JP2006036030A - アクスル・モジュールの組立て方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクスル・モジュールの組立て工程において、位置合わせの精度を向上し、位置合わせのための作業工数を低減する。車両フレームをいったん空間に吊上げ、その空間で上下反転するめに設けられる規模の大きい機械装置を不要とすための方法および装置を提供する。回転組立て台を利用する組立て工法に適するモジュール組立て工法を提供する。
【解決手段】アクスル・モジュールを作業台の（裏返しではなく）正位置に載置し、アクスル・モジュールへのリーフ・スプリング取付けを行う。このときアクスル・モジュール側を小さい力で所定の範囲内を平面的に移動させることができる可動手段を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は車両の組立て工場で利用する。本発明は、車両の主要部品であるアクスル・モジュールを組み立てる方法、およびその組立て工程で利用する装置に関する。本発明は車両の組立て工程の中で、とくにアクスル部材にリーフ・スプリングを取付ける工程で利用する。本発明は、車両の製造工程で従来から行われている、アクスル・モジュールが取付けられた車体フレームを上下反転する大がかりな工程を省くことに伴う発明の一つである。

本発明は、本願出願人に係る先願（特願２００４−６６５１６、ＰＣＴ／ＪＰ２００４／００３１３５、いずれも本願出願時において未公開、発明の名称「車両の組立て方法および組立て工場」、以下単に「先願」という。）に関連する発明である。本発明はこの先願に開示された形態の作業工程で試験的に実施されているが、この先願に開示された工程で実施するに限るものではなく、一般に車両の製造工程において広く実施することができる。

従来から車体フレームにアクスル・モジュールを取付ける工程では、いったん車体フレームを上下反転させて作業を行う方法が広く普及している。すなわち車体フレームを上下反転した状態（ボディ取付け側が下になる状態）でその作業エリアに配置し、本来フレームの下側に位置することになるアクスル・モジュールを車体フレームの上側から吊り下ろし、車体フレームに載置させた状態で、その取付け作業を実行するように工程が組立てられている。これは車体フレームが正位置（ボディ取付け側が上になり、アクスル取付け側が下になる状態）にあるときには、車体フレームと床面との間の距離が小さくなり、車体フレームの下側から作業者がアクセスすることが難しくなることが主要な理由の一つである。このため従来から車両組立て工程では、アクスル・モジュールを車体フレームに取付けた後に、クレーン装置を含む大規模な装置により車体フレームをいったん高く吊上げて、車体フレームの前後軸まわりに１８０度回転させ、その後に車体フレームを工程位置に吊り降ろす作業が必要である。

社団法人自動車技術会編集・発行「自動車技術ハンドブック」第４分冊、生産・品質・整備編、１９９１年９月１日発行、とくに２８３〜２８６頁の記述を参照。

このために車両組立てを行う作業工場には、車体フレームをそっくり吊上げることができるとともに、空間でこれを堅固に把持した状態で反転させるために、大掛かりなクレーンまたはその類似の機械装置が必要である。そしてこのための大規模な機械装置は、その工場で製造することができる最大規格の車両に対しても適合するように設計しなければならない。またこのために、従来の車両組立てラインでは、その上空にこの大規模な機械装置を収容するためにきわめて大きい天井空間が必要であり、工場の建屋そのものの規模が大きくなる原因になっている。

上記先願の明細書には、組立て対象となる車両を直線状の製造ライン上を移動させるのではなく、回転組立て台の上で車両を組み立てる方法および装置が開示されている。すなわち組立て作業中の車両を一台ずつあるいは少数台ずつ円盤状の台の上に載置し、この台をゆっくり回転させながら組立て作業を行う作業形態が説明されている。この円盤状の回転組立て台はたとえば数十分で一回転する。その間にこの回転組立て台の中心に向けて放射状に設定された周囲の準備領域から、つぎつぎと車両組立てに必要なモジュールを供給する。そしてこの回転組立て台がちょうど一回転したときに、車両は自走できる状態まで完成され、車両に運転者が乗り込みエンジンを始動させ自走してこの回転組立て台から離脱する。

本明細書において「モジュール」とは、車両の組立て工程に供給される部品および材料を総称するものであって、複数の部品が相応に組み立てられた形態のもの（例、エンジン・モジュール、アクスル・モジュール）、個々の部品（例、車輪、電池）、および燃料や潤滑油などの液体をも含むものとする。

上記先願に開示した車両組立て工程を採用することにより、量産組立て工場の規模を小さくすることができるとともに、これにより仕掛かり品の数量を小さくし、仕掛かり品として工場に滞留する時間を短縮し、自動車の組立てに係る金利を経済化することができるものと理解されている。この新しい車両組立て工程は、組立てる車両の仕様が一様でない場合にとくに有利である。そしてこの新しい車両組立て工程では、組立て作業場上空の空間に配置されるクレーン装置は、必要なモジュールを個々に搬入するに十分な程度の簡便な装置に限ることになり、車両フレームそのものを吊上げ反転するための大規模な装置を設置することは適当でないと認識されることになった。

本発明は、車両組立て工程の中で従来から広く行われている、（ａ）車両フレームをいったん空間に吊上げ、（ｂ）その空間で上下反転し、（ｃ）再び床上または製造ラインの上に戻す工程を省くことを目的とする。本発明は、これら従来工程を実行するために必要であったクレーン装置を含む規模の大きい機械装置を不要とすることを目的とする。本発明は、車両組立て工程を簡素化し経済化することを目的とする。本発明は、車体フレームにアクスル・モジュールを装着する工程の作業工数を低減することを目的とする。本発明は、仕様の一部が異なる車種についても一様に対応することができるアクスル・モジュールの組立て工程およびそのための装置を提供することを目的とする。本発明は、車両組立て工程に仕掛かり品が滞留する時間を短縮し、車両の組立て経費を経済化することを目的とする。本発明は、上記先願に開示した発明を実施するに適する車両の組立て方法およびその装置を提供することを目的とする。さらに詳しくは、本発明はアクスル・モジュールの組立て工程において、組立て前のリーフ・スプリングとアクスル部材との相互位置関係を調節するために、必要な作業工数を低減するための方法および装置を提供することを目的とする。さらに本発明は、アクスル・モジュールの組立て工程において、リーフ・スプリングまたはアクスル部材に無用な応力が加えられた状態で締付けが行われることを回避することを目的とする。

本発明の第一はアクスル・モジュールの組立て方法である。すなわち本発明は、アクスル部材およびリーフ・スプリングを作業台上の正位置に載置する第一の工程と、このリーフ・スプリングに架け渡されたＵボルトの各先端をアクスル部材の裏側に貫通させる第二の工程と、そのアクスル部材の裏側から前記Ｕボルトの各先端にそれぞれナットを締付ける第三の工程とを含むアクスル・モジュールの組立て方法において、前記作業台の上で前記アクスル部材はその鉛直方向の位置（高さ）を維持した状態で、その水平方向（ＸＹ方向）の移動を可能にする期間を設けることを特徴とする。

上記「正位置」とは、従来例方法として説明したように、アクスル・モジュールが上下反転された裏返しの位置をとることなく、完成車両の上下関係位置と同等の位置であることを意味する。上記「水平方向の移動を許容する期間を設ける」とは、水平方向の移動を許容する期間を、連続的に設ける場合、間欠的に設ける場合、一時的に設ける場合、繰り返し設ける場合、全期間にわたり継続的に設ける場合、のいずれでもよいことを意味する。リーフ・スプリングにＵボルトを架け渡す工程については、請求項に記載がないが、この工程はＵボルトの先端をアクスル部材の裏側に貫通させる第二の工程の前に随時に、あるいは第二の工程と同時に実行することができる。たとえばアクスル部材が材料として搬入される前後にこれを実行することができるし、この第二の工程の直前にまたはこの第二の工程の実行中にこれを実行することができる。

前記水平方向の移動を許容する期間には、前記アクスル部材およびリーフ・スプリングを作業台上に正位置に載置する第一の工程を実行する期間を含むように設定することができる。この構成により、アクスル部材を作業台上に載置するときに、たとえばクレーンを利用してアクスル部材を作業台の上に吊り下ろすときに、その位置合わせを高精度に行う必要がなくなるから作業工数をきわめて小さくすることができる。

前記水平方向の移動を許容する期間には、前記Ｕボルトの各先端をアクスル部材の裏側に貫通させる第二の工程を実行する期間を含むように設定することができる。このような工程作業を採用することにより、締付け対象であるアクスル部材の水平方向の移動により、Ｕボルトとリーフ・スプリングとの相対位置が自由に変更できるから、ボルトの挿通がしやすくなり、作業工数を小さくすることができる。

前記水平方向の移動を許容する期間には、前記ナットを締めつける第三の工程を実行する期間が含まれるように設定することができる。このような設定を行うことにより、何らかの原因により、締付けの前に一部の部材に無用なストレスが加えられるなど、予期されない状況が発生することがあっても、水平方向の相互位置が自由に変更されることにより、このストレスが自ずと解消もしくは分散され、このストレスがそのままナットが締付けられた状態で、ビス、ナット、あるいは装置部品内に維持されることがなくなる。

本発明の第二はアクスル・モジュールの組立て装置であって、作業台（１）と、この作業台（１）に設けられたアクスル部材載置台（２）と、この作業台（１）に設けられ一対のリーフ・スプリング（１１）を前記アクスル部材載置台（２）に載置されたアクスル部材（１３）の上方にその長手方向が前記アクスル部材の軸方向と直交するように支持するリーフ・スプリング支持台（３）とを備え、前記アクスル部材載置台（２）は、前記作業台（１）に対して水平方向の可動手段（４）を含むことを特徴とする。

上記括弧内の数字は、あとから説明する実施例図面の参照数字である。これは発明の構成を理解しやすいように付すものであって、発明の構成を実施例に限定して理解するためのものではない。以下の説明においても同様である。

作業台（１）は単数で表現するが、複数の部材を組み合わせて一つの作業台とすることもある。むしろ大型車両の組立て工場における実用的な形態では、作業台を一つの部材で構成するには形状が大きすぎ、材料に無駄が生じるから、複数に分割された部材を定盤の上に載置する、これを堅固な部材で連結する、などして一つの作業台とするものである。「水平方向」とは、重力方向（ｚ方向）に直交する直線（ｘ方向）または重力方向に直交する平面（ｘ，ｙ）の方向である。実用的には構造が複雑になるが、平面（ｘ，ｙ）方向の可動手段を設けることが便利である。

前記可動手段は、水平に配置された二枚の平板と、その二枚の平板の間に介在する多数のボールベアリングとを含む構成とすることができる。さらに、前記可動手段の作動を一時的に禁止して、前記アクスル部材（２）を標準位置（例、Ｘ＝０，Ｙ＝０）に設定する手段を備えた構造とすることができる。

本発明の方法または本発明の装置を利用してアクスル・モジュールの組立てを行うことにより、アクスル・モジュールは作業台の上で正位置のまま完成するから、従来方法または装置を利用する場合のように、アクスル・モジュールを組み立てた後に空中にこれを吊上げ反転する作業を行う必要がなくなる。したがって工場の天井空間を小さく設定することができる、大掛かりな設備を必要としない、などきわめて経済的になる。さらに本発明により、回転組立て台を利用する経済的かつ合理的な手法による車両組立てを実行することができることになる。

本発明の方法または本発明の装置を利用してアクスル・モジュールの組立てを行うことにより、アクスル・モジュールの組立て工程の作業工数を低減することができる。さらに本発明により、アクスル・モジュールの組立て工程において、リーフ・スプリングまたはアクスル部材に無用な応力が加えられた状態で締付けが行われることがなくなる効果がある。

（実施例）
図１は本発明実施例工法およびこれに用いる装置の概要を説明するための分解斜視図である。すなわち組立て対象となる車両に装着する部品の一つであるリーフ・スプリング１１に、一対のＵボルト１２を架け渡す。そしてこのＵボルト１２の各先端をアクスル部材１３の裏側に貫通させる。このアクスル部材１３の裏側から、そのＵボルト１２の各先端にそれぞれナット１４を締付ける。本発明の形態では、このアクスル部材１３およびリーフ・スプリング１１を作業台１に正位置に載置する。すなわち従来から常識となっている工法のように裏返しではなく、組立てが完了した車両に装着されている上下方向と等しい上下方向に載置する。

さらに一対のリーフ・スプリング１１をそれぞれリーフ・スプリング支持台３に、これも正位置に、アクスル部材１３に直交する方向に載置する。そして一対のリーフ・スプリング１１が定位置で正しく四辺形を形成するように、二本のピン６をそれぞれ二本のリーフ・スプリング１１の各端部に形成されている取付け孔に挿通する。この二本のピンを利用する組立て工法については別に特許出願する。この二本のピン６は組立て作業時の補助工具であり、アクスル・モジュールの組立て完了後に除去する。

ここで、本発明の工法および装置では、アクスル部材１３を作業台１に設けられたアクスル部材載置台２に載置すると、このアクスル部材載置台２には可動手段４が設けてあり、支持したアクスル部材１３の全体を水平方向に平面的に移動させることができる。この点が本発明の最大の特徴である。すなわち上記説明のように二本のリーフ・スプリング１１は、二対のリーフ・スプリング支持台３に固定的に載置されるが、アクスル部材載置台２は平面的に可動であるから、リーフ・スプリング１１とアクスル部材１３の相対位置を平面的に変更することができる。

図２によりアクスル部材載置台２の可動構造を説明する。アクスル部材載置台２は、可動手段４を介して作業台１に取付けられている。可動手段４は二枚の平面板の間に多数のボールベアリングが介挿された形態であり、二枚の平面板は、その相互位置をその平行状態を維持したまま平面的に変更することができる。この二枚の平面板のうち下側の板が、作業台１にその水平を維持するように、つまり重力方向に対して直交するように固着される。したがってこの平面板のうちの上側の板が、作業台１に対して平面的に可動に形成された状態となる。アクスル部材１３は相応に重量のある部品であるが、このアクスル部材をアクスル部材載置台２に載置した状態で、作業者が手で軽く押すことにより自由に水平方向に移動できる状態になっている。この実施例装置ではその水平方向に移動できる可動幅は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ数センチメートルないし十数センチメートルである。

図１に戻って、この構造によりアクスル部材載置台２に載置されたアクスル部材１３は、リーフ・スプリング１１に対して平面的に可動な状態となる。したがって、アクスル部材１３をクレーンで吊り下げてこの作業台１の上に載置する工程で、その作業台１に対する位置が多少ずれても後から修正可能となる。ついでＵボルト１２をこのリーフ・スプリング１１にそれぞれ架け渡し、その各先端をアクスル部材に形成された孔に挿通しようとするときに、その位置合わせを手早く実行することができる。さらにナット１４をアクスル部材１３の裏側から締付け工具を用いて締付ける際に、かりに挿通されたＵボルト１２の向きに傾きが発生しているなど、正当な締付けが実行されない状態が発生していたとしても、リーフ・スプリング支持台３の可動手段４がわずかな位置変更を許容することにより、挿通されたＵボルト１２の位置がそれぞれストレスのない適正な位置に定まり、その締付けが行われることになる。

図３はアクスル部材１３をアクスル部材載置台２の上に載置した状態における上面図である。この図３は全体の位置関係を理解するための図であって、各部材についてはその概略を表し、細かい形状を表すことを省略する。図３に見えるように、一対のピン６がそれぞれリーフ・スプリング１１の端部に挿通され、リーフ・スプリング１１が互いに平行に、載置されたアクスル部材１３に対して直角方向に維持されている。このピン６は鋼鉄製の丸棒であり、この工程で利用するだけの工具の一つであって、Ｕボルトの締付けが完了した時点で除去される。

つぎに本発明の装置のもう一つの特徴である標準位置設定機構について説明する。図４は本発明実施例標準位置設定機構の要部平面図である。図５は同じくその側面図である。上で説明したようにアクスル部材載置台２は、多数のボールベアリングが平面的に配列された可動手段４により、作業台に対して平面的に自在にその位置を変更できるように構成されている。この工程のはじめにアクスル部材をこのアクスル部材載置台２に置くときには、この台が定位置（Ｘ＝０，Ｙ＝０）に固定されていることが便利である。この標準位置設定機構はそのために設けられたもので、手操作により設定ノブ５を矢印の方向に押すことにより、リーフ・スプリング支持台３はその定位置に復帰する。すなわち設定ノブ５を矢印の方向に押し込むことにより、この設定ノブ５の尖端の鋭角部分がアクスル部材載置台２の切欠きに噛み合い、ｘ方向の位置が修正され零位置（Ｘ＝０）に設定される。さらにこの設定ノブ５を矢印の方向に押し込むことにより、アクスル部材載置台２の端部がストッパ７に当接して、ｙ方向位置が零位置（Ｙ＝０）に設定される。このようにして、一つのアクスル部材を載置する毎に、クレーン装置により吊り下げられたアクスル部材が到着する直前に上記説明の零位置設定を行う。このような操作により、この標準位置設定機構の可変範囲をＸ方向にもＹ方向にも有効に利用することができる。

上記説明は非駆動輪用アクスルの組立てについて説明したが、駆動輪用のアクスルの組立てについても同様に実施することができる。もっとも本発明の方法および装置は、出願人の工場では、非駆動輪用アクスル（一般の貨物車両では前輪用）についてのみ試験実施されている。これは駆動輪用アクスル（後輪用）にはディファレンシャル・ギヤの収容ケースなど、多くの凹凸が形成されていて、しかも車種によりこの形状が異なるから、アクスル部材載置台の形状が複雑化することによる。一方、この複雑な凹凸形状を逆に利用することにより比較的簡単に、従来から知られているセンタリング技術によっても正確な位置合わせをすることができることによる。

ここに開示した方法および装置は、上記説明のように回転組立て台を利用する工程にかぎらず、広く実施することができる。従来から広く知られている製造ラインに実施するならば、車両フレームを吊上げて反転させるなどの大規模な設備を不要とすることができる。

本発明実施例工法およびこれに用いる装置の構造を説明する斜視図。 本発明実施例装置の斜視図。 本発明実施例装置の位置関係を説明する上面図。 本発明実施例装置の要部上面図。 本発明実施例装置の要部側面図。

符号の説明

１ 作業台
２ アクスル部材載置台
３ リーフ・スプリング支持台
４ 可動手段
５ 設定ノブ
６ ピン
７ ストッパ
１１ リーフ・スプリング
１２ Ｕボルト
１３ アクスル部材
１４ ナット

Claims (7)

1. アクスル部材およびリーフ・スプリングを作業台上に正位置に載置する第一の工程と、このリーフ・スプリングに架け渡されたＵボルトの各先端をアクスル部材の裏側に貫通させる第二の工程と、そのアクスル部材の裏側から前記Ｕボルトの各先端にそれぞれナットを締付ける第三の工程とを含むアクスル・モジュールの組立て方法において、
   前記作業台の上で前記アクスル部材はその鉛直方向の位置を維持した状態で、その水平方向の移動を可能にする期間を設けることを特徴とするアクスル・モジュールの組立て方法。
2. 前記水平方向の移動を許容する期間は、前記第一の工程を実行する期間を含む期間とする請求項１記載のアクスル・モジュールの組立て方法。
3. 前記水平方向の移動を許容する期間は、前記第二の工程を実行する期間を含む期間とする請求項１記載のアクスル・モジュールの組立て方法。
4. 前記水平方向の移動を許容する期間は、前記第三の工程を実行する期間を含む期間とする請求項１記載のアクスル・モジュールの組立て方法。
5. 作業台（１）と、この作業台（１）に設けられたアクスル部材載置台（２）と、この作業台（１）に設けられ一対のリーフ・スプリング（１１）を前記アクスル部材載置台（２）に載置されたアクスル部材（１３）の上方にその長手方向が前記アクスル部材の軸方向と直交するように支持するリーフ・スプリング支持台（３）とを備え、
   前記アクスル部材載置台は（２）、前記作業台（１）に対して水平方向の可動手段（４）を含むことを特徴とするアクスル・モジュールの組立て装置。
6. 前記可動手段は、水平に配置された二枚の平板と、その二枚の平板の間に介在する多数のボールベアリングとを含む請求項５記載のアクスル・モジュールの組立て装置。
7. 前記可動手段の作動を一時的に禁止して、前記アクスル部材載置台を標準位置（Ｘ＝０，Ｙ＝０）に設定する手段を備えた請求項５記載のアクスル・モジュールの組立て装置。

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