(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤となるロケートベースに対して治具ベースをＸＹＺ方向に調整する第１調整手段によりワークの架空点のＸＹＺ軸方向の位置決めを行うと共に第１調整手段による調整位置を固定するステップと、
前記治具ベースに対してワークの架空点からＺ軸方向に延びた垂線上に配置したＺ軸回りに第１回動部材の回動位置を調整する第２調整手段によりワークのＺ軸回りの回動位置の位置決めを行うと共に第２調整手段による調整位置を確定するステップと、
前記第１回動部材に対してワークの架空点から水平方向に延びた水平線上に配置した水平軸回りに第２回動部材の回動位置を調整する第３調整手段によりワークの水平軸回りの回動位置の位置決めを行うと共に第３調整手段による調整位置を確定するステップと、を有することを特徴とする位置決め方法。
【請求項２】
ワークを保持するワーク保持部材と、
定盤となるロケートベースに対してワーク保持治具の治具ベースをＸＹＺ方向にシム調整することでＸＹＺ軸方向の位置決めを行う第１調整手段と、
前記治具ベースと治具ベース上にワーク保持部材の架空点からＺ軸方向に延びた垂線上に配置したＺ軸回りに回動可能に配置した第１回動部材、前記第１回動部材に当接してそのＺ軸回りの回動位置を調整する治具ベース上に配置した第１シム調整機構、前記第１回動部材を前記第１シム調整機構に当接するよう押圧付勢する第１ロックボルトからなる第２調整手段と、
前記第１回動部材と第１回動部材上のワーク保持部材の架空点から水平方向に延びた線上に貫通した水平軸により回動可能に配置され、ワーク保持部材を備えた第２回動部材、前記第２回動部材に当接してその水平軸回りの回動位置を調整する第２シム調整機構、前記第２回動部材を前記第２シム調整機構に当接するよう押圧付勢する第２ロックボルトとからなる第３調整手段とから構成したことを特徴とする位置決め治具。
【請求項３】
前記第１、第２シム調整機構は、複数のシムにより位置調整される第１、第２回動部材への当接部に円柱部材を介して前記第１、第２回動部材に当接することを特徴とする請求項２に記載の位置決め治具。
【請求項４】
前記第２調整手段の第１シム調整機構と第１ロックボルトは治具ベース上に配置され、
前記第３調整手段の第２シム調整機構と第２ロックボルトは第１回動部材上に配置されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の位置決め治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接されるワークの位置決め治具に関し、特に、溶接歪みを伴うワークの位置決めに好適な位置決め治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からパネル同士のワークをアーク溶接等により固定する場合に、溶接される両ワークに溶接歪みを伴い、意図した位置および姿勢で取付けえないことはよく知られている。
【０００３】
このため、溶接しようとするワークの位置決め位置および位置決め角度を、溶接歪みに対応して、位置決め治具により修正しワークが意図した位置と姿勢で取付けられるようにしている。
【０００４】
前記位置決め治具は、定盤となるロケートベース上に二本のＸ軸用ロケートピンと二本のＹ軸用ロケートピンを各々のピンで形成するロケート面が互に直角となるよう立設し、このロケートベース上に前記ワークの保持部分を備えた治具のＸ軸位置決め面、Ｙ軸位置決め面、および、Ｚ軸位置決め面をもつ治具ベースを載置して位置調整される。
【０００５】
なお、前記Ｘ軸、および、Ｙ軸とは、通常水平面内において基準となる互に直交した軸であり、Ｚ軸とは通常ＸＹ軸と直交する方向の基準となる軸である。
【０００６】
即ち、ワークのＸＹＺ軸方向の位置は、ロケートベース上の二本のＸ軸用ロケートピン、二本のＹ軸用ロケートピン、および、Ｚ軸用ロケートベース面と治具ベースのＸ軸位置決め面、Ｙ軸位置決め面、および、Ｚ軸位置決め面との間に夫々調整シムを挟み込むことで調整可能としている。
【０００７】
また、ワークのＸ−Ｙ面内（水平面内）の回転位置（角度方向）は、ロケートベース上のＸ軸用ロケートピン、Ｙ軸用ロケートピンの内のパネル部材を回転させようとする側に位置する片側のＸ軸用ロケートピン、および、Ｙ軸用ロケートピンと治具ベースのＸ軸位置決め面、および、Ｙ軸位置決め面との間に、夫々片側用調整シムを追加することで調整可能としている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の位置決め治具では、ワークのＸ−Ｙ面内の回転位置（角度方向）を調整する際にワークを回転させようとする側に位置する片側のＸ軸用ロケートピン、および、Ｙ軸用ロケートピンと治具ベースのＸ軸位置決め面、および、Ｙ軸位置決め面との間に、夫々片側調整シムを追加するものであるため、治具ベースおよびワークの回転位置（角度方向）の調整に連れＸＹ軸方向の位置が当初の位置決め位置からずれを生じ、このずれを補正すべく、再度Ｘ軸用調整シムとＹ軸用調整シムの増減調整を行う必要があり、煩雑な作業であった。
【０００９】
また、Ｘ−Ｙ面内の回転位置は上記の如く調整可能なものの、Ｚ−Ｘ面内（部材の溶接面内）での回転位置は、治具ベースとロケートベースとの平行状態を変更するものであり、オフセット位置に保持したワークのＸ軸位置、Ｙ軸位置がずれてしまうため、調整が実質的に行えないものであった。
【００１０】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、ワークの回転位置（角度方向）調整に好適な位置決め治具を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、位置決め方法に係り、定盤となるロケートベースに対して治具ベースをＸＹＺ方向に調整する第１調整手段によりワークの架空点のＸＹＺ軸方向の位置決めを行うと共に第１調整手段による調整位置を固定するステップと、前記治具ベースに対してワークの架空点からＺ軸方向に延びた垂線上に配置したＺ軸回りに第１回動部材の回動位置を調整する第２調整手段によりワークのＺ軸回りの回動位置の位置決めを行うと共に第２調整手段による調整位置を確定するステップと、前記第１回動部材に対してワークの架空点から水平方向に延びた水平線上に配置した水平軸回りに第２回動部材の回動位置を調整する第３調整手段によりワークの水平軸回りの回動位置の位置決めを行うと共に第３調整手段による調整位置を確定するステップと、を有することを特徴とする。
【００１２】
第２の発明は、ワークを保持するワーク保持部材と、定盤となるロケートベースに対してワーク保持治具の治具ベースをＸＹＺ方向にシム調整することでＸＹＺ軸方向の位置決めを行う第１調整手段と、前記治具ベースと治具ベース上にワーク保持部材の架空点からＺ軸方向に延びた垂線上に配置したＺ軸回りに回動可能に配置した第１回動部材、前記第１回動部材に当接してそのＺ軸回りの回動位置を調整する治具ベース上に配置した第１シム調整機構、前記第１回動部材を前記第１シム調整機構に当接するよう押圧付勢する第１ロックボルトからなる第２調整手段と、前記第１回動部材と第１回動部材上のワーク保持部材の架空点から水平方向に延びた線上に貫通した軸により回動可能に配置され、ワーク保持部材を備えた第２回動部材、前記第２回動部材に当接してその軸回りの回動位置を調整する第２シム調整機構、前記第２回動部材を前記第２シム調整機構に当接するよう押圧付勢する第２ロックボルトとからなる第３調整手段とから構成したことを特徴とする。
【００１３】
第３の発明は、第２の発明において、前記第１、第２シム調整機構は、複数のシムにより位置調整される第１、第２回動部材への当接部に円柱部材を介して前記第１、第２回動部材に当接することを特徴とする。
【００１４】
第４の発明は、第２または第３の発明において、前記第２調整手段の第１シム調整機構と第１ロックボルトは治具ベース上に配置され、前記第３調整手段の第２シム調整機構と第２ロックボルトは第１回動部材上に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の効果】
したがって、第１および第２の発明では、ワークおよびワーク保持部は、第１調整手段によりＸＹＺ軸方向の位置決めが行われ、第１回動部材、第１シム調整機構、および、第１ロックボルトよりなる第２調整手段によりＺ軸回りの回動位置が調整され、第２回動部材、第２シム調整機構、および、第２ロックボルトよりなる第３調整手段により水平軸回りの回動位置が調整されるため、これらの調整手段によりワーク保持部の位置を微調整することが容易となる。
しかも、第１調整手段によるＸＹＺ方向の修正によっても、第２、３調整手段で位置決めしたＺ軸回りの回動位置、Ｘ軸回りの回動位置が変更されることがなく、また、Ｚ軸回り、Ｘ軸回りの回動位置の調整中において、ワークのＸＹＺ方向の位置は、第２、３調整手段が、第１調整手段と独立しているため、互に調整位置を移動させることはなく、個々に微調整可能である。
【００１６】
第３の発明では、第２の発明の効果に加えて、第１、第２シム調整機構の第１、第２回動部材への当接部が円柱状部材で形成されているため、従来の面接触式の回動位置調整に対して調整位置決め精度が高くできる。
【００１７】
第４の発明では、第２または第３の発明の効果に加えて、第２調整手段の第１シム調整機構と第１ロックボルトは治具ベース上に配置され、前記第３調整手段の第２シム調整機構と第２ロックボルトは第１回動部材上に配置されているため、第１〜３調整手段は、いずれも他と独立して調整できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１〜３は、本発明を適用可能な位置決め治具の一例を示し、ロケートベース１上で治具ベース２のＸＹＺ軸方向の位置調整を行う第１調整手段３、前記治具ベース２上でＺ軸回りに回動可能に配置した第１回動部材４の回動角度を調整する第２調整手段５、および、前記第１回動部材４上でＸ軸回り回動可能に配置した第２回動部材６の回動角度を調整する第３調整手段７からなる各調整手段を介して第２回動部材６上に固定したワーク保持部材８を位置決めするよう構成している。
【００２０】
前記のＸ軸、および、Ｙ軸とは、通常水平面内において基準となる互に直交した軸であり、Ｚ軸とは通常ＸＹ軸と直交する方向の基準となる軸をいい、車両では、車両の、左右方向がＸ軸、前後方向がＹ軸、上下方向がＺ軸となる。
【００２１】
前記第１調整手段３は、定盤となるロケートベース１上に二本のＸ軸用ロケートピン１０Ａ、１０Ｂと二本のＹ軸用ロケートピン１１Ａ、１１Ｂを、各々のピンで形成するロケート面が直角となるよう立設し、このロケートベース１上にＸ軸位置決め面１２、Ｙ軸位置決め面１３、および、Ｚ軸位置決め面１４を備えた治具ベース２を載置している。
【００２２】
前記治具ベー２のＸＹＺ軸方向の位置は、ロケートベース１上の二本のＸ軸用ロケートピン１０Ａ、１０Ｂ、二本のＹ軸用ロケートピン１１Ａ、１１Ｂ、および、Ｚ軸用ロケートベース面１Ａと治具ベース２のＸ軸位置決め面１２、Ｙ軸位置決め面１３、および、Ｚ軸位置決め面１４との間に夫々調整シム１５を挟み込むことで調整可能とし、位置決め後に図示しない固定手段で調整量が変化しないよう固定される。
【００２３】
前記治具ベース２のロケートベース１に接触するＺ軸位置決め面（下面）１４は、後述する軸Ａの端部が突出するため、図示のごとく、軸Ａの取付け面を窪ませるか、若しくは、図示しないが、Ｚ軸位置決め面１４に軸Ａ突出分のシムを予め挟むようにしてもよい。
【００２４】
第２調整手段５は、治具ベース２上にワーク保持部材８の角度中心の架空点ＳからＺ軸方向に延びた垂線上に立設したＺ軸方向の軸Ａに回動可能に配置した第１回動部材４の治具ベース２に対するＺ軸回りの回動位置を調整する。
【００２５】
第１回動部材４は、治具ベース２上に位置する水平部４Ａとこの水平部４Ａと直交する垂直部４ＢとからＬ字状をなし、水平部４Ａが軸Ａに支持され、治具ベース２上に配置した第１シム調整機構１６、および、第１ロックボルト１７の先端が前記水平部４Ａの対向した端面に当接している。
【００２６】
前記第１シム調整機構１６は、治具ベース２上に設けたフランジ１７に配置され、図４に示すように、第１回動部材４の水平部４Ａの端面に当接する当接部１８、複数枚のシム１９、および、これら当接部１８、および、シム１９を治具ベース２のフランジ１７を貫通したボルト２０により構成される。
【００２７】
なお、図４は第３調整手段７の第２シム調整機構２７について図示したものであり、第１シム調整機構１６は図示状態から９０度回転させて、図１、２に示すように、二本のボルト２０で固定される当接部１８、および、シム１９が上下方向に横長となるよう配置されるものである。
【００２８】
ここでは、括弧内に第１シム調整機構１６に対応する符号を、また、括弧外に第２シム調整機構２７に対応した符号を夫々付している。
【００２９】
前記当接部１８にはねじ穴１８Ａが形成され、複数枚のシム１９にはボルト貫通穴１９Ａが形成され、シム１９の枚数を増減することで当接部１８の位置を変更可能とし、ボルト２０を締め付けることでシム１９間の隙間をなくしてシム厚に対応した位置に当接部１８が位置するようにしている。
【００３０】
前記当接部１８は、円柱部材１８Ｂとプレート部材１８Ｃとを溶接等で一体化して形成され、円柱部材１８ＢはＺ軸（上下）方向に配置され、シム厚の増減により第１回動部材４がＺ軸回りの回動位置を変更しても水平部４Ａの端面が円柱部材１８Ｂと常に線接触にて当接するようにしている。
【００３１】
前記第１ロックボルト２１は、第１回動部材４の水平部４Ａの端面を第１シム調整機構１６の当接部１８に当接させて離れることを防止し、第１回動部材４のＺ軸回りの回動位置を確定するものである。
【００３２】
前記第１ロックボルト２１は、治具ベース２上の端部に設けたフランジ２２にねじ係合したボルト２３とボルト２３の弛みを防ぐロックナット２４とから構成され、ボルト２３の先端を第１回動部材４の水平部４Ａの端面に当接させ、当接状態でロックナット２４によりゆるみ止めが行われる。
【００３３】
前記第１ロックボルト２１は、第１シム調整機構１６のシム調整に先立ち、第１回動部材４の回動位置を変更可能にロックナット２４およびボルト２３が緩められ、このシム調整の完了後に、再び第１回動部材４の水平部４Ａを第１シム調整機構１６に向けて押し付ける。
【００３４】
前記第３調整手段７は、前記第１回動部材４の垂直部４Ｂ上にワーク保持部材８の角度中心の架空点ＳからＸ軸方向に延びた水平線上に貫通したＸ軸方向の軸Ｂにより回動可能に配置した第２回動部材６の前記第１回動部材４の垂直部４Ｂに対するＸ軸回りの回動位置を調整する。
【００３５】
前記第２回動部材６は、前記第１回動部材４の垂直部４Ｂに沿う垂直部６Ｂと垂直部６Ｂの下端で水平方向に折り曲げられた水平部６Ａとを備えて全体としてＬ字状に形成され、前記軸Ｂの延長上に角度中心の架空点Ｓがあるようワーク保持部８を一体に備えている。
【００３６】
前記第２回動部材６の垂直部６Ｂの下端部に、第１回動部材４の水平部４Ａ上のフランジ２６に配置された第２シム調整機構２７、および、第１回動部材４の水平部４Ａに配置された第２ロックボルト２８の先端が対向した端面位置において当接している。
【００３７】
前記第２シム調整機構２７は、前記第１シム調整機構１６と同様に、図４に示すように、円柱部材２９Ｂとねじ穴２９Ａを備えたプレート２９Ｃとを一体とした当接部２９、ボルト貫通穴３０Ａがある複数枚のシム３０、第１回動部材４のフランジ２６およびシム３０を貫通して当接部２９にねじ込まれる固定ボルト３１から構成している。
【００３８】
前記第２シム調整機構２７の当接部２９は、図５に示すように、第２回動部材６の垂直部６Ｂの端面に当接し、当接部２９の円柱部材２９Ｂは第２回動部材６の回動位置が図５（Ａ）のように垂直に近い回動位置にあっても、また、図５（Ｂ）のようにシム３０の厚さを減少させる回動位置に変化しても、常に線接触にて当接可能となるよう円柱部材２９Ｂは水平方向に配置されている。
【００３９】
前記第２ロックボルト２８は、第２回動部材６の垂直部６Ｂの端面を第２シム調整部材２７の当接部２９に当接させて離れることを防止し、第２回動部材６のＸ軸回りの回動位置を確定するものである。
【００４０】
前記第２ロックボルト２８は、第１回動部材４の水平部４Ａの端部に設けたフランジ３２にねじ係合したボルト３３とボルト３３の弛みを防ぐロックナット３４とから構成され、ボルト３３の先端を第２回動部材６の垂直部６Ｂの端面に当接させ、当接状態でロックナット３４によりゆるみ止めが行われる。
【００４１】
前記第２ロックボルト２８は、第２シム調整機構２７のシム調整に先立ち、第２回動部材６の回動位置を変更可能にロックナット３４およびボルト３３が緩められ、このシム調整の完了後に、再び第２回動部材６の垂直部６Ｂを第２シム調整機構２７に向けて押し付ける。
【００４２】
次に本位置決め治具の作用について、図６に基づき説明する。
【００４３】
図６は、図示しない位置決め治具により位置決めされた構造物、例えば、サスペンションメンバＭの一部分を示し、その中途部に、取付けるワークＷとしてのサスペンションアーム取付け用のブラケットＢＲを、簡略図示した位置決め治具により位置決めしつつ、その状態で溶接固定する説明図である。
【００４４】
溶接するブラケットＢＲは、ロケートベース１に対する治具ベース２の位置を調整する第１調整手段３により架空点のＸＹＺ座標が調整され、図示しない第２調整手段５により第１回動部材４の軸Ａ（Ｚ軸）回りの回動位置が調整され、図示しない第３調整手段７により軸Ｂ（Ｘ軸）回りの回動位置が調整され、サスペンションメンバに溶接される。
【００４５】
溶接されたブラケットＢＲは、その架空点ＳのサスペンションメンバＭの測定基準ＭＳに対する、車幅方向寸法ＬＸ、車両前後方向寸法ＬＹ、車両上下方向寸法ＬＺ（図示されていない）が夫々三次元測定される。
【００４６】
これらの計測寸法は設定されている車幅方向寸法、前後方向寸法、上下方向寸法と比較され、設定された車幅方向寸法（Ｘ方向）、前後方向寸法（Ｙ方向）、上下方向寸法（Ｚ方向）になるよう差異を解消する方向にブラケットＢＲの位置決め位置を修正される。
【００４７】
上記ブラケットＢＲの位置決め位置のＸＹＺ方向の修正は、第１調整手段３により行われ、この修正によっても第２、３調整手段５、７で位置決めしたＡ軸（Ｚ軸）回りの回動位置、Ｂ軸（Ｘ軸）回りの回動位置が変更されることはない。
【００４８】
上記ブラケットＢＲのＡ軸（Ｚ軸）回りの回動位置の修正は、第２調整手段５のロックボルト２１を弛め、第１シム調整機構１６のシム厚を増減し、ボルト２０を締め付けると共に、ロックボルト２１により第１回動部材４の水平部４Ａの端面を第１シム調整機構１６に当接させることで調整される。
【００４９】
また、上記ブラケットＢＲの位置決め位置のＢ軸（Ｘ軸）回りの回動位置の修正は、第３調整手段７のロックボルト２８を弛め、第２シム調整機構２７のシム厚を増減し、ボルト３１で締め付けると共に、ロックボルト２８により第２回動部材６の垂直部６Ｂの端面を第２シム調整機構２７に当接させることで調整される。
【００５０】
これら、Ａ軸（Ｚ軸）回り、Ｂ軸（Ｘ軸）回りの回動位置の調整中において、ブラケットＢＲのＸＹＺ方向の位置は、第２、３調整手段５、７が、第１調整手段３と独立しているため、互に調整位置を移動させることはない。
【００５１】
ブラケットＢＲの位置の修正後、ブラケットＢＲをサスペンションメンバＭに溶接固定し、固定後のブラケットＢＲの架空点ＳのサスペンションメンバＭの測定基準点ＭＳからのＸＹＺ寸法が三次元計測され、設定されたＸＹＺ寸法と比較される。
【００５２】
比較の結果、ブラケットＢＲの位置の修正を必要としない場合には、次回からのブラケットＢＲの溶接に先立つ修正はなく、サスペンションメンバＭをセットし、ワーク保持部８にブラケットＢＲをセットして、溶接固定が実施される。
【００５３】
比較の結果、ブラケットＢＲの位置の更なる修正が必要な場合には、上記した手順で修正された後、溶接固定が実施される。
【００５４】
本実施の態様においては、以下に記載する効果を奏することができる。即ち、ワーク保持部８は、第１調整手段３によりＸＹＺ軸方向の位置決めが行われ、第１回動部材４、第１シム調整機構１６、および、第１ロックボルト２１よりなる第２調整手段５によりＡ軸（Ｚ軸）回りの回動位置が調整され、第２回動部材６、第２シム調整機構２７、および、第２ロックボルト２８よりなる第３調整手段７により水平方向のＢ軸（Ｘ軸）回りの回動位置が調整されるため、これらの調整手段によりワーク保持部８の位置を微調整できる。
【００５５】
また、第１、第２シム調整機構１６、２７の第１、第２回動部材４、６への当接部が円柱部材１８Ｂ、２９Ｂで形成されているため、従来の面接触式の回動位置調整に対して調整位置決め精度が高くできる。
【００５６】
しかも、第２調整手段５の第１シム調整機構１６と第１ロックボルト２１は治具ベース２上に配置され、前記第３調整手段７の第２シム調整機構２７と第２ロックボルト２８は第１回動部材４上に配置されているため、第１〜３調整手段は、いずれも他と独立して調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す位置決め治具の正面図。
【図２】同じく位置決め治具の平面図。
【図３】同じく図２のIII−III断面図。
【図４】位置決め治具のシム調整機構の分解斜視図。
【図５】位置決め治具の当接状態をシム厚が大きい場合（Ａ）と小さい場合（Ｂ）とを示す状態図。
【図６】位置決め治具の使用状態の一例を示す概念図。
【符号の説明】
１  ロケートベース
２  治具ベース（第１調整手段）
３  第１調整手段
４  第１回動部材（第２調整手段）
５  第２調整手段
６  第２回動部材（第３調整手段）
７  第３調整手段
８  ワーク保持部
１０Ａ、１０Ｂ  Ｘ軸用ロケートピン（第１調整手段）
１１Ａ、１１Ｂ  Ｙ軸用ロケートピン（第１調整手段）
１２  Ｘ軸位置決め面（第１調整手段）
１３  Ｙ軸位置決め面（第１調整手段）
１４  Ｚ軸位置決め面（第１調整手段）
１５  調整シム（第１調整手段）
１６  第１シム調整機構（第２調整手段）
２１  第１ロックボルト（第２調整手段）
２７  第２シム調整機構（第３調整手段）
２８  第２ロックボルト（第３調整手段）
【図１】
0003812376.tif 000002
【図２】
0003812376.tif 000003
【図３】
0003812376.tif 000004
【図４】
0003812376.tif 000005
【図５】
0003812376.tif 000006
【図６】
0003812376.tif 000007