(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のボディメイン構成要素であるフロアメインと左右のボディサイドおよびルーフレールそれぞれの位置決めを行いながら各ボディメイン構成要素同士の相対位置決めを行って溶接による仮打ちを施すにあたり、
上記フロアメインそのものの位置決めと、そのフロアメインとボディサイド下部との相対位置決めは、床面側より立設された三次元汎用ロケート装置によって行う一方、
上記ボディサイドおよびルーフレールそれぞれの位置決めと、ボディサイド上部とルーフレールとの相対位置決めは、天井部に設置されて車体前後方向で相互に独立しているとともに車種に応じてその入れ替えが可能な前後二つのボディサイド上部位置決め治具によって行うことを特徴とする自動車の車体組立方法。
【請求項２】
上記前後二つのボディサイド上部位置決め治具は単一もしくは複数車種毎に専用化されているとともに、各車種のものが実際の作業位置の近くのストレージエリアにストレージされていて、組立対象となる車種に応じて上記作業位置とストレージエリアとの間でその入れ替えが行われるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の自動車の車体組立方法。
【請求項３】
車種の相違に基づく造形上の形状変化の少ない車体前部の位置決め作業を司る前側のボディサイド上部位置決め治具の総数は、車体前部に比べ造形上の形状変化の大きな車体後部の位置決め作業を司る後側のボディサイド上部位置決め治具の総数よりも少なくなっていることを特徴とする請求項２に記載の自動車の車体組立方法。
【請求項４】
自動車のボディメイン構成要素であるフロアメインと左右のボディサイドおよびルーフレールそれぞれの位置決めを行いながら各ボディメイン構成要素同士の相対位置決めを行って溶接による仮打ちを施す装置であって、
床面側より立設されて、上記フロアメインそのものの位置決めと、そのフロアメインとボディサイド下部との相対位置決めを司る三次元汎用ロケート装置と、
天井部に設置されて車体前後方向で相互に独立しているとともに車種に応じてその入れ替えが可能となっていて、上記ボディサイドおよびルーフレールそれぞれの位置決めと、ボディサイド上部とルーフレールとの相対位置決めを司る前後二つのボディサイド上部位置決め治具と、
を備えているこことを特徴とする自動車の車体組立装置。
【請求項５】
上記前後二つのボディサイド上部位置決め治具は単一もしくは複数車種毎に専用化されているとともに、各車種のものが実際の作業位置の近くのストレージエリアにストレージされていて、
さらに組立対象となる車種に応じて上記作業位置とストレージエリアとの間で各ボディサイド上部位置決め治具の入れ替え作業を行う治具入れ替え手段が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の自動車の車体組立装置。
【請求項６】
上記作業位置とストレージエリアとの間にはボディサイド上部位置決め治具の入れ替え待機位置と入れ替え直前位置がそれぞれに設定されていて、
上記治具入れ替え手段は、
ストレージエリアと入れ替え待機位置との間でボディサイド上部位置決め治具の入れ替えを行う一次入れ替え手段と、
入れ替え待機位置と入れ替え直前位置との間でボディサイド上部位置決め治具の入れ替えを行う二次入れ替え手段と、
入れ替え直前位置と作業位置との間でボディサイド上部位置決め治具の入れ替えを行う最終入れ替え手段と、
を備えていることを特徴とする請求項５に記載の自動車の車体組立装置。
【請求項７】
上記入れ替え待機位置と入れ替え直前位置とは同一平面上に設定されているとともに、入れ替え直前位置の真下に作業位置が設定されていることを特徴とする請求項６に記載の自動車の車体組立装置。
【請求項８】
上記二次入れ替え手段は、ボディサイド上部位置決め治具を搭載して入れ替え待機位置と入れ替え直前位置との間を往復移動する搬送台車をもって構成されていることを特徴とする請求項７に記載の自動車の車体組立装置。
【請求項９】
上記入れ替え直前位置の両側にそれぞれ入れ替え待機位置が設定されている一方、
搬送台車はボディサイド上部位置決め治具を個別に搭載可能な二つの治具搭載エリアを有しているとともに、一方の治具搭載エリアが入れ替え直前位置にある時には他方の治具搭載エリアが左右いずれか一方の入れ替え待機位置に位置するように設定されていて、左右の入れ替え待機位置に対して搬送台車が交互に走行移動するようになっていることを特徴とする請求項８に記載の自動車の車体組立装置。
【請求項１０】
上記最終入れ替え手段は、ボディサイド上部位置決め治具を把持して入れ替え直前位置と作業位置との間でその入れ替えを行うリフタをもって構成されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の自動車の車体組立装置。
【請求項１１】
上記搬送台車の治具搭載エリアにはボディサイド上部位置決め治具を位置決め支持する治具キャッチャーが設けられていて、
そのボディサイド上部位置決め治具を搭載した搬送台車が入れ替え待機位置から入れ替え直前位置に走行移動する過程で同時にそのボディサイド上部位置決め治具がリフタ側の治具把持手段と機械的に係合する一方、上記治具キャッチャーが解放動作するのを条件にそのボディサイド上部位置決め治具が搬送台車からリフタ側の治具把持手段に移載され、
さらにリフタの治具把持手段が下降動作することによってボディサイド上部位置決め治具が作業位置に位置決めされるようになっていることを特徴とする請求項１０に記載の自動車の車体組立装置。
【請求項１２】
上記ボディサイド上部位置決め治具が作業位置に位置決めされた状態では、そのボディサイド上部位置決め治具とリフタ側の治具把持手段との機械的係合状態が維持されるようになっている一方、
その機械的係合部には、作業位置側の基準部材を基準として位置決めされたボディサイド上部位置決め治具と治具把持手段との相対位置誤差を許容するフローティング自由度が予め設定されていることを特徴とする請求項１１に記載の自動車の車体組立装置。
【請求項１３】
上記治具キャッチャーはボディサイド上部位置決め治具を位置決め支持する一方で治具位置決め位置と退避位置との間で変位可能な治具支持部材を備えていて、
入れ替え直前位置には上記治具支持部材を解放動作させて退避位置にロックするロック機構が設けられていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の自動車の車体組立装置。
【請求項１４】
上記リフタの治具把持手段とそれに移載されることになるボディサイド上部位置決め治具のうち相互に対向する部分には、ボディサイド上部位置決め治具側で必要とする流体エネルギーや電力を供給するためのカプラが個別に設けられていて、
可動側となる治具把持手段側のカプラは、その治具把持手段に付設されてカプラ同士の脱着操作を司るカプラ脱着機構の可動部分にフローティング可能に支持されていることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の自動車の車体組立装置。
【請求項１５】
レールとこのレールにスライド可能に案内支持されたスライダとをもって構成される一対の直動軸受を互いに平行に配置するとともに、
これら一対の直動軸受に搬送台車を走行可能に案内支持させ、
搬送台車の一端部を一方の直動軸受のスライダに対しレールと平行なヒンジピンを介して揺動可能に連結する一方、
搬送台車の他端部を他方の直動軸受のスライダに対しフローティング可能に連結したことを特徴とする請求項８〜１４のいずれかに記載の自動車の車体組立装置。
【請求項１６】
上記フローティング可能な構造として、搬送台車の他端部を他方の直動軸受のスライダに対し上下動可能で且つ台車走行方向と直角な平面内で傾動変位可能に連結したことを特徴とする請求項１５に記載の自動車の車体組立装置。
【請求項１７】
走行台車の他端部を他方の直動軸受のスライダに対しフローティング機構を介して連結し、
このフローティング機構は、
走行台車の他端部を他方の直動軸受のスライダに対し上下動可能に弾性支持している一方、
走行台車の他端部を台車走行方向と直角な平面内で傾動変位可能に支持する球面軸受を備えていることを特徴とする請求項１６に記載の自動車の車体組立装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の車体組立方法および車体組立装置に関し、特に自動車のボディメイン構成要素であるフロアメインと左右のボディサイドおよびルーフレール等の相対位置決めを行って溶接による仮打ちを施すのに好適な車体組立方法および車体組立装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
複数の車種の車体を共通のラインで組み立てるいわゆる混流生産形態の車体組立ラインのうち、車体の骨格となるフロアメインと左右のボディサイドおよびルーフレール等の相対位置決めを行って仮打ちするボディメイン仮打ち工程では、例えば特公平８−１５８７６号公報および特公平８−１５８７７号公報に示されているように、フロア側およびボディサイド側共に直交３軸のロボットの如き形態をなすＮＣタイプのロケート治具を複数用意しておき、前工程から仮組み状態で搬送されてくるボディメイン構成要素の該当する位置に上記ロケート治具のゲージやクランプ装置を移動させて、ボディメイン構成要素同士の相対位置決めを行うようになっている。
【０００３】
しかしながら、ロケート装置がある程度の汎用性を有していたとしても、そのロケート装置のストロークやゲージ形状の制約のために、車種間でパネル造形（形状）が著しく異なるような場合にはその対応が困難となるほか、多数のロケート装置を具備しているために設備費の高騰を招くことになる。
【０００４】
特にボディサイド側に着目した場合、そのボディサイドの両側には上記ロケート装置を取り付けるための大きなフレームが位置しており、同時にこのフレームに取り付けられた一部のロケート装置に上記ゲージ類に代えて小型のスポット溶接ガンを持たせて溶接による仮打ちまでも行うようになっているため、スポット溶接ガンがトランス別置きの小型特殊ガンとならざるを得ず、溶接能力の上で制約を伴うほか、上記ゲージ類やスポット溶接ガンとの併存のためにそのボディサイド部の外側に位置している上記フレームの錯綜化が著しく、例えば汎用型の溶接ロボットを併用したい場合でもそのロボットの配置スペースおよびロボットアームのアプローチに必要な空間を確保することができず、真の意味での混流生産形態を達成することができなくなる。
【０００５】
さらに、ボディサイドの上部やルーフ側についても上記ロケート装置によるゲージ位置決め方式を基本としているため、特に背高車を生産したい場合に高さ方向でのストローク不足等のためにその対応が困難となる。
【０００６】
本発明は以上のような課題に着目してなされたもので、ボディサイドの上部やルーフレール等の位置決めは天井部設置で且つ前後で独立した専用治具で行うようにすることで、相対的にボディサイド側での治具の錯綜化を回避しつつ同ボディサイドの外側から汎用の溶接ロボットがアプローチできるようにして、もってパネル造形が著しく異なるような車体までも無理なく組み立てることができるようにした車体組立方法と車体組立装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、自動車のボディメイン構成要素であるフロアメインと左右のボディサイドおよびルーフレールそれぞれの位置決めを行いながら各ボディメイン構成要素同士の相対位置決めを行って溶接による仮打ちを施すにあたり、上記フロアメインそのものの位置決めと、そのフロアメインとボディサイド下部との相対位置決めは、床面側より立設された三次元汎用ロケート装置によって行う一方、上記ボディサイドおよびルーフレールそれぞれの位置決めと、ボディサイド上部とルーフレールとの相対位置決めは、天井部に設置されて車体前後方向で相互に独立しているとともに車種に応じてその入れ替えが可能な前後二つのボディサイド上部位置決め治具によって行う車体組立方法であることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明を車体組立装置としてとらえたものであって、床面側より立設されて、上記フロアメインそのものの位置決めと、そのフロアメインとボディサイド下部との相対位置決めを司る三次元汎用ロケート装置と、天井部に設置されて車体前後方向で相互に独立しているとともに車種に応じてその入れ替えが可能であって、上記ボディサイドおよびルーフレールそれぞれの位置決めと、ボディサイド上部とルーフレールとの相対位置決めを司る前後二つのボディサイド上部位置決め治具と、を備えているこことを特徴としている。
【０００９】
上記仮打ちの対象となるフロアメインとボディサイドおよびルーフレール以外にリアパーセルシェルフ等が含まれていてもよい。
【００１０】
ここで、ボディメインの母体となるフロアメインに着目した場合、フロアメイン自体は車種の相違による形状変化が比較的少ない部位であり、このフロアメインを位置決め支持するにあたって、例えば直交３軸の動作自由度を有し且つ先端にはクランプ機能付きのロケートピンを持たせた三次元汎用ロケート装置を使用すればその汎用化が可能である。
【００１１】
同時に、ボディサイドのうちいわゆるウエストラインよりも下側の部分では、治具を当てる部位の断面形状は車種の違いにかかわらず比較的類似しており、上記と同様に三次元汎用ロケート装置を用いればその汎用化が可能である。
【００１２】
その一方、ルーフ部を含むボディサイドの上部側（いわゆるウエストラインよりも上側の部分）では、車種の違いに基づく造形の上でパネルの形状が大きく異なり、高い柔軟性が要求されることになる。
【００１３】
例えば、基本車種（例えば、セダン系）とその派生車種（例えば、クーペ系やワゴン系）とを比較した場合、ルーフ部を含むボディサイド上部のうち前側は比較的形状の差異が少ないものの、基本車種と派生車種との相違ゆえに後側は著しく形状が異なることが多い。この場合に、上記ボディサイド上部を一つの治具にて位置決めしようとすると、車種の切り換えの際にはその治具全体を入れ替える必要があり好ましくない。
【００１４】
そこで、請求項１，４に記載の発明では、ボディサイドの上部側の位置決めを司る治具について、比較的車種の違いによる形状変化の少ない前側部分の位置決めを司る前側の治具と、車種の違いによる形状変化の大きな後側の位置決めを司る後側の治具とを相互に独立させたことで、特に後側の治具についてこれを積極的に入れ替えることで複数車種の切り換えに柔軟に対応でき、特に背高車への対応およびパネル造形が大きく異なる車種への対応が容易に行えるようになる。その上、上記のようにボディサイド上部の位置決めを天井部設置の治具に行わせることで、相対的にボディサイドの外側に配置されることになる治具が減り、その錯綜化が回避されてスペース的な余裕が生まれることになる。そこで、ボディサイドの外側に例えば汎用型の溶接ロボットを配置して、この溶接ロボットをもって所定打点の仮打ちを行わせることができるようになる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１の記載を前提として、上記前後二つのボディサイド上部位置決め治具は単一もしくは複数車種毎に専用化されているとともに、各車種のものが実際の作業位置の近くのストレージエリアにストレージされていて、組立対象となる車種に応じて上記作業位置とストレージエリアとの間でその入れ替えが行われるようになっていることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、上記請求項２に記載の発明を車体組立装置としてとらえたものであって、前後二つのボディサイド上部位置決め治具は単一もしくは複数車種毎に専用化されているとともに、各車種のものが実際の作業位置の近くのストレージエリアにストレージされていて、さらに組立対象となる車種に応じて上記作業位置とストレージエリアとの間で各ボディサイド上部位置決め治具の入れ替え作業を行う治具入れ替え手段が設けられていることを特徴としている。
【００１７】
この場合、比較的車種の違いによるパネル形状の変化の少ない前側の治具については他の車種との共通性を持たせることが可能であり、したがって、請求項３に記載のように、ボディサイド上部のうち車種の相違に基づく造形上の形状変化の少ない前側の位置決め作業を司る前側のボディサイド上部位置決め治具の総数は、ボディサイド上部のうち前側に比べ造形上の形状変化の大きな後側の位置決め作業を司る後側のボディサイド上部位置決め治具の総数よりも少なくても所期の目的は達成できることになる。
【００１８】
したがって、これらの請求項２，３および請求項５に記載の発明では、前後二つのボディサイド上部位置決め治具を必要車種分だけストレージさせてその入れ替えを行ったとしても、天井部設置方式であるために、スペース的な不利益を伴うことがなくなる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項５の記載を前提として、上記作業位置とストレージエリアとの間にはボディサイド上部位置決め治具の入れ替え待機位置と入れ替え直前位置がそれぞれに設定されていて、上記治具入れ替え手段は、ストレージエリアと入れ替え待機位置との間でボディサイド上部位置決め治具の入れ替えを行う一次入れ替え手段と、入れ替え待機位置と入れ替え直前位置との間でボディサイド上部位置決め治具の入れ替えを行う二次入れ替え手段と、入れ替え直前位置と作業位置との間でボディサイド上部位置決め治具の入れ替えを行う最終入れ替え手段とを備えていることを特徴としている。
【００２０】
この場合、請求項７に記載のように、入れ替え待機位置と入れ替え直前位置とは同一平面上に設定されているとともに、入れ替え直前位置の真下に作業位置が設定されていることが治具の入れ替えをスムーズに行う上で望ましくい。
【００２１】
また同様の理由から、請求項８に記載のように、二次入れ替え手段は、ボディサイド上部位置決め治具を搭載して入れ替え待機位置と入れ替え直前位置との間を往復移動する搬送台車をもって構成されていることが望ましく、同時に請求項１０に記載のように、最終入れ替え手段は、ボディサイド上部位置決め治具を把持して入れ替え直前位置と作業位置との間でその入れ替えを行うリフタをもって構成されていることが望ましい。
【００２２】
この場合、搬送台車を走行駆動させる手段としては、例えば搬送台車の側部にラックを配設しておき、これに噛み合う定位置固定式のピニオンを回転駆動させることで搬送台車の走行移動を行うものとする。
【００２３】
さらに、請求項９に記載のように、入れ替え直前位置の両側にそれぞれ入れ替え待機位置が設定されている一方、搬送台車はボディサイド上部位置決め治具を個別に搭載可能な二つの治具搭載エリアを有しているとともに、一方の治具搭載エリアが入れ替え直前位置にある時には他方の治具搭載エリアが左右いずれか一方の入れ替え待機位置に位置するように設定されていて、左右の入れ替え待機位置に対して搬送台車が交互に走行移動するようになっていることが、ボディサイド上部位置決め治具による作業位置での実際の作業と並行して次の治具の準備を迅速に行う上でより望ましい。
【００２４】
したがって、これらの請求項６〜１０に記載の発明では、ストレージエリアと入れ替え待機位置との間でのボディサイド上部位置決め治具の入れ替えと、入れ替え待機位置と入れ替え直前位置との間でのボディサイド上部位置決め治具の入れ替え、および入れ替え直前位置と作業位置との間でのボディサイド上部位置決め治具の入れ替えが含まれることにより、実際の作業位置にあるボディサイド上部位置決め治具による位置決め作業と並行して、次の車種のボディメインの組み立てに備えてその次の車種のボディサイド上部位置決め治具の準備を行えることになる。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０の記載を前提として、搬送台車の治具搭載エリアにはボディサイド上部位置決め治具を位置決め支持する治具キャッチャーが設けられていて、そのボディサイド上部位置決め治具を搭載した搬送台車が入れ替え待機位置から入れ替え直前位置に走行移動する過程で同時にそのボディサイド上部位置決め治具がリフタ側の治具把持手段と機械的に係合する一方、上記治具キャッチャーが解放動作するのを条件にそのボディサイド上部位置決め治具が搬送台車からリフタ側の治具把持手段に移載され、さらにリフタの治具把持手段が下降動作することによってボディサイド上部位置決め治具が作業位置に位置決めされるようになっていることを特徴としている。
【００２６】
この場合、請求項１２に記載のように、ボディサイド上部位置決め治具が作業位置に位置決めされた状態では、そのボディサイド上部位置決め治具とリフタ側の治具把持手段との機械的係合状態が維持されるようになっている一方、その機械的係合部には、作業位置側の基準部材を基準として位置決めされたボディサイド上部位置決め治具と治具把持手段との相対位置誤差を許容するフローティング自由度が予め設定されていることが、リフタ側の治具把持手段と作業位置との間でのボディサイド上部位置決め治具の受け渡しを迅速且つスムーズに行う上でより望ましい。
【００２７】
また、搬送台車の治具搭載エリアを通してリフタの治具把持手段を昇降動作させるためには、請求項１３に記載のように、治具キャッチャーはボディサイド上部位置決め治具を位置決め支持する一方で治具位置決め位置と退避位置との間で変位可能な治具支持部材を備えていて、入れ替え直前位置には上記治具支持部材を解放動作させて退避位置にロックするロック機構が設けられていることが望ましい。
【００２８】
したがって、これら請求項１１〜１３に記載の発明では、搬送台車が入れ替え待機位置と入れ替え直前位置との間を走行移動する過程で、その搬送台車とリフタ側の治具把持手段との間で自律的にボディサイド上部位置決め治具の受け渡しが行われることになり、治具キャッチャーがそれまで支持していたボディサイド上部位置決め治具を解放するのを条件に、直ちにそのボディサイド上部位置決め治具を治具把持手段ごと作業位置に降下，投入することが可能となる。
【００２９】
この場合、請求項１２に記載のように、ボディサイド上部位置決め治具が作業位置に位置決めされた状態でもなおもその治具と治具把持手段との機械的係合が維持されていると、実質的に作業位置と治具把持手段との間でのボディサイド上部位置決め治具の受け渡しが不要となることから、作業終了後の治具の取り出し操作がより迅速且つスムーズに行われるようになる。その上、特に請求項１２に記載の発明では、作業位置側の基準部材を基準として位置決めされたボディサイド上部位置決め治具と治具把持手段との相対位置誤差を許容するフローティング自由度が予め設定されていることから、作業位置側でのボディサイド上部位置決め治具の位置決め精度にその治具と治具把持手段との相対位置誤差等が影響することがなくなる。
【００３０】
請求項１４に記載の発明は、請求項１１〜１３のいずれかの記載を前提として、リフタの治具把持手段とそれに移載されることになるボディサイド上部位置決め治具のうち相互に対向する部分には、ボディサイド上部位置決め治具側で必要とする流体エネルギーや電力を供給するためのカプラが個別に設けられていて、可動側となる治具把持手段側のカプラは、その治具把持手段に付設されてカプラ同士の脱着操作を司るカプラ脱着機構の可動部分にフローティング可能に支持されていることを特徴としている。
【００３１】
したがって、この請求項１４に記載の発明では、ボディサイド上部位置決め治具や治具把持手段の精度誤差等の影響を受けることなしに、ボディサイド上部位置決め治具側で必要とする流体エネルギーや電力を確実に供給することができるようになる。
【００３２】
請求項１５に記載の発明は、請求項８〜１４のいずれかの記載を前提として、レールとこのレールにスライド可能に案内支持されたスライダとをもって構成される一対の直動軸受を互いに平行に配置するとともに、これら一対の直動軸受に搬送台車を走行可能に案内支持させ、搬送台車の一端部を一方の直動軸受のスライダに対しレールと平行なヒンジピンを介して揺動可能に連結する一方、搬送台車の他端部を他方の直動軸受のスライダに対しフローティング可能に連結したことを特徴としている。
【００３３】
この場合、上記フローティング可能な構造として、請求項１６に記載のように、搬送台車の他端部を他方の直動軸受のスライダに対し上下動可能で且つ台車走行方向と直角な平面内で傾動変位可能に連結することがその動作安定性を確保する上で望ましく、より具体的には、請求項１７に記載のように走行台車の他端部を他方の直動軸受のスライダに対しフローティング機構を介して連結し、このフローティング機構は、走行台車の他端部を他方の直動軸受のスライダに対し上下動可能に弾性支持している一方、走行台車の他端部を台車走行方向と直角な平面内で傾動変位可能に支持する球面軸受を備えていることが望ましい。
【００３４】
ここで、請求項１５〜１７に記載の発明では、先にも述べたように直動軸受を個別に支えている架台等のレール支持部材同士の対向間隙（搬送台車の治具搭載エリア）を通してリフタの治具把持手段が昇降動作することになるので、レール支持部材の両端部以外ではそのレール支持部材同士がその台車走行ストロークのどの位置においても相互に連結されていないことになる。そのために、直動軸受全体を支えている構造体全体としての堅牢性もしくは剛性が不足気味になることは否めず、例えば直動軸受相互間の相対位置精度、平行度および平面度等が必ずしも十分ではないことになる。
【００３５】
その一方、搬送台車の一端部が一方の直動軸受のスライダに対しレールと平行なヒンジピンを介して揺動可能に連結され、また搬送台車の他端部が他方の直動軸受のスライダに対し上下動可能で且つ台車走行方向と直角な平面内で傾動変位可能に連結されていて実質的にフローティング構造となっている。したがって、上記のように例えば直動軸受相互間の相対位置精度、平行度および平面度が必ずしも十分ではない場合であっても、それらの誤差は各スライダと台車との間の相対自由度によって吸収されて、直動軸受を用いた搬送台車の案内装置として本来の機能を十分に発揮できるようになる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１，４に記載の発明によれば、ボディサイド下部とフロアメインは床面設置の三次元汎用ロケート装置によって、ルーフレール等を含むボディサイド上部は天井部設置の前後分割タイプの入れ替え可能な専用治具によってそれぞれ位置決めした上で仮打ちを施すようにしたことから、特にボディサイド上部の後側が車種の違いによるパネル造形変化が著しい場合や背高車を生産するような場合であっても、容易に対応することが可能となり、真の意味での混流生産形態を実現できる。また、天井部設置の前後分割タイプの入れ替え可能な専用治具の採用によって、相対的にボディサイド側での治具の錯綜化を回避できることから、そのボディサイド側に汎用の溶接ロボットを配置して溶接作業を行うことができるようになり、作業効率が大幅に向上する。
【００４０】
請求項２，５に記載の発明によれば、天井部設置の前後分割タイプの専用治具は作業位置とスレージエリアとの間でその入れ替えが行われることから、請求項１，４に記載の発明と同様の効果に加えて、少なくとも天井部よりも下方側での設備の錯綜化を招くことなく、多車種のものを予め用意しておくことができ、より多くの車種の組み立てに対応できるようになって、設備の汎用性が一段と高くなる。
【００４１】
請求項３に記載の発明によれば、天井部設置の前後分割タイプの専用治具のうち前側のものは、ボディサイド上部の該当部位が比較的車種によるパネル造形変化が少ない点を考慮して、その数を後側の専用治具よりも少なくしたものであり、請求項２に記載の発明と同様の効果に加えて、設備としての汎用性を保ちながら専用治具の総数を減らすことができる利点がある。
【００４２】
請求項６に記載の発明によれば、ストレージエリアと入れ替え待機位置との間のほか、入れ替え待機位置と入れ替え直前位置との間ならびにその入れ替え直前位置と作業位置との間で順次専用治具の入れ替えが行われるようになっているため、請求項５に記載の発明と同様の効果に加えて、実際の作業位置での位置決め作業と並行して、入れ替え待機位置とストレージエリアとの間で次の車種に備えての専用治具の準備を行えることになり、設備稼働率が向上する。
【００４３】
特に請求項７に記載の発明のように、入れ替え待機位置と入れ替え直前位置とは同一平面上に設定されていて、その入れ替え直前位置の真下に作業位置が設定されていたり、あるいは請求項８に記載の発明のように、入れ替え待機位置と入れ替え直前位置との間での治具の入れ替えを司る二次入れ替え手段がそれらの間を往復移動する搬送台車をもって構成されていると、専用治具の入れ替えがより迅速且つスムーズに行われる利点がある。
【００４４】
また、請求項９に記載の発明によれば、上記入れ替え直前位置の両側にそれぞれ入れ替え待機位置が設定されているとともに、搬送台車の一方の治具搭載エリアが入れ替え直前位置にある時には他方の治具搭載エリアが左右いずれか一方の入れ替え待機位置に位置するように設定されていて、しかも左右の入れ替え待機位置に対して搬送台車が交互に走行移動するようになっているので、請求項８に記載の発明と同様の効果に加えて、作業位置での実際の作業と並行して次の治具の入れ替え準備をより迅速且つスムーズに行うことができ、ロスタイムの短縮化に伴い治具入れ替えのサイクルタイムを一段と短縮できる効果がある。
【００４５】
請求項１０に記載の発明によれば、入れ替え直前位置と作業位置との間での治具の入れ替えを司る最終入れ替え手段がリフタをもって構成されているため、請求項７〜９のいずれかに記載の発明と同様の効果に加えて、両位置の間での治具の入れ替えを一段と迅速且つスムーズに行える効果がある。
【００４６】
請求項１１に記載の発明によれば、ボディサイド上部位置決め治具を搭載した搬送台車が入れ替え待機位置から入れ替え直前位置に走行移動する過程で自律的に治具がリフタ側の治具把持手段と機械的に係合する一方、搬送台車の治具搭載エリアに設けた治具キャッチャーが解放動作するのを条件にその治具が搬送台車からリフタ側の治具把持手段に移載され、さらにリフタの治具把持手段が下降動作することによって治具が作業位置に位置決めされるようになっているので、一連の治具の受け渡しによる入れ替え作業が一段と迅速且つスムーズに行える効果がある。
【００４７】
特に請求項１２に記載の発明によれば、ボディサイド上部位置決め治具が作業位置に位置決めされた状態では、その治具とリフタ側の治具把持手段との機械的係合状態が維持されるようになっていて、しかもその機械的係合部には、治具と治具把持手段との相対位置誤差を許容するフローティング自由度が予め設定されているため、治具把持手段と治具との間の相対位置誤差等の影響を受けることなく、あくまで作業位置側の基準部材を基準として治具を正確に位置決めできる効果がある。
【００４８】
請求項１３に記載の発明によれば、入れ替え直前位置には治具キャッチャーの治具支持部材を解放動作させて退避位置にロックするロック機構が設けられているため、請求項１１または１２に記載の発明と同様の効果に加えて、その入れ替え直前位置における搬送台車とリフタの治具把持手段との間での治具の受け渡しが機械的に正確に行われる利点がある。
【００４９】
請求項１４に記載の発明によれば、リフタの治具把持手段とボディサイド上部位置決め治具に個別に設けたカプラ同士の脱着がカプラ脱着手段によって行われるようになっていて、しかも一方のカプラはカプラ脱着機構の可動部分にフローティング可能に支持されているため、請求項１１〜１３のいずれかに記載の発明と同様の効果に加えて、治具把持手段や治具そのものの位置誤差等の影響を受けることなしに治具側で必要とする流体エネルギーや電力を確実且つ安定して供給することができる効果がある。
【００５０】
請求項１５に記載の発明によれば、一対の直動軸受の一部を形成しているスライダと搬送台車との間に積極的に所定の相対自由度を持たせた構造としたため、各直動軸受を支えている支持体同士を相互に連結することができずにその対向間隙がいわゆるオープン構造となっていて、例えば直動軸受相互間の相対位置精度、平行度および平面度が必ずしも十分ではない場合であっても、それらの相対位置誤差を上記の相対自由度をもって吸収することができるから、上記直動軸受を案内機構として用いて搬送台車をスムーズに且つ安定して走行させることができるようになる。
【００５１】
特に請求項１６，１７に記載の発明によれば、機械的な単純な構成のもとで所期の目的を達成できる利点がある。
【００５３】
【発明の実施の形態】
図１〜５は本発明の好ましい実施の形態を示す図であり、ボディメイン仮打ち工程における車体組立設備の全体構成を示している。より詳しくは、図１は車体組立設備全体の斜視図を、図２は図１の右側面説明図を、図３は図１の平面説明図を、図４は図１を前方側から見た正面説明図を、図５は図１の要部の拡大斜視図をそれぞれ示している。
【００５４】
最初に、本実施の形態における組み立て方法の基本思想について説明すると、従来ではボディサイドそのものの位置決めとそのボディサイドと相手側部品との相対位置決めを司る治具類がボディサイドの外側に集中配置されていたのに対して、本実施の形態では、図６に示すようにボディサイドＢｓを下部側（いわゆるウエストラインよりも下側の部分）と上部側（ウエストラインよりも上側の部分）とに分け、ボディサイド下部側での位置決め部位Ｐ１の相対位置決め等は従来と同様にそのボディサイドＢｓの外側に配置される治具によって行うものの、ルーフ部を含むボディサイド上部側での位置決め部位Ｐ２の相対位置決め等についてはそのボディサイドＢｓの外側に配置される治具によらずに、別途天井部に設置した前後二つの治具によって行うようにしたことに特徴がある。その結果として、ボディサイドＢｓの外側での治具類の集中化もしくは錯綜化が回避されて、そのボディサイドＢｓの外側から溶接ロボットをアプローチさせて必要な仮打ち作業を行うことができるようになる。
【００５５】
より詳しくは、図６に示すように、ボディメイン構成要素の相互関係に着目した場合、ボディメインＢｍの母体となるフロアメインＦｍ自体は車種の相違による形状変化が比較的少ない部位であり、このフロアメインＦｍを位置決め支持するにあたって、例えば直交３軸の動作自由度を有し且つ先端にはクランプ機能付きのロケートピンを持たせた三次元汎用ロケート装置を使用すればその汎用化が可能である。
【００５６】
同時に、ボディサイドＢｓのうちいわゆるウエストラインよりも下側の部分では、治具を当てる部位の断面形状は車種の違いにかかわらず比較的類似しており、上記と同様に三次元汎用ロケート装置を用いればその汎用化が可能である。
【００５７】
その一方、ルーフ部を含むボディサイドＢｓの上部側（いわゆるウエストラインよりも上側の部分）では、車種の違いに基づく造形の上でパネル形状変化が大きく、高い柔軟性が要求されることになる。例えば、セダン系を基本車種としてその派生車種であるクーペ系やワゴン系とを比較した場合、ルーフ部を含むボディサイドＢｓの上部側のうち前側は比較的形状の差異が少ないものの、基本車種と派生車種との相違ゆえに後側は著しく形状が異なることが多い。
【００５８】
そこで、本実施の形態では、ボディサイドＢｓの上部側の位置決めを司る治具について、比較的車種の違いによるパネル形状変化の少ない前側の部位を受け持つ前側の治具と、車種の違いによる形状変化の大きな後側の部位を受け持つ後側の治具とを相互に独立させ、特に後側の治具についてこれを積極的に入れ替えることで複数車種の切り換えに柔軟に対応できるようにしたものである。
【００５９】
図１，２，５のほか図６に示すように、ボディメインＢｍは前工程にてフロアメインＦｍを母体として左右のボディサイドＢｓやルーフレールＲ等のボディメイン構成要素が互いに仮組みされた状態で図７，８に示すパレットＰに位置決めクランプされた状態でボディメイン仮打ち工程Ｓに搬送されてくる（なお、図７，８ではフロアメインＦｍのみ図示してある）。そして、そのパレットＰはボディメイン仮打ち工程Ｓにあるパレット位置決め装置１によって位置決めされる。なお、上記の仮組み状態とは、ボディメイン構成要素同士が互いに一時的な相対位置決めがなされてはいても、それぞれの構成要素が最終的な相対位置決めに必要な相対自由度を有している状態をいう。
【００６０】
上記パレットＰは、図７，８に示すように、形状受けとしてボディメインＢｍのうちフロアメインＦｍの各部を安定的に支持するための複数のゲージ２，２…のほか、クランプ機能付きのロケートピンユニット３やクランプ装置４を備えていて、複数のゲージ２で支えているボディメインＢｍをロケートピンユニット３にて位置決めしながら、そのロケートピンユニット３が持つクランプ機能とクランプ装置４とによって堅固にクランプするようになっている。なお、上記ロケートピンユニット３のクランプ機能やクランプ装置４はアクチュエータを有しておらず、例えばそれらに個別に付帯している操作ねじを外部の操作手段にて回転操作することによりクランプ，アンクランプが行われるようになっており、同時にパレット走行中は上記クランプ状態を自己保持するようになっている。
【００６１】
図１〜３および図４，５において、ボディメイン仮打ち工程Ｓの床面には、パレット位置決め装置１をはさんでその両側に複数のフロアメイン位置決め用の三次元汎用ロケート治具５が立設されている。これらの三次元汎用ロケート治具５は、例えば図９に示すように直交３軸の動作自由度をもつ直交座標型のロボットの如き形態のロケータ本体６の先端にクランプ機能を有するロケートピンユニット７を持たせたものである。なお、上記ロケートピンユニット７に類似したものが例えば特許第２７４５８４１号公報に記載されている。そして、仮組み状態のボディメイン構成要素を搭載したパレットＰがボディメイン仮打ち工程Ｓに搬入されてきてそのパレットＰが位置決めされると、パレットＰ側のクランプ装置４によるボディメイン構成要素のクランプ状態が解除され、それに代わってボディメイン仮打ち工程Ｓのフロアメイン位置決め用の各三次元汎用ロケート治具５が作動して各車種に応じた位置にロケートピンユニット７を移動させ、ボディメイン構成要素のうちフロアメインＦｍを支持点としてこれをリフトアップさせながら所定高さ位置に位置決めしてクランプすることになる。つまり、ボディメイン仮打ち工程Ｓでの仮打ち作業の際にはボディメイン構成要素はパレットＰから一旦切り離されることになる。
【００６２】
また、ボディメイン仮打ち工程Ｓにおけるフロアメイン位置決め用の三次元ロケート治具５の外側には、ボディサイド下部位置決め用の複数の三次元汎用ロケート治具８が配置されている。これらのボディサイド下部位置決め用の三次元汎用ロケート治具８もまたフロアメインＦｍ用のものと同様に、直交３軸の動作自由度をもつ直交座標型のロボットの如き形態のロケータ本体の先端に形状受けとしての各種ゲージやクランプ装置を持たせたもので、ボディサイドＢｓそのものの三次元的な位置決め機能とともにそのボディサイドＢｓとフロアメインＦｍとの相対位置決め機能を有している。すなわち、これらのボディサイド下部位置決め用の三次元汎用ロケート治具８は、フロアメインＦｍ用の三次元汎用ロケート治具５によって位置決めクランプされたボディメイン構成要素のうちボディサイドＢｓの下部にアプローチして、ボディサイドＢｓそのものの三次元的な位置決めクランプと、そのボディサイドＢｓとフロアメインＦｍとの相対位置決めを行うようになっている。
【００６３】
さらに、上記ボディサイド下部位置決め用の三次元汎用ロケート治具８の外側には特に図１に示すように汎用型の複数の溶接ロボット９が配置されている。これらの溶接ロボット９は上記ボディサイド下部位置決め用の三次元汎用ロケート治具８の間からボディメインＢｓ側に対しアプローチして、相対位置決め完了後のボディメイン構成要素同士の接合部に対して仮打ちとしてスポット溶接を施すものである。
【００６４】
上記ボディメイン仮打ち工程ＳにおけるボディメインＢｍの上方空間には、特に図２，５から明らかなように天井部設置タイプの治具として車体前後方向で相互に独立した前後二つのボディサイド上部位置決め治具１０，１１が配置されている。これらのボディサイド上部位置決め治具１０，１１は単一もしくは複数車種毎に専用化されていて、後述するように仮打ち対象となるボディメインＢｍの車種に応じてその入れ替えが可能となっている。
【００６５】
ここで、図１０は図３に示す平面図のうちボディサイド上部位置決め治具１０，１１に関する部分のみを模式的に描いたものであって、同図から明らかなように前後二つのボディサイド上部位置決め治具１０，１１が配置される位置をそれぞれ作業位置Ｑ１とするとともに、その作業位置Ｑ１の真上位置を入れ替え直前位置Ｑｎとすると、入れ替え直前位置Ｑｎに搬入された前後二つのボディサイド上部位置決め治具１０，１１の両側にはその入れ替え直前位置Ｑｎと同一平面上に各一対の入れ替え待機位置Ｑ１２，Ｑ２２それぞれが設定されていて、さらにボディサイド上部位置決め治具１０，１１の前後にはストレージエリアＷとしてボディサイド上部位置決め治具１０，１１のための複数の治具受け台２３または２４がそれぞれ配置されている。
【００６６】
より詳しくは、図１，２，４のほか図１１〜１３に示すように、ボディメイン仮打ち工程Ｓには車両前後方向に伸びる一対の架台３１とは別にこれらの架台３１を跨ぐようにして車幅方向に伸びる架台１２がその床面から立設されており、この架台１２上には図１１に示すように共に治具入れ替え手段の一部である二次入れ替え手段として機能する前後二つの台車スライド装置３２，３３と同じく最終入れ替え手段として機能する前後二つのリフタ１３，１４が搭載されている。各台車スライド装置３２，３３は、図１０に示すようにように前後二つのボディサイド上部位置決め治具１０，１１を作業位置Ｑ１の真上位置に相当する入れ替え直前位置Ｑｎとその両側の入れ替え待機位置Ｑ１２またはＱ２２との間で入れ替える機能を有する一方、リフタ１３，１４は上下方向において共に上記入れ替え直前位置位置Ｑｎおよび作業位置Ｑ１に対応する位置に設置されているために、入れ替え直前位置Ｑｎと作業位置Ｑ１との間で前後二つのボディサイド上部位置決め治具１０，１１を入れ替える機能を有している。
【００６７】
台車スライド装置３２，３３は、図１１のほか図１４，１５に示すように治具搭載エリアとして車幅方向に並設されている左右一対の枠状の台車フレーム３４をスペーサ３５にて互いに連結して一対の搬送台車３６，３７とするとともに、前後一対の搬送台車３６，３７を架台１２上において車幅方向にスライド可能すなわち図１５のストロークＳｔのもとで走行移動可能に支持させたものであって、各搬送台車３６，３７は入れ替え直前位置Ｑｎとその両側の入れ替え待機位置Ｑ１２，Ｑ２２との間を個別に且つ交互に往復移動すなわちシフト移動可能となっている。すなわち、架台１２上には、後述するように各搬送台車３６，３７について前側から順に三組ずつの比較的長尺な直動軸受（ＬＭガイドもしくはリニアガイドとも称される）３８〜４０および４１〜４３が配置されていて、これらの直動軸受３８〜４３にて案内されるかたちで各搬送台車３６，３７が走行移動するようになっている。
【００６８】
前側の搬送台車３６は前側のボディサイド上部位置決め治具１０の入れ替え専用のものとして、また後側の搬送台車３７は後側のボディサイド上部位置決め治具１１の入れ替え専用のものとしてそれぞれ独立していて、前側の搬送台車３６の各台車フレーム３４には前側のボディサイド上部位置決め治具１０が、また後側の搬送台車３７の各台車フレーム３４には後側のボディサイド上部位置決め治具１１がそれぞれ個別に搭載された上で後述する治具キャッチャー１１０にて位置決め支持されるようになっている。そして、各搬送台車３６，３７共にその搬送台車３６または３７を形成している左右いずれか一方の台車フレーム３４が入れ替え直線位置Ｑｎに位置しているときには、他方の台車フレーム３４は必ず左右の入れ替え待機位置Ｑ１２，Ｑ１２もしくはＱ２２，Ｑ２２のうちのいずれか一方に位置するように設定されている。
【００６９】
ここで、各搬送台車３６，３７の治具搭載エリアを形成している枠状の各台車フレーム３４は、支持すべき各ボディサイド上部位置決め治具１０，１１の外形形状よりも一回り大きく形成されていて、後述するように入れ替え直前位置Ｑｎからその下方の作業位置Ｑ１までそのボディサイド上部位置決め治具１０，１１を移載する際には、台車フレーム３４の枠内を通してその移載作業が行われるようになっている。したがって、図１０にも示すように、各搬送台車３６，３７のシフト移動に応じて、入れ替え直前位置Ｑｎとその両側の入れ替え待機位置Ｑ１２，Ｑ２２との間で前後二つのボディサイド上部位置決め治具１０，１１の入れ替えが行われ、同様にして後述するリフタ１３，１４の昇降動作に応じて入れ替え直前位置Ｑｎと作業位置Ｑ１との間での前後二つのボディサイド上部位置決め治具１０，１１の入れ替えが行われることになる。なお、台車スライド装置３２，３３および搬送台車３６，３７の詳細は後述する。
【００７０】
前後一対のリフタ１３，１４は、図２，５および図１２，１３に示すように所定ストロークのもとで昇動作する治具把持手段としての治具チェンジャー４４または４５をその先端部に備えていて、治具チェンジャー４４，４５が最上昇位置（上昇限位置）にある状態で、搬送台車（台車フレーム３４）３６，３７に搭載されたボディサイド上部位置決め治具１０または１１が入れ替え直前位置Ｑｎに搬入されてくると、ボディサイド上部位置決め治具１０または１１は搬送台車３６，３７に搭載されたままの状態でありながらも自律的に該当するリフタ１３または１４の治具チェンジャー４４または４５の一部と機械的に係合してその治具チェンジャー４４，４５にも支持された状態となり、次いで後述するように搬送台車３６，３７側の治具キャッチャー１１０（図１４参照）がボディサイド上部位置決め治具１０または１１を解放すれば、リフタ１３，１４はそれらのボディサイド上部位置決め治具１０または１１をそのまま作業位置Ｑ１まで下降させることが可能となっている。
【００７１】
すなわち、前側の一方のリフタ１３はその先端の治具チェンジャー４４に前側のボディサイド上部位置決め治具１０を、他方のリフタ１４は同じくその先端の治具チェンジャー４５に後側のボディサイド上部位置決め治具１１をそれぞれ着脱可能に支持していて、通常の組立作業時は各ボディサイド上部位置決め治具１０，１１を中央部の作業位置Ｑ１に架台３１側のロケートピン４６（図１２，１３および図４０，４１参照）を基準部材として位置決めした状態で待機している。なお、リフタ１３，１４の詳細についても後述する。
【００７２】
前側のボディサイド上部位置決め治具１０は、例えば図１６，１７に示すようにリフタ１３により最下降位置（下降限位置）まで投入されたとき、すなわち入れ替え直前位置Ｑｎからその下方の作業位置Ｑ１に投入されたときに架台３１側にロケートピン４６（図４０，４１参照）を基準に位置決め支持されるようになっていて、図１７にも示すように略矩枠形状をなす治具本体１６の下面四隅部には上記ロケートピン４６に嵌合するロケートスリーブ４７が設けられているほか、治具本体１６から下方に延長された補助枠４８には例えばエアシリンダをアクチュエータとし且つクランプ機能付きの複数のロケートピンユニット１７，４９やクランプ装置１８，５０が吊り下げ支持されている。そして、ボディサイドＢｓの上部すなわちルーフに近い部分や仮組み状態にあるルールレールＲ等をそれぞれ位置決めクランプするとともに、それらボディサイドＢｓとルーフレールＲ等との相対位置決めを行うようになっている。
【００７３】
より詳しくは、ロケートピンユニット１７は図１８，１９に示すように、エアシリンダ５１の作動により首振り旋回するスイングアーム５２がブラケット５３に設けられていて、そのスイングアーム５２の先端にはエアシリンダ５４の作動によりクランプ，アンクランプ動作するクランプ爪５５付きのロケートピン５６が装着されている。そして、図１８の実線位置までスイングアーム５２がスイング動作した上でロケートピン５６をフロントルーフレールＲのロケート穴に挿入してそのロケートピン５６を基準に位置決めした上でクランプ爪５５にてクランプすることになる。
【００７４】
また、図１６に示す他のロケートピンユニット４９については、図１８，１９に示したものと比べた場合にスイングアーム５２によるスイング自由度を有していないもののそれ以外の構成は基本的に図１８，１９に示したものと同様であって、ルーフレールレインフォースやルーフレインフォースセンター等を位置決めクランプする機能を有している。
【００７５】
一方、クランプ装置１８については、図２０〜２２に示すようにエアシリンダ５７駆動の相互に独立した一対のスイング式のクランプレバー５８，５９を備えており、例えばボディサイドアウタＷ１とルーフサイドレールＲ１とを圧締するようにしてクランプする機能を有している。
【００７６】
また、もう一方のクランプ装置５０については、図２３〜２５に示すようにエアシリンダ６０駆動の相互に独立したスイング式の合計三つのクランプレバー６１〜６３を備えており、上記と同様にして例えばボディサイドアウタＷ１とルーフサイドレールＲ１とを圧締するようにしてクランプする機能を有している。
【００７７】
さらに、図１６，１７に示すボディサイド上部位置決め治具１０における治具本体１６の上面中央部にはカプラ６４が設けられているほか、その両側には断面略Ｔ字状のフック６５が各一対ずつ装着されている。カプラ６４は、ロケートピンユニット１７，４９やクランプ装置１８，５０等のアクチュエータであるエアシリンダに圧縮空気を供給するためのコネクタのほか、治具本体１６に付帯している各種電子機器に電力を供給したりあるいは各種センサの信号の授受を行うためのコネクタを集約したものであって、後述するように作業位置Ｑ１に投入されるべきボディサイド上部位置決め治具１０が入れ替え直前位置Ｑｎにて搬送台車３６からリフタ１３の治具チェンジャー４４に移載された段階でリフタ１３側のカプラ１５１とカプラ合わせ面６６をもって結合されるようになっている（図４４参照）。フック６５は、ボディサイド上部位置決め治具１０が入れ替え直前位置Ｑｎに搬入された際に後述するリフタ１３側の治具チェンジャー４４との機械的結合部となるものであって、図１６に示すように搬送台車３６に支持されたボディサイド上部位置決め治具１０が入れ替え待機位置Ｑ１２から入れ替え直前位置Ｑｎに搬入される過程で、そのフック６５がリフタ１３側の治具チェンジャー４４のフック用レール１５２に自律的に入り込んで案内支持されるようになっている。
【００７８】
他方、後側のボディサイド上部位置決め治具１１もまた前側のものと基本的に同じ構成となっていて、例えば図２６，２７に示すように治具本体１９の下側の補助枠６８に支持されたエアシリンダ駆動の複数のクランプ装置２０をもってボディサイドＢｓの位置決めクランプとリアピラーに対する相対位置決めを行うようになっている。なお、この後側のボディサイド上部位置決め治具１１に付帯することになるロケートスリーブ４７やカプラ６４あるいはフック６５等については前側のボディサイド上部位置決め治具１０側のものと全く同様である。
【００７９】
クランプ装置２０は、図２８〜３０に示すようにエアシリンダ６９にてスイング駆動されるスイングフレーム７０に、同じくエアシリンダ７１にてスイング駆動される左右一対のクランプレバー７２，７３を装着したもので、例えば上記のようにボディサイドアウタＷ１とリアピラーインナＰ２との相対位置決めを行うようになっている。
【００８０】
図２〜４のほか図１２に示すように、上記架台１２の前後には延長架台２１，２２がそれぞれに設けられている。前側の延長架台２１にはストレージエリアＷとして合計８台の治具受け台２３，２３…が設けられていて、それぞれの治具受け台２３，２３…に合計８種類の前側のボディサイド上部位置決め治具１０，１０…がストレージ可能となっている（図１０参照）。同様に、後側の延長架台２２はストレージエリアＷとして合計８台の治具受け台２４，２４…が設けられていて、それぞれの治具受け台２４，２４…に合計８種類の後側のボディサイド上部位置決め治具１１，１１…がストレージ可能となっている。
【００８１】
各ストレージエリアＷとしての治具受け台２３，２４の近傍には、治具入れ替え手段の一部である一次入れ替え手段として、車幅方向に走行移動可能な入れ替えロボット２５または２６がそれぞれに配置されていて、前側の入れ替えロボット２５はロボット２５自体の自由度と上記走行自由度とを併用することで、前側のストレージエリアＷである治具受け台２３，２３…と入れ替え待機位置Ｑ１２，Ｑ１２のいずれかとの間で前側のボディサイド上部位置決め治具１０の入れ替えを行うようになっているとともに、後側の入れ替えロボット２６は同様に後側のストレージエリアＷである治具受け台２４，２４…と入れ替え待機位置Ｑ２２，Ｑ２２のいずれかとの間で後側のボディサイド上部位置決め治具１１の入れ替えを行うようになっている。
【００８２】
ここで、例えば後側のボディサイド上部位置決め治具１１の入れ替えについて詳細に説明すると、合計８車種分の個々のボディサイド上部位置決め治具１１，１１…のストレージ位置は個々の受け台２４，２４…の番号をもって予め定められており、今仮りにいずれかの車種のボディサイド上部位置決め治具１１が作業位置Ｑ１に位置しているものとすれば、後側のストレージエリアＷである治具受け台２４，２４…には治具一台分の空きがあり、なおかつ作業位置Ｑ１といずれか一方の入れ替え待機位置Ｑ２２に跨るように搬送台車３７が位置してはいても、入れ替え直前位置Ｑｎおよび双方の入れ替え待機位置Ｑ２２，Ｑ２２ともにボディサイド上部位置決め治具１１は在席しておらずに空いていることになる。
【００８３】
すなわち、左右一対の台車フレーム３４，３４をもって形成されている搬送台車３７のうち作業位置Ｑ１にあるボディサイド上部位置決め治具１１を先に支持していた一方の台車フレーム３４がなおも入れ替え直前位置Ｑｎに待機していることから、他方の台車フレーム３４は入れ替え直前位置Ｑ１の両側の入れ替え待機位置Ｑ２２，Ｑ２２のいずれか一方に必ず位置していることになる。なお、先にも述べたように一対の台車フレーム３４，３４からなる搬送台車３７はストロークＳｔ（図１５参照）のもとで往動と復動とを繰り返すものであるから、一方の台車フレーム３４が入れ替え直前位置Ｑｎにあるとき他方の台車フレーム３４が入れ替え待機位置Ｑ２２，Ｑ２２のうちのどちら側に位置するかは制御系によって予め把握されている。
【００８４】
そこで、上位の生産指示装置から後側の入れ替えロボット２６に対して、次に仮打ちを行うべきボディメインＢｍの車種情報を与えると、入れ替えロボット２６はストレージエリアである治具受け台２４，２４…のなかからその次に使用するボディサイド上部位置決め治具１１，１１…のいずれかを選択して搬送台車３７のうち入れ替え待機位置Ｑ２２，Ｑ２２のいずれかに位置している台車フレーム３４に移載して位置決め支持させる。
【００８５】
この後、現時点でボディメイン仮打ち工程Ｓに位置しているボディメインＢｍの仮打ち作業が終了すると、リフタ１４はそれまで作業位置Ｑ１にて作業を行っていた後側のボディサイド上部位置決め治具１１をリフトアップさせた上で、入れ替え直前位置Ｑｎにて搬送台車３７のうちその位置で待機している台車フレーム３４に移載して位置決め支持させる。ただし、そのボディサイド上部位置決め治具１１が台車フレーム３４に移載された状態においても、なおもボディサイド上部位置決め治具１１はリフタ１４の治具チェンジャー４５にも支持されている。これにより、搬送台車３７の各台車フレーム３４，３４には、使用済みのボディサイド上部位置決め治具１１と次に使用されるべきボディサイド上部位置決め治具１１が共に支持されたことになる。なお、リフタ１４の詳細については後述する。
【００８６】
続いて、搬送台車３７が入れ替え待機位置Ｑ２２，Ｑ２２のうち空いているいずかか一方の位置Ｑ２２まで走行移動すると、その走行移動に伴って使用済みのボディサイド上部位置決め治具１１がリフタ１４の治具チェンジャー４５から自律的に解放される一方、代わって次に使用すべきボディサイド上部位置決め治具１１がリフタ１４の治具チェンジャー４５に自律的且つ機械的に係合してこれに支持されるようになる。これによって、それまで入れ替え直前位置Ｑｎにあった使用済みのボディサイド上部位置決め治具１１が一方の入れ替え待機位置Ｑ２２に払い出される一方で、他方の入れ替え待機位置Ｑ２２で待機していたボディサイド上部位置決め治具１１が入れ替え直前位置Ｑｎに搬入されて位置決めされることになる。そして、リフタ１４は新たに搬入されたボディサイド上部位置決め治具１１をその入れ替え直前位置Ｑｎからその下方の作業位置Ｑ１まで投入することになる。
【００８７】
こうしてボディサイド上部位置決め治具１１の入れ替えが完了すれば、次の車種のボディメインＢｍの搬入を待って直ちにそのボディメインＢｍの位置決め作業に移行することができる。同時に、上記作業と並行して、その前に使用されて入れ替え待機位置Ｑ２２で待機しているボディサイド上部位置決め治具１１を入れ替えロボット２６によってストレージエリアＷである特定の治具受け台２４に戻す作業が行われることになる。このような治具入れ替え作業は、前側のボディサイド上部位置決め治具１０についても基本的には同様に行われる。
【００８８】
ここで、上記ボディサイド上部位置決め治具１０，１１を前側と後側とで相互に独立させているのは、ルーフ部を含むボディサイドＢｓの上部側では、車種の違いに基づく造形の上でパネル形状変化が大きく、高い柔軟性が要求されるためである。すなわち、セダン系を基本車種としてその派生車種であるクーペ系やワゴン系とを比較した場合、ルーフ部を含むボディサイドＢｓの上部側のうち前側は比較的形状の差異が少ないものの、基本車種と派生車種との相違ゆえに後側は著しく形状が異なることが多く、上記ボディサイドＢｓの上部を一つの治具にて位置決めしようとすると、車種の切り換えの際にはその大きな治具全体を入れ替える必要があるからである。
【００８９】
したがって、本実施の形態では、上記のように前後ともにボディサイド上部位置決め治具１０，１１としてそれぞれ最大８種類のものをストレージできる構成となっているが、実際には先に述べたように前側のボディサイド上部位置決め治具１０については複数車種に共用できることが多いことから、一般的には後側のボディサイド上部位置決め治具１１のストレージ総数よりも前側のボディサイド上部位置決め治具１０のストレージ総数の方が少なくても混流生産形態に十分に対応可能である。
【００９０】
次に、上記のような車体組立装置の主要な構成要素である台車スライド装置３２，３３や搬送台車３６，３７およびリフタ１３，１４等の構造を詳細に説明する。
【００９１】
図１１のほか図１４，１５に示すように、ボディメイン仮打ち工程Ｓにおける架台１２は組立対象となるボディメインの車幅方向（ボディメイン搬送方向と直交方向）に伸びる平行な三本のビーム８０，８１，８２を備えており、各ビーム８０〜８２にはそれぞれ二本ずつの長尺な直動軸受３８〜４３を敷設してある。そして、図１４における前側三本の直動軸受３８〜４０は前側のボディサイド上部位置決め治具１０用の搬送台車３６のスライド案内部として、後側三本の直動軸受４１〜４３は後側のボディサイド上部位置決め治具１１用の搬送台車３７のスライド案内部としてそれぞれ機能するようになっている。なお、図１４は基本的に左右対称の配置となっていて、左右の同一相当部分には同一符号を付してあるる。
【００９２】
各直動軸受３８〜４０は、図３３にも示すように断面略Ｉ型状の各ビーム８０〜８２に固定された長尺なガイドレール（ガイドウェイ）８３とこのガイドレール８３にスライド可能に案内支持された複数のスライダ８４とをもって構成されていて、前側三本の直動軸受３８〜４０に付帯するスライダ８４は前側の搬送台車３６（台車フレーム３４）に、後側三本の直動軸受４１〜４３に付帯するスライダ８４は後側の搬送台車３７（台車フレーム３４）にそれぞれ連結してある。そして、中央部の二本の直動軸受４０，４１は前側と後側の搬送台車３６または３７ごとに相互に独立してはいても、前側二本の直動軸受３８，３９のスライダ８４，８４同士および後側二本の直動軸受４２，４３のスライダ８４，８４同士は図３３に示すように連結板８５をもって相互に連結されていて、互いに一体のものとして機能するようになっている。
【００９３】
図３１〜３３は図１４，１５における前側の搬送台車３６の詳細を示しており、ビーム８０の側部に補助レール８６が固定されていて、この補助レール８６の上に前側二本の直動軸受３８，３９のガイドレール８３が固定されている。図３３において、直動軸受３８，３９のスライダ８４，８４同士を連結している連結板８５と台車フレーム３４の前端部との間には、一対のヒンジブラケット８７，８８同士を台車走行方向と平行なヒンジピン８９にて連結してなる複数のヒンジ９０が介装されていて、一方のヒンジブラケット８７は連結板８５に、他方のヒンジブラケット８８は搬送台車３６側の台車フレーム３４にそれぞれ連結されている。これにより、三本の直動軸受３８〜４０をスライド案内部として走行可能な前側の搬送台車３６には、ヒンジピン８９を回転中心とする回転もしくは揺動自由度を持たせてある。
【００９４】
これに対して後側の直動軸受４０側では、搬送台車３６（台車フレーム３４）の後端部との間に複数のフローティング機構９１を介装してある。このフローティング機構９１は、図３４，３５に示すように先端に半球状部９２を有するピン９３を台車フレーム３４側から下方に向けて突設する一方、上記半球状部９２を遊嵌的に収容する半割り状のホルダー９４をベースプレート９５とともに直動軸受４０のスライダ８４に固定したものである。ホルダー９４内部には半球状部９２と球面接触する凹状の球面プレート９５を設けて球面軸受９６とするとともに、同じくホルダー９４内部にはピン９３を下方に付勢する圧縮コイルスプリング９７をワッシャー９８とともに設けて、半球状部９２を球面プレート９５に圧接させている。
【００９５】
これにより、ピン９３は直動軸受４０のスライダ８４に対して上下動可能に弾性支持されながら図３４の矢印Ｄ方向に傾動もしくは揺動変位可能な構造となっており、その結果として、搬送台車３６全体としては少なくとも直動軸受４０側で上下動可能であると同時にヒンジピン８９を回転中心として傾動もしくは揺動変位可能すなわち台車走行方向と直角な平面内で傾動変位可能ないわゆるフローティング可能な構造となっている。なお、ホルダー９４内の圧縮コイルスプリング９７は、上記のようなフローティング自由度を具備させながらもその自由度の中立位置に自律的に復帰させるためのリターンスプリングを兼ねている。
【００９６】
図３３に示す連結板８５の上には台車走行方向に伸びる補助ビーム９９を介して同じく台車走行方向に伸びるラック１００が固定されていて、それに隣接してビーム８０上には前側の搬送台車３６の走行駆動機構１０１が配置されている。この走行駆動機構１０１は、ビーム８０上のブラケット１０２に正逆転可能な駆動モータ１０３を直立姿勢にて搭載するとともに、そのブラケット１０２にモータ回転軸１０４と平行な従動軸１０５を軸受支持させたもので、従動軸１０５の上端にはドリブンプーリ１０６を、従動軸１０５の下端にはラック１００に噛み合うピニオン１０７をそれぞれ装着してある。また、モータ回転軸１０４にはドライブプーリ１０８を装着するとともに、そのドライブプーリ１０８とドリブンプーリ１０６との間にはタイミングベルト１０９を巻き掛けてある。したがって、駆動モータ１０３の起動によりピニオン１０７を定位置にて回転駆動させることでラック１００との噛み合いのために搬送台車３６が所定ストロークＳｔのもとで走行移動することになる。
【００９７】
ここで、このような前側の搬送台車３６に関する直動軸受３８〜４０や台車そのものあるいは走行駆動機構１０１等の構造は図１４，１５示す後側の搬送台車３７についても基本的に同様の構造となっている。
【００９８】
また、各搬送台車３６，３７のスライドストロークが比較的大きいにもかかわらずそのスライド案内機構として上記のような直動軸受（ＬＭガイドもしくはリニアガイド等の名称で一般に市販されているもの）３８〜４３を採用しているのは、直動軸受３８〜４３自体が直線運動を行う移動物体の案内にボールまたはころを用いた直動転がり案内機構であることから、台車走行時の騒音や振動の発生がきわめて少ないだけでなく、摩擦力が小さく且つスティックスリップ現象がないことから、停止位置での正確な位置決めを行える等の特長があるからである。
【００９９】
その一方、上記車体組立装置の特殊性として搬送台車３６，３７の走行方向とリフタ１３，１４の昇降方向とが交差するかたちとなることから、各直動軸受３８〜４３を支えているビーム８０〜８２はその長手方向の両端以外では全く連結されておらず、例えば前側の搬送台車３６についてみれば、前側の二本の直動軸受３８，３９と後側の直動軸受４０におけるガイドレール８４，８４同士は全く連結されることなくその対向間隙は完全なるオープン構造となっている。そのため、直動軸受３８〜４０同士の相対位置精度例えば平行度や平面度が必ずしも十分でない可能性があるものの、上記のように直動軸受３８〜４０に対する搬送台車３６自体の支持形態をいわゆるフローティング構造とすることで直動軸３８〜４０受同士の相対位置誤差を吸収して、搬送台車３６の走行安定性を確保できるようになる。
【０１００】
図３６〜３８には上記前側の搬送台車３６の詳細を示す。図３１，３３のほか図３６〜３８に示すように、搬送台車３６は先に述べたように前側のボディサイド上部位置決め治具１０を位置決め支持するための枠状の二つの台車フレーム３４，３４をスペーサ３５を介して相互に連結したもので、各台車フレーム３４の対向二辺部にはボディサイド上部位置決め治具１０を直接的に位置決め支持するための各一対のトグル式の治具キャッチャー１１０が設けられている。
【０１０１】
治具キャッチャー１１０は、台車フレーム３４上のブラケット１１１にヒンジピン１１２を介して回転可能に支持された治具支持部材としての略ベルクランク状の支持アーム１１３と、同じくブラケット１１１に回転可能に支持された長尺な同期シャフト１１４と、この同期シャフト１１４にキー結合をもって同軸一体に結合されたリンク１１５と、上記支持アーム１１３とリンク１１５とを相互に連結している中間リンク１１６と、図３９に示すように同期シャフト１１４の長手方向両端部にキー結合をもって同軸一体に形成されたカムフォロアレバー１１７と、そのカムフォロアレバー１１７に回転自在に装着されたカムフォロアローラ１１８とをもって形成されている。
【０１０２】
支持アーム１１３の先端には台車フレーム３４側の着座パッド１１９を受容する着座シート１２０が固定されていて、両者の接触によるセルフロケート機能もしくはセンタリング機能をもってボディサイド上部位置決め治具１０の治具本体１６が位置決め支持される。そして、支持アーム１１３は図３８に実線で示す治具位置決め位置Ｙ１と退避位置Ｙ２との間で回転変位するようになっていて、上記のように隣接する治具キャッチャー１１０，１１０同士が単一の同期シャフト１１４を互いに共有しているために、隣接する治具キャッチャー１１０，１１０同士の支持アーム１１３の動きが互いに同期するようになっている。
【０１０３】
ブラケット１１１側の張り出し部１２１とリンク１１５との間には引っ張りコイルスプリング１２２が張設されていて、このコイルスプリング１２２は支持アーム１１３を図３８に示す治具位置決め位置Ｙ１側に向けて常時付勢している。そして、この付勢力のためにカムフォロアレバー１１７に外力が加わらない状態では同図に示すように中間リンク１１６がブラケット１１１の端面のストッパ部１２３に当接していて、リンク１１５と中間リンク１１６とがほぼ一直線状に揃いながら支持アーム１１３は治具位置決め位置Ｙ１で待機していることになる。
【０１０４】
より詳しくは、図３８において、リンク１１５およびカムフォロアレバー１１７の回転中心である同期シャフト１１４の軸心を通る軸線Ｌ１を基準とした場合に、リンク１１５と中間リンク１１６の連結点であるピン１２４および中間リンク１１６と支持アーム１１３の連結点であるピン１２５が共に所定量αだけ軸線Ｌ１よりも支持アーム１１３の回転中心（ピン１１２）寄りに位置していていわゆる死点を越えた状態にあることから、支持アーム１１３に前側のボディサイド上部位置決め治具１０が位置決め載置されてその全重量が作用したとしても、少なくとも支持アーム１１３を退避位置Ｙ２側に回転変位させることは不可能であって、図３８の状態を自己保持するように設定されている。これに対して、図３９に示すように後述するロック機構１３１の操作カム１３４にてカムフォロアローラ１１８付きのカムフォロアレバー１１７を押し下げたときには、図３８に仮想線で示すように支持アーム１１３を退避位置Ｙ２まで回転させてその位置に自己保持することができるようになっている。
【０１０５】
一方、図１４，１５および図３１に示すように入れ替え直前位置Ｑｎの両側にはビーム８０，８２間に跨るようにして補助架台１３０が設けられていて、この補助架台１３０には図３６〜３８に示した治具キャッチャー１１０の支持アーム１１３を治具位置決め位置Ｙ１から退避位置Ｙ２まで退避させてその退避位置Ｙ２にロックするロック機構１３１が個別に設けられている。このロック機構１３１は、図３６，３７に示すようにブラケット１３２にクレビス型の駆動シリンダ１３３を鉛直姿勢にて配置するとともに、その下方に駆動シリンダ１３３のピストンに連結されてそれとともに昇降駆動される略コ字状の操作カム１３４を設けたもので、図３６に示すようにリフタ１３側の治具チェンジャー４４のフック用レール１５２に治具１０側のフック６５が入り込むのと並行して、図３８，３９に示すように各治具キャッチャー１１０におけるカムフォロアレバー１１７の先端のカムフォロアローラ１１８がその操作カム１３４のコ字状空間に入り込むようになっている。そして、後述するように入れ替え直前位置Ｑｎに搬入されたボディサイド上部位置決め治具１０がリフタ１３にて支持されたことを条件に図３８，３９に示すように操作カム１３４を下降させてカムフォロアレバー１１７を押し下げ操作したときには、各治具キャッチャー１１０の支持アーム１１３を治具位置決め位置Ｙ１から退避位置Ｙ２まで退避動作させて、各支持アーム１１３からボディサイド上部位置決め治具１０を解放することが可能となっている。
【０１０６】
なお、上記搬送台車３６およびロック機構１３１等の構造は後側の搬送台車３７に関する部分についても全く同様である。
【０１０７】
図４０〜４３には入れ替え直前位置Ｑｎと作業位置Ｑ１との間で前側のボディサイド上部位置決め治具１０の入れ替えを行う最終入れ替え手段としてのリフタ１３の詳細を示す。すなわち、図４０〜４３は図２，１２および図１６に示すリフタ１３の詳細を示している。
【０１０８】
図４０〜４３に示すように、補助架台１３０にクロスビーム１４０を介して設けられたリフタ１３はその下端に治具グリッパもしくは治具把持手段として機能する略矩形フレーム状の治具チェンジャー４４が一対のガイドポスト１４１と同じく一対のエアシリンダ等のアシストシリンダ１４２を介して昇降可能に吊り下げ支持されている（ただし、図４１では片方のアシストシリンダ１４２のみ図示してある）。そして、搬送台車３６が走行することになる入れ替え待機位置Ｑ１２と入れ替え直前位置Ｑｎとの間での入れ替え作業時には、治具チェンジャー４４は入れ替え直前位置Ｑｎに相当する最上昇位置で待機している。
【０１０９】
各ガイドポスト１４１には長手方向に沿ってラック１４３が固定されていて、このラック１４３に噛み合うピニオン１４４がドライブシャフト１４５上に同軸一体に設けられている。ドライブシャフト１４５は複数の軸受によって回転可能に支持されていて、その一端にはドリブンプーリ１４６が固定されているとともに、駆動モータ１４７のモータ回転軸にもドライブプーリ１４８が固定されていて、それら両プーリ１４８，１４６間にタイミングベルト１４９が巻き掛けられている。これにより、駆動モータ１４７によるピニオン１４４の正逆転駆動とアシストシリンダ１４２の伸縮作動に応じて治具チェンジャー４４が入れ替え直前位置（最上昇位置）Ｑｎと作業位置（最下降位置）Ｑ１との間で昇降動作するようになっている。
【０１１０】
また、治具チェンジャー４４の下面中央部にはカプラ脱着機構１５０に支持された円形のカプラ１５１が設けられているほか、その両側には台車走行方向に沿って比較的長尺なフック用レール１５２が装着されている。カプラ１５１は、先にも述べたように治具チェンジャー４４に支持された前側のボディサイド上部位置決め治具１０におけるロケートピン１７やクランプ装置１８等（図１６，１７参照）のアクチュエータに圧縮空気を供給するためのコネクタのほか、治具本体１６に付帯している各種電子機器に電力を供給したりあるいは各種センサの信号の授受を行うためのコネクタを集約したものであって、図４４〜４６に示すようにカプラ脱着機構１５０の円形のチャック１５３の爪部１５４に直径方向および上下方向に所定の隙間を持たせた状態でいわゆるフローティング可能にもしくはフローティング自由度を持たせた状態で装着されている。
【０１１１】
カプラ脱着機構１５０は、治具チェンジャー４４上のアーチ状のフレーム１５５にガイドロッド１５６付きの脱着シリンダ１５７を装着するとともに、それらのピストンロッド１５８およびガイドロッド１５６の先端にチャック１５３を連結したものである。そして、図４０，４１に示すように入れ替え直前位置Ｑｎに搬送台車１０上のボディサイド上部位置決め治具（作業位置Ｑ１に投入されるべきボディサイド上部位置決め治具）１０が正しく位置決めされた状態、すなわち同図に示すように治具チェンジャー４４側のフック用レール１５２にボディサイド上部位置決め治具１０側のフック６５が案内支持された状態でチャック１５３を下降させると、ボディサイド上部位置決め治具１０側のカプラ６４と治具チェンジャー４４側のカプラ１５１とがカプラ合わせ面６６をもって結合される。これにより、先に述べた給電系および空圧供給系等のコネクタ同士が互いに嵌合結合されて治具１０側で必要とする電力や圧縮空気の供給ができるようになっている。なお、図４４に示すように治具チェンジャー４４側のフック用レール１５２に治具１０側のフック６５が案内支持された状態であっても、先に述べた搬送台車３６側の治具キャッチャー１１０がボディサイド上部位置決め治具１０を解放しないかぎりはフック用レール１５２とフック６５との間には上下および左右方向に所定の遊びが確保されている。
【０１１２】
この後、図３６，４０に示したロック機構１３１が作動してそれぞれの治具キャッチャー１１０の支持アーム１１３（図３８参照）を退避位置Ｙ２まで回転させてロックすると、この時点で初めてボディサイド上部位置決め治具１０が治具キャッチャー１１０から解放されて治具チェンジャー４４側のフック用レール１５２とフック６５との係合のみによって支持された状態となる。そして、リフタ１３の治具チェンジャー４４が所定ストロークだけ下降すると、図４０，４１に示したように架台３１上の作業位置Ｑ１にあるロケートピン４６に対して治具本体１６側の四隅のロケートスリーブ４７が嵌合して、このロケートピン４６を基準としてボディサイド上部位置決め治具１０が作業位置Ｑ１に位置決めされることになる。
【０１１３】
この時、図４４に示したようにロケートピン４６を基準としてボディサイド上部位置決め治具１０が作業位置Ｑ１に位置決めされたとしてもフック用レール１５２とフック６５とは係合したままではあるものの、そのフック用レール１５２とフック６５との間に所定の隙間が確保されていわゆる浮動状態となるように予め設定してあるため、ボディサイド上部位置決め治具１０がリフタ１３の精度の影響を受けることがなく、ロケートピン４６を基準として作業位置Ｑ１に機械的に正確に位置決めされることになる。
【０１１４】
なお、以上のような前側のリフタ１３の構造は後側のリフタ１４についても同様である。
【０１１５】
以上のように構成された車体組立装置によれば、図７，８に示したパレットＰに位置決め支持された仮組み状態のボディメインＢｍがそのパレットＰとともに前工程からボディメイン仮打ち工程Ｓに搬入されてくると、最初にパレット位置決め装置１が作動して、そのパレットＰを位置決めする。パレットＰが位置決めされると、そのパレットＰに付帯しているクランプ装置４等によるボディメインＢｍのクランプ状態が解除される。
【０１１６】
続いて、パレット位置決め装置１の両側で待機している複数のフロアメイン用の三次元汎用ロケート治具５（図９参照）が作動して、そのロケートピンユニット７にてフロアメインＦｍを支持部としてボディメインＢｍ全体をリフトアップしながら所定高さ位置に位置決め支持する。これにより、ボディメインＢｍはパレットＰから一旦切り離される。そして、各三次元汎用ロケート治具５は上記ロケートピンユニット７に内蔵されているクランプ機能を使ってボディメインＢｍをクランプする。
【０１１７】
さらに、ボディサイド用の左右の三次元汎用ロケート治具８が作動して、複数のゲージやクランプ装置によりボディサイドＢｓの下部そのものを位置決めしながらそのボディサイドＢｓの下部とフロアメインＦｍとの相対位置決めを行う。
【０１１８】
同時に、作業位置Ｑ１に位置している前後二つのボディサイド上部位置決め用治具１０，１１が作動して、図１６，１７および図２６，２７に示したように治具１０，１１に付帯している複数のロケートピン１７，４９やクランプ装置１８，２０，５０によりボディサイドＢｓの上部そのものを位置決めしながらそのボディサイドＢｓの上部と複数のルーフレールＲ等との相対位置決めを行う。
【０１１９】
ここで、前後二つのボディサイド上部位置決め用治具１０，１１による位置決め作業が行われている過程では、先に述べたように前後のストレージエリアＷとしての治具受け台２３または２４と入れ替え待機位置Ｑ１２またはＱ２２との間で、使用済みのボディサイド上部位置決め用治具１０，１１および次に使用するボディサイド上部位置決め用治具１０，１１との入れ替えが行われる。
【０１２０】
こうして、フロアメインＦｍや左右のボディサイドＢｓを主要素とするボディメイン構成要素相互間の相対位置決めが完了すると、上記ボディサイド用の三次元汎用ロケート治具８の外側で待機している複数の溶接ロボット９が作動して、それらの三次元汎用ロケート治具８，８の間からロボットアーム先端のスポット溶接ガンをボディサイドＢｓ側にアプローチして、ボディメイン構成要素同士の接合部にいわゆる仮打ちとして必要数のスポット溶接を施す。必要数のスポット溶接が完了すれば、ボディメインＢｍとしての一応の精度は確定したことになる。
【０１２１】
仮打ちとしての必要数のスポット溶接が完了すると、前後二つのボディサイド上部位置決め用治具１０，１１やボディサイド用の三次元汎用ロケート治具８がそれぞれボディメインＢｍを開放して退避動作する一方、それに続いてフロアメイン用の三次元汎用ロケート治具５が先ずアンクランプ状態となり、さらに低速でボディメインＢｍを下降させることでそのボディメインＢｍが再びその下方で待機しているパレットＰに移載されて位置決めされる。仮打ち後のボディメインＢｍがパレットＰに移載されると、そのパレットＰ側のクランプ装置等が作動して、ボディメインＢｍを再び位置決めクランプ状態とする。
【０１２２】
ボディメインＢｍがパレットＰに位置決めクランプされると、そのパレットＰは従来と同様に後工程の増打ち工程に搬送される。増打ち工程では、ボディメインＢｍを位置決め支持しているパレットＰを上記と同様のパレット位置決め装置にて位置決めし、ボディメインＢｍをパレットＰから切り離すことなくそのままの状態で溶接ロボットにて増打ちとして必要数のスポット溶接を施すことになる。なお、この増打ち作業は周知のように打点数が多いために、通常は数工程に分けて行われる。
【０１２３】
このように増打ち工程では、ボディメインＢｍをパレットＰから切り離すことなく溶接作業を行うために、上記ボディメイン仮打ち工程Ｓのように高機能な三次元汎用ロケート装置を付帯させる必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態としてボディメイン仮打打ち工程の全体構成を示す斜視図。
【図２】図１に示すボディメイン仮打打ち工程の構成を示す右側面説明図。
【図３】同じく図１に示すボディメイン仮打ち工程の平面説明図。
【図４】同じくボディメイン仮打ち工程の正面説明図。
【図５】図１に示すボディメイン仮打ち工程の要部拡大斜視図。
【図６】本発明の組み立て方法の基本概念を示す分解斜視図。
【図７】ボディメイン搬送用のパレットの側面図。
【図８】図７の正面図。
【図９】フロアメイン位置決め用の三次元汎用ロケート治具の概略構成を示す斜視図。
【図１０】図１，２におけるボディサイド上部位置決め治具の入れ替えに関与する部分を模式化した概略平面説明図。
【図１１】図１の要部平面図。
【図１２】図１１の右側面図。
【図１３】図１１の正面図。
【図１４】図１１の要部拡大図。
【図１５】図１４の左側面説明図。
【図１６】前側のボディサイド上部位置決め用治具の詳細を示す側面説明図。
【図１７】同じく前側のボディサイド上部位置決め用治具の正面説明図。
【図１８】図１６に示すロケートピンユニットの詳細を示す拡大図。
【図１９】図１８の側面図。
【図２０】図１６に示すクランプ装置の拡大図。
【図２１】図２０の側面図。
【図２２】図２１の平面図。
【図２３】図１６に示す別のクランプ装置の拡大図。
【図２４】図２３の側面図。
【図２５】図２４の平面図。
【図２６】後側のボディサイド上部位置決め用治具の詳細を示す側面説明図。
【図２７】同じく後側のボディサイド上部位置決め用治具の正面説明図。
【図２８】図２６に示すクランプ装置の拡大図。
【図２９】図２８のＦ方向矢視図。
【図３０】図２８の平面図。
【図３１】図１４の要部拡大図。
【図３２】図３１の左側面図。
【図３３】図３１のＭ−Ｍ線に沿う拡大断面図。
【図３４】図３３に示すフローティング機構の拡大断面図。
【図３５】図３４の平面説明図。
【図３６】図３１のＮ−Ｎ線に沿う拡大断面図。
【図３７】図３６の平面図。
【図３８】図３６，３７に示す治具キャッチャーの拡大側面図。
【図３９】図３８の要部説明図。
【図４０】図１２に示す前側のリフタの拡大図。
【図４１】図４０の側面図。
【図４２】図４１の平面図。
【図４３】図４０のＪ−Ｊ線に沿う矢視図。
【図４４】図４０に示す治具チェンジャーの要部拡大図。
【図４５】図４４の側面図。
【図４６】図４４の平面図。
【符号の説明】
５…フロアメイン位置決め用の三次元汎用ロケート治具
８…ボディサイド下部位置決め用の三次元汎用ロケート治具
９…溶接ロボット
１０…前側のボディサイド上部位置決め治具
１１…後側のボディサイド上部位置決め治具
１３，１４…リフタ（治具入れ替え手段，最終入れ替え手段）
２３，２４…治具受け台
２５，２６…入れ替えロボット（治具入れ替え手段，一次入れ替え手段）
３２，３３…台車スライド装置（治具入れ替え手段，二次入れ替え手段）
３４…台車フレーム（治具搭載エリア）
３６，３７…搬送台車
３８〜４３…直動軸受
４４，４５…治具チェンジャー（治具把持手段）
４６…ロケートピン（基準部材）
４７…ロケートスリーブ
６４…治具側のカプラ
６５…フック
６６…カプラ合わせ面
８３…ガイドレール
８４…スライダ
８９…ヒンジピン
９０…ヒンジ
９１…フローティング機構
９６…球面軸受
９７…圧縮コイルスプリング
１１０…治具キャッチャー
１１３…支持アーム（治具支持部材）
１３１…ロック機構
１５０…カプラ脱着機構
１５１…治具チェンジャー側のカプラ
１５２…フック用レール
Ｂｍ…ボディメイン
Ｂｓ…ボディサイド（ボディメイン構成要素）
Ｆｍ…フロアメイン（ボディメイン構成要素）
Ｐ…パレット
Ｑ１…作業位置
Ｑ１２，Ｑ２２…入れ替え待機位置
Ｑｎ…入れ替え直前位置
Ｒ…ルーフレール（ボディメイン構成要素）
Ｗ…ストレージエリア
Ｙ１…治具位置決め位置
Ｙ２…退避位置
【図１】
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【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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