(57)【要約】      （修正有）【課題】加熱されても適切な位置を位置決めしつつ保持できる部材組立装置および部材組立方法を提供する。【解決手段】組み立てられる複数の組立部材を一定の姿勢で位置決めしつつ保持するとともに、保持した組立部材と共に加熱される部材組立装置であって、組立部材に接する複数の保持部６が、組立部材と同一の材質または加熱の際に保持部同士の間の熱膨張による伸び量が公差範囲内となる線膨張係数を有する材質により形成される連結部７に固定される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
組み立てられる複数の組立部材を一定の姿勢で位置決めしつつ保持するとともに、保持した組立部材と共に加熱される部材組立装置であって、
前記組立部材に接する複数の保持部が、組立部材と同一の材質または加熱の際に保持部同士の間の熱膨張による伸び量が公差範囲内となる線膨張係数を有する材質により形成される連結部に固定されることを特徴とする部材組立装置。
【請求項２】
前記連結部は、当該連結部よりも比熱が低く、かつ熱伝導率または熱伝達率の高い土台に収容されることを特徴とする請求項１に記載の部材組立装置。
【請求項３】
前記保持部が、前記連結部と同一の材質であることを特徴とする請求項１または２に記載の部材組立装置。
【請求項４】
前記連結部は、複数の弾性部材により支持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の部材組立装置。
【請求項５】
前記連結部は、内部に当該連結部を収容可能な空間部が形成された土台に収容され、前記弾性部材の少なくとも１つは、一端側が土台の空間部に設けられる筒部に収納されるとともに当該筒部から突出する他端側が前記連結部を支持する第１支持部であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の部材組立装置。
【請求項６】
一対の弾性部材が、前記連結部の保持部突出方向に沿う断面における側端に該当する外周部を挟んで対向して設けられるとともに、さらに少なくとも１つの弾性部材が、当該外周部を側方から当接して設けられる第２支持部を有することを特徴とする請求項４に記載の部材組立装置。
【請求項７】
前記連結部が複数設けられ、当該連結部を互いに固定可能な固定手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の部材組立装置。
【請求項８】
前記連結部は、材質がＣＦＲＰであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の部材組立装置。
【請求項９】
前記連結部は、梁構造を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の部材組立装置。
【請求項１０】
組み立てられる複数の組立部材を一定の姿勢で位置決めしつつ保持するとともに、保持した組立部材を加熱する部材組立方法であって、
前記組立部材を、当該組立部材と同一の材質または加熱の際に前記組立部材に接する保持部同士の間の熱膨張による伸び量が公差範囲内となる線膨張係数を有する材質により形成される連結部に固定される保持部により保持し、当該保持した状態で加熱することを特徴とする部材組立方法。
【請求項１１】
前記連結部は、当該連結部よりも比熱が低く、かつ熱伝導率または熱伝達率の高い土台に収容されることを特徴とする請求項１０に記載の部材組立方法。
【請求項１２】
前記保持部が、前記連結部と同一の材質であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の部材組立方法。
【請求項１３】
前記連結部を、複数の弾性部材により支持することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の部材組立方法。
【請求項１４】
前記連結部を複数設け、当該連結部同士を互いに固定することを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の部材組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の組立部材を保持する部材組立装置および部材組立方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車体用の部材同士を接合するために、それぞれの車体部材をロケートピン等で保持して位置決めする装置が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、例えば車体がＣＦＲＰ（ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒ  ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  ｐｌａｓｔｉｃｓ：カーボン繊維強化プラスチック）製等の樹脂製の場合には、部材同士を接合するための接着剤の硬化を促進させるために、高温の炉に位置決め装置ごと加熱する場合がある。
【０００４】
しかし、加熱の際には、位置決め装置および車体部材が加熱されることによりロケートピンおよびロケートピンが嵌合する部位の位置が熱膨張によりずれ、適切な位置を保持できないという問題がある。
【特許文献１】特開平５−１２４５４７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、加熱されても適切な位置を位置決めしつつ保持できる部材組立装置および部材組立方法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】
【０００６】
上記目的を達成する本発明に係る部材組立装置は、組み立てられる複数の組立部材を一定の姿勢で位置決めしつつ保持するとともに、保持した組立部材と共に加熱される部材組立装置であって、前記組立部材に接する複数の保持部が、組立部材と同一の材質または加熱の際に保持部同士の間の熱膨張による伸び量が公差範囲内となる線膨張係数を有する材質により形成される連結部に固定されることを特徴とする。
【０００７】
上記目的を達成する本発明に係る部材組立方法は、組み立てられる複数の組立部材を一定の姿勢で位置決めしつつ保持するとともに、保持した組立部材を加熱する部材組立方法であって、前記組立部材を、当該組立部材と同一の材質または加熱の際に前記組立部材に接する保持部同士の間の熱膨張による伸び量が公差範囲内となる線膨張係数を有する材質により形成される連結部に固定される保持部により保持し、当該保持した状態で加熱することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記のように構成した本発明に係る部材組立装置は、組立部材と連結部の線膨張係数が同一または所定の範囲内であるため、組立部材が加熱により熱膨張しても、組立部材の保持される部位に対応して保持部も熱膨張し、常に適切な部位を位置決めしつつ保持することができる。
【０００９】
上記のように構成した本発明に係る部材組立方法は、組立部材の線膨張係数と同一または所定の範囲内の線膨張係数を有する連結部を用いるため、組立部材が加熱により熱膨張しても、組立部材の保持される部位に対応して保持部も熱膨張し、常に適切な部位を位置決めしつつ保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施形態に係る部材組立装置に組立部材を設置した際を示す斜視図、図２は同部材組立装置のフロア用治具を示す斜視図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う部分断面図、図４は図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う部分断面図、図５はフロア用治具にフロアを設置した際を示す斜視図、図６はサイドボディ用治具を示す斜視図、図７はロケートピン連結部と樹脂ブロック連結部を互いに固定する部位を示す部分斜視図、図８はロケートピン連結部と樹脂ブロック連結部を互いに固定した際の部材組立装置を示す部分断面図である。
【００１２】
本実施形態に係る部材組立装置１は、ＣＦＲＰ製の複数の車体部材２（組立部材）のそれぞれを組み立てる際に、それぞれの車体部材２を互いに接着される位置に位置決めしつつ保持するための装置である。ＣＦＲＰ製の車体部材２は、互いに接して接合される接合部のそれぞれに接着剤が塗布された後に、部材組立装置１に位置決めされて保持され、接着剤の硬化を促進させるために、車体部材２が部材組立装置１に固定されたまま高温の炉に入れられる。
【００１３】
部材組立装置１は、図１に示すように、車体のフロア等を組み立てるためのフロア用治具３と、サイドボディ等を組み立てるためのサイドボディ用治具４とを備えている。
【００１４】
フロア用治具３は、図２に示すように、フロア用土台５と、フロア用土台５のロケートピン突出孔８から突出する複数のロケートピン６（保持部）を有している。
【００１５】
ロケートピン６は、車体のフロアを構成する車体部材２に設けられる挿入穴に嵌って車体部材２を所定の位置に保持するための部材であり、突出したピン形状を有している。それぞれのロケートピン６の間には、梁形状のロケートピン連結部７が差し渡され、このロケートピン連結部７にロケートピン６が固定されている。ロケートピン連結部７は、例えば平板構造、Ｌ型アングル構造、ハニカム構造、リブ付き構造等の様々な構造を適用することができ、軽量でかつ撓みのすくない構造とすることが好ましい。
【００１６】
このロケートピン連結部７は、車体部材２と同一材質であることが好ましく、本実施形態ではＣＦＲＰ製である。したがって、車体部材２とロケートピン連結部７の線膨張係数が等しい。また、車体部材２と異なる材質であっても、線膨張係数が略一致すれば、他の材質を用いてもよい。ロケートピン連結部７の材質の線膨張係数α２は、車体部材２の線膨張係数α１に対して所定範囲（許容値Δα）内の値であることが好ましく、式（１）を満たす線膨張係数α２を有するように選定される。
【００１７】
α１ーΔα≦α２≦α１＋Δα  ・・・式（１）
この許容値Δα［１／℃］は、最も離れたロケートピン６間の距離がＬ、距離Ｌに許容される寸法公差がＥ、加熱による温度変化がΔＴ［℃］である場合には、下記の式（２）により算出される。
【００１８】
Δα＝Ｅ／（Ｌ・ΔＴ）  ・・・式（２）
ここで、ＣＦＲＰの線膨張係数αを０．４［×１０-６／℃］、ロケートピン間距離Ｌ＝１０００［ｍｍ］、温度変化ΔＴ＝２００［℃］、許容寸法公差Ｅ＝０．５［ｍｍ］であるとすると、式（２）より許容値Δα＝２．５［×１０-６／℃］となる。したがって、この場合には、ロケートピン連結部７の材質の線膨張係数α２は、式（１）のように車体部材２の材質であるＣＦＲＰの線膨張係数α１（０．４［×１０-６／℃］）から許容値Δα（２．５［×１０-６／℃］）以内であればよい。
【００１９】
ロケートピン連結部７は、例えば複数のＣＦＲＰ製の梁部材を、接着剤やネジ止め等により固定することにより作製できるが、可能であれば一体で成形してもよい。
【００２０】
また、ロケートピン６も、ロケートピン連結部７と同様に、車体部材２と同一材質または線膨張係数が略一致する材質を用いることが好ましい。ただし、ロケートピン６の熱伸び量が無視できる程度である場合には、車体部材２と線膨張係数が大きく異なる材質をロケートピン６に使用することも可能である。
【００２１】
フロア用土台５は、金属製であることが好ましく、本実施形態では鉄製である。
【００２２】
フロア用土台５には、ロケートピン突出孔８同士を連通させ、ロケートピン連結部７が収容されるフロア用土台空間部９が設けられるフロア用土台筐体部１０と、フロア用土台筐体部１０のフロア用土台空間部９を閉じるように設けられるフロア用土台蓋部１１とが設けられている。フロア用土台蓋部１１には、ロケートピン６が突き出る複数のロケートピン突出孔８が形成され、フロア用土台筐体部１０には、側面に継手導出孔１２が形成される。フロア用土台空間部９には、ロケートピン連結部７を弾性的に支持するフローティング機構が設けられる。フローティング機構は、図３に示すように、ロケートピン連結部７を下方から支持する複数の第１支持部１５と、ロケートピン連結部７のロケートピン突出方向に沿う断面（蓋部の延在面と交差する断面）における側端に該当する外周部を支持する複数の第２支持部１６とを有している。
【００２３】
第１支持部１５は、フロア用土台５のフロア用土台空間部９に形成される筒部１７に、第１弾性部材１８が収容されて形成される。筒部１７は、ロケートピン連結部７に向って開口しており、この開口から第１弾性部材１８が所定長さ突出している。第１支持部１５は、ロケートピン連結部７の自重の大部分を支えている。第１弾性部材１８は、本実施形態ではばね部材であり、筒部１７が設けられることにより、所定長さ以上の収縮が制限される。したがって、必要以上に収縮されることによる第１弾性部材１８の破損の発生を抑制できる。筒部１７は、ＣＦＲＰ製であり、非常に大きな荷重を受けることが可能である。この第１支持部１５は、組立部材２を保持したロケートピン連結部７を支持できるように、複数個所に設けられる。
【００２４】
第２支持部１６は、ロケートピン連結部７の外周部において、ロケートピン連結部７を挟持するように対向して設けられる２つの弾性部材１９Ａと、ロケートピン連結部７に側方から当接して支持する少なくとも１つの弾性部材１９Ｂとからなる第２弾性部材１９を有している。それぞれの弾性部材１９Ａ，１９Ｂはばね部材であって、フロア用土台空間部９に設けられる凹部２０に嵌っており、ロケートピン連結部７と接する端部には、ボール部材２１が固定されている。このような第２支持部１６が複数設けられることにより、ロケートピン連結部７およびロケートピン６をフロア用土台５から脱落させることなく、フロア用土台５のフロア用土台空間部９の中でフローティング構造で支持できる。
【００２５】
ロケートピン連結部７には、図４に示すように、フロア用土台５の継手導出孔１２から導出される継手部２４（固定手段）が複数設けられる。継手部２４は、継手部２４の導出方向と交差する面に沿って十字形状に突出する固定部２５を有し、導出方向の先端にはボルト溝が形成されたボルト部２６が設けられる。この継手部２４も、ロケートピン連結部７と同様にＣＦＲＰ製である。
【００２６】
このように一体として構成されるロケートピン６およびロケートピン連結部７と、フロア用土台５との間には、フローティング構造が実現できるように、常温においてだけでなく加熱時においても所定の隙間が確保される。
【００２７】
サイドボディ用治具４は、図６に示すように、サイドボディ用土台３０と、サイドボディ用土台３０から突出する樹脂ブロック３１（保持部）とを有している。
【００２８】
樹脂ブロック３１は、サイドボディ２Ｂを構成する車体部材２の所定の位置に当接しつつ押圧し、接着剤が固化される前の車体部材２同士を所定の位置で保持するための部材であり、車体部材２との接触面が車体部材２の形状に対応した形状を有している。それぞれの樹脂ブロック３１の間には、梁形状の樹脂ブロック連結部３２が差し渡され、この樹脂ブロック連結部３２に樹脂ブロック３１が固定されている。この樹脂ブロック連結部３２は、ロケートピン連結部７と同様に、車体部材２と同一または所定範囲内の線膨張係数を有する部材であることが好ましく、本実施形態ではＣＦＲＰ製である。ここで、樹脂ブロック連結部３２の材質の選定方法は、ロケートピン連結部７における選定方法と同様である。樹脂ブロック連結部３２は、例えば複数のＣＦＲＰ製の梁部材を、接着剤やネジ止め等により固定することにより作製できるが、可能であれば一体で成形してもよい。
【００２９】
また、樹脂ブロック３１も、樹脂ブロック連結部３２と同様に、車体部材２と同一材質または線膨張係数が略一致する材質を用いることが好ましい。ただし、樹脂ブロック３１の熱伸び量が無視できる程度である場合には、車体部材２と線膨張係数が大きく異なる材質を樹脂ブロック３１に使用することも可能である。
【００３０】
サイドボディ用土台３０は、金属製であることが好ましく、本実施形態では鉄製である。
【００３１】
サイドボディ用土台３０には、樹脂ブロック連結部３２が収容されるサイドボディ用土台空間部３３が設けられるサイドボディ用土台筐体部３４と、サイドボディ用土台筐体部３４のサイドボディ用土台空間部３３を閉じるように設けられるサイドボディ用土台蓋部３５とが設けられている。サイドボディ用土台蓋部３５は、サイドボディ用土台３０のフロア用治具３側の側面に設けられており、樹脂ブロック３１が突き出る複数の樹脂ブロック突出孔３７が形成される。また、サイドボディ用土台蓋部３５には、フロア用土台５と接する部位に、サイドボディ用土台空間部３３に連通する継手露出孔３８が形成される。サイドボディ用土台空間部３３には、樹脂ブロック連結部３２を弾性的に支持するフローティング機構が設けられる。サイドボディ用治具４のフローティング構造は、フロア用治具３と略同様であり、組立部材２を保持した樹脂ブロック連結部３２を支持できるように複数個所に設けられる第１支持部と、樹脂ブロック連結部３２の外周部を支持する複数の第２支持部とを有している。なお、サイドボディ用治具４における第１支持部および第２支持部の構造は、フロア用治具３の第１支持部１５および第２支持部１６と略同一であるため、説明を省略する。
【００３２】
樹脂ブロック連結部３２には、図７，８に示すように、サイドボディ用土台３０の継手露出孔３８から外部に露出される継手嵌合部３９（固定手段）が複数設けられる。継手嵌合部３９は、継手部２４の十字形状の固定部２５が嵌合できる十字形状の嵌合凹部４０を有しており、更に、嵌合凹部４０の中央部には、継手部２４のボルト部２６が挿通可能なボルト貫通孔４１が設けられる。ボルト貫通孔４１は、嵌合凹部４０の反対側に設けられるナット収容凹部４２まで貫通している。
【００３３】
この嵌合凹部４０には、フロア用治具３の固定部２５が嵌合し、更にボルト貫通孔４１に挿通されたボルト部２６にナット４３を締結することにより、ロケートピン連結部７と樹脂ブロック連結部３２が互いに固定される。このとき、ナット４３はナット収容凹部４２に収容される。この継手嵌合部３９も、樹脂ブロック連結部３２と同様にＣＦＲＰ製である。
【００３４】
このように一体として構成される樹脂ブロック３１および樹脂ブロック連結部３２と、サイドボディ用土台３０との間には、フローティング構造が実現できるように、常温においてだけでなく加熱時においても所定の隙間が確保される。
【００３５】
本実施形態に係る部材組立装置１を使用する際には、まず、組立部材に接着剤を塗布する。この組立部材は、フロア、サイドボディ、リアパネルおよびルーフ等である。次に、接合部に接着剤が塗布された車体部材２（フロア、リアパネル等）を、ロケートピン６をロケートピン挿入穴に挿通しつつフロア用治具３に設置して位置決めする。次に、サイドボディ用治具４の樹脂ブロック３１により車体部材２（サイドボディ、ルーフ等）を押圧して位置決めしつつ保持する。この後、車体部材２を部材組立装置１に固定したまま高温の炉に投入する。加熱条件は、例えば１００℃で３０分であり、加熱が終了すると炉から取り出され、除熱される。炉によって車体部材２が加熱されると、接着剤の硬化が促進されて、最終的に車体部材２同士が固定される。
【００３６】
この加熱に際して、フロア用土台５およびサイドボディ用土台３０が、車体部材２の下方および側方に位置するため、下方および側方からの加熱が遮蔽されやすい構造となっている。しかし、本実施形態に係る部材組立装置１では、フロア用土台５およびサイドボディ用土台３０が、比熱が低く熱伝導率および熱伝達率の高い金属製（鉄製）であるため、車体部材２に熱が伝わりやすく、車両部材を短時間で効率よく車両部材全体を均等に加熱することができる。
【００３７】
また、ロケートピン連結部７および樹脂ブロック連結部３２が車体部材２と同一の材質、または車体部材２を構成する材質の線膨張係数から所定範囲内の線膨張係数を有する材質により形成されるため、ロケートピン６および樹脂ブロック３１の位置が、加熱に伴って車体部材２の対応位置とともに熱膨張する。また、ロケートピン６および樹脂ブロック３１（またはいずれか一方）も車体部材２と同一の材質、または車体部材２を構成する材質の線膨張係数から所定範囲内の線膨張係数を有する材質により形成されることにより、ロケートピン６および樹脂ブロック３１の位置が、より精度よく車体部材２の対応位置とともに熱膨張する。これにより、加熱により車体部材２が膨張しても、適切な位置を保持することができる。特に、ＣＦＲＰ製の車体部材２は、線膨張係数が金属に比べて低いことから、熱による寸法変化の影響を受け難いため組付精度を高く保持でき、ロケートピン連結部７と樹脂ブロック連結部３２をＣＦＲＰ製とすることが有効である。
【００３８】
また、ロケートピン連結部７と樹脂ブロック連結部３２が継手部２４および継手嵌合部３９により一体的に固定されるため、ロケートピン６および樹脂ブロック３１のどちらも、車体部材２の適切な位置を保持することができる。
【００３９】
また、ロケートピン連結部７と樹脂ブロック連結部３２がフローティング機構により保持されているため、加熱の際に、ロケートピン連結部７および樹脂ブロック連結部３２が、線膨張係数の異なる土台５，３０に制限されず、膨張の差がフローティング機構により吸収される。したがって、例えば土台５，３０が膨張によりランダムに歪んでいる場合であっても、連結部７，３２が影響されず、常に適切な位置を保持できる。
【００４０】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、フロア用土台５ではロケートピン６が設けられ、サイドボディ用土台３０では樹脂ブロック３１が設けられるが、それぞれの土台５，３０にロケートピンおよび樹脂ブロックのどちらが設けられてもよい。
【００４１】
また、熱膨張が公差範囲内に収まるのであれば、連結部７，３２以外の例えばロケートピン６、継手部２４、継手嵌合部３９、ナット４３等を、必ずしも車体部材２と同一の材質、または車体部材２を構成する材質の線膨張係数から所定範囲内の線膨張係数を有する材質としなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る部材組立装置に組立部材を設置した際を示す斜視図である。
【図２】同部材組立装置のフロア用治具を示す斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う部分断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う部分断面図である。
【図５】フロア用治具にフロアを設置した際を示す斜視図である。
【図６】サイドボディ用治具を示す斜視図である。
【図７】ロケートピン連結部と樹脂ブロック連結部を互いに固定する部位を示す部分斜視図である。
【図８】ロケートピン連結部と樹脂ブロック連結部を互いに固定した際の部材組立装置を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    部材組立装置、
２    車体部材（組立部材）、
３    フロア用治具、
４    サイドボディ用治具、
５    フロア用土台、
６    ロケートピン（保持部）、
７    ロケートピン連結部、
９    フロア用土台空間部、
１５    第１支持部、
１６    第２支持部、
１７    筒部、
１８    第１弾性部材、
１９Ａ，１９Ｂ    第２弾性部材、
２４    継手部（固定手段）、
２５    固定部、
３０    サイドボディ用土台、
３１    樹脂ブロック（保持部）、
３２    樹脂ブロック連結部、
３３    サイドボディ用土台空間部、
３９    継手嵌合部（固定手段）、
α１    車体部材の線膨張係数、
α２    連結部の線膨張係数、
Δα    線膨張係数の許容値、
Ｅ    寸法公差、
Ｌ    ロケートピン間距離、
ΔＴ    温度変化。
【図１】
2008126393.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008126393.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008126393.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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