JP2012045698A - サイドメンバ組立ライン - Google Patents

Abstract

【課題】サイドメンバの組立ラインを簡素化し、異なる車種のサイドメンバの組立を一本の組立ラインで行うことを可能とする。
【解決手段】本発明に係るサイドメンバ組立ライン１００は、アウタパネル２にエクステンション４（中間部品）及びクウォーターインナ５（インナ部品）を完成品と同様の状態で仮組して仮組体１’を構成する仮組ステーション２０と、仮組体１’を溶接ステーション３０まで搬送する台車１０（搬送手段）と、溶接ステーション３０において仮組体１’からクウォーターインナ５を取り外すマテハンロボット３３（保持手段）と、マテハンロボット３３でクウォーターインナ５を取り外した状態で、アウタパネルとエクステンション４とを溶接する溶接ロボット３１（第１溶接手段）と、マテハンロボット３３でクウォーターインナ５を再びアウタパネル２に装着し、この状態でアウタパネル２とクウォーターインナ５とを溶接する溶接ロボット３１（第２溶接手段）とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車のサイドメンバの組立ラインに関する。

自動車のサイドメンバは、アウタパネルにリーンフォースメントやインナパネル等の部品を溶接することにより組み立てられる。例えば特許文献１には、サイドメンバ（サイドパネル）の組立ラインの一例が示されている。同文献に示されているサイドメンバＷは、図５に示すように、アウタパネル（アウタスキン）Ｗ１と、これに溶接されるアウタスティフナＷ２、フロントピラーインナＷ３、センタピラーインナＷ４、及びリアインナＷ５とで構成されている。

特開２００２−９６７７７号公報

上記のサイドメンバＷは、アウタパネルＷ１とフロントピラーインナＷ３及びセンタピラーインナＷ４との間にアウタスティフナＷ２が配されている。このため、先にフロントピラーインナＷ３及びセンタピラーインナＷ４をアウタパネルＷ１に溶接すると、これらの部品が邪魔になってアウタスティフナＷ２をアウタパネルＷ１に溶接することができない。従って、アウタパネルＷ１にアウタスティフナＷ２を溶接した後に、フロントピラーインナＷ３及びセンタピラーインナＷ４をアウタパネルＷ１に溶接する必要がある。具体的に同文献に示されている組立ラインは、アウタスキンＷ１にアウタスティフナＷ２をセットする第２作業ステーションと、アウタスキンＷ１にアウタスティフナＷ２を溶接する第３作業ステーションと、アウタスキンＷ１にフロントピラーインナＷ３及びセンタピラーインナＷ４をセットする第４作業ステーションと、アウタスキンＷ１にフロントピラーインナＷ３及びセンタピラーインナＷ４を溶接する第５作業ステーションとが直列に配置される。

上記のような組立ラインでは、第２及び第４作業ステーションに各部品を搬送する必要が生じるため、部品を搬送する搬送ラインや、搬送した部品をストックするストックエリアが必要となり、組立ラインが複雑化する。特に、異なる車種のサイドメンバを一本の組立ラインで組み立てようとすると、上記のような部品の搬送ライン及びストックエリアの設置箇所が増えるため、組立ラインがさらに複雑化する。

例えば、アウタパネルを搬送する台車に各部品を搭載すれば、各作業ステーションに部品を搬送する搬送ラインやストックエリアを設ける必要が無くなる。しかし、台車に各部品を載置するための治具を設ける必要があり、台車の構造が複雑化する。特に、異なる車種のサイドメンバを一本の組立ラインで組み立てようとすると、部品の種類が増えるため、台車に設置される治具の種類が増え、台車の構造がさらに複雑化する。

本発明の解決すべき課題は、サイドメンバの組立ラインを簡素化し、異なる車種のサイドメンバの組立を一本の組立ラインで行うことを可能とすることにある。

前記課題を解決するためになされた本発明は、アウタパネルと、アウタパネルに溶接固定されたインナ部品と、アウタパネルとインナ部品との間に配され、アウタパネルに溶接固定された中間部品とを有するサイドメンバを組み立てるための組立ラインであって、アウタパネル、インナ部品、及び中間部品を完成品と同様の状態で仮組して仮組体を構成する仮組ステーションと、仮組体を溶接ステーションまで搬送する搬送手段と、溶接ステーションで仮組体からインナ部品を取り外して保持する保持手段と、保持手段でインナ部品を保持した状態で、アウタパネルと中間部品とを溶接する第１溶接手段と、保持手段でインナ部品を再びアウタパネルに装着し、この状態でアウタパネルとインナ部品とを溶接する第２溶接手段とを備えたサイドメンバ組立ラインである。

このように、アウタパネルに各部品を完成品と同様の状態で仮組し、この仮組体を溶接ステーションまで搬送することで、各部品を溶接ステーション付近まで搬送するための搬送ラインやストックエリア、あるいは、搬送手段（台車など）に部品を搭載するための治具等が一切不要となるため、組立ラインが簡素化される。また、例えば複数の車種のサイドメンバを上記の組立ラインで組み立てる場合、車種が変更されてもアウタパネルは常に溶接される部品に対応した形状となっているため、上記のようにアウタパネルを部品受けとして利用することで、車種に関わらず部品を搬送することができる。

しかし、仮組した状態のままでは、各部品をアウタパネルに溶接できない場合がある。具体的には、サイドメンバが、アウタパネルと、インナ部品と、アウタパネルとインナ部品との間に配された中間部品とを有する場合、仮組した状態ではインナ部品が邪魔になって中間部品をアウタパネルに溶接することはできない。そこで、上記のように、仮組体からインナ部品を一旦取り外し、この状態でアウタパネルと中間部品とを溶接した後、インナ部品を再びアウタパネルに装着してこれらを溶接することで、各部品をアウタパネルに溶接することができる。

アウタパネルは車種によって形状が異なるため、アウタパネルを略水平にした状態で搬送しようとすると、車種ごとにアウタパネルを支持する治具を設ける必要がある。本発明者らは、車種が異なる場合でもアウタパネルの下部（自動車に組み付けた状態における下部）はおおよそ同様の形状であることが多い点に着目し、アウタパネルの下部を支持して立設させれば、車種が異なる場合でも一種類の治具でアウタパネルを支持することができることを見出した。これにより、一種類の台車で異なる車種のサイドメンバの仮組体を搬送することが可能となる。

以上のように、本発明によれば、サイドメンバの組立ラインを簡素化し、異なる車種のサイドメンバの組立を一本の組立ラインで行うことが可能となる。

サイドメンバの側面図である。 サイドメンバの組立手順を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るサイドメンバ組立ラインの平面図である。 （ａ）は上記サイドメンバ組立ラインの台車の側面図であり、（ｂ）は（ａ）図を右側から見た正面図である。 他のサイドメンバの斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すサイドメンバ１は、アウタパネル２と、これに溶接固定されたリーンフォースメント３、エクステンション４（中間部品）、及びクウォーターインナ５（インナ部品）とからなる。サイドメンバ１は、図２に示すように、アウタパネル２にリーンフォースメント３及びエクステンション４を溶接した後、クウォーターインナ５を、エクステンション４のインナ側（紙面手前側）に重ねて配置した状態で溶接することにより組み立てられる。このため、完成したサイドメンバ１では、エクステンション４はアウタパネル２とクウォーターインナ５とで構成された袋体の内部に配されており、外部から見えない状態となっている。尚、図１及び図２では、アウタパネル２に組み付けられる各部品にハッチングを付している。

図３に、本発明の一実施形態に係るサイドメンバ組立ライン（以下、単に組立ラインと言う。）を示す。図３の上半分は、自動車の左側のサイドメンバ１を組み立てる組立ライン１００であり、下半分は自動車の右側のサイドメンバ１を組み立てる組立ライン２００である。組立ライン１００及び２００は同様の構成であるため、以下、左側のサイドメンバ１の組立ライン１００のみを説明する。

組立ライン１００は、サイドメンバ１の構成部品を仮組した状態で搭載する仮組ステーション２０と、サイドメンバ１の各部品を溶接固定する第１溶接ステーション３０及び第２溶接ステーション４０と、完成したサイドメンバ１を搬出する搬出ステーション５０とを有する。サイドメンバ１及び仮組体１’は、搬送手段としての台車１０に搭載された状態で各ステーション間を搬送される。

台車１０は、図４に示すように、アウタパネル２を立設した状態で支持するものである。台車１０は、下面にローラを有するベース１１と、ベース１１の上面に設けられ、アウタパネル２の下部を支持する下部パッド１２と、ベース１１に支柱を介して設けられ、アウタパネル２のリア側の下部を支持するリア側下部パッド１３と、ベース１１に支柱を介して設けられ、アウタパネル２のアウタ側の面を支持するアウタ側パッド１４とを有する。下部パッド１２には、図４（ｂ）に示すように、車体前後方向（図４（ａ）の左右方向）に延びる溝１２ａが形成される。この溝１２ａにアウタパネル２の下部が嵌り込むことで、アウタパネル２の下部が車幅方向（図４（ｂ）の左右方向）で位置決めされる。リア側下部パッド１３は、ベース１１よりもリア側に配置され、アウタパネル２のリア側の下部を下方から接触支持する。アウタ側パッド１４は、アウタパネル２の半分程度の高さに設けられ、アウタパネル２が倒れないようにアウタパネル２のアウタ側の面を接触支持する。本実施形態では、アウタパネル２の上部がアウタ側に角度δだけ傾斜した状態で、アウタパネル２が台車１０に搭載されている。

アウタパネル２の下部は、車種が異なる場合でもおおよそ同様の形状を成している場合が多い。従って、図４に示すように、下部パッド１２、リア側下部パッド１３により、アウタパネル２の下部を支持して立設させることで、形状の異なるアウタパネル２を一種類の台車１０で支持することが可能となる。また、アウタパネル２は下部及びアウタ側の面のみが支持されるため、アウタパネル２を台車１０に簡単に搭載することができる。具体的には、アウタパネル２の下部を下部パッド１２の溝１２ａに嵌め込み、アウタパネル２をアウタ側に傾斜させてアウタ側パッド１４に当接させるだけで、アウタパネルを台車１０に搭載できる。この逆の操作を行えば、アウタパネル２（サイドメンバ１）を台車１０から簡単に搬出することができる。

以下、図３に示す組立ライン１００によるサイドメンバ１の組立手順を説明する。

まず、仮組ステーション２０で、サイドメンバ１を構成する各部品を完成品と同様の状態で仮組する。具体的には、まず、空の台車１０の上にアウタパネル２を搭載する（図４参照）。このアウタパネル２に、その他の部品、具体的にはリーンフォースメント３、エクステンション４、及びクウォーターインナ５を、それぞれ組み付けられるべき位置に配置する。各部品は、アウタパネル２の面の凹凸形状や、台車１０の下部パッド１２及びリア側下部パッド１３を利用して、アウタパネル２のインナ側の面の所定箇所に配置される。このとき、アウタパネル２は、図４に示すようにインナ側の面が上向きとなるように若干傾斜しているため、アウタパネル２上に各部品を載せやすくなっている。各部品を搭載しやすくするために、アウタパネル２の傾斜角度δは例えば１０°以上とすることが好ましい。一方、アウタパネル２の傾斜角度δが大きすぎると、後述する溶接ステーション３０，４０において各ロボットを車幅方向両側からアクセスさせにくくなるため、アウタパネル２の傾斜角度δは例えば３０°以下とすることが好ましい。図示例では、アウタパネル２の傾斜角度δが約１５°に設定されている。

こうして、完成品と同じ状態で仮組されたサイドメンバ１の仮組体１’は、台車１０により第１溶接ステーション３０まで搬送される。第１溶接ステーション３０には、溶接ロボット３１、位置決めロボット３２、及び保持手段としてのマテハンロボット３３とが設けられる。溶接ロボット３１のアーム先端にはスポット溶接電極が設けられる（図示省略）。スポット溶接電極は、例えばサーボモータにより進退可能とされる。位置決めロボット３２のアーム先端には一又は複数の位置決めピンが設けられる（図示省略）。マテハンロボット３３のアーム先端には、部品（本実施形態ではクウォーターインナ５）を保持するためのハンド部が設けられる（図示省略）。各ロボット３１，３２，３３は、予め設定されたプログラムによって制御された、いわゆるＮＣ制御ロボットであるため、アーム先端の溶接電極、位置決めピン、あるいはハンド部を正確な位置に配置することができる。

第１溶接ステーション３０では、位置決めロボット３２により仮組体１’が台車１０から持ち上げられて、所定の位置に位置決めされる。具体的には、位置決めロボット３２の位置決めピン（図示省略）を仮組体１’の各部品に設けられた穴に挿入し、この状態で台車１０から持ち上げる。このとき、溶接されるべき複数の部品に設けられた穴に共通の位置決めピンを挿入することで、各部品の相対的な位置決めが行われる。持ち上げられた仮組体１’は、各ロボットに対して所定の位置及び所定の姿勢で保持される。尚、台車１０にはアウタパネル２の下部及び面を支持する治具（パッド）のみが設けられているため、アウタパネル２の車幅方向両側にはほとんど部材が存在せず、仮組体１’の車幅方向両側から各ロボットが容易にアクセスできる。

この状態で、マテハンロボット３３により、クウォーターインナ５が仮組体１’から一旦取り外される。そして、マテハンロボット３３で保持されたクウォーターインナ５の裏面（アウタパネル２に取り付けられる側の面）に、シール材が塗布される。この間に、溶接ロボット３１（第１溶接手段）により仮組体１’の所定箇所に溶接が行われる。具体的には、アウタパネル２とリーンフォースメント３及びエクステンション４とが溶接される。その後、マテハンロボット３３によりクウォーターインナ５が仮組体１に再び装着され、溶接ロボット３１（第２溶接手段）によりクウォーターインナ５がアウタパネル２に溶接される。第１溶接ステーション３０では、少なくとも仮組体１’が分解しないように溶接が行われる。この仮組体１’が再び台車１０に搭載され、第２溶接ステーション４０に搬送される。

第２溶接ステーション４０には、溶接ロボット４１及び位置決めロボット４２が設けられる。第２溶接ステーションでは、位置決めロボット４２で仮組体１’を持ち上げて位置決めした状態で、溶接ロボット４１により仮組体１’の所定箇所に溶接が行われる。これにより、仮組体１’を構成する各部品が完全に溶接固定され、サイドメンバ１が完成する。

完成したサイドメンバ１は台車１０に載置され、搬出ステーション５０まで搬送される。搬出ステーション５０では、搬出ロボット５１によりサイドメンバ１が台車１０から持ち上げられて、図示しないストックエリアに搬出される。サイドメンバ１が搬出されて空になった台車１０は、搬出ステーション５０から搬送されて仮組ステーション２０に戻される。以上を繰り返すことにより、サイドメンバ１の組立が順次行われる。

以上の組立ライン１００によれば、各部品は全て仮組ステーション２０に搬送すればよいため、各溶接ステーション３０，４０まで搬送するための搬送ラインやストックエリアを設ける必要はない。また、アウタパネル２を部品受けとして、これに組み付けられる各部品を搭載することで、各部品を台車に搭載するための治具が不要となり台車１０が簡素化される。

また、上記の組立ライン１００において、複数の車種のサイドメンバ１を組み立てる場合には、溶接ステーション３０及び４０における各ロボットの制御プログラムを変更するだけでよい。従って、搬送ラインやストックエリアが増えて組立ラインが複雑化したり、部品を搭載する治具が増えて台車が複雑化したりすることなく、組立ライン１００を汎用化することができる。

本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、溶接ステーションが２箇所に設けられているが、これに限らず、溶接ステーションを１箇所、あるいは３箇所以上に設けても良い。

また、上記の実施形態では、仮組ステーション２０において、アウタパネル２に各部品を載置して仮組体１’を形成しているが、これに限らず、係止爪やマグネット等の簡単な治具を用いて、各部品をアウタパネル２に仮固定しても良い。

また、アウタパネル２の下部を支持するパッドの構成は上記に限らず、例えばリア側下部パッド１３を省略したり、下部パッド１２の数を変更したりしてもよい。

また、上記の実施形態では、中間部品がエクステンション４であり、インナ部品がクウォーターインナ５である場合を示したが、中間部品及びインナ部品は、アウタパネルに重ねた状態で溶接される部品であれば上記に限られない。例えば、図５に示すサイドメンバＷにおいて、アウタスティフナＷ２を中間部品とし、フロントピラーインナＷ３及びセンタピラーインナＷ４をインナ部品としてもよい。

また、上記の実施形態では、搬送手段としてアウタパネル２を立設した状態で搭載する台車１０を用いたが、これに限らず、例えばアウタパネル２を平置きした状態で搭載する台車を用いてもよい。また、搬送手段は台車に限らず、例えばコンベヤを用いてもよい。

１ サイドメンバ
１’ 仮組体
２ アウタパネル
３ リーンフォースメント
４ エクステンション（中間部品）
５ クウォーターインナ（インナ部品）
１０ 台車（搬送手段）
１１ ベース
１２ 下部パッド
１３ リア側下部パッド
１４ アウタ側パッド
２０ 仮組ステーション
３０ 第１溶接ステーション
３１ 溶接ロボット（溶接手段）
３２ 位置決めロボット
３３ マテハンロボット（保持手段）
４０ 第２溶接ステーション
４１ 溶接ロボット
４２ ロボット
５０ 搬出ステーション
５１ 搬出ロボット
１００，２００ サイドメンバ組立ライン

Claims (2)

1. アウタパネルと、アウタパネルに溶接固定されたインナ部品と、アウタパネルとインナ部品との間に配され、アウタパネルに溶接固定された中間部品とを有するサイドメンバを組み立てるための組立ラインであって、
   アウタパネル、インナ部品、及び中間部品を完成品と同様の状態で仮組して仮組体を構成する仮組ステーションと、仮組体を溶接ステーションまで搬送する搬送手段と、溶接ステーションで仮組体からインナ部品を取り外して保持する保持手段と、保持手段でインナ部品を保持した状態で、アウタパネルと中間部品とを溶接する第１溶接手段と、保持手段でインナ部品を再びアウタパネルに装着し、この状態でアウタパネルとインナ部品とを溶接する第２溶接手段とを備えたサイドメンバ組立ライン。
2. 搬送手段が、アウタパネルの下部を支持して立設させた状態で搬送するものである請求項１のサイドメンバ組立ライン。

Images