JP5511006B2 - ナットプレートの位置決め治具 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも２個のナットを有するナットプレートを自動車のドアに対して位置決めするための治具に関する。

自動車のドアは、ヒンジを介して車体に開閉可能に取り付けられる。ドアの車体に対する取付精度は、ドアの開閉動作や車内の密閉性、あるいは自動車の外観等に影響するため、高精度に設定、管理する必要がある。

ドアを車体に対して取り付けるにあたり、車体の形状は車種によって異なるため、車種ごとにドアの車体に対する取付位置を設定する必要がある。例えば、ヒンジを固定するためにドアに形成される固定孔の位置を車種ごとに設定することで、ドアの車体に対する取付位置を設定することが考えられる。しかし、これによると、ドアの取付位置を調整する必要が生じた場合、ドアの設計を変更したり、部品を修正したりして固定孔の位置を調整する必要があるため、リードタイムやコスト等において効率が非常に悪い。

かかる事情に鑑み、ヒンジとドアとの固定に用いられる複数のナット４，４を板金３に溶接して一体化したナットプレート５（図６参照）を用い、ドアの車体に対する取付位置を調整可能とすることがある。この場合、ナットプレート５のドアへの取付位置を調整することで、ドアの設計を変更することなく、車体に対するドアの取付位置を調整することができる。

このとき、ナットプレートは、車体に対して高い精度で位置決めする必要がある。例えば特許文献１には、ヒンジ側孔及びドア側孔にガイドピンを貫通させることにより、ヒンジとドアとの位置決めを行う位置決め治具が示されている。この位置決め治具のガイドピンを、ドア側孔とナットプレート側孔（ナットの内周）に貫通させれば、ナットプレートをドアに対して位置決めすることができる。

特開２００７−１８６１４６号公報

しかしながら、単にドア側孔とナットプレート側孔にガイドピンを貫通させるだけでは、ナットプレートのドアに対する位置決め精度を十分に高めることができない。すなわち、ナットプレートに設けられたナットの内径（雌ネジの山径）や２個のナット間のピッチは、製品ごとにバラツキ（公差）が生じる。この場合でも、ガイドピンをナットの内周に挿入可能とするために、ガイドピンの外径はナットの内径よりもやや小さめに設定する必要がある。従って、図７（ａ）に示すように、ガイドピン６の外径とナット４のネジ孔４ａの内径との間に径差δが生じる。この径差δに起因して、ナット４の中心Ｍがガイドピン６の中心Ｎに対してずれる。しかも、ナット４はガイドピン６に対してどの方向にずれるか分からないため、図７（ｂ）や（ｃ）示すように、ナット４はガイドピン６に対してあらゆる方向にずれる可能性がある。その結果、ナットプレート５の位置決め精度が低下し、ドアの車体に対する取付精度を十分に高めることができない。

上記のようなガイドピンとナットの径差δは加工上避けることができない。このため、従来は、ドアを車体に取り付けた後に、ドアの塑性変形等により車体に対する位置を調整していたが、このような調整工程を要することで、生産性の低下を招く。

また、自動車の車体は、艤装される部品の重量や加工歪により、図８に誇張して示すように車体１全体が歪むことがある。このような車体１の歪みを考慮してドア（図８では図示省略）を取り付けるために、ナットプレート５を正規の位置（図８に点線で示す）から僅かに回転させた位置（図８に鎖線で示す）でドアに固定する必要が生じる場合がある。しかし、このように正規の位置から回転させたナットプレートの取付位置を、ドアごとに正確に再現することは難しいため、ナットプレートの位置決め精度が低下する恐れがある。

本発明の解決すべき課題は、ナットプレートをドアに固定するにあたり、ナットプレートのドアに対する位置決め精度を高めることにある。

前記課題を解決するために、本発明は、少なくとも２個のナットを有するナットプレートを、自動車のドアに対して位置決めするための治具であって、２個のナットの内周にそれぞれ挿入される一対のピンと、一対のピンをピッチ方向で互いに接近あるいは離反する方向に付勢する付勢手段とを備え、２個のナットの内周に挿入した一対のピンを、付勢手段により付勢してナットの内周に押し付けることにより、ナットプレートの位置決めを行うことを特徴とする。

このように、本発明の位置決め治具は、２個のナットの内周に挿入した一対のピンをピッチ方向に付勢して各ナットの内周に押し付けることにより、ナットプレートを位置決めするものである。具体的には、例えば図３に示すように、一対のピン３１，３２を互いに接近する方向に付勢した場合、一対のピン３１，３２が、各ナット４，４の内周（ネジ孔４ａ，４ａ）のうち、ピッチ方向中心側の部分Ｐに押し付けられる。一方、図５に示すように、一対のピン３１，３２を互いに離反する方向に付勢した場合、一対のピン３１，３２が、各ナットの内周のうち、ピッチ方向外側の部分Ｑに押し付けられる。これにより、一対のピン３１，３２のピッチ方向と一対のナット４，４のピッチ方向とが一致し、ナットプレート５が回転方向で位置決めされる。尚、ピッチ方向とは、一対のピンあるいは一対のナットの中心同士を結ぶ方向のことを言う。

また、本発明の位置決め治具によれば、上記のように、ピンをナットに対して常に一定の箇所ＰあるいはＱで当接させることができるため、ピンに対してナットがずれる方向を当接箇所ＰあるいはＱ側に限定することができる。このように、ピンとナットとの径差に起因して生じる両者のずれを所定方向に限定することで、図７のようにナットがガイドピンに対してあらゆる方向にずれ得る場合と比べて、ナットプレートの位置決め精度を高めることができる。

位置決め治具に、固定ブラケットと、一対のピンが固定され、一対のピンと直交する平面内で固定ブラケットに対して回転可能である回転ブラケットとを設けることにより、車体の歪に合わせてナットプレートを回転させた位置で位置決めすることができる。この場合、固定ブラケットに対する回転ブラケットの回転量を管理することで、ナットプレートのドアに対する取付位置を正確に再現することができる。特に、本発明では、上記のように、一対のピンをナットの内周に押し付けることで、ナットプレートのピッチ方向と一対のピンのピッチ方向とを一致させることができるため、この状態で一対のピン及びナットプレートをピンと直交する平面内で回転させることで、ナットプレートの回転方向の位置決めを精度良く行うことができる。

以上のように、本発明の位置決め治具によれば、ナットプレートのドアに対する位置決め精度を高めることができる。

本発明の実施形態に係る位置決め治具の（ａ）正面図、（ｂ）側面図、及び（ｃ）上面図である。 上記の位置決め治具にナットプレートを取り付ける様子を示す正面図である。 上記の位置決め治具のピンをナットの内周に挿入した状態を示す正面図である。 上記の位置決め治具及びナットプレートを車体に装着する様子を示す断面図である。 他の実施形態に係る位置決め治具のピンをナットの内周に挿入した状態を示す正面図である。 ナットプレートの斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、従来のガイドピンをナットの内周に挿入した状態を示す正面図である。 車体に歪みが生じた状態を示す正面図である。 位置決め治具をドア組付用治具に固定した状態を示す正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に、本発明の一実施形態に係る位置決め治具１００を示す。この位置決め治具１００は、ナットプレート５をドアの所定位置に溶接固定するにあたり、ナットプレート５をドアに対して所定位置に位置決めするためのものである。位置決め治具１００は、複数種のドア構成部品を互いに溶接してドアを組み付けるための治具（図示省略）に固定される。具体的に、位置決め治具１００は、ドア組付用治具に固定される固定ブラケット１０と、固定ブラケット１０に対して回転調整可能に取り付けられた回転ブラケット２０と、一対のピン（基準ピン３１及び可動ピン３２）とを主に備える。

固定ブラケット１０には、ガイドピン４０が設けられる。ガイドピン４０は、一対のピン３１，３２と平行に設けられ、且つ、一対のピン３１，３２のピッチ方向中央部に設けられる。ガイドピン４０は、図４に示すように、ドア構成部品２に形成された孔２ｃに嵌合挿入され、ドア構成部品２の位置決めを行う。

回転ブラケット２０は、回転部２１と、回転部２１上でスライド可能なスライド部２２とを有する。回転部２１は、固定ブラケット１０に対してピン３１，３２と直交する平面内で回転可能に取り付けられる。本実施形態では、回転部２１の回転中心がガイドピン４０と一致するように設定される。具体的には、図１（ａ）に示すように、回転部２１に、ガイドピン４０を中心とした円弧状のガイド溝２３を形成し、ガイド溝２３を貫通した固定ピン２４で回転部２１を固定ブラケット１０に取り付ける。これにより、回転部２１は、ガイド溝２３の延在方向、すなわち、ガイドピン４０を中心とした方向の回転を許容された状態で、固定ブラケット１０に取り付けられる。

回転ブラケット２０には、固定ブラケット１０に対する回転を所定位置で規制する回転規制手段が設けられる。本実施形態では、回転部２１及びスライド部２２にそれぞれボルト２５、２６を設け、このボルト２５，２６を固定ブラケット１０に当接させることで、回転ブラケット２０の回転を規制している。このとき、各ボルト２５，２６の突出量により、回転ブラケット２０の固定ブラケット１０に対する回転量を管理することができる。例えば、図１（ａ）に示すように、ボルト２５の頭部と回転部２１との間にシム２７を配し、このシム２７の枚数で回転ブラケット２０の回転量を管理することができる。すなわち、車種ごとにシム２７の枚数を設定することで、回転ブラケット２０の回転量を容易に再現することができる。

スライド部２２は、回転部２１と一体に固定ブラケット１０に対して回転可能に設けられ、且つ、回転部２１に対して一対のピン３１，３２のピッチ方向でスライド可能に取り付けられる。本実施形態では、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、回転部２１に形成した直線状のガイド溝２８，２８と、スライド部２２に設けたガイド２９，２９とを嵌合させることにより、スライド部２２が回転部２１に対してスライド可能に取り付けられる。

回転部２１には基準ピン３１が設けられ、スライド部２２には可動ピン３２が設けられる。スライド部２２が回転部２１に対してスライドすることにより、可動ピン３２が基準ピン３１に対して接近あるいは離反する。すなわち、一対のピン３１，３２は、回転ブラケット２０と共にガイドピン４０を中心に回転可能であると共に、ピッチを変更可能とされる。

位置決め治具１００には、一対のピン３１，３２を互いに接近あるいは離反する方向に付勢する付勢手段が設けられる。本実施形態では、付勢手段として、スライド部２２を回転部２１に対してスライド方向に付勢するスプリング５０が設けられる。このスプリング５０の弾性力により、可動ピン３２が基準ピン３１に接近する方向に付勢される。

以下、上記の位置決め治具１００を用いて、ナットプレート５をドア構成部品２の所定位置に位置決めする手順を説明する。ナットプレート５は、図２に示すように、長板状の板金３の所定箇所に２個のナット４，４を溶接固定したものである（図２ではナット４，４が板金３の裏面に固定されている）。各ナット４にはネジ孔４ａが形成され、板金３のネジ孔４ａに対応した位置には貫通孔（図示省略）が形成される。板金３のナット４，４のピッチ方向中央部には、逃がし穴７が形成されている。本実施形態では、ドア構成部品２に２個のナットプレート５が上下に離隔した２箇所に固定される。

まず、図９に示すように、２個の位置決め治具１００を、ドア組付用治具のベース２００上に固定する。ナットプレート５を装着する前の状態で、位置決め治具１００の基準ピン３１及び可動ピン３２のピッチは、ナットプレート５のネジ孔４ａ，４ａのピッチよりも狭くなっている（図２の鎖線参照）。詳しくは、基準ピン３１及び可動ピン３２のピッチ方向中心側の端部間の距離Ｌ１が、ネジ孔４ａ，４ａのピッチ方向中心側の端部間の距離Ｌ２よりも小さく設定される（Ｌ１＜Ｌ２）。また、位置決め治具１００の回転ブラケット２０は、固定ブラケット１０に対して、車種ごとに設定された所定量だけ回転した状態で固定される。

そして、位置決め治具１００に、ナットプレート５を装着する。具体的には、図２に示すように、位置決め治具１００の基準ピン３１及び可動ピン３２を、ナットプレート５に設けられたネジ孔４ａ，４ａにそれぞれ挿入する。このとき、基準ピン３１及び可動ピン３２の先端のテーパ面をネジ孔４ａ，４ａに挿入することで、テーパ面でガイドされて基準ピン３１及び可動ピン３２が互いに離反する。具体的には、テーパ面とネジ孔４ａ，４ａの開口部が当接することで、スプリング５０の弾性力に抗して可動ピン３２が基準ピン３１から離反する方向にスライドする（図２の白抜き矢印参照）。そして、基準ピン３１及び可動ピン３２のピッチとネジ孔４ａ，４ａのピッチがおおよそ合ったら（詳しくは、上述の距離Ｌ１とＬ２とが一致したら）、ピン３１，３２がネジ孔４ａ，４ａに挿入される。これと同時に、位置決め治具１００のガイドピン４０がナットプレート５の逃がし穴７に挿入される。尚、逃がし穴７の内径は、ガイドピン４０の外径よりも十分に大きく形成されている。

上記のように、位置決め治具１００の基準ピン３１及び可動ピン３２をナットプレート５のナット４，４の内周に挿入すると、スプリング５０の弾性力で可動ピン３２が基準ピン３１に接近する側に付勢され、基準ピン３１及び可動ピン３２でナットプレート５が挟持される（図３参照）。これにより、基準ピン３１及び可動ピン３２でナットプレート５が保持されると共に、基準ピン３１及び可動ピン３２のピッチ方向とナット４，４のピッチ方向とが一致する（図３の鎖線Ｌ参照）。尚、図３では、ナット４やガイド孔７の図示を省略すると共に、ネジ孔４ａとピン３１，３２の径差を誇張して示している。

その後、ナットプレート５が装着された一対の位置決め治具１００に、上下方向を水平方向としてドア構成部品２をセットする（図９参照）。具体的には、図４に示すように、ナットプレート５を貫通させた位置決め治具１００のガイドピン４０を、ドア構成部品２に設けられた上下一対の固定孔２ｃ、２ｃに挿入する。ガイド孔２ｃの内径は、位置決め治具１００のガイドピン４０の外径とほぼ同じか僅かに大径に設定され、これらが嵌合することでドア構成部品２が位置決め治具１００に対して位置決めされる。これと同時に、位置決め治具１００のピン３１，３２が、ドア構成部品に設けられた孔２ａ，２ｂに挿入される。尚、孔２ａ，２ｂの内径は、ピン３１，３２の外径よりも十分に大きく形成されている。この状態で、ドア組付用の治具にセットされたその他の部品と共に、ナットプレート５がドア構成部品２に対して溶接・固定される。

以上のように、基準ピン３１と可動ピン３２をナット４，４のネジ孔４ａ，４ａに挿入した状態で、基準ピン３１及び可動ピン３２をネジ孔４ａ，４ａに押し付けることにより、ピン３１，３２のピッチ方向とナット４，４のピッチ方向とを一致させた状態でナットプレート５を保持することができる。これにより、ナットプレート５が回転方向で精度良く位置決めされる。

また、ピン３１，３２をネジ孔４ａ，４ａに押し付けることにより、ピン３１，３２とナット４，４とを常に一定の箇所Ｐで当接させることができる（図３参照）。これにより、ナット４，４がピン３１，３２に対してずれる方向を当接箇所Ｐ側に限定することができる。従って、ナットがピンに対してあらゆる方向にずれる可能性がある従来の方法（図７参照）と比べて、ナットプレート５の位置決め精度を高めることができる。

また、ピン３１，３２を有する回転ブラケット１０を、固定ブラケット１０に対してピン３１，３２と直交する平面内で回転可能とすることで、車体１の歪に合わせてドア構成部品２に対するナットプレート５の取付位置を回転させて微調整することができる。このとき、回転ブラケット２０の固定ブラケット１０に対する回転中心を、ドア構成部品２との位置決め基準となるガイドピン４０に設定することで、回転ブラケット２０の回転量が正確に設定される。さらに、本発明では、上記のように、ピン３１，３２のピッチ方向とナット４，４のピッチ方向とを一致させているため、固定ブラケット１０に対する回転ブラケット２０の回転方向の位置精度を、ナットプレート５に精度良く反映させることができるため、ナットプレート５をドア構成部品２に対して高精度に位置決めすることができる。

本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、基準ピン３１及び可動ピン３２をナット４，４の内周に挿入した状態で、可動ピン３２を基準ピン３１に接近させてナット４，４に当接させた場合を示したが、これに限らず、図５に示すように、可動ピン３２を基準ピン３１から離反させてナット４，４に当接させることにより、ナットプレート５を位置決めしてもよい。

また、上記の実施形態では、付勢手段としてスプリング５０が用いられているが、基準ピン３１と可動ピン３２とを接近あるいは離反させる方向に付勢するものであれば限定されず、板バネや磁石、あるいはシリンダ等の適宜の手段を用いることができる。

また、上記の実施形態では、回転ブラケット２０の回転規制手段として、ボルト２５，２６，及びシム２７が設けられているが、これに限られない。例えば、ガイド溝２３に挿入した固定ピン２４を締め付けて回転ブラケット２０の回転を規制可能とすることもできる。この場合、ガイド溝２３内の基準点（例えば中央部）に対する固定ピン２４の位置によって、回転ブラケット２０の回転量を管理することができる。

また、上記の実施形態では、２個のナットを有するナットプレートを位置決めする場合を示したが、本発明の位置決め治具は、３個以上のナットを有するナットプレートを位置決めする場合にも適用可能である。この場合、３個以上のナットのうち、２個のナットの内周に一対のピンを挿入して、位置決めを行う。

２ ドア構成部品
３ 板金
４ ナット
４ａ ネジ孔
５ ナットプレート
１０ 固定ブラケット
２０ 回転ブラケット
２１ 回転部
２２ スライド部
２３ ガイド溝
２４ 固定ピン
２５，２６ ボルト
２７ シム
３１ 基準ピン
３２ 可動ピン
４０ ガイドピン
５０ スプリング（付勢手段）
１００ 位置決め治具

Claims (2)

1. 少なくとも２個のナットを一体に有するナットプレートを、自動車のドアに対して位置決めするための治具であって、
   ２個のナットの内周にそれぞれ挿入される一対のピンと、一対のピンをピッチ方向で互いに接近あるいは離反する方向に付勢する付勢手段とを備え、
   ２個のナットの内周に挿入した一対のピンを付勢手段で付勢してナットの内周に押し付けることにより、ナットプレートの位置決めを行うことを特徴とするナットプレートの位置決め治具。
2. 固定ブラケットと、前記一対のピンが固定され、前記一対のピンと直交する平面内で固定ブラケットに対して回転可能である回転ブラケットとを設けた請求項１記載の位置決め治具。

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