(57)【要約】【課題】車体の側部に作業スペースを確保しつつ、車体のワークを的確に位置決めすることができる車体の製造装置を提供する。【解決手段】車体１００の内部にそれぞれ挿入可能な左右対をなすフレーム部材２５ｌ，２５ｒを有して構成されたアッパ治具フレーム２３（左側アッパ治具フレーム２３ｌ及び右側アッパ治具フレーム２３ｒ）と、左右対をなすフレーム部材２５ｌ，２５ｒの端部を接離自在に連結する連結機構３０と、アッパ治具フレーム２３上に保持されて車体１００の内側から当該車体１００の位置決めを行うクランプ機構３５と、を備えて車体１００の製造装置１を構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の左右開口部から当該車体の内部にそれぞれ挿入可能な左右対をなすフレーム部材を有して構成されたアッパ治具フレームと、
前記左右対をなすフレーム部材の挿入端部を接離自在に連結する連結機構と、
前記アッパ治具フレーム上に保持され、前記車体の内側から当該車体の位置決めを行うクランプ機構と、を備えたことを特徴とする車体の製造装置。
【請求項２】
前記クランプ機構は、前記車体のワークを当該車体の内側から外方に押圧する押圧治具と、
前記押圧治具による前記ワークの前記車体外方への移動を規制する規制治具と、を有することを特徴とする請求項１に記載の車体の製造装置。
【請求項３】
前記フレーム部材は、車種毎に交換可能であることを特徴とする請求項１または請求項１に記載の車両の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仮置固定した車体の一方のワークを他方のワークに溶接して仮組みする車体の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車体を構成する複数のワークを位置決めした状態でスポット溶接等することにより車体を組み立てる様々な技術が提案され、実用化されている。
【０００３】
この種の車体の製造装置として、例えば、特許文献１には、ボディサイドとルーフとの位置決めクランプ装置として車体組付ステーションの上部フレームの左右両側にそれぞれ懸垂支持された状態で配置された複数の３軸切換ユニットと、ボディサイドとアンダーボディとの位置決めクランプ装置として車体組付ステーションの下部フレーム上の左右両側にそれぞれ配置された複数の３軸切換ユニットと、を備えた車体の製造装置を用い、車体各部のクランプ位置の形状が車体モデル間で統一された複数種の車体を組み立てる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平６−５９８５１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、上述の特許文献１に開示されているように、車体の製造装置では、一般に、車体上のワークを位置決めするためのクランプ治具等は車体側部に配置された３軸切換ユニットや多関節ロボット等によって車体の外部側方から支持される。従って、仮組溶接を行う際の車体の側部には、クランプ治具等を支持するための各種機構部等が配設されることとなり、溶接ガン等を溶接位置まで移動させる際の妨げとなる虞がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車体の側部に作業スペースを確保しつつ、車体のワークを的確に位置決めすることができる車体の製造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】
【０００７】
本発明の一態様による車体の製造装置は、車体の左右開口部から当該車体の内部にそれぞれ挿入可能な左右対をなすフレーム部材を有して構成されたアッパ治具フレームと、前記左右対をなすフレーム部材の挿入端部を接離自在に連結する連結機構と、前記アッパ治具フレーム上に保持され、前記車体の内側から当該車体の位置決めを行うクランプ機構と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の車体の製造装置によれば、車体の側部に作業スペースを確保しつつ、車体のワークを的確に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】車体の製造装置の概略構成を示す側面図
【図２】車体の製造装置の概略構成を示す正面図
【図３】図１のIII−III線に沿う矢視図
【図４】図１のIV−IV線に沿う矢視図
【図５】図１のV−V線に沿う矢視図
【図６】図１のVI−VI線に沿う矢視図
【図７】連結部材を示す正面図
【図８】アッパクランプ治具を示す側面図
【図９】サイドストラクチャの仮組溶接工程を示すフローチャート（その１）
【図１０】サイドストラクチャの仮組溶接工程を示すフローチャート（その２）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係り、図１は車体の製造装置の概略構成を示す側面図、図２は車体の製造装置の概略構成を示す正面図、図３は図１のIII−III線に沿う矢視図、図４は図１のIV−IV線に沿う矢視図、図５は図１のV−V線に沿う矢視図、図６は図１のVI−VI線に沿う矢視図、図７は連結部材を示す正面図、図８はアッパクランプ治具を示す側面図、図９，１０はサイドストラクチャの仮組溶接工程を示すフローチャートである。
【００１１】
図１，２に示す車体の製造装置１は、例えば、自動車の車体のメインボディの組立ラインに設定された仮組溶接工程のステージに構成されるものである。この組立工程のステージには、例えば、下部中央構造部品としてのセンタストラクチャ１０１の両側にサイド構成部品としてのサイドストラクチャ１０２が仮置固定された車体１００が床下治具５に固定載置（クランプ）されてシャトルコンベア（図示せず）等によって搬入される。
【００１２】
ここで、センタストラクチャ１０１は、具体的には、例えば、フロントホイールエプロン、トーボード、フロントフロア、リヤホイールエプロン等で構成されている。また、サイドストラクチャ１０２は、具体的には、例えば、フロントピラー、センターピラー、リヤクォータピラー、サイドレール、サイドシル等で構成されている。
【００１３】
この組立工程のステージには、車体１００の左右のサイドストラクチャ１０２にそれぞれ対向する左側スライダ機構６ｌ及び右側スライダ機構６ｒが設けられている。例えば、図１，２に示すように、左右のスライダ機構６ｌ，６ｒは、ステージ上に位置決め固定された台座１０と、車体１００の側部に対して接近離間移動自在（進退移動自在）となるよう台座１０に支持されたスライダ１１と、スライダ１１に固設された支柱１２と、スライダ１１に固設され、支柱１２よりも上方において車体１００の前後方向に延在するラック１３と、をそれぞれ有して構成されている。
【００１４】
これら左側のスライダ機構６ｌ及び右側のスライダ機構６ｒの各支柱１２には、搬入された車体１００の車種に応じて交換可能な左側治具ユニット２０ｌ及び右側治具ユニット２０ｒがそれぞれ保持されている。なお、図１中には複数種類の中から選択された１組の左側治具ユニット２０ｌ及び右側治具ユニット２０ｒを示しており、以下の説明において、適宜、これらを総称して治具ユニット２０と称する。
【００１５】
これら左側治具ユニット２０ｌ及び右側治具ユニット２０ｒは、例えば、図示しないアッパ治具搬送ロボットによって、図示しない治具置き場から選択的に搬送され、支柱１２に保持させることが可能である。
【００１６】
図１，２に示すように、左側治具ユニット２０ｌ及び右側治具ユニット２０ｒは、支柱１２の進出時にサイドストラクチャ１０２に係合することで車体１００の位置決めを行う左側治具基準ピン２１ｌ及び右側治具基準ピン２１ｒと、支柱１２の進出時にサイドストラクチャ１０２の下部に当接することによって車体１００の下部を保持する左側当接治具２２ｌ及び右側当接治具２２ｒと、支柱１２の進出時に車体１００の内部に挿入されるフレーム部材２５を備えた左側アッパ治具フレーム２３ｌ及び右側アッパ治具フレーム２３ｒと、を有して構成されている。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態において、左右のアッパ治具フレーム２３ｌ，２３ｒは、支柱１２に支持されて車体１００の前後方向に延在する治具フレーム本体２４ｌ，２４ｒと、この治具フレーム本体２４ｌ，２４ｒから車幅方向内側に延在する複数（例えば、３本）のフレーム部材２５ｌ，２５ｒと、を有して構成されている。
【００１８】
各フレーム部材２５ｌ，２５ｒは、左右のアッパ治具フレーム２３ｌ，２３ｒ間でそれぞれ対をなして対向され、車体１００の左右開口部からそれぞれ車体１００の内部に挿入される。具体的には、各フレーム部材２５ｌ，２５ｒは、サイドストラクチャ１０２のＡピラーとＢピラーとの間のフロントドア開口部、ＢピラーとＣピラーとの間のリヤドア開口部、及び、ＣピラーとＤピラーの間のリヤウインドウ開口部にそれぞれ挿入される。
【００１９】
また、左側アッパ治具フレーム２３ｌと右側アッパ治具フレーム２３ｒの各フレーム部材２５ｌ，２５ｒの端部には、これらを車体１００内部において連結するための連結機構３０が設けられている。例えば、図７に示すように、この連結機構３０は、左側アッパ治具フレーム２３ｌのフレーム部材２５ｌに設けられたピンクランプシリンダ３１と、右側アッパ治具フレーム２３ｒのフレーム部材２５ｒに設けられたピン穴ブラケット３２と、を有して構成されている。これらは、左右のフレーム部材２５ｌ，２５ｒが車体１００内に挿入されたとき、当該車体１００内において対向され、フレーム部材２５ｌ，２５ｒ間を連結することが可能となっている。これにより、左側アッパ治具フレーム２３ｌと右側アッパ治具フレーム２３ｒは、連結されて一体のアッパ治具フレーム２３を構成する。
【００２０】
このように構成された治具フレーム構造体２において、各フレーム部材２５ｌ，２５ｒには、主として車体１００の上部をクランプするためのクランプ機構３５が設けられている。
【００２１】
このクランプ機構３５は、車体１００のサイドレールを構成するワーク１０３をクランプするためのアッパサイドクランプ治具３６を有する。このアッパサイドクランプ治具３６は、車体１００の内側から伸縮自在に伸張してワーク１０３をクランプするためのものであり、車体１００のワーク１０３を当該車体の内側から外方に押圧する押圧治具３７と、この押圧治具３７によるワーク１０３の車体外方への移動を規制するための規制治具３８と、を有して構成されている。
【００２２】
例えば、図３に示すように、本実施形態の押圧治具３７は、車体１００の車幅方向外側斜め上方に指向して各フレーム部材２５ｌ，２５ｒに固設されたシリンダ３７ａと、このシリンダ３７ａによって進退移動されてワーク１０３を押圧する押圧部材３７ｂとを有して構成されている。
【００２３】
また、例えば、図４に示すように、規制治具３８は、車体１００の車幅方向外側斜め上方に指向して治具フレーム本体８に固設されたシリンダ３８ａと、このシリンダ３８ａによって進退移動可能なロッド３８ｂと、このロッド３８ｂの先端部に設けられた屈曲動作可能な係止部材３８ｃと、を有して構成されている。
【００２４】
そして、このアッパサイドクランプ治具３６は、押圧治具３７の押圧部材３７ｂが車体１００の内側からワーク１０３を押圧するとともに、規制治具３８の係止部材３８ｃがロッド３８ｂから屈曲されて車体１００の外側からワーク１０３を係止することにより当該ワーク１０３を設定位置にクランプすることが可能となっている。
【００２５】
また、このようなアッパサイドクランプ治具３６の他に、例えば、図５に示すように、各フレーム部材２５ｌ，２５ｒには、車体１００のルーフ等を位置決めするためのアッパ基準ピン４２が設けられている。
【００２６】
さらに、各フレーム部材２５ｌ，２５ｒには、車体１００の上部のみならず、当接治具２２ｌ，２２ｒ等と協働して車体１００の下部についてもクランプするため、押圧治具４５が設けられている。例えば、図６に示すように、本実施形態の押圧治具４５は、車体１００の車幅方向外側斜め下方に指向して各フレーム部材２５ｌ，２５ｒに固設されたシリンダ４５ａと、このシリンダ４５ａによって進退移動されてワーク１０３を押圧する押圧部材４５ｂとを有して構成されている。
【００２７】
また、例えば、図２に示すように、治具フレーム構造体２の側方の要所には、溶接ロボット５０が配設されている。本実施形態において、溶接ロボット５０は、例えば、車体１００の外側部から片側スポット或いはレーザ或いはＦＳＷ（摩擦攪拌溶接）式の溶接ロボットであり、この溶接ロボット５０は、ステージ上における床下治具５の側部に配設されているとともに、ラック１３上に配設されている。
【００２８】
このように構成された製造装置１の各機能部には、図示しない各種制御盤が設けられており、これらの制御盤が工程制御盤５５に設定されたプログラム等によって統括制御されることにより、例えば、図９，１０に示すよう仮組溶接工程が実行される。
【００２９】
すなわち、他の工程から本工程（仮組溶接工程）に車体１００が搬入されると（ステップＳ１０１）、工程制御盤５５は、ステップＳ１０２において、車体１００の識別符号等を読み取り、今回搬入された車体１００が前回搬入された車体１００とは異なる車種であるか否かを調べる。
【００３０】
そして、ステップＳ１０２において、異なる車種であると判定した場合、工程制御盤５５はステップＳ１０３に進み、治具ユニット２０（左側治具ユニット２０ｌ、右側治具ユニット２０ｒ）の交換を行う。すなわち、ステップＳ１０２からステップＳ１０３に進むと、工程制御盤５５は、図示しないアッパ治具搬送ロボットを動作させ、各支柱１２が保持している左側治具ユニット２０ｌ及び右側治具ユニット２０ｒを取り外して治具置き場に搬送する。その後、工程制御盤５５は、アッパ治具搬送ロボットを現在の車種に対応する治具置き場へと移動させ、左右の各支柱１２に新たな左側治具ユニット２０ｌ及び右側治具ユニット２０ｒをそれぞれ保持させた後、ステップＳ１０４に進む。
【００３１】
一方、ステップＳ１０２において、今回搬入された車体１００の車種が前回の車種と同一であると判断した場合、工程制御盤５５は、ステップＳ１０４に進む。
【００３２】
ステップＳ１０２或いはステップＳ１０３からステップＳ１０４に進むと、工程制御盤５５は、スライダ１１を車体１００側に進出させる。これにより、サイドストラクチャ１０２に治具基準ピン２１ｌ，２１ｒが係合して車体１００が所定の作業位置に位置決めされるとともに、サイドストラクチャ１０２に当接治具２２ｌ，２２ｒが当接される。さらに、車体１００の各側部開口部から左右のアッパ治具フレーム２３ｌ，２３ｒのフレーム部材２５ｌ，２５ｒが挿入される。
【００３３】
そして、ステップＳ１０４からステップＳ１０５に進むと、工程制御盤５５は、連結機構３０のピンクランプシリンダ３１を動作させてフレーム部材２５ｌ，２５ｒ間を連結することにより、アッパ治具フレーム２３をロックする。
【００３４】
このような各工程によって車体１００を支持する治具フレーム構造体２が組み立てられると、工程制御盤５５は、ステップＳ１０６において、アッパ基準ピン４２を車体１００のルーフ等に対するクランプ位置まで進出させる。
【００３５】
続くステップＳ１０７において、工程制御盤５５は、アッパサイドクランプ治具３６を進出動作させ、ワーク１０３のクランプを行う。すなわち、工程制御盤５５は、押圧治具３７のシリンダ３７ａを動作させて押圧部材３７ｂをワーク１０３まで進出させ、当該押圧部材３７ｂによってワーク１０３を車体１００の内側から押圧する。また、工程制御盤５５は、規制治具３８のシリンダ３８ａを動作させてロッド３８ｂの先端側を車体１００の外部に突出させた後、係止部材３８ｃを屈曲動作させることにより、ワーク１０３を車体１００の外方から係止する。加えて、工程制御盤５５は、押圧治具４５のシリンダ４５ａを動作させて押圧部材４５ｂを進出させ、当接治具２２ｌ，２２ｒ等と協働して車体１００の下部についてもクランプする。
【００３６】
続くステップＳ１０８において、工程制御盤５５は、溶接ロボット５０を動作させ、アッパサイドクランプ治具３６によってクランプされたワーク１０３等を仮組溶接する。この場合において、例えば、ワーク１０３は押圧治具３７及び規制治具３８等によってクランプされているため、溶接ロボット５０によるクランプを行う必要がなく、仮組溶接は、片側スポット等により、車体１００の外側からの作業のみによって行うことが可能である。また、押圧治具３７や規制治具３８等は車体１００の内部においてフレーム部材２５ｌ，２５ｒに保持されているものであるため、車体１００の側部に十分な作業スペースを確保することが可能となり、必要に応じて、仮組溶接後に、そのまま続けて増し打ち等を行うことも可能である。
【００３７】
そして、ワーク１０３等に対するスポット溶接が終了すると、工程制御盤５５は、ステップＳ１０９に進み、アッパサイドクランプ治具３６の押圧部材３７ｂ及び係止部材３８ｃをワーク１０３から退避させる。これにより、ワーク１０３に対するアッパサイドクランプ治具３６によるクランプ状態が解除される。加えて、工程制御盤５５は、押圧部材４５ｂを退避させ、車体１００のクランプ状態についても解除する。
【００３８】
続くステップＳ１１０において、工程制御盤５５は、アッパ基準ピン４２を車体１００のルーフ等に対するクランプ位置から退避させる。
【００３９】
続くステップＳ１１１において、工程制御盤５５は、連結機構３０のピンクランプシリンダ３１を動作させてフレーム部材２５ｌ，２５ｒ間の連結を解除することにより、アッパ治具フレーム２３をアンロックする。
【００４０】
続くステップＳ１１２において、工程制御盤５５は、スライダ１１を車体１００から退避させる。これにより、サイドストラクチャ１０２に対する治具基準ピン２１ｌ，２１ｒの係合が解除されるとともに、サイドストラクチャ１０２に対する当接治具２２ｌ，２２ｒの当接が解除される。さらに、車体１００の各側部開口部から左右のアッパ治具フレーム２３ｌ，２３ｒのフレーム部材２５ｌ，２５ｒが退避される。
【００４１】
そして、ステップＳ１１３において、工程制御盤５５は、床下治具５とともに車体１００を搬出した後、ルーチンを抜ける。
【００４２】
このような実施形態によれば、車体１００の内部にそれぞれ挿入可能な左右対をなすフレーム部材２５ｌ，２５ｒを有して構成されたアッパ治具フレーム２３（左側アッパ治具フレーム２３ｌ及び右側アッパ治具フレーム２３ｒ）と、左右対をなすフレーム部材２５ｌ，２５ｒの端部を接離自在に連結する連結機構３０と、アッパ治具フレーム２３上に保持されて車体１００の内側から当該車体１００の位置決めを行うクランプ機構３５と、を備えて車体１００の製造装置１を構成することにより、車体１００の側部に作業スペースを確保しつつ、車体１００のワーク１０３を的確に位置決めすることができる。
【００４３】
すなわち、アッパ治具フレーム２３を、左右一対の左側アッパ治具フレーム２３ｌと右側アッパ治具フレーム２３ｒとで分割形成するとともに、これらを連結機構３０によって連結可能な構成とすることにより、左右対をなすフレーム部材２５ｌ，２５ｒを車体１００の側部開口部から車体１００内に挿入可能な構成とし、車体１００内部に挿入されるフレーム部材２５ｌ，２５ｒ上に車体１００の位置決めを行うクランプ機構３５を保持することにより、車体１００の側部に十分な作業スペースを確保しつつ、車体１００のワーク１０３を的確に位置決めすることができる。
【００４４】
従って、溶接ロボット５０等を任意の方向及び角度からワーク１０３の溶接位置まで移動させることができ、良好な作業性にて仮組溶接作業を行うことができる。加えて、車体１００の側部に十分な作業スペースが確保されているため、必要に応じて、仮組溶接後の増打ち等についても、同一の工程内において実現することができる。
【００４５】
この場合において、特に、アッパ治具フレーム２３は、左側アッパ治具フレーム２３ｌと右側アッパ治具フレーム２３ｒとによって車体１００の左右方向に分割されるものであるため、車体１００の搬入及び搬出のためのスペースを的確に確保することができる。
【００４６】
また、アッパ治具フレーム２３を左右方向に分割することにより、前後方向に分割した場合に比べ、フレーム部材２５ｌ，２５ｒを短尺に形成することができ、左側アッパ治具フレーム２３ｌ及び右側アッパ治具フレーム２３ｒを移動させる際のストロークを短く設定することができる。従って、左右のフレー部材２５ｌ，２５ｒの位置決め精度等を向上することができるとともに、工場内に占めるスペースを省スペース化についても実現することができる。
【００４７】
また、アッパ治具フレーム２３は、左側アッパ治具フレーム２３ｌと右側アッパ治具フレーム２３ｒとを連結して構成されるため、アッパ治具フレーム２３の片持ち状態を防止することができ、クランプ機構３５によるワーク１０３の位置決め精度等を向上することができる。
【００４８】
なお、本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。
【符号の説明】
【００４９】
１  …  製造装置
２  …  治具フレーム構造体
５  …  床下治具
６ｌ  …  左側スライダ機構
６ｒ  …  右側スライダ機構
８  …  治具フレーム本体
１０  …  台座
１１  …  スライダ
１２  …  支柱
１３  …  ラック
２０  …  治具ユニット
２０ｌ  …  左側治具ユニット
２０ｒ  …  右側治具ユニット
２１ｌ  …  左側治具基準ピン
２１ｒ  …  右側治具基準ピン
２２ｌ  …  左側当接治具
２２ｒ  …  右側当接治具
２３  …  アッパ治具フレーム
２３ｌ  …  左側アッパ治具フレーム
２３ｒ  …  右側アッパ治具フレーム
２４ｌ，２４ｒ  …  治具フレーム本体
２５ｌ，２５ｒ  …  フレーム部材
３０  …  連結機構
３１  …  ピンクランプシリンダ
３２  …  ピン穴ブラケット
３５  …  クランプ機構
３６  …  アッパサイドクランプ治具
３７  …  押圧治具
３７ａ  …  シリンダ
３７ｂ  …  押圧部材
３８  …  規制治具
３８ａ  …  シリンダ
３８ｂ  …  ロッド
３８ｃ  …  係止部材
４２  …  アッパ基準ピン
４５  …  押圧治具
４５ａ  …  シリンダ
４５ｂ  …  押圧部材
５０  …  溶接ロボット
５５  …  工程制御盤
１００  …  車体
１０１  …  センタストラクチャ
１０２  …  サイドストラクチャ
１０３  …  ワーク
【図１】
2016147545.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2016147545.tif 000011
【図１０】
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