JPS63162384A - ワ−ク位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車体等の被組付体に、例えば、可動部を有す
るサスペンションユニット等のワークを組み付けて搭載
するにあたって、被搭載体に対するワークの位置決めを
行うために用いられるワーク位置決め装置に関する。

（従来の技術） 例えば、自動車組立てラインにおいて、車体に、エンジ
ン、トランスミッション、アクスル、及び、ショックア
ブソーバが備えられるサスペンション等から成る組立体
（以下、組付ワークと称する）が組み付けられて搭載さ
れるに際しては、車体がトロリーコンベアに備えられた
ハンガー等の搬送治具によって支持されて所定のピンチ
ずつ搭載ステーションまで間歇搬送されるとともに、搭
載ステーションに、昇降テーブルを備えたリフター（重
量物搭載装置）が設置され、その昇降テーブルに、組付
ワークが位置決めされて配置された状態のパレットが載
置されて、昇降テーブルの作動により上昇せしめられ、
それにより、組付ワークが、搭載ステーションに搬入さ
れた車体の組付位置に移動せしめられて、車体にボルト
等が用いられて組み付けられるようにされることが多い
。

このような自動車組立てラインにおいて、組付ワークを
車体にボルト等を用いて固定する組付けは、従来、作業
者の手作業により行われているが、斯かる組付けにあた
っては多大な時間と労力を要するだけでなく、面倒なボ
ルト等の締付トルクの管理等が要求されることになるの
で、作業者の手作業に軌るのではなく、自動化された機
械作業により行われるものとされることが望まれる。

ところが、搭載ステーションに搬入される車体には、通
常、搬送治具や車体の製造上の寸法誤差、あるいは、車
体が搬送治具に支持されるべく位置決めされる際に生じ
る誤差等に起因する、昇降テーブルにパレットを介して
載置される組付ワークに対しての位置ずれが伴われる。

このため、上述の如くに組付けが自動化された機械作業
により行われるものとされる場合、搭載ステーションに
おいて組付ワークが車体に対して上昇せしめられるとき
、組付ワークが車体における組付位置に正しく位置合わ
せされず、その結果、機械作業によるボルト等が用いら
れての組付けが適正に行われなくなる事態が生じる虞が
ある。

そこで、車体に組付ワークを組み付けて搭載するにあた
っては、例えば、搭載ステーションに搬入される車体の
位置を視覚センサ等の適当な検出手段を用いて検出し、
その検出結果に基づき、搭載ステーションに搬入された
車体の実際の位置に応じて、車体の搬送方向に沿う平面
内における、組付ワークが搭載された昇降テーブルの位
置を変化させ、それによって搬入された車体に対する組
付ワークの、車体の搬送方向に関して前後方向及び左右
方向における位置ずれを補正することにより、組付ワー
クと車体の組付位置とを合致させるようにすることが考
えられている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述の如くにして車体に対する組付ワー
クの位置合わせが行われる場合でも、車体に組付ワーク
を適正に組付けることができない虞がある。即ち、ワー
クが、例えば、上述のエンジン、トランスミッション、
アクスル、及び、サスペンション等から成る組立体であ
って、その本体部（エンジン及びサスペンション）に対
して多少揺動するものとされる可動部（サスペンション
に備えられるショックアブソーバ等）を有するものとさ
れ、組付ワークを車体の組付位置に移動させたとき、可
動部における本体部側とは反対側の端部を車体に設けら
れた挿入孔等の係合部に係合させた状態で車体に本体部
をボルト等により組み付けるようにされる場合には、組
付ワークが車体の組付位置に移動せしめられたとき、組
付ワークの可動部が車体における保合部に対して位置ず
れしたものとなる虞があり、斯かる位置ずれが発生ずる
と組付ワークを車体に適正に組み付けることができない
という問題が生じる。

このような問題が生じる事態を回避するためには、例え
ば、パレットに可動部位置決め用の位置決め部材を配設
し、予め、パレットに対して可動部を位置決めしておく
ことが必要とされる。そして、パレットに可動部位置決
め用の位置決め部材を配設する場合には、位置決め部材
が、パレットに組付ワークが載置される以前においては
それとの干渉を避けるべく自動的に゛退避状態をとり、
パレットに組付ワークが載置されるときには、可動部を
位置決めすべく自動的に作動状態をとるようにされるこ
とが要求される。しかしながら、上述の如くに、位置決
め部材に退避状態と作動状態とを選択的にとらせるため
には、パレットにおける組付ワークの有無を検出する検
出手段２位置決め部材を駆動するためのポンプあるいは
モータ等の駆動手段、この駆動手段の制御を行うための
制御手段等が必要となり、パレット等の基体を含んで構
成されるワーク位置決め装置が極めて複雑で高価なもの
となってしまう。

斯かる点に鑑み本発明は、被組付体に組み付けられるべ
き可動部を有するワークが位置決めされて載置されるパ
レット等の基体を備え、比較的簡単な構成のもとて自動
的に、可動部位置決め機構が、基体にワークが載置され
る以前においては退避状態をとり、基体にワークが載置
されるときには作動状態をとってワークの可動部を基体
に対して位置決めする動作を行うようにされたワーク位
置決め装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成すべく、本発明に係るワーク位置決め
装置は、可動部を有するワークが位置決めされて載置さ
れる基体に加えて、基体に設けられ、ワークが基体に載
置されていないとき内部に作動流体が充填される伸長状
態をとり、ワークが基体に載置されるときワークにより
圧縮されて作動流体を外部に排出する流体供給部と、ワ
ークとの干渉を避ける退避状態と可動部を基体に対して
位置決めする作動状態とを選択的にとる可動部位置決め
機構と、ワークが基体に載置される以前において可動部
位置決め機構に退避状態をとらせ、ワークが基体に載置
されるとき流体供給部から排出される作動流体が供給さ
れ、作動流体の圧力により可動部位置決め機構に作動状
態をとらせる駆動部と、を具備して構成される。

（作　用） 上述の如くの構成とされる本発明に係るワーク位置決め
装置においては、ワークが基体に載置される以前におい
ては、可動部位置決め機構が退避状態をとるので、基体
にワークが位置決めされて載置されるとき、可動部位置
決め機構とワークとの干渉が回避される。

そして、ワークが基体に載置されるときには、ワークの
荷重により流体供給部が圧縮され、その内部に充填され
ている作動流体が加圧されて駆動部に供給される。それ
によって、可動部位置決め機構がワークの可動部を基体
に対して位置決めする作動状態をとる。

このようにされることにより、基体に載置されたワーク
が被組付体の組付位置に移動せしめられる際、ワークの
可動部が被組付体の保合部に対して位置ずれを生じない
ものとされ、被組付体へのワークの組付けが適正に行わ
れることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明に係るワーク位置決め装置の一例を示
す。

第１図において、ワーク位置決め装置１０は、車体７０
にボルトにより組み付けられて搭載されるエンジン２．
トランスミッション３．ディスクホイール４．ショック
アブソーバ６　（ストラット）ヲ有するサスペンション
ユニット８．エンジンマウンティングメンバー９等から
成る組立体とされる組付ワーク１２が位置決めされて搭
載される基体１４を備えている。組付ワーク１２は、エ
ンジンマウンティングメンバー９を介して車体７０に固
定されるエンジン２に対し、ディスクホイール４がサス
ペンションユニット８を介して上下方向に揺動するとと
もに、サスペンションユニット８におけるロアアーム８
ａにナックルアーム８ｂを介して連結されるショックア
ブソーバ６がディスクホイール４に対して若干揺動する
ものとされている。

基体１４は、組付ワーク１２が後述されるリフターに搬
送されて載置される際にパレットとして用いられるもの
で、組付ワーク１２が載置されるとき、組付ワーク１２
のディスクホイール４及びロアアーム８ａを位置決めす
る位置決め部材１５が設けられた平板状の基部１６と、
この基部１６の上部に取り付けられて組付ワーク１２の
エンジンマウンティングメンバー９に当接する支持部１
８及び１９を有している。支持部１８及び１９には、基
体１４に対して組付ワーク１２を位置決めするための複
数本の位置決めピン２１が配設されるとともに、組付ワ
ーク１２を車体７０にボルト２３により組み付けて搭載
する際に用いられるソケット２４がその軸方向に移動可
能に設けられている。

基体１４における基部１６の中央部には、流体供給用シ
リンダ２５が設けられている。流体供給用シリンダ２５
は、基体１４の基部１６上に立設されたシリンダ本体２
６と、シリンダ本体２６内を摺動するピストン２７と、
このピストン２７に連結されてシリンダ本体２６より上
方に突出するピストンロッド２８と、ピストン２７を上
方に付勢するコイルスプリング２９と、ピストン２７の
下面側に形成される空気室２２に関連して設けられた逆
止弁３３とから成っている。

また、基体１４における基部１６の両端には１組の板状
支柱３１が立設されており、この板状支柱３１の頂部に
、位置決め機構３０が配設されている。この位置決め機
構３０は、一端部が板状支柱３１に枢着された揺動アー
ム３２と、この揺動アーム３２に一端が連結され、他端
が板状支柱３１に設けられたブラケソ）３１ａに連結さ
れたリターンスプリング３６とを有するものとされる。

揺動アーム３２は、ブラケソ）３１ａに取り付けられた
駆動用シリンダ３４によりリターンスプリング３６の弾
力に抗して第１図において実線で示される如くの状態（
退避状態）から一点鎖線で示される如くの内側に倒れ込
んだ状態（作動状態）に変位せしめられる。なお、駆動
用シリンダ３４のピストンロッド３４．　ｂの先端部に
は揺動アーム３２に設けられたガイド孔３２ａに挿入さ
れるピンが設けられている。

揺動アーム３２の先端部には、第２図に詳細に示される
如く、ショックアブソーバ６の下部における断面外形に
対応する円弧状の位置決め面部３８ａを有する板状ブラ
ケット３８が取り付けられている。この板状ブラケット
３８には、一対の位置決めアーム４０が枢着されるとと
もに、この位置決めアーム４０を作動させる駆動用シリ
ンダ３５が設けられている。駆動用シリンダ３５は、位
置決めアーム４０の枢着点を中心として、位置決めアー
ム４０の作動端を相互に近づける方向に回動させるため
のピストン３７ａ及び３７ｂを有し、このピストン３７
ａ及び３７ｂは、駆動用シリンダ３５の中央部に作動流
体（圧縮空気）が供給されるとき、リターンスプリング
４２及び４３の弾力に抗して互いに反対方向に移動し、
それにより位置決めアーム４０を回動させるようになさ
れている。位置決めアーム４０は、板状ブラケット３８
の位置決め面部３８ａと協働して基体１４に対するショ
ックアブソーバ６の位置ずれ（姿勢）を修正するための
もので、その作動端でショックアブソーバ６の外周面を
押圧してショックアブソーバ６を板状ブラケット３８の
位置決め面部３８ａに押し付けるようにされる。

そして、本例においては、流体供給用シリンダ２５の空
気室２２と駆動用シリンダ３４及び３５の各作動室３４
．　ａ及び３５ａとが、第３図に示される如くに、切換
弁４５が介装された、第１図には図示されていない空気
ダクト４４により、連通せしめられている。切換弁４５
は、第１図に示される如くに、支持部１８の上面部に取
り付けられた弁本体４６と、この弁本体４６内を摺動す
るとともに、その上端部が弁本体４６から上方に突出す
るスプール４７と、スプール４７を上方に付勢するスプ
リング４８とから成っており、弁本体４６には空気ダク
ト４４を介して夫々、空気室２２に接続される空気導入
ボートａ、駆動用シリンダ３４及び３５の各作動室３４
ａ及び３５ａに接続される空気導入導出ボートｂと空気
排出ボートＣ１及び、外部に開口する大気開放ボー１−
ｄが所定の態様で形成されている。

斯かる構成のもとにおいて、ワーク位置決め装置１０の
基体１４に組付ワーク１２が載置されていない状態では
、第１図において実線で示される如くに流体供給用シリ
ンダ２５のピストン２７及びピストンロッド２８がコイ
ルスプリング２９の弾力によって上昇端に位置せしめら
れ、空気室２２内には空気が充填された状態となる。従
って、このときには、駆動用シリンダ３４及び３５の各
作動室３４ａ及び３５ａに圧縮空気が供給されず、その
ため、揺動アーム３２がリターンスプリング３６の弾力
により外側に揺動して退避状態をとるとともに、位置決
めアーム４０がリターンスプリング４２及び４３の弾力
によりその作動端が第２図において一点鎖線で示される
如く、拡開した状態（退避状態）をとるものとされる。

上述の如くの構成を有するワーク位置決め装置１０が用
いられる場合には、車体７０に組付ワーク１２が次の如
くにして組み付けられて搭載される。

まず、自動車組立てラインに付設されたワーク積出部に
おいて、ワーク位置決め装置１０の基体１４に組付ワー
ク１２を載置すべく、組付ワーク１２がワーク位置決め
装置１０に対してその真上から下降せしめられる。斯か
る動作が開始されるときには、第１図において実線で示
される如くに、揺動アーム３２が退避状態をとるので、
位置決め機構３０と組付ワーク１２との干渉が回避され
る。

組付ワーク１２が所定の軌道をもって下降せしめられて
ワーク位置決め装置１０の基体１４に近づくと、組付ワ
ーク１２のエンジンマウンティングメンバー９が流体供
給用シリンダ２５におけるピストンロッド２８に当接し
、組付ワーク１２の荷重によりピストン２７が組付ワー
ク１２の下降に合わせて押し下げられる。これにより、
空気室２２内に充填された圧縮空気が、切換弁４５の空
気導入ボートａ、空気導入導出ボートｂを介して駆動用
シリンダ３４及び３５の作動室３４．　ａ及び３５ａに
供給され、摺動アーム３２及び位置決めア−ム４０が組
付ワーク１２の下降に合わせて退避状態から作動状態に
移行せしめられる。また、斯かるときには、組付ワーク
１２におけるエンジンマウンティングメンバー９に設け
られた規準孔に位置決めピン２１が挿入されるとともに
、ディスクホイール４とロアアーム８ａが位置決め部材
１５により係止されて組付ワーク１２の本体部（エンジ
ン２．トランスミッション３及びディスクホイール４等
）が基体１４に対して位置決めされる。

その場合、ショックアブソーバ６が、第２図において一
点鎖線で示される如くに、第２図において二点鎖線で示
される如くの正規の位置からずれたものとなっていると
きには、位置決めアーム４０により板状ブラケット３８
の位置決め面部３８ａ側に押し付けられて基体１４に対
して正規の位置に位置決めされる。

このようにして、組付ワーク１２の本体部と可動部とさ
れるショックアブソーバ６とが基体１４の正規の位置に
位置決めされて載置された後においては、組付ワーク１
２が載置された状態のワーり位置決め装置１０が、第４
図に示される如く、フロント側リフター６０の近傍の位
置までワーク搬入出用コンベア４９により搬送されて図
示されない適当な積載装置によりフロント側リフター６
０の最上段に位置する昇降テーブル５ｏ上に移載される
。その場合、ワーク位置決め装置１０は、その基体１４
が昇降テーブル５０の上面に設けられた図示されない凸
部に係止されて載置され、ワーク位置決め装置１０が昇
降テーブル５０上に載置されたことが昇降テーブル５０
側に設けられたりミントスイソヂ等の検出手段により検
出されると、第１図において一点鎖線で示される如くに
昇降テーブル５０の下面側から、複数本のロックピン５
４がワーク位置決め装Ｗ１０に設けられた保合孔５６に
挿入され、これにより、組付ワーク１２が位置決めされ
て載置された状態のワーク位置決め装ＷＩＯが、昇降テ
ーブル５０に対して位置決めされて固定される。

一方、組付ワーク１２が組み付けられる被組付体として
の車体７０は、第４図に示される如く、自動車組立てラ
インに沿って配設されたオーバーヘッド型のトロリーコ
ンベアに備えられるハンガー５８に吊持されて搭載ステ
ーションＳＴｐに搬送されて、フロント側リフター６０
の略真上で停止せしめられる。その際、車体７０の停止
位置が図示されない視覚センサ等により検出される。

フロント側リフター６０は、昇降テーブル５０を昇降さ
せるための昇降シリンダ６２を有し、この昇降シリンダ
６２のピストンロッド６３の先端部には基板６４が連結
されている。基板６４と昇降テーブル５０との間には、
図示されていないが、昇降テーブル５０を前後方向及び
左右方向（その載置方向に沿う方向）に移動させるとと
もにピストンロッド６３の中心軸線回りに回転させるた
めの昇降テーブル駆動手段が配されており、この昇降テ
ーブル駆動手段により、昇降テーブル５０の位置が、上
述の視覚センサにより検出される車体７０の停止位置に
基づいて補正される。これにより、車体７０の組付位置
に対して、ワーク位置決め装置１０に載置された組付ワ
ーク１２の水平面１日 内における位置が補正されることになる。

このようにして、昇降テーブル５０の位置が補正された
後、組付ワーク１２を車体７０に搭載すべく、昇降シリ
ンダ６２が作動してピストンロッド６３が伸長せしめら
れ、昇降テーブル５０が車体７０に向けて上昇せしめら
れる。この際、組付ワーク１２と車体７０に設けられた
既設部材との干渉を回避すべく、昇降テーブル５０が予
め定められた制御プログラムに従って、前後方向及び左
右方向に移動せしめられるとともにピストンロッド６３
の中心軸線回りに回転せしめられる。そして、昇降テー
ブル５０が第４図において一点鎖線で示される位置に達
したとき、組付ワーク１２の取付部（エンジンマウンテ
ィングメンバー９の一部）が車体７０の組付位置に当接
し、昇降テーブル５０の上昇移動が停止される。

この場合、組付ワーク１２のショックアブソーバ６が位
置決め機構３０により基体１４に対して位置決めされて
いるのでその最頂部（マウント部）が、昇降テーブル５
０が上昇端に達する直前において、第１図において一点
鎖線で示される如くに、車体７０に設けられた保合孔７
２に適正に挿入される。また、ショックアブソーバ６の
最上部が係合孔７２に挿入された直後には、切換弁４５
のスプール４７が車体７０の下面により押圧されて弁本
体４６内に押込まれ、このスプール４７の移動により、
切換弁４５における空気導入ボートａと空気導入導出ボ
ートｂとが遮断されるとともに、空気排出ボートｃと大
気開放ボートｄとが連通せしめられる。それにより、駆
動用シリンダ３４及び３５における各作動室３４ａ及び
３５ａが大気に解放され、揺動アーム３２がリターンス
プリング３６の弾力により退避状態に戻されるとともに
、位置決めアーム４０もリターンスプリング４２及び４
３の弾力により退避状態に戻される。

そして、組付ワーク１２の取付部がワーク位置決め装置
１０の組付位置に当接した状態で、昇降テーブル５０の
側面部に配されたナツトランナ駆動部８０が上昇せしめ
られて、ボルト２３を保持するソケット２４に嵌合し、
車体７０に対する組付ワーク１２のボルト２３による組
付作業が行われる。その際、組付ワーク１２が車体７０
の組付位置に適正に位置合わせされているので、ナツト
ランナによる組付作業が迅速かつ正確に行われることに
なる。

斯かる組付作業が終了して組付ワーク１２が車体７０に
搭載された後、フロント側リフター６０における昇降テ
ーブル５０の下降動作が行われ、昇降テーブル５０及び
ワーク位置決め装置１０が下降せしめられ、それに合わ
せて流体供給用シリンダ２５のピストン２７がコイルス
プリング２９の弾力により上昇せしめられ、流体供給用
シリンダ２５におけるピストンロッド２８が伸長すると
ともに、流体供給用シリンダ２５の空気室２２に逆止弁
３３を介して外部から大気が導入され、流体供給用シリ
ンダ２５が元の状態に復帰する。その際、揺動アーム３
２及び位置決めアーム４０が共に退避状態をとるものと
されているので、それらと組付ワーク１２との干渉が回
避されることになる。このようにして、元の状態に復帰
したワーり位置決め装置１０は、その後昇降テーブル５
０から取り外されてワーク搬入出用コンベア４９により
搬出され、再び組付ワーク１２の積出部に戻される。

なお、上述の例においては、作動流体供給部が流体供給
用シリンダ２５により構成されているが、本発明に係る
ワーク位置決め装置は、作動流体供給部として、流体供
給用シリンダ２５に代えて、例えば第５図に示される如
くの、蛇腹形状を有する外筒８１を備え、組付ワークを
受ける受面部８２と底面部８２との間にコイルスプリン
グ８３が介装されたベローズ装置９０が用いられてもよ
い。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係るワーク位置
決め装置は、車体等の被組付体に組み付けられるべき可
動部を有するワークが位置決めされて載置される基体を
備え、この基体にワークが載置されるとき、そのワーク
の荷重により可動部位置決め機構を作動させるようにな
されるので、比較的簡単な構成のもとで自動的に、ワー
クを基体に載置する際におけるワークと位置決め機構と
の干渉を回避するとともに、ワークの可動部の基体に対
する位置決めを行うことができることになる。このため
、本発明に係るワーク位置決め装置が用いられる場合に
は、ワークの被組付体への搭載を自動化された機械作業
のもとで、適正かつ迅速に行うことができる利点が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るワーク位置決め装置の一例を示
す正面図、第２図は、第１図に示される例の主要部を示
す部分平面図、第３図は、第１図に示される例における
流体回路系の接続図、第４図は、第１図に示される例が
用いられる搭載ステーションの一部を示す概略図、第５
図は、本発明に係るワーク位置決め装置の他の例に用い
られる流体供給部の一例を示す概略構成図である。 図中、１０はワーク位置決め装置、１２は組付ワーク、
１４は基体、２１は位置決めピン、２５は流体供給用シ
リンダ、３０は位置決め機構、３４及び３５は駆動用シ
リンダ、４０は位置決めア一部、５０は昇降テーブル、
７０は車体である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可動部を有するワークが位置決めされて載置される基体
   と、該基体に設けられ、上記基体に上記ワークが載置さ
   れていないとき内部に作動流体が充填される伸長状態を
   とり、上記基体に上記ワークが載置されるとき該ワーク
   により圧縮されて上記作動流体を外部に排出する流体供
   給部と、上記ワークとの干渉を避ける退避状態と上記可
   動部を上記基体に対して位置決めする作動状態とを選択
   的にとる可動部位置決め機構と、上記ワークが上記基体
   に載置される以前において上記可動部位置決め機構に退
   避状態をとらせ、上記ワークが上記基体に載置されると
   き上記流体供給部から排出される作動流体が供給され、
   該作動流体の圧力により上記可動部位置決め機構に作動
   状態をとらせる駆動部とを具備して構成されるワーク位
   置決め装置。