JPH0788179B2 - 自動車本体組立方法および組立装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ この発明は、自動車本体の製造および組立てのための方
法および装置に関するものである。

［発明の背景］ 車体がオープンボックス構造で組立てられ、そこへダッ
シュボード、計器盤、配線部品、屋根の裏打ち、消音
器、カーペット、前部および後部座席などのようなすべ
ての本体部品や器具が組込まれて固定されるというのが
自動車産業の従来の慣習であったし、今もそのままであ
る。

この発明の目的は、以下に明らかにされるように、従来
の慣習に勝る実質的な利点を有する自動車本体の組立の
改良された方法および装置を提供することである。

［発明の概要］ この発明の１つの局面に従えば、自動車本体組立方法
は、 屋根領域を組み入れた上部本体モジュールを形成する工
程と、 フロアを組み入れた下部本体モジュールを形成する工程
と、 上部本体モジュールおよび下部本体モジュールの一方に
位置決めピンを形成し、他方に前記位置決めピンを嵌め
入れる位置決め穴を形成する工程と、 上部本体モジュール上の前記位置決めピンまたは位置決
め穴を基準位置として利用して、内装部品および器具を
前記上部本体モジュールに取付ける工程と、 下部本体モジュール上の前記位置決め穴または位置決め
ピンを基準位置として利用して、内装部品および器具を
前記下部本体モジュールに取付ける工程と、 前記内装部品および器具を両方のモジュールに取付けた
後に、前記位置決めピンおよび位置決め穴を利用して上
部および下部の本体モジュールを結合する工程と、を備
える。

この方法は、好ましくは、上部本体モジュール用の一連
のステーションと下部本体モジュール用の一連のステー
ションとを含む組立ライン上で行なわれる。各連のステ
ーションの先頭のステーションで、それぞれのモジュー
ル上に前記位置決めピンまたは位置決め穴を形成し、前
記各連のその後に続くステーションでは、その位置決め
ピンまたは位置決め穴を利用して、それぞれのモジュー
ルに基準軸を規定し、要求される内装部品および器具を
構成する小組立部品の精密な装着を可能にする。２つの
モジュールを組合わせステーションで組合わせ、その組
合わせられたモジュールは組合わせステーションからレ
ーザ溶接ステーションのような接合ステーションに進
む。

この発明の別の局面に従えば、自動車本体の組立のため
の装置は、２組の作業ステーションを備える。第１の組
の作業ステーションは、屋根の領域を組み入れた上部本
体モジュールに位置決め点となるべき位置決めピンまた
は位置決め穴を形成する上流ステーションと、前記上部
本体モジュール上の位置決め点を利用して基準軸を規定
し小組立部品を正確に上部本体モジュールに取付ける後
続のステーションとを含む。第２の組の作業ステーショ
ンは、下部本体モジュール用に前記と同様の上流および
後続のステーションを含む。前記装置は、さらに、小組
立部品が取付けられた上部および下部本体モジュールが
それぞれのモジュール上の位置決め点を用いて互いに組
合わせられる組合わせステーションと、組合わせられた
上部および下部の本体モジュールを完全に固定する接合
ステーションとを備える。

この発明の重要な局面は、上部および下部の本体モジュ
ール上に形成された位置決めピンおよび位置決め穴に関
連している。この好ましい構造においては、一方のモジ
ュールに精密に穴あけ加工した穴を設け、他方のモジュ
ールに前記穴に精密に嵌り込むように精密仕上げされた
ピンを設ける。好ましい実施例では、ピンを中空のシリ
ンダとなるように形成する。２つのモジュールを正確に
組合わせるように位置決めするとき、その両者を完全に
固定するのに先立ち、円錐形のプラグを螺合保持してい
るボルトを前記中空のピンの中に入れる。ボルトを回転
させることによってプラグを中空ピンの中に引入れて中
空ピンをその径方向に拡大させ、それによって、中空ピ
ンと穴とを緊密に係合させる。

望ましくは、２つのモジュール間の接合箇所は、プラス
チックパネルまたは仕上げカバーなどによって、完成し
た車体内に隠される。モノクーペ本体構成の場合は、仕
上げカバーによって覆われることができるようにする。
モノクーペ本体構成は、上部本体モジュールの一体部分
として形成される屋根を含むであろう。

この発明から得られる利点は、同じ下部本体モジュール
がサルーン、クーペまたは他のモジュールの型と組合わ
せることができ、本体の型の非常な融通性が可能とな
り、モデルチェンジがより簡単で費用も少なくてすむ。
上部および下部本体モジュールの製造と、モジュールの
組合わせおよび接合とを異なる場所で行なうことがで
き、したがって製造用の全体の工場面積を減じることが
できる。この発明は、スペースフレーム本体型とモノク
ーペ本体型の両方に適用可能であり、上部および下部の
モジュールの塗装は好ましくはこの発明を実施する以前
に完了される。その場合は、仕上げ塗装作業がときには
避けられるかもしれない。いずれの場合においても、こ
の発明は、外部本体のトリムの取付け、フェンダ形成体
の取付けなどを単純化する。

この発明は、添付図面を参照して以下に詳述される。

［実施例の説明］ 第１図を参照すると、この発明に従って自動車本体を組
立てるための典型的な処理プラントのレイアウトが例示
される。

塗装処理ライン14は、上部および下部のモジュール組立
場所10および12から、上部本体モジュールおよび下部本
体モジュールを受取る。塗装処理から現われる上部おび
下部のモジュールは２つの組の作業ステーションを通っ
て別々の経路をとり、各組は上部モジュールでは16で、
下部モジュールでは18で示される縦のバッファステーシ
ョンで開始される。縦のバッファステーション16および
18の後、上部および下部のモジュールのためのそれぞれ
の機械加工ステーション20および22がそれに続く。各モ
ジュールは、機械加工された組合わせ位置を持つ。上部
および下部のモジュールは、それぞれ24および26で示さ
れる一連のトリム適用ステーションに進み、そこでは種
々の内部パーツおよび装置が機械加工された箇所を基準
にして、モジュールに精密に取付けられる。完成した下
部モジュールは、それからシーリングおよび／または接
着ステーション28を通って、組合わせステーション30に
進む。完成した上部モジュールもまた組合わせステーシ
ョン30に進む。組合わせステーション30では、上部およ
び下部のモジュールは対になって組合わせられ、その後
それらはレーザ溶接のようなものによって完全に接合さ
れる接合ステーション32に進む。

後続のステーションは、この発明に従って基本的な自動
車本体が組立てられた後に行なわれる組立工程のための
ものであり、射出成形ステーション34およびシャシーラ
イン36を含む。さらに、その後のライン38は、側部成形
品の取付け40、後部成形品の取付42、フェンダの取付4
4、ドアの取付46、およびボンネットおよび屋根の取付
け48を含む。

上部モジュールのためのトリム適用ライン24は反転ステ
ーション25を含むことが注目される。

第２図を参照すると、参照番号50は塗装処理ラインから
機械加工ステーション20で受取られた上部本体モジュー
ルを示す。モジュール50はクランプ台52上のクランプ53
内で保持されている。１対の正面支柱54、１対の中央支
柱56および１対の後部支柱58と呼ばれる６本の支柱の各
々の底部では、旋削工具60がモジュールに作用し、中空
の位置決めピン62を形成する。これらの工具の動きはコ
ンピュータで制御され、そして中央支柱の１つの底部の
位置決め基準点64に対して、位置決めピンの位置を精密
に決定する。この位置決め基準点64は、工程全般にわた
って部品の相対的な位置決めのための基本データを構成
する本体の基準点に対応する。位置決め基準点64に関連
して、位置決めピン62は基準軸を規定し、これは部品が
精密に取付けられることを可能にし、そして引続き上部
および下部のモジュールがそれらの全範囲にわたって精
密に組合わされることを可能にする。

第３図はトリム適用ステーションを示し、そこでは屋根
内部の裏打ち66、支柱トリム68および電気配線部品70
が、上部モジュールが反転された後に、上部モジュール
に精密に取付けられる。示されていないが、上部モジュ
ールはスチールの屋根を含んでもよい。モジュールは仕
上げ塗装ユニットであり得る。第４図は反転された上部
モジュール内への後部ガラス72およびフロントガラス74
の精密な取付けを示し、ガラスはこのテーションで所定
位置に接着される。一方、第５図はプラスチックの屋根
76の取付けを例示しているが、この工程は最終ライン38
に移され得る。

位置決めピン62はこれらのトリム適用段階すべてにおい
て効果的に働き、モジュールを通る基準軸を規定し、こ
れはロボットによる位置決めおよび取付装置によって部
品が精密かつ正確に位置決めされて取付けられることを
可能にする。

第６図は機械加工ステーション22で塗装処理ラインから
受取った下部本体モジュール78を示す。このモジュール
78は同様に正しい位置でクランプされ、精密ドリルユニ
ット80によって穴があけられる。ドリルユニットは、位
置決め基準点82を基準にしてコンピュータ制御される。
こうして、下部本体モジュールの穴は、上部本体モジュ
ールの位置決めピン62の位置に正確に一致し、それらが
正確に嵌り合うようになる。

第７図ないし第12図は連続的なトリム適合ステーション
を示し、そこでは後続する小組立部品またはトリムが、
下部本体モジュールに取付けられる。そこでは、機械加
工された位置決め基準点を利用してロボット装置によっ
て部品の精密な取付けを可能にしている。第７図では参
照番号84は主要配線部品を示し、86は接続構造を示す。
第８図では、参照番号88はコンソールブラケットを示
し、90は消音器を、92は熱シールドを、94は排出ハンガ
ーを示す。第９図では、参照番号96は器具およびダッシ
ュボード小組立部品を出す。第10図では参照番号98はカ
ーペットを、参照番号100は後部座席を示す。第11図で
は、参照番号102は前部座席を示し、一方第12図では参
照番号104は後部トランクまたは荷物入れの小組立部品
を示す。

第13図は完成した下部の本体モジュールを示す。

上部および下部のモジュールの完成に続いて、それらは
対になって第14図に示される組合わせステーションに進
む。完成した下部モジュール106は正確に位置決めさ
れ、そしてクランプ109によって支えられた上部モジュ
ール108は、位置決めピンと穴とが嵌り合うように位置
決めされる。精密な位置決めは映像ユニットによるもの
であり、そして好ましくは映像セットサーボ機構111に
よって行なわれる。第16図から明らかなように、自動ナ
ットランナーが構造物の位置決め点に適用されて、正し
いトルクの設定となるよう位置決めプラグを拡大し、そ
して上部および下部の本体モジュールを合体させる。位
置決め基準点64を設けることによって、位置決めピンと
穴とを、正確に嵌め合すことができる。その際、いずれ
かのモジュールのどこかの部分を湾曲させたり撓ませた
りすることはない。こうして、工程を通して位置決め基
準点を基本データとして使用するために、トリム適用の
間それらの元の形状を維持する。

自動車本体109を形成するように組合わせて固定された
上部および下部のモジュールは、組合わせステーション
から、第15図に示される接合ステーションへと進む。こ
こで参照番号110はガントリまたは床据置き型のロボッ
トレーザ溶接ユニットを示す。参照番号112はモジュー
ル間で行なわれる可能な機械的固定の場所を示し、一方
参照番号114はパネル取付けを助けるために採用され得
るプッシャユニットを示す。

図16は組合わせ位置で採用される構造の原理を示す。こ
の図では、上部モジュール118上の精密仕上げ位置決め
ピンに参照番号116が付され、そして下部モジュール122
の精密ドリル位置決め穴に参照番号120が付される。ナ
ットランナー124はボルト126を締付けるために採用さ
れ、位置決めピン116を位置決め穴120としっかりと係合
るすようにそれを拡大するために円錐のプラグ128を引
上げる。以前に述べられたように、モジュールの相対的
な位置決めは映像ユニットの使用によって助けられる。
シーリングおよび／または接着剤がジョイントとして採
用されてもよい。

第17図ないし第19図は、上部モジュールの正面、中央お
よび後部の支柱の底部における個々の接合部をそれぞれ
より詳細に示しており、この接合部で上部モジュールと
下部モジュールとが接合される。

第17図は正面の支柱58の底部に関するものであり、以下
の参照番号が種々の部品および構成要素を示すために用
いられる。

130:フードまたはプラスチックのカウル上部 132:プラスチックまたはスチールのフロントフェンダー 134:機械的またはレーザによる接合箇所 136:組合わせ位置 138:接着剤またはシーリング剤 140:上部のモジュールに接着されたガラス 142:ドア 参照番号144は組合わせ位置によって規定される高さの
データを示す。

第18図では、中央の支柱56に関連して、以下の参照番号
が用いられる。

146:フランジ 148:スナップインタイプのプラスチック仕上げ材 152:機械的またはレーザによる接合箇所 154:レーザ溶接部 156:組合わせ表示。示されるように、この箇所での位置
決め基準部は中心線および長さ方向の軸を規定する。

第19図はモノクーペ本体の場合の後部支柱54での接合箇
所を示す。この図では以下の参照番号が用いられる。

158:後部支柱プラスチック成形体 160:組合わせ位置 162:組合わせ位置によって規定される高さのデータ 164:レーザ溶接部 168:下部のモジュール 170:上部モジュールに接着されたガラス 172:プラスチック成形体 174:レーザによるまたは機械的な接合箇所 176:接着剤またはシーリング剤 最後に、第20図はこの発明によって与えられた構造の多
様性を示す。任意の延長部180を有する共通の下部モジ
ュール178は、クーペ上部モジュール182、セダン上部モ
ジュール184またはワゴンまたはバンの上部モジュール1
86と組合わされてもよい。スペースフレーム構造の場
合、接着された外部のプラスチックが外部表面を形成し
てもよく、一方モノクーペまたはセダンでは適切なカバ
ー成形体がモジュール接合箇所を覆ってもよい。

図面を参照して例示された方法および装置はこれより先
に規定された発明の範囲内で種々の方法で修正されても
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図は生産プラントの工程のレイアウトを示す。 第２図は機械加工ステーションの上部本体モジュールを
示す。 第３図〜第５図は、それぞれ連続的なトリム適用テーシ
ョンの上部本体モジュールを示す。 第６図は機械加工ステーションの下部の本体モジュール
を示す。 第７図〜第12図は、それぞれ連続的なトリム適用ステー
ションの下部の本体モジュールを示す。 第14図は上部および下部の本体モジュールが組合わせら
れる組合わせステーションを示す。 第15図は接合ステーションを示す。 第16図は、好ましい組合わせ位置の構造を示す。 第17図〜第19図は、それぞれの個々の組合わせ位置での
好ましい接合の形を示す。 第20図は、異なるモデルの型への処理の適合性を例示す
る。 図において、10および12は上部および下部のモジュール
の製造場所、14は塗装処理ライン、16および18はバッフ
ァステーション、20および22は機械加工ステーション、
24および26はトリム適用ステーション、28はシーリング
および／または接着ステーション、30は組合わせステー
ション、32は接合ステーション、34は射出成形ステーシ
ョン、36はシャシーライン、38はライン、50は上部本体
モジュール、52はクランプ台、53はクランプ、54は正面
支柱、56は中央支柱、58は後部支柱、60は旋削工具、62
は位置決めピン、64は位置決め基準点、66は内部屋根の
裏打ち、68は支柱トリム、70は電気配線部品、72は後部
ガラス、74はフロントガラス、76はプラスチック屋根、
78は下部本体モジュール、80は精密ドリルユニット、82
は位置決め基準点、84は主要配線部品、86は接続構造、
88はコンソールブラケット、90は消音器、92は熱シール
ド、94は排出ハンガー、96は器具およびダッシュボード
小組立部品、98はカーペット、100は後部座席、102は前
部座席、104は後部トランクまたは荷物入れ、106は完成
した下部モジュール、108は完成した上部モジュール、1
09はクランプ、110はガントリーまたは床に設けられた
ロボットレーザ溶接装置、111はサーボ機構、112は機械
的固定の位置、14はプッシャユニット、116は精密仕上
げ位置決めピン、118は上部モジュール、120は精密ドリ
ル位置決め穴、122は下部モジュール、124はナットラン
ナー、126は締付けボルト、128は円錐プラグである。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】屋根領域を組み入れた上部本体モジュール
   （50）を形成する工程と、 フロアを組み入れた下部本体モジュール（78）を形成す
   る工程と、 上部本体モジュールおよび下部本体モジュールの一方に
   位置決めピンを形成し、他方に前記位置決めピンを嵌め
   入れる位置決め穴を形成する工程と、 上部本体モジュール上の前記位置決めピンまたは位置決
   め穴を基準位置として利用して、内装部品および器具を
   前記上部本体モジュールに取付ける工程と、 下部本体モジュール上の前記位置決め穴または位置決め
   ピンを基準位置として利用して、内装部品および器具を
   前記下部本体モジュールに取付ける工程と、 前記内装部品および器具を両方のモジュールに取付けた
   後に、前記位置決めピンおよび位置決め穴を利用して上
   部および下部の本体モジュールを結合する工程と、 を備える自動車本体組立方法。
2. 【請求項２】前記方法は、上部本体モジュール用の一連
   のステーションと下部本体モジュール用の一連のステー
   ションとを含む組立ライン上で行なわれる、特許請求の
   範囲第１項に記載の方法。
3. 【請求項３】前記各連のステーションの先頭のステーシ
   ョンで、それぞれのモジュール上に前記位置決めピンま
   たは位置決め穴を形成し、前記各連のその後に続くステ
   ーションでは、その位置決めピンまたは位置決め穴を利
   用して、それぞれのモジュールに基準軸を規定し、要求
   される内装部品および器具を構成する小組立部品の精密
   な装着を可能にすることを特徴とする、特許請求の範囲
   第２項に記載の方法。
4. 【請求項４】前記２つのモジュールを組合せステーショ
   ンで組合せ、その組合せられたモジュールは、組合せス
   テーションからレーザ溶接ステーションのような接合ス
   テーションに進むことを特徴とする、特許請求の範囲第
   ３項に記載の方法。
5. 【請求項５】前記ピンを中空のシリンダとなるように形
   成し、 前記２つのモジュールを正確に組合せるように位置決め
   するとき、その両者を完全に固定するのに先立ち、円錐
   形のプラグを螺合保持しているボルト（126）を前記中
   空のピンの中に入れ、前記ボルトを回転させることによ
   って前記プラグを前記中空ピンの中に引き入れて中空ピ
   ンを拡大させ、それによって前記中空ピンと前記穴とを
   緊密に係合させることを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項〜第４項のいずれか１項に記載の方法。
6. 【請求項６】前記２つのモジュール間の接合箇所は、プ
   ラスチックパネルまたは仕上げカバーなどによって、完
   成した車体内に隠されることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項〜第５項のいずれか１項に記載の方法。
7. 【請求項７】２組の作業ステーションを備え、 第１の組の作業ステーションは、屋根の領域を組み入れ
   た上部本体モジュール（50）に位置決め点となるべき位
   置決めピンまたは位置決め穴を形成する上流ステーショ
   ン（20）と、前記上部本体モジュール上の位置決め点を
   利用して基準軸を規定し、小組立部品を正確に上部本体
   モジュールに取付ける後続のステーション（24）とを含
   み、 第２の組の作業ステーションは、下部本体モジュール
   （78）用に前記と同様の上流および後続のステーション
   （22および26）を含み、さらに 小組立部品が取付けられた上部および下部本体モジュー
   ルがそれぞれのモジュール上の位置決め点を用いて互い
   に組合せられる組合せステーション（30）と、 組合せられた上部および下部の本体モジュールを完全に
   固定する接合ステーション（32）とを備えることを特徴
   とする、自動車本体組立のための装置。
8. 【請求項８】前記上部本体モジュールには、正面支柱、
   中央支柱および後部支柱が形成され、 前記各上流ステーション（20、22）はコンピュータ制御
   の旋削工具（60）を含み、 前記旋削工具は、上部本体モジュールの支柱の底部に位
   置決めピンを形成し、下部本体モジュールのフロアの縁
   に接近して下部本体モジュールに前記位置決めピンに対
   応する位置決め穴を形成するものであり、 前記位置決めピンおよび位置決め穴の形成は、前記中央
   支柱の底部およびその底部の位置に一致する下部本体モ
   ジュール上の点を位置決めの基準としている、特許請求
   の範囲第７項に記載の装置。