JP2003019596A - 位置決め方法および位置決め治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 付加する部材の回転位置（角度方向）調整に
好適な位置決め治具を提供する。 【解決手段】 ロケートベース１上で治具ベース２のＸ
ＹＺ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Ａ軸（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Ｂ軸（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。

Description

【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方向にシム調整する第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い、次い
で、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
を行い、さらに、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。

【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、１０
Ｂ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１０
Ａ、１０Ｂ、二本のＹ軸用ロケートピン１１Ａ、１１
Ｂ、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１
８、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１
８、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２
７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１
９間の隙間をなくしてシム厚に対応した位置に当接部１
８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３
０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ＸＹ
Ｚ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１
６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Ｘ
ＹＺ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１８
Ｂ、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）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小山 優 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

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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方向にシム調整する第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い、 次いで、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
   決めを行い、 さらに、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
   の位置決めを行うことを特徴とする位置決め方法。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。