JP2946458B2 - 組付部にフランジ部を有する板金部品の自動組付装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２枚の板金部品を
嵌込んで自動的に組付けする装置に係り、特に、組付部
に一方向からの嵌込を阻害するフランジ部が形成されて
いる場合の自動組付けを可能にした自動組付装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】組付時において一方向からの嵌込を阻害
するようなフランジ部が組付部に形成されている２枚の
板金部品例としては、たとえば図１０ないし図１３に示
したような自動車のルーフパネル１及びリンフォース２
がある。この場合、ルーフパネル１にはサンルーフ取付
用の開口部３が穿設されており、同開口部３の周囲を補
強する目的でルーフパネル１の裏側にリンフォース２が
取付けられる。しかし、ルーフパネル１の外表面にスポ
ット痕等の溶接影響部が露呈することは見栄え上好まし
いことではなく、従って、たとえばルーフパネル１の車
体後方側の開口端部を略Ｌ字状（又は略Ｕ字状）に折曲
成形し、該フランジ部４にリンフォース２の車体後方側
の開口端部を嵌込んで、車体前方側及び車幅方向側の開
口端部合せ面を適当なピッチでスポット溶接する構造が
採用されている。なお、図中の白抜矢印５は車体の前方
を示し、符号Ｗはスポット溶接部を示している。

【０００３】上述した構造によると、ルーフパネル１の
開口部３にリンフォース２を下方から嵌込む場合、ルー
フパネル１の一端部に略Ｌ字状又は略Ｕ字状に折曲成形
されたフランジ部４が存在すると、一方向からの単純な
組付作業では互いに干渉して組付けは困難である。この
ため、従来の生産ラインにおいては、ルーフパネル１に
リンフォース２を組付ける工程はラインサイドで手作業
により行われている。以下この作業を簡単に説明する
と、被組付側となる大きなルーフパネル１を図１３に示
す如く反転させた状態にしておき、組付側のリンフォー
ス２を作業員が手で適度に撓ませながら板金端末の干渉
を避けて所定の位置へ嵌込むのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の自動
車組立ラインにおいては、生産性の向上や作業員の環境
改善等の観点からラインの自動化が進められている。従
って、生産ラインの途中に前述したような手作業の工程
が存在することは生産ラインの流れを阻害する要因とな
り、ラインの生産効率が低下することによって、自動化
に要する莫大な投資に見合うだけの十分な効果を得にく
いという問題があった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、自動化された組
立ラインの中で搬送される被組付側の大型板金部品を反
転させることなく、板金どうしの干渉を避けて組付側の
板金部品を自動的に組付けてから次の組立工程に搬送可
能な、組付部にフランジ部を有する板金部品の自動組付
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述した課題
を解決するためになされたもので、組付側の板金部品を
被組付側の板金部品に組付ける際、一方向からの嵌込を
阻害するフランジ部を有する２枚の板金部品を自動的に
嵌込んで組付けする板金部品の自動組付装置において、
上記組付側の板金部品を所定位置に載置させるロケータ
が設けられたフレーム部材と、上記フレーム部材の後部
一端側を軸支し上下方向に昇降する昇降部材と、上記昇
降部材と連結され上下方向の昇降を可能にする昇降手段
と、上記フレーム部材と上記昇降部材及び上記昇降手段
を前後方向にスライド可能にするスライド手段と、上記
昇降部材に支持されると共に上記フレーム部材の後部一
端側を支点として上記フレーム部材の前端側の上下方向
の揺動を可能にする揺動手段と、上記ロケータに載置さ
れた組付側の板金部品を弾性変形させた状態に保持する
クランプ手段とを設け、上記被組付側の板金部品に対向
して、上記組付側の板金部品を配設して上記クランプ手
段により変形保持し、上記フランジ部に上記組付側の板
金部品を嵌込んだ後に同組付側の板金部品の変形状態を
解除し、上記揺動手段により上記フランジ部と相対する
上記被組付側の板金部品の縁部に上記組付側の板金部品
の一方の端末部を嵌込み可能としたことを特徴とする組
付部にフランジ部を有する板金部品の自動組付装置であ
る。

【０００７】上述した自動組付装置においては、フレー
ム部材に設けたロケータの所定位置に組付側の板金部品
を載置し、同板金部品をクランプ手段により弾性変形さ
せた状態に保持したまま、最初に昇降手段を作動させて
昇降部材及びフレーム部材と共に板金部品を上昇させ、
続いてスライド手段を作動させて昇降手段、昇降部材及
びフレーム部材と共に同板金部品を前進させた後、最後
にクランプ手段による弾性変形を解除してから揺動手段
を作動させることにより、フレーム部材と共に組付側の
板金部品を揺動させて被組付側の板金部品に組付けるこ
とができる。

【０００８】また、上述した組付側及び被組付側の板金
部品は、共に反転などせずに完成車の搬送状態で組付け
られるのが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に基づいて説明する。図１ないし図３に示した板金部品
の自動組付装置は、サンルーフ用の開口部３が穿設され
た自動車用のルーフパネル（被組付側の板金部品）１に
対して、同じく開口部３が穿設された補強用のリンフォ
ース（組付側の板金部品）２を組付けるものであり、こ
の場合、ルーフパネル１の開口部３後端側を折曲して設
けられた略Ｌ字状（又は略Ｕ字状）のフランジ部４が一
方向からの単純な嵌込を阻害する部分になっている。す
なわち、ルーフパネル１及びリンフォース２の形状は図
１０ないし図１２に基づき従来技術で説明したものと同
様であり、ルーフパネル１は開口部３の前端からフラン
ジ部４の後端縁までの寸法Ｌ１がリンフォース２に設け
られた開口部３の前後方向寸法Ｌ２よりも大きくなって
いる（図１１参照）。従って、ルーフパネル１にリンフ
ォース２を組付ける際、同リンフォース２を位置合わせ
して単純に車体上下方向へ動かすだけの作業では、車体
後方側へ折曲されたフランジ部４に干渉して嵌込が阻害
されることになる。なお、図中の白抜矢印５はルーフパ
ネル１の前側（すなわち車体の前方）、符号８はフロン
トルーフレールを示している。

【００１０】自動組付装置は、基本的に、リンフォース
２の前端部を保持する前部クランプ機構８０及びリンフ
ォース２の後端部を保持する押圧クランプ手段５０を備
えたフレーム部材１０、同フレーム部材１０を揺動でき
るよう回動軸を有して支持する昇降部材２１、ルーフパ
ネル１の周縁部を保持する外周クランプ機構９０、同ク
ランプ機構９０によって保持されたルーフパネル１に対
してリンフォース２を接近できるよう昇降部材２１及び
フレーム部材１０を上下方向に昇降動作させる昇降手段
２０、ルーフパネル１に対してリンフォース２を前後方
向に移動できるよう昇降手段２０及びフレーム部材１０
をスライド動作させるスライド手段３０、リンフォース
２の前端部を上下方向に揺動できるようフレーム部材１
０を昇降部材２１に対して揺動させる揺動手段４０、及
びスポット溶接時にルーフパネル開口部３の端部を保持
する開口端部クランプ機構６０を包含し、ルーフパネル
１に対向して、リンフォース２を配設して押圧クランプ
手段５０により変形保持し、フランジ部４にリンフォー
ス２を嵌込んだ後に同リンフォース２の変形状態を解除
し、揺動手段４０によりフランジ部４と相対するルーフ
パネル１の縁部にリンフォース２の一方の端末部を嵌込
み可能としたものである。なお、自動組付装置を据付け
する際にはそのベースプレート７をベース面６に対して
アンカボルト等を使用して固定する。

【００１１】ベースプレート７の上面には、車体前後方
向に向けて平行に延設された左右一対のガイドレール３
１が固定されている。また、このベースプレート７上に
は、ロッドを車体前後方向（矢印３５）に伸縮動作させ
るスライドシリンダ３３がガイドレール３１の後端より
も車体後方側に固定設置されている。スライドシリンダ
３３のロッドは、その先端部がスライドテーブル３２に
連結されており、同スライドテーブル３２の下面には、
左右一対のガイドレール３１に対応してガイド部３４が
設けられている。同ガイド部３４は、各々がガイドレー
ル３１を跨ぎ、ガイドレール３１の上面及び両側面に接
しているので、スライドテーブル３２は、スライドシリ
ンダ３３を駆動源とし、その伸縮作動によってガイドレ
ール３１上をスムーズに滑動する。この結果、ベース面
６及びベースプレート７の固定部に対し、スライドシリ
ンダ３３の伸縮作動によりスライドテーブル３２を車体
の前後方向（矢印３５）へスライド可能にした、自動組
付装置のスライド手段３０が構成される。

【００１２】上述したスライド手段３０のスライドテー
ブル３２上には昇降手段２０が設置されている。この昇
降手段２０は、昇降動作の駆動源となる１組の昇降シリ
ンダ２２及びスムーズな昇降を助ける２組のガイドシリ
ンダ２６を備えている。図２の例では、３組のシリンダ
２２，２６が昇降シリンダ２２を中央にして左右（車
幅）方向に直線的に配置され、各々のシリンダ下端部が
スライドテーブル３２上に固定設置されると共に、３本
のロッドにより板状の昇降部材２１を水平に保って支持
している。しかし、３組のシリンダ２２，２６は必ずし
も横方向に直線的に配置する必要はなく、たとえば昇降
部材２１の形状等によっては前後方向の直線配置又は三
角形状の配置も可能であり、昇降時において昇降部材２
１の安定した水平状態を維持してスムーズに昇降させる
ことができればよい。かくして、昇降シリンダ２２が上
下方向に伸縮作動すると、昇降部材２１は昇降シリンダ
２２及び左右一対のガイドシャフト２５による３点支持
で安定した水平状態を維持して昇降することになり、同
昇降部材２１の上下方向（矢印２７）へのスムーズな昇
降を可能にする昇降手段２０が構成される。なお、この
昇降手段２０は、スライドテーブル３２に設置されてい
ることから、上述したスライド手段３０と一体に前後方
向のスライドが可能である。

【００１３】揺動支持アーム２３は、上述した昇降部材
２１の上面後端側から上方へ向けて２組突設されてお
り、この揺動支持アーム２３は、左右それぞれに所定の
間隙を設けて平行に対向させた２枚の板状部材よりな
り、その間隙部に後述するフレーム部材１０の揺動アー
ム１１を挟み込んで、車幅方向に嵌通するピン１４をも
って上端部付近を軸支している。これにより、フレーム
部材１０は、昇降部材２１に対して、ピン１４を支点と
した揺動が可能に支持される。一方、符号２４は、昇降
部材２１の下面前端側から下方へ向けて突設された揺動
シリンダ支持部であり、後述する揺動手段４０の駆動源
となる揺動シリンダ４１をピン結合により支持する部材
である。なお、フレーム部材１０及び揺動シリンダ４１
をピン結合により支持している昇降部材２１は、昇降手
段２０に支持されていることから、同昇降手段２０によ
る上下方向の昇降に加えて、スライド手段３０と一体に
前後方向のスライドも可能である。

【００１４】フレーム部材１０は鋼材を略矩形状に結合
してなり、その上面周縁部にはロケータ１３が上方へ向
けて突設されている。このロケータ１３は、リンフォー
ス２を自動組付装置にセットする際、リンフォース２を
所定の位置に位置決めして支持するための部材である。
図示の例では、ロケータ１３がフレーム部材１０の前端
部側に３箇所（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）、後端部側に
３箇所（１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ）、及び左右の端部側
に各々１箇所（１３ｇ、１３ｈ）ずつの合計８箇所に設
けられており、各ロケータ１３の上端面は、受け部材と
して対応するリンフォース２の支持部形状に合わせてあ
る。また、フレーム部材１０の後端側上面には、上述し
た昇降部材２１の揺動支持アーム２３にピン１４をもっ
て軸支される２組の揺動アーム１１が斜め前方へ向けて
突設されている。さらに、フレーム部材１０の前端側上
面には、揺動シリンダ４１のロッド先端部とピン結合に
より連結された駆動アーム１２が斜め後方へ向けて突設
されている。この揺動シリンダ４１は、昇降部材２１の
揺動シリンダ支持部２４によりシリンダ本体を支持され
ており、本装置の場合、揺動シリンダ４１の支持部がフ
レーム部材１０の揺動を妨げないようにピン結合を採用
している。すなわち、揺動シリンダ４１は、昇降部材２
１によるシリンダ本体支持部、及びロッド先端部とフレ
ーム部材１０との連結部がいずれも回動可能なピン結合
となっているため、同揺動シリンダ４１を伸縮作動させ
た場合、２箇所のピン結合部が協働して揺動シリンダ４
１自らが昇降部材２１に対して揺動可能な状態にあり、
従って、フレーム部材１０のスムーズな揺動が揺動シリ
ンダ４１によって妨げられるようなことはない。

【００１５】かくして、フレーム部材１０は、揺動シリ
ンダ４１を矢印４２の方向に伸縮作動させることによっ
て、固定支持側の昇降部材２１に対してピン１４を支点
とする上下方向（矢印４３）のスムーズな揺動が可能に
なる。この結果、揺動シリンダ４１を駆動源としてフレ
ーム部材１０の前端部側を矢印４３の方向に揺動せしめ
る揺動手段４０が構成される。なお、フレーム部材１０
及び揺動手段４０は、いずれも昇降部材２１に支持され
た構造となっているため、昇降手段２０により昇降部材
２１と一体に上下方向へ昇降するのに加えて、スライド
手段３０により昇降手段２０及び昇降部材２１と一体に
前後方向へスライドすることも可能である。

【００１６】クランプ手段５０は、ロケータ１３に載置
されたリンフォース２の後端部を弾性変形させた状態に
保持するものである。このクランプ手段５０を設置する
主な目的は、昇降手段２０の作動により上昇したリンフ
ォース２がルーフパネル１と干渉してルーフパネル１に
歪みが生じるのを防止することにある。従って、上述し
た目的を確実に達成するためには、クランプ手段５０を
少なくとも２箇所以上設けるのが好ましい。なお、本装
置においては、リンフォース２の端部を単に保持するだ
けの公知のクランプ機構も使用しているため、両者の混
同を避ける意味から以後押圧クランプ手段５０と呼ぶ。

【００１７】図示の例では、押圧クランプ手段５０がフ
レーム部材１０の後端部側上面に突設された３箇所のロ
ケータ１３ｄ、１３ｅ、１３ｆと対応して３箇所に設け
られている。この場合、クランプ位置によりロケータ等
の形状に若干の違いは生じるものの、各押圧クランプ手
段５０の基本構成は全て同じである。図４は押圧クラン
プ手段５０の構成例を示す図である。この押圧クランプ
手段５０は、フレーム部材１０に固定されたロケータ１
３に連結されており、押圧シリンダ５１、押圧クランプ
５２及びリンク部材５３を具備している。押圧シリンダ
５１は、そのシリンダ本体がロケータ１３にピン結合に
より支持されており、図中に実線及び想像線で表示した
ように動いてフレーム部材１０の揺動に追従できるよう
になっている。ピストンロッド５１ａの先端部にピン５
４をもってピン結合された押圧クランプ５２は、先端部
にリンフォース２の後端部を下向きに押圧する係止部５
５を有し、さらに略Ｔ字状に固着されたリンク部材５３
の端部がピン５６をもってロケータ１３にピン結合され
ている。

【００１８】この結果、押圧シリンダ５１、ピストンロ
ッド５１ａが矢印５７の如く上下方向に伸縮作動する
と、押圧クランプ５２の係止部５５は矢印５８の如く上
下方向に揺動して開閉する。すなわち、図４ではピスト
ンロッド５１ａが押し出されて押圧クランプ５２が閉じ
た状態を示しており、この場合、リンフォース２の後端
部が符号２ａで示した位置まで押し下げられて適度な弾
性変形をするような位置設定（自然状態でロケータ上に
載置された場合のリンフォース後端位置より下方に係止
部５５が存在する）がなされている。一方、この状態か
らピストンロッド５１ａが引き込まれると、係止部５５
が上方へ開いて後端部の係止状態は解除される。

【００１９】図２、及び図４ないし図８の符号６０Ｓ、
６０Ｒ、６０Ｆは、開口部３の端部を保持する開口端部
クランプ機構を示している。このような開口端部クラン
プ機構６０は、ルーフパネル１とリンフォース２との組
付けが完了した後に使用するものであり、両板金部材の
板金合せ面適所をスポット溶接する際に開口部３の端部
をクランプ１３へ向けて押圧する機能を有しており、開
口部３の前後左右端部を各々保持するよう略矩形状開口
の各辺ごとに設けられている。図２に示した開口端部ク
ランプ機構６０Ｓはロケータ１３ｇに対応して開口部３
の左側端部を保持するもので、その基本構成は、ベース
面６に固定された支柱６１、同支柱６１に支持された駆
動シリンダ６２、一端が駆動シリンダ６２のピストンロ
ッド６２ａ先端部にピン結合されているクランプ６３、
及び両端部が各々クランプ６３と支柱６１とにピン結合
されているリンク部材６４よりなる。そして、駆動シリ
ンダ６２が矢印６５の如く上下に伸縮作動することによ
り、クランプ６３は、リンク部材６４の作用によって実
線で示した閉（クランプ）位置と想像線で示した開位置
との間を矢印６６の如く揺動して開閉する。なお、図示
は省略したが、ロケータ１３ｈに対応して開口部３の右
側端部を保持するため、上述した左側用のものと同様の
基本構成を有する（各構成部材の向きが左右逆となる）
開口端部クランプ機構６０Ｓも設けられている。

【００２０】図４の符号６０Ｒは、開口部３の後端部側
を保持する開口端部クランプ機構を示している。この開
口端部クランプ機構６０Ｒは、図２に示した左側端部用
と基本構成が同じであり、ベース面６に固定された支柱
６１、同支柱６１に支持された駆動シリンダ６２、一端
が駆動シリンダ６２のピストンロッド６２ａ先端部にピ
ン結合されているクランプ６３、及び両端部が各々クラ
ンプ６３と支柱６１とにピン結合されているリンク部材
６４よりなり、駆動シリンダ６２が矢印６５の如く上下
に伸縮作動することにより、クランプ６３は、リンク部
材６４の作用によって実線で示した閉（クランプ）位置
と想像線で示した開位置との間を矢印６６の如く揺動し
て開閉する。図示の例においては、フレーム部材１０の
後端部側上面に突設された３箇所のロケータ１３ｄ、１
３ｅ、１３ｆと対応して支柱６１が３箇所に設けられて
おり、従って、後端部用の開口端部クランプ機構６０Ｒ
も３組設置されている。しかし、対応する開口端部保持
部の形状に適合させるため、クランプ６３の形状等は、
３箇所の後端部用及び左右の側端部用が各々異なったも
のになってもよい。なお、開口部３の前端部側を保持す
る開口端部クランプ機構６０Ｆも３組設置されている
が、その構成については、図５ないし図８に基づいて後
述する前部押え機構７０又は前部クランプ機構８０と共
に説明する。

【００２１】図５及び図６は、車体前側の左右サイドに
取付けられたロケータ１３ａ、１３ｃに対応して設けら
れた前部押え機構７０、及び開口部３の前端部側を保持
する開口端部クランプ機構６０Ｆを示したものである。
図５は主として前部押え機構７０の構成及び作動を説明
するためのものであり、前部押え機構７０の動作時、開
口端部クランプ機構６０Ｆは実線で示すように作動前の
開いた状態にある。前部押え機構７０は、ロケータ１３
に載置されたリンフォース２を上から前部押え７１で押
圧することにより、上端部がリンフォース２の形状に合
わせて作られているロケータ１３にリンフォース２の面
を密着させ、確実な位置決めをする機能を有している。
この前部押え機構７０は、ベース面６に固定された支柱
７４、同支柱７４に支持された駆動シリンダ７５、一端
が駆動シリンダ７５のピストンロッド７５ａ先端部にピ
ン結合されている前部押え７１、及び両端部が各々前部
押え７１と支柱７４とにピン結合されているリンク部材
７６よりなり、前部押え７１は、上下（矢印７２）に伸
縮作動する駆動シリンダ７５及びリンク部材７６の作用
によって、実線で示した閉（押え）位置と想像線で示し
た開位置との間を矢印７３の如く開閉動作する。

【００２２】図６は、主として開口部３の前端部側サイ
ドを保持する開口端部クランプ機構６０Ｆの構成及び作
動を説明するためのものであり、開口端部クランプ機構
６０Ｆの動作時、すなわちスポット溶接時には、前部押
え機構７０は実線で示すように開いた状態にある。この
開口端部クランプ機構６０Ｆは、上述した側端部用及び
後端部用と同様の機能を有するものであるが、その構成
はやや異なっている。この場合、ベース面６に固定され
ている支柱６１にアーム駆動シリンダ６７がピン結合に
より支持され、同アーム駆動シリンダ６７のピストンロ
ッド６７ａ先端部にはアーム部材６８がピン結合されて
いる。このアーム部材６８は可動の開口端部クランプ機
構支持部となるもので、一端部が支柱６１にピン６１ａ
により回動自在に支持されており、アーム駆動シリンダ
６７が矢印６９ａの如く上下に伸縮作動することによっ
て、ピン６１ａを支点として矢印６９ｂの如く揺動す
る。そして、このアーム部材６８には、同アーム部材６
８にピン結合により支持された駆動シリンダ６２、一端
部が駆動シリンダ６２のピストンロッド６２ａ先端部に
ピン結合されているクランプ６３、及び一端部がクラン
プ６３に固定され他端部がアーム部材６８とピン結合さ
れているリンク部材６４よりなるクランプ機構が設けら
れている。かくして、開口端部クランプ機構６０Ｆは、
アーム駆動シリンダ６７の伸縮作動により、想像線で示
した退避位置（ルーフパネル１の搬入・搬出の妨げとな
らないように開いた位置）と実線で示した待機位置（ク
ランプ６３が開口端部に近接して待機する閉じた位置）
との間を矢印６９ｂの如く揺動して開閉する。さらに、
実線で示した待機位置においては、駆動シリンダ６２が
矢印６５の如く伸縮作動することにより、クランプ６３
は、リンク部材６４の作用によって想像線で示した開位
置と実線で示した閉（クランプ）位置との間を矢印６６
の如く揺動して開閉する。この結果、ルーフパネル１の
前端部から開口部３までのように比較的長い距離がある
場合であっても、ルーフパネル１との干渉を避けてクラ
ンプ６３により開口端部を保持することが可能になる。

【００２３】図７及び図８は、前側の中央付近に取付け
られたロケータ１３ｂに対応して設けられた前部クラン
プ機構８０、及び開口部３の前端部側を保持する開口端
部クランプ機構６０Ｆを示したものである。図７は主と
して前部クランプ機構８０の構成及び作動を説明するた
めに示したものであり、前部クランプ機構８０の動作
時、開口端部クランプ機構６０Ｆは実線で示すように作
動前の開いた状態にある。前部クランプ機構８０は、ロ
ケータ１３に位置決めして載置されているリンフォース
２の前端部をクランプ８１で保持する機能を有してお
り、ロケータ１３ｂに支持された駆動シリンダ８４、駆
動シリンダ８４のピストンロッド８４ａ先端部にピン結
合されているクランプ８１、及び一端部がクランプ８１
の適所に固定され他端部がロケータ１３ｂにピン結合さ
れているリンク部材８５よりなり、矢印８２の如く上下
に伸縮作動する駆動シリンダ８４及びリンク部材８５の
作用によって、クランプ８１が実線で示した閉（クラン
プ）位置と想像線で示した開位置との間を矢印８３の如
く開閉動作する。なお、本実施形態例では採用されてい
ないが、開口部３の左右に配設してあるロケータ１３
ｇ、１３ｈに載置されたリンフォース２の側端部を保持
するため、適当なクランプ機構を必要に応じて設けるよ
うにしてもよい。

【００２４】図８は、主として開口部３の前端部側中央
付近を保持する開口端部クランプ機構６０Ｆの構成及び
作動を説明するためのものであり、開口端部クランプ機
構６０Ｆの動作時、すなわちスポット溶接時には、前部
クランプ機構８０は実線で示すように開いた状態にあ
る。この開口端部クランプ機構６０Ｆは、上述した前端
部サイドのものと略同様に構成されており、ベース面６
に固定されている支柱６１にアーム駆動シリンダ６７が
ピン結合により支持され、同アーム駆動シリンダ６７の
ピストンロッド６７ａ先端部にはアーム部材６８がピン
結合されている。このアーム部材６８は可動の開口端部
クランプ機構支持部となるもので、一端部が支柱６１に
ピン６１ａにより回動自在に支持されており、アーム駆
動シリンダ６７が矢印６９ａの如く上下に伸縮作動する
ことによって、ピン６１ａを支点として矢印６９ｂの如
く揺動する。そして、このアーム部材６８には、同アー
ム部材６８にピン結合により支持された駆動シリンダ６
２、一端部が駆動シリンダ６２のピストンロッド６２ａ
先端部にピン結合されているクランプ６３、及び一端部
がクランプ６３に固定され他端部がアーム部材６８とピ
ン結合されているリンク部材６４よりなるクランプ機構
が設けられている。かくして、開口端部クランプ機構６
０Ｆは、アーム駆動シリンダ６７の伸縮作動により、想
像線で示した退避位置（ルーフパネル１の搬入・搬出の
妨げとならないように開いた位置）と実線で示した待機
位置（クランプ６３が開口端部に近接して待機する閉じ
た位置）との間を矢印６９ｂの如く揺動して開閉する。
さらに、実線で示した待機位置においては、駆動シリン
ダ６２が矢印６５の如く伸縮作動することにより、クラ
ンプ６３は、リンク部材６４の作用によって想像線で示
した開位置と実線で示した閉（クランプ）位置との間を
矢印６６の如く揺動して開閉する。この結果、ルーフパ
ネル１の前端部から開口部３までのように比較的長い距
離がある場合であっても、ルーフパネル１との干渉を避
けてクランプ６３により開口端部を保持することが可能
になる。

【００２５】さらに、この自動組付装置には、たとえば
図１及び図２に示す如く、ルーフパネル１の周縁部をク
ランプして所定位置に保持する外周クランプ機構９０が
設けられている。この外周クランプ機構９０は、ルーフ
パネル１の周縁部全周にわたって適当な間隔をもって多
数配置されている。各外周クランプ機構９０は、閉じた
状態のクランプ９１とロケータ９２との間にルーフパネ
ル１の端部を保持する機能を有している。このようなク
ランプ機構９０は、クランプするルーフパネル１の位置
に応じてクランプ９１及びロケータ９２の形状が多少異
なるものの、装置の基本構成は全て同じである。そこ
で、外周クランプ機構９０の構成を図２に基づいて説明
すると、この外周クランプ機構９０は、ベース面６に固
定された支柱９３、同支柱９３に支持された駆動シリン
ダ９４、一端が駆動シリンダ９４のピストンロッド９４
ａ先端部にピン結合されているクランプ９１、及び両端
部が各々クランプ９１と支柱９３とにピン結合されてい
るリンク部材９５よりなり、クランプ９１は、上下（矢
印９６）に伸縮作動する駆動シリンダ９４及びリンク部
材９５の作用によって、実線で示した閉（クランプ）位
置と想像線で示した開位置との間を矢印９７の如く開閉
動作するように構成されている。一方、図１に示した外
周クランプ機構９０も基本構成は同じであるが、この位
置の支柱９３には、必要に応じてフロントルーフレール
８の後端部側を支持しているロケータ９８及び同ロケー
タ９８を矢印９９の如く揺動させる駆動シリンダ１００
が支持されている。そして、同駆動シリンダ１００が作
動して上方に向けて伸びることにより、フロントルーフ
レール８の後端フランジ面はロケータ９８と共に上昇し
てルーフパネル１の裏面に押圧されるため、同フランジ
面に予め接着材を塗布しておくことによりルーフパネル
１への接着が可能になる。

【００２６】上述したように、本発明の装置において
は、リンフォース２が組付側の板金部品であり、同リン
フォース２は、１サイクルの組付作業が完了するたびに
フレーム部材１０に突設されたロケータ１３上に載置さ
れる。このフレーム部材１０には、ロケータ１３上に載
置されたリンフォース２の後端部を押し下げた状態に弾
性変形させて保持する押圧クランプ手段５０が設けられ
ており、同押圧クランプ手段５０は、上述した前部押え
機構７０及び前部クランプ機構８０と共に、ロケータ１
３上に載置されたリンフォース２をフレーム部材１０の
所定の位置に位置決めして組付可能な状態にセットす
る。セットが完了したロケータ１３上のリンフォース２
は、フレーム部材１０の後端部側に突設した揺動アーム
１１がピン１４をもって昇降部材２１の揺動支持アーム
２３に軸支されているので、昇降手段２０の昇降動作に
よって、昇降部材２１及びフレーム部材１０と共に上下
方向の昇降が可能である。また、ロケータ１３上のリン
フォース２は、昇降手段２０、昇降部材２１及びフレー
ム部材１０が共にスライド手段３０のスライドテーブル
３２に設置されているため、スライド手段３０のスライ
ド動作により前後方向のスライドが可能である。さら
に、ロケータ１３上のリンフォース２は、フレーム部材
１０がその前端部側を上下方向に揺動させる揺動手段４
０を備えており、同揺動手段４０の揺動シリンダ４１が
伸縮作動することによって、フレーム部材１０が昇降部
材２１に対してピン１４を支点とする上下方向の揺動を
するので、フレーム部材１０と一体の揺動も可能にな
る。すなわち、ロケータ１３上にセットされたリンフォ
ース２に対して、本装置の作動により昇降、前後方向の
スライド及び揺動の組付操作を行なうことができる。

【００２７】続いて、上述した本発明による自動組付装
置の動作及び作用を操作手順に基づいて説明する。この
ような装置は、通常車体の自動溶接組立ライン中の１工
程として組込まれている。

【００２８】組付け作業を開始する前の初期状態では、
昇降手段２０が昇降部材２１及び同昇降部材２１に支持
されたフレーム部材１０を最下端まで降下させ、スライ
ド手段３０が昇降手段２０及び昇降部材２１等と共にフ
レーム部材１０を最後端まで後退させている。また、揺
動手段４０は揺動シリンダ４１のロッドを引き込んでフ
レーム部材１０の前端側を下向きに傾斜させた状態にあ
り、押圧クランプ手段５０はピストンロッド５１ａを引
き込んで押圧クランプ５２を開いた状態にしてある。な
お、開口端部クランプ機構６０、前部押え機構７０、前
部クランプ機構８０及び外周クランプ機構９０は、いず
れもクランプ６３、前部押え７１、クランプ８１及びク
ランプ９１が開いた状態にあり、しかも、開口部３の前
側に設けられた３組の開口端部クランプ機構６０Ｆで
は、アーム部材６８を開いた退避位置にある。このよう
な初期状態からリンフォース２の組付作業を開始する
と、最初の第１工程では押圧クランプ手段５０の押圧シ
リンダ５１が作動し、ピストンロッド５１ａが押し出さ
れることによって押圧クランプ５２は下向きに揺動して
閉じる。このような動作の完了を確認するため、好適に
はリミットスイッチや近接スイッチのようなセンサを適
所に取付けておき、同センサから得られた信号を使用し
て、ランプ点灯又は音声等により次工程の手動操作が可
能になったことを作業員に知らせるようにすればよい。
あるいは、上述したセンサからの信号を利用して、次工
程を自動起動させるようにしてもよい。

【００２９】第２工程では、作業員の手作業によりリン
フォース２をロケータ１３の上端部に載置するが、この
時、リンフォース２の後端部が押圧クランプ５２の係止
部５５の下に確実に係止されるよう注意が必要である。
なお、ここではリンフォース２の載置を手作業とした
が、適当な搬送装置と組合せることにより自動化するこ
とも可能である。

【００３０】続く第３工程からは、各工程の完了を図示
省略のセンサ等で検知することにより全て自動で組付作
業を行なうことになるが、以下に説明する一連の作業を
開始するためには、リンフォース２の載置を完了した作
業者が図示省略のスイッチを操作するなどして装置を起
動させる必要がある。この起動操作がなされると、第３
工程においては、図５に示した前部押え７１が作動して
リンフォース２の前端側上面を押し下げ、係止部５５の
作用で前端部が浮き上がっているリンフォース２の下面
をロケータ１３に密着させて確実に位置決めした状態に
保持する。この結果、リンフォース２は、後端部側が係
止部５５に押し下げられて下向きに適度な弾性変形をし
た状態となり、続く第４工程では図７に示した前部クラ
ンプ８１が作動してリンフォース２の前端部をクランプ
する。そして、次の第５工程で前部押え７１を開いた状
態に戻すことにより、リンフォース２は、押圧クランプ
手段５０により変形保持された状態のままロケータ１３
に位置決めされ、ルーフパネル１への組付作業が可能な
状態にセットされる。なお、この時点でたとえばフロン
トルーフレール８等の他の組付部材を所定位置にセット
すればよい。さらに、続く第６工程では、ルーフパネル
１が図示省略の搬送手段により所定の位置まで搬入され
てきて、リンフォース２と対向するようにしてロケータ
９２の上に載置されるので、全ての外周クランプ装置９
０のクランプ９１を閉じることにより、ルーフパネル１
はロケータ９２とクランプ９１との間に端部を挾持され
て位置決めされる。この結果、リンフォース２及びルー
フパネル１はいずれも組付作業が可能な状態にセットさ
れたことになり、本装置による自動組付けの準備は完了
する。この後、開口部３の前端部側に設けられた３組
（両サイド及び中央）の開口端部クランプ機構６０Ｆで
は、アーム駆動シリンダ６７を作動させてアーム部材６
８を退避位置から待機位置まで移動させ、クランプ６３
が開口端部に接近した状態にしておく。

【００３１】図９（ａ）は自動組付けの準備が完了した
状態を示したもので、ルーフパネル１は図示省略の外周
クランプ機構９０により位置決め固定され、一方、ルー
フパネル１と対向してロケータ１３に載置されているリ
ンフォース２は、前部クランプ８１及び押圧クランプ５
２によって保持され、同リンフォース２の後端部が図１
に想像線で示す如く下方に押し下げられて弾性変形した
状態にある。そして、次の第７工程では、昇降手段２０
を作動させて昇降部材２１を上昇させる。この結果、昇
降部材２１と共にフレーム部材１０、ロケータ１３、揺
動手段４０、押圧クランプ手段５０及び前部クランプ機
構８０が上昇するので、リンフォース２は、図９（ｂ）
に示す如くルーフパネル１の下面近傍まで移動する。続
く第８工程では、スライド手段３０を作動させてスライ
ドテーブル３２、昇降手段２０、昇降部材２１及びフレ
ーム部材１０等と共にリンフォース２を前進させる。こ
れにより、後端を押し下げられて弾性変形した状態のリ
ンフォース２は、ルーフパネル１と干渉して歪みを生じ
させることなくスムーズに前進し、リンフォース２側の
開口部３の後端部を形成している端部が、図９（ｃ）に
示す如くフランジ部４とルーフパネル１との間に嵌め込
まれる。そして、第９工程で押圧クランプ５２を戻して
リンフォース２を弾性変形から解放した後、続く第１０
工程で揺動手段４０を作動させ、フレーム１０と共にリ
ンフォース２を上方へ揺動させて振込む。この時、車体
後方側の端部はフランジ部４とルーフパネル１との間に
既に嵌め込まれており、また、車体前方側及び車幅方向
左右の板金端末には嵌込の障害となるような部分がない
ため、リンフォース２のスムーズな嵌込が可能になる。
この結果、図９（ｄ）に示す如く、リンフォース２の前
部端末もフランジ部４と相対するルーフパネル１の下
面、すなわち開口部３の車体前方側縁部に組込まれるの
で、続く第１１工程で前部クランプ８１のクランプを解
除することによりリンフォース２の組付けは完了する。

【００３２】このように、フレーム部材１０のロケータ
１３上にセットされたリンフォース２は、昇降手段２０
による上昇、スライド手段３０による前進、及び揺動手
段４０による上方への揺動の順に動作し、フランジ部４
との干渉を避けてルーフパネル１の下側から所定の位置
に組付られる。そして、ルーフパネル１への組付けが完
了したリンフォース２は、車体前方側及び車幅方向左右
の板金合せ面の適所をスポット溶接して固定されるが、
この溶接作業を実施する前には、開口部３の前後左右に
設けられた開口端部クランプ機構６０Ｆ，６０Ｒ，６０
Ｓの駆動シリンダ６２を全て作動させ、各クランプ６３
を閉じてルーフパネル１をロケータ１３に向けて押圧す
る。なお、開口部３の前側に設けられた３組の開口端部
クランプ機構６０Ｆでは、アーム部材６８がすでに待機
位置まで移動しているので、開口部３の前後左右に配置
してある全てのクランプ６３を同時に作動させることが
できる。この結果、ルーフパネル１及びリンフォース２
は互いに密着するので、両板金部材のスポット溶接は確
実な位置決め及び固定がなされた状態で実施することが
できる。こうしてリンフォース２の組付け及びスポット
溶接が完了したルーフパネル１は、開口端部クランプ機
構６０、外周クランプ機構９０等ルーフパネル１及びリ
ンフォース２を保持する全てのクランプ機構を開位置に
移動させて解放し、さらに、開口部３の前側に設けられ
た３組の開口端部クランプ機構６０Ｆではアーム部材６
８を待機位置から退避位置まで移動させた後、図示省略
の搬送手段により次工程へと搬出され、自動組付装置は
次のリンフォース２を組付けるための初期状態に復帰す
る。なお、フランジ部４とルーフパネル１との間に嵌め
込まれた車体後方側の端部は、予め塗布しておいた接着
剤によりルーフパネル１に接着される。

【００３３】上述した構成及び作業手順の自動組付装置
を採用することにより、同装置を自動化された車体組立
ラインの中の１工程として容易に組込むことができ、一
連の自動組立ラインで大型のルーフパネル１を反転させ
ることなく、しかも下側からの嵌込を阻害するフランジ
部４との干渉を避けてリンフォース２を自動組付けるこ
とができるようになる。このため、手作業による組付け
を含んだ生産ラインに比べて、大幅な生産効率の向上が
期待できる。

【００３４】以上の説明においては、被組付側の板金部
品が自動車のルーフパネルで、組付側の板金部品がサン
ルーフの開口部を補強するリンフォースであったが、上
述した本発明の自動組付装置はこれらの板金部品に限定
されるものではなく、同様のフランジ部を有する板部材
どうしでもよく、他の自動車部品及び自動車部品以外に
も適用可能なことは言うまでもない。なお、板金部品の
形状に応じて、クランプ機構の数や種類、ロケータの
数、配置及び上端部の形状等は適宜変更可能であり、こ
れに応じてフレーム部材１０の形状等も当然ながら変わ
ってくる。

【００３５】

【発明の効果】前述した本発明の自動組付装置によれ
ば、一方向からの嵌込を阻害するようなフランジ部を有
する板金部品どうしの組付を、ほとんど人手にたよるこ
となく自動的に処理することが可能になるので、一連の
自動組立ラインの１工程として同装置を生産ライン中に
組込むことにより、生産効率のよい自動組立ラインの構
築を実現できる。また、本発明の装置は、大型の被組付
側部品を反転させる必要がないので、大型部品の反転に
要する装置のコスト、設置スペース及び反転時間も不要
となり、生産性の向上や設備投資費用の低減という効果
もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動組付装置の一実施形態例を示
す正面図である。

【図２】押圧クランプ手段を省略すると共に、外周クラ
ンプ機構及び左側端部用の開口端部クランプ機構を加え
て示した図１の右側面図である。

【図３】押圧クランプ手段を省略して示した図１の平面
図である。

【図４】押圧クランプ手段及び後端部用の開口端部クラ
ンプ機構を示す拡大正面図である。

【図５】前部押え機構及び前端部用サイドの開口端部ク
ランプ機構を示す図で、主として前部押え機構の動作を
説明するための図である。

【図６】前部押え機構及び前端部用サイドの開口端部ク
ランプ機構を示す図で、主として前端部用サイドの開口
端部クランプ機構の動作を説明するための図である。

【図７】前部クランプ機構及び前端部用中央の開口端部
クランプ機構を示す図で、主として前部クランプ機構の
動作を説明するための図である。

【図８】前部クランプ機構及び前端部用中央の開口端部
クランプ機構を示す図で、主として前端部用中央の開口
端部クランプ機構の動作を説明するための図である。

【図９】リンフォースをルーフパネルに自動組付けする
作業手順を示した工程説明図である。

【図１０】サンルーフ用の開口部を有する自動車用ルー
フパネルを示す斜視図である。

【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図である。

【図１２】図１０のＢ−Ｂ断面図である。

【図１３】従来の手作業による組付手順を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１ ルーフパネル（被組付側板金部品） ２ リンフォース（組付側板金部品） ４ フランジ部 １０ フレーム部材 １３ ロケータ ２０ 昇降手段 ２１ 昇降部材 ３０ スライド手段 ４０ 揺動手段 ５０ クランプ手段（押圧クランプ手段） ６０ 開口端部クランプ機構 ７０ 前部押え機構 ８０ 前部クランプ機構 ９０ 外周クランプ機構

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−136969（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−51770（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−210339（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−118581（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−178632（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−176078（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23P 19/00 302

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】組付側の板金部品を被組付側の板金部品に
   組付ける際、一方向からの嵌込を阻害するフランジ部を
   有する２枚の板金部品を自動的に嵌込んで組付けする板
   金部品の自動組付装置において、 上記組付側の板金部品を所定位置に載置させるロケータ
   が設けられたフレーム部材と、上記フレーム部材の後部
   一端側を軸支し上下方向に昇降する昇降部材と、上記昇
   降部材と連結され上下方向の昇降を可能にする昇降手段
   と、上記フレーム部材と上記昇降部材及び上記昇降手段
   を前後方向にスライド可能にするスライド手段と、上記
   昇降部材に支持されると共に上記フレーム部材の後部一
   端側を支点として上記フレーム部材の前端側の上下方向
   の揺動を可能にする揺動手段と、上記ロケータに載置さ
   れた組付側の板金部品を弾性変形させた状態に保持する
   クランプ手段とを設け、上記被組付側の板金部品に対向
   して、上記組付側の板金部品を配設して上記クランプ手
   段により変形保持し、上記フランジ部に上記組付側の板
   金部品を嵌込んだ後に同組付側の板金部品の変形状態を
   解除し、上記揺動手段により上記フランジ部と相対する
   上記被組付側の板金部品の縁部に上記組付側の板金部品
   の一方の端末部を嵌込み可能としたことを特徴とする組
   付部にフランジ部を有する板金部品の自動組付装置。