(57)【要約】【課題】小型で構成部品点数の少ない車体の位置決め装置の提供を図る。【解決手段】車体１１の前側を把持して位置決めを行う前側ロケート装置１２と、車体１１の後側を把持して位置決めを行う後側ロケート装置１３とを備えた車体の位置決め装置であって、前側ロケート装置１２及び後側ロケート装置１３をそれぞれ車体１１の前後方向及び上下方向に移動できるように構成し、前側ロケート装置１２及び後側ロケート装置１３のそれぞれは、上下方向に揺動可能に取り付けられたフレーム２０，２１，３０，３１と、これらのフレーム２０，２１，３０，３１に揺動可能かつ車体のＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能なロケータ２２，２３，３２，３３とを備え、これらのロケータ２２，２３，３２，３３の先端に設けられたクランプ装置３７によって車体１１の把持及び位置決めを行う。【選択図】　　　図１
2004130834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の上方に配設され、各々が車体の前後方向及び上下方向に移動できるように構成した前側ロケート装置と後側ロケートとを備え、前記前側ロケート装置で車体前側の位置決めを行い、後側ロケート装置で車体後側の位置決めを行うようにした車体の位置決め装置であって、前記前側ロケート装置及び後側ロケート装置のそれぞれは、上下方向に揺動可能なフレームと、該フレームに取り付けられ、フレームに対して車体の前後方向、車幅方向、及び上下方向に移動可能に構成され、かつ、その先端に車体を把持する把持部を有するロケータと、を備えたことを特徴とする車体の位置決め装置。
【請求項２】
前記フレームが、前記前側ロケート装置の車体前方側に延びる第１フレームと、後側ロケート装置の車体後方側に延びる第４フレームとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の車体の位置決め装置。
【請求項３】
前記フレームが、前記第１フレーム及び第４フレームに加えて更に、前記前側ロケート装置の車体後方側に延びる第２フレームと、後側ロケート装置の車体前方側に延びる第３フレームとを備えたことを特徴とする請求項２に記載の車体の位置決め装置。
【請求項４】
前記ロケータを左右一対ずつフレームに取り付けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車体の位置決め装置。
【請求項５】
前記ロケータを、フレームに対して車体の前後方向に揺動可能に取り付けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車体の位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体パネルに溶接等を行う際の位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、ボデーメインライン等のボデー組立ラインにおいて、車体にアセンブリ部品をスポット溶接等によって取り付けるために、車体及びアセンブリ部品の位置決めを行う（例えば、特許文献１参照）。この位置決めを行うために、ＮＣロケータ等の位置決め装置が複数、例えば、車両前後方向に沿って５台、車幅方向の左右両側に２列ずつの合計１０台設けられる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１−３１１９６９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、セダン車におけるフロントピラー部やパーセルシェルフ部の把持及び位置決めを行うＮＣロケータは、ルーフ部等の他の部位を位置決めする場合よりも、上下方向のストローク量を大きくする必要があるため、ボデー組立ラインにおけるサイクルタイムが長くなると共に、ＮＣロケータが大型化して設備費が高くなるという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上下方向のストローク量が小さく、サイクルタイムが短い車体の位置決め装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にあっては、車体の上方に配設され、各々が車体の前後方向及び上下方向に移動できるように構成した車体前側の位置決めを行う前側ロケート装置と車体後側の位置決めを行う後側ロケートとを備え、これらの前側ロケート装置及び後側ロケート装置のそれぞれは、上下方向に揺動可能なフレームと、該フレームに取り付けられ、フレームに対して車体の前後方向、車幅方向、及び上下方向に移動可能に構成され、かつ、その先端に車体を把持する把持部を有するロケータとが設けられていることを特徴としている。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、セダン車、ワゴン車又はクーペ車等のように側面形状が異なる複数種の車体を、同一の位置決め装置を用いて位置決めを行うことができる。このため、同一のボデー組立ラインに複数種の車体を流すことができ、位置決め装置の製造コストも低く抑えることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面と共に詳述する。なお、以下の説明にあたって、前方とは車体前方を、後方とは車体後方を意味し、また、前後方向とは車体の前後方向を、左右方向とは車体の幅方向を意味するものとする。
【０００９】
図１〜図１０は、本発明の実施形態についての車体位置決め装置を示しており、図１と図２は、セダン車の位置決めを行っている状態を示す車体位置決め装置の側面図及び正面図、図３は車体位置決め装置に設けられたフレームの平面図、図４はフレームに取り付けられたロケータの斜視図、図５は図４をＡ方向から見た側面図、図６は図４をＢ方向から見た正面図、図７は車体位置決め装置の動作を示す側面図、図８は車体位置決め装置の動作順序を示すフローチャート、図９と図１０は、クーペ車の位置決めを行っている状態を示す車体位置決め装置の側面図及び正面図である。
【００１０】
この車体位置決め装置１０は、図１に示すように、車体１１の前側を把持して位置決めを行う前側ロケート装置１２と、車体１１の後側を把持して位置決めを行う後側ロケート装置１３と、車体下部の位置決めを行う下側ロケート装置１４とを備えている。
【００１１】
前側ロケート装置１２は、上側取付フレーム材１５に配設された駆動機構１６によって上下動ができるように構成されたロケート本体１８と、該ロケート本体１８の下端に回転軸１９を介して揺動可能に支持された第１フレーム２０及び第２フレーム２１と、これらのフレーム２０，２１に揺動可能に取り付けられた前方ロケータ２２及び後方ロケータ２３とを備えている。前記第１フレーム２０は車体前方に向けて延び、第２フレーム２１は車体後方に向けて延びている。
【００１２】
また、後側ロケート装置１３も前記前側ロケート装置１２と同様に構成されている。即ち、上側取付フレーム１５の上に配設された駆動機構２６によって上下動するロケート本体２８と、該ロケート本体２８の回転軸２９に支持された第３フレーム３０及び第４フレーム３１と、これらのフレーム３０，３１に支持された前方ロケータ３２及び後方ロケータ３３とを備えている。なお、前記第３フレーム３０は車体前方に向けて延び、第４フレーム３１は車体後方に延びている。
【００１３】
さらに、図２に示すように、車体位置決め装置１０には、第１フレーム２０の左右両端部にロケータ２２，２２が取り付けられており、該ロケータ２２，２２で車体１１の把持及び位置決めを行う。即ち、図２から判るように、車体１１の上部側及び下部側は、ともに左右両側から位置決めされる。
【００１４】
前側ロケート装置１２に取り付けられた第１フレーム２０及び第２フレーム２１は、図３に示すように、矩形状の枠で構成されており、第１フレーム２０と第２フレーム２１とは、回転軸１９を介して上下に揺動可能に取り付けられている。なお、後側ロケート装置１３の前方側と後方側に配設されている第３フレーム３０と第４フレーム３１も、前側ロケート装置１２のフレーム２０，２１と同様に構成されている。
【００１５】
そして、ロケータ２２，２３，３２，３３は、前述したようにフレーム２０，２１，３０，３１に対して上下方向に揺動可能に構成されているが、更に、図４〜図６に示すように、フレーム２０，２１，３０，３１に対してＸ、Ｙ、Ｚ方向に自由にスライドして移動させることができる。ロケータ２２を例にとって説明すると、ロケータ２２は、第１フレーム２０に揺動可能に取り付けられ上下方向にＺ軸レール３４ａ（図５参照）が形成されたＺレール部材３４と、このＺ軸レール３４ａ上を移動する連結部材３４ｂと、Ｙ軸レール３５ａ（図４参照）が形成され、該Ｙ軸レール３５ａ上を前記連結部材３４ｂが移動するように構成されたＹレール部材３５と、該Ｙレール部材３５に直交する向きに固定され、Ｘ軸レール３６ａ（図６参照）が形成されたＸレール部材３６と、該Ｘレール部材３６に形成されたＸ軸レール３６ａ（図６参照）上を移動するクランプ治具３７とを備えている。これらのＸ，Ｙ，Ｚ軸レール３６ａ，３５ａ，３４ａには、図示しないボールネジのスクリューシャフトが配設されており、図４に示すように、これらのスクリューシャフトは駆動源３６ｂ，３５ｂ，３４ｃによって回転する。また、連結部材３４ｂ及び後述するクランプ治具３７の本体部３８の上部には、図示しないナットが固定され、前記スクリューシャフトに螺合している。よって、駆動源３４ｃを作動させてＺ軸レール３４ａ上のスクリューシャフトを回転させることによって、連結部材３４ｂが移動する。また、駆動源３５ｂを作動させてＹ軸レール３５ａ上のスクリューシャフトを回転させることによって、連結部材３４ｂに対してＹレール部材３５が移動する。さらに、駆動源３６ｂを作動させてＸ軸レール３６ａ上のスクリューシャフトを回転させることによって、クランプ治具３７が移動する。
【００１６】
さらに、車体パネルをクランプする把持部である前記クランプ治具３７は、Ｘレール部材３６にスライド可能に配設された本体部３８と、該本体部３８の側部に取り付けられたクランプ用シリンダ３９と、一端にシリンダ３９のロッドの先端が取り付けられ、中央部が本体部３８に回転可能に軸支されたアーム４０とを備え、該アーム４０の他端には球面コマ型クランプ４１が取り付けられている。
【００１７】
以上の構成を有する車体位置決め装置１０の大まかな動きを説明する。
【００１８】
前側ロケート装置１２及び後側ロケート装置１３は、共に、車体１１の前後方向（Ｙ軸方向）及び上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能である。図１に示すように、上側取付フレーム材１５にはスクリューシャフト４２，４３が固定され、これらのスクリューシャフト４２，４３には、支持部材４４，４５の内部に配設された回転可能なナット（図示せず）が螺合しており、支持部材４４，４５はロケート本体１８，２８に連結されている。従って、前記ナットをモーターで回転させることによって、支持部材４４，４５を介して前側ロケート装置１２及び後側ロケート装置１３を前後方向に移動させることができる。また、上下方向の移動は、前記駆動機構１６，２６を作動させることによって行う。
【００１９】
第１フレーム２０と第２フレーム２１は、図示しない駆動装置によって回転軸１９を介して揺動し、第３フレーム３０と第４フレーム３１も回転軸２９を介して揺動するように構成されている。さらに、ロケータ２２は、前記クランプ用シリンダ３９のロッドを伸縮し、アーム４０を揺動させることによって、球面コマ型クランプ４１と本体部３８とで車体１１のパネルを挟み込んで車体１１の把持及び位置決めを行うことができる。なお、ロケータ２３，３２，３３についても、ロケータ２２と同様の動きによって車体パネルのクランプを行う。
【００２０】
前記車体位置決め装置１０を用いて、各種形状の車体１１の位置決めを行う操作を説明する。
【００２１】
まず、図７を用いて、セダン車１１ａの車体を位置決めする場合について説明する。このセダン車１１ａは、トランクリッドの高さがルーフよりも低い形状となっている。セダン車の形状や大きさに合致するように、前側ロケート装置１２及び後側ロケート装置１３が上側取付フレーム材１５上を前後方向（Ｙ方向）に移動し、ロケート本体１８，２８をその上昇限に保持する。
【００２２】
次いで、セダン車１１ａの車体が搬送されてくると、下側取付フレーム材４６に取付フレーム４７を介して配設された下側ロケート装置１４が下方から上昇して車体の下部を位置決めする。これと同時に、車体の上方のロケート装置１２，１３においてロケータ２２，２３，３２，３３がそれぞれＸ、Ｙ、Ｚ方向にスライドして移動すると共に、フレーム２０，２１，３０，３１に対して適当な角度まで揺動し、車体形状に合致した状態で係止する。
【００２３】
こののち、車体形状に対応してフレーム２０，３１が揺動し、適宜な位置において停止する。この状態で、ロケート本体１８，２８が下降し、ロケータ２２，２３，３２，３３が作動することによって車体１１ａの把持及び位置決めを行う。具体的には、ロケータ２２は車体のフロントピラー部を把持し、ロケータ２３はルーフ部を把持する。また、ロケータ３２はルーフ部を、ロケータ３３はリヤピラー部を把持する。
【００２４】
そして、車体は、溶接作業を施されたのち、前方に搬送される。この搬送の際、ロケート装置１２，１３は、上昇限において全てのフレーム２０，２１，３０，３１が水平状になって保持される。
【００２５】
なお、図８は、車体位置決め装置１０の動作順序を示すフローチャートである。図７で説明したように、ロケート装置１２，１３においては、そのロケート本体１８，２８が上昇限の位置に保持されている。次いで、ロケータ２２，２３，３２，３３の位置決めが行われるとともに、ワークである車体１１が搬送される。そして、フレーム２０，２１，３０，３１が適当な位置まで回転する。さらに、ロケート装置１２，１３のロケート本体１８，２８が下降し、ワーク（車体１１）のクランプを行う。
【００２６】
また、図９及び図１０に、前述した車体位置決め装置１０を用いてクーペ車１１ｂの把持及び位置決めを行う状態を示すが、これについても図７及び図８を用いて説明したセダン車１１ａと同じ手順で、クーペ車１１ｂの車体形状に対応した動きをする。
【００２７】
前記車体位置決め装置１０によれば、左右両側のロケータを連結して一体化しているため、前後に配設された計２台のロケート装置１２，１３で足りる。即ち、従来は、車体をクランプする部位ごとにＮＣロケータを配設していたため、例えば左右両側に各５台程度ずつ配設すると、合計１０台程度のＮＣロケータが必要であったが、本発明によれば、ロケート装置の台数を大幅に削減することができる。また、このＮＣロケータは、上下方向のストローク寸法が大きく、大型のＮＣロケータが必要であったため、ケーブル類を保持するケーブルベアを配設しなければならなかったが、本発明によれば、位置決め装置１０の小型化を図ることにより、ケーブルベア等を必要とせず、ケーブルベアの大きさ分だけ、ロケータ軸の動作制限を小さくすることができる。
【００２８】
さらに、本実施形態の車体位置決め装置１０によれば、予めロケート本体１８，２８をその上昇限に保持しておくため、従来のように、各ロケート装置をインターロックを取りながら車体に順次にアプローチさせることが不要となり、車体１１を位置決めする際のサイクルタイムを短縮することができる。そして、ロケート本体１８，２８をフレーム２０，２１，３０，３１を水平状にしたまま、その上昇限に保持した状態で位置決め及び溶接が終了した車体１１を通過させるため、上下方向のストローク寸法が小さくなり、工場の天井高さに起因する設備高さの制限を解消することができ、車高の高いＲＶ車等の生産にも十分に対応することができる。また、上下のストローク寸法を小さくすることにより、設備費の低減を図ることができる。
【００２９】
次いで、図１１〜図１３に示すように、前記位置決め装置１０を用いて、ＲＶ車１１ｃの位置決めを行う場合について説明するが、前述したセダン車１１ａ及びクーペ車１１ｂの場合と同一の内容については、説明を省略する。
【００３０】
このＲＶ車１１ｃの場合は、まず、前側ロケート装置１２の第１フレーム２０のみが下方に揺動し、この状態でロケート本体１８，２８が下降する。即ち、ＲＶ車１１ｃは、セダン車１１ａやクーペ車１１ｂのトランクリッドに相当する部位がルーフとなっているため、フレームの揺動については、図１３に示すように、前側ロケート装置１２の第１フレーム２０のみが斜め下方に揺動し、その他のフレーム、即ち、前側ロケート装置１２の第２フレーム２１、後側ロケート装置１３の第３フレーム３０及び第４フレーム３１は、水平状に保持される。
【００３１】
さらに、図１４に示すように、車体後端部が縦壁状のバックドアで構成されている車体１１ｄを位置決めする場合について説明する。
【００３２】
この場合は、フレームが揺動する際は、前側ロケート装置１２の第１フレーム２０と後側ロケート装置１３の第４フレーム３１が下方に揺動し、その他のフレーム、即ち、前側ロケート装置１２の第２フレーム２１と後側ロケート装置１３の第３フレーム３０は、水平状に保持される。また、後側ロケート装置１３の第４フレーム３１は、図１４に示すように、時計方向（前方側）に約９０°回転し、ロケータ３３によって車体１１ｄの把持及び位置決めを行う。
【００３３】
以上述べたように、本発明の車体位置決め装置は、前記実施形態に例をとって説明したが、勿論、この実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種実施形態を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車体位置決め装置を示す側面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１のフレームを示す平面図である。
【図４】図１のロケータを拡大して示す斜視図である。
【図５】図４をＡ方向から見た側面図である。
【図６】図４をＢ方向から見た正面図である。
【図７】本発明に係る車体位置決め装置を用いて、セダン車の位置決めを行う手順を示す概略図である。
【図８】本発明に係る車体位置決め装置の作動手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明に係る車体位置決め装置を示す側面図である。
【図１０】図９の正面図である。
【図１１】本発明に係る車体位置決め装置を示す側面図である。
【図１２】図１１の正面図である。
【図１３】本発明に係る車体位置決め装置を用いて、ＲＶ車の位置決めを行う手順を示す概略図である。
【図１４】本発明に係る車体位置決め装置を用いて、後端部が縦壁状に形成された車体の位置決めを行う手順を示す概略図である。
【符号の説明】
１０　車体位置決め装置
１１　車体
１２　前側ロケート装置
１３　後側ロケート装置
２０　第１フレーム
２１　第２フレーム
２２，３２　前方ロケータ
２３，３３　後方ロケータ
３０　第３フレーム
３１　第４フレーム
３７　クランプ装置（把持部）
【図１】
2004130834.tif 000003
【図２】
2004130834.tif 000004
【図３】
2004130834.tif 000005
【図４】
2004130834.tif 000006
【図５】
2004130834.tif 000007
【図６】
2004130834.tif 000008
【図７】
2004130834.tif 000009
【図８】
2004130834.tif 000010
【図９】
2004130834.tif 000011
【図１０】
2004130834.tif 000012
【図１１】
2004130834.tif 000013
【図１２】
2004130834.tif 000014
【図１３】
2004130834.tif 000015
【図１４】
2004130834.tif 000016