(57)【要約】  自動車車体の組立方法は、インナー骨格（１）の所定部位に、アウターサイドパネル（２）及びルーフ（３）を所定の姿勢を保持するように当接させる姿勢維持工程と、該姿勢維持工程において当接させたアウターサイドパネル（２）及びルーフ（３）を、少なくとも自動車車体としての姿勢を維持し得る状態まで、インナー骨格（１）に接合することにより自動車車体を形成する接合工程とを備える。
2016104097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車車体のインナー骨格の所定部位に、該自動車車体のスキン部を構成する部材を、所定の姿勢を保持するように当接させる姿勢維持工程と、  該姿勢維持工程において当接している前記部材を、前記インナー骨格に対して、これらが少なくとも自動車車体としての姿勢を維持し得る状態となるまで接合することにより自動車車体を形成する接合工程とを備えることを特徴とする自動車車体の組立方法。
【請求項２】
自動車車体のインナー骨格の基準部位に、該自動車車体のアウターサイドパネルが、所定の姿勢を保持するように当接された状態で、該インナー骨格と該アウターサイドパネルとに係合するアウターサイドパネル用治具と、  前記アウターサイドパネル用治具により前記インナー骨格に対する前記アウターサイドパネルの姿勢が保持された状態で、前記アウターサイドパネルに対して前記自動車車体のルーフを当接させ、該ルーフの位置を調整する調整手段を有するルーフ用治具とを備えることを特徴とする自動車車体の組立装置。
【請求項３】
請求項２記載の組立装置において、前記インナー骨格の基準部位を検知する検知手段を備え、前記アウターサイドパネル用治具は、該検知手段で検知された基準部位に前記アウターサイドパネルを当接させるように作動することを特徴とする自動車車体の組立装置。
【請求項４】
請求項２に記載の組立装置において、前記アウターサイドパネル用治具及びルーフ用治具は、搬送用ロボットに取り付けられていることを特徴とする自動車車体の組立装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、自動車車体の組立方法及び組立装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、自動車車体は、治具及びロボットを用いることで自動的に組立てられる。そのような組立方法として、自動車車体のインナー骨格又はインナーフレームと称される内側構造に、スキンと称される外装部材を位置決めして、溶接等で接合することにより自動車車体を組立てる技術が知られている（特許文献１；図２等参照）。外装部材には、少なくともアウターサイドパネル及びルーフが含まれる。【０００３】  また、上記特許文献１には、フロアとサイドパネルとを溶接し、そしてサイドパネルの上にルーフを載せて溶接することにより自動車車体を組み立てる態様も記載されている（特許文献１；図１等参照）。これによれば、溶接後に車体が弾性変形する心配がなく、ルーフを基準とした自動車車体の位置精度を向上させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１２９０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかしながら、上記特許文献１に開示された技術は、インナー骨格（構造体）に各スキン部材を接合する組立の態様だけでなく、インナー骨格を構成する内側部材とその外側の外装部材とからなるコンプと称する組立体を互いに溶接することで自動車車体を形成する組立の態様にも対応できるように、両態様で共有できる組立設備を構成している。この場合、組立体としては、インナーサイドパネル及びアウターサイドパネルからなるサイドパネル、及びルーフアーチを備えるルーフが該当する。  このため、組立体を溶接する態様では、組立体を溶接する前に組立体同士の接合姿勢を確立しておく必要があり、その分、設備の大型化や専用化を招来する原因となっている。【０００６】  また、インナー骨格にスキンを接合する態様の場合でも、溶接前にスキンを位置決めするために各スキン毎に専用の治具を用いており、このことが、設備の大型化と複雑化の原因となっている。【０００７】  本発明は、以上に鑑み、自動車車体のインナー骨格を基準として各スキンを簡易な構成で位置決め可能とすることによって、設備の大型化や増設の負担を回避できる自動車車体の組立方法及び組立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】
【０００８】  本発明の自動車車体の組立方法は、自動車車体のインナー骨格の所定部位に、該自動車車体のスキン部を構成する部材を、所定の姿勢を保持するように当接させる姿勢維持工程と、該姿勢維持工程において当接させた前記部材を前記インナー骨格に対して、これらが少なくとも自動車車体としての姿勢を維持し得る状態となるまで接合する接合工程とを備えることを特徴とする。【０００９】  本発明によれば、自動車車体のインナー骨格の所定部位に、該自動車車体のスキン部を構成する部材を、所定の姿勢を保持するように当接させた状態で、少なくとも自動車車体としての姿勢を維持し得る状態まで前記インナー骨格に接合するので、組立設備を簡易に構成することができる。【００１０】  また、溶接前にスキン部を構成する部材を位置決めするために用いる治具は、各部材専用のものに限らず、汎用のものでよい。【００１１】  本発明の自動車車体の組立装置は、自動車車体のインナー骨格の基準部位に、該自動車車体のアウターサイドパネルが、所定の姿勢を保持するように当接された状態で、該インナー骨格と該アウターサイドパネルとに係合するアウターサイドパネル用治具と、前記アウターサイドパネル用治具により前記インナー骨格に対する前記アウターサイドパネルの姿勢が保持された状態で、前記アウターサイドパネルに対して前記自動車車体のルーフを当接させ、該ルーフの位置を調整する調整手段を有するルーフ用治具とを備えることを特徴とする。【００１２】  本発明によれば、インナー骨格の基準部位に自動車車体のアウターサイドパネルを、所定の姿勢を保持するように当接させた状態が、アウターサイドパネル用治具により保持される。そして、この状態で、アウターサイドパネルにルーフが当接され、ルーフの位置が調整される。【００１３】  したがって、この状態で、少なくとも自動車車体としての姿勢を維持し得る状態となるまで、アウターサイドパネル及びルーフをインナー骨格に接合することができる。これにより、動車車体の組立装置を簡易に構成することができる。【００１４】  本発明の自動車車体の組立装置において、前記インナー骨格の基準部位を検知する検知手段を備え、前記アウターサイドパネル用治具は、該検知手段で検知された基準部位に前記アウターサイドパネルを当接させるように作動してもよい。【００１５】  これによれば、インナー骨格を位置決めし、これにアウターサイドパネルを位置決めするための設備を要することなく、インナー骨格に対してアウターサイドパネルを適切な位置関係で当接させることができる。したがって、自動車車体の組立装置をより簡易に構成することができる。【００１６】  本発明の自動車車体の組立装置において、前記アウターサイドパネル用治具及びルーフ用治具は、搬送用ロボットに取り付けられていてもよい。これによれば、搬送用ロボットに対して種々の車種に対応するティーチングを行っておくことにより、種々の車種の自動車車体の組立に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１Ａはインナー骨格と呼ばれる自動車車体の断面図、図１Ｂはインナー骨格にスキン（アウターサイドパネル、ルーフ）を取り付ける様子を示す図である。
【図２】本発明に係る自動車車体の組立装置におけるインナー骨格搬入直後の様子を示す斜視図である。
【図３】自動車車体の組立装置において、アウターサイドパネル及びルーフをインナー骨格又はその近傍まで搬送したときの様子を示す斜視図である。
【図４】自動車車体の組立装置において、インナー骨格に対するアウターサイドパネルの姿勢が保持された状態で、アウターサイドパネルに対してルーフを配置する様子を示す斜視図である。
【図５】自動車車体の組立装置において、インナー骨格に対する姿勢が保持された状態のアウターサイドパネルにおける基準部位を検出する様子を示す斜視図である。
【図６】自動車車体の組立装置において、アウターサイドパネルにルーフを当接させ、その位置を調整する様子を示す斜視図である。
【図７】自動車車体の組立装置を用いた自動車車体の組立処理を示すフローチャートである。
【図８】アウターサイドパネルにルーフを当接させるルーフ用治具の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】  以下、本発明の実施形態を説明する。実施形態の自動車車体の組立方法では、図１Ａに示すインナー骨格１に対し、図１Ｂに示すように、アウターサイドパネル２及びルーフ３が取り付けられ、自動車車体が形成される。インナー骨格１は、予め、フロア４にインナーサイドパネル５を取り付けて、インナーサイドパネル５にルーフアーチ６を取り付けることにより形成される。
【００１９】  図２に示すように、自動車車体の組立方法に使用される自動車体の組立装置７は、自動車車体のインナー骨格１を載せて所定位置に受け入れられる台車８と、このインナー骨格１の左右両側に２台ずつ配置され、それぞれインナー骨格１の異なる４つの基準部位を検知する検知手段としての４台の基準部位センシングロボット９とを備える。なお、図２〜図６において、インナー骨格１の右側（図面の手前側）に存在する２台の基準部位センシングロボット９については、表示を省略している。
【００２０】  上記所定位置に位置する台車８の周囲には、各アウターサイドパネル２を搬送する２台のアウターサイドパネル搬送用ロボット１０と、複数のアウターサイドパネル用治具１１と、ルーフ３を搬送するルーフ搬送用ロボット１２と、溶接ガン１３を備える複数の溶接ロボット１４と、２台のルーフ用治具１５ａ及び１５ｂとが配置される。アウターサイドパネル搬送用ロボット１０と、溶接ロボット１４のうちの一部は、支持台１６上で、リニアモータにより、インナー骨格１の前後方向に沿って移動し得るように設けられている。
【００２１】  なお、図２〜図６において、１台の支持台１６、１台のルーフ搬送用ロボット１２及び４台の溶接ロボット１４が表示されているが、これらと同様な要素が、上記所定位置に位置する台車８を中心とする左右対称な位置にも配置される。
【００２２】  各アウターサイドパネル用治具１１は、それぞれの治具搬送用ロボット１７によって搬送される。そして、図３に示すように、自動車車体のアウターサイドパネル２がインナー骨格１の上述の基準部位に所定の姿勢を保持するように当接された状態で、各アウターサイドパネル用治具１１は、インナー骨格１とアウターサイドパネル２とに係合する。この係合が行われている様子が、図４〜図６に示されている。
【００２３】  図４に示すように、この係合は、各アウターサイドパネル用治具１１が有する嵌合部材１８を、対応するインナー骨格１とアウターサイドパネル２の嵌合部に嵌合させることにより行われる。各嵌合部は、簡便には、嵌合部材１８が嵌合する貫通孔を用いて構成することができる。
【００２４】  具体的には、各貫通孔にピン状の嵌合部材１８を嵌合させ、かつアウターサイドパネル２をインナー骨格１側に適度な力で押すように構成される。追加的に、アウターサイドパネル２をインナー骨格１にクランプするための構成を加えてもよい。
【００２５】  ルーフ用治具１５ａ及び１５ｂは、アウターサイドパネル用治具１１によりインナー骨格１に対するアウターサイドパネル２の姿勢が保持された状態で、アウターサイドパネル２にルーフ３の前部及び後部をそれぞれ当接させる。ルーフ用治具１５ａ及び１５ｂは、それぞれの治具搬送用ロボット１９ａ及び１９ｂによって搬送される。
【００２６】  図８に示すように、ルーフ用治具１５ａは、左右のアウターサイドパネル２の前部に接触する左右の接触部材２０と、ルーフ３前部の左右のフランジ部３ａに接触する左右の接触部材２１とを備える。左右の接触部材２０は、アウターサイドパネル２の上端部に対して左右外側から接触する。
【００２７】  ルーフ３のフランジ部３ａは、ルーフ３がアウターサイドパネル２上に載置された状態においてほぼ垂直方向に９０°程度折れ曲った部分と、さらに水平方向に折れ曲った部分とで構成される。接触部材２１は、該垂直方向に折れ曲った部分の上部（フランジ部３ａの付け根部分）に対して左右外側から接触する。
【００２８】  ルーフ３は、アウターサイドパネル２上部内側の水平方向に折り曲げられた接合部２ａにフランジ部３ａの水平方向に折れ曲った部分が接するようにしてアウターサイドパネル２上に載置される。そして、この載置位置が調整されることにより、アウターサイドパネル２に対するルーフ３の正確な当接が実現される。
【００２９】  左右の接触部材２０は、車幅方向（左右方向）にストロークを有する左右のサーボシリンダ２２ａによりそれぞれ駆動される。左右の接触部材２１は、車幅方向にストロークを有する左右のサーボシリンダ２２ｂによりそれぞれ駆動される。ルーフ３の後部をアウターサイドパネル２に当接させるルーフ用治具１５ｂも同様に、接触部材２０、接触部材２１、サーボシリンダ２２ａ及びサーボシリンダ２２ｂにより構成される。
【００３０】  ルーフ用治具１５ａ及び１５ｂがアウターサイドパネル２にルーフ３を当接させる際には、サーボシリンダ２２ａにより接触部材２０をアウターサイドパネル２に接触させてアウターサイドパネル２の車幅方向の位置が把握される。
【００３１】  そして、この把握した位置に基づき、サーボシリンダ２２ｂにより、接触部材２１をルーフ３のフランジ部３ａの付け根部分（フランジ部３ａにおける垂直方向に折れ曲がった部分の上端部）に接触させ、ルーフ３を車幅方向に移動させることにより、アウターサイドパネル２に対するルーフ３の車幅方向の位置が適切に調整される。
【００３２】  すなわち、接触部材２１及びサーボシリンダ２２ｂにより、アウターサイドパネル２に対するルーフ３の位置を調整する調整手段が構成される。この調整に際し、左右の接触部材２１の移動量に差を設けることにより、ルーフ３がアウターサイドパネル２上に載置されたときのルーフ３の自重による車幅方向への弾性変形が矯正される。これにより、ルーフ３のアウターサイドパネル２に対するさらに正確な当接が実現される。
【００３３】  このようにしてアウターサイドパネル２に対して位置調整が行われたルーフ３及びアウターサイドパネル２対し、図６に示すように、溶接ロボット１３により溶接が施され、自動車車体としての姿勢を維持し得る状態とされる。
【００３４】  実施形態の自動車車体の組立方法に従って自動車車体を組み立てる際には、自動車車体の組立装置７の図示していない制御部により、図７に示す自動車車体の組立処理が行われる。この組立処理には、後述する姿勢維持工程と接合工程とが含まれる。
【００３５】  すなわち、制御部は、組立処理を開始すると、まず、インナー骨格１を載せた台車８を、自動車車体の組立装置７における所定位置に受け入れることにより、インナー骨格１を組立装置７内に搬入する（ステップＳ１）。図２では、所定位置に受け入れられた台車８が示されている。
【００３６】  次に、左右のアウターサイドパネル搬送用ロボット１０によるアウターサイドパネル２の搬送、及びルーフ搬送用ロボット１２によるルーフ３の搬送を開始する（ステップＳ２）。図２では、これらの搬送途中の様子が示されている。また、この搬送中に、４台の基準部位センシングロボット９により、インナー骨格１における４か所の基準部位をそれぞれ検知し、その位置を記憶する（ステップＳ３）。
【００３７】  次に、記憶した基準部位の位置に基づき、アウターサイドパネル搬送用ロボット１０により、各アウターサイドパネル２を、インナー骨格１の対応する基準部位に配置する（ステップＳ４）。図３では、右側のアウターサイドパネル搬送用ロボット１０は表示されていないが、これよって配置された右側のアウターサイドパネル２が表示されている。
【００３８】  次に、インナー骨格１の基準部位に配置されている各アウターサイドパネル２と、インナー骨格１とを、対応するアウターサイドパネル用治具１１により係合する（ステップＳ５）。これにより、アウターサイドパネル２が、インナー骨格１の基準部位に対し、所定の姿勢を保持するようにして当接された状態となる。
【００３９】  このインナー骨格１とアウターサイドパネル２との係合は、ステップＳ３で記憶されている基準部位の位置に基づき、治具搬送用ロボット１７を駆動し、各アウターサイドパネル用治具１１の嵌合部材１８を、対応するインナー骨格１及びアウターサイドパネル２の嵌合部に嵌合させ、インナー骨格１に対してアウターサイドパネル２を適切な力で押し付けることにより行われる。この係合が行われている様子が、図４に示されている。
【００４０】  次に、ステップＳ３で記憶されている基準部位に基づき、ルーフ搬送用ロボット１２により、搬送されてきたルーフ３を、左右のアウターサイドパネル２の上に配置する（ステップＳ６）。図４では、この配置が行われたときの様子が示されている。
【００４１】  このとき、ルーフ３が自重で撓むことが、ルーフ３に予め取り付けてあるルーフアーチ及びインナー骨格１のインナーサイドパネル５に取り付けられたルーフアーチ６によってある程度抑制される。しかし、ルーフ搬送用ロボット１２がルーフ３を離すと、ルーフ３は、自重によりある程度弾性変形して、車幅方向に拡がる。
【００４２】  次に、図５に示すように、アウターサイドパネル搬送用ロボット１０及びルーフ搬送用ロボット１２を退避させるとともに、各基準部位センシングロボット９により、対応するアウターサイドパネル２上の基準部位を検知し、その位置を記憶する（ステップＳ７）。
【００４３】  次に、記憶した位置に基づき、各治具搬送用ロボット１９ａ及び１９ｂを駆動して、ルーフ用治具１５ａ及び１５ｂを、アウターサイドパネル２上の所定位置に配置する。そして、アウターサイドパネル２に対してルーフ３が正しい車幅方向の位置関係で当接するように、ルーフ用治具１５ａ及び１５ｂでルーフ３の位置を調整する（ステップＳ８）。
【００４４】  すなわち、図８に示すように、ルーフ用治具１５ａ及び１５ｂの左右のサーボシリンダ２２ａで左右の接触部材２０をアウターサイドパネル２の上端部に接触させて、アウターサイドパネル２の車幅方向の位置を把握する。そして、この把握した位置に基づき、ルーフ３の位置を、アウターサイドパネル２に対する正しい車幅方向の位置に位置するように車幅方向に移動させる。
【００４５】  この移動は、ルーフ用治具１５ａ及び１５ｂの左右のサーボシリンダ２２ｂで左右の接触部材２１をルーフ３の左右のフランジ部３ａの付け根部分に接触させ、ルーフ３を車幅方向に押すことによって行う。このとき、左右のサーボシリンダ２２ｂの駆動量に差を生じさせることにより、ルーフ３の自重により弾性変形して車幅方向に拡がった寸法も、併せて矯正する。これにより、ルーフ３は、アウターサイドパネル２に対し、正しい車幅方向位置において当接した状態となる。
【００４６】  これにより、自動車車体のインナー骨格１の所定部位に、該自動車車体のスキン部としてのアウターサイドパネル２及びルーフ３が、所定の姿勢を保持するように当接された状態となり、姿勢維持工程が完了する。すなわち、姿勢維持工程には、ステップＳ３〜Ｓ８の処理が含まれる。
【００４７】  次に、接合工程が行われる。すなわち、ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ８によりインナー骨格１の所定部位に当接された、アウターサイドパネル２及びルーフ３を、各溶接ロボット１４により、インナー骨格１に対して溶接し、接合する（ステップＳ９）。溶接個所は、その溶接により、少なくとも自動車車体としての姿勢を維持し得る状態となるような個所が設定される。
【００４８】  図６では、一部の溶接ロボット１４によってこの溶接が行われている様子が示されている。この溶接が完了すると、自動車車体は、自動車車体の組立装置７から他の装置に移送され、他の工程に供される。
【００４９】  以上のように、本実施形態によれば、自動車車体のインナー骨格１の所定部位に、自動車車体のスキン部を構成するアウターサイドパネル２及びルーフ３を、所定の姿勢を保持するように当接させた状態で、少なくとも自動車車体としての姿勢を維持し得る状態までインナー骨格１に接合するので、組立設備を簡易に構成することができる。
【００５０】  また、インナー骨格１の基準部位に自動車車体のアウターサイドパネル２を、所定の姿勢を保持するように当接させた状態が保持され、この状態で、アウターサイドパネル２にルーフ３が当接されてルーフ３の位置が調整される。したがって、この状態で、少なくとも自動車車体としての姿勢を維持し得る状態となるまで、アウターサイドパネル２及びルーフ３をインナー骨格１に接合することができる。これにより、動車車体の組立装置７を簡易に構成することができる。
【００５１】  また、アウターサイドパネル用治具１１は、検知されたインナー骨格１の基準部位にアウターサイドパネル２を当接させるように作動するので、インナー骨格１を位置決めし、これにアウターサイドパネル２を位置決めするための設備が不要となる。したがって、動車車体の組立装置７をより簡易に構成することができる。
【００５２】  また、アウターサイドパネル用治具１１及びルーフ用治具１５ａ、１５ｂは、治具搬送用ロボット１７及び１９ａ、１９ｂに取り付けられるので、治具搬送用ロボット１７及び１９ａ、１９ｂに対して種々の車種に対応するティーチングを行っておくことにより、種々の車種の自動車車体の組立に対応することができる。
【００５３】  以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、溶接前にスキン部を構成する部材を位置決めするために用いる治具は、各部材専用のものに限らず、汎用のものでよい。
【符号の説明】
【００５４】  １…インナー骨格、２…アウターサイドパネル（スキン部）、３…ルーフ（スキン部）、４…フロア、７…組立装置、９…センシングロボット（検知手段）、１１…アウターサイドパネル用治具、１５ａ、１５ｂ…ルーフ用治具、１７、１９ａ、１９ｂ…治具搬送用ロボット、２１…接触部材（調整手段）、２２ｂ…サーボシリンダ（調整手段）。 
【図１】
2016104097.tif 000003
【図２】
2016104097.tif 000004
【図３】
2016104097.tif 000005
【図４】
2016104097.tif 000006
【図５】
2016104097.tif 000007
【図６】
2016104097.tif 000008
【図７】
2016104097.tif 000009
【図８】
2016104097.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月27日(2016.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（削除）
【請求項２】
自動車車体のインナー骨格の基準部位に、該自動車車体のアウターサイドパネルが、所定の姿勢を保持するように当接された状態で、該インナー骨格と該アウターサイドパネルとに係合するアウターサイドパネル用治具と、
前記アウターサイドパネル用治具により前記インナー骨格に対する前記アウターサイドパネルの姿勢が保持された状態で、前記アウターサイドパネルに対して前記自動車車体のルーフを当接させ、該ルーフの位置を調整する調整手段を有するルーフ用治具とを備え、
前記ルーフ用治具は、
前記ルーフが、その垂直に折れ曲がった部分と水平に折れ曲がった部分とで構成された左右のフランジ部の該水平に折れ曲った部分が前記アウターサイドパネルの上部内側の水平方向に折り曲げられた接合部に接するようにして該アウターサイドパネル上に載置された状態において、
前記ルーフの前記垂直に折れ曲がった部分に対して左右外側から接触する接触部材と、
前記状態において左右の前記アウターサイドパネルの上端部に対して左右外側から接触する接触部材とを備え、
前記ルーフ用治具は、治具搬送用ロボットに取り付けられていることを特徴とする自動車車体の組立装置。
【請求項３】
請求項２記載の組立装置において、前記インナー骨格の基準部位を検知する検知手段を備え、前記アウターサイドパネル用治具は、該検知手段で検知された基準部位に前記アウターサイドパネルを当接させるように作動することを特徴とする自動車車体の組立装置。
【請求項４】
請求項２に記載の組立装置において、前記アウターサイドパネル用治具は、搬送用ロボットに取り付けられていることを特徴とする自動車車体の組立装置。
【国際調査報告】
2016104097.tif 000011
2016104097.tif 000012
2016104097.tif 000013
2016104097.tif 000014