JP5812885B2 - スプロケットユニット組立設備及び同組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の駆動輪に取付けられるスプロケットユニットの組立技術に関する。

多くの小型車両では、駆動力は駆動源から、チューンとスプロケットを用いて駆動輪へ伝達される。この場合に、スプロケットは、スプロケットをボルトとナットで駆動輪に固定される。そして、非回転状態の車軸に、駆動輪が回転自在に支持されるように、駆動輪側に軸受が組込まれる。

駆動輪は、ホイール（スポークホイールやキャストホイール）に、ゴムタイヤを嵌めてなる。ホイールに直接、スプロケット、ボルト、軸受などを、セットしてもよいが、作業の迅速化を考慮し、円板状のフランジにスプロケット、ボルト、軸受をセット（プリセット）してスプロケットユニットを組立て、このスプロケットユニットをホイールに取付ける方式が、好まれる。

スプロケットユニット組立作業は、全自動組立が理想であるが、多種少量生産には全自動は不向きである。そこで、近年、作業員による組立と自動機による組立を混合した組立方式が提案され実用に供されるようになってきた（例えば、特許文献１（図３）参照。）。

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図７は従来の技術の基本構成を説明する図であり、作業員１０１が作業する作業ステーション１０２に、ループ状のレール１０３を付設し、このレール１０３に沿って、自動機１０４を備える装置ステーション１０５を設ける。そして、ワークを載せた台車１０６がレール１０３に沿って作業ステーション１０２と装置ステーション１０５を循環する。

この間に、作業員による組立と自動機による組立とが交互に実施される。
すなわち、台車１０６が作業ステーション１０２と装置ステーション１０５を循環するため、作業ステーション１０２が稼働しているときは装置ステーション１０５が休止し、装置ステーション１０５が稼働しているときには作業ステーション１０２が休止することとなり、生産性が著しく低くなる。

生産性を高めるために、図７を複数設ける必要がある。結果、スプロケットユニット組立設備が大型化し、設備コストが嵩むと共に設置のための床面積が増大する。

又は、スプロケットユニット組立作業は、詳細は後述するが、６〜７工程で実施される。図７で２工程が処理されるとすると、図７を３つ並べた形態のスプロケットユニット組立設備が必要となる。
この場合も、スプロケットユニット組立設備が大型化するため設備コストが嵩むと共に設置のための床面積が増大する。

このような大型で床面積が大きなスプロケット組立設備は、少量生産向きとは言えない。
小型で床面積が小さなスプロケット組立設備が望まれる。

特開２０１１−１５２６１５公報

本発明は、小型で床面積が小さなスプロケット組立設備を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、円板状のフランジと、このフランジに内蔵される軸受と、前記フランジの一側面にねじ込まれ前記軸受の中心軸に平行に延ばされる複数本の両ねじボルトと、これらの両ねじボルトを通すボルト穴を備え前記フランジの一側面に当てられるスプロケットと、このスプロケットを固定するために前記両ねじボルトにねじ込まれるナットとからなるスプロケットユニットを組立てる組立設備であって、
鉛直軸を１２０°づつ回転させる回転機構と、
前記鉛直軸の上端に取付けられる作業テーブルと、
この作業テーブル上に所定のピッチで配置され前記フランジを支える６個のフランジ支持台と、
前記作業テーブルの周囲のエリアを３等分し、その１つに割り当てられ作業員が立つ作業床が設けられる作業員エリアと、
残余の２つに割り当てられ組立に係る各種の自動機が設けられる第１自動機エリア及び第２自動機エリアとからなり、前記作業テーブルが前記作業員エリア、前記第１自動機エリア、前記第２自動機エリアの順で巡回するように前記回転機構で一方向に回され、
前記６個のフランジ支持台中、３個は前記回転機構で回転されたときに前記作業床に立つ作業員の左手近傍に順に到達する左フランジ支持台とされ、残りの３個は前記回転機構で回転されたときに前記作業床に立つ作業員の右手近傍に順に到達する右フランジ支持台とされ、
前記第１自動機エリアには、前記フランジに前記軸受を圧入する圧入機と、前記フランジに前記ナットを仮締めする第２ナットランナとが、前記回転方向に沿ってこの順に配置され、
前記第２自動機エリアには、前記両ねじボルトを本締めする第１ナットランナと、前記ナットを本締めする第３ナットランナとが、前記回転方向に沿ってこの順に配置されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１記載のスプロケットユニット組立設備を用いて実施するスプロケットユニット組立方法において、
前記左フランジ支持台に、前記作業員により前記フランジが載せられると共に前記フランジに前記両ねじボルトが仮止めされるフランジセット工程と、
前記作業テーブルが１２０°回され、前記第１自動機エリアに到達した前記フランジに軸受を前記圧入機により圧入する軸受圧入工程と、
前記作業テーブルが１２０°回され、前記第２自動機エリアに到達した前記フランジにおける前記両ねじボルトを前記第１ナットランナにより前記フランジに締付けるボルト締付け工程と、
前記作業テーブルが１２０°回され、前記作業員エリアに到達した前記フランジが、前記作業員により前記右フランジ支持台に移され、且つ移された前記フランジに前記作業員によりスプロケットがセットされるスプロケットセット工程と、
前記作業テーブルが１２０°回され、前記第１自動機エリアに到達した前記フランジにおける前記両ねじボルトに前記第２ナットランナにより前記ナットを仮締めするナット仮締め工程と、
前記作業テーブルが１２０°回され、前記第２自動機エリアに到達した前記ナットを前記第３ナットランナにより本締めすることでスプロケットユニットを完成させるナット本締め工程と、
前記作業テーブルが１２０°回され、前記作業員エリアに到達した前記スプロケットユニットが、前記作業員により払い出されるユニット払い出し工程と、
からなり、前記工程群が、前記作業テーブルを２回転させる間に順次実施されることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、作業員エリアでは、フランジセット工程とスプロケットセット工程とユニット払い出し工程とが一括して実施され、
第１自動機エリアでは、軸受圧入工程とナット仮締め工程とが並行して実施され、
第２自動機エリアでは、ボルト締付け工程とナット本締め工程とが並行して実施されることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、スプロケットユニット組立設備は、作業テーブルとこの作業テーブルを１２０°づつ回す回転機構と、作業テーブルの周りに配置される作業員エリア及び第１・第２自動機エリアとからなる。作業テーブルを２回転させる間に６〜７工程を実施させる。
スプロケットユニット組立設備が、コンパクトにまとまり、小型で床面積が小さなスプロケット組立設備が提供される。

請求項２に係る発明では、６〜７の工程が、作業テーブルを２回転させる間に順次実施され、生産能率が高められる。

請求項３に係る発明では、作業員エリア及び第１・第２自動機エリアで、各々複数の作業を同時並行的に実施させる。自動機の稼働率が極めて高くなり、生産能率を更に高めることができる。

スプロケットユニットの組立手順を説明するフロー図である。 本発明に係るスプロケットユニット組立設備の平面図である。 本発明に係るスプロケットユニット組立設備の側面図である。 図２の４−４線断面図である。 本発明に係るスプロケットユニット組立方法を説明する図である。 本発明に係るスプロケットユニット組立方法を説明する図である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

スプロケットユニット組立設備の構成を説明する前に、組立対象物であるスプロケットユニットの組立手順を図１に基づいて説明する。
図１（ａ）に示すように、円板状のフランジ１１に、軸受穴１２及び雌ねじ１３（この例では５箇所）が設けられている。

スタットとも呼ばれる両ねじボルト１４を準備する。両ねじボルト１４は、締結工具を掛けるねじ無し部１５と、このねじ無し部１５の一方に設けられる雄ねじ部１６と、ねじ無し部１５の他方に設けられる雄ねじ部１７とからなる。
フランジ１１側の雌ねじ１３に、雄ねじ部１６を軽くねじ込むことで、両ねじボルト１４を仮締めする。この仮締めは人手で実施可能である。必要に応じて接着剤容器１８から接着剤が塗布される。

次に、（ｂ）にて、軸受２１及びオイルシール２２が軸受穴１２に圧入される。この圧入はプレスマシンなどの圧入機で実施される。
次に、（ｃ）にて、所定の締め付けトルクが発生するまで、両ねじボルト１４の雄ねじ部１６をフランジ１１に本格的にねじ込む。この作業は本締めと呼ばれ、ナットランナで実施される。

次に、（ｄ）にて、ボルト穴２３を有するスプロケット２４を準備する。そして、本締めされた両ねじボルト１４がボルト穴２３を貫通するようにして、フランジ１１の上面にスプロケット２４を載せる。

次に、（ｅ）に示すように、ナット２５を準備し、ナット２５を両ねじボルト１４の雄ねじ部１７に、仮締めする。この仮締め作業はナットランナで実施する。
次に、（ｆ）に示すように、ナット２５を雄ねじ部１７に、所定の締め付けトルクで本締めする。この本締め作業はナットランナで実施する。
以上により、（ｇ）に示すような、スプロケットユニット１０が出来上がる。

以上の作業を実施する上で、好適な設備を次に説明する。
図２に示すように、スプロケットユニット組立設備３０は、丸又は多角形（この例では六角形）の作業テーブル３１と、鉛直軸４６を中心にして、作業テーブル３１を１２０°づつ（この例では図面反時計廻りに）回転させる回転機構（図３、符号４５）と、作業テーブル３１上に所定のピッチで配置されフランジを支える６個のフランジ支持台３２Ｌ、３２Ｒと、作業テーブル３１の周囲のエリアを３等分し、その１つに割り当てられ作業員３３が立つ作業床３４が設けられる作業員エリア３５と、残余の２つに割り当てられ組立に係る各種の自動機が設けられる第１自動機エリア３６及び第２自動機エリア３７とを、主要素とする。

６個のフランジ支持台中、３個は回転機構で回転されたときに作業床３４に立つ作業員３３の左手３８Ｌ（Ｌは左を示す添え字。以下同）近傍に順に到達する左フランジ支持台３２Ｌであり、残りの３個は作業員３３の右手３８Ｒ（Ｒは右を示す添え字。以下同）近傍に順に到達する右フランジ支持台３２Ｒである。

第１自動機エリア３６には、フランジに軸受及びオイルシールを圧入する圧入機３９と、ナットを仮締めする第２ナットランナ４２とが、回転方向に沿ってこの順に配置される。
第２自動機エリア３７には、両ねじボルトを本締めする第１ナットランナ４１と、ナットを本締めする第３ナットランナ４３とが、回転方向に沿ってこの順に配置されている。

図３に示すように、第１〜第３ナットランナ４１〜４３は、支柱４４に昇降可能に取り付けられ、所定の締付け作業を実施する。また、作業テーブル３１は回転機構４５の鉛直軸４６に支持され、水平旋回する。作業床３４に操作盤４７が設けられており、作業員３３が操作盤４７のボタン４８を押すことで、作業テーブル３１は１２０°回転し停止する。すなわち、作業テーブル３１は手動始動、自動停止される。

図４に示すように、圧入機３９はスタンド４９と、このスタンド４９に下向き取付けられるプッシャ５１とからなる。プッシャ５１は、所定の軸力を発生する油圧シリンダや空圧シリンダが好適である。

図２に示すように、第１自動機エリア３６と第２自動機エリア３７は、安全策５０で囲われている。
作業員３３の左側に、両ねじボルト１４が並べられているボルトストッカ５２が配置されると共にフランジ１１を供給するコンベア５３が設けられる。

また、作業員３３の右側に、スプロケット２４が並べられているスプロケットストッカ５４が配置されると共に完成したスプロケットユニット１０を払い出すコンベア５５が設けられる。

安全柵５０を貫通するようにして、柵外から軸受２１及びオイルシール２２を供給するコンベア５６、５７が第１自動機エリア３６に延ばされ、ナット２５を供給するコンベア５８が第１自動機エリア３６に延ばされる。
さらに、第１自動機エリア３６に、部品搬送ロボット６１が設けられ、この部品搬送ロボット６１が、コンベア５６、５７、５８から軸受２１及びオイルシール２２、ナット２５を選択的に作業テーブル３１上へ移す。

以上の述べたスプロケットユニット組立設備３０の作用を次に述べる。
図５（ａ）に示すように、左フランジ支持台３２Ｌに、作業員３３によりフランジ１１が載せられる。そして、フランジ１１に両ねじボルト１４が仮止め（手締め）される（フランジセット工程）。なお、作業テーブル３１に付した黒点（・）は、以下の理解を容易にするための目印である。

作業テーブル３１が１２０°回されると、（ｂ）に示すように、フランジ１１は第１自動機エリア３６に移る。このフランジ１１に軸受２１及びオイルシール２２を部品搬送ロボット６１で載せ、圧入機３９により圧入する（軸受圧入工程）。

作業テーブル３１が１２０°回されると、（ｃ）に示すように、フランジ１１は第２自動機エリア３７に移る。このフランジ１１における両ねじボルトを第１ナットランナ４１により締付ける（本締めする）（ボルト締付け工程）。

作業テーブル３１が１２０°回されると、（ｄ）に示すように、フランジ１１は作業員エリア３５に戻る。作業員３３は、フランジ１１を、右フランジ支持台３２Ｒへ移す（矢印（１））。
移されたフランジ１１Ｂ（区別するために、左から右へ移された後のフランジは１１Ｂと記す。）に右手３８Ｒでスプロケット２４をセットする（スプロケットセット工程）。

作業テーブル３１が１２０°回されると、（ｅ）に示すように、フランジ１１Ｂは、第１自動機エリア３６に移る。フランジ１１における両ねじボルトに部品搬送ロボット６１によりナット２５を載せ、第２ナットランナ４２により仮締めする（ナット仮締め工程）。

作業テーブル３１が１２０°回されると、（ｆ）に示すように、フランジ１１Ｂは第２自動機エリア３７に移る。第３ナットランナ４３によりナットを本締めする（ナット本締め工程）。
作業テーブル３１が１２０°回されると、（ｇ）に示すように、スプロケットユニット１０が作業員エリア３５に到達する。作業員３３は、スプロケットユニット１０をコンベア５５へ払い出す（ユニット払い出し工程）。
すなわち、７つの工程群が、作業テーブル３１を２回転させる間に順次実施される。

以上の組立作業を実施するスプロケットユニット組立設備３０は、図２に示すように、コンパクトにまとまっている。すなわち、本発明により、小型で床面積が小さなスプロケットユニット組立設備３０が提供される。

図５では、組立作業を平易にするために、フランジ１１を１個のみ追跡することで説明した。現実の組立作業では、作業テーブル３１に、５〜６個のフランジ１１を常時載せた状態で作業を実施する。
すなわち、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、作業員は順次到着する左フランジ支持台３２Ｌに、次々とフランジ１１を載せる。

図６（ｄ）では、作業員は、組立途中のフランジ１１を左フランジ支持台３２Ｌから右フランジ支持台３２Ｒへ移す（矢印（２））。移されたフランジは符号が１１Ｂになる。空になった左フランジ支持台３２Ｌへ、新たなフランジ１１を載せる。
以降、図６（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）で作業員は、組立途中のフランジ１１を左フランジ支持台３２Ｌから右フランジ支持台３２Ｒへ移し（矢印（２））、空になった左フランジ支持台３２Ｌへ、新たなフランジ１１を載せる作業を繰り返す。

（ｇ）以降は、（ｇ）の形態が繰り返される。すなわち、（ａ）〜（ｆ）が導入形態であり、（ｇ）が定常形態であると言える。
この（ｇ）において、作業員エリア３５では、フランジセット工程（図５（ａ））とスプロケットセット工程（図５（ｄ））とユニット払い出し工程（図５（ｇ））とが一括して実施される。

第１自動機エリア３６では、軸受圧入工程（図５（ｂ））とナット仮締め工程（図５（ｅ））とが並行して実施される。
第２自動機エリア３７では、ボルト締付け工程（図５（ｃ））とナット本締め工程（図５（ｆ））とが並行して実施される。

作業員エリア３５及び第１・第２自動機エリア３６、３７で、各々複数の作業を同時並行的に実施させる。自動機の稼働率が極めて高くなり、生産能率を更に高めることができる。

本発明は、自動二輪車等の駆動輪にセットされるスプロケットユニットの組立技術に好適である。

１０…スプロケットユニット、１１…フランジ、１４…両ねじボルト、２１…軸受、２２…オイルシール、２３…ボルト穴、２４…スプロケット、２５…ナット、３０…スプロケットユニット組立設備、３１…作業テーブル、３２Ｌ、３２Ｒ…フランジ支持台、３３…作業員、３４…作業床、３５…作業員エリア、３６…第１自動機エリア、３７…第２自動機エリア、３８Ｌ…作業員の左手、３８Ｒ…作業員の右手、３９…圧入機、４１…第１ナットランナ、４２…第２ナットランナ、４３…第３ナットランナ、４５…回転機構、４６…鉛直軸、６１…部品搬送ロボット。

Claims (3)

1. 円板状のフランジと、このフランジに内蔵される軸受と、前記フランジの一側面にねじ込まれ前記軸受の中心軸に平行に延ばされる複数本の両ねじボルトと、これらの両ねじボルトを通すボルト穴を備え前記フランジの一側面に当てられるスプロケットと、このスプロケットを固定するために前記両ねじボルトにねじ込まれるナットとからなるスプロケットユニットを組立てる組立設備であって、
   鉛直軸を１２０°づつ回転させる回転機構と、
   前記鉛直軸の上端に取付けられる作業テーブルと、
   この作業テーブル上に所定のピッチで配置され前記フランジを支える６個のフランジ支持台と、
   前記作業テーブルの周囲のエリアを３等分し、その１つに割り当てられ作業員が立つ作業床が設けられる作業員エリアと、
   残余の２つに割り当てられ組立に係る各種の自動機が設けられる第１自動機エリア及び第２自動機エリアとからなり、前記作業テーブルが前記作業員エリア、前記第１自動機エリア、前記第２自動機エリアの順で巡回するように前記回転機構で一方向に回され、
   前記６個のフランジ支持台中、３個は前記回転機構で回転されたときに前記作業床に立つ作業員の左手近傍に順に到達する左フランジ支持台とされ、残りの３個は前記回転機構で回転されたときに前記作業床に立つ作業員の右手近傍に順に到達する右フランジ支持台とされ、
   前記第１自動機エリアには、前記フランジに前記軸受を圧入する圧入機と、前記フランジに前記ナットを仮締めする第２ナットランナとが、前記回転方向に沿ってこの順に配置され、
   前記第２自動機エリアには、前記両ねじボルトを本締めする第１ナットランナと、前記ナットを本締めする第３ナットランナとが、前記回転方向に沿ってこの順に配置されていることを特徴とするスプロケットユニット組立設備。
2. 請求項１記載のスプロケットユニット組立設備を用いて実施するスプロケットユニット組立方法において、
   前記左フランジ支持台に、前記作業員により前記フランジが載せられると共に前記フランジに前記両ねじボルトが仮止めされるフランジセット工程と、
   前記作業テーブルが１２０°回され、前記第１自動機エリアに到達した前記フランジに軸受を前記圧入機により圧入する軸受圧入工程と、
   前記作業テーブルが１２０°回され、前記第２自動機エリアに到達した前記フランジにおける前記両ねじボルトを前記第１ナットランナにより前記フランジに締付けるボルト締付け工程と、
   前記作業テーブルが１２０°回され、前記作業員エリアに到達した前記フランジが、前記作業員により前記右フランジ支持台に移され、且つ移された前記フランジに前記作業員によりスプロケットがセットされるスプロケットセット工程と、
   前記作業テーブルが１２０°回され、前記第１自動機エリアに到達した前記フランジにおける前記両ねじボルトに前記第２ナットランナにより前記ナットを仮締めするナット仮締め工程と、
   前記作業テーブルが１２０°回され、前記第２自動機エリアに到達した前記ナットを前記第３ナットランナにより本締めすることでスプロケットユニットを完成させるナット本締め工程と、
   前記作業テーブルが１２０°回され、前記作業員エリアに到達した前記スプロケットユニットが、前記作業員により払い出されるユニット払い出し工程と、
   からなり、前記工程群が、前記作業テーブルを２回転させる間に順次実施されることを特徴とするスプロケットユニット組立方法。
3. 前記作業員エリアでは、前記フランジセット工程と前記スプロケットセット工程と前記ユニット払い出し工程とが一括して実施され、
   前記第１自動機エリアでは、前記軸受圧入工程と前記ナット仮締め工程とが並行して実施され、
   前記第２自動機エリアでは、前記ボルト締付け工程と前記ナット本締め工程とが並行して実施されることを特徴とする請求項２記載のスプロケットユニット組立方法。

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