JPH11254251A - ワーク組付・仮締装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 位置決め停止されたエンジンのクランクシャ
フトにワークを自動的に組み付け、且つボルトにより仮
り締め固定することが可能なワーク組付・仮締装置を提
供する。 【解決手段】 ワーク組付・仮締装置２０は、ヘッド２
２が上方に回動してラインコンベア３により搬送されて
ワーク組付・仮締装置２０と対向して位置決め停止され
回転方向の位置決めがされたエンジンＥのクランクシャ
フトＣＳに対応して回転方向の位置決めがされたワーク
を受け取り且つ保持した後、ヘッド２２が水平位置まで
回動してワークをクランクシャフトに対向させ、本体２
１が前進してワークをクランクシャフトに装着する。ナ
ットランナ２３は、ヘッド２２が上方に回動した間にボ
ルトを受け取り、ヘッド２２がクランクシャフトにワー
クを装着した後前進して仮り締めする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの自動組
立装置においてエンジンのクランクシャフトにフライホ
イール又はドライブプレート等のワークを組み付け、仮
り締めするワーク組付・仮締装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの組立ラインにおいて、マニュ
アル・トランスミッション（Ｍ／Ｔ）車両のエンジンに
は図１及び図２に示すようにエンジンＥのクランクシャ
フトＣＳにフライホイールＦＷを組み付けて複数本（５
本）のボルトＢＴをねじ穴Ｈｂに螺合して仮り締めし、
一方、オート・トランスミッション（Ａ／Ｔ）車両のエ
ンジンには図３及び図４に示すようにエンジンＥのクラ
ンクシャフトＣＳの中央の位置決め穴Ｈａにセンタリン
グ用ブッシュＢＵを装着し、当該ブッシュＢＵを介して
ドライブプレートＤＰ、アダプタプレートＡＰを組み付
けて複数本（５本）のボルトＢＴをねじ穴Ｈｂに螺合し
て仮り締めし、次の組立工程に搬送する。ボルトＢＴ
は、クランクシャフトＣＳに取り付けたフライホイール
ＦＷやドライブプレートＤＰが落ちない程度に仮り締め
する。尚、ドライブプレートＤＰの種類によっては、ブ
ッシュＢＵを用いないものもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のワーク（フ
ライホイールやドライブプレート）のクランクシャフト
への組付は、作業者が手作業で行っており、生産性の向
上、作業環境の改善等に対応すべく自動化が要望されて
いる。これらワークの組付を自動化する場合、ワークの
特質上クランクシャフトに嵌合装着しても嵌合代が少な
いために不安定であり、次工程に搬送中に落下する可能
性があり、組み付け後、ボルトにより仮締めすることが
必要となる。また、自動組付のサイクルタイムの制約
上、及びエンジンの位置決め精度上装置にワーク一式及
び取付ボルトを装着し、対象とするエンジンに組み付け
る必要がある。更に、取付部であるクランクシャフト
は、回転体であり組付時に回転する可能性があるため組
み付けに確実性がない等の問題がある。

【０００４】このため、本発明では、位置決め停止され
たエンジンのクランクシャフトにワークを自動的に組み
付け、且つボルトにより仮り締め固定することが可能な
ワーク組付・仮締装置を提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１では、ワーク組付・仮締装置と対
向する位置に位置決め停止され、回転方向の位置決めが
されたエンジンのクランクシャフトに対応してワークを
受け取り、この状態でヘッドが水平位置まで回動して前
記ワークをクランクシャフトに組み付け可能に対向さ
せ、次に、本体が前進して前記ワークを前記クランクシ
ャフトに組み付ける。ナットランナは、前記ヘッドが上
方位置に回動した際に前記ワークを取り付けるボルトを
受け取り、前記ヘッドが前記ワークを前記クランクシャ
フトに組み付けた後前進して前記ワークを前記クランク
シャフトに仮り締めする。

【０００６】請求項２の発明では、ヘッドは、前記受け
渡されたワークをガイドピンにより支持すると共に位置
決めピンにより前記位置決めされた位置に保持し、吸着
手段により前記受け渡されたワークを吸着して保持す
る。これによりクランクシャフトにフライホイール又は
ドライブプレートを確実に組み付けることが可能とな
る。

【０００７】請求項３の発明では、ナットランナは、可
変ピッチ機構によりボルトが螺合するクランクシャフト
のねじ穴のピッチに応じて前記ボルトが装着されるソケ
ットピッチを可変する。これにより、各種のフライホイ
ール、ドライブプレートの組付・仮締に対応することが
可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。図５は、本発明
の実施形態としてエンジンの自動組立装置の概略構成図
を示し、図６は、図５の概略側面図を示す。図５及び図
６において自動組立装置１は、基盤２の前側（図中手前
側）にエンジンＥを搬送するラインコンベア３が配置さ
れており、基盤２上の後側にワークとしてのフライホイ
ールＦＷ、ドライブプレートＤＰを供給するフライホイ
ール供給コンベア４、ドライブプレート供給コンベア５
が配置され、図中右側にブッシュＢＵを供給するブッシ
ュ供給装置６、アダプタプレートＡＰを供給するアダプ
タプレート供給装置７、フライホイールＦＷ、ドライブ
プレートＤＰをエンジンＥのクランクシャフトＣＳに取
り付けるボルトＢＴを供給するボルト供給装置８、及び
当該組立装置１を制御する制御装置９等が配置されてい
る。そして、基盤２の略中央には組付用の多軸（６軸）
ロボット１０が配設されており、前記供給装置からフラ
イホイールＦＷ、ドライブプレートＤＰ、ブッシュＢ
Ｕ、アダプタＡＰ等を受け取り、ラインコンベア３上の
エンジンＥのクランクシャフトＣＳに供給する。エンジ
ンＥは、パレットに載置されてクランクシャフトＣＳの
フライホイール又はドライブプレート取付端面をロボッ
ト１０側に向けてラインコンベア３に載置され、矢印方
向に搬送される。

【０００９】基盤２にはロボット１０の前側にフライホ
イール及びドライブプレート組付・仮締装置（以下「ワ
ーク組付・仮締装置」という）２０がラインコンベア３
に臨んで配置されており、ロボット１０の図中左側にフ
ライホイール及びドライブプレート回転方向位置決め装
置（以下「ワーク回転方向位置決め装置」という）３０
が配置されている。ワーク組付・仮締装置２０の前方に
ラインコンベア３と僅かな間隙を存して対向してクラン
クシャフト回転方向位置決め装置４０が配置され、当該
クランクシャフト回転方向位置決め装置４０の裏側（ロ
ボット１０側）にガイドピン交換装置５０が一体に設け
られている。ワーク組付・仮締装置２０とガイドピン交
換装置５０との間にボルト分配受渡装置６０が配置され
ている。

【００１０】フライホイール供給コンベア４は、複数種
類（例えば、１０種類）のフライホイールＦＷを、ドラ
イブプレート供給コンベア５は、複数種類（例えば、７
種類）のドライブプレートＤＰを、ブッシュ供給装置６
は、複数種類（例えば、２種類）のブッシュＢＵを、ア
ダプタプレート供給装置７は、複数種類（例えば、２種
類）のアダプタプレートＡＰを、夫々ロボット１０側に
向けて供給する。アダプタプレート供給装置７は、搬入
されたドライブプレートＤＰの表裏を判別する表裏検査
部と、判別したドライブプレートＤＰの回転方向の位置
決めをする回転方向位置決め部とを有している。

【００１１】アダプタプレートＡＰは、複数枚が段重ね
されて１セットとされ、表側が上方を向けてアダプタプ
レート供給装置７に供給される。この１セットの中で表
側が下方を向いている（裏側を向いている）ものが混在
していることがあり得る。そこで、前記表裏検査部は、
アダプタプレートの表裏を判別して、裏側を向いている
アダプタプレートを排除する。また、前記表裏検査部
は、例えば、続けて２枚のアダプタプレートが裏側を向
いていたときには当該セットの残余のアダプタプレート
全体が裏側を向いているものとして、当該セットのアダ
プタプレートを全て排除する。これは、作業者が表裏を
間違えてセットした場合等を考慮してサイクルタイムの
無駄を省くためである。

【００１２】ボルト供給装置８は、複数種類（例えば、
３種類）のボルト供給部８ａ〜８ｃを備えている。そし
て、ボルト供給部８ａは、フライホイールＦＷ用の長い
ボルトを、ボルト供給部８ｂは、ドライブプレートＤＰ
用の短いボルトを、ボルト供給部８ｃは、緩み止めのボ
ルトを供給する。これらのボルトは、チューブ８ｄ〜８
ｆを通してボルト分配受渡装置６０に供給される。

【００１３】ロボット１０は、例えば、６軸のロボット
で３つのハンドを備えており、ドライブプレートＤＰの
組付の際にはブッシュＢＵと、ドライブプレートＤＰ
と、アダプタプレートＡＰの３個のワークを各別に把持
して所定の順序でクランクシャフトに組み付け可能とさ
れている。尚、フライホイールＦＷの組付の場合には１
つのハンドが使用される。

【００１４】ワーク回転方向位置決め装置３０は、回転
方向が位置決めされるクランクシャフトＣＳに応じてワ
ークとしてのフライホイールＦＷ又はドライブプレート
ＤＰの回転方向の位置決めをするもので、ロボット１０
によりフライホイール供給コンベア４又はドライブプレ
ート供給コンベア５から取り出されて供給されたフライ
ホイールＦＷ又はドライブプレートＤＰを回転させて所
定の回転位置に位置決めする。この位置決めされたフラ
イホイールＦＷ又はドライブプレートＤＰは、ロボット
１０により取り出されてワーク組付・仮締装置２０のヘ
ッド２２に供給される。

【００１５】クランクシャフト回転方向位置決め装置４
０は、図６に矢印Ａ、Ｂで示すように昇降可能に配置さ
れており、上昇位置（待機位置）においてワーク組付・
仮締装置２０のヘッド２２及びナットランナ２３等が、
当該クランクシャフト回転方向位置決め装置４０の下方
をラインコンベア３方向に進退可能とされている。ま
た、クランクシャフト回転方向位置決め装置４０は、下
降位置（位置決め位置）においてラインコンベア３上に
載置されて搬送され位置決め停止されたエンジンＥのク
ランクシャフトＣＳのフライホイール又はドライブプレ
ート取付端面と対向し、且つ当該クランクシャフトＣＳ
のノックピンに係合して所定の回転位置例えば、ノック
ピンが真上位置に位置するまで回転させる。

【００１６】ガイドピン交換装置５０は、回転方向が位
置決めされたフライホイール又はドライブプレートを予
めワーク組付・仮締装置２０のヘッド２２に装着する際
に、これらの種類が多く、且つその形状が複雑であり、
共通した冶具等で位置決め支持することが極めて困難で
あるために、数種類のワーク支持用ガイドピンを備えて
おり、ワークの種類に応じて前記ヘッド２２に交換装着
することで対処するものである。

【００１７】ボルト分配受渡装置６０は、クランクシャ
フト回転方向位置決め装置４０と同様に昇降可能に配置
されており、上昇位置においてワーク組付・仮締装置２
０の本体２１、ヘッド２２及びナットランナ２３等が当
該ボルト分配受渡装置６０の下方をラインコンベア３方
向に進退可能とされている。そして、上昇位置において
エンジンＥのクランクシャフトに組み付けるべきワーク
即ち、フライホイール又はドライブプレートを組み付け
る際に必要な複数本（５本）のボルトをボルト供給装置
８から１本づつ順次受け取り、下降位置において前記５
本のボルトをワーク組付・仮締装置２０の５本のナット
ランナ２３に一度に分配供給する。ボルト分配受渡装置
６０は、ナットランナ２３にボルトを供給した後上昇
し、ボルト供給装置８から次のワークのボルトを受け取
り待機する。

【００１８】ワーク組付・仮締装置２０は、後で詳しく
説明するので、ここでは組立装置１の全体構成を説明す
る上で簡単に説明する。ワーク組付・仮締装置２０は、
本体２１が前後方向に水平に進退可能とされると共に、
ヘッド２２も本体２１に対して前後方向に進退可能とさ
れている。更に、図６に示すようにヘッド２２は、アー
ム２４により実線で示す水平位置からその前面が上方を
臨むように上方に９０°回動可能とされている。そし
て、ヘッド２２は、２点鎖線で示すように上方に９０°
に回動した位置においてロボット１０から回転方向に位
置決めされたワーク即ち、フライホイール又はドライブ
プレートを受け取り保持する。また、５本のナットラン
ナ２３にボルト分配受渡装置６０から５本のボルトが分
配供給される。

【００１９】ワーク組付・仮締装置２０は、ヘッド２２
がワークを受け取り、ナットランナ２３がボルトを受け
取った後、アーム２４が垂直位置から水平位置に回動し
て復帰し、組付・仮締動作を行う。即ち、ワーク組付・
仮締装置２０は、ヘッド２２が前進してラインコンベア
３上を搬送されて位置決め停止されたエンジンＥのクラ
ンクシャフトＣＳのフライホイール又はドライブプレー
ト取付端面に正確に位置決めした状態でワークを落とさ
ないように保持して組み付け、次いで、各ナットランナ
２３が前進して夫々ボルトを、当該フライホイール又は
ドライブプレートのボルト穴を挿通させて前記クランク
シャフトＣＳの端面のねじ穴に螺合させて仮締め固定す
る。

【００２０】制御装置９は、前記各装置及びロボット１
０を所定のシーケンスに従って制御してフライホイール
ＦＷ又はドライブプレートＤＰをエンジンＥのクランク
シャフトＣＳに組み付け、仮締固定する。次に、ワーク
組付・仮締装置２０について詳細に説明する。図７は、
図６に示すワーク組付・仮締装置２０の側面図、図８
は、図７の一側の側壁を取り除いた要部拡大側面図、図
９は、図７の一部省略平面図である。

【００２１】図７乃至図９おいて、ワーク組付・仮締装
置２０は、本体２１、ヘッド２２、ナットランナ２３等
により構成されている。先ず、本体２１について説明す
る。図７に示すように基盤２００上に前後方向（ライン
コンベア３に向かう長手方向）に沿って左右２本のレー
ル２０１、２０１が配設され、これらのレール２０１上
にＬＭガイド２０２を介して本体２１の底板２０３が進
退自在に配設されている。底板２０３の左右両側には前
後方向（長手方向）に沿ってサイドフレーム２０４、２
０４が固定されており、これらのサイドフレーム２０
４、２０４の前部には、アーム２４を構成する略クラン
ク状をなす左右の旋回ブラケット２０５、２０５の基端
近傍が軸２０６、２０６により上下方向に回動可能に軸
支されている。そして、旋回ブラケット２０５、２０５
の先端にはこれらを連結するように枠体状の取付プレー
ト２０７が、先端の上、下両端面には夫々ストッパプレ
ート２０８、２０８、２０９、２０９が設けられてい
る。

【００２２】基盤２００には左右のレール２０１、２０
１の間に長手方向に沿って送り機構としての送りねじ２
１０が両端を回転自在に軸支されて設けられており、底
板２０３には送りねじ２１０と螺合するナット部２１１
が設けられている。送りねじ２１０は、図示しない駆動
機構により回転駆動されて底板２０３即ち、ワーク組付
・仮締装置２０を進退駆動する。

【００２３】左右のサイドフレーム２０４、２０４の下
部にはシリンダ２１２、２１２が前後方向に沿って水平
に配置され、各シリンダボトムが夫々サイドフレーム２
０４、２０４の後端に支持され、各ロッドの先端が夫々
アーム２４としての旋回ブラケット２０５、２０５の基
端に軸支されている。左右のサイドフレーム２０４、２
０４の各上部略中央には夫々ストッパ２１５（図７）が
設けられており、各前端には夫々ダンパ２１６及びスト
ッパ（図示せず）が並設されている。旋回ブラケット２
０５、２０５は、シリンダ２１２、２１２が図示のよう
に短縮すると水平位置に回動され、且つ各ストッパプレ
ート２０９が前記各ダンパ２１６及びストッパに当接係
止されて水平保持され、伸張すると９０°上方に回動さ
れ、且つ各ストッパプレート２０８が各ストッパ２１５
に当接係止されて図７に２点鎖線で示すように垂直に保
持される。

【００２４】次に、ヘッド２２について説明する。図１
０及び図１１に示すようにヘッド２２の揺動プレート２
２０は、取付プレート２０７の前面四隅に設けられた４
個のＶ型ローラ２２１に両側部の上下を挟持されて上下
方向に垂直に移動可能に設けられ、且つ左右両側部がス
プリング２２２、２２２により取付プレート２０７に吊
下げられている。この取付プレート２０７にはストッパ
２２３が揺動プレート２２０の左右の各上下両端と対向
して設けられている。揺動プレート２２０は、これらの
ストッパ２２３により上下の移動量が規制される。この
揺動プレート２２０の移動量は、数ｍ程度（例えば、１
ｍ程度）とされている。このようにして、揺動プレート
２２０は、フローティング構造とされている。揺動プレ
ート２２０には図１０に破線で示すように中央にナット
ランナ２３のソケットが挿通する孔２２０ａが設けられ
ており、この孔２２０ａは、上方に開口されている。

【００２５】揺動プレート２２０の下部左右両側には位
置決めピン２２４、２２４が前方に向かって水平に取り
付けられている。これらの位置決めピン２２４、２２４
は、ワークの組付の際にエンジンＥのシリンダブロック
ＣＢの下部左右両側に設けられている位置決め穴ＣＢａ
（図１６）に係合してヘッド２２を正確に位置決めする
ためのものである。位置決めピン２２４は、図１２に示
すようにガイド２２５内にスプリング２２６を介して収
納されてバネ力により突出されており、ばね力に抗して
後退可能とされている。

【００２６】図１０及び図１２に示すように円形プレー
ト２２７は、環状をなし揺動プレート２２０の前側中央
に配置され、当該揺動プレート２２０に設けられた４個
のＶ型ローラ２２８により外縁部が周方向に等間隔で回
転自在に挟持されている。シリンダ２３０は、同じスト
ロークの２つのシリンダ２３０Ａと２３０Ｂとが背中合
わせに固定された背合わせ構造とされており、取付プレ
ート２０７の下方に左右方向に水平に配置され、シリン
ダ２３０Ａのロッドがレバー２３１を介して取付プレー
ト２０７の下端に、シリンダ２３０Ｂのロッドがレバー
２３２を介して円形プレート２２７の下部に夫々連結さ
れている。また、取付プレート２０７にはレバー２３２
の左右両側にストッパ２３３、２３４が設けられてお
り、レバー２３２の左右方向への回動位置即ち、円形プ
レート２２７の回動位置を規制する。

【００２７】シリンダ２３０は、後述するガイドピン２
４１とセンタピン２５８をクランクシャフトＣＳに確実
に位置決めするために円形プレート２２７を回転方向に
揺動させるためのものである。円形プレート２２７は、
シリンダ２３０Ａが短縮し、シリンダ２３０Ｂが伸張し
た図示の状態において中央に位置し、この状態でシリン
ダ２３０Ａが伸張すると時計方向に回動し、シリンダ２
３０Ａが短縮し、シリンダ２３０Ｂが伸張した図示の状
態でシリンダ２３０Ａが短縮すると反時計方向に回動す
る。このように２つのシリンダ２３０Ａと２３０Ｂとを
制御することにより、円形プレート２２７を回転方向に
揺動させる。

【００２８】図１０に示すようにガイドピンハウジング
２４０は、円形プレート２２７の中央の孔２２７ａを前
後方向に水平に遊貫し、フランジ２４０ａが孔２２７ａ
の周縁部に固定されて支持されている。フランジ２４０
ａにはナットランナ２３の各ソケット２８５が貫通する
孔２４０ｂが同一円周上に複数設けられている。これら
の孔２４０ｂは、半径方向に長い長孔とされており、ナ
ットランナ２３の各ソケット２８５の半径方向への移動
（拡径、縮径）を可能としている。

【００２９】ガイドピンハウジング２４０の先端にはガ
イドピン２４１が交換可能に装着されている。このガイ
ドピン２４１は、ヘッド２２がワークを受け取る際に当
該ワークの中央の孔を貫通して支持すると共に、当該ワ
ークをクランクシャフトＣＳに取り付ける際に先端がク
ランクシャフトＣＳの端面中央の位置決め穴Ｈａ（図
２、図１６）に嵌合してワークの受渡を行うためのもの
である。このガイドピン２４１は、クランクシャフトＣ
Ｓに取り付けるワークの種類（前記位置決め穴Ｈａの大
きさ）に応じてガイドピン交換装置５０（図６）により
交換される。円形プレート２２７の裏側上部中央にはガ
イドピンハウジング２４０の上方にシリンダ２４２が垂
直に配設されており、ロッドの先端にロックレバー２４
３が固定されている。このロックレバー２４３の先端
は、ガイドピンハウジング２４０に設けられた孔（図示
せず）を通してガイドピン２４１の後端に設けられてい
る係止部（図示せず）と係合して逸脱不能にロックして
いる。シリンダ２４２が短縮するとロックレバー２４３
がガイドピン２４１の前記係合部との係合を解除されて
当該ロックピン２４１の着脱が可能即ち、交換可能とさ
れる。

【００３０】図１０乃至図１２に示すように円形プレー
ト２２７の前側には当該円形プレート２２７と略同径の
バキューム取付プレート２４５が配置されている。この
バキューム取付プレート２４５は、左右両側がガイド２
４６、２４６を介して円形プレート２２７に進退可能に
支持されている。図１３に示すようにガイド２４６と並
んでガイド２４７が設けられ、ロッド２４７ａの先端が
バキューム取付プレート２４５に固定され、軸部が円形
プレート２２７に設けられたスプリングガイド２４７ｂ
にスプリング２４７ｃを介して収納されている。ロッド
２４７ａは、スプリング２４７ｃのばね力により前方に
押し出されており、前面に押圧力が付与されるとバネ力
に抗して後退する。円形プレート２２７にはロッド２４
７ａの後端に設けられた位置検出ドグ２４７ｄと対向し
てセンサ２４８が設けられている。このセンサ２４８
は、バキューム取付プレート２４５が図示の位置にある
ときにオンとされ、当該位置から後退したときにオフと
されて、バキューム取付プレート２４５の位置即ち、ワ
ークのクランクシャフトＣＳの端面からの位置を検出す
る。

【００３１】バキューム取付プレート２４５の前面には
図１１乃至図１３に示すように周方向に沿って所定位置
にワークを吸着保持する吸着手段としてのバキュームパ
ッド（吸盤）２５０、バキュームパッド２５１が夫々複
数づつ設けられている。これらのバキュームパッド２５
０、２５１は、フライホイールやドライブプレートを吸
着保持するためのもので、図示しないバキューム源（真
空源）に接続される。また、図１２に示すようにバキュ
ーム取付プレート２４５にはバキュームパッド２５１と
並んでストッパ２５２が複数設けられており、吸着した
ワークをバキューム取付プレート２４５から所定の間隔
に位置決め保持するようにしている。

【００３２】また、図１１及び図１２に示すようにバキ
ューム取付プレート２４５の前側にはガイドピン２４１
の上方位置にジョイントプレート２５５が水平に配置さ
れており、左右両端がガイドロッド２５６を介して円形
プレート２２７に支持されている。また、図１２に示す
ようにガイドロッド２５６と並んでガイド２５７が設け
られており、ロッド２５７ａは、先端がジョイントプレ
ート２５５に固定され、後端が円形プレート２２７に固
定されたガイド２５７ｂにスプリング２５７ｃを介して
収納されている。

【００３３】ジョイントプレート２５５の中央には位置
決めピンとしてのセンタピン２５８がガイドピン２４１
の真上位置に前方に水平に突出して設けられている。こ
のセンタピン２５８は、図１６に示すようにエンジンＥ
のクランクシャフトＣＳに設けられている位置決め用ノ
ックピンＮＰと対向する位置に設けられている。ジョイ
ントプレート２５５は、スプリング２５７ｃのバネ力に
より前方に押し出されており、センタピン２５８に押圧
力が付与されるとスプリング２５７ｃのバネ力に抗して
後退する。

【００３４】次に、ナットランナ２３について説明す
る。図７乃至図９に示すように本体２１内には箱状のフ
レーム２６０が収納されており、底板２６０ｃは、本体
２１の底板２０３上に前後方向（長手方向）に沿って左
右両側に配設されたレール２６１、２６１にＬＭガイド
２６２を介して進退可能に支持されている。シリンダ２
６３と２６４は、背合わせ構造とされ、左右のレール２
６１、２６１の間に長手方向に沿って配置されており、
ストロークの短いシリンダ２６３のロッド先端が底板２
０３の後端に固定され、ストロークの長いシリンダ２６
４のロッドの先端がフレーム２６０の底板２６０ｃの前
端に固定されている。これらのシリンダ２６３、２６４
は、夫々フレーム２６０を所定位置に進退移動させる。

【００３５】フレーム２６０のリヤプレート２６０ａに
はナットランナ２３の駆動部２８０が同一円周上に周方
向に沿ってクランクシャフトＣＳの各ねじ孔Ｈｂと対応
する位置に配設されている。フレーム２６０のフロント
プレート２６０ｂの前面にはメインプレート２６５が設
けられており、当該メインプレート２６５にはナットラ
ンナ２３のピッチを切り換えるための可変ピッチ機構２
７０が設けられている。

【００３６】クランクシャフトＣＳの端面に同一円周上
に配列された隣り合うねじ孔の周方向に沿う間隔をピッ
チと称し、エンジンの型式によって異なる。従って、こ
のピッチの変化に応じてナットランナ２３の隣り合うソ
ケットの間隔（ピッチ）を変化させることが必要とな
る。このピッチは、クランクシャフトＣＳの中心からね
じ孔の中心までの距離（半径）ｒに応じて変化する。可
変ピッチ機構２７０は、エンジンの型式によりナットラ
ンナ２３のピッチを切り換えるためのものである。尚、
本実施例では、ピッチを２段階に変化させる（中心から
の距離ｒが、ｒ１と、ｒ２（＞ｒ１）に変化する）場合
について図８、図９、図１４、図１５により説明する。

【００３７】図１４に示すようにメインプレート２６５
の前側（ヘッド２２側）には環状のカムプレート２７１
がその外周部を複数例えば、４個のＶ型ローラ２７２に
より回転可能に支持されている。このカムプレート２７
１は、板面にクランクシャフトのワーク取付ボルトに対
応した各ナットランナのテンションバー２８５に応じて
周方向に沿う長孔２７１ａが設けられている。各長孔２
７１ａは、カムプレート２７１の中心から始端（図中左
端）の中心までの半径がｒ１、終端（図中右端）の中心
までの半径がｒ２（＞ｒ１）の形状とされている。メイ
ンプレート２６５の上部にはシリンダ２７３が水平に配
設されており、ロッド２７３ａの先端がブラケット２７
４を介してカムプレート２７１の上端に連結されてい
る。シリンダ２７３は、図示のように伸張するとカムプ
レート２７１を反時計方向に回動させ、短縮するとカム
プレート２７１を時計方向に回動させる。

【００３８】図１４及び図１５に示すようにピッチ切換
プレート２７５は、メインプレート２６５とカムプレー
ト２７１との間且つ各長孔２７１ａと対向する位置に、
当該カムプレート２７１に対して放射状に配置されてお
り、ＬＭガイド２７６を介してメインプレート２６５に
カムプレート２７１の半径方向に移動可能に支持されて
いる。ピッチ切換プレート２７５の前側にはＬ形のブロ
ック２７７がカムプレート２７１を挟むように固定され
ており、当該ブロック２７７にはカムプレート２７１の
長孔２７１ａに転動可能に係合するローラ２７８が設け
られている。

【００３９】テンションバー２８１は、軸受２８２を介
してピッチ切換プレート２７５の先端に回転自在に且つ
前後方向に沿って水平に軸支されており、基端部が図８
及び図９に示すようにユニバーサルジョイント２８３を
介してナットランナ２３の駆動部２８０の回転軸に連結
されている。ピッチ切換プレート２７５は、カムプレー
ト２７１の回動に伴いローラ２７８を介してＬＭガイド
２７６に沿ってカムプレート２７１の半径方向に、半径
ｒ１からｒ２まで移動可能とされる。これに応じてテン
ションバー２８１が水平状態で前記半径方向に平行に移
動される。テンションバー２８１は、基端部がユニバー
サルジョイント２８３を介してナットランナ駆動部２８
０に連結されていることで、水平状態で前記半径方向に
平行移動される。他のテンションバー２８１についても
同様である。これにより、ナットランナ２３は、前記ピ
ッチが可変とされる。

【００４０】テンションバー２８１の先端にはソケット
２８５が軸方向に摺動可能に装着されている。ソケット
２８５の軸心には、一端が当該ソケット２８５の前端に
固定されたセンサピン２８６が設けられており、当該セ
ンサピン２８６は、テンションバー２８１の軸心に設け
られた孔２８１ａに摺動可能に嵌挿され、先端に直径方
向にピン２８７が貫通固定されている。このピン２８７
は、テンションバー２８１に軸方向に沿って設けられた
スリット２８１ｂに摺動可能に嵌合されており、両端が
テンションバー２８１に摺動可能に外嵌された環状のド
グ２８８に固定されている。テンションバー２８１の前
部にはストッパ２８９が外嵌固定されており、ピン２８
７を係止する。これにより、ソケット２８５は、テンシ
ョンバー２８１に相対回転不能、且つ逸脱不能とされ
る。ソケット２８５とストッパ２８９との間にはスプリ
ング２９０が縮設されており、ソケット２８５を前方に
押し出している。

【００４１】ブロック２７７にはドグ２８８と対向可能
にセンサ２９１が設けられている。このセンサ２９１
は、ナットランナ２３が前進して、ソケット２８５に装
着された取付ボルトがクランクシャフトのねじ孔の開口
端に当接し、更にナットランナ２３が前進してスプリン
グ２９０が圧縮されてソケット２８５が後退したとき
に、これに伴い後退するドグ２８８を検出するとオンと
なる。このセンサ２９１の信号によりナットランナ駆動
部２８０が回転駆動されて、前記取付ボルトの仮締を開
始する。

【００４２】以下にワーク組付・仮締装置２０の動作を
説明する。図１７は、ワーク組付・仮締装置２０の動作
の概要を示す。ワーク組付・仮締装置２０は、基盤２０
０の後端位置Ｐ１に後退して待機している。また、クラ
ンクシャフト回転方向位置決め装置４０、ガイドピン交
換装置５０及びボルト分配受渡装置６０は、夫々上昇し
て待機している。ワーク組付・仮締装置２０は、この待
機状態において、図７に示すように旋回ブラケット２０
５が水平に保持され、ヘッド２２が前方（正面）を向い
ており、図８に示すようにナットランナ２３が後退して
いる。エンジンＥが、ラインコンベア３によりエンジン
自動組立装置１に搬送されてくる。

【００４３】クランクシャフト回転方向位置決め装置４
０及びガイドピン交換装置５０が下降し、ワーク組付・
仮締装置２０が送り機構としての送りねじ２１０とナッ
ト部２１１（図７）により所定位置Ｐ２まで前進してガ
イドピン交換装置５０と対向する。次いで、ガイドピン
交換装置５０が、ヘッド２２のガイドピンハウジング２
４０の先端に装着されているガイドピン２４１を前記エ
ンジンＥに装着するワークに応じたガイドピンに交換す
る。ワーク組付・仮締装置２０は、ガイドピンの交換終
了後前記送り機構により元の位置Ｐ１まで後退する。

【００４４】次いで、本体２１の左右のシリンダ２１２
が伸張して左右の旋回ブラケット２０５を２点鎖線のよ
うに９０°上方に旋回させて水平にしてワークの受け取
りを可能とする。同時に矢印で示すようにボルト分配受
渡装置６０が下降し、５本のボルトの各頭部がランナ２
３の５本のソケット２８５（図８）と対向する。次に、
図８に示すシリンダ２６３が伸張して、各ソケット２８
５が対向している前記各ボルトを同時に受け取る。各ソ
ケット２８５が夫々ボルトを受け取った後、シリンダ２
６３が短縮する。また、ボルト分配受渡装置６０は、ナ
ットランナ２３にボルトを供給した後上昇する。

【００４５】ナットランナ２３がボルトを受け取ってい
る間に図５及び図６に示すロボット１０が、ワーク回転
方向位置決め装置３０において位置決めされているワー
ク例えば、フライホイールＦＷを受け取り、図７に２点
鎖線で示すようにワーク組付・仮締装置２０のヘッド２
２に載置して渡す。ヘッド２２は、ガイドピン２４１が
フライホイールＦＷの中央の位置決め孔ＦＷａに、セン
タピン２５８が位置決め孔ＦＷｂに嵌合して前記位置決
めされた状態でフライホイールＦＷを受け取ると共に、
バキュームパッド２５０、２５１により当該フライホイ
ールＦＷを吸着保持する。ヘッド２２がフライホイール
ＦＷを受け取り完了後、本体２１の左右のシリンダ２１
２が短縮して旋回ブラケット２０５が水平位置に回動す
る。この状態において図１２に示すようにヘッド２２
は、センタピン２５８が真上に位置した状態でフライホ
イールＦＷを支持し、且つクランクシャフトＣＳと対向
可能に支持する。

【００４６】ワーク組付・仮締装置２０がボルト及びフ
ライホイールＦＷを受け取っている間に、搬送されてき
た前記エンジンＥが位置決め停止されて、クランクシャ
フト回転方向位置決め装置４０が、クランクシャフトＣ
Ｓの回転方向の位置決めをする。このクランクシャフト
ＣＳは、ノックピンＮＰが真上に位置するように位置決
めされる。クランクシャフト回転方向位置決め装置４０
は、クランクシャフトＣＳの位置決め終了後上昇する。

【００４７】次いで、ワーク組付・仮締装置２０が前記
送り機構により図１７の位置Ｐ３まで前進し、図１６に
示すようにヘッド２２の左右の位置決めピン２２４がエ
ンジンＥのシリンダブロックＣＢの左右に設けられてい
る位置決め穴ＣＢａに係合する。このとき、位置決めピ
ン２２４が設けられている揺動プレート２２０（図１
２）が上下に移動可能なフローティング構造とされてい
ることで、位置決めピン２２４のシリンダブロックＣＢ
の位置決め穴ＣＢａとの係合が容易となる。

【００４８】同時にガイドピン２４１がクランクシャフ
トＣＳの中央の穴Ｈａに係合し、当該クランクシャフト
ＣＳのノックピンＮＰがフライホイールＦＷの位置決め
孔ＦＷｂに係合する。このとき、図１０、図１１に示す
ようにガイドピン２４１とセンタピン２５８が設けられ
ている円形プレート２２７をシリンダ２３０により回転
方向に揺動させることで前記係合を容易とする。ノック
ピンＮＰがフライホイールＦＷの位置決め孔ＦＷｂに係
合すると、センタピン２５８がノックピンＮＰによりス
プリング２５７ｃ（図１２）のバネ力に抗して押動され
て前記位置決め孔ＦＷｂから押し出される（図１６）。
これによりヘッド２２に吸着保持されているフライホイ
ールＦＷは、ガイドピン２４１、ノックピンＮＰを介し
てクランクシャフトＣＳに組み付けられる。

【００４９】次いで、図８に示すシリンダ２６４が伸張
し、フレーム２６０と共にナットランナ２３が前進して
各ソケット２８５がガイドピンハウジング２４０に設け
られている孔２４０ｂ（図１０、図１１）を挿通し、フ
ライホイールＦＷのボルト孔にボルトＢＴ（図１６）を
挿通させてクランクシャフトＣＳのねじ穴Ｈｂ（図２）
の開口端に押し付ける。ボルトＢＴの先端がねじ穴Ｈｂ
の開口端に当たると、図１５に示すソケット２８５がス
プリング２９０のバネ力に抗して後退し、センサ２９１
がオンとなる。次いで、ナットランナ駆動部２８０が回
転してソケット２８５が回転し、ボルトＢＴをクランク
シャフトＣＳのねじ孔Ｈｂに螺合させてフライホイール
ＦＷを仮り締めする。ボルトＢＴが螺合されるに伴いソ
ケット２８５がスプリング２９０のバネ力により押され
て前進し、螺合が完了するとセンサ２９１がオフとな
る。

【００５０】ナットランナ２３は、各ソケット２８５に
装着されているボルトＢＴによりフライホイールＦＷの
仮り締めが終了すると、前記シリンダ２６４が短縮して
後退し、ソケット２８５がボルトＢＴから離隔すると共
に、本体２１が前記送り機構により図１７の位置Ｐ１ま
で後退する。このようにして、クランクシャフトＣＳに
フライホイールＦＷを組み付け、ボルトＢＴにより仮り
締め固定する。エンジンＥは、フライホイールＦＷが仮
締固定された後、ラインコンベア３により次の組立工程
に搬送される。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、請求項１の発明では、
ワーク組付・仮締装置と対向する位置に位置決め停止さ
れ回転方向の位置決めがされたエンジンのクランクシャ
フトに対応して回転方向の位置決めがされたフライホイ
ール又はドライブプレート等のワークを受け取り且つ保
持し、この状態でヘッドが水平位置まで回動して前記ワ
ークをクランクシャフトに組み付け可能に対向させ、本
体が前進して前記ワークを前記クランクシャフトに組み
付け、一方、ナットランナにより前記ヘッドが上方位置
に回動した際に前記ワークを取り付けるボルトを受け取
り、前記ヘッドが前記ワークを前記クランクシャフトに
装着した後前進して前記ワークを前記クランクシャフト
に仮り締めすることにより、クランクシャフトにフライ
ホイールやドライブプレートの組付、仮締作業を自動化
することができ、エンジンの生産性の向上、作業環境の
改善等を図ることができる。

【００５２】請求項２の発明では、ワーク組付・仮締装
置のヘッドは、受け渡されたワークをガイドピンにより
支持すると共に位置決めピンにより位置決めされた位置
に保持し、吸着手段により前記ワークを吸着して保持す
ることで、クランクシャフトにフライホイール又はドラ
イブプレートを確実に組み付けることが可能となる。請
求項３の発明では、ワーク組付・仮締装置のナットラン
ナは、可変ピッチ機構によりボルトが螺合するクランク
シャフトのねじ穴のピッチに応じて前記ボルトが装着さ
れるソケットのピッチを可変することができ、各種のフ
ライホイールやドライブプレートのクランクシャフトへ
の組み付け、仮り締めが可能となり、汎用性の高い装置
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジンのクランクシャフトにフライホイール
を組み付ける説明図である。

【図２】図１のクランクシャフトとフライホイールとの
関係を示す断面図である。

【図３】エンジンのクランクシャフトにドライブプレー
トとアダプタプレートを組み付ける説明図である。

【図４】図３のクランクシャフトとドライブプレートと
の関係を示す断面図である。

【図５】本発明に係るワーク組付・仮締装置を備えたエ
ンジンの自動組立装置の実施の形態を示す斜視図であ
る。

【図６】図５の概略側面図である。

【図７】図５のワーク組付・仮締装置の側面図である

【図８】図７の一側のサイドプレートを取り除いた状態
の側面図である。

【図９】図７の一部省略した平面図である。

【図１０】図７の矢線X−Xに沿う正面図である。

【図１１】図７のヘッド正面図である。

【図１２】図７のヘッドの要部断面図である。

【図１３】図１２のバキュームパッドの取付部の説明図
である。

【図１４】図８の矢線XIV−XIVに沿う断面図である。

【図１５】図８のナットランナの要部拡大断面図であ
る。

【図１６】図７に示すワーク組付・仮締装置によりエン
ジンのクランクシャフトにワークを組み付け・仮締めす
る動作説明図である。

【図１７】図７に示すワーク組付・仮締装置の動作の概
要の説明図である。

【符号の説明】

１ エンジンの自動組立装置 ３ ラインコンベア ４ フライホイール供給コンベア ５ ドライブプレート供給コンベア ６ ブッシュ供給装置 ７ アダプタプレート供給装置 ８ ボルト供給装置 ９ 制御装置 １０ ロボット ２０ ワーク（フライホイール及びドライブプレート）
組付・仮締装置 ２１ 本体 ２２ ヘッド ２３ ナットランナ ３０ ワーク（フライホイール及びドライブプレート）
回転方向位置決め装置 ４０ クランクシャフト回転方向位置決め装置 ５０ ガイドピン交換装置 ６０ ボルト分配受渡装置 ２４１ ガイドピン ２５８ センタピン ２５０、２５１ バキュームパッド ２７０ 可変ピッチ機構 Ｅ エンジン ＣＳ クランクシャフト Ｈａ 位置決め穴 Ｈｂ ねじ穴 ＮＰ ノックピン ＣＢ シリンダブロック ＣＢａ 位置決め穴 ＦＷ フライホイール（ワーク） ＢＴ ボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩出 隆二 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 羽崎 裕一 東京都大田区下丸子四丁目21番１号 三菱 自動車エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 舩尾 博行 東京都大田区下丸子四丁目21番１号 三菱 自動車エンジニアリング株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 位置決めされたエンジンのクランクシャ
   フトにワークを組み付けて仮り締め固定するワーク組付
   ・仮締装置であって、 前記クランクシャフトの回転方向が位置決めされた前記
   エンジンの前記クランクシャフトと対向して配設され進
   退可能な本体と、 前記本体に水平位置から上方位置まで回動可能に支持さ
   れ、上方位置において回転方向が位置決めされた前記ク
   ランクシャフトに対応して前記ワークを受け取り、水平
   位置において前記ワークを前記クランクシャフトに組み
   付け可能に対向させ、前記本体の前進により前記クラン
   クシャフトに装着するヘッドと、 前記本体に前記クランクシャフトに対向して水平に進退
   可能に装着され、前記ヘッドが上方位置に回動した際に
   前記ワークを取り付けるボルトを受け取り、前記ヘッド
   が前記ワークを前記クランクシャフトに組み付けた後前
   進して前記ワークを前記クランクシャフトに仮り締めす
   るナットランナとを備えたことを特徴とするワーク組付
   ・仮締装置。
2. 【請求項２】 前記ヘッドは、前記受け渡されたワーク
   を支持するガイドピンと、前記位置決めされて受け渡さ
   れたワークを前記位置決めされた位置に保持する位置決
   めピンと、前記受け渡されたワークを吸着して保持する
   吸着手段とを備えたことを特徴とする請求項１項に記載
   のワーク組付・仮締装置。
3. 【請求項３】 前記ナットランナは、前記ボルトが螺合
   する前記クランクシャフトのねじ穴のピッチに応じて前
   記ボルトが装着されるソケットのピッチを可変する可変
   ピッチ機構を備えたことを特徴とする請求項１項に記載
   のワーク組付・仮締装置。