(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のボデーにヒンジを介して可動部材を開閉可能に取付けるに際し、ボデーに予め取り付けたヒンジのうち、可動側のヒンジ部材を、当該ヒンジ部材および可動部材のそれぞれに設けた取付け孔に締結部材を嵌合して、可動部材に固定する装置であって、
可動部材を支持しつつ可動部材をロックおよびアンロックする支持機構と、
上記可動側のヒンジ部材および可動部材の各取付け孔に対して挿脱可能のガイドピンと、
上記可動側のヒンジ部材および可動部材の各取付け孔に締結部材を嵌合固定する固定機構とを備え、
上記支持機構のアンロック状態下で、ガイドピンを上記各取付け孔に挿入して可動部材の位置修正を行い、次いで支持機構をロック状態に切替えてから、ガイドピンを各取付け孔から抜き取り、その後、固定機構によって各取付け孔に締結部材を嵌合固定することを特徴とする可動部材の取付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のボデーにヒンジを介してドアパネル等の可動部材を開閉可能に取付けるための取付け装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の組立ラインにおいては、ボデーにヒンジを介してドアパネルを取付ける際に、ボデー側のピラー等に予めヒンジの全体を装着しておき、これをドアパネルの組付け工程に搬送してヒンジのうちの可動側ヒンジ部材をドアパネルにボルト止めする場合がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の工程では、ヒンジ部材をドアパネルにボルト止めする際に、ドアパネルを所定位置に保持し、ボルトとボルト孔の心合わせを行った上でボルトの締め付けを行う必要がある。従来では、作業者の手でドアパネルを支持し、心合わせも作業者がドアパネルの位置や姿勢を修正することで行っているが、ドアパネルはかなり重いため（１０〜１７ｋｇ程度）、これら作業中の作業者の負担はかなり大きいものになっていた。
【０００４】
そこで、本発明は、ドアパネル等の可動部材をボデーに取付ける際の作業者の負担を軽減することのできる可動部材の取付け装置および取付け方法の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的の達成のため、本発明にかかる可動部材の取付け装置は、車両のボデーにヒンジを介して可動部材を開閉可能に取付けるに際し、ボデーに予め取り付けたヒンジのうち、可動側のヒンジ部材を、当該ヒンジ部材および可動部材のそれぞれに設けた取付け孔に締結部材を嵌合して、可動部材に固定する装置であって、可動部材を支持しつつ可動部材をロックおよびアンロックする支持機構と、上記可動側のヒンジ部材および可動部材の各取付け孔に対して挿脱可能のガイドピンと、上記可動側のヒンジ部材および可動部材の各取付け孔に締結部材を嵌合固定する固定機構とを備え、上記支持機構のアンロック状態下で、ガイドピンを上記各取付け孔に挿入して可動部材の位置修正を行い、次いで支持機構をロック状態に切替えてから、ガイドピンを各取付け孔から抜き取り、その後、固定機構によって各取付け孔に締結部材を嵌合固定するものである。
【０００６】
この場合の支持機構としては、例えば、可動部材に設けられた支持孔に、孔の内寸よりも小さい縮径状態と支持孔の内周に係合する拡径状態との間で拡縮自在の突出部を挿入し、かつ突出部の拡径時に可動部材の支持孔周辺をクランプするものが考えられる。
【０００７】
ガイドピンに、可動側ヒンジ部材に密着する鍔部を設けておくことにより、可動側ヒンジ部材がボデーに密着するため、より精度の高い組立が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
【０００９】
本発明は、可動部材を、ヒンジを介して車両のボデーに取付けるための取付け装置および取付け方法に関するものである。ここでの「可動部材」はボデーに対して開閉可能となる蓋状の部材をいい、例えばドアパネル（サイドドアパネルあるいはバックドアパネル等）やエンジンフード等が含まれる。
【００１０】
図１は、可動部材としてのサイドドアパネル１をボデー３に取付けるための取付け装置４の全体構造を概略図示するものである。この取付け装置４は、ボデー３にヒンジ５の全体を取付けた上で、当該ヒンジ５をドアパネル１に固定する場合に適用されるものである。すなわち、通常、ヒンジ５は、図３に示すように、ボデー３の例えばピラー３ａに取り付けられる固定側ヒンジ部材５ａと、ドアパネル１に取り付けられる可動側ヒンジ部材５ｂと、両者を回動自在に結合するピン５ｃとで構成されるが（ヒンジ部材５ａ・５ｂ、およびピン５ｃの形状は例示にすぎない）、これらのヒンジ部材５ａ、５ｂおよびピン５ｃからなるアセンブリを、予めボデー３側に取付けた状態でドアパネル１の取付けを行う場合に本発明が適用される。
【００１１】
図１に示すように、本発明にかかる取付け装置５は、ドアパネル１を支持する支持機構１０と、テーパ部２１を有するガイドピン２０と、ヒンジ５をドアパネル１に固定するための固定機構３０とを主な構成要素とする。
【００１２】
支持機構１０は、ドアパネル１を支持した状態で、ドアパネル１を拘束するロック状態、およびドアパネル１の変位を許容するアンロック状態とを切替え可能としたものである。図１に示すように支持機構１０は、ロボットアーム７に取付けられており、その配置位置はロボットアーム７の操作によって任意に調整可能になっている。図面では、車両の前後方向に離隔させ、かつドアパネル１のインナー側に配した二つの支持機構１０を例示しているが、その配置数や配置位置は、ドアパネル１を安定して支持できる限り任意に定めることができる。
【００１３】
上記支持機構１０は、図１および図２に示すように、ドアパネル１の側面（例えばインナー側）に設けた支持孔１ａ（図６参照）に突出部１１を挿入してドアパネル１を支持するもので、突出部１１は、支持孔１ａの内寸よりも小さい縮径状態と支持孔１ａの内周に係合する拡径状態との間で拡縮自在に構成される。突出部１１の拡径時にドアパネル１の支持孔１ａ周辺をクランプすることにより、ドアパネル１が位置決め状態で保持される。
【００１４】
図４および図５は、支持機構１０の具体的構造を例示するものである。この支持機構１０は、複数（図面では２つ）のクランプ部材１２と、クランプ部材１２と同数配置された受け部材１３と、クランプ部材１２および受け部材１３を駆動する駆動装置（図示省略）とで構成される。
【００１５】
クランプ部材１２の一端には、支持孔１ａの外径側に張り出た押え部１２ａが形成される。各クランプ部材１２は、上記駆動装置によって、押え部１２ａ間の距離が拡縮するように支持孔１ａの半径方向に同期駆動されると共に、押え部１２ａがドアパネル１表面と接近・離反するように支持孔１ａの軸方向に同期駆動される。この半径方向移動と軸方向移動により、押え部１２ａは、ドアパネル１の支持孔１ａの周辺部に密着するクランプ位置（図４（ｂ）参照）と、支持孔１ａの内寸以下で（支持孔１ａを通過可能で）かつドアパネル１表面から浮上した待機位置（図５（ｂ）参照）との間で往復移動を行う。
【００１６】
受け部材１３には、受け部１３ａと、受け部１３ａの内径部から軸方向に起立した起立部１３ｂとが設けられる。位置決めの際には、図４（ｂ）に示すように、受け部１３ａとクランプ部材１２の押え部１２ａとの間でドアパネル１がクランプされる。各起立部１３ｂの外径側の面は、支持孔１ａの内周面にフィットするよう、例えば円筒面状に形成される。受け部材１３は、受け部材１３相互間の距離が拡縮するように上記駆動装置によって支持孔１ａの半径方向に同期駆動され、これにより受け部１３ａがクランプ位置と待機位置との間で移動する。ここでいうクランプ位置は、上記クランプ位置にあるクランプ部材１２の押え部１２ａと対向する位置であり（図４）、待機位置はこれよりも内径側の位置で、少なくとも起立部１３ｂが支持孔１ａの内周に挿入可能で、かつ受け部１３ａが支持孔１ａ周辺部を支持できるような位置である（図５）。受け部材１３は、上記のように半径方向に移動させるだけでなく、併せて支持孔１ａの軸方向に移動させるようにしてもよい。
【００１７】
この支持機構１０によるドアパネル１の位置決めは以下の手順で行われる。先ず、クランプ部材１２および受け部材１３を上記待機位置に配置し、支持孔１ａの内周にクランプ部材１２および起立部１３ｂからなる突出部１１を挿入しながらドアパネル１を受け部材１３の受け部１３ａに密着させる（図５の状態）。この時、突出部１１は支持孔１ａの内寸よりも小さい縮径状態であるので、ドアパネル１は支持孔１ａの内周と起立部１３ｂの円筒状外径面とが干渉しない範囲内で支持孔１ａの半径方向および軸方向に移動可能となる（アンロック状態）。その後、クランプ部材１２をクランプ位置に移動させて支持孔１ａの周縁部に押し当て、同時に受け部材１３を外径側に変位させてクランプ位置に配置すると、図１に示すように、押え部１２ａと受け部１３ａとの間でドアパネル１がクランプされる。同時に突出部１１が拡径状態となるため、起立部１３ｂが支持孔１ａ内周に係合し、ドアパネル１が半径方向で拘束され、ドアパネル１の位置決めが完了する（ロック状態）。このとき、クランプ部材１２および受け部材１３がクランプ位置に達すると同時に、起立部１３ｂが支持孔１ａの内周面と係合するようクランプ部材１２や受け部材１３の半径方向移動量を予め定めておく。
【００１８】
上述したドアパネル１のロック状態とアンロック状態を切替えることができるのであれば、支持機構１０の構成は図４および図５に示すものには限定されない。
【００１９】
ところで、図５に示すように、突出部１１が縮径状態にある時（クランプ部材１２や受け部材１３が待機位置にある状態）はドアパネル１が安定して支持されず、場合によってはドアパネル１が突出部１１から脱落するおそれがある。かかる事態を防止するため、図１および図２に破線で示すように、支持機構１０と反対側のドアパネル１側方（例えばアウター側）に、ロボットアーム７に結合した連結部材８を介してパネル支持装置９を配置し、このパネル支持装置９をドアパネル１のアウター面に接触させてドアパネル１の姿勢を安定化させておくのが望ましい。
【００２０】
図６に拡大して示すように、ヒンジ５の可動側ヒンジ部材５ｂは、例えばドアパネル１前端の取付け部１ｂの二箇所に上下方向に離隔して取り付けられる。可動側ヒンジ部材５ｂの例えば二箇所には、締結部材としてのセンタリングボルト４０（図３参照）を挿入するための取付け孔５１が形成されており、各可動側ヒンジ部材５ｂの取付け孔５１に対応して取付け部１ｂにも取付け孔５２が形成されている。取付け部１ｂの裏面には、可動側ヒンジ部材５ｂの取付け位置に対応してナットプレート５３が固定されており、ナットプレート５３のナット５４は、可動側ヒンジ部材５ｂや取付け部１ｂの各取付け孔５１、５２と同心上にある。
【００２１】
上記ガイドピン２０は、図１に示すように、シリンダやサーボモータ等からなる往復駆動源５６によって、各取付け孔５１、５２と同軸上を往復移動可能に構成される。往復駆動源５６はシリンダ５７等を含む適当なリンク機構によって取付け孔５１、５２と同軸上の作動位置（実線で示す）と、そこから離れた退避位置（二点鎖線で示す）との間で揺動可能に構成される。ガイドピン２０の先端部にはテーパ部２１が設けられているため、ガイドピン２０を取付け孔５１、５２に容易に挿入できるようになっている。ガイドピン２０の中間部には、可動側ヒンジ部材５ｂと密着可能の鍔部２２が固定されている。
【００２２】
上記固定機構３０は、締結部材としてのセンタリングボルト４０を取付け孔５１、５２およびナット５４にねじ込むためのもので、例えばナットランナで構成される。この固定機構３０は、上記取付け孔５１、５２と同心上を往復移動可能に構成され、上記ガイドピン２０の往復駆動源５６が作動位置にある時は、これと干渉しない後退位置にあり、往復駆動源５６が退避位置に退避すると、前進してセンタリングボルト４０を取付け孔５１、５２に挿入し、さらにナット５４にねじ込んで可動側ヒンジ部材５ｂをドアパネル１に固定する。
【００２３】
以下、上述した取付け装置によるドアパネル１の取付け手順を説明する。
【００２４】
先ず、ボデー３を取付け位置に搬送した後、ドアパネル１をロボットアーム７で移送してボデー３に設けられたドア開口部に嵌めこむ。このとき、支持機構１０の突出部１１は縮径状態でドアパネル１の支持孔１ａに挿入される（図４の状態）。次いでガイドピン２０を作動位置に移動させた上で前進させ、テーパ部２１を可動側のヒンジ部材５ｂの取付け孔５１、取付け部１３ｂの取付け孔５２、およびナットプレート５３のナット５４に順次挿入する。ある程度ガイドピン２０が挿入されると、ガイドピン２０の鍔部２２が可動側ヒンジ部材５ｂに密着し、さらにこれを取付け部１ｂに押圧・密着させるため、可動側ヒンジ部材５ｂと取付け部１ｂとの間で良好な平行度が確保される。
。ガイドピン２０の挿入に伴い、可動側ヒンジ部材５ｂと取付け部１ｂとの間に多少の位置ずれがある場合でも、支持機構１０がアンクランプ状態（図５参照）でドアパネル１の変位が許容されているため、ガイドピン２０の案内作用によってドアパネル１の位置修正（ドアパネル１の姿勢を変えるだけの姿勢修正も含む）が行われる。この時、ドアパネル１の位置修正に伴う変位を許容できるようロボットアームはフリー状態にしておく。これより、作業者の手を借りることなく、取付け孔５１、５２やナット５４の同軸度を高精度に確保することができる。
【００２５】
次いで、支持機構１０をクランプ状態に切替え（図４参照）、位置修正の完了したドアパネル１を位置決め保持する。その後、ガイドピン２０をナット５４および取付け孔５２、５１から抜き取り、ガイドピン２０を退避位置に退避させた上で固定機構３０を前進させ、センタリングボルト４０を取付け孔５１、５２に挿入してナット５４にねじ込むことにより、ドアパネル１の取付けが完了する。
【００２６】
このように本発明によれば、可動側ヒンジ部材５ｂとドアパネル１との位置合わせを、ドアパネル１をロボットで支持した状態でも行うことができるため、作業者の手を煩わせることなく、全ての取付け工程を自動化することができ、作業環境の改善を図ることができる。
【００２７】
ドアパネル１を取付けたボデーは、その後塗装工程に搬送され、ドアパネル１と一体に塗装される。塗装の完了後、センタリングボルト４０を取り外してドアパネル１をボデー３から分離し、ドアパネル１にドア装備品を艤装した上で、ドアパネル１が再度ボデー３に取付けられる。
【００２８】
なお、以上の説明では、支持機構１０として、受け部材１３に設けた起立部１３ｂを支持孔１ａの内周面に係合させる構造を例示したが、クランプ部材１２を支持孔１ａの内周面に係合させてドアパネル１を半径方向で拘束することもできる。この場合、受け部材１３の起立部１３ｂは不要となる。
【００２９】
また、以上の説明では可動部材としてサイドドアパネルを例示したが、バックドアパネルやエンジンフード等の他の可動部材をヒンジ５を介してボデー３に取付ける際にも本発明を適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、可動側ヒンジ部材と可動部材との位置合わせを、可動部材をロボットで支持した状態でも行うことができるため、作業者の手を煩わせることなく、全ての取付け工程を自動化することができ、作業者の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる可動部材の取付け装置を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】一般的なヒンジの分解斜視図である。
【図４】支持機構の断面図である（ロック状態）。
【図５】支持機構の断面図である（アンロック状態）
【図６】ガイドピン周辺の拡大断面図である。
【符号の説明】
１      ドアパネル（可動部材）
１ａ    孔
１ｂ    取付け部
３      ボデー
５      ヒンジ
５ａ    固定側ヒンジ部材
５ｂ    可動側ヒンジ部材
７      ロボットアーム
１０    支持機構
１１    突出部
２０    ガイドピン
２２    鍔部
３０    固定機構
４０    センタリングボルト（締結部材）
５１    取付け孔
５２    取付け孔
５４    ナット
【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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