(57)【要約】【課題】アルミ製の治具本体とスチール製の治具ベースとを組み合わせた治具において、アルミとスチールとの熱膨張率差に起因する治具本体の歪みや反りを補償する。【解決手段】アルミ製の長尺ワークを載置して組み立てるためのアルミ製の治具本体１１の周囲に設けられた複数の第１ブラケット２５と、スチール製の治具ベース１２の周囲に設けられた複数の第２ブラケット２７とを、中央のフランジ２８ａから相互に離反する方向に延びる第１、第２雄ねじ部２８ｂ，２８ｃを有する連結部材２８で連結する。連結部材２８の第１雄ねじ部２８ｂは第２ブラケット２７に形成した雌ねじ部２７ａに螺合し、第２雄ねじ部２８ｃは第１ブラケット２５にその長手方向（紙面に直角方向）に形成した長孔２５ｃを貫通してフランジ２８ａおよびナット２９間に挟まれて締結される。【選択図】　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミ製の長尺ワーク（Ｗ）を載置して組み立てるためのアルミ製の治具本体（１１）と、治具本体（１１）を下方から支持するスチール製の治具ベース（１２）とを備えたワーク組立治具であって、
治具本体（１１）の周囲に設けられた複数の第１ブラケット（２５）と、治具ベース（１２）の周囲に前記第１ブラケット（２５）の下面に対向するように設けられた複数の第２ブラケット（２７）と、中央のフランジ（２８ａ）から相互に離反する方向に延びる第１、第２雄ねじ部（２８ｂ，２８ｃ）を有して第１、第２ブラケット（２５，２７）を連結する連結部材（２８）とを備え、
連結部材（２８）の第１雄ねじ部（２８ｂ）は第１、第２ブラケット（２５，２７）の一方に形成した雌ねじ部（２７ａ）に螺合し、連結部材（２８）の第２雄ねじ部（２８ｃ）は第１、第２ブラケット（２５，２７）の他方にその長手方向に形成した長孔（２５ｃ）を貫通して、連結部材（２８）のフランジ（２８ａ）および第２雄ねじ部（２８ｃ）に螺合するナット（２９）間に挟まれて締結されることを特徴とするワーク組立治具。
【請求項２】
治具本体（１１）および治具べース（１２）の長手方向中央寄りの第１ブラケット（２５）の長孔（２５ｃ）よりも、長手方向両端寄りの第１ブラケット（２５）の長孔（２５ｃ）を長くしたことを特徴とする、請求項１に記載のワーク組立治具。
【請求項３】
前記長孔（２５ｃ）の長さを、アルミおよびスチールの熱膨張率差と、所定の温度差とに基づいて設定したことを特徴とする、請求項２に記載のワーク組立治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミ製の長尺ワークを載置して組み立てるためのアルミ製の治具本体と、治具本体を下方から支持するスチール製の治具ベースとを備えたワーク組立治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
飛行機の主翼のようなアルミ製の長尺ワークは、それと同じ材質で構成したアルミ製の治具上で組み立てることにより、ワークと治具との熱膨張率差に起因する組立精度の低下を防止する必要がある。しかしながら、治具全体をアルミ製とすると、スチール製の治具に比べてコストが大幅に嵩むだけでなく、剛性を確保するために治具全体が大型化する問題がある。そこで、ワークを支持する治具本体をアルミ製とし、この治具本体をスチール製の治具ベース上に固定することで上記問題の解決を図ることが考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アルミ製の治具本体をスチール製の治具ベースに固定すると、治具本体と治具ベースとの熱膨張率差によって治具本体に歪みや反りが発生してしまい、ワークの組立精度が低下する虞がある。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、アルミ製の治具本体とスチール製の治具ベースとを組み合わせた治具において、アルミとスチールとの熱膨張率差に起因する治具本体の歪みや反りを補償することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、アルミ製の長尺ワークを載置して組み立てるためのアルミ製の治具本体と、治具本体を下方から支持するスチール製の治具ベースとを備えたワーク組立治具であって、治具本体の周囲に設けられた複数の第１ブラケットと、治具ベースの周囲に前記第１ブラケットの下面に対向するように設けられた複数の第２ブラケットと、中央のフランジから相互に離反する方向に延びる第１、第２雄ねじ部を有して第１、第２ブラケットを連結する連結部材とを備え、連結部材の第１雄ねじ部は第１、第２ブラケットの一方に形成した雌ねじ部に螺合し、連結部材の第２雄ねじ部は第１、第２ブラケットの他方にその長手方向に形成した長孔を貫通して、連結部材のフランジおよび第２雄ねじ部に螺合するナット間に挟まれて締結されることを特徴とするワーク組立治具が提案される。
【０００６】
上記構成によれば、治具本体に設けた第１ブラケットと治具ベースに設けた第２ブラケットとを連結部材で連結する際に、連結部材の第１雄ねじ部を第１、第２ブラケットの一方に形成した雌ねじ部に螺合し、かつ連結部材の第２雄ねじ部を第１、第２ブラケットの他方に形成した長孔を貫通させ、連結部材のフランジと前記第２雄ねじ部に螺合するナットとの間に締結することで、治具ベース上に治具本体を強固に支持することができる。このとき、各々の連結部材の第１雄ねじ部の螺合量を変化させることで、治具ベースに対する治具本体の傾きを任意に調節することができ、また温度変化により治具本体および治具ベースの長手方向の熱膨張量に差が発生しても、各々の連結部材の第２雄ねじ部が第１、第２ブラケットの他方に形成した長孔内を移動することで、前記熱膨張量の差を吸収して治具本体の歪みや反りを防止することができる。
【０００７】
これにより、治具ベースを安価なスチール製としてワークを支持する治具本体だけをアルミ製としてコストダウンを図っても、治具本体および治具ベースの熱膨張量の差を補償して治具本体の平坦度を確保し、ワークの組立精度を高めることができる。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、治具本体および治具べースの長手方向中央寄りの第１ブラケットの長孔よりもの長手方向両端寄りの第１ブラケットの長孔を長くしたことを特徴とする、請求項１に記載のワーク組立治具が提案される。
【０００９】
上記構成によれば、治具本体および治具べースの長手方向中央寄りの第１ブラケットの長孔よりもの長手方向両端寄りの第１ブラケットの長孔を長くしたので、治具本体および治具べースの熱膨張量の差を吸収した後も、治具本体および治具べースの長手方向の相対的な位置関係のずれを最小限に抑えることができる。
【００１０】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記長孔の長さを、アルミおよびスチールの熱膨張率差と、所定の温度差とに基づいて設定したことを特徴とするワーク組立治具が提案される。
【００１１】
上記構成によれば、アルミおよびスチールとの熱膨張率差と、所定の温度差とに基づいて長孔の長さを設定したので、長孔の長さを必用以上に長くすることなく、連結部材の第２雄ねじ部が長孔の端部と干渉するのを防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図４は本発明の一実施例を示すもので、図１は主翼組立治具の側面図、図２は図１の２方向矢視図、図３は図２の３−３線拡大断面図、図４は連結部材の近傍の分解斜視図である。
【００１４】
図１および図２に示すように、アルミ製の長尺ワークとしての飛行機の主翼を組み立てるための治具Ｊは、ワークと同じ材質であるアルミ製の治具本体１１と、この治具本体１１を下側から支えるスチール製の治具ベース１２とから構成される。
【００１５】
治具本体１１は平面視で長方形をなし、長手方向に平行に延びる２本の縦フレーム１３，１３と、縦フレーム１３，１３の両端部に連結板１４…を介して結合された２本の横フレーム１５，１５と、縦フレーム１３，１３の中央部に連結板１６，１６を介して結合された１本の横フレーム１７と、横フレーム１５，１５；１７と平行に配置されて２本の縦フレーム１３，１３間を接続する複数本のワーク支持部材１８…とを備える。図１には、治具本体１１上に飛行機の主翼の骨格を構成するフロントスパー、ミッドスパーおよびリヤスパーよりなるワークＷが固定された状態が示される。
【００１６】
治具ベース１２は、梯子状の構造を有して治具本体１１を支持する治具本体支持部１９と、治具本体支持部１９を下側から支える台車２０とを備えており、台車の下面２０には治具Ｊを移動させる際に使用する６個のキャスター２１…と、キャスター２１…を床面から浮かして治具Ｊを固定する際に使用する８個のねじ式のアウトリガー２２…とが設けられる。治具本体支持部１９は治具本体１１の２本の縦フレーム１３，１３の下方に平行に延びる２本の縦フレーム２３，２３を備えており、治具ベース１２の縦フレーム２３，２３上に、合計２４個の支持手段２４…を介して治具本体１１の縦フレーム１３，１３が位置調整自在に支持される。
【００１７】
２４個の支持手段２４…の構造は全て同一であり、その二つを図３および図４に基づいて説明する。
【００１８】
治具本体１１の縦フレーム１３は四角形断面の部材であり、左右の側面にそれぞれＬ字状の第１ブラケット２５の鉛直部２５ａが４本のボルト２６…で固定される。第１ブラケット２５の水平部２５ｂには縦フレーム１３の長手方向に延びる長孔２５ｃが形成される。治具ベース１２の縦フレーム２３は四角形断面の部材であり、その上面に水平に固定された板状の第２ブラケット２７の両端に雌ねじ部２７ａ，２７ａが形成される。ボルト状の連結部材２８は、中央に六角形のフランジ２８ａを備えるとともに、フランジ２８ａから下方に延びて第２ブラケット２７の雌ねじ部２７ａに螺合可能な第１雄ねじ部２８ｂと、フランジ２８ａから上方に延びて第１ブラケット２５の長孔２５ｃを貫通し、ナット２９に螺合可能な第２雄ねじ部２８ｃとを備える。
【００１９】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【００２０】
治具ベース１２の上部に治具本体１１を支持するには、各支持手段２４の連結部材２８の第１雄ねじ部２８ｂを治具ベース１２の第２ブラケット２７の雌ねじ部２７ａに適量だけねじ込んだ後、治具ベース１２の上方に治具本体１１を重ね合わせるようにして連結部材２８の第２雄ねじ部２８ｃを治具本体１１の第１ブラケット２５の長孔２５ｃに嵌合させ、第１ブラケット２５の水平部２５ｂの下面を連結部材２８のフランジ２８ａの上面に当接させる。この状態で、各連結部材２８の六角形のフランジ２８ａにレンチを係合させて所定方向に回転させることで、該フランジ２８ａの高さを上下に変化させて治具本体１１の上面が水平になるように調整する。そして第１ブラケット２５の長孔２５ｃを上向きに貫通する連結部材２８の第２雄ねじ部２８ｃにナット２９を螺合し、連結部材２８のフランジ２８ａとナット２９との間に第１ブラケット２５の水平部２５ｂを挟んで固定する。
【００２１】
ところで、アルミ製の治具本体１１はスチール製の治具ベース１２に比べて熱膨張率が高いため、治具ベース１２の第２フランジ２７の雌ねじ部２７ａの位置に対して、治具本体１１の第２フランジ２５の長孔２５ｃの位置が治具Ｊの長手方向にずれることがあるが、連結部材２８の第２雄ねじ部２８ｃが長孔２５ｃ内を移動することで前記熱膨張率差が吸収され、ワークＷを直接支持する治具本体１１が歪んだり反ったりしてワークＷの組立精度が低下するのを防止することができる。
【００２２】
このように、夏期と冬季とで気温が大きく異なるような場合でも、ワークＷの組立を開始する前にナット２９…を緩めて第２雄ねじ部２８ｃと長孔２５ｃとの相対位置を調整した後に、再度ナット２９…を締め込むだけで、治具本体１１の歪みや反りを簡単かつ確実に修正することができる。
【００２３】
図１において、治具Ｊの長手方向中央寄りの２個の支持手段２４（Ａ），２４（Ａ）と、その長手方向外側の２個の支持手段２４（Ｂ），２４（Ｂ）と、長手方向端部寄りの２個の支持手段２４（Ｃ），２４（Ｃ）とで、第１ブラケット２５の長孔２５ｃの長さが異なっている。即ち、長手方向中央寄りの２個の支持手段２４（Ａ），２４（Ａ）の第１ブラケット２５の長孔２５ｃの長さが最も短く、外側寄りの支持手段２４（Ｂ），２４（Ｂ）；２４（Ｃ），２４（Ｃ）ほど前記長孔２５ｃの長さが長くなっている。その理由は、治具Ｊの中央部を基準とすると、治具本体１１と治具ベース１２との熱膨張率差による相対変位が治具Ｊの端部側ほど大きくなるためである。
【００２４】
仮に、支持手段２４が治具Ｊの長手方向中央に在る場合には、その中央の支持手段２４の第１ブラケット２５の長孔２５ｃを丸孔とすることができる。このように、治具Ｊの長手方向外側寄りの第１ブラケット２５の長孔２５ｃほど長さを長くすることで、調整に伴って治具ベース１２に対する治具本体１１の位置が長手方向にずれるのを最小限に抑えることができる。
【００２５】
このとき、各第１ブラケット２５の長孔２５ｃの長さを、アルミおよびスチールとの熱膨張率と、治具Ｊを使用する最低温度および最高温度とから算出することで、前記長孔２５ｃの長さが必用以上に長くなって第１ブラケット２５が大型化したり、連結部材２８の第２雄ねじ部２８ｃが長孔２５ｃの端部と干渉したりするのを防止することができる。
【００２６】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２７】
例えば、実施例ではワークＷとして飛行機の主翼を例示したが、本発明はアルミ製の長尺ワークであれば任意のワークに対して適用することができる。
【００２８】
また実施例では第１ブラケット２５側に長孔２５ｃを形成し、第２ブラケット２７側に雌ねじ部２７ａを形成しているが、その位置関係を逆転し、第１ブラケット２５側に雌ねじ部を形成し、第２ブラケット２７側に長孔を形成しても良い。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、治具本体に設けた第１ブラケットと治具ベースに設けた第２ブラケットとを連結部材で連結する際に、連結部材の第１雄ねじ部を第１、第２ブラケットの一方に形成した雌ねじ部に螺合し、かつ連結部材の第２雄ねじ部を第１、第２ブラケットの他方に形成した長孔を貫通させ、連結部材のフランジと前記第２雄ねじ部に螺合するナットとの間に締結することで、治具ベース上に治具本体を強固に支持することができる。このとき、各々の連結部材の第１雄ねじ部の螺合量を変化させることで、治具ベースに対する治具本体の傾きを任意に調節することができ、また温度変化により治具本体および治具ベースの長手方向の熱膨張量に差が発生しても、各々の連結部材の第２雄ねじ部が第１、第２ブラケットの他方に形成した長孔内を移動することで、前記熱膨張量の差を吸収して治具本体の歪みや反りを防止することができる。
【００３０】
これにより、治具ベースを安価なスチール製としてワークを支持する治具本体だけをアルミ製としてコストダウンを図っても、治具本体および治具ベースの熱膨張量の差を補償して治具本体の平坦度を確保し、ワークの組立精度を高めることができる。
【００３１】
また請求項２に記載された発明によれば、治具本体および治具べースの長手方向中央寄りの第１ブラケットの長孔よりもの長手方向両端寄りの第１ブラケットの長孔を長くしたので、治具本体および治具べースの熱膨張量の差を吸収した後も、治具本体および治具べースの長手方向の相対的な位置関係のずれを最小限に抑えることができる。
【００３２】
また請求項３に記載された発明によれば、アルミおよびスチールとの熱膨張率差と、所定の温度差とに基づいて長孔の長さを設定したので、長孔の長さを必用以上に長くすることなく、連結部材の第２雄ねじ部が長孔の端部と干渉するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】主翼組立治具の側面図
【図２】図１の２方向矢視図
【図３】図２の３−３線拡大断面図
【図４】連結部材の近傍の分解斜視図
【符号の説明】
Ｗ　　　　　ワーク
１１　　　　治具本体
１２　　　　治具ベース
２５　　　　第１ブラケット
２５ｃ　　　長孔
２７　　　　第２ブラケット
２７ａ　　　雌ねじ部
２８　　　　連結部材
２８ａ　　　フランジ
２８ｂ　　　第１雄ねじ部
２８ｃ　　　第２雄ねじ部
２９　　　　ナット
【図１】
2004034224.tif 000003
【図２】
2004034224.tif 000004
【図３】
2004034224.tif 000005
【図４】
2004034224.tif 000006