JP2003170870A - 自動車の車体組立方法および車体組立装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボディサイドの外側での治具の錯綜化を回避
し、そのボディサイドの外側から汎用溶接ロボットにて
仮打ちできるようにする。 【解決手段】 ボディサイドＢｓの上部の位置決めを司
る治具として、天井部設置式の二つのボディサイド上部
位置決め治具１０，１１を設ける。これらの治具１０，
１１は車種毎に専用化されており、前側の治具１０はボ
ディサイドＢｓの上部の前側部分の位置決めを、後側の
治具１１はボディサイドＢｓの上部の後側部分の位置決
めをそれぞれ司る。これらの治具１０，１１の入れ替え
に備えてリフタ１３，１４と入れ替えロボット２５，２
６があり、仮打ちすべき車種に応じて作業位置Ｑ１とス
トレージ位置エリアである治具受け台２３，２４との間
でその入れ替えを行う。

Description

【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８〜１
４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。

【００３６】請求項１８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一時的な相対位置決
めを行って仮組みする工程と、上記ボディメイン構成要
素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
す工程と、上記仮打ち後のボディメインに対して溶接に
よる増打ちを施す工程と、を含み、各工程間でのボディ
メイン構成要素の搬送は、フロアメインを位置決めクラ
ンプするロケート機能とクランプ機能とを備えたパレッ
トに搭載して行うようになっていて、上記仮打ち工程で
は、床面側より立設された三次元汎用ロケート装置によ
りフロアメインを含むボディメイン構成要素をリフトア
ップさせて位置決めして、そのボディメイン構成要素を
上記パレットから切り離した状態で仮打ち作業を行う一
方、上記増打ち工程では、パレットをパレット位置決め
治具にて位置決めして、そのパレットに位置決めクラン
プされたままのボディメインに対し増打ち作業を施すこ
とを特徴としている。

【００３７】この種の車体の搬送形態としては、大きく
分けてパレット方式と称されるものとスキット方式と称
されるものとがある。前者は、例えばフロアメインを母
体とするボディメインを多数のゲージとクランプ装置と
を用いてパレットに堅固に固定し、仮打ちおよび増打ち
の各溶接組立工程ではボディメインをパレットから切り
離すことなく、パレットそのものを所定の治具にて位置
決めして溶接を施すものであり、各溶接組立工程にはパ
レット位置決め治具さえあれば高精度な車***置決め治
具を必要としないという利点がある反面、逆にパレット
そのものが大型且つ複雑化するという欠点がある。ま
た、後者は、バー状のスキットにボディメインを安定し
て支持することができる程度の最小限のゲージを具備さ
せる一方、各溶接組立工程には直交３軸の動作自由度を
もつロボットの如き形態の複数の汎用ロケート治具を設
けるとともに、その先端にクランプ機能を有するロケー
トピンを設け、各溶接組立工程ではスキットによって搬
送されてきたボディメインを上記汎用ロケート治具にて
リフトアップして位置決めクランプした上で溶接等を施
すものであり、スキットそのものは非常に簡素なものと
なる反面、すべての溶接組立工程にはそれぞれに多数の
汎用ロケート治具を設ける必要があるため、各溶接組立
工程の設備が複雑且つ高価なものとならざるを得ない。

【００３８】上記請求項１８に記載の発明は、先に述べ
たパレット方式とスキット方式の中間的な位置付けのも
のを狙ったものであり、パレットには車体を安定して支
持するのに必要な最小限のゲージとクランプ装置とを設
けてあることから、仮打ち工程ではパレットによって搬
送されてきたボディメインを上記汎用ロケート治具にて
リフトアップして位置決めクランプした上で溶接を施す
一方、上記仮打ちをもって既に車体精度が確定した後の
増打ち工程では、パレットをパレット位置決め治具にて
位置決めして、そのパレットに位置決めクランプされた
ままのボディメインに対し増打ち作業を施すことにな
る。したがって、少なくとも増打ち工程では、パレット
位置決め治具されあれば車***置決め用の汎用ロケート
治具は必要としないことになる。

【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。

【００５２】請求項１８に記載の発明によれば、仮打ち
工程では、パレットによって搬送されてきたボディメイ
ンを三次元汎用ロケート装置で位置決めして仮打ち作業
を行う一方、増打ち工程では、パレットをパレット位置
決め治具にて位置決めして、そのパレットに位置決めク
ランプされたままのボディメインに対し増打ち作業を施
すことになるため、仮打ち工程では、ボディメイン構成
要素間の相対位置決めに際してパレット相互間の精度ば
らつきの影響を受けることがなくなるほか、増打ち工程
では複雑且つ高価な三次元汎用ロケート装置を用意する
必要がなくなり、設備の簡素化と低廉化に寄与できる効
果がある。

【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Ｂ
ｓ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１０，１
１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２
３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Ｑ
１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３
２，３３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４
４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４
４，４５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１
０，１１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４
０，４１参照）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１８，１
９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２
０〜２２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６
５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Ｑ１
２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４
７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２
６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１
１，１１…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Ｑ
２２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１
１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１
１の入れ替えが完了すれば、次の車種のボディメインＢ
ｍ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Ｂ
ｓ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１０，１
１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８４，８
４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８
６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３
８，３９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９
５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１
０９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３
６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１２
２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１１
１の端面のストッパ部１２３に当接していて、リンク１
１５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１
１５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１１
３の連結点であるピン１２５が共に所定量αだけ軸線Ｌ
１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Ｙ
２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１３
４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１
３４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１３
０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３
６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１４８，１
４６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１４
４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１
５１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１
５６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１
５２にボディサイド上部位置決め治具１０側のフック６
５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１１
０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１５
２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１
０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Ｆ
ｍ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１
７，４９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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 公宏 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 市川 智弘 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3C030 BD06 CC01 DA01 DA27 DA28 DA31 DA34 DA36 DA37 3D114 AA04 BA01 CA06 DA17 EA02

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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
   方装置。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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
   車体組立方装置。
9. 【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。
10. 【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。
11. 【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。
12. 【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１
    １に記載の自動車の車体組立装置。
13. 【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。
14. 【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。
15. 【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。
16. 【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。
17. 【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。
18. 【請求項１８】 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
    それぞれの一時的な相対位置決めを行って仮組みする工
    程と、 上記ボディメイン構成要素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工程と、 上記仮打ち後のボディメインに対して溶接による増打ち
    を施す工程と、 を含み、 各工程間でのボディメイン構成要素の搬送は、フロアメ
    インを位置決めクランプするロケート機能とクランプ機
    能とを備えたパレットに搭載して行うようになってい
    て、 上記仮打ち工程では、床面側より立設された三次元汎用
    ロケート装置によりフロアメインを含むボディメイン構
    成要素をリフトアップさせて位置決めして、そのボディ
    メイン構成要素を上記パレットから切り離した状態で仮
    打ち作業を行う一方、 上記増打ち工程では、パレットをパレット位置決め治具
    にて位置決めして、そのパレットに位置決めクランプさ
    れたままのボディメインに対し増打ち作業を施すことを
    特徴とする自動車の車体組立方法。