JP7354990B2

JP7354990B2 - 車両の製造方法

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Publication number: JP7354990B2
Application number: JP2020185278A
Authority: JP
Inventors: 祥平石倉; 有一平野; 彰太深谷; 和希高橋; 有平小阪; 俊二井上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-11-05
Filing date: 2020-11-05
Publication date: 2023-10-03
Anticipated expiration: 2040-11-05
Also published as: US20220135159A1; JP2022074870A; CN114439820A

Description

本発明は、車両の製造方法に関する。

例えば特許文献１に開示されているように、車両を製造する場合、通常、部品同士をねじ止めにより組み付ける。

特開２０１９－０２３０３６号公報

発明者らは、玩具用の組み立てブロックのように、部品同士の組み付け面に凹凸状の嵌合構造を形成しておき、ねじ止めを用いずに部品同士を嵌合させて組み付ける車両の製造方法を検討した。このような方法によって、例えば車両の製造における組み付け工程を無人化できる。
しかしながら、このような方法では、部品同士を組み付けた後、嵌合構造が外れ易いという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、ねじ止めを用いずに部品同士を組み付け可能であり、かつ、嵌合構造が外れ難い車両の製造方法を提供する。

本発明の一態様に係る車両の製造方法は、
一方の部品の組み付け面に形成された凸部と、他方の部品の組み付け面に形成された凹部とを嵌合させて、前記一方の部品と前記他方の部品とを互いに組み付ける車両の製造方法であって、
前記凸部の外周面に、当該凸部の外側かつ根元側に向かって突出した返し構造を形成し、
前記凹部の内周面に、前記返し構造が嵌まり込む溝を形成するものである。

本発明の一態様に係る車両の製造方法では、一方の部品の組み付け面に形成された凸部の外周面に、当該凸部の外側かつ根元側に向かって突出した返し構造を形成し、他方の部品の組み付け面に形成された凹部の内周面に、前記返し構造が嵌まり込む溝を形成する。そのため、凹部に凸部を嵌合させて、一方の部品と他方の部品とを互いに組み付けた際、凹部の内周面に形成された溝に、凸部の外周面に形成された返し構造が嵌まり込む。その結果、嵌合された凸部と凹部とを外れ難くすることができる。すなわち、ねじ止めを用いずに部品同士を組み付け可能であり、かつ、嵌合構造が外れ難い車両の製造方法を提供できる。

本発明の一態様に係る車両の製造方法は、
一方の部品の組み付け面に形成された凸部と、他方の部品の組み付け面に形成された凹部とを嵌合させて、前記一方の部品と前記他方の部品とを互いに組み付ける車両の製造方法であって、
前記凹部の内周面に、当該凹部の内側かつ底面側に向かって突出した返し構造を形成し、
前記凸部の外周面に、前記返し構造が嵌まり込む溝を形成するものである。

本発明の一態様に係る車両の製造方法では、一方の部品の組み付け面に形成された凹部の内周面に、当該凹部の内側かつ底面側に向かって突出した返し構造を形成し、他方の部品の組み付け面に形成された凸部の外周面に、前記返し構造が嵌まり込む溝を形成する。そのため、凹部に凸部を嵌合させて、一方の部品と他方の部品とを互いに組み付けた際、凸部の外周面に形成された溝に、凹部の内周面に形成された返し構造が嵌まり込む。その結果、嵌合された凸部と凹部とを外れ難くすることができる。すなわち、ねじ止めを用いずに部品同士を組み付け可能であり、かつ、嵌合構造が外れ難い車両の製造方法を提供できる。

前記部品同士を組み付ける際、前記凸部を冷却してもよい。あるいは、前記部品同士を組み付ける際、前記凹部を加熱してもよい。これにより、凸部を凹部に嵌入し易くなる。

前記返し構造が、前記凹部の深さ方向又は前記凸部の高さ方向に、複数並べて設けられていてもよい。このような構成により、嵌合された凸部と凹部とをより外れ難くすることができる。

本発明により、ねじ止めを用いずに部品同士を組み付け可能であり、かつ、嵌合構造が外れ難い車両の製造方法を提供できる。

第１の実施形態に係る車両の製造方法に用いる部品の平面図である。図１のＩＩ－ＩＩ切断線による断面図である。部品同士を互いに組み付けた状態を示す断面図である。第１の実施形態の変形例１に係る車両の製造方法に用いる部品の断面図である。第１の実施形態の変形例２に係る車両の製造方法に用いる部品の断面図である。第２の実施形態に係る車両の製造方法に用いる部品の断面図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（第１の実施形態）
まず、図１～図３を参照して、第１の実施形態に係る車両の製造方法について説明する。図１は、第１の実施形態に係る車両の製造方法に用いる部品の平面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ切断線による断面図である。図３は、部品同士を互いに組み付けた状態を示す断面図である。
なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ直交座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸正向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。

図１、図２に示した部品１０は、玩具用の組み立てブロックに類似した形状を有している。具体的には、図１に示すように、部品１０は、組み付け面である一方の主面上に、円柱状の凸部１１がｘ軸方向及びｙ軸方向に並べて配置された板状部材である。そして、図２に示すように、組み付け面である他方の主面上における凸部１１に対応する位置に、円柱状に窪んだ凹部１２が形成されている。

図３に示すように、部品１０の凸部１１と他の部品１０の凹部１２とを嵌合させて、部品１０同士を互いに組み付ける。部品１０同士を多数組み付けることによって、例えば車体が構成される。
部品１０は、例えば金属や樹脂からなる。

図１、図２に示すように、凸部１１の外周面には、当該凸部１１の外側かつ根元側（ｚ軸負方向側）に向かって突出した返し構造（Barb Structure）１１ａが形成されている。図１に示した例では、返し構造１１ａは、各凸部１１のｘ軸方向両端に形成されている。すなわち、返し構造１１ａは、各凸部１１に２つずつ形成されている。返し構造１１ａは、外力を加えることによって凸部１１の外周面に密着するように変形可能であると共に、外力を除去した際に、再び外側に張り出すように変形可能である。このように、返し構造１１ａは、根元部において弾性変形可能である。

なお、返し構造１１ａは、各凸部１１に３つ以上ずつ形成されていてもよい。あるいは、返し構造１１ａは、各凸部１１の外周面の全周に亘って、円環状に形成されていてもよい。

また、図２、図３に示すように、凹部１２の内周面には、返し構造１１ａが嵌まり込む溝１２ａが形成されている。図２に示した例では、断面三角形状の溝１２ａが、凹部１２の内周面の全周に亘って円環状に形成されている。ここで、溝１２ａに返し構造１１ａが嵌まり込み易いように、凹部１２の深さ方向（ｚ軸方向）における溝１２ａの幅は、返し構造１１ａの根元部の幅よりも大きくなっている。
なお、溝１２ａは、凹部１２の内周面における返し構造１１ａに対応する位置のみに形成されていてもよい。

図３に示すように、一方の部品１０の凹部１２に他方の部品１０の凸部１１を嵌入することによって、部品１０同士を組み付ける。凹部１２に凸部１１を嵌入する際、凸部１１の外周面に形成された返し構造１１ａは、凸部１１の外周面に密着するように折れ曲がる。そして、凹部１２への凸部１１の嵌入が完了すると、凹部１２の内周面に形成された溝１２ａに、凸部１１の外周面に形成された返し構造１１ａが嵌まり込み、返し構造１１ａが凸部１１の外周面から離間して、再び外側に張り出す。

互いに嵌合した凹部１２から凸部１１を引き抜こうとしても、凹部１２の溝１２ａに嵌まり込んだ凸部１１の返し構造１１ａがストッパーとして機能し、凹部１２から凸部１１を引き抜き難い。すなわち、互いに嵌合された凸部１１と凹部１２とを外れ難くすることができる。

ここで、一方の部品１０の凹部１２に他方の部品１０の凸部１１を嵌入する際、他方の部品１０の凸部１１を例えば液体窒素等によって冷却し、熱収縮させておいてもよい。これにより、当該凸部１１を一方の部品１０の凹部１２に嵌入し易くなる。
あるいは、一方の部品１０の凹部１２に他方の部品１０の凸部１１を嵌入する際、一方の部品１０の凹部１２を加熱し、熱膨張させておいてもよい。これにより、当該凹部１２に他方の部品１０の凸部１１を嵌入し易くなる。

以上に説明したように、本実施形態に係る車両の製造方法では、一方の部品の組み付け面に形成された凸部１１の外周面に、外側かつ根元側に向かって突出した返し構造１１ａを形成する。さらに、他方の部品の組み付け面に形成された凹部１２の内周面に、返し構造１１ａが嵌まり込む溝１２ａを形成する。

そのため、凹部１２に凸部１１を嵌合させて、一方の部品と他方の部品とを互いに組み付けた際、凹部１２の内周面に形成された溝１２ａに、凸部１１の外周面に形成された返し構造１１ａが嵌まり込む。その結果、嵌合された凸部１１と凹部１２とを外れ難くすることができる。
すなわち、本実施形態に係る車両の製造方法は、ねじ止めを用いずに部品同士を組み付け可能であり、かつ、嵌合構造が外れ難い。

なお、凸部１１は、円柱状である必要はなく、例えば角柱状でもよい。凹部１２も円柱状に窪んでいる必要はなく、凸部１１と嵌合する形状であればよい。
また、互いに組み付けられる部品同士は同一形状である必要はない。

さらに、図示した部品１０には、玩具用の組み立てブロックのように、凸部１１と凹部１２との両方が形成されているが、一つの部品には、凸部１１及び凹部１２のいずれか一方が設けられていればよい。
すなわち、一方の部品の組み付け面に形成された凸部と、他方の部品の組み付け面に形成された凹部とを嵌合させて、一方の部品と他方の部品とを互いに組み付ける構成であればよい。従って、部品は例えば大型のモジュール等でもよい。

（第１の実施形態の変形例１）
次に、図４を参照して、第１の実施形態の変形例１に係る車両の製造方法について説明する。図４は、第１の実施形態の変形例１に係る車両の製造方法に用いる部品の断面図である。図４は、図２に対応する断面図である。

図４に示すように、変形例１に係る部品１０の凸部１１の外周面には、返し構造１１ａが、凸部１１の高さ方向（ｚ軸方向）に、２つすなわち複数並べて設けられている。
これに対応して、図４に示すように、凹部１２の内周面には、溝１２ａが、凹部１２の深さ方向（ｚ軸方向）に、２つすなわち複数並べて設けられている。
なお、返し構造１１ａ及び溝１２ａは、３つ以上であってもよい。

本実施形態の変形例１に係る車両の製造方法では、凹部１２に凸部１１を嵌合させて、一方の部品と他方の部品とを互いに組み付けた際、凹部１２の内周面に形成された２つの溝１２ａのそれぞれに、凸部１１の外周面に形成された返し構造１１ａが嵌まり込む。そのため、第１の実施形態の変形例１に係る車両の製造方法では、第１の実施形態の係る車両の製造方法よりも、嵌合された凸部１１と凹部１２とを外れ難くすることができる。
その他の構成は、図１～図３に示した第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

（第１の実施形態の変形例２）
次に、図５を参照して、第１の実施形態の変形例２に係る車両の製造方法について説明する。図５は、第１の実施形態の変形例２に係る車両の製造方法に用いる部品の断面図である。図５は、図３に対応する断面図である。

図２、図３に示した例では、溝１２ａに返し構造１１ａが嵌まり込み易いように、凹部１２の深さ方向（ｚ軸方向）における溝１２ａの幅は、返し構造１１ａの根元部の幅よりも大きくなっている。これに対し、図５に示した変形例２に係る部品１０では、返し構造１１ａのｘｚ断面形状と溝１２ａのｘｚ断面形状とが略同一形状である。さらに、図２、図３に比べ、凹部１２の深さが、凸部１１の高さよりもさらに大きくなっている。
なお、凸部１１をより弾性変形させて、溝１２ａに返し構造１１ａを嵌め込み易くする観点から、凹部１２の深さは、凸部１１の高さと同一でもよく、さらに凸部１１の高さよりも小さくてもよい。

変形例２に係る部品１０は、例えばゴム等の弾性変形し易い材料からなる。変形例２に係る部品１０同士を組み付ける場合、凸部１１を一旦凹部１２の深くまで押し込み、凸部１１が凹部１２の開口側に戻る際に、溝１２ａに返し構造１１ａが嵌まり込む。
その他の構成は、図１～図３に示した第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

（第２の実施形態）
次に、図６を参照して、第２の実施形態に係る車両の製造方法について説明する。図６は、第２の実施形態に係る車両の製造方法に用いる部品の断面図である。図６は、図２に対応する断面図である。

図６に示すように、本実施形態に係る部品２０では、第１の実施形態に係る部品１０と同様に、組み付け面である一方の主面上に、円柱状の凸部２１が形成されている。そして、他方の主面上における凸部２１に対応する位置に、円柱状に窪んだ凹部２２が形成されている。

そして、図６に示すように、凹部２２の内周面には、当該凹部２２の内側かつ底面側（ｚ軸正方向側）に向かって突出した返し構造２２ａが形成されている。
また、図６に示すように、凸部２１の外周面には、返し構造２２ａが嵌まり込む溝２１ａが形成されている。図６に示した例では、断面三角形状の溝２１ａが、凸部２１の外周面の全周に亘って円環状に形成されている。

部品２０の凹部２２に他の部品２０の凸部２１を嵌入することによって、部品２０同士を組み付ける。凹部２２に凸部２１を嵌入する際、凹部２２の内周面に形成された返し構造２２ａは、凹部２２の内周面に密着するように折れ曲がる。そして、凹部２２への凸部２１の嵌入が完了すると、凸部２１の外周面に形成された溝２１ａに、凹部２２の内周面に形成された返し構造２２ａが嵌まり込む。

以上に説明したように、本実施形態に係る車両の製造方法では、一方の部品の組み付け面に形成された凹部２２の内周面に、内側かつ底面側に向かって突出した返し構造２２ａを形成する。さらに、他方の部品の組み付け面に形成された凸部２１の外周面に、返し構造２２ａが嵌まり込む溝２１ａを形成する。

そのため、凹部２２に凸部２１を嵌合させて、一方の部品と他方の部品とを互いに組み付けた際、凸部２１の外周面に形成された溝２１ａに、凹部２２の内周面に形成された返し構造２２ａが嵌まり込む。その結果、嵌合された凸部２１と凹部２２とを外れ難くすることができる。
すなわち、本実施形態に係る車両の製造方法は、ねじ止めを用いずに部品同士を組み付け可能であり、かつ、嵌合構造が外れ難い。
その他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０、２０部品
１１、２１凸部
１１ａ、２２ａ返し構造
１２、２２凹部
１２ａ、２１ａ溝

Claims

一方の部品の組み付け面に形成された凸部と、他方の部品の組み付け面に形成された凹部とを嵌合させて、前記一方の部品と前記他方の部品とを互いに組み付ける車両の製造方法であって、
前記凸部の外周面に、当該凸部の外側かつ根元側に向かって突出した返し構造を形成し、
前記凹部の内周面に、前記返し構造が嵌まり込む溝を形成し、
前記一方の部品と前記他方の部品とが、同一の組み立てブロック形状を有しており、当該同一の組み立てブロック形状を有する部品同士を複数組み付けることによって、車体を構成する、
車両の製造方法。
一方の部品の組み付け面に形成された凸部と、他方の部品の組み付け面に形成された凹部とを嵌合させて、前記一方の部品と前記他方の部品とを互いに組み付ける車両の製造方法であって、
前記凹部の内周面に、当該凹部の内側かつ底面側に向かって突出した返し構造を形成し、
前記凸部の外周面に、前記返し構造が嵌まり込む溝を形成し、
前記一方の部品と前記他方の部品とが、同一の組み立てブロック形状を有しており、当該同一の組み立てブロック形状を有する部品同士を複数組み付けることによって、車体を構成する、
車両の製造方法。
前記一方の部品と前記他方の部品とを互いに組み付ける際、前記凸部を冷却する、
請求項１又は２に記載の車両の製造方法。
前記一方の部品と前記他方の部品とを互いに組み付ける際、前記凹部を加熱する、
請求項１又は２に記載の車両の製造方法。
前記返し構造が、前記凹部の深さ方向又は前記凸部の高さ方向に、複数並べて設けられている、
請求項１～４のいずれか一項に記載の車両の製造方法。