JPH0276644A - ねじ穴位置の位相合わせ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明はねじ穴位置の位相合わせ装置に関し、−層詳細
には、例えば、自動車のエンジンにトルクコンバータを
ボルトによって組み付ける作業を自動化された工程で行
う場合において、定位置にあるナツトランナに対してト
ルクコンバータを所定角度ずつ回転させながらそのねじ
大の位置を正確に適合させることを可能とするねじ穴位
置の位相合わせ装置に関する。

［発明の背景コ 従来、自動車のエンジン組立工程において、例えば、ト
ルクコンバータをエンジンに組み付ける作業は専ら作業
員の手作業で行われている。

実際、トルクコンバータをエンジンに組み付けるには、
エンジンのクランクシャフト端部に取り付けられたドラ
イブプレートに対してトルクコンバータをボルトによっ
て固定しなければならない。トルクコンバータは円形状
を呈するのが一般的であるため、ドライブプレートの円
周上に等間隔に穿設した孔部からトルクコンバータのフ
ランジ部に同様に設けられているねじ穴にボルトを螺入
して両者を一体化する。人手によるボルトの締結作業の
場合、作業員がラチェットレンチや手持ち式のナツトラ
ンナで１つ１つボルトを挿入し締め付けている。

ところで、このような手作業の工程では、生産効率が悪
いことから、必然的に工程の自動化が要請されるに至る
。然しなから、ボルトの締・　　結作業の自動化にあっ
ては、ボルトの締結毎にナツトランナを次のねじ穴位置
に移動させなければならず、この結果、その機構が大型
且つ複雑化してしまう。一方、逆に、ワークであるエン
ジンとトルクコンバータをねじ大の間隔に対応させて回
動することが考えられるが、ナ−／）ランチの位置とワ
ークのボルト穴の位置の位相合わせの精度を出すのが困
難で、この種の装置はこれまで実用化されていない。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、パルスモータ、減速機、クラッチ等を介して駆
動制御されるギヤをトルクコンバータのスタータギヤに
噛合させ、パルスモータのパルス数に応じてトルクコン
バータを連結されるねじ大の間隔に対応する角度ずつ回
転するよう構成することにより、正確にナツトランナの
位置に対してねじ穴位置の位相を合わせることを可能と
し、これによってトルクコンバータの組付工程の自動化
に資するねじ穴位置の位相合わせ装置を提供することを
目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明はトルクコンバー
タをエンジンに組み付ける際にそのねじ穴位置をナツト
ランナ等の締付装置に対して位相合わせする装置であっ
て、トルクコンバータの外周に刻設されたギヤに対して
噛合するギヤを備えたギヤボックスと、前記ギヤボック
スのギヤを駆動する回転駆動源と、前記回転駆動源の回
転力をギヤボックスに伝達する回転力伝達系と、前記ギ
ヤボックスをトルクコンバータ側に進退動作するための
バックアップ機構とからなることを特徴とする。

［実施態様コ 次に、本発明に係るねじ穴位置の位相合わせ装置につい
て好適な実施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以
下詳細に説明する。

第１図において、参照符号１０は本発明に係る位相合わ
せ装置を含むトルクコンバータ自動組付システムを示す
。このトルクコンバータ自動組付システム１０はワーク
としてのトルクコンバータ１２を基準となる向きに固定
するシャトルユニット１４と、当該シャトルユニット１
４上のトルクコンバータ１２を把持するマニピュレータ
１６を備え且つ治具パレット１８上のエンジン２０まで
トルクコンバータ１２を搬送する手段としての移動ロー
ダ２２と、トルクコンバータ１２の締結用のねじ穴に対
して下からボルトを締め込むためのボルト締付装置２４
と、このボルト締付装置２４に対して図示しないパーツ
フィーダから供給管２６を介して送給されるボルトをセ
ットするボルト装着装置２８とから構成される。この場
合、前記移動ローダ２２に設けたマニピュレータ１６に
本発明に係る位相合わせ装置３０が併設されているもの
である。

そこで、先ず、移動ローダ２２について説明する。第１
図中、参照符号３２は長尺で且つ上方へ延在する支柱を
示し、この支柱３２の先端部には水平方向に延びるビー
ム３４が設けられる。ビーム３４にはレール３６が敷設
され、移動ローダ２２はこのレール３６上をビーム３４
の端部に配設された走行シリンダ３８の駆動作用下に水
平方向に変位自在に構成される。また、移動ローダ２２
はマニピュレータ１６を鉛直方向に変位させる駆動源と
しての昇降シリンダ４０を備えている。前記マニピュレ
ータ１６は、第２図に示すように、昇降シリンダ４０の
ピストンロッド４２と連結される。

すなわち、前記ピストンロッド４２の先端にはマニピュ
レータ本体４４が固定される。このマニピュレータ本体
４４にはトルクコンバータ１２を把持する３つのクラン
プアーム４６ａ乃至４６Ｃが設けられている。この場合
、１２０°ずつ相互に偏位するクランプアーム４６ａ乃
至４６Ｇは支軸４８ａ乃至４８ｃを支点としてマニピュ
レータ本体４４に配設されるクランプシリンダ５０ａ乃
至５０Ｃの駆動作用下に回動自在に構成される。クラン
プアーム４６ａ乃至４６Ｃの先端にはトルクコンバータ
のスタータギヤ５２に係合する爪部材５４ａ乃至５４ｃ
が固着される。なお、参照符号５６ａ乃至５６Ｃはクラ
ンプアーム４６ａ乃至４６Ｃの把持位置を適正に保持せ
しめるためのストッパを示す。

一方、マニピュレータ本体４４の下面部にはベアリング
を含む継手部材５８が固着され、この継手部材５８によ
って回転自在に回転軸６０が支承される。この回転軸６
０の先端部には中空のカップ形状を呈する大径部６２が
形成され、その内部にはコイルスプリング６４が収装さ
れる。コイルスプリング６４は大径部６２に嵌合するワ
ーク６出部材６６の尾端部に係合し、これを下方に付勢
する。

ワーク６出部材６６の先端部はトルクコンバータ１２の
回転軸に嵌合するように、その大きさおよび形状が選択
される。また、ワーク６出部材６６の尾端部には回転軸
６０、マニピュレータ本体４４を挿通するロッド部材６
８が連結される。このロッド部材６８の先端部は当該マ
ニピュレータ本体４４の上面部から突出すると共に、磁
性体７０が固着される。この磁性体７０に対応するよう
に、マニピュレータ本体４４の上面から屈曲する取付部
材７１に取着され所定の高さ位置を占めるように好まし
くは近接スイッチからなる判別用センサ７２が設けられ
ている。このセンサ７２は前記磁性体７０との関係でト
ルクコンバータ１２の機種を判別する役割を果たす。

このように構成されるマニピュレータ１６に本発明に係
るねじ穴位置の位相合わせ装置３０が併設される。すな
わち、マニピュレータ本体４４の側方には第２図におい
て紙面と垂直な方向に延在する第１のレール７４、第２
のレール７６が設けられ、これら第ル−ル７４、第２レ
ール７６に摺動自在に係合する第１摺動部材７８、第２
摺動部材８０を介して当該位相合わせ装置３０が変位自
在に取り付けられる。この場合、マニピュレータ本体４
４側に固設される走行シリンダ８２のピストンロッド８
４は第１摺動部材７８側と連結されており、従って、第
１および第２レール７４．７６に案内されつつ走行シリ
ンダ８２の駆動作用下に当該位相合わせ装置３０は変位
自在であり、特に、その変位方向はトルクコンバーク１
２のスタータギヤ５２の接線方向と一致するよう構成さ
れている。

そこで、このような位相合わせ装置３０につき詳細に説
明する。当該位相合わせ装置３０は第１および第２摺動
部材７８．８０と一体的なハウジング８６を含み、この
ハウジング８６に支持されるように回転駆動源としての
パルスモータ８８、減速手段としてのハーモニックドラ
イブ９０、駆動力伝達手段としてのクラッチ９２からな
る回転力伝達系が設けられている。パルスモータ８８に
はその回転角度に比例した数の出力パルスを出力するロ
ークリエンコーダ９４が連結され、この出力パルスが回
転角度の目標設定値と追従するように図示しないサーボ
制御系によって制御された人カバルスに基づいて回転す
る。パルスモータ８８の回転はハーモニックドライブ９
０によって所定の回転速度に減速され、クラッチ９２の
人力軸に伝達される。軸９５に外嵌して回転するクラッ
チ９２の出力軸９６にはギヤボックス９８が取着されて
いる。このギヤボックス９８内の第１ギヤ１００は前記
クラッチ９２の出力軸９６に外嵌され、第１ギヤ１００
には第２のギヤ１０２が噛合し、この第２ギヤ１０２は
トルクコンバータ１２のスタータギヤ５２に噛合して当
該トルクコンバータ１２を所定角度ずつ回転させる。な
お、前記クラッチ９２の出力側を制動するためにブレー
キシリンダ１０３が設けられている。このため、前記ブ
レーキシリンダ１０３を構成するピストンロッド１０３
ａの先端部には摩擦部材１０３ｂが固着されている。

ここで、第３図に示すように、ハウジング８６の下端部
にはギヤボックス９８をトルクコンパータ１２側に押圧
する機構としてのバックアップシリンダ１０４が設けら
れる。このバックアップシリンダ１０４内のシリンダ室
１０５を摺動変位するピストン１０６　にはスプリング
１０８が係合し、このスプリング１０８　によって前記
ピストン１０６　は矢印へ方向に付勢される。この場合
、シリンダ室１０５内に圧縮空気が導入されている状態
ではピストン１０６　から延在するピストンロッド１１
０はギヤケース９８を押圧することはない。ハウジング
８６の下端部には、また、ギヤケース９８に設けた磁性
体１０９に反応するギヤ噛合確認センサ１１１とギヤケ
ース９８が過剰にトルクコンバータ側に押し付けられる
のを回避し且つ適正な位置に保持するためのストッパ１
１２が設けられている。

本発明に係るねじ穴位置の位相合わせ装置は基本的には
以上のように構成されるものである。

次に、第１図において、トルクコンバータ自動組付シス
テムを構成する他の装置について概略的に説明する。

シャトルユニッ）１４はレール架台１１４上を水平方向
に移動することが可能に構成されている。

ボルト装着装置２８はパーツフィーダから延在する供給
管２６を通り圧縮空気の圧力作用下に送給されるボルト
を受は入れるボルト受ホルダ１１６を備える。ボルト受
ホルダ１１６には、この場合、その内部に受領したボル
トをその頭部を下方に指向させて保持する一組の開閉自
在なチャック１１８ａ、　１１８ｂが設けられる。また
、当該ボルト装着装置２８は前記チャック１１８ａ、１
１８ｂに当接してこれらを開成する開閉ロッド１２０ａ
、１２０ｂと、開閉ロッド１２０ａ、　１２０ｂと共に
下降してボルト受ホルダ１１６内のボルトを保持しつつ
当該ポル＋を下方に位置するボルト締付装置２４にセッ
トするためのドライバ１２２を備えている。これら開閉
ロッド１２０ａ、　１２０ｂとドライバ１２２　はシリ
ンダ（図示せず）に駆動されて一体的に昇降するよう構
成される。

次に、ボルト締付装置２４は架台１２４上に配設される
。架台１２４上において、当該ボルト締付装置２４を構
成する本体部１２６およびこの本体部１２６の前方に設
けられるナツトランナ１２８は送りシリンダ１３０によ
って架台１２４上を進退自在である。ナツトランナ１２
８は回転駆動源としての駆動モータ１３２を備え、ボル
トの頭部が嵌合するソケットは前記駆動モータ１３２に
より回転させられる。また、ナツトランナ１２８はシリ
ンダ１３４　と連結され、このシリンダ１３４により昇
降変位自在に構成される。この場合、ボルト締め込みの
際はナツトランナ１２８を上昇させてボルトをトルクコ
ンバータ１２の下側から螺入させるものである。

トルクコンバータ自動組付システムは概略的には以上の
ように構成されるものであり、次に、このトルクコンバ
ータ自動組付システムによってトルクコンバータをエン
ジンに組み付ける一連の工程との関連において本発明に
係る位相合わせ装置の作用並びに効果について説明する
。

先ず、第１図および第２図に示すように、トルクコンバ
ータ１２をシャトルユニット１４上に載置してそのねじ
大の位置を基準の向きに合わせる。この状態でシャトル
ユニット１４をレール架台１１４上で移動させ、同図に
示す移動ローダ２２の位置の直下にトルクコンバータ１
２を位置決めする。

そこで、第２図において、移動ローダ２２の備える昇降
シリンダ４０のピストンロッド４２を伸長させることに
よってマニピュレータ１６を下降させる。そして、トル
クコンバータ１２の出力軸１３６を６出部材６６に嵌合
させ、トルクコンバータ１２の位置決めをする。この場
合、６出部材６６の尾端部に係合するコイルスプリング
６４が圧縮され、クツションの役割を果たすと共に６出
部材６６と連結されるロッド部材６８が上昇してその先
端に設けられた磁性体７０が判別用センサ７２に近接し
、この結果、トルクコンバータ１２が適用機種であるこ
とが検知される。次いで、このマニピュレータ１６を作
動させてトルクコンバータ１２をクランプアーム４６ａ
乃至４６ｃで把持させる。

すなわち、クランプシリンダ５０ａ乃至５０ｃを付勢し
て当該クランプアーム４６ａ乃至４６ｃを支軸４８ａ乃
至４８ｃを中心として矢印方向に回動させれば、クラン
プアーム４６ａ乃至４６Ｃ先端の爪部材５４ａ乃至５４
Ｃがトルクコンバータ１２のスタータギヤ５２に係合し
、これによりトルクコンバータ１２はクランプアーム４
６ａ乃至４６Ｃに把持される。

この時、マニピュレータ１６によって固定されたトルク
コンバータ１２に対して本発明に係る位相合わせ装置３
０は離れた位置にあり、当該位相合わせ装置３０のギヤ
ケース９８の位置とトルクコンバータ１２に対する位置
は第３図において二点鎖線で示されている。

次いで、位相合わせ装置３０全体を送るための走行シリ
ンダ８２を駆動してマニピュレータ本体４４に設けた第
ル−ル７４、第２レール７６に沿って当該位相合わせ装
置３０を第２図において紙面から直交する方向手前側に
変位させる。この変位方向は第３図に示す矢印Ｃ方向に
対応し、これによりギヤボックス９８の第２ギヤ１０２
をトルクコンバータ１２のスタータギヤ５２に対してそ
の接線方向から進入せしめる。この場合、クラッチ９２
は接続状態にはなく、従って、第２ギヤ１０２は自由に
回転可能な状態とする。そして、バックアップシリンダ
１０４において、ピストン１０６を矢印Ｂ方向に押動し
ていたシリンダ室１０５内の圧縮空気を排出させること
により、スプリング１０８の弾発作用下にピストン１０
Ｇを矢印六方向に変位させ、ピストンロッド１１０をギ
ヤケース９８に当接させ、当該ギヤケース９８を矢印り
方向に回転させる。この結果、第２ギヤ１０２とトルク
コンバータ１２のスタータギヤ５２が噛合することにな
る。このようにスタータギヤ５２の接線方向から、先ず
、ギヤボックス９８の第２ギヤ１０２を進入させ、次い
で、前記進入方向とは直交する方向からギヤボックス９
８を押圧するため、スタータギヤ５２と第２ギヤ１０２
が無理なく確実に噛合するに至る。従って、噛合が十分
達成されない場合にスタータギヤ５２が破損するという
危険性がなく、また、噛合した際にトルクコンバータ１
２が回動することによってねじ大の位置がずれ、以後の
ボルト締込作業に支障を来たすことはない。

そして、この噛合した状態は検出センサ１１１に対して
ギヤボックス９８に設けた磁性体１０９が接近すること
により検知される。

次に、第１図に示す昇降シリンダ４０の駆動作用下にト
ルクコンバータ１２を把持させたままマニピュレータ１
６を上昇させると共に、走行シリンダ３８のピストンロ
ッドを退勤させて移動ローダ２２を治具パレット１ｇ上
に固定されるエンジン２０の直上まで移動させる。その
位置で再び昇降シリンダ４０のピストンロッド４２を伸
長させ、マニピュレータ１６を下降させることによって
トルクコンバータＩ２をエンジン２０のドライブプレー
ト１３８上に載置する。この時、トルクコンバータ１２
の下部周縁に穿設しであるねじ穴とドライブプレート１
３８の周縁に穿設しである孔部とは予めトルクコンバー
タ１２のねじ穴をシャトルユニット１４上で基準の向き
に合わせているので一致する。

そこで、ボルト装着装置２８によってボルトがボルト締
付装置２４に装着される。すなわち、ボルトは当該ボル
ト装着装置２８のボルト受ホルダ１１６内に供給管２６
を通ってその頭部を下方に指向させて送られてくる。こ
の時、チャック１１８ａ。

１１８ｂは閉成されており、ボルトはこのチャック１１
８ａ、　１１８ｂに係止している。そして、ボルト締付
装置２４にあっては初期状態ではナツトランナ１２８は
そのソケットがボルト受ホルダ１１６の直下に位置する
ように待機しているものとする。

この状態でドライバ１２２はボルト受ホルダ１１６内に
進入すると共に、その内部のボルトを保持する。やがて
、開閉ロッド１２０ａ、　１２０ｂ先端がチャック１１
８ａＳ１１８ｂに当接し、これらを互いに拡開する方向
に回動させる。そして、ドライバ１２２の下降と共に、
このドライバ１２２先端のボルトはナツトランナ１２８
のソケットに装着される。

このようにしてナツトランナ１２８のソケットにボルト
が装着された後、送りシリンダ１３０によってナツトラ
ンナ１２８を前進させる。そして、シリンダ１３４を上
昇させると共に、駆動モータ１３２の回転作用下にボル
トをトルクコンバータ１２の下側から螺入し、締め付け
ることになる。

−のねじ穴に対するボルト締結が終了した後、ナツトラ
ンナ１２８を前記とは逆の動作でボルト装着装置２８の
ボルト受ホルダ１１６の直下まで退避させておく。

次に、第４図および第５図に示すように、マニピュレー
タ１６に併設されている位相合わせ装置３０によって次
なるねじ大の位相を合わせる。

すなわち、マニピュレータ１６にあってはクランプアー
ム４６ａ乃至４６Ｃをクランプシリンダ５０ａ乃至５０
ｃの作用下に矢印方向に回動させ、トルクコンバータ１
２に対するクランプを解除する。

そして、図示しないサーボ制御系の駆動制御の下にパル
スモータ８８を回転させてトルクコン７Ｎｌ−夕１２を
そのねじ穴間隔に対応する角度だけ回転させる。その時
、クラッチ９２を付勢状態、すなわち、結合状態にして
おくことは言うまでもない。

パルスモータ８８の回転はハーモニックドライブ９０に
よって減速され、クラッチ９２を介しその出力軸９６に
伝達され、さらに、この出力軸９６に固着される第１ギ
ヤ１００に噛合する第２ギヤ１０２に伝達される。第２
ギヤ１０２がトルクコンバータ１２のスタークギヤに噛
合していることからトルクコンバータ１２は回転シ、そ
の際、パルスモータ８８はトルクコンバータ１２のねじ
穴の間隔に相応する回転角度分だけトルクコンバータ１
２を回転させる結果、ねじ穴位置が正確に調整される。

こうして、次なるねじ穴に対して前述したボルト締付装
置２４によって同様にボルトを締結する。

以上のような動作を繰り返してトルクコンバータ１２を
エンジン２０のドライブプレート１３８　に取り付ける
作業が自動的に遂行される。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、トルクコンバータのね
じ穴位置の位相合わせを定位置にあるナツトランナ等の
締付手段に対して行う際、トルクコンバータのスタータ
ギヤにパルスモータにより駆動されるギヤを噛合させ、
このパルスモータの回転駆動によりトルクコンバータを
回転させることによって、精度よく位相合わせを行うこ
とが可能である。そして、スタータギヤに位相合わせ装
置側のギヤを噛合させるに際してスタータギヤの接線方
向から進入させてさらにギヤケースを押圧して確実に噛
み合わせていることから、トルクコンバータのギヤの噛
合が円滑に遂行される。すなわち、このように噛合状態
が得られることによって、スタータギヤが破損する等の
事故の懸念もない。また、位相合わせ装置自体をトルク
コンバータを搬送するマニピュレータに併設しているこ
とから、全体構成を小型で簡素化することが可能となる
。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る位相合わせ装置が適用されるトル
クコンバータ組付システムの全体構成側面図、 第２図はマニピュレータおよび当該位相合わせ装置の一
部断面側面図、 第３図は当該位相合わせ装置のギヤボックスとトルクコ
ンバータの噛合前の相対的な位置関係を示す拡大説明図
、 第４図はトルクコンバータとギヤボックスとが噛合した
状態の説明図、 第５図は当該位相合わせ装置の動作説明図である。 １０・・・トルクコンバータ自ｔｆｌ＆ｌｌ付システム
１２・・・トルクコンバータ１４・・・シャトルユニッ
ト１６・・・マニピュレータ　　２２・・・移動ローダ
２４・・・ボルト締付装置　　２８・・・ボルト装着装
置３０・・・位相合わせ装置　　３２・・・支柱３４・
・・ｌ：：”−ム３ｇ・・・走行シリンダ４０・・・昇
降シリンダ ４４・・・マニピュレータ本体 ４６ａ〜４６ｃ・・・クランプアーム ５０ａ〜５０ｃ・・・クランプシリンダ５８・・・継手
部材　　　　　６０・・・回転軸６６・・・ワーク芯出
部材　　８２・・・走行シリンダ８６・・・ハウジンク
８８・・・パルスモータ９０・・・ハーモニックドライ
ブ ９２・・・クラッチ ９４・・・ロークリエンコーダ ９８・・・ギヤボックス １０４・・・バックアップシリンダ ＦＩＧ、４

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トルクコンバータをエンジンに組み付ける際にそ
   のねじ穴位置をナットランナ等の締付装置に対して位相
   合わせする装置であって、トルクコンバータの外周に刻
   設されたギヤに対して噛合するギヤを備えたギヤボック
   スと、前記ギヤボックスのギヤを駆動する回転駆動源と
   、前記回転駆動源の回転力をギヤボックスに伝達する回
   転力伝達系と、前記ギヤボックスをトルクコンバータ側
   に進退動作するためのバックアップ機構とからなること
   を特徴とするねじ穴位置の位相合わせ装置。
2. （２）請求項１記載の装置において、当該位相合わせ装
   置本体をトルクコンバータが把持されるマニピュレータ
   に配設すると共に、前記位相合わせ装置本体をアクチュ
   エータの駆動作用下に前記トルクコンバータのギヤの接
   線方向に進退自在に構成したことを特徴とするねじ穴位
   置の位相合わせ装置。