JP6639044B2 - エンドプレー測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンドプレー測定装置に関し、特にライン上のアセンブリに対して精度よくエンドプレーを測定する作業を行うための装置に関する。

例えば自動車の組み立て工程においては、トランスミッションなどのアセンブリーに対して、エンドプレーなどのアセンブリーごとのずれを測定することがある。この種のずれを測定するための技術として、例えば特許文献１には、回転自在にワークを支持した状態でエンドプレーを測定する技術が提案されている。

特開２００４−１１８９２号公報

このように、アセンブリーのエンドプレーなどを正確に測定するためには、当該測定箇所が正確に位置決めされている必要がある。しかしながら、特許文献１に記載の如き測定装置だと、回転機構を構成するギヤのバックラッシなどが構造的に回避し難いために、十分な位置精度を得ることが難しい。また、特許文献１に記載の測定装置はいわゆる固定式の測定装置であるから、生産ライン上のアセンブリーに対して上述の測定装置を用いるためには、当該アセンブリーを一旦生産ラインから外れた位置に移動する必要が生じる。そのため、生産ライン上を流れる全てのアセンブリーに対して上述の測定装置を適用することは現実的ではない。

以上の問題は何もアセンブリーにおけるエンドプレーの測定に限ったことではなく、例えばボルトの締付けによる締結作業や、ボンドの塗布による接着作業など、ワークの作業部位を精度よく位置決めする必要のある、もしくは作業部位の位置を精度よく知る必要のある作業全般に当てはまる。

以上の事情に鑑み、本明細書では、ライン上のワークに対して精度よく所定の作業を行うことを、本発明により解決すべき技術的課題とする。

前記課題の解決は、本発明に係る作業装置によって達成される。すなわち、この作業装置は、搬送装置上に位置する第一プレート部と、第一プレート部の上方に位置してワークを保持する第二プレート部と、第一プレート部に第二プレート部を連結する連結部とを有するパレットと、第二プレート部を上方に引き上げる引き上げ部と、引き上げ部によって第二プレート部が引き上げられた状態のワークにアクセスして所定の作業を行う作業機と、第二プレート部の引き上げに伴ってワークの所定面に当接してワークの姿勢を作業機の姿勢に合わせる姿勢合わせ部とを備え、連結部は、引き上げ部によって第二プレート部を引き上げた際、第一プレート部と第二プレート部との連結状態が解消されるように構成されている点をもって特徴付けられる。

このように、本発明に係る作業装置によれば、引き上げ部により第二プレート部を引き上げる際、姿勢合わせ部をワークの所定面に当接させると共に、第一プレート部と第二プレート部との連結状態が解消されるように連結部を構成することによって、搬送装置の側からワークを切り離した状態でワークを位置決め保持することができる。これにより、搬送時は、搬送装置上に位置する第一プレート部によりワークを安定して搬送することができ、作業機による作業時は、搬送装置の側の位置精度に影響を受けることなく作業機の側を基準として位置決めを行うことができる。よって、搬送装置上（すなわち生産ライン上）にあるワークであっても、精度よく位置決めを行うことができ、寸法測定など所定の作業を精度よく実施することが可能となる。また、第二プレート部とともにパレットを構成する第一プレート部との連結状態を解消した状態で第二プレート部を引き上げることから、引き上げに要する力が小さくて済む。また、第一プレート部がない分だけ引き上げ対象の重量が小さくなる。以上よりワークを含む第二プレート部の引き上げを安定して行うことができ、これによっても精度よく位置決めを図ることが可能となる。

以上のように、本発明によれば、ライン上のワークに対して精度よく所定の作業を行うことが可能となる。

本発明の一実施形態に係る作業装置の全体構成を示す正面図である。 図１に示すパレットの（ａ）斜視図、及び（ｂ）分解図である。 図１に示す作業装置を用いたワークの位置決め作業の一例を説明するための正面図で、リフターでパレットを押し上げた状態を示す正面図である。 図１に示す作業装置を用いたワークの位置決め作業の一例を説明するための正面図で、位置決めピンによりパレットの水平方向位置決めを行った状態を示す正面図である。 図１に示す作業装置を用いたワークの位置決め作業の一例を説明するための正面図で、引き上げ部によりパレットを上方に引き上げている最中の状態を示す正面図である。 図１に示す作業装置を用いたワークの位置決め作業の一例を説明するための正面図で、引き上げ部によりパレットを上方に引き上げた状態を示す正面図である。

以下、本発明に係る作業装置の一実施形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る作業装置１０の正面図を示している。図１に示すように、この作業装置１０は、ワークＷを保持して搬送装置Ｆ上に載置された状態のパレット１１と、パレット１１を上方に引き上げる引き上げ部１２と、引き上げ部１２により引き上げた状態のパレット１１に保持されているワークＷに対して所定の作業を行う作業機１３と、ワークＷの所定面に当接してワークＷの姿勢を作業機１３の姿勢に合わせる姿勢合わせ部１４とを備える。本実施形態では、作業装置１０は、さらにパレット１１の水平方向の位置決めを行う位置決め部１５と、パレット１１を下方から押し上げるリフター１６とを備える。以下、各構成要素の詳細を説明する。

パレット１１は、図２（ａ）に示すように、二枚のプレート部１７，１８と、これら二枚のプレート部１７，１８を相互に連結する連結部１９とを有する。本実施形態では、二枚のプレート部１７，１８が共に同サイズの矩形状をなし、これら二枚のプレート部１７，１８の四隅に連結部１９を構成する四本の連結バー２０ａ，２０ｂが配設されている。これら四本の連結バー２０ａ，２０ｂのうち二本の連結バー２０ａは、一方のプレート部１７（以降、第一プレート部１７と称する。）に固定されており、残りの二本の連結バー２０ｂは、他方のプレート部１８（以降、第二プレート部１８と称する。）に固定されている。そのため、第一プレート部１７は二本の連結バー２０ａと共に、第二プレート部１８から分離可能に構成されている（図２（ｂ）を参照）。

ここで、第一プレート部１７は、搬送装置Ｆ上に載置される側のプレート部であって（図１を参照）、この第一プレート部１７には、第二プレート部１８の側の連結バー２０ｂの端部を嵌合可能なバー嵌合穴１７ａが連結バー２０ｂの数だけ（本実施形態では二つ）設けられている。一方、第二プレート部１８は、第一プレート部１７の上方に位置する側のプレート部であって、この第二プレート部１８には、第一プレート部１７の側の連結バー２０ａの端部を嵌合可能なバー嵌合穴１８ａが連結バー２０ａの数だけ（本実施形態では二つ）設けられている。これにより、連結バー２０ａ，２０ｂを共に相手側のプレート部１７，１８に向けて配置し、互いに近接させることで、図２（ａ）に示すように、第一プレート部１７と第二プレート部１８とが複数の連結バー２０ａ，２０ｂを介して連結された状態となる。また、第二プレート部１８を第一プレート部１７から遠ざかる向きに移動（例えば上昇）させることで、図２（ｂ）に示すように、第一プレート部１７の側の連結バー２０ａと第二プレート部１８に設けたバー嵌合穴１８ａとの嵌合状態が解消されると共に、第二プレート部１８の側の連結バー２０ｂと第一プレート部１７に設けたバー嵌合穴１７ａとの嵌合状態が解消されるので、結果として、第一プレート部１７と第二プレート部１８との連結状態が解消されるようになっている。なお、連結バー２０ａ，２０ｂはそれぞれ二本である必要はなく、例えば三本以上であってもよい。また、第一プレート部１７と第二プレート部１８とで常に固定されている連結バー２０ａ，２０ｂの本数が同じである必要もない。

引き上げ部１２は、例えば図１に示すように、第二プレート部１８の周縁部と係合する複数のフック部２１と、フック部２１の揺動及び上昇を行うための駆動部２２及びリンク機構２３とを有する。これによりフック部２１は、第二プレート部１８に下方から接近して、フック部２１の先端に設けた突起部２１ａを、第二プレート部１８の下面（第一プレート部１７と対向する側の表面）に設けられた凹部１８ｂ（図１及び図２を参照）に嵌め合せると共に、突起部２１ａを凹部１８ｂに嵌め合せた状態から第二プレート部１８を上方に引き上げ可能としている（後述する図５及び図６を参照）。なお、引き上げ部１２は、本実施形態では図１及び図２（凹部１８ｂの配置態様を参照）に示すように、左右（ワークＷの搬送方向の前後）に二つずつ配設されているが、もちろん三つ以上配設することも可能である。

作業機１３は、第二プレート部１８に保持された状態のワークＷに対して所定の作業を行うためのもので、例えば昇降可能なアクセス部１３ａを有する。本実施形態では、作業機１３及びアクセス部１３ａは一体的に昇降可能に構成されており、第二プレート部１８に設けた通過穴１８ｃ（図２等を参照）を上方から下方に通過することで、第二プレート部１８に保持された状態のワークＷにアクセスできるようになっている（後述する図４及び図５を参照）。

姿勢合わせ部１４は、引き上げ部１２により第二プレート部１８が上方に引き上げられるのに伴ってワークＷの所定面に当接可能な位置に配設される。本実施形態では、姿勢合わせ部１４は、第二プレート部１８の通過穴１８ｃを上方から下方に通過可能な位置に配設されており（図１を参照）、その下端面１４ａを、ワークＷのうち相対的に形状精度に優れた表面（例えば図５等に示す上端面Ｗａ）に当接可能としている。

位置決め部１５は、所定の水平方向位置で第二プレート部１８と係合することで、第二プレート部１８の水平方向位置を位置決め部１５に準じて設定可能とするものである。本実施形態では、位置決め部１５はピン形状をなすもので、第二プレート部１８に上方から接近することで、位置決め部１５の下端部１５ａを、第二プレート部１８の上面に設けられたピン嵌合穴１８ｄに嵌合可能としている（後述する図４を参照）。なお、本実施形態では、作業装置１０の左右（ワークＷの搬送方向前後）に一つずつ位置決め部１５を配設しているが、もちろん、位置決め部１５の数はこれには限られない。

また、以上述べた引き上げ部１２、作業機１３（アクセス部１３ａ）、姿勢合わせ部１４、及び位置決め部１５は何れも、作業装置１０の接地側となるベース２４に対して昇降可能な昇降部２５に取り付けられている（図１を参照）。よって、昇降部２５をベース２４に対して下降させることで、上述した引き上げ部１２、作業機１３、姿勢合わせ部１４、及び位置決め部１５が同期して下降できるようになっている。

リフター１６は、第一プレート部１７を下方から押し上げるためのもので、第一プレート部１７の下面と摺接する摺接部としてのボールキャスター２６と、第一プレート部１７に設けられたピン挿通穴１７ｂ（図２を参照）に挿通され、パレット１１のリフター１６上からの脱落を防止するための脱落防止ピン２７とを有する。

次に、上記構成の作業装置１０を用いたワークＷの位置決め作業の一例を説明する。本実施形態では、トランスミッションのエンドプレーを測定する場合を例にとって、以下に説明する。

まず図１に示すように、第二プレート部１８の下面側に設けられた複数のクランプ部１８ｅでワークＷを保持した状態のパレット１１が搬送装置Ｆにより作業装置１０内（作業機１３の下方）に搬入される。この状態から、図３に示すようにリフター１６を作動させてパレット１１の底部をなす第一プレート部１７を下方から押し上げる。これによりパレット１１が搬送装置Ｆの搬送面Ｆａから切り離されてリフター１６で支持された状態となる。本実施形態では、リフター１６に複数のボールキャスター２６が設けられているので、パレット１１は複数のボールキャスター２６によって摺接可能に支持された状態となる。

次に、図３に示す状態からピン形状の位置決め部１５を下降させて、第二プレート部１８の上面に開口したピン嵌合穴１８ｄに嵌合させる（図４を参照）。この際、第二プレート部１８を含むパレット１１は、ボールキャスター２６に支持された状態にあるため、位置決め部１５の下端部１５ａとピン嵌合穴１８ｄとの間に水平方向の位置ずれがある場合には、位置決め部１５との当接に伴って、ピン嵌合穴１８ｄと位置決め部１５とが嵌り合う位置までパレット１１がボールキャスター２６上を水平方向に移動する。これにより、パレット１１に保持されたワークＷの水平方向の位置決めが、作業機１３の側を基準にして行われる。

このようにして水平方向の位置決めを行った後、複数の引き上げ部１２を引き続き下降させて、フック部２１の突起部２１ａを第二プレート部１８の下面の側にまで移動させた状態（図５の二点鎖線で示す状態）から、駆動部２２とリンク機構２３とが互いに関連し合って動作することにより、各フック部２１を内側（作業機１３の側）に向けて揺動させる。これにより、図５中の実線で示すように、各フック部２１の突起部２１ａが第二プレート部１８の下面に形成された凹部１８ｂと係合して、複数のフック部２１で第二プレート部１８を下方から支持した状態となる。この際、作業機１３の少なくともアクセス部１３ａと姿勢合わせ部１４が第二プレート部１８の通過穴１８ｃを通過しており、姿勢合わせ部１４の下端面１４ａがワークＷの表面（ここでは上端面Ｗａ）にアクセス可能な状態となっている。また、アクセス部１３ａがワークＷの作業対象部位（ここではエンドプレー測定面Ｗｂ）にアクセス可能な状態となっている。なお、姿勢合わせ部１４がアクセスすべき面としては、ワークＷの表面のうち相対的に形状精度が高い領域を選定するのがよく、また選定した領域（面）の向き並びに形状に応じて姿勢合わせ部１４の形状を設定するのがよい。

そして、図５に示す状態からさらにフック部２１を上昇させて第二プレート部１８を上方に引き上げる。この引き上げに伴い、姿勢合わせ部１４の下端面１４ａがワークＷの上端面Ｗａに押し付けられた状態となるため、必要に応じて、下端面１４ａに倣った姿勢にワークＷの姿勢が矯正される。ここで姿勢合わせ部１４の下端面１４ａは、作業機１３並を基準にしてその取付け姿勢を設定しているため、下端面１４ａに倣って姿勢を矯正することで、ワークＷの姿勢が作業機１３を基準としたワークＷの姿勢合わせが行われたこととなる。

また、この引き上げに伴い、第二プレート部１８及び第二プレート部１８に固定された連結バー２０ｂのみが上昇する。これにより、図６に示すように、連結バー２０ｂと第一プレート部１７のバー嵌合穴１７ａとの嵌合状態が解消すると共に、第一プレート部１７に固定された連結バー２０ａと第二プレート部１８のバー嵌合穴１８ａとの嵌合状態が解消する。よって、第一プレート部１７と第二プレート部１８との連結状態が解消し、搬送装置Ｆ及びリフター１６から切り離された状態で、上述したワークＷの姿勢合わせが行われる。

以上のようにしてワークＷの位置決めを行った後、アクセス部１３ａでワークＷの測定面（ここではエンドプレー測定面Ｗｂ）の測定を行う。そして、必要に応じて、この場で、測定結果に基づき当該部分に装着すべき軸受の選定を行い、選定した軸受をワークＷに装着する。これにより、作業装置１０による所定の作業が終了する。

このように、本発明に係る作業装置１０によれば、引き上げ部１２により第二プレート部１８を引き上げるのに伴って、姿勢合わせ部１４をワークＷの上端面Ｗａに当接させると共に、第一プレート部１７と第二プレート部１８との連結状態が解消されるように連結部１９を構成することによって、搬送装置Ｆの側からワークＷを切り離した状態でワークＷを位置決め保持することができる。これにより、搬送時は、搬送装置Ｆ上に位置する第一プレート部１７により吊り下げ支持した状態のワークＷを安定して搬送することができ、作業機１３による作業時は、搬送装置Ｆの側の位置精度に影響を受けることなく作業機１３の側を基準としてワークＷの位置決めを行うことができる。よって、搬送装置Ｆ上にあるワークＷであっても、精度よく位置決めを行うことができ、エンドプレー測定など所定の作業を精度よく実施することが可能となる。また、第二プレート部１８とともにパレット１１を構成する第一プレート部１７との連結状態を解消した状態で第二プレート部１８を引き上げることから、引き上げに要する力が小さくて済む。また、第一プレート部１７がない分だけ引き上げ対象の重量が小さくなる。以上よりワークＷを含む第二プレート部１８の引き上げを安定して行うことができ、これによっても精度よく位置決めを図ることが可能となる。

また、本発明に係る作業装置１０では、パレット１１を、二つのプレート部（第一プレート部１７、第二プレート部１８）で構成したので、パレット１１の構造を単純化することができる。また、引き上げ部１２によるパレット１１の引き上げ対象部位をプレート状（第二プレート部１８）とすることで、例えば揺動可能なフック部２１で第二プレート部１８の周縁部を引っ掛けて容易に引き上げることができるので、引き上げ部１２の構造の簡素化にもつながる。

また、本実施形態では、ワークＷの下方に位置する第一プレート部１７を押し上げ可能なリフター１６を設けると共に、このリフター１６に摺接部としての複数のボールキャスター２６を設けたので、リフター１６によりパレット１１を押し上げた状態で、パレット１１の底部をなす第一プレート部１７は複数のボールキャスター２６で支持された状態となる。この際、第一プレート部１７は、ボールキャスター２６に対して水平方向（正確には第一プレート部１７の平面に沿った方向）に移動可能な状態にあるため、位置決め部１５を第二プレート部１８に係合させることで、ワークＷを保持した状態のパレット１１全体が、必要に応じて上記平面に沿った方向に移動して、位置決め部１５を基準として平面方向の位置決めを図ることができる。従って、姿勢合わせ部１４と合わせて、三次元的に高精度なワークＷの位置決めを行うことが可能となる。もちろん、摺接部（としてのボールキャスター２６）との当接部位をプレート状（第一プレート部１７）とすることで、スムーズな摺接が可能となる利点も有する。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、もちろん作業装置１０は、本発明の範囲内において、他の形態を採ることも可能である。

すなわち引き上げ部１２を、フック部２１以外の係合部材で構成してもかまわない。同様に、位置決め部１５を、ピン以外の形状としてもかまわない。また、上記実施形態では、共通の昇降部２５で引き上げ部１２、作業機１３、姿勢合わせ部１４、及び位置決め部１５を取り付け、一体的に下降させる場合を例示したが、もちろん一部を別個独立して昇降させるようにしてもかまわない。

また、上記実施形態では、トランスミッションのエンドプレー測定を作業対象及び内容としたが、作業対象及び内容はこれには限られない。すなわち本発明は、トランスミッション以外のアセンブリー等のエンドプレー測定に適用することも可能である。また、本発明は、エンドプレーなどの寸法測定に限らず、ボルトの締付けによる締結作業や、ボンドの塗布による接着作業などに適用することも可能である。

１０ 作業装置
１１ パレット
１２ 引き上げ部
１３ 作業機
１３ａ アクセス部
１４ 姿勢合わせ部
１５ 位置決め部
１６ リフター
１７ 第一プレート部
１７ａ バー嵌合穴
１８ 第二プレート部
１８ａ バー嵌合穴
１８ｂ 凹部（フック部との係合用）
１８ｃ 通過穴
１８ｄ ピン嵌合穴（位置決め用）
１９ 連結部
２０ａ，２０ｂ 連結バー
２１ フック部
２５ 昇降部
２６ ボールキャスター
Ｗ ワーク
Ｆ 搬送装置
Ｆａ 搬送面

Claims (1)

1. 搬送装置上に位置する第一プレート部と、前記第一プレート部の上方に位置してワークとしてのアセンブリを保持する第二プレート部と、前記第一プレート部に前記第二プレート部を連結する連結部とを有するパレットと、
   前記第二プレート部を上方に引き上げる引き上げ部と、
   前記引き上げ部によって前記第二プレート部が引き上げられた状態の前記アセンブリにアクセスして前記アセンブリのエンドプレーを測定する作業を行う作業機と、
   前記第二プレート部の引き上げに伴って前記アセンブリの所定面に当接して前記アセンブリの姿勢を前記作業機の姿勢に合わせる姿勢合わせ部とを備え、
   前記第一プレート部は、その平面方向で位置決め可能に構成され、
   前記連結部は、前記引き上げ部によって前記第二プレート部を引き上げた際、前記第一プレート部と前記第二プレート部との連結状態が解消されるように構成され、かつ
   前記第一プレート部と前記第二プレート部との連結状態が解消された状態で、前記姿勢合わせ部による前記アセンブリの姿勢合わせが行われるエンドプレー測定装置。

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