JP4704373B2 - 組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、締結部材を締結して組み立てる組立方法に関する。

従来、自動車の自動変速機には、コントロールバルブが設けられており、該コントロールバルブは、ボディアッパとボディロアとがボルトで締結され組み立てられている。

前記コントロールバルブにボルトを締結する方法としては、ロボットを用いた自動ねじ締め方法や、複数のボルトを同時に締結する多軸ヘッドを用いた自動ねじ締め方法が知られているが、これらの方法では、コストがかかってしまう。

このため、コストがかからない組立方法としては、手作業によるねじ締め方法が挙げられる。

しかしながら、このような手作業でのねじ締めによる組立方法にあっては、ボルトの締め忘れが発生する恐れがあった。

また、締め付け手順が作業者に依存するため、締め付け手順の違いによって、締め付け面圧がばらつくという問題も発生し得る。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、低コスト化を図りつつ、品質の維持を図ることができる組立方法を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために本発明の請求項１の組立方法にあっては、所定の締結順番に従ってワークに設定された締結箇所に締結部材を締結して組み立てる際に、前記ワークに取り付けた状態で前記各締結箇所に適合する部位に開口部が設けられるとともに、各開口部に対応した各締結箇所への前記締結部材の締結順番を示す指示部が各開口部の近傍に設けられたテンプレートを用いる組立方法であって、前記締結部材の締結は、締め付けトルクが所定値に達した際に当該締結箇所での締結完了と判断するとともに、前記締結箇所での締結完了の信号出力完了時に、各指示部が示す締結順番に従って当該指示部が示す前記開口部に適合した締結箇所に前記締結部材を締結する。

すなわち、ワークに取り付けられるテンプレートには、締結部材の締結箇所に適合した部位に、開口部が設けられている。このため、当該テンプレートを前記ワークに取り付けた状態において、前記締結部材が締結される箇所が明確化される。

そして、前記各開口部の近傍には、対応した締結箇所への締結順番を示す指示部が設けられている。このため、この指示部が示す締結順番に従って、当該指示部が示す締結箇所に前記締結部材を締結することで、締め付け手順の間違えが未然に防止される。

また、請求項２の組立方法においては、前記指示部を、前記締結順番に従って発光する発光体で構成するとともに、発光した指示部が示す締結箇所への締結完了を検出した際に、締結順番が次の締結箇所を示す指示部を発光する。

すなわち、前記指示部は、前記締結順番に従って発光する発光体で構成されており、締結部材を締結する箇所が点灯する。このため、視認性が高められ、間違え防止効果が高められる。

また、発光した指示部が示す締結箇所への締結が完了した際に、次の締結箇所の指示部が発光する。これにより、指示部で示された締結箇所への締結が完了しないと、次の締結箇所が指示されず、次の締結箇所へ進むことができない。このため、締結忘れが確実に防止される。

以上説明したように本発明の請求項１の組立方法にあっては、前記テンプレートに設けられた前記開口部によって、前記締結部材を締結する箇所を明確にすることができる。これにより、締結作業を手作業で行う場合であっても、前記締結部材の締結忘れを防止することができる。

そして、前記各開口部の近傍には、対応した締結箇所への締結順番を示す指示部が設けられている。このため、この指示部が示す締結順番に従って、当該指示部が示す締結箇所に前記締結部材を締結することで、締結手順の間違えを未然に防止することができる。

これにより、所定の締結順番に従って締結部材を締結することができるため、締結手順の違いにより締め付け面圧がばらつくといった問題の発生を防止することができ、生産品質の安定化を図ることができる。

したがって、ロボットや多軸ヘッドを用いた自動組立方法と比較して、組立コストを抑えつつ、同等の品質を維持することができる。

また、請求項２の組立方法においては、締結順番に従って前記指示部を点灯することで、視認性を高めることができ、間違え防止効果を高めることができる。

さらに、発光した指示部が示す締結箇所への締結が完了した際に、次の締結箇所を指示することで、前記締結部材の締結忘れや、締結順番の間違えを確実に防止することができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかる組立方法で用いる組立システム１を示す図であり、自動車の自動変速機に設けられたワークとしてのコントロールバルブ２を組み立てる為の組立システム１が例示されている。

ここで、本実施の形態では、前記コントロールバルブ２を組み立てる場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、例えばシリンダブロックを組み立てる際に応用しても良い。

すなわち、前記コントロールバルブ２は、アッパボディ１１とロアボディ１２とによって構成されている。前記アッパボディ１１の上面には、ボルトが締結される締結箇所１３，・・・が複数箇所に設定されており、各締結箇所１３，・・・には、ボルトを挿通するボルト穴１４，・・・が設けられている。

これにより、前記ボルトを前記アッパボディ１１の各ボルト穴１４，・・・に挿通するとともに、前記ロアボディ１２に設けられた図外のネジ穴に螺入することによって、前記アッパボディ１１と前記ロアボディ１２とを重ねた状態で固定して前記コントロールバルブ２を組み立てられるように構成されている。

このとき、前記各ボルト穴１４，・・・に挿入された各ボルトを締め付ける締結順番は、予め定められており、この締結順番に従ってボルトを締め付けることで、前記アッパボディ１１と前記ロアボディ１２との合わせ面での面圧を、全域に渡って均一にできるように構成されている。

前記組立システム１は、制御部を構成するシーケンサー２１を備えている。このシーケンサー２１は、マイコンを中心に構成されており、記憶装置に記憶されたプログラムに従って動作するように構成されている。

また、前記組立システム１は、部品棚３１を備えており、該部品棚３１には、複数の収容部３２，・・・が設けられている。各収容部３２，・・・には、締結部材としてのボルト３３，・・・が収容されており、各収容部３２，・・・には、ねじ部の長さや径など異なるサイズのボルト３３，・・・が類別して収容されている。各収容部３２，・・・には、取出口を開閉するシャッター３４，・・・が設けられており、各シャッター３４，・・・は、前記シーケンサー２１からの制御信号に応じて開閉作動するように構成されている。これにより、該シーケンサー２１からの制御信号によって前記シャッター３４，・・・が開放された収容部３２のボルト３３，・・・だけを取り出せるように構成されている。

前記シーケンサー２１には、前記ボルト３３，・・・を回動して締め付ける工具としてナットランナー用コントローラ９１を介してナットランナー４１が接続されており、前記ナットランナー用コントローラ９１は、前記ナットランナー４１への通電を制御できるように構成されている。このナットランナー４１は、当該ナットランナー４１による締め付けトルクが設定値に達した際に、トルクアップ信号を前記ナットランナー用コントローラ９１に出力するように構成されており、該ナットランナー用コントローラ９１は、このトルクアップ信号を入力することによって、前記ナットランナー４１で締結するボルト３３の締め付けトルクが前記設定値に達したことを検出できるように構成されている。

また、前記シーケンサー２１には、組立時において前記コントロールバルブ２に対して位置決めされるテンプレート５１が接続されている。

該テンプレート５１は、透明板によって構成されており、作業中において、前記コントロールバルブ２への取付面を目視できるように構成されている。なお、前記テンプレート５１は、不透明な板で構成しても良い。

このテンプレート５１は、図外のワークセット治具に位置決め固定されるように構成されており、前記コントロールバルブ２も前記ワークセット治具に位置決め固定されるように構成されている。これにより、前記ワークセット治具を介して、前記テンプレート５１を前記コントロールバルブ２に位置決めできるように構成されている。

前記テンプレート５１には、前記アッパボディ１１の前記締結箇所１３，・・・に設けられた前記ボルト穴１４，・・・と合致する部位に、円形の開口部６１，・・・が設けられており、該開口部６１は、前記ボルト穴１４にセットしたボルト３３を回動する前記ナットランナー４１のヘッド６２を挿入できる大きさに設定されている。

前記各開口部６１，・・・の近傍には、図２にも示すように、各開口部６１，・・・に対応した各締結箇所１３，・・・への前記ボルト３３の締結順番を示す指示部としてのランプ７１，・・・が設けられている。各ランプ７１，・・・は、前記締結順番に従って発光する発光体を構成しており、発光したランプ７１が示す開口部６１に対応した締結箇所１３へのボルト３３の締結完了を検出した際に、締結順番が次の締結箇所１３を示すランプ７１を点灯して発光するように構成されている。これにより、前記各ランプ７１，・・・が示す締結順番に従って、当該ランプ７１が示す前記開口部６１に適合した締結箇所１３に前記ボルト３３を締結することにより、前記コントロールバルブ２を組み立てられるように構成されている。

そして、前記各開口部６１，・・・の開口縁部には、当該開口部６１に前記ボルト３３や前記ナットランナー４１の前記ヘッド６２が挿入されたことを検出するセンサ８１が設けられている。該センサ８１は、光を投光する投光部８２と、該投光部８２からの光を受光する受光部８３とからなり、前記投光部８２と前記受光部８３とは、前記開口部６１の中央を中心とした点対称位置に配置されている。

前記受光部８３は、前記投光部８２からの光の受光状態を受光信号として前記シーケンサー２１に出力するように構成されており、該シーケンサー２１は、前記受光部８３からの前記受光信号を入力することによって、当該開口部６１に前記ボルト３３や前記ナットランナー４１の前記ヘッド６２が挿入されたか否かを判断できるように構成されている。

以上の構成にかかる本実施の形態の動作を、前記シーケンサー２１の動作を示した図３及び図４のフローチャートに従って説明する。

すなわち、コントロールバルブ２を組み立てる際には、前記ロアボディ１２上に前記アッパボディ１１を重ねて配置した状態で当該組立システム１の前記ワークセット治具にセットするとともに、前記ロアボディ１２の上面に前記テンプレート５１を配置した状態で、当該テンプレート５１を前記ワークセット治具にセットする。これにより、前記ワークセット治具を介して、前記テンプレート５１を前記コントロールバルブ２に対して位置決めする。

このセット状態において、図３に示したように、メインルーチンからボルトセット処理が呼び出されると、例えば前記シーケンサー２１に設けられたセット完了ボタンが作業者によって押される等することにより、前記テンプレート５１のセットが確認できた際には（Ｓ１）、前記部品棚３１に制御信号を出力して所定の収容部３２のシャッター３４を開放し、当該収容部３２内のボルト３３，・・・を取り出せるようにする（Ｓ２）。この状態において、前記収容部３２に収容されたサイズのボルト３３が螺着されるボルト穴１４と合致する開口部６１のランプ７１を点灯し（Ｓ３）、当該開口部６１に対応する前記センサ８１の受光部８３からの前記受光信号を検出することで、当該開口部６１に前記ボルト３３が挿入されたか否かを判断する（Ｓ４）。

前記投光部８２からの光を前記受光部８３が受け続けている間は待機する一方、前記投光部８２からの光が遮断された旨の前記受光信号を前記受光部８３から入力した際には、当該開口部６１に対応したボルト穴１４へのボルト３３のセットが完了したと判断して、同サイズのボルト３３をセットするボルト穴１４が残存するか否かを判断する（Ｓ５）。残存する場合には、前記ステップＳ３へ分岐して各ステップＳ３〜Ｓ５を繰り返す一方、残存しない場合には、他のサイズのボルトを挿入するボルト穴１４の有無を判断する（Ｓ６）。

この判断において、他のサイズのボルト３３を挿入するボルト穴１４が残存する場合には、前記ステップＳ２へ分岐して、そのボルト３３が収容された収容部３２のシャッターを開放して（Ｓ２）、前記各ステップＳ２〜Ｓ６を繰り返す。そして、他のサイズのボルト３３を挿入するボルト穴１４が無くなり、総てのボルト穴１４へのボルト３３のセットが完了した際には、メインルーチンへ戻る。

次に、メインルーチンから締結処理が呼び出され実行される。

この締結処理では、図４に示したように、始めにボルト３３を締め付ける締結箇所１３に合致した開口部６１を示すランプ７１を点灯する（ＳＢ１）。このランプ７１の点灯を確認した作業者は、前記ナットランナー４１の前記ヘッド６２を、点灯したランプ７１に対応した開口部６１に挿入する。

このとき、前記コントロールバルブ２のアッパボディ１１に取り付けられた前記テンプレート５１には、前記ボルト３３の締結箇所１３に適合した部位に前記開口部６１が設けられている。このため、この開口部６１によって前記ボルト３３を締結すべき箇所を明確にすることができる。これにより、ナットランナー４１を操作して締結作業を行う場合であっても、前記ボルト３３の締結忘れを防止することができる。

そして、前記シーケンサー２１は、前記開口部６１に対応する前記センサ８１の受光部８３からの前記受光信号を検出することで、当該開口部６１に前記ナットランナー４１の前記ヘッド６２が挿入されたか否かを判断する（ＳＢ２）。

前記開口部６１に前記ナットランナー４１の前記ヘッド６２が挿入された際には、前記センサ８１の前記投光部８２から前記受光部８３への光が遮られるので、その旨が前記受光信号として前記シーケンサー２１に出力される。この受光信号を入力した前記シーケンサー２１は、前記ナットランナー４１への通電を開始し、当該ナットランナー４１を作動可能とする（ＳＢ３）。

この状態で、作業員がナットランナー４１を操作して前記ボルト穴１４にセットされたボルト３３を締め付ける。このとき、その締め付けトルクが設定値に達すると、当該ナットランナー４１からは、トルクアップ信号が前記ナットランナー用コントローラ９１を介して前記シーケンサー２１に対して出力される。

このトルクアップ信号を入力した前記シーケンサー２１は、前記ボルト３３が前記設定値の締め付けトルクで締め付けられ、当該ボルト３３の締め付けが完了したと判断することができるため、次に締め付けるボルト３３の有無を判断する（ＳＢ５）。

この判断において、次に締め付けるボルト３３が有る場合には、ステップＳＢ１へ分岐して、次に締め付けるボルト３３がセットされた締結箇所１３に合致する開口部６１を示すランプ７１を点灯し、総てのボルト３３の締め付けが完了するまで前記各ステップを実行する一方、総てのボルト３３の締め付けが完了したした際には、メインルーチンへ戻る。

このように、前記各開口部６１，・・・の近傍には、対応した締結箇所１３への締結順番を示す為のランプ７１がそれぞれに設けられている。このため、このランプ７１が示す締結順番に従って、当該ランプ７１が示す締結箇所１３のボルト３３を締結することで、締結手順の間違えることなく、総てのボルト３３，・・・を締め付けることができる。

これにより、予め定められた締結順番に従ってボルト３３，・・・を締め付けることができるため、締め付け手順の違いにより、前記アッパボディ１１と前記ロアボディ１２との合わせ面での締め付け面圧がばらつくといった問題の発生を防止することができ、生産品質の安定化を図ることができる。

したがって、ロボットや多軸ヘッドを用いた自動組立方法と比較して、組立コストを抑えつつ、同等の品質を維持することができる。

そして、前記締結順番の指示は、前記締結順番に従って発光するランプ７１で構成されており、ボルト３３を締結する箇所のランプ７１を点灯して示すことができる。このため、視認性を高めることができ、間違え防止効果を高めることができる。

また、点灯したランプ７１が示す締結箇所１３へのボルト３３の締め付けが完了してから、次の締結箇所１３のランプ７１を点灯するように構成されている。このため、点灯中の前記ランプ７１が示す締結箇所１３への締結が完了しないと、次の締結箇所１３が指示されず、次の締結箇所１３へ進むことができない。

したがって、前記ボルト３３の締め忘れや、締結順番の間違えを確実に防止することができる。

なお、本実施の形態では、締結部材としてボルト３３を例に挙げて説明したが、これに限定されるものでは無く、例えばナットであっても良い。

本発明の一実施の形態を示すブロック図である。 同実施の形態のテンプレートを示す平面図である。 同実施の形態の動作を示すフローチャートである。 図３に続くフローチャートである。

符号の説明

１ 組立システム
２ コントロールバルブ
１３ 締結箇所
２１ シーケンサー
３３ ボルト
４１ ナットランナー
５１ テンプレート
６１ 開口部
６２ ヘッド
７１ ランプ
８１ センサ
９１ ナットランナー用コントローラ

Claims (2)

1. 所定の締結順番に従ってワークに設定された締結箇所に締結部材を締結して組み立てる際に、前記ワークに取り付けた状態で前記各締結箇所に適合する部位に開口部が設けられるとともに、各開口部に対応した各締結箇所への前記締結部材の締結順番を示す指示部が各開口部の近傍に設けられたテンプレートを用いる組立方法であって、
   前記締結部材の締結は、締め付けトルクが所定値に達した際に当該締結箇所での締結完了と判断するとともに、
   前記締結箇所での締結完了の信号出力完了時に、各指示部が示す締結順番に従って当該指示部が示す前記開口部に適合した締結箇所に前記締結部材を締結する
   ことを特徴とする組立方法。
2. 前記指示部を、前記締結順番に従って発光する発光体で構成するとともに、発光した指示部が示す締結箇所への締結完了を検出した際に、締結順番が次の締結箇所を示す指示部を発光することを特徴とした請求項１記載の組立方法。

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