JP4199431B2 - 小組み用作業装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は組み立てライン内において小組み作業に使用される小組み用作業治具及び小組み用作業装置に関し、特に、小組み作業を効率化し、組み立て工数を低減させることが可能な小組み用作業治具及び小組み用作業装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動車等の組み立て工場には、組み立てラインに付設して細かい部品を1つのまとまった部品に組み上げるための小組みの作業場が設けられている。この小組みの作業場においては、複数の細かい部品を一つのまとまった部品に組み上げる作業等が成され、前記まとまった部品を組み立てラインに流れてきた本体に組み付けるようにすることで、本体への部品の取り付け作業にかかる時間を短くしている。
【0003】
例えば、自動車のステアリングコラムシャフトを車体に取り付ける場合には、予めステアリングコラムシャフトに各種の付属部品を取り付ける。付属部品の種類としては、ワイパー及びコンビネーションライトのコントロールレバー(以下、単に「コンビスイッチ」という)、イグニッションキーシリンダー(以下、単に「キーシリンダー」)という)、オートマチックトランスミッション(以下、「AT」という)セレクトレバー等がある。これらのうち、コンビスイッチについてはステアリングコラムシャフトの軸方向から組み付けるのが一般的であり、キーシリンダーやATセレクトレバー等はステアリングコラムシャフトの側方から取り付けるのが一般的である。そのため、従来は、テーブル状の作業台の端に図7に示したような横置き支持治具101、及び図8に示したような縦置き支持治具102を適度な間隔で固定しておき、これらにステアリングコラムシャフトを支持させて小組みを行っていた。
【0004】
より具体的には、まず、1人目の作業者が、部品として供給されたステアリングコラムシャフト100を横置き支持治具101に横向きにして支持させる。次に、ATセレクトレバー110を上方、即ちステアリングコラムシャフト100の側方から取り付け、さらにキーシリンダー111を上方から取り付けて破断ボルトで締め付けて固定する。その後、ステアリングコラムシャフト100を横置き支持治具101から外し、縦置き支持治具102に縦向きにして支持させる。この縦向きの状態において、2人目の作業者がコンビスイッチ113及びエアバッグのケーブルリール114を上方、即ちシャフトの軸方向から取り付ける。これらを取り付けた後、小組み後のステアリングコラムシャフト100を縦置き治具102から取り外し、車体に取り付ける作業をしていた。つまり、従来は、複数の部品を複数の方向から取り付ける必要性から、複数の支持治具を用意し、小組みの対象となるワークの向きを変えて置きなおす工程を必要としていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記したようなステアリングコラムシャフトを横向きでの支持から縦向きでの支持へ置き換える作業は、ステアリングコラムシャフトのような大きな部品では容易ではなく、相応の作業時間が必要であった。また、ステアリングコラムシャフトを支持するための治具は2つ必要であり、そのための作業スペースも必要であった。さらに、一つの組み立てラインには、複数種類の車種が流れる場合があり、それに応じてステアリングコラムシャフトも複数種類流れることがある。このような場合、ステアリングコラムシャフトの種類の数に応じた支持治具が必要となるので、1つの車種についての支持治具は極力少なくすることが望まれていた。
【0006】
このような問題はステアリングコラムシャフトに限らず、複数の部品を複数の方向から取り付ける必要がある小組みの作業場において同様に発生していた。
そこで、本発明では、小組みの作業場に置ける小組み作業を効率化し、工数を低減させることが可能な小組用作業治具を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、複数種類のワークが組み立てられる作業場において、効率的に治具の切り換えを行うことができる小組み用作業装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明では、ワークに複数の部品を取り付けるために前記ワークを支持する小組み用作業治具であって、基体の縁部に複数の作業治具が固定されたステアリングコラムの小組み用作業装置であって、前記基体は、その底面に取り付けられている複数のキャスタが天板上を転がることにより、鉛直軸を中心として回動可能であり、前記複数の作業治具は前記鉛直軸からほぼ等距離の位置に固定されており、前記作業治具は、前記基体に固定される固定部と、この固定部に対して支持ピンにより回転可能に支持された回転盤と、この回転盤に固定された支持アームとから構成され、前記支持アームは、主アームと、この主アームの上端から水平方向に延在しステアリングコラムシャフトのステアリングホイール側を支持する末端側アームと、前記主アームの下端から水平方向に延在しステアリングコラムシャフトの基端側を支持する略コの字形の基端側アームから構成され、前記基端側アームには、ステアリングコラムシャフトを係止する彎曲部が設けられ、前記末端側アームにはステアリングコラムシャフトに形成された取り付けブラケットを係止する係止溝及び係止片が設けられ、前記回転盤は、前記固定部に対し所定の角度の位置で一時的に固定することが可能な仮固定機構を有することを特徴とする。
【0008】
このような小組み用作業装置によれば、ワークを支持する支持部が固定部に対し回動可能であるので、ワークを支持部に支持させた後、支持部とともにワークを回動させることでワークの向きを変えることが可能である。従って、複数の部品をワークに対しいろいろな方向から取り付ける必要がある場合においても、組み立てがしやすい向きにワークを回動させることができるので、ワークを置きなおす必要が無く、小組み作業を効率化し、組み立て工数を低減させることができる。
【0009】
なお、支持部は固定部に対し回動することにより少なくとも2つの向きを行ったり来たりできれば、ワークの向きを変えることができる。従って、支持部は固定部に対し回動するにとどまらず、回転することができるように構成されていてもよい。
【0011】
このようにすることにより、ワークを支持部に支持させた後、小組み作業がしやすい向きで一時的に支持部及びワークを固定することができるので、ワークが安定し、小組み作業を安全・確実に行え、作業の効率化を図ることができる。
【0012】
また、前記仮固定機構を有する小組み用作業装置において、前記仮固定機構は、前記固定部と前記回転盤のいずれか一方の一部であって他方と向かい合う部分に設けられた凹部と、他方の一部であって前記凹部に向かい合う部分に設けられ、前記凹部に向けて押圧される球体とから成り、前記球体は前記凹部に対し前記球体の半分以下の部分が入り込めるように構成しても良い。
【0013】
このようにすることにより、支持部若しくは固定部の一方に設けられた凹部に、他方に設けられた球体が入り込む位置で支持部が一時的に固定できるとともに、支持部にある程度以上のトルクを与えれば前記球体が凹部から外れるので、一時的な固定を容易に解除して、ワークを他の向きへ回動させることができる。
【0015】
このような作業装置によれば、基体は鉛直軸を中心に回動可能であり、複数の作業治具は前記鉛直軸からほぼ等距離の位置に固定されていることから、作業者は一の作業治具を使用した後に、基体を回動させれば自分の位置を変えなくとも他の作業治具を自分の前に位置させることができる。従って、前記した小組み用作業治具による効率化に加えて、複数の種類の製品が流れる組み立てラインにおいて作業治具の切り換えを迅速に行うことができる。さらに、作業者の位置を変えずに済むことからも、作業の効率化を図ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しながら説明する。図1は本発明の小組み用作業治具が取り付けられた小組み用作業装置の斜視図である。本実施の形態では、自動車の組み立て工場におけるステアリングコラムシャフトの小組みに使用する作業治具及び作業装置を取り上げて説明する。
【0017】
図1に示すように、本実施の形態の小組み用作業装置1は、作業台10の天板11上で鉛直軸12を中心に回転可能な基体15の縁部に等間隔で固定された作業治具2,2、及び作業治具3,3により構成されている。作業治具2,2は一の車種のステアリングコラムシャフトの小組みに使用する本発明の小組み用作業治具であり、作業治具3,3は他の車種に使用する他の種類の小組み用作業治具である。作業治具3,3については、特に本発明の小組み用作業治具でなくてもよいので詳細な説明は省略する。
【0018】
基体15は、円形の鋼板から成り、その円形の中心に鉛直軸12が摺動可能に貫通していることにより、回転可能となっている。そして、基体15の底面には、図示しないキャスタが複数個取り付けられており、このキャスタが天板11上を転がることにより、基体15が滑らかに回転可能であるとともに作業治具2,2、作業治具3,3や、ワークの重量を支えることができるようになっている。
【0019】
作業治具2,2及び作業治具3,3は基体15の縁部に90度おきに互い違いに設置されており、同じ種類の作業治具は向かい合わせに、他の種類の作業治具は隣に位置している。このような配置により、作業者は一方の作業治具を使用した後、他方の作業治具を使用しようとするときは、右又は左のいずれかに基体15を回動させることにより他の作業治具を自分の前へ位置させることができるようになっている。
【0020】
次に、本発明の小組み用作業治具である作業治具2について詳細に説明する。図2は図1の小組み用作業治具の拡大斜視図であり、図3は、本発明の小組み用作業治具の分解斜視図であり、図4は、本発明の小組み用作業治具の縦断面図である。
図2及び図3に示すように、本発明の小組み用作業治具である作業治具2は、L字のブロックである固定部20と、固定部20に対して回転可能な回転盤21と、回転盤21に固定されており、ワークであるステアリングコラムシャフトを支持する支持アーム22とから主として構成されている。
なお、本実施の形態において、回転盤21と支持アーム22とを合わせたものが請求項にいう支持部に相当する。
【0021】
固定部20は、底面部20aと壁面部20bとから構成される。底面部20aには、取り付け孔20cが必要な数だけ開けられており、この取り付け孔20cにボルトを通して基体15へ固定することができるようになっている。壁面部20bには、そのほぼ中心に支軸孔20dが貫通して開けられている。そして、支軸孔20dの外側端には円形の凹部20eが形成されており(図4参照)、凹部20eにはラジアルボールベアリング25の外輪が圧入されている。
【0022】
固定部20の支軸孔20dから所定距離側方には、雌ねじ20fが貫通して開けられている。雌ねじ20fには、回転盤21に向けてボールプランジャ26が螺入されている。なお、図4においては、支軸孔20dの側方(紙面方向)に位置する雌ねじ20f及びボールプランジャ26については変位図示して上方に描いている。ボールプランジャ26は雄ねじの内部にスプリング26aが内装されており、先端にはスプリング26aにより先端(外側)の方へ向けて押圧される球体26bが設けられている。
【0023】
回転盤21は厚みがある円盤形状をしており、固定部20に向かい合う内側に小さい径、外側に大きい径の段付き穴21aが回転盤21の中心に形成されている。段付き穴21aには一端に段付きの鍔部23a、他端に雄ねじ23bを有する支軸ピン23が挿通されている。支軸ピン23は、ラジアルボールベアリング25、支軸孔20dを貫通して挿通されている。雄ねじ23bには、ワッシャ24aを介してナット24bが締結されていることにより、支軸ピン23が支軸孔20dから抜けるのが防止されている。なお、雄ねじ23bの径は、支軸ピン23の支軸孔20dと嵌合している部分よりも一段細くなっているので、ワッシャ24aは支軸ピン23に固定され、ワッシャ24aと固定部20とは互いに摺動回転可能となっている。
【0024】
回転盤21の内側の面には、回転盤21の中心から一定半径の円周上に、ボールプランジャ26の球体26bと向かい合った請求項にいう凹部に相当する小孔21bが90度おきに4つ設けられている。この小孔21bとボールプランジャ26により、回転盤21が回転して球体26bと小孔21bが同じ位相に位置したときには、球体26bは小孔21bに入り込んで回転盤21の回転を一時的に固定するようになっている。但し、小孔21bの径は球体26bの直径より小さくされており、球体26bはその半分以下の部分だけが小孔21bに入り込むようになっている。
【0025】
回転盤21の外側の面には、雌ねじ孔21cが設けられている。そして、ボルト28が前記雌ねじ孔21cに締結されることにより、ワークを支持する支持アーム22が回転盤21の外側の面に固定されている。
【0026】
支持アーム22は、図2において縦方向に延在する主アーム22aと、末端側(ステアリングホイール側)を支持する末端側アーム22cとステアリングコラムシャフトの基端側を支持する略コの字形の基端側アーム22bとから構成される。末端側アーム22cは図2における主アーム22aの上端から固定部20とは逆の方へ向けて水平方向に延在し、基端側アーム22bは、図2における主アーム22aの下端からコの字の開口を固定部20とは逆の方へ向けて水平方向に延在している。
【0027】
基端側アーム22bの一部は、ステアリングコラムシャフトを支持させるときにそのシャフト部分がぐらつかないように係止する彎曲部22dが形成されている。同様に、末端側アーム22cには、後記するブラケットを係止する係止溝22eと係止片22fが設けられている。なお、主アーム22aの長軸方向と、小孔21bの形成位置の位相が一致するように主アーム22aと回転盤21とが組まれているので、主アーム22aの長手方向が水平方向、鉛直方向に向いたときに支持アーム22が一時的に固定(以下、「仮固定」ともいう。)されるようになっている。
【0028】
次に、図5、図6を参照しながら本発明の小組み用作業治具及び小組み用作業装置の動作について説明する。図5は、ステアリングコラムシャフトを縦位置にして小組みを行う状態を説明する斜視図であり、図6は、ステアリングコラムシャフトを横位置にして小組みを行う状態を説明する斜視図である。
なお、図5、図6におけるステアリングコラムシャフトは、図7、図8において示したステアリングコラムシャフト100と同様であるのでその構成部品等には同一の符号を使用する。
【0029】
図5に示すように、まず、作業治具2の支持アーム22を回動させて垂直位置に仮固定する。この状態で作業者の付近に供給されてきたステアリングコラムシャフト100を支持アーム22に支持させる。支持アーム22にステアリングコラムシャフト100を支持させるには、ステアリングコラムシャフト100の基端側のシャフト部100aを支持アームの彎曲部22dに合わせ、ステアリングコラムシャフト100の中央付近の車体への取り付けブラケット100bを支持アーム22の係止溝22eと係止片22fに係止させる。
【0030】
そして、ATセレクトレバー110を側方から取り付け、その後コンビスイッチ113を上方、即ちステアリングコラムシャフト100の軸方向から取り付け、さらにケーブルリール114を上方から取り付ける。
【0031】
その後、支持アーム22を図5の矢印の方向に90度回動させる。このとき、球体26bは小孔21bからスプリング26aの方に押し戻されて外れ、支持アーム22が90度回動したところ、即ち支持アーム22が横位置になったところで、次の小孔21bに球体26bがスプリング26aにより押し込まれ、支持アーム22が仮固定される(図6参照)。
【0032】
この状態で、上方、即ちステアリングコラムシャフト100の側方からキーシリンダー111を取り付け、小組み作業を終了する。小組み後のステアリングシャフト100は支持アーム22から取り外されて、組み立てラインでの車体への組み付けに使用される。
【0033】
作業治具2を使用する車種のロットが終了し、作業治具3を使用する必要がある他の車種のロットの製造を開始する場合には、小組用作業装置1の基体15を右、若しくは左に90度回動させて作業治具3を自分の前へ位置させ、小組み作業を開始する。
【0034】
以上のようにして、本実施形態の小組み用作業治具及び小組み用作業装置は使用される。作業者は、支持アーム22にステアリングコラムシャフト100を一度支持させたならば、取り外すことなくその向きを変更することができるので、多数の部品を取り付ける必要があっても、取り付けやすい向きにステアリングコラムシャフト100を回動させて、効率的に小組み作業をすることができる。また、小孔21bとプランジャ26から成る仮固定機構により、支持アーム22を回動させるだけの簡単な操作で、ステアリングコラムシャフト100を縦位置、横位置に仮固定させることができる。
【0035】
さらに、複数の車種が流れる組み立てラインにおいても、本実施形態の小組み用作業装置によれば、車種の切り換わりの際に、基体15を右又は左の任意の方向に90度回動させるだけで、治具の切り換えを完了することができる。
【0036】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前記実施の形態には限定されない。
例えば、実施の形態においては、基体15は円形の台状としていたが、必ずしも台状である必要は無く、四角に組まれた枠組みや鉛直軸12から放射状に延在する棒材により構成してもよい。また、円形で無く、多角形や楕円であっても良い。但し、基体15は、台状であるほうが種々の部品や工具を置くことができるので望ましいし、円形である方が基体15の回動時に作業者が移動する必要がないので望ましい。
【0037】
また、実施の形態においては、基体15に2種類の作業治具を2つづつ、計4つ取り付けたが、これらの数は少なくとも本発明の小組み用作業治具を含んで複数あれば任意であるし、1種類の作業治具について1つづつ取り付けても良い。
【0038】
さらに、仮固定機構としては、実施の形態に示したような球体26bと小孔21bにより構成されるものに限られず、例えば固定部20と回転盤21に、支持アーム22が所定の向きになった時に合致する貫通穴を設け、その貫通穴にピンを通すようにして固定しても良い。
【0039】
また、プランジャ26を支持部である回転盤21側へ取り付け、小孔21bを固定部20側へ形成させるようにしても良い。
【0040】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明によれば次のような顕著な効果を奏する。
請求項1記載の発明によれば、固定部に対し回動可能な支持部にワークを支持させることで、ワークの向きを容易に変えることができる。従って、複数の部品をワークに対しいろいろな方向から取り付ける必要がある場合においても、組み立てがしやすい向きにワークを回動させることができ、小組み作業の効率化、組み立て工数の低減を図ることができる。
【0041】
また、請求項1記載の発明によれば、仮固定機構により支持部を所定の向きで一時的に固定することができるので、組み立てがしやすいワークの向きでワークを一時的に固定し、安定させることができる。これにより小組み作業を安全・確実に行え、作業の効率化を図ることができる。
【0042】
さらに、請求項2記載の発明によれば、前記仮固定機構は、固定部と支持部の一方に設けられた凹部に球体が入り込むことにより一時的に固定され、また、支持部に所定以上のトルクをかけることにより凹部から球体が外れて支持部が回動可能になる。従って、作業者は、支持部を回動させる動作だけにより、必要な向きで一時的な固定及びワークの向きの変更をすることができ、効率的に小組み作業をすることができる。
【0043】
また、請求項1記載の発明によれば、複数種類の製品が組み立てラインに流れる場合において、作業者は一の作業治具を使用した後、他の作業治具に切り換える際に、基体を回転させるだけで他の作業治具を自分の前に位置させることができるので、移動をすることなく容易に作業治具の切り換えをすることができる。また、作業者位置を変えなくて済むことから、最適な位置で作業を続けることができ、小組み作業の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の小組み用作業治具及び小組み用作業装置を示す斜視図である。
【図2】本発明の小組み用作業治具の拡大斜視図である。
【図3】本発明の小組み用作業治具の分解斜視図である。
【図4】本発明の小組み用作業治具の縦断面図である。
【図5】ステアリングコラムシャフトを縦位置にして小組みを行う状態を説明する斜視図である。
【図6】ステアリングコラムシャフトを横位置にして小組みを行う状態を説明する斜視図である。
【図7】従来の縦位置状態でのステアリングコラムシャフトの小組みを示す斜視図である。
【図8】従来の横位置状態でのステアリングコラムシャフトの小組みを示す斜視図である。
【符号の説明】
1 小組み用作業装置
2 作業治具(小組み用作業治具)
15 基体
20 固定部
21 回転盤
22 支持アーム
100 ステアリングコラムシャフト(ワーク)
110 ATセレクトバー(部品)
111 キーシリンダー(部品)
113 コンビスイッチ(部品)
114 ケーブルリール(部品)
Claims (2)
- 基体の縁部に複数の作業治具が固定されたステアリングコラムの小組み用作業装置であって、
前記基体は、その底面に取り付けられている複数のキャスタが天板上を転がることにより、鉛直軸を中心として回動可能であり、
前記複数の作業治具は前記鉛直軸からほぼ等距離の位置に固定されており、
前記作業治具は、前記基体に固定される固定部と、この固定部に対して支持ピンにより回転可能に支持された回転盤と、この回転盤に固定された支持アームとから構成され、
前記支持アームは、主アームと、この主アームの上端から水平方向に延在しステアリングコラムシャフトのステアリングホイール側を支持する末端側アームと、前記主アームの下端から水平方向に延在しステアリングコラムシャフトの基端側を支持する略コの字形の基端側アームとから構成され、
前記基端側アームには、ステアリングコラムシャフトを係止する彎曲部が設けられ、
前記末端側アームには、ステアリングコラムシャフトに形成された取り付けブラケットを係止する係止溝及び係止片が設けられ、
前記回転盤は、前記固定部に対し所定の角度の位置で一時的に固定することが可能な仮固定機構を有することを特徴とする小組み用作業装置。 - 前記仮固定機構は、前記固定部と前記回転盤のいずれか一方の一部であって他方と向かい合う部分に設けられた凹部と、他方の一部であって前記凹部に向かい合う部分に設けられ、前記凹部に向けて押圧される球体とから成り、前記球体は前記凹部に対し前記球体の半分以下の部分が入り込めるように構成されていることを特徴とする請求項1記載の小組み用作業装置。
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