(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動作業工程と手作業工程とが交互に繰り返されるように複数の自動作業工程と複数の手作業工程とが工順中で混在する組立工程により車両部品の組み立てを行う組立システムにおいて、
有端の搬送移動経路を所定位置に設定された搬送装置（７）と、
前記搬送装置の搬送移動経路の片側に配置され、前記複数の自動作業工程を一箇所で集約して行う自動機械（２）と、
前記搬送装置の搬送移動経路に関し前記自動機械が配置された側と反対の側に配置され、前記複数の手作業工程を行う複数の手作業スタンド（３，４）と、
を具え、
前記搬送装置が、前記自動機械と前記複数の手作業スタンドとの間で前記車両部品（８）を往復搬送し、
前記自動機械が、前記複数の手作業工程をそれぞれ行う前記複数の手作業スタンドと当該自動機械との間で往復搬送される前記車両部品に対し前記工順に従って前記自動作業工程を前記手作業工程と交互に行うことを特徴とする、車両部品の組立システム。
【請求項２】
前記車両部品はエンジン構成部品（８）であることを特徴とする、請求項１記載の車両部品の組立システム。
【請求項３】
前記自動機械（２）は、前記エンジン構成部品（８）のクランクシャフト支持ベアリング用キャップ取付ボルトの緩めと、その取付ボルトの締付けと、コネクティングロッド大端ベアリング用キャップ取付ボルトの締付けと、を一台で行うものであることを特徴とする、請求項２記載の車両部品の組立システム。
【請求項４】
前記有端の搬送移動経路の一端部に搬入スタンドを具えるとともに他端部に搬出スタンドを具えていることを特徴とする、請求項１から３までの何れか記載の車両部品の組立システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の自動作業工程と複数の手作業工程とが混在する組立工程により車両部品の組み立てを行う組立システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両部品には、複数の自動作業工程と複数の手作業工程とが混在する組立工程によって組み立てを行う必要があるものが多く、かかる車両部品の組み立てを行う組立システムとしては従来、例えば、三菱自動車テクニカルレビュー1998NO.1中の論文「新型FR-A/Tの生産化」に記載された、自動変速機の組立ラインのサブアッセンブリーライン用の二種類の複数周完結インデックステーブルが知られている。
【０００３】
この二種類の複数周完結インデックステーブルのうちの一方は、円形テーブル上の周方向等間隔の五ヶ所に作業スタンドを設け、それらのうちの互いに隣接する二箇所を手作業スタンドとするとともに、ワークを円形テーブル上で所定の周方向に144 度ずつ移動させて、第１スタンド（手作業工程）、第２スタンド（自動作業工程）、第３スタンド（自動作業工程）、第４スタンド（手作業工程）、第５スタンド（自動作業工程）、第１スタンドの順でワークを移動させて五工程の組み立て作業を行うものであり、もう一方は、円形テーブル上の周方向等間隔の八ヶ所に作業スタンドを設け、それらのうちの互いに隣接する三箇所を手作業スタンドとするとともに、ワークを円形テーブル上で所定の周方向に135 度ずつ移動させて、第１スタンド（手作業工程）、第２スタンド（自動作業工程）、第３スタンド（自動作業工程）、第４スタンド（手作業工程）、第５スタンド（自動作業工程）、第６スタンド（自動作業工程）、第７スタンド（手作業工程）、第８スタンド（自動作業工程）、第１スタンドの順でワークを移動させて八工程の組み立て作業を行うものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかるインデックステーブル式の組立システムでは、インデックステーブルに対する各スタンドの配置を正確に定める必要があることから、スタンド数を任意に増減させたり工程順を任意に変更したりすることができないため、車種や台数の増加時にその増加の程度に合わせて設備を増設することが困難であり、また車種や台数の削減時に設備が低操業となって設備費の比例費化ができないという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
この発明は、上記課題を有利に解決した組立システムを提供することを目的とするものであり、この発明の車両部品の組立システムは、自動作業工程と手作業工程とが交互に繰り返されるように複数の自動作業工程と複数の手作業工程とが工順中で混在する組立工程により車両部品の組み立てを行う組立システムにおいて、有端の搬送移動経路を所定位置に設定された搬送装置と、前記搬送装置の搬送移動経路の片側に配置され、前記複数の自動作業工程を一箇所で集約して行う自動機械と、前記搬送装置の搬送移動経路に関し前記自動機械が配置された側と反対の側に配置され、前記複数の手作業工程を行う複数の手作業スタンドと、を具え、前記搬送装置が、前記自動機械と前記複数の手作業スタンドとの間で前記車両部品を往復搬送し、前記自動機械が、前記複数の手作業工程をそれぞれ行う前記複数の手作業スタンドと当該自動機械との間で往復搬送される前記車両部品に対し前記工順に従って前記自動作業工程を前記手作業工程と交互に行うことを特徴としている。
【０００６】
かかる組立システムにあっては、自動作業工程と手作業工程とが交互に繰り返されるように複数の自動作業工程と複数の手作業工程とが工順中で混在する組立工程に対応する順序で、有端の搬送移動経路に沿って搬送装置が、複数の自動作業工程を集約して行う自動機械と複数の手作業スタンドとの間で車両部品を往復搬送し、自動機械が、複数の手作業工程をそれぞれ行う複数の手作業スタンドと当該自動機械との間で往復搬送される車両部品に対し工順に従って自動作業工程を手作業工程と交互に行うことで車両部品の組み立てが行われ、しかも、自動機械と手作業スタンドとが互いに搬送装置の搬送移動経路の反対側に分離されていることから、その自動機械や手作業スタンドの増設を互いの配置を考慮せずに容易に行うことができ、さらに、それら自動機械と手作業スタンドとの間で車両部品を往復搬送することから、搬送装置の作動設定変更や搬送移動経路の伸縮によってそれら自動機械や手作業スタンドの配置や工順の変更を柔軟に行うことができる。
【０００７】
従って、この発明の車両部品の組立システムによれば、車種や台数の増加時にその増加の程度に合わせて既にあるものと同じ作業を行う自動機械や手作業スタンドを容易に増設することができ、また車種や台数の削減時に設備が低操業となるのを防止し得て、設備費や人件費の比例費化を図ることができる。
【０００８】
なお、この発明の組立システムが組み立てる前記車両部品は、エンジン構成部品であっても良く、エンジン構成部品の組立工程は、自動機械による各種取付ボルトの緩めおよび締付け作業と、人手によるシリンダブロックへのクランクシャフトやコネクティングロッドやピストン等の組付け作業とが混在するので、この発明の組立システムを適用すればその組立システムの上述した効果を特に有利に享受することができる。
【０００９】
そして、前記エンジン構成部品の組み立てにおいては、前記自動機械は、そのエンジン構成部品のクランクシャフト支持ベアリング用キャップ取付ボルトの緩めと、その取付ボルトの締付けと、コネクティングロッド大端ベアリング用キャップ取付ボルトの締付けと、を一台で行うものであっても良く、これらの取付ボルトの緩めおよび締付け作業を一台の自動機械が集約して行えば、エンジンの組立システムの設備および設置スペースを僅かなもので済ませることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、この発明の車両部品の組立システムを車両部品としてのエンジン構成部品、具体的にはエンジンのシリンダブロック部分の組み立てに適用した一実施例を示す斜視図、図２は、その実施例の組立システムを示す平面図、そして図３は、その実施例の組立システムで行うシリンダブロック部分の組立作業工程を示す工程図であり、図中符号１は搬入スタンド、２は自動機械、３，４は手作業スタンド、５は反転機、６は搬出スタンド、７はシャトルコンベヤ、８はクランクシャフトやピストン等を組み付けられてシリンダブロック部分として組み立てられるワークをそれぞれ示している。
【００１１】
なお、ここにおけるワーク８は、上記搬入スタンド１への搬入時に、図４に示すように、シリンダブロック8aと、五個のクランクシャフト支持ベアリングメタル用キャップ（ＣＡＰ）を有するラダーフレーム8bと、そのラダーフレーム8bをシリンダブロック8aの下面に取り付けるための二十二本の取付ボルトB1〜B22 とを具えており、それらの取付ボルトB1〜B22 は、クランクシャフト支持ベアリングメタル用キャップとシリンダブロックのベアリングメタル支持部とを一体としてそれらの内周面を仕上げ加工していることから、ラダーフレーム8bをシリンダブロック8aに固定するために締め込まれた状態となっている。
【００１２】
この実施例の組立システムは、ワークベース（パレット）上にクランパにより位置決め固定したワーク８を、図３に示すように、搬入工程P1と、ＣＡＰ緩め工程P2と、クランクシャフト組付工程P3と、ＣＡＰ締付工程P4と、ピストン組付工程P5と、コンロッド（コネクティングロッド）締付工程P6と、反転工程P7と、搬出工程P8とに順次に搬送して、ワーク８からシリンダブロック部分の組み立てを行うものであり、その搬入工程P1では、ワーク８を搬入スタンド１に搬入し、ＣＡＰ緩め工程P2では、自動機械２により、ラダーフレーム8bを容易に外せるようにワーク８の上記二十二本の取付ボルトB1〜B22 を全て緩める作業を行い、クランクシャフト組付工程P3では、手作業スタンド３で手作業により、ワーク８のラダーフレーム8bをシリンダブロック8aから外して、クランクシャフト支持ベアリングメタル用キャップとシリンダブロックのベアリングメタル支持部とに支持ベアリングメタルをセットし、クランクシャフトを組み込んだ後にラダーフレーム8bを元に戻して上記取付ボルトB1〜B22 をセットする作業を行う。
【００１３】
また、ＣＡＰ締付工程P4では、自動機械２により、ワーク８の上記二十二本の取付ボルトB1〜B22 を全て締め込むとともに、それらの取付ボルトが所定の締め込みトルクまで締め込めたか否かでボルト異品をチェックし、次いでクランクシャフトを回転させてクランキングトルクおよびスラストギャップを測定するとともにクランク角検出プレートの曲がりをチェックし、その後所定の回転位置でクランクシャフトを停止させてクランク位相合わせする作業を行い、ピストン組付工程P5では、手作業スタンド４で手作業により、コンロッドが組み付けられたピストンをワーク８のシリンダブロック8aの各シリンダボア内にセットして各コンロッドの大端部を上記クランクシャフトの各クランクピンと組み合わせるとともに、各コンロッドの大端部にコンロッド大端ベアリング用キャップおよび取付ボルトをセットし、さらにワークベース上の所定位置に後述するバランサを載置するとともにそのバランサに四本の取付ボルトをセットする作業を行う。
【００１４】
そして、コンロッド締付工程P6では、自動機械２により、所定の回転位置でクランクシャフトを停止させてクランク位相合わせをし、ワーク８にセットした上記各コンロッドの大端部のキャップ用取付ボルトを締め込み、次いでワークベース上の上記バランサ（クランクシャフトで回転駆動されるバランサシャフトを具える振動軽減装置）を取り上げて、図４に示すように、ラダーフレーム8bの端部（図では右端部）上の所定位置にそのバランサ９を載置して、先にそのバランサ９上にセットした四本の取付ボルトB23 〜B26 を全て締め込み、その後ワーク８の端部をシールパッドでシールしてクランクシャフトを回転させてリークテストを行うとともにクランキングトルクを測定し、反転工程P7では、後のシリンダヘッドの組み付けのために、反転機５により、ワーク８を一旦ワークベースから外して、ラダーフレーム8bがワークベースに向くように反転させ、その後再びワーク８をワークベース上に位置決め固定する作業を行い、そして搬出工程P8では、ワーク８への上記各部品の組み付け状況を搬出スタンド６で手作業により最終チェックした後ワーク８を搬出する。
【００１５】
かかる作業を行うために、ここにおける自動機械２は、図１および図５に示すように、ブース2a上に、四台のナットランナ2bと、それらのナットランナ2bをそれぞれ三次元的に任意の位置に移動させてそれらのナットランナ2bに上記取付ボルトB1〜B22 の緩めおよび締め込みと上記取付ボルトB23 〜B26 の締め込みとを行わせる四台のナットランナ保持ロボット2cとを具えるとともに、ブース2aの側部に、ワーク８に対し駆動シャフトを進退移動させて前進移動時のその駆動シャフトによりワーク８に組み付けたクランクシャフトを回転させるクランキングユニット2dと、ワーク８に対しシールパッドを進退移動させて前進移動時のそのシールパッドによりワーク８のリヤオイルシール装着部分をシールするリークテストユニット2eと、複数種類のボルト形状への自動対応のためのソケットチェンジャ2f（図５では図示せず）とを具え、さらにそのブース2aの前側に、ブース2a内のワーク８の入れ替え用に、ブース2a内から出したワークベースとブース2a内へ供給するワークベースとを同時に載置し得るバッファコンベヤ2g（図１では図示せず）を具えている。
【００１６】
また、ここにおける反転機５は、図６に示すように、ワーク８に対し進退移動するとともにその前進移動時に、ワーク８の側部に装着されたアタッチメント10と掛合し得る爪5aと、ワークベース上のクランパを電気的に、あるいは空圧等で機械的に作動させてそのワークベースに対するワーク８の着脱を自動的に行わせる図示しないクランパ駆動装置とを具えており、これにより反転機５は、上記爪5aを前進させて、図７（ａ）に示すようにラダーフレーム8bが上向きとなっているワーク８のアタッチメント10にその爪5aを掛合させるとともに、上記クランパ駆動装置でワークベース上のクランパにワーク８を解放させ、次いでその爪5aを上昇させることでワーク８をワークベースから上昇させ、次いでその爪5aを 180°回転させることでワーク８をラダーフレーム8bが下向きとなってワークベースに向くように反転させ、次いでその爪5aを下降させることでワーク８をワークベース上に載置し、最後に上記クランパ駆動装置でワークベース上のクランパにワーク８をクランプさせてワークベースに対し位置決め固定させるとともに、上記爪5aをワーク８のアタッチメント10から分離させて後退させ、ワーク８の反転を完了する。
【００１７】
そして、ここにおけるシャトルコンベヤ７は、上記バッファコンベヤ2gと同様に、搬入スタンド１からのワーク８の取り出しと、自動機械２、手作業スタンド３，４および反転機５の各々に対するワーク８の入れ替えと、搬出スタンド６へのワーク８の送り込みとのために、二つのワークベースを同時に載置し得るよう二台のワークベース移載装置7aを具えるとともに、それらのワークベース移載装置7aを図１および図２中矢印Ｓで示すように搬入スタンド１から搬出スタンド６までの間の所定経路上で往復移動させる図示しないシャトル駆動装置を具えている。
【００１８】
図８〜図11は、上記実施例の組立システムの搬入スタンド１に複数のワーク８を順次に供給してその搬入スタンド１から搬出スタンド６まででそれらのワーク８の各々から上記シリンダブロック部分を組み立てる際の、その搬入スタンド１から搬出スタンド６までへの上記搬入工程P1〜搬出工程P8の割り振りの例を経時的に示すタイムチャートであり、図中矢印は、シャトルコンベヤ７によるワーク８の搬送を示している。
【００１９】
このタイムチャートでは、三個のワークW1, W2, W3が上記実施例の組立システムに順次に搬入されて搬入工程P1〜搬出工程P8を順次に経ることで各ワークW1, W2, W3についてシリンダブロック部分が組み立てられて搬出まで完了しているとともに、さらに三個のワークW4, W5, W6が上記実施例の組立システムに順次に搬入されてシリンダブロック部分の組み立てが進められており、図示のように、ワークW4以降は同一のタイムチャートの繰り返しとなっている。ここで、符号を付した矢印は、その符号のワークを載置してシャトルコンベヤ７がその矢印の元の場所から先の場所まで移動していることを示し、符号を付していない矢印は、ワークを載置せずにシャトルコンベヤ７がその矢印の元の場所から先の場所まで移動していることを示している。
【００２０】
従ってこの実施例の組立システムによれば、四つの自動作業工程P2, P4, P6, P7と三つの手作業工程P3, P5, P8とが混在する組立工程に対応する順序で、シャトルコンベヤ７が、三つの自動作業工程P2, P4, P6を集約して行う自動機械２と二つの手作業スタンド３，４との間でワーク８を往復搬送することで、シリンダブロック部分の組み立てを行うので、先の図３に示すエンジンのシリンダブロック部分の組立作業工程を、図12に示すように、コンパクトなスペースに集約して実施することができる。
【００２１】
しかもこの実施例の組立システムによれば、自動機械２と手作業スタンド３，４とが互いにシャトルコンベヤ７の搬送移動経路の反対側に分離されていることから、例えば図１中に自動機械２の増設位置について仮想線で示すように、自動機械２や手作業スタンド３，４の増設を互いの配置を考慮せずに容易に行うことができ、さらに、それら自動機械２と手作業スタンド３，４との間でワーク８を往復搬送することから、シャトルコンベヤ７の作動設定変更や搬送移動経路の伸縮によってそれら自動機械２や手作業スタンド３，４の配置や工順の変更を柔軟に行うことができる。
【００２２】
従ってこの実施例の車両部品の組立システムによれば、車種や台数の増加時にその増加の程度に合わせて既にあるものと同じ作業を行う自動機械２や手作業スタンド３，４を容易に増設することができ、また車種や台数の削減時に設備が低操業となるのを防止し得て、設備費や人件費の比例費化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の車両部品の組立システムを車両部品としてのエンジンのシリンダブロック部分の組み立てに適用した一実施例を示す斜視図である。
【図２】  上記実施例の組立システムを示す平面図である。
【図３】  上記実施例の組立システムで行うシリンダブロック部分の組立作業工程を示す工程図である。
【図４】  上記実施例の組立システムでシリンダブロック部分として組み立てるワークを示す平面図である。
【図５】  上記実施例の組立システムが具える自動機械を示す平面図である。
【図６】  上記実施例の組立システムが具える反転機を部分的に示す側面図である。
【図７】  上記反転機によるワークの反転状態を示す説明図である。
【図８】  上記実施例の組立システムで行うシリンダブロック部分の組立作業の例を経時的に示すタイムチャートの最初の部分である。
【図９】  上記タイムチャートの二番目の部分である。
【図１０】  上記タイムチャートの三番目の部分である。
【図１１】  上記タイムチャートの最後の部分である。
【図１２】  上記実施例の組立システムによる図３の組立作業工程の集約状況を示す説明図である。
【符号の説明】
１  搬入スタンド
２  自動機械
３，４  手作業スタンド
５  反転機
６  搬出スタンド
７  シャトルコンベヤ
８  ワーク
P1  搬入工程
P2  ＣＡＰ緩め工程
P3  クランクシャフト組付工程
P4  ＣＡＰ締付工程
P5  ピストン組付工程
P6  コンロッド締付工程
P7  反転工程
P8  搬出工程
【図１】
0003965263.tif 000002
【図２】
0003965263.tif 000003
【図３】
0003965263.tif 000004
【図４】
0003965263.tif 000005
【図５】
0003965263.tif 000006
【図６】
0003965263.tif 000007
【図７】
0003965263.tif 000008
【図８】
0003965263.tif 000009
【図９】
0003965263.tif 000010
【図１０】
0003965263.tif 000011
【図１１】
0003965263.tif 000012
【図１２】
0003965263.tif 000013