JP2012061589A - ボルト締結支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボルト締め付け作業の作業時間を短縮できるボルト締結支持装置を提供する。
【解決手段】作業者が締め付け工具７０によってチェーンカバー１０１およびエンジン１０２にボルト１００を締め付ける際に、ボルト１００を支持してチェーンカバー１０１およびエンジン１０２のボルト孔１０５に案内するボルト締結支持装置１０であって、締め付け工具７０のソケット７１の径と略同一であって、支持したボルト孔１０５とボルト１００との軸心が一致するように形成されるボルト案内孔３１と、ボルト案内孔３１に近接して設けられる締め付け指示ランプ３２と、複数のボルト１００をチェーンカバー１０１およびエンジン１０２のそれぞれ複数のボルト孔１０５に締め付けるときには、適正な締め付け順序に基づいて、締め付け指示ランプ３２によって、作業者が締め付けるボルト孔１０５を指示するコントローラ５０と、を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボルト締め付け作業の際にボルトを支持して被締結物のボルト孔に案内するボルト締結支持装置の技術に関する。

従来、部品と部品とを締め付けして固定する（締結する）ボルトは公知である。例えば、自動車工場のエンジン組み立て工程では、チェーンカバーをエンジンの側面に組み付ける作業が行われる。この組み付け作業では、チェーンカバーとエンジンとを締め付けして固定するため、ボルト締め付け工具によってエンジンの複数箇所にボルトを締め付けるボルト締め付け作業が行われる。このようなボルト締め付け作業では、作業時間を短縮するために、作業者を補助する様々な装置が用いられる。例えば、特許文献１は、作業者の使用するボルト締め付け工具に対し、締め付け作業毎に作業者の手元にボルトを１本ずつ供給するボルト供給装置を開示している。

ボルト締め付け工具によるボルト締め付け作業では、横方向からボルトを締め付ける際には、ボルトがボルト孔に斜めに差し込まれる等の締め付け不良が発生する場合がある。そのため、横方向からボルトを締め付ける際には、実際にボルト締め付け工具による締め付けを行う前に、作業者の手によるボルト仮締め作業が必要となる。一方、上方向からボルトを締め付ける際には、重力に任せてボルトを差し込むことができるため、ボルト仮締め作業は不要である。しかし、例えばチェーンカバーをエンジンに組み付ける作業では、全てのボルトを上方向から締め付けるためには、エンジンを回転させてエンジンの締め付け側面を上向きにする作業が必要となる。

つまり、エンジン等の大きな製品にボルト締め付け工具によって複数箇所にボルトを締め付けるボルト締め付け作業では、いずれにせよ作業者の手によるボルト仮締め作業、あるいは、製品の締め付け側を上向きにする作業が必要となり、作業時間が増加する要因となっていた。

特開２００６−１９８７２７号公報

本発明の解決しようとする問題は、ボルト締め付け作業の作業時間を短縮できるボルト締結支持装置を提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、作業者がボルト締め付け工具によって被締結物にボルトを締め付ける際に、該ボルトを支持して該被締結物のボルト孔に案内するボルト締結支持装置であって、前記ボルト締め付け工具の先端部の径と略同一の内径を有し、支持した前記ボルトと前記ボルト孔との軸心が一致するように形成されるボルト案内部と、前記ボルト案内部に近接して設けられる締め付け指示部と、複数のボルトを前記被締結物のそれぞれ複数のボルト孔に締め付けるときに、適正な締め付け順序に基づいて、前記締め付け指示部によって、作業者が締め付けるボルト孔を指示する制御手段と、を具備するものである。

請求項２においては、請求項１記載のボルト締結支持装置であって、作業者に対して警告する警告手段を具備し、前記制御手段は、作業者が、前記締め付け指示部によって指示されたボルト孔とは異なるボルト孔に前記ボルトを締め付けたときに、前記警告手段によって作業者に対して警告するものである。

本発明のボルト締結支持装置によれば、ボルト締め付け作業の作業時間を短縮できる。

本発明の実施形態に係るボルト締結支持装置の全体的な構成を示した模式図。 （Ａ）ボルト締結支持装置のボルト案内部の正面図、（Ｂ）同じくボルト案内部の断面図。 締め付け指示制御を含むボルト締め付け作業の流れを示すフロー図。 締め付け工具とボルト供給装置とを示す模式図。

図１を用いて、ボルト締結支持装置１０について説明する。
なお、図１および図２では、電気信号線を２点鎖線で表している。
ボルト締結支持装置１０は、自動車工場のエンジン組立ラインに設けられている。ボルト締結支持装置１０は、チェーンカバー１０１をエンジン１０２（図２（Ｂ）参照）に組み付ける組み付け工程で用いられる装置である。本実施形態では、作業者は、ボルト供給装置６０によって供給されるボルト１００を、ボルト締め付け工具としての締め付け工具７０を用いて（図４参照）、被締結物としてのチェーンカバー１０１とエンジン１０２とを締め付ける（締結する）ボルト締め付け作業を行うものとする。

ボルト締結支持装置１０は、作業者がボルト締め付け作業をする際に、ボルト１００を支持してチェーンカバー１０１およびエンジン１０２のボルト孔１０５に案内する装置である。ボルト締結支持装置１０は、芯出し案内治具２０と、制御手段としてのコントローラ５０と、警告手段としての警告装置４０と、を具備している。

芯出し案内治具２０は、位置決めピン（図示略）をチェーンカバー１０１およびエンジン１０２の所定位置に差し込むことによって、チェーンカバー１０１の上面（エンジン１０２の側面）に装着されるように構成されている。なお、板状に構成される芯出し案内治具２０を１つの面としてみたとき、締め付ける全てのボルト１００の軸方向に対して当該面が垂直になるように、芯出し案内治具２０がチェーンカバー１０１に装着される。芯出し案内治具２０は、２つの取っ手２１と、４つの切り欠き部２２と、２０箇所のボルト孔支持部３０と、を具備している。

取っ手２１・２１は、作業者が芯出し案内治具２０をチェーンカバー１０１に装着または脱着する際に把持する部分である。切り欠き部２２は、芯出し案内治具２０の軽量化のために、後述するボルト孔支持部３０が配置されない部分を切り欠いたものである。ボルト孔支持部３０は、芯出し案内治具２０において、チェーンカバー１０１およびエンジン１０２のボルト孔１０５に対応する位置に配置されている。

警告装置４０は、警告ランプ４１と、スピーカー４２と、を具備している。警告装置４０は、エンジン組付ラインにおいて、作業者が視認できる位置に配置されている。警告ランプ４１は、赤ランプが点滅する構成とされている。スピーカー４２は、ＮＧ音としてのブザーが鳴る構成とされている。

コントローラ５０は、ボルト１００の適正な締め付け順序に従って後述する締め付け指示ランプ３２を点滅する機能を有している。また、コントローラ５０は、作業者が、締め付け指示ランプ３２によって指示されたボルト孔１０５とは異なったボルト孔１０５にボルト１００を締め付けたときには、警告装置４０によって作業者に対して警告する機能を有している。警告装置４０、後述する締め付け指示ランプ３２および近接センサ３４は、コントローラ５０に接続されている（図２（Ａ）および（Ｂ）参照）。

図２を用いて、ボルト孔支持部３０について詳細に説明する。
図２（Ａ）は、芯出し案内治具２０の一部であるボルト孔支持部３０（締め付け順序１７）を拡大して示し、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）におけるＡＡ断面図を示している。
ボルト孔支持部３０は、ボルト締め付け作業において締め付けるボルト孔１０５の全ての箇所（本実施形態では２０箇所）に配置されている。それぞれのボルト孔支持部３０は、ボルト案内部としてのボルト案内孔３１と、締め付け指示部としての締め付け指示ランプ３２と、締め付け順序番号３３と、近接センサ３４と、を具備している。

ボルト案内孔３１は、芯出し案内治具２０がチェーンカバー１０１およびエンジン１０２に装着されたときに、チェーンカバー１０１およびエンジン１０２のボルト孔１０５と軸心が一致するように形成されている。ボルト案内孔３１は、後述するボルト締め付け工具としての締め付け工具７０の先端部としてのソケット７１と略同一の径で形成されている。

締め付け指示ランプ３２は、ボルト案内孔３１に近接して配置され、コントローラ５０によって点滅または点灯可能に構成されている。締め付け順序番号３３は、ボルト案内孔３１に近接して配置され、ボルト締め付け作業において締め付けすべきボルト孔１０５の締め付け順序を番号で示している。近接センサ３４は、ボルト案内孔３１の中途部に配置され、ボルト案内孔３１にソケット７１が差し込まれたことを認識できるセンサである。

図３を用いて、ボルト締結支持装置１０による締め付け指示制御を含むボルト締め付け作業の流れについて説明する。
コントローラ５０は、ステップＳ１１０において、予め記憶されている適正な締め付け順序に従って、現在締め付けるボルト孔１０５に対応するボルト孔支持部３０の締め付け指示ランプ３２を点滅させる。そして、作業者は、締め付け指示ランプ３２の点滅しているボルト孔支持部３０にボルト１００が装着された締め付け工具７０のソケット７１を挿入し、ボルト１００をボルト孔１０５に対して締め付け工具７０で締め付ける。

このとき、上述したように、ボルト案内孔３１は、ボルト孔１０５と軸心が一致するように形成され、ソケット７１と略同一の径で形成されている。そのため、締め付け工具７０のソケット７１にボルト１００を嵌めた状態で、ソケット７１をボルト案内孔３１に差し込むことで、ボルト１００は軸方向以外の方向が規制され、ボルト案内孔３１にソケット７１を介して支持されたボルト１００とボルト孔１０５との軸心が一致する。すなわち、締め付け工具７０でボルト１００をボルト案内孔３１に差し込むことで、ボルト１００は、ボルト案内孔３１に支持されてチェーンカバー１０１およびエンジン１０２のボルト孔１０５に案内される構成となる。

コントローラ５０は、ステップＳ１２０において、現在締め付けるボルト孔１０５のボルト孔支持部３０の近接センサ３４によって、ソケット７１のボルト孔支持部３０への挿入を検出することで、ボルト１００が差し込まれたことを認識したかどうかを確認する。コントローラ５０は、近接センサ３４によって、ソケット７１が差し込まれたことを認識すれば、ステップＳ１２５に移行する。

コントローラ５０は、ステップＳ１２５において、締め付け工具７０が規定トルク範囲内で締め付け完了したかを確認する。コントローラ５０は、規定トルク範囲内で締め付け完了したことを認識すれば、ステップＳ１３０に移行する。

コントローラ５０は、ステップＳ１３０に移行して、ステップＳ１１０で点滅していた締め付け指示ランプ３２を点灯させる。そして、コントローラ５０は、ステップＳ１１０に戻って、適正な締め付け順序に従って、次に締め付けるボルト孔１０５に対応するボルト孔支持部３０の締め付け指示ランプ３２を点滅させる。

コントローラ５０は、ステップＳ１２０において、近接センサ３４によってソケット７１が差し込まれたことを認識していなければ、ステップＳ１４０に移行する。そして、コントローラ５０は、ステップＳ１４０において、警告ランプ４１によって赤ランプを点滅させ、スピーカー４２によってＮＧ音としてのブザーを鳴らし、締め付け工具７０は回転しない。

コントローラ５０は、ステップＳ１２５において、締め付け工具７０が規定トルク範囲内で締め付け完了していなければ、ステップＳ１５０に移行する。そして、コントローラ５０は、ステップＳ１５０において、締め付け工具７０のコントローラの警告音によってトルク異常であることを作業者に警告する。

ボルト締結支持装置１０の効果について説明する。
一般に、締め付け工具７０等によるボルト締め付け作業では、横方向からボルト１００を締める際には、ボルト１００がボルト孔１０５に斜めに差し込まれる等の締め付け不良が発生する場合があった。そのため、横方向からボルト１００を締める際には、実際に締め付け工具７０等による締め付けを行う前に、作業者の手によるボルト１００の仮締め作業が必要であった。

一方、上方向からボルト１００を締める際には、重力に任せてボルト１００を差し込むことができるため、ボルト仮締め作業は不要であった。しかし、例えばチェーンカバー１０１をエンジン１０２に組み付ける作業では、全てのボルト１００を上方向から締め付けるためには、エンジン１０２を回転させてエンジン１０２の締め付け側を上向きにする作業が必要であった。

本実施形態のボルト締結支持装置１０によれば、締め付け工具７０でボルト１００をボルト案内孔３１に差し込むことで、ボルト１００はボルト案内孔３１によって支持されて、チェーンカバー１０１およびエンジン１０２のボルト孔１０５に当該ボルト孔１０５と軸心を合わせた状態で案内される。そのため、ボルト１００がボルト孔１０５に斜めに差し込まれる等の締め付け不良が発生することはない。つまり、仮締めすることなくボルト１００を直接締め付け工具７０で締め付けることができる。そして、横方向からのボルト締め付け作業が直接締め付け工具７０によって締め付けできるため、エンジン１０２を回転させて姿勢を変化させる等の間接作業は不要となる。このようにして、ボルト締結支持装置１０によれば、ボルト締め付け作業の作業時間を短縮できる。

また、作業者は、締め付けるボルト孔１０５の位置を締め付け指示ランプ３２が点滅することによって確認し、正常な締め付け完了を締め付け指示ランプ３２が点灯することによって確認できるため、作業性が向上され、作業時間を短縮できる。さらに、作業者は、締め付けるボルト孔１０５を間違えた場合には、警告ランプ４１によって作業者の視覚、ならびに、スピーカー４２によって作業者の聴覚に対して異常が訴えられるため作業性が向上される。

図４を用いて、締め付け工具７０およびボルト供給装置６０について説明する。
本実施形態では、作業者は、ボルト締め付け工具としての締め付け工具７０によって、ボルト１００を締め付けるものとする。ボルト締め付け工具としての締め付け工具７０は、先端部としてのソケット７１と、把持部７２と、を具備している。なお、本実施形態では、作業者は、把持部７２を上側にして締め付け工具７０を把持するものとしている。

ボルト供給装置６０は、締め付け工具７０に設けられている。ボルト供給装置６０は、ボルト取り出し口６１と、圧送ホース６２と、を具備している。圧送ホース６２は、空圧によってボルト１００を１本ずつ圧送するものである。ボルト取り出し口６１は、ボルト１００のネジ側を前向きにして圧送ホース６２によって圧送されるボルト１００を順次供給するものである。

このような構成とすることで、作業者は、ボルト取り出し口６１から供給されるボルト１００を取り出し、そのまま締め付け工具７０のソケット７１に嵌めて装着し、チェーンカバー１０１およびエンジン１０２のボルト孔１０５にボルト１００を締め付ける。

ボルト供給装置６０の効果について説明する。
作業者は、締め付け工具７０を把持しながら、ソケット７１にボルト１００を嵌める作業を行えるため、作業性が向上され、作業時間が短縮できる。また、ボルト供給装置６０によって、ボルト１００が１本ずつ確実に供給されるため、ボルト１００の落下を防止できる。

１０ ボルト締結支持装置
２０ 芯出し案内治具
３０ ボルト孔支持部
３１ ボルト案内孔
３２ 締め付け指示ランプ
３３ 締め付け順序番号
３４ 近接センサ
４０ 警告装置
４１ 警告ランプ
４２ スピーカー
６０ ボルト供給装置
７０ 締め付け工具
７１ ソケット
１００ ボルト
１０１ チェーンカバー
１０２ エンジン
１０５ ボルト孔

Claims (2)

1. 作業者がボルト締め付け工具によって被締結物にボルトを締め付ける際に、該ボルトを支持して該被締結物のボルト孔に案内するボルト締結支持装置であって、
   前記ボルト締め付け工具の先端部の径と略同一の内径を有し、支持した前記ボルトと前記ボルト孔との軸心が一致するように形成されるボルト案内部と、
   前記ボルト案内部に近接して設けられる締め付け指示部と、
   複数のボルトを前記被締結物のそれぞれ複数のボルト孔に締め付けるときに、適正な締め付け順序に基づいて、前記締め付け指示部によって、作業者が締め付けるボルト孔を指示する制御手段と、
   を具備する、
   ボルト締結支持装置。
2. 請求項１記載のボルト締結支持装置であって、
   作業者に対して警告する警告手段を具備し、
   前記制御手段は、作業者が、前記締め付け指示部によって指示されたボルト孔とは異なるボルト孔に前記ボルトを締め付けたときに、前記警告手段によって作業者に対して警告する、
   ボルト締結支持装置。

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