説明

ナットプレートの位置決め治具

【課題】ナットプレートをドアに固定するにあたり、ナットプレートのドア対する位置決め精度を高める。
【解決手段】2個のナット4,4の内周に挿入した一対のピン31,32をスプリング50(付勢手段)で付勢してナット4,4の内周に押し付ける。これにより、ナット4,4のピッチ方向とピン31,32のピッチ方向とが一致し、ナットプレート5をドア構成部品2に対して精度良く位置決めすることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、少なくとも2個のナットを有するナットプレートを自動車のドアに対して位置決めするための治具に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車のドアは、ヒンジを介して車体に開閉可能に取り付けられる。ドアの車体に対する取付精度は、ドアの開閉動作や車内の密閉性、あるいは自動車の外観等に影響するため、高精度に設定、管理する必要がある。
【0003】
ドアを車体に対して取り付けるにあたり、車体の形状は車種によって異なるため、車種ごとにドアの車体に対する取付位置を設定する必要がある。例えば、ヒンジを固定するためにドアに形成される固定孔の位置を車種ごとに設定することで、ドアの車体に対する取付位置を設定することが考えられる。しかし、これによると、ドアの取付位置を調整する必要が生じた場合、ドアの設計を変更したり、部品を修正したりして固定孔の位置を調整する必要があるため、リードタイムやコスト等において効率が非常に悪い。
【0004】
かかる事情に鑑み、ヒンジとドアとの固定に用いられる複数のナット4,4を板金3に溶接して一体化したナットプレート5(図6参照)を用い、ドアの車体に対する取付位置を調整可能とすることがある。この場合、ナットプレート5のドアへの取付位置を調整することで、ドアの設計を変更することなく、車体に対するドアの取付位置を調整することができる。
【0005】
このとき、ナットプレートは、車体に対して高い精度で位置決めする必要がある。例えば特許文献1には、ヒンジ側孔及びドア側孔にガイドピンを貫通させることにより、ヒンジとドアとの位置決めを行う位置決め治具が示されている。この位置決め治具のガイドピンを、ドア側孔とナットプレート側孔(ナットの内周)に貫通させれば、ナットプレートをドアに対して位置決めすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2007−186146号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、単にドア側孔とナットプレート側孔にガイドピンを貫通させるだけでは、ナットプレートのドアに対する位置決め精度を十分に高めることができない。すなわち、ナットプレートに設けられたナットの内径(雌ネジの山径)や2個のナット間のピッチは、製品ごとにバラツキ(公差)が生じる。この場合でも、ガイドピンをナットの内周に挿入可能とするために、ガイドピンの外径はナットの内径よりもやや小さめに設定する必要がある。従って、図7(a)に示すように、ガイドピン6の外径とナット4のネジ孔4aの内径との間に径差δが生じる。この径差δに起因して、ナット4の中心Mがガイドピン6の中心Nに対してずれる。しかも、ナット4はガイドピン6に対してどの方向にずれるか分からないため、図7(b)や(c)示すように、ナット4はガイドピン6に対してあらゆる方向にずれる可能性がある。その結果、ナットプレート5の位置決め精度が低下し、ドアの車体に対する取付精度を十分に高めることができない。
【0008】
上記のようなガイドピンとナットの径差δは加工上避けることができない。このため、従来は、ドアを車体に取り付けた後に、ドアの塑性変形等により車体に対する位置を調整していたが、このような調整工程を要することで、生産性の低下を招く。
【0009】
また、自動車の車体は、艤装される部品の重量や加工歪により、図8に誇張して示すように車体1全体が歪むことがある。このような車体1の歪みを考慮してドア(図8では図示省略)を取り付けるために、ナットプレート5を正規の位置(図8に点線で示す)から僅かに回転させた位置(図8に鎖線で示す)でドアに固定する必要が生じる場合がある。しかし、このように正規の位置から回転させたナットプレートの取付位置を、ドアごとに正確に再現することは難しいため、ナットプレートの位置決め精度が低下する恐れがある。
【0010】
本発明の解決すべき課題は、ナットプレートをドアに固定するにあたり、ナットプレートのドアに対する位置決め精度を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記課題を解決するために、本発明は、少なくとも2個のナットを有するナットプレートを、自動車のドアに対して位置決めするための治具であって、2個のナットの内周にそれぞれ挿入される一対のピンと、一対のピンをピッチ方向で互いに接近あるいは離反する方向に付勢する付勢手段とを備え、2個のナットの内周に挿入した一対のピンを、付勢手段により付勢してナットの内周に押し付けることにより、ナットプレートの位置決めを行うことを特徴とする。
【0012】
このように、本発明の位置決め治具は、2個のナットの内周に挿入した一対のピンをピッチ方向に付勢して各ナットの内周に押し付けることにより、ナットプレートを位置決めするものである。具体的には、例えば図3に示すように、一対のピン31,32を互いに接近する方向に付勢した場合、一対のピン31,32が、各ナット4,4の内周(ネジ孔4a,4a)のうち、ピッチ方向中心側の部分Pに押し付けられる。一方、図5に示すように、一対のピン31,32を互いに離反する方向に付勢した場合、一対のピン31,32が、各ナットの内周のうち、ピッチ方向外側の部分Qに押し付けられる。これにより、一対のピン31,32のピッチ方向と一対のナット4,4のピッチ方向とが一致し、ナットプレート5が回転方向で位置決めされる。尚、ピッチ方向とは、一対のピンあるいは一対のナットの中心同士を結ぶ方向のことを言う。
【0013】
また、本発明の位置決め治具によれば、上記のように、ピンをナットに対して常に一定の箇所PあるいはQで当接させることができるため、ピンに対してナットがずれる方向を当接箇所PあるいはQ側に限定することができる。このように、ピンとナットとの径差に起因して生じる両者のずれを所定方向に限定することで、図7のようにナットがガイドピンに対してあらゆる方向にずれ得る場合と比べて、ナットプレートの位置決め精度を高めることができる。
【0014】
位置決め治具に、固定ブラケットと、一対のピンが固定され、一対のピンと直交する平面内で固定ブラケットに対して回転可能である回転ブラケットとを設けることにより、車体の歪に合わせてナットプレートを回転させた位置で位置決めすることができる。この場合、固定ブラケットに対する回転ブラケットの回転量を管理することで、ナットプレートのドアに対する取付位置を正確に再現することができる。特に、本発明では、上記のように、一対のピンをナットの内周に押し付けることで、ナットプレートのピッチ方向と一対のピンのピッチ方向とを一致させることができるため、この状態で一対のピン及びナットプレートをピンと直交する平面内で回転させることで、ナットプレートの回転方向の位置決めを精度良く行うことができる。
【発明の効果】
【0015】
以上のように、本発明の位置決め治具によれば、ナットプレートのドアに対する位置決め精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施形態に係る位置決め治具の(a)正面図、(b)側面図、及び(c)上面図である。
【図2】上記の位置決め治具にナットプレートを取り付ける様子を示す正面図である。
【図3】上記の位置決め治具のピンをナットの内周に挿入した状態を示す正面図である。
【図4】上記の位置決め治具及びナットプレートを車体に装着する様子を示す断面図である。
【図5】他の実施形態に係る位置決め治具のピンをナットの内周に挿入した状態を示す正面図である。
【図6】ナットプレートの斜視図である。
【図7】(a)〜(c)は、従来のガイドピンをナットの内周に挿入した状態を示す正面図である。
【図8】車体に歪みが生じた状態を示す正面図である。
【図9】位置決め治具をドア組付用治具に固定した状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0018】
図1に、本発明の一実施形態に係る位置決め治具100を示す。この位置決め治具100は、ナットプレート5をドアの所定位置に溶接固定するにあたり、ナットプレート5をドアに対して所定位置に位置決めするためのものである。位置決め治具100は、複数種のドア構成部品を互いに溶接してドアを組み付けるための治具(図示省略)に固定される。具体的に、位置決め治具100は、ドア組付用治具に固定される固定ブラケット10と、固定ブラケット10に対して回転調整可能に取り付けられた回転ブラケット20と、一対のピン(基準ピン31及び可動ピン32)とを主に備える。
【0019】
固定ブラケット10には、ガイドピン40が設けられる。ガイドピン40は、一対のピン31,32と平行に設けられ、且つ、一対のピン31,32のピッチ方向中央部に設けられる。ガイドピン40は、図4に示すように、ドア構成部品2に形成された孔2cに嵌合挿入され、ドア構成部品2の位置決めを行う。
【0020】
回転ブラケット20は、回転部21と、回転部21上でスライド可能なスライド部22とを有する。回転部21は、固定ブラケット10に対してピン31,32と直交する平面内で回転可能に取り付けられる。本実施形態では、回転部21の回転中心がガイドピン40と一致するように設定される。具体的には、図1(a)に示すように、回転部21に、ガイドピン40を中心とした円弧状のガイド溝23を形成し、ガイド溝23を貫通した固定ピン24で回転部21を固定ブラケット10に取り付ける。これにより、回転部21は、ガイド溝23の延在方向、すなわち、ガイドピン40を中心とした方向の回転を許容された状態で、固定ブラケット10に取り付けられる。
【0021】
回転ブラケット20には、固定ブラケット10に対する回転を所定位置で規制する回転規制手段が設けられる。本実施形態では、回転部21及びスライド部22にそれぞれボルト25、26を設け、このボルト25,26を固定ブラケット10に当接させることで、回転ブラケット20の回転を規制している。このとき、各ボルト25,26の突出量により、回転ブラケット20の固定ブラケット10に対する回転量を管理することができる。例えば、図1(a)に示すように、ボルト25の頭部と回転部21との間にシム27を配し、このシム27の枚数で回転ブラケット20の回転量を管理することができる。すなわち、車種ごとにシム27の枚数を設定することで、回転ブラケット20の回転量を容易に再現することができる。
【0022】
スライド部22は、回転部21と一体に固定ブラケット10に対して回転可能に設けられ、且つ、回転部21に対して一対のピン31,32のピッチ方向でスライド可能に取り付けられる。本実施形態では、図1(b)及び(c)に示すように、回転部21に形成した直線状のガイド溝28,28と、スライド部22に設けたガイド29,29とを嵌合させることにより、スライド部22が回転部21に対してスライド可能に取り付けられる。
【0023】
回転部21には基準ピン31が設けられ、スライド部22には可動ピン32が設けられる。スライド部22が回転部21に対してスライドすることにより、可動ピン32が基準ピン31に対して接近あるいは離反する。すなわち、一対のピン31,32は、回転ブラケット20と共にガイドピン40を中心に回転可能であると共に、ピッチを変更可能とされる。
【0024】
位置決め治具100には、一対のピン31,32を互いに接近あるいは離反する方向に付勢する付勢手段が設けられる。本実施形態では、付勢手段として、スライド部22を回転部21に対してスライド方向に付勢するスプリング50が設けられる。このスプリング50の弾性力により、可動ピン32が基準ピン31に接近する方向に付勢される。
【0025】
以下、上記の位置決め治具100を用いて、ナットプレート5をドア構成部品2の所定位置に位置決めする手順を説明する。ナットプレート5は、図2に示すように、長板状の板金3の所定箇所に2個のナット4,4を溶接固定したものである(図2ではナット4,4が板金3の裏面に固定されている)。各ナット4にはネジ孔4aが形成され、板金3のネジ孔4aに対応した位置には貫通孔(図示省略)が形成される。板金3のナット4,4のピッチ方向中央部には、逃がし穴7が形成されている。本実施形態では、ドア構成部品2に2個のナットプレート5が上下に離隔した2箇所に固定される。
【0026】
まず、図9に示すように、2個の位置決め治具100を、ドア組付用治具のベース200上に固定する。ナットプレート5を装着する前の状態で、位置決め治具100の基準ピン31及び可動ピン32のピッチは、ナットプレート5のネジ孔4a,4aのピッチよりも狭くなっている(図2の鎖線参照)。詳しくは、基準ピン31及び可動ピン32のピッチ方向中心側の端部間の距離L1が、ネジ孔4a,4aのピッチ方向中心側の端部間の距離L2よりも小さく設定される(L1<L2)。また、位置決め治具100の回転ブラケット20は、固定ブラケット10に対して、車種ごとに設定された所定量だけ回転した状態で固定される。
【0027】
そして、位置決め治具100に、ナットプレート5を装着する。具体的には、図2に示すように、位置決め治具100の基準ピン31及び可動ピン32を、ナットプレート5に設けられたネジ孔4a,4aにそれぞれ挿入する。このとき、基準ピン31及び可動ピン32の先端のテーパ面をネジ孔4a,4aに挿入することで、テーパ面でガイドされて基準ピン31及び可動ピン32が互いに離反する。具体的には、テーパ面とネジ孔4a,4aの開口部が当接することで、スプリング50の弾性力に抗して可動ピン32が基準ピン31から離反する方向にスライドする(図2の白抜き矢印参照)。そして、基準ピン31及び可動ピン32のピッチとネジ孔4a,4aのピッチがおおよそ合ったら(詳しくは、上述の距離L1とL2とが一致したら)、ピン31,32がネジ孔4a,4aに挿入される。これと同時に、位置決め治具100のガイドピン40がナットプレート5の逃がし穴7に挿入される。尚、逃がし穴7の内径は、ガイドピン40の外径よりも十分に大きく形成されている。
【0028】
上記のように、位置決め治具100の基準ピン31及び可動ピン32をナットプレート5のナット4,4の内周に挿入すると、スプリング50の弾性力で可動ピン32が基準ピン31に接近する側に付勢され、基準ピン31及び可動ピン32でナットプレート5が挟持される(図3参照)。これにより、基準ピン31及び可動ピン32でナットプレート5が保持されると共に、基準ピン31及び可動ピン32のピッチ方向とナット4,4のピッチ方向とが一致する(図3の鎖線L参照)。尚、図3では、ナット4やガイド孔7の図示を省略すると共に、ネジ孔4aとピン31,32の径差を誇張して示している。
【0029】
その後、ナットプレート5が装着された一対の位置決め治具100に、上下方向を水平方向としてドア構成部品2をセットする(図9参照)。具体的には、図4に示すように、ナットプレート5を貫通させた位置決め治具100のガイドピン40を、ドア構成部品2に設けられた上下一対の固定孔2c、2cに挿入する。ガイド孔2cの内径は、位置決め治具100のガイドピン40の外径とほぼ同じか僅かに大径に設定され、これらが嵌合することでドア構成部品2が位置決め治具100に対して位置決めされる。これと同時に、位置決め治具100のピン31,32が、ドア構成部品に設けられた孔2a,2bに挿入される。尚、孔2a,2bの内径は、ピン31,32の外径よりも十分に大きく形成されている。この状態で、ドア組付用の治具にセットされたその他の部品と共に、ナットプレート5がドア構成部品2に対して溶接・固定される。
【0030】
以上のように、基準ピン31と可動ピン32をナット4,4のネジ孔4a,4aに挿入した状態で、基準ピン31及び可動ピン32をネジ孔4a,4aに押し付けることにより、ピン31,32のピッチ方向とナット4,4のピッチ方向とを一致させた状態でナットプレート5を保持することができる。これにより、ナットプレート5が回転方向で精度良く位置決めされる。
【0031】
また、ピン31,32をネジ孔4a,4aに押し付けることにより、ピン31,32とナット4,4とを常に一定の箇所Pで当接させることができる(図3参照)。これにより、ナット4,4がピン31,32に対してずれる方向を当接箇所P側に限定することができる。従って、ナットがピンに対してあらゆる方向にずれる可能性がある従来の方法(図7参照)と比べて、ナットプレート5の位置決め精度を高めることができる。
【0032】
また、ピン31,32を有する回転ブラケット10を、固定ブラケット10に対してピン31,32と直交する平面内で回転可能とすることで、車体1の歪に合わせてドア構成部品2に対するナットプレート5の取付位置を回転させて微調整することができる。このとき、回転ブラケット20の固定ブラケット10に対する回転中心を、ドア構成部品2との位置決め基準となるガイドピン40に設定することで、回転ブラケット20の回転量が正確に設定される。さらに、本発明では、上記のように、ピン31,32のピッチ方向とナット4,4のピッチ方向とを一致させているため、固定ブラケット10に対する回転ブラケット20の回転方向の位置精度を、ナットプレート5に精度良く反映させることができるため、ナットプレート5をドア構成部品2に対して高精度に位置決めすることができる。
【0033】
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、基準ピン31及び可動ピン32をナット4,4の内周に挿入した状態で、可動ピン32を基準ピン31に接近させてナット4,4に当接させた場合を示したが、これに限らず、図5に示すように、可動ピン32を基準ピン31から離反させてナット4,4に当接させることにより、ナットプレート5を位置決めしてもよい。
【0034】
また、上記の実施形態では、付勢手段としてスプリング50が用いられているが、基準ピン31と可動ピン32とを接近あるいは離反させる方向に付勢するものであれば限定されず、板バネや磁石、あるいはシリンダ等の適宜の手段を用いることができる。
【0035】
また、上記の実施形態では、回転ブラケット20の回転規制手段として、ボルト25,26,及びシム27が設けられているが、これに限られない。例えば、ガイド溝23に挿入した固定ピン24を締め付けて回転ブラケット20の回転を規制可能とすることもできる。この場合、ガイド溝23内の基準点(例えば中央部)に対する固定ピン24の位置によって、回転ブラケット20の回転量を管理することができる。
【0036】
また、上記の実施形態では、2個のナットを有するナットプレートを位置決めする場合を示したが、本発明の位置決め治具は、3個以上のナットを有するナットプレートを位置決めする場合にも適用可能である。この場合、3個以上のナットのうち、2個のナットの内周に一対のピンを挿入して、位置決めを行う。
【符号の説明】
【0037】
2 ドア構成部品
3 板金
4 ナット
4a ネジ孔
5 ナットプレート
10 固定ブラケット
20 回転ブラケット
21 回転部
22 スライド部
23 ガイド溝
24 固定ピン
25,26 ボルト
27 シム
31 基準ピン
32 可動ピン
40 ガイドピン
50 スプリング(付勢手段)
100 位置決め治具

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも2個のナットを一体に有するナットプレートを、自動車のドアに対して位置決めするための治具であって、
2個のナットの内周にそれぞれ挿入される一対のピンと、一対のピンをピッチ方向で互いに接近あるいは離反する方向に付勢する付勢手段とを備え、
2個のナットの内周に挿入した一対のピンを付勢手段で付勢してナットの内周に押し付けることにより、ナットプレートの位置決めを行うことを特徴とするナットプレートの位置決め治具。
【請求項2】
固定ブラケットと、前記一対のピンが固定され、前記一対のピンと直交する平面内で固定ブラケットに対して回転可能である回転ブラケットとを設けた請求項1記載の位置決め治具。

【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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