JPH0573536B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はねじ穴位置の位相合わせ装置に関し、
一層詳細には、例えば、自動車のエンジンにトル
クコンバータをボルトによつて組み付ける作業を
自動化された工程で行う場合において、定位置に
あるナツトランナに対してトルクコンバータを所
定角度ずつ回転させながらそのねじ穴の位置を正
確に適合させることを可能とするねじ穴位置の位
相合わせ装置に関する。

［発明の背景］ 従来、自動車のエンジン組立工程において、例
えば、トルクコンバータをエンジンに組み付ける
作業は専ら作業員の手作業で行われている。

実際、トルクコンバータをエンジンに組み付け
るには、エンジンのクランクシヤフト端部に取り
付けられたドライブプレートに対してトルクコン
バータをボルトによつて固定しなければならな
い。トルクコンバータは円形状を呈するのが一般
的であるため、ドライブプレートの円周上に等間
隔に穿設した孔部からトルクコンバータのフラン
ジ部に同様に設けられているねじ穴にボルトを螺
入して両者を一体化する。人手によるボルトの締
結作業の場合、作業員がラチエツトレンチや手持
ち式のナツトランナで１つ１つボルトを挿入し締
め付けている。

ところで、このような手作業の工程では、生産
効率が悪いことから、必然的に工程の自動化が要
請されるに至る。然しながら、ボルトの締結作業
の自動化にあつては、ボルトの締結毎にナツトラ
ンナを次のねじ穴位置に移動させなければなら
ず、この結果、その機構が大型且つ複雑化してし
まう。一方、逆に、ワークであるエンジンとトル
クコンバータをねじ穴の間隔に対応させて回動す
ることが考えられるが、ナツトランナの位置とワ
ークのボルト穴の位置の位相合わせの精度を出す
のが困難で、この種の装置はこれまで実用化され
ていない。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされ
たものであつて、パルスモータ、減速機、クラツ
チ等を介して駆動制御されるギヤをトルクコンバ
ータのスタータギヤに噛合させ、パルスモータの
パルス数に応じてトルクコンバータを連結される
ねじ穴の間隔に対応する角度ずつ回転するよう構
成することにより、正確にナツトランナの位置に
対してねじ穴位置の位相を合わせることを可能と
し、これによつてトルクコンバータの組付工程の
自動化に資するねじ穴位置の位相合わせ装置を提
供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明はトルク
コンバータをエンジンに組み付ける際にそのねじ
穴位置をナツトランナ等の締付装置に対して位相
合わせする装置であつて、トルクコンバータの外
周に刻設されたギヤに対して噛合するギヤを備え
たギヤボツクスと、前記ギヤボツクスのギヤを駆
動する回転駆動源と、前記回転駆動源の回転力を
ギヤボツクスに伝達する回転力伝達系と、前記ギ
ヤボツクスをトルクコンバータ側に進退動作する
ためのバツクアツプ機構とからなることを特徴と
する。

［実施態様］ 次に、本発明に係るねじ穴位置の位相合わせ装
置について好適な実施態様を挙げ、添付の図面を
参照しながら以下詳細に説明する。

第１図において、参照符号１０は本発明に係る
位相合わせ装置を含むトルクコンバータ自動組付
システムを示す。このトルクコンバータ自動組付
システム１０はワークとしてのトルクコンバータ
１２を基準となる向きに固定するシヤトルユニツ
ト１４と、当該シヤトルユニツト１４上のトルク
コンバータ１２を把持するマニピユレータ１６を
備え且つ治具パレツト１８上のエンジン２０まで
トルクコンバータ１２を搬送する手段としての移
動ローダ２２と、トルクコンバータ１２の締結用
のねじ穴に対して下からボルトを締め込むための
ボルト締付装置２４と、このボルト締付装置２４
に対して図示しないパーツフイーダから供給管２
６を介して送給されるボルトをセツトするボルト
装着装置２８とから構成される。この場合、前記
移動ローダ２２に設けたマニピユレータ１６に本
発明に係る位相合わせ装置３０が併設されている
ものである。

そこで、先ず、移動ローダ２２について説明す
る。第１図中、参照符号３２は長尺で且つ上方へ
延在する支柱を示し、この支柱３２の先端部には
水平方向に延びるビーム３４が設けられる。ビー
ム３４にはレール３６が敷設され、移動ローダ２
２はこのレール３６上をビーム３４の端部に配設
された走行シリンダ３８の駆動作用下に水平方向
に変位自在に構成される。また、移動ローダ２２
はマニピユレータ１６を鉛直方向に変位させる駆
動源としての昇降シリンダ４０を備えている。前
記マニピユレータ１６は、第２図に示すように、
昇降シリンダ４０のピストンロツド４２と連結さ
れる。

すなわち、前記ピストンロツド４２の先端には
マニピユレータ本体４４が固定される。このマニ
ピユレータ本体４４にはトルクコンバータ１２を
把持する３つのクランプアーム４６ａ乃至４６ｃ
が設けられている。この場合、120°ずつ相互に偏
位するクランプアーム４６ａ乃至４６ｃは支軸４
８ａ乃至４８ｃを支点としてマニピユレータ本体
４４に配設されるクランプシリンダ５０ａ乃至５
０ｃの駆動作用下に回動自在に構成される。クラ
ンプアーム４６ａ乃至４６ｃの先端にはトルクコ
ンバータのスタータギヤ５２に係合する爪部材５
４ａ乃至５４ｃが固着される。なお、参照符号５
６ａ乃至５６ｃはクランプアーム４６ａ乃至４６
ｃの把持位置を適正に保持せしめるためのストツ
パを示す。

一方、マニピユレータ本体４４の下面部にはベ
アリングを含む継手部材５８が固着され、この継
手部材５８によつて回転自在に回転軸６０が支承
される。この回転軸６０の先端部には中空のカツ
プ形状を呈する大径部６２が形成され、その内部
にはコイルスプリング６４が収装される。コイル
スプリング６４は大径部６２に嵌合するワーク心
出部材６６の尾端部に係合し、これを下方に付勢
する。ワーク心出部材６６の先端部はトルクコン
バータ１２の回転軸に嵌合するように、その大き
さおよび形状が選択される。また、ワーク心出部
材６６の尾端部には回転軸６０、マニピユレータ
本体４４を挿通するロツド部材６８が連結され
る。このロツド部材６８の先端部は当該マニピユ
レータ本体４４の上面部から突出すると共に、磁
性体７０が固着される。この磁性体７０に対応す
るように、マニピユレータ本体４４の上面から屈
曲する取付部材７１に取着され所定の高さ位置を
占めるように好ましくは近接スイツチからなる判
別用センサ７２が設けられている。このセンサ７
２は前記磁性体７０との関係でトルクコンバータ
１２の機種を判別する役割を果たす。

このように構成されるマニピユレータ１６に本
発明に係るねじ穴位置の位相合わせ装置３０が併
設される。すなわち、マニピユレータ本体４４の
側方には第２図において紙面と垂直な方向に延在
する第１のレール７４、第２のレール７６が設け
られ、これら第１レール７４、第２レール７６に
摺動自在に係合する第１摺動部材７８、第２摺動
部材８０を介して当該位相合わせ装置３０が変位
自在に取り付けられる。この場合、マニピユレー
タ本体４４側に固設される走行シリンダ８２のピ
ストンロツド８４は、第１摺動部材７８側と連結
されており、従つて、第１および第２レール７
４，７６に案内されつつ走行シリンダ８２の駆動
作用下に当該位相組合わせ装置３０は変位自在で
あり、特に、その変位方向はトルクコンバータ１
２のスタータギヤ５２の接線方向と一致するよう
構成されている。

そこで、このような位相合わせ装置３０につき
詳細に説明する。当該位相合わせ装置３０は第１
および第２摺動部材７８，８０と一体的なハウジ
ング８６を含み、このハウジング８６に支持され
るように回転駆動源としてのパルスモータ８８、
減速手段としてのハーモニツクドライブ９０、駆
動力伝達手段としてのクラツチ９２からなる回転
力伝達系が設けられている。パルスモータ８８に
はその回転角度に比例した数の出力パルスを出力
するロータリエンコーダ９４が連結され、この出
力パルスが回転角度の目標設定値と追従するよう
に図示しないサーボ制御系によつて制御された入
力パルスに基づいて回転する。パルスモータ８８
の回転はハーモニツクドライブ９０によつて所定
の回転速度に減速され、クラツチ９２の入力軸に
伝達される。軸９５に外嵌して回転するクラツチ
９２の出力軸９６にはギヤボツクス９８が取着さ
れている。このギヤボツクス９８内の第１ギヤ１
００は前記クラツチ９２の出力軸９６に外嵌さ
れ、第１ギヤ１００には第２のギヤ１０２が噛合
し、この第２ギヤ１０２はトルクコンバータ１２
のスタータギヤ５２に噛合して当該トルクコンバ
ータ１２を所定角度ずつ回転させる。なお、前記
クラツチ９２の出力側を制動するためにブレーキ
シリンダ１０３が設けられている。このため、前
記ブレーキシリンダ１０３を構成するピストンロ
ツド１０３ａの先端部には摩擦部材１０３ｂが固
着されている。

ここで、第３図に示すように、ハウジング８６
の下端部にはギヤボツクス９８をトルクコンバー
タ１２側に押圧する機構としてのバツクアツプシ
リンダ１０４が設けられる。このバツクアツプシ
リンダ１０４内のシリンダ室１０５を摺動変位す
るピストン１０６にはスプリング１０８が係合
し、このスプリング１０８によつて前記ピストン
１０６は矢印Ａ方向に付勢される。この場合、シ
リンダ室１０５内に圧縮空気が導入されている状
態ではピストン１０６から延在するピストンロツ
ド１１０はギヤケース９８を押圧することはな
い。ハウジング８６の下端部には、また、ギヤケ
ース９８に設けた磁性体１０９に反応するギヤ噛
合確認センサ１１１とギヤケース９８が過剰にト
ルクコンバータ側に押し付けられるのを回避し且
つ適正な位置に保持するためのストツパ１１２が
設けられている。

本発明に係るねじ穴位置の位相合わせ装置は基
本的には以上のように構成されるものである。

次に、第１図において、トルクコンバータ自動
組付システムを構成する他の装置について概略的
に説明する。

シヤトルユニツト１４はレール架台１１４上を
水平方向に移動することが可能に構成されてい
る。ボルト装着装置２８はパーツフイーダから延
在する供給管２６を通り圧縮空気の圧力作用下に
送給されるボルトを受け入れるボルト受ホルダ１
１６を備える。ボルト受ホルダ１１６には、この
場合、その内部に受領したボルトをその頭部を下
方に指向させて保持する一組の開閉自在なチヤツ
ク１１８ａ，１１８ｂが設けられる。また、当該
ボルト装着装置２８は前記チヤツク１１８ａ，１
１８ｂに当接してこれらを開成する開閉ロツド１
２０ａ，１２０ｂと、開閉ロツド１２０ａ，１２
０ｂと共に下降してボルト受ホルダ１１６内のボ
ルトを保持しつつ当該ボルトを下方に位置するボ
ルト締付装置２４にセツトするためのドライバ１
２２を備えている。これら開閉ロツド１２０ａ，
１２０ｂとドライバ１２２はシリンダ（図示せ
ず）に駆動されて一体的に昇降するよう構成され
る。

次に、ボルト締付装置２４は架台１２４上に配
設される。架台１２４上において、当該ボルト締
付装置２４を構成する本体部１２６およびこの本
体部１２６の前方に設けられるナツトランナ１２
８は送りシリンダ１３０によつて架台１２４上を
進退自在である。ナツトランナ１２８は回転駆動
源としての駆動モータ１３２を備え、ボルトの頭
部が嵌合するソケツトは前記駆動モータ１３２に
より回転させられる。また、ナツトランナ１２８
はシリンダ１３４と連結され、このシリンダ１３
４により昇降変位自在に構成される。この場合、
ボルト締め込みの際はナツトランナ１２８を上昇
させてボルトをトルクコンバータ１２の下側から
螺入させるものである。

トルクコンバータ自動組付システムは概略的に
は以上のように構成されるものであり、次に、こ
のトルクコンバータ自動組付システムによつてト
ルクコンバータをエンジンに組み付ける一連の工
程との関連において本発明に係る位相合わせ装置
の作用並びに効果について説明する。

先ず、第１図および第２図に示すように、トル
クコンバータ１２をシヤトルユニツト１４上に載
置してそのねじ穴の位置を基準の向きに合わせ
る。この状態でシヤトルユニツト１４をレール架
台１１４上で移動させ、同図に示す移動ローダ２
２の位置の直下にトルクコンバータ１２を位置決
めする。

そこで、第２図において、移動ローダ２２の備
える昇降シリンダ４０のピストンロツド４２を伸
長させることによつてマニピユレータ１６を下降
させる。そして、トルクコンバータ１２の出力軸
１３６を心出部材６６に嵌合させ、トルクコンバ
ータ１２の位置決めをする。この場合、心出部材
６６の尾端部に係合するコイルスプリング６４が
圧縮され、クツシヨンの役割を果たすと共に心出
部材６６と連結されるロツド部材６８が上昇して
その先端に設けられた磁性体７０が判別用センサ
７２に近接し、この結果、トルクコンバータ１２
が適用機種であることが検知される。次いで、こ
のマニピユレータ１６を作動させてトルクコンバ
ータ１２をクランプアーム４６ａ乃至４６ｃで把
持させる。すなわち、クランプシリンダ５０ａ乃
至５０ｃを付勢して当該クランプアーム４６ａ乃
至４６ｃを支軸４８ａ乃至４８ｃを中心として矢
印方向に回動させれば、クランプアーム４６ａ乃
至４６ｃ先端の爪部材５４ａ乃至５４ｃがトルク
コンバータ１２のスタータギヤ５２に係合し、こ
れによりトルクコンバータ１２はクランプアーム
４６ａ乃至４６ｃに把持される。

この時、マニピユレータ１６によつて固定され
たトルクコンバータ１２に対して本発明に係る位
相合わせ装置３０は離れた位置にあり、当該位相
合わせ装置３０のギヤケース９８の位置とトルク
コンバータ１２に対する位置は第３図において二
点鎖線で示されている。

次いで、位相合わせ装置３０全体を送るための
走行シリンダ８２を駆動してマニピユレータ本体
４４に設けた第１レール７４、第２レール７６に
沿つて当該位相合わせ装置３０を第２図において
紙面から直交する方向手前側に変位させる。この
変位方向は第３図に示す矢印Ｃ方向に対応し、こ
れによりギヤボツクス９８の第２ギヤ１０２をト
ルクコンバータ１２のスタータギヤ５２に対して
その接線方向から進入せしめる。この場合、クラ
ツチ９２は接続状態にはなく、従つて、第２ギヤ
１０２は自由に回転可能な状態とする。そして、
バツクアツプシリンダ１０４において、ピストン
１０６を矢印Ｂ方向に押動していたシリンダ室１
０５内の圧縮空気を排出させることにより、スプ
リング１０８の弾発作用下にピストン１０６を矢
印Ａ方向に変位させ、ピストンロツド１１０をギ
ヤケース９８に当接させ、当該ギヤケース９８を
矢印Ｄ方向に回転させる。この結果、第２ギヤ１
０２とトルクコンバータ１２のスタータギヤ５２
が噛合することになる。このようにスタータギヤ
５２の接続方向から、先ず、ギヤボツクス９８の
第２ギヤ１０２を進入させ、次いで、前記進入方
向とは直交する方向からギヤボツクス９８を押圧
するため、スタータギヤ５２と第２ギヤ１０２が
無理なく確実に噛合するに至る。従つて、噛合が
十分達成されない場合にスタータギヤ５２が破損
するという危険性がなく、また、噛合した際にト
ルクコンバータ１２が回動することによつてねじ
穴の位置がずれ、以後のボルト締込作業に支障を
来たすことはない。

そして、この噛合した状態は検出センサ１１１
に対してギヤボツクス９８に設けた磁性体１０９
が接近することにより検知される。

次に、第１図に示す昇降シリンダ４０の駆動作
用下にトルクコンバータ１２を把持させたままマ
ニピユレータ１６を上昇させると共に、走行シリ
ンダ３８のピストンロツドを退動させて移動ロー
ダ２２を治具パレツト１８上に固定されるエンジ
ン２０の直上まで移動させる。その位置で再び昇
降シリンダ４０のピストンロツド４２を伸長さ
せ、マニピユレータ１６を下降させることによつ
てトルクコンバータ１２をエンジン２０のドライ
ブプレート１３８上に載置する。この時、トルク
コンバータ１２の下部周縁に穿設してあるねじ穴
とドライブプレート１３８の周縁に穿設してある
孔部とは予めトルクコンバータ１２のねじ穴をシ
ヤトルユニツト１４上で基準の向きに合わせてい
るので一致する。

そこで、ボルト装着装置２８によつてボルトが
ボルト締付装置２４に装着される。すなわち、ボ
ルトは当該ボルト装着装置２８のボルト受ホルダ
１１６内に供給管２６を通つてその頭部を下方に
指向させて送られてくる。この時、チヤツク１１
８ａ，１１８ｂは閉成されており、ボルトはこの
チヤツク１１８ａ，１１ｂに係止している。そし
て、ボルト締付装置２４にあつては初期状態では
ナツトランナ１２８はそのソケツトがボルト受ホ
ルダ１１６の直下に位置するように待機している
ものとする。この状態でドライバ１２２はボルト
受ホルダ１１６内に進入すると共に、その内部の
ボルトを保持する。やがて、開閉ロツド１２０
ａ，１２０ｂ先端がチヤツク１１８ａ，１１８ｂ
に当接し、これらを互いに拡開する方向に回動さ
せる。そして、トライバ１２２の下降と共に、こ
のドライバ１２２先端のボルトはナツトランナ１
２８のソケツトに装着される。

このようにしてナツトランナ１２８のソケツト
にボルトが装着された後、送りシリンダ１３０に
よつてナツトランナ１２８を前進させる。そし
て、シリンダ１３４を上昇させると共に、駆動モ
ータ１３２の回転作用下にボルトをトルクコンバ
ータ１２の下側から螺入し、締め付けることにな
る。一のねじ穴に対するボルト締結が終了した
後、ナツトランナ１２８を前記とは逆の動作でボ
ルト装着装置２８のボルト受ホルダ１１６の直下
まで退避させておく。

次に、第４図および第５図に示すように、マニ
ピユレータ１６に併設されている位相合わせ装置
３０によつて次なるねじ穴の位相を合わせる。す
なわち、マニピユレータ１６にあつてはクランプ
アーム４６ａ乃至４６ｃをクランプシリンダ５０
ａ乃至５０ｃの作用下に矢印方向に回動させ、ト
ルクコンバータ１２に対するクランプを解除す
る。そして、図示しないサーボ制御系の駆動制御
の下にパルスモータ８８を回転させてトルクコン
バータ１２をそのねじ穴間隔に対応する角度だけ
回転させる。その時、クラツチ９２を付勢状態、
すなわち、結合状態にしておくことは言うまでも
ない。

パルスモータ８８の回転はハーモニツクドライ
ブ９０によつて減速され、クラツチ９２を介しそ
の出力軸９６に伝達され、さらに、この出力軸９
６に固着される第１ギヤ１００に噛合する第２ギ
ヤ１０２に伝達される。第２ギヤ１０２がトルク
コンバータ１２のスタータギヤに噛合しているこ
とからトルクコンバータ１２は回転し、その際、
パルスモータ８８はトルクコンバータ１２のねじ
穴の間隔に相応する回転角度分だけトルクコンバ
ータ１２を回転させる結果、ねじ穴位置が正確に
調整される。こうして、次なるねじ穴に対して前
述したボルト締付装置２４によつて同様にボルト
を締結する。

以上のような動作を繰り返してトルクコンバー
タ１２をエンジン２０のドライブプレート１３８
に取り付ける作業が自動的に遂行される。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、トルクコンバ
ータのねじ穴位置の位相合わせ定位置にあるナツ
トランナ等の締付手段に対して行う際、トルクコ
ンバータのスタータギヤにパルスモータにより駆
動されるギヤを噛合させ、このパルスモータの回
転駆動によりトルクコンバータを回転させること
によつて、精度よく位相合わせを行うことが可能
である。そして、スタータギヤに位相合わせ装置
側のギヤを噛合させるに際してスタータギヤの接
線方向から進入させてさらにギヤケースを押圧し
て確実に噛み合わせていることから、トルクコン
バータのギヤの噛合が円滑に遂行される。すなわ
ち、このように噛合状態が得られることによつ
て、スタータギヤが破損する等の事故の懸念もな
い。また、位相合わせ装置自体をトルクコンバー
タを搬送するマニピユレータに併設していること
から、全体構成を小型で簡素化することが可能と
なる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて
説明したが、本発明はこの実施態様に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の改良並びに設計の変更が可能なこと
は勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る移相合わせ装置が適用さ
れるトルクコンバータ組付システムの全体構成側
面図、第２図はマニピユレータおよび当該位相合
わせ装置の一部断面側面図、第３図は当該位相合
わせ装置のギヤボツクスとトルクコンバータの噛
合前の相対的な位置関係を示す拡大説明図、第４
図はトルクコンバータとギヤボツクスとが噛合し
た状態の説明図、第５図は当該位相合わせ装置の
動作説明図である。 １０……トルクコンバータ自動組付システム、
１２……トルクコンバータ、１４……シヤトルユ
ニツト、１６……マニピユレータ、２２……移動
ローダ、２４……ボルト締付装置、２８……ボル
ト装着装置、３０……位相合わせ装置、３２……
支柱、３４……ビーム、３８……走行シリンダ、
４０……昇降シリンダ、４４……マニピユレータ
本体、４６ａ〜４６ｃ……クランプアーム、５０
ａ〜５０ｃ……クランプシリンダ、５８……継手
部材、６０……回転軸、６６……ワーク心出部
材、８２……走行シリンダ、８６……ハウジン
グ、８８……パルスモータ、９０……ハーモニツ
クドライブ、９２……クラツチ、９４……ロータ
リエンコーダ、９８……ギヤボツクス、１０４…
…バツクアツプシリンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トルクコンバータをエンジンに組み付ける際
   にそのねじ穴位置をナツトランナ等の締付装置に
   対して位相合わせする装置であつて、トルクコン
   バータの外周に刻設されたギヤに対して噛合する
   ギヤを備えたギヤボツクスと、前記ギヤボツクス
   のギヤを駆動する回転駆動源と、前記回転駆動源
   の回転力をギヤボツクスに伝達する回転力伝達系
   と、前記ギヤボツクスをトルクコンバータ側に進
   退動作するためのバツクアツプ機構とからなるこ
   とを特徴とするねじ穴位置の位相合わせ装置。 ２ 請求項１記載の装置において、当該位相合わ
   せ装置本体をトルクコンバータが把持されるマニ
   ピユレータに配設すると共に、前記位相合わせ装
   置本体をアクチユエータの駆動作用下に前記トル
   クコンバータのギヤの接線方向に進退自在に構成
   したことを特徴とするねじ穴位置の位相合わせ装
   置。