JP4253864B2

JP4253864B2 - Car dash module mounting device

Info

Publication number: JP4253864B2
Application number: JP14364098A
Authority: JP
Inventors: 明九嶋; 義之 ▲高▼木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2018-05-26
Also published as: JPH11334659A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のダッシュモジュール搭載装置に関し、さらに詳しくは、車体の幅方向の強度部材となるステアリングメンバーやクロスメンバーを中心として予め組み立てられたダッシュモジュールを車体に搭載する際に使用されるダッシュモジュール搭載装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車体組立工程において、車体のダッシュ部回りの組立作業性を改善するために、ステアリングメンバー、空調ユニット、ダクト、オーディオユニットおよび電装系等のダッシュ部回りの各機器を予めステアリングメンバーを中心に一まとめにしてダッシュモジュールとしてモジュール化しておき、このダッシュモジュールを車体に対して組み付けるようにした車体構造および車体組立方法が試みられている（例えば、米国特許明細書第４,３９１,４６５号参照）。
【０００３】
そして、かかるモジュール工法に適したダッシュモジュール搭載装置として例えば特開平６−８７４７６号公報に記載されたものが提案されている。
【０００４】
この従来のダッシュモジュール搭載装置では、車体と同期走行が可能な天吊り式のガイドレールに、開状態のドアと平行な方向にスライド可能なキャリアを搭載し、このキャリアから搬送アームを吊り下げ支持させるとともに、搬送アームの先端に組み付け対象となるダッシュモジュールを水平姿勢にて把持するハンドを設けているものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の構造では、天吊り方式を基本としているために空間の占有スペースが大きく装置全体が大型化するほか、車体と搬送アームとの間で完全同期がとりにくく、サージング現象等によって上記搬送アームの下端に支持されているダッシュモジュールの揺れを招きやすいために常に作業者が搬送アームもしくはハンドを拘束している必要があり、必ずしも十分な作業負荷の軽減が図れないという問題がある。
【０００６】
本発明は以上のような課題に着目してなされたもので、とりわけ装置全体のコンパクト化を図りながら、作業者の作業負荷を軽減して作業性をより一層改善したダッシュモジュール搭載装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、車幅方向に延在する強度部材を中心として構成されたダッシュモジュールをドア未装着状態の車体のドア開口部から車室内に搬入して所定の組み付け位置に位置決めする自動車のダッシュモジュール搭載装置であって、車体搬送コンベヤによって搬送される車体と同期して床面上を走行する走行台車と、走行台車上にロードバランサを介して片持ち支持状態で設けられ、上下方向に平行移動可能で且つ鉛直な軸を回転中心として旋回可能な水平な伸縮式の助力アームと、助力アームの先端に互いに直交する二軸を回転中心とする回転自由度をもって連結され、組み付け対象となるダッシュモジュールを水平姿勢にて位置決め支持するハンドと、助力アーム自体の移動自由度およびハンドの回転自由度のそれぞれのロック，アンロックを司るロック手段とを備えていることを特徴としている。
【０００８】
この場合、助力アームの旋回動作はモータ等によって行うのが効率的であるが、必要に応じて作業者に行わせてもよく、また、助力アームの伸縮動作はエアシリンダ等を用いて自動的に行ってもよく、また作業者に行わせてもよい。
【０００９】
そして、請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明における助力アームは、三つのアーム要素が互いにスライド可能に組み合わされた三段式スライドアームとして形成されていることを特徴としており、また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明におけるハンドの回転自由度として、車両前後方向に伸びる水平な軸を回転中心とした回転自由度を含んでいることを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、上記請求項３に記載の発明におけるロードバランサは、走行台車上で鉛直な軸を回転中心として旋回可能な旋回ベースと、助力アームを支持している支持部材と、これら旋回ベースと支持部材とを相互に連結しつつ四節平行リンク機構を形成している上下一対のリンクと、これらのリンクと平行に設けられたバランスシリンダとから構成されていて、このロードバランサによって助力アームが上下方向に平行移動可能に支持されていることを特徴としている。
【００１１】
さらに、請求項５に記載の発明は、上記請求項４に記載の発明におけるところの、ロードバランサを形成している上下一対のリンクのうちのいずれかの長さが可変となっていることを特徴としており、また、請求項６に記載の発明は、上記請求項５に記載の発明におけるところの、ロードバランサを形成している上下一対のリンクのうちのいずれかの長さ方向中間部にシリンダが介装されていて、このシリンダの伸縮動作に応じてリンクの長さが可変となっていることを特徴とことを特徴としている。
【００１２】
したがって、請求項１に記載の発明では、助力アームの長手方向を車幅方向に一致させた状態でダッシュモジュールをドア開口部から車室内に搬入するものとすると、上記搬入位置から助力アームを９０度旋回させた位置にて、予めラインサイドに用意されているダッシュモジュールを助力アーム先端のハンドに位置決め支持させる。この場合、ハンドに付帯している複数のクランパーやロケートピン等を用いてダッシュモジュールをハンドに堅固に保持させるものとする。そして、上記ダッシュモジュールを把持した助力アームを再び９０度旋回させて、助力アームの長手方向を車幅方向に一致させた状態で待機する。
【００１３】
やがて、上記助力アームが搭載されている走行台車がいわゆるコンティニアンスタイプの車体搬送コンベヤによって所定速度で連続的に搬送されている車体と同期走行を開始し、この同期走行中に上記ダッシュモジュールを車室内に搬入しつつ位置決めした上で固定することになる。
【００１４】
すなわち、車体と走行台車とが同期走行を開始したならば、助力アームを車体側に伸長させて、その助力アームとともにダッシュモジュールを車室内に搬入する。この時には、助力アームそのものの旋回動作や助力アームに対するハンドの回転自由度を拘束するべく予めロックしておけば、助力アームそのものの伸長方向の自由度のみでダッシュモジュールをスムーズに車室内に搬入することができる。
【００１５】
この後、ダッシュモジュールが車室内幅寸法内に正しくおさまったならば、上記の各ロック状態を解除し、助力アームの高さ方向や旋回方向および伸縮方向の自由度、およびハンド自体の回転方向の自由度を使って車体に対するダッシュモジュールの三次元方向での位置を修正しながらダッシュモジュールを車体前方に押し出して正規取付位置に位置決めする。そして、作業者もしくはハンドに付帯させたナットランナー等を用いてダッシュモジュールを車体にねじ締め固定する。
【００１６】
このような一連の作業において、請求項２に記載の発明のように、助力アームとして三段式のスライドアームを使用した場合には、作業者の操作部に近い部分でスライド運動が行われるために作業者の操作力が一段と小さくて済むことになる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明のように、車両前後方向に一致させた軸を回転中心としてハンドを揺動可能にすると、必ずしも水平度が出ていない車体に対してもダッシュモジュールを追従させることができるようになり、車体側の組立精度のばらつきや車体搬送コンベヤの精度のばらつきにも柔軟に対応できるようになる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、ロードバランサとして、四節平行リンク機構とバランスシリンダとを組み合わせてなる特殊構造のものを用いていることから、助力アームの高さとともに上下一対のリンクの傾きが変わっても、その傾きの変化がバランスシリンダの軸力に影響することがなく、荷重支持バランスが崩れず、操作性を良好に維持できることになる。
【００１９】
請求項５，６に記載の発明では、シリンダ等を用いて一方のリンクの長さを積極的に変化させるようにしていることから、例えば上側のリンク長さを長くすると助力アームの先端が低くなり、結果的にダッシュモジュールをドア開口部から車室内に搬入する際の操作力を軽減でき、逆に上側のリンク長を短くすると、ハンドを車室内側から外側に退避させる際の操作力を軽減できるようになる。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、床面上を車体と同期走行する走行台車の上に伸縮式の助力アームをロードバランサを介して設置して実質的に地上走行タイプの搭載装置としたため、空間の占有スペースが小さく装置全体の簡素化とコンパクト化を図ることができるほか、車体と走行台車との同期精度を出しやすく、しかもダッシュモジュールは床面に近い位置で助力アームに支えられているためにサージング等による揺れが少なく、車室内側へのダッシュモジュール搭載時の作業性を大幅に改善できる効果がある。
【００２１】
特に請求項２に記載の発明によれば、助力アームとして三段式のスライドアームを用いているため、上記の請求項１に記載の発明と同様の効果のほかに、作業者の意志に助力アームの伸縮がスムーズに追従し、その助力アームの伸縮に要する操作力を低減してより一層作業性を改善できる効果がある。
【００２２】
また、請求項３に記載の発明によれば、助力アーム先端のハンドが軸心を車両前後方向に一致させた水平軸まわりの回転自由度を有しているため、上記請求項２に記載の発明と同様の効果に加えて、車体あるいは車体搬送コンベヤそのものの水平精度のばらつきに対しても無理なくダッシュモジュールを追従させることができる効果がある。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、走行台車と助力アームとの間に位置して該助力アームを支持する手段として、四節平行リンク機構とバランスシリンダとを組み合わせてなる特殊構造のロードバランサを採用したため、請求項３に記載の発明と同様の効果に加えて、助力アームの高さ位置が変化してもそれがバランスシリンダの軸力に何ら影響を及ぼすことがなく、荷重支持バランスが安定していてより一層操作性を改善できる効果がある。
【００２４】
請求項５，６に記載の発明によれば、上記の四節平行リンク機構を形成している上下一対のリンクのうちのいずれかの長さを積極的に可変として、実質的に助力アームを必要に応じて傾斜させることができるようにしたものであるから、請求項４に記載の発明と同様の効果に加えて、助力アームの伸縮に要する操作力を一段を軽減してその作業性を改善できる効果がある。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１，２は本発明の好ましい実施の形態を示す図で、ダッシュモジュールＭ_Dが組み付けられる車体Ｂは車体搬送コンベヤ１により所定速度で連続的に搬送されるようになっており、この車体Ｂに対してダッシュモジュール搭載装置２が車体Ｂと同方向に同期走行しながらダッシュモジュールＭ_Dを搭載することになる。なお、車室内への各種の部品の搬入を容易にするために車体Ｂにはドアが装着されていない。
【００２６】
前記ダッシュモジュールＭ_Dは、図３に示すように車体の車幅方向の強度部材となるステアリングメンバー３を中心としてこれに空調ユニット４、ダクト５、オーディオユニット６、ボックス部７および電装系８等のダッシュ部回りの複数の機器が予め組み付けられてモジュール化されている。そして、上記のダッシュモジュールＭ_Dは図２に示すように車体搬送コンベヤ１のラインサイドに予め用意されていて、後述するようにダッシュモジュール搭載装置２のハンド３５に把持された上順次車体Ｂに搬入されることになる。なお、ダッシュモジュールＭ_Dの構成要素として、図４に示すように空調ユニット４やステアリングメンバー３の前面側を覆うインストルメントパネル４８が加わることもある。また、車体Ｂの車室内に搬入されたダッシュモジュールＭ_Dは、そのステアリングメンバー３の両端がフロントピラー等の車体上下方向の強度部材に結合される。
【００２７】
図１，２に示す車体搬送コンベヤ１のラインサイドにはこれと平行に一対のレール９がフロア１０上に敷設されており、このレール９に沿ってダッシュモジュール搭載装置２の走行台車１１が走行するようになっている。この走行台車１１は、車体搬送コンベヤ１側の可動部と機械的に連結およびその解除が可能な同期結合装置１２を備えていて、所定のタイミングでこの同期結合装置１２を作動させることにより、走行台車１１は車体Ｂと完全同期して走行することができるようになっている。
【００２８】
走行台車１１上には旋回ベース１３が設けられており、この旋回ベース１３にロードバランサ１４を介して支持部材として略Ｌ字状のフレーム１５が支持されているとともに、フレーム１５の上に長手方向に伸縮可能な助力アームとしてのスライドアーム１６が全体としてもスライド可能に搭載されている。
【００２９】
上記の旋回ベース１３は、図５にも示すように、駆動モータ１７と電磁クラッチ１８等からなるドライブユニット１９によって変速歯車列２０，２１を介して鉛直軸まわりに旋回駆動されるようになっていて、図２に示すピッキング待機位置（ラインサイドに用意されているダッシュモジュールＭ_Dをスライドアーム１６先端のハンド３５で把持する位置）Ｐ₁と、車体Ｂへのダッシュモジュール搬入位置（車両前後方向に対してスライドアーム１６の長手方向が直交するような位置）Ｐ₂との間で旋回可能である。同時に、図５に示す電磁クラッチ１８を遮断した場合には、作業者の操作力によっても旋回ベース１３が旋回できるようになっている。
【００３０】
また、旋回ベース１３には図６に示すようにロック手段たるブレーキ装置２２が付設されている。このブレーキ装置２２は、ギヤ２１と同軸一対のホイール２３をキャリパ２４側のブレーキパッド２５で圧締するようにしたもので、必要に応じてこのブレーキパッド２５を作動させることにより旋回ベース１３を所定の旋回位置にロックすることができるようになっている。
【００３１】
前記ロードバランサ１４は、旋回ベース１３とフレーム１５とを相互に連結しつつこれらとともに四節平行リンク機構を形成している上下一対のリンク２６，２７と、これらのリンク２６，２７と平行なバランスシリンダ２８とから構成されており、これによってスライドアーム１６がフレーム１５とともに上下方向に平行移動可能に支持されている。一方、バランスシリンダ２８は上下一対のリンク２６，２７と常に平行となるように支えられていて、その出力ロッドの先端が下側のリンク２７から延設された荷重伝達プレート２９に当接している。
【００３２】
そして、スライドアーム１６ひいてはフレーム１５にダッシュモジュールＭ_Dの重量による負荷が加わると、図示しない油空圧系回路の一部として形成されたバランスシリンダ２８における重量感知シリンダ部がその感知負荷による初期荷重をパイロット圧として同じくバランスシリンダ２８における空圧シリンダ部への入力圧力を制御し、これによって作業者の操作力に見合った負荷反力を発生させて、実質的に常時無重量に近い状態で、ハンド３５に支持されているダッシュモジュールＭ_Dの軽快な搬送を可能とするようになっている。なお、上記ロードバランサ１４の基本構成は実開平５−５１９００号公報に記載されている。
【００３３】
また、上記バランスシリンダ２８にはロック手段としてのブレーキユニット３０が付設されているとともに、上下一対のリンク２６，２７のうち上側のリンク２６の中間部にはシリンダ（油圧シリンダもしくはエアシリンダ）３１が介装されている。上記のバランスシリンダ２８に付設されたブレーキユニット３０は、外部指令によりバランスシリンダ２８のシリンダチューブと出力ロッドとの相対移動を阻止するような制動力を加えることで、各リンク２６，２７の回転角位置ひいてはスライドアーム１６の高さ位置を所定の位置にロックする役目をする。
【００３４】
一方、上側のリンク２６に設けられたシリンダ３１は、そのシリンダ３１自体が中立位置にある状態では上側のリンク２６の全長が下側のリンク２７のそれと等しいものの、シリンダ３１の伸縮動作によりその上側のリンク２６のリンク長を下側のリンク２７のそれに対して積極的に可変制御することで、フレーム１５ひいてはスライドアーム１６を傾斜させることができるようになっている。
【００３５】
前記スライドアーム１６は、フレーム１５に対してスライド可能なアウタレール３２、ミドルレール３３およびインナレール３４の三者を互いにスライド可能に組み合わせることにより、全体としてもフレーム１５に対してスライド可能な三段式のスライドアームとして構成されているもので、実質的に上記フレーム１５上に水平姿勢にて片持ち支持状態で支持されている。
【００３６】
また、前記スライドアーム１６を形成しているインナレール３４の先端には、ダッシュモジュールＭ_Dを把持するためのハンド３５が、鉛直な軸３６と車両前後方向を指向する水平な軸３７とを介してそれぞれ回転可能に、かつ昇降アクチュエータ３８によって昇降可能に連結されている。そして、ハンド３５には、ダッシュモジュールＭ_Dを把持するための図示外の複数のフィンガーやクランパーおよびロケーピン等が設けられていて、これらによってハンド３５とダッシュモジュールＭ_Dとの相対位置決めを行いつつ、そのダッシュモジュールＭ_Dを堅固に把持することになる。
【００３７】
ここで、フレーム１５のほか、前記三段式のスライドアーム１６を形成しているアウタレール３２およびミドルレール３３には、それらの各部材間の相対移動を必要に応じて阻止するためのロック手段としてロックシリンダ３９がそれぞれに設けられているほか、インナレール３４とハンド３５との間にもインナレール３４に対するハンド３５の回転自由度を必要に応じて拘束するためのロック手段としてロックシリンダ４０が個別に設けられている。
【００３８】
このように構成されたダッシュモジュール搭載装置２においては、ダッシュモジュール搭載工程に車体Ｂが搬入されるまでは、走行台車１１は図７の（Ａ）に示す原点位置で待機しているとともに、スライドアーム１６は図２に示すピッキング待機位置Ｐ₁にあり、このときにはブレーキ装置２２や各ロック装置３９，４０によりスライドアーム１６の旋回や伸縮の自由度、あるいはハンド３５自体の旋回の自由度が全て拘束されてロックされている。
【００３９】
そして、作業者ＭはダッシュモジュールＭ_Dを搭載した搬送台車４１の到着を待って、その搬送台車４１上のダッシュモジュールＭ_Dとスライドアーム１６の先端のハンド３５との相対位置決めを行いながらハンド３５にてダッシュモジュールＭ_Dを位置決め・クランプする。なお、上記ダッシュモジュールＭ_Dのクランプに先立って、ハンド３５に付帯している図示外のロック，アンロック操作用の押釦を押圧操作することにより、上記のスライドアーム１６の旋回や伸縮の自由度あるいはハンド３５自体の旋回の自由度の拘束が解かれて、スライドアーム１６およびハンド３５の各軸の自由度が全てフリーとなる。これにより、ロードバランサ１４の機能により作業者Ｍは実質的に無負荷状態でハンド３５を軽快に動かすことができる。また、ハンド３５には図示外の複数のエアシリンダ駆動のクランパーが設けられていて、例えばクランプ，アンクランプ用の押釦の押圧操作によりクランプもしくはアンクランプ動作する。
【００４０】
上記のようにハンド３５にてダッシュモジュールＭ_Dをクランプしたのち、作業者Ｍが再びロック，アンロック操作用の押釦を操作すると、スライドアーム１６およびハンド３５の各自由度が再び拘束され、スライドアーム１６およびハンド３５が先の原点位置に位置決めされる。
【００４１】
こののち、図５に示したドライブユニット１９の作動によりスライドアーム１６が自動旋回し、図７の（Ｂ）に示すような投入待機位置Ｐ₂に位置決めされ、同時に図１，２に示す昇降アクチュエータ３８の作動によりハンド３５の高さ位置が自動調整される。
【００４２】
やがて、図７の（Ｃ）に示すようにダッシュモジュール搭載工程に車体Ｂが搬入されると、図１に示したように同期結合装置１２の作動により走行台車１１が車体Ｂと同期走行を開始する。そして、両者が同期走行を開始したならば、図７の（Ｄ）に示すようにスライドアーム１６を伸長させるべく、そのスライドアーム１６を形成している最先端のインナレール３４のロックを解除した上でそのインナレール３４のみをドア開口部から車室内側に引き込んでダッシュモジュールＭ_Dを半分程度搬入する。この一段目のインナレール３４の引き込みは、作業者Ｍの手作業に頼る場合のほか、アクチュエータによってインナレール３４自体を自律的にスライド移動させるようにしてもよい。
【００４３】
さらに、図８の（Ａ）に示すように、作業者Ｍが車室内に入り込み、スライドアーム１６を形成している２段目、３段目のミドルレール３３およびアウタレール３２のロックを解除した上で、そのミドルレール３３およびアウタレール３２を引き出してスライドアーム１６を最大伸長状態とし、ダッシュモジュールＭ_Dを車室内に搬入する。
【００４４】
ここで、上記のようなスライドアーム１６の伸長動作に先立って、図１０に示すように、ロードバランサ１４のリンク２６の中間部に設けたシリンダ３１を伸長動作させ、スライドアーム１６が車体Ｂ側に向かって下り勾配となるように傾斜させる。これによって、スライドアーム１６を伸長させるのに必要な操作力を一段と軽減することが可能となる。
【００４５】
上記のようにスライドアーム１６が最大伸長状態となったならば、図８の（Ｂ）に示すように、スライドアーム１６の旋回自由度やハンド３５の旋回自由度の拘束を解除してフリー状態とした上で、ダッシュモジュールＭ_Dを前方に押し出して所定の組付位置に位置決めする。そして、ダッシュモジュールＭ_Dの位置決めが完了したならば押釦操作によりロードバランサ１４のバランスシリンダ２８の機能を一旦停止させて負荷がかかるようにする。このようにすることにより、位置決め後のダッシュモジュールＭ_Dが無用に動くことがなくダッシュモジュールＭ_Dの姿勢が安定化する。こののち、作業者Ｍがもつナットランナーもしくは予めハンド３５に付帯しているナットランナーを作動させて、ダッシュモジュールＭ_Dを車体Ｂ側にねじ締め固定する。
【００４６】
ダッシュモジュールＭ_Dのねじ締め固定作業が完了したならば、ロードバランサ１４を再び作動させるとともに、ハンド３５に付帯している複数のクランパーをアンクランプ動作させて、ハンド３５からダッシュモジュールＭ_Dを離間させる。そして、図８の（Ｃ）に示すようにハンド３５を一旦手前に引き戻した上で、スライドアーム１６の旋回自由度とハンド３５の旋回自由度をそれぞれロックする。同時に、押釦操作により、ロードバランサ１４のリンク３１に介装されているシリンダ３１を収縮動作させて、図１１に示すようにスライドアームが後下がりとなるように傾斜させる。そして、作業者Ｍは図８の（Ｄ）に示すようにスライドアーム１６を収縮状態とするべく各スライドレール３２〜３４を引き戻した上で車室外に出る。
【００４７】
この場合、上記のようにスライドアーム１６が後下がり状態となっていることにより、スライドアーム１６の収縮動作を一段と小さな操作力で行うことができる。
【００４８】
車室内に出た作業者Ｍが押釦操作を行うと、ドライブユニット１９の起動によりスライドアーム１６が自動旋回し、図９の（Ａ）に示すようにハンド３５が完全に車室外に退出する。
【００４９】
そして、スライドアーム１６の旋回が完了すると、車体Ｂと走行台車１１との同期走行が解除され、走行台車１１は原点位置まで走行し、さらにハンド３５が原点位置まで前進することでダッシュモジュールＭ_Dの搬入からねじ締め固定までの１サイクルが完了し、以降は上記の一連の動作を繰り返すことになる。
【００５０】
このように本実施の形態によれば、伸縮式のスライドアーム１６の旋回自由度や伸縮自由度、あるいはハンド３５の回転自由度を必要に応じてロック，アンロック操作しつつ、ロードバランサ１４の助力機能を効果的に活用することで、ダッシュモジュールＭ_Dを車体Ｂ等との干渉を招くことなくスムーズに車室内に搬入して位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るダッシュモジュール搭載装置の好ましい実施の形態を示す構成説明図。
【図２】図１の平面説明図。
【図３】ダッシュモジュールの構成を示す斜視図。
【図４】ダッシュモジュールの他の例の構成を示す斜視図。
【図５】図１に示すスライドアームの旋回駆動系の要部斜視図。
【図６】図５の要部断面説明図。
【図７】ダッシュモジュール搭載過程の手順を示す工程説明図。
【図８】ダッシュモジュール搭載過程の手順を示す工程説明図。
【図９】ダッシュモジュール搭載過程の手順を示す工程説明図。
【図１０】スライドアームを傾斜させた時の作動説明図。
【図１１】スライドアームを傾斜させた時の作動説明図。
【符号の説明】
１…車体搬送コンベヤ
２…ダッシュモジュール搭載装置
１１…走行台車
１２…同期結合装置
１３…旋回ベース
１４…ロードバランサ
１５…フレーム
１６…スライドアーム（助力アーム）
１９…ドライブユニット
２２…ブレーキ装置（ロック手段）
２６，２７…リンク
２８…バランスシリンダ
３０…ブレーキユニット（ロック手段）
３１…シリンダ
３５…ハンド
３９…ロックシリンダ（ロック手段）
４０…ロックシリンダ（ロック手段）
Ｂ…車体
Ｍ_D…ダッシュモジュール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dash module mounting device for an automobile, and more specifically, a dash module used when a dash module pre-assembled around a steering member or a cross member serving as a strength member in the width direction of the vehicle body is mounted on the vehicle body. It relates to a module mounting device.
[0002]
[Prior art]
In order to improve the assembly workability around the dash part of the car body in the car body assembly process of the automobile, each device around the dash part such as the steering member, air conditioning unit, duct, audio unit, and electrical system is preliminarily centered on the steering member. A vehicle body structure and a vehicle body assembly method in which the dash module is modularized as a whole and assembled to the vehicle body have been tried (see, for example, US Pat. No. 4,391,465). ).
[0003]
As a dash module mounting device suitable for such a module construction method, for example, a device described in JP-A-6-87476 has been proposed.
[0004]
In this conventional dash module mounting device, a carrier that can slide in a direction parallel to the open door is mounted on a ceiling-suspended guide rail that can run synchronously with the vehicle body, and the transfer arm is supported by hanging from this carrier In addition, a hand for holding the dash module to be assembled in a horizontal posture is provided at the tip of the transfer arm.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional structure as described above is based on the ceiling suspension system, which occupies a large space and increases the overall size of the device. In addition, it is difficult to achieve perfect synchronization between the vehicle body and the transfer arm. Since the dash module supported at the lower end of the transfer arm is likely to sway, it is necessary for the operator to always restrain the transfer arm or hand, and there is a problem that the work load cannot be reduced sufficiently. .
[0006]
The present invention has been made paying attention to the above problems, and in particular, to provide a dash module mounting device that further reduces the work load of the operator and further improves workability while reducing the size of the entire device. It is what.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a dash module configured with a strength member extending in the vehicle width direction as a center is carried into the vehicle interior from the door opening of the vehicle body in a state where the door is not mounted, and is positioned at a predetermined assembly position. A dash module mounting device for an automobile, which is provided in a cantilever support state via a load balancer on a traveling carriage that travels on a floor surface in synchronization with a vehicle body conveyed by a vehicle body conveyor, A horizontal telescopic assisting arm that can move in parallel in the vertical direction and that can be swiveled around a vertical axis, and the tip of the assisting arm are connected to the tip of the assisting arm with a degree of freedom of rotation about two axes perpendicular to each other. The hand that positions and supports the target dash module in a horizontal position, the degree of freedom of movement of the assisting arm itself, and the degree of freedom of rotation of the hand Click, it is characterized in that it comprises a locking means which controls the unlocking.
[0008]
In this case, it is efficient to turn the assisting arm with a motor or the like, but it may be performed by an operator if necessary, and the extending or retracting operation of the assisting arm is performed automatically using an air cylinder or the like. Or may be performed by an operator.
[0009]
The invention described in claim 2 is characterized in that the assisting arm in the invention described in claim 1 is formed as a three-stage slide arm in which three arm elements are slidably combined with each other. Further, the invention described in claim 3 includes that the degree of freedom of rotation of the hand in the invention of claim 2 includes a degree of freedom of rotation about a horizontal axis extending in the vehicle front-rear direction. It is a feature.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a load balancer according to the third aspect of the present invention, wherein the load balancer is capable of swiveling around a vertical axis on the traveling carriage, and a support member supporting the assisting arm. The pivot base and the support member are connected to each other, and are composed of a pair of upper and lower links forming a four-bar parallel link mechanism, and a balance cylinder provided in parallel with these links. A balancer helps the arm Parallel to the vertical direction It is characterized by being movably supported.
[0011]
Furthermore, the invention according to claim 5 is that, in the invention according to claim 4, the length of any one of the pair of upper and lower links forming the load balancer is variable. The invention according to claim 6 is characterized in that in any one of the pair of upper and lower links forming the load balancer in the longitudinal direction intermediate portion in the invention of claim 5 above. A cylinder is interposed, and the length of the link is variable according to the expansion / contraction operation of the cylinder.
[0012]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, when the dash module is carried into the vehicle interior from the door opening with the longitudinal direction of the assisting arm aligned with the vehicle width direction, the assisting arm is moved from the carry-in position to 90%. The dash module prepared in advance on the line side is positioned and supported by the hand at the tip of the assisting arm at the position where it has been swung. In this case, the dash module is firmly held by the hand using a plurality of clampers, locating pins, etc. attached to the hand. Then, the assisting arm that holds the dash module is turned 90 degrees again, and waits in a state where the longitudinal direction of the assisting arm coincides with the vehicle width direction.
[0013]
Eventually, the traveling carriage on which the assisting arm is mounted starts synchronous traveling with the vehicle body continuously conveyed at a predetermined speed by a so-called continuity type vehicle body conveyor, and the dash module is moved to the vehicle during the synchronous traveling. It is fixed after being positioned while being carried into the room.
[0014]
That is, when the vehicle body and the traveling carriage start synchronous traveling, the assist arm is extended toward the vehicle body, and the dash module is carried into the vehicle compartment together with the assist arm. At this time, if the locking arm is locked in advance to restrain the turning motion of the assisting arm itself and the degree of freedom of rotation of the hand relative to the assisting arm, the dash module can be smoothly carried into the vehicle compartment only by the freedom in the extending direction of the assisting arm itself. be able to.
[0015]
After this, if the dash module is properly placed within the vehicle interior width dimension, the lock states described above are released, the degree of freedom in the height direction of the assisting arm, the turning direction and the expansion / contraction direction, and the rotation direction of the hand itself. While correcting the position of the dash module in the three-dimensional direction with respect to the vehicle body using the degree of freedom, the dash module is pushed forward and positioned at the normal mounting position. Then, the dash module is screwed and fixed to the vehicle body using a nut runner attached to the operator or the hand.
[0016]
In such a series of operations, when a three-stage slide arm is used as an assisting arm as in the second aspect of the invention, a slide motion is performed in a portion close to the operator's operation unit. In addition, the operator's operating force can be further reduced.
[0017]
Further, as in the third aspect of the present invention, when the hand can be swung around the axis aligned with the longitudinal direction of the vehicle, the dash module is made to follow the vehicle body that does not necessarily have a levelness. As a result, it becomes possible to flexibly cope with variations in assembly accuracy on the vehicle body side and variations in accuracy of the vehicle body conveyor.
[0018]
According to the invention described in claim 4, since a load balancer having a special structure formed by combining a four-bar parallel link mechanism and a balance cylinder is used, the height of the assisting arm and the pair of upper and lower links Even if the inclination changes, the change in the inclination does not affect the axial force of the balance cylinder, the load support balance does not collapse, and the operability can be maintained well.
[0019]
In the inventions of claims 5 and 6, since the length of one link is positively changed using a cylinder or the like, for example, if the upper link length is increased, the tip of the assisting arm is lowered. As a result, the operation force when the dash module is carried into the vehicle interior from the door opening can be reduced, and conversely, if the upper link length is shortened, the operation force for retracting the hand from the vehicle interior side to the outside is reduced. Can be reduced.
[0020]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the telescopic assisting arm is installed via the load balancer on the traveling carriage that synchronizes with the vehicle body on the floor surface, so that it is substantially a ground traveling type mounting device. In addition to the small space occupied, the entire device can be simplified and made compact, and the synchronization accuracy between the vehicle body and the traveling carriage is easy to obtain, and the dash module is supported by the assist arm at a position close to the floor. Therefore, there is little shaking due to surging etc., and there is an effect that the workability when installing the dash module in the passenger compartment can be greatly improved.
[0021]
In particular, according to the invention described in claim 2, since a three-stage slide arm is used as the assisting arm, in addition to the same effect as that of the invention described in claim 1, assisting the operator's will The expansion and contraction of the arm smoothly follows, and the operation force required for the expansion and contraction of the assisting arm can be reduced to further improve the workability.
[0022]
According to the third aspect of the present invention, the hand at the tip of the assisting arm has a degree of freedom of rotation about the horizontal axis with the axial center aligned with the longitudinal direction of the vehicle. In addition to the same effects as the invention, there is an effect that the dash module can be easily followed even with respect to variations in horizontal accuracy of the vehicle body or the vehicle body conveyor itself.
[0023]
According to the fourth aspect of the present invention, a load balancer having a special structure in which a four-bar parallel link mechanism and a balance cylinder are combined as means for supporting the assisting arm located between the traveling carriage and the assisting arm. Therefore, in addition to the same effect as that of the invention described in claim 3, even if the height position of the assisting arm changes, it does not affect the axial force of the balance cylinder, and the load support balance is improved. It is stable and has the effect of further improving operability.
[0024]
According to the fifth and sixth aspects of the present invention, the length of any one of the pair of upper and lower links forming the four-bar parallel link mechanism is actively changed, and the assisting arm is substantially changed. Since it can be inclined as necessary, in addition to the same effect as that of the invention according to the fourth aspect, the operation force required for expansion and contraction of the assisting arm is further reduced to improve its workability. There is an effect that can be improved.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 are diagrams showing a preferred embodiment of the present invention. _D The vehicle body B to which the vehicle body is assembled is continuously transported at a predetermined speed by the vehicle body conveyor 1, and the dash module mounting device 2 runs synchronously in the same direction as the vehicle body B with respect to the vehicle body B. M _D Will be installed. Note that a door is not attached to the vehicle body B in order to facilitate carrying of various components into the vehicle compartment.
[0026]
The dash module M _D As shown in FIG. 3, around the steering member 3 which is a strength member in the vehicle width direction of the vehicle body, the air-conditioning unit 4, the duct 5, the audio unit 6, the box part 7, the electrical system 8 and the like around the dash part A plurality of devices are assembled in advance and modularized. And the above dash module M _D 2 is prepared in advance on the line side of the vehicle body conveyor 1 as shown in FIG. 2, and is sequentially carried into the vehicle body B, which is gripped by the hand 35 of the dash module mounting device 2 as will be described later. Dash module M _D As shown in FIG. 4, an instrument panel that covers the front side of the air conditioning unit 4 and the steering member 3 48 May be added. In addition, the dash module M carried into the passenger compartment of the vehicle body B _D The both ends of the steering member 3 are coupled to a strength member in the vertical direction of the vehicle body such as a front pillar.
[0027]
A pair of rails 9 are laid on the floor 10 in parallel with the line side of the vehicle body conveyor 1 shown in FIGS. 1 and 2, and the traveling carriage 11 of the dash module mounting device 2 travels along the rails 9. It is supposed to be. The traveling carriage 11 includes a synchronous coupling device 12 that can be mechanically coupled to and released from the movable part on the vehicle body conveyor 1 side, and is operated by operating the synchronous coupling device 12 at a predetermined timing. The carriage 11 can travel in complete synchronization with the vehicle body B.
[0028]
A turning base 13 is provided on the traveling carriage 11, and a substantially L-shaped frame 15 is supported on the turning base 13 via a load balancer 14 as a support member. A sliding arm 16 as an assisting arm that can be expanded and contracted is slidably mounted as a whole.
[0029]
As shown in FIG. 5, the turning base 13 is turned around a vertical axis by a drive unit 19 including a drive motor 17 and an electromagnetic clutch 18 through transmission gear trains 20 and 21. , Picking standby position shown in FIG. 2 (dash module M prepared on the line side _D Is held by the hand 35 at the tip of the slide arm 16) P ₁ And a dash module loading position into the vehicle body B (a position where the longitudinal direction of the slide arm 16 is orthogonal to the longitudinal direction of the vehicle) P ₂ Can be swiveled between. At the same time, when the electromagnetic clutch 18 shown in FIG. 5 is disconnected, the turning base 13 can be turned by the operator's operating force.
[0030]
Further, as shown in FIG. 6, the turning base 13 is provided with a brake device 22 as locking means. The brake device 22 is configured such that a pair of wheels 23 coaxial with the gear 21 are clamped by a brake pad 25 on the caliper 24 side, and the turning base 13 is predetermined by operating the brake pad 25 as necessary. It can be locked at the swiveling position.
[0031]
The load balancer 14 includes a pair of upper and lower links 26 and 27 that form a four-node parallel link mechanism with the swivel base 13 and the frame 15 connected to each other, and a balance parallel to the links 26 and 27. The slide arm 16 is supported together with the frame 15 so as to be movable in the vertical direction. On the other hand, the balance cylinder 28 is supported so as to be always parallel to the pair of upper and lower links 26, 27, and the tip of the output rod is in contact with a load transmission plate 29 extending from the lower link 27. .
[0032]
The dash module M is mounted on the slide arm 16 and the frame 15. _D When a load due to the weight of the balance cylinder 28 is applied, the weight sensing cylinder portion in the balance cylinder 28 formed as a part of a hydraulic / pneumatic system circuit (not shown) similarly uses the initial load due to the sense load as a pilot pressure and the pneumatic cylinder portion in the balance cylinder 28 The dash module M supported by the hand 35 is controlled in a substantially constant weight-free state by generating a load reaction force commensurate with the operator's operating force. _D It is designed to enable easy transportation. The basic configuration of the load balancer 14 is described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-51900.
[0033]
The balance cylinder 28 is provided with a brake unit 30 as a locking means, and a cylinder (hydraulic cylinder or air cylinder) 31 is provided at an intermediate portion of the upper link 26 of the pair of upper and lower links 26 and 27. It is intervened. The brake unit 30 attached to the balance cylinder 28 applies a braking force that prevents relative movement between the cylinder tube of the balance cylinder 28 and the output rod in response to an external command, thereby rotating the rotation angles of the links 26 and 27. The position and thus the height of the slide arm 16 is locked to a predetermined position.
[0034]
On the other hand, the cylinder 31 provided on the upper link 26 has an upper link 26 whose total length is equal to that of the lower link 27 in a state where the cylinder 31 itself is in a neutral position. By actively and variably controlling the link length of the link 26 with respect to that of the lower link 27, the frame 15 and thus the slide arm 16 can be inclined.
[0035]
The slide arm 16 is a three-stage type that is slidable relative to the frame 15 as a whole by combining the three of the outer rail 32, the middle rail 33, and the inner rail 34 that are slidable with respect to the frame 15 in a slidable manner. The slide arm is substantially supported on the frame 15 in a cantilever support state in a horizontal posture.
[0036]
A dash module M is attached to the tip of the inner rail 34 forming the slide arm 16. _D Are connected to each other via a vertical shaft 36 and a horizontal shaft 37 directed in the vehicle front-rear direction, and can be moved up and down by a lift actuator 38. The hand 35 has a dash module M. _D A plurality of fingers, a clamper, a locating pin, and the like (not shown) for holding the hand 35 and the dash module M are provided. _D While performing relative positioning with the dash module M _D Will be firmly held.
[0037]
Here, in addition to the frame 15, the outer rail 32 and the middle rail 33 forming the three-stage slide arm 16 are used as locking means for preventing relative movement between these members as necessary. Each of the lock cylinders 39 is provided, and also between the inner rail 34 and the hand 35, a lock cylinder 40 is individually provided as a lock means for restraining the degree of freedom of rotation of the hand 35 relative to the inner rail 34 as necessary. Is provided.
[0038]
In the dash module mounting device 2 configured as described above, the traveling carriage 11 is on standby at the origin position shown in FIG. 7A and slides until the vehicle body B is carried into the dash module mounting process. The arm 16 is in the picking standby position P shown in FIG. ₁ At this time, the brake device 22 and the lock devices 39 and 40 are locked by restricting the degree of freedom of turning and expansion / contraction of the slide arm 16 or the degree of freedom of turning of the hand 35 itself.
[0039]
And worker M is a dash module M _D Waiting for the arrival of the transport cart 41 equipped with the dash module M on the transport cart 41 _D And the dash module M with the hand 35 while performing relative positioning with the hand 35 at the tip of the slide arm 16. _D Position and clamp. The dash module M _D Prior to clamping, by pressing a lock button (not shown) attached to the hand 35 for unlocking and unlocking, the degree of freedom of turning and expansion / contraction of the slide arm 16 or the turning of the hand 35 itself is controlled. The degree of freedom is released, and the degrees of freedom of the axes of the slide arm 16 and the hand 35 are all free. Thereby, the operator M can move the hand 35 lightly in a substantially no-load state by the function of the load balancer 14. Further, the hand 35 is provided with a plurality of air cylinder drive clampers (not shown), and for example, a clamp or unclamp operation is performed by pressing a push button for clamping and unclamping.
[0040]
Dash module M with hand 35 as above _D When the operator M again operates the push button for locking and unlocking, the degrees of freedom of the slide arm 16 and the hand 35 are restrained again, and the slide arm 16 and the hand 35 are positioned at the previous origin position. Is done.
[0041]
Thereafter, the slide arm 16 is automatically turned by the operation of the drive unit 19 shown in FIG. 5, and the charging standby position P as shown in FIG. ₂ At the same time, the height position of the hand 35 is automatically adjusted by the operation of the elevating actuator 38 shown in FIGS.
[0042]
Eventually, as shown in FIG. 7C, when the vehicle body B is carried into the dash module mounting process, the traveling carriage 11 starts to travel synchronously with the vehicle body B by the operation of the synchronous coupling device 12 as shown in FIG. To do. And if both start synchronous driving | running | working, as shown to (D) of FIG. 7, in order to extend the slide arm 16, the state-of-the-art inner rail 34 which forms the slide arm 16 was unlocked. Only the inner rail 34 is pulled into the vehicle interior side from the door opening, and the dash module M _D Carry in about half. The pulling-in of the first-stage inner rail 34 may be carried out by sliding the inner rail 34 itself autonomously by an actuator, in addition to relying on the manual work of the worker M.
[0043]
Further, as shown in FIG. 8A, the operator M enters the vehicle interior and unlocks the second and third middle rails 33 and the outer rail 32 that form the slide arm 16. Then, the middle rail 33 and the outer rail 32 are pulled out to bring the slide arm 16 into the maximum extended state, and the dash module M _D Into the passenger compartment.
[0044]
Here, prior to the extension operation of the slide arm 16 as described above, as shown in FIG. 10, the cylinder 31 provided at the intermediate portion of the link 26 of the load balancer 14 is extended, and the slide arm 16 moves to the vehicle body B side. Inclined so as to have a downward slope toward. As a result, the operating force required to extend the slide arm 16 can be further reduced.
[0045]
When the slide arm 16 reaches the maximum extension state as described above, as shown in FIG. 8B, the restriction on the degree of freedom of rotation of the slide arm 16 and the degree of freedom of rotation of the hand 35 is released and the free state is established. Dash module M _D Is pushed forward and positioned at a predetermined assembly position. And dash module M _D When the positioning is completed, the function of the balance cylinder 28 of the load balancer 14 is temporarily stopped by a push button operation so that a load is applied. By doing so, the dash module M after positioning _D Dash module M without moving unnecessarily _D The posture is stabilized. After that, the nut runner of the worker M or the nut runner attached to the hand 35 in advance is operated, and the dash module M _D To the vehicle body B side.
[0046]
Dash module M _D When the screw tightening and fixing operation is completed, the load balancer 14 is actuated again and a plurality of clampers attached to the hand 35 are unclamped so that the dash module M can be removed from the hand 35. _D Separate them. Then, as shown in FIG. 8C, after the hand 35 is once pulled back, the degree of freedom of rotation of the slide arm 16 and the degree of freedom of rotation of the hand 35 are locked. At the same time, the cylinder 31 interposed in the link 31 of the load balancer 14 is contracted by a push button operation, and the slide arm is inclined so as to be rearwardly lowered as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 8D, the worker M goes out of the passenger compartment after pulling back the slide rails 32 to 34 so as to bring the slide arm 16 into a contracted state.
[0047]
In this case, since the slide arm 16 is in the rearward lowered state as described above, the contraction operation of the slide arm 16 can be performed with a much smaller operating force.
[0048]
When the worker M who has exited the vehicle interior performs a push button operation, the slide arm 16 is automatically turned by the activation of the drive unit 19, and the hand 35 completely exits the interior of the vehicle interior as shown in FIG.
[0049]
When the turning of the slide arm 16 is completed, the synchronous traveling of the vehicle body B and the traveling carriage 11 is released, the traveling carriage 11 travels to the origin position, and further the hand 35 moves forward to the origin position, thereby the dash module M. _D One cycle from the loading of the screw to the fixing by screwing is completed, and thereafter, the above series of operations is repeated.
[0050]
As described above, according to the present embodiment, the degree of freedom of rotation and expansion / contraction of the telescopic slide arm 16 or the degree of freedom of rotation of the hand 35 is locked and unlocked as necessary, while the load balancer 14 is operated. Dash module M by effectively using the assist function _D Can be smoothly carried into the vehicle compartment and positioned without causing interference with the vehicle body B or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration explanatory view showing a preferred embodiment of a dash module mounting device according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory plan view of FIG. 1;
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a dash module.
FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of another example of the dash module.
5 is a perspective view of a main part of a swing drive system of the slide arm shown in FIG. 1. FIG.
6 is a cross-sectional explanatory diagram of the main part of FIG. 5;
FIG. 7 is a process explanatory diagram showing a procedure of a dash module mounting process.
FIG. 8 is a process explanatory diagram showing a procedure of a dash module mounting process.
FIG. 9 is a process explanatory diagram showing a procedure of a dash module mounting process.
FIG. 10 is an operation explanatory diagram when the slide arm is tilted.
FIG. 11 is an operation explanatory diagram when the slide arm is tilted.
[Explanation of symbols]
1 ... Carriage conveyor
2 ... Dash module mounting device
11 ... Travel cart
12 ... Synchronous coupling device
13 ... Swivel base
14 ... Load balancer
15 ... Frame
16 ... Slide arm (helping arm)
19 ... Drive unit
22 ... Brake device (locking means)
26,27 ... link
28 ... Balance cylinder
30 ... Brake unit (locking means)
31 ... Cylinder
35 ... hand
39 ... Lock cylinder (locking means)
40 ... Lock cylinder (locking means)
B ... Body
M _D ... Dash module

Claims

A dash module mounting device for automobiles that carries a dash module configured around a strength member extending in the vehicle width direction into a vehicle compartment from a door opening of a vehicle body when the door is not mounted and positions the dash module at a predetermined assembly position. And
A traveling carriage that travels on the floor surface in synchronization with the vehicle body conveyed by the vehicle body conveyor,
A horizontal telescopic assist arm that is provided in a cantilevered support state on a traveling carriage via a load balancer, is movable in parallel in the vertical direction, and is rotatable about a vertical axis;
A hand connected to the tip of the assisting arm with a degree of freedom of rotation about two axes orthogonal to each other, and positioning and supporting the dash module to be assembled in a horizontal position;
Locking means for controlling the locking and unlocking of the freedom degree of movement of the assisting arm itself and the degree of freedom of rotation of the hand,
A dash module mounting device for an automobile characterized by comprising:

2. The dash module mounting device for an automobile according to claim 1, wherein the assisting arm is formed as a three-stage slide arm in which three arm elements are slidably combined with each other.

The apparatus for mounting a dash module for an automobile according to claim 2, wherein the degree of freedom of rotation of the hand includes a degree of freedom of rotation about a horizontal axis extending in the vehicle longitudinal direction.

The load balancer includes a turning base that can turn around a vertical axis on a traveling carriage, a support member that supports an assisting arm, and a four-node parallel connection that connects the turning base and the support member to each other. It is composed of a pair of upper and lower links forming a link mechanism and a balance cylinder provided in parallel with these links, and the assisting arm is supported by the load balancer so as to be movable in the vertical direction . The dash module mounting device for an automobile according to claim 3.

5. The dash module mounting device for an automobile according to claim 4, wherein a length of one of a pair of upper and lower links forming the load balancer is variable.

A cylinder is interposed in the middle in the longitudinal direction of one of the pair of upper and lower links forming the load balancer, and the length of the link is variable according to the expansion / contraction operation of the cylinder. The dash module mounting device for an automobile according to claim 5.