(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-14
(45)【発行日】2023-09-25
(54)【発明の名称】組付け装置
(51)【国際特許分類】
B23P 21/00 20060101AFI20230915BHJP
B23P 19/02 20060101ALI20230915BHJP
F16L 3/24 20060101ALN20230915BHJP
【FI】
B23P21/00 303A
B23P19/02 P
F16L3/24 Z
(21)【出願番号】P 2020031390
(22)【出願日】2020-02-27
【審査請求日】2022-10-31
(73)【特許権者】
【識別番号】000157083
【氏名又は名称】トヨタ自動車東日本株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100131026
【氏名又は名称】藤木 博
(74)【代理人】
【識別番号】100194124
【氏名又は名称】吉川 まゆみ
(72)【発明者】
【氏名】荻原 直樹
(72)【発明者】
【氏名】田沼 昇
(72)【発明者】
【氏名】上谷 伸二
(72)【発明者】
【氏名】菊地 耕咲
(72)【発明者】
【氏名】富山 法一
【審査官】八板 直人
(56)【参考文献】
【文献】特開2005-88632(JP,A)
【文献】実開昭62-182879(JP,U)
【文献】特開平2-18182(JP,A)
【文献】米国特許第04905942(US,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B23P 19/00-21/00
F16L 3/00- 3/26
B60R 16/08
B62D 65/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の配管がクリップにより保持された集合配管体を車体に取り付けるに際し、前記クリップは、前記集合配管体の長さ方向に間隔を開けて配置された第1クリップ、第2クリップ、及び、第3クリップをこの順に有し、前記車体には、前記第1クリップ、第2クリップ、及び、第3クリップに個別に対応して第1スタッドボルト、第2スタッドボルト、及び、第3スタッドボルトが設けられており、前記第1スタッドボルトの軸方向は第1方向、前記第2スタッドボルト及び第3スタッドボルトの軸方向は第2方向であり、前記第1方向と前記第2方向とは前記車体側から先端側に向かい離間しており、前記第1クリップ、第2クリップ、及び、第3クリップにそれぞれ設けられた嵌合穴を前記第1スタッドボルト、第2スタッドボルト、及び、第3スタッドボルトに個別に嵌合させる組付け装置であって、
前記第1クリップ、第2クリップ、及び、第3クリップを支持し、前記第2方向に沿って前記車体に近づける方向に移動させることが可能な搭載手段と、
前記搭載手段に配設され、前記第1クリップを支持し、前記第1クリップを前記車体に近づける方向に移動させることが可能な第1移動手段と、
前記搭載手段に配設され、前記第2クリップ及び第3クリップを支持し、前記第2クリップ及び第3クリップを前記車体に近づける方向に移動させることが可能な第2移動手段とを備え、
前記第2移動手段は、一方側で前記第2クリップを支持し、他方側で前記第3クリップを支持する支持部材と、前記支持部材を前記第2クリップと前記第3クリップとの間において回動可能に支持しつつ、前記支持部材を前記車体に近づける方向に移動可能に前記搭載手段に対して配設する支柱部材とを有する
ことを特徴とする組付け装置。
【請求項2】
前記第2移動手段は、前記支持部材の他方側を前記車体に近づける方向に付勢する付勢部材を有することを特徴とする請求項1記載の組付け装置。
【請求項3】
更に、前記搭載手段、前記第1移動手段、及び、前記第2移動手段を制御する制御部を備え、前記制御部は、搭載手段11を所定の位置まで移動させ、第1移動手段により第1クリップを車体に近づける方向に移動させたのち、第2移動手段により第2クリップ及び第3クリップを車体に近づける方向に移動させるように制御することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の組付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の配管がクリップにより保持された集合配管体を車体に取り付けるに際に、クリップに設けられた嵌合穴を車体に設けられたスタッドボルトに嵌合させる組付け装置に関する。
【背景技術】
【0002】
車の生産においては、例えば、ブレーキ配管やフューエル配管等の複数の配管をクリップによりまとめて集合配管体とし、車体の裏側に取り付ける工程がある。この工程では、例えば、複数の配管を長さ方向に間隔を開けて複数のクリップにより保持し、各クリップに設けた嵌合穴を車体に設けた複数のスタッドボルトに対して個別に嵌合させることにより、集合配管体を車体に組み付けるようになっている。その際、車体に設けられた各スタッドボルトの軸方向が同一、例えば全て下向きであれば、集合配管体をスタッドボルトの軸方向に沿って、例えば上に向かって車体に近づけることにより、各クリップの嵌合穴を各スタッドボルトに個別に嵌合することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、車体の裏側の形態により、全てのスタッドボルトの軸方向が同一でない場合がある。例えば、車体の裏側において、前側が斜め上方に向かい傾斜されている場合には、前側に配置されたスタッドボルトの軸方向は斜め前方下向き、他のスタッドボルトの軸方向は下向きとなり、異なった向きとなってしまう。このような場合には、集合配管体を単一の直線挿入軌道やスイング挿入軌道で移動させても、各クリップの嵌合穴を各スタッドボルトに嵌合させることができず、自動化するには複数のアクチュエータを組み合わせた複雑で高価な装置が必要であった。そのため、従来は手作業により組付けを行っており、作業効率が悪いという問題があった。そこで、簡単な機構で自動化することができる装置の開発が望まれていた。
【0005】
なお、特許文献1には、集中配管保持クリップを支持するクリップ支持具と、このクリップ支持具が支持する集中配管保持クリップの嵌合穴と同一直線上に位置して、スタッドボルトが挿入されて位置決めがなされる位置決め孔とを備えた集中配管取付装置が記載されている。この集中配管取付装置によれば、スタッドボルトは、位置決め孔に挿入した後、この位置決め孔と同一直線上に位置する集中配管保持クリップの嵌合穴に挿入するので、位置決め後のスタッドボルトの集中配管保持クリップへの固定を確実に行うことができる。しかし、この集中配管取付装置は、配管取付作業を確実に行うことを目的としたものであり、スタッドボルトの軸方向が異なる場合に、クリップの嵌合穴をスタッドボルトに嵌合させることができるようにするものではない。すなわち、本願発明とは目的及び構成が全く異なっている。
【0006】
本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、スタッドボルトの軸方向が異なっていても、簡単な構成で、安価かつ容易に、クリップの嵌合穴をスタッドボルトに嵌合させることができる組付け装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の組付け装置は、複数の配管がクリップにより保持された集合配管体を車体に取り付けるに際し、クリップは、集合配管体の長さ方向に間隔を開けて配置された第1クリップ、第2クリップ、及び、第3クリップをこの順に有し、車体には、第1クリップ、第2クリップ、及び、第3クリップに個別に対応して第1スタッドボルト、第2スタッドボルト、及び、第3スタッドボルトが設けられており、第1スタッドボルトの軸方向は第1方向、第2スタッドボルト及び第3スタッドボルトの軸方向は第2方向であり、第1方向と第2方向とは車体側から先端側に向かい離間しており、第1クリップ、第2クリップ、及び、第3クリップにそれぞれ設けられた嵌合穴を第1スタッドボルト、第2スタッドボルト、及び、第3スタッドボルトに個別に嵌合させるものであって、第1クリップ、第2クリップ、及び、第3クリップを支持し、第2方向に沿って車体に近づける方向に移動させることが可能な搭載手段と、搭載手段に配設され、第1クリップを支持し、第1クリップを車体に近づける方向に移動させることが可能な第1移動手段と、搭載手段に配設され、第2クリップ及び第3クリップを支持し、第2クリップ及び第3クリップを車体に近づける方向に移動させることが可能な第2移動手段とを備え、第2移動手段は、一方側で第2クリップを支持し、他方側で第3クリップを支持する支持部材と、支持部材を第2クリップと第3クリップとの間において回動可能に支持しつつ、支持部材を車体に近づける方向に移動可能に搭載手段に対して配設する支柱部材とを有するものである。
【0008】
この組付け装置では、例えば、第1移動手段により第1クリップを車体に近づける方向に移動させ、集合配管体の第1クリップの側をスイング移動させて、第1スタッドボルトに第1クリップの嵌合穴を嵌合させる。この時、集合配管体の姿勢に追従して、支持部材が支柱部材を支点として一方側が車体に近づき他方側が車体から離れるように傾斜する。次いで、第2移動手段により第2クリップ及び第3クリップを車体に近づける方向に移動させ、集合配管体の第3クリップの側をスイング移動させて、第2スタッドボルトに第2クリップの嵌合穴を嵌合させると共に、第3スタッドボルトに第3クリップの嵌合穴を嵌合させる。この時、集合配管体の姿勢に追従して、支持部材が支柱部材を支点として他方側が車体に近づき一方側が車体から離れる。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、第1クリップを車体に近づける方向に移動させることが可能な第1移動手段と、第2クリップ及び第3クリップを車体に近づける方向に移動させることが可能な第2移動手段とを備え、第2移動手段は、一方側で第2クリップを支持し、他方側で第3クリップを支持する支持部材を支柱部材により回動可能に支持するようにしたので、第1移動手段と第2移動手段を順番に移動させ、第2移動手段により集合配管体の姿勢を保持することにより、集合配管体を容易にスイング移動させることができる。よって、簡単な構成で、安価かつ容易に、集合配管体を車体に組み付けることができる。
【0010】
また、支持部材の他方側を車体に近づける方向に付勢する付勢部材を有するようにしたので、第2移動手段により第2クリップ及び第3クリップを車体に近づける方向に移動させる際に、より容易に支持部材の他方側を車体に近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】本発明の一実施の形態に係る組付け装置の構成を表す図である。
【
図2】
図1に示した組付け装置の動作を表す図である。
【
図3】
図2に続く組付け装置の動作を表す図である。
【
図4】
図1に示した組付け装置の動作を仮想的な直角三角形を用いて説明する図である。
【
図5】第1スタッドボルトが第1クリップの嵌合穴に挿入された状態の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0013】
図1は、本発明の一実施の形態に係る組付け装置10の構成を表すものである。この組付け装置10は、集合配管体20を車体30に取り付ける際に用いるものであり、以下に説明する集合配管体20を車体30に取り付ける際に好適に用いることができる。なお、
図1では、組付け装置10により取り付ける集合配管体20及び取り付け先の車体30の構成も合わせて示している。
【0014】
集合配管体20は、複数の配管21をクリップ22により保持したものである。配管21としては、例えば、ブレーキ配管やフューエル配管が挙げられる。クリップ22は、集合配管体20の長さ方向に間隔を開けて配置された第1クリップ22A、第2クリップ22B、及び、第3クリップ22Cをこの順に有している。第1クリップ22A、第2クリップ22B、及び、第3クリップ22Cには、それぞれ、嵌合穴23A,23B,23Cが個別に設けられている。
【0015】
車体30には、第1クリップ22A、第2クリップ22B、及び、第3クリップ22Cに個別に対応して、第1スタッドボルト31、第2スタッドボルト32、及び、第3スタッドボルト33がこの順に設けられている。第1スタッドボルト31の軸方向は第1方向とされている。第2スタッドボルト32及び第3スタッドボルト33の軸方向は同一であり、第1方向と異なる第2方向とされ、第1方向と第2方向とは車体側から先端側に向かい離間している。具体的には、例えば、第2スタッドボルト32及び第3スタッドボルト33は、車体30の裏側から下に向かい、軸方向を垂直として設けられている。第1スタッドボルト31は、例えば、車体30の前方の裏側において、第2スタッドボルト32及び第3スタッドボルト33の配設位置よりも上方の位置から斜め前方下に向かい、軸方向を先端側が第2スタッドボルト32から離れる方向に傾斜させて設けられている。第1スタッドボルト31、第2スタッドボルト32、及び、第3スタッドボルト33の長さは、例えば、同一とされている。
【0016】
組付け装置10は、このような集合配管体20を車体30に取り付けるに際し、第1クリップ22A、第2クリップ22B、及び、第3クリップ22Cにそれぞれ設けられた嵌合穴23A,23B,23Cを、第1スタッドボルト31、第2スタッドボルト32、及び、第3スタッドボルト33に個別に嵌合させるものである。具体的な構成としては、組付け装置10は、第1クリップ22A、第2クリップ22B、及び、第3クリップ22Cを支持する搭載手段11と、この搭載手段11に配設され、第1クリップ22Aを移動させる第1移動手段12と、搭載手段11に配設され、第2クリップ22B及び第3クリップ22Cを移動させる第2移動手段13とを備えている。
【0017】
搭載手段11は、例えば、第1移動手段12及び第2移動手段13を支持する搭載支持部11Aと、搭載支持部11Aを移動させる搭載移動部11Bとを有している。搭載移動部11Bは、例えば、搭載支持部11Aを第2方向(すなわち、第2スタッドボルト32及び第3スタッドボルト33の軸方向)に沿って車体30に近づける方向、例えば上に移動させることが可能な機能を有している。これにより、搭載手段11は、第1クリップ22A、第2クリップ22B、及び、第3クリップ22Cを支持し、これらを同時に、第2方向に沿って車体30に近づける方向に移動させることができるようになっている。搭載移動部11Bは、また、搭載支持部11Aを取り付け位置の近傍まで水平方向に移動させる機能を有していてもよい。
【0018】
第1移動手段12は、例えば、第1クリップ22Aを支持し、第2クリップ22B及び第3クリップ22Cとは別に、独立して、第1クリップ22Aを車体30に近づける方向、例えば上に移動させるためのものである。移動機構としては、例えば、アクチュエータが挙げられる。
【0019】
第2移動手段13は、例えば、第2クリップ22B及び第3クリップ22Cを支持し、第1クリップ22Aとは別に、独立して、第2クリップ22B及び第3クリップ22Cを車体30に近づける方向、例えば上に移動させるためのものである。移動機構としては、例えば、アクチュエータが挙げられる。また、第2移動手段13は、一方側で第2クリップ22Bを支持し、他方側で第3クリップ22Cを支持する支持部材13Aと、支持部材13Aを第2クリップ22Bと第3クリップ22Cとの間において回動可能に支持しつつ、支持部材13Aを車体30に近づける方向,例えば上に移動可能に搭載手段11に対して配設する支柱部材13Bとを有している。
【0020】
第2移動手段13では、支柱部材13Bにより支持部材13Aを回動可能に支持しているので、集合配管体20の姿勢に応じて支持部材13Aの姿勢が変化するようになっている。よって、例えば、第1移動手段12により第1クリップ22Aを車体30に近づける方向に移動させると、集合配管体20の姿勢に応じて支持部材13Aの一方側が車体30に近づき他方側が車体30から離れるように姿勢が傾斜し、第2移動手段13により第2クリップ22B及び第3クリップ22Cを車体30に近づける方向に移動させると、集合配管体20の姿勢に応じて支持部材13Aの他方側が車体30に近づき一方側が車体30から離れるように姿勢が変化するようにすることができる。従って、第1移動手段12と第2移動手段13とを順番に移動させることにより、第1スタッドボルト31と、第2スタッドボルト32及び第3スタッドボルト33との軸方向が異なっていても、集合配管体20を車体30に組み付けることができるようになっている。
【0021】
第2移動手段13は、また、支持部材13Aの他方側を車体30に近づける方向に付勢する付勢部材(図示せず)を有していることが好ましい。第2移動手段13により第2クリップ22B及び第3クリップ22Cを車体30に近づける方向に移動させる際に、より容易に支持部材13Aの他方側を車体30に近づけることができるからである。付勢部材としては、例えば、ねじりコイルばねが挙げられる。
【0022】
また、組付け装置10は、例えば、搭載手段11、第1移動手段12、及び、第2移動手段13を制御する制御部(図示せず)を備えていることが好ましい。制御部は、例えば、搭載移動部11Bにより搭載支持部11Aを所定の位置まで移動させ、第1移動手段12により第1クリップ22Aを車体30に近づける方向に移動させたのち、第2移動手段13により第2クリップ22B及び第3クリップ22Cを車体30に近づける方向に移動させるように制御するように構成されている。
【0023】
この組付け装置10は、例えば、次のように動作する。
図2及び
図3は組付け装置10の動作を表すものである。まず、例えば、組付け装置10に集合配管体20を搭載する。具体的には、例えば、第1移動手段12に第1クリップ22Aを載置すると共に、第2移動手段13の支持部材13Aの一方側に第2クリップ22Bを載置し、支持部材13Aの他方側に第3クリップ22Cを載置する。次に、例えば、
図2に示したように、搭載移動部11Bにより、搭載支持部11Aを取り付け位置の近傍まで水平方向に移動させる。次いで、搭載支持部11Aを第2方向(すなわち、第2スタッドボルト32及び第3スタッドボルト33の軸方向)に沿って車体30に近づける方向、例えば上に移動させる(
図1参照)。その際、例えば、嵌合穴23A,23B,23Cの車体30側の端部が第1スタッドボルト31,第2スタッドボルト32,第3スタッドボルト33の先端部に到達するまで移動させることが好ましい。
【0024】
次いで、例えば、
図3(A)に示したように、第1移動手段12により、第1クリップ22Aを車体30に近づける方向に移動させ、集合配管体20の第1クリップ22Aの側をスイング移動させて、第1スタッドボルト31に第1クリップ22Aの嵌合穴23Aを嵌合させる。この時、集合配管体20の姿勢に追従して、支持部材13Aが支柱部材13Bを支点とし、一方側が車体30に近づき他方側が車体30から離れるように、付勢部材の付勢に逆らって傾斜する。
【0025】
続いて、例えば、
図3(B)に示したように、第2移動手段13により第2クリップ22B及び第3クリップ22Cを車体30に近づける方向に移動させ、集合配管体20の第3クリップ22Cの側をスイング移動させて、第2スタッドボルト32に第2クリップ22Bの嵌合穴23Bを嵌合させると共に、第3スタッドボルト33に第3クリップ22Cの嵌合穴23Cを嵌合させる。この時、集合配管体20の姿勢に追従し、更に、付勢部材により付勢されて、支持部材13Aが支柱部材13Bを支点とし、他方側が車体30に近づき一方側が車体30から離れる。
【0026】
また、仮想的な直角三角形を用いて組付け装置10の動作を説明する。
図4に概念図を示す。
図4(A)に示したように、第1クリップ22Aの嵌合穴23Aの車体30側前方を頂点A、第3クリップ22Cの嵌合穴23Cの車体30側後方を頂点Bとし、頂点Aから第2方向に引いた直線と頂点Bから第2方向に対して垂直な方向に引いた線との交点を頂点Cとする仮想的な直角三角形を想定する。第1移動手段12により第1クリップ22Aを車体30に近づける方向に移動させる際には、例えば、
図4(B)に示したように、頂点Bを中心に回転し、第1クリップ22Aが第1スタッドボルト31,第2スタッドボルト32,第3スタッドボルト33の長さh分を移動する。次に、第2移動手段13により第2クリップ22B及び第3クリップ22Cを車体30に近づける方向に移動させる際には、例えば、
図4(C)に示したように、頂点Aを中心に回転し、第3クリップ22Cが第1スタッドボルト31,第2スタッドボルト32,第3スタッドボルト33の長さh分を移動する。これにより、集合配管体20は組付け前の姿勢に戻り、全体として第1スタッドボルト31,第2スタッドボルト32,第3スタッドボルト33の長さh分移動する。
【0027】
この際、第1スタッドボルト31が第1クリップ22Aの嵌合穴23Aに挿入されるための条件は次のように考えられる。
図5に、第1スタッドボルト31が第1クリップ22Aの嵌合穴23Aに挿入された状態の概念図を示す。なお、
図5では、搭載手段11により移動させた後の第1クリップ22Aの位置を一点破線で示し、第1移動手段12により移動させた後の第1クリップ22Aの位置を短破線で示し、第2移動手段13により移動させた後の第1クリップ22Aの位置を実線で示している。
【0028】
図5に示したように、第1クリップ22Aの移動量を、第1スタッドボルト31,第2スタッドボルト32,第3スタッドボルト33の長さhとすると、下記式1が成り立つことが分かる。
h=hcosθ+g
minsinθ (式1)
式1において、hは第1スタッドボルト31,第2スタッドボルト32,第3スタッドボルト33の長さ、θは第1スタッドボルト31の軸方向(すなわち第1方向)の第2スタッドボルト32及び第3スタッドボルト33の軸方向(すなわち第2方向)に対する傾き、g
minは第1スタッドボルト31と嵌合穴23Aとの開口隙間の最小限界値である。よって、g
min=h(1-cosθ)/sinθとなり、第1スタッドボルト31と嵌合穴23Aとの開口隙間gは、g≧h(1-cosθ)/sinθとすることが好ましい。
【0029】
このように本実施の形態によれば、第1クリップ22Aを車体30に近づける方向に移動させることが可能な第1移動手段12と、第2クリップ22B及び第3クリップ22Cを車体30に近づける方向に移動させることが可能な第2移動手段13とを備え、第2移動手段13は、一方側で第2クリップ22Bを支持し、他方側で第3クリップ22Cを支持する支持部材13Aを支柱部材13Bにより回動可能に支持するようにしたので、第1移動手段12と第2移動手段13を順番に移動させ、第2移動手段13により集合配管体20の姿勢を保持することにより、集合配管体20を容易にスイング移動させることができる。よって、簡単な構成で、安価かつ容易に、集合配管体20を車体30に組み付けることができる。
【0030】
また、支持部材13Aの他方側を車体30に近づける方向に付勢する付勢部材を有するようにしたので、第2移動手段13により第2クリップ22B及び第3クリップ22Cを車体30に近づける方向に移動させる際に、より容易に支持部材13Aの他方側を車体30に近づけることができる。
【0031】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、各構成要素について具体的に説明したが、各構成要素の具体的な構成は異なっていてもよい。また、上述した各構成要素の全てを備えていなくてもよく、他の構成要素を備えていてもよい。
【符号の説明】
【0032】
10…組付け装置、11…搭載手段、11A…搭載支持部、11B…搭載移動部、12…第1移動手段、13…第2移動手段、13A…支持部材、13B…支柱部材、20…集合配管体、21…配管、22…クリップ、22A…第1クリップ、22B…第2クリップ、22C…第3クリップ、23A,23B、23C…嵌合穴、30…車体、31…第1スタッドボルト、32…第2スタッドボルト、33…第3スタッドボルト