JP4275021B2

JP4275021B2 - サンルーフガラスの高さ位置調整装置

Info

Publication number: JP4275021B2
Application number: JP2004202974A
Authority: JP
Inventors: 良昭芹沢
Original assignee: Kanto Auto Works Ltd
Current assignee: Toyota Motor East Japan Inc
Priority date: 2004-07-09
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2024-07-09
Also published as: JP2006021697A

Description

本発明は、自動車のルーフ開口部にサンルーフガラスを建付ける際に、サンルーフガラスのルーフに対する高さ位置を調整するためのサンルーフガラスの高さ位置調整装置に関するものである。

この種の自動車のサンルーフガラスの建付け装置として、特許文献１により、前後方向の位置決め手段及び幅方向の位置決め手段を備えてルーフ上に載置されるフレームと、上下方向の位置調整が可能にフレームに取付けられ、サンルーフガラスを吸着する手段と、上下方向の位置調整可能にフレームに取付けられ、サンルーフガラスのレベルを与えるレベル手段とを含む建付け治具が周知であり、高さ位置、即ちレベルの調整は、吸着したサンルーフガラスをレベル手段に当たるように手作業で持ち上げることにより行われる。
特開平７−１６４８７２号公報

この種の建付け装置は、高さ調整を手作業で行うのを前提にしており、またサンルーフガラスの形状を変更する場合、建付け治具を交換する必要があり、さらに建付け状態の検査は別途に行う必要がある。

本発明は、このような点に鑑みて、サンルーフガラスの建付けに際して、ガラス開口部周辺のルーフ部分の距離を上方から計測して、その距離を基準にサンルーフガラスの高さ位置をサンルーフガラス部分の距離計測により自動的に調整し、併せて検査も自動化し得るサンルーフガラスの高さ位置調整装置を提供することを目的とする。

本発明は、この目的を達成するために、請求項１により、自動車のルーフ開口部にサンルーフガラスを建付ける際に、サンルーフガラスのルーフに対する高さ位置を調整するためのサンルーフガラスの高さ位置調整装置において、調整装置本体が、サンルーフガラスの四隅のコーナ領域上方へ配置されるように、ルーフ上に配置される基部に取付けられると共に、各コーナ領域のサンルーフガラス部分に先端が上方からそれぞれ当接し、かつサーボモータで昇降制御される位置決めピンと、サンルーフガラス部分への位置決めピンの当接状態を保持させるように位置決めピンに連動してサンルーフガラスを吸着する吸着具と、各コーナ領域のルーフ部分の基準点までの距離をそれぞれ計測するルーフ用距離センサと、各コーナ領域のサンルーフガラス部分の基準点までの距離をそれぞれ計測するガラス用距離センサとを備え、さらにサーボモータをそれぞれフィードバック制御する制御回路手段が付属し、この制御回路手段は、ルーフ用距離センサが検知したルーフ検知距離に対するガラス用距離センサが検知したガラス検知距離の距離差が、ルーフ部分の基準点を基準にした所属のサンルーフガラス部分の基準点の相対的な標準の高さ位置の距離差に一致するように、ルーフ検知距離を補正するための補正距離データを格納する補正データ格納手段と、ルーフ検知距離を補正距離で補正した目標距離を所属のガラス検知距離から減算した高さ誤差に相当するフィードバック制御用制御信号を発生する制御信号発生手段とを備えたことを特徴とする。

位置決めピンは、サンルーフガラスに当接して吸着した状態でのガラス検知距離に応答して、サーボモータによりルーフの高さ位置を基準にした目標距離に向けて下降もしくは上昇することにより、サンルーフガラスの高さ位置が調整される。補正距離は、ルーフ用距離センサ及びガラス用距離センサが相対的に同一高さの場合、ルーフ部分の基準点の高さ位置を基準にしたサンルーフガラス部分の基準点の相対的な標準の高さ位置に一致し、同一高さでない場合その距離差が補正距離に算入され、さらに車種に応じて固有に設定される。

調整後の検査を自動的に行うために、請求項２によりサンルーフガラス部分の相対的な高さ位置を、フィードバック制御後の標準の高さ位置に対する高さ誤差により判定する高さ位置判定手段を備え、請求項３によりサンルーフガラスの車幅方向の両側について、前後のコーナ領域の標準の高さ位置に対する高さ誤差間の差をそれぞれ算出してサンルーフガラスの傾斜を判定する傾斜判定手段を備え、請求項４により高さ位置判定手段が判定した相対的な高さ位置が公差範囲内に在るか否かも判定し、傾斜判定手段が判定した傾斜が公差範囲内に在るか否かも判定する。

請求項１の発明によれば、サンルーフガラスの高さ位置の調整が自動的に行われるために、サンルーフガラスの建付け工数が大幅に削減される。車種の変更によりサンルーフガラス又はルーフの形状が変更になった場合、補正距離データの切換又は新たな入力だけで治具を更新することなく対応することができる。

請求項２の発明によれば調整後のサンルーフガラスの高さ位置を自動的に検査でき、請求項３の発明によれば調整後のサンルーフガラス前後の傾斜を自動的に検査でき、請求項４の発明によれば高さ位置及び傾斜が公差範囲内に在るか否かも判定される。請求項５の発明によれば調整装置本体がルーフ部分の所定位置に簡単な構成で確実にセットされる。

図１乃至図６を基に本発明の実施の形態によるサンルーフガラスの高さ位置調整装置を説明する。サンルーフガラス５は、図４に示すように、その周辺に装着されたウェザストリップ４を介してルーフ１のルーフ開口部２に装着される。また、その高さ位置を調整された後に、ウェザストリップ４に装着された取付けプレート６にねじ止めされた長穴７ａ付きのねじ止めブラケット７が、天井板に取付けられたサンルーフハウジング９に溶接されているねじ座ブラケット８ａにボルト８で周辺の複数個所でねじ止めされる。高さ位置調整装置は、図２及び図３に示すように、架空軌道３０に沿って搬送される走行基部３１にワイヤ３２で吊される基部としての方形状のフレーム１９に取付けられたサンルーフガラス５の四隅のコーナ領域Ｃ１〜Ｃ４の基板１９ａに、調整装置本体１０をそれぞれ設けて構成される。

この調整装置本体は、基板１９ａに下設されてルーフ開口部２の周辺のコーナ領域Ｃ１〜Ｃ４のルーフ部分１ａにセットされることによりフレーム１９を支持する支持ピン１１と、その位置固定のためにルーフ部分１ａを真空吸引する吸引パッド１３ａを有する吸着具１３と、コーナ領域Ｃ１〜Ｃ４のサンルーフガラス部分５ａに先端がそれぞれ当接してサーボモータＭ１〜Ｍ４により昇降制御されることにより、サンルーフガラス部分５ａの高さ位置を決める位置決めピン１２と、この位置決めピンに取付けられることにより連動し、かつサンルーフガラス部分５ａを真空吸着する吸引パッド１４ａを有する吸着具１４と、コーナ領域Ｃ１〜Ｃ４のルーフ部分１ａの基準点までの距離をそれぞれ計測するルーフ用距離センサＳｒ１〜Ｓｒ４と、これらのセンサと同一高さ位置に設定されて、サンルーフガラス部分５ａの所定の基準点までの距離をそれぞれ計測するガラス用距離センサＳｇ１〜Ｓｇ４とを備える。

さらに、調整装置本体１０には、キーボード１８等の入力部を備えると共に、データ処理装置としてＣＰＵ、メモリ等を内蔵して、プログラムにより作動することにより次の各部を構成して、サーボモータＭ１〜Ｍ４をそれぞれフィードバック制御するコンピュータ利用の制御回路手段（図１）が付属している。即ち、この制御回路手段は、ルーフ用距離センサＳｒ１〜Ｓｒ４が検知したルーフ検知距離Ｙに対するガラス用距離センサＳｇ１〜Ｓｇ４が検知したガラス検知距離Ｘの距離差が、ルーフ部分１ａの基準点の高さ位置を基準にした所属のサンルーフガラス部分５ａの基準点の相対的な標準の高さ位置の距離差に一致するように、ルーフ検知距離Ｙを補正するための補正距離データを格納する補正データ格納手段２１と、サーボモータＭ１〜Ｍ４をそれぞれフィードバック制御するために、ルーフ検知距離Ｙを補正距離Ｄで補正した目標距離（Ｙ−Ｄ）に対するガラス検知距離Ｘの距離差である高さ誤差ΔＥを演算して相応の制御信号を発生する制御信号発生手段２０と、フィードバック制御の終了時点で、サンルーフガラス部分５ａの基準点の高さ位置を判定するために、標準の高さ位置に対する誤差を制御信号用の高さ誤差ΔＥから判定し、さらに公差範囲内にあるか否かを判定する高さ位置判定手段２３と、サンルーフガラス５の車幅方向に両側の前後（Ｃ１，Ｃ３；Ｃ２，Ｃ４）の高さ誤差ΔＥの差を算出してこの差から標準面に対する傾斜を判定し、かつこの前後の傾斜値が公差範囲内にあるか否かを判定する傾斜判定手段２４と、フィードバック制御による自動調整時間が所定時間例えば１５秒経過するのを計時し、その時点で制御信号発生手段２０の動作を強制終了させるタイマ手段２５と、高さ位置及び傾斜の判定結果である検査データを格納する検査データ格納手段２６とを備える。さらに、このように構成された回路装置に、さらに検査結果の異常を光、もしくは音で報知する報知手段２７と、高さ誤差ΔＥに相当する制御信号の入力に応答してサーボモータＭ１〜Ｍ４をそれぞれ駆動する駆動回路Ｄｒ１〜Ｄｒ４とが付属している。

つまり、制御信号発生手段２０は、図５に示すように、ガラス検知距離Ｘに対してルーフ検知距離Ｙを補正距離Ｄで補正した目標距離（Ｙ−Ｄ）を減算して、下記の式（１）に従いた高さ誤差ΔＥに相当する制御信号を所属の駆動回路Ｄｒ１〜Ｄｒ４に供給して、サーボモータＭ１〜Ｍ４をフィードバック制御することにより位置決めピン１２の高さ位置を設定する。尚、同図において、ガラス用距離センサＳｇ１〜Ｓｇ４の高さ位置がルーフ用距離センサＳｒ１〜Ｓｒ４に対して距離ｄだけ上方又は下方へ相対的にずれている場合、補正距離Ｄはこの距離ｄ分だけ減算又は加算した値になる。
ΔＥ＝Ｘ−Ｙ＋Ｄ ……（１）

高さ位置判定手段２３は、制御信号発生手段２０がコーナ領域Ｃ１〜Ｃ４の高さ誤差ΔＥが全て平衡したと判断した時点又は強制終了時点で、標準の相対的な高さ位置に対する高さ誤差ΔＥ１〜Ｅ４を検査データとして取込むと共に、付属の公差データ格納手段２３ａに格納された公差データを基に、下記の式（２）に従い公差範囲内にあるか否かを判断する。尚、検査データとしては、高さ誤差ΔＥで修正したルーフの基準点を基準にしたに実際の高さ位置にすることもできる。
−２ｍｍ＜ΔＥ＜１ｍｍ ……（２）

傾斜判定手段２４は、平衡状態又は強制終了時点において、サンルーフガラス５の標準の取付け面に対する車幅方向に両側の前後の傾斜を、高さの誤差の差であるΔＥ１−ΔＥ３及びΔＥ２−ΔＥ４を算出することにより判断すると共に、付属の公差データ格納手段２４ａに格納された公差データを基に、下記の式（３）に従いそれぞれの側の傾斜が公差範囲内にあるか否かを判定する。
−１．５ｍｍ＜ΔＥ１−ΔＥ３，ΔＥ２−ΔＥ４＜１．５ｍｍ ……（３）

このように構成されたサンルーフガラスの高さ位置調整装置の動作は次の通りである。サンルーフガラス５は、ルーフ１の開口部２にウェザストリップ４を介して標準の高さ位置よりも上方位置を占めるように仮にセットしておく。ワイヤ３２で吊されている高さ位置調整装置をサンルーフガラス５の上方へ移動させ、支持ピン１１をルーフ部分１ａの所定位置に載置し、吸引パッド１３ａによりルーフ１を吸着させる。この状態で、ルーフ用及びガラス用距離センサＳｒ１〜Ｓｒ４，Ｓｇ１〜Ｓｇ４はそれぞれ所属の基準点の上方位置を占めると共に、位置決めピン１２の高さ位置は、サンルーフガラス５に当接しない程度に上方の動作開始位置に設定されている。

次いで、調整動作を開始させると、図６に示すフローチャートに従い自動調整動作が行われる。即ち、ガラス用及びルーフ用距離センサＳｇ１〜Ｓｇ４，Ｓｒ１〜Ｓｒ４は、ルーフ部分１ａ及びサンルーフガラス部分５ａの基準点までの距離Ｘ１〜Ｘ４，Ｙ１〜Ｙ４をそれぞれ計測することにより、コーナ領域Ｃ１〜Ｃ４の位置決めピン１２は、上方へのずれに相当する高さ誤差ΔＥ１〜ΔＥ４に相当する制御信号が所属の駆動回路Ｄｒ１〜Ｄｒ４に供給されてサーボモータＭ１〜Ｍ４を駆動することにより一旦下降し、その先端がそれぞれサンルーフガラス５に当接した状態で真空吸引パッド１４ａがサンルーフガラス５を吸着する。次いで、ΔＥ１、ΔＥ２、ΔＥ３、ΔＥ４＝０になるように、真空吸引パッド１４ａによる吸着状態でウェザストリップ４をルーフ１の開口部２で摺動させつつサンルーフガラス５に対して標準の高さ位置に向けてフィードバック制御がそれぞれ行われる。

このようなコーナ領域Ｃ１〜Ｃ４の高さ位置の調整は、互いに僅かに影響することにより、位置決めピン１２はサンルーフガラス５を吸着保持した状態で僅かに上昇する可能性もあるが、通常１５秒以内で平衡状態に達する。この平衡状態は、ΔＥ１〜ΔＥ４の変動の停止が検知されることにより判断され、その時点でΔＥ１〜ΔＥ４が正規の高さ位置に対する高さ誤差を指示する検査データとして記録されると共に、それぞれ公差範囲内にあるか否かも判定され、異常がある場合には外部にその旨が報知され、その異常の判定結果も記録される。続いて、車幅方向の両側の前後の傾斜（ΔＥ１−ΔＥ３，ΔＥ２−ΔＥ４）が算出されて判定結果が傾斜の検査データとして記録されると共に、公差範囲内にあるか否かが判定され、異常がある場合にはその時点で外部に報知され、その異常も記録が行われる。このような自動調整後に、図４に示すように、サンルーフガラス５の周辺の複数個所で、ウェザストリップ４に装着された取付けプレート６をブラケット７の長穴７ａにボルト８を挿通させてねじ座ブラケット８ａにねじ止めして建付けが終了する。

１５秒以内にΔＥ１〜ΔＥ４の少なくともいずれかの変動の停止が検知されなかった場合、調整動作が強制終了され、その旨が記録及び報知されると共に、その時点の高さ誤差ΔＥ及び傾斜データが記録され、同様にその合否が判定され、ＮＧの場合は異常が記録され、最終的にボルト８によりねじ止めされる。

前述の実施の形態において、調整装置本体１０の支持部材である支持ピン１１をルーフ上に位置固定するための吸着具としては、真空吸引用のパッドに代えて、磁石を用いることもでき、また支持部材の構成によっては吸着具自体を廃止することもできる。

本発明の実施の形態によるサンルーフガラスの高さ位置調整装置の回路構成を示す図である。同高さ位置調整装置の側面図である。同高さ位置調整装置の各部の配列状態を示す平面図である。同高さ位置調整装置のサンルーフの建付け状態を示す部分断面図である。同高さ位置調整装置のフィードバック制御の原理を説明する図である。同高さ位置調整装置の動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１ルーフ
１ａルーフ部分
２ルーフ開口部
４ウェザストリップ
５サンルーフガラス
５ａサンルーフガラス部分
８ボルト
９サンルーフハウジング
１０調整装置本体
１１支持ピン
１２位置決めピン
１３ａ，１４ａ吸引パッド
Ｃ１〜Ｃ４コーナ領域
Ｍ１〜Ｍ４サーボモータ
Ｓｇ１〜Ｓｇ４ガラス用距離センサ
Ｓｒ１〜Ｓｒ４ルーフ用距離センサ

Claims

自動車のルーフ開口部にサンルーフガラスを建付ける際に、サンルーフガラスのルーフに対する高さ位置を調整するためのサンルーフガラスの高さ位置調整装置において、
調整装置本体が、サンルーフガラスの四隅のコーナ領域上方へ配置されるように、ルーフ上に配置される基部に取付けられると共に、各前記コーナ領域の前記サンルーフガラス部分に先端が上方からそれぞれ当接し、かつサーボモータで昇降制御される位置決めピンと、前記サンルーフガラス部分への前記位置決めピンの当接状態を保持させるように前記位置決めピンに連動して前記サンルーフガラスを吸着する吸着具と、各前記コーナ領域の前記ルーフ部分の基準点までの距離をそれぞれ計測するルーフ用距離センサと、各前記コーナ領域の前記サンルーフガラス部分の基準点までの距離をそれぞれ計測するガラス用距離センサとを備え、さらに前記サーボモータをそれぞれフィードバック制御する制御回路手段が付属し、
この制御回路手段は、前記ルーフ用距離センサが検知したルーフ検知距離に対する前記ガラス用距離センサが検知したガラス検知距離の距離差が、前記ルーフ部分の前記基準点を基準にした所属の前記サンルーフガラス部分の前記基準点の相対的な標準の高さ位置の距離差に一致するように、前記ルーフ検知距離を補正するための補正距離データを格納する補正データ格納手段と、前記ルーフ検知距離を前記補正距離で補正した目標距離を所属の前記ガラス検知距離から減算した高さ誤差に相当するフィードバック制御用制御信号を発生する制御信号発生手段とを備えたことを特徴とするサンルーフガラスの高さ位置調整装置。
サンルーフガラス部分の相対的な高さ位置を、フィードバック制御後の標準の前記高さ位置に対する高さ誤差により判定する高さ位置判定手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のサンルーフガラスの高さ位置調整装置。
サンルーフガラスの車幅方向の両側について、前後のコーナ領域の標準の高さ位置に対する高さ誤差間の差をそれぞれ算出してサンルーフガラスの傾斜を判定する傾斜判定手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のサンルーフガラスの高さ位置調整装置。
高さ位置判定手段が判定した相対的な高さ位置が公差範囲内に在るか否かも判定し、傾斜判定手段が判定した傾斜が公差範囲内に在るか否かも判定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか記載のサンルーフガラスの高さ位置調整装置。
ルーフ上に配置される基部に、各コーナ領域のルーフ部分に載置されるようにそれぞれ下設された支持ピンと、ルーフ部分を吸着する吸着具とが設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか記載のサンルーフガラスの高さ位置調整装置。