JP2020001112A - 締結方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の種類の締結部材が格納されたカートリッジを用いて締結作業を行う場合に、作業効率の悪化を低減することができる締結方法を提供する。【解決手段】カートリッジに格納された複数の種類の締結部材を締付けする締結方法であって、カートリッジは複数のアタッチメントを有し、アタッチメントは、一端には、複数の種類の締結部材のうちの対応する締結部材の締付け力受部と嵌め合う第１嵌合部が形成され、他端には、締付け手段の締付け力作用部と嵌め合う第２嵌合部が形成され、締付け手段によりアタッチメントを回転させたときに、第１嵌合部に締付け力受部が嵌め合わされた対応する締結部材が追随して回転するように構成され、カートリッジは、被締結物に複数の種類の締結部材を締結する順番に基づいて複数の種類の締結部材及び複数のアタッチメントが配置された状態で供給される。【選択図】図１

Description

本発明は、締結方法に関する。

ボルトやナットなど、２個以上の部材を締結するための締結部材を格納するためのカートリッジが知られている。特許文献１には、複数種類の締結部材をそれぞれ保持させるための複数のアタッチメント（ヘッド）を有するカートリッジ（マガジン）に、複数の種類の締結部材を充填するための装置（締付部材充填装置）が開示されている。

特開２０１７−０１０５８１号公報

締結部材の種類が異なっていても、締結部材の形状の相違が一見して分からないことが多々ある。このため、上述した、複数の種類の締結部材が格納されたカートリッジを用いて締結作業を行う場合、例えば、被締結物の所定の位置に締付けすべき締結部材を作業者がすぐに選定できず選定のための時間がかかるなど、作業効率の悪化を招いていた。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、複数の種類の締結部材が格納されたカートリッジを用いて締結作業を行う場合に、作業効率の悪化を低減することができる締結方法を提供することを目的とする。

本発明は、カートリッジに格納された複数の種類の締結部材を、それぞれ、被締結物における所定の位置で締付け手段により当該締結部材の回転軸周りに回転させて締付けする締結方法であって、前記カートリッジは、前記複数の種類の締結部材をそれぞれ保持する複数のアタッチメントを有し、前記アタッチメントは、前記回転軸の方向の一端には、前記複数の種類の締結部材のうちの対応する締結部材の締付け力受部と嵌め合う第１嵌合部が形成され、前記回転軸の方向の他端には、前記締付け手段の締付け力作用部と嵌め合う第２嵌合部が形成され、前記第２嵌合部に前記締付け力作用部が嵌め合わされた前記締付け手段により前記アタッチメントを回転させたときに、前記第１嵌合部に前記締付け力受部が嵌め合わされた前記対応する締結部材が追随して回転するように構成され、前記カートリッジは、前記被締結物に前記複数の種類の締結部材を締結する順番に基づいて前記複数の種類の締結部材及び前記複数のアタッチメントが配置された状態で供給されるものである。

被締結物に複数の種類の締結部材１０を締結する順番とカートリッジ２における格納空間の並び順とが一致するようにする。このように締結部材１０をカートリッジ２に配置すると、被締結物の所定の位置に締付けすべき締結部材を作業者が探す手間が省けるので、締結作業における作業効率を向上させることができる。

さらに、前記カートリッジは円柱状であり、前記カートリッジにおいて、前記複数の種類の締結部材は、同一円周上において前記締結する順番が早いものから遅いものへと順に配置されるようにしてもよい。このようにすると、作業者は、カートリッジにおいて同一円周上に配置された締結部材を並び順通りに締め付けしていけば良いので、締結作業における作業効率を向上させることができる。

さらに、車両の製造において、前記締結する順番は前記車両の種類に応じて決定されるようにしてもよい。車両の製造では、締結しなければならない締結部材の数が多く、かつ、使われている締結部材の種類も多い。このため、作業者がカートリッジに格納された複数の種類の締結部材より、車両の締結位置に対応する締結部材を探し出さなければならないとすると、作業者の負担が大きい。さらに、製造する車両の種類も多い。このため、仮に、作業者がある特定の種類の車両において、車両の締結位置に対応する締結部材を迅速に探し出せるようになったとしても、製造する車両の種類が変われば車両の締結位置に対応する締結部材を探すのに時間がかかってしまう。車両の製造において、締結する順番を車両の種類に応じて決定するようにすれば、製造する車両の種類が変わっても、効率良く締結作業を行うことができる。

さらに、前記締結する順番は、前記回転軸の方向における長さが所定の長さ以上の締結部材を、前記回転軸の方向における長さが所定の長さ未満の締結部材よりも優先して決定されるようにしてもよい。回転軸の方向における長さが所定の長さ以上の締結部材は、カートリッジを移動させるときに被締結物に接触させてしまう恐れがある。このため、回転軸の方向における長さが所定の長さ以上の締結部材について、締結する順番を遅くすると、締結作業でのカートリッジの移動において、作業者が締結部材を被締結物にぶつけないようカートリッジを注意して移動させなければならない期間が長くなるのでため、作業効率の悪化を招く。締結する順番の決定において、回転軸の方向における長さが所定の長さ以上の締結部材を、回転軸の方向における長さが所定の長さ未満の締結部材よりも優先させることで、所定の長さ以上の締結部材の締結をできるだけ早く終えることができる。これにより、締結作業において作業者がカートリッジ２を注意して移動させなければならない期間を短縮できるので、作業効率を向上させることができる。

さらに、前記複数のアタッチメントのうち、前記回転軸の方向における長さが所定の長さ以上の締結部材を保持するためのアタッチメントには、当該締結部材の外周において前記回転軸の方向に沿って延在し、当該締結部材を支持する支持部が設けられているようにしてもよい。このようにすることで、カートリッジを移動させているときに、締結部材がアタッチメントから外れる可能性を低減することができる。

本発明によれば、複数の種類の締結部材が格納されたカートリッジを用いて締結作業を行う場合に、作業効率の悪化を低減することができる。

本実施の形態にかかる締結方法において使用するカートリッジの構成の一例を示す模式図である。 図１における矢印Ａの方向から見た矢視図である。 図１の破線で囲った領域Ｂを拡大した拡大図である。 カートリッジの格納空間において、複数の種類の締結部材が、それぞれ、対応するアタッチメントを介して保持された状態を示す模式図である。 カートリッジを、スプライン穴を中心として回転させるための回転機構について説明する模式図である。 複数の種類の締結部材をカートリッジにおける複数の格納空間に格納する順番について説明する模式図である。 締結作業工程の処理の流れを示すフローチャートである。 アタッチメントの変形例１にかかる構成について示す模式図である。 カートリッジの変形例にかかる構成について示す模式図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

本実施の形態にかかる締結方法は、カートリッジに格納された複数の種類の締結部材を、それぞれ、被締結物における所定の位置で締付け手段により当該締結部材の回転軸周りに回転させて締付けする方法である。

まず、図１及び図２を参照して本実施の形態にかかる締結方法において使用するカートリッジの構成について説明する。図１は、本実施の形態にかかる締結方法において使用するカートリッジ２の構成の一例を示す模式図である。図２は、図１における矢印Ａの方向から見た矢視図である。図１及び図２に示すように、カートリッジ２は、複数の種類の締結部材１０をそれぞれ保持する複数のアタッチメント２２を有する。

カートリッジ２は、例えば円柱状で、同一円周上に複数の格納空間２１が形成されている。カートリッジ２において、複数のアタッチメント２２は、それぞれ、複数の格納空間２１に配置されている。カートリッジ２には、円周の中心において、後述するスプライン軸と嵌め合わせるためのスプライン穴２３が形成されている。カートリッジ２は、例えば樹脂などの弾力性のある材質で形成されている。

図３は、図１の破線で囲った領域Ｂを拡大した拡大図である。図３に示すように、アタッチメント２２は、例えば樹脂などの成形加工が容易な材質により円柱形の一体物として形成されている。アタッチメント２２は、回転軸Ｌ１の方向の一端において、複数の種類の締結部材１０のうちの対応する締結部材１０の締付け力受部１０ａと嵌め合う第１嵌合部２２ａが形成されている。アタッチメント２２には、第１嵌合部２２ａに磁力が及ぼされるように磁石を設置してもよい。このようにすることで、締結部材１０の締付け力受部１０ａが磁力によって第１嵌合部２２ａに引き付けられるので、カートリッジ２を移動させている際に締結部材１０がカートリッジ２から脱落するのを防止することができる。

また、アタッチメント２２は、回転軸Ｌ１の方向の他端において、締付け手段３の締付け力作用部３ａ（図１参照）と嵌め合う第２嵌合部２２ｂが形成されている。アタッチメント２２は、第２嵌合部２２ｂに締付け力作用部３ａが嵌め合わされた締付け手段３によりアタッチメント２２を回転軸Ｌ１周りに回転させたときに、第１嵌合部２２ａに締付け力受部１０ａが嵌め合わされた対応する締結部材１０が追随して回転するように構成されている。本実施の形態では、アタッチメント２２は、円柱形の一体物として形成されているので、円柱の他端の第２嵌合部２２ｂが回転軸Ｌ１周りに回転すると、円柱の一端の第１嵌合部２２ａも当然に第２嵌合部２２ｂの回転に追随して回転する。

アタッチメント２２の外周には、一端と他端の間の位置において、円周状溝２２ｃが形成されている。カートリッジ２における格納空間２１を形成する壁面には、アタッチメント２２に形成された円周状溝２２ｃと嵌め合う円弧状突起２１ａが形成されている。すなわち、カートリッジ２の格納空間２１にアタッチメント２２を格納したときに、アタッチメント２２の円周状溝２２ｃと、格納空間２１を形成する壁面に形成された円弧状突起２１ａと、が摺動可能に嵌め合う。このため、カートリッジ２の格納空間２１内において、アタッチメント２２を回転させることもできる。

格納空間２１を形成する壁面は、カートリッジ２の外周側の一部分が切り欠かれている。アタッチメント２２は、この切り欠かれている部分よりカートリッジ２に着脱することが可能である。カートリッジ２は、樹脂などの弾力性のある材質で形成されているので、アタッチメント２２を着脱する際には、格納空間２１を形成する壁面の切り欠かれている部分が広がる。作業者は、締付け手段３を用いて締結部材１０の締め付けを行う際に、締結部材１０が保持されているアタッチメント２２をカートリッジ２から取り外しする。

上述したように、カートリッジ２は、複数のアタッチメント２２を介して複数の種類の締結部材１０を保持する。締結部材１０は、ボルトやナットなど、２個以上の部材を締結するためのものである。図４は、カートリッジ２の格納空間２１において、複数の種類の締結部材１０（１０ｐ、１０ｑ、１０ｒ）が、それぞれ、アタッチメント２２（２２ｐ、２２ｑ、２２ｒ）を介して保持された状態を示す模式図である。図４に示すように、締結部材１０ｐはスタッドボルト、締結部材１０ｑは汎用のボルト、締結部材１０ｒは汎用のナットである。締結部材１０ｐ、１０ｑ、１０ｒにおける、締付け力受部１０ａ（１０ａｐ、１０ａｑ、１０ａｒ）はそれぞれ形状が異なる。このため、アタッチメント２２ｐ、２２ｑ、２２ｒにおける、各第１嵌合部２２ａ（２２ａｐ、２２ａｑ、２２ａｒ）は、それぞれ、締付け力受部１０ａｐ、１０ａｑ、１０ａｒと嵌め合うように形成する必要がある。これに対し、アタッチメント２２ｐ、２２ｑ、２２ｒにおける、第２嵌合部２２ｂは、締付け手段３の締付け力作用部３ａと嵌め合わせるので共通の形状とする。

次に、カートリッジ２を、スプライン穴２３（図１参照）を中心として回転させるための回転機構について説明する。
図５は、カートリッジ２を、スプライン穴２３を中心として回転させるための回転機構４１について説明する模式図である。図５に示すように、回転機構４１は、カートリッジ２のスプライン穴２３に嵌め合うスプライン軸４１ａと、スプライン軸４１ａを回転させる回転部４１ｂと、回転部４１ｂに連結されたハンドル４１ｃと、を備えている。作業者がハンドル４１ｃを保持してカートリッジ２を手で回転させることにより、カートリッジ２における複数の格納空間２１のうち、作業者の手前に来る格納空間２１を変更することができる。作業者は、作業者の手前に位置する格納空間２１に保持された締結部材１０に対して、締付け手段３を用いて締結作業を行う。回転部４１ｂによりカートリッジ２を回転させることができるようにしたことで効率良く締結作業を行うことができる。

次に、複数の種類の締結部材１０をカートリッジ２における複数の格納空間２１に格納する順番について説明する。
図６は、複数の種類の締結部材１０をカートリッジ２における複数の格納空間２１に格納する順番について説明する模式図である。図６に示すように、カートリッジ２における複数の格納空間２１において、初期状態で作業者Ｐの手前に位置するものを格納空間２１−１とし、以降、反時計回りに格納空間２１−２〜２１−１０とする。上述した回転機構４１（図５参照）により、作業者Ｐがカートリッジ２を時計回りに回転させると、作業者Ｐの手前に位置する格納空間が、格納空間２１−１、２１−２、・・・２１−９、２１−１０と順次変わる。回転機構４１は、回転方向を一方向Ｃ１（ここでは時計回り）に制限するためのラチェット機構を有していてもよい。

被締結物に複数の種類の締結部材１０を締結する締結作業において、カートリッジ２は、被締結物に複数の種類の締結部材１０を締結する順番に基づいて複数の種類の締結部材及び複数のアタッチメントが配置された状態で供給される。カートリッジ２において、複数の種類の締結部材１０は、同一円周上において締結する順番が早いものから遅いものへと順に配置されるのが好ましい。つまり、被締結物に複数の種類の締結部材１０を締結する順番が、カートリッジ２における格納空間の並び順と一致するように、複数の種類の締結部材１０を各格納空間に格納する。すなわち、締結する順番が、最初の締結部材１０を格納空間２１−１、次の締結部材１０を格納空間２１−２、に格納する、といった具合である。このように締結部材１０をカートリッジ２に配置すると、被締結物の所定の位置に締付けすべき締結部材を作業者が探す手間が省けるので、締結作業における作業効率を向上させることができる。

被締結物に複数の種類の締結部材１０を締結する順番は、回転軸の方向における長さが所定の長さ以上の締結部材を、回転軸の方向における長さが所定の長さ未満の締結部材よりも優先して決定されるようにしてもよい。例えば、回転軸の方向における長さが所定の長さ以上の締結部材を、格納空間２１−１、格納空間２１−２などの並び順の早い位置に格納するようにする。

例えば図４に示す締結部材１０ｐ（スタッドボルト）のように、回転軸の方向における長さが所定の長さ以上の締結部材１０は、カートリッジ２を移動させるときに被締結物に接触させてしまう恐れがある。このため、回転軸の方向における長さが所定の長さ以上の締結部材１０について、締結する順番を遅くすると、締結作業でのカートリッジ２の移動において、作業者が締結部材１０を被締結物にぶつけないよう注意しなければならない期間が長くなるので、作業効率の悪化を招く。締結する順番の決定において、回転軸の方向における長さが所定の長さ以上の締結部材を、回転軸の方向における長さが所定の長さ未満の締結部材よりも優先させることで、所定の長さ以上の締結部材の締結をできるだけ早く終えることができる。これにより、締結作業において作業者がカートリッジ２を注意して移動させなければならない期間を短縮できるので、作業効率を向上させることができる。なお、所定の長さは、作業効率などを考慮して適宜決定するようにする。

また、本実施の形態にかかる締結方法を車両の製造において適用する場合、締結する順番は車両の種類に応じて決定されるようにしてもよい。車両の製造では、締結しなければならない締結部材１０の数が多く、かつ、使われている締結部材１０の種類も多い。このため、作業者がカートリッジ２に格納された複数の種類の締結部材１０より、車両の締結位置に対応する締結部材１０を探し出さなければならないとすると、作業者の負担が増加する。さらに、製造する車両の種類も多い。このため、仮に、作業者がある特定の種類の車両において、車両の締結位置に対応する締結部材１０を迅速に探し出せるようになったとしても、製造する車両の種類が変われば車両の締結位置に対応する締結部材１０を探すのにやはり時間がかかってしまう。車両の製造において、締結する順番を車両の種類に応じて決定するようにすれば、製造する車両の種類が変わっても、効率良く締結作業を行うことができる。

次に、締結作業工程の処理の流れについて以下で説明する。なお、以下の説明では図１についても適宜参照する。
図７は、締結作業工程の処理の流れを示すフローチャートである。図７に示すように、まず、同じ種類（同じ形状）の締結部材１０ごとに収納箱に収納して納入する（ステップＳ１）。続いて、各収納箱から１ロット分の締結部材１０を選んで所定の順番でカートリッジ２に格納し、１ロット分の締結部材１０が所定の順番で格納された状態のカートリッジ２を供給する（ステップＳ２）。

ステップＳ２に続いて、供給されたカートリッジ２において、最初の順番の位置にあるアタッチメント２２の第２嵌合部２２ｂに締付け手段３の締付け力作用部３ａを嵌め合わせる（ステップＳ３）。続いて、カートリッジ２を、被締結物における締付けする順番が最初である締付け箇所に位置させ、締付け手段３にて締付けする順番が最初である締結部材１０の締付けを行う（ステップＳ４）。

続いて、カートリッジ２を回転させて、次の順番の位置にあるアタッチメント２２の第２嵌合部２２ｂに締付け手段３の締付け力作用部３ａを嵌め合わせる（ステップＳ５）。続いて、カートリッジ２を、被締結物における締付けする順番が次である締付け箇所に位置させ、締付け手段３にて該当する順番の締結部材１０の締付けを行う（ステップＳ６）。

ステップＳ６に続いて、格納されている全ての締結部材１０を締結し終わったか否か確認する（ステップＳ７）。ステップＳ７において、格納されている全ての締結部材１０を締結し終わったことが確認された場合（ＹＥＳの場合）、処理を終了する。ステップＳ７において、格納されている全ての締結部材１０を締結し終わっていない場合（ＮＯの場合）、処理をステップＳ５に戻す。

［変形例１］
図４に示すように、締結部材１０において、回転軸の方向における長さ（全長）が長くなればなるほど、締付け力受部１０ａの回転軸の方向における長さの全長に対する比率が低くなる。すなわち、締結部材１０において、アタッチメント２２の第１嵌合部２２ａによって保持されている部分（締付け力受部１０ａ）の回転軸の方向における長さの全長に対する比率が低くなると、アタッチメント２２による締結部材１０の保持が不安定になる。このため、例えばスタットボルトのように回転軸の方向における長さが所定の長さ以上の締結部材１０は、カートリッジ２を移動させているときに、アタッチメント２２から外れる可能性が高くなる。

図８は、アタッチメント２２の変形例１（アタッチメント１２２）にかかる構成について示す模式図である。変形例１にかかるアタッチメント１２２は、例えばスタットボルトのように回転軸の方向における長さが所定の長さ以上の締結部材１０を保持するためのものである。図８に示すように、アタッチメント１２２は、締結部材１０の外周において回転軸の方向に沿って延在し、締結部材１０を支持する支持部２２ｄが設けられている。このようにすることで、カートリッジ２を移動させているときに、締結部材１０がアタッチメント２２から外れる可能性を低減することができる。

［変形例２］
図９は、カートリッジ２の変形例２（カートリッジ２０２）にかかる構成について示す模式図である。変形例２にかかるカートリッジ２０２は、本体部分の軸方向における高さｈ１がアタッチメント２２の高さｈ２とほぼ同じになるように構成されている。すなわち、カートリッジ２０２は、締結部材１０がカートリッジ２０２から突出するように構成されている。このように構成することで、作業者が、締付け手段３を用いて締結部材１０の締め付けを行う際に、締め付けを行う締結部材１０を保持しているアタッチメント２２をカートリッジ２０２から取り外しする必要がない。これにより、締結作業における作業効率を向上させることができる。なお、締結作業工程にカートリッジ２を供給する際には、カートリッジ２０２の外周側において、カートリッジ２０２及びカートリッジ２０２に格納された複数の種類の締結部材１０を覆う、中空円柱状のカバーを取り付けるようにしてもよい。

以上により、本実施の形態にかかる締結方法では、カートリッジ２が、被締結物に複数の種類の締結部材１０を締結する順番に基づいて複数の種類の締結部材１０及び複数のアタッチメント２２が配置された状態で供給される。このように締結部材１０をカートリッジ２に配置すると、被締結物の所定の位置に締付けすべき締結部材を作業者が探す手間が省けるので、締結作業における作業効率を向上させることができる。

なお、本発明は上記実施の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。

上記実施の形態では、被締結物に複数の種類の締結部材を締結する順番に基づいて複数の種類の締結部材及び複数のアタッチメントが配置された状態で供給されたカートリッジを用いて作業者が締結部材の締め付けを行った。しかし、これに限るものではなく、締結部材の締め付けを、作業者に代わって装置が行うようにしてもよい。

２、２０２ カートリッジ
３ 締付け手段
３ａ 締付け力作用部
１０、１０ｐ、１０ｑ、１０ｒ 締結部材
１０ａ、１０ａｐ、１０ａｑ、１０ａｒ 締付け力受部
２１ 格納空間
２１ａ 円弧状突起
２２、２２ｐ、２２ｑ、２２ｒ、１２２ アタッチメント
２２ａ、２２ａｐ、２２ａｑ、２２ａｒ 第１嵌合部
２２ｂ 第２嵌合部
２２ｃ 円周状溝
２３ スプライン穴
４１ 回転機構
４１ａ スプライン軸
４１ｂ 回転部
４１ｃ ハンドル

Claims (5)

1. カートリッジに格納された複数の種類の締結部材を、それぞれ、被締結物における所定の位置で締付け手段により当該締結部材の回転軸周りに回転させて締付けする締結方法であって、
   前記カートリッジは、前記複数の種類の締結部材をそれぞれ保持する複数のアタッチメントを有し、
   前記アタッチメントは、
   前記回転軸の方向の一端には、前記複数の種類の締結部材のうちの対応する締結部材の締付け力受部と嵌め合う第１嵌合部が形成され、前記回転軸の方向の他端には、前記締付け手段の締付け力作用部と嵌め合う第２嵌合部が形成され、
   前記第２嵌合部に前記締付け力作用部が嵌め合わされた前記締付け手段により前記アタッチメントを回転させたときに、前記第１嵌合部に前記締付け力受部が嵌め合わされた前記対応する締結部材が追随して回転するように構成され、
   前記カートリッジは、前記被締結物に前記複数の種類の締結部材を締結する順番に基づいて前記複数の種類の締結部材及び前記複数のアタッチメントが配置された状態で供給される、締結方法。
2. 前記カートリッジは円柱状であり、前記カートリッジにおいて、前記複数の種類の締結部材は、同一円周上において前記締結する順番が早いものから遅いものへと順に配置される、請求項１に記載の締結方法。
3. 車両の製造において、前記締結する順番は前記車両の種類に応じて決定される、請求項１または２に記載の締結方法。
4. 前記締結する順番は、前記回転軸の方向における長さが所定の長さ以上の締結部材を、前記回転軸の方向における長さが所定の長さ未満の締結部材よりも優先して決定される、請求項１から３のいずれか一項に記載の締結方法。
5. 前記複数のアタッチメントのうち、前記回転軸の方向における長さが所定の長さ以上の締結部材を保持するためのアタッチメントには、当該締結部材の外周において前記回転軸の方向に沿って延在し、当該締結部材を支持する支持部が設けられている、請求項１から４のいずれか一項に記載の締結方法。

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