(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-11
(45)【発行日】2022-10-19
(54)【発明の名称】車両用フレームの反転治具および反転方法
(51)【国際特許分類】
B62D 65/02 20060101AFI20221012BHJP
B62D 21/02 20060101ALI20221012BHJP
B23P 19/00 20060101ALI20221012BHJP
B23P 21/00 20060101ALI20221012BHJP
【FI】
B62D65/02
B62D21/02 A
B23P19/00 304H
B23P21/00 303A
(21)【出願番号】P 2018171530
(22)【出願日】2018-09-13
【審査請求日】2021-08-31
(73)【特許権者】
【識別番号】000000170
【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】橋本 道則
【審査官】川村 健一
(56)【参考文献】
【文献】特開2008-074251(JP,A)
【文献】特開昭62-199576(JP,A)
【文献】実開昭51-029422(JP,U)
【文献】特開平06-298353(JP,A)
【文献】実開昭53-076374(JP,U)
【文献】特開2006-142345(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B62D 65/02
B62D 21/02
B23P 19/00
B23P 21/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【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】
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。
【0006】
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。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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。
【0008】
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。
【発明の効果】
【0009】
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。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】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5】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。
【発明を実施するための形態】
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【産業上の利用可能性】
【0053】
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。
【符号の説明】
【0054】
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