JP5013541B2 - ボルト案内用治具 - Google Patents

Description

本発明は、対象部品に設けられたボルト挿入孔に、ボルトを案内するボルト案内用治具の改良技術に関する。

周知のように、自動車用エンジンの製造工程で、シリンダーヘッドにカムキャップを組み付ける場合には、シリンダーヘッドにカムキャップがボルトで締め付けられる。このボルトの締付作業の際、作業者は、シリンダーヘッドにカムキャップを位置決めした後、カムキャップに設けられたボルト挿入孔にボルトを手作業で１つずつセットする。この際、カムキャップに設けられたボルト挿入孔は小さく、ボルトを直接セットし難いため、例えば、特許文献１に開示されているようなボルト案内用治具を使用するのが通例とされている。

同文献に開示のボルト案内用治具は、ボルトの挿入方向と直交する方向に沿って接近及び離間可能な一対のガイド板を有し、この一対のガイド板を接近した状態で、ガイド板間にテーパをなすガイド面が形成されるようになっている。そして、このガイド面でボルト先端部をボルト挿入孔に案内した後、一対のガイド板に連結された連結ロッドを操作して一対のガイド板を相互に離反させて、ボルトをボルト挿入孔にセットするようになっている。
特開平１０−６１４９号公報

ところで、上述のように、シリンダーヘッドに、全てのカムキャップをボルトで締め付けるためには、数多くのボルトをボルト挿入孔にセットする必要がある。

しかしながら、特許文献１に開示の治具は、１つのボルト挿入孔毎に一対のガイド板を個別に接近および離反させて、ボルト挿入孔にボルトをセットする態様である。そのため、カムキャップなどのボルト挿入孔が数多く存在する対象部品においては、治具の操作に面倒な作業が強いられるため、作業効率が悪くなる。

本発明は、上記実情に鑑み、ボルト挿入孔を多数有する対象部品でも、その対象部品の各ボルト挿入孔にボルトを容易にセットすることが可能なボルト案内用治具を提供することを技術的課題とする。

上記課題を解決するために創案された本発明は、対象部品に設けられた複数のボルト挿入孔にボルトを案内する複数のガイド部材を備えたボルト案内用治具であって、前記複数のガイド部材は、対向配置された一対のガイド片と、該一対のガイド片を前記ボルト挿入孔側の互いの対向面が接離するように揺動動作可能に軸支する支点軸と、前記一対のガイド片の一方側のガイド片同士を連結して該一方側のガイド片の前記揺動動作を連動させる第１連結部材と、他方側のガイド片同士を連結して該他方側のガイド片の前記揺動動作を連動させる第２連結部材と、前記第１連結部材に連結された第１リンク部材と、前記第２連結部材に連結された第２リンク部材と、前記第１リンク部材と前記第２リンク部材のそれぞれに連結され、上下方向に昇降動作可能なハンドル部材とを備え、前記一対のガイド片を前記揺動動作により前記ボルト挿入孔側の互いの対向面を接近させた状態で、ガイド片の対向面間に前記ボルトの先端部を前記ボルト挿入孔に向けて案内するテーパ状のガイド孔が形成され、前記一対のガイド片を前記揺動動作により前記ボルト挿入孔側の互いの対向面を離反させた状態で、前記ガイド孔内の前記ボルトが前記ボルト挿入孔側に排出され、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材は、前記ハンドル部材の引き上げ動作を、前記第１連結部材および前記第２連結部材が前記一対のガイド片の前記ボルト挿入孔側の互いの対向面を離反させる動作に運動変換することに特徴づけられる。

このような構成によれば、各ガイド部材の一対のガイド片のボルト挿入孔側の互いの対向面を接近させた状態では、一対のガイド片の相互間にボルトの先端部を、対象部品のボルト挿入孔に案内するテーパ状のガイド孔が形成される。そのため、このガイド孔に沿って、ボルトの先端部をガイド孔の奥へと進出させるだけで、ボルトの先端部を対象部品のボルト挿入孔に向けて案内することができる。そして、複数のガイド部材のうち、一のガイド部材の一対のガイド片を支点軸中心に揺動動作させて、その一対のガイド片のボルト挿入孔側の互いの対向面を離反させると、第１連結部材と第２連結部材とにより、他のガイド部材の一対のガイド片も連動して支点軸中心に揺動動作して、各々の一対のガイド片のボルト挿入孔側の互いの対向面が離反する。すなわち、一のガイド部材の一対のガイド片のボルト挿入孔側の対向面を離反させるだけで、他の全てのガイド部材の一対のガイド片のボルト挿入孔側の対向面を同時に離反させて、各ガイド孔内のボルトを一挙同時にボルト挿入孔側に排出することが可能となる。

以上のように本発明によれば、各ボルト挿入孔を使ってボルト先端部をボルト挿入孔に案内した状態で、個別にガイド部材を操作しなくても、全てのガイド部材の一対のガイド片の揺動動作を連動させて、各ガイド孔内のボルトを一挙同時にボルト挿入孔側に排出して、ボルト挿入孔にセットすることができる。したがって、ボルト挿入孔を多数有する対象部品でも、その対象部品の各ボルト挿入孔にボルトを容易にセットすることが可能となる。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るボルト案内用治具の全体構成を示す平面図であり、図２は、その側面図である。このボルト案内用治具１は、間隔を置いて配置された一対の側部ベース２ａ，２ｂの間に、対象部品Ｗに設けられた複数のボルト挿入孔Ｗａの各々に対応した位置に、ボルトＸ（図４（ａ），（ｂ）を参照）を案内するガイド部材３を配置した構成とされている。ここで、対象部品Ｗとしては、例えば、シリンダーヘッドに位置決めされたカムキャップなどが挙げられる。なお、図中において、４は、対象部品Ｗの表面に当接される脚部を示し、５は、ボルト案内用治具１を対象部品Ｗに対して位置決めするための位置決めピンを示している。

各ガイド部材３は、一対の側部ベース２ａ，２ｂの対向方向と直交する方向に、互いに対向するように配置された一対のガイド片６ａ，６ｂを有している。この一対のガイド片６ａ，６ｂは、側部ベース２ａ，２ｂの間に両持ち的に固定された第１支点軸７ａと、第２支点軸７ｂによって揺動可能に軸支されている。一対のガイド片６ａ，６ｂは、図３（ａ），（ｂ）に示すように、支点軸７ａ，７ｂを中心に揺動させることにより、ボルト挿入孔Ｗａ側となる下方側の互いの対向面８ａ１，８ｂ１が接近および離反するようになっている。そして、この下方側の互いの対向面８ａ１，８ｂ１を接近させて当接させた状態で、その対向面８ａ１，８ｂ１で２分割されるテーパをなすガイド孔９が形成されるとともに、このガイド孔９の下側の開口縁には、直径が一定となるボルト位置決め孔１０が形成されるようになっている。このボルト位置決め孔１１の直径は、対象部品Ｗに設けられたボルト挿入孔Ｗａの直径と同一か、或いはそれよりも僅かに小さく設定されている。なお、この実施形態では、図１に示すように、１つのガイド部材３の一対のガイド片６ａ，６ｂの対向面８ａ１，８ｂ１間には、複数（図示例では２つ）のガイド孔９及びボルト位置決め孔１０が形成されているが、対向面８ａ１，８ｂ１間にガイド孔９及びボルト位置決め孔１０が１つだけ形成されていてもよい。

各ガイド部材３の一対のガイド片６ａ，６ｂのうち、一方側のガイド片６ａは、第１作用点軸１１ａを介して共通の第１連結部材１２ａに連結されており、他方側のガイド片６ｂは、第２作用点軸１１ｂを介して共通の第２連結部材１２ｂに連結されている。第１連結部材１２ａの一端部には、第１作用点軸１１ａを介して第１リンク部材１３ａが連結されており、第２連結部材１２ｂの一端部には、第２作用点軸１１ｂを介して第２リンク部材１３ｂが連結されている。そして、下方側が開口した状態で配置されたコ字形のハンドル部材１４の一端側が、第１力点軸１５ａを介して第１リンク部材１３ａに連結されており、そのハンドル部材１４の他端側が、第２力点軸１５ｂを介して第２リンク部材１３ｂに連結されている。これにより、ハンドル部材１４の上下方向への昇降動作が、第１リンク部材１３ａと第２リンク部材１３ｂにより、第１連結部材１２ａと第２連結部材１２ｂの水平方向の進退動作に変換されるようになっている。

この実施形態では、上述した第１連結部材１２ａ、第２連結部材１２ｂ、およびハンドル部材１４は、図１に示すように、側部ベース２ａ，２ｂと同様に、ボルト案内用治具１の両側方にそれぞれ設けられている。各第１作用点軸１１ａは、この一対の第１連結部材１２ａ，１２ａの間に両持ち的に固定されており、各第２作用点軸１１ｂは、一対の第２連結部材１２ｂ，１２ｂの間に両持ち的に固定されている。また、側部ベース２ａ，２ｂの対向方向にも複数のガイド部材３が列をなして配置されており、当該方向に列をなして配置されたガイド部材３の一対のガイド片６ａ，６ｂが、同列上に配置された他のガイド部材３の一対のガイド片６ａ，６ｂと共通の支点軸７ａ，７ｂ及び作用点軸１１ａ，１１ｂにより軸支されている。さらに、一対のガイド片６ａ，６ｂに挿通されている第１作用点軸１１ａと、第２作用点軸１１ｂとの間には、バネなどの弾性部材１６が掛け渡されており、作用点軸１１ａ，１１ｂが相互に引き付けられるように付勢されている。なお、この弾性部材１６は、少なくとも１つの一対のガイド片６ａ，６ｂに挿通されている第１作用点軸１１ａと、第２作用点軸１１ｂとの間に掛け渡されていれば、その配置位置や配置個数は特に限定されるものではない。

次に、以上のように構成されたボルト案内用治具１の動作を説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、各ガイド部材３の一対のガイド片６ａ，６ｂを下方側の互いの対向面８ａ１，８ｂ１を接近させて当接させた状態では、その対向面８ａ１，８ｂ１間にテーパ状をなすガイド孔９が形成され、このガイド孔９の下側の開口縁には、直径が一定となるボルト位置決め孔１０が形成される。なお、この状態で、一対のガイド片６ａ，６ｂの上方側の互いの対向面８ａ２，８ｂ２は、当接せずに、その対向間隔が上方に向かって漸次拡大するように互いに傾斜している。

そして、図３（ａ）に示す状態から、ハンドル部材１４を上方に引き上げると、第１リンク部材１３ａは、ハンドル部材１４との連結部である第１力点軸１５ａの上昇により、第１支点軸７ａを中心として時計回りに回転する。このとき、この第１リンク部材１３ａに連結されている第１作用点軸１１ａは、図中の左方向に水平移動する。そのため、第１連結部材１２ａは、第１リンク部材１３ａに連結されている第１作用点軸１１ａの移動に伴って、図中の左方向に水平移動する。一方、ハンドル部材１４を上方に引き上げると、第２リンク部材１３ｂは、ハンドル部材１４との連結部である第２力点軸１５ｂの上昇により、第２支点軸７ｂを中心として反時計回りに回転する。このとき、この第２リンク部材１３ｂに連結されている第２作用点軸１１ｂは、図中の右方向に水平移動する。そのため、第２連結部材１２ｂは、第２リンク部材１３ｂに連結されている第２作用点軸１１ｂの移動に伴って、図中の右方向に水平移動する。その結果、図３（ｂ）に示すように、第１連結部材１２ａに連結されている一方側のガイド片６ａは、それぞれの第１支点軸７ａを中心として時計回りに揺動し、第２連結部材１２ｂに連結されている他方側のガイド片６ｂは、それぞれの第２支点軸７ｂを中心として反時計回りに揺動する。したがって、ハンドル部材１４を上方に引き上げるだけで、各ガイド部材３の一対のガイド片６ａ，６ｂの下方側の互いの対向面８ａ１，８ｂ１が対称的に揺動して離反する。なお、この状態で、一対のガイド片６ａ，６ｂの上方側の互いの対向面８ａ２，８ｂ２は当接する。

この実施形態では、図１に示すように、側部ベース２ａ，２ｂの対向方向にも複数のガイド部材３が列をなして配置されているが、当該方向に列をなして配置されたガイド部材３の一対のガイド片６ａ，６ｂは、上述したように、同列上に配置された他のガイド部材３の一対のガイド片６ａ，６ｂと共通の支点軸７ａ，７ｂ及び作用点軸１１ａ，１１ｂにより軸支されている。その結果、これらガイド部材３の一対のガイド片６ａ，６ｂも、ハンドル部材１４を操作したときに連動して揺動動作を行う。

なお、ハンドル部材１４を上方に引き上げて、各ガイド部材３の一対のガイド片６ａ，６ｂの下方側の互いの対向面８ａ１，８ｂ１を離反させた後、ハンドル部材１４に作用させた引き上げ力を解除した場合には、第１作用点軸１１ａと第２作用点軸１１ｂとの間に掛け渡された弾性部材１６の弾性力により、自動的に各ガイド部材３の一対のガイド片６ａ，６ｂの下方側の互いの対向面８ａ１，８ｂ１が再び接近する。

次に、以上のように構成されたボルト案内用治具１を使用して、対象部品Ｗのボルト挿入孔ＷａにボルトＸをセットする手順を説明する。

まず、対象部品Ｗの上に、ボルト案内用治具１を載置する。このとき、図２に示すように、側部ベース２ａ，２ｂに設けられた脚部４を対象部品Ｗの表面に当接して各ガイド部材９と対象部品Ｗとの間の距離を一定にするとともに、位置決めピン５を対象部品Ｗに挿入し、対象部品Ｗに対してボルト案内用治具１を位置決めする。

その後、図４（ａ）に示すように、各ガイド部材３の一対のガイド片６ａ，６ｂを下方側の互いの対向面８ａ１，８ｂ１を接近させて当接させた状態で、ボルト位置決め孔１０を対象部品Ｗのボルト挿入孔Ｗａと整合させる。そして、この状態で、上方からボルトＸを各ガイド孔９内に下降させることにより、ボルトＸの軸部先端をガイド孔９の傾斜に沿って移動させ、対象部品Ｗのボルト挿入孔Ｗａへ誘導する。このとき、ボルトＸは、その軸部の一部がボルト位置決め孔１０を通して対象部品Ｗのボルト挿入孔Ｗａ内に挿入され、その頭部がガイド孔９に係合した吊り下げ状態で保持される。

そして、各ガイド孔９に上述のようにボルトＸを吊り下げ状態で保持してから、ハンドル部材１４を上方に引き上げると、図４（ｂ）に示すように、各ガイド部材３の一対のガイド片６ａ，６ｂが、支点軸７ａ，７ｂを中心として揺動して、ボルト挿入孔Ｗａ側の互いの対向面８ａ１，８ｂ１を離反し、ガイド片６ａ，６ｂの下方側の対向面８ａ１，８ｂ１の相互間からボルトＸが落下する。したがって、対象部品Ｗのボルト挿入孔Ｗａ内にボルトＸを一挙同時にセットすることが可能となる。

以上のような本実施形態に係るボルト案内用治具１によれば、各ガイド部材３の一対のガイド片６ａ，６ｂの下方側の互いの対向面８ａ１，８ｂ１を接近させた状態では、一対のガイド片６ａ，６ｂの相互間にボルトＸの先端部を、対象部品Ｗのボルト挿入孔Ｗａに向けて案内するテーパ状のガイド孔９が形成される。そのため、このガイド孔９に沿って、ボルトＸの先端部をガイド孔９の奥へと進出させるだけで、ボルトＸの先端部を対象部品Ｗのボルト挿入孔Ｗａに案内することができる。そして、ハンドル部材１４を上方に引き上げると、第１連結部材１２ａと第２連結部材１２ｂとの動作により、全てのガイド部材３の一対のガイド片６ａ，６ｂが連動して支点軸７ａ，７ｂを中心に揺動し、各一対のガイド片６ａ，６ｂの下方側の互いの対向面８ａ１，８ｂ１を離反させる。すなわち、ハンドル部材１４を上方に引き上げるだけで、全てのガイド部材３の一対のガイド片６ａ，６ｂのボルト挿入孔Ｗａ側の対向面８ａ１，８ｂ１を同時に離反させることが可能となる。したがって、各ガイド孔９を使ってボルトＸの先端部をボルト挿入孔Ｗａに案内した状態で、個別にガイド部材３を操作しなくても、各ガイド孔９内のボルトＸを一挙同時にボルト挿入孔Ｗａ側に排出して、ボルト挿入孔Ｗａに容易にセットすることができる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の形態で実施することが可能である。例えば、上記の実施形態では、各ガイド部材３の一対のガイド片６ａ，６ｂの下方側の互いの対向面８ａ１，８ｂ１を接近させて当接させた状態で、その対向面８ａ１，８ｂ１間にテーパをなすガイド孔９が形成され、このガイド孔９の下側の開口縁に一定の径をなすボルト位置決め孔１０が形成される場合を説明したが、このボルト位置決め孔１０は適宜省略することができる。すなわち、各ガイド部材３の一対のガイド片６ａ，６ｂの下方側の互いの対向面８ａ１，８ｂ１間に、テーパ状をなすガイド孔９のみが形成されるようにしてもよい。この場合、ガイド孔９の下方側開口部の直径は、対象部品Ｗのボルト挿入孔Ｗａの直径と同一か、或いはそれよりも僅かに小さく設定されることが好ましい。

本発明の一実施形態に係るボルト案内用治具の全体構成を示す平面図である。 図１に示すボルト案内用治具の側面図である。 （ａ）は、本実施形態のボルト案内用治具の初期の動作状態を説明するための概略図であって、（ｂ）は、そのボルト案内用治具の終盤の動作状態を説明するための概略図である。 （ａ）は、本実施形態のボルト案内用治具を使用してボルト挿入孔にボルトをセットする手順の初期の動作状況を説明するための概略図であって、（ｂ）は、ボルト挿入孔にボルトをセットする手順の終盤の動作状況を説明するための概略図である。

符号の説明

１ ボルト案内用治具
２ａ，２ｂ 側部ベース
３ ガイド部材
４ 脚部
５ 位置決めピン
６ａ，６ｂ ガイド片
７ａ，７ｂ 支点軸
８ａ１，８ｂ１ ボルト挿入孔側の対向面
９ ガイド孔
１０ ボルト位置決め孔
１１ａ，１１ｂ 作用点軸
１２ａ，１２ｂ 連結部材
１３ａ，１３ｂ リンク部材
１４ ハンドル部材
１５ａ，１５ｂ 力点軸
１６ 弾性部材

Claims (1)

1. 対象部品に設けられた複数のボルト挿入孔にボルトを案内する複数のガイド部材を備えたボルト案内用治具であって、
   前記複数のガイド部材は、対向配置された一対のガイド片と、該一対のガイド片を前記ボルト挿入孔側の互いの対向面が接離するように揺動動作可能に軸支する支点軸と、前記一対のガイド片の一方側のガイド片同士を連結して該一方側のガイド片の前記揺動動作を連動させる第１連結部材と、他方側のガイド片同士を連結して該他方側のガイド片の前記揺動動作を連動させる第２連結部材と、前記第１連結部材に連結された第１リンク部材と、前記第２連結部材に連結された第２リンク部材と、前記第１リンク部材と前記第２リンク部材のそれぞれに連結され、上下方向に昇降動作可能なハンドル部材とを備え、
   前記一対のガイド片を前記揺動動作により前記ボルト挿入孔側の互いの対向面を接近させた状態で、ガイド片の対向面間に前記ボルトの先端部を前記ボルト挿入孔に向けて案内するテーパ状のガイド孔が形成され、
   前記一対のガイド片を前記揺動動作により前記ボルト挿入孔側の互いの対向面を離反させた状態で、前記ガイド孔内の前記ボルトが前記ボルト挿入孔側に排出され、
   前記第１リンク部材および前記第２リンク部材は、前記ハンドル部材の引き上げ動作を、前記第１連結部材および前記第２連結部材が前記一対のガイド片の前記ボルト挿入孔側の互いの対向面を離反させる動作に運動変換することを特徴とするボルト案内用治具。

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