(57)【要約】【課題】自動車のドア等の部品をロボットの動作等によって自動で把持する際に、部品の姿勢のばらつきにかかわらず、部品把持装置による正確な部品の把持を行う。【解決手段】係合ピン３１をドア３に係合させた状態でドア３を把持するマテハン装置２１を支持するためのフローティングユニット２０であって、マテハン装置２１を支持する支持本体部７０と、支持本体部７０をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の各方向に移動可能に支持するＸ方向シフト機構部７１、Ｙ方向シフト機構部７２およびＺ方向シフト機構部７３と、支持本体部７０をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の各方向を中心軸方向として回動可能に支持するＸ軸回動機構部７４、Ｙ軸回動機構部７５およびＺ軸回動機構部７６とを有する。【選択図】図４
2020131355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の部品に係合する係合部を有し前記係合部を前記部品に係合させた状態で前記部品を把持する部品把持装置を支持するための部品把持装置用支持装置であって、
前記部品把持装置を支持する支持本体部と、
前記支持本体部を第１の方向に移動可能に支持する第１シフト機構部と、
前記支持本体部を前記第１の方向に直交する第２の方向に移動可能に支持する第２シフト機構部と、
前記支持本体部を前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向に移動可能に支持する第３シフト機構部と、
前記支持本体部を前記第１の方向を中心軸方向として回動可能に支持する第１回動機構部と、
前記支持本体部を前記第２の方向を中心軸方向として回動可能に支持する第２回動機構部と、
前記支持本体部を前記第３の方向を中心軸方向として回動可能に支持する第３回動機構部と、を有する
部品把持装置用支持装置。
【請求項２】
前記第１シフト機構部、前記第２シフト機構部、および前記第３シフト機構部は、それぞれ前記支持本体部を移動可能に支持する方向について前記支持本体部の移動を停止させるシフトロック機構を有し、
前記第１回動機構部、前記第２回動機構部、および前記第３回動機構部は、それぞれ前記支持本体部を回動可能に支持する回動方向について前記支持本体部の回動を停止させる回動ロック機構を有する
請求項１に記載の部品把持装置用支持装置。
【請求項３】
前記第３の方向は上下方向であり、
前記第２回動機構部は、伸縮方向が前記第３の方向に対して傾斜した傾斜方向となるように設けられたシリンダ機構を有し、前記シリンダ機構の伸縮動作により、前記第２の方向に沿う所定の回動軸により回動可能に支持された前記支持本体部を、前記回動軸を中心とした回動についてフローティング支持する
請求項１または請求項２に記載の部品把持装置用支持装置。
【請求項４】
車体に取り付けられたドアを取り外すための車両用ドア取外し装置であって、
前記ドアに係合する係合部と、前記ドアを把持するための把持部と、を有し、前記係合部を前記ドアに係合させた状態で前記把持部により前記ドアを把持する部品把持装置と、
前記部品把持装置を支持するための部品把持装置用支持装置と、を備え、
前記部品把持装置用支持装置は、
前記部品把持装置を支持する支持本体部と、
前記支持本体部を第１の方向に移動可能に支持する第１シフト機構部と、
前記支持本体部を前記第１の方向に直交する第２の方向に移動可能に支持する第２シフト機構部と、
前記支持本体部を前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向に移動可能に支持する第３シフト機構部と、
前記支持本体部を前記第１の方向を中心軸方向として回動可能に支持する第１回動機構部と、
前記支持本体部を前記第２の方向を中心軸方向として回動可能に支持する第２回動機構部と、
前記支持本体部を前記第３の方向を中心軸方向として回動可能に支持する第３回動機構部と、を有する
車両用ドア取外し装置。
【請求項５】
前記部品把持装置用支持装置に取り付けられる取付基部と、
前記取付基部に移動可能に支持され、前記ドアを前記車体に支持するための締結部品に係合して前記締結部品の締結を解除する締結解除装置と、を有する締結解除ユニットをさらに備える
請求項４に記載の車両用ドア取外し装置。
【請求項６】
前記ドアに対する係止部を有し、前記係止部を前記ドアの所定の部位に係止させた状態で、前記部品把持装置用支持装置とともに移動することで、前記ドアを開けるドア開き装置をさらに備える
請求項４または請求項５に記載の車両用ドア取外し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のドア等の部品の取外しの際にロボットに取り付けられる部品把持装置を支持するための部品把持装置用支持装置および車両用ドア取外し装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の製造工程では、車体にドアが取り付けられた状態で塗装工程が行われた後、車体やドアに対する部品の組付け等を行うため、車体から一旦ドアを取り外すドア取外し工程が行われる。ドア取外し工程に関しては、従来、ロボットの動作により、車体に取り付けられているドアを把持し、車体から取り外されたドアを所定の場所まで移動させる技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１には、第１アームおよび第２アームを備えた双腕ロボットを含むドア取外しシステムが開示されている。第１アームおよび第２アームは、それぞれ先端部にドアを把持するための部品把持装置としての把持治具を有する。
【０００４】
特許文献１のドア取外しシステムにおいては、一方のアームによってドアが開かれ、各アームの把持治具が有するドア把持パッドが、ドアのインナパネルに設けられた開口部に係合することで、双腕ロボットの２つのアームによってドアが把持される。その後、車体にドアを支持するヒンジに対するドアのボルト締結が解除され、双腕ロボットにより把持されたドアが、２つのアームの協調動作によって移動させられ、所定の場所まで運搬される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１４００２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、自動車の車両特性として、ドアの開き角度によって、ドアの姿勢が３次元的に変化するということがある。ドアの姿勢の変化の指標としては、例えば、ドアが車体に取り付けられた状態を基準として、車体の後面視でのドアの回転方向（ドアが左右に倒れる面倒れの方向）の移動量や、車体の側面視でのドアの回転方向（面回転の方向）の移動量等がある。
【０００７】
また、ロボットによって自動でドアを開く場合、例えば車体の搬送ライン上における姿勢のばらつきが存在すること等により、ドアの開き角度を常に同じ角度にすることは困難である。つまり、ロボットによるドア開き動作においては、開いた状態のドアが、ロボットに支持された部品把持装置による把持対象となるが、車体の姿勢のばらつき等により、開いた状態のドアの姿勢を常に同じ姿勢とすることは困難である。こうしたドアの開き角度によるドアの姿勢の変化の態様は、フロントドアとリアドアとの間でも異なる。
【０００８】
このように、ロボットによってドア開き動作を行う構成においては、ドアの開き角度によってドアの姿勢がばらつくため、車体の搬送ライン上において部品把持装置の係合部による係合を受けるドアの被係合部の位置がばらつくことになる。このため、例えばティーチングにより作成された所定のプログラムに基づいて所定の動作を行うロボットによってドアの把持を行うに際し、ロボットの動作によって所定の位置に移動させられる部品把持装置の係合部に対して、ドア側の被係合部の位置がずれる場合が生じる。
【０００９】
ロボット側の部品把持装置の係合部とドア側の被係合部との位置がずれることは、次のような不具合の原因となり得る。すなわち、部品把持装置の係合部等がドアに干渉し、ドアに傷が付く可能性がある。また、部品把持装置によるドアの把持が正常に行われず、ドアの把持状態において意図せぬ負荷がドアに作用した状態となる。かかる状態においては、例えばヒンジに対するボルト締結が解除されることにより負荷が開放されることにともない、ドアがその周囲の部品（例えばフェンダやピラー等）に干渉し、これらの部品に傷等の悪影響を及ぼす可能性がある。
【００１０】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、自動車のドア等の部品をロボットの動作等によって自動で把持する際に、部品の姿勢のばらつきにかかわらず、部品把持装置による正確な部品の把持を行うことができる部品把持装置用支持装置および車両用ドア取外し装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る部品把持装置用支持装置は、所定の部品に係合する係合部を有し前記係合部を前記部品に係合させた状態で前記部品を把持する部品把持装置を支持するための部品把持装置用支持装置であって、前記部品把持装置を支持する支持本体部と、前記支持本体部を第１の方向に移動可能に支持する第１シフト機構部と、前記支持本体部を前記第１の方向に直交する第２の方向に移動可能に支持する第２シフト機構部と、前記支持本体部を前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向に移動可能に支持する第３シフト機構部と、前記支持本体部を前記第１の方向を中心軸方向として回動可能に支持する第１回動機構部と、前記支持本体部を前記第２の方向を中心軸方向として回動可能に支持する第２回動機構部と、前記支持本体部を前記第３の方向を中心軸方向として回動可能に支持する第３回動機構部と、を有するものである。
【００１２】
また、本発明に係る部品把持装置用支持装置の他の態様は、前記部品把持装置用支持装置において、前記第１シフト機構部、前記第２シフト機構部、および前記第３シフト機構部は、それぞれ前記支持本体部を移動可能に支持する方向について前記支持本体部の移動を停止させるシフトロック機構を有し、前記第１回動機構部、前記第２回動機構部、および前記第３回動機構部は、それぞれ前記支持本体部を回動可能に支持する回動方向について前記支持本体部の回動を停止させる回動ロック機構を有するものである。
【００１３】
また、本発明に係る部品把持装置用支持装置の他の態様は、前記部品把持装置用支持装置において、前記第３の方向は上下方向であり、前記第２回動機構部は、伸縮方向が前記第３の方向に対して傾斜した傾斜方向となるように設けられたシリンダ機構を有し、前記シリンダ機構の伸縮動作により、前記第２の方向に沿う所定の回動軸により回動可能に支持された前記支持本体部を、前記回動軸を中心とした回動についてフローティング支持するものである。
【００１４】
本発明に係る車両用ドア取外し装置は、車体に取り付けられたドアを取り外すための車両用ドア取外し装置であって、前記ドアに係合する係合部と、前記ドアを把持するための把持部と、を有し、前記係合部を前記ドアに係合させた状態で前記把持部により前記ドアを把持する部品把持装置と、前記部品把持装置を支持するための部品把持装置用支持装置と、を備え、前記部品把持装置用支持装置は、前記部品把持装置を支持する支持本体部と、前記支持本体部を第１の方向に移動可能に支持する第１シフト機構部と、前記支持本体部を前記第１の方向に直交する第２の方向に移動可能に支持する第２シフト機構部と、前記支持本体部を前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向に移動可能に支持する第３シフト機構部と、前記支持本体部を前記第１の方向を中心軸方向として回動可能に支持する第１回動機構部と、前記支持本体部を前記第２の方向を中心軸方向として回動可能に支持する第２回動機構部と、前記支持本体部を前記第３の方向を中心軸方向として回動可能に支持する第３回動機構部と、を有するものである。
【００１５】
また、本発明に係る車両用ドア取外し装置の他の態様は、前記車両用ドア取外し装置において、前記部品把持装置用支持装置に取り付けられる取付基部と、前記取付基部に移動可能に支持され、前記ドアを前記車体に支持するための締結部品に係合して前記締結部品の締結を解除する締結解除装置と、を有する締結解除ユニットをさらに備えるものである。
【００１６】
また、本発明に係る車両用ドア取外し装置の他の態様は、前記車両用ドア取外し装置において、前記ドアに対する係止部を有し、前記係止部を前記ドアの所定の部位に係止させた状態で、前記部品把持装置用支持装置とともに移動することで、前記ドアを開けるドア開き装置をさらに備えるものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、自動車のドア等の部品をロボットの動作等によって自動で把持する際に、部品の姿勢のばらつきにかかわらず、部品把持装置による正確な部品の把持を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る部品把持装置用支持装置および車両用ドア取外し装置の適用例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車両用ドア取外し装置によるドアの把持状態を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るドアの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るドア取外し装置を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るドア取外し装置を示す正面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るドア取外し装置を示す平面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るドア取外し装置を示す側面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るドア取外し装置を示す分解斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るマテハン装置の背面側からの斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るマテハン装置の正面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るマテハン装置の左側面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るマテハン装置の右側面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係るマテハン装置の平面図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係るマテハン装置のクランプ機構部を示す斜視図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係るマテハン装置のクランプ機構部を示す側面図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係るマテハン装置のクランプ機構部の動作状態を示す側面図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係るマテハン装置によるドアの把持状態を示す模式図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係るフローティングユニットを示す正面側斜視図である。
【図１９】本発明の一実施形態に係るフローティングユニットを示す背面側斜視図である。
【図２０】本発明の一実施形態に係るフローティングユニットを示す側面図である。
【図２１】本発明の一実施形態に係るフローティングユニットを示す分解斜視図である。
【図２２】本発明の一実施形態に係るナットランナユニットを示す斜視図である。
【図２３】本発明の一実施形態に係るナットランナユニットを示す側面図である。
【図２４】本発明の一実施形態に係るナットランナユニットを示す背面図である。
【図２５】本発明の一実施形態に係るドア開きアームを示す斜視図である。
【図２６】本発明の一実施形態に係るドア開きアームを示す平面図である。
【図２７】本発明の一実施形態に係るドア開きアームを示す側面図である。
【図２８】本発明の一実施形態に係るドア開きアームを示す底面図である。
【図２９】図２６におけるＩ−Ｉ線切断部端面図である。
【図３０】本発明の一実施形態に係る第１サブユニットの正面図である。
【図３１】本発明の一実施形態に係る第１サブユニットの平面図である。
【図３２】本発明の一実施形態に係る第１サブユニットの側面図である。
【図３３】図３０におけるＡ−Ａ線切断部端面図である。
【図３４】図３０におけるＢ−Ｂ線切断部端面図である。
【図３５】本発明の一実施形態に係る第１サブユニットの一部分解斜視図である。
【図３６】本発明の一実施形態に係る第２サブユニットの正面図である。
【図３７】本発明の一実施形態に係る第２サブユニットの背面図である。
【図３８】本発明の一実施形態に係る第２サブユニットの平面図である。
【図３９】本発明の一実施形態に係る第２サブユニットの側面図である。
【図４０】図３６におけるＣ−Ｃ線切断部端面図である。
【図４１】図３６におけるＤ−Ｄ線切断部端面図である。
【図４２】本発明の一実施形態に係る第２サブユニットの前方斜視図である。
【図４３】本発明の一実施形態に係る第２サブユニットの一部分解斜視図である。
【図４４】本発明の一実施形態に係る第３サブユニットの正面図である。
【図４５】本発明の一実施形態に係る第３サブユニットの平面図である。
【図４６】本発明の一実施形態に係る第３サブユニットの側面図である。
【図４７】図４４におけるＥ−Ｅ線切断部端面図である。
【図４８】図４６におけるＦ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｊ−Ｋ線組合せ切断部端面図である。
【図４９】本発明の一実施形態に係る第３サブユニットの前方斜視図である。
【図５０】本発明の一実施形態に係るＸ方向シフト機構部を示す上方斜視図である。
【図５１】本発明の一実施形態に係るＹ軸回動機構部の構成の一部を示す後方斜視図である。
【図５２】本発明の一実施形態に係るＹ軸回動センタリング機構の構成を示す背面断面図である。
【図５３】本発明の一実施形態に係るＺ軸回動機構部の正面図である。
【図５４】本発明の一実施形態に係るＺ軸回動機構部の平面図である。
【図５５】図５４におけるＬ−Ｌ線切断部端面図である。
【図５６】図５４におけるＭ−Ｍ線切断部端面図である。
【図５７】本発明の一実施形態に係るＺ軸回動機構部の分解斜視図である。
【図５８】本発明の一実施形態に係るドア取外し装置およびフローティングユニットの動作説明図である。
【図５９】自動車のドアの開き角度による姿勢の変化についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、例えば車体に取り付けられたドアを取り外すための車両用ドア取外し装置において、部品としてのドアを把持する部品把持装置を支持する支持装置の構成を工夫することにより、部品把持装置の３次元的なフローティング支持を可能とするものである。これにより、本発明は、ロボットの動作等によって自動で部品を把持する際に、部品の姿勢のばらつきにかかわらず、部品把持装置による正確な部品の把持を可能とするものである。以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
本実施形態では、部品把持装置用支持装置により支持される部品把持装置による把持の対象部品を、自動車のドア（サイドドア）とする場合を例にとって説明する。すなわち、図１および図２に示すように、本実施形態に係る部品把持装置用支持装置としてのフローティングユニット２０は、所定の部品であるドア３を把持する部品把持装置としてのマテハン（マテリアル・ハンドリング）装置２１を支持するための支持装置である。そして、本実施形態では、フローティングユニット２０が、自動車のドア３を取り外す車両用ドア取外し装置（以下「ドア取外し装置」とする。）１に適用された場合を例にとって説明する。
【００２１】
図１および図２に示すように、本実施形態に係るドア取外し装置１は、自動車の車体２に取り付けられたドア３を取り外すための装置である。自動車の製造工程では、車体２にドア３が取り付けられた状態で塗装工程が行われた後、車体２およびドア３それぞれに対する部品の組付け等を行うため、車体２から一旦ドア３を取り外すドア取外し工程が行われる。図１は、ドア取外し工程が行われる設備の一例を示している。
【００２２】
図１に示すように、ドア取外し装置１は、ロボット４に取り付けられ、ロボット４の動作により移動操作される。ドア取外し工程においては、ロボット４の動作によりドア３に近付けられたドア取外し装置１が、ドア３を把持するとともに車体２からドア３を取り外し、車体２から取り外されたドア３が、ロボット４の動作によって所定の場所まで移動させられる。ドア取外し装置１とロボット４とを含む構成により、ドア取外しシステムが構成されている。
【００２３】
図１に示す例では、車体２に取り付けられた前後左右の４つのドア３のそれぞれに対して、車体２からドア３を取り外すための装置構成が設けられている。すなわち、１つの車体２が有するドア３の数に対応して、ドア取外し装置１が取り付けられたロボット４が４組設けられている。図１において、車体２の右側の２つのドア３（３Ｒ）は、車体２から取り外される前の状態であり、車体２の左側の２つのドア３（３Ｌ）は、車体２から取り外された後の状態となっている。各ドア３を取り外すための装置構成は、左右方向について対称的である点を除き共通の構成を備えたものであるため、以下の説明では、車体２に取り付けられた４つのドア３のうち右側のフロントドアであるドア３（３Ａ）に対して設けられた装置構成を例にとって説明する。
【００２４】
ドア取外し工程が行われる製造ラインにおいては、車体搬送装置により車体２が所定の方向に搬送される。図１に示すように、車体搬送装置は、車体２の搬送方向に配された図示せぬレールに対して車輪等を介して吊り下げられた搬送ハンガー５によって車体２を支持した状態で搬送する。
【００２５】
搬送ハンガー５は、略矩形枠状のサイドフレーム５ａと、左右のサイドフレーム５ａの下端部の内側に設けられた支持フレーム５ｂと、サイドフレーム５ａの上側に設けられた上部フレーム５ｃとを有する。搬送ハンガー５に対し、車体２は、左右のサイドフレーム５ａ間における支持フレーム５ｂ上に載置支持される。車体搬送装置は、車体２を支持した搬送ハンガー５を、車体２の搬送経路の上流側から下流側に移動させ、ドア３の取外しが行われる所定のドア取外し位置にて一時的に停止させる。なお、車体２を搬送するための車体搬送装置の構成は、特に限定されるものではない。車体搬送装置としては、本実施形態のような搬送ハンガー５による吊下げ式の構成のほか、例えば、床面に設けられたフロア台車を用いたフロア台車式の構成のもの等が採用される。
【００２６】
ロボット４は、ドア取外し装置１を支持し移動させるための構成である。すなわち、ロボット４は、ドア取外し位置で停止した搬送ハンガー５に支持された状態の車体２に対して、ドア取外し装置１の位置および姿勢を変化させる移動装置として機能する。
【００２７】
ロボット４は、ベース部４ａと、ベース部４ａ上に設けられたロボットアーム部４ｂとを有し、様々な位置および角度に姿勢制御されるフレキシブルなロボットアーム（多関節ロボット）として構成されている。ロボットアーム部４ｂの動作により、その可動範囲においてドア取外し装置１が３次元的に任意の方向に移動する。ロボット４は、例えば、６つの関節を有する６軸ロボットである。
【００２８】
ロボット４は、ロボット４の動作等を制御する制御部に接続されており、制御部からの制御信号を受けて動作する。ロボット４の制御部は、例えばプログラムによって様々な数値計算、情報処理、機器制御等を行う中央処理装置（ＣＰＵ）や、主記憶装置である半導体メモリ等を備えている。ロボット４の制御部は、例えばティーチングにより作成された所定のプログラムに基づく動作をロボット４に行わせる。ロボット４の動作により、車体２に対するドア取外し装置１の位置や向き（姿勢）が制御され、車体２からドア３が取り外される。
【００２９】
次に、ドア取外し装置１による取外しの対象となるドア３について説明する。図１から図３に示すように、ドア３は、車体２に取り付けられる部分となるドア本体部３ａと、ドア本体部３ａの上側に形成された窓枠部３ｂとを有する。ドア３は、ドア３の外側の部分を構成するドアアウタパネル６と、ドア３の内側の部分を構成するドアインナパネル７とを有し、これらのパネル間にはドア内空間３ｃが形成されている。ドア３の前端部には、ドア３が閉じた状態で略前後方向を厚さ方向とする板状の部分であるドア前側壁部３ｄが形成されている（図３、図１７参照）。
【００３０】
ドア３は、車体２に対する回動動作によって、車体２に形成されたドア開口部２ａを開閉する（図２参照）。ドア開口部２ａは、車体２におけるリア側のドア開口部の場合、例えば、車体２を構成するルーフパネル８の左右の側縁に沿うルーフサイドレール９、ルーフサイドレール９の中間部から略上下方向に延設されたセンターピラー１０、センターピラー１０の前方に設けられたフロントピラー１１、車体の下部において前後方向に延設されたロッカ（サイドシル）１２等により形成される。
【００３１】
図３に示すように、ドア３は、車体２に対して、ヒンジ部１３により略上下方向に沿う所定の回転軸を中心に回動可能に取り付けられており、その回動動作によって、車体２のドア開口部２ａを開閉する。ヒンジ部１３は、ドア３の前端部と車体２との間において上下２箇所に設けられている。
【００３２】
ヒンジ部１３は、車体２側に固定された車体側片１４と、ドア３側に固定されたドア側片１５と、これらを略上下方向に貫通して互いに軸支する枢軸１６とを有する。ドア側片１５は、ドア前側壁部３ｄに対して、ヒンジボルト１７により固定されている。ドア側片１５は、本来上下２本のヒンジボルト１７によりドア前側壁部３ｄに固定されるものであるが、ドア取外し工程に際して、ドア側片１５は、１本のヒンジボルト１７によりドア前側壁部３ｄに仮固定されている。図３には、上側のヒンジボルト１７によりドア側片１５を仮固定した状態を示している。
【００３３】
また、ドア取外し工程が行われる製造ラインにおいては、搬送ハンガー５による車体２の搬送経路の両側に、開いた状態のドア３をその開位置で保持するドア開位置保持装置１８が設けられている。ドア開位置保持装置１８は、搬送ハンガー５に支持された状態の車体２に対して開いた状態のドア３を下側から支持できる位置に設けられる。図１に示す例では、ドア開位置保持装置１８は、車体２に取り付けられた前後左右の４つのドア３のそれぞれに対して設けられている。
【００３４】
ドア開位置保持装置１８は、床面上に設置されたボックス状の本体部１８ａと、本体部１８ａの上面１８ｂに対して上下方向に移動可能に設けられた移動支持部１９とを有する。移動支持部１９は、例えばエアシリンダ機構等の移動機構により、本体部１８ａの上面１８ｂから出没するように設けられている。移動支持部１９は、ブロック状の部分であり、その上面を、ドア３に対して下方から当接する支持面１９ａとする。移動支持部１９は、ドア３の下端縁に対して、開いた状態での外側（閉じた状態での後側）寄りの部位に当接する。支持面１９ａは、ウレタンゴム等の弾性材により形成されている。
【００３５】
ドア開位置保持装置１８は、移動支持部１９を下側に位置させた非作動状態で、開いたドア３に干渉しないように設けられている。そして、ロボット４の動作によってドア３が開かれた後、本体部１８ａの上面１８ｂから移動支持部１９を上方に突出させて作動状態となり、下側から支持面１９ａをドア３に当接させ、開状態のドア３の位置を保持する。
【００３６】
本実施形態に係るドア取外し装置１について説明する。図４から図８に示すように、ドア取外し装置１は、部品把持装置としてのマテハン装置２１と、部品把持装置用支持装置としてのフローティングユニット２０と、締結解除ユニットとしてのナットランナユニット２２と、ドア開き装置としてのドア開きアーム２３とを備える。
【００３７】
ドア取外し装置１は、ロボットアーム部４ｂの先端側に設けられた回動支持ユニット２５に取り付けられる。回動支持ユニット２５は、ロボットアーム部４ｂの手首部分を構成するものであり、ロボットアーム部４ｂの本体側に取り付けられるアーム部２６と、アーム部２６に対して所定の回動軸により回動可能に支持された回動部２７と、回動部２７の先端側（下端側）に設けられたアタッチメントプレート２８とを有する。アタッチメントプレート２８は、後述するようにフローティングユニット２０が取り付けられる部分となる。
【００３８】
ドア取外し装置１は、回動支持ユニット２５にフローティングユニット２０を支持させるとともに、フローティングユニット２０に、マテハン装置２１、ナットランナユニット２２およびアーム２３を支持する。特に、フローティングユニット２０は、マテハン装置２１およびナットランナユニット２２を３次元的にフローティング支持するように構成されている。すなわち、ドア取外し装置１は、ロボットアーム部４ｂに対して、フローティングユニット２０を介してマテハン装置２１およびナットランナユニット２２を３次元的にフローティング支持する。
【００３９】
［マテハン装置の構成］
マテハン装置２１について、図９から図１６を参照して説明する。なお、マテハン装置２１においては、図１０に示す側を前側（正面側）、その反対側（例えば図１１における右側）を後側、図１０における右側を左側、図１０における左側を右側とする。
【００４０】
マテハン装置２１は、ロボット４の動作により、ドア３に対して所定の位置に移動し、ドア３を把持する装置である。マテハン装置２１は、ドア３に係合する係合部としての係合ピン３１を有し係合ピン３１をドア３に係合させた状態でドア３を把持する。マテハン装置２１は、係合ピン３１と、ドア３を把持するための把持部としてのクランプ機構部３２とを有し、係合ピン３１をドア３に係合させた状態でクランプ機構部３２によりドア３を把持する。
【００４１】
マテハン装置２１は、枠状のマテハン本体部３３を有し、マテハン本体部３３に、係合ピン３１およびクランプ機構部３２を支持する。マテハン本体部３３は、いずれも矩形状の横断面形状を有する上下・左右のフレーム部３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを有し、これらのフレーム部により矩形枠状の外形をなす。また、マテハン本体部３３において、左フレーム部３３ｃと右フレーム部３３ｄの間の位置には、２本の縦フレーム部３３ｅ，３３ｆが、所定の間隔を隔てて平行状に、上フレーム部３３ａと下フレーム部３３ｂとの間に架設されている。
【００４２】
マテハン装置２１において、係合ピン３１は、左右両側の２箇所に設けられている。本実施形態では、一方の（右側の）係合ピン３１Ａは、マテハン本体部３３の右上の角部近傍の外側（右側）の位置に設けられている。係合ピン３１Ａは、マテハン本体部３３の右フレーム部３３ｄの上端部に対して、支持ステー３４を介して固定状態で支持されている。
【００４３】
また、他方の（左側の）係合ピン３１Ｂは、マテハン本体部３３の左上の角部近傍の内側（右側）の位置に設けられている。係合ピン３１Ｂは、左側の縦フレーム部３３ｅの上部に対して、支持ステー３５を介して固定状態で支持されている。なお、本実施形態では、係合ピン３１は、マテハン本体部３３における左右両側の２箇所に設けられているが、マテハン装置２１が有する係合ピン３１の数や配設位置は特に限定されるものではない。
【００４４】
マテハン装置２１において、係合ピン３１は、マテハン本体部３３に対して前方の位置に支持されており、前方に向けて突出している。係合ピン３１は、前後方向を中心軸方向とする略円筒状の外形を有するとともに、前側の部分を、前側を尖端側としたテーパ形状のテーパ部３１ｃとする。係合ピン３１のテーパ部３１ｃよりも後側の部分は、一定外径の筒形状に沿う筒状部３１ｄとなっている。
【００４５】
このようなマテハン装置２１の２本の係合ピン３１に対し、ドア３においては、ドアインナパネル７に、各係合ピン３１が挿入される係合孔７ａが形成されている（図３、図１７参照）。係合孔７ａは、例えば、ドアインナパネル７とルーフパネル８との間の位置決め用の基準孔である。係合孔７ａは、係合ピン３１の外径と略同じ孔径を有し、係合ピン３１の筒状部３１ｄをほぼ隙間なく挿入させる。２つの係合ピン３１は、ドアインナパネル７の２つの係合孔７ａの位置に対応して設けられている。ただし、係合孔７ａは、係合ピン３１係合用に別途形成されたものであってもよい。
【００４６】
ロボット４の動作によってマテハン装置２１がドア３に対してドアインナパネル７側から近付くことで、２本の係合ピン３１が略同時に係合孔７ａに挿入される。マテハン装置２１は、２本の係合ピン３１をそれぞれ係合孔７ａに挿入することで、ドア３に係合し、ドア３の面回転の方向について対して位置決めされた状態（相対回転不能な状態）となる。ここで、ドア３の面回転の方向は、ドア３が閉じた状態での車体２の側面視でのドア３の回転方向であり、ドア３に係合した状態のマテハン装置２１の前後方向（例えば図１１における左右方向）を回転軸方向とするドア３の回転方向と略同じである。
【００４７】
マテハン装置２１において、クランプ機構部３２は、矩形枠状のマテハン本体部３３において、その四隅近傍の部位の４箇所に設けられている。本実施形態では、４つのクランプ機構部３２のうち、上フレーム部３３ａと左フレーム部３３ｃとの角部近傍に位置する第１のクランプ機構部３２Ａは、上フレーム部３３ａの左端部に設けられている。また、上フレーム部３３ａと右フレーム部３３ｄとの角部近傍に位置する第２のクランプ機構部３２Ｂは、右フレーム部３３ｄの上端部に設けられている。
【００４８】
また、下フレーム部３３ｂと左フレーム部３３ｃとの角部近傍に位置する第３のクランプ機構部３２Ｃは、下フレーム部３３ｂの左端部に設けられている。また、下フレーム部３３ｂと右フレーム部３３ｄとの角部近傍に位置する第４のクランプ機構部３２Ｄは、下フレーム部３３ｂの右側寄りの部分に設けられている。なお、本実施形態では、クランプ機構部３２は、マテハン本体部３３における四隅近傍の４箇所に設けられているが、マテハン装置２１が有するクランプ機構部３２の数や配設位置は特に限定されるものではない。
【００４９】
クランプ機構部３２について、図１４から図１７を参照して説明する。図１４から図１６に示すように、クランプ機構部３２は、エアシリンダ３６と、エアシリンダ３６の伸縮により動作するクランプ部３７と、支持プレート３８とを有し、エアシリンダ３６をアクチュエータとしたクランプユニットとして構成されている。
【００５０】
エアシリンダ３６は、片ロッド型かつ複動型のシリンダ機構であり、略四角筒状のシリンダ本体４１と、シリンダ本体４１に対して往復動作するピストンロッド４２とを有する。エアシリンダ３６は、シリンダ本体４１内からその側面に臨む給排ポートに連通した給排ノズル４３を有し、図示せぬエア供給源からのエアの供給を受ける。エアシリンダ３６は、給排ノズル４３からのシリンダ本体４１内に対するエアの給排により、シリンダ本体４１に対してピストンロッド４２を往復動作させて伸縮動作するように構成されている。
【００５１】
クランプ部３７は、エアシリンダ３６の伸縮動作により回動するクランプアーム４４と、クランプアーム４４を回動可能に支持する回動支持アーム４５と、回動支持アーム４５を支持プレート３８上に回動可能に支持する支持ポスト４６と、クランプアーム４４の基端部をピストンロッド４２に連結させる継手部材４７とを有する。
【００５２】
継手部材４７は、ピストンロッド４２の先端側に設けられており、ピストンロッド４２と一体的に移動する。継手部材４７は、ピストンロッド４２側と反対側（図１５において上側）の部分において、互いに対向する２つの突片部４７ａにより二股状に分岐させた形状を有する。継手部材４７に対し、クランプアーム４４は、その基端部を、２つの突片部４７ａ間に位置させ、軸支部材４８により回動可能に支持されている。軸支部材４８は、２つの突片部４７ａの対向方向を軸方向とし、継手部材４７およびクランプアーム４４を貫通した状態で設けられている。
【００５３】
クランプアーム４４は、その長手方向の中間部において、回動支持アーム４５を介して、支持ポスト４６に支持されている。回動支持アーム４５は、クランプアーム４４および支持ポスト４６を、軸支部材４８の軸方向の両側から挟むように、一対の構成として設けられている。回動支持アーム４５は、クランプアーム４４および支持ポスト４６のそれぞれに対し、回動軸方向を軸支部材４８による回動軸方向と平行とする軸支部材４９ａ，４９ｂにより回動可能に連結されている。支持ポスト４６は、その下端部に矩形板状の土台部を有し、土台部を支持プレート３８の表面３８ａ上に重ねた状態で、土台部を貫通するボルト５０により２箇所で支持プレート３８に固定されている。
【００５４】
クランプアーム４４の先端部には、円柱状の押圧体５２により構成された押圧部５１が設けられている。押圧体５２は、クランプアーム４４の先端部において、クランプアーム４４とともに略「Ｌ」字状をなすように、クランプアーム４４に対し、支持軸５３を介して、クランプアーム４４の回動方向の一側（図１５において下側）に設けられている。押圧部５１は、押圧体５２におけるクランプアーム４４側と反対側の端面を押圧面５１ａとする。
【００５５】
支持プレート３８は、略長方形状の板状部材により構成されており、その長手方向（図１５における左右方向）の一側の部分に、エアシリンダ３６を支持している。支持プレート３８の裏面３８ｂ側に、エアシリンダ３６のシリンダ本体４１がボルト等の固定部材によって固定されている。支持プレート３８におけるシリンダ本体４１の固定部分には、ピストンロッド４２を貫通させそのシリンダ本体４１に対する往復動作を許容する貫通孔３８ｃが形成されている。
【００５６】
また、支持プレート３８の長手方向の他側の部分は、マテハン本体部３３を構成する各フレーム部にクランプ機構部３２を固定させるための部分となる。クランプ機構部３２は、支持プレート３８の長手方向の他側の部分を、対応するフレーム部の前面側に位置させ、支持プレート３８を表面３８ａ側から貫通する２本の固定ボルト５４により、各フレーム部に固定される。なお、支持プレート３８の形状や支持プレート３８におけるエアシリンダ３６の支持部位等は特に限定されるものではなく、これらはマテハン本体部３３におけるクランプ機構部３２の取付位置等により適宜変更される。
【００５７】
以上のような構成を備えたクランプ機構部３２において、クランプ部３７は、エアシリンダ３６の伸縮動作によって作動するトグル機構として構成されている。すなわち、図１４および図１５に示すように、エアシリンダ３６が伸張状態となることで、クランプ機構部３２は、クランプアーム４４を支持プレート３８と略平行な状態とし、作動状態となる。ここで、クランプアーム４４は、その基端側が継手部材４７を介してピストンロッド４２により上側に押し上げられることで、軸支部材４９ａ，４９ｂにより各部に対して相対回動する回動支持アーム４５の回動をともなって、支持ポスト４６に対して回動する（図１６、矢印Ａ１参照）。クランプ機構部３２の作動状態において、押圧部５１は、その押圧面５１ａを、支持プレート３８の表面３８ａに対向させた状態となり、回動支持アーム４５は、支持ポスト４６の立設方向、つまり支持プレート３８に対して垂直な方向と略平行な状態となる。
【００５８】
一方、図１６に示すように、エアシリンダ３６が収縮状態となることで、クランプ機構部３２は、クランプアーム４４を押圧部５１側と反対側に約８０°回動させて立った状態とし、非作動状態となる。ここで、クランプアーム４４は、その基端側が継手部材４７を介してピストンロッド４２により下側（シリンダ本体４１側）に引っ張られることで、軸支部材４９ａ，４９ｂにより各部に対して相対回動する回動支持アーム４５の回動をともなって、支持ポスト４６に対して回動する（図１６、矢印Ａ２参照）。
【００５９】
以上のようなクランプ機構部３２を備えたマテハン装置２１は、図１７に示すように、クランプ機構部３２を作動状態とすることで、ドア３のドアインナパネル７をクランプする。ドアインナパネル７のクランプ状態において、クランプ機構部３２は、押圧部５１の押圧面５１ａを、ドアインナパネル７の内面７ｂに当接させる。
【００６０】
マテハン装置２１において４箇所に設けられたクランプ機構部３２に対し、ドア３においては、ドアインナパネル７に、クランプ機構部３２を受け入れる開口部７ｃが形成されている（図３、図１７参照）。開口部７ｃは、例えば、ドア３に設置されるスピーカ取付用の開口部である。ただし、開口部７ｃは、クランプ機構部３２を受け入れるために別途形成されたものであってもよい。クランプ機構部３２は、非作動状態で、クランプアーム４４を含む部分を、開口部７ｃからドア内空間３ｃの内部に入れ、その状態で作動状態となることで、押圧部５１の押圧面５１ａをドアインナパネル７の内面７ｂに当接させる。なお、図１７においては、ドア３およびマテハン装置２１の構成を模式的に示している。
【００６１】
また、マテハン装置２１は、クランプ機構部３２とともにドアインナパネル７をクランプするための構成として、受け部５５を有する。矩形枠状のマテハン本体部３３において、その四隅近傍の部位の４箇所に設けられている。つまり、受け部５５は、各クランプ機構部３２の近傍の位置に設けられている。
【００６２】
受け部５５は、マテハン本体部３３を構成するフレーム部に対して、フレーム部の前側にボルト等の固定具により固定された支持ステー５６を介して設けられている。受け部５５は、支持ステー５６に固定された支持部５７と、支持部５７の前側に設けられたパッド部５８とを有する。パッド部５８の前側の面が、ドアインナパネル７の外面７ｄに対する当接面５８ａとなる。
【００６３】
４箇所の受け部５５は、ドアインナパネル７の形状に応じて、ドアインナパネル７の外面７ｄにおいて当接面５８ａの接触面積が確保される所定の部位に当接するように配設されている。本実施形態では、受け部５５のうち、第１のクランプ機構部３２Ａの近傍の受け部５５Ａは、マテハン本体部３３の左上の角部の近傍の位置に設けられている。また、第２のクランプ機構部３２Ｂの近傍の受け部５５Ｂは、マテハン本体部３３の右上の角部から上方に延設された支持ステー５６により、同角部の上方の位置に設けられている。
【００６４】
また、第３のクランプ機構部３２Ｃの近傍の受け部５５Ｃは、マテハン本体部３３の左下の角部から下方に延設された支持ステー５６により、同角部の下方の位置に設けられている。また、第４のクランプ機構部３２Ｄの近傍の受け部５５Ｄは、マテハン本体部３３の右下の角部の近傍の位置に設けられている。なお、各受け部５５の近傍には、マテハン装置２１によるドアインナパネル７のクランプ状態等を検出するため、例えば近接スイッチ等のセンサが適宜設けられる。本実施形態では、右上の受け部５５Ｂおよび左下の受け部５５Ｃそれぞれの近傍において、近接スイッチ５９が支持ステー５６に対して所定の支持部材を介して支持された状態で設けられている。
【００６５】
以上のように、マテハン本体部３３に対して４箇所に配設されたクランプ機構部３２と、各クランプ機構部３２の近傍に位置する受け部５５との組合せにより、ドアインナパネル７が４箇所で挟持されクランプされた状態となる。これにより、マテハン装置２１によってドア３が把持された状態となる。なお、マテハン装置２１によるドアインナパネル７のクランプに際しては、２箇所の係合ピン３１のドアインナパネル７に対する挿入係合により、ドア３に対するマテハン装置２１の位置決めが行われる。
【００６６】
以上のような構成を備えたマテハン装置２１は、いわゆるオートツールチェンジャとして構成されたチャック機構６０により、フローティングユニット２０に連結されている。すなわち、チャック機構６０は、マテハン装置２１とフローティングユニット２０との連結部を構成するものであり、フローティングユニット２０側には、チャック機構６０を構成する一側（マスタ側）の連結プレート部６１が設けられており、マテハン装置２１側には、チャック機構６０を構成する他側（ツール側）の連結プレート部６２が設けられている。
【００６７】
チャック機構６０を構成する連結プレート部６１，６２は、いずれも略円板状に構成されている。マテハン装置２１において、連結プレート部６２は、マテハン本体部３３を構成する２本の縦フレーム部３３ｅ，３３ｆ間に架設された支持プレート６３に対し、その後面側に、ボルト等の固定具によって固定状態で取り付けられている。
【００６８】
チャック機構６０は、連結プレート部６１，６２同士をエア圧によって着脱させる構成を備えたものである。チャック機構６０は、例えば、連結プレート部６１，６２同士の着脱機構としてボールロック方式を採用したものである。なお、チャック機構６０の構成は、特に限定されるものではない。
【００６９】
また、マテハン装置２１においては、マテハン本体部３３に、制御ボックス６５が支持されている。制御ボックス６５は、右フレーム部３３ｄと左右方向の中央側の縦フレーム部３３ｆとの間に架設された上下２本の支持フレーム部３３ｇの後側に、ボルト等の固定具によって固定されている。制御ボックス６５内には、例えばクランプ機構部３２やチャック機構６０等の各種装置を動作させるための電気・通信機器等が収納されている。
【００７０】
［フローティングユニットの構成の概略］
フローティングユニット２０は、マテハン装置２１およびナットランナユニット２２を支持する支持本体部７０を有する。支持本体部７０は、フローティングユニット２０において、フローティング状態に移動可能に設けられる。すなわち、支持本体部７０は、フローティングユニット２０において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３次元直交座標における各軸方向に移動可能に設けられるとともに、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸回りの回動方向θｘ、θｙ、θｚに回動可能に設けられている（図１８から図２０参照）。
【００７１】
したがって、フローティングユニット２０は、支持本体部７０を第１の方向であるＸ軸方向（Ｘ方向）に移動可能に支持する第１シフト機構部としてのＸ方向シフト機構部７１と、支持本体部７０をＸ方向に直交するＹ軸方向（Ｙ方向、第２の方向）に移動可能に支持する第２シフト機構部としてのＹ方向シフト機構部７２と、支持本体部７０をＸ方向およびＹ方向に直交するＺ軸方向（Ｚ方向、第３の方向）に移動可能に支持する第３シフト機構部としてのＺ方向シフト機構部７３とを有する。
【００７２】
また、フローティングユニット２０は、支持本体部７０をＸ方向を中心軸方向として回動可能に支持する第１回動機構部としてのＸ軸回動機構部７４と、支持本体部７０をＹ方向を中心軸方向として回動可能に支持する第２回動機構部としてのＹ軸回動機構部７５と、支持本体部７０をＺ方向を中心軸方向として回動可能に支持する第３回動機構部としてのＺ軸回動機構部７６とを有する。なお、フローティングユニット２０において、マテハン装置２１を支持する側となるＸ方向の一側（図２０における左側）を前側（正面側）とし、その反対側を後側、Ｙ方向を左右方向、Ｚ方向を上下方向とする。
【００７３】
そして、フローティングユニット２０において、Ｘ方向シフト機構部７１、Ｙ方向シフト機構部７２、およびＺ方向シフト機構部７３は、それぞれ支持本体部７０を移動可能に支持する方向について支持本体部７０の移動を停止させるシフトロック機構（２１１，２３１，１６６）を有する。また、Ｘ軸回動機構部７４、Ｙ軸回動機構部７５、およびＺ軸回動機構部７６は、それぞれ支持本体部７０を回動可能に支持する回動方向について支持本体部７０の回動を停止させる回動ロック機構（回動支持機構１２８，３０３、ブレーキユニット２６５）を有する。
【００７４】
支持本体部７０は、全体として略板状の部分であり、フローティングユニット２０における前面側に設けられている。支持本体部７０は、矩形板状の部材により構成された板状基部７７を有する。板状基部７７は、Ｘ方向を板厚方向とする。板状基部７７に対しては、その前面７７ａ側に、チャック機構６０を構成するマスタ側の連結プレート部６１が、ボルト６４等の固定具により固定された状態で設けられている。フローティングユニット２０の各部の構成については後述する。
【００７５】
［ナットランナユニットの構成］
ナットランナユニット２２について、図４から図８および図２２から図２４を参照して説明する。ナットランナユニット２２は、そのベース部をなす基部支持プレート８１と、基部支持プレート８１に対して移動可能に支持された２本のナットランナ８０とを有する。基部支持プレート８１は、板厚方向をＹ方向とする矩形板状の部材である。
【００７６】
ナットランナ８０は、モータを駆動源とした電動ナットランナ（電動トルクレンチ）である。ナットランナ８０は、全体として直線状に構成されており、その一側の端部に、回転駆動部として、ボルト等の締結具に係合するソケット等からなる係合駆動部８０ａを有する。
【００７７】
各ナットランナ８０は、その長手方向を所定の方向（Ｘ方向）に沿わせるように基部支持プレート８１に支持されている。２本のナットランナ８０は、上下方向（Ｚ方向）に所定の間隔を隔てて互いに平行に配置されている。上下のナットランナ８０は、車体２とドア３との間において上下２箇所に設けられた各ヒンジ部１３（図３参照）に対応し、ヒンジボルト１７の締結解除に用いられる。すなわち、上側のナットランナ８０（８０Ａ）は、上側のヒンジ部１３（１３Ａ）のヒンジボルト１７の締結を緩めるために用いられ、下側のナットランナ８０（８０Ｂ）は、下側のヒンジ部１３（１３Ｂ）のヒンジボルト１７の締結を緩めるために用いられる。
【００７８】
各ナットランナ８０は、基部支持プレート８１に対して、所定の移動機構を介してＸ方向およびＹ方向に移動可能に設けられている。また、２本のナットランナ８０は、Ｚ方向の間隔が変化するように相対移動可能に設けられている。具体的には次のとおりである。
【００７９】
上側のナットランナ８０Ａは、エアシリンダ８２により、Ｙ方向に移動可能に設けられ、電動シリンダ８３により、Ｘ方向に移動可能に設けられている。エアシリンダ８２は、エアを動力としてシリンダ本体に対して往復移動するロッドを有し、シリンダ本体からのロッドの突出側をＹ方向外側（図２４における左側）に向けて、基部支持プレート８１と平行な固定支持プレート８４に固定されている。固定支持プレート８４は、基部支持プレート８１に対して、Ｙ方向外側の板面に、基部支持プレート８１の上縁部に沿って設けられた角柱状の受け部材８５を介して、基部支持プレート８１から上側に突出するように設けられている。
【００８０】
固定支持プレート８４のＹ方向外側には、Ｘ方向に所定の間隔を隔てた一対のボールスプライン機構８６を介して、上側取付プレート８７が設けられている。ボールスプライン機構８６は、筒状の保持筒８６ａとこの保持筒８６ａを挿通するとともにボールスプライン構造によりガイド筒に対して摺動自在に設けられたスプライン軸８６ｂとを有するガイド部材である。ボールスプライン機構８６は、その軸方向をＹ方向に向けて、固定支持プレート８４に対して保持筒を貫通させた状態で設けられ、保持筒を固定支持プレート８４に、スプライン軸を上側取付プレート８７にそれぞれ固定させている。
【００８１】
上側取付プレート８７は、固定支持プレート８４と平行状に配置され、エアシリンダ８２のロッドの連結を受け、エアシリンダ８２の動作によって、固定支持プレート８４に対してＹ方向に往復移動するように設けられている。上側取付プレート８７の移動が、一対のボールスプライン機構８６によりガイドされる。
【００８２】
上側取付プレート８７のＹ方向外側には、モータを駆動源とした電動シリンダ８３が取り付けられている。電動シリンダ８３は、モータの回転駆動によってシリンダ本体に対して往復移動するロッド８３ａを有し、シリンダ本体からのロッド８３ａの突出側をＸ方向後側（図２３における右側）に向けて、上側取付プレート８７に固定されている。電動シリンダ８３のシリンダ本体内には、モータや、モータの回転をロッド８３ａの往復直線運動に変換する変換機構等が収納されている。電動シリンダ８３は、図示せぬ制御部に接続されており、かかる制御部によりモータの動作が制御され、ロッド８３ａの移動量が調整される。
【００８３】
上側取付プレート８７における電動シリンダ８３の下方の位置には、Ｘ方向をスライド方向とする横方向スライド機構部８８が設けられている。横方向スライド機構部８８は、上側取付プレート８７に固定された直線状のリニアガイド８８ａと、リニアガイド８８ａにスライド自在に係合したスライダ８８ｂとを有する。スライダ８８ｂには、上側取付プレート８７に対向する上側移動プレート８９が固定されている。
【００８４】
上側移動プレート８９は、そのＸ方向後側に、上方に突出した突片部８９ａを有し、この突片部８９ａを、連結部材９０を介して、電動シリンダ８３のロッド８３ａに連結させている。これにより、上側移動プレート８９は、電動シリンダ８３の動作によって、横方向スライド機構部８８のスライダ８８ｂと一体的にＸ方向に移動する。このように電動シリンダ８３の動作によってＸ方向に移動する上側移動プレート８９に、上側のナットランナ８０Ａが固定されている。ナットランナ８０Ａは、上側移動プレート８９のＹ方向外側の板面に、長手方向について２箇所で、半円状の支持面を有する２つの分割体９１ａおよびこれらを上側移動プレート８９に固定するボルト９１ｂを含む取付部９１により固定状態で支持されている。
【００８５】
下側のナットランナ８０Ｂは、上側のナットランナ８０Ａを支持する固定支持プレート８４に対してＺ方向に相対移動可能に設けられた上下移動支持プレート９２に対して、上側のナットランナ８０Ａと同様の構成により、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能に支持されている。
【００８６】
上下移動支持プレート９２は、基部支持プレート８１のＹ方向外側の板面に取り付けられた電動シリンダ９３の動作により、上下方向に移動するように設けられている。電動シリンダ９３は、電動シリンダ８３と同様の構成を備えたものであり、モータの回転駆動によってシリンダ本体に対して往復移動するロッド９３ａを有し、シリンダ本体からのロッド９３ａの突出側をＺ方向下側（図２３における下側）に向けて、上側取付プレート８７に固定されている。なお、電動シリンダ９３は、電動シリンダ８３と同様に図示せぬ制御部による動作制御を受ける。
【００８７】
基部支持プレート８１における電動シリンダ９３のＸ方向の両側の位置には、Ｚ方向をスライド方向とする縦方向スライド機構部９４が設けられている。縦方向スライド機構部９４は、基部支持プレート８１に固定された直線状のリニアガイド９４ａと、リニアガイド９４ａにスライド自在に係合したスライダ９４ｂとを有する。スライダ９４ｂには、上下移動支持プレート９２が固定されている。ここで、上下移動支持プレート９２は、その上部に、電動シリンダ９３との干渉を避けるための凹部９２ａを有し、凹部９２ａをなす両側の突片部９２ｂのそれぞれの上端部を、スライダ９４ｂに固定させている。
【００８８】
上下移動支持プレート９２のＹ方向内側の板面における上下略中央部に、連結部材９５を介して、電動シリンダ９３のロッド９３ａが連結されている。これにより、上下移動支持プレート９２は、電動シリンダ９３の動作によって、縦方向スライド機構部９４のスライダ９４ｂと一体的にＺ方向に移動する。このように電動シリンダ９３の動作によってＺ方向に移動する上下移動支持プレート９２の下部に、下側のナットランナ８０Ｂが、固定支持プレート８４に対する上側のナットランナ８０Ａの支持構造と同様の構成により支持されている。すなわち、下側のナットランナ８０Ｂは、上下移動支持プレート９２に対して、エアシリンダ８２により、Ｙ方向に移動可能に設けられ、電動シリンダ８３により、Ｘ方向に移動可能に設けられている。上下移動支持プレート９２に対するナットランナ８０Ｂの支持構造については、固定支持プレート８４に対するナットランナ８０Ａの支持構造と同様の符号を付して説明を省略する。
【００８９】
ナットランナユニット２２は、フローティングユニット２０に対してＹ方向の外側に配置され、フローティングユニット２０の支持本体部７０に取り付けられている。具体的には、ナットランナユニット２２においては、基部支持プレート８１のＹ方向の内側に、基部支持プレート８１の前縁部に沿ってＹ方向内側に突出した取付用突片部９６が設けられている。取付用突片部９６は、基部支持プレート８１に柱状の部材が固定されることにより設けられている。
【００９０】
一方、フローティングユニット２０においては、支持本体部７０の板状基部７７の前側に、板状基部７７のＹ方向外側の縁部に沿って前側に突出した被取付部９７が設けられている。被取付部９７は、板状基部７７に柱状の部材がボルト９７ｂにより固定されることによって設けられている。ナットランナユニット２２は、取付用突片部９６を、フローティングユニット２０側の被取付部９７に対して前側から重ね、取付用突片部９６を貫通するボルト９８等により板状基部７７に固定されている。このため、取付用突片部９６および被取付部９７には、それぞれボルト９８を貫通あるいは螺挿させるためのボルト孔９６ａ，９７ａが複数形成されている。このように、ナットランナユニット２２は、フローティングユニット２０に固定支持され、ロボット４の動作によってフローティングユニット２０と一体的に移動する。
【００９１】
以上のような構成を備えたナットランナユニット２２は、フローティングユニット２０に取り付けられる取付基部として、基部支持プレート８１および取付用突片部９６を含む構成を有する。そして、各ナットランナ８０が、取付基部に移動可能に支持され、ドア３を車体２に支持するための締結部品であるヒンジボルト１７に係合してヒンジボルト１７の締結を解除する締結解除装置として機能する。締結が解除されたヒンジボルト１７は、ナットランナ８０の動作によってドア３のドア前側壁部３ｄから取り外される。
【００９２】
［ドア開きアームの構成］
ドア開きアーム２３について、図４から図８および図２５から図２９を参照して説明する。ドア開きアーム２３は、全体として棒状に構成されており、アルミフレーム等により構成された直線状のフレーム本体部１０１と、フレーム本体部１０１の一側の端部に設けられたドア係止部１０２とを有する。ドア開きアーム２３は、フローティングユニット２０に取り付けられ、ロボット４の動作によってフローティングユニット２０と一体的に移動する。すなわち、ドア取外し装置１は、ロボット４の動作によって、閉じた状態のドア３に対して、ドア開きアーム２３のドア係止部１０２を所定の部位に係止させ、ロボット４のドア開き動作によって、ドア開きアーム２３によりドア３を引っ張る態様でドア３を所定の開き位置まで開く。なお、ドア開きアーム２３においては、フレーム本体部１０１の長手方向（図２６における左右方向）を前後方向とし、フレーム本体部１０１に対するドア係止部１０２の配設側（図２６における左側）を前側、その反対側（図２６における右側）を後側とする。
【００９３】
ドア係止部１０２は、上下方向を中心軸方向とする略円筒形状をなす係止体１０３を有する。係止体１０３は、その下側の過半部をなす係止パッド１０４と、係止体１０３の上部をなすとともに係止パッド１０４を支持する支持板部１０５とを有する。係止パッド１０４は、例えばゴムやスポンジ等の弾性材からなり、下端面を係止面１０４ａとする。係止面１０４ａには、所定の凹凸形状が形成されている。係止面１０４ａの凹凸形状は、例えば、整然と配された四角錐状の突部群により形成されている。係止パッド１０４は、係止パッド１０４を上下方向に貫通するボルト１０４ｂにより支持板部１０５に固定されている。
【００９４】
ドア係止部１０２は、ドア３に対して、ドア本体部３ａの上縁に沿って上側に開口した開口部３ｅに係止体１０３を接触させてドア３に係止された状態となる（図２９参照）。係止体１０３は、係止パッド１０４をドア３の開口部３ａに上側から接触ないし圧接させることで、係止面１０４ａの凹凸形状および係止パッド１０４の弾性変形により、ドア３に係止される。開口部３ｅは、ドアアウタパネル６とドアインナパネル７とにより形成され、窓ガラス出没用の開口をなす。なお、図２９には、係止体１０３が係止パッド１０４を開口部３ｅをなすドアアウタパネル６の上縁に接触させた状態を示している。
【００９５】
係止体１０３は、フレーム本体部１０１の一端側に、上下方向弾性支持機構部１０６Ａおよび横方向弾性支持機構部１０６Ｂを介して取り付けられている。
【００９６】
上下方向弾性支持機構部１０６Ａは、係止体１０３の上方に設けられたブロック状の支持基部１０７と、支持基部１０７を上下方向に貫通するとともに下側に係止体１０３を支持するリニアシャフトである上下支持軸１０８と、支持基部１０７に対して係止体１０３を下方に向けて付勢するコイルスプリング１０９とを有する。
【００９７】
支持基部１０７は、フレーム本体部１０１の先端部の前下方の位置に設けられており、いずれも水平面状の上面１０７ａおよび下面１０７ｂを有する。上下支持軸１０８は、支持基部１０７に対して、略円筒状のリニアブッシュ１１０を介して上下方向に移動可能に支持されている。リニアブッシュ１１０は、筒軸方向の一側に矩形状のフランジ部１１０ａを有し、上下方向を筒軸方向として支持基部１０７の中央部に挿嵌されるとともに、フランジ部１１０ａを、支持基部１０７の上面１０７ａの上側に位置させた状態で、フランジ部１１０ａを貫通するボルト１１０ｂにより支持基部１０７に固定されている。
【００９８】
上下支持軸１０８は、係止体１０３の支持板部１０５を下側から貫通するボルト１０８ａにより支持板部１０５に固定されており、円筒状の係止体１０３に対して同軸状に上方に向けて延出している。上下支持軸１０８の上端部には、上下支持軸１０８を支持基部１０７に係止させるための円板状のワッシャからなる係止板１１１が設けられている。係止板１１１は、係止板１１１を貫通するとともに上下支持軸１０８に上側から螺挿されるボルト１１１ａにより、上下支持軸１０８に固定されている。係止板１１１は、支持基部１０７に対して上面１０７ａに接触することで、上下支持軸１０８を支持基部１０７に係止させる。
【００９９】
コイルスプリング１０９は、上下支持軸１０８を貫通させた状態で、係止体１０３と支持基部１０７との間に介在している。コイルスプリング１０９は、上下支持軸１０８を貫通させた状態で、下端を支持板部１０５の上面である係止体１０３の上面１０３ｂに当接させ、上端を支持基部１０７の下面１０７ｂに当接させている。コイルスプリング１０９は、その弾性力により、係止体１０３を、支持基部１０７に対して下方に向けて付勢している。
【０１００】
横方向弾性支持機構部１０６Ｂは、フレーム本体部１０１の一側の端部の下側に固定された支持プレート１１２と、支持基部１０７を支持する２本の横方向支持軸１１３と、支持プレート１１２に支持軸１１３を支持する支持ブロック１１４と、横方向支持軸１１３を介して支持基部１０７を付勢するコイルスプリング１１５とを有する。
【０１０１】
支持プレート１１２は、フレーム本体部１０１よりも幅広の長方形状の部材であり、長手方向の一側をフレーム本体部１０１の一端側（先端側）から突出させて、ボルト１１２ａによりフレーム本体部１０１の下側に固定されている。横方向支持軸１１３は、フレーム本体部１０１の長手方向を軸方向とし、前端側を支持基部１０７にボルト等によって締結させ、支持基部１０７に固定されている。２本の横方向支持軸１１３は、ドア開きアーム２３において平面視でフレーム本体部１０１の長手方向に対して直交する方向（図２６における上下方向）について対称に横並びに配設されている。
【０１０２】
２本の横方向支持軸１１３は、それぞれの後端側を、共通の検知プレート１１６に対してボルト１１６ｃにより固定させている。検知プレート１１６は、矩形板状の部材であり、２本の横方向支持軸１１３間に架設された態様で設けられている。検知プレート１１６は、横方向支持軸１１３側の板面である前面１１６ａと、その反対側の板面である後面１１６ｂとを有する。
【０１０３】
支持ブロック１１４は、矩形厚板状の外形を有するとともに、２本の横方向支持軸１１３をそれぞれ貫通させて支持するための支持孔１１４ａを有する。支持ブロック１１４は、支持プレート１１２のフレーム本体部１０１からの突出部分の下側にボルト１１４ｂにより固定されている。支持ブロック１１４は、その前側方に支持基部１０７を位置させ、支持孔１１４ａに挿嵌されるとともに横方向支持軸１１３を挿通させた略円筒状のリニアブッシュ１１７を介して、横方向支持軸１１３をその軸方向に移動可能に支持する。リニアブッシュ１１７は、筒軸方向の一側（後側）に矩形状のフランジ部を有し、フレーム本体部１０１の長手方向を筒軸方向として支持ブロック１１４を貫通するとともに、フランジ部を支持ブロック１１４の後側に位置させた状態で、フランジ部を貫通するボルトにより支持ブロック１１４に固定されている。リニアブッシュ１１７は、その前部を支持ブロック１１４から前方に突出させるとともに、前端面を支持基部１０７の後面１０７ｃに当接させている。
【０１０４】
各コイルスプリング１１５は、横方向支持軸１１３を貫通させるとともに、支持ブロック１１４の後側にフランジ部を露出させたリニアブッシュ１１７の後面１１７ｂと、検知プレート１１６の前面１１６ａとの間に介装されている。コイルスプリング１１５は、その弾性力により、上下方向弾性支持機構部１０６Ａおよび係止体１０３並びに２本の横方向支持軸１１３を含む一体的な構成を、支持ブロック１１４に対して後方（図２７において右方）に向けて付勢している。
【０１０５】
このような構成により、係止体１０３は、フレーム本体部１０１に対して、上下方向弾性支持機構部１０６Ａおよび横方向弾性支持機構部１０６Ｂにより、上下方向および横方向（前後方向）の各方向について付勢された状態で移動可能に弾性支持されている。そして、係止体１０３がドア３に係止した状態で、ロボット４の動作によってフレーム本体部１０１が引っ張られることで、上下方向弾性支持機構部１０６Ａおよび係止体１０３並びに２本の横方向支持軸１１３を含む一体的な構成は、コイルスプリング１１５の付勢力に抗して、フレーム本体部１０１に対して相対的に前方へ移動する。なお、フレーム本体部１０１に対する上記一体的な構成の後方への移動は、支持ブロック１１４の前側に突出しているリニアブッシュ１１７に支持基部１０７が当接した状態で規制される。
【０１０６】
また、ドア開きアーム２３においては、係止体１０３の位置を検出するためのセンサ１１８が設けられている。センサ１１８は、例えば磁性金属の有無を検出する近接センサである。センサ１１８は、その検出面を検知プレート１１６の後面１０６ｂに対向させるように、Ｌ字金具であるステー１１９を介して、支持プレート１１２の後端部の下側に支持固定されている。センサ１１８により、検知プレート１０６を介して、前後方向について、係止体１０３を含む一体的な構成が初期位置（後端位置）にあること等が検出される。センサ１１８は、図示せぬ制御部に接続されており、センサ１１８の検出信号は、ドア取外し装置１の動作制御において適宜用いられる。
【０１０７】
ドア開きアーム２３は、フレーム本体部１０１の後端部の下側に設けられた取付プレート１２０により、フローティングユニット２０の上側に取り付けられた回動支持ユニット２５のアタッチメントプレート２８に固定される。取付プレート１２０は、フレーム本体部１０１よりも幅広の長方形状の部材であり、短手方向の一側をフレーム本体部１０１の後端部においてその幅方向の一側から突出させて、ボルト１２０ａによりフレーム本体部１０１の下側に固定されている。
【０１０８】
ドア開きアーム２３は、フレーム本体部１０１の長手方向をＹ方向とする向きで、フローティングユニット２０に対して前側の上部に配置されている。ドア開きアーム２３は、取付プレート１２０のフレーム本体部１０１からの突出部分を、アタッチメントプレート２８の前側の縁部に沿ってボルト等によって固定させることで、フローティングユニット２０からＹ方向の外側（図５において右側）に向けて延設されている。
【０１０９】
以上のように、本実施形態に係るドア開きアーム２３は、ドア３に対する係止部としてドア係止部１０２を有し、ドア係止部１０２をドア３の所定の部位に係止させた状態で、フローティングユニット２０とともに移動することで、ドア３を開けるドア開き装置として機能する。なお、本実施形態では、ドア開きアーム２３は、回動支持ユニット２５のアタッチメントプレート２８に固定されているが、フローティングユニット２０を構成する部材に固定されてもよい。
【０１１０】
［フローティングユニットの構成の詳細］
以下では、フローティングユニット２０の構成の詳細について、図１８から図２１および図３０から図５８を参照して説明する。フローティングユニット２０においては、フローティングユニット２０が有する複数のシフト機構部および回動機構部により、複数のサブユニットが構成されている。
【０１１１】
具体的には、図２１に示すように、フローティングユニット２０は、支持本体部７０とＸ軸回動機構部７４とを含む第１サブユニット１２１と、第１サブユニット１２１の後側に設けられ、Ｚ方向シフト機構部７３およびＹ軸回動機構部７５の一部を含む第２サブユニット１２２と、第２サブユニット１２２の上側に設けられ、第２サブユニット１２２をＹ方向を回動軸方向として回動可能に支持するとともに、Ｘ方向シフト機構部７１およびＹ方向シフト機構部７２を含む第３サブユニット１２３とを備える。かかる構成において、第３サブユニット１２３の上側に、Ｚ軸回動機構部７６が設けられており、第２サブユニット１２２および第３サブユニット１２３の後側に、Ｙ軸回動機構部７５の一部を構成する一対のＹ軸回動用シリンダ機構７８が設けられている。
【０１１２】
まず、第１サブユニット１２１について、図３０から図３５を参照して説明する。第１サブユニット１２１においては、板状基部７７の後側に、Ｘ軸回動機構部７４が設けられている。Ｘ軸回動機構部７４は、上下方向について板状基部７７と略同じ上下寸法を有しＸ軸方向視で略正方形状の外形をなすＸ軸回動用基部１２６を有し、Ｘ軸回動用基部１２６に対して、支持本体部７０（板状基部７７）を、Ｘ軸方向を回動軸方向として回動可能に支持する。支持本体部７０は、回転軸１２７、回動支持機構１２８、およびベアリング１２９を介して、Ｘ軸回動用基部１２６に回動可能に支持されている。
【０１１３】
Ｘ軸回動用基部１２６は、中心軸方向をＸ方向とした略円筒状の本体部１２６ａと、本体部１２６ａの後側に設けられ本体部１２６ａから径方向外側に突設されてＸ方向視でＸ軸回動用基部１２６の外形をなすフランジ部１２６ｂとを有する。Ｘ軸回動用基部１２６は、全体として本体部１２６ａの中心軸方向に貫通した孔部を形成している。本体部１２６ａの内周側における中心軸方向の中央部に、Ｘ軸回動用基部１２６の孔部の孔径（内径）を部分的に縮径させた内周突条部１２６ｃを有する（図３３、図３４参照）。
【０１１４】
Ｘ軸回動用基部１２６においては、内周突条部１２６ｃにより、Ｘ軸回動用基部１２６の前側に、円周状の前側嵌合凹部１２６ｄが形成されている。前側嵌合凹部１２６ｄは、ベアリング１２９嵌合用の凹部として、本体部１２６ａの前面に対して段下がり状に形成されている。また、内周突条部１２６ｃにより、Ｘ軸回動用基部１２６の後側に、円周状の後側嵌合凹部１２６ｅが形成されている。後側嵌合凹部１２６ｅは、回動支持機構１２８嵌合用の凹部として、フランジ部１２６ｂの後面に対して段下がり状に形成されている。
【０１１５】
回転軸１２７は、Ｘ方向を軸方向とする筒状の軸部１２７ａと、軸部１２７ａの軸方向の中間部に形成された拡径部であるフランジ部１２７ｂとを有する。回転軸１２７は、その軸方向について、Ｘ軸回動用基部１２６に対して、フランジ部１２７ｂを内周突条部１２６ｃの形成部位に符合させ、フランジ部１２７ｂの外周面１２７ｆを内周突条部１２６ｃの内周面１２６ｆに接触させた状態で、Ｘ軸回動用基部１２６内に設けられている。
【０１１６】
回動支持機構１２８は、全体として円板状の外形を有するとともに中央部に回転軸１２７の後部を挿入させる孔部１２８ａを有する。回動支持機構１２８は、回動支持機構１２８の外形をなすドーナツ状の本体部１２８ｂと、本体部１２８ｂの内周側に設けられた円環状の取付フランジ部１２８ｃとを有する。本体部１２８ｂおよび取付フランジ部１２８ｃは、相対的に同軸回転可能に構成されている。
【０１１７】
回動支持機構１２８において、本体部１２８ｂおよび取付フランジ部１２８ｃは、本体部１２８ｂ内に収納されたバネ等の弾性部材を介して相互作用している。そして、回動支持機構１２８は、空気圧の給排を行うための経路を有し、Ｘ軸回動用基部１２６の本体部１２６ａの外周側に取り付けられた給排ノズル１２５を介して、図示せぬエア供給源からのエアの供給を受ける。給排ノズル１２５には、空気圧の給排を行うための給排気管構造（図示略）が接続されている。回動支持機構１２８は、空気圧の供給時には本体部１２８ｂに対する取付フランジ部１２８ｃのクランプを開放し（相対回転可能とし）、排気時には本体部１２８ｂに対して取付フランジ部１２８ｃがクランプする（相対回転不能とする）ように構成されている。
【０１１８】
回動支持機構１２８は、Ｘ軸回動用基部１２６の後側嵌合凹部１２６ｅに嵌合した状態で、本体部１２８ｂを、Ｘ軸回動用基部１２６に対して、ボルト１３０によって複数箇所で固定させている。また、取付フランジ部１２８ｃは、後部を回動支持機構１２８の孔部に挿入させた回転軸１２７に対して、ボルト１３１によって複数箇所で固定されている。一方、回転軸１２７の前側には、支持本体部７０の板状基部７７が固定されている。
【０１１９】
このような構成により、回動支持機構１２８のクランプ・アンクランプの動作切換えによって、Ｘ軸回動用基部１２６に対する回転軸１２７の回転不能状態と回転可能状態とが切り換えられる。これにより、回動支持機構１２８に対する支持本体部７０のＸ軸回りの回動について、任意の位置で回動がロックされる。このように、Ｘ軸回動機構部７４は、回転軸１２７に間接的に支持する支持本体部７０を回動可能に支持する回動方向、つまりＸ軸回りの回動方向について支持本体部７０の回動を停止させる回動ロック機構として機能する回動支持機構１２８を有する。なお、回動支持機構１２８としては、例えば、鍋屋バイテック会社製の「リニアクランパ・ズィー（登録商標）」を用いることができる。
【０１２０】
ベアリング１２９は、複数のコロ１２９ａを介して相対回転可能に構成された外輪１２９ｂおよび内輪１２９ｃを有する円環状の部材である。ベアリング１２９は、回転軸１２７の前部を、Ｘ軸回動用基部１２６に対して支持する。
【０１２１】
ベアリング１２９は、回転軸１２７の前部を貫通させるとともに、外周面に外嵌されたＯリング１２９ｄ等を介してＸ軸回動用基部１２６の前側嵌合凹部１２６ｄに嵌合した状態で、外輪１２９ｂを、Ｘ軸回動用基部１２６に対して、ボルト１３２によって複数箇所で固定させている。一方、内輪１２９ｃは、前部を貫通させた回転軸１２７に対して、ボルト１３３によって複数箇所でフランジ部１２７ｂに固定されている。ベアリング１２９としては、例えば、コロ１２９ａとして円筒形状のコロを用いたクロスローラベアリングが用いられる。
【０１２２】
Ｘ軸回動用基部１２６に対して回動可能に支持された回転軸１２７には、その前側から、支持本体部７０を構成する板状基部７７が固定される。回転軸１２７は、フランジ部１２７ｂの前側にフランジ部１２７ｂに対する縮径部分であるボス部１２７ｃを有し、ボス部１２７ｃには、その前面に開口したボルト孔１２７ｄが複数箇所に形成されている。そして、ボルト孔１２７ｄに合わせて板状基部７７の中央部に形成された孔部７７ｂを貫通するボルト１３４が、ボルト孔１２７ｄに螺挿されることで、回転軸１２７が板状基部７７に固定されている。なお、ボス部１２７ｃは、回転軸１２７においてベアリング１２９が外嵌される部分となる。また、回転軸１２７の前端部には縮径部１２７ｇが形成されており、縮径部１２７ｇは、板状基部７７の中央部に形成された孔部７７ｃに嵌合している。
【０１２３】
以上のような構成により、支持本体部７０が、Ｘ軸回動用基部１２６に対してＸ軸回りに回動可能に支持されている。そして、このＸ軸回動用基部１２６に対する支持本体部７０のＸ軸回りの回動について、第１サブユニット１２１は、エアシリンダ１３５により、中立位置を基準としてバランスするように構成されている。すなわち、第１サブユニット１２１は、Ｘ軸回動機構部７４のＸ軸回動用基部１２６に対して支持本体部７０をＸ軸回りにフローティング状態で支持するためのバランサとして、エアシリンダ１３５を有する。なお、図１８から図２０においては、便宜上、エアシリンダ１３５およびその支持構成の図示を省略している。
【０１２４】
エアシリンダ１３５は、片ロッド型のシリンダ機構であり、略四角筒状のシリンダ本体１３６と、シリンダ本体１３６に対して往復動作するピストンロッド１３７とを有する。エアシリンダ１３５は、シリンダ本体１３６内からその側面に臨む給排ポートに連通した給排ノズル１３８を有し、例えば電空レギュレータ等のレギュレータ（図示略）に接続されており、電空レギュレータによって圧力が制御されたエアの供給を受ける。エアシリンダ１３５は、給排ノズル１３８からのシリンダ本体１３６内に対するエアの給排により、シリンダ本体１３６に対してピストンロッド１３７を往復動作させて伸縮動作するように構成されている。
【０１２５】
そして、エアシリンダ１３５においては、ピストンロッド１３７の位置が所定の中立位置を保持するようにエアの給排制御が行われ、ピストンロッド１３７の動作について、その中立位置を基準としたフローティング状態が得られる。すなわち、ピストンロッド１３７に作用する荷重等に応じて、ピストンロッド１３７がその往復動作をともなって中立位置に位置するように、エアシリンダ１３５に供給されるエア圧が調整される。
【０１２６】
エアシリンダ１３５は、ピストンロッド１３７の突出側を下側とする向きで、Ｘ軸回動用基部１２６に固定された上支持アーム１４１と、板状基部７７に固定された下支持アーム１４２との間に上下方向に架設されている。上支持アーム１４１および下支持アーム１４２は、それぞれアーム本体部１４１ａ，１４２ａをＸ軸回動用基部１２６および板状基部７７からＹ方向内側（図３０において左側）に突設されている。上支持アーム１４１および下支持アーム１４２は、Ｘ方向について互いに同じ位置に設けられ、アーム本体部１４１ａおよびアーム本体部１４２ａ同士を互いに略平行に突設させている。
【０１２７】
上支持アーム１４１は、略「Ｌ」字状の部材であり、その角部を上側とするとともに一側の辺部を上下方向に沿わせた向きで、同辺部を角柱状のスペーサ１４３を介してボルト１４４によりＸ軸回動用基部１２６のフランジ部１２６ｂのＹ方向内側の部分に固定させている。これにより、上支持アーム１４１は、その略「Ｌ」字状の他側の辺部を、上側のアーム本体部１４１ａとしてＹ方向内側に向けて突出させている。
【０１２８】
下支持アーム１４２は、略「Ｌ」字状の部材であり、その角部を下側とするとともに一側の辺部を上下方向に沿わせた向きで、同辺部を角柱状のスペーサ１４５を介してボルト１４６により板状基部７７のＹ方向内側の部分に固定させている。これにより、下支持アーム１４２は、その略「Ｌ」字状の他側の辺部を、下側のアーム本体部１４２ａとしてＹ方向内側に向けて突出させている。
【０１２９】
エアシリンダ１３５は、ロッド突出側と反対側となるシリンダ本体１３６の上面部に、上軸支部１４７を有し、ピストンロッド１３７の先端側（下側）の部分に、下軸支部１４８を有する。上軸支部１４７および下軸支部１４８は、いずれも、軸方向をＸ方向とし両端側が支持された支軸１４７ａ，１４８ａを有する。エアシリンダ１３５は、上側のアーム本体部１４１ａの先端部に上軸支部１４７の支軸１４７ａを貫通させた状態で、アーム本体部１４１ａに対して回動可能に支持されるとともに、下側のアーム本体部１４２ａの先端部に下軸支部１４８の支軸１４８ａを貫通させた状態で、アーム本体部１４２ａに対して回動可能に支持されている。
【０１３０】
以上のような構成を備えた第１サブユニット１２１において、エアシリンダ１３５の伸縮動作をともなって、Ｘ軸回動機構部７４のＸ軸回動用基部１２６に対する支持本体部７０のＸ軸回りに回動について、フローティング支持状態が得られる。なお、支持本体部７０をＸ軸回りにフローティング支持するための構成としては、エアシリンダ１３５に限らず、例えば油圧シリンダ等の他のシリンダ機構その他のアクチュエータが適宜用いられる。
【０１３１】
また、Ｘ軸回動機構部７４は、支持本体部７０をそのＸ軸回りの回動についてセンタリングするためのＸ軸回動センタリング機構を有する。Ｘ軸回動センタリング機構は、エアシリンダ１５１と、係止ピン１５２とを有し、エアシリンダ１５１の動作によって、係止ピン１５２を回転軸１２７に係合させることで、回転軸１２７をその回転方向について所定の位置でロックする。
【０１３２】
エアシリンダ１５１は、片ロッド型のシリンダ機構であり、略直方体状のシリンダ本体１５３と、シリンダ本体１５３に対して往復動作するピストンロッド１５４とを有する。エアシリンダ１５１は、シリンダ本体１５３内からその側面に臨む給排ポートに連通した給排ノズル１５５を有し、図示せぬエア供給源からのエアの供給を受ける。エアシリンダ１５１は、給排ノズル１５５からのシリンダ本体１５３内に対するエアの給排により、シリンダ本体１５３に対してピストンロッド１５４を往復動作させて伸縮動作するように構成されている。
【０１３３】
エアシリンダ１５１は、Ｘ軸回動用基部１２６の本体部１２６ａの下側に、ピストンロッド１５４の突出側を上側として固定されている。ピストンロッド１５４の先端側に、これと同軸状に係止ピン１５２が固定されている。係止ピン１５２は、ピストンロッド１５４と略同径の部分をなす。Ｘ軸回動用基部１２６の本体部１２６ａの下側には、ピストンロッド１５４および係止ピン１５２を貫通させる孔部１２６ｇが形成されている。孔部１２６ｇは、Ｘ軸回動用基部１２６において、Ｘ方向について内周突条部１２６ｃの部分に形成されている。つまり、孔部１２６ｇの外側は、本体部１２６ａの外周面に開口するとともに、孔部１２６ｇの内側は、内周突条部１２６ｃの内周面１２６ｆに開口している。
【０１３４】
本体部１２６ａの下部には、外周面を水平面状とした平面部が形成されており、エアシリンダ１５１は、本体部１２６ａの下部の平面部に対して、シリンダ本体１５３の上面を接触させた状態で、シリンダ本体１５３を貫通して本体部１２６ａに螺挿されるボルト１５６により固定されている。そして、エアシリンダ１５１において上方に突出するピストンロッド１５４およびこれに固定された係止ピン１５２が、孔部１２６ｇ内に挿入されている。孔部１２６ｇ内には、係止ピン１５２の外径と略同じ内径を有し係止ピン１５２を貫通させる円筒状のブッシュ１５７が挿嵌されている。以上のような構成により、係止ピン１５２は、エアシリンダ１５１の動作によって、孔部１２６ｇを介して、内周突条部１２６ｃの内周面１２６ｆから出没するように構成されている。
【０１３５】
係止ピン１５２は、軸状の部材であり、その軸方向をＺ方向とし、エアシリンダ１５１の動作にともなってピストンロッド１５４と一体的に上下方向に往復移動する。係止ピン１５２は、基端側の端部に縮径状の雄ネジ部１５２ａを有し、ピストンロッド１５４の先端側に形成された雌ネジ部１５４ａに対して螺合されて固定されている。また、係止ピン１５２は、その先端側の端部に、円錐状のテーパ部１５２ｂを有する。
【０１３６】
一方、回転軸１２７のフランジ部１２７ｂの下部の外周面には、係止ピン１５２のテーパ部１５２ｂを受け入れる係入穴１２７ｅが１箇所に形成されている。係入穴１２７ｅは、テーパ部１５２ｂの円錐状の外形に符合するように円錐穴状に形成された凹部である。回転軸１２７が支持本体部７０に固定された構成において、回転軸１２７のＸ軸回りの回動角度について、係止ピン１５２による回転軸１２７のロック位置が、支持本体部７０の所定の中心位置に対応するように、係入穴１２７ｅが所定の位置に設けられている。
【０１３７】
エアシリンダ１５１は、その作動状態において、ピストンロッド１５４を上側（突出側）に位置させ、係止ピン１５２を回転軸１２７に係合させる。ここで、係止ピン１５２は、そのテーパ部１５２ｂを回転軸１２７の係入穴１２７ｅに嵌合させ、回転軸１２７のＸ軸回りの回動を所定の位置で固定する。このように回転軸１２７が固定されることで、支持本体部７０がＸ軸回りについてセンタリングされる。これにより、支持本体部７０に対してチャック機構６０を介して取り付けられたマテハン装置２１が、Ｘ軸回りの回動位置についてセンタリングされる。
【０１３８】
一方、エアシリンダ１５１は、その非作動状態において、ピストンロッド１５４を下側（反突出側）に位置させ、回転軸１２７に対する係止ピン１５２の係合を解除する。この係合解除状態において、係止ピン１５２のテーパ部１５２ｂの尖端は、係入穴１２７ｅの外側（フランジ部１２７ｂの外周側）の部分に位置し、係入穴１２７ｅをなす円錐状の内周面との間の隙間（遊び）の範囲で、回転軸１２７の回動が許容される。言い換えると、係止ピン１５２の係合解除状態において、係止ピン１５２は、そのテーパ部１５２ｂの尖端を係入穴１２７ｅ内に位置させており（フランジ部１２７ｂの外周面の位置よりも内側に突出させており）、回転軸１２７の回動が許容され、その回動範囲が、フランジ部１２７ｂの周方向の両側についてテーパ部１５２ｂの尖端が係入穴１２７ｅの内周面に接触する（回転軸１２７に干渉する）までの回動範囲に規制される。
【０１３９】
したがって、エアシリンダ１５１が非作動状態となることで、回転軸１２７に固定されるとともに前側にマテハン装置２１を支持する支持本体部７０が、係止ピン１５２により回動が規制される回転軸１２７の回動範囲で、回転軸１２７の軸心を中心としてＸ軸回りについてフローティング支持された状態となる（図１８、矢印Ｆ１参照）。
【０１４０】
次に、第２サブユニット１２２について、図３６から図４３を参照して説明する。第２サブユニット１２２は、Ｚ軸シフト用基部１６０と、Ｚ軸シフト用基部１６０の前側に設けられた移動取付プレート１６１と、Ｚ方向シフト機構部７３とを有し、Ｚ方向シフト機構部７３により、Ｚ軸シフト用基部１６０に対して移動取付プレート１６１をＺ方向に移動可能に支持している。なお、図４２においては、便宜上、移動取付プレート１６１の図示を省略している。
【０１４１】
Ｚ軸シフト用基部１６０は、矩形板状の本体板部１６２と、その左右両側に設けられた一対のＹ軸回動用アーム部１６３とを有する。本体板部１６２は、前後方向を板厚方向とするとともに、第２サブユニット１２２の前側に設けられた第１サブユニット１２１のＸ軸回動用基部１２６と略同じ外形寸法を有し、Ｘ方向視でＸ軸回動用基部１２６に重なるように設けられている。
【０１４２】
Ｙ軸回動用アーム部１６３は、略直角三角形状の板状部材により構成されており、その板状部材が、直角側を下側とするとともに、直角をなす一側の辺部を、本体板部１６２の左右の側面１６２ａに沿わせ、ボルト１６４により複数箇所で本体板部１６２に固定されている。これにより、本体板部１６２の左右両側において、本体板部１６２から前方へ向けて突出したアーム部分１６３ａが構成されている。
【０１４３】
移動取付プレート１６１は、本体板部１６２と略同じ外形寸法を有する矩形板状の部材であり、本体板部１６２の前方において本体板部１６２と平行に設けられている。移動取付プレート１６１は、Ｚ方向シフト機構部７３を構成する左右一対のスライド機構部１６５を介して、本体板部１６２に対してＺ方向に相対移動可能に設けられている。
【０１４４】
スライド機構部１６５は、Ｚ方向をスライド方向とするものであり、本体板部１６２の前側に固定された直線状のリニアガイド１６５ａと、リニアガイド１６５ａにスライド自在に係合したスライダ１６５ｂとを有する。左右のスライド機構部１６５のスライダ１６５ｂの前側に、移動取付プレート１６１がボルト等により固定されている。つまり、移動取付プレート１６１は、本体板部１６２に対して、左右のスライダ１６５ｂとともに一体的にＺ方向に移動する。
【０１４５】
また、Ｚ方向シフト機構部７３においては、移動取付プレート１６１を任意の位置でロックするためのシフトロック機構１６６が各スライド機構部１６５に対して設けられている。シフトロック機構１６６は、スライダ１６５ｂと同様に、リニアガイド１６５ａにスライド可能に係合するとともに、移動取付プレート１６１に固定されており、リニアガイド１６５ａ上においてスライダ１６５ｂの直下に位置する。
【０１４６】
シフトロック機構１６６は、リニアガイド１６５ａに係合する本体１６６ａと、リニアガイド１６５ａを幅方向について圧接挟持してクランプするための一対の挟持機構とを有する。各挟持機構は、円筒状のケース１６６ｂ内に収納された弾性部材としてのスプリングと、スプリングの弾性力を受けてＺ方向に移動するピストンと、リニアガイド１６５ａに圧接する圧接体と、ピストンが受けた弾性力を楔作用を用いて変換して圧接体に押圧力として作用させる変換機構部とを有する。
【０１４７】
そして、シフトロック機構１６６は、空気圧の給排を行うための経路を有し、空気圧の供給時には、一対の挟持機構によるリニアガイド１６５ａに対するクランプを開放する（相対移動可能とする）ように構成されている。一方、シフトロック機構１６６は、空気圧の排気時には、一対の挟持機構のスプリングの弾性力によりリニアガイド１６５ａにクランプしてロックする（相対移動不能とする）ように構成されている。シフトロック機構１６６においては、本体１６６ａの側面に、本体１６６ａ内の給排経路に連通した給排ノズル１６６ｃが設けられており、この給排ノズル１６６ｃに、空気圧の給排を行うための給排気管構造（図示略）が接続される。
【０１４８】
このような構成により、Ｚ軸シフト用基部１６０に対してＺ方向に移動可能に設けられた移動取付プレート１６１の移動について、シフトロック機構１６６のクランプ・アンクランプの動作切換えによって、Ｚ軸シフト用基部１６０に対する移動取付プレート１６１の移動不能状態と移動可能状態とが切り換えられる。これにより、Ｚ軸シフト用基部１６０に対する移動取付プレート１６１のＺ方向の移動について、任意の位置で移動がロックされる。このように、Ｚ方向シフト機構部７３は、移動取付プレート１６１に間接的に支持する支持本体部７０を移動可能に支持する方向、つまりＺ方向について支持本体部７０の移動を停止させるシフトロック機構１６６を有する。なお、シフトロック機構１６６としては、例えば、鍋屋バイテック会社製の「リニアクランパ・ズィー（登録商標）」を用いることができる。また、シフトロック機構１６６は、電力や磁力により駆動するものであってもよい。
【０１４９】
Ｚ軸シフト用基部１６０に対する移動取付プレート１６１のＺ方向の移動について、第２サブユニット１２２は、エアシリンダ１７０により、中立位置を基準としてバランスするように構成されている。すなわち、第２サブユニット１２２は、Ｚ軸シフト用基部１６０に対して移動取付プレート１６１をＺ方向にフローティング状態で支持するためのバランサとして、エアシリンダ１７０を有する。
【０１５０】
エアシリンダ１７０は、片ロッド型のシリンダ機構であり、略四角筒状のシリンダ本体１７１と、シリンダ本体１７１に対して往復動作するピストンロッド１７２とを有する。エアシリンダ１７０は、シリンダ本体１７１内からその側面に臨む給排ポートに連通した給排ノズル１７３を有し、例えば電空レギュレータ等のレギュレータ（図示略）に接続されており、電空レギュレータによって圧力が制御されたエアの供給を受ける。エアシリンダ１７０は、給排ノズル１７３からのシリンダ本体１７１内に対するエアの給排により、シリンダ本体１７１に対してピストンロッド１７２を往復動作させて伸縮動作するように構成されている。
【０１５１】
そして、エアシリンダ１７０においては、ピストンロッド１７２の位置が所定の中立位置を保持するようにエアの給排制御が行われ、ピストンロッド１７２の動作について、その中立位置を基準としたフローティング状態が得られる。すなわち、ピストンロッド１７２に作用する荷重等に応じて、ピストンロッド１７２がその往復動作をともなって中立位置に位置するように、エアシリンダ１７０に供給されるエア圧が調整される。
【０１５２】
エアシリンダ１７０は、ピストンロッド１７２の突出側を下側とする向きで、スライダ１６５ｂ等と同様に、移動取付プレート１６１の後側に固定されている。エアシリンダ１７０は、左右のスライド機構部１６５の間の位置となる、移動取付プレート１６１の上部の左右中央部に、シリンダ本体１７１の上下にボルト１７４ａにより固定されたＬ字金具１７４を介して、ボルト１７５により複数箇所（４箇所）で移動取付プレート１６１に固定されている。
【０１５３】
エアシリンダ１７０は、ピストンロッド１７２の下端を、Ｚ軸シフト用基部１６０側に常時当接させている。エアシリンダ１７０は、シリンダ本体１７１の略後半部を、本体板部１６２に形成された矩形状の開口部１６２ｂを介して、本体板部１６２の後面１６２ｃから後方に突出させている。つまり、開口部１６２ｂは、本体板部１６２においてシリンダ本体１７１との干渉を避けるために貫通形成された孔部である。
【０１５４】
そして、エアシリンダ１７０は、ピストンロッド１７２を、Ｘ方向について開口部１６２ｂ内に位置させ、ピストンロッド１７２の先端面１７２ａを、開口部１６２ｂの下辺をなす上向きの面である下辺面１６２ｄに対向させている。下辺面１６２ｄにおける先端面１７２ａの対向部位には、ピストンロッド１７２の当接を受ける受部材１７６が設けられている。受部材１７６は、略「Ｌ」字状をなす屈曲板状の金具であり、Ｌ字状の一辺側をなす面部を下辺面１６２ｄ上に重ねるとともに、Ｌ字状の他辺側をなす面部を後面１６２ｃに沿わせた状態で、ボルト１７７により本体板部１６２に固定されている。
【０１５５】
受部材１７６の上面１７６ａが、ピストンロッド１７２の先端面１７２ａの接触を受ける面となる。エアシリンダ１７０は、上述したようなエア圧の制御によって、ピストンロッド１７２の先端面１７２ａを、受部材１７６の上面１７６ａに常時接触させた状態となっている。すなわち、エアシリンダ１７０から本体板部１６２に作用する押圧力により、第１サブユニット１２１を介して支持本体部７０を支持する移動取付プレート１６１が、重力に抗してＺ軸シフト用基部１６０に対して支持された状態となる。
【０１５６】
以上のような構成を備えた第２サブユニット１２２において、エアシリンダ１７０の伸縮動作をともなって、Ｚ方向シフト機構部７３のＺ軸シフト用基部１６０に対する移動取付プレート１６１のＺ方向の移動について、フローティング支持状態が得られる。なお、移動取付プレート１６１をＺ方向にフローティング支持するための構成としては、エアシリンダ１７０に限らず、例えば油圧シリンダ等の他のシリンダ機構その他のアクチュエータが適宜用いられる。
【０１５７】
また、Ｚ方向シフト機構部７３は、移動取付プレート１６１をそのＺ方向の移動についてセンタリングするためのＺ方向センタリング機構を有する。Ｚ方向センタリング機構は、エアシリンダ１８１と、係止ボス１８２と、移動取付プレート１６１に固定され係止ボス１８２の係合を受ける凹部材１８３とを有する。Ｚ方向センタリング機構は、エアシリンダ１８１の動作によって、係止ボス１８２を凹部材１８３に係合させることで、移動取付プレート１６１をＺ方向についてＺ軸シフト用基部１６０に対して所定の位置でロックする。
【０１５８】
エアシリンダ１８１は、片ロッド型のシリンダ機構であり、略直方体状のシリンダ本体１８４と、シリンダ本体１８４に対して往復動作するピストンロッド１８５とを有する。エアシリンダ１８１は、シリンダ本体１８４内からその側面に臨む給排ポートに連通した給排ノズル１８６を有し、図示せぬエア供給源からのエアの供給を受ける。エアシリンダ１８１は、給排ノズル１８６からのシリンダ本体１８４内に対するエアの給排により、シリンダ本体１８４に対してピストンロッド１８５を往復動作させて伸縮動作するように構成されている。
【０１５９】
エアシリンダ１８１は、本体板部１６２の後側に、ピストンロッド１８５の突出側を前側とする向きで固定されている。エアシリンダ１８１は、本体板部１６２の後面１６２ｃにシリンダ本体１８４の前面１８４ａを接触させた状態で、ボルト１８７により固定されている。ボルト１８７は、略直方体状のシリンダ本体１８４の四隅の部分を貫通して本体板部１６２に螺挿される。
【０１６０】
係止ボス１８２は、ピストンロッド１８５に対して大径の略円筒状の部材であり、ピストンロッド１８５の先端側に、これと同軸状にボルト１８８により固定されている。ボルト１８８は、前側から係止ボス１８２を貫通し、ピストンロッド１８５にその先端側から軸方向に螺挿されている。
【０１６１】
本体板部１６２の下部の左右中央部には、ピストンロッド１８５および係止ボス１８２を貫通させる円形状の孔部１６２ｅが形成されている。また、本体板部１６２の孔部１６２ｅの前側には、矩形板状の外形を有するとともに孔部１６２ｅと略同径の孔部１８９ａを有する貫通プレート１８９がボルト等により固定されている。本体板部１６２の孔部１６２ｅと貫通プレート１８９の孔部１８９ａとは、一体的な円筒状の貫通孔部１９０を形成する。
【０１６２】
エアシリンダ１８１において前方に突出するピストンロッド１８５およびこれに固定された係止ボス１８２が、貫通孔部１９０内に挿入されている。ここで、係止ボス１８２は、貫通孔部１９０内に挿嵌されたブッシュ１９１内に挿嵌されている。ブッシュ１９１は、係止ボス１８２の外径と略同じ内径を有する円筒状の介装部材である。以上のような構成により、係止ボス１８２は、エアシリンダ１８１の動作によって、貫通孔部１９０から出没するように構成されている。
【０１６３】
係止ボス１８２は、その中心軸方向をＸ方向とし、エアシリンダ１８１の動作にともなってピストンロッド１８５と一体的に前後方向に往復移動する。係止ボス１８２は、その先端側の端部に、截頭円錐状のテーパ部１８２ａを有する。
【０１６４】
一方、移動取付プレート１６１には、係止ボス１８２の嵌合を受ける凹部材１８３が設けられている。凹部材１８３は、中央部に貫通孔を有する円板状の部材であり、その中心軸方向をＸ方向として、係止ボス１８２の前方となる位置に設けられている。移動取付プレート１６１の下部の左右中央部には、凹部材１８３を取り付けるための円形状の取付孔１６１ａが形成されている。凹部材１８３は、前側に縮径部１８３ｂを有し、この縮径部１８３ｂを取付孔１６１ａに後側から嵌合させた状態で、凹部材１８３の周縁部を貫通するボルト１９２により複数箇所で移動取付プレート１６１に固定されている。
【０１６５】
凹部材１８３は、その後側に、係止ボス１８２のテーパ部１８２ａの外周面形状に符合するように截頭円錐穴状の内周面をなす嵌合凹部１８３ａを有する。係止ボス１８２は、テーパ部１８２ａを嵌合凹部１８３ａに嵌合させることで、凹部材１８３に係合する。Ｚ軸シフト用基部１６０に対して移動取付プレート１６１がＺ方向に移動可能に支持された構成において、移動取付プレート１６１のＺ方向の位置について、係止ボス１８２による凹部材１８３に対する係合位置が、移動取付プレート１６１の所定の中心位置に対応するように、凹部材１８３が所定の位置に設けられている。
【０１６６】
エアシリンダ１８１は、その作動状態において、ピストンロッド１８５を前側（突出側）に位置させ、係止ボス１８２を凹部材１８３に係合させる。ここで、係止ボス１８２は、そのテーパ部１８２ａを凹部材１８３の嵌合凹部１８３ａに嵌合させ、移動取付プレート１６１の移動を所定の位置で固定する。このように移動取付プレート１６１が固定されることで、移動取付プレート１６１がセンタリングされる。これにより、移動取付プレート１６１に対して第１サブユニット１２１を介して取り付けられたマテハン装置２１が、Ｚ方向の位置についてセンタリングされる。
【０１６７】
一方、エアシリンダ１８１は、その非作動状態において、ピストンロッド１８５を後側（反突出側）に位置させ、凹部材１８３に対する係止ボス１８２の係合を解除する。この係合解除状態において、係止ボス１８２のテーパ部１８２ａの前端は、嵌合凹部１８３ａの後側の部分に位置し、嵌合凹部１８３ａをなす截頭円錐状の内周面との間の隙間（遊び）の範囲で、係止ボス１８２の凹部材１８３に対する相対移動が許容される。言い換えると、係止ボス１８２の係合解除状態において、係止ボス１８２は、そのテーパ部１８２ａの前端を嵌合凹部１８３ａ内に位置させており、係止ボス１８２の移動が許容され、その移動範囲が、上下両側についてテーパ部１８２ａの前端が嵌合凹部１８３ａの内周面に接触する（凹部材１８３に干渉する）までの移動範囲に規制される。
【０１６８】
したがって、エアシリンダ１８１が非作動状態となることで、移動取付プレート１６１に間接的に固定された支持本体部７０を介して、マテハン装置２１が、係止ボス１８２により移動が規制される移動取付プレート１６１の移動範囲で、Ｚ方向についてフローティング支持された状態となる。
【０１６９】
また、第２サブユニット１２２においては、本体板部１６２の上部の後側に、Ｙ軸回動センタリング機構を構成する左右一対のエアシリンダ２８０が設けられている。なお、Ｙ軸回動センタリング機構については後述する。
【０１７０】
以上のような構成を備えた第２サブユニット１２２の前側に、第１サブユニット１２１が取り付けられている。具体的には、図２１に示すように、第１サブユニット１２１は、Ｘ軸回動用基部１２６を、移動取付プレート１６１に固定させることで、第２サブユニット１２２に取り付けられている。Ｘ軸回動用基部１２６は、フランジ部１２６ｂを移動取付プレート１６１の前側に合わせ、フランジ部１２６ｂおよび移動取付プレート１６１の四隅においてボルト１９５により移動取付プレート１６１に固定されている。このため、フランジ部１２６ｂおよび移動取付プレート１６１の四隅には、ボルト１９５による固定用の孔部１２６ｓ，１６１ｓが形成されている。
【０１７１】
このように、第２サブユニット１２２の前側に第１サブユニット１２１が取り付けられることで、支持本体部７０の前側にマテハン装置２１を支持する第１サブユニット１２１が、第２サブユニット１２２を構成するＺ軸シフト用基部１６０に対して、Ｚ方向についてフローティング支持された状態となる（図１８、矢印Ｆ２参照）。
【０１７２】
続いて、第３サブユニット１２３について、図４４から図５２を参照して説明する。第３サブユニット１２３は、ＸＹ軸支持基部２０１と、ＸＹ軸支持基部２０１の上側に設けられたＸ方向移動プレート２０２と、Ｘ方向移動プレート２０２の上側に設けられたＹ方向移動プレート２０３と、Ｘ方向シフト機構部７１と、Ｙ方向シフト機構部７２とを有する。第３サブユニット１２３は、Ｘ方向シフト機構部７１により、ＸＹ軸支持基部２０１に対してＸ方向移動プレート２０２をＸ方向に移動可能に支持し、Ｙ方向シフト機構部７２により、Ｘ方向移動プレート２０２に対してＹ方向移動プレート２０３をＹ方向に移動可能に支持する。また、第３サブユニット１２３は、ＸＹ軸支持基部２０１において、第２サブユニット１２２を、Ｙ軸方向を回動軸方向として回動可能に支持する。
【０１７３】
ＸＹ軸支持基部２０１は、上下方向を板厚方向とする矩形板状の支持板部２０６と、その左右両側に設けられた一対のＹ軸回動支持アーム部２０７とを有する。ＸＹ軸支持基部２０１は、支持板部２０６を、第２サブユニット１２２の上方に位置させるとともに、左右のＹ軸回動支持アーム部２０７を、第２サブユニット１２２の左右のＹ軸回動用アーム部１６３の両外側に位置させる。
【０１７４】
Ｙ軸回動支持アーム部２０７は、略「Ｊ」字形状の板状部材により構成されており、上部について矩形状の外形に沿う形状を有するとともに下部を湾曲状に前側に突出させている。Ｙ軸回動支持アーム部２０７は、上縁部を、支持板部２０６の左右の側面２０６ａに沿わせ、ボルト２０８により複数箇所で支持板部２０６に固定されている。これにより、支持板部２０６の左右両側において、Ｙ軸回動支持アーム部２０７の外形に沿うアーム部分が構成されている。
【０１７５】
Ｘ方向移動プレート２０２は、支持板部２０６と略同じ外形寸法を有する矩形板状の部材であり、支持板部２０６の上方において支持板部２０６と平行に設けられている。Ｘ方向移動プレート２０２は、Ｘ方向シフト機構部７１を構成する左右一対のスライド機構部２１０を介して、支持板部２０６に対してＸ方向に相対移動可能に設けられている。
【０１７６】
スライド機構部２１０は、Ｘ方向をスライド方向とするものであり、支持板部２０６の上側に固定された直線状のリニアガイド２１０ａと、リニアガイド２１０ａにスライド自在に係合したスライダ２１０ｂとを有する。左右のスライド機構部２１０のスライダ２１０ｂの上側に、Ｘ方向移動プレート２０２がボルト等により固定されている。つまり、Ｘ方向移動プレート２０２は、支持板部２０６に対して、左右のスライダ２１０ｂとともに一体的にＸ方向に移動する。
【０１７７】
また、Ｘ方向シフト機構部７１においては、Ｘ方向移動プレート２０２を任意の位置でロックするためのシフトロック機構２１１が各スライド機構部２１０に対して設けられている。シフトロック機構２１１は、スライダ２１０ｂと同様に、リニアガイド２１０ａにスライド可能に係合するとともに、Ｘ方向移動プレート２０２に固定されており、リニアガイド２１０ａ上においてスライダ２１０ｂに対して隣接した位置に設けられている。
【０１７８】
シフトロック機構２１１は、Ｚ方向シフト機構部７３が有するシフトロック機構１６６と同様の構成を備えたものである。すなわち、シフトロック機構２１１は、リニアガイド２１０ａに係合する本体２１１ａと、リニアガイド２１０ａを幅方向について圧接挟持してクランプするための一対の挟持機構とを有する。各挟持機構は、円筒状のケース２１１ｂ内に収納された弾性部材としてのスプリングと、スプリングの弾性力を受けてＸ方向に移動するピストンと、リニアガイド２１０ａに圧接する圧接体と、ピストンが受けた弾性力を楔作用を用いて変換して圧接体に押圧力として作用させる変換機構部とを有する。
【０１７９】
そして、シフトロック機構２１１は、空気圧の給排を行うための経路を有し、空気圧の供給時には、一対の挟持機構によるリニアガイド２１０ａに対するクランプを開放する（相対移動可能とする）ように構成されている。一方、シフトロック機構２１１は、空気圧の排気時には、一対の挟持機構のスプリングの弾性力によりリニアガイド２１０ａにクランプしてロックする（相対移動不能とする）ように構成されている。シフトロック機構２１１においては、本体２１１ａの側面に、本体２１１ａ内の給排経路に連通した給排ノズル２１１ｃが設けられており、この給排ノズル２１１ｃに、空気圧の給排を行うための給排気管構造（図示略）が接続される。
【０１８０】
このような構成により、ＸＹ軸支持基部２０１に対してＸ方向に移動可能に設けられたＸ方向移動プレート２０２の移動について、シフトロック機構２１１のクランプ・アンクランプの動作切換えによって、ＸＹ軸支持基部２０１に対するＸ方向移動プレート２０２の移動不能状態と移動可能状態とが切り換えられる。これにより、ＸＹ軸支持基部２０１に対するＸ方向移動プレート２０２のＸ方向の移動について、任意の位置で移動がロックされる。
【０１８１】
このように、Ｘ方向シフト機構部７１は、支持板部２０６に間接的に支持する支持本体部７０を移動可能に支持する方向、つまりＸ方向について支持本体部７０の移動を停止させるシフトロック機構２１１を有する。なお、左右一対のスライド機構部２１０およびシフトロック機構２１１は、前後方向について互いに対称的に構成されている。また、シフトロック機構２１１としては、例えば、鍋屋バイテック会社製の「リニアクランパ・ズィー（登録商標）」を用いることができる。また、シフトロック機構２１１は、電力や磁力により駆動するものであってもよい。
【０１８２】
また、Ｘ方向シフト機構部７１は、一対のスライド機構部２１０によるＸＹ軸支持基部２０１とＸ方向移動プレート２０２のＸ方向の相対移動についてセンタリングするためのＸ方向センタリング機構を有する。Ｘ方向センタリング機構は、一対のエアシリンダ２１５と、エアシリンダ２１５の動作を受ける被押圧部２１６とを有する。
【０１８３】
エアシリンダ２１５は、片ロッド型のシリンダ機構であり、略直方体状のシリンダ本体２１７と、シリンダ本体２１７に対して往復動作するピストンロッド２１８とを有する。エアシリンダ２１５は、シリンダ本体２１７内からその側面に臨む給排ポートに連通した給排ノズル２１９を有し、図示せぬエア供給源からのエアの供給を受ける。エアシリンダ２１５は、給排ノズル２１９からのシリンダ本体２１７内に対するエアの給排により、シリンダ本体２１７に対してピストンロッド２１８を往復動作させて伸縮動作するように構成されている。
【０１８４】
一対のエアシリンダ２１５は、支持板部２０６上において、左右のスライド機構部２１０の間の位置に、ピストンロッド２１８の突出側を互いに反対側とする向きで前後に隣接配置されている。言い換えると、一対のエアシリンダ２１５は、ピストンロッド２１８の突出側を正面側とした場合に背中合わせの向きで配置されている。したがって、前側に配置された一方のエアシリンダ２１５は、ピストンロッド２１８の突出側を前側に向け、後側に配置された他方のエアシリンダ２１５は、ピストンロッド２１８の突出側を後側に向けている。また、一対のエアシリンダ２１５は、支持板部２０６上において前後対称に設けられている。
【０１８５】
各エアシリンダ２１５のピストンロッド２１８は、支持板部２０６上にボルト等により固定された直方体状の取付ブロック２２０を貫通している。取付ブロック２２０は、シリンダ本体２１７に対して前側（ピストンロッド２１８の突出側）に隣接した位置に設けられ、ボルトによってシリンダ本体２１７に固定されるとともに、ピストンロッド２１８を貫通させる貫通孔２２０ａを有する。各エアシリンダ２１５は、取付ブロック２２０を介して支持板部２０６に固定されている。
【０１８６】
ピストンロッド２１８の先端部には、押圧ピン２２１が設けられている。押圧ピン２２１は、ボルト状の部材であり、ピストンロッド２１８に対して先端側から螺挿されることで、ピストンロッド２１８に固定されている。押圧ピン２２１の端面が、被押圧部２１６に対して押圧作用する押圧面２２１ａとなる。エアシリンダ２１５および取付ブロック２２０は、支持板部２０６とＸ方向移動プレート２０２との間に介装されている。
【０１８７】
被押圧部２１６は、ピストンロッド２１８に対向するように設けられた被押圧ピン２２６と、被押圧ピン２２６をＸ方向移動プレート２０２に対して支持する支持プレート２２７とを有する。支持プレート２２７は、Ｘ方向移動プレート２０２に対して小片状の板状部材であり、Ｘ方向移動プレート２０２の前後縁部の左右中央部に設けられている。支持プレート２２７は、上縁部を、Ｘ方向移動プレート２０２の前後の側面２０２ａに沿わせ、ボルト２２８によりＸ方向移動プレート２０２に固定されている。
【０１８８】
被押圧ピン２２６は、ボルト状の部材であり、支持プレート２２７の下端部を前後方向外側から貫通した状態で、締結部材２２６ｂによって支持プレート２２７に固定支持されている。被押圧ピン２２６は、前後内側への突出側の端面を被押圧面２２６ａとし、被押圧面２２６ａを、押圧ピン２２１の押圧面２２１ａに対向させている。
【０１８９】
以上のような構成により、Ｘ方向センタリング機構は、一対のエアシリンダ２１５の動作によって、押圧ピン２２１を被押圧ピン２２６に当接させることで、ＸＹ軸支持基部２０１とＸ方向移動プレート２０２との相対位置をＸ方向について所定の位置でロックする。具体的には次のとおりである。
【０１９０】
一対のエアシリンダ２１５は、作動状態において、ピストンロッド２１８を突出側に位置させ、押圧ピン２２１を被押圧ピン２２６に当接させる。つまり、押圧ピン２２１の押圧面２２１ａが被押圧ピン２２６の被押圧面２２６ａに接触した状態となる。ここで、一対のエアシリンダ２１５のそれぞれにおけるピストンロッド２１８の突出量は、互いに同じ量となる。これにより、一対のエアシリンダ２１５により、前後の被押圧部２１６に対して前後方向に突っ張る態様で、ＸＹ軸支持基部２０１とＸ方向移動プレート２０２との前後方向の相対位置が位置決めされる。かかる状態が、Ｘ方向についてセンタリングされた状態となる。
【０１９１】
一方、一対のエアシリンダ２１５は、その非作動状態において、ピストンロッド２１８を反突出側に位置させ、押圧ピン２２１を被押圧ピン２２６から離間させる。押圧ピン２２１が被押圧ピン２２６から離間した状態においては、押圧ピン２２１と被押圧ピン２２６との隙間の範囲で、ＸＹ軸支持基部２０１とＸ方向移動プレート２０２とのＸ方向についての相対移動が許容される。言い換えると、押圧ピン２２１が被押圧ピン２２６に対して離間した状態において、押圧ピン２２１と被押圧ピン２２６との間の隙間により、ＸＹ軸支持基部２０１とＸ方向移動プレート２０２の相対移動が許容され、その移動範囲が、前後両側について押圧面２２１ａが被押圧面２２６ａに接触するまでの移動範囲に規制される。
【０１９２】
したがって、一対のエアシリンダ２１５が非作動状態となることで、第３サブユニット１２３に対して第２サブユニット１２２および第１サブユニット１２１を介して支持されたマテハン装置２１が、Ｘ方向移動プレート２０２に対するＸＹ軸支持基部２０１のＸ方向についての移動範囲で、Ｘ方向についてフローティング支持された状態となる。
【０１９３】
Ｙ方向移動プレート２０３は、Ｘ方向移動プレート２０２と略同じ外形寸法を有する矩形板状の部材であり、Ｘ方向移動プレート２０２の上方においてＸ方向移動プレート２０２と平行に設けられている。Ｙ方向移動プレート２０３は、Ｙ方向シフト機構部７２を構成する前後一対のスライド機構部２３０を介して、Ｘ方向移動プレート２０２に対してＹ方向に相対移動可能に設けられている。
【０１９４】
Ｙ方向シフト機構部７２は、ＸＹ軸支持基部２０１の支持板部２０６とＸ方向移動プレート２０２との間に設けられたＸ方向シフト機構部７１に対し、そのシフト方向をＹ方向として、Ｘ方向シフト機構部７１と同様の構成を備えたものである。すなわち、Ｙ方向シフト機構部７２は、Ｘ方向移動プレート２０２とＹ方向移動プレート２０３との間において、Ｘ方向シフト機構部７１と同様の構成を平面視で９０°回転させた態様で備えたものである。
【０１９５】
スライド機構部２３０は、Ｙ方向をスライド方向とするものであり、Ｘ方向移動プレート２０２の上側に固定された直線状のリニアガイド２３０ａと、リニアガイド２３０ａにスライド自在に係合したスライダ２３０ｂとを有する。前後のスライド機構部２３０のスライダ２３０ｂの上側に、Ｙ方向移動プレート２０３がボルト等により固定されている。つまり、Ｙ方向移動プレート２０３は、Ｘ方向移動プレート２０２に対して、左右のスライダ２３０ｂとともに一体的にＸ方向に移動する。
【０１９６】
また、Ｙ方向シフト機構部７２においては、Ｙ方向移動プレート２０３を任意の位置でロックするためのシフトロック機構２３１が各スライド機構部２３０に対して設けられている。シフトロック機構２３１は、スライダ２３０ｂと同様に、リニアガイド２３０ａにスライド可能に係合するとともに、Ｙ方向移動プレート２０３に固定されており、リニアガイド２３０ａ上においてスライダ２２０ｂに対して隣接した位置に設けられている。
【０１９７】
シフトロック機構２３１は、Ｘ方向シフト機構部７１が有するシフトロック機構２１１と同様の構成を備えたものであり、リニアガイド２１０ａに係合する本体２３１ａと、リニアガイド２１０ａを幅方向について圧接挟持してクランプするための一対の挟持機構とを有する。また、シフトロック機構２３１は、各挟持機構を構成するスプリングを収納するケース２３１ｂと、本体２３１ａ内の給排経路に連通した給排ノズル２３１ｃとを有する。そして、シフトロック機構２３１は、空気圧の給排を行うための経路を有し、空気圧の供給時にはリニアガイド２３０ａに対するクランプを開放し、空気圧の排気時には、リニアガイド２３０ａにクランプしてロックするように構成されている。
【０１９８】
このような構成により、Ｘ方向移動プレート２０２に対してＹ方向に移動可能に設けられたＹ方向移動プレート２０３の移動について、シフトロック機構２３１のクランプ・アンクランプの動作切換えによって、Ｘ方向移動プレート２０２に対するＹ方向移動プレート２０３の移動不能状態と移動可能状態とが切り換えられる。これにより、Ｘ方向移動プレート２０２に対するＹ方向移動プレート２０３のＹ方向の移動について、任意の位置で移動がロックされる。このように、Ｙ方向シフト機構部７２は、Ｘ方向移動プレート２０２に間接的に支持する支持本体部７０を移動可能に支持する方向、つまりＹ方向について支持本体部７０の移動を停止させるシフトロック機構２３１を有する。
【０１９９】
また、Ｙ方向シフト機構部７２は、一対のスライド機構部２３０によるＸ方向移動プレート２０２とＹ方向移動プレート２０３のＹ方向の相対移動についてセンタリングするためのＹ方向センタリング機構を有する。Ｙ方向センタリング機構は、Ｘ方向センタリング機構と同様の構成を備えたものであり、一対のエアシリンダ２３５と、エアシリンダ２３５の動作を受ける被押圧部２３６とを有する。
【０２００】
エアシリンダ２３５は、エアシリンダ２１５と同様のシリンダ機構であり、シリンダ本体２３７と、ピストンロッド２３８と、給排ノズル２３９とを有し、給排ノズル２３９からのシリンダ本体２３７内に対するエアの給排により伸縮動作するように構成されている。また、一対のエアシリンダ２３５は、Ｘ方向移動プレート２０２上において、前後のスライド機構部２３０の間の位置に、ピストンロッド２３８の突出側を互いに反対側とする向きで左右に隣接配置されている。
【０２０１】
各エアシリンダ２３５のピストンロッド２３８は、Ｘ方向移動プレート２０２上にボルト等により固定された直方体状の取付ブロック２４０を貫通している。取付ブロック２４０は、シリンダ本体２３７に対して前側（ピストンロッド２３８の突出側）に隣接した位置に設けられ、ボルトによってシリンダ本体２３７に固定されるとともに、ピストンロッド２３８を貫通させる貫通孔２４０ａを有する。各エアシリンダ２３５は、取付ブロック２４０を介してＸ方向移動プレート２０２に固定されている。
【０２０２】
ピストンロッド２３８の先端部には、Ｘ方向シフト機構部７１における押圧ピン２２１と同様に、押圧面２４１ａを有する押圧ピン２４１が設けられている。エアシリンダ２３５および取付ブロック２４０は、Ｘ方向移動プレート２０２とＹ方向移動プレート２０３との間に介装されている。
【０２０３】
被押圧部２３６は、Ｘ方向シフト機構部７１における被押圧部２１６と同様の構成を備えたものであり、ピストンロッド２３８に対向するように設けられた被押圧ピン２４６と、被押圧ピン２４６をＹ方向移動プレート２０３に対して支持する支持プレート２４７とを有する。
【０２０４】
支持プレート２４７は、Ｙ方向移動プレート２０３に対して小片状の板状部材であり、Ｙ方向移動プレート２０３の左右縁部の前後中央部に設けられている。支持プレート２４７は、上縁部を、Ｙ方向移動プレート２０３の左右の側面２０３ａに沿わせ、ボルト２４８によりＹ方向移動プレート２０３に固定されている。被押圧ピン２４６は、支持プレート２４７の下端部を左右方向外側から貫通した状態で、締結部材２４６ｂによって支持プレート２２７に固定支持されている。被押圧ピン２４６は、左右内側への突出側の端面を被押圧面２４６ａとし、被押圧面２４６ａを、押圧ピン２４１の押圧面２４１ａに対向させている。
【０２０５】
以上のような構成により、Ｙ方向センタリング機構は、一対のエアシリンダ２３５の動作によって、押圧ピン２４１を被押圧ピン２４６に当接させることで、Ｘ方向移動プレート２０２とＹ方向移動プレート２０３との相対位置をＹ方向について所定の位置でロックする。
【０２０６】
すなわち、一対のエアシリンダ２３５は、作動状態において、押圧ピン２４１を被押圧ピン２４６に当接させることで、前後の被押圧部２３６に対して左右方向に突っ張る態様で、Ｘ方向移動プレート２０２とＹ方向移動プレート２０３との左右方向の相対位置を位置決めする。かかる状態が、Ｙ方向についてセンタリングされた状態となる。一方、一対のエアシリンダ２３５は、その非作動状態において、押圧ピン２４１を被押圧ピン２４６から離間させることで、押圧ピン２４１と被押圧ピン２４６との隙間の範囲で、Ｘ方向移動プレート２０２とＹ方向移動プレート２０３のＹ方向についての相対移動を許容する。
【０２０７】
したがって、一対のエアシリンダ２３５が非作動状態となることで、第３サブユニット１２３に対して第２サブユニット１２２および第１サブユニット１２１を介して支持されたマテハン装置２１が、Ｙ方向移動プレート２０３に対するＸ方向移動プレート２０２のＹ方向についての移動範囲で、Ｙ方向についてフローティング支持された状態となる。
【０２０８】
また、第３サブユニット１２３は、ＸＹ軸支持基部２０１において、第２サブユニット１２２を、Ｙ軸方向を回動軸方向として回動可能に支持する。第３サブユニット１２３は、左右一対のＹ軸回動支持アーム部２０７間に、第２サブユニット１２２を支持する。
【０２０９】
具体的には、図２１および図４８等に示すように、第２サブユニット１２２は、各Ｙ軸回動支持アーム部２０７に設けられた軸支部材２５０により、回動可能に支持されている。軸支部材２５０は、円筒状の部分である本体軸部２５１と、軸支部材２５０をＹ軸回動用アーム部１６３に固定するための取付板部２５２とを有する。軸支部材２５０は、本体軸部２５１の軸方向（中心軸方向）をＹ軸方向として、Ｙ軸回動支持アーム部２０７に対して第２サブユニット１２２を支持する。
【０２１０】
取付板部２５２は、矩形板状の部分であり、板厚方向を本体軸部２５１の軸方向とするとともに、本体軸部２５１の軸方向の中途部において、本体軸部２５１の外周面に対して一側の辺を接線状に位置させた態様で、本体軸部２５１と一体に設けられている。取付板部２５２は、例えば、矩形板状の部材が溶接等によって本体軸部２５１に固定されることで設けられる。
【０２１１】
軸支部材２５０は、本体軸部２５１を、Ｙ軸回動支持アーム部２０７の前方への突出部分に形成された貫通孔２０７ａに貫通させた状態で設けられている。軸支部材２５０は、取付板部２５２をＹ軸回動支持アーム部２０７の左右外側の板面２０７ｂ側に位置させた状態で、取付板部２５２を貫通してＹ軸回動支持アーム部２０７に螺挿されるボルト２５３により、Ｙ軸回動支持アーム部２０７に固定されている。
【０２１２】
Ｙ軸回動支持アーム部２０７の左右内側の板面２０７ｃからの本体軸部２５１の突出部分が、Ｙ軸回動支持アーム部２０７の左右内側に位置する第２サブユニット１２２のＹ軸回動用アーム部１６３のアーム部分１６３ａに設けられた支持孔部２５５（図４２等参照）に挿嵌されている。すなわち、本体軸部２５１の左右内側への突出部分が軸支部となり、左右の軸支部により左右両側から第２サブユニット１２２がＹ軸回りについて回動可能に軸支される。
【０２１３】
以上のような構成により、第２サブユニット１２２が、第３サブユニット１２３に対して回動可能に支持されている。そして、第３サブユニット１２３に対する第２サブユニット１２２のＹ軸回りの回動について、第２サブユニット１２２は、左右一対のＹ軸回動用シリンダ機構７８により、中立位置を基準としてバランスするように構成されている。すなわち、フローティングユニット２０は、第３サブユニット１２３に対して第２サブユニット１２２をＹ軸回りにフローティング状態で支持するためのバランサとして、左右一対のＹ軸回動用シリンダ機構７８を有する。
【０２１４】
図１９および図２０に示すように、Ｙ軸回動用シリンダ機構７８は、片ロッド型のエアシリンダ機構であり、略四角筒状のシリンダ本体２６１と、シリンダ本体２６１に対して往復動作するピストンロッド２６２とを有する。Ｙ軸回動用シリンダ機構７８は、シリンダ本体２６１内からその側面に臨む給排ポートに連通した給排ノズル２６３を有し、例えば電空レギュレータ等のレギュレータ（図示略）に接続されており、電空レギュレータによって圧力が制御されたエアの供給を受ける。Ｙ軸回動用シリンダ機構７８は、給排ノズル２６３からのシリンダ本体２６１内に対するエアの給排により、シリンダ本体２６１に対してピストンロッド２６２を往復動作させて伸縮動作するように構成されている。
【０２１５】
そして、Ｙ軸回動用シリンダ機構７８においては、ピストンロッド２６２の位置が所定の中立位置を保持するようにエアの給排制御が行われ、ピストンロッド２６２の動作について、その中立位置を基準としたフローティング状態が得られる。すなわち、ピストンロッド２６２に作用する荷重等に応じて、ピストンロッド２６２がその往復動作をともなって中立位置に位置するように、Ｙ軸回動用シリンダ機構７８に供給されるエア圧が調整される。
【０２１６】
また、Ｙ軸回動用シリンダ機構７８は、ブレーキユニット２６５を有する。ブレーキユニット２６５は、シリンダ本体２６１に対して、ピストンロッド２６２の先端側の位置に設けられており、ピストンロッド２６２に対してブレーキ作用を与える。ブレーキユニット２６５は、ケーシング部２６６内にピストンロッド２６２を貫通させるとともに、ケーシング部２６６内に、ピストンロッド２６２に作用するブレーキ板やブレーキ板を付勢するスプリング等の弾性部材等を有する。ブレーキユニット２６５は、ケーシング部２６６内から外側に臨むブレーキ解除ポートに連通したノズル２６７を有し、エアの給排によって、ブレーキのＯＮ／ＯＦＦが切り換えられるように構成されている。このように、Ｙ軸回動機構部７５は、第２サブユニット１２２に間接的に支持する支持本体部７０を回動可能に支持する回動方向、つまりＹ軸回りの回動方向について支持本体部７０の回動を停止させる回動ロック機構として、Ｙ軸回動用シリンダ機構７８のブレーキユニット２６５を有する。
【０２１７】
Ｙ軸回動用シリンダ機構７８は、第２サブユニット１２２および第３サブユニット１２３の後側において、ピストンロッド２６２の突出側を下側とする向きで設けられている。Ｙ軸回動用シリンダ機構７８は、第２サブユニット１２２および第３サブユニット１２３それぞれに対してＹ軸方向を回動軸方向として回動可能に支持された状態で、第２サブユニット１２２と第３サブユニット１２３との間に架設されている。具体的には次のとおりである。
【０２１８】
Ｙ軸回動用シリンダ機構７８は、第２サブユニット１２２に対しては、ピストンロッド２６２の先端部に設けられた軸支部２６８を、本体板部１６２の後面１６２ｃに設けられたロッド支持部２６９に、Ｙ軸回りに回動可能に軸支させている。軸支部２６８は、左右方向に対向する一対の板状の部分である支持板部２６８ａを有し、ピストンロッド２６２の先端側を開放側とした略「Ｕ」字状の部分である。支持板部２６８ａには、左右方向に貫通した支持孔が形成されている。
【０２１９】
ロッド支持部２６９は、直方体状の支持部材２７０がボルト２７１によって本体板部１６２の後面１６２ｃに固定されることで設けられている。支持部材２７０の下端部には、側面視で半円状をなすように後方に向けて突出した突起部２７０ａが設けられており、この突起部２７０ａに、左右方向に貫通した支持孔２７０ｂが形成されている。軸支部２６８は、その一対の支持板部２６８ａ間に突起部２７０ａを介装させた状態で、一対の支持板部２６８ａおよび突起部２７０ａそれぞれの支持孔を貫通する軸支部材２７２により、ロッド支持部２６９に対して回動可能に支持されている。
【０２２０】
一方、Ｙ軸回動用シリンダ機構７８は、第３サブユニット１２３に対しては、ステー部材２７３を介して、Ｙ軸回りに回動可能に支持されている。ステー部材２７３は、矩形板状の取付プレート部２７４と、取付プレート部２７４から斜後下方に向けて延設された左右両側の支持アーム部２７５とを有し、全体として門状に構成されている。
【０２２１】
ステー部材２７３は、取付プレート部２７４を、支持板部２０６の下側の板面２０６ｂに対してボルト２７６により固定させることで、支持板部２０６に支持されている。ステー部材２７３は、左右の支持アーム部２７５の先端部間に、Ｙ軸回動用シリンダ機構７８の長手方向の中間部を位置させ、支持アーム部２７５の先端部に位置する軸支部材２７５ａにより、Ｙ軸回動用シリンダ機構７８をＹ軸回りに回動可能に支持している。
【０２２２】
以上のような構成により、Ｙ軸回動用シリンダ機構７８の伸縮動作をともなって、第３サブユニット１２３に対する第２サブユニット１２２のＹ軸回りに回動について、フローティング支持状態が得られる。なお、第２サブユニット１２２をＹ軸回りにフローティング支持するための構成としては、Ｙ軸回動用シリンダ機構７８に限らず、例えば油圧シリンダ等の他のシリンダ機構その他のアクチュエータが適宜用いられる。
【０２２３】
以上のように、本実施形態に係るフローティングユニット２０においては、第２サブユニット１２２が第３サブユニット１２３に対してＹ軸回りに回動可能に支持された構成と、第２サブユニット１２２のＹ軸回りの回動に作用する一対のＹ軸回動用シリンダ機構７８とにより、Ｙ軸回動機構部７５が構成されている。
【０２２４】
Ｙ軸回動用シリンダ機構７８の配置態様について詳細に説明する。図２０に示すように、一対のＹ軸回動用シリンダ機構７８は、基準線Ｌ１で示すＺ方向（鉛直方向）に対して、ピストンロッド２６２の先端側を前下側、基端側（シリンダ本体２６１側）を後上側とする向きに傾斜状に設けられている。すなわち、Ｙ軸回動用シリンダ機構７８は、その長手方向に対応する直線Ｌ２で示す伸縮動作方向が基準線Ｌ１で示すＺ方向（鉛直方向）に対して所定の傾斜角度α１をなすように後傾状に支持されている。
【０２２５】
本実施形態では、傾斜角度α１は、２０〜４０°の範囲内の角度（例えば約２５°）である。ただし、Ｙ軸回動用シリンダ機構７８についての傾斜角度α１は鋭角であり、その大きさは特に限定されるものではない。また、ここでの傾斜角度α１は、後述するＹ軸回動センタリング機構によるセンタリング状態でのＹ軸回動用シリンダ機構７８の傾斜角度とする。
【０２２６】
以上のように、本実施形態に係るフローティングユニット２０において、Ｙ軸回動機構部７５は、伸縮方向がＺ方向に対して傾斜方向となるように設けられたＹ軸回動用シリンダ機構７８を有し、Ｙ軸回動用シリンダ機構７８の伸縮動作により、Ｙ方向に沿う所定の回動軸Ｃ１により回動可能に支持された支持本体部７０を、回動軸Ｃ１を中心とした回動についてフローティング支持する。
【０２２７】
ここで、回動軸Ｃ１は、第３サブユニット１２３に対する第２サブユニット１２２のＹ軸回りの回動軸であり、軸支部材２５０の本体軸部２５１の中心軸に一致する。そして、第２サブユニット１２２に対して一体的に設けられた第１サブユニット１２１を構成する支持本体部７０が、第３サブユニット１２３に対して回動軸Ｃ１を中心に回動可能に支持されている。
【０２２８】
また、Ｙ軸回動機構部７５は、第３サブユニット１２３に対して第２サブユニット１２２をそのＹ軸回りの回動についてセンタリングするためのＹ軸回動センタリング機構を有する。図５１および図５２に示すように、Ｙ軸回動センタリング機構は、左右一対のエアシリンダ２８０と、係止ピン２８１と、係止ピン２８１の係合を受ける被係止筒２８２とを有し、エアシリンダ２８０の動作によって、係止ピン２８１を被係止筒２８２に係合させることで、第２サブユニット１２２をＹ軸回りの回動方向について所定の位置でロックする。すなわち、Ｙ軸回動センタリング機構は、第３サブユニット１２３に対して回動軸Ｃ１により回動可能に設けられた第２サブユニット１２２を、第３サブユニット１２３に対してＸ−Ｚ面において回動軸Ｃ１とは異なる位置で係合させることで、第２サブユニット１２２のＹ軸回りの回動を所定のセンタリング位置で規制する。
【０２２９】
エアシリンダ２８０は、片ロッド型のシリンダ機構であり、略直方体状のシリンダ本体２８３と、シリンダ本体２８３に対して往復動作するピストンロッド２８４とを有する。エアシリンダ２８０は、シリンダ本体２８３内からその側面に臨む給排ポートに連通した給排ノズル２８５を有し、図示せぬエア供給源からのエアの供給を受ける。エアシリンダ２８０は、給排ノズル２８５からのシリンダ本体２８３内に対するエアの給排により、シリンダ本体２８３に対してピストンロッド２８４を往復動作させて伸縮動作するように構成されている。
【０２３０】
各エアシリンダ２８０は、本体板部１６２の後面１６２ｃの上部の左右両側において、ピストンロッド２８４の突出側を左右外側として固定されている。エアシリンダ２８０は、シリンダ本体２８３に対して左右外側に設けられた取付ブロック２８６を介して、本体板部１６２に固定されている。取付ブロック２８６は、その中央部に形成された貫通孔２８６ａにピストンロッド２８４を挿入させるとともに、ボルト２８７により本体板部１６２に固定されている。
【０２３１】
ピストンロッド２８４の先端側に、これと同軸状に係止ピン２８１が固定されている。係止ピン２８１は、ピストンロッド２８４と略同径の部分をなす。ピストンロッド２８４は、取付ブロック２８６の貫通孔２８６ａを貫通し、取付ブロック２８６から左右外側に突出している。取付ブロック２８６の貫通孔２８６ａ内には、係止ピン２８１の外径と略同じ内径を有し係止ピン２８１を貫通させる円筒状のブッシュ２８８が挿嵌されている。以上のような構成により、係止ピン２８１は、エアシリンダ２８０の動作によって、取付ブロック２８６の貫通孔２８６ａを介して、取付ブロック２８６の左右外側側面２８６ｂから出没するように構成されている。
【０２３２】
係止ピン２８１は、軸状の部材であり、その軸方向をＹ方向とし、エアシリンダ２８０の動作にともなってピストンロッド２８４と一体的に左右方向に往復移動する。係止ピン２８１は、基端側の端部に縮径状の雄ネジ部２８１ａを有し、ピストンロッド２８４の先端側に形成された雌ネジ部２８４ａに対して螺合されて固定されている。また、係止ピン２８１は、その先端側の端部に、円錐状のテーパ部２８１ｂを有する。
【０２３３】
左右の係止ピン２８１それぞれに対し、係止ピン２８１の左右外側に、係止ピン２８１の係合を受ける被係止筒２８２が設けられている。被係止筒２８２は、円筒状の本体部２８２ａと、本体部２８２ａの中心軸方向の一側の端部に形成されたフランジ部２８２ｂとを有する。被係止筒２８２は、Ｙ軸回動支持アーム部２０７に形成された貫通孔２０７ｄに本体部２８２ａを貫通させるとともに、フランジ部２８２ｂをＹ軸回動支持アーム部２０７の左右外側の板面２０７ｂに接触させた状態で、フランジ部２８２ｂを貫通するボルト２８９により、Ｙ軸回動支持アーム部２０７に固定されている。被係止筒２８２は、Ｙ軸回動支持アーム部２０７において、係止ピン２８１に対して同軸心上となる位置に設けられている。
【０２３４】
被係止筒２８２においては、本体部２８２ａにおけるフランジ部２８２ｂ側と反対側の端部に、係止ピン２８１のテーパ部２８１ｂを受け入れる係入凹部２８２ｃが形成されている。係入凹部２８２ｃは、テーパ部２８１ｂの円錐状の外形に符合するように円錐形状に沿う形状を有する凹部である。なお、被係止筒２８２は、その中心軸部に、一側を係入凹部２８２ｃに開口させるとともに他側をフランジ部２８２ｂから外側に開口させた貫通孔２８２ｄを有し、全体として貫通形状を有する。第２サブユニット１２２が第３サブユニット１２３に対してＹ軸回りに回動可能に支持された構成において、第２サブユニット１２２のＹ軸回りの回動角度について、係止ピン２８１による第２サブユニット１２２のロック位置が、支持本体部７０の所定の中心位置に対応するように、被係止筒２８２が所定の位置に設けられている。
【０２３５】
各エアシリンダ２８０は、その作動状態において、ピストンロッド２８４を左右外側（突出側）に位置させ、係止ピン２８１を被係止筒２８２に係合させる。ここで、係止ピン２８１は、そのテーパ部２８１ｂを被係止筒２８２の係入凹部２８２ｃに嵌合させ、第３サブユニット１２３に対する第２サブユニット１２２のＹ軸回りの回動を所定の位置で固定する。このように第２サブユニット１２２が固定されることで、第２サブユニット１２２に固定された第１サブユニット１２１を構成する支持本体部７０がＹ軸回りについてセンタリングされる。これにより、支持本体部７０に対してチャック機構６０を介して取り付けられたマテハン装置２１が、Ｙ軸回りの回動位置についてセンタリングされる。
【０２３６】
一方、エアシリンダ２８０は、その非作動状態において、ピストンロッド２８４を左右内側（反突出側）に位置させ、被係止筒２８２に対する係止ピン２８１の係合を解除する。この係合解除状態において、係止ピン２８１のテーパ部２８１ｂの尖端は、係入凹部２８２ｃの外側（左右内側）の部分に位置し、係入凹部２８２ｃをなす円錐状の内周面との間の隙間（遊び）の範囲で、第３サブユニット１２３に対する第２サブユニット１２２のＹ軸回りの回動が許容される。言い換えると、係止ピン２８１の係合解除状態において、係止ピン２８１は、そのテーパ部２８１ｂの尖端を係入凹部２８２ｃ内に位置させており（本体部２８２ａの左右内側端よりも左右外側に突出させており）、第２サブユニット１２２のＹ軸回りの回動が許容され、その回動範囲が、回動軸Ｃ１を中心とした円周方向の両側についてテーパ部２８１ｂの尖端が係入凹部２８２ｃをなす内周面に接触する（被係止筒２８２に干渉する）までの回動範囲に規制される。
【０２３７】
したがって、エアシリンダ２８０が非作動状態となることで、第２サブユニット１２２に固定されるとともに支持本体部７０の前側にマテハン装置２１を支持する第１サブユニット１２１が、係止ピン２８１により回動が規制される第２サブユニット１２２の回動範囲で、回動軸Ｃ１を中心としてＹ軸回りについてフローティング支持された状態となる（図２０、矢印Ｆ３参照）。
【０２３８】
また、第３サブユニット１２３において、第２サブユニット１２２を支持する部分であるＸＹ軸支持基部２０１は、ＸＹ軸支持基部２０１に対して回動支持ユニット２５側の構成であるＸ方向移動プレート２０２に対して、Ｘ方向シフト機構部７１によって、Ｘ方向についてフローティング支持された状態となる。同じく第３サブユニット１２３において、Ｘ方向移動プレート２０２から下側の部分は、Ｘ方向移動プレート２０２に対して回動支持ユニット２５側の構成であるＹ方向移動プレート２０３に対して、Ｙ方向シフト機構部７２によって、Ｙ方向についてフローティング支持された状態となる。これにより、第２サブユニット１２２の前側に固定されるとともに支持本体部７０の前側にマテハン装置２１を支持する第１サブユニット１２１が、Ｘ方向およびＹ方向の各方向についてフローティング支持された状態となる（図１８、矢印Ｆ４、Ｆ５参照）。
【０２３９】
続いて、Ｚ軸回動機構部７６について、図５３から図５７を参照して説明する。Ｚ軸回動機構部７６は、第３サブユニット１２３のＹ方向移動プレート２０３と略同じ形状・寸法を有するＺ軸回動プレート３００と、平面視でＺ軸回動プレート３００に重なるように略正方形状の外形をなすＺ軸回動用基部３０１とを有する。Ｚ軸回動機構部７６は、Ｚ軸回動用基部３０１に対して、Ｚ軸回動プレート３００を、Ｚ軸方向を回動軸方向として回動可能に支持する。Ｚ軸回動機構部７６においては、Ｘ軸回動機構部７４におけるＸ軸回動用基部１２６に対する支持本体部７０の支持構造と同様の構成により、Ｚ軸回動用基部３０１に対してＺ軸回動プレート３００が支持されている。すなわち、Ｚ軸回動プレート３００は、回転軸３０２、回動支持機構３０３、およびベアリング３０４を介して、Ｚ軸回動用基部３０１に回動可能に支持されている。
【０２４０】
Ｚ軸回動用基部３０１は、中心軸方向をＺ方向とした略円筒状の本体部３０１ａと、本体部３０１ａの上側に設けられ本体部３０１ａから径方向外側に突設されて平面視でＺ軸回動用基部３０１の外形をなすフランジ部３０１ｂとを有する。Ｚ軸回動用基部３０１は、全体として本体部３０１ａの中心軸方向に貫通した孔部を形成している。本体部３０１ａの内周側における中心軸方向の中央部に、Ｚ軸回動用基部３０１の孔部の孔径（内径）を部分的に縮径させた内周突条部３０１ｃを有する（図５５、図５６参照）。
【０２４１】
Ｚ軸回動用基部３０１においては、内周突条部３０１ｃにより、Ｚ軸回動用基部３０１の下側に、円周状の下側嵌合凹部３０１ｄが形成されている。下側嵌合凹部３０１ｄは、ベアリング３０４嵌合用の凹部として、本体部３０１ａの下面に対して段下がり状に形成されている。また、内周突条部３０１ｃにより、Ｚ軸回動用基部３０１の上側に、円周状の上側嵌合凹部３０１ｅが形成されている。上側嵌合凹部３０１ｅは、回動支持機構３０３嵌合用の凹部として、フランジ部３０１ｂの上面に対して段下がり状に形成されている。
【０２４２】
回転軸３０２は、Ｚ方向を軸方向とする筒状の軸部３０２ａと、軸部３０２ａの軸方向の中間部に形成された拡径部であるフランジ部３０２ｂとを有する。回転軸３０２は、その軸方向について、Ｚ軸回動用基部３０１に対して、フランジ部３０２ｂを内周突条部３０１ｃの形成部位に符合させ、フランジ部３０２ｂの外周面３０２ｆを内周突条部３０１ｃの内周面３０１ｆに接触させた状態で、Ｚ軸回動用基部３０１内に設けられている。
【０２４３】
回動支持機構３０３は、全体として円板状の外形を有するとともに中央部に回転軸３０２の上部を挿入させる孔部３０３ａを有する。回動支持機構３０３は、回動支持機構３０３の外形をなすドーナツ状の本体部３０３ｂと、本体部３０３ｂの内周側に設けられた円環状の取付フランジ部３０３ｃとを有する。本体部３０３ｂおよび取付フランジ部３０３ｃは、相対的に同軸回転可能に構成されている。
【０２４４】
回動支持機構３０３において、本体部３０３ｂおよび取付フランジ部３０３ｃは、本体部３０３ｂ内に収納されたバネ等の弾性部材を介して相互作用している。そして、回動支持機構３０３は、空気圧の給排を行うための経路を有し、Ｚ軸回動用基部３０１の本体部３０１ａの外周側に取り付けられた給排ノズル３０３ｄを介して、図示せぬエア供給源からのエアの供給を受ける。給排ノズル３０３ｄには、空気圧の給排を行うための給排気管構造（図示略）が接続されている。回動支持機構３０３は、空気圧の供給時には本体部３０３ｂに対する取付フランジ部３０３ｃのクランプを開放し（相対回転可能とし）、排気時には本体部３０３ｂに対して取付フランジ部３０３ｃがクランプする（相対回転不能とする）ように構成されている。
【０２４５】
回動支持機構３０３は、Ｚ軸回動用基部３０１の上側嵌合凹部３０１ｅに嵌合した状態で、本体部３０３ｂを、Ｚ軸回動用基部３０１に対して、ボルト３０５によって複数箇所で固定させている。また、取付フランジ部３０３ｃは、上部を回動支持機構３０３の孔部３０３ａに挿入させた回転軸３０２に対して、ボルト３０６によって複数箇所で固定されている。一方、回転軸３０２の下側には、Ｚ軸回動プレート３００が固定されている。
【０２４６】
このような構成により、回動支持機構３０３のクランプ・アンクランプの動作切換えによって、Ｚ軸回動用基部３０１に対する回転軸３０２の回転不能状態と回転可能状態とが切り換えられる。これにより、回動支持機構３０３に対するＺ軸回動プレート３００のＺ軸回りの回動について、任意の位置で回動がロックされる。このように、Ｚ軸回動機構部７６は、Ｚ軸回動プレート３００に間接的に支持する支持本体部７０を回動可能に支持する回動方向、つまりＺ軸回りの回動方向について支持本体部７０の回動を停止させる回動ロック機構として機能する回動支持機構３０３を有する。なお、回動支持機構３０３としては、例えば、鍋屋バイテック会社製の「リニアクランパ・ズィー（登録商標）」を用いることができる。
【０２４７】
ベアリング３０４は、複数のコロ３０４ａを介して相対回転可能に構成された外輪３０４ｂおよび内輪３０４ｃを有する円環状の部材である。ベアリング３０４は、回転軸３０２の下部を、Ｚ軸回動用基部３０１に対して支持する。
【０２４８】
ベアリング３０４は、回転軸３０２の下部を貫通させるとともに、外周面に外嵌されたＯリング３０４ｄ等を介してＺ軸回動用基部３０１の下側嵌合凹部３０１ｄに嵌合した状態で、外輪３０４ｂを、Ｚ軸回動用基部３０１に対して、ボルト３０７によって複数箇所で固定させている。一方、内輪３０４ｃは、下部を貫通させた回転軸３０２に対して、ボルト３０８によって複数箇所でフランジ部３０２ｂに固定されている。ベアリング３０４としては、例えば、コロ３０４ａとして円筒形状のコロを用いたクロスローラベアリングが用いられる。
【０２４９】
Ｚ軸回動用基部３０１に対して回動可能に支持された回転軸３０２には、その下側から、Ｚ軸回動プレート３００が固定される。回転軸３０２は、フランジ部３０２ｂの下側にフランジ部３０２ｂに対する縮径部分であるボス部３０２ｃを有し、ボス部３０２ｃには、その下面に開口したボルト孔３０２ｄが複数箇所に形成されている。そして、ボルト孔３０２ｄに合わせてＺ軸回動プレート３００の中央部に形成された孔部３００ｂを貫通するボルト３０９が、ボルト孔３０２ｄに螺挿されることで、回転軸３０２がＺ軸回動プレート３００に固定されている。なお、ボス部３０２ｃは、回転軸３０２においてベアリング３０４が外嵌される部分となる。また、回転軸３０２の下端部には縮径部３０２ｇが形成されており、縮径部３０２ｇは、Ｚ軸回動プレート３００の中央部に形成された孔部３００ｃに嵌合している。
【０２５０】
以上のような構成により、Ｚ軸回動プレート３００が、Ｚ軸回動用基部３０１に対してＺ軸回りについて回動可能に支持されている。
【０２５１】
また、Ｚ軸回動機構部７６は、Ｚ軸回動プレート３００をそのＺ軸回りの回動についてセンタリングするためのＺ軸回動センタリング機構を有する。Ｚ軸回動センタリング機構は、上述したＸ軸回動センタリング機構と同様の構成を備えたものであり、エアシリンダ３２１と、係止ピン３２２とを有し、エアシリンダ３２１の動作によって、係止ピン３２２を回転軸３０２に係合させることで、回転軸３０２をその回転方向について所定の位置でロックする。
【０２５２】
エアシリンダ３２１は、片ロッド型のシリンダ機構であり、略直方体状のシリンダ本体３２３と、シリンダ本体３２３に対して往復動作するピストンロッド３２４とを有する。エアシリンダ３２１は、シリンダ本体３２３内からその側面に臨む給排ポートに連通した給排ノズル３２５を有し、図示せぬエア供給源からのエアの供給を受ける。エアシリンダ３２１は、給排ノズル３２５からのシリンダ本体３２３内に対するエアの給排により、シリンダ本体３２３に対してピストンロッド３２４を往復動作させて伸縮動作するように構成されている。
【０２５３】
エアシリンダ３２１は、Ｚ軸回動用基部３０１の本体部３０１ａの後側に、ピストンロッド３２４の突出側を前側として固定されている。ピストンロッド３２４の先端側に、これと同軸状に係止ピン３２２が固定されている。係止ピン３２２は、ピストンロッド３２４と略同径の部分をなす。Ｚ軸回動用基部３０１の本体部３０１ａの後側には、ピストンロッド３２４および係止ピン３２２を貫通させる孔部３０１ｇが形成されている。孔部３０１ｇは、Ｚ軸回動用基部３０１において、Ｚ方向について内周突条部３０１ｃの部分に形成されている。つまり、孔部３０１ｇの外側は、本体部３０１ａの外周面に開口するとともに、孔部３０１ｇの内側は、内周突条部３０１ｃの内周面３０１ｆに開口している。
【０２５４】
本体部３０１ａの後部には、外周面を平面状とした平面部が形成されており、エアシリンダ３２１は、本体部３０１ａの後部の平面部に対して、シリンダ本体３２３の前面を接触させた状態で、シリンダ本体３２３を貫通して本体部３０１ａに螺挿されるボルト３２６により固定されている。そして、エアシリンダ３２１において前方に突出するピストンロッド３２４およびこれに固定された係止ピン３２２が、孔部３０１ｇ内に挿入されている。孔部３０１ｇ内には、係止ピン３２２の外径と略同じ内径を有し係止ピン３２２を貫通させる円筒状のブッシュ３２７が挿嵌されている。以上のような構成により、係止ピン３２２は、エアシリンダ３２１の動作によって、孔部３０１ｇを介して、内周突条部３０１ｃの内周面３０１ｆから出没するように構成されている。
【０２５５】
係止ピン３２２は、軸状の部材であり、その軸方向をＸ方向とし、エアシリンダ３２１の動作にともなってピストンロッド３２４と一体的に前後方向に往復移動する。係止ピン３２２は、基端側の端部に縮径状の雄ネジ部３２２ａを有し、ピストンロッド３２４の先端側に形成された雌ネジ部３２４ａに対して螺合されて固定されている。また、係止ピン３２２は、その先端側の端部に、円錐状のテーパ部３２２ｂを有する。
【０２５６】
一方、回転軸３０２のフランジ部３０２ｂの後部の外周面には、係止ピン３２２のテーパ部３２２ｂを受け入れる係入穴３０２ｅが１箇所に形成されている。係入穴３０２ｅは、テーパ部３２２ｂの円錐状の外形に符合するように円錐穴状に形成された凹部である。回転軸３０２がＺ軸回動プレート３００に固定された構成において、回転軸３０２のＺ軸回りの回動角度について、係止ピン３２２による回転軸３０２のロック位置が、Ｚ軸回動プレート３００の所定の中心位置に対応するように、係入穴３０２ｅが所定の位置に設けられている。
【０２５７】
エアシリンダ３２１は、その作動状態において、ピストンロッド３２４を前側（突出側）に位置させ、係止ピン３２２を回転軸３０２に係合させる。ここで、係止ピン３２２は、そのテーパ部３２２ｂを回転軸３０２の係入穴３０２ｅに嵌合させ、回転軸３０２のＺ軸回りの回動を所定の位置で固定する。このように回転軸３０２が固定されることで、Ｚ軸回動プレート３００がＺ軸回りについてセンタリングされる。これにより、Ｚ軸回動プレート３００に対して第３サブユニット１２３、第２サブユニット１２２および第１サブユニット１２１を介して取り付けられたマテハン装置２１が、Ｚ軸回りの回動位置についてセンタリングされる。
【０２５８】
一方、エアシリンダ３２１は、その非作動状態において、ピストンロッド３２４を後側（反突出側）に位置させ、回転軸３０２に対する係止ピン３２２の係合を解除する。この係合解除状態において、係止ピン３２２のテーパ部３２２ｂの尖端は、係入穴３０２ｅの外側（フランジ部３０２ｂの外周側）の部分に位置し、係入穴３０２ｅをなす円錐状の内周面との間の隙間（遊び）の範囲で、回転軸３０２の回動が許容される。言い換えると、係止ピン３２２の係合解除状態において、係止ピン３２２は、そのテーパ部３２２ｂの尖端を係入穴３０２ｅ内に位置させており（フランジ部３０２ｂの外周面の位置よりも内側に突出させており）、回転軸３０２の回動が許容され、その回動範囲が、フランジ部３０２ｂの周方向の両側についてテーパ部３２２ｂの尖端が係入穴３０２ｅの内周面に接触する（回転軸３０２に干渉する）までの回動範囲に規制される。
【０２５９】
したがって、エアシリンダ３２１が非作動状態となることで、回転軸３０２に固定されたＺ軸回動プレート３００が、係止ピン３２２により回動が規制される回転軸３０２の回動範囲で、回転軸３０２の軸心を中心としてＺ軸回りについてフローティング支持された状態となる。
【０２６０】
以上のような構成を備えたＺ軸回動機構部７６の下側に、第３サブユニット１２３が取り付けられている。具体的には、図２１に示すように、Ｚ軸回動機構部７６は、Ｚ軸回動プレート３００を、Ｙ方向移動プレート２０３に固定させることで、第３サブユニット１２３に取り付けられている。第３サブユニット１２３は、Ｙ方向移動プレート２０３をＺ軸回動プレート３００の下側に合わせ、Ｙ方向移動プレート２０３およびＺ軸回動プレート３００の四隅においてボルト３２８によりＺ軸回動プレート３００に固定されている。このため、Ｙ方向移動プレート２０３およびＺ軸回動プレート３００の四隅には、ボルト３２８による固定用の孔部２０３ｓ，３００ｓが形成されている。
【０２６１】
このように、Ｚ軸回動機構部７６の下側に第３サブユニット１２３が取り付けられることで、第３サブユニット１２３、第２サブユニット１２２、および支持本体部７０の前側にマテハン装置２１を支持する第１サブユニット１２１の３つのサブユニットからなる一体的な構成が、Ｚ軸回動機構部７６を構成するＺ軸回動用基部３０１に対して、Ｚ軸回りついてフローティング支持された状態となる（図１９、矢印Ｆ６参照）。
【０２６２】
また、Ｚ軸回動機構部７６の上側に、回動支持ユニット２５が固定されている。具体的には、Ｚ軸回動機構部７６は、Ｚ軸回動用基部３０１のフランジ部３０１ｂを回動支持ユニット２５のアタッチメントプレート２８の下側に合わせ、フランジ部３０１ｂおよびアタッチメントプレート２８の四隅においてボルト３２９によりアタッチメントプレート２８に固定されている。このため、フランジ部３０１ｂおよびアタッチメントプレート２８の四隅には、ボルト３２９による固定用の孔部３０１ｓ，２８ｓが形成されている。アタッチメントプレート２８は、フランジ部３０１ｂと略同じ形状・寸法を有する。このようにして、フローティングユニット２０が回動支持ユニット２５を介してロボットアーム部４ｂに取り付けられている。
【０２６３】
［ドア取外し工程における動作］
本実施形態に係るドア取外し装置１によるドア取外し工程における一連の動作の一例について説明する。車体２からのドア３の取外しは、例えばティーチングにより作成された所定のプログラムに基づくロボット４の動作によってドア取外し装置１が移動操作されることにより行われる。
【０２６４】
ドア取外し工程においては、まず、塗装工程を経た車体２が、車体搬送装置により搬送ハンガー５に支持された状態で、ドア３の取外しが行われる所定のドア取外し位置まで搬送される（図１参照）。車体２の搬送時、ドア３は閉じた状態となっている。なお、車体搬送装置がフロア台車式のものである場合は、台車上に載置された車体２がドア取外し位置まで搬送される。
【０２６５】
ドア取外し位置に車体２が停止した後、ロボットアーム部４ｂの動作により、ドア取外し装置１が移動させられ、ドア開きアーム２３によってドア３が開かれる。ここで、ロボットアーム部４ｂは、閉状態のドア３に対して外側（ドアアウタパネル６側）にドア取外し装置１を近付け、ドア開きアーム２３をドア３に係止させる。ドア開きアーム２３は、ドア係止部１０２の係止体１０３の係止パッド１０４をドア３の開口部３ｅに圧接することで係止状態となる（図２９参照）。ドア開きアーム２３がドア３に係止した状態で、ロボットアーム部４ｂの動作によりドア３が外側に引っ張られ、ドア３が所定の開度状態（例えば略全開の状態）となるまで開かれる（図２参照）。
【０２６６】
ドア３が開かれた後、ドア開位置保持装置１８が作動して移動支持部１９を下側からドア３に当接させることで、ドア３の開状態が保持される。そして、ロボットアーム部４ｂは、ドア取外し装置１を開状態のドア３の内側に回り込ませ、ロボットアーム部４ｂに対してフローティングユニット２０を介して支持されたマテハン装置２１によるドア３の把持に臨む。
【０２６７】
マテハン装置２１によるドア３の把持に際しては、フローティングユニット２０において、前側にマテハン装置２１を支持する支持本体部７０は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸方向のシフト移動、並びにＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸回りの回動についてロックされた状態となっている。すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸方向の移動に関しては、シフトロック機構１６６，２１１，２３１の動作によって支持本体部７０が各軸方向について移動不能状態となっており、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸回りの回動に関しては、回動支持機構１２８，３０３およびＹ軸回動用シリンダ機構７８のブレーキユニット２６５によって支持本体部７０が各軸回りの回動について回動不能状態（以下「ロック状態」という。）となっている。また、マテハン装置２１によるドア３の把持に際しては、マテハン装置２１が有する各クランプ機構部３２は、非作動状態となっており、クランプアーム４４を立たせた状態（開いた状態）となっている。
【０２６８】
ロボットアーム部４ｂは、ドア３の把持に際し、図５８（ａ）に示すように、マテハン装置２１を、係合ピン３１の突出側がドア３のドアインナパネル７側に対向する向きで、２本の係合ピン３１がそれぞれドア３側の係合孔７ａに挿入するように近付ける（矢印Ｐ１参照）。ここで、ティーチング等によってあらかじめ設定されたロボット４の動作によると、開状態のドア３の姿勢のばらつきにより、係合ピン３１と係合孔７ａとの位置関係に誤差が生じる。そこで、フローティングユニット２０の動作により、マテハン装置２１を支持する支持本体部７０が、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸方向、並びにＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸回りについて所定の移動・回動範囲でフローティング支持された状態（以下「フローティング支持状態」という。）となり、係合ピン３１と係合孔７ａとの位置関係の誤差が吸収される。詳細には次のとおりである。
【０２６９】
図５８（ｂ）に示すように、マテハン装置２１がドア３に近付くと（矢印Ｐ２参照）、２本の係合ピン３１の先端が係合孔７ａの開口範囲内に達する。このように係合ピン３１の先端が係合孔７ａに達した時点でフローティングユニット２０のロック状態が解除される。なお、ロック状態の解除のタイミングは、係合ピン３１の先端が係合孔７ａに達した時点の直前あるいは直後であってもよい。ロック状態が解除されることで、フローティングユニット２０がフローティング支持状態となり、マテハン装置２１がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸方向、並びにＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸回りについて所定の範囲で自由に動ける状態となる。
【０２７０】
フローティングユニット２０がフローティング支持状態となるとともに、マテハン装置２１は引き続きドア３に近付く。これにより、図５８（ｃ）に示すように、係合ピン３１のテーパ部３１ｃがガイド部として作用し、係合孔７ａに対する係合ピン３１の挿入の過程で、テーパ部３１ｃのテーパ形状に倣って、マテハン装置２１がフローティング状態で移動・回動する。すなわち、マテハン装置２１は、フローティングユニット２０によるフローティング支持により、２箇所の係合孔７ａの位置に応じてこれに倣うように３次元的に移動・回動し、２箇所の係合孔７ａに対する係合ピン３１の位置ズレを吸収しながら、２本の係合ピン３１をそれぞれ係合孔７ａに挿入させる（矢印Ｐ３参照）。したがって、係合ピン３１と係合孔７ａとの位置関係については、係合孔７ａの開口範囲に基づく所定の寸法の誤差が許容されることになる。
【０２７１】
また、マテハン装置２１は、係合孔７ａに対する係合ピン３１の挿入にともない、クランプアーム４４を開いた状態としたクランプ機構部３２を、ドアインナパネル７の開口部７ｃからドア内空間３ｃ内に挿入させる（矢印Ｐ４参照）。
【０２７２】
図５８（ｄ）に示すように、マテハン装置２１は、クランプ機構部３２とともにドアインナパネル７をクランプするための４箇所の受け部５５のパッド部５８をドアインナパネル７の外面７ｄに接触させた状態で、係合孔７ａに対して係合ピン３１の大部分を挿入させた状態となる。その後、マテハン装置２１は、クランプ機構部３２を作動させてクランプアーム４４を回動させ（図５８（ｄ）、矢印Ｐ５参照）、クランプ機構部３２と受け部５５のパッド部５８とによってドアインナパネル７を把持した状態となる。すなわち、クランプ機構部３２の押圧部５１の押圧面５１ａおよびパッド部５８の当接面５８ａが、それぞれドアインナパネル７の内面７ｂおよび外面７ｄに密着した状態となる。これにより、ドア３は、マテハン装置２１によってしっかりと把持された状態となる。マテハン装置２１によってドア３が把持された状態となることで、係合ピン３１が係合孔７ａに対して根元まで挿入された挿入完了状態（完全にフィットした状態）となり、これとともに、２本のナットランナ８０が、それぞれ対応したヒンジ部１３のヒンジボルト１７に符合するように位置した状態となる。
【０２７３】
係合ピン３１の挿入過程において、筒状部３１ｄが係合孔７ａに達した後における所定のタイミング、例えばマテハン装置２１によるドア３の把持が完了した時点で、フローティングユニット２０が再度ロック状態とされる。これにより、マテハン装置２１は、フローティングユニット２０に対して、つまり回動支持ユニット２５のアタッチメントプレート２８に対して固定状態で支持された状態となる。
【０２７４】
また、係合ピン３１の挿入が完了した後における所定のタイミング、例えばマテハン装置２１によるドア３の把持が完了した時点で、ドア取外し装置１は、ナットランナユニット２２により、ヒンジボルト１７の締結を解除してヒンジボルト１７を取り外す。ナットランナユニット２２は、２本のナットランナ８０をＸ，Ｙ，Ｚ方向についてのシリンダ機構によって所定の方向に移動させるとともに、各係合駆動部８０ａを動作させてこれらをそれぞれ上下のヒンジボルト１７に係合させ（図５８（ｄ）、矢印Ｐ６参照）、各ナットランナ８０によって上下２箇所のヒンジ部１３のヒンジボルト１７の締結を解除する。ナットランナユニット２２は、ヒンジボルト１７の締結を解除した後、２本のナットランナ８０を退避させることで、ヒンジボルト１７を取り外す。
【０２７５】
また、マテハン装置２１によるドア３の把持が完了した後における所定のタイミング、例えばマテハン装置２１によるドアインナパネル７のクランプ直後の時点で、ドア開位置保持装置１８において移動支持部１９が下降し、ドア開位置保持装置１８によるドア３の保持状態が解除される。
【０２７６】
ヒンジボルト１７が取り外されることで、ドア３が車体２から取外し可能な状態となる。かかる状態となった後、ロボットアーム部４ｂの動作により、マテハン装置２１に把持された状態のドア３が車体２から取り外される。取り外されたドア３は、ロボットアーム部４ｂの動作によって、搬送ハンガー５による車体２の搬送経路の両外側において４箇所のドア３に対応して設置されたドアハンガー２９０（図１参照）に載置支持される。
【０２７７】
ドアハンガー２９０は、床面上に設置された基台２９１上において所定のフレーム部材によって構成されており、所定の高さ位置に設けられている。ドアハンガー２９０には、ドア３を所定の姿勢・位置で支持するための複数の係止部２９０ａが設けられている。
【０２７８】
また、ロボットアーム部４ｂによるドアハンガー２９０に対するドア３の支持に際しては、フローティングユニット２０のセンタリング動作により、ロボットアーム部４ｂに対するドア３の姿勢が所定のセンタリング姿勢とされる。ここで、フローティングユニット２０は、センタリング動作として、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向の各方向についてのセンタリング機構、並びにＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸回りの回動についてのセンタリング機構による各軸方向および各軸回りについての支持本体部７０のセンタリングを行う。また、フローティングユニット２０がセンタリング動作を行った状態における支持本体部７０の位置・姿勢は、ドア３の取外しを行う際の原位置となる。そして、ドアハンガー２９０にドア３を移載したロボットアーム部４ｂは、ドア３の取外しを行う前の所定の待機状態に戻る。
【０２７９】
以上のようにして、ドア取外し工程における一連の動作が行われる。なお、車体２からのドア３の取外しは、車体２が有する４つのドア３について同時的に行われてもよいし、所定の順序で順番に行われてもよい。
【０２８０】
以上のような本実施形態に係るフローティングユニット２０およびドア取外し装置１によれば、自動車のドア３をロボット４の動作によって自動で把持する際に、ドア３の姿勢のばらつきにかかわらず、マテハン装置２１による正確なドア３の把持を行うことができる。
【０２８１】
自動車の車両特性として、ドア３の開き角度によって、ドア３の姿勢が３次元的に変化するということがあり、また、車体２の搬送ライン上においては、車体２自体の姿勢のばらつきが存在する。ドア３の姿勢の変化の指標としては、例えば、ドア３が車体に取り付けられた状態を基準として、図５９（ａ）に示すように、車体の後面視でのドア３の回転方向（ドアが左右に倒れる面倒れの方向）の移動量（矢印Ｑ１参照）や、図５９（ｂ）に示すように、車体の側面視でのドアの回転方向（面回転の方向）の移動量（矢印Ｑ２参照）がある。
【０２８２】
ドア３の姿勢の変化量としては、ドア３の面倒れについては、図５９（ａ）に示すように、ドア３の下端位置Ｒ１を中心とした面倒れの方向（矢印Ｑ１）の回動による所定の計測点Ｒ２の移動量が計測される。また、ドア３の面回転については、図５９（ｂ）に示すように、ドア３の前端位置Ｒ３を中心とした面回転の方向（矢印Ｑ２）の回動による所定の計測点Ｒ４の移動量が計測される。なお、図５９の各図におけるドア３は左側のフロントドアであり、図５９（ａ）はドア３の後面視を示したもの、図５９（ｂ）はドア３の内側の側面視を示したものである。
【０２８３】
このようにドア３の姿勢がばらつくため、ロボット４によってドア開き動作を行う構成において、例えばティーチングにより作成された所定のプログラムに基づいて所定の動作を行うロボット４によってドア３の把持を行うに際し、ロボット４の動作によって所定の位置に移動させられるマテハン装置２１の係合ピン３１に対して、ドア３側の係合孔７ａの位置がずれる場合が生じる。
【０２８４】
そこで、本実施形態に係るフローティングユニット２０およびドア取外し装置１によれば、コンパクトかつ軽量な構成により、マテハン装置２１を支持する支持本体部７０について、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸方向、並びにＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸回りの全ての方向についてのフローティング支持を実現することが可能となる。これにより、車体２に対する開き角度によって面倒れの方向のずれ（図５９（ａ）参照）、および面回転の方向のずれ（図５９（ｂ）参照）が存在する自動車のドア３を把持対象として、ロボット４の動作によってマテハン装置２１によりドア３を把持するに際し、フローティングユニット２０のフローティング動作によって、ドア３とマテハン装置２１との位置ずれを吸収することができ、ロボット４による円滑なドア３の把持が可能となる。
【０２８５】
結果として、マテハン装置２１の係合ピン３１がドア３に干渉することを防止することができ、ドア３に傷が付くことを回避することができる。また、マテハン装置２１によるドア３の把持が正常に行われずにドア３に意図せぬ負荷が作用することを防止することができる。これにより、例えばヒンジボルト１７の締結が解除されることにより負荷が開放されることにともなってドア３がその周囲の部品（例えばフェンダやピラー等）に干渉し、これらの部品に傷等の悪影響を及ぼすといった不具合を回避することが可能となる。
【０２８６】
このように、本実施形態に係るフローティングユニット２０およびドア取外し装置１によれば、ドア３の姿勢が３次元的にばらついても、マテハン装置２１をドア３に追従させることができ、全方向のばらつきを吸収することができる。このため、ドア３等の車両部品を傷付けることなく、車種等に応じてロボット４で精度良くドア３の把持を行うことができ、高い汎用性を得ることができる。
【０２８７】
また、従来技術として、２つのアームを備えた双腕ロボットによりドアを把持し、２つのアームの協調動作によってドアを取り外す技術が存在するが、かかる技術によれば、ロボットのティーチングが複雑となり、また、コストが高くなるという懸念がある。この点、本実施形態に係るフローティングユニット２０およびドア取外し装置１によれば、１つのロボットアーム部４ｂによってドア３の取外しを行うことができるため、ロボット４のティーチングを簡略化することができ、コストを抑えることが可能となる。
【０２８８】
また、本実施形態に係るフローティングユニット２０を構成するＸ方向シフト機構部７１、Ｙ方向シフト機構部７２およびＺ方向シフト機構部７３、並びにＸ軸回動機構部７４、Ｙ軸回動機構部７５およびＺ軸回動機構部７６は、いずれも各移動方向または各回動方向についてのロック機構を有する。このような構成によれば、支持本体部７０を、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸方向の移動、並びにＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸回りの回動についてロック状態とすることができるので、ロボット４によるマテハン装置２１の操作について、操作性を向上することができる。
【０２８９】
また、本実施形態に係るフローティングユニット２０を構成するＸ方向シフト機構部７１、Ｙ方向シフト機構部７２およびＺ方向シフト機構部７３、並びにＸ軸回動機構部７４、Ｙ軸回動機構部７５およびＺ軸回動機構部７６は、いずれもセンタリング機構を有する。このような構成によれば、ロボット４によってドア３を移載する際に、センタリング機構を作動させることで、ロボットアーム部４ｂとドア３の相対位置を常に一定とすることが可能となる。これにより、例えばロボットアーム部４ｂの動作によって取り外したドア３をドアハンガー２９０に支持させる際等、確実なドア３の移載が可能となる。
【０２９０】
また、本実施形態に係るフローティングユニット２０においては、支持本体部７０のＹ軸回りの回動支持に関し、Ｙ軸回動機構部７５が、伸縮方向をＺ方向に対して傾斜方向としたＹ軸回動用シリンダ機構７８により、支持本体部７０をＹ軸回りに回動させる構成を備える。
【０２９１】
このような構成によれば、支持本体部７０の前側にマテハン装置２１を支持した構成において、マテハン装置２１の自重の影響が大きいＹ軸回りの回動支持について、フローティング状態でのマテハン装置２１の自重による垂れ下がりを防止することができる。すなわち、Ｙ軸回動用シリンダ機構７８の動作制御（具体的にはエア圧の制御）により、Ｙ軸回りの回動支持について、重力方向に偏ることなく、良好なフローティング支持状態が得られ、マテハン装置２１の垂れ下がりを防止することができる。
【０２９２】
これにより、マテハン装置２１によるドア３の把持に関し、係合孔７ａに挿入される係合ピン３１を介してマテハン装置２１等の自重が負荷となってドア３に作用すること、つまり、マテハン装置２１等が係合ピン３１を介して自重をドア３に預けた状態となることを防止することができる。したがって、係合ピン３１を係合孔７ａに挿入させたマテハン装置２１とドア３との位置関係を良好なものとすることができるので、係合孔７ａの変形や傷を防止することができ、また、ドア３の円滑な取外し作業を実現することが可能となる。また、マテハン装置２１等の自重による影響を低減することができるので、フローティングユニット２０におけるロック状態とフローティング支持状態との切換え動作、およびセンタリング動作を円滑かつ確実に行うことができる。
【０２９３】
また、本実施形態に係るドア取外し装置１は、フローティングユニット２０の支持本体部７０にナットランナユニット２２を取り付けた構成を備える。このような構成によれば、ヒンジボルト１７を取り外すためのナットランナユニット２２を、フローティングユニット２０を介してマテハン装置２１を移動操作する単一のロボット４により移動操作することができる。これにより、ナットランナユニット２２を移動操作するためのロボット等を別途設ける必要がなくなるため、シンプルな構成を実現することが可能となる。
【０２９４】
また、フローティングユニット２０の支持本体部７０にナットランナユニット２２を取り付けた構成によれば、ドア３の姿勢のばらつきにかかわらず、ヒンジボルト１７の頭に対するナットランナ８０の係合駆動部８０ａの位置合わせを容易に行うことができる。すなわち、フローティング支持状態となる支持本体部７０が、マテハン装置２１およびナットランナユニット２２の共通の支持部となるため、ナットランナユニット２２を、マテハン装置２１と共にフローティング支持することが可能となる。これにより、係合ピン３１とナットランナ８０の相対位置が定まりやすくなるため、係合孔７ａに対する係合ピン３１の挿入が完了してマテハン装置２１がドア３をクランプした状態となることで、各ヒンジボルト１７に対するナットランナ８０の位置決めを自動的に行うことが可能となり、ヒンジボルト１７とソケットとの位置合わせが容易となる。
【０２９５】
また、ヒンジボルト１７に対するナットランナ８０の位置合わせに関し、例えば上述したような双腕ロボットによるドアの取外し技術の場合、ティーチングに基づくロボットの動作のみでは、ヒンジボルトとナットランナのソケットとの位置ズレが生じやすく、ヒンジボルトに対するソケットの嵌合が失敗しやすいという懸念がある。そこで、光学センサ等のセンサを用いてヒンジボルトとソケットの芯合わせをすることが考えられるが、センサ等の装置機器が増えることは、装置構成の複雑化を招き、コスト面で好ましくない。
【０２９６】
これに対し、本実施形態に係るフローティングユニット２０およびドア取外し装置１によれば、上述のとおりヒンジボルト１７に対するナットランナ８０の位置決めを自動的に行うことが可能となるため、車種等に応じてロボット４で精度良くヒンジボルト１７に対するナットランナ８０のソケットの位置合わせを行うことができ、高い汎用性を得ることができる。
【０２９７】
また、本実施形態に係るドア取外し装置１は、ロボット４の動作によってフローティングユニット２０とともに移動するドア開きアーム２３を備える。このような構成によれば、ドア３の取外しに際し、マテハン装置２１を移動操作するロボット４の動作によってドア３を自動的に開くことができる。これにより、ドア３を開くためのロボット等を別途設ける必要がなくなるため、シンプルな構成を実現することが可能となる。また、作業者によってドア３を開く必要がなくなるため、作業者の負担を軽減することが可能となる。
【０２９８】
上述した実施形態の説明は本発明の一例であり、本発明は上述の実施形態に限定されることはない。このため、上述した実施形態以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。また、本開示に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
【０２９９】
上述した実施形態では、フローティングユニット２０により支持されるマテハン装置２１は、把持対象の部品を自動車のドア３とするものであるが、本発明に係る部品把持装置が把持対象とする部品は、特に限定されるものではない。本発明に係る部品把持装置用支持装置は、部品の取外しや取付け等の作業について、ロボットによる自動化を図るに際し、部品把持装置を支持するための構成として広く適用することができる。
【符号の説明】
【０３００】
１      ドア取外し装置（車両用ドア取外し装置）
２      車体
３      ドア（部品）
６      ドアアウタパネル
７      ドアインナパネル
７ａ    係合孔
２０    フローティングユニット（部品把持装置用支持装置）
２１    マテハン装置（部品把持装置）
２２    ナットランナユニット（締結解除ユニット）
２３    ドア開きアーム（ドア開き装置）
３１    係合ピン（係合部）
３２    クランプ機構部（把持部）
７０    支持本体部
７１    Ｘ方向シフト機構部（第１シフト機構部）
７２    Ｙ方向シフト機構部（第２シフト機構部）
７３    Ｚ方向シフト機構部（第３シフト機構部）
７４    Ｘ軸回動機構部（第１回動機構部）
７５    Ｙ軸回動機構部（第２回動機構部）
７６    Ｚ軸回動機構部（第３回動機構部）
７８    Ｙ軸回動用シリンダ機構
８０    ナットランナ（締結解除装置）
８１    基部支持プレート
９６    取付用突片部
１０２  ドア係止部
１２８  回動支持機構
１６６  シフトロック機構
２１１  シフトロック機構
２３１  シフトロック機構
２６５  ブレーキユニット
３０３  回動支持機構
【図１】
2020131355.tif 000003
【図２】
2020131355.tif 000004
【図３】
2020131355.tif 000005
【図４】
2020131355.tif 000006
【図５】
2020131355.tif 000007
【図６】
2020131355.tif 000008
【図７】
2020131355.tif 000009
【図８】
2020131355.tif 000010
【図９】
2020131355.tif 000011
【図１０】
2020131355.tif 000012
【図１１】
2020131355.tif 000013
【図１２】
2020131355.tif 000014
【図１３】
2020131355.tif 000015
【図１４】
2020131355.tif 000016
【図１５】
2020131355.tif 000017
【図１６】
2020131355.tif 000018
【図１７】
2020131355.tif 000019
【図１８】
2020131355.tif 000020
【図１９】
2020131355.tif 000021
【図２０】
2020131355.tif 000022
【図２１】
2020131355.tif 000023
【図２２】
2020131355.tif 000024
【図２３】
2020131355.tif 000025
【図２４】
2020131355.tif 000026
【図２５】
2020131355.tif 000027
【図２６】
2020131355.tif 000028
【図２７】
2020131355.tif 000029
【図２８】
2020131355.tif 000030
【図２９】
2020131355.tif 000031
【図３０】
2020131355.tif 000032
【図３１】
2020131355.tif 000033
【図３２】
2020131355.tif 000034
【図３３】
2020131355.tif 000035
【図３４】
2020131355.tif 000036
【図３５】
2020131355.tif 000037
【図３６】
2020131355.tif 000038
【図３７】
2020131355.tif 000039
【図３８】
2020131355.tif 000040
【図３９】
2020131355.tif 000041
【図４０】
2020131355.tif 000042
【図４１】
2020131355.tif 000043
【図４２】
2020131355.tif 000044
【図４３】
2020131355.tif 000045
【図４４】
2020131355.tif 000046
【図４５】
2020131355.tif 000047
【図４６】
2020131355.tif 000048
【図４７】
2020131355.tif 000049
【図４８】
2020131355.tif 000050
【図４９】
2020131355.tif 000051
【図５０】
2020131355.tif 000052
【図５１】
2020131355.tif 000053
【図５２】
2020131355.tif 000054
【図５３】
2020131355.tif 000055
【図５４】
2020131355.tif 000056
【図５５】
2020131355.tif 000057
【図５６】
2020131355.tif 000058
【図５７】
2020131355.tif 000059
【図５８】
2020131355.tif 000060
【図５９】
2020131355.tif 000061
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月30日(2020.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１７】
回動支持機構１２８において、本体部１２８ｂおよび取付フランジ部１２８ｃは、本体部１２８ｂ内に収納されたスプリング等の弾性部材を介して相互作用している。そして、回動支持機構１２８は、空気圧の給排を行うための経路を有し、Ｘ軸回動用基部１２６の本体部１２６ａの外周側に取り付けられた給排ノズル１２５を介して、図示せぬエア供給源からのエアの供給を受ける。給排ノズル１２５には、空気圧の給排を行うための給排気管構造（図示略）が接続されている。回動支持機構１２８は、空気圧の供給時には本体部１２８ｂに対する取付フランジ部１２８ｃのクランプを開放し（相対回転可能とし）、排気時には本体部１２８ｂに対して取付フランジ部１２８ｃがクランプする（相対回転不能とする）ように構成されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２４４】
回動支持機構３０３において、本体部３０３ｂおよび取付フランジ部３０３ｃは、本体部３０３ｂ内に収納されたスプリング等の弾性部材を介して相互作用している。そして、回動支持機構３０３は、空気圧の給排を行うための経路を有し、Ｚ軸回動用基部３０１の本体部３０１ａの外周側に取り付けられた給排ノズル３０３ｄを介して、図示せぬエア供給源からのエアの供給を受ける。給排ノズル３０３ｄには、空気圧の給排を行うための給排気管構造（図示略）が接続されている。回動支持機構３０３は、空気圧の供給時には本体部３０３ｂに対する取付フランジ部３０３ｃのクランプを開放し（相対回転可能とし）、排気時には本体部３０３ｂに対して取付フランジ部３０３ｃがクランプする（相対回転不能とする）ように構成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３５】
2020131355.tif 000062
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５７】
2020131355.tif 000063