JP4386806B2 - アクスル・モジュール組立て装置 - Google Patents

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号、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に限るものではなく、広く車両の製造工程において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ことになっている。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。この明細書において「モジュール」とは、車両の組立て工程に供給される部材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。

このような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、車両組立て工程で従来から利用されているような、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ために設けられる規模の大きい機械装置を不要と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。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。

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、リーフ・スプリングに一対（２本）のＵボルトを架け渡し、このＵボルトの各先端をアクスル部材の裏側に貫通させ、このアクスル部材の裏側からそのＵボルトの各先端にそれぞれナットを締付けるアクスル・モジュールの組立て方法において、アクスル部材およびリーフ・スプリングを支持台に正位置に載置し、台車に搭載した締付け工具を前記Ｕボルト先端の下方位置に移動させ、次いでその締付け工具に装着されたソケットを上昇させるとともに回動させ、前記ナットを設定されたトルクで締付けを行うことを特徴とする。上記「支持台に正位置に載置する」とは従来工法のように裏返しに、すなわちボディを取付ける側か下側になるように載置するのではないことを意味する。締付け工具を利用して締付けを行う前にナットを仮締めするようにその手順を設定することもできる。前記一対のＵボルトの各先端に仮締めされた複数のナットについて並行的に前記締付けを行うことができる。

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、一つの台車と、この台車にそれぞれソケットが上向きになるように搭載されそれぞれ動力により並行的に回転駆動される複数（例えば４個または２個）の締付け工具（例えばナットランナ）と、この締付け工具と前記台車との間に装着されその締付け工具先端の位置ずれを調節する可動手段を備えたことを特徴とする。

前記複数の締付け工具が一つのユニットに実装された構造とすることがのぞましい。このユニットは、前記複数の締付け工具の相互位置を複数の規格について対応させる調節手段を含む構造とすることがのぞましい。

前記可動手段として、前記ユニットをそれぞれ水平方向および垂直方向に移動させる手段を含む構成とすることができる。この水平方向に移動させる手段には、ベアリング・フロート手段を含む構成とすることができる。前記垂直方向に移動させる手段には、前記ベアリング・フロート手段を前記台車に対して垂直方向に移動させる昇降手段を含む構成とすることができる。前記ユニットを前記ベアリング・フロート手段に対してかご（駕籠、東海道五十三次のかご）状の二点支持構造を含む構成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。

（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１に、一対のＵボルト２を架け渡す。そしてこのＵボルトの各先端をアクスル部材３の裏側に貫通させる。このアクスル部材３の裏側から、そのＵボルト２の各先端にそれぞれナット４を締付ける。本発明の形態では、このアクスル部材３およびリーフ・スプリング１を支持台５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。そして別に台車１０に搭載した締付け工具７を作業者が手押しして、前記Ｕボルト２の先端の下方位置に台車１０ごと移動させる。これは作業者が床面を歩いて移動させる。

その作業者は目視により位置合わせをして、操作により、具体的には上下スイッチ１４の上側のボタンを押すことにより、その締付け工具７に装着されたソケット８をＵボルト２の先端方向に上昇させる。締付け工具７に装着されたソケット８は上昇を開始するとともに、空気圧が供給されて自動的に回動する。このソケット８の先端を前記ナット４に食いつかせ、４個のナットについて同時にその締付けを行う。それぞれ設定された締付けトルクに達すると締付け工具７は空転する。このようにして４個のナットについて同時並行的にその締付けを行う。この４個のソケット８がすべて空転状態になったことを作業者は耳で聞き分けて、上下スイッチ１４の下側のボタンを押す。これにより回転用空気圧の供給が停止されるとともに、締付け工具７は緩やかに降下する。

この一対のＵボルト２の各先端には、あらかじめ手作業により４個のナット４を手作業によりそれぞれ仮締めしておくことがよい。仮締めをすることなく、４個のナットをあらかじめソケット８の中に嵌め込んでおくように操作することもできる。

さらにこの締付け装置のこまかい構造を詳しく説明する。図２は本発明実施例締付け装置の斜視図である。この装置は、一つの台車１０と、この台車１０にそれぞれソケット８が上向きになるように搭載され、それぞれ動力（ここでは空気圧）により並行的に回転駆動される４個の締付け工具７と、この締付け工具７と前記台車１０との間に装着され、その締付け工具先端の位置ずれを調節する可動手段１１を備える。

図３はこの可動手段１１のうちの垂直方向の可動構造を説明する斜視図である。すなわちこの台車１０はそれに載置された水平な台１２そのものが、台車１０に対して矢印で示すように、垂直方向に可動に形成されている。さらにその具体的構造を説明すると、台車１０の枠体にはその断面がほぼコ字形状をなす壁体１３が堅固に設立され、この壁体１３に沿ってこの台車１０の底板１２（または台）が、約１０センチほど上下可動になるように取付けられている。これによりこの台車１０の底板１２はこの台車１０が載置された床面に対して平行な状態を維持したまま、図３に二つの矢印で示すように上下可動になる。この底板１２を上下可動とするための昇降機構は、この壁体１３の内部、とくに壁体１３の両袖の内部に電動の機構として設けられている。この昇降機構は、工場の作業現場で広く利用されている機材の昇降装置と同様の構造であるので、その構造説明を省略する。

この電動の昇降機構は図１に見える上下スイッチ１４を操作することにより操作される。この上下スイッチ１４を上方（ｕｐ）に操作すると、台車１０に搭載された電池１５からの電流により底板１２は上方に持ち上げられる。またこのスイッチ１４を上方（ｕｐ）に操作すると、底板１２の上昇と連動して、この台車１０に設けられた固定足１６が床面に向けて突出し、台車１０を支持する車輪が実質的に無効化され、台車は床面に対して固定化された状態になる。ついでスイッチ１４を下方（ｄｏｗｎ）に操作するとにより、床板１２は下方の初期位置に下がる。このとき同時に固定足１６は床面から引き上げられて、車輪に荷重がかかり車輪が床面に対して有効な状態に戻る。

この電動の昇降機構は上記可動手段１１のうちの垂直方向の可動構造である。一方この可動手段１１の水平方向の可動構造、および締付け工具７の先端のソケット８が、巧みにソケットナット４に食いつくための可動構造を図４を参照してさらに詳しく説明する。

図４はベアリング・フロート手段１７およびかご状の二点支持構造の組み合わせによる構造を説明する斜視図である。かごとは「駕籠」東海道五十三次のかごである。すなわち四本の締付け工具７は一つのユニット９として実装される。そしてこの四本の締付け工具はその先端が垂直上方に向いている。さらにこの四本の締付け工具の相互位置は、上で説明した一対のＵボルトの先端相互位置と正しく一致させてある。上で説明したように、上下スイッチ１４を操作することにより底板１２を昇降させると、理想的には４本の締付け工具７の各先端が同時に締付け対象であるナット４に食いつくことになる。「理想的には」とは、作業員が台車１０を停止させた位置がきわめて適正であれば、ということである。

作業員は台車１０を手押しにより床面を移動させ、台車１０の停車位置を目視により適当に設定するのであるから、締付け工具７を上昇させたときに、台車１０の停車位置が必ずしも最適位置になっているとは限らない。このため本発明の装置では、ベアリング・フロート手段１７を利用する。すなわち台車１０の底板１２の上表面には、平面的に多数のボール・ベアリングがマトリクス状に配列されている。一方ユニット構造９の基板１８はその裏面が平面状に形成され、その裏面がこの多数配列されたボール・ベアリングの各頂点に接するよう載置されている。これにより図４に下向きの矢印で示すように各ボール・ベアリングにほぼ一様な力が加えられている状態になる。したがって図４に平面８方向の矢印で示すように、このユニット構造９はわずかな力を加えることにより四方八方に自在に移動できる。すなわち、締付け工具７の一つがナットに正しく食いつくと、締付け工具７もその食いついた締付け工具７を中心として平面的に回動して、他のナットにも食いつくことになる。

さらに図４を参照して説明する。枠体２０は基板１８に固着されている。この枠体２０は５角形状であり、その頂点付近を貫通する軸２１を回動自在に支持している。この軸２１は、枠体２０に重ねられた、さらに正確には上部近辺のみで互いに摺動可能に重ねられた、支持板２５に固着されている。そしてこの支持板２５がユニット９を吊下げ保持する形になる。この図４の左手上部の位置には、この図面には表われないが、枠体２０に対向して５角形の壁体２７が設けられている。壁体２７は図２または図３には表われている。図４に戻って、ユニット９はこの軸２１により吊下げられてかご（駕籠、東海道五十三次のかご）のように、軸２１まわりに揺動する。この揺動するかごの底板２６は、上記説明のベアリング・フロート手段１７に接する基板１８とは別構造であり、基板１８に対して揺動に必要なギャップを設けて構成されている。

上記のようにベアリング・フロート手段１７の作用によっても、なお締付け工具７の４本すべてが適正に各ナットに食いつかないことがあるとき、作業者はハンドル１９に軽く手を触れる。このハンドル１９はこの締付け工具を堅固に保持するユニット９に固着されている。ハンドル９からの衝撃により、この締付け工具７を搭載するユニット９は、ちょうど「かごかき」に担がれたかごのように軸２１まわりに揺動する。この動作により締付け工具７のうちの２本を同時にナットに食いつかせることができる。２本が食いつけば他の２本もつづいて食いつくことができる状態になる。

つぎに図５および図６を用いて、この装置を複数の規格のリーフ・スプリングもしくはＵボルトに対して一台で対応できるようにした構造を説明する。すなわち、この工程で処理される製品については、Ｕボルトについても複数の規格が使用され、二つのＵボルトの相互間隔についても複数の規格が使用される。したがって、本発明の工具はいずれの規格にも一台の工具で対応することができるように、４個の軸幅（図面の左右幅に相当、一個のＵボルトの開口幅に対応する）および４個の設置間隔（図面の上下幅に相当、二個のＵボルトの設置幅に対応する）について調節可能な構造に設定した。

図５および図６はこの締付け工具の平面図である。図５は上記軸幅および設置間隔とも最小の形態に対応する。図６は上記説明の軸幅および設置間隔ともに最大の形態に対応する。すなわち図５を参照してレバー２２を下方に操作し、レバー２３を上方に操作すると、ソケット８の縦方向の間隔、すなわち二つのＵボルトの設置間隔は最小になる。さらにレバー２４を左方に操作すると、ソケット８の横方向の間隔、すなわち一つのＵボルトの軸幅は最小になる。レバー２２を上方にまわし、レバー２３を下方にまわすと矢印ＡおよびＢのようにソケット８の横方向の間隔が拡がる。レバー２４を右方に操作すると、ソケット８の横方向の間隔は最大になる。このレバー２２、２３および２４の組み合わせ操作により、二つのＵボルトの設置間隔および各Ｕボルトの規格についてそれぞれ適正な選択をすることができる。

なお、図５、６では説明がわかりやすくするためにハンドル１９との結合構造を省略している。

ここに開示した方法および装置は、アクスル・モジュールの組立て方法および装置であり、この方法または装置を利用することにより、アクスル・モジュールの組立てを車両の正位置で、すなわち裏返しにすることなく実行することができる。この発明が直接実施される工程は、回転組立て台を利用して車両を一台ずつまたは２〜３台など少数台ずつ組み立てる工程であるが、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斜視図。 本発明実施例締付け装置の斜視図。 本発明実施例装置の上下可動構造を説明する斜視図。 本発明実施例装置の横方向可動構造を説明する斜視図。 本発明実施例装置について複数のリーフ・スプリングおよびＵボルトに対応する構造図。 図５について間隔および幅を拡大した状態を示す説明図。

符号の説明

１ リーフ・スプリング
２ Ｕボルト
３ アクスル部材
４ ナット
５ 支持台
６ 台車
７ 締付け工具
８ ソケット
９ ユニット
１０ 台車
１１ 可動手段
１２ 底板
１３ 壁体
１４ 上下スイッチ
１５ 電池
１６ 固定足
１７ ベアリング・フロート手段
１８ 基板
１９ ハンドル
２０ 枠体
２１ 軸
２２ レバー（設置間隔調節用）
２３ レバー（設置間隔調節用）
２４ レバー（軸幅調節用）
２５ 支持板
２６ 底板
２７ 壁体

Claims (1)

1. 一つの台車と、この台車にそれぞれソケットが上向きになるように搭載されそれぞれ動力により並行的に回転駆動される複数の締付け工具と、この複数の締付け工具が一つのユニットして実装され、このユニットと前記台車との間に装着されその締付け工具先端の位置ずれを調節する可動手段を備え、
   前記可動手段として、前記ユニットをそれぞれ水平方向に移動可能にするベアリング・フロート手段を含み、
   前記ユニットを前記ベアリング・フロート手段に対して揺動可能に支持するかご状の二点支持構造を備えた
   ことを特徴とするアクスル・モジュール組立て装置。

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