JP4018604B2 - 樹脂製パネル組立体の組立方法および組立装置 - Google Patents

樹脂製パネル組立体の組立方法および組立装置 Download PDF

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この発明は、例えば車両の樹脂製開閉体など、2枚の樹脂製成形パネルの周縁部どうし等を接着して構成される樹脂製パネル組立体の組立方法および組立装置に関する。
周知のように、自動車等の車両の車体に形成した所定の開口を開閉可能に覆うドア等の開閉体は、通常、内板部材(インナパネル)と外板部材(アウタパネル)とを組み合わせ、両者間に空間部(パネル空間)を形成すると共に両パネルの周縁部およびその近傍どうしを接合して形成されている。車体後端部に後方へ開口する開口部を設けた車両では、この車体後端部の開口を上下方向へ開閉可能に覆う、所謂、リフトゲート,テールゲート,リヤゲート若しくはバックドア等と呼ばれる開閉体(以下、これら開閉体を総称して「テールゲート」と言うものとする。)が設けられが、かかるテールゲートについても、前記と同様に構成される。
近年では、以上のような車両の開閉体についても、インナ及びアウタのパネル材を合成樹脂製としたものが、実用に供されるようになりつつある。尚、ドアやテールゲートのみならず、例えばトランクリッド等の蓋部材についても、合成樹脂製のインナパネルとアウタパネルとを組み立てて構成することが考えられている(例えば、特許文献1)。
特開平2−200419号公報
前記樹脂製の開閉体や蓋部材のように、2枚の樹脂製成形パネル材の周縁部どうし等を接着して組立体を構成する場合、合成樹脂材料を用いて各パネル材を成形した際に、パネル材の各部には不可避的にある程度の成形歪が生じるので、そのまま両パネル材を接合したのでは、得られる組立体(最終製品)も歪を伴ったものとなり、所期の形状寸法が正確に得られないという問題がある。
かかる問題に対して、例えば上述の特許文献1にも開示されるように、種々の工夫が試みられているが、パネル材の各部に生じた歪の影響を排除して、正確な形状寸法の組立体を安定して得ることはなかなかに難しいのが実情であった。
この発明は、かかる技術的課題に鑑みてなされたもので、2枚の樹脂製成形パネルの周縁部どうし等を接着して樹脂製パネル組立体を構成するに際して、各パネルの歪に起因する組立体の歪を矯正しながら組み立てることができるようにすることを、基本的な目的とする。
このため、本願発明に係る樹脂製パネル組立体の組立方法は、ともに合成樹脂製の第1成形パネルと第2成形パネルの少なくとも周縁部どうしを接着して構成される樹脂製パネル組立体の組立方法であって、
前記両成形パネルを組み合わせた状態で、複数の所定箇所について基準値からの歪量をそれぞれ測定するステップと、前記歪量の測定値から各所定箇所毎に調整量を決定するステップと、所定の受けジグ上に第1成形パネルを載置し、該第1成形パネルの前記各所定箇所に対応する部分の高さ位置を、前記各調整量に応じてそれぞれ調整するステップと、前記第2成形パネルとの接着部に所定の接着剤を適用するステップと、前記第1成形パネル上に前記第2成形パネルを組み合わせて載置するステップと、該第2成形パネルを前記第1成形パネルに対して押圧するステップと、該押圧状態を保持し前記接着剤を硬化させるステップと、を有することを特徴としたものである。
また、本願発明に係る樹脂製パネル組立体の組立装置は、ともに合成樹脂製の第1成形パネルと第2成形パネルの少なくとも周縁部どうしを接着して構成される樹脂製パネル組立体の組立装置であって、
第1成形パネルを載置させる受けジグと、該受けジグ上に載置された前記第1成形パネル上に前記第2成形パネルを組み合わせて載置した状態で、該第2成形パネルを前記第1成形パネルに対して押圧する押えジグと、前記受けジグの複数の所定箇所にそれぞれ設けられ、受けジグ上に載置された第1成形パネルの前記所定箇所に対応する部分の高さ位置を調整する調整手段と、を備えたことを特徴としたものである。
この場合において、前記押えジグの複数の所定箇所には、前記調整手段による調整量を吸収し得る変位吸収手段がそれぞれ設けられていることが好ましい。
本願発明の組立方法によれば、第1及び第2の両成形パネルを組み合わせた状態で、複数の所定箇所について基準値からの歪量をそれぞれ測定すると共に、この歪量の測定値から各所定箇所毎に調整量を決定した上で、所定の受けジグ上に第1成形パネルを載置し、該第1成形パネルの前記各所定箇所に対応する部分の高さ位置を前記各調整量に応じてそれぞれ調整するので、前記各所定箇所について、その高さ位置を高精度で調整することができる。
そして、第1成形パネルの第2成形パネルとの接着部に所定の接着剤を適用した上で、第1成形パネル上に第2成形パネルを組み合わせて載置し、該第2成形パネルを第1成形パネルに対して押圧し、この押圧状態を保持し接着剤を硬化させるので、各成形パネルの歪に起因する組立体の歪を矯正しながら組み立て、形状寸法精度の高い組立体を安定して得ることができる。
また、本願発明の組立装置によれば、受けジグ上に載置された第1成形パネルの複数の所定箇所に対応する部分の高さ位置を、調整手段によってそれぞれ調整することで、前記各所定箇所について、その高さ位置を高精度で調整することができる。そして、受けジグ上の第1成形パネル上に第2成形パネルを組み合わせて載置した状態で、該第2成形パネルを前記第1成形パネルに対して押えジグで押圧することにより、各成形パネルの歪に起因する組立体の歪を矯正しながら組み立て、形状寸法精度の高い組立体を安定して得ることができる。
この場合において、前記押えジグの複数の所定箇所に、前記調整手段による調整量を吸収し得る変位吸収手段をそれぞれ設けることにより、第2成形パネルを第1成形パネルに対して押圧する際に、無理な力が加わってパネルを損傷させる等の不具合が生じることを防止できる。
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
この実施形態は、例えば、自動車等の車両のテールゲートを2枚の樹脂製成形パネル材の組立体として構成する場合を例にとったもので、図1に前記テールゲート1の正面説明図を示す。尚、この説明図は、テールゲート1を車体(不図示)に取り付けた場合に、車両後方から見て概略的に示したものである。また、図2は、前記テールゲート1を構成するパネル材10,20どうしの接合部分の一例を拡大して示す断面説明図である。
前記テールゲート1は、所定形状およびサイズの内板部材10(インナパネル)と外板部材20(アウタパネル)とを組み合わせ、両パネル10,20の周縁部11,21(周縁フランジ部:図2参照)およびその近傍どうしを接合することにより、両パネル10,20間に空間部Sp(パネル空間)を有して形成される。
各パネル10,20の周縁フランジ部11,21の少なくとも何れか一方(図2の例では、インナパネル10側)には、当該フランジ部11の端末から所定高さだけ立ち上がるように形成された縦壁11wが設けられ、この縦壁11wと両周縁フランジ部11,21との間の空間部に接着剤(接着剤層Dy)が適用される。
尚、図1から分かるように、テールゲート1の中央開口部1Hには、シール部材を介してリヤウインドウガラス(共に不図示)が支持される。また、アウタパネル20の下部(リヤウインドウガラス用の中央開口部1Hよりも下方部分)における略中央部分には車体内方に向かって凹む中央凹部20Cが形成され、この中央凹部20Cの所定領域には、車両のライセンスプレート(所謂、ナンバプレート:不図示)が取り付けられる。
前記インナ及びアウタの両パネル10及び20は、共に合成樹脂を材料として成形されており、その周縁部およびその近傍どうしは接着剤を用いて接合されている。
前記インナパネル10の合成樹脂材料としては、例えば、ガラス強化繊維が配合されたポリプロピレン(PP)樹脂を用いた。また、前記アウタパネル20の合成樹脂材料としては、例えば、ポリカーボネイト(PC)樹脂およびアセチルニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)樹脂を原料とした樹脂材料を用いた。更に、接着剤としては、例えばウレタン樹脂系のものを用いた。
尚、このインナ及びアウタのパネル材10及び20の各樹脂材料、並びにインナ及びアウタのパネル材10及び20どうしを接合する接着剤としては、前記の例示されたものに限られるものではなく、他の種々の好適な材料を用いることができることは言うまでもない。
本実施形態では、前記インナパネル10とアウタパネル20の周縁部どうし及びその近傍、更には、その他の所要箇所を接着して、樹脂製パネル組立体としてのテールゲート1を構成するに際して、各パネル10,20の歪に起因する組立体1の歪を矯正しながら組み立てることができるようにするために、両パネル10,20を組み合わせた状態(接着剤を適用しない仮組立の状態)で、複数の所定箇所について基準値からの歪量をそれぞれ測定して、各所定箇所毎に調整量を定めるようにしている。
本実施形態に係るテールゲート1では、外側周縁部の近傍については、例えば、図1に示されるM1〜M14の各測定点について歪量を計測するようにした。尚、より好ましくは、内側周縁部(つまり、中央開口部1Hの周縁部)についても、複数の所定箇所(不図示)について歪量の測定が行われる。尚、この歪量の測定は、所定の測定装置を用いて行われる。
前記各測定点Mi(i=1,…,14)では、製作図面に規定された基準寸法を基準値として、高さ方向および平面方向の歪量が計測されるが、高さ方向の歪量としては、図2に示されるように、例えば、インナパネル10を下側に、アウタパネル20をその上側に、それぞれセットした状態において、インナパネル10の周縁フランジ部11の下面11fを測定基準面として計測が行われる。
そして、この測定基準面11fの高さ位置が、製作図面に規定された基準位置Hd(図2における1点鎖線参照)よりも上方に位置する場合には(図2における実線表示参照)、その歪量は+(プラス:正)の数値で表わされ(+α)、前記基準位置Hdよりも下方に位置する場合には(図2における破線表示参照)、その歪量は−(マイナス:負)の数値で表わされる(−β)。
本実施形態では、前記各測定点Miについて、高さ方向の歪量(つまり、各々の基準位置Hdからの各測定基準面11fの上下方向の位置ずれ量)を全て測定した上で、この得られた全測定値のうちで最もプラス値が大きい測定点を歪補正の基準点とし、この基準点での調整量をゼロ(0:零)に設定した。従って、この基準点以外の測定点については、その測定データに応じて、全てプラス方向に調整量が設定される。
つまり、全測定値のうちで最もプラス値が大きい測定点での測定値が+αであれば、この測定点を歪補正の基準点とし、この基準点での調整量をゼロ(±0)とする。そして、測定値が−βの測定点での調整量は+(α+β)となる。
この調整量は、基本的には、上記のように、基準点と各測定点での測定値の差を算出して、その差に設定すれば良いのであるが、実際には、組立後の所謂スプリングバックがあるので、本実施形態では、前記の差に基づく理論調整値よりも所定値だけ大きい量に設定するようにした。つまり、理論調整値が+(α+β)であれば、スプリングバックを考慮した実際の調整値は+(α+β+γ)とした。このスプリングバックを考慮した補正量γの値は、過去の経験に基づいて定められる。
尚、量産を前提とした場合には、各製品毎に全ての測定点Miについて高さ方向の歪量を測定し、各測定点での調整量を各製品毎に設定するのは、余り実際的ではないので、予め所定数量(例えば、少なくとも20個程度)のサンプルについて、各測定点Miでの歪量の測定を行って各々平均値を算出し、この平均値に基づいて、各測定点Miに対する調整量を設定しておけば良い。このような調整量を用いることにより、量産品においても、比較的精度の高い歪補正を効率良く行うことができる。
また、各測定点Miでの歪量の測定を、自動制御機能や自動測定機能および/または演算機能を備えた、所謂、三次元測定装置を用いて好ましくは自動的に行うようにしても良い。かかる三次元測定装置を用いることで、より精度の高い歪測定をより効率的に行うことが可能になる。この場合、更に、演算機能を備えた三次元測定装置で各測定点Mi毎の歪量データに基づいて、各測定点Mi毎の調整量を自動的に演算させるようにすることもできる。このような三次元測定装置を用いれば、量産を前提とした場合でも、比較的短時間で、しかも、多数の人手を要することもなく、各製品毎に全ての測定点Miについて高さ方向の歪量を測定し、各測定点での調整量を各製品毎に設定することも可能になる。
以上、説明したような調整量の設定値を用いて、インナパネル10とアウタパネル20とを組み立てる際には、図3及び図4に示すような組立装置が使用される。以下、この組立装置、及びこれを用いた組立方法について説明する。
図3に示すように、本実施形態に係る組立装置は、基本的な構成要素として、前記テールゲート1のインナパネル10及びアウタパネル20の何れか一方(本実施形態では、インナパネル10)を載置させる受けジグ30と、この受けジグ30と組み合わせて用いられる複数の押えジグ40とを備えている。この押えジグ40は、前記受けジグ30上に載置されたインナパネル10上にアウタパネル20を組み合わせて載置した状態で、該アウタパネル20をインナパネル10に対して押圧するもので、各押えジグ40は受けジグ30に取り付けられている。
前記受けジグ30は、上下一対のベース板32,33を複数(例えば4本)の支柱34で結合してなる基台31と、該基台31の上側ベース板32上に配設された複数の受け台Ni(i=1,…,14)とを備えている。これら受け台Niは、上側ベース板32上において、前記テールゲート1に設定された各測定点Miに対応した所定箇所に配設されている。
この上側ベース板32は(下側ベース板33も)平面視で略矩形状に形成され、前記押えジグ40はこの上側ベース板32の4辺に沿うようにして配設されている。尚、図3では、図面の過度の複雑化を回避するために、前記押えジグ40は、上側ベース板32の4辺のうち2辺に沿ったものだけが図示されているが、実際には、他の2辺についても同様の押えジグ40が配設されている。
前記押えジグ40は、図4に詳しく示すように、受けジグ30側の上側ベース板32に固定されたジグ基台41と、該ジグ基台41に対して鉛直面内で回動可能に支持された回動アーム42とを備え、該回動アーム42の端末側にクランパ43が一体的に固着されている。前記回動アーム42は、その基端部が、枢支軸42sを介してジグ基台41に対し回動自在に支持されている。前記クランパ43には、該クランパ43の表面43fから突出する押え具44が備えられている。
該押え具44は、基端フランジ部44bと、該基端フランジ部から所定量突出する突出部44cとで構成されている。一方、クランパ43の内部における所定箇所に、前記押え具44の基端フランジ部44bを上下摺動可能に収容し得る収容空間部43Sが設けられており、前記押え具44の突出部44cは前記収納空間部43Sの開口を挿通して、クランパ43の表面43f側に突出している。
また、収納空間部43S内には、押え具44を外方(クランパ表面43fから突出する方向)に付勢するために、所要のバネ定数に設定された付勢バネ45が装着されている。この付勢バネ45としては、図4に示されたコイルバネに限定されるものではなく、所要のバネ定数に設定された板バネ,皿バネ等、種々のタイプのバネを用いることができる。
一方、受けジグ30側の上側ベース板32に配設された各受け台Niには、前記テールゲート1の測定点Miでの歪補正の調整量を調節するためのアジャスタ50が配設されている。該アジャスタ50は、受け台Niのガイド孔Nhに摺動自在に嵌挿されたアジャスタピン51と、上側ベース板32の裏面側に固定されたピンホルダ52と、該ピンホルダ52に取り付けられた調節ネジ53とで構成されている。上記ピンホルダ52は、アジャスタピン51を上下摺動自在にガイドする円筒部52cを備えており、また、上側ベース板32には、アジャスタピン51を挿通させるピン孔32hが設けられている。そして、この調節ネジ53を回すことでアジャスタピン51を上下摺動動作させ、当該アジャスタピン51の頂部の上下位置を調節できるようになっている。
このようなアジャスタ50及び上記押えジグ40の各々の設置間隔をより小さく設定するほど、つまり、アジャスタ50及び上記押えジグ40の配設個数を多いほど、対象製品の歪補正をよりきめ細かく行うことができ、より高精度の歪補正が可能となる。
尚、各測定点Mi毎の歪量の測定および調整量の算出に前述の三次元測定装置を用いた場合には、得られた各調整量データに基づいて、各アジャスタピンの頂部の上下位置の調節を自動制御で行えるように構成することも可能である。この場合には、アジャスタピンにも、例えばシリンダ装置等の自動制御可能な駆動装置が連結される。かかる構成を採用することにより、各パネルの各測定点Mi毎の歪量に合わせて、より精度の高い歪補正を自動で行うことができ、また、量産を前提とした場合についても、有効に適応することができる。
以上のように構成された組立装置を用いて、前記テールゲート1の組立を行う際には、前述したように、
a)前記両パネル10,20を組み合わせた状態で、各測定部Mi(所定箇所)について基準値からの歪量をそれぞれ測定し、
b)前記歪量の測定値から各測定部Mi毎に調整量を決定し、
その後に、
c)前記受けジグ30上にインナパネル10を載置する(図3における2点鎖線曲線参照)。このとき、前記測定部Mi(M1〜M14)がそれぞれ対応する受け台Ni(N1〜N14)上に位置するように載置する。尚、この時点では、各押えジグ40の回動アーム42は、図3に示されるように、上側ベース板32の外側に向かって回動された状態にあり(図4における実線矢印Ya参照)、クランパ43は開かれている。
d)次に、インナパネル10の各測定部Miに対応する部分の高さ位置を、前記各調整量に応じてそれぞれ調整する。この調整は、アジャスタ50の調節ネジ53を操作してアジャスタピン51の頂部の上下位置を調節することによって行われる。このように、受けジグ30上に載置されたインナパネル10の各測定部Miに対応する部分の高さ位置を、アジャスタ50によってそれぞれ調整することで、各測定部Miついて、その高さ位置を微細に調整することができ、高精度の調整結果が得られる。
e)その後、インナパネル10の周縁フランジ部11に所定の接着剤を塗布する。
f)次いで、インナパネル10上に、アウタパネル20を位置決め状態で組み合わせて載置する。
g)そして、各押えジグ40の回動アーム42を上側ベース板32の内側に向かって回動させ(図4における実線矢印Yb参照)、クランパ43を受け台Niに対して閉じ合わせる。これにより、アウタパネル20の周縁フランジ部21がインナパネル10の周縁フランジ部11に対して押圧される。このとき、押えジグ40の押え具44は、基端フランジ部44bが収容空間部43S内に上下摺動可能に収容され、且つ、付勢バネ45によってクランパ表面43fから突出する方向に付勢されているので、アジャスタ50による調整量を吸収して上方へ変位することができ、且つ、アウタパネル20の周縁フランジ部21を、インナパネル10の周縁フランジ部11に対して所要の圧力で押圧することができる。従って、アウタパネル20をインナパネル10に対して押圧する際に、無理な力が加わってパネル10,20を損傷させる等の不具合が生じることを防止できる。尚、上記付勢バネ45のサイズ及びバネ定数は、インナパネル10の各測定基準面11fが、調節位置にあるアジャスタピン51の頂部に対して一定以上の力で押圧され得るように設定されている。
尚、回動アーム42を回動させて組み合わせ状態のテールゲート1を受けジグ30に対してクランプ/アンクランプする場合、油圧または空圧式などのシリンダ装置で電気信号等によって制御し得る公知のシリンダ装置を回動アーム42の近傍に設けておき、このようなシリンダ装置の駆動ロッド(シリンダロッド)を上記回動アーム42に連結することにより、該回動アーム42の回動動作を自動的に行わせるようにすることができる。
h)次に、上記の押圧状態で、組立装置を所定の加熱装置内に入れ、所定の加熱温度(例えば、60〜80℃程度)に所要時間(例えば、10〜20分間程度)保持して、接着剤を硬化させる。これにより、アウタパネル20の周縁フランジ部21がインナパネル10の周縁フランジ部11に対して接着固定され、アウタパネル20とインナパネル10とが強固に組み立てられる。
以上、説明したように、本実施形態によれば、インナ及びアウタの両成形パネル10及び20を組み合わせた状態で、複数の測定箇所Miについて基準値からの歪量をそれぞれ測定し、この歪量の測定値から各測定部Mi毎に調整量を決定した上で、受けジグ30上にインナパネル10を載置し、該インナパネル10の各測定部Miに対応する部分の高さ位置を前記各調整量に応じてそれぞれ調整するので、各測定部Miに対応する箇所について、その高さ位置を高精度で調整することができるのである。
そして、インナパネル10のアウタパネル20との接着部に接着剤を適用した上で、インナパネル10上にアウタパネル20を組み合わせて載置し、該アウタパネル20をインナパネル10に対して押圧し、この押圧状態を保持し接着剤を硬化させるので、各パネル10,20の歪に起因するテールゲート1の歪を矯正しながら組み立て、従来に比して形状寸法精度の高いテールゲート1を安定して得ることができる。
尚、以上の実施形態では、インナパネル10の歪補正の調整量の調節を受けジグ30側に設けたアジャスタ50の調節ネジを用いて行うようにしていたが、この代わりに、受け台Niとインナパネル10の周縁フランジ部11の裏面側との隙間に、それぞれ所要厚さのシムを介装することで、調整することもできる。
また、上記実施形態は自動車のテールゲート1に適用した場合についてのものであったが、本発明は、かかる場合に限定されるものではなく、自動車のドアやリッドなどの他の種類の開閉体、更には、2枚の樹脂製成形パネルの例えば周縁部どうし等を接着して構成される種々の樹脂製パネル組立体に対しても、有効に適用し得るものである。
本発明の実施形態に係る車両用テールゲートの正面説明図である。 前記テールゲートのインナパネルとアウタパネルとの接合部の一例を拡大して示す断面説明図である。 上記テールゲートの組立装置の斜視図である。 図3におけるY4−Y4線に沿った断面説明図である。
符号の説明
1 テールゲート
10 インナパネル
11 インナパネルの周縁フランジ部
20 アウタパネル
21 アウタパネルの周縁フランジ部
30 受けジグ
40 押えジグ
45 付勢バネ
50 アジャスタ
53 調節ネジ
Dy 接着剤層
Mi,M1〜M14 測定点
Ni,N1〜N14 受け台

Claims (3)

  1. ともに合成樹脂製の第1成形パネルと第2成形パネルの少なくとも周縁部どうしを接着して構成される樹脂製パネル組立体の組立方法であって、
    前記両成形パネルを組み合わせた状態で、複数の所定箇所について基準値からの歪量をそれぞれ測定するステップと、
    前記歪量の測定値から各所定箇所毎に調整量を決定するステップと、
    所定の受けジグ上に第1成形パネルを載置し、該第1成形パネルの前記各所定箇所に対応する部分の高さ位置を、前記各調整量に応じてそれぞれ調整するステップと、
    前記第2成形パネルとの接着部に所定の接着剤を適用するステップと、
    前記第1成形パネル上に前記第2成形パネルを組み合わせて載置するステップと、
    該第2成形パネルを前記第1成形パネルに対して押圧するステップと、
    該押圧状態を保持し前記接着剤を硬化させるステップと、
    を有することを特徴とする組立方法。
  2. ともに合成樹脂製の第1成形パネルと第2成形パネルの少なくとも周縁部どうしを接着して構成される樹脂製パネル組立体の組立装置であって、
    第1成形パネルを載置させる受けジグと、
    該受けジグ上に載置された前記第1成形パネル上に前記第2成形パネルを組み合わせて載置した状態で、該第2成形パネルを前記第1成形パネルに対して押圧する押えジグと、
    前記受けジグの複数の所定箇所にそれぞれ設けられ、受けジグ上に載置された第1成形パネルの前記所定箇所に対応する部分の高さ位置を調整する調整手段と、
    を備えたことを特徴とする組立装置。
  3. 前記押えジグの複数の所定箇所には、前記調整手段による調整量を吸収し得る変位吸収手段がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項2記載の組立装置。
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