(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の縁部に複数の作業治具が固定されたステアリングコラムの小組み用作業装置であって、
前記基体は、その底面に取り付けられている複数のキャスタが天板上を転がることにより、鉛直軸を中心として回動可能であり、
前記複数の作業治具は前記鉛直軸からほぼ等距離の位置に固定されており、
前記作業治具は、前記基体に固定される固定部と、この固定部に対して支持ピンにより回転可能に支持された回転盤と、この回転盤に固定された支持アームとから構成され、
前記支持アームは、主アームと、この主アームの上端から水平方向に延在しステアリングコラムシャフトのステアリングホイール側を支持する末端側アームと、前記主アームの下端から水平方向に延在しステアリングコラムシャフトの基端側を支持する略コの字形の基端側アームとから構成され、
前記基端側アームには、ステアリングコラムシャフトを係止する彎曲部が設けられ、
前記末端側アームには、ステアリングコラムシャフトに形成された取り付けブラケットを係止する係止溝及び係止片が設けられ、
前記回転盤は、前記固定部に対し所定の角度の位置で一時的に固定することが可能な仮固定機構を有することを特徴とする小組み用作業装置。
【請求項２】
前記仮固定機構は、前記固定部と前記回転盤のいずれか一方の一部であって他方と向かい合う部分に設けられた凹部と、他方の一部であって前記凹部に向かい合う部分に設けられ、前記凹部に向けて押圧される球体とから成り、前記球体は前記凹部に対し前記球体の半分以下の部分が入り込めるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の小組み用作業装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は組み立てライン内において小組み作業に使用される小組み用作業治具及び小組み用作業装置に関し、特に、小組み作業を効率化し、組み立て工数を低減させることが可能な小組み用作業治具及び小組み用作業装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車等の組み立て工場には、組み立てラインに付設して細かい部品を１つのまとまった部品に組み上げるための小組みの作業場が設けられている。この小組みの作業場においては、複数の細かい部品を一つのまとまった部品に組み上げる作業等が成され、前記まとまった部品を組み立てラインに流れてきた本体に組み付けるようにすることで、本体への部品の取り付け作業にかかる時間を短くしている。
【０００３】
例えば、自動車のステアリングコラムシャフトを車体に取り付ける場合には、予めステアリングコラムシャフトに各種の付属部品を取り付ける。付属部品の種類としては、ワイパー及びコンビネーションライトのコントロールレバー（以下、単に「コンビスイッチ」という）、イグニッションキーシリンダー（以下、単に「キーシリンダー」）という）、オートマチックトランスミッション（以下、「ＡＴ」という）セレクトレバー等がある。これらのうち、コンビスイッチについてはステアリングコラムシャフトの軸方向から組み付けるのが一般的であり、キーシリンダーやＡＴセレクトレバー等はステアリングコラムシャフトの側方から取り付けるのが一般的である。そのため、従来は、テーブル状の作業台の端に図７に示したような横置き支持治具１０１、及び図８に示したような縦置き支持治具１０２を適度な間隔で固定しておき、これらにステアリングコラムシャフトを支持させて小組みを行っていた。
【０００４】
より具体的には、まず、１人目の作業者が、部品として供給されたステアリングコラムシャフト１００を横置き支持治具１０１に横向きにして支持させる。次に、ＡＴセレクトレバー１１０を上方、即ちステアリングコラムシャフト１００の側方から取り付け、さらにキーシリンダー１１１を上方から取り付けて破断ボルトで締め付けて固定する。その後、ステアリングコラムシャフト１００を横置き支持治具１０１から外し、縦置き支持治具１０２に縦向きにして支持させる。この縦向きの状態において、２人目の作業者がコンビスイッチ１１３及びエアバッグのケーブルリール１１４を上方、即ちシャフトの軸方向から取り付ける。これらを取り付けた後、小組み後のステアリングコラムシャフト１００を縦置き治具１０２から取り外し、車体に取り付ける作業をしていた。つまり、従来は、複数の部品を複数の方向から取り付ける必要性から、複数の支持治具を用意し、小組みの対象となるワークの向きを変えて置きなおす工程を必要としていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記したようなステアリングコラムシャフトを横向きでの支持から縦向きでの支持へ置き換える作業は、ステアリングコラムシャフトのような大きな部品では容易ではなく、相応の作業時間が必要であった。また、ステアリングコラムシャフトを支持するための治具は２つ必要であり、そのための作業スペースも必要であった。さらに、一つの組み立てラインには、複数種類の車種が流れる場合があり、それに応じてステアリングコラムシャフトも複数種類流れることがある。このような場合、ステアリングコラムシャフトの種類の数に応じた支持治具が必要となるので、１つの車種についての支持治具は極力少なくすることが望まれていた。
【０００６】
このような問題はステアリングコラムシャフトに限らず、複数の部品を複数の方向から取り付ける必要がある小組みの作業場において同様に発生していた。
そこで、本発明では、小組みの作業場に置ける小組み作業を効率化し、工数を低減させることが可能な小組用作業治具を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、複数種類のワークが組み立てられる作業場において、効率的に治具の切り換えを行うことができる小組み用作業装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明では、ワークに複数の部品を取り付けるために前記ワークを支持する小組み用作業治具であって、基体の縁部に複数の作業治具が固定されたステアリングコラムの小組み用作業装置であって、前記基体は、その底面に取り付けられている複数のキャスタが天板上を転がることにより、鉛直軸を中心として回動可能であり、前記複数の作業治具は前記鉛直軸からほぼ等距離の位置に固定されており、前記作業治具は、前記基体に固定される固定部と、この固定部に対して支持ピンにより回転可能に支持された回転盤と、この回転盤に固定された支持アームとから構成され、前記支持アームは、主アームと、この主アームの上端から水平方向に延在しステアリングコラムシャフトのステアリングホイール側を支持する末端側アームと、前記主アームの下端から水平方向に延在しステアリングコラムシャフトの基端側を支持する略コの字形の基端側アームから構成され、前記基端側アームには、ステアリングコラムシャフトを係止する彎曲部が設けられ、前記末端側アームにはステアリングコラムシャフトに形成された取り付けブラケットを係止する係止溝及び係止片が設けられ、前記回転盤は、前記固定部に対し所定の角度の位置で一時的に固定することが可能な仮固定機構を有することを特徴とする。
【０００８】
このような小組み用作業装置によれば、ワークを支持する支持部が固定部に対し回動可能であるので、ワークを支持部に支持させた後、支持部とともにワークを回動させることでワークの向きを変えることが可能である。従って、複数の部品をワークに対しいろいろな方向から取り付ける必要がある場合においても、組み立てがしやすい向きにワークを回動させることができるので、ワークを置きなおす必要が無く、小組み作業を効率化し、組み立て工数を低減させることができる。
【０００９】
なお、支持部は固定部に対し回動することにより少なくとも２つの向きを行ったり来たりできれば、ワークの向きを変えることができる。従って、支持部は固定部に対し回動するにとどまらず、回転することができるように構成されていてもよい。
【００１１】
このようにすることにより、ワークを支持部に支持させた後、小組み作業がしやすい向きで一時的に支持部及びワークを固定することができるので、ワークが安定し、小組み作業を安全・確実に行え、作業の効率化を図ることができる。
【００１２】
また、前記仮固定機構を有する小組み用作業装置において、前記仮固定機構は、前記固定部と前記回転盤のいずれか一方の一部であって他方と向かい合う部分に設けられた凹部と、他方の一部であって前記凹部に向かい合う部分に設けられ、前記凹部に向けて押圧される球体とから成り、前記球体は前記凹部に対し前記球体の半分以下の部分が入り込めるように構成しても良い。
【００１３】
このようにすることにより、支持部若しくは固定部の一方に設けられた凹部に、他方に設けられた球体が入り込む位置で支持部が一時的に固定できるとともに、支持部にある程度以上のトルクを与えれば前記球体が凹部から外れるので、一時的な固定を容易に解除して、ワークを他の向きへ回動させることができる。
【００１５】
このような作業装置によれば、基体は鉛直軸を中心に回動可能であり、複数の作業治具は前記鉛直軸からほぼ等距離の位置に固定されていることから、作業者は一の作業治具を使用した後に、基体を回動させれば自分の位置を変えなくとも他の作業治具を自分の前に位置させることができる。従って、前記した小組み用作業治具による効率化に加えて、複数の種類の製品が流れる組み立てラインにおいて作業治具の切り換えを迅速に行うことができる。さらに、作業者の位置を変えずに済むことからも、作業の効率化を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しながら説明する。図１は本発明の小組み用作業治具が取り付けられた小組み用作業装置の斜視図である。本実施の形態では、自動車の組み立て工場におけるステアリングコラムシャフトの小組みに使用する作業治具及び作業装置を取り上げて説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態の小組み用作業装置１は、作業台１０の天板１１上で鉛直軸１２を中心に回転可能な基体１５の縁部に等間隔で固定された作業治具２，２、及び作業治具３，３により構成されている。作業治具２，２は一の車種のステアリングコラムシャフトの小組みに使用する本発明の小組み用作業治具であり、作業治具３，３は他の車種に使用する他の種類の小組み用作業治具である。作業治具３，３については、特に本発明の小組み用作業治具でなくてもよいので詳細な説明は省略する。
【００１８】
基体１５は、円形の鋼板から成り、その円形の中心に鉛直軸１２が摺動可能に貫通していることにより、回転可能となっている。そして、基体１５の底面には、図示しないキャスタが複数個取り付けられており、このキャスタが天板１１上を転がることにより、基体１５が滑らかに回転可能であるとともに作業治具２，２、作業治具３，３や、ワークの重量を支えることができるようになっている。
【００１９】
作業治具２，２及び作業治具３，３は基体１５の縁部に９０度おきに互い違いに設置されており、同じ種類の作業治具は向かい合わせに、他の種類の作業治具は隣に位置している。このような配置により、作業者は一方の作業治具を使用した後、他方の作業治具を使用しようとするときは、右又は左のいずれかに基体１５を回動させることにより他の作業治具を自分の前へ位置させることができるようになっている。
【００２０】
次に、本発明の小組み用作業治具である作業治具２について詳細に説明する。図２は図１の小組み用作業治具の拡大斜視図であり、図３は、本発明の小組み用作業治具の分解斜視図であり、図４は、本発明の小組み用作業治具の縦断面図である。
図２及び図３に示すように、本発明の小組み用作業治具である作業治具２は、Ｌ字のブロックである固定部２０と、固定部２０に対して回転可能な回転盤２１と、回転盤２１に固定されており、ワークであるステアリングコラムシャフトを支持する支持アーム２２とから主として構成されている。
なお、本実施の形態において、回転盤２１と支持アーム２２とを合わせたものが請求項にいう支持部に相当する。
【００２１】
固定部２０は、底面部２０ａと壁面部２０ｂとから構成される。底面部２０ａには、取り付け孔２０ｃが必要な数だけ開けられており、この取り付け孔２０ｃにボルトを通して基体１５へ固定することができるようになっている。壁面部２０ｂには、そのほぼ中心に支軸孔２０ｄが貫通して開けられている。そして、支軸孔２０ｄの外側端には円形の凹部２０ｅが形成されており（図４参照）、凹部２０ｅにはラジアルボールベアリング２５の外輪が圧入されている。
【００２２】
固定部２０の支軸孔２０ｄから所定距離側方には、雌ねじ２０ｆが貫通して開けられている。雌ねじ２０ｆには、回転盤２１に向けてボールプランジャ２６が螺入されている。なお、図４においては、支軸孔２０ｄの側方（紙面方向）に位置する雌ねじ２０ｆ及びボールプランジャ２６については変位図示して上方に描いている。ボールプランジャ２６は雄ねじの内部にスプリング２６ａが内装されており、先端にはスプリング２６ａにより先端（外側）の方へ向けて押圧される球体２６ｂが設けられている。
【００２３】
回転盤２１は厚みがある円盤形状をしており、固定部２０に向かい合う内側に小さい径、外側に大きい径の段付き穴２１ａが回転盤２１の中心に形成されている。段付き穴２１ａには一端に段付きの鍔部２３ａ、他端に雄ねじ２３ｂを有する支軸ピン２３が挿通されている。支軸ピン２３は、ラジアルボールベアリング２５、支軸孔２０ｄを貫通して挿通されている。雄ねじ２３ｂには、ワッシャ２４ａを介してナット２４ｂが締結されていることにより、支軸ピン２３が支軸孔２０ｄから抜けるのが防止されている。なお、雄ねじ２３ｂの径は、支軸ピン２３の支軸孔２０ｄと嵌合している部分よりも一段細くなっているので、ワッシャ２４ａは支軸ピン２３に固定され、ワッシャ２４ａと固定部２０とは互いに摺動回転可能となっている。
【００２４】
回転盤２１の内側の面には、回転盤２１の中心から一定半径の円周上に、ボールプランジャ２６の球体２６ｂと向かい合った請求項にいう凹部に相当する小孔２１ｂが９０度おきに４つ設けられている。この小孔２１ｂとボールプランジャ２６により、回転盤２１が回転して球体２６ｂと小孔２１ｂが同じ位相に位置したときには、球体２６ｂは小孔２１ｂに入り込んで回転盤２１の回転を一時的に固定するようになっている。但し、小孔２１ｂの径は球体２６ｂの直径より小さくされており、球体２６ｂはその半分以下の部分だけが小孔２１ｂに入り込むようになっている。
【００２５】
回転盤２１の外側の面には、雌ねじ孔２１ｃが設けられている。そして、ボルト２８が前記雌ねじ孔２１ｃに締結されることにより、ワークを支持する支持アーム２２が回転盤２１の外側の面に固定されている。
【００２６】
支持アーム２２は、図２において縦方向に延在する主アーム２２ａと、末端側（ステアリングホイール側）を支持する末端側アーム２２ｃとステアリングコラムシャフトの基端側を支持する略コの字形の基端側アーム２２ｂとから構成される。末端側アーム２２ｃは図２における主アーム２２ａの上端から固定部２０とは逆の方へ向けて水平方向に延在し、基端側アーム２２ｂは、図２における主アーム２２ａの下端からコの字の開口を固定部２０とは逆の方へ向けて水平方向に延在している。
【００２７】
基端側アーム２２ｂの一部は、ステアリングコラムシャフトを支持させるときにそのシャフト部分がぐらつかないように係止する彎曲部２２ｄが形成されている。同様に、末端側アーム２２ｃには、後記するブラケットを係止する係止溝２２ｅと係止片２２ｆが設けられている。なお、主アーム２２ａの長軸方向と、小孔２１ｂの形成位置の位相が一致するように主アーム２２ａと回転盤２１とが組まれているので、主アーム２２ａの長手方向が水平方向、鉛直方向に向いたときに支持アーム２２が一時的に固定（以下、「仮固定」ともいう。）されるようになっている。
【００２８】
次に、図５、図６を参照しながら本発明の小組み用作業治具及び小組み用作業装置の動作について説明する。図５は、ステアリングコラムシャフトを縦位置にして小組みを行う状態を説明する斜視図であり、図６は、ステアリングコラムシャフトを横位置にして小組みを行う状態を説明する斜視図である。
なお、図５、図６におけるステアリングコラムシャフトは、図７、図８において示したステアリングコラムシャフト１００と同様であるのでその構成部品等には同一の符号を使用する。
【００２９】
図５に示すように、まず、作業治具２の支持アーム２２を回動させて垂直位置に仮固定する。この状態で作業者の付近に供給されてきたステアリングコラムシャフト１００を支持アーム２２に支持させる。支持アーム２２にステアリングコラムシャフト１００を支持させるには、ステアリングコラムシャフト１００の基端側のシャフト部１００ａを支持アームの彎曲部２２ｄに合わせ、ステアリングコラムシャフト１００の中央付近の車体への取り付けブラケット１００ｂを支持アーム２２の係止溝２２ｅと係止片２２ｆに係止させる。
【００３０】
そして、ＡＴセレクトレバー１１０を側方から取り付け、その後コンビスイッチ１１３を上方、即ちステアリングコラムシャフト１００の軸方向から取り付け、さらにケーブルリール１１４を上方から取り付ける。
【００３１】
その後、支持アーム２２を図５の矢印の方向に９０度回動させる。このとき、球体２６ｂは小孔２１ｂからスプリング２６ａの方に押し戻されて外れ、支持アーム２２が９０度回動したところ、即ち支持アーム２２が横位置になったところで、次の小孔２１ｂに球体２６ｂがスプリング２６ａにより押し込まれ、支持アーム２２が仮固定される（図６参照）。
【００３２】
この状態で、上方、即ちステアリングコラムシャフト１００の側方からキーシリンダー１１１を取り付け、小組み作業を終了する。小組み後のステアリングシャフト１００は支持アーム２２から取り外されて、組み立てラインでの車体への組み付けに使用される。
【００３３】
作業治具２を使用する車種のロットが終了し、作業治具３を使用する必要がある他の車種のロットの製造を開始する場合には、小組用作業装置１の基体１５を右、若しくは左に９０度回動させて作業治具３を自分の前へ位置させ、小組み作業を開始する。
【００３４】
以上のようにして、本実施形態の小組み用作業治具及び小組み用作業装置は使用される。作業者は、支持アーム２２にステアリングコラムシャフト１００を一度支持させたならば、取り外すことなくその向きを変更することができるので、多数の部品を取り付ける必要があっても、取り付けやすい向きにステアリングコラムシャフト１００を回動させて、効率的に小組み作業をすることができる。また、小孔２１ｂとプランジャ２６から成る仮固定機構により、支持アーム２２を回動させるだけの簡単な操作で、ステアリングコラムシャフト１００を縦位置、横位置に仮固定させることができる。
【００３５】
さらに、複数の車種が流れる組み立てラインにおいても、本実施形態の小組み用作業装置によれば、車種の切り換わりの際に、基体１５を右又は左の任意の方向に９０度回動させるだけで、治具の切り換えを完了することができる。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前記実施の形態には限定されない。
例えば、実施の形態においては、基体１５は円形の台状としていたが、必ずしも台状である必要は無く、四角に組まれた枠組みや鉛直軸１２から放射状に延在する棒材により構成してもよい。また、円形で無く、多角形や楕円であっても良い。但し、基体１５は、台状であるほうが種々の部品や工具を置くことができるので望ましいし、円形である方が基体１５の回動時に作業者が移動する必要がないので望ましい。
【００３７】
また、実施の形態においては、基体１５に２種類の作業治具を２つづつ、計４つ取り付けたが、これらの数は少なくとも本発明の小組み用作業治具を含んで複数あれば任意であるし、１種類の作業治具について１つづつ取り付けても良い。
【００３８】
さらに、仮固定機構としては、実施の形態に示したような球体２６ｂと小孔２１ｂにより構成されるものに限られず、例えば固定部２０と回転盤２１に、支持アーム２２が所定の向きになった時に合致する貫通穴を設け、その貫通穴にピンを通すようにして固定しても良い。
【００３９】
また、プランジャ２６を支持部である回転盤２１側へ取り付け、小孔２１ｂを固定部２０側へ形成させるようにしても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明によれば次のような顕著な効果を奏する。
請求項１記載の発明によれば、固定部に対し回動可能な支持部にワークを支持させることで、ワークの向きを容易に変えることができる。従って、複数の部品をワークに対しいろいろな方向から取り付ける必要がある場合においても、組み立てがしやすい向きにワークを回動させることができ、小組み作業の効率化、組み立て工数の低減を図ることができる。
【００４１】
また、請求項１記載の発明によれば、仮固定機構により支持部を所定の向きで一時的に固定することができるので、組み立てがしやすいワークの向きでワークを一時的に固定し、安定させることができる。これにより小組み作業を安全・確実に行え、作業の効率化を図ることができる。
【００４２】
さらに、請求項２記載の発明によれば、前記仮固定機構は、固定部と支持部の一方に設けられた凹部に球体が入り込むことにより一時的に固定され、また、支持部に所定以上のトルクをかけることにより凹部から球体が外れて支持部が回動可能になる。従って、作業者は、支持部を回動させる動作だけにより、必要な向きで一時的な固定及びワークの向きの変更をすることができ、効率的に小組み作業をすることができる。
【００４３】
また、請求項１記載の発明によれば、複数種類の製品が組み立てラインに流れる場合において、作業者は一の作業治具を使用した後、他の作業治具に切り換える際に、基体を回転させるだけで他の作業治具を自分の前に位置させることができるので、移動をすることなく容易に作業治具の切り換えをすることができる。また、作業者位置を変えなくて済むことから、最適な位置で作業を続けることができ、小組み作業の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の小組み用作業治具及び小組み用作業装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の小組み用作業治具の拡大斜視図である。
【図３】本発明の小組み用作業治具の分解斜視図である。
【図４】本発明の小組み用作業治具の縦断面図である。
【図５】ステアリングコラムシャフトを縦位置にして小組みを行う状態を説明する斜視図である。
【図６】ステアリングコラムシャフトを横位置にして小組みを行う状態を説明する斜視図である。
【図７】従来の縦位置状態でのステアリングコラムシャフトの小組みを示す斜視図である。
【図８】従来の横位置状態でのステアリングコラムシャフトの小組みを示す斜視図である。
【符号の説明】
１  小組み用作業装置
２  作業治具（小組み用作業治具）
１５  基体
２０  固定部
２１  回転盤
２２  支持アーム
１００  ステアリングコラムシャフト（ワーク）
１１０  ＡＴセレクトバー（部品）
１１１  キーシリンダー（部品）
１１３  コンビスイッチ（部品）
１１４  ケーブルリール（部品）
【図１】
0004199431.tif 000002
【図２】
0004199431.tif 000003
【図３】
0004199431.tif 000004
【図４】
0004199431.tif 000005
【図５】
0004199431.tif 000006
【図６】
0004199431.tif 000007
【図７】
0004199431.tif 000008
【図８】
0004199431.tif 000009