JP2009061515A - 組立用治具 - Google Patents

Abstract

【課題】完成物を得るまで、組付け作業中にシリンダブロックを取り外す必要がなく、また、シリンダブロックの側面に座を設ける必要がない組立治具を提供する。
【解決手段】この組立用治具１０は、ベース部１３と、このベース部１３に立てた支柱部１４と、この支柱部１４の上部に水平軸１５廻りに回転自在に設けた回転部１７と、この回転部１７を回転させるために支柱部１４に設けた回転機構とからなり、回転部１７には、支柱部１４の上端より上方位置に且つ水平軸１５を中心に開口させた開口部１８と、この開口部１８を囲うように設けられ被組立物を支持させるワーク支持部１９とが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、被組立物にパーツを組付けて完成物を得るときに使用する組立用治具に関する。

エンジンを例に説明すると、シリンダブロックに、ピストン、クランクシャフト、オイルパン及びシリンダヘッドを組付け、このシリンダヘッドにシリンダヘッドカバーを被せ、クランクシャフトにフライホイールを組付けてエンジンの組立が行われる。

クランクシャフトなどのパーツは、シリンダブロックに上から取付けると、作業員の作業能率が向上する。そこで、バーツに応じてシリンダブロックを回転させることが望まれ、そのような回転治具が各種提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平９−１９２９４９号公報（図５）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１０は従来の回転治具を説明する図であり、（ａ）に示すように、シリンダブロック用治具２００は、治具本体２０１と、この治具本体２０１に設けられ回転可能な回転軸２０２と、この回転軸２０２の下面に取り付けられる取付具２０３とから構成される。

要部の分解図である（ｂ）に示されるように、シリンダブロック２０４の一側面２０５には、座２０６が一体形成されている。この座２０６にボルト２０９、２０９を用いて取付具２０３が取付けられる。この取付具２０３は、ボルト２０８、２０８を用いて回転軸２０２に取付けられる。
次に（ａ）において、ハンドル２１１を回すと、回転軸２０２が回り、シリンダブロック２０４を好みの姿勢に変更することができる。

ところで、（ａ）において、シリンダブロック２０４の一側面２０５と治具本体２０１との間は狭く、ここでの作業は困難である。一側面２０５にパーツを組付ける場合は、回転軸２０２からシリンダブロック２０４を降ろす必要がある。組立作業が二段階になるため、組立作業の能率が悪くなる。
回転軸２０２に取付けたままで、パーツの組付けが行える治具が望まれる。

また、座２０６をシリンダブロック２０４に一体形成しておく必要がある。座２０６を設けると、シリンダブロック２０４の構造が複雑になり、重量物のため作業性が悪い。
そこで、座を必要としない治具が望まれる。

組付け作業中にワーク（シリンダブロック）を取り外す必要がなく、また、シリンダブロックの側面に座を設ける必要がない治具の提供が望まれる。

本発明は、組付け作業中にワーク（シリンダブロック）を取り外す必要がなく、また、シリンダブロックの側面に複雑な座を設ける必要がない治具を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、被組立物を回転可能に支持し、前記被組立物にパーツを組付けて完成物を得るときに使用する組立用治具において、
この組立用治具は、ベース部と、このベース部に立てた支柱部と、この支柱部の上部に水平軸廻りに回転自在に設けた回転部と、この回転部を回転させるために前記支柱部に設けた回転機構とからなり、
前記回転部には、前記支柱部の上端より上方位置に且つ前記水平軸を中心に開口させた開口部と、この開口部を囲うように設けられ前記被組立物を支持させるワーク支持部とが設けられていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、被組立物を回転可能に支持し、前記被組立物にパーツを組付けて完成物を得るときに使用する組立用治具において、
この組立用治具は、ベース部と、このベース部に立てた支柱部と、この支柱部の上部に水平軸廻りに回転自在に設けた回転部と、この回転部を回転させるために前記支柱部に設けた回転機構とからなり、
前記回転部には、前記支柱部の上端より上方位置に且つ前記水平軸を中心に開口させた開口部と、この開口部を囲うように設けられ前記被組立物を支持させるワーク支持部とが設けられ、
このワーク支持部は、環形状のリングを分割してなる第１支持リングと第２支持リングとからなり、前記第１支持リングは、前記水平軸に沿って移動可能に設けられ、前記第２支持リングは、前記水平軸に沿って移動不能に設けられていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、支柱部は、回転部の高さを変更するための高さ変更機構を備えていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、完成物は、エンジンであることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、被組立物は開口部を囲うワーク支持部に設けられ、開口部は支柱部の上端より上方位置に配置される。被組立物の取付面側からパーツを組み付ける際には、作業者は開口部からパーツを組み付けることができる。 被組立物の取付面側からパーツを組み付ける際に、被組立物を取り外す必要がない。

また、被組立物の外縁部をワーク支持部により支持させる。被組立物はワーク支持部に直接支持される。直接支持されるため、座を設ける必要がない。
被組立物を取り外す必要がなく、座を設ける必要もないため組立用治具を容易に使用することができる。組立用治具を容易に使用することができ、作業時間の短縮を図ることができる。

請求項２に係る発明では、第１支持リングは、水平軸に沿って移動可能に設けられ、第２支持リングは、水平軸に沿って移動不能に設けられている。第１支持リングは水平方向に移動させることができる。パーツと第１支持リングが接触する場合に、第１支持リングを接触しない場所まで移動させることができる。第１支持リングを移動させることができることにより、様々なワークの組み立てを行うことができる。

請求項３に係る発明では、回転部の高さを変更するための高さ変更機構を備えている。被組立物は、ワーク支持部を介して回転部に支持される。回転部の高さを変更することにより、被組立物の高さを変更することができる。作業者の作業しやすい高さに被組立物の高さを変更することができ、組立作業を容易に行うことができる。

請求項４に係る発明では、完成物は、エンジンである。エンジンは非常に重量があり、また、様々な場所からパーツを取り付けなければならない。エンジンの組み立てに組立用治具を用いることにより、エンジンの組み立て作業を短時間に行うことができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る組立用治具の斜視図であり、組立用治具１０は、前部にピン１１により支持された前部キャスター１２を有するベース部１３と、このベース部１３の上面に立てられた支柱部１４と、この支柱部１４の上方に、水平軸１５廻りに回転自在に設けられた回転部１７と、この回転部１７に設けられ支柱部１４の上端より上方位置に且つ水平軸１５を中心に開口させた開口部１８と、この開口部１８を囲うように設けられ被組立物を支持するためのワーク支持部１９とから構成される。

ワーク支持部１９は、環形状のリングを分割してなる第１支持リング２２及び第２支持リング２３とからなる。なお、第１支持リング２２は、水平軸１５に沿って移動可能に設けられ、第２支持リング２３は、水平軸１５に沿って移動不能に設けられる。

２４はボルト穴であり、このボルト穴２４を介して被組立物及びパーツがボルトによりワーク支持部１９に取り付けられる。

ボルト穴２４を複数設けることで、異なる被組立物を取り付けることができる。
また、ワーク支持部１９を脱着可能に構成し、大きさの異なるワーク支持部１９を複数用意することにより様々な被組立物を取り付けることができる。

図２は本発明に係る組立用治具の側面図であり、ベース部１３の後部には破線で示されるピン２５を介して後部キャスター２６が設けられる。
支柱部１４は、ベース部１３の上面に配置される基台２８と、この基台２８の上面に配置された左右の脚部２９、３１に支持される支柱３２、３３と、この支柱３２、３３を囲い下面がボルト３４、３４で基台２８に締結される下部ハウジング３５と、回転部１７の高さを変更するための高さ変更機構４０と、この高さ変更機構４０の上面に配置される天板４１とから構成される。

高さ変更機構４０は、支柱３２の先端部４３を囲うように中空状に構成され昇降可能な筒体４４と、この筒体４４の右側に配置され支柱３３の先端部４５を囲うように中空状に構成され且つ側面にラック部４６を有する昇降可能な筒体４７と、これらの筒体４４、４７の外周部且つ下部ハウジング３５の上方に配置され筒体４４、４７の昇降に合わせて伸縮可能に蛇腹状に構成された上部ハウジング４９と、基台２８の上面に配置される支持台５１にフランジ５２を介して支持される昇降アクチュエータ５３と、この昇降アクチュエータ５３の軸５４上に配置されラック部４６に噛み合うピニオン５５とから構成される。

支柱部１４の上方は、天板４１の上面に配置され側面部５６で回転部１７を支持させる回転部支持部５７と、回転部１７及び第１支持リング２２の間に配置され第１支持リング２２を図面左右方向へ移動させるための第１支持リング操作機構５８と、第１支持リング操作機構５８の反対側に配置され第２支持リング２３を支持するための支持棒５９と、回転部１７を回転させるため回転機構６０とから構成される。

回転機構６０は、筒体４７の上部側面に設けられたフランジ６３と、このフランジ６３にピン６４、６４を介して支持され回転部１７を回転させるための回転アクチュエータ６５と、この回転アクチュエータ６５の軸６６上に設けられる小歯車６８と、この小歯車６８が回転することにより回転させられ且つ回転部１７に一体的に設けられる大歯車６９と、回転部１７及び回転部支持部５７の間に配置される軸受（詳細は後述）と、この軸受を支持するフランジ（詳細は後述）とから構成される。

７１は回転アクチュエータ６５のアクチュエータカバーであり、７２は回転部１７及び大歯車６９の回転部カバーである。

昇降アクチュエータ５３を作動させると、ピニオン５５が回転する。ピニオン５５が回転することにより、ラック部４６及び筒体４７が昇降させられ、天板４１、回転部支持部５７及び回転部１７の高さを変更することができる。

被組立物は、ワーク支持部１９を介して回転部１７に支持される。回転部１７の高さを変更することにより、被組立物の高さを変更することができる。作業者の作業しやすい高さに被組立物の高さを変更することができ、組立作業を容易に行うことができる。

ベース部１３は前部及び後部のキャスター１２（図１に示す前部キャスター１２。以下同じ。）、２６を有する。キャスター１２、２６を有するため、組立用治具１０を容易に移動させることができる。

なお、昇降アクチュエータ５３及び回転アクチュエータ６５にはサーボモータが望ましいが、空圧や油圧によるモータ又は空圧や油圧によるシリンダであっても適用可能である。即ち、サーボモータに限られない。

また、高さ変更機構４０は、筒体４４、４７を直接昇降させる機構や、パンタグラフ状に構成して回転部１７を昇降させる機構であっても適用することができる。即ち、任意の高さに回転部１７の位置を変更することができるものであれば、これらの機構に限られない。

更に、回転機構６０は小歯車６８と大歯車６９を直接かみあわせる機構の他、チェーンを介して大歯車６９を回転させる機構や、歯車とチェーンの変わりにプーリ及びベルトを使用した機構であっても適用することができる。即ち、任意の位置に回転部１７を回転させることができるものであれば、これらの機構に限られない。

図３は図２の３部拡大断面図であり、大歯車６９は回転部１７の外周面に一体的に設けられ、回転部１７は側面部５６にフランジ７５、７６及び軸受７７を介して支持されている。

即ち、大歯車６９が小歯車６８（図２の小歯車）に回転させられることにより回転部１７、第１支持リング操作機構５８、支持棒５９、第１支持リング２２及び第２支持リング２３が一体的に回転させられる。
一方、回転部支持部５７は軸受７７を介して回転部１７を支持している。軸受７７の外輪７８及びころ７９のみが回転し、軸受７７の内輪８１及び回転部支持部５７は回転しない（静止している）。

なお、軸受７７には円すいころ軸受が望ましい。円すいころ軸受はスラスト軸受とラジアル軸受の２つの要素を兼ね備えている。
しかし、軸受７７は、安価なラジアル軸受とスラスト軸受を組合わせてもよい。安価な軸受には、円筒ころ軸受、深溝玉軸受及びその他のころがり軸受が適用できる。回転部１７が回転した際に、回転部支持部５７が回転しないものであれば、これらに限られるものではない。

図４は図３の４部拡大断面図であり、支持棒５９は一端に凸部８３を有し、この凸部８３は、凸部８３に嵌合するよう回転部１７に設けられた嵌合穴８４で嵌合している。また、回転部１７及び凸部８３に切られためねじ８５にボルト８６をねじ込むことにより支持棒５９の一端及び回転部１７は締結されている。

支持棒５９の他端及び第２支持リング２３には、めねじ８８が切られている。このめねじ８８にボルト８９をねじ込むことにより、支持棒５９の他端及び第２支持リング２３は締結されている。
即ち、第２支持リング２３は水平方向に移動不能に設けられている。

図５は図３の５部拡大断面図であり、第１支持リング操作機構５８は、先端部が第１支持リング２２に設けられた嵌合穴９１に嵌合され第１支持リング２２を支持するための支持ボルト９２と、この支持ボルト９２の先端及び第１支持リング２２に切られためねじ９３にねじ込まれることにより支持ボルト９２及び第１支持リング２２を締結するボルト９４と、支持ボルト９２の軸部９５上に設けられ回転させることにより、図面左右方向に移動させることができるナット部材９７と、このナット部材９７を回転させるためにナット部材９７上に配置されるレバー９８と、支持ボルト９２の頭部９９を収納するために回転部１７の側面に設けられる収納部１０２と、この収納部１０２及び回転部１７を締結するためのボルト１０３、１０３とから構成される。

頭部９９及び回転部１７の間にはＬだけ隙間がある。ナット部材９７を図面右方向に移動させることにより、図面左方向に第１支持リング２２をＬだけ移動させることができる。即ち、第１支持リング２２は水平方向に移動可能に設けられている。
なお、図５では第１支持リング２２が前進限位置にある。この第１支持リング２２を後退（図左へ移動）させる操作方法を次図で説明する。

図６は第１支持リング操作機構の作用を説明する図である。第１支持リング２２を図左方向へ移動させる場合には、図５のレバー９８を図手前へ引き、続いて回転させる。すると、図６（ａ）に示すように、ナット部材９７は図右へ移動する。

次に（ｂ）に示すように作業者は、第１支持リング２２を図左（矢印参照）へ押す。矢印で示す方向に押すことにより、レバー９８、ナット部材９７、支持ボルト９２及び第１支持リング２２が一体的に矢印で示す方向に移動される。

第１支持リング２２を図右へ移動させたい場合には、逆の作業を行う。
第１支持リング２２は、水平軸１５に沿って移動可能に設けられ、第２支持リング２３は、水平軸１５に沿って移動不能に設けられている。第１支持リング２２は水平方向に移動させることができる。パーツと第１支持リング２２が接触する場合に、第１支持リング２２を接触しない場所まで移動させることができる。第１支持リング２２を移動させることができることにより、様々なワークの組み立てを行うことができる。

以上の構成からなる組立用治具の作用を次に述べる。
図７は治具にシリンダブロックを取付けてからオイルパンの組付けまでを説明する図であり、完成物としてエンジンを得る場合を例に説明する。
エンジンを組み立てる際には、まず（ａ）に示すように、シリンダブロック、即ち、被組立物１１０の左側面１１１を第２支持リング２３にボルト１１２、１１２でボルト穴２４を介して締結し、第２支持リング２３に支持させる。
このとき、左側面１１１に設けられるミッションケースを取り付けるための取付穴等にボルト１１２を通すことができる。

次に（ｂ）に示すようにクランクシャフト１１３、シリンダヘッド１１４及びシリンダヘッドカバー１１５等のパーツ１１６を、被組立物１１０の上面側１１８からボルト１２１、１２２を用いて組み付ける。このとき、クランクシャフト１１３の左端１２４が、第１支持リング２２に接触しないよう第１支持リング２２を回転部１７側へ移動させておく。

図８は第１支持リングの移動からシリンダヘッドの取付けまでを説明する図であり、（ａ）に示すように被組立物１１０の上面側１１８から組み付けるパーツ１１６を組み付けたら、第１支持リング２２を矢印で示す方向に移動させる。第１支持リング２２を移動させたら、第１支持リング２２とパーツ１１６をボルト穴２４を介してボルト１２５により締結し、第１支持リング２２にパーツ１１６を支持させる。

次に（ｂ）の図面左側の矢印で示すように、回転部１７を回転させることにより被組立物１１０及びパーツ１１６を回転させる。回転部１７を回転させることにより、被組立物１１０の下面側１２６が上になる。オイルパン１２７等の下面側１２６から取り付ける必要があるパーツ１１６を、ボルト１２９により被組立物１１０に取り付ける。

図９はフライホイールの取付けを説明する図であり、ワーク支持部１９側から取り付ける必要があるフライホイール１３１等のパーツ１１６を、開口部１８からボルト１３２、１３２及びナットランナー１３３を用いて組み付ける。被組立物１１０にパーツ１１６を組み付けることにより、エンジン等の完成物１４０を得ることができる。

エンジンは非常に重量があり、また、様々な場所からパーツを取り付けなければならない。エンジンの組み立てに組立用治具を用いた場合、エンジンの組み立て作業を短時間に行うことができる。

開口部１８は支柱部１４（図２の支柱部１４）の上端より上方位置に配置される。被組立物１１０のワーク支持部１９側からパーツ１１６を組み付ける際には、作業者は開口部１８からパーツ１１６を組み付けることができる。被組立物１１０のワーク支持部１９側からパーツ１１６を組み付ける際に、被組立物１１０を取り外す必要がない。

また、ワーク支持部１９により直接被組立物１１０を支持する。ワーク支持部１９により直接被組立物１１０を支持するため、座を設ける必要がない。
被組立物１１０を取り外す必要がなく、座を設ける必要もないため組立用治具を容易に使用することができる。組立用治具を容易に使用することができ、作業時間の短縮を図ることができる。

尚、本発明にかかる組立用治具は、床に設置して動かさずに使用する他、コンベヤ等組立用治具を強制的に移動させる手段を用いて、移動させながら使用することもできる。

この場合に作業者は、作業者の前に移動されたワークに担当のパーツを組み付けることができる。組み付けが終わると、強制的にワークは次の作業者のいる場所へ移動される。それぞれの作業者が、自らの担当のパーツのみを組み付けることにより完成物を得ることができる。更に短時間でワークの組立作業を行うことができる。

また、エンジンの組立作業を例に説明したが、その他の重量物であっても、手で持ち上げてワークを組み立てることが困難な物であれば、本発明に係る組立用治具を用いることができる。即ち、本発明に係る組立用治具はエンジンの組み立てに限られる物ではない。

本発明の組立用治具は、重量物の組立作業に用いる治具に好適である。

本発明に係る組立用治具の斜視図である。 本発明に係る組立用治具の側面図である。 図２の３部拡大断面図である。 図３の４部拡大断面図である。 図３の５部拡大断面図である。 第１支持リング操作機構の作用を説明する図である。 治具にシリンダブロックを取付けてからオイルパンの組付けまでを説明する図である。 第１支持リングの移動からシリンダヘッドの取付けまでを説明する図である。 フライホイールの取付けを説明する図である。 従来の回転治具を説明する図である。

符号の説明

１０…組立用治具、１３…ベース部、１４…支柱部、１５…水平軸、１７…回転部、１８…開口部、１９…ワーク支持部、２２…第１支持リング、２３…第２支持リング、４０…高さ変更機構、６０…回転機構、１１０…被組立物、１１６…パーツ、１４０…完成物。

Claims (4)

1. 被組立物を回転可能に支持し、前記被組立物にパーツを組付けて完成物を得るときに使用する組立用治具において、
   この組立用治具は、ベース部と、このベース部に立てた支柱部と、この支柱部の上部に水平軸廻りに回転自在に設けた回転部と、この回転部を回転させるために前記支柱部に設けた回転機構とからなり、
   前記回転部には、前記支柱部の上端より上方位置に且つ前記水平軸を中心に開口させた開口部と、この開口部を囲うように設けられ前記被組立物を支持させるワーク支持部とが設けられていることを特徴とする組立用治具。
2. 被組立物を回転可能に支持し、前記被組立物にパーツを組付けて完成物を得るときに使用する組立用治具において、
   この組立用治具は、ベース部と、このベース部に立てた支柱部と、この支柱部の上部に水平軸廻りに回転自在に設けた回転部と、この回転部を回転させるために前記支柱部に設けた回転機構とからなり、
   前記回転部には、前記支柱部の上端より上方位置に且つ前記水平軸を中心に開口させた開口部と、この開口部を囲うように設けられ前記被組立物を支持させるワーク支持部とが設けられ、
   このワーク支持部は、環形状のリングを分割してなる第１支持リングと第２支持リングとからなり、前記第１支持リングは、前記水平軸に沿って移動可能に設けられ、前記第２支持リングは、前記水平軸に沿って移動不能に設けられていることを特徴とする組立用治具。
3. 前記支柱部は、前記回転部の高さを変更するための高さ変更機構を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の組立用治具。
4. 前記完成物は、エンジンであることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の組立用治具。

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