(57)【要約】      （修正有）【課題】組み付け作業時の作業員の受傷をより容易に抑制できるような、組付構造体を製造する方法を提供する。【解決手段】被組付部材に組付部材を組み付けて、装置に搭載される組付構造体を製造する方法に関する。前記方法では、前記組み付け時に、前記組付部材は、前記装置の稼働時に前記被組付部材または組付部材が温度変化することにより液化または気化する材料によりコーティングされている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被組付部材に組付部材を組み付けて、装置に搭載される組付構造体を製造する方法であって、
前記組み付け時に、前記組付部材は、前記装置の稼働時に前記被組付部材または組付部材が温度変化することにより液化または気化する材料によりコーティングされている、
組付構造体を製造する方法。
【請求項２】
前記材料は、５０℃において固体または半固体であり、かつ２００℃において液体または気体である材料である、請求項１に記載の組付構造体を製造する方法。
【請求項３】
前記組付部材は、筒状部材または板状部材であり、
前記筒状部材または板状部材は、その端部または溶接面が前記材料でコーティングされている、
請求項１または２に記載の組付構造体を製造する方法。
【請求項４】
前記組付部材は、内燃機関に接続される排気系を構成する配管、または前記排気系を構成する配管もしくは部材を覆うヒートプロテクタである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の組付構造体を製造する方法。
【請求項５】
前記材料は、パラフィンである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の組付構造体を製造する方法。
【請求項６】
被組付部材に組付部材を組み付けてなる、装置に搭載される組付構造体であって、
前記組付部材は、前記装置の稼働時の温度変化により液化または気化する材料によりコーティングされている、
組付構造体。
【請求項７】
前記材料は、５０℃において固体または半固体であり、かつ２００℃において液体または気体である材料である、請求項６に記載の組付構造体。
【請求項８】
前記組付部材は、筒状部材または板状部材であり、
前記筒状部材または板状部材は、その端部または溶接面が前記材料でコーティングされている、
請求項６または７に記載の組付構造体。
【請求項９】
前記被組付部材および組付部材は、少なくとも一方が、内燃機関に接続される排気系を構成する配管、または前記排気系を構成する配管もしくは部材を覆うヒートプロテクタである、請求項６〜８のいずれか１項に記載の組付構造体。
【請求項１０】
前記材料は、パラフィンである、請求項６〜９のいずれか１項に記載の組付構造体。
【請求項１１】
内燃機関を有する、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の組付構造体。
【請求項１２】
請求項１１に記載の組付構造体を有する車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、組付構造体を製造する方法、組付構造体および車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の製造ラインでは、エンジン、排気管、ドア、タイヤなどの部品を作業員が車体などのメインボディに組み付けていくことにより、最終製品である車両を製造していく（たとえば、特許文献１および特許文献２など）。同様に、他の大型装置などの製造時にも、一の部材（以下、単に「被組付部材」ともいう。）に対して他の部材（以下、単に「組付部材」ともいう。）を組み付けて組付構造体を作製していくことによる最終製品の製造が、広く行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１８８７６６号公報
【特許文献２】特開平８−９９６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記被組付部材および組付部材は、たとえば配管の端部や金属板の端面などに、金属の切断面などが剥き出しになっている領域を有することがある。上記切断面は、組み付け作業時に作業員が不用意に接触することにより、作業員を受傷させる可能性がある。
【０００５】
上記切断面への作業員の接触を防止するため、大型装置の製造時などには、切断面が内側になるように上記端部や端面などを折り曲げたりすることがある。しかし、折り曲げなどの加工を端部や端面などに施そうとすると、折り曲げ加工のための金型が別途必要となる。そのため、最終製品の形状や動作などに応じて、上記被組付部材および組付部材のレイアウト変更が生じると、そのたびに異なる形状の金型を作製する必要があり、金型の作製コストがかかってしまうという問題があった。また、部品の作製後、実際に組み立て試験を行う段階になって折り曲げ加工が必要な箇所が発見されたりしても、即座に金型の作製ができるとは限らない。このように、作業員の受傷を抑制するための折り曲げ加工には、様々な制約があった。
【０００６】
本開示の目的は、組み付け作業時の作業員の受傷をより容易に抑制できるような、組付構造体を製造する方法、当該方法により製造された組付構造体、ならびに当該組付構造体を有する車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様に係る組付構造体を製造する方法は、被組付部材に組付部材を組み付けて、装置に搭載される組付構造体を製造する方法であって、前記組み付け時に、前記組付部材は、前記装置の稼働時に前記被組付部材または組付部材が温度変化することにより液化または気化する材料によりコーティングされている、方法である。
【０００８】
また、一態様に係る組付構造体は、被組付部材に組付部材を組み付けてなる、装置に搭載される組付構造体であって、前記組付部材は、前記装置の稼働時の温度変化により液化または気化する材料によりコーティングされている。
【０００９】
また、一態様に係る車両は、前記組付構造体を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、組み付け作業時の作業員の受傷をより容易に抑制できるような、組付構造体を製造する方法、当該方法により製造された組付構造体、ならびに当該組付構造体を有する車両が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、ディーゼルエンジンを搭載した車両が有する内燃機関および吸排気系の構成の一例を示す模式図である。
【図２】図２は、排気管、および排気系に設けられた排気浄化装置および消音器の構成の一例を示す模式図である。
【図３】図３は、排気管を構成する各配管の断面形状を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態をより詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本発明はこの実施形態により限定されるものではない。
【００１３】
図１は、ディーゼルエンジンを搭載した車両が有する内燃機関および吸排気系の構成の一例を示す模式図である。
【００１４】
車両１００は、内燃機関（ディーゼルエンジン）１１０、吸気系１２０、排気系１３０、ターボチャージャ１４０、排気浄化装置１５０、および消音器１６０を有する。
【００１５】
内燃機関１１０は、本実施形態においては４気筒エンジンであり、吸気系１２０からの吸気を４つの燃焼室に分岐して導入し、当該４つの燃焼室からの排気を排気系１３０に合流して導入する構成を有する。
【００１６】
吸気系１２０は、上流側の吸気口１２１ａから新気（空気）を吸入し、内燃機関１１０に当該新気を供給する吸気管１２１を有する。吸気系１２０には、上流側の吸気口１２１ａから内燃機関１１０の燃焼室にかけて、この順に、エアクリ−ナ１２２、ターボチャージャ１４０のコンプレッサ１４２、および吸気スロットルバルブ１２３などが設けられている。
【００１７】
排気系１３０は、内燃機関１１０から排出される燃焼後の排気ガスを、車両１００の外部に排出する排気管１３１を有する。排気系１３０には、内燃機関１１０から下流側に向かって、順に、ＥＧＲ装置１３２、ターボチャージャ１４０のタービン１４１、排気浄化装置１５０、および消音器１６０などが設けられている。
【００１８】
ターボチャージャ１４０は、排気ガスの流れにより回転するタービン１４１と、タービン１４１に連動して回転するコンプレッサ１４２と、を有し、排気ガスの流圧によりタービン１４１を回転させ、これに連動したコンプレッサ１４２の回転により、吸気を圧縮する。
【００１９】
排気浄化装置１５０は、ディーゼルエンジンである内燃機関１１０の排気ガスから粒子状物質（Particulate Matter：ＰＭ）を除去する装置であり、酸化触媒（Diesel Oxidation Catalyst：ＤＯＣ）１５１、ＰＭフィルタ（Diesel Particurate Filter：ＤＰＦ）１５２、および排気ガスを加熱してＰＭフィルタ１５２に蓄積した粒子状物質を焼却除去（ＤＰＦ再生）するための電熱ヒータ１５３などを有する。
【００２０】
消音器１６０は、排気管１３１を通過するガスを膨張および収縮させて当該排気ガスに通過抵抗を与え、排気ガスの流通により生じる音を低減する。図１では、車両１００は第１消音器１６０ａおよび第２消音器１６０ｂの２個の消音器を有するが、消音器１６０の数は１個でもよいし、３個以上でもよい。
【００２１】
消音器１６０を通過した排気ガスは、排気管１３１のテールパイプ１３１ｇから車両１１０の外部へ排出される。
【００２２】
図２は、排気管１３１、および排気系１３０に設けられた排気浄化装置１５０および消音器１６０の構成の一例を示す模式図である。
【００２３】
図２に示すように、排気管１３１は、上流側から下流側にかけて、いずれも筒状部材である、ターボチャージャ１４０に接続されるターボアダプタ１３１ａ、第１配管１３１ｂ、第２配管１３１ｃ、第３配管１３１ｄ、第４配管１３１ｅ、第５配管１３１ｆ、およびテールパイプ１３１ｇを有する。ターボアダプタ１３１ａ、第１配管１３１ｂ、第２配管１３１ｃ、および第３配管１３１ｄはターボチャージャ１４０と排気浄化装置１５０とを接続し、第４配管１３１ｅは排気浄化装置１５０と第１消音器１６０ａとを接続し、第５配管１３１ｆは第１消音器１６０ａと第２消音器１６０ｂとを接続する。これらの配管１３１、排気浄化装置１５０および消音器１６０は、ブラケット１３３ａ、ブラケット１３３ｂ、ブラケット１３３ｃ、ブラケット１３３ｄ、およびブラケット１３３ｅによって、車両のメインボディに対して固定される。
【００２４】
図３は、排気管１３１を構成する各配管の断面形状を示す模式図である。排気管１３１は、断面半周形板状の２つのヒートプロテクタ１３４ａおよびヒートプロテクタ１３４ｂにより径方向の両側から覆われている。ヒートプロテクタ１３４ａおよびヒートプロテクタ１３４ｂは、ボルト１３５ａおよびナット１３５ｂなどにより、取付部材１３５を介して排気管１３１に取り付けられている。なお、図２において、排気浄化装置１５０も、同様のヒートプロテクタ１５４によって径方向の両側から覆われている。これらのヒートプロテクタは、排気管１３１、および排気浄化装置１５０などから放出された熱がメインボディなどの車両の他の部材に伝わることによる、上記他の部材の熱による劣化や作動不良などを抑制する。
【００２５】
排気管１３１は、組み付け時に、内燃機関１１０およびターボチャージャ１４０が配置された車両１００のメインボディに対して、ターボチャージャ１４０と接続するようにターボアダプタ１３１ａを組み付け、ブラケット１３３ａを介して第２配管１３１ｃを組み付け、ブラケット１３３ｂおよびブラケット１３３ｃを介して排気浄化装置１５０を組み付け、ブラケット１３３ｄおよびブラケット１３３ｅを介して第１消音器１６０ａを組み付ける。さらに、ターボアダプタ１３１ａと第２配管１３１ｃとを接続する第１配管１３１ｂを組み付け、第２配管１３１ｃと排気浄化装置１５０とを接続する第３配管１３１ｄを組み付け、排気浄化装置１５０と第１消音器１６０ａとを接続する第４配管１３１ｅを組み付け、第１消音器１６０ａの下流側に第５配管１３１ｆ、第２消音器１６０ｂ、およびテールパイプ１３１ｇを組み付ける。ただし、これらの組み付け順番は上記に限定されず、作業をより容易にするなどの観点から、任意に変更できる。これらの組み付け作業は、作業員がネジの打ち込みなどにより行う。
【００２６】
このとき、各配管の端部（特にはテールパイプ１３１ｇの排出口側など）は、加工によって生じた金属（ステンレス鋼など）の切断面などが剥き出しになっていることがある。また、各配管や各部材（排気浄化装置１５０、消音器１６０、ブラケット、ヒートプロテクタなど）は、溶接面が表面に剥き出しになっていることがある。さらには、組付部材である各配管や各部材を組み付けられる被組付部材である車両のメインボディにも、切断面や溶接面などが剥き出しになっていることがある。
【００２７】
これらの剥き出しの切断面および溶接面などは、多数のバリや微小突起などを有することがある。上記バリや微小突起などを有する切断面および溶接面などは、ある配管を組み付けようとする作業員が既に組み付けられている各配管や各部材などに不用意に接触したりしたときに、当該作業員を受傷させるおそれがある。
【００２８】
そこで、本実施形態では、上記切断面および溶接面などにコーティングを施し、上記作業員が不用意に接触することによる受傷を抑制する。
【００２９】
コーティングの材料は、組み付け時には固体または半固体であるが、内燃機関１１０を始動させて車両１００が稼働したときに、車両１００の稼働（内燃機関１１０の稼働）による各配管や各部材が温度変化することにより液化または気化して、上記切断面および溶接面などから除去される材料であればよい。あるいは、コーティングは、組み付け時には固体または半固体であるが、排気浄化装置１５０が有する電熱ヒータ１５３の稼働による各配管や各部材の温度変化により液化または気化して、上記切断面および溶接面などから除去される材料であってもよい。
【００３０】
なお、本開示において、「半固体」とは、所定の流動性を有するものの、極めて高粘稠（たとえば、５０℃において回転粘度系による粘度測定が困難）であって、上記切断面および溶接面などに留まるに十分な形状保持性を有することをいう。
【００３１】
具体的には、コーティングの材料は、５０℃において固体または半固体であり、かつ２００℃において液体または気体である材料であることが好ましい。このような材料の例には、パラフィンなどの炭化水素類、ショウノウなどのテルペン類、高分子量のポリエチレングリコール（ポリエチレンオキサイド）またはポリプロピレングリコール（ポリプロピレンオキサイド）、脂肪族高級アルコール、高級脂肪酸およびそのエステル類、高級脂肪酸アミド、ならびに、これら以外の植物系ワックス、動物系ワックス、石油系ワックス、鉱物系ワックス、合成ワックスおよびその変性体などの各種ワックスなどが含まれる。
【００３２】
上記コーティングは、組み付け時には固体または半固体であるため、上記切断面および溶接面などを被覆して、これらに接触した作業員の受傷を抑制することができる。一方で、上記コーティングは、組み付け後、内燃機関１１０を稼働（または排気浄化装置１５０が有する電熱ヒータ１５３を稼働）させると、その熱により各配管や各部材の温度が上昇することにより液化または気化して、上記切断面および溶接面などから除去される。そのため、上記コーティングは、除去作業が不要であり、作業効率の顕著な低下を生じさせない。
【００３３】
除去された材料による生産ラインなどの汚染を抑制する観点からは、コーティングの材料は、内燃機関１１０の稼働（または排気浄化装置１５０が有する電熱ヒータ１５３の稼働）により気化する材料であることが好ましい。たとえば、上記材料は、５０℃において固体または半固体であり、かつ２００℃において気体である材料であることが好ましい。このような材料の例には、パラフィンなどが含まれる。なお、パラフィンは、入手が容易であり、かつ人体への影響が少ないことからも好適である。
【００３４】
上記コーティングは、上記各配管や各部材の組み付け時に、組付部材である各配管や各部材、または被組付部材であるメインボディの部材や配管など、に対して施されていればよい。たとえば、組立作業を開始する前に、これらの各配管や各部材に対して、その端部や溶接面を、加熱して溶解させた上記材料のプールに所定時間だけ浸漬させることで、容易に上記コーティングを施すことが可能である。あるいは、加熱して溶解させた上記材料を噴霧することなどにより、上記コーティングを施してもよい。
【００３５】
上記浸漬は、たとえば、コーティングを施すべき配管や部材などをロボットアームで把持し、上記材料のプールの中に浸漬させることにより、行うことができる。また、上記噴霧は、たとえば、ロボットアームの先端に搭載した噴霧器から上記材料を噴霧することにより、行うことができる。
【００３６】
このようにして組付構造体を製造すると、作業員の受傷を抑制するための端部の折り曲げが不要であり、被組付部材および組付部材のレイアウトに応じて異なる金型を作製する必要がない。また、上述したようにロボットアームを用いてコーティングを行うときは、ロボットアームを動作させるプログラムを変更するのみで、被組付部材および組付部材の形状に応じた異なる位置に容易にコーティングを施すことができる。そのため、上記方法によれば、レイアウト変更などの際に作業員の受傷を抑制するための措置をとるために必要となるコストを抑制することができる。
【００３７】
また、上記コーティングは、被組付部材または組付部材が、端部の折り曲げが困難な入り組んだ形状を有するときにも、端部や溶接部などに対して容易に施すことができる。
【００３８】
このようにして作製された組付構造体を搭載する車両は、製造直後には、各配管や各部材（組付部材）、または車両のメインボディ（被組付部材）に上記コーティングが残存している。上記コーティングは、出荷前の試験稼働（試運転）などの際に除去されることがあるが、出荷後の本稼働の際に除去されてもよい。つまり、出荷前に試験稼働するときは、当該試験稼働によって上記コーティングが完全に除去されてもよいし、部分的に除去されず残存していてもよい。
【００３９】
なお、上記説明では、ディーゼルエンジンである内燃機関の排気系を構成する各配管や各部材に対して、組み付け時にコーティングを施す例を示したが、本開示の範囲がこれらに限定されないことは言うまでもない。
【００４０】
たとえば、排気系は排気浄化装置の下流側ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）触媒を有してもよい。
【００４１】
また、内燃機関はディーゼルエンジン以外のガソリンエンジンやジェットエンジンでもよいし、上記内燃機関を有する組付構造体は、車両のみならず、船舶、飛行機などに搭載されてもよい。
【００４２】
また、組付構造体が搭載される装置は、内燃機関を有するものに限定されず、当該装置の稼働によって組付部材または被組付部材の温度が変化してコーティングが除去されるものであればよく、たとえば蒸気機関などの外燃機関であってもよいし、ボイラーや焼却炉などの燃焼装置であってもよいし、これらの近傍に設置される建築材などであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本開示の組付構造体を製造する方法によれば、組み立てを行う作業員の受傷を抑制することができ、かつ、組付部材および被組付部材のレイアウト変更への対応が容易である。そのため、本開示の組付構造体を製造する方法は、組み立てを行う作業員の作業環境を向上させることが期待される。
【符号の説明】
【００４４】
１００  車両
１１０  内燃機関
１２０  吸気系
１２１ａ  吸気口
１２１  吸気管
１２２  エアクリ−ナ
１２３  吸気スロットルバルブ
１３０  排気系
１３１  排気管
１３１ａ  ターボアダプタ
１３１ｂ  第１配管
１３１ｃ  第２配管
１３１ｄ  第３配管
１３１ｅ  第４配管
１３１ｆ  第５配管
１３１ｇ  テールパイプ
１３２  ＥＧＲ装置
１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄ、１３３ｅ  ブラケット
１３４ａ、１３４ｂ  ヒートプロテクタ
１３５  取付部材
１３５ａ  ボルト
１３５ｂ  ナット
１４０  ターボチャージャ
１４１  タービン
１４２  コンプレッサ
１５０  排気浄化装置
１５１  酸化触媒
１５２  ＰＭフィルタ
１５３  電熱ヒータ
１５４  ヒートプロテクタ
１６０  消音器
【図１】
2020037915.tif 000003
【図２】
2020037915.tif 000004
【図３】
2020037915.tif 000005