JP2008540246A - パーツを自動車の車体に取り付ける装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、パーツ（２２）を自動車（１２）の車体（１０）に取り付ける装置（１８）に関する。本発明は、パーツ（２２）を車体（１０）に対して、所定の固定位置に位置決めする手段（２０）を備える種類であり、この固定位置は、車体（１０）の長手方向軸Ｘ、横方向軸Ｙ、及び垂直方向軸Ｚによって形成される３次元基準座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において幾何学的に決定される。本発明による装置は、前述の位置決め手段（２０）が一時的取り付け構造（２４）を備えており、この一時的取り付け構造が、車体（１０）の所定の使用位置に構造（２４）を取り付ける第１手段（２６）を含み、前記使用位置で、構造（２４）に属する第２手段（２８）がパーツ（２２）と連動することにより、車体（１０）上での構造（２４）の使用位置に対応する所定の位置決め基準座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）により決定される上述の所定の固定位置で、車体（１０）に対するパーツの位置決めが行われることを特徴とする。

Description

本発明は、パーツを自動車の車体に取り付ける装置に関する。
具体的には、本発明は、車体構造要素を取り付けるための支持体のようなパーツを、自動車の車体に取り付ける装置に関し、この装置は、パーツを車体上の、固定位置と呼ばれ、車体の長手方向軸Ｘ、横方向軸Ｙ、及び垂直方向軸Ｚによって形成される３次元基準座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において幾何学的に決定される所定位置に位置決めすることにより、このように位置決めされたパーツを特に車両の車体に固定することを可能にする手段を含む種類の装置である。

車両の製造用組立てラインのステーションで使用され、支持体、車体構造要素、又は開閉要素のような種々のパーツの車両の車体への取り付けを行なうこの種類の装置として、多くの装置が公知である。
上記作業を行うために、通常自動装置が使用され、これら自動装置は特に、ロボットアームのような非常に複雑な複数のツールを備え、これらのツールは、「移動しながら」組み立てを実行するために移動可能に、すなわち、組立てラインに沿って車体と同時に移動することができるように取り付けられる。

このような取り付け装置は、例えば吸着種類の把持手段により格納ステーションからパーツをピックアップし、車体に対して決定される所定の幾何学的位置において、車体に対してこのパーツを位置決めし、よってパーツを車体に固定する機能を有する。
具体的には、車体構造要素支持体のようなパーツを取り付ける場合、まず、パーツを車体に対して位置決めし、次に、適切な従来の固定手段によってパーツを車体に固定する。

車体構造要素の支持パーツの場合、後で取り付けられる車体構造要素の位置決めをも左右するので、繰り返し且つ高い精度で、車体に固定されるパーツの正確な位置決めを制御することが必須である。
従って、取り付け作業中の支持パーツの位置決め、及び固定を正確に行うことにより、要素のアセンブリの品質を確実に高め、特にサイドウイング又はエンジンフード等の車体構造要素の場合、これらの要素間の位置決めの質を高めることができる。

先行技術による取り付け装置は、分析及び設計が非常に複雑な場合が多い多数の制御を必要とし、このため組立てラインにおいて完了までに非常に長い時間を要する。
更に、自律的な動作を行なうが、このような装置は定常的なメンテナンス作業を必要とするので、ステーションの、更には組立てラインの停止を生じ、これは、生産性に大きなダメージを与えるので特にコストが悪化する。

更に、各装置は普通、当該装置のコンセプトに基づいて、所定の組立てライン上の所定のステーションにおける特定のパーツの取り付け専用であるので、これらの装置は、特に新車両の生産用に設計された新規ラインの新規ステーション用に殆ど又は全く調整し直すことができない。
従って、先行技術に公知の位置決め手段を備える装置は、完全に満足のゆくものではない。

本発明の目的は、特に経済性、信頼性、柔軟性の高い使用が可能で、且つ適用が容易な位置決め手段を備えた、パーツを車体に取り付けるための装置を提案することである。

この目的のために、本発明は、上述の種類の、パーツを自動車の車体に取り付ける装置を提案し、本装置は位置決め手段が一時的取り付け構造を含み、この一時的取り付け構造が、この構造を車体の所定の使用位置に取り付ける第１手段を含み、この使用位置で、構造の第２手段がパーツと相互作用することにより、パーツが車体に対して前記所定の固定位置に位置決めされ、この固定位置は、車体上での構造の使用位置に対応する所定の位置決め基準座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）に従って決定されることを特徴とする。
本発明により、位置決め手段は、特に新規車両の生産の開始時点で、容易且つ迅速に適用することができ、パーツの種類に関係なく、特にフロント側サイドウイングの支持装置であるか又はエンジンフードのヒンジであるかを問わず、取り付けの質及び信頼性を保証する。

本発明の他の特徴によれば、
−第１手段は、構造を車体に接続し、構造を車体に対して、位置決め基準座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）の３つの軸の内の少なくとも一つの軸、例えば垂直方向軸Ｚ’上で位置決めする一時的手段を含み、これによって車体の基準座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）におけるパーツの固定位置が決定し、
−接続手段は、車体に設けられた対応する孔に受容される複数のピンから成り、
−接続ピンの少なくとも一つは、車体の側方に構造を接触させる手段を含み、
−第１手段は、前記位置決め基準座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）の３つの軸の内の少なくとも一つの軸Ｘ’及び／又はＹ’に沿って、車体上で動かないように構造を固定するロック手段を含み、
−ロック手段は、車体上の使用位置に構造をロックする第１手段であって、
・構造が車体に取り付けられるとき、当該手段が車体の邪魔にならないように配置される静止位置と
・当該手段が、車体に対し、横方向軸Ｙに沿って動かないように構造を固定するように配置されるロック位置と
の間で回転可能に取り付けられる第１手段を含み、
−ロック手段は、車体上の使用位置に構造をロックする第２手段であって、
・クリアランスを維持しながら、車体に設けられた対応する孔に当該手段が挿入される静止位置と
・当該手段が車体と相互作用することにより、車体に対し、長手方向軸Ｘ’に沿って動かないように構造が固定されるロック位置と
の間で並進移動可能に取り付けられる第２手段を含み、
−構造の第２手段は、パーツを車体に対して所定の固定位置に配置するセンタリング手段を含み、
−このようにして位置決めされるパーツが固定手段によって車体に固定され、
−本構造が、カーボンファイバーのような軽量且つ高強度の材料により作製される。
本発明の他の特徴及び利点は後述の詳細な説明により明らかになる。本詳細な説明の理解を助けるために、参照のための図面を添付する。

明細書及び請求の範囲における、「リア」及び「フロント」、「左」及び「右」、又は「上」及び「下」等の表現、並びに方位「長手方向」、「横方向」、及び「垂直方向」は、図に表示される３次元座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、及び本明細書における定義に関し、非制限的に使用される。
加えて、本発明の同じ構成要素、同様の構成要素、又は類似の構成要素は、同じ参照番号によって示される。

図１の部分側面図に示されるのは、組立てライン（図示せず）において製造中の自動車１２の車体１０、すなわち基本的に車体１０の長手方向のフロント側部分である。
種々のパーツが車体１０のフロント側部分に取り付けられており、特にエンジンフード１４は、２つのヒンジ１６、サイドウイング、或いは車両１２の前面によって車体に取り付けられる。
公知の方法により、フード１４は、図１に示すようにほぼ水平に延びる閉じ動作位置と、エンジンへのアクセスを可能にする開き位置の間で移動可能に取り付けられる。

非制限的な一実施例として、後述では、本発明による位置決め手段２０を備える装置１８の使用について説明する。本発明による位置決め手段は、車体構造要素（図示せず）を取り付けるための支持体を形成するパーツ、この場合、更に具体的には、車両１２の車体構造の左側サイドウイング（図示せず）の取り付け及び／又は固定を可能にする支持体２２を形成するパーツを取り付ける。
支持体２２を自動車１２の車体１０に取り付ける装置１８は、支持体２２を車体１０に対し、固定位置と呼ばれる所定位置に位置決めする手段２０を含む種類の装置であり、この所定位置は、車体１０の長手方向軸Ｘ、横方向軸Ｙ、及び垂直方向軸Ｚによって形成される３次元基準座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において幾何学的に決定される。

従って、位置決め手段２０によって、特に、支持体２２を車体１０に対して位置決めして支持体２２を車体１０に固定し、従って車体１０に対して正しく位置決めすることが可能になる。
本発明によれば、位置決め手段２０は一時的取付け構造２４を含み、この一時的取付け構造は、車体１０の所定の使用位置に構造２４を取り付ける第１手段２６を含み、前記所定の使用位置において構造２４の第２手段２８が支持体２２と相互作用することにより、支持体を車体１０に対して、所定の位置決め基準座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）に従って決定される前記所定の固定位置に位置決めする。

第１手段２６は、構造２４を車体１０に一時的に接続することにより、構造２４を車体１０に対して、位置決め基準座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）の３つの軸の内の少なくとも一つの軸、この場合は垂直方向軸Ｚ’に沿って位置決めし、これによって、車体１０の３次元基準座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に対する支持体２２の固定位置を決定する手段３０を含む。
一変形例として、車体１０に構造２４を接続する手段３０は、その使用位置に応じて長手方向軸Ｘ’及び垂直方向軸Ｚ’上で構造２４を位置決めする。

好適には、接続手段３０はピン、この場合はフロントピン３２及びリアピン３４から成り、これらのピンは構造２４から横方向に沿って右に、つまり、ピン３２、３４と適合してこれらピンを収容する孔を含む車体１０に向かって延びる。
従って、取り付け位置において、フロントピン３２及びリアピン３４はそれぞれ、車体１０のフロント側の孔３６及びリア側の孔３８に挿入される。

有利には、接続ピン３２、３４の内の少なくとも一つのピン３４は、環状カラー４０のような、車体１０の側方に構造２４を接触させる手段を含む。
第１手段２６はロック手段４２を含み、このロック手段は、構造２４が車体１０上で、前記位置決め基準座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）の３つの軸の内の少なくとも一つの軸Ｘ’方向に沿って動かないように、有利には長手方向軸Ｘ’及び横方向軸Ｙ’に沿って動かないように、固定する。

更に正確には、ロック手段４２は、ロックフィンガ４４のような第１ロック手段を含み、この第１ロック手段は、構造２４が横方向軸Ｙ’に沿って動かないように、車体１０上の使用位置で当該構造をロックする。
ロックフィンガ４４は構造２４のほぼ中心に配置され、
−フィンガ４４がほぼ長手方向に延びて、構造２４が車体に取り付けられるときに車体１０に干渉しない静止位置と、
−フィンガ４４がほぼ垂直に延びて、車体１０の内側垂直面を押圧することにより、横方向軸Ｙ’に沿って動かないように車体１０に対して構造２４を固定するロック位置と
の間を移動可能に取り付けられる。

有利には、ロックフィンガ４４は、ほぼ横方向に沿った軸Ａを中心に回転可能に取り付けられ、両極端の静止位置とロック位置との間を、作動手段、この場合はオペレータが手動で操作できるハンドル４６により作動される。
ロック手段４２は更にロック栓のような、車体１０上の使用位置に構造２４をロックする第２手段４８を含む。

好適には、構造２４は、フロント側ロック栓５０及びリア側ロック栓５２を含み、これらのロック栓は、車体１０の取り付け位置において対応する孔５４及び５６にそれぞれ収容される。
ロック栓５０、５２は移動可能に取り付けられて、ハンドル４６によって移動させられる。ハンドル４６は、有利には構造２４の横方向への移動をロックするフィンガ４４と同時に動く。

ロック栓５０、５２は、
−各栓５０、５２が、クリアランスを維持しながら、車体１０の対応する孔５４、５６に挿入される静止位置と、
−各栓５０、５２が、車体１０の孔５４、５６を画定するエッジ５８の一部と相互作用することにより、車体１０に対して長手方向軸Ｘ’に沿って動かないように構造２４を固定するロック位置と
の間で長手方向に並進移動可能に取り付けられる。
図に示すように、支持体２２は車体１０に直接取り付けられるので、装置１８が車体１０に取り付けられてその使用位置に位置決めされるとき、支持体２２は、装置１８によって所定の固定位置に位置決めされる。

図１に示すように、支持体２２は、車体１０の長手方向の上部エッジ５８、及び鉛直エッジ６０を押圧するように取り付けられる。
一変形例では、支持体２２を最初に装置１８に取り付け、次いで、このようにして形成されたサブアセンブリを車体１０に取り付ける。

従って、車体１０上での構造２４の使用位置はこの場合、ロック手段を作動させて構造２４及び支持体２２を車体１０に対して固定した後の３次元基準座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において取得される位置に対応する。
有利には、構造２４の第２手段２８は、ロケータ６２のようなセンタリング手段を含み、このセンタリング手段が支持体２２の対応する孔６４に収容されることにより、支持体２２が車体１０に対し、軸Ｘ，Ｙ，Ｚ上で所定の固定位置に位置決めされる。

次に、装置１８の取り付け構造２４の連続処理動作について詳述する。
図１に示すように、支持体２２が最初に車体１０に取り付けられ、次いで構造２４が車体１０に取り付けられる。

このために、構造２４を、図１に示す一点鎖線に沿って車体１０の方向に直交する方向に移動させて取り付け、このときフロントピン３２及びリアピン３４をフロント側の孔３６及びリア側の孔３８にそれぞれ挿入し、フロント側ロック栓５０及びリア側ロック栓５２を対応する孔５４及び５６にそれぞれ挿入する。
更に、構造２４のロケータ６２を支持体２２の収容孔６４に挿入することにより、支持体２２が構造２４に、一緒に移動するように接続される。

取り付けられた後、構造２４は図２に示す位置に配置される。
上述のように、構造２４は、ロック手段４２を作動させて構造２４を固定した後にのみ実現する使用位置には未だ位置決めされていない。

具体的には、構造２４は、固定される前は、車体１０に取り付けられても、所定の位置決め基準座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）の軸Ｘ’及びＹ’の内少なくとも一つ又は２つに沿って移動させることができる。
構造２４が図２に示す取り付け位置に配置されたら、次にハンドル４６を操作して、ロックフィンガ４４及びロック栓５０及び５２を、これらの部品の静止位置からロック位置に移動させる。

ハンドル４６を、例えば矢印Ｆの方向に４分の１周だけ回転させると、この回転は、車体１０の内側垂直面を押圧するロックフィンガ４４の回転と、ロック栓５０、５２の各々の、横方向軸Ａの方向への並進移動とを、同時に生じさせる。
ロックフィンガ４４は、構造２４を、横方向軸Ｙ’上で当該構造の使用位置に位置決めし、このとき有利には、環状接触カラー４０が、車体１０の、孔３８に隣接する対向表面を押圧する。

ロック栓５０及び５２は互いに向かって反対方向に動き、最終的にこれらの栓の各々が孔５４、５６のエッジの一部と相互作用することにより、軸Ｘ’に沿った構造２４の位置決めが行われる。
その結果、構造２４はその使用位置で固定され、支持体２２は自動的にその所定の固定位置に位置する。

よって、このようにして正しく位置決めされた支持体２２は、ネジ等の固定手段によって車体１０に固定される。
固定手段は、例えば、支持体２２及び車体１０の対応する孔６８に横方向に受容される２つの第１ネジ６６と、対応する孔７２に垂直方向に受容される１つの第２ネジ７０を含む。

第２ネジ７０は、支持体２２の長手方向のフロント側端部に配置され、第１ネジ６６は長手方向のリア側部分に配置される。
支持体２２が車体１０に固定され、且つ正しく位置決めされている状態で、ハンドル４６を反対方向に操作してロック手段４２を静止位置に移動させ、構造２４を取り外し、次にこの構造を使用して次の車両１２への支持体２２の取り付け操作を繰り返すことができる。

有利には、一時的取り付け構造２４は、カーボンファイバー又は同様の材料等の強度が大きく且つ軽量の材料から作製することにより、組み立て速度の準拠を可能にしながらオペレータによる取り扱いを容易にすることができる。
従って、本発明によるパーツ２２を取り付ける装置１８は、特に長時間を要し、コストの高い仕上げ作業を全く必要としないという点で、非常に柔軟に使用することができる。

よって、一時的取り付け構造２４は、特に新規の組立てラインの開始に要する時間を大幅に削減することができ、且つメンテナンス作業を全く必要としない。
有利には、本取り付け構造は、オペレータが、組立てラインの他のステーションから完全に独立した形で使用することができる。

当然ながら、ウイング支持部２２の取り付けは、本発明による構造２４により位置決め可能なパーツの非限定的な一例に過ぎない。

車両の車体に取り付けられるウイング支持部から成るパーツを位置決めするための、本発明による一時的取り付け構造の概略側面図を、組み立て前の分解図として示す。 車体の使用位置に取り付けられた、図１の取り付け構造を示す概略図である。

Claims (10)

1. 車体構造要素を取り付けるための支持体のようなパーツ（２２）を自動車（１２）の車体（１０）に取り付ける装置（１８）であって、この装置は、車体（１０）の長手方向軸Ｘ、横方向軸Ｙ、及び垂直方向軸Ｚによって形成される３次元基準座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において幾何学的に決定される、固定位置と呼ばれる所定位置において、車体（１０）に対してパーツ（２２）を位置決めする手段（２０）であって、このようにして位置決めされたパーツ（２２）を車両（１２）の車体（１０）に固定することを可能にする手段を含む種類の装置であり、
   位置決め手段（２０）が一時的取り付け構造（２４）を含み、一時的取り付け構造が、車体（１０）の所定の使用位置に構造（２４）を取り付ける第１手段（２６）を含み、前記使用位置で、構造（２４）の第２手段（２８）がパーツ（２２）と相互作用することにより、車体（１０）の前記所定の固定位置にパーツが位置決めされ、当該固定位置は、車体（１０）上での構造（２４）の使用位置に対応する所定の位置決め基準座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）に従って決定されることを特徴とする装置。
2. 第１手段（２６）が、車体（１０）に構造（２４）を接続して、車体（１０）に対する構造（２４）の位置を位置決め基準座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）の３つの軸の内の少なくとも一つの軸、例えば垂直方向軸Ｚ’上で位置決めする一時的な手段（３０）を含み、これにより車体（１０）の３次元基準座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に対するパーツ（２２）の固定位置が決定されることを特徴とする、請求項１記載の装置。
3. 接続手段（３０）が、車体（１０）に設けられている対応する孔（３６，３８）に収容されるピン（３２、３４）から成ることを特徴とする、請求項２記載の装置。
4. 接続ピン（３２、３４）の内の少なくとも一つのピン（３４）が、車体（１０）の側面に構造（２４）を接触させる手段（４０）を含むことを特徴とする、請求項３記載の装置。
5. 第１手段（２６）が、前記位置決め基準座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）の３つの軸の内の少なくとも一つの軸Ｘ’及び／又はＹ’上において、車体（１０）に構造（２４）を固定するロック手段（４２）を含むことを特徴とする、請求項４記載の装置。
6. ロック手段（４２）が、車体（１０）上の使用位置に構造（２４）をロックする第１手段（４４）を含み、この第１手段（４４）が、
   −構造（２４）が車体（１０）に取り付けられたときに、車体（１０）に干渉することがないように第１手段（４４）が位置決めされている静止位置と、
   −車体（１０）に対して横方向軸Ｙ’に沿って動かないように構造（２４）を固定するように、第１手段（４４）が位置決めされるロック位置と
   の間で回転可能に取り付けられることを特徴とする、請求項５記載の装置。
7. ロック手段（４２）が、車体（１０）上の使用位置に構造（２４）をロックする第２手段（４８）を含み、この第２手段（４８）が、
   −クリアランスを維持しながら、車体（１０）に設けられている対応する孔（５４、５６）に第２手段（５０、５２）が挿入される静止位置と、
   −第２手段（５０、５２）が車体（１０）と相互作用して、車体（１０）に対して長手方向軸Ｘ’に沿って動かないように構造（２４）を固定するロック位置と
   の間で並進移動可能に取り付けられることを特徴とする、請求項５又は６に記載の装置。
8. 構造（２４）の第２手段（２８）が、車体（１０）上の所定の固定位置にパーツ（２２）を位置決めするセンタリング手段（６２）を含むことを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の装置。
9. このようにして位置決めされたパーツ（２２）が固定手段（６６、７０）によって車体（１０）に固定されることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の装置。
10. 構造（２４）が、カーボンファイバーのような軽量で強度の大きな材料により作製されることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の装置。

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