JP4486571B2

JP4486571B2 - サスペンションアッセンブリ位置決め方法

Info

Publication number: JP4486571B2
Application number: JP2005261146A
Authority: JP
Inventors: 俊寿下田; 桂一郎前川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-09-08
Filing date: 2005-09-08
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2025-09-08
Also published as: DE102006042189B4; US20070055484A1; CN100460267C; DE102006042189A1; CN1927636A; JP2007069826A; US7788782B2

Description

本発明は、サスペンションアッセンブリを車両枠体に取り付ける際に、車両枠体に対してサスペンションアッセンブリの位置決めをするサスペンションアッセンブリ位置決め方法に関する。

車両のサスペンションは操舵機構、リンク機構、タイヤ取付部、ブレーキ機構及びエンジン等と一体的になったサスペンションアッセンブリとして予め組み立てておくと、車両枠体に対する取り付けが容易で好適である。

サスペンションアッセンブリを車両枠体に取り付ける際には、サスペンションアッセンブリと車両枠体との相対的な位置が適切に整合するように位置決めを行う必要がある。このような位置決めを行う方法として、基準指標として形成された車体の基準孔の位置を視覚センサで検出しながらサスペンションアッセンブリを取り付ける方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、車体の外周コーナ部を検出する一対の位置検出用視覚センサから得られる信号に基づいて、回転昇降テーブルの載置面の位置を調整する。次いで、車両の基準孔を検出するために回転昇降テーブル中央に設けられた位置決め用視覚センサから得られる信号に基づいて回転昇降テーブルの載置面の位置を微調整することにより位置ずれを補正している。

特公平７−１０６７４号公報

ところで、車両枠体やサスペンションアッセンブリは、複数の加工箇所や複数の機構等が組み合わされた複合体であり各部の寸法誤差が集積することから、取付部の寸法が十分高精度に形成されていない懸念がある。すなわち、図１０に示すように、車両枠体１における左右のダンパ取付孔２の中心位置３が、車両枠体１の中心位置に設けられた基準孔４の位置と必ずしも一致していない場合があり得る。また、サスペンションアッセンブリ５の中心位置６がダンパ取付孔２の中心位置３と必ずしも一致していない場合があり得る。

したがって、中心位置６を基準孔４に合わせる調整を行っても、ダンパ頭部７とダンパ取付孔２は一致せず、このままサスペンションアッセンブリ５を車両枠体１に組み付けるとダンパ７及びハブ８が傾斜し、左右のキャンバー角にずれθ１及びθ２が生ずる。キャンバー角のずれθ１、θ２はこの後の工程で調整されるが、この調整作業は相当の時間を要し、しかも作業には作業員の習熟や複雑な調整機構を必要とする。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、キャンバー角のずれやばらつきを低減するサスペンションアッセンブリ位置決め方法を提供することを目的とする。

本発明に係るサスペンションアッセンブリ位置決め方法は、サスペンションアッセンブリを車両枠体に取り付ける際に、前記車両枠体に対して前記サスペンションアッセンブリの位置決めをするサスペンションアッセンブリ位置決め方法において、前記車両枠体における左右のダンパ取り付け位置を測定する工程と、測定された左右のダンパ取り付け位置の車幅方向の中間点である第１基準位置を算出する工程と、サスペンションアッセンブリの左右のタイヤ取り付け位置を測定する工程と、測定された左右のタイヤ取り付け位置の車幅方向の中間点である第２基準位置を算出する工程と、前記第１基準位置と前記第２基準位置とを一致させるように前記サスペンションアッセンブリ又は前記車両枠体の位置を調整する工程とを有することを特徴とする。

このように、第１基準位置と第２基準位置とを一致させることにより、サスペンションアッセンブリを車両枠体に組み付けたときにキャンバー角のずれやばらつきが抑制される。

この場合、前記車両枠体を搬送する搬送ラインの複数のステーションにおいて行われ、前記ダンパ取り付け位置を測定する工程は、前記タイヤ取り付け位置を測定する工程を行うステーションよりも前のステーションで行うとよい。これにより、ダンパ取り付け位置を測定して第２基準位置を算出した後、即時に位置決め調整を行うことが可能で、タクトタイムの短縮を図ることができる。

また、前記ダンパ取り付け位置を測定する工程は、非接触方式の距離センサにより前記ダンパ取り付け位置の周辺３箇所以上を走査することにより測定するとよい。これにより、ダンパ取り付け位置の３次元的な位置が特定され、一層正確な測定がなされる。

本発明に係るサスペンションアッセンブリ位置決め方法によれば、左右のダンパ取り付け位置の中心である第１基準位置と、タイヤ取り付け位置の中心である第２基準位置とを個別に測定、算出し、この第１基準位置と第２基準位置とを一致させることにより、車両枠体及びサスペンションアッセンブリの寸法誤差の影響が低減され、サスペンションアッセンブリを車両枠体に組み付けたときにキャンバー角のずれやばらつきが抑制される。

以下、本発明に係るサスペンションアッセンブリ位置決め方法について実施の形態を挙げ、添付の図１〜図９を参照しながら説明する。

本実施の形態に係るサスペンションアッセンブリ位置決め方法は、図１に示す組付ステーション１０において行われる。組付ステーション１０は、ホワイトボディ（車両枠体）１２をハンガー１３により懸架して順次搬送する搬送ライン１４と、前工程からホワイトボディ１２が最初に搬入される第１サブステーション１６と、その次に搬入される第２サブステーション１８とからなる。ホワイトボディ１２は車両を構成する基礎フレームからなるモノコック構造体であり、エンジンルーム内の左右にはサスペンションアッセンブリ２０を取り付けるダンパ取付孔２２が設けられている。ホワイトボディ１２は、搬送ライン１４によってやや高い箇所を搬送される。

図２に示すように、第１サブステーション１６におけるホワイトボディ１２の左右近傍には、先端に非接触式のダンパ孔用距離センサ２４を備えるロボット２６が設けられている。各ロボット２６は産業用の多関節型であって、作業範囲内の任意位置においてダンパ孔用距離センサ２４を任意の姿勢に移動可能である。ロボット２６は、コントローラ２８の作用下に搬送ライン１４と同期して動作し、第１サブステーション１６に搬入されたホワイトボディ１２のダンパ取付孔２２の位置をダンパ孔用距離センサ２４を用いて計測する。すなわち、ロボット２６は、ホワイトボディ１２における前輪のホイールハウス３０から先端部を挿入し、ダンパ孔用距離センサ２４の計測面を上方に向けながら所定の経路Ｒ１、Ｒ２及びＲ３（図７参照）に沿って走査し、ダンパ取付孔２２の位置を計測する。

図３に示すように、サスペンションアッセンブリ２０は車両のフロント側の機構であって、サブフレーム３２をベースに構成されており、該サブフレーム３２の左右には一対のロアアーム３４、ダンパッセンブリ３６、等速ジョイント３８、ブレーキ機構４０、操舵ロッド４２、ハブ４４及びエンジン４５が組み付けられている。ダンパッセンブリ３６は略同心状に設定されたダンパ４６及びスプリング４８とからなり、上面には前記ダンパ取付孔２２に挿入されるダンパ頭部５０が設けられていてる。なお、サスペンションアッセンブリ２０の構成が容易に理解可能なように、図１、図３、図８及び図９においてはエンジン４５を仮想線で示している。ハブ４４は規定のキャンバー角となるように組み立てられており、後の工程でタイヤが取り付けられる。本実施の形態においては、規定のキャンバー角を０°として図示する（図３、図８等）。サスペンションアッセンブリ２０はエンジンがない状態のものであってもよい。

図１及び図３に示すように、第２サブステーション１８は、サスペンションアッセンブリ２０を載置し昇降する搭載台５１と、載置されたサスペンションアッセンブリ２０の左右のハブ４４の位置を計測する一対のハブ用距離センサ５２とを有する。搭載台５１は、ベース台５４と、該ベース台５４上で左右方向（搬入されたホワイトボディ１２の車幅方向）に移動するスライドテーブル５６と、スライドテーブル５６の位置を検出するリニアセンサ５８と、昇降機構５９とを有する。スライドテーブル５６及び昇降機構５９はコントローラ２８の作用下に自動的に動作する。

搭載台５１は、第２サブステーション１８に搬入されたホワイトボディ１２のエンジンルーム下方に配置され、昇降機構５９によりサスペンションアッセンブリ２０を上昇させてホワイトボディ１２に組み付ける。また、搭載台５１はレール６０に沿って横方向に移動可能であり、サスペンションアッセンブリ２０をホワイトボディ１２に組み付け、昇降機構５９を下降させた後に横方向に移動し、所定の搬入手段により新たなサスペンションアッセンブリ２０がスライドテーブル５６上に載置される。

ハブ用距離センサ５２は、支柱６２によってそれぞれ支持されており、昇降機構５９が下降している状態のサスペンションアッセンブリ２０におけるハブ４４の側面の位置を計測可能な高さに配置されている。ハブ用距離センサ５２は、規定されたキャンバー角に合わせてハブ４４の面に対して垂直に計測可能なように設定されている。各ハブ用距離センサ５２で計測された距離信号はコントローラ２８に供給される。一方のハブ用距離センサ５２は、搭載台５１がレール６０に沿って移動する際には、干渉することがないように所定の位置に自動的に退避する。

図４に示すように、コントローラ２８は、所定の外部コントローラと通信を行う同期部７０と、ロボット２６を駆動するロボット制御部７２と、ダンパ孔用距離センサ２４の信号を受信してダンパ取付孔２２の位置を求める第１信号処理部７４と、２つのダンパ取付孔２２の車幅方向の中間点に相当する第１基準位置Ｃ１を算出する第１基準位置算出部７６とを有する。コントローラ２８は、さらに、ハブ用距離センサ５２の信号を受信してハブ４４の位置を求める第２信号処理部７８と、２つのハブ４４の車幅方向の中間点に相当する第２基準位置Ｃ２を算出する第２基準位置算出部８０と、第１基準位置Ｃ１及び第２基準位置Ｃ２に基づいてスライドテーブル５６を動作させるスライドテーブル駆動部８２と、昇降機構５９を動作させる昇降機構駆動部８４とを有する。同期部７０は、外部コントローラから得られる信号に基づいて搬送ライン１４の動作状況を監視し、ホワイトボディ１２が第１サブステーション１６及び第２サブステーション１８に搬入されたことを検知し、各機能部に処理開始の指示を与える。

次に、このように構成される組付ステーション１０においてサスペンションアッセンブリ２０をホワイトボディ１２に組み付ける方法について図５を参照しながら説明する。

先ず、ステップＳ１において、同期部７０は、ホワイトボディ１２が第１サブステーション１６に搬入されたことを検知し、これに基づいて左右のダンパ取付孔２２の位置を計測するためにロボット２６を動作させる。この際、図６に示すように、ロボット２６の先端に取り付けられたダンパ孔用距離センサ２４をダンパ取付孔２２の近傍において板金９０との距離を略一定となるように動作させる。

また、その移動については、図７に示すように、３つの経路Ｒ１、Ｒ２及びＲ３に沿って走査が順に行われる。これらの経路Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、ダンパ取付孔２２の周囲の略三等分の規定箇所において、外周部よりやや外側のポイントＰ１から外方に向かって移動し、所定の最外部Ｐ２で折り返して内方に向かって移動し、ダンパ取付孔２２のエッジＰ３に到達したときに終了する。エッジＰ３に到達したときには、板金９０がなく、計測信号が著しく変化することからエッジＰ３に到達したことが認識される。３つの経路Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の順に計測を行った後、ロボット２６を所定の位置に退避させる。

なお、ダンパ取付孔２２の位置の計測はダンパ孔用距離センサ２４に限らず、ＣＣＤカメラなどの２次元的な計測手段を用いてもよい。この場合、２箇所からダンパ取付孔２２を撮像することにより三角測量の原理により３次元的な位置を認識するようにしてもよい。ダンパ孔用距離センサ２４を走査させる手段はロボット２６に限らず、専用の移動機構を用いてもよい。走査する移動経路はＲ１、Ｒ２及びＲ３の３箇所に限らず、４箇所以上でもよい。

ステップＳ２において、第１信号処理部７４により、３つのエッジＰ３からダンパ取付孔２２の中心点Ｏを算出する。この算出処理は、例えば、３つのエッジＰ３をエッジＰ３₁、Ｐ３₂、Ｐ３₃と区別し、エッジＰ３₁、Ｐ３₂、Ｐ３₃で設定される面上において、エッジＰ３₁とエッジＰ３₂とを結ぶ直線の直角二等分線Ｌ１と、エッジＰ３₁とエッジＰ３₃とを結ぶ直線の直角二等分線Ｌ２との交点として求められる。この中心点Ｏは、左右のダンパ取付孔２２についてそれぞれ独立的に求められる。

このように３以上のエッジＰ３₁〜Ｐ３₃によれば、ダンパ取付孔２２の３次元的な位置が特定され、一層正確な測定がなされる。

また、各経路Ｒ１〜Ｒ３における計測距離信号から、ダンパ取付孔２２の周辺における板金９０の傾斜が認識され、所定の処理に供される。

ステップＳ３において、第１基準位置算出部７６により、左右のダンパ取付孔２２の中心点Ｏの車幅方向における中間点に相当する第１基準位置Ｃ１を算出する。この第１基準位置Ｃ１は、例えば、２つの中心点Ｏの空間上の中点に基づいて算出される。

ステップＳ４において、所定の外部管理コントローラの作用下に搬送ライン１４が駆動され、第１サブステーション１６にあったホワイトボディ１２は、次の第２サブステーション１８に搬送される。なお、搬送ライン１４では複数のホワイトボディ１２が連続且つ間欠的に搬送されることから、第１サブステーション１６に対しても前工程から新たなホワイトボディ１２が搬入され、ロボット２６によりダンパ取付孔２２の計測が継続的に行われる。

ステップＳ５において、搭載台５１にサスペンションアッセンブリ２０が搭載されていることを確認した後、該搭載台５１を搬送ライン１４の下部までレール６０に沿って移動させる。この際、昇降機構５９は下降させておく。

ステップＳ６において、同期部７０は、搭載台５１にサスペンションアッセンブリ２０が載置されていることを確認し、ハブ用距離センサ５２によりサスペンションアッセンブリ２０の左右のハブ４４の位置を計測する。なお、サスペンションアッセンブリ２０はダンパ頭部５０をダンパ取付孔２２に挿入することから該ダンパ頭部５０の位置を計測してもよいが、ダンパ頭部５０の形状は複雑であってハブ用距離センサ５２による計測は困難である。これに対して、ハブ４４の側面は平面であることからハブ用距離センサ５２による計測に適する。また、ハブ４４とダンパ頭部５０との距離は短く、相対的な位置には誤差の累積がほとんどなく、ハブ４４の位置を計測することによりダンパ頭部５０の位置は正確に規定される。

ステップＳ７において、第２信号処理部７８により、車幅方向における左右のハブ４４の中間点に相当する第２基準位置Ｃ２を算出する。ここで、ハブ４４とダンパ頭部５０との間には誤差の累積がほとんどないことから、第２基準位置Ｃ２は左右のダンパ頭部５０の中間位置とほぼ等価である。

この時点では、図８に示すように第１基準位置Ｃ１と第２基準位置Ｃ２は必ずしも一致せず、誤差εが存在しうる。これは、ホワイトボディ１２やサスペンションアッセンブリ２０は、複数の加工箇所や複数の機構等が組み合わされた複合体であり各部の寸法誤差が集積することによる。

ステップＳ８において、第１基準位置Ｃ１と第２基準位置Ｃ２とを一致させるようにスライドテーブル５６を車幅方向に駆動し、サスペンションアッセンブリ２０の位置を調整する。すなわち、スライドテーブル駆動部８２の作用下に、リニアセンサ５８又はハブ用距離センサ５２の検出信号を参照しながら第１基準位置Ｃ１と第２基準位置Ｃ２との誤差εだけスライドテーブル５６を移動することにより位置決めを行う。

これにより、図９に示すように、左右のダンパ取付孔２２及び左右のダンパ頭部５０は、第１基準位置Ｃ１及び第２基準位置Ｃ２を基準として左右対称の位置に配置され、ほぼ一致することになる。

なお、このステップＳ８の位置決め工程では、第１基準位置Ｃ１及び第２基準位置Ｃ２を一致するようにホワイトボディ１２とサスペンションアッセンブリ２０との相対的な位置の調整を行えばよく、サスペンションアッセンブリ２０を移動させるだけでなく、所定の機構によりホワイトボディ１２を移動させてもよい。

ステップＳ９において、昇降機構５９を上昇させ、左右のダンパ頭部５０を対応するダンパ取付孔２２に挿入させる。このとき、ダンパ取付孔２２及び左右のダンパ頭部５０は第１基準位置Ｃ１及び第２基準位置Ｃ２を基準として左右対称で、ほぼ一致する位置に配置されていることから、ダンパッセンブリ３６及びハブ４４等の傾斜角はほとんど変化することなく取り付けられ、予め設定・調整されたキャンバー角が維持される。

ダンパ頭部５０がダンパ取付孔２２に挿入されることに伴って、ダンパ頭部５０の周囲に設けられた３つのねじ９２（図３参照）がダンパ取付孔２２の周囲に設けられた３つの取付孔９４（図１参照）に挿入され、ねじ９２にナットを螺合させて固定する。また、サブフレーム３２に設けられたボルトをホワイトボディ１２の所定の長孔に挿入してナットにより固定し、サスペンションアッセンブリ２０はホワイトボディ１２に取り付けられる。第２サブステーション１８においてサスペンションアッセンブリ２０が取り付けられたホワイトボディ１２は、搬送ライン１４によって次工程へ搬送される。

上述したように、本実施の形態に係るサスペンションアッセンブリ位置決め方法によれば、左右のダンパ取付孔２２の第１基準位置Ｃ１と、左右のタイヤ取り付け位置であるハブ４４の第２基準位置Ｃ２とを個別に測定、算出し、第１基準位置Ｃ１及び第２基準位置Ｃ２が一致するように位置決め調整することにより、ホワイトボディ１２及びサスペンションアッセンブリ２０の寸法誤差の影響が低減され、キャンバー角のずれやばらつきが抑制される。これにより、キャンバー角のずれを調整する後工程が不要となり、又は該工程における調整時間を大幅に短縮することができる。

また、ホワイトボディ１２にはサスペンションアッセンブリ２０の位置決めのための基準点を設ける必要がない。

図５に示す各工程は説明の便宜上、連続的に順次行われるものとして説明したが、第１サブステーション１６における処理と第２サブステーション１８における処理は並行して行うことができる。ダンパ取付孔２２の位置の計測は、３つの経路Ｒ１〜Ｒ３について走査を行うことからハブ４４の位置の計測よりも時間を要するが、第１サブステーション１６において予め行っておくことにより、第２サブステーション１８に搬入されたホワイトボディ１２に対してサスペンションアッセンブリ２０の取り付けを迅速に行うこと可能であり、タクトタイムの短縮を図ることができる。

なお、上記の説明ではフロント側のサスペンションアッセンブリ２０をホワイトボディ１２に取り付ける例について説明したが、リア側のサスペンションアッセンブリについても同様の手順により取り付けることができる。リア側のサスペンションアッセンブリは上記の第１サブステーション１６及び第２サブステーション１８においてフロント側のサスペンションアッセンブリ２０の取り付けと同時並行的に行ってもよい。

本実施の形態に係るサスペンションアッセンブリ位置決め方法は、車両製造時に限らず、完成車両のメンテナンス時においてサスペンションアッセンブリ２０を一度取り外した後に、車両枠体（車両自体を含む）に対して再度取り付ける場合にも適用可能である。また、ストラット型やダブルウィッシュボーン型など種々のサスペンション形式のサスペンションアッセンブリ２０に適用可能である。

本発明に係るサスペンションアッセンブリ位置決め方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成乃至工程を採り得ることはもちろんである。

組付ステーションの斜視図である。第１サブステーションの一部断面斜視図である。サスペンションアッセンブリ及び搭載台の斜視図である。コントローラのブロック構成図である。本実施の形態に係るサスペンションアッセンブリ位置決め方法の手順を示すフローチャートである。距離センサをダンパ取付孔の近傍において板金との距離を略一定となるように動作させる様子を示す模式断面側面図である。距離センサをダンパ取付孔の近傍で走査させる移動経路を示す模式平面図である。位置決めを行う前のサスペンションアッセンブリとホワイトボディとの位置関係を示す模式正面図である。位置決めを行った後のサスペンションアッセンブリとホワイトボディとの位置関係を示す模式正面図である。従来技術に係る位置決め方法によるサスペンションアッセンブリの取り付け状態を示す模式正面図である。

符号の説明

１０…組付ステーション１２…ホワイトボディ
１４…搬送ライン１６、１８…サブステーション
２０…サスペンションアッセンブリ２２…ダンパ取付孔
２４…ダンパ孔用距離センサ２６…ロボット
４４…ハブ（タイヤ取り付け位置）５０…ダンパ頭部
５１…搭載台５２…ハブ用距離センサ
５６…スライドテーブル５８…リニアセンサ
５９…昇降機構
Ｃ１…第１基準位置Ｃ２…第２基準位置
Ｏ…中心点Ｒ１〜Ｒ３…経路

Claims

サスペンションアッセンブリを車両枠体に取り付ける際に、前記車両枠体に対して前記サスペンションアッセンブリの位置決めをするサスペンションアッセンブリ位置決め方法において、
前記車両枠体における左右のダンパ取り付け位置を測定する工程と、
測定された左右のダンパ取り付け位置の車幅方向の中間点である第１基準位置を算出する工程と、
サスペンションアッセンブリの左右のタイヤ取り付け位置を測定する工程と、
測定された左右のタイヤ取り付け位置の車幅方向の中間点である第２基準位置を算出する工程と、
前記第１基準位置と前記第２基準位置とを一致させるように前記サスペンションアッセンブリ又は前記車両枠体の位置を調整する工程と、
を有することを特徴とするサスペンションアッセンブリ位置決め方法。
請求項１記載のサスペンションアッセンブリ位置決め方法において、
前記車両枠体を搬送する搬送ラインの複数のステーションにおいて行われ、
前記ダンパ取り付け位置を測定する工程は、前記タイヤ取り付け位置を測定する工程を行うステーションよりも前のステーションで行われることを特徴とするサスペンションアッセンブリ位置決め方法。
請求項１記載のサスペンションアッセンブリ位置決め方法において、
前記ダンパ取り付け位置を測定する工程は、非接触方式の距離センサにより前記ダンパ取り付け位置の周辺３箇所以上を走査することにより測定することを特徴とするサスペンションアッセンブリ位置決め方法。