JP7155783B2 - 車両用フレームの反転治具および反転方法 - Google Patents

Description

本開示は、車両用フレームの反転治具および反転方法に関する。

たとえば、車両用フレームは、車幅方向に互いに並べられて配置され、車両前後方向に延在する２本のサイドフレームを有している。サイドフレームには、エンジンや、トランスミッションや、アクスルや、スタビライザー等の種々の部品が組み付けられる。これらの部品の中には、正転状態（上下方向が走行時と同じ状態）のサイドフレームに組み付けられるものと、正転状態から上下逆さまにした逆転状態のサイドフレームに組み付けられるものとがある。

そこで、組み付けられる部品に応じて、サイドフレームを反転させる必要がある。例えば、特許文献１には、サイドフレームを反転させる装置が開示されている。

特開２００６－１４２３４５号公報

しかしながら、サイドフレームの反転時に、サイドフレームのねじれや、曲がりが発生し、その後の組み付け精度や、車両完成時の精度に悪影響を及ぼすという問題点があった。

本開示の目的は、サイドフレームの反転時におけるサイドフレームのねじれや、曲がりの発生を抑えることが可能な車両用フレームの反転治具および反転方法を提供することである。

上記の目的を達成するため、本開示における車両用フレームの反転治具は、
互いに並列に配置され、並列方向と直交する前後方向に延在する、第１サイドフレームおよび第２サイドフレームを有する車両用フレームの反転治具であって、
前記第１サイドフレームの前側部と前記第２サイドフレームの後側部とにそれぞれ着脱可能なコネクタを有し、前記コネクタを介して第１サイドフレームおよび第２サイドフレームに取り付けられて、前記第１サイドフレームの前側部と前記第２サイドフレームの後側部とを、連結する第１バーを備える。

また、本開示における車両用フレームの反転方法は、
互いに並列に配置され、並列方向と直交する前後方向に延在する、第１サイドフレームおよび第２サイドフレームを有する車両用フレームの反転方法であって、
前記第１サイドフレームの前側部と前記第２サイドフレームの後側部とを、第１バーにより連結し、
前記連結した後に、前記車両用フレームを反転する。

本開示によれば、サイドフレームの反転時におけるサイドフレームのねじれや、曲がりの発生を抑えることができる。

本開示の実施の形態に係る車両用フレームの反転治具の一例を示す概略図である。 図１のＡ矢視図である。 図２のＢ部拡大図である。 図２のＣ部拡大図である。 逆転状態のサイドフレームを車両上方向から見た概略図である。 図５のＤ矢視図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本開示の実施の形態に係る車両用フレームの反転治具の一例を示す概略図である。なお、図１には、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が描かれている。以下の説明では、図１における左右方向をＸ方向又は車両前後方向といい、右方向を「＋Ｘ方向」、「車両後方向」又は「車両後側」、左方向を「－Ｘ方向」、「車両前方向」又は「車両前側」という。また、図１における上下方向をＹ方向、車幅方向、左右方向又は並列方向といい、上方向を「＋Ｙ方向」、「車両右方向」又は「車両右側」、下方向を「－Ｙ方向」、「車両左方向」又は「車両左側」という。さらに、図１において紙面に垂直な方向をＺ方向又は高さ方向といい、手前方向を「＋Ｚ方向」、「車両上方向」又は「車両上側」、奥方向を「－Ｚ方向」、「車両下方向」又は車両下側という。

図１に示すように、車両用フレームは、二つのサイドフレーム１，２、および、クロスメンバー３，４を備えている。

二つのサイドフレーム１，２は、互いに並列に配置される。サイドフレーム１（本開示の「第１サイドフレーム」に対応する）は車両右側（＋Ｙ方向）に配置されている。サイドフレーム２（本開示の「第２サイドフレーム」に対応する）は車両左側（－Ｙ方向）に配置されている。

クロスメンバー３は、サイドフレーム１の車両前側部とサイドフレーム２の車両前側部とを結合している。クロスメンバー４は、クロスメンバー３より車両後方向（＋Ｘ方向）に配置され、サイドフレーム１の車両後側部とサイドフレーム２の車両後側部とを結合している。

サイドフレーム１，２の車両後側には、リヤアクスル、サスペンション、およびリヤスタビライザ等の部品（共に、不図示）が組み付けられる。なお、サイドフレーム１，２の車両後側に組み付けられるアクスル等の部品は大型化し、その重量も増加する傾向にある。

ところで、上記の部品は、図５に示す状態（以下「逆転状態」という）のサイドフレーム１，２に組み付けられる。サイドフレーム１，２は、上記の部品が組み付けられた後に、図１に示す状態（以下「正転状態」という）に反転される。以下の説明において、「反転」とは、サイドフレーム１，２を正転状態から逆転状態にすること、および、逆転状態から正転状態にすることをいう。反転装置（不図示）は、サイドフレーム１，２の前端部および後端部を支持しながら、サイドフレーム１，２を反転する。

逆転状態から正転状態に反転されたサイドフレーム１，２には、エンジンおよびトランスミッション等の部品が組み付けられる。サイドフレーム１，２が逆転状態から正転状態に反転される時に、サイドフレーム１，２には、ねじれや、曲がりが発生する。ねじれ等の発生は、その後の組み付け精度や、車両完成時の精度に悪影響を及ぼす。

そこで、本実施の形態では、サイドフレーム１，２が反転される時に、サイドフレーム１，２にねじれや、曲がりが発生するのを抑えるための反転治具１００を備える。

反転治具１００は、第１バー１０、第２バー２０、第１コネクタ３０、第２コネクタ４０、第３コネクタ５０、および、第４コネクタ６０を備えている。

第１バー１０は、サイドフレーム１の車両前側部（たとえば、クロスメンバー３の近傍部位）とサイドフレーム２の車両後側部（たとえば、クロスメンバー４の近傍部位）とを連結する。第１バー１０は、溝状の横断面形状を有している。第１バー１０は、溝底部１２および溝壁部１４を備えている。溝底部１２の後端部には、締結用のボルトＢＬＴ（図４を参照）が通る下孔（不図示）が設けられている。溝壁部１４の後端部には、ピン２００（本開示の「仮止め部材」に対応する）が通る貫通孔１６（図４を参照）が設けられている。

図２は、図１のＡ矢視図である。図２に示すように、第１バー１０は、サイドフレーム１の車両前側部より車両上方向（＋Ｚ方向）の位置からサイドフレーム２の車両後側部より車両下方向（－Ｚ方向）の位置へ傾斜するように配置されている。

第２バー２０は、図１に示すように、サイドフレーム２の車両前側部（たとえば、クロスメンバー３の近傍部位）とサイドフレーム１の車両後側部（たとえば、クロスメンバー４の近傍部位）とを連結する。第２バー２０は、溝状の横断面形状を有している。第２バー２０は、溝底部２２および溝壁部２４を備えている。溝底部２２の前端部には、締結用のボルトＢＬＴ（図３を参照）が通る下孔（不図示）が設けられている。

図２に示すように、第２バー２０は、サイドフレーム１，２より車両上方向（＋Ｚ方向）である一定の位置に配置されている。これにより、第２バー２０の車両前後方向中央部と第１バー１０の車両前後方向中央部との間に高低差が生じるため、第２バー２０は、第１バー１０と干渉することなく、サイドフレーム２の車両前側部とサイドフレーム１の車両後側部とを連結することが可能となる。

次に、第１コネクタ３０について説明する。図３は図２のＢ部拡大図である。図３に示すように、第１コネクタ３０は、サイドフレーム２の車両上方向（＋Ｚ方向）に位置する第２バー２０の車両前側端部を、サイドフレーム２に連結するものである。第１コネクタ３０は、Ｕ字状の横断面形状を有している。第１コネクタ３０は、プレーン部３２、サイドフランジ部３４、アッパーフランジ部３６およびプレート部材３８を備えている。プレーン部３２は、ボルトＢＬＴおよびナット（不図示）により、サイドフレーム２のウェブ面２Ｗ（外側壁面）にプレート部材３８を介して締結されている。

サイドフランジ部３４は、プレーン部３２の前側端部および後側端部から車両左方向（－Ｙ方向）に延在している。サイドフランジ部３４とアッパーフランジ部３６とは、相互に溶接されている。

アッパーフランジ部３６は、プレーン部３２の上側端部から車両左方向（－Ｙ方向）に延在している。アッパーフランジ部３６は、図３に示すように、サイドフレーム２より車両上方向（＋Ｚ方向）に配置されている。その理由は、サイドフレーム２より車両上方向（＋Ｚ方向）に位置する第２バー２０の車両前側端部を、第１コネクタ３０を介してサイドフレーム２に連結するためである。アッパーフランジ部３６には、下孔（不図示）が設けられている。下孔には、第２バー２０をアッパーフランジ部３６に締結するためのボルトＢＬＴが通される。

次に、第２コネクタ４０について簡単に説明する。第２コネクタ４０は、図１および図２に示すように、サイドフレーム１の車両上方向（＋Ｚ方向）に位置する第２バー２０の車両後側端部を、サイドフレーム１に連結するものである。第２コネクタ４０は、第１コネクタ３０と同様の構成を有している。つまり、第２コネクタ４０は、Ｕ字状の横断面形状を有している。第２コネクタ４０は、プレーン部（不図示）、サイドフランジ部（不図示）、アッパーフランジ部（不図示）およびプレート部材（不図示）を備えている。プレーン部は、ボルト（不図示）およびナット（不図示）により、サイドフレーム１のウェブ面１Ｗ（外側壁面）にプレート部材を介して締結されている。アッパーフランジ部は、サイドフレーム１より車両上方向（＋Ｚ方向）に配置されている。その理由は、サイドフレーム１より車両上方向（＋Ｚ方向）に位置する第２バー２０の車両後側端部を、第２コネクタ４０によってサイドフレーム１に連結するためである。

次に、第３コネクタ５０について説明する。図４は、図２のＣ部拡大図である。図４に示すように、第３コネクタ５０は、サイドフレーム２の車両下方向（－Ｚ方向）に位置する第１バー１０の車両後側端部をサイドフレーム２に連結するものである。第３コネクタ５０は、フレーム側コネクタ５１とバー側コネクタ５２とを備えている。フレーム側コネクタ５１とバー側コネクタ５２とは、相互に溶着されている。

フレーム側コネクタ５１は、Ｕ字状の横断面形状を有している。フレーム側コネクタ５１は、プレーン部５１２、サイドフランジ部５１４、アッパーフランジ部５１６、ロアーフランジ部５１７、および、プレート部材５１８を備えている。プレーン部５１２は、ボルトＢＬＴおよびナット（不図示）により、サイドフレーム２のウェブ面２Ｗ（外側壁面）にプレート部材５１８を介して締結されている。

サイドフランジ部５１４は、プレーン部５１２の前側端部および後側端部から車両左方向（－Ｙ方向）に延在している。サイドフランジ部５１４とアッパーフランジ部５１６とは、相互に溶接されている。サイドフランジ部５１４とロアーフランジ部５１７とは、相互に溶接されている。

アッパーフランジ部５１６は、プレーン部３２の上側端部から車両左方向（－Ｙ方向）に延在している。

ロアーフランジ部５１７は、プレーン部３２の下側端部から車両左方向（－Ｙ方向）に延在している。ロアーフランジ部５１７は、図４に示すように、サイドフレーム２より車両下方向（－Ｚ方向）に位置している。

バー側コネクタ５２は、サイドフレーム２より車両下方向（－Ｚ方向）に配置されている。その理由は、サイドフレーム２の車両下方向（－Ｚ方向）に位置する第１バー１０の車両後側端部を、第３コネクタ５０によってサイドフレーム２に連結するためである。バー側コネクタ５２は、凹状の横断面形状を有している。バー側コネクタ５２には、溝状横断面形状の第１バー１０の車両後側端部が外嵌され、ボルトＢＬＴおよびナットＮＵＴにより締結されている。バー側コネクタ５２は、底部５２２および側壁部５２４を備えている。底部５２２は、ロアーフランジ部５１７より車両下方向（－Ｚ方向）に位置している。底部５２２は、溝底部１２に沿うように形成されている。底部５２２には、下孔（不図示）が設けられている。下孔には、第１バー１０を底部５２２に締結するためのボルトＢＬＴが通される。ボルトＢＬＴおよびナットＮＵＴは、プレート部材５２８を介して溝底部１２を底部５２２に締結する。

側壁部５２４には嵌挿孔５２６が設けられている。嵌挿孔５２６の位置と貫通孔１６の位置とは、ＸＹＺ座標上で一致している。嵌挿孔５２６おおび貫通孔１６に通されるピン２００によって、第１バー１０は、第３コネクタ５０を介してサイドフレーム２に仮止めされる。サイドフレーム１，２が図１に示す正転状態にある場合、ピン２００は、ボルトおよびナットを外しても、第１バー１０がサイドフレーム２から脱落させないために設けられている。ところで、第１コネクタ３０、第２コネクタ４０および第４コネクタ６０においては、ピン２００は不要である。その理由は、図１に示す正転状態では、第１コネクタ３０等に第１バー１０および第２バー２０が載っている状態にあるため、ボルトナットを外しても、第１バー１０および第２バー２０が脱落しないからである。

次に、第４コネクタ６０について簡単に説明する。第４コネクタ６０は、サイドフレーム１の車両上方向（＋Ｚ方向）に位置する第１バー１０の車両前側端部を、サイドフレーム１に連結するものである。第４コネクタ６０は、第３コネクタ５０と同様の構成を有している。つまり、第４コネクタ６０は、フレーム側コネクタ６１およびバー側コネクタ６２（図６を参照）を備えている。

フレーム側コネクタ６１は、プレーン部（不図示）、サイドフランジ部（不図示）、アッパーフランジ部（不図示）、ロアーフランジ部（不図示）、および、プレート部材（不図示）を備えている。プレーン部は、ボルト（不図示）およびナット（不図示）により、サイドフレーム１のウェブ面１Ｗ（外側壁面）にプレート部材（不図示）を介して締結されている。

バー側コネクタ６２は、サイドフレーム１より車両上方向（＋Ｚ方向）の位置に配置される。その理由は、サイドフレーム１より車両上方向（＋Ｚ方向）に位置する第１バー１０の車両前側端部を、第４コネクタ６０によってサイドフレーム１に連結するためである。バー側コネクタ６２は、溝状横断面形状の第１バー１０の車両前側端部が外嵌される。バー側コネクタ６２には、第１バー１０の車両前側端部がボルトＢＬＴおよびナット（不図示）により締結されている。

次に、反転治具１００を用いて、サイドフレーム１，２を、図５に示す反転状態から図１に示す正転状態に反転する場合の作業の一例について説明する。図５は、逆転状態のサイドフレーム１，２を車両上方向から見た概略図である。図６は、図５のＤ矢視図である。なお、前述したように、図５に示す逆転状態のサイドフレーム１，２の車両後側には、リヤアクスル、サスペンション、およびリヤスタビライザ等の部品が組み付けられている。

先ず、たとえば、サイドフレーム１に第２コネクタ４０および第４コネクタ６０を取り付ける。また、サイドフレーム２に第１コネクタ３０および第３コネクタ５０を取り付ける。第１コネクタ３０等の取り付けは、ボルトおよびナットによる。

次に、第１バー１０を、第３コネクタ５０を介してサイドフレーム２に取り付ける。また、第１バー１０を、第４コネクタ６０を介してサイドフレーム１に取り付ける。また、第２バー２０を、第１コネクタ３０を介してサイドフレーム２に取り付ける。また、第２バー２０を、第２コネクタ４０を介してサイドフレーム１に取り付ける。第１バー１０等の取り付けは、ボルトおよびナットによる。第１バー１０等の取り付けは、上記の部品がサイドフレーム１，２に組み付けられた後、又は、組み付けられる前、又は、組み付けられるときに並行して行われる。

次に、反転装置（不図示）により、サイドフレーム１，２が逆転状態から図１に示す正転状態に反転される。

この反転時に、サイドフレーム１，２にねじれ力や、曲げ力が作用する。しかしながら、第１バー１０がサイドフレーム１の車両前側部とサイドフレーム２の車両後側部との間で圧縮又は伸長される。第１バー１０に圧縮又は伸長に対する抗力が生じる（例えば、図５に示す突っ張り力Ｐ１や、引っ張り力）。この抗力が、サイドフレーム１のウェブ面１Ｗおよびサイドフレーム２のウェブ面２Ｗに作用する。同じように、第２バー２０がサイドフレーム２の車両前側部とサイドフレーム１の車両後側部との間で圧縮又は伸長される。第２バー２０に圧縮または伸長に対する抗力が生じる（例えば、図５に示す突っ張り力Ｐ２や、引っ張り力）。この抗力が、サイドフレーム１のウェブ面１Ｗおよびサイドフレーム２のウェブ面２Ｗに作用する。このため、サイドフレーム１，２にねじれや、曲がりが発生するのを抑えることができる。

次に、図１に示す正転状態のサイドフレーム１，２から第１バー１０および第２バー２０を外す。具体的には、第１バー１０および第２バー２０をサイドフレーム１，２に締結していたボルトおよびナットを外す。ところで、ボルトおよびナットを外す前に、ピン２００を、嵌挿孔５２６および貫通孔１６（図４を参照）に通す。これにより、第１バー１０がサイドフレーム２に仮止めされる。このため、ボルトおよびナットを外しても、第１バー１０がサイドフレーム２から脱落することが防止される。その結果、作業上の安全性を担保することができる。

次に、ボルトおよびナットを外すことにより、第２コネクタ４０および第４コネクタ６０をサイドフレーム１から取り外す。また、ボルトおよびナットを外すことにより、第１コネクタ３０および第３コネクタ５０をサイドフレーム２から取り外す。以上により、正転状態のサイドフレーム１，２から反転治具１００が外される。

次に、図１に示す正転状態のサイドフレーム１，２に、エンジンや、トランスミッションなどの部品が組み付けられる。反転治具１００によって、サイドフレーム１，２にねじれや、曲がりが発生するのを抑えるため、サイドフレーム１，２に所定の精度でエンジン等を組み付けることができる。

上記実施の形態に係る車両用フレームの反転治具１００によれば、互いに車幅方向に配置され、車両前後方向に延在する二つのサイドフレーム１，２を有する車両用フレームの反転治具１００であって、サイドフレーム１の車両前側部とサイドフレーム２の車両後側部とを連結する第１バー１０と、サイドフレーム２の車両前側部とサイドフレーム１の車両後側部とを連結する第２バー２０とを備える。これより、サイドフレーム１，２の反転時に、第１バー１０および第２バー２０が圧縮又は伸長される。第１バー１０および第２バー２０に生じる圧縮又は伸長に対する抗力がサイドフレーム１，２に作用するため、サイドフレーム１，２の反転時におけるサイドフレーム１，２のねじれや、曲がりの発生を抑えることができる。

また、上記実施の形態係る車両用フレームの反転治具１００によれば、第１バー１０は、サイドフレーム１の車両前側部（クロスメンバー３の近傍部位）とサイドフレーム２の車両後側部（クロスメンバー４の近傍部位）とを連結する。また、第２バー２０は、サイドフレーム２の車両前側部（クロスメンバー３の近傍部位）とサイドフレーム１の車両後側部（クロスメンバー４の近傍部位）とを連結する。これにより、第１バー１０および第２バー２０が筋交いたすき掛けの配置となり、サイドフレーム１，２の反転時におけるサイドフレーム１，２のねじれや、曲がりに対する車両用フレームの強度を上げることが可能となる。

なお、上記実施の形態では、第１コネクタ３０をボルトおよびナットによりウェブ面２Ｗに締結する場合に、ボルトを通す下孔として、たとえば、ステアリングブラケット用の孔などの部品取付用の孔を利用してもよい。

また、第１バー１０には、たとえば、チェーンを使ってクレーンで第１バー１０を吊り上げるための係止孔が設けられてもよい。同様に、第２バー２０に係止孔が設けられてもよい。

なお、上記実施の形態では、第１コネクタ３０等は、ウェブ面１Ｗ，２Ｗの空きスペースに取り付けられるが、ウェブ面１Ｗ，２Ｗには種々の部品が取り付けられる関係で、第１コネクタ３０等が他の部品と干渉する場合、第１コネクタ３０に干渉防止用の切り欠きを設けてもよい。

また、ピン２００は、サイドフレーム１，２が正転状態にある場合、ボルトおよびナットを外しても、第１バー１０がサイドフレーム２から脱落させないために設けられている。本開示は、これに限らず、ピン２００は、たとえば、サイドフレーム１，２が逆転状態にある場合、ボルトおよびナットを外しても、第１バー１０がサイドフレーム１から脱落させないために設けられてもよい。

その他、上記実施の形態は、何れも本開示の実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本開示は、サイドフレームの反転時におけるサイドフレームのねじれや、曲がりの発生を抑えることが要求される車両の組立ラインに利用される。

１ サイドフレーム
１Ｗ ウェブ面
２ サイドフレーム
２Ｗ ウェブ面
３ クロスメンバー
４ クロスメンバー
２０ 第２バー
１００ 反転治具
２００ ピン

Claims (7)

1. 互いに並列に配置され、並列方向と直交する前後方向に延在する、第１サイドフレームおよび第２サイドフレームを有する車両用フレームの反転治具であって、
   前記第１サイドフレームの前側部と前記第２サイドフレームの後側部とにそれぞれ着脱可能なコネクタを有し、前記コネクタを介して第１サイドフレームおよび第２サイドフレームに取り付けられて、前記第１サイドフレームの前側部と前記第２サイドフレームの後側部とを、連結する第１バーを備える、
   車両用フレームの反転治具。
2. 前記第１バーは、前記第１サイドフレームの前側部および前記第２サイドフレームの後側部の一方より前記並列方向および前記前後方向に直交する高さ方向で高い位置から、前記第１サイドフレームの前側部および前記第２サイドフレームの後側部の他方より前記高さ方向で低い位置へ傾斜するように配置される、
   請求項１に記載の車両用フレームの反転治具。
3. 前記第１バーは、一方のサイドフレームにおける他方のサイドフレーム側とは反対側に面するウェブ面に連結される、
   請求項１または２に記載の車両用フレームの反転治具。
4. 前記第１バーを前記第１サイドフレームおよび／または前記第２サイドフレームから取り外す際に、前記第１バーを、前記第１サイドフレームおよび／または前記第２サイドフレームに仮止する仮止め部材を備える、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用フレームの反転治具。
5. 前記第１サイドフレームの後側部と前記第２サイドフレームの前側部とを連結する第２バーを備える、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用フレームの反転治具。
6. 前記第２バーは、前記前後方向において前記高さ方向で一定になるように配置される、
   請求項５に記載の車両用フレームの反転治具。
7. 互いに並列に配置され、並列方向と直交する前後方向に延在する、第１サイドフレームおよび第２サイドフレームを有する車両用フレームの反転方法であって、
   前記第１サイドフレームの前側部と前記第２サイドフレームの後側部とを、第１バーにより連結し、
   前記連結した後に、前記車両用フレームを反転する、
   車両用フレームの反転方法。
   
   

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