(57)【要約】【課題】熱交換器用タンク組み付け工程におけるＯリングの組付け異常を、生産タクトを増加させることなく、プレートでタンクをかしめる直前に検知する。【解決手段】検知装置２０は、サーボシリンダ１２からタンク３に押付荷重を作用させ、Ｏリング４を介してタンク３をプレート２に押し付け、プレート２のかしめ代２ｅをかしめてタンク３をプレート２に固定する熱交換器用タンク組付け工程におけるＯリング４の組付け異常を検知する。検知装置２０は、サーボシリンダ１２のストロークを検出するコントローラ１４と、サーボシリンダ１２からタンク３に作用する押付荷重を計測するロードセル２１と、コントローラ１４により検出したサーボシリンダ１２のストロークと、ロードセル２１により計測した押付荷重とに基づき、Ｏリング４の組付け異常を検知するコンピュータ２２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダからタンクに押付荷重を作用させ、シール部材を介して前記タンクをプレートに押し付け、前記プレートの端部をかしめて前記タンクを前記プレートに固定する熱交換器用タンク組付け工程における前記シール部材の組付け異常を検知する異常検知装置であって、
前記シリンダのストロークを検出するストローク検出手段と、
前記シリンダから前記タンクに作用する前記押付荷重を計測する荷重計測手段と、
前記ストローク検出手段により検出した前記シリンダのストロークと、前記荷重計測手段により計測した前記押付荷重とに基づき、前記シール部材の組付け異常を検知する異常検知手段と、
を備えたことを特徴とするシール部材の組付け異常検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシール部材の組付け異常検知装置であって、
前記異常検知手段は、前記押付荷重が発生したことを前記荷重計測手段により計測したときの、前記ストローク検出手段により検出した前記シリンダのストロークが、圧縮開始判定ストロークより小さい場合と、前記シリンダにより前記タンクを前記プレートでかしめ固定する位置まで押し付けたときの、前記荷重計測手段により計測した前記押付荷重が、圧縮完了判定荷重より大きい場合との、少なくとも一方の場合に、前記シール部材の組付け異常と判定する、
ことを特徴とするシール部材の組付け異常検知装置。
【請求項３】
請求項２に記載のシール部材の組付け異常検知装置であって、
前記圧縮完了判定荷重は、直近に組付けた複数のワークにおいて計測した前記押付荷重に基づいて設定される、
ことを特徴とするシール部材の組付け異常検知装置。
【請求項４】
シリンダからタンクに押付荷重を作用させ、シール部材を介して前記タンクをプレートに押し付け、前記プレートの端部をかしめて前記タンクを前記プレートに固定する熱交換器用タンク組付け工程における前記シール部材の組付け異常を検知する異常検知方法であって、
前記シリンダのストロークを検出し、
前記シリンダから前記タンクに作用する前記押付荷重を計測し、
検出した前記シリンダのストロークと、計測した前記押付荷重とに基づき、前記シール部材の組付け異常を検知する、
ことを特徴とするシール部材の組付け異常検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
熱交換器用タンク組付け工程で発生するシール部材の組付け異常を検知する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器のタンク（アッパータンク及びロアータンク）は、上下方向に延びる複数のチューブの端部に接続されるプレートに固定される。タンクの固定は、タンク内を気密にするために、プレートの外周にＯリングを装着し、タンクでＯリングを圧縮した状態でプレートの端部をかしめることで行われる。
【０００３】
特許文献１には、プレートに装着したＯリングの組付け状態を形状計測センサで検査する装置が開示されており、該装置で検査した後にタンクを組み付けることで、Ｏリングの組付け異常の発生を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５６１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の装置では、Ｏリングの組付け状態を検査してからプレートでタンクをかしめるまでの間に、Ｏリングがずれたりしてタンクとプレートとの間に噛み込んだような場合には、組付け異常の発生を防止できないという問題があった。また、形状計測センサでＯリングの全体形状をスキャンする工程が必要となり、生産タクトが増加するという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、熱交換器用タンク組み付け工程におけるＯリングの組付け異常を、生産タクトを増加させることなく、プレートでタンクをかしめる直前に検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様によれば、シリンダからタンクに押付荷重を作用させ、シール部材を介して前記タンクをプレートに押し付け、前記プレートの端部をかしめて前記タンクを前記プレートに固定する熱交換器用タンク組付け工程における前記シール部材の組付け異常を検知する異常検知装置であって、前記シリンダのストロークを検出するストローク検出手段と、前記シリンダから前記タンクに作用する前記押付荷重を計測する荷重計測手段と、前記ストローク検出手段により検出した前記シリンダのストロークと、前記荷重計測手段により計測した前記押付荷重とに基づき、前記シール部材の組付け異常を検知する異常検知手段と、を備えたことを特徴とするシール部材の組付け異常検知装置が提供される。
【０００８】
また、その検知方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
これらの態様によれば、シリンダからタンクに押付荷重を作用させ、シール部材を介してタンクをプレートに押し付けるときに、併せてシール部材の組付け状態を判定できるので、生産タクトを増加させることなく、プレートでタンクをかしめる直前にシール部材の組付け異常を検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る異常検知装置を備えたラジエータ用タンクの組付け装置の概略構成図である。
【図２】かしめ部の拡大図である。
【図３】コンピュータによるＯリングの組付け状態の判定手順を示したフローチャートである。
【図４】サーボシリンダのストロークと、タンクに作用する押付荷重との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
図１は、ラジエータ用タンクの組付け装置の概略構成を示している。
【００１３】
組付け装置１０は、複数のチューブ１の端部がろう付け接合された金属製のプレート２に、樹脂製のラジエータ用のタンク３を組み付けるための装置である。組付け装置１０は、一対のレール１１と、サーボシリンダ１２によって昇降動作可能な押付部材１３とで構成される。
【００１４】
レール１１は、図示しないベース部材に立設される板状の部材であり、チューブ１の両側に配置される。
【００１５】
レール１１には、プレート２が載置される。プレート２には、プレート２の外周に沿って凹溝２ｇが形成されており、凹溝２ｇにはＯリング４が装着されている。プレート２の端部はかしめ時に内側に折り込まれるかしめ代２ｅになっている。Ｏリング４にはＬ字に屈曲したタンク３の下端３ｅが接触する。
【００１６】
この状態でサーボシリンダ１２を作動させ、押付部材１３を下降させると、タンク３がＯリング４を介してプレート２に押し付けられる。プレート２がレール１１によって支持されているので、Ｏリング４は、タンク３の下端３ｅとプレート２との間で圧縮される。なお、サーボシリンダ１２のストロークは、コントローラ１４からのパルス信号により制御される。
【００１７】
そして、Ｏリング４の圧縮が完了する位置までタンク３が下降したところで、図２に示すように、側方からポンチ１５をかしめ代２ｅに押し当て、破線で示すようにかしめ代２ｅを内側に折り曲げると、タンク３がプレート２にかしめ固定される。
【００１８】
このとき、Ｏリング４が凹溝２ｇに正常に装着されていないと、Ｏリング４がタンク３とプレート２との間に噛み込み、変形したり傷ついたりして、タンク３の気密性が保てなくなる。
【００１９】
このため、組付け装置１０には、Ｏリング４の組付け異常を検知する検知装置２０が取り付けられている。検知装置２０は、ロードセル２１と、ロードセル２１からの出力信号およびコントローラ１４からのパルス信号が入力されるコンピュータ２２とを備える。ロードセル２１は、サーボシリンダ１２と押付部材１３との間に取り付けられ、サーボシリンダ１２から押付部材１３を介してタンク３に作用する押付荷重を計測するセンサである。
【００２０】
コンピュータ２２は、以下に説明するように、ロードセル２１からの出力信号およびコントローラ１４からのパルス信号に基づき、Ｏリング４が正常に組付けられているか否かを判定する。
【００２１】
図３は、コンピュータ２２によるＯリング４の組付け状態の判定手順を示すフローチャートである。以下、これを参照しながらＯリング４の組付け状態の判定手順について説明する。
【００２２】
まず、コンピュータ２２は、タンク３の組み付けが開始されてから終了するまでの間、コントローラ１４からのパルス信号に基づき、サーボシリンダ１２のストロークを演算するとともに、ロードセル２１からの出力信号に基づき、サーボシリンダ１２からタンク３に作用する押付荷重を演算する（Ｓ１）。
【００２３】
次に、コンピュータ２２は、タンク３と押付部材１３とが接触して押付荷重が発生したときのサーボシリンダ１２のストロークが、あらかじめ設定された圧縮開始判定ストロークより大きいか否かを判定する（Ｓ２）。
【００２４】
図４は、サーボシリンダのストロークと、タンクに作用する押付荷重との関係を示す図である。
【００２５】
Ｏリング４がプレート２の凹溝２ｇに正常に装着されている場合は、サーボシリンダ１２のストロークが、図４に示すストロークＳｔＢになったときに、タンク３と押付部材１３とが接触し、さらにサーボシリンダ１２のストロークが大きくなると、Ｏリング４が圧縮され、圧縮反力により押付荷重が発生する。つまり、ストロークＳｔＢのときにはＯリング４が圧縮されておらず、押付荷重が発生していない。
【００２６】
これに対して、例えば、Ｏリング４が凹溝２ｇからはみ出しているような場合は、タンク３がＯリング４に乗り上げた状態でプレート２に組付けられるので、ストロークＳｔＢよりもサーボシリンダ１２のストロークが小さい状態（ストロークＳｔＡ）でタンク３と押付部材１３とが接触し、Ｏリング４が圧縮されて押付荷重が発生する。
【００２７】
したがって、圧縮開始判定ストロークは、サーボシリンダ１２のストロークがストロークＳｔＢよりも小さい状態（ストロークＳｔＡ）で押付荷重が発生した場合に、Ｏリング４の組付け異常と判定できるように設定される。例えば、ストロークＳｔＢよりも０．５ｍｍ小さいストロークを圧縮開始判定ストロークとすることが考えられる。なお、ストロークＳｔＢは、上記のように、タンク３と押付部材１３とが接触するサーボシリンダ１２のストロークであり、設計的に定まる。
【００２８】
コンピュータ２２は、押付荷重が発生したときのサーボシリンダ１２のストロークが、圧縮開始判定ストロークより大きい場合は、Ｓ３に処理を移行し、圧縮開始判定ストローク以下の場合は、Ｏリング４の組付け異常と判定して（Ｓ６）処理を終了する。
【００２９】
次に、コンピュータ２２は、圧縮完了判定荷重を設定し（Ｓ３）、タンク３がプレート２にかしめ固定される位置までサーボシリンダ１２が押付部材１３を下降させたときの押付荷重が、圧縮完了判定荷重より小さいか否かを判定する（Ｓ４）。
【００３０】
図４に示すストロークＳｔＣは、タンク３がプレート２にかしめ固定される位置まで押付部材１３を下降させたときのサーボシリンダ１２のストロークであり、この状態で、Ｏリング４の圧縮が完了する。
【００３１】
Ｏリング４が凹溝２ｇに正常に装着されていない場合や、圧縮が開始されてから完了するまでの間に、タンク３とプレート２との間にＯリング４が噛み込んだような場合は、Ｏリング４の圧縮反力が大きくなるので、サーボシリンダ１２のストロークがＳｔＣのときの押付荷重（Ｆ２）が、Ｏリング４が正常に組付けられている場合の押付荷重（Ｆ１）よりも大きくなる。
【００３２】
ここで、Ｏリング４の硬度や寸法は製造ロットによってばらつきがあり、また、硬度は気温の変化によっても変化する。したがって、あらかじめ実験等により求めた、Ｏリング４が正常に組付けられている場合のストロークＳｔＣのときの押付荷重と、Ｏリング４の組付け異常の場合のストロークＳｔＣのときの押付荷重とに基づいて圧縮完了判定荷重を設定した場合は、Ｏリング４のロットが変わったり、気温が変化したりすることで、押付荷重が変化して誤判定することが考えられる。
【００３３】
そこで、コンピュータ２２は、直近に組付けた複数のワークにおいて計測した押付荷重に基づいて圧縮完了判定荷重を設定し、組付け中のワークの押付荷重と比較することで、Ｏリング４が正常に組付けられているか否かを判定する。
【００３４】
圧縮完了判定荷重の設定方法としては、例えば、直近に組付けた５つのワークの、サーボシリンダのストロークがＳｔＣのときの押付荷重から、最大値及び最小値を除いて演算した平均値に１００Ｎを加算した値とすることが考えられる。
【００３５】
このように圧縮完了判定荷重を設定すると、例えば、気温が低くなり、組付け中のＯリング４の硬度が高くなって押付荷重が大きくなったとしても、直近に組付けた５つのワークにおけるＯリング４の硬度も高くなって押付荷重が大きくなっているので、圧縮完了判定荷重が自動的に大きく設定され、誤判定を防止できる。
【００３６】
コンピュータ２２は、サーボシリンダ１２のストロークがＳｔＣになったときの押付荷重が、圧縮完了判定荷重より小さい場合は、Ｏリング４が正常に組付けられていると判定して（Ｓ５）処理を終了し、圧縮判定荷重以上の場合は、Ｏリング４の組付け異常と判定して（Ｓ６）処理を終了する。
【００３７】
組付け装置１０は、コンピュータ２２が、Ｏリング４が正常に組付けられていると判定した場合は、タンク３をプレート２でかしめ固定し、Ｏリング４の組付け異常と判定した場合は、かしめを行わずに停止する。
【００３８】
このように、Ｏリング４の圧縮を開始するとき及び圧縮が完了したときに組付け状態を判定するので、Ｏリング４が凹溝２ｇに正常に装着されていない場合に加え、圧縮が開始されてから完了するまでの間に、タンク３とプレート２との間にＯリング４が噛み込んだような場合も、プレート２でタンク３をかしめる直前に組付け異常として検知することができ、歩留まりを向上させることができる。
【００３９】
また、サーボシリンダ１２を作動させ、Ｏリング４を介してタンク３をプレート２に押し付けるときに、併せてＯリング４の組付け状態を判定するので、Ｏリング４の組付け異常を検知する工程を設ける必要がない。したがって、生産タクトを増加させることなく、Ｏリング４の組付け異常を検知することができる。
【００４０】
以上、述べたように、本実施形態によれば、サーボシリンダ１２からタンク３に押付荷重を作用させ、Ｏリング４を介してタンク３をプレート２に押し付けるときに、併せてＯリング４の組付け状態を判定できるので、生産タクトを増加させることなく、プレート２でタンク３をかしめる直前にＯリング４の組付け異常を検知できる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００４２】
例えば、上記実施形態では、タンク３の気密性を保持するシール部材としてＯリング４を備えているが、角断面リングやＸ断面リングを備えた場合でも、本発明を適用することができる。
【００４３】
また、ラジエータ用タンクの組付け装置１０に本発明を適用しているが、例えば、チャージエアクーラやサブラジエータ等の熱交換器用タンクの組付け装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１２    サーボシリンダ（シリンダ）
１４    コントローラ（ストローク検出手段）
２      プレート
２ｅ    かしめ代（端部）
３      タンク
４      Ｏリング（シール部材）
２０    検知装置（異常検知装置）
２１    ロードセル（押付荷重計測手段）
２２    コンピュータ（異常検知手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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