JP2019118971A

JP2019118971A - ワーク支持治具

Info

Publication number: JP2019118971A
Application number: JP2017253477A
Authority: JP
Inventors: 康司左武; Yasushi Satake; 宏光坂井; Hiromitsu Sakai
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2019-07-22
Anticipated expiration: 2037-12-28
Also published as: JP7046430B2

Abstract

【課題】治具で支持されたワークに対して部品を組み付けるにあたり、ワークへのアクセス性を高めて生産性を向上させる。【解決手段】ワーク支持治具１は、エンジンブロックＥに固定されるブラケット５と、ブラケット５と一体に回転する回転軸４と、回転軸４を回転支持する軸受３とを備える。回転軸４の回転中心Ｏは、クランクシャフトＳの回転中心ＯＳ及びこれと直交する方向ＯＳＰに対して傾斜している。回転軸４の少なくとも一部は、クランクシャフトＳの回転中心ＯＳ方向及びこれと直交する方向ＯＳＰでエンジンブロックＥと重ならない領域Ａに配される。【選択図】図３

Description

本発明は、ワークを支持する治具に関する。

例えばエンジンの組立ラインでは、エンジンブロックに対して、チェーンカバー、オイルパン、ヘッドカバー、インテークマニホールド、エグゾーストマニホールドなどの各種部品が組み付けられる。これらの部品は、通常、エンジンブロックに対して作業者が手作業で組み付ける。このとき、エンジンブロックを支持する治具として、例えば下記の特許文献１に示されたものが使用できる。この治具（パレット）は、エンジンブロックを回転軸周りに回転させて、各種部品を組み付けやすい角度（姿勢）で保持することができる。

特開２００７−２０３３８５号公報

図６（Ａ）（Ｂ）に、エンジンブロックＥを支持する従来の治具の一例を概略的に示す。この治具１００は、エンジンブロックＥの側面Ｅ１に取り付けられるブラケット１０１と、ブラケット１０１と一体に回転する回転軸１０２と、回転軸１０２を回転支持する軸受１０３と、軸受１０３が取り付けられた本体１０４（支柱）とを備える。略直方体を成したエンジンブロックＥを上記の治具１００で支持した状態で、エンジンブロックＥの各側面の面直方向、すなわち、エンジンブロックＥの内部に設けられたクランクシャフトの回転中心Ｏ１方向あるいはこれと直交する方向Ｏ２から、各種部品が組み付けられる。

しかし、図６に示す治具１００は、回転軸１０２が、エンジンブロックＥの側面Ｅ１から面直方向に延びているため、ブラケット１０１、回転軸１０２、軸受１０３及び本体１０４等が邪魔になり、この側面Ｅ１に部品を組み付けることができないことがある。このような部品は、エンジンブロックＥを治具１００から取り外してから、エンジンブロックＥの上記側面Ｅ１に組み付ける必要があるため、工数が増えて生産性の低下を招く。

本発明は、治具で支持されたワークに対して部品を組み付けるにあたり、ワークへのアクセス性を高めて生産性を向上させることを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、内部に回転部材を有するワークを支持するためのワーク支持治具であって、前記ワークに固定されるブラケットと、前記ブラケットと一体に回転する回転軸と、前記回転軸を回転支持する軸受とを備え、前記回転軸の回転中心が、前記回転部材の回転中心及びこれと直交する方向に対して傾斜し、前記回転軸の少なくとも一部が、前記回転部材の回転中心方向及びこれと直交する方向で前記ワークと重ならない領域に配されたワーク支持治具を提供する。

このように、本発明のワーク支持治具では、回転軸の回転中心を、ワーク内部の回転部材の回転中心及びこれと直交する方向に対して傾斜させ、回転軸の少なくとも一部を、回転部材の回転中心方向及びこれと直交する方向でワークと重ならない領域（図３の散点領域Ａ）に配した。このように、ワーク支持治具の回転軸の少なくとも一部を上記の領域Ａに逃がすことで、ブラケットが取り付けられた側面に対しても面直方向からアクセスしやすくなるため、ワークを治具から取り外すことなく、上記の側面に部品を組み付けることが可能となる。

ワークに各種部品を取り付けた状態では、通常、上記の領域Ａには何れの部品も配されない。従って、回転軸を支持する軸受を上記の領域Ａに配置すれば、軸受が、ワークに取り付けられた各種部品と干渉することがないため、軸受を、ワークに近接させて配置することができる。この場合、軸受とワークの軸心とが近接することで、軸受に加わる負荷が軽減されるため、剛性の小さい比較的安価な軸受を使用することができ、ワーク支持治具の低コスト化が図られる。

上記の治具では、回転軸の回転中心がワークの重心付近を通るようにすることが好ましい。このように、ワークの重心と回転軸の回転中心とを近接させることで、ワークを回転させるときの安定性が高められる。

以上のように、本発明によれば、治具で支持されたワークへのアクセス性が高められるため、ワークを治具に取り付けた状態のまま部品を組み付けることができ、生産性が向上する。

エンジンブロックの斜視図である。本発明の一実施形態に係るワーク支持治具の側面図である。上記ワーク支持治具の平面図である。図３のＸ−Ｘ断面図である。他の実施形態に係るワーク支持治具の断面図である。（Ａ）は従来のワーク支持治具の側面図であり、（Ｂ）は同平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

自動車のエンジンの部品組付工程では、図１に示すワークとしてのエンジンブロックＥに各種部品が組み付けられる。エンジンブロックＥの内部には、回転部材としてのクランクシャフトＳが設けられる。部品組付工程では、略直方体を成したエンジンブロックＥの各側面に対して、各種部品（チェーンカバー、オイルパン、ヘッドカバー、インテークマニホールド、エグゾーストマニホールドなど）が組み付けられる。その後、各種部品が組み付けられたエンジンブロックＥの側面Ｅ１にトランスミッション（図示省略）が取り付けられると共に、これらのエンジンブロックＥ及びトランスミッションが車体に組み付けられる。

エンジンの部品組付工程では、エンジンブロックＥが、図２に示す本発明の一実施形態に係るワーク支持治具１で支持され、各部品を組み付ける際に適した姿勢（回転角）で保持される。ワーク支持治具１は、本体２と、軸受３と、回転軸４と、ブラケット５と、操作ハンドル６とを主に備える。

本体２は、ベース２ａと、ベース２ａから上方に延びる支柱２ｂとを備える。ベース２ａには、複数の車輪２ｃが取り付けられる。支柱２ｂの上端には、軸受ケース２ｄが設けられる。軸受ケース２ｄの内部には、回転軸４を回転支持する軸受３が設けられる。図示例では、軸方向に離隔した２箇所に軸受３が設けられる。軸受３としては、例えば玉軸受等の転がり軸受が使用できる。

回転軸４は、軸受３を介して本体２の軸受ケース２ｄに取り付けられる。回転軸４の先端（エンジンブロックＥ側）にはブラケット５が設けられ、回転軸４の基端（エンジンブロックＥと反対側）には操作ハンドル６が設けられる。ブラケット５は、平板状を成し、エンジンブロックＥの側面にボルト等の適宜の手段で固定される。本実施形態では、エンジンブロックＥのうち、後にトランスミッションが取り付けられる平坦な側面Ｅ１に、ブラケット５が取り付けられる。ブラケット５は、例えばトランスミッション固定用のボルト穴Ｅ２（図１参照）を利用して、エンジンブロックＥの側面Ｅ１にボルトで固定される。以上により、エンジンブロックＥが、ワーク支持治具１により片持ち状態で支持される（図２参照）。

ブラケット５は、エンジンブロックＥの側面Ｅ１からはみ出した状態で固定される。図示例では、ブラケット５の大部分がエンジンブロックＥの側面Ｅ１からはみ出しており、このはみ出した部分に回転軸４が接続される。これにより、側面Ｅ１の大部分がブラケット５で覆われずに露出した状態となるため、側面Ｅ１にブラケット５を取り付けた状態のまま、この側面Ｅ１に部品を組み付けることができる。

図３に示すように、ワーク支持治具１の回転軸４の回転中心Ｏは、エンジンブロックＥの内部のクランクシャフトＳの回転中心Ｏ_Ｓ及びこれと直交する方向Ｏ_ＳＰに対して傾斜している。本実施形態では、回転軸４の回転中心ＯとクランクシャフトＳの回転中心Ｏ_Ｓとを含む平面（図３では水平面）内で、回転中心Ｏが回転中心Ｏ_Ｓに対して９０°未満（例えば、３０〜６０°の範囲）の角度θで傾斜している。尚、図３では、ワーク支持治具１の本体２のベース２ａの図示を省略している。

上記のように、回転軸４の回転中心ＯがクランクシャフトＳの回転中心Ｏ_Ｓに対して傾斜していることで、ブラケット５から延びる回転軸４の少なくとも一部（図示例では全体）が、クランクシャフトＳの回転中心Ｏ_Ｓ方向及びこれと直交する方向でエンジンブロックＥと重ならない領域Ａ（図３の散点領域）に配される。本実施形態では、回転軸４を支持する軸受３が上記の領域Ａ内に配され、詳しくは、回転軸４、軸受３、軸受ケース２ｄ及び操作ハンドル６が上記の領域Ａ内に配される。このように、エンジンブロックＥを回転支持する上記の部品を上記領域Ａ側に逃がすことにより、エンジンブロックＥに対して、各側面の面直方向、すなわち、クランクシャフトＳの回転中心Ｏ_Ｓ方向及びこれと直交する方向Ｏ_ＳＰからアクセスしやすくなるため、ブラケット５にエンジンブロックＥを取り付けた状態のまま、エンジンブロックＥの各側面に部品を取り付けることができる。

上記の領域Ａには、エンジンブロックＥに取り付けられる部品が配されないため、この領域Ａに軸受３を配置することで、軸受３が、エンジンブロックＥに取り付けられた部品と干渉することがない。このため、軸受３を、エンジンブロックＥに近接させて配置することができるため、軸受３とエンジンブロックＥの重心Ｇとの距離を小さくすることができる。これにより、軸受３に加わる負荷（エンジンブロックＥの自重や部品組み付け時の負荷によるモーメント荷重）が軽減されるため、剛性の小さい比較的安価な軸受３を使用することができ、ワーク支持治具１の低コスト化が図られる。

ワーク支持治具１には、エンジンブロックＥを所定の回転角で保持する回転規制手段７が設けられる（図２参照）。本実施形態では、回転規制手段７が、本体２の軸受ケース２ｄに設けられた係止ピン７ａと、回転軸４に設けられた円盤部７ｂとを有する。図４に示すように、円盤部７ｂには、係止ピン７ａが挿入される孔７ｂ１が周方向複数箇所に設けられる。図示例では、孔７ｂ１が周方向等間隔の４箇所に設けられ、これにより、エンジンブロックＥが回転軸４を中心に９０°ずつ回転可能とされる。

係止ピン７ａは、操作レバー７ｃにより進退可能とされる。操作レバー７ｃは、バネ等の付勢手段（図示省略）により、係止ピン７ａを円盤部７ｂ側（図１では右側）に突出させる方向に付勢されている。常時は、付勢手段の付勢力により係止ピン７ａが円盤部７ｂの何れかの孔７ｂ１に挿入され、これにより回転軸４の回転が規制される。そして、付勢手段の付勢力に抗して操作レバー７ｃを手前側（操作ハンドル６側）に倒して係止ピン７ａを後退させ、係止ピン７ａを円盤部７ｂの孔７ｂ１から引き抜くことにより、回転軸４の回転が許容される。この状態で、操作ハンドル６を回してエンジンブロックＥを回転させ、所望の角度になったら、操作レバー７ｃを戻して、係止ピン７ａを円盤部７ｂの別の孔７ｂ１に挿入することで、エンジンブロックＥがその角度で保持される。

本実施形態では、図３に示すように、回転軸４の回転中心Ｏが、エンジンブロックＥの重心Ｇ付近を通っているため、上記のように回転軸４周りにエンジンブロックＥを回転させる際に、エンジンブロックＥの回転安定性が高められる。

本発明は、上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と重複する点については説明を省略する。

図５に示す実施形態では、回転軸４とブラケット５とが、補助ブラケット８を介して取り付けられている。具体的には、回転軸４の先端に補助ブラケット８が一体的に設けられ、この補助ブラケット８とブラケット５とが固定される。補助ブラケット８には、固定ネジ８ａと、複数の位置決めピン８ｂとが設けられる。ブラケット５には、固定ネジが挿入される固定穴５ａと、位置決めピン８ｂが挿入される位置決め穴５ｂとが設けられる。尚、ブラケット５の固定穴５ａ及び位置決め穴５ｂは、ブラケット５のうち、エンジンブロックＥの側面Ｅ１からはみ出した領域に設けられる。すなわち、ブラケット５の固定穴５ａ及び位置決め穴５ｂの背後にエンジンブロックＥは設けられていない。

エンジンブロックＥをワーク支持治具１に取り付ける際には、まず、エンジンブロックＥの側面Ｅ１にブラケット５を固定する。その後、ブラケット５の位置決め穴５ｂに、回転軸４の先端に設けられた補助ブラケット８の位置決めピン８ｂを挿入すると共に、補助ブラケット８の固定ネジ８ａをブラケット５の固定穴５ａに挿入する。この状態で、固定ネジ８ａにナット９を締め付けることで、補助ブラケット８とブラケット５とが固定される。このように、補助ブラケット８とブラケット５とを、位置決めピン８ｂ及び位置決め穴５ｂで互いに位置決めしながら固定することで、エンジンブロックＥのワーク支持治具１への取り付けが容易化される。

上記の実施形態では、ワーク支持治具１のブラケット５を、エンジンブロックＥのうち、後にトランスミッションが取り付けられる側面Ｅ１に取り付ける場合を示したが、ブラケット５の取付位置はこれに限られない。例えば、エンジンブロックＥのうち、上記側面Ｅ１と反対側の側面や、これらに隣接する側面（クランクシャフトＳの回転中心Ｏ_Ｓと略平行な側面）に、ブラケット５を取り付けてもよい。

また、本発明は、エンジンブロックに対する部品組付工程でエンジンブロックを支持する治具に限らず、例えば、トランスミッションに対する部品組付工程でトランスミッションを支持する治具に適用することもできる。この場合、トランスミッションの内部に設けられるインプットシャフト及びアウトプットシャフトが回転部材となる。

１ワーク支持治具
２本体
３軸受
４回転軸
５ブラケット
６操作ハンドル
７回転規制手段
Ｅエンジンブロック（ワーク）
Ｇエンジンブロックの重心
Ｏ回転軸の回転中心
Ｓクランクシャフト（回転部材）
Ｏ_Ｓクランクシャフトの回転中心

Claims

内部に回転部材を有するワークを支持するためのワーク支持治具であって、
前記ワークに固定されるブラケットと、前記ブラケットと一体に回転する回転軸と、前記回転軸を回転支持する軸受とを備え、
前記回転軸の回転中心が、前記回転部材の回転中心及びこれと直交する方向に対して傾斜し、
前記回転軸の少なくとも一部が、前記回転部材の回転中心方向及びこれと直交する方向で前記ワークと重ならない領域に配されたワーク支持治具。
前記回転軸の回転中心が、前記ワークの重心付近を通る請求項１に記載のワーク支持治具。