、ラフガイド部２２が設けられている。ラフガイド部２２は、位置決めピン２１と同様に位置決めプレート２０に設けられている。これにより、ラフガイド部２２は、冶具４に向かって移動して冶具４を挟持可能に設けられている。ラフガイド部２２は、ワークＷに装着された冶具４が備える差込桿４ｂを挟持することで浮動部１７をワークＷに対して相対移動させる。浮動部１７には、位置決めピン２１が設けられているので、浮動部１７がワークＷに対して相対移動すると、位置決めピン２１がワークＷに対して相対移動し、位置決めピン２１の位置決め穴Ｗ１に対する位置決めが行われる。本実施形態では、位置決めピン２１の位置決めを行うために冶具４が備える三本の差込桿４ｂのうち、分岐部分のそれぞれに設けられた差込桿４ｂを利用するため、二つのラフガイド部２２が装備されている。

ここで、図７を参照して、ラフガイド部２２について詳細に説明する。ラフガイド部２２は、テーパ部２２ａ、小径部２２ｂ及び大径部２２ｃを備える。ラフガイド部２２は、対向配置された爪形状部２２１を備え、爪形状部２２１間にテーパ部２２ａ、小径部２２ｂ及び大径部２２ｃが形成されている。

テーパ部２２ａは、ラフガイド部２２の最下端に設けられている。テーパ部２２ａは、ラフガイド部２２の最下端から上側に行くに従って、爪形状部２２１の間隔が狭くなるように設けられている。テーパ部２２ａの最下端における爪形状部２２１の間隔は、Ｇ１に設定されている。間隔Ｇ１は、差込桿４ｂの直径Ｒよりも大きい。また、この間隔Ｇ１は、想定される位置決めピン２１と位置決め穴Ｗ１との間の最大のずれ量を考慮して設定されている。すなわち、位置決めピン２１と位置決め穴Ｗ１とが最大にずれた状態でラフガイド部２２を降下させたときに、少なくともテーパ部２２ａに差込桿４ｂが接触し、差込桿４ｂを小径部２２ｂに案内することができる寸法に設定されている。

小径部２２ｂは、テーパ部２２ａの上側に、テーパ部２２ａと連続して設けられている。小径部２２ｂにおける爪形状部２２１の間隔は、Ｇ２に設定されている。間隔Ｇ２は間隔Ｇ１よりも狭く、差込桿４ｂの直径Ｒと概ね一致している。テーパ部２２ａ及び小径部２２ｂは、冶具４を挟持するときに浮動部１７をワークＷに対して相対移動させて、位置決めピン２１の中心軸ＡＸ２を位置決め穴Ｗ１内に案内する案内部として機能する。

大径部２２ｃは、小径部２２ｂの上側に、小径部２２ｂと連続して設けられている。大径部２２ｃにおける爪形状部２２１の間隔は、Ｇ３に設定されている。間隔Ｇ３は、間隔Ｇ２よりも広く、差込桿４ｂの直径Ｒよりも大きい。大径部２２ｃは、冶具４を開放し、位置決めピン２１の中心軸ＡＸ２が位置決め穴Ｗ１内に収まる範囲内で浮動部１７の移動を許容する開放部となる。

締付装置１は、締付部１９によってワークＷに対する締付作業を行うために、位置決め穴Ｗ１に位置決めピン２１を挿入することで締付部１９をワークＷに対する適切な位置に移動させる。このとき、位置決め穴Ｗ１の中心軸ＡＸ１と位置決めピン２１の中心軸ＡＸ２とがずれていても、そのずれ量が所定範囲内であれば、位置決めピン２１を位置決め穴Ｗ１に挿入できる。本実施形態の位置決めピン２１の先端部には、テーパ部２１ａが設けられている。このため、計算上は、中心軸ＡＸ１と中心軸ＡＸ２とのずれ量が位置決め穴Ｗ１の半径よりも小さければ、位置決めピン２１の先端が位置決め穴Ｗ１内に位置し、位置決めピン２１を位置決め穴Ｗ１に挿入できる。

ここで、位置決め穴Ｗ１と位置決めピン２１とのずれ（中心軸ＡＸ１と中心軸ＡＸ２とのずれ）は、主として、コンベア２、パレット３、冶具４及びワークＷ等の各要素の寸法誤差や、配置、姿勢のずれに基づく誤差が積み上がった値となる。また、浮動支持部２５に支持された浮動部１７がベース部１５に対して移動していると、位置決め穴Ｗ１と位置決めピン２１とのずれは大きくなる。このため、中心軸ＡＸ１と中心軸ＡＸ２とのずれが許容範囲よりも大きくなることがある。このような状態で位置決めピン２１をそのまま降下させると位置決めピン２１がワークＷに衝突する。また、位置決めピン２１の位置を位置決め穴Ｗ１に合わせようとしても、位置決めピン２１の移動量が大きく、その作業が難しくなる。

そこで、本実施形態は、ラフガイド部２２をワークＷに装着された冶具４が備える差込桿４ｂを挟持することで、浮動部１７の状態を、位置決め穴Ｗ１に位置決めピン２１が容易に挿入される状態とする。この際、まず、ラフガイド部２２の小径部２２ｂが差込桿４ｂを挟持する。これにより、中心軸ＡＸ１と中心軸ＡＸ２とのずれが、テーパ部２１ａの機能によって位置決めピン２１を位置決め穴Ｗ１に挿入することができる許容範囲に収められる。

その後、締付装置１は、差込桿４ｂを大径部２２ｃに位置する状態とする。これは、小径部２２ｂが差込桿４ｂを挟持した状態では、ラフガイド部２２を介してワークＷと位置決めピン２１とが固定状態となっており、浮動支持部２５がその機能を発揮できない状態となっていることから、これを解除するためである。差込桿４ｂが大径部２２ｃに位置する状態とすることで、ワークＷと位置決めピン２１との固定状態が解除され、浮動支持部２５が機能できるようになり、位置決めピン２１が位置決め穴Ｗ１に挿入することができるようになる。

本実施形態では、位置決めピン２１とラフガイド部２２が共に位置決めプレート２０に設けられているので、位置決めピン２１の先端とラフガイド部２２の下端との位置関係が、上述の動作を実現できるように調整されている。具体的に、両者の位置関係は、位置決めプレート２０を降下させたときに、まず、ラフガイド部２２に設けられたテーパ部１１ａに差込桿４ｂが当接し、このとき、位置決めピン２１の先端がワークＷの上面に接触しないように調整されている。

つぎに、図８（Ａ−１）〜図８（Ｃ−２）を参照して、位置決めピン２１が位置決め穴Ｗ１に挿入される様子について説明する。位置決めピン２１が位置決め穴Ｗ１に挿入は、位置決めプレート２０を降下させることで行われる。図８（Ａ−１）、図８（Ｂ−１）及び図８（Ｃ−１）は、ラフガイド部２２と差込桿４ｂとの位置関係を示し、図８（Ａ−２）、図８（Ｂ−２）及び図８（Ｃ−２）は、位置決め穴Ｗ１と位置決めピン２１との位置関係を示している。図８（Ａ−１）と図８（Ａ−２）は、同じタイミングでの状態を示している。同様に、図８（Ｂ−１）と図８（Ｂ−２）は同じタイミングでの状態を示し、図８（Ｃ−１）と図８（Ｃ−２）は同じタイミングでの状態を示している。

まず、図８（Ａ−１）を参照すると、差込桿４ｂがラフガイド部２２のテーパ部２２ａに当接している。このとき、位置決めピン２１は、図８（Ａ−２）に示すように、ワークＷに接触することなくワークＷの上方に位置している。また、位置決めピン２１の中心軸ＡＸ２と位置決め穴Ｗ１の中心軸ＡＸ１とは、距離Ｄ１だけ離れている。

そして、位置決めプレート２０がさらに降下すると、テーパ部２２ａが差込桿４ｂに倣うことでラフガイド部２２が移動し、図８（Ｂ−１）に示すように小径部２２ｂが差込桿４ｂを挟持した状態となる。このとき、位置決めピン２１の中心軸ＡＸ２と位置決め穴Ｗ１の中心軸ＡＸ１は、図８（Ｂ−２）に示すように距離Ｄ２だけ離れた状態となり、位置決めピン２１の中心軸ＡＸ２は、位置決め穴Ｗ１内に位置している。なお、図８（Ｂ−１）で示すように小径部２２ｂが差込桿４ｂを挟持した状態になると、位置決めピン２１は、位置決め穴Ｗ１に対し、相対的な移動ができない固定状態となる。差込桿４ｂは、位置決め穴Ｗ１が設けられているワークＷと一体となっており、一方、位置決めピン２１は、小径部２２ｂが設けられているラフガイド部２２と一体となっているからである。

位置決めプレート２０がさらに降下すると、図８（Ｃ−１）に示すように、大径部２２ｃに差込桿４ｂが位置する状態となる。差込桿４ｂが大径部２２ｃに位置する状態では、位置決めピン２１の位置決め穴Ｗ１に対する相対的な固定状態が解除される。これにより、位置決めピン２１の中心軸ＡＸ２が位置決め穴Ｗ１内に収まる範囲内での位置決めピン２１の遊動が許容され、位置決めピン２１は、図８（Ｃ−２）に示すように、位置決め穴Ｗ１に挿入された状態となる。

この結果、締付部１９がワークＷのボルト孔Ｗ２に対して適切に位置決めされ、ボルトの締付作業を行うことができるようになる。

本実施形態の締付装置１によれば、ワークＷと一体となる冶具４における差込桿４ｂを、ラフガイド部２２の小径部２２ｂが挟持する。これにより、位置決め穴Ｗ１に対する位置決めピン２１の大まかな位置決めを行う。そして、締付装置１は、その後、差込桿４ｂを大径部２２ｃに移動させて位置決めピン２１の遊動を許容することで、容易、かつ、最終的に位置決めピン２１を位置決め穴Ｗ１に挿入することができる。このような締付装置１は、位置決めピン２１を位置決め穴Ｗ１に挿入する工程の自動化に対応することができる。

なお、本実施形態の変形例として、位置決めピン２１とラフガイド部２２は別個に駆動するようにしてもよい。この場合、まず、ラフガイド部２２を下降させて小径部２２ｂによって差込桿４ｂを挟持する。この段階で、位置決めピン２１の先端が位置決め穴Ｗ１内に位置することができる状態となる。その後、差込桿４ｂが大径部２２ｃ内に位置する状態までラフガイド部２２を降下させると共に、位置決めピン２１を下降させれば、位置決めピン２１を位置決め穴Ｗ１内に挿入することができる。

また、本実施形態において、ラフガイド部２２が挟持する部位は、差込桿４ｂとしているが、これに限定されず、ワークＷと一体となることができる冶具に設けられ、ラフガイド部２２が挟持できる部位であれば採用することができる。

上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。

１ライン同期締付装置
２コンベア
３パレット
３ａ本体部
３ｂ脚部
３ｃワーク支持柱
３ｃ１冶具支持部
４冶具
４ｂ差込桿
１１移動体
１５ベース部
１７浮動部
１８フレーム部
１９締付部
２０位置決めプレート
２０ａ昇降部
２１位置決めピン
２２ラフガイド部
２２ａテーパ部
２２ｂ小径部
２２ｃ大径部
２５浮動支持部
Ｗワーク
Ｗ１位置決め穴
Ｗ２ボルト孔

Claims

ワークを搭載し、コンベア上を移動するパレットと同期して移動する移動体と、
前記移動体に設けられたベース部と、
前記ワークに対する締め付け作業を行う締付部を備えると共に、浮動支持部を介して前記ベース部に設けられた浮動部と、
前記浮動部に設けられ、前記ワークに設けられた位置決め穴に挿脱可能に設けられた位置決めピンと、
前記浮動部に設けられ、前記ワークに装着された冶具に連結することで前記浮動部を前記ワークに対して相対移動させるラフガイド部と、を備え、
前記ラフガイド部は、前記冶具に向かって移動して前記冶具を挟持可能に設けられ、前記冶具を挟持するときに前記浮動部を前記ワークに対して相対移動させて、前記位置決めピンの中心軸を前記位置決め穴内に案内する案内部と、前記冶具を開放し、前記位置決めピンの前記中心軸が前記位置決め穴内に収まる範囲内で前記浮動部の移動を許容する開放部と、を含むライン同期締付装置。