JP5401552B2 - 相互固定接続の対象である少なくとも二つの構成部品を着脱自在に仮固定する工程を含むボディ組み立て方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念（所謂おいて部分、プリアンブル部分）に記載の、相互固定接続の対象である少なくとも二つの構成部品を着脱自在に仮固定する工程を含むボディ組み立て方法に関する。

そのような方法は、未公開の先行出願である特許文献１から知られている。
車両ボディの大量生産では、多数の個別ボディ部品の組立てが広範にわたり全自動化方式で行われるようになっている。接合工程では先ず、クランピングやピックアップなどのための複雑でコスト高なハンドリング技術を利用して、二つまたはそれ以上の車体部品の互いに対する相対的な位置決めを行い、続いて例えば溶接、クリンチその他の接合方案により相互接続を行っている。

車両ボディの優れた寸法精度を保証するためには、接続に先立ち、接合対象である各ボディ部品の互いに対する相対的な位置決めを可能な限り正確に行うことが肝要である。従来の製造設備では、最初に機械的なクランプ装置を使用して、接合対象である各ボディ部品の、設備または別の構成部品に対する位置決めが行われる。続いて接合対象である各部品の接合、例えば相互溶接が行われる。接合対象である各ボディ部品のこの位置決め方法は、長年にわたり定評を博していることからも、「標準手法」と呼ぶことができる。そこでは車両ボディの寸法精度が、一方では、接合対象である各ボディ部品の「設備」に対する位置決めが可能な限り正確に行われるかにかかっており、他方では、この「設備」（例えばクランプ装置）が、これに対する位置決めが行われた接合対象であるボディ部品を、いかに正確に接合位置に持っていけるかにかかっている。

DE 10 2008 038 747.9

本発明の課題は、簡単に実施可能であるとともに、着脱自在に仮固定された各構成部品の後続の接合工程における簡単かつ正確な位置合わせを可能とする、相互固定接続の対象である少なくとも二つの構成部品を着脱自在に仮固定する工程を含むボディの組み立て方法を提示することにある。

この課題は、請求項１の特徴構成により解決される。本発明の有利な構成形態および展開構成例は、従属請求項から読み取ることができる。
本発明が出発点とするのは、相互固定接続の対象である少なくとも二つの構成部品、特に車両ボディの相互固定接続の対象である二つのボディ部品を固定する方法、特に着脱自在に仮固定する方法、または、アタッチメント部品または艤装（内装）部品をボディ部品に固定する方法である。これらの構成部品は、形状同士の係合に利用される突出した形状係合要素（形状拘束要素）を具備した第１構成部品、および、この第１構成部品の形状係合要素と協働する第２形状係合要素を有する第２構成部品である。

それぞれの係合要素が互いにかみ合うことにより、両構成部品が少なくとも一つの方向には互いに対して相対的に保持し合うように、両構成部品をつなぎ合わせることによって、両構成部品が固定される、もしくは着脱自在に仮固定されるようにしている。

「仮固定」とは、この関連では、それぞれの構成部品が永久的に相互固定接続されるのではなく、問題なく互いから切り離すことができることを意味している。両構成部品は、他方の形状係合要素の中にはまり込んでこれを把持する複数の形状係合要素によって、一つ、二つ、または三つの空間方向に不動であるように、またはある程度の遊びを持たせて、互いに対して相対的に固定されるようにするとよい。特に両構成部品が、両者の形状係合要素によって、一つの方向には互いに対して相対的に変位可能であり、その他の方向には不動であるように、または所定の遊びを除いて殆ど不動であるように、相互に連結されるようにするとよい。

本発明の基本的な考え方は、少なくとも一つの第１形状係合要素が、第１部品の製造時または製造後に初めて第１製造部品と接続される、第１構成要素とは異なる別体の部品である点に見出すことができる。

それぞれの形状係合要素の付き合わせと、はめ合わせによる相互把持を容易にすると同時に、各形状係合要素の引っ掛かりのない互いに対する相対運動を可能にするために、第１形状係合要素の全体または一部が、第１形状係合要素の取付け地点における第１構成部品の表面に対する垂線に関して回転対称形であると有利である。第１形状係合要素について、基本的に検討される幾何形状は、例えば円筒形、円錐台形、または円錐形である。

しかしながら第１形状係合要素については、全体または一部がボールの形状を有するか、もしくは、全体または一部がボールに似た形状を有するものが考慮の対象となることが好ましい。ボールに似ているとは、例えば凸状に、好適には垂線の向きに関して回転対称形に膨出していることを意味するとよい。そのような「円形の、または膨出した、または凸状の幾何形状」により、各形状係合要素の互いの中へのはめ込みが楽になる。そのような幾何形状により、両構成部品の互いに対する相対的な位置合わせを行う際には、形状係合要素の引っ掛かりが回避されることになる。

本発明のさらにもう一つの展開構成例によれば、第１形状係合要素が、少なくとも一つの領域において、第１構成部品に向かって「先細り」するように構成されているが、それにより、両構成部品をつなぎ合わせる際には、一種の「アンダーカット部」が作成されることになる。これは特に、第１構成部品に接続される形状係合要素が円錐形である場合についていえる。

第１形状係合要素は、第１構成部品と、例えばボルト締結、リベット締結、接着またはその他の方法により接続されるとよい。ほかにも検討されるのは特に、第１形状係合要素と第１構成部品との材料同士の融合による接続（密着）である。第１形状係合要素および第１構成部品は、いずれも金属製であるとよい。この場合は第１形状係合要素を第１構成部品上に簡単に溶接することができる。

本発明のさらに別の展開構成例によれば、第２形状係合要素が、第２構成部品に設けられた切欠きからなっている。この切欠きは、スロット状に構成されたものであるとよい。この展開構成例にしたがって、両構成部品が着脱自在に仮固定される位置にあるときには、第１形状係合要素が、この第２形状係合要素の少なくとも一つの領域を形状同士の係合により背後から把持するとともに、第２形状係合要素ないしは切欠きに対して相対的に、その長手方向に沿って変位可能であるようにするとよい。

本発明のさらにもう一つの展開構成例によれば、第２形状係合要素を形成する切欠きが、第１形状係合要素をこれに差し込んで通すことができるように寸法諸元が決定された第１領域と、この第１領域に直接隣接している、それよりも細長い第２領域とを有するように構成されており、それによって、第１形状係合要素をこの第２領域の中に押し込むことはできるものの、そこから、それに対して垂直な方向には引き出せないようにしている。
以下では、図面との関連で本発明を詳しく説明する。

第１形状係合要素として機能するボールが溶接されている、鋼製またはアルミニウム製の薄板である第１構成部品を示す図である。 図１に示されるボールが溶接された第１構成部品と第２構成部品との構成部品接続部の上面図である。 第２形状係合要素が鍋型に構成された実施例を示す図である。

図１には、薄板である第１構成部品１が示されるが、この薄板は、例えば鋼製またはアルミニウム製であるとよい。この第１構成部品１上には、第１形状係合要素として機能するボール２が溶接されている。このボール２は、その下側の領域のところで、一つの溶接シーム３を介して第１構成部品に接続されている。

一点鎖線で示される対称軸１０は、「接地点」における、すなわち、ボール２が薄板１に接続される「点」ないしは箇所における、薄板１の表面に対する垂線に関して、この第１「形状係合要素」１が回転対称形であることを示唆している。

図２には、図１に示されるボール２が溶接された第１構成部品１と、第２構成部品４とからなる、構成部品接続部が上面図で示されている。この第２構成部品４も同様に薄板であるとよい。

この第２構成部品４には、第１領域５ａと、ここでは第１構成部品１上に溶接されたボール２により部分的に覆い隠されている第２領域５ｂとを有する、鍵穴状の切欠き５が設けられている。

両構成部品１、４を接合する前には先ず、第１構成部品１上に溶接されたボール２が、第２構成部品４に設けられた鍵穴状の切欠き５の第１領域５ａに通される。続いて両構成部品１、４が互いに対して相対的に変位されることによって、ボール２は図２に示される位置に到達する。この図２に示される位置において、ボール２は、鍵穴状の切欠き５を領域５ｂのところで手前側もしくは向こう側から把持している。それにより両構成部品１、４は、この図の平面に対して垂直な方向にも、また方向６にも、互いに対して相対的に固定されることになる。

「固定される」とは、この関連では、両構成部品１、４が、図の平面に対して垂直な方向への変位が全く不可能であるか、または、所定の遊びを除いて変位不能である、すなわち「実質的に」位置を固定されることを意味している。

これとは逆に両構成部品１、４は、横方向、すなわち両方向矢印７の方向には、互いに対して相対的に変位可能である。したがって両構成部品１、４は、それぞれの「形状係合要素」２、５により着脱自在に仮固定されている。

両構成部品１、４を、例えば溶接によって、永久的に相互固定接続する前には、両構成部品１、４の変位方向７へのさらに厳密な互いに対する相対的な位置決めを行うことができる。
構成部品１上に溶接される、ボールの形状を有する形状係合要素は、例えば鍵穴状に構成された切欠きの中に、非常に簡単に、引っ掛かることなく、差し込むことができる。球形であるために、第１形状係合要素は、第１構成部品１に向かって（図１を参照）「先細り」しているが、その結果、ボール２により切欠き５の領域５ｂ（図２を参照）が手前側もしくは向こう側から把持されるだけではなく、それにより両方向矢印６の方向にも、構成部品４に対する構成部品１の「心合わせ」が行われることになる。

図３には、第２形状係合要素が、内径がボール２の外径と実質的に等しい、ボール２の上から「被せられる」「鍋」８の形状を有している、実施例が示されている。この鍋状の形状係合要素８は、円形に構成されたものであるとよく、それにより第２構成部品４は、矢印９により示唆される方向を除き、第１構成部品に関してそれ以外のすべての空間方向に仮固定されることになる。

あるいはその代わりに、この鍋状の第２形状係合要素をほかにも縦長もしくは楕円形に構成することによって、第２構成部品４を、それ以外にもさらに図の平面に対して垂直な方向にも、第１構成部品に対して相対的に変位可能であるようにしてもよい。

本発明により、二つまたはそれ以上の構成部品の互いに対して相対的な仮固定を簡単に行うことができる。「仮固定」とは、この関連では、各構成部品が着脱自在に相互接合される上に、なんと所定の空間方向については、互いに対して変位可能であるように接続され得ることを意味している。そのような仮固定により、各構成部品を永久的に固定接続する前に必要な、各構成部品の厳密な互いに対する相対的位置合わせが劇的に簡素化されることになる。三つ以上の構成部品からなる構成部品複合体については、なんと、そのような構成部品複合体の「最後の構成部品」を付け足すことによって、構成部品複合体の全構成部品の厳密な、または既に十二分に厳密な、互いに対する相対的な位置決めが行われるようにすることも可能となる。

１ 第１構成部品
２ 第１形状係合要素
３ 溶接シーム
４ 第２構成部品
５ 第２形状係合要素
５ａ 第１領域
５ｂ 第２領域
６ 方向
７ 方向
８ 第２形状係合要素
９ 方向
１０ 対称線

Claims (9)

1. 相互固定接続の対象である少なくとも二つの構成部品（１，４）を着脱自在に仮固定し、その後引き続き永久的に固定接続するためのボディ組み立て方法にして、両構成部品（１，４）のうち少なくとも一方は製造される車両ボディのボディ部品であるボディ組み立て方法において、以下の工程：
   ‐第１構成部品（１）を準備する工程、
   ‐第１構成要素（１）とは異なる、別体の部品である、第１形状係合要素（２）として機能する少なくとも一つの部品を、第１構成要素（１）の製造時または製造後に第１製造部品（１）に、ボールの形状を有する第１形状係合要素（２）が第１構成部品（１）から突出するように、第１構成部品（１）に、溶接する工程
   ‐第１構成部品（１）の形状係合要素（２）と協働する少なくとも一つの第２形状係合要素（２；８）を有する、第２構成部品（４）を準備する工程、
   ‐それぞれの係合要素（２，５，８）が互いにかみ合い、それにより両構成部品（１，４）が少なくとも一つの方向には互いに対して相対的に保持し合うように両構成部品（１，４）をつなぎ合わせることによって、両構成部品（１，４）を着脱自在に仮固定する工程、
   ‐両構成部品（１，４）の間の相対的な位置決めをする工程、及び
   ‐互いに相対的に位置決めされた両構成部品（１，４）を永久的に固定接続する工程、
   を有すること、
   を特徴とするボディ組み立て方法。
2. 前記第１構成部品（１）が金属薄板であることを特徴とする、請求項１に記載のボディ組み立て方法。
3. 第１形状係合要素（２）も同様に金属製であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のボディ組み立て方法。
4. 前記少なくとも一つの第２形状係合要素（５）が、前記第２構成部品（４）に設けられた切欠きからなることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のボディ組み立て方法。
5. 前記切欠きが、鍵穴の形状に構成されていることを特徴とする、請求項４に記載のボディ組み立て方法。
6. 前記両構成部品（１，４）が前記着脱自在な仮固定位置にあるときには、前記第１形状係合要素（２）が前記第２形状係合要素（５）の少なくとも一つの領域を形状同士の係合により背後から把持することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のボディ組み立て方法。
7. 前記切欠きが、前記第１形状係合要素を差し込んで通すことができるように寸法諸元が決定された第１領域（５ａ）と、前記第１領域（５ａ）に直接接続している第２領域（５ｂ）とを有しており、前記第１形状係合要素（２）が前記第２領域（５ｂ）内に位置するときに、前記第１形状係合要素（２）が前記第２領域（５ｂ）を形状同士の係合により背後から把持するように、前記第２領域（５ｂ）の寸法諸元が決定されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両ボディ組み立て方法。
8. 永久的な固定接続の前に、着脱自在に仮固定された前記両構成部品（１，４）が、所定の基準相対位置に則して厳密に、互いに対して相対的に、位置決めされることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のボディ組み立て方法。
9. 前記両構成部品（１，４）が車両ボディのボディ部品であり、それらが係合要素（２，５，８）によってまずは互いに着脱自在に接続されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のボディ組み立て方法。

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