JPH06155190A - ワーク取付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 下向きのスタッドボルトを設けた構造体に下
側からワークを位置決めし、前記スタッドボルトにナッ
トを螺着することにより構造体にワークを取付ける装置
において、ワークの位置決めおよび取付けをより一層正
確に行い得るようにする。 【構成】 浮遊支持された状態で昇降する支持台２に、
構造体である車体Ｂ側のスタッドボルトＳを把持する位
置決め用クランパ３と、前記支持台２上で昇降するワー
ク（サブフレームＳ）載置用のリフト４と、前記スタッ
ドボルトＳに向って昇降するナットランナ５を備えたワ
ーク取付け装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車の組立て
工程において、車体にその下側からフレーム等のワーク
を取付けるのに用いられるワーク取付け装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、車体を構成するクロスメンバ１
０１に、その下側からサブフレーム１０２を取付ける装
置を示す図である。

【０００３】前記クロスメンバ１０１は、サブフレーム
１０２の取付け位置に下向きのスタッドボルト１０３が
設けてあると共に、スポット溶接によってサイドメンバ
１０４と接合してある。前記サブフレーム１０２は、ボ
ルト挿通孔１０５を有すると共に、リフト１０６上に戴
置されている。

【０００４】また、車体側とリフト１０６側には、ロケ
ート穴１０７およびロケートピン１０８が設けてある。
これらは、対向しているクロスメンバ１０１およびサブ
フレーム１０２の位置に設けることができないことか
ら、前記サイドメンバ１０４にロケート穴１０７を設
け、リフト１０６にはその側部に張出すブラケット１０
９を介してロケートピン１０８を設けている。

【０００５】上記のワーク取付け装置は、リフト１０６
を上昇させる過程において、ロケート穴１０７にロケー
トピン１０８が入り込むことにより、スタッドボルト１
０３とサブフレーム１０２のボルト挿通孔１０５とを同
軸線上に一致させ、ボルト挿通孔１０５にスタッドボル
ト１０３を挿入状態にしたのち、スタッドボルト１０３
にナットを螺着することによりサブフレーム１０２の取
付けを完了する（このような作業については、例えば、
実開昭５８−２２３８７号公報などに紹介されてい
る。）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うに、サイドメンバ１０４のロケート穴１０７とリフト
１０６のロケートピン１０８を用いる従来のワーク取付
け装置にあっては、スポット溶接により接合されるクロ
スメンバ１０１とサイドメンバ１０４の接合精度をきわ
めて高いものにしておく必要があり、その精度を損うと
スタッドボルト１０３とボルト挿通孔１０５の間にずれ
が生じることになる。

【０００７】しかしながら、クロスメンバとサイドメン
バの接合精度は、溶接接合であることから接合状態が良
好であるとする範囲においても多少のばらつきがある。
このばらつきは強度などの面において何ら問題はない。
これに対して、スタッドボルトとボルト挿通孔との位置
精度は、きわめて高いものが要求されている。

【０００８】つまり、従来のワーク取付け装置にあって
は、前工程における車体の接合精度によって、これより
も高精度であるべきスタッドボルトとボルト挿通孔の位
置関係が左右されてしまうという不具合があり、このよ
うな不具合を解消することがワーク取付け精度の向上を
図るうえでの課題になっていた。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、上記したような従来の状態に
鑑みて成されたもので、ロケート穴およびロケートピン
を用いることなく、構造体側のスタッドボルトに対して
ワークを正確に位置決めし且つ取付けることができるワ
ーク取付け装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係わるワーク取
付け装置は、請求項１として、下向きのスタッドボルト
を設けた構造体に下側からワークを位置決めし、前記ス
タッドボルトにナットを螺着することにより前記構造体
にワークを取付ける装置であって、浮遊支持された状態
で昇降する支持台に、前記スタッドボルトを把持する位
置決め用クランパと、前記支持台上で昇降するワーク戴
置用のリフトを備えると共に、前記リフトに、前記スタ
ッドボルトに向って昇降するナットランナを備えた構成
としており、また、請求項２として、前記位置決め用ク
ランパが、駆動用のシリンダにより互いに近接離間する
一対の爪を備えると共に、少なくとも一方の爪の把持部
にスタッドボルトに接触する検出器を備え、前記シリン
ダと駆動用流体供給源との間に、高圧用流路と、減圧弁
を備えた低圧用流路を設けると共に、前記検出器からの
信号により低圧用流路を高圧用流路に切換える切換弁を
設けた構成としており、これらの構成を課題を解決する
ための手段としている。

【００１１】

【発明の作用】本発明の請求項１に係わるワーク取付け
装置では、位置決め用クランパ、ワークを戴置したリフ
トおよびナットランナが支持台とともに浮遊支持されて
いることから、構造体に設けたスタッドボルトを前記位
置決め用クランパで把持する過程において、支持台とと
もにリフトおよびナットランナの位置がスタッドボルト
の位置に対応して修正され、スタッドボルトを位置決め
用クランパで完全に把持した時点で、ワークが位置決め
された状態となる。

【００１２】したがって、上記の状態でリフトによりワ
ークを上昇させれば、互いの位置関係を保ちつつワーク
にスタッドボルトが挿入されることとなり、こののちナ
ットランナでスタッドボルトにナットを螺着することに
より、構造体にワークが取付けられる。

【００１３】また、本発明の請求項２に係わるワーク取
付け装置では、位置決め用クランパでスタッドボルトを
把持する際に、減圧弁を備えた低圧用流路および切換弁
を通して駆動用シリンダに駆動用流体を供給することに
より、一対の爪を緩やかに接近させる。これにより、前
述したリフトやナットランナの位置修正動作が円滑に成
されることとなる。さらに、位置決め用クランパが把持
しはじめるときにスタッドボルトに大きな衝撃力を与え
ることがなく、スタッドボルトを変形させることがな
い。

【００１４】そして、上記ワーク取付け装置は、スタッ
ドボルトに検出器が接触すると、この検出器からの信号
により切換弁が作動し、高圧用流路を通して駆動用シリ
ンダに駆動用流体を供給することにより、一対の爪でス
タッドボルトをきつく挾持する。これにより、ワークの
位置決め状態を維持することとなる。

【００１５】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。

【００１６】図１および図２に示すワーク取付け装置
は、自動車の車体（構造体）Ｂを構成するクロスメンバ
Ｃに、その下側からサブフレーム（ワーク）Ｗを取付け
るものである。

【００１７】車体Ｂは、ハンガーＨに吊持された状態
で、組み立てラインに沿って移動し続けている。また、
クロスメンバＣの下面には、左右２箇所に下向きのスタ
ッドボルトＳ，Ｓが設けてある。

【００１８】前記ワーク取付け装置は、組立てラインに
沿って往復動自在な台車１上に、浮遊支持された状態で
昇降する支持台２を備え、前記支持台２に、各スタッド
ボルトＳ，Ｓを把持する位置決め用クランパ３，３と、
ワーク戴置用のリフト４を備えると共に、前記リフト４
にナットランナ５，５を備えている。

【００１９】前記台車１は、上部に基板６を設けた基台
７を備えると共に、組立てラインの進行方向（図１左方
向）に対して後端部に、フレーム８が立設してあり、前
記フレーム８の上端には、ハンガーＨを把持する台車同
期用のクランパ９が設けてある。前記基台７は、その内
部に、後記するシリンダ等を制御する機器類が収容して
あり、床側との間に電源供給用のケーブルベア１０が設
けてある。

【００２０】前記基板６の台車前後方向側には、全体昇
降用シリンダ１１，１１が各シリンダロッド１１ａ，１
１ａを上向きにした状態で設けてあり、各シリンダロッ
ド１１ａ，１１ａの上端には、全体昇降用のプレート１
２が固定してある。また、前記プレート１２上には、４
個のフリーベア１３を介して、前記支持台２が水平方向
に移動自在に設けてある。これにより、前記支持台２
は、浮遊支持された状態で昇降し得るようになってい
る。

【００２１】前記支持台２には、２本のリフト昇降用シ
リンダ１４，１４が各シリンダロッド１４ａ，１４ａを
上向きにした状態で備えてある。

【００２２】前記リフト４は、上記シリンダロッド１４
ａ，１４ａの上端に固定される下部プレート１５と、こ
の下部プレート１５の中央に立設した支持軸１６により
回転自在に保持される上部プレート１７を備えている。
下部プレート１５上には、ワーク回転用のモータ１８が
設けてあり、このモータ１８の出力軸に固定した歯車１
９と前記支持軸１６に固定した歯車４０とを係合させる
ことにより、前記モータ１８で上部プレート１７を回転
させるようにしてある。前記上部プレート１７上には、
ワーク搬入用の２条のローラコンベア２０，２０が平行
に設けてある。

【００２３】さらに、前記下部プレート１５の台車進行
方向左右側には、竪のシリンダ取付け用プレート２１，
２１が固定してあり、各取付け用プレート２１には、竪
のガイドレール２２とこれに摺動自在に係合するスライ
ダ２３を介して、ナットランナ５が上向きに取付けてあ
る。各ナットランナ５は、前記取付け用プレート２１に
取付けたナットランナ昇降用シリンダ２４により、前記
ガイドレール２２に案内されつつ昇降駆動される。

【００２４】前記支持台２には、台車進行方向の左右側
に延出し且つ上方へ立上り状態となるフレーム２５，２
５が固定してあり、各フレーム２５の上端には、水平板
２６とともにクランパ進退用のシリンダ２７が設けてあ
る。前記各位置決め用クランパ３は、上記のクランパ進
退用シリンダ２７により、台車中心側に向けて進退駆動
される。

【００２５】前記各位置決め用クランパ３は、図３にも
示すように、前記クランパ進退用シリンダ２７に連結さ
れる断面Ｌ形のホルダ２８に、２個のクランパ駆動用の
エアシリンダ２９，２９が、互いのシリンダロッド２９
ａ，２９ａが逆向きとなる状態で固定してあると共に、
各シリンダロッド２９ａ，２９ａの先端に、台車中心側
に延出するアーム３０，３０が固定してあり、さらに両
アーム３０，３０に、略Ｖ形に切欠かれた状態の把持部
３１ａ，３１ａを有する爪３１，３１が設けてある。こ
の実施例における前記両爪３１，３１は、上下に食違う
位置に設けてある。

【００２６】また、前記各位置決め用クランパ３は、図
４に示すように、一方の爪３１の把持部３１ａに、該把
持部３１ａの奥方向に接触子３２ａを延出させた２個の
リミットスイッチ（検出器）３２，３２が設けてある。

【００２７】さらに、前記各エアシリンダ２９，２９と
空気供給源（駆動用流体供給源）３３との間には、高圧
用流路３４と、中間に減圧弁３５を備えた低圧用流路３
６とが並列に設けてあると共に、これらの流路３４，３
６を切換える電磁駆動式の切換弁３７が設けてあり、こ
の切換弁３７には、前記リミットスイッチ３２，３２が
電気的に接続してある。前記切換弁３７は、リミットス
イッチ３２からの信号が無いときには、低圧用流路３６
と各エアシリンダ２９とを連通状態にしている。

【００２８】次に、上記構成を備えたワーク取付け装置
の動作を図６のタイムチャートとともに説明する。

【００２９】ワーク取付け装置は、サブフレームＷの取
付けエリア内において車体Ｂの搬入側に待機しており、
このとき、支持台２、リフト４およびナットランナ５は
いずれも下降限にあり、位置決め用クランパ３は前進限
にある。また、前記リフト４の上部プレート１７は、図
１および図２に示す状態から９０度回転した原位置にあ
り、この状態で台車側方から搬入されるサブフレームＷ
をローラコンベア２０上に受ける。したがって、前記サ
ブフレームＷの搬入の都合上、一方の位置決め用クラン
パ３のフレーム２５に、回避機構を設けておくことがあ
る。

【００３０】上記ワーク取付け装置は、取付けエリア内
に車体Ｂが入ると、ワーク回転用モータ１８により上部
プレート１７を９０度回転させて、サブフレームＷを図
１および図２に示す向きにし、続いて台車同期用クラン
パ９でハンガーＨを把持する。こののち、ワーク取付け
装置は、台車１によって車体Ｂとともに平行移動する。

【００３１】次に、ワーク取付け装置は、全体昇降用シ
リンダ１１，１１を上昇限まで駆動することにより、支
持台２とともに位置決め用クランパ３およびリフト４等
を上昇させる。このとき、前記位置決め用クランパ３
は、図１および図２中の仮想線で示すように、スタッド
ボルトＳの中間部を把持し得る高さに達する。

【００３２】さらに、ワーク取付け装置は、各位置決め
用クランパ３で各々のスタッドボルトＳを車体前後方向
から把持することにより、各スタッドボルトＳ，Ｓとサ
ブフレームＷのボルト挿通孔Ａ，Ａとを同軸線上に一致
させる。

【００３３】すなわち、上記ワーク取付け装置は、位置
決め用クランパ３、リフト４およびナットランナ５が支
持台２とともに浮遊支持されている状態にあることか
ら、前記位置決め用クランパ３でスタッドボルトＳを把
持する過程において、支持台２とともにリフト４やナッ
トランナ５の位置がスタッドボルトの位置に対応して修
正されることとなり、スタッドボルトＳを完全に把持し
た時点で、結果的にサブフレームＷが位置決めされた状
態となる。

【００３４】ここで、上記ワーク取付け位置では、位置
決め用クランパ３でスタッドボルトＳを把持する際に、
減圧弁３５を備えた低圧用流路３６および切換弁３７を
通してクランパ駆動用のエアシリンダ２９に空気を供給
しており、これによって一対の爪３１，３１を緩やかに
接近させるようにし、上述したリフト４やナットランナ
５の位置修正動作が円滑に行われるようにしている。し
たがって、位置決め用クランパ３が把持しはじめるとき
にスタッドボルトＳに大きな衝撃力を与えることがな
く、スタッドボルトＳを変形させるような心配は全くな
い。

【００３５】また、前記位置決め用クランパ３は、スタ
ッドボルトＳにリミットスイッチ３２の接触子３２ａが
接触すると、図５に示すように、リミットスイッチ３２
からの信号で切換弁３７が作動して、高圧用流路３４を
通してエアシリンダ２９に空気が供給されることとな
り、これによって一対の爪３１，３１でスタッドボルト
Ｓをきつく挾持し、サブフレームＷの位置決め状態を確
実に維持するようにしている。

【００３６】次に、上記ワーク取付け装置は、図７に示
すように、リフト昇降用シリンダ１４，１４を上昇さ
せ、サブフレームＷのボルト挿通孔Ａ，Ａにスタッドボ
ルトＳ，Ｓを挿入状態にする。このとき、サブフレーム
Ｗは、前記位置決め用クランパ３の把持拘束により、ス
タッドボルトＳとの水平方向の位置関係が保たれたまま
で上昇する。また、この実施例では、リフト４の上昇中
においてボルト挿通孔ＡにスタッドボルトＳが入り込ん
だところで、位置決め用クランパ３による把持を解放
し、各クランパ進退用シリンダ２７を作動させて各位置
決め用クランパ３を後退させるようにしている。

【００３７】こののち、ワーク取付け装置は、図７中の
仮想線で示すように、各ナットランナ昇降用シリンダ２
４を作動させてナットランナ５を上昇させ、各スタッド
ボルトＳにナットを螺着することにより車体Ｂに対する
サブフレームＷの取付けを完了する。

【００３８】上記取付け完了後は、ナットランナ５、リ
フト４および支持台２を下降させると共に、位置決め用
クランパ３を前進させ、続いて、台車同期用クランパ９
によるハンガーＨの把持を解放したのち、図示しない駆
動機構により台車１を後退させて、次の車体Ｂの搬入に
備えて待機する。

【００３９】なお、本発明によるワーク取付け装置は、
例えば２つの位置決め用クランパを有する場合、一方の
クランパで一方のスタッドボルトを前後方向から把持
し、他方のクランパで他方のスタッドボルトを左右方向
から把持する構成としても良く、このほか詳細な構成が
上記実施例のものに限定されることはない。

【００４０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のワー
ク取付け装置によれば、構造体側のスタッドボルトを位
置決め用クランパで直接把持するようにし、しかも、浮
遊支持された支持台に前記位置決め用クランパやワーク
載置用のリフトを備えていることから、従来用いていた
ロケート穴およびロケートピンを全く必要とせずにスタ
ッドボルトに対するワークの位置決めを正確に行うこと
ができると共に、前記ワークをきわめて良好に取付ける
ことができる。

【００４１】また、支持台の上昇時において、位置決め
用クランパと、同クランパの一対の爪の間に入り込むス
タッドボルトとの位置ずれが比較的大きい場合であって
も、これに容昜に対処して正確に位置決めをすることが
可能である。

【００４２】さらに、本発明のワーク取付け装置では、
位置決め用クランパでスタッドボルトを把持する際に、
一対の爪を緩やかに接近させたのち、最終的に大きな力
でスタッドボルトを挾持することとなるので、位置決め
用クランパが把持しはじめるときにスタッドボルトに大
きな衝撃力を与えることがなく、スタッドボルトが変形
するような恐れを完全に防ぐことができると共に、支持
台やリフトとともに浮遊支持されているワークの位置修
正動作をより一層円滑なものにすることができ、しかも
位置決め後の状態を確実に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるワーク取付け装置であ
って、手前側の位置決め用クランパを省略した状態で示
す側面図である。

【図２】図１に示すワーク取付け装置の正面図である。

【図３】ワーク位置決め用クランパの構造を説明する斜
視図である。

【図４】アンクランプ状態におけるワーク位置決め用ク
ランパを空気供給系とともに示す平面説明図である。

【図５】クランプ状態におけるワーク位置決め用クラン
パを空気供給系とともに示す平面説明図である。

【図６】ワーク取付け装置における各駆動部の動きを説
明するタイムチャートである。

【図７】リフトを上昇させた状態を示す要部の正面図で
ある。

【図８】従来におけるサブフレームの取付け装置を示す
説明図である。

【符号の説明】

Ｂ 車体（構造体） Ｓ スタッドボルト Ｗ サブフレーム（ワーク） ２ 支持台 ３ 位置決め用クランパ ４ ワーク載置用リフト ２９ （クランパ駆動用の）エアシリンダ ３１ 爪 ３２ リミットスイッチ（検出器） ３３ 空気供給源（駆動用流体供給源） ３４ 高圧用流路 ３５ 減圧弁 ３６ 低圧用流路 ３７ 切換弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下向きのスタッドボルトを設けた構造体
   に下側からワークを位置決めし、前記スタッドボルトに
   ナットを螺着することにより前記構造体にワークを取付
   ける装置であって、浮遊支持された状態で昇降する支持
   台に、前記スタッドボルトを把持する位置決め用クラン
   パと、前記支持台上で昇降するワーク戴置用のリフトを
   備えると共に、前記リフトに、前記スタッドボルトに向
   って昇降するナットランナを備えたことを特徴とするワ
   ーク取付け装置。
2. 【請求項２】 前記位置決め用クランパが、駆動用のシ
   リンダにより互いに近接離間する一対の爪を備えると共
   に、少なくとも一方の爪の把持部にスタッドボルトに接
   触する検出器を備え、前記シリンダと駆動用流体供給源
   との間に、高圧用流路と、減圧弁を備えた低圧用流路を
   設けると共に、前記検出器からの信号により低圧用流路
   を高圧用流路に切換える切換弁を設けたことを特徴とす
   る請求項１記載のワーク取付け装置。