(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン構成部材のシリンダブロックとベアリングキャップの両突き合せ部分に形成された複数の半円形軸受部の各々に半円形のメタルベアリングを組付ける装置であって、
ベアリングキャップを組付けたシリンダブロックを上下逆にしてパレット上に支持し、これを所定方向に搬送するエンジン搬送ユニットと、
エンジン搬送ユニットで定位置にパレットと共に搬入されたシリンダブロックからベアリングキャップを持ち上げて保持する第１チャック部材と、ベアリングキャップ下面の複数の軸受部に嵌着されるメタルベアリングを整列状態で保持する第１仮受治具と、第１チャック部材の下方から側方に離隔した定位置で第１仮受治具に複数のメタルベアリングを選別供給する第１部品移転機構と、第１仮受治具を第１部品移転機構でメタルベアリングが供給される位置と第１チャック部材に保持されたベアリングキャップの真下の位置の間で往復移動させる第１治具移送機構とを有し、第１チャック部材で持ち上げられたベアリングキャップの真下にメタルベアリングを保持した第１仮受治具が移動すると、ベアリングキャップと第１仮受治具とを接近させて第１仮受治具上のメタルベアリングをベアリングキャップ下面の軸受部に一括して嵌め込んでから、第１チャック部材でベアリングキャップをパレット上に載せる前段組付ユニットと、
エンジン搬送ユニットで前段組付ユニットから後段の定位置にパレットと共に搬入されたシリンダブロックの上面の複数の軸受部に嵌着されるメタルベアリングを整列させて保持する第２仮受治具と、シリンダブロックの側方の定位置で第２仮受治具に複数のメタルベアリングを選別供給する第２部品移転機構と、第２仮受治具を第２部品移転機構でメタルベアリングが供給される位置とシリンダブロック真上の位置の間で往復移動させる第２治具移送機構と、シリンダブロックの真上で上下動可能に配置されて、シリンダブロックの真上にメタルベアリング保持の第２仮受治具が移動すると第２仮受治具上の複数のメタルベアリングを保持して第２仮受治具から持ち上げる第２チャック部材とを有し、第２チャック部材がメタルベアリングを保持すると、第２仮受治具をシリンダブロック真上から退避させて第２チャック部材を下降させ、第２チャック部材に保持した複数のメタルベアリングをシリンダブロックの軸受部に一括して嵌め込むようにした後段組付ユニットと、
を具備することを特徴とするメタルベアリング組付装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのシリンダブロックとベアリングキャップの双方に形成された半円形のクランク軸用軸受部に半円形メタルベアリングを組付けるメタルベアリング組付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等のエンジンにおいて、シリンダブロックとベアリングキャップとでクランク軸を回転自在に支持する場合には、シリンダブロックとベアリングキャップの双方の軸受部にそれぞれ半円形のメタルベアリングが嵌着される。その一例を図15及び図16のエンジン分解図で説明する。ベアリングキャップ１とシリンダブロック２の双方の突き合せ面に複数の半円形軸受部ｍ，ｎが形成される。ベアリングキャップ１の複数の軸受部ｍに複数の半円形メタルベアリング３（ロアメタル）が嵌着され、シリンダブロック２の複数の軸受部ｎに複数の半円形メタルベアリング４（アッパーメタル）が嵌着されてから、シリンダブロック２とベアリングキャップ１が間にクランク軸５を挾んで接合一体化される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなシリンダブロック２及びベアリングキャップ１へのメタルベアリング３、４の組付けは、従来、以下の手順で行なわれている。
【０００４】
先ず、エンジン組立ラインを流れるパレット上にシリンダブロックを上下逆にして位置決め搭載し、このパレットを前段組付けステーションに搬送する。パレット上には、複数のロアメタルを整列状態で保持する仮受治具が設けられており、パレットがこの組付けステーションに到達すると、ロボットアーム等がストックされた複数種のロアメタルの中から機種に適合する複数のロアメタル、例えば４つのロアメタルを選別し、これをパレットの仮受治具上に整列供給する。その後、ベアリングキャップをその接合面を下に向けて仮受治具の上に被せ、仮受治具上のロアメタルを一括してベアリングキャップの軸受部に嵌め込む。
【０００５】
次に、パレットを後段組付けステーションに搬送し、ロボットアーム等でストックされた複数種のアッパーメタルの中から適合するアッパーメタルを選別し、これを直接シリンダブロックの軸受部に嵌め込む。
【０００６】
しかし、このような手順では、パレットが両組付けステーションに搬送されてから、メタルベアリングの選別・供給作業とがなされるため、各ステーションでのパレットの停止時間が長くなって生産性が低下する。各パレットに仮受治具を設けねばならず、パレットの製造コストが高騰する。
【０００７】
そこで、本発明は、シリンダブロックとベアリングキャップの双方にメタルベアリングを組付ける際に、組付工程の作業能率を改善すると共に、パレットの構造を簡素化することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明装置は、エンジン構成部材のシリンダブロックとベアリングキャップの両突き合せ部分に形成された複数の半円形軸受部の各々に半円形のメタルベアリングを組付ける装置であって、
ベアリングキャップを組付けたシリンダブロックを上下逆にしてパレット上に支持し、これを所定方向に搬送するエンジン搬送ユニットと、
エンジン搬送ユニットで定位置にパレットと共に搬入されたシリンダブロックからベアリングキャップを持ち上げて保持する第１チャック部材と、ベアリングキャップ下面の複数の軸受部に嵌着されるメタルベアリングを整列状態で保持する第１仮受治具と、第１チャック部材の下方から側方に離隔した定位置で第１仮受治具に複数のメタルベアリングを選別供給する第１部品移転機構と、第１仮受治具を第１部品移転機構でメタルベアリングが供給される位置と第１チャック部材に保持されたベアリングキャップの真下の位置の間で往復移動させる第１治具移送機構とを有し、第１チャック部材で持ち上げられたベアリングキャップの真下にメタルベアリングを保持した第１仮受治具が移動すると、ベアリングキャップと第１仮受治具とを接近させて第１仮受治具上のメタルベアリングをベアリングキャップ下面の軸受部に一括して嵌め込んでから、第１チャック部材でベアリングキャップをパレット上に載せる前段組付ユニットと、
エンジン搬送ユニットで前段組付ユニットから後段の定位置にパレットと共に搬入されたシリンダブロックの上面の複数の軸受部に嵌着されるメタルベアリングを整列させて保持する第２仮受治具と、シリンダブロックの側方の定位置で第２仮受治具に複数のメタルベアリングを選別供給する第２部品移転機構と、第２仮受治具を第２部品移転機構でメタルベアリングが供給される位置とシリンダブロック真上の位置の間で往復移動させる第２治具移送機構と、シリンダブロックの真上で上下動可能に配置されて、シリンダブロックの真上にメタルベアリング保持の第２仮受治具が移動すると第２仮受治具上の複数のメタルベアリングを保持して第２仮受治具から持ち上げる第２チャック部材とを有し、第２チャック部材がメタルベアリングを保持すると、第２仮受治具をシリンダブロック真上から退避させて第２チャック部材を下降させ、第２チャック部材に保持した複数のメタルベアリングをシリンダブロックの軸受部に一括して嵌め込むようにした後段組付ユニットとを具備するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１乃至図14を参照して説明する。
【００１０】
図１に本発明方法を実施するメタルベアリング組付装置全体の概略的な平面図を、図２に図１装置の各組付ステーションＳ1 、Ｓ2 での組付動作時での部分正面図を示す。同図のメタルベアリング組付装置は、エンジン構成部材のシリンダブロック２とベアリングキャップ１をパレット１３に搭載してエンジン組立ラインＬを搬送するエンジン搬送ユニット１０と、ベアリングキャップ１に対応する複数の半円形メタルベアリング３（ロアメタル）を一括して自動的に組付ける前段組付ユニット１１と、シリンダブロック２に対応する複数の半円形メタルベアリング４（アッパーメタル）を一括して自動的に組付ける後段組付ユニット１２を備える。
【００１１】
エンジン搬送ユニット１０は、水平なベルトコンベヤ等の搬送体２０でパレット１３を水平に支持し、このパレット１３を前段組付ステーションＳ1 から後段組付ステーションＳ2 へと水平なＸ方向に搬送する。パレット１３上には、上下逆にしたシリンダブロック２が位置決め搭載されるブロック受け台２１と、その横に、上下逆にしたベアリングキャップ１が位置決め搭載されるキャップ受け台２２が設置される。
【００１２】
前段組付ステーションＳ1 に搬送されるパレット１３上には、図２に示すように、ベアリングキャップ１を組込んだ状態で、上下逆にしたシリンダブロック２が位置決め搭載される。このパレット１３が前段組付ステーションＳ1 に搬入されると、前段組付ステーションＳ1 に設置された前段組付ユニット１１でもってシリンダブロック２からベアリングキャップ１が持ち上げられてキャップ受け台２２に移され、この移送の間に上下逆のベアリングキャップ１の下面のアーチ状半円形軸受部ｍにロアメタル３が組付けられる。
【００１３】
前段組付ステーションＳ1 のパレット１３が後段組付ステーションＳ2 に搬入されると、後段組付ステーションＳ2 の側方に設置された後段組付ユニット１２でもって上下逆のシリンダブロック２の上面の逆アーチ状半円形軸受部ｎに逆アーチ状半円形をなすアッパーメタル４が組付けられる。
【００１４】
前段組付ユニット１１は、前段組付ステーションＳ1 にパレット１３と共に搬入されたシリンダブロック２からベアリングキャップ１を持ち上げてＸ方向移動及び上下移動させる第１チャック部材８と、ベアリングキャップ１に所定数のロアメタル３を組付ける第１仮受治具６を有する。また、前段組付ユニット１１は、ロアメタル３の多数を整列させて保管するストック部２３と、ストック部２３から第１仮受治具６に所定数のロアメタル３を受け渡し供給する第１部品移転機構１４と、第１仮受治具６をＸ方向と直交する水平なＹ方向に往復移動させるサーボモータ等の第１治具移送機構１６を有する。
【００１５】
ストック部２３は、ベアリングキャップ１に組付けられる複数種類のロアメタル３を種別毎（ターボチャージャーの有無、排気量の相違等）に複列状態で保管するもので、前段組付ステーションＳ1 の側方の定位置に設置される。ストック部２３は、例えば図１及び図３、図４に示すように、Ｙ方向に平行な複数条のベルトコンベア等の水平コンベア２５を並設して構成され、各水平コンベア２５上に種別毎に複数のロアメタル３がその開放両端をエンジン組立ライン側に向けた横置きの状態で整列され、エンジン組立ライン側に整送される。水平コンベア２５を図４の矢印のＹ方向に駆動させると、最前列のロアメタル３の両端が固定ストッパー２６に当接して静止する。各水平コンベア２５へのロアメタル３の補給は、手動、或いは、自動で行われる。
【００１６】
ストック部２３の各水平コンベア２５の先端部上方に第１部品移転機構１４がＸ方向に往復移動可能に配置される。第１部品移転機構１４は、コンピュータ制御されるロボットアーム等で、各水平コンベア２５上の最前列のロアメタル３を１個ずつ選別して取出し、これを開放両端が下に向くよう上下に９０゜旋回させて第１仮受治具６に供給する。第１仮受治具６はストック部２３に沿ってＹ方向に移動可能に設置され、これの上面の複数箇所には、図３及び図５に示すようにロアメタル３を位置決め保持する凸状の仮受部２７が設けられる。図６に示すように、ロアメタル３は、各仮受部２７にその開放両端を下向きにしたアーチ状の縦姿勢で嵌合して保持される。
【００１７】
第１部品移転機構１４の具体例を図４及び図５に示すと、これはロボットチャック２８を備えたもので、次の動作をする。ロボットチャック２８は、前段組付ステーションＳ1 に搬入されるパレット１３に搭載された識別手段（ＩＣカード等）からのエンジン形式の検出信号に基づいて、ストック部２３の各水平コンベア２５の先端部上方でＸ方向及び上下方向に移動して、所望の水平コンベア２５の最前列のロアメタル３を選別して第１仮受治具６に１個ずつ供給する。即ち、図４に示すように、ロボットチャック２８は１つの水平コンベア２５の真上に移動してから降下して、水平コンベア２５の最前列のロアメタル３の中央部を挾持し、次いで上昇してロアメタル３を水平コンベア２５から持ち上げる。次にロボットチャック２８は、図５に示すように右方向上方に９０゜旋回して、挾持したロアメタル３をその開放両端が下向きになるアーチ状縦姿勢に姿勢変更させる。この姿勢変更の間にロボットチャック２８は第１仮受治具６の真上に移動してから降下し、挾持した縦姿勢のロアメタル３を第１仮受治具６の１つの仮受部２７に嵌め込む。以上のロボットチャック２８の動作と連動して、第１治具移送機構１６が第１仮受治具６をＹ方向に間欠移動させて、最終的に第１仮受治具６の複数の仮受部２７の全てに１個ずつのロアメタル３が位置決め保持される。
【００１８】
ロボットチャック２８でロアメタル３が供給される第１仮受治具６の位置は、前段組付ステーションＳ1 から離れた位置にある。この位置は、図７（Ａ）の鎖線で示される後方位置Ｐ1 に相当する。また、ロボットチャック２８が第１仮受治具６に所定数のロアメタル３を供給する間に、前段組付ステーションＳ1 へのパレット１３の搬入、第１チャック部材８によるシリンダブロック２からのベアリングキャップ１の持ち上げ、持ち上げたベアリングキャップ１のＸ方向のスライド移動の一連の動作が行われる。
【００１９】
即ち、図８（Ａ）に示すように、第１チャック部材８はシリンダブロック２上のベアリングキャップ１を挾持して持ち上げるとＸ方向にスライド移動して、ベアリングキャップ１をキャップ受け台２２の真上の定位置に移動させる。この定位置は第１仮受治具６より高い位置に在り、かつ、後方位置Ｐ1 の第１仮受治具６の前方の定位置に在る。
【００２０】
第１チャック部材８がベアリングキャップ１をキャップ受け台２２の真上の定位置まで移動させると、所定数のロアメタル３を保持して後方位置Ｐ1 で待機した第１仮受治具６が、図７（Ａ）の実線で示すように前方位置Ｐ2 まで前進移動して静止する。この後、第１チャック部材８とベアリングキャップ１が真下に降下して、ベアリングキャップ１の下面の複数のアーチ状半円形軸受部ｍが第１仮受治具６上の対応する複数のロアメタル３に嵌め込まれる。軸受部ｍはロアメタル３に嵌め込まれると、ロアメタル３をワンタッチでロックして支持する構造である。従って、第１チャック部材８でベアリングキャップ１を降下させてから元の高さ位置まで上昇させると、図８（Ｂ）に示すように、ロアメタル３が第１仮受治具６からベアリングキャップ１に移転して、第１仮受治具６が空の状態となる。
【００２１】
空の第１仮受治具６はベアリングキャップ１が上昇すると、図７（Ｂ）に示すように後方位置Ｐ1 へと後退移動して、次のメタルベアリング受給動作に待機する。この第１仮受治具６の後退を待って、第１チャック部材８とベアリングキャップ１が再降下してベアリングキャップ１がキャップ受け台２２に載置され、この後、図８（Ｃ）に示すように第１チャック部材８がベアリングキャップ１から離れて上昇してから横スライドして元の位置に戻り、次のエンジン搬入に待機する。
【００２２】
以上のようにして前段組付ユニット１１の一連の動作で、１つのベアリングキャップ１に複数のロアメタル３が一括して短時間で自動組付けされる。即ち、前段組付ステーションＳ1 におけるエンジン移動と分解作業の間に第１仮受治具６へのメタルベアリング自動供給が並行して行われ、前段組付ステーションＳ1 へのエンジン移動のすぐ後でベアリングキャップ１へのメタルベアリング供給が短時間で実行される。また、ベアリングキャップ１に複数のロアメタル３を直接に供給する第１仮受治具６をエンジン搬送用パレット１３から独立させて単独に動作させることにより、複数のエンジン車種に共通の仮受治具が使用できて設備投資上有利となる。
【００２３】
次に、後段組付ユニット１２を説明すると、これは前段組付ユニット１１のストック部２３と同様なストック部２４と、前段組付ユニット１１と形態の異なる第２部品移転機構１５、第２仮受治具７を備え、第２仮受治具７をＹ方向に往復移動させるサーボモータ等の第２治具移送機構１７を備える。ストック部２４は、シリンダブロック２に組付けられる複数種類のメタルベアリング４（アッパーメタル）を種別毎に複数保管するもので、例えばＹ方向に平行な複数条のベルトコンベア等の水平コンベア２９を並設して構成される。水平コンベア２９は後段組付ステーションＳ2 の側方定位置に設置されて、各水平コンベア２９上に種別毎に複数のアッパーメタル４がその開放両端をエンジン組立ライン側に向けた横置きの状態で整列され、エンジン組立ライン側に整送される。
【００２４】
第２部品移転機構１５は、図９及び図１０に示すようなロボットチャック３０を有する。このロボットチャック３０は、前段組付ユニット１１のロボットチャック２８と概ね同様な動作をして、各水平コンベア２９上の最前列のアッパーメタル４を１個ずつ選別して取出し、これを上下に９０゜旋回させて第２仮受治具７に供給する。この場合のロボットチャック３０は、アッパーメタル４を挾持して持ち上げると、図１０に示すように左方向上方に９０゜回転して、アッパーメタル４をその開放両端が上向きになる逆アーチ状の縦姿勢に姿勢変更する。
【００２５】
第２仮受治具７は、後段組付ステーションＳ2 に搬入されたパレット１３上のシリンダブロック２の真上の前方位置Ｑ2 （図１３参照）とストック部２４に沿う後方位置Ｑ1 の間でＹ方向に移動可能に設置される。第２仮受治具７の上面の複数箇所には、図１１乃至図１３に示すようにアッパーメタル４を位置決め保持する凹状の仮受部３１が設置される。第２仮受治具７が図１３（Ａ）の鎖線で示す後方位置Ｑ1 に在るときに、ロボットチャック３０で複数の仮受部３１の全てに逆アーチ状縦姿勢のアッパーメタル４が供給されて保持される。各アッパーメタル４は、その開放両端部を仮受部３１から上に突出させて仮受部３１に保持される。
【００２６】
第２チャック部材９は、前方位置Ｑ2 に前進した第２仮受治具７の真上の定位置とシリンダブロック２の間で上下動可能に設置される。第２チャック部材９は下面に複数のチャック爪３２を備え、このチャック爪３２で第２仮受治具７の複数のアッパーメタル４を一括して挾持して持ち上げ、そのまま降下してシリンダブロック２の軸受部ｎに一括して組付ける。以上の組付要領が図１４（Ａ）〜（Ｃ）に示される。
【００２７】
図１４（Ａ）のように後段組付ステーションＳ2 にパレット１３が搬入されると、シリンダブロック２と上限位置に在る第２チャック部材９の間に、図１３に示すように後方位置Ｑ1 の第２仮受治具７が前進移動する。この第２仮受治具７上には、後段組付ステーションＳ2 にパレット１３が搬入される間に所定数のアッパーメタル４が逆アーチ状に保持されている。第２仮受治具７が前進して前方位置Ｑ2 で静止すると、上限位置の第２チャック部材９が下降し、図１２の鎖線で示すようにチャック爪３２が閉じて第２仮受治具７の複数のアッパーメタル４の開放両端部を挾持すると、そのまま第２チャック部材９が上限位置まで上昇する。この上昇で第２仮受治具７から全数のアッパーメタル４が分離されて第２仮受治具７が空の状態となり、上昇した第２チャック部材９下に逆アーチ状に吊下保持される。
【００２８】
第２チャック部材９が上昇すると、図１３（Ｂ）と図１４（Ｂ）に示すように空の第２仮受治具７が後方位置Ｑ1 まで後退して次のメタルベアリング受給に待機する。第２仮受治具７の後退を待って第２チャック部材９が再下降して、保持した複数のアッパーメタル４をシリンダブロック２の対応する軸受部ｎに一括して嵌め込むと、図１４（Ｃ）に示すように再度上限位置まで上昇して、次のエンジン搬入に待機する。
【００２９】
【発明の効果】
本発明装置によれば、シリンダブロックとベアリングキャップに複数のメタルベアリングを一括して供給する仮受治具をエンジン組立ラインを流れるパレットから独立させて配置したので、エンジン組立ライン上での作業と別作業で仮受治具へのメタルベアリング供給が実施でき、メタルベアリングの組付けに要する作業時間を短縮化することが可能となる。特に、従来では、ベアリングキャップへのメタルベアリング組付け前に、ベアリングキャップのシリンダヘッドからの分離作業を別途行なっていたためタイムロスも多かなる傾向にあったが、本発明では、これら一連の作業が同時に行なえるので、時間短縮効果もより顕著なものとなる。また、エンジン搬送用パレットから仮受治具を独立させることにより、仮受治具をエンジンの複数機種に共用化することができるので、設備投資額も少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明組付方法を説明するためのメタルベアリング組付装置の概略を示す平面図である。
【図２】図１装置の各組付場所での組付動作を説明するための部分正面図である。
【図３】図１装置における前段組付ステーションＳ1 でのストック部と仮受治具の部分平面図である。
【図４】図３のストック部と部品移転機構の概略を示す側面図である。
【図５】図３の仮受治具と部品移転機構の側面図である。
【図６】図５の仮受治具の部分拡大断面図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は図１装置における前段組付ステーションＳ1 での各組付動作を示す側面図である。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）及び（Ｃ）は図１装置における前段組付ステーションＳ1 での各組付動作を示す正面図である。
【図９】図１装置における後段組付ステーションＳ2 でのストック部と部品移転機構の側面図である。
【図１０】図１装置における後段組付ステーションＳ2 での部品移転機構と仮受治具の側面図である。
【図１１】図１０の仮受治具の部分拡大断面図である。
【図１２】図１０の仮受治具とチャック部材の部分拡大正面図である。
【図１３】（Ａ）及び（Ｂ）は図１装置における後段組付ステーションＳ2 での各組付動作を示す側面図である。
【図１４】（Ａ）及び（Ｂ）及び（Ｃ）は図１装置における後段組付ステーションＳ2 での各組付動作を示す正面図である。
【図１５】エンジン構成部材のシリンダブロックとベアリングキャップの分解正面図である。
【図１６】図１５のシリンダブロックとベアリングキャップの分解側面図である。
【符号の説明】
１    ベアリングキャップ（エンジン構成部材）
２    シリンダブロック（エンジン構成部材）
ｍ，ｎ    軸受部
３、４    メタルベアリング
６    第１仮受治具
７    第２仮受治具
８    第１チャック部材
９    第２チャック部材
１０    エンジン搬送ユニット
１１    前段組付ユニット
１２    後段組付ユニット
１３    パレット
１４    第１部品移転機構
１５    第２部品移転機構
１６    第１治具移送機構
１７    第２治具移送機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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