(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023133807
(43)【公開日】2023-09-27
(54)【発明の名称】組立治具
(51)【国際特許分類】
B23P 19/00 20060101AFI20230920BHJP
【FI】
B23P19/00 304K
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022039008
(22)【出願日】2022-03-14
(71)【出願人】
【識別番号】000002967
【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107423
【弁理士】
【氏名又は名称】城村 邦彦
(74)【代理人】
【識別番号】100120949
【弁理士】
【氏名又は名称】熊野 剛
(74)【代理人】
【識別番号】100155457
【弁理士】
【氏名又は名称】野口 祐輔
(72)【発明者】
【氏名】後藤 裕也
(72)【発明者】
【氏名】山崎 智史
(72)【発明者】
【氏名】藤原 一也
(57)【要約】
【課題】固定面同士を面合わせした状態で2つの部品を固定する際に、両部品を所定の固定力で確実に固定する。
【解決手段】組立治具1は、EGRクーラ100がセットされる第1の支持部10と、EGRボデー200がセットされる第2の支持部20と、第1の支持部10を、第2の支持部20に対して、両部品の固定面103a,203aを接近・離反させる方向に相対的にスライド可能とするスライド機構(スライド台3)と、第2の支持部20を、第1の支持部10に対して、回転軸L周りに相対的に回転可能とする回転機構(第2のクランプ手段23)とを備える。
【選択図】
図8
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の部品に設けられた固定面と第2の部品に設けられた固定面とを面合わせした状態で両部品を固定するための組立治具であって、
前記第1の部品がセットされる第1の支持部と、
前記第2の部品が、前記第1の部品の固定面と前記第2の部品の固定面とを対向させた状態でセットされる第2の支持部と、
前記第1の支持部を、前記第2の支持部に対して、前記第1の部品の固定面と前記第2の部品の固定面とを接近・離反させる方向に相対的にスライド可能とするスライド機構と、
前記第2の支持部を、前記第1の支持部に対して、回転軸周りに相対的に回転可能とする回転機構とを備えた組立治具。
【請求項2】
前記第1の支持部が、前記第1の部品に設けられた取付穴に挿通される第1の位置決めピンを有し、
前記第2の支持部が、前記第2の部品に設けられた取付穴に挿通される第2の位置決めピンを有する請求項1に記載の組立治具。
【請求項3】
前記第1の支持部が、前記第1の部品に設けられた基準面を前記回転軸方向で位置決めする支持面を有し、
前記第2の支持部が、前記第2の部品に設けられた基準面を前記回転軸方向で位置決めする支持面を有し、
前記第1の支持部の支持面及び前記第2の支持部の支持面で前記第1の部品の基準面及び第2の部品の基準面を前記回転軸方向で位置決めした状態で、前記スライド機構により両部品が相対的にスライド可能であり、且つ、前記回転機構により両部品が相対的に回転可能である請求項1又は2に記載の組立治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、2つの部品を固定するために用いられる組立治具に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、内燃機関に設けられるEGR(Exhaust Gas Recirculation)装置は、EGRボデー、EGRクーラ、EGRパイプ等の部品を備える。これらの部品は、通常、作業者の手作業によりボルトで固定される。しかし、これらの部品の固定を手作業で行うと、組付け誤差等により、各部品のエンジンへの取付部の相対的な位置に許容を超える誤差が発生し、EGR装置をエンジンに取り付けることができない事態が生じる恐れがある。
【0003】
そこで、下記の特許文献1には、EGR装置の組立に使用される治具が示されている。各部品を所定の位置及び姿勢で治具にセットした状態で、隣接する部品をボルトで固定することにより、EGR装置の組立精度を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
EGR装置を構成する部品は、各部品に設けられた固定面同士を面合わせした状態で、ボルトで固定される。上記の治具に各部品をセットしたとき、隣接する部品の固定面が完全に平行ではなく互いに僅かに傾斜していると、固定面の間に僅かな隙間が生じた状態でボルトで固定されることになる。この場合、組み立てが完了したEGR装置を治具から取り外すと、上記の隙間の分だけボルトによる固定力(トルク)が低下してしまうため、トルク不足による締結不良となる恐れがある。
【0006】
以上のような事態は、EGR装置に限らず、固定面同士を面合わせした状態で2つの部品を固定する場合に同様に生じ得る。
【0007】
そこで、本発明は、固定面同士を面合わせした状態で2つの部品を固定する際に、両部品を所定の固定力で確実に固定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するために、本発明は、第1の部品に設けられた固定面と第2の部品に設けられた固定面とを面合わせした状態で両部品を固定するための組立治具であって、
前記第1の部品がセットされる第1の支持部と、
前記第2の部品が、前記第1の部品の固定面と前記第2の部品の固定面とを対向させた状態でセットされる第2の支持部と、
前記第1の支持部を、前記第2の支持部に対して、前記第1の部品の固定面と前記第2の部品の固定面とを接近・離反させる方向に相対的にスライド可能とするスライド機構と、
前記第2の支持部を、前記第1の支持部に対して、回転軸周りに相対的に回転可能とする回転機構とを備えた組立治具を提供する。
【0009】
上記の組立治具の第1の支持部及び第2の支持部にそれぞれ第1の部品及び第2の部品をセットし、スライド機構により第1の支持部を第2の支持部に対してスライドさせることで両部品の固定面同士を接近させると共に、回転機構により第2の支持部を第1の支持部に対して回転させることにより、両部品の固定面の間の角度を調整して、これらを平行に配することができる。これにより、固定面同士をピッタリと面合わせした状態で両部品を固定することができるため、組立治具から取り外したときに両部品の固定力が低下する事態を回避できる。
【0010】
上記の組立治具では、第1の支持部が、第1の部品に設けられた取付穴に挿通される第1の位置決めピンを有し、第2の支持部が、第2の部品に設けられた取付穴に挿通される第2の位置決めピンを有することが好ましい。このように、各部品に設けられた取付穴を利用して各部品の位置決めを行うことで、低コスト且つ簡易に各部品の位置決めを行うことができる。
【0011】
例えばEGR装置を構成する各部品には、上記の固定面の他に、エンジン等に取り付けられる取付面が設けられる。各部品のエンジンへの取付面間の距離が設計値と異なると、EGR装置をエンジンに組み付けることができない恐れがある。そこで、第1の支持部が、第1の部品に設けられた基準面(例えば、エンジンへの取付面)を回転軸方向で位置決めする支持面を有し、第2の支持部が、第2の部品に設けられた基準面(例えば、エンジンへの取付面)を回転軸方向で位置決めする支持面を有し、第1の支持部の支持面及び第2の支持部の支持面で第1の部品の基準面及び第2の部品の基準面を回転軸方向で位置決めした状態で、スライド機構により両部品が相対的にスライド可能であり、且つ、回転機構により両部品が相対的に回転可能であることが好ましい。これにより、両部品の基準面間の距離(回転軸方向間隔)を維持した状態で、両部品を相対的にスライドあるいは回転させることができるため、組立後の部品をエンジン等の他部品への組み付け不能となる事態を防止できる。
【発明の効果】
【0012】
以上のように、本発明の組立治具によれば、固定面同士をピッタリと面合わせした状態で2つの部品を固定することができるため、両部品を所定の固定力で確実に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【
図1】本発明の一実施形態に係る組立治具の平面図である。
【
図3】上記組立治具に設けられたクランプの押さえ部材の断面図である。
【
図4】上記の組立治具にワークをセットしてクランプした状態を示す平面図である。
【
図6】上記の組立治具にセットしたワーク(第1の部品)をスライドさせた状態を示す平面図である。
【
図8】第1の部品(EGRクーラ)と第2の部品(EGRボデー)とをボルト固定する様子を拡大して示す一部断面平面図である。
【
図9】両部品のボルト固定が完了した状態を示す一部断面平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0015】
図1及び2に示す組立治具1は、EGR装置の構成部品であるEGRクーラ100(第1の部品)とEGRボデー200(第2の部品)とを固定するためのものである。EGRクーラ100は、本体101と、エンジンに取り付けられる第1のブラケット102と、EGRボデー200に取り付けられる第2のブラケット103とを有する。EGRボデー200は、本体201と、エンジンに取り付けられる第1のブラケット202と、EGRクーラ100に取り付けられる第2のブラケット203とを有する。第1のブラケット102,202には、エンジンに取り付けるためのボルトが挿入される取付穴102a,202aが設けられる。第2のブラケット103,203には、これらを互いに固定するためのボルトが挿入される固定穴103b,203bが設けられる(
図8参照)
【0016】
組立治具1は、ベース2と、ベース2上にスライド可能に設けられたスライド機構としてのスライド台3と、スライド台3上に設けられ、EGRクーラ100がセットされる第1の支持部10と、ベース2上に設けられ、EGRボデー200がセットされる第2の支持部20とを備える。図示例では、第1の支持部10が一箇所に設けられ、第2の支持部20が二箇所に設けられている。
【0017】
スライド台3は、レール4に沿って直線的にスライド可能とされる。スライド台3は、EGRクーラ100の固定面103aをEGRボデー200の固定面203aに対して接近・離違させる方向にスライド可能である。本実施形態では、スライド台3が、EGRクーラ100及びEGRボデー200の固定面103a,203aと直交する水平方向(
図1及び2の左右方向)にスライド可能とされる。
【0018】
第1の支持部10の上面には、EGRクーラ100を下方から支持する支持面11と、位置決めピン12とが設けられる。第1の支持部10の支持面11は、EGRクーラ100の第1のブラケット102を下方から支持する。位置決めピン12は、EGRクーラ100の第1のブラケット102に設けられた取付穴102aに挿入される。
【0019】
スライド台3上には、第1の支持部10にセットされたEGRクーラ100をクランプする第1のクランプ手段13が設けられる。図示例では、スライド台3上に、複数の第1のクランプ手段13が設けられる。尚、
図2の側面図では、第1の支持部10の手前側に配された第1のクランプ手段13を省略している(以下の側面図においても同様)。第1のクランプ手段13は、スライド台3に固定された基部13aと、基部13aに回転可能に取り付けられたアーム13bと、アーム13bの先端にシャフト13cを介して取り付けられた押さえ部材13dとを有する。第1のクランプ手段13は、押さえ部材13dでワーク(EGRクーラ100)を押さえた状態でアーム13bを固定する機構(例えばトグル機構)を有する。
【0020】
第2の支持部20の上面には、EGRボデー200を下方から支持する支持面21と、位置決めピン22とが設けられる。第2の支持部20の支持面21は、EGRボデー200の第1のブラケット202を下方から支持する。位置決めピン22は、EGRボデー200の第1のブラケット202に設けられた取付穴202aに挿入される。
【0021】
ベース2上には、第2の支持部20にセットされたEGRボデー200をクランプする第2のクランプ手段23が設けられる。図示例では、第2のクランプ手段23が一つだけ設けられ、EGRボデー200の一箇所のみがクランプされる。第2のクランプ手段23は、ベース2に固定された基部23aと、基部23aに回転可能に取り付けられたアーム23bと、アーム23bの先端にシャフト23cを介して取り付けられた押さえ部材23dとを有する。第2のクランプ手段23は、押さえ部材23dでワーク(EGRボデー200)を押さえた状態でアーム23bを固定する機構(例えばトグル機構)を有する。
【0022】
第2のクランプ手段23の押さえ部材23dは、シャフト23cに対して回転可能な状態で取り付けられる。例えば
図3に示すように、シャフト23cの先端に大径部23eを設けると共に、押さえ部材23dに、シャフト23cの大径部23eが挿入される穴23fを設けている。図示例では、大径部23e及びこれと接触する穴23fの内面が球面状である。穴23fの開口部の径D1は、シャフト23cの大径部23eの直径D2よりも少し小さい。これにより、押さえ部材23dは、シャフト23cに対する抜けが規制され、且つ、シャフト23cに対して、シャフト23cの軸心L(回転軸)周りの回転が許容される。第2のクランプ手段23でワークをクランプした状態では、シャフト23cを押さえ部材23dに押し付け、さらに、押さえ部材23dをワークに押し付けた状態となる。この状態で、ワーク及び押さえ部材23dを、シャフト23cに対して軸心L周りに一体に回転させることができる。
【0023】
第1のクランプ手段13の押さえ部材13dは、第2のクランプ手段23と同様に、シャフト13cに対して回転可能な状態で取り付けられる。ただし、第1のクランプ手段13の押さえ部材13dは回転させる必要はないため、シャフト13cに固定されていてもよい。
【0024】
以下、上記の組立治具1を用いて、EGRクーラ100とEGRボデー200とを固定する手順を説明する。
【0025】
まず、
図1及び2に一点鎖線で示すように、組立治具1にEGRクーラ100及びEGRボデー200をセットする。具体的に、EGRクーラ100の第1のブラケット102の取付穴102aに位置決めピン12を挿入しながら、第1のブラケット102を第1の支持部10の支持面11の上に載置する。これにより、EGRクーラ100が、位置決めピン12により水平方向でおおよそ位置決めされると共に、支持面11により鉛直方向で位置決めされる。同様に、EGRボデー200の第1のブラケット202の取付穴202aに位置決めピン22を挿入しながら、第1のブラケット202を第2の支持部20の支持面21の上に載置する。これにより、EGRボデー200が、位置決めピン22により水平方向でおおよそ位置決めされると共に、支持面21により鉛直方向で位置決めされる。この状態で、EGRクーラ100の第2のブラケット103に設けられた固定面103aとEGRボデー200の第2のブラケット203に設けられた固定面203aとは、略平行な状態で水平方向(スライド台3の移動方向)に対向している。
【0026】
次に、
図4及び
図5に示すように、第1のクランプ手段13でEGRクーラ100をクランプすると共に、第2のクランプ手段23でEGRボデー200をクランプする。具体的には、各第1のクランプ手段13のアーム13bを回転させて、EGRクーラ100の第1のブラケット102を押さえ部材13dで上方から押さえる。これにより、押さえ部材13dと第1の支持部10の支持面11とで、EGRクーラ100の第1のブラケット102が上下からクランプされる。同様に、第2のクランプ手段23のアーム23bを回転させて、EGRボデー200の第1のブラケット202を押さえ部材23dで上方から押さえる。これにより、押さえ部材23dと第2の支持部20の支持面21とで、EGRボデー200の第1のブラケット202が上下からクランプされる。
【0027】
尚、図示例では、第2のクランプ手段23の押さえ部材23dで、EGRボデー200のうち、位置決めピン22が挿入された取付穴202aの周囲を上方から押さえている。このとき、
図5に点線で示すように、押さえ部材23dの下方に配された位置決めピン22の上端は、第2のブラケット202の上面よりも下方に配されているため、第2のブラケット202の取付穴102aの周囲を押さえ部材23dで上方から押さえることができる。
【0028】
上記のように、EGRクーラ100は、複数の第1のクランプ手段13でクランプされているため、第1の支持部10上に回転不能な状態で固定される。一方、EGRボデー200は、一つの第2のクランプ手段23で一箇所のみがクランプされているため、第2のクランプ手段23の押さえ部材23dで押さえられた部分(詳しくは、シャフト23cの軸心L)を中心とした第2の支持部20上での回転が許容される。すなわち、第2のクランプ手段23が、EGRボデー200を鉛直方向の回転軸(軸心L)周りに回転可能とする回転機構を構成する。
【0029】
EGRクーラ100の第2のブラケット102の下面は、エンジンに取り付ける際にエンジンに当接する取付面102bとなり、且つ、第1の支持部10にセットする際に鉛直方向の基準となる基準面Pとなる。また、EGRボデー200の第2のブラケット202の下面は、エンジンに取り付ける際にエンジンに当接する取付面202bとなり、且つ、第2の支持部20にセットする際に鉛直方向の基準となる基準面Qとなる。上記のように、第1のクランプ手段13と支持面11とでEGRクーラ100の第2のブラケット102を上下からクランプすることで、第2のブラケット102の取付面102b(基準面P)が鉛直方向で位置決めされる。また、第2のクランプ手段23と支持面21とでEGRボデー200の第2のブラケット202を上下からクランプすることで、第2のブラケット202の取付面202b(基準面Q)が鉛直方向で位置決めされる。以上により、EGRクーラ100の基準面PとEGRボデー200の基準面Qとの間の距離(高低差)が、支持面11,21の高低差(すなわち、取付面102b,202bが取り付けられるエンジン側の取付面の高低差)と一致した状態で、両部品100,200がそれぞれ支持部10,20に固定される。
【0030】
EGRクーラ100の取付穴102a及びEGRボデー200の取付穴202aの直径は、エンジンに固定する際に挿通されるボルトの径よりも若干大きくなっている。従って、EGR装置をエンジンに取り付ける際、取付穴102a、202aの半径方向では、取付穴102a,202aとボルトとの間の遊びの分だけ、EGR装置をエンジンに対して動かして位置合わせすることができる。一方、取付穴102a,202aの軸心方向、すなわち取付面102b,202b(基準面P,Q)と直交する方向(
図4の紙面直交方向、
図5の上下方向)では、EGR装置をエンジンに対して動かすことができないことがある。この場合、上記のように、取付面102b,202b間の距離(高低差)を、これらが取り付けられるエンジン側の取付面の高低差と一致させた状態で、両部品100,200を固定することで、EGR装置をエンジンに組み付け不能となる事態を回避できる。
【0031】
こうして各部品100,200をそれぞれ支持部10,20に固定した状態で、スライド台3をレール4に沿ってスライドさせ、スライド台3の上にセットされたEGRクーラ100の第2のブラケット103の固定面103aを、EGRボデー200の第2のブラケット203の固定面203aに接近させる(
図6及び7参照)。そして、両固定面103a,203aを当接させるか、あるいはその直前でスライド台3を停止させる。
【0032】
その後、
図8に示すように、EGRクーラ100の第2のブラケット103の固定穴103b及びEGRボデー200の第2のブラケット203の固定穴203bにボルト300を挿通して締め付ける。本実施形態では、ボルト300を、EGRボデー200側(
図8の右側)から挿入し、ボルト300の先端をEGRクーラ100の固定穴103bの内周面に形成されたねじ溝に螺合させて締め付ける。
【0033】
ところで、EGRクーラ100の固定面103a及びEGRボデー200の固定面203aは、それぞれ取付面102b,202b(基準面P,Q)と直交している。そのため、上記のように取付面102b,202bを第1の支持部10の支持面11及び第2の支持部20の支持面21に押し付けることで、固定面103a,203aは何れも鉛直方向となり、鉛直面内では平行となる。一方、EGRクーラ100の取付穴102aと位置決めピン12との間、及び、EGRボデー200の取付穴202aと位置決めピン22との間には僅かな隙間が設けられているため、EGRクーラ100及びEGRボデー200の水平方向の位置決め精度はそれほど高くない。そのため、水平面内では、
図8に誇張して示すように、EGRクーラ100の固定面103aとEGRボデー200の固定面203aとが互いに平行ではなく、若干傾斜することがある。
【0034】
本実施形態では、上記のように、第2の支持部20に固定されたEGRボデー200が、第2のクランプ手段23の押さえ部材23dで押さえられた部分(詳しくは、シャフト23cの軸心L)を中心として回転可能である。一方、EGRクーラ100は、レール4に沿って水平方向にスライド可能である。従って、EGRクーラ100を
図8の矢印A方向にスライドさせると共に、EGRボデー200を矢印B方向に僅かに回転させることにより、固定面103a,203aが互いに平行となるように調整することができる。
【0035】
本実施形態では、ボルト300の締付力を利用して、両固定面103a,203aの面合わせを行っている。具体的に、まず、
図8に示すように、EGRボデー200の固定穴203bに図中右側からボルト300を挿入し、ボルト300の先端をEGRクーラ100の固定穴103bに設けられたねじ溝に螺合させる。このとき、EGRボデー200の固定穴203bは、ボルト300の軸の外径よりも大きいため、固定穴103b,203bが互いに傾斜した状態でも、ボルト300をEGRボデー200の固定穴203bに挿通して、EGRクーラ100の固定穴103bに螺合させることができる。この状態でボルト300を締め付けることにより、ボルト300の軸力でEGRクーラ100が矢印A方向にスライドする。そして、さらにボルト300を締め付けることで、固定面103a,203aが互いに押し付け合い、この力でEGRボデー200が矢印B方向に回転する。これにより、
図9に示すように、両固定面103a,203aが互いに平行となり、これらを隙間が無い状態でピッタリと面合わせすることができるため、EGRクーラ100の第2のブラケット103とEGRボデー200の第2のブラケット203とを所定の固定力(トルク)で確実に締め付けることができる。
【0036】
その後、必要に応じて、EGRクーラ100とEGRボデー200とを固定するボルト300のトルクを検査する。通常、このようなボルト300のトルク検査は、組立後のワーク(EGRクーラ100及びEGRボデー200)を組立治具から取り外した状態で行われる。しかし、上記の組立治具1で組み立てた場合、EGRクーラ100及びEGRボデー200が両固定面103a,203aをピッタリと面合わせした状態で固定されているため、組立治具1から取り外してもボルト300が緩むことがない。そのため、組立治具1に装着した状態でボルト300のトルク検査を行うことができる。
【0037】
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、第1の部品(EGRクーラ100)をスライドさせると共に、第2の部品(EGRボデー200)を回転させた場合を示したが、これに限らず、一方の部品を固定し、他方の部品をスライド及び回転させてもよい。
【0038】
本発明は、上記以外の部品を固定する組立治具にも適用可能であり、例えば、EGRクーラとEGRパイプとを固定する組立治具に適用することもできる。また、EGR装置の組立治具に限らず、2つの部品を面合わせした状態で固定するための組立治具であれば、部品の用途に限らず本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【0039】
1 組立治具
2 ベース
3 スライド台(スライド機構)
4 レール
10 第1の支持部
11 支持面
12 位置決めピン
13 第1のクランプ手段
20 第2の支持部
21 支持面
22 位置決めピン
23 第2のクランプ手段(回転機構)
100 EGRクーラ
101 本体
102 第1のブラケット
102a 取付穴
102b 取付面
103 第2のブラケット
103a 固定面
103b 固定穴
200 EGRボデー
201 本体
202 第1のブラケット
202a 取付穴
202b 取付面
203 第2のブラケット
203a 固定面
203b 固定穴
300 ボルト
L 回転軸
P,Q 基準面