JP3833873B2 - 可動部材の取付け装置 - Google Patents
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Description
【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
Claims (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。
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