JP5026773B2 - ねじ締結作業用ジグ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ねじ締結作業用ジグ装置に係り、より詳しくは、自動車のサスペンション系に備えられる各種アーム類部品の組立工程において、締結工具であるナットランナを締結位置により簡単に移動することができるねじ締結作業用ジグ装置に関する。

一般に、自動車の製造においてシャーシ部品のうちサスペンション系のアーム類は作業の特性上、車体の下部で組立が行われる。これによって、組立対象となる車体は、作業ラインの天井部に設けられたオーバーヘッドハンガーを介して各工程ラインに搬送され、この時、作業者は車体の下部で該当部品に対する締結作業を行う。すなわち、自動車のサスペンション系における各種アーム類の締結作業は、作業者が手工具であるトルクレンチを把持した後、車体の下部で作業者の上部に位置するアーム類の締結部位を見上げながら作業を行う。特に、後輪サスペンション装置においてトーとキャンバを各々調節するナットの締結トルクは、大概１１〜１２ｋｇｆｍ程度と大きいため、長期間にわたる手作業は、作業者の筋骨格系を損傷する恐れがある。
特開平７−３１５２６６号公報

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、オーバーヘッドハンガーを介して搬送される車体の下部で、サスペンション系の各種アーム類の締結作業を行う場合、締結工具であるナットランナを締結位置に簡単に移動できるようにし、作業上の便宜を図ることにある。

上記の目的を達成するため、本発明によるねじ締結作業用ジグ装置は、作業ラインの底部からオーバーヘッドハンガーを介して搬送される車体の底面部に向かって直立して設けられる支持部と、前記支持部に対して車体の横方向と縦方向および高さ方向に各々移動可能に設けられる可動部と、前記可動部に設けられ、車体の底面部に対しシャーシ部品類の締結作業を行う締結部と、前記締結部を車体の底面部に向かって、上昇または下降時に前記締結部の荷重を補償する荷重補償部と、前記締結部の位置移動時に微細位置を調整するチルト部と、前記締結部の作動時に発生する反力を支える反力規制部と、を含み、前記可動部は、前記支持部に対して前記締結部を車体の長手方向に移動可能にする縦方向移動部と、前記支持部に対して前記締結部を車体の高さ方向に移動可能にする上下方向移動部と、前記支持部に対して前記締結部を車体の幅方向に移動可能にする横方向移動部と、から構成されるねじ締結作業用ジグ装置であって、前記支持部は少なくとも一対のポストで成り、前記縦方向移動部は、前記ポストの上端部で車体の長手方向に設けられるリニアモーションガイドレールと、前記リニアモーションガイドレールに結合されて、車体の長手方向に移動可能に設けられるリニアモーションブロックと、を含んで成り、前記上下方向移動部は、前記リニアモーションブロックに結合されるマウントブラケットと、前記マウントブラケットの上下の先端部に垂直軸を基準として回動可能に上下両端部がピン結合される第１シャフトと、前記第１シャフトの上下両端部に縦軸を基準として旋回可能に一端部が各々ピン結合される上下一対のリンクアームと、前記一対のリンクアームの他端部が縦軸を基準として旋回可能にピン結合する第２シャフトと、を含んで成り、前記横方向移動部は、前記第２シャフトの上端部に垂直軸を基準として旋回可能に一端部がピン結合されるアームと、前記アームの他端部に垂直軸を基準として回動可能に一端部がピン結合されるロールリンクシャフトと、前記ロールリンクシャフトの他端部に横軸を基準として回動可能に一端部がピン結合されるツールハウジングリンクと、を含んで成り、前記反力規制部は、前記ロールリンクシャフトの先端側の結合部位で水平面を基準として左右に各々下向きに傾斜した受容面と、前記ツールハウジングリンクの先端側の結合部位で前記受容面に対応するように水平方向に突出した係止面とから形成されることを特徴とする。

本発明によるねじ締結作業用ジグ装置によれば、オーバーヘッドハンガーを介して作業ラインに搬送される車体の下部でサスペンション系の部品の各種アーム類の締結作業を行うにあたり、締結工具であるナットランナをより簡単に締結位置まで移動できる。また、作業位置別ナットランナの位置をより容易に調整できるとの効果がある。さらに、車体の下部でなされる各種アーム類の締結作業時に、ナットランナに対する支持が作業者によって行われないため、作業者の筋骨格系で生じる傷害の負担を減らすことができる。

以下、本発明の実施形態につき添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明によるねじ締結作業用ジグ装置の全体構成を示す斜視図である。図１に示すように、車体の底面部に各種シャーシ部品類の締結作業が行われる作業工程において、車体は作業場の天井部に設けられたオーバーヘッドハンガー（図示せず）を介して搬送され、作業工程の底部には車体の底面部に向かって支持部が直立するように設けられ、可動部は支持部に対して車体の横方向Ｔと縦方向Ｌおよび高さ方向Ｈに各々移動可能に設けられる。可動部には車体の底面部に対するシャーシ部品類の締結作業を行う締結部が設けられ、可動部には締結部を車体の底面部に向かって高さ方向Ｈに上昇、下降時に締結部の荷重を補償して、作業者に対する締結部の荷重負担を軽減させる荷重補償部が備えられる。この場合、可動部には、締結部の位置移動時に車体の縦軸に対して微細位置を調整するチルト部と、締結部の作動時に生じる反力を支える反力規制部とが備えられる。このため、可動部は支持部に対して締結部を車体の長手方向に移動可能にする縦方向移動部と、支持部に対して締結部を車体の高さ方向に移動可能にする上下方向移動部、および支持部に対して締結部を車体の幅方向に移動可能にする横方向移動部とから形成される。

すなわち、支持部は作業工程の底部に直立するように設けられた少なくとも一対のポスト１０で形成されており、縦方向移動部はポスト１０の上端部で車体の長手方向に水平に設けられた一対のリニアモーションガイドレール１２と、一対のリニアモーションガイドレール１２に各々結合されて、車体の長手方向に移動可能に設けられたリニアモーションブロック１４とから形成される。この場合、リニアモーションガイドレール１２の両側先端部には、リニアモーションブロック１４の離脱を防ぐための係止顎部１２ａが備えられる。

上下方向移動部は、リニアモーションブロック１４の歯合部側の背面に結合されたマウントブラケット１６と、マウントブラケット１６の先端部で上下方向に旋回移動可能に結合された４節リンク部とから形成される。４節リンク部は、マウントブラケット１６の上下一端部に、垂直軸を基準として回動可能に上下両端部がピン結合された第１シャフト１８と、第１シャフト１８の上下両側端部に、縦軸を基準として旋回可能に一端部が各々ピン結合された上下一対のリンクアーム２０、２０’、および一対のリンクアーム２０、２０’の他端部が垂直軸を基準として旋回可能にピン結合する第２シャフト２２とから形成される。

図２は本発明の作動状態を各々示す図である。（ａ）はマウントブラケット１６がリニアモーションガイドレール１２の一端に動いた場合、（ｂ）はマウントブラケット１６がリニアモーションガイドレール１２の他端に動いた場合を示す。図２に示すように、ポスト１０に設けられたリニアモーションガイドレール１２に対し、マウントブラケット１６と結合されたリニアモーションブロック１４は車体の長手方向に移動自在である。また、荷重補償部はバランス機構の一種であり、一対のリンクアーム２０、２０’のうちいずれか１つにピン結合されたシリンダ２４と、シリンダ２４から伸縮可能に突出し、一対のリンクアーム２０、２０’のうち他方の１つにピン結合されたピストンロッド２４ａとから形成される。この場合、シリンダ２４に提供される油圧または空圧の作動圧は、支持部から可動部を車体の低面部側の作業位置にまで上昇させるのに必要なレベルで適切に提供されるのは当然のことである。

図３は本発明の作動状態を各々示す図である。（ａ）はリンクアーム２０、２０’が水平の場合、（ｂ）はリンクアーム２０、２０’の先端をシリンダ２４によって斜め上方に上昇させた場合を示す。図３に示すように、第１シャフト１８の上下両端部にピン結合された一対のリンクアーム２０、２０’を介すことによって、第２シャフト２２は車体の高さ方向に上昇または下降が自在となる。

図４は本発明の作動状態を示す図である。また、図４に示すように、第１シャフト１８の上下両端部に、旋回可能に各々ピン結合された上下一対のリンクアーム２０、２０’を介し、第２シャフト２２は車体の横方向に旋回自在になる。図４の点線で示すように、ここでは、リンクアーム２０、２０’が旋回して、マウントブラケット１６に対して直角方向に動かしている。

横方向移動部は、第２シャフト２２の上端部に垂直軸を基準として旋回可能に一端部がピン結合されたアーム２６と、アーム２６の他端部に垂直軸を基準として回動可能に一端部がピン結合されたロールリンクシャフト２８、およびロールリンクシャフト２８の他端部に横軸を基準として回動可能に一端部がピン結合されたツールハウジングリンク３０とから形成される。

図５は反力規制部の構成を示す図である。反力規制部は、ロールリンクシャフト２８とツールハウジングリンク３０との間の結合部位に備えられており、その構成は図５に示す通りである。すなわち、反力規制部は、ロールリンクシャフト２８の先端側結合部位の中心部を通る水平面を基準として中心部の左右に各々下向きに傾斜した受容面２８ａと、ツールハウジングリンク３０の先端側の結合部位で受容面２８ａに対応するように結合部位の中心部に対して水平方向に突出した左右側係止面３０ａとから形成される。この場合、受容面２８ａと係止面３０ａ間の角度差は、締結部の作動時、後述するツールハウジングリンク３０を介して伝えられる逆方向への反力を抑制する機能を行うためのものである。図面の未説明符号２８ｂはロールリンクシャフト２８の先端側結合部位の中心部に形成された組立孔であり、３０ｂはツールハウジングリンク３０の先端側結合部位の中心部に形成された回動軸である。

図６はツールハウジングリンクの構成を示す図である。図６に示すように、ツールハウジングリンク３０は、ロールリンクシャフト２８に結合される第１ツールハウジングリンク部材３０−１と、第１ツールハウジングリンク部材３０−１に縦軸方向にピン結合された第２ツールハウジングリンク部材３０−２とから形成される。

図７はチルト部の構成を示す図である。図７に示すように、チルト部は、第１ツールハウジングリンク部材３０−１の底面部で内周面に歯合部を備えて一体に結合されたボス部３２と、ボス部３２内で締結された調整ボルト３４と、調整ボルト３４によって一端部が加圧されるばね３６、および第２ツールハウジングリンク部材３０−２の底面部でばね３６の他端部と面着するように一体に結合された突出片３８とから形成される。この場合、ボス部３２に対する調整ボルト３４の締結程度によってばね３６の圧縮程度が異なり、ばね３６の圧縮の程度により第１ツールハウジングリンク部材３０−１と第２ツールハウジングリンク部材３０−２との間のチルト角度が調整される。

図８は、ツールハウジングリンクとナットランナとの間の結合部位に関する構成を示し、（ａ）が斜視図、（ｂ）が断面図である。締結部は、第２ツールハウジングリンク部材３０−２の他端部に結合されるナットランナ４０で形成される。ナットランナ４０は、図８に示すように、第２ツールハウジングリンク部材３０−２の他端部に一体に結合されたシリンダ型の外部ケース３０ｃと、外部ケース３０ｃの内周に相対回動可能にナットランナ４０に握着するように挿入して結合された内部ケース３０ｄとによって支持される。この場合、外部ケース３０ｃには、内部ケース３０ｄの相対回動を規制するストッパボルト３０ｅが備えられる。外部ケース３０ｃの下側は、ナットランナ４０に備えられ、ナットの締結を図るソケットである。

また、マウントブラケット１６と第１シャフト１８との間のピン結合部位をはじめとし、第１シャフト１８に対するリンクアーム２０、２０’のピン結合部位、リンクアーム２０、２０’と第２シャフト２２間のピン結合部位、第２シャフト２２とアーム２６間のピン結合部位、アーム２６とロールリンクシャフト２８間のピン結合部位、およびツールハウジングリンク３０とナットランナ４０間の結合部位に該当する外部ケース３０ｃと内部ケース３０ｄとの間には、各々ベアリング部材が設けられており、各々の部材間を相対回動自在にしている。

したがって、オーバーヘッドハンガーを介して車体が作業ラインに搬送されてくると、作業者は車体の下部でポスト１０からナットランナ４０を車体の低面部側の作業位置にまで昇降させるが、この時シリンダ２４とピストンロッド２４ａは、４節リンク部に該当するリンクアーム２０、２０’の旋回を助けるだけでなく、上昇位置でナットランナ４０を含むアーム２６と、ロールリンクシャフト２８、およびツールハウジングリンク３０の下降を抑制する。

次に、作業者はナットランナ４０を操作してサスペンション系の各種アーム類のナットの締結作業を施す。この場合、リニアモーションガイドレール１２とリニアモーションブロック１４は、車体の長手方向にナットランナ４０の移動を可能にするため、作業者は、車体の前方または後方側に位置する各種アーム類に対する締結作業をより容易に施すことができる。

また、マウントブラケット１６にピン結合された第１シャフト１８と、第２シャフト２２にピン結合されたアーム２６、およびアーム２６にピン結合されたロールリンクシャフト２８を各々適切に回動させれば、ナットランナ４０を車体の横方向に自在に旋回できるため、締結作業時にナットランナ４０の移動がより自由にできる。

そして、反力規制部はナットランナ４０の締結作業時に逆方向に入力される反力トルクを規制して作業が円滑に行われるようにし、チルト部はナットランナ４０と締結部位との間の微細な変位差を調整することによって締結作業時に正確な位置を調整することができる。

図９は、本発明におけるジグ装置の未使用時の遊動を抑制する固定ジグを示す図である。図９に示すような固定ジグ４２を用いて、ねじ締結作業用ジグ装置をホイールアラインメント装備に固定することができる。アーム２６乃至ロールリンクシャフト２８等にニッパ式で結合される。これによって、作業者の移動時にねじ締結作業用ジグ装置の好ましくない遊動を抑制することができる。固定ジグ４２には、ホイールアラインメント装備に固定できる係止バー４４が一体に結合されている。

本発明によるねじ締結作業用ジグ装置は、車両のサスペンション系の各種アーム類部品の取り付け作業に好適である。

本発明に係るねじ締結作業用ジグ装置の全体構成を示す斜視図である。（実施例１） 本発明の作動状態を各々示す図である。（ａ）はマウントブラケット１６がリニアモーションガイドレール１２の一端に動いた場合、（ｂ）はマウントブラケット１６がリニアモーションガイドレール１２の他端に動いた場合を示す。 本発明の作動状態を各々示す図である。（ａ）はリンクアーム２０、２０’が水平の場合、（ｂ）はリンクアーム２０、２０’の先端をシリンダ２４によって斜め上方に上昇させた場合を示す。 本発明の作動状態を各々示す図である。リンクアーム２０、２０’を旋回させた例である。 本発明による反力規制部の構成を示す図である。 本発明によるツールハウジングリンクの構成を示す図である。 本発明によるチルト部の構成を示す図である。 本発明によるツールハウジングリンクとナットランナとの間の結合部位に関する構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）が断面図である。 本発明によるジグ装置の未使用時の遊動を抑制する固定ジグを示す図である。

符号の説明

１０ ポスト
１２ リニアモーションガイドレール
１２ａ 係止顎部
１４ リニアモーションブロック
１６ マウントブラケット
１８ 第１シャフト
２０，２０’ リンクアーム
２２ 第２シャフト
２４ シリンダ
２６ アーム
２８ ロールリンクシャフト
３０ ツールハウジングリンク
４０ ナットランナ

Claims (5)

1. 作業ラインの底部からオーバーヘッドハンガーを介して搬送される車体の底面部に向かって直立して設けられる支持部と、
   前記支持部に対して車体の横方向と縦方向および高さ方向に各々移動可能に設けられる可動部と、
   前記可動部に設けられ、車体の底面部に対してシャーシ部品類の締結作業を行う締結部と、
   前記締結部を車体の底面部に向かって、上昇または下降時に前記締結部の荷重を補償する荷重補償部と、
   前記締結部の位置移動時に微細位置を調整するチルト部と、
   前記締結部の作動時に発生する反力を支える反力規制部と、を含み、
   前記可動部は、前記支持部に対して前記締結部を車体の長手方向に移動可能にする縦方向移動部と、前記支持部に対して前記締結部を車体の高さ方向に移動可能にする上下方向移動部と、前記支持部に対して前記締結部を車体の幅方向に移動可能にする横方向移動部とから構成されるねじ締結作業用ジグ装置であって、
   前記支持部は少なくとも一対のポストで成り、
   前記縦方向移動部は、前記ポストの上端部で車体の長手方向に設けられるリニアモーションガイドレールと、前記リニアモーションガイドレールに結合されて、車体の長手方向に移動可能に設けられるリニアモーションブロックと、を含んで成り、
   前記上下方向移動部は、前記リニアモーションブロックに結合されるマウントブラケットと、前記マウントブラケットの上下の先端部に垂直軸を基準として回動可能に上下両端部がピン結合される第１シャフトと、前記第１シャフトの上下両端部に縦軸を基準として旋回可能に一端部が各々ピン結合される上下一対のリンクアームと、前記一対のリンクアームの他端部が縦軸を基準として旋回可能にピン結合する第２シャフトと、を含んで成り、
   前記横方向移動部は、前記第２シャフトの上端部に垂直軸を基準として旋回可能に一端部がピン結合されるアームと、前記アームの他端部に垂直軸を基準として回動可能に一端部がピン結合されるロールリンクシャフトと、前記ロールリンクシャフトの他端部に横軸を基準として回動可能に一端部がピン結合されるツールハウジングリンクと、を含んで成り、
   前記反力規制部は、前記ロールリンクシャフトの先端側の結合部位で水平面を基準として左右に各々下向きに傾斜した受容面と、前記ツールハウジングリンクの先端側の結合部位で前記受容面に対応するように水平方向に突出した係止面とから形成されることを特徴とするねじ締結作業用ジグ装置。
2. 前記ツールハウジングリンクは、前記ロールリンクシャフトに結合される第１ツールハウジングリンク部材と、前記第１ツールハウジングリンクに縦軸方向にピン結合される第２ツールハウジングリンク部材とから形成されており、
   前記チルト部は、前記第１ツールハウジングリンク部材の底面部で内周面に歯合部を有し、一体に結合されるボス部と、前記ボス部内に締結される調整ボルトと、前記調整ボルトによって一端部が加圧されるばねと、前記第２ツールハウジングリンク部材の底面部で前記ばねの他端部と面着するように一体に結合される突出片とから形成されることを特徴とする請求項１に記載のねじ締結作業用ジグ装置。
3. 前記締結部は、前記第２ツールハウジングリンク部材の他端部に結合されるナットランナで形成されることを特徴とする請求項２に記載のねじ締結作業用ジグ装置。
4. 前記ナットランナは、前記第２ツールハウジングリンク部材の他端部に一体に結合されるシリンダ型外部ケースと、前記外部ケースの内周に相対回動可能に結合される内部ケースによって支持されることを特徴とする請求項３に記載のねじ締結作業用ジグ装置。
5. 前記外部ケースには、前記内部ケースの相対回動を規制するストッパボルトが備えられることを特徴とする請求項４に記載のねじ締結作業用ジグ装置。

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