(57)【要約】【課題】車体フレームの取付位置を三次元に調整できること。【解決手段】定盤１１に設けられた一対の支柱１２にクランプ１３が設置され、これら一対のクランプに車体フレーム１を、車体支持軸１４を介して支持し位置決めする車体位置決め装置１０であって、クランプ１３は、クランプケース１５の内側に、内周面が外周面に対して偏心したリング形状の第１偏心ライナ１６と第２偏心ライナ１７が順次回転自在に配設され、第２偏心ライナ１７の内周面に車体支持軸１４に固定可能なクランプボール１８が、球面移動自在に球面接触して配設されたものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤に設けられた一対の支柱にクランプが設置され、これら一対のクランプに車体フレームを、車体支持部材を介して支持して位置決めする車体位置決め装置であって、
前記クランプは、クランプケースの内側に、内周面が外周面に対して偏心したリング形状の第１偏心ライナと第２偏心ライナが順次回転自在に配設され、
この第２偏心ライナの前記内周面に、前記車体支持部材に固定可能な可動部材が、球面移動自在に球面接触して配設されたことを特徴とする車体位置決め装置。
【請求項２】
前記第１偏心ライナ及び第２偏心ライナには、それぞれの内周面から外周面へ延びるすり割が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の車体位置決め装置。
【請求項３】
前記クランプケースはメインケースとサブケースを備えてなり、これらのメインケースとサブケースが締め付け固定されることで、第１偏心ライナ、第２偏心ライナ及び可動部材の位置が固定されるよう構成されたことを特徴とする請求項２に記載の車体位置決め装置。
【請求項４】
前記第１偏心ライナと第２偏心ライナの少なくとも一方に、これらのライナを回転させるための工具を係止する係止穴が、前記各ライナのすり割の両側に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の車体位置決め装置。
【請求項５】
前記クランプケース、第１偏心ライナ、第２偏心ライナのうち、互いに隣接する一方に目盛りが、他方に、前記目盛りに対応する印が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の車体位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車体フレーム、特に自動二輪車の車体フレームを支持して位置決めする車体位置決め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元測定装置を用いた車両（自動二輪車）のデザイン開発などにおいては、定盤上に設けられた固定治具に車軸などを固定することで車体フレームを支持し、零点を合わせて第１回目の測定が行われる。この第１回目の測定後、エンジンなどの部品を追加あるいは除去した状態で第２回目の測定を行い、これら第１回目と第２回目の３次元測定データを比較検討する作業が行われる。
【０００３】
しかしながら、部品の追加あるいは除去を行った場合、定盤に固定された車体フレームは、重量変化や着脱作業によって生ずる応力のために、車体フレームの零点にずれが発生することがある。この零点にずれが発生している状態で測定を行った場合、例えば１回目の車体測定データから右側に５ｍｍずれた状態で第２回目のデータが測定された場合には、検討するに値しないデータを取得する恐れがある。このような場合、ずれた零点を修正する必要がある。
【０００４】
特許文献１には、二輪車用の車体フレームを製造する際に用いられ、定盤上に固定されたプレートと左右のフレームパイプとの距離が同一になるように調整して、車体フレームの中心位置等を決定する治具が開示されている。また、特許文献２には、被締結体の位置を任意に決定可能にする偏心スペーサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１９１７６６号公報
【特許文献２】特開２００３−２２２１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１に記載の治具では、車体フレームの位置調整は車両左右方向のみに可能であり、車両前後方向及び車両上下方向に車体フレームを位置調整することができない。
【０００７】
また、特許文献２に記載の偏心スペーサの対応可能な範囲は二次元である。従って、この偏心スペーサを車体フレームの取付装置に適用した場合、車体フレームを、例えば車両左右方向に傾斜させることについては対応が不可能である。
【０００８】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、車体フレームの取付位置を三次元に調整できる車体位置決め装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、定盤に設けられた一対の支柱にクランプが設置され、これら一対のクランプに車体フレームを、車体支持部材を介して支持して位置決めする車体位置決め装置であって、前記クランプは、クランプケースの内側に、内周面が外周面に対して偏心したリング形状の第１偏心ライナと第２偏心ライナが順次回転自在に配設され、この第２偏心ライナの前記内周面に、前記車体支持部材に固定可能な可動部材が、球面移動自在に球面接触して配設されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、クランプケースに対して第１偏心ライナ及び第２偏心ライナを回転させることで、車体支持部材をクランプケースに対して二次元に移動させ、更に可動部材を第２偏心ライナに対して球面移動させることで、車体支持部材をクランプケースに対して全体として三次元に移動させることができる。この結果、この車体支持部材を介して、車体フレームの取付位置を三次元に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る車体位置決め装置の一実施の形態を、車体フレームと共に示す側面図。
【図２】図１の一部を拡大して示す斜視図。
【図３】図１のクランプを示す正面図。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。
【図５】図３のクランプを示す分解斜視図。
【図６】図３のクランプボールを示す側面図。
【図７】図３の第１偏心ライナを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は図７（Ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線に沿う断面図。
【図８】図３の第２偏心ライナを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は図８（Ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線に沿う断面図。
【図９】図３のクランプの組付け状態を示す斜視図。
【図１０】図３のクランプによる車体フレーム取付位置の調整状況を説明する斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。
【００１３】
図１は、本発明に係る車体位置決め装置の一実施の形態を、車体フレームと共に示す側面図である。この図１に示す車体位置決め装置１０は、図示しない三次元測定装置を用いて車両のデザイン開発などを行う場合について、車体フレーム１を支持して位置決めすると共に、この車体フレーム１にエンジン等の部品を取り付けまたは取り外した際に生ずる車体フレーム１の零点（基準点）のずれを修正可能にするものであり、定盤１１、支柱１２及びクランプ１３を有して構成される。
【００１４】
ここで、前記車体フレーム１は自動二輪車の車体フレームであり、前頭部にヘッドパイプ２を備え、このヘッドパイプ２から左右一対のメインフレーム３が斜め後ろ下方に延び、これらのメインフレーム３の後部から斜め後ろ上方へシートレール４が延在して構成される。メインフレーム３の後部中央位置に、スイングアームを軸支するピボット軸（共に図示せず）が挿通されるピボット軸穴５（図９参照）が形成されている。上記スイングアームは後輪（不図示）を軸支するものである。更にヘッドパイプ２に、図示しない前輪を軸支する左右一対のフロントフォーク６が左右に回動可能に枢支される。尚、メインフレーム３の下部にエンジンブラケット７を用いてエンジン（不図示）が懸架されると共に、メインフレーム３の上部にフューエルタンク（不図示）が配置される。
【００１５】
さて、車体位置決め装置１０の支柱１２は、定盤１１の上面における前端と後方側にそれぞれ一対が、車体フレーム１に対応して起立状態で例えばボルト固定される。これらの支柱１２は、定盤１１に着脱自在であり、定盤１１にボルト固定された際には、車体フレーム１を含めた車両重量を支えるに十分な剛性を備える。
【００１６】
クランプ１３は、図１〜図３に示すように、各支柱１２の上端部に固定して設置される。このクランプ１３は、車体フレーム１におけるメインフレーム３のピボット軸穴５と、フロントフォーク６の前輪軸穴（不図示）とにそれぞれ挿通された車体支持部材としての車体支持軸１４の端部を固定する。これにより、車体フレーム１が車体支持軸１４を介してクランプ１３、支柱１２及び定盤１１に支持されて、車体フレーム１が位置決めされる。そして、このクランプ１３は、図３〜図５に示すように、クランプケース１５、第１偏心ライナ１６、第２偏心ライナ１７、及び可動部材としてのクランプボール１８を有して構成される。
【００１７】
クランプボール１８は、図６に示すように、軸方向中央位置にボール部１９を備え、このボール部１９の一端側にナット部２０が、他端側に軸部２１が、それぞれボール部１９と一体成形されて構成される。ボール部１９の表面に略球面１９Ａが形成され、軸部２１に雄ねじ２２が形成される。この軸部２１の雄ねじ２２は、図９に示すように、車体フレーム１におけるメインフレーム３のピボット軸穴５とフロントフォーク６の前輪軸穴（不図示）に挿通される車体支持軸１４の両端部に形成された雌ねじ２３に螺合される。これにより、クランプボール１８の軸部２１が車体支持軸１４に一体に固定される。
【００１８】
第２偏心ライナ１７は、図３〜図５に示すように、対称な２つのライナ部材２４及び２５を備えてなる。図８（Ｂ）に示すように、これらのライナ部材２４の内周面２４Ａとライナ部材２５の内周面２５Ａとは連続して略球面に形成されて、第２偏心ライナ１７の第２内周面１７Ａを構成し、クランプボール１８のボール部１９の略球面１９Ａに球面接触する。ライナ部材２４及び２５は、内周面２４Ａ及び２５Ａがクランプボール１８の略球面１９Ａに球面接触した状態で、図４及び図９に示すボルト４３により一体化されて第２偏心ライナ１７を構成する。
【００１９】
この第２内周面１７Ａ（内周面２４Ａ及び２５Ａ）とクランプボール１８の略球面１９Ａとの球面接触により、クランプボール１８が第２偏心ライナ１７に対して球面移動可能に設けられ、クランプボール１８の軸支Ｐ（図４）が第２偏心ライナ１７に対して傾斜可能に設けられる。従って、このクランプボール１８に一体固定された車体支持軸１４の軸心が、クランプ１３に対して傾斜可能に設けられる。
【００２０】
ところで、クランプケース１５は、図３〜図５に示すように、メインケース２６とサブケース２７とが締付ボルト２８により一体に結合されて構成され、メインケース２６が支柱１２（図２）の上端部に、例えばボルト固定される。メインケース２６及びサブケース２７が一体化されることで、これらの内側にケース内周面２９が形成される。そして、これらのメインケース２６及びサブケース２７の内側に、第１偏心ライナ１６、第２偏心ライナ１７が順次回転自在に配設される。
【００２１】
第１偏心ライナ１６は、図７に示すように、第１内周面１６Ａが第１外周面１６Ｂに対して偏心量αだけ偏心したリング形状に形成される。図３に示すように、この第１偏心ライナ１６の第１外周面１６Ｂは、クランプケース１５のケース内周面２９と略同一径に形成される。そして、第１偏心ライナ１６はクランプケース１５内で、このクランプケース１５のケース内周面２９の中心軸３０を中心に回転自在に配設される。このとき、第１外周面１６Ｂの中心軸３１は、ケース内周面２９の中心軸３０に一致し、また、図７（Ａ）に示すように、第１内周面１６Ａの中心軸３２は、ケース内周面２９の中心軸３０（及びこの中心軸３０に一致する第１外周面１６Ｂの中心軸３１）を中心に、偏心量αを半径として回転する。
【００２２】
第２偏心ライナ１７は、図８に示すように、第２内周面１７Ａが第２外周面１７Ｂに対して偏心量βだけ偏心したリング形状に形成される。前記第２外周面１７Ｂは、ランナ部材２４の外周面とランナ部材２５の外周面とが連続したものである。図３に示すように、この第２偏心ライナ１７の第２外周面１７Ｂは、第１偏心ライナ１６の第１内周面１６Ａと略同一径に形成される。そして、第２偏心ライナ１７は第１偏心ライナ１６内で、この第１偏心ライナ１６の第１内周面１６Ａの中心軸３２を中心に回転自在に配設される。このとき、第２外周面１７Ｂの中心軸３３は、第１偏心ライナ１６の第１内周面１６Ａの中心軸３２に一致し、また、図８（Ａ）に示すように、第２内周面１７Ａの中心軸３４は、第１内周面１６の中心軸３２（及びこの中心軸３２に一致する第２外周面１７Ｂの中心軸３３）を中心に、偏心量βを半径として回転する。
【００２３】
図３に示すように、第２偏心ライナ１７の第２内周面１７Ａ内にクランプボール１８のボール部１９が球面接触することで、クランプボール１８の軸心Ｐは、第２偏心ライナ１７の第２内周面１７Ａの中心軸３４に一致する。尚、本実施の形態においては、第１偏心ライナ１６の第１内周面１６Ａの偏心量αと第２偏心ライナ１７の第２内周面１７Ａの偏心量βとは等しく設定されている（α＝β）。
【００２４】
従って、第２偏心ライナ１７を第１偏心ライナ１６内で回転することにより、クランプボール１８の軸心Ｐは、第１偏心ライナ１６の第１内周面１６Ａの中心軸３２（つまり、第２偏心ライナ１７の第２外周面１７Ｂの中心軸３３）を中心に、第２偏心ライナ１７の偏心量βの２倍の範囲（２β）内で前後方向及び上下方向に移動可能なる。また、第１偏心ライナ１６をクランプケース１５内で回転することにより、第１偏心ライナ１６の第１内周面１６Ａの中心軸３２が、クランプケース１５のケース内周面２９の中心軸３０（つまり、第１偏心ライナ１６の第１外周面１６Ｂの中心軸３１）を中心に、第１偏心ライナ１６の偏心量αの２倍の範囲（２α）内で前後方向及び上下方向に移動可能になる。これらの結果、第１偏心ライナ１６及び第２偏心ライナ１７をクランプケース１５に対して回転させることで、クランプボール１８の軸心Ｐは、第１偏心ライナ１６の偏心量αの２倍と第２偏心ライナ１７の偏心量βの２倍の範囲（２α＋２β）内で、クランプケース１５に対して前後方向及び上下方向に移動可能になる。
【００２５】
図７に示すように、第１偏心ライナ１６には、厚さ（半径方向寸法）が最も大きい部分において、第１内周面１６Ａから第１外周面１６Ｂへ向かって延びるすり割３５が形成されている。更に、この第１偏心ライナ１６の端面には、すり割３５を挟む両側に係止穴３６が形成される。これらの係止穴３６に、第１偏心ライナ１６を回転させるための操作工具３７（図１０）の係止爪３８が係止可能に設けられる。
【００２６】
図８に示すように、第２偏心ライナ１７にも、厚さ（半径方向寸法）が最も大きい部分において、第２内周面１７Ａから第２外周面１７Ｂへ向かって延びるすり割３９が形成されている。更に、この第２偏心ライナ１７の端面には、すり割３９を挟む両側に係止穴４０が形成される。これらの係止穴４０に、第２偏心ライナ１７を回転させるための操作工具４１（図１０）の係止爪４２が係止可能に設けられる。尚、図８中の符号４８は、ライナ部材２４と２５を一体に結合させるためのボルト４３（図４、図９）が螺装されるボルト穴である。
【００２７】
図３及び図９に示すように、クランプケース１５は、メインケース２６とサブケース２７とが締付ボルト２８により結合されて構成されるが、この締付ボルト２８により、メインケース２６とサブケース２７とが強く締め付け固定されることで、第１偏心ライナ１６、第２偏心ライナ１７及びクランプボール１８の位置が固定される。つまり、メインケース２６とサブケース２７が強く締め付けられることで、第１偏心ライナ１６のすり割３５が縮小して、第１偏心ライナ１６の第１外周面１６Ｂ及び第１内周面１６Ａが縮径し、これにより第２偏心ライナ１７のすり割３９が縮小して、この第２偏心ライナ１７の第２外周面１７Ｂ及び第２内周面１７Ａが縮径し、第２偏心ライナ１７がクランプボール１８のボール部１９を強く押圧する。このため、第１偏心ライナ１６、第２偏心ライナ１７及びクランプボール１８の位置が固定される。
【００２８】
更に、図３に示すように、クランプケース１５、第１偏心ライナ１６、第２偏心ライナ１７のうちには、互いに隣接する一方に目盛りが、他方に、この目盛りに対応する印が設けられている。例えば、本実施の形態では、クランプケース１５におけるケース内周面２９を臨む周囲に目盛り４４が形成され、第１偏心ライナ１６の第１外周面１６Ｂ側の位置に、目盛り４４に対応する印４５が形成されている。これらの目盛り４４と印４５とにより、クランプケース１５に対する第１偏心ライナ１６の位置が特定される。また、第１偏心ライナ１６における第１内周面１６Ａを臨む周囲に目盛り４６が形成され、第２偏心ライナ１７の第２外周面１７Ｂ側の位置に、目盛り４６に対応する印４７が形成される。これらの目盛り４６と印４７とにより、第１偏心ライナ１６に対する第２偏心ライナ１７の位置が特定される。
【００２９】
次に、クランプ１３による車体フレーム１の取付位置の調整手順について、図２及び図１０を用いて説明する。
【００３０】
まず、車体フレーム１の取付位置を調整すべきクランプ１３の第１偏心ライナ１６の係止穴３６に操作工具３７の係止爪３８を係止させ、このクランプ１３の第２偏心ライナ１７の係止穴４０に操作工具４１の係止爪４２を係止させる。次に、この状態で、操作工具３７または４１の一方を回転操作せずに、他方を回転操作する。これにより、このクランプ１３の第１偏心ライナ１６と第２偏心ライナ１７とを順次回転させて、このクランプ１３におけるクランプボール１８の位置を前後方向及び上に方向に移動させる。
【００３１】
上述の操作を、車体フレーム１の取付位置の調整が必要な各クランプ１３について実施する。このとき、各クランプ１３のクランプボール１８は、ボール部１９により第２偏心ライナ１７に対して球面移動することから、このクランプボール１８の軸部２１に固定された車体支持軸１４は、クランプケース１５及び定盤１１に対して左右方向に適度に傾斜する。
【００３２】
このようにして、車体フレーム１の車体位置決め装置１０に対する取付位置を調整して、車体フレーム１の零点のずれを修正した後、例えば操作工具３７と４１とを互いに逆方向に微小量回転操作して、このクランプ１３における第１偏心ライナ１６のすり割３５及び第２偏心ライナ１７のすり割３９を縮小させ、第１偏心ライナ１６、第２偏心ライナ１７及びクランプボール１８を仮固定する。その後、このクランプ１３におけるクランプケース１５のメインケース２６とサブケース２７とを締付ボルト２７により強く締め付け固定して、第１偏心ライナ１６、第２偏心ライナ１７及びクランプボール１８の位置を固定（本固定）する。
【００３３】
以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（１）〜（４）を奏する。
【００３４】
（１）車体フレーム１の取付位置を調整すべきクランプ１３のクランプケース１５に対して第１偏心ライナ１６及び第２偏心ライナ１７を回転させることで、クランプボール１８に固定された車体支持軸１４をクランプケース１５に対して二次元（つまり、車体位置決め装置１０の前後方向及び上下方向）に移動させ、更にクランプボール１８を第２偏心ライナ１７に対して球面移動させることで、車体支持軸１４をクランプケース１５に対して全体として３次元（つまり、車体位置決め装置１０の前後方向、上下方向及び左右方向）に移動させることができる。この結果、この車体支持軸１４を介して、車体フレーム１の取付位置を３次元に調整することができ、車体フレーム１の零点位置を適正かつ容易に修正することができる。
【００３５】
（２）クランプ１３の第１偏心ライナ１６にすり割３５が、第２偏心ライナ１７にすり割３９がそれぞれ形成されたので、クランプケース１５のメインケース２６及びサブケース２７を強く締め付けることで、これらのすり割３５及び３９を縮小させ、これにより、第１偏心ライナ１６、第２偏心ライナ１７及びクランプボール１８の位置を固定することができる。
【００３６】
（３）操作工具３７の係止爪３８を係止させる係止穴３６が第１偏心ライナ１６のすり割３５を挟む両側に形成され、操作工具４１の係止爪４２を係止させる係止穴４０が第２偏心ライナ１７のすり割３９を挟む両側に形成されている。これらの係止穴３６、４０がすり割３５、３９のそれぞれ片側のみに形成されている場合には、操作工具３７、４１の回転操作によってすり割３５、３９が縮小されて、第１偏心ライナ１６、第２偏心ライナ１７及びクランプボール１８を不用意に固定させてしまう恐れがある。しかしながら、係止穴３６、４０がすり割３５、３９のそれぞれ両側に形成されたことで、操作工具３７、４１の回転操作によっても、すり割３５、３９が縮小されることを防止でき、第１偏心ライナ１６、第２偏心ライナ１７及びクランプボール１８が不用意に固定されることを防止できる。
【００３７】
（４）クランプケース１５に目盛り４４が、第１偏心ライナ１６に、この目盛り４４に対応する印４５がそれぞれ設けられたので、これらの目盛り４４及び印４５により、クランプケース１５に対する第１偏心ライナ１６の位置を特定できる。更に、第１偏心ライナ１６に目盛り４６が、第２偏心ライナ１７に、この目盛り４６に対応する印４７がそれぞれ設けられたので、これらの目盛り４６及び印４７によって、第１偏心ライナ１６に対する第２偏心ライナ１７の位置を特定できる。これらの結果、車体フレーム１を車体位置決め装置１０から取り外した場合にも、これらの印４５に一致する目盛り４４の値と、印４７に一致する目盛り４６の値を記録しておくことにより、車体フレーム１を車体位置決め装置１０に再度取り付ける際に、取り外し前の取付位置を正確に再現することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  車体フレーム
１０  車体位置決め装置
１１  定盤
１２  支柱
１３  クランプ
１４  車体支持軸（車体支持部材）
１５  クランプケース
１６  第１偏心ライナ
１６Ａ  第１内周面
１６Ｂ  第１外周面
１７  第２偏心ライナ
１７Ａ  第２内周面
１７Ｂ  第２外周面
１８  クランプボール（可動部材）
１９  ボール部
１９Ａ  略球面
２１  軸部
３５、３９  すり割
３６、４０  係止穴
３７、４１  操作工具
４４、４６  目盛り
４５、４７  印
α、β  偏心量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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