JP6128011B2

JP6128011B2 - リーフスプリング圧縮締付装置

Info

Publication number: JP6128011B2
Application number: JP2014034873A
Authority: JP
Inventors: 亮三郎松田
Original assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Current assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2034-02-26
Also published as: JP2015160442A

Description

本発明は、自動車のリヤアクスルにリーフスプリングを組付ける工程で、リーフスプリングを圧縮してリヤアクスルに締め付けるリーフスプリング圧縮締付装置に関する。

一般に、自動車の足回り組立てラインには、リヤアクスルにリーフスプリングを組付ける工程で、リーフスプリングを空車状態（車両に荷物等を積載しない状態）に圧縮してリヤアクスルに締め付けるリーフスプリング圧縮締付装置が設置されている（特許文献１を参照）。
リーフスプリング圧縮締付装置１００は、例えば、図６、図７に示すように、基台１１０の中央に配設された油圧シリンダ１１１と４隅に立設されたリーフスプリング受台１１２とを備えている。また、Ｕボルト１０３を介してリヤアクスル１０１が仮付けされたリーフスプリング１０２の両端部（目玉部）をリーフスプリング受台１１２に載置すると、油圧シリンダ１１１のロッド部１１３から延設した係止部１１４が、リヤアクスル１０１の左右軸部１０１Ｒ、１０１Ｌを係止するように構成されている。そして、油圧シリンダ１１１のロッド部１１３が矢印Ｐの方向へ駆動することによって、係止部１１４を下降させて、リーフスプリング１０２を空車状態に圧縮する。通常、リーフスプリング１０２を空車状態に圧縮する油圧シリンダ１１１の駆動力は、１．５トン程度である。作業者Ｍは、リーフスプリング１０２が圧縮された状態で、ナット締付け具１２０を用いてＵボルト１０３のナットを本締めすることによって、リヤアクスル１０１にリーフスプリング１０２を組付けることができる。

実公昭５９−１４３０５号公報

しかしながら、図６、図７に示すリーフスプリング圧縮締付装置１００では、大型の油圧シリンダ１１１を用いるので、油圧シリンダ１１１に作動油を供給する油圧ポンプ１１５と、油圧ポンプ１１５を含む油圧回路を制御する制御盤１１６等を基台１１０の周辺に配置する必要があった。また、基台１１０を取り囲むように安全柵１１７やエリアセンサ１１８を設けるとともに、安全柵１１７等の外で油圧シリンダ１１１の起動ボタン１１９を押した作業者Ｍが、ナット締付けエリアに進入したことを検出するマットセンサ１２１を設けて、安全対策を施す必要もあった。そのため、設備全体が大掛かりとなり、組立てラインのタクト変動等に伴う設備の再配置や移動が容易ではないという問題や、作業者の立ち回りが制限されて作業性が低下する問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、設備の小型化が可能で設備の再配置や移動が容易であり、作業者の安全性を担保しつつ作業性を向上できるリーフスプリング圧縮締付装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るリーフスプリング圧縮締付装置は、次のような構成を有している。
（１）基台と、当該基台の中央部に配設され所定の位置にリーフスプリングが締結部材を介して仮締めされたリヤアクスルを保持して昇降させる昇降装置と、前記基台の４隅に立設されリーフスプリングの両端部が載置される受台とを備え、前記昇降装置が前記リヤアクスルを下降させて前記リーフスプリングを空車状態に圧縮させた状態で、前記締結部材を本締めできるリーフスプリング圧縮締付装置であって、
前記昇降装置は、ケース底面に摺接する傘歯車に連結されたねじ軸の回動に従ってケース筒内を上下動するねじ筒を有するジャッキ機構によって前記リヤアクスルを昇降させることを特徴とする。ここで、「空車状態」とは、リーフスプリングに車両重量分の荷重を掛けて車高規制した状態を意味する。

本発明においては、昇降装置は、ケース底面に摺接する傘歯車に連結されたねじ軸の回動に従ってケース筒内を上下動するねじ筒を有するジャッキ機構によってリヤアクスルを昇降させるので、油圧ポンプや制御盤等が不用となり、設備の小型化を簡単に実現することができる。そのため、組立てラインのタクト変動等に伴う設備の再配置や移動が容易となる。
また、傘歯車に連結されたねじ軸の回動に従って上下動するねじ筒（伸縮部材）を有するジャッキ機構によってリヤアクスルを昇降させるので、油圧シリンダのように油圧が抜けて不意に重量物であるリヤアクスルが下降することはない。そのため、安全柵等がなくても作業者の安全性を担保しやすく、作業性を向上させることができる。

（２）（１）に記載されたリーフスプリング圧縮締付装置において、
前記ケース筒の側壁には、前記傘歯車を回動させる補助傘歯車が操作部を外方に突出して軸支され、前記昇降装置と前記基台との間には、前記ジャッキ機構に上下方向の圧縮荷重が常に作用する方向に押圧する押圧部材が装着されたことを特徴とする。

本発明においては、ケース筒の側壁には、傘歯車を回動させる補助傘歯車が操作部を外方に突出して軸支され、昇降装置と基台との間には、ジャッキ機構に上下方向の圧縮荷重が常に作用する方向に押圧する押圧部材が装着されたので、ねじ筒を介して傘歯車に上下方向の圧縮荷重を掛けることができ、傘歯車をジャッキ機構のケース底面に常に摺接した状態で回動させることができる。そのため、傘歯車を回動させる補助傘歯車との噛合い状態を常に適正に維持することができ、補助傘歯車の操作部に例えば手持ち電動回転工具等を連結して、補助傘歯車を回動させることによって、ジャッキ機構のねじ筒を簡単に上下動させることができる。
なお、押圧部材は、シリンダ型ガスダンパであることが好ましい。略一定の押圧力を作用させつつ、所定の伸縮量を確保できるので、設備の小型化に有利だからである。

（３）（２）に記載されたリーフスプリング圧縮締付装置において、
前記補助傘歯車は、前記基台より上方に配置されたことを特徴とする。

本発明においては、補助傘歯車は、基台より上方に配置されたので、ケース筒を軸中心に回転し補助傘歯車の操作部を任意の方向へ向けて固定でき、補助傘歯車を基台及びフレーム部材等に邪魔されずに回動させることができる。その結果、ジャッキ機構の操作性が向上する。
なお、ジャッキ機構は、略円筒状のケース筒を備えた手動操作可能な車載ジャッキであることが好ましい。設備の簡素化及び小型化がより一層容易となり、設備費の低減にも貢献できる。

本発明によれば、設備の小型化が可能で設備の再配置や移動が容易であり、作業者の安全性を担保しつつ作業性を向上できるリーフスプリング圧縮締付装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るリーフスプリング圧縮締付装置の斜視図である。図１に示すリーフスプリング圧縮締付装置の側面図である。図１に示すジャッキ機構及びガスダンパの概略断面図である。図３に示すガスダンパを取り外した時におけるジャッキ機構の概略断面図である。図１に示すジャッキ機構の荷重曲線図である。従来のリーフスプリング圧縮締付装置の側面図である。図６に示すリーフスプリング圧縮締付装置の平面図である。

次に、本発明に係る実施形態であるリーフスプリング圧縮締付装置について、図面を参照して詳細に説明する。はじめに、本実施形態のリーフスプリング圧縮締付装置の全体構成を説明し、その後、本リーフスプリング圧縮締付装置におけるジャッキ機構及びガスダンパ（押圧部材）について詳細に説明する。最後に、本実施形態の動作方法と作用効果について説明する。

＜リーフスプリング圧縮締付装置の全体構成＞
まず、本実施形態に係るリーフスプリング圧縮締付装置の全体構成を、図１及び図２を用いて説明する。図１に、本発明の実施形態に係るリーフスプリング圧縮締付装置の斜視図を示す。図２に、図１に示すリーフスプリング圧縮締付装置の側面図を示す。

図１、図２に示すように、リーフスプリング圧縮締付装置１０は、自動車のリヤアクスル５１にリーフスプリング５２を組付ける工程に配設され、基台１と、リーフスプリング５２が仮付けされたリヤアクスル５１を保持して昇降させる昇降装置２と、リーフスプリング５２の両端部５２１が載置される受台３とを備えている。

基台１は、外周の各辺に切り込み部１１が形成され、中央部に矩形状の開口部１２が形成された略矩形状の定盤である。基台１の中央部上面には、開口部１２を跨いで水平な中間部を有する門型フレーム部材１３が立設され、門型フレーム部材１３の左右両側に昇降装置２の上下動を案内する案内部材１４が立設されている。基台１の後方の切り込み部１１近傍には、略コ字状の手押しハンドル１７が突設されている。基台１の左右方向の切り込み部１１には、シリンダ型のガスダンパ２４のロッド先端部が軸支されている。基台１の下面には、複数の車輪１５と据付ボルト１６が設置されている。

昇降装置２は、基台１の中央部に配設され、所定の位置にリーフスプリング５２がＵボルト（締結部材）５３を介して仮締めされたリヤアクスル５１を保持して昇降させる装置である。昇降装置２には、リヤアクスル５１を載置し左右軸部５１１を係止する係止部２１１を備えた保持部材２１と、保持部材２１の左右両端からフレーム部材が垂下され中間部を門型フレーム部材１３の下方でＶ字状に折り曲げて形成されたスライド部材２２と、スライド部材２２と門型フレーム部材１３との間に装着されたジャッキ機構２３とを備えている。保持部材２１は、門型フレーム部材１３の上方に配置されている。スライド部材２２の中間部下端は、基台１の開口部１２に挿入されている。スライド部材２２の中間部と門型フレーム部材１３の中間部は、中央が直交して配設されている。スライド部材２２の中間部の中央上面には、ジャッキ機構２３の伸縮部材（ねじ筒２３７）が連結されている。門型フレーム部材１３の中間部の中央下面には、ジャッキ機構２３のケース底面が固定されている。保持部材２１の左右両端に設けられた係止部２１１は、一端が軸支された略コ字状の押え部を固定部に対向するよう回動させ、押え部の他端に係止ピンを挿入して係止する構造である。スライド部材２２の左右両端から垂下したフレーム部材には、摺接プレートが締結され、基台１から立設された案内部材１４と摺接する。保持部材２１の左右両端には、シリンダ型のガスダンパ２４のシリンダケース底部が揺動可能に連結されている。なお、ジャッキ機構２３及びガスダンパ２４の詳細については、後述する。

受台３は、基台１の４隅に立設され、リーフスプリング５２の両端部５２１と当接する当接座３１と、当接座３１を前後方向へ移動可能に支持する支持部３２と、支持部３２を基台１に連結する脚部３３とを備えている。各受台３の当接座３１は、複数個設けられていて、複数種類のリーフスプリング５２に対応することができる。当接座３１の左右方向の端部には、リーフスプリング５２の規制板３４が立設されている。当接座３１の材質は、硬質ゴム又は硬質ウレタン等の弾性体であり、表面には複数のスリップ防止溝が形成されている。リーフスプリング５２が空車状態に圧縮されると、当接座３１が前後方向に移動する。ここで、「空車状態」とは、リーフスプリング５２に車両重量分の荷重を掛けて車高規制した状態を意味する。リーフスプリング５２は、無負荷状態から空車状態に圧縮することによって、両端部５２１同士の間隔が拡大される。

＜ジャッキ機構、ガスダンパ＞
次に、ジャッキ機構及びガスダンパについて、図３〜図５を用いて詳細に説明する。図３に、図１に示すジャッキ機構及びガスダンパの概略断面図を示す。図４に、図３に示すガスダンパを取り外した時におけるジャッキ機構の概略断面図を示す。図５に、図１に示すジャッキ機構の荷重曲線図を示す。

図３に示すように、ジャッキ機構２３は、略円筒状のケース筒２３１を備えた車載ジャッキである。ケース筒２３１の上端が半球状に拡張され、その内部に傘歯車２３２が収納されている。傘歯車２３２は、ケース筒２３１のケース底面２３３に軸受２３４を介して摺接する。軸受２３４は、ケース底面２３３に締結されていない。傘歯車２３２の中央には、外周側にねじ山が形成され下方に伸長したねじ軸２３６が連結されている。ねじ軸２３６とケース筒２３１の間には、ねじ軸２３６のねじ山と噛合うねじ溝が内周側に形成されたねじ筒２３７が挿入されている。ねじ筒２３７は、傘歯車２３２の回動に従ってケース筒２３１内を上下動する伸縮部材である。ねじ筒２３７の先端部は、ケース筒２３１の下方に突出し、廻り止め付き連結ブロック２３８を介して昇降装置２のスライド部材２２に連結されている。ケース筒２３１の半球状側壁には、傘歯車２３２を回動させる補助傘歯車２３５が操作部２３９を外方に突出して軸支されている。操作部２３９には、図示しない操作ハンドルを連結できる連結孔が形成されている。補助傘歯車２３５は、基台１より上方に配置されているので、ケース筒２３１を軸中心に回転し補助傘歯車２３５の操作部２３９を任意の方向へ向けて、ジャッキ機構２３を門型フレーム部材１３に固定できる。そのため、作業者が、補助傘歯車２３５を基台１及び門型フレーム部材１３等に邪魔されずに回動させることができる。

また、ガスダンパ２４は、円筒状のシリンダケース２４１内を摺動するピストン２４２を挟んでケース側室２４３とロッド側室２４４とを備えている。ピストン２４２には、ケース側室２４３とロッド側室２４４とを連通するオリフィス２４５が形成され、ケース側室２４３及びロッド側室２４４に圧縮ガス（例えば、窒素ガス）が封入されている。ピストン２４２には、ピストンロッド２４６が連結され、ピストンロッド２４６は、シリンダケース２４１から下方に突出している。ピストンロッド２４６が収縮すると、ケース側室２４３の圧縮ガスがロッド側室２４４にオリフィス２４５を経由して移動する。そのとき、シリンダケース２４１の上端が連結された昇降装置２の保持部材２１に矢印Ｘ１の方向へガスダンパ２４の押圧力が作用する。ガスダンパ２４の押圧力は、リヤアクスル５１及びリーフスプリング５２等のワーク荷重と保持部材２１及びスライド部材２２の装置荷重との合計値より大きく設定されている。

昇降装置２の保持部材２１にリーフスプリング５２がＵボルト５３を介して仮締めされたリヤアクスル５１を載置すると、ジャッキ機構２３のねじ筒２３７には、リヤアクスル５１等のワーク荷重と保持部材２１等の装置荷重とからなる引張荷重が矢印Ｘ２の方向に作用する。このとき、昇降装置２の保持部材２１と基台１との間にガスダンパ２４が連結されていないと、図４に示すように、ねじ筒２３７と噛合うねじ軸２３６を矢印Ｘ２の方向に引張って、傘歯車２３２が矢印の方向へ傾斜する。傘歯車２３２が傾斜すると、補助傘歯車２３５との噛合い不良が生じる。噛合い不良の補助傘歯車２３５を無理に回動させると、歯の欠損等が起こる恐れがある。
本実施形態では、図１、図２に示すように、昇降装置２の保持部材２１と基台１との間には、ガスダンパ２４が連結されている。また、前述したように、ガスダンパ２４の押圧力は、リヤアクスル５１及びリーフスプリング５２等のワーク荷重と保持部材２１及びスライド部材２２の装置荷重との合計値より大きく設定されているので、ジャッキ機構２３に上下方向の圧縮荷重が常に作用させることができる。

図５では、縦軸にジャッキ機構２３の上下方向に掛かる荷重を示し、横軸にリーフスプリング５２のばね圧縮量を示している。実線で示す曲線Ｑ１は、ガスダンパ２４が昇降装置２の保持部材２１と基台１との間に連結されているときの荷重曲線であり、破線で示す曲線Ｑ２は、ガスダンパ２４が昇降装置２の保持部材２１と基台１との間に連結されていないときの荷重曲線である。ここでは、ガスダンパ２４の押圧力Ｙは、約２８００（Ｎ）であり、リヤアクスル５１及びリーフスプリング５２等のワーク荷重と保持部材２１及びスライド部材２２の装置荷重との合計値（約２５００（Ｎ））を約３００（Ｎ）上回っている。そのため、ジャッキ機構２３には、ばね圧縮量が零のときに約３００（Ｎ）の圧縮荷重が掛かり、ばね圧縮量が増加するに従って圧縮荷重が増加し、空車状態に圧縮する所定量のときに約１８０００（Ｎ）の圧縮荷重が掛かっている。
したがって、ガスダンパ２４を昇降装置２の保持部材２１と基台１との間に連結することによって、ばね圧縮量が零から空車状態に圧縮する所定量まで、略一定の押圧力Ｙが作用するので、ジャッキ機構２３には、常に圧縮荷重が作用する。よって、傘歯車２３２と補助傘歯車２３５との噛合い不良が生じることはなく、ジャッキ機構２３のねじ筒２３７を簡単に上下動させることができる。

＜動作方法＞
次に、本リーフスプリング圧縮締付装置１０の動作方法について説明する。
予め、所定の位置にリーフスプリング５２がＵボルト５３を介して仮締めされたリヤアクスル５１を保持部材２１に載置する。このとき、リーフスプリング５２の両端部（目玉部）５２１を、受台３の当接座３１に当接する。
その後、係止部２１１の押え部を回動し係止ピンを手動で挿入して、リヤアクスル５１の左右軸部５１１を係止する。次に、補助傘歯車２３５の操作部２３９に電動工具等を連結して回動させ、ねじ筒２３７をリーフスプリング５２が空車状態のばね圧縮量になるまで伸長させる。最後に、Ｕボルト５３を本締めすると、リヤアクスル５１へのリーフスプリング５２の組付けが完了する。
組付け完了後、補助傘歯車２３５を逆方向に回動させて、昇降装置２を原位置まで復帰させる。その後、係止部２１１を解除して、リヤアクスル５１及びリーフスプリング５２を本装置から取出す。

＜作用効果＞
以上、詳細に説明したように、本実施形態に係るリーフスプリング圧縮締付装置１０によれば、昇降装置２は、ケース底面２３３に摺接する傘歯車２３２に連結されたねじ軸２３６の回動に従ってケース筒２３１内を上下動するねじ筒２３７を有するジャッキ機構２３によってリヤアクスル５１を昇降させるので、油圧ポンプや制御盤等が不用となり、設備の小型化を簡単に実現することができる。そのため、組立てラインのタクト変動等に伴う設備の再配置や移動が容易となる。
また、傘歯車２３２に連結されたねじ軸２３６の回動に従って上下動するねじ筒２３７を有するジャッキ機構２３によってリヤアクスル５１を昇降させるので、油圧シリンダのように油圧が抜けて不意に重量物であるリヤアクスル５１が下降することはない。そのため、安全柵等がなくても作業者の安全性を担保しやすく、作業性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、ケース筒２３１の側壁には、傘歯車２３２を回動させる補助傘歯車２３５がその操作部２３９を外方に突出して軸支され、昇降装置２と基台１との間には、ジャッキ機構２３に上下方向の圧縮荷重が常に作用する方向に押圧するガスダンパ（押圧部材）２４が装着されたので、ねじ筒２３７を介して傘歯車２３２に上下方向の圧縮荷重を掛けることができ、傘歯車２３２をジャッキ機構２３のケース底面２３３に常に摺接した状態で回動させることができる。そのため、傘歯車２３２を回動させる補助傘歯車２３５との噛合い状態を常に適正に維持することができ、補助傘歯車２３５の操作部２３９に例えば手持ち電動回転工具等を連結して、補助傘歯車２３５を回動させることによって、ジャッキ機構２３のねじ筒２３７を簡単に上下動させることができる。
なお、ガスダンパ（押圧部材）２４は、シリンダ型ガスダンパであるので、略一定の押圧力を作用させつつ、所定の伸縮量を確保できるので、設備の小型化に有利である。

また、本実施形態によれば、補助傘歯車２３５は、基台１より上方に配置されたので、ケース筒２３１を軸中心に回転し補助傘歯車２３５の操作部２３９を任意の方向へ向けて固定でき、補助傘歯車２３５を基台１及び門型フレーム部材１３等に邪魔されずに回動させることができる。その結果、ジャッキ機構２３の操作性が向上する。
なお、ジャッキ機構２３は、略円筒状のケース筒２３１を備えた手動操作可能な車載ジャッキであるので、設備の簡素化及び小型化がより一層容易となり、設備費の低減にも貢献できる。

また、本実施形態によれば、エア配管、油圧配管、電気配線等を一切使用せず、装置がコンパクトで軽量化されていて、手押しハンドル１７で簡単に移動できるので、本リーフスプリング圧縮締付装置１０は、予備装置としてライン外に保管し、生産量が急増したとき救援的に使用したり、本装置が故障したとき応急的に使用することもできる。

本発明は、自動車のリヤアクスルにリーフスプリングを組付ける工程で、リーフスプリングを圧縮してリヤアクスルに締め付けるリーフスプリング圧縮締付装置として利用できる。

１基台
２昇降装置
３受台
１０リーフスプリング圧縮締付装置
１１切り込み部
１２開口部
１３門型フレーム部材
１４案内部材
２１保持部材
２２スライド部材
２３ジャッキ機構
２４ガスダンパ（押圧部材）
３１当接座
５１リヤアクスル
５２リーフスプリング
５３Ｕボルト（締結部材）
２１１係止部
２３１ケース筒
２３２傘歯車
２３３ケース底面
２３４軸受
２３５補助傘歯車
２３６ねじ軸
２３７ねじ筒（伸縮部材）
５２１リーフスプリングの両端部

Claims

基台と、当該基台の中央部に配設され所定の位置にリーフスプリングが締結部材を介して仮締めされたリヤアクスルを保持して昇降させる昇降装置と、前記基台の４隅に立設されリーフスプリングの両端部が載置される受台とを備え、前記昇降装置が前記リヤアクスルを下降させて前記リーフスプリングを空車状態に圧縮させた状態で、前記締結部材を本締めできるリーフスプリング圧縮締付装置であって、
前記昇降装置は、ケース底面に摺接する傘歯車に連結されたねじ軸の回動に従ってケース筒内を上下動するねじ筒を有するジャッキ機構によって前記リヤアクスルを昇降させることを特徴とするリーフスプリング圧縮締付装置。
請求項１に記載されたリーフスプリング圧縮締付装置において、
前記ケース筒の側壁には、前記傘歯車を回動させる補助傘歯車が操作部を外方に突出して軸支され、前記昇降装置と前記基台との間には、前記ジャッキ機構に上下方向の圧縮荷重が常に作用する方向に押圧する押圧部材が装着されたことを特徴とするリーフスプリング圧縮締付装置。
請求項２に記載されたリーフスプリング圧縮締付装置において、
前記補助傘歯車は、前記基台より上方に配置されたことを特徴とするリーフスプリング圧縮締付装置。