JP2501973B2 - タイヤ取付装置 - Google Patents
タイヤ取付装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の組立工程にお
いて、車体側のホイールハブにホイール付きタイヤを自
動的に装着する装置に関する。 【0002】 【従来の技術】この種のタイヤ取付装置として例えば特
開昭50−122783号公報に示されているものがあ
る。この装置は図22に示すように、車体前後方向(X
方向)に移動可能なベース501と、φ方向に回転可能
な鉛直支持体502と、上下方向(Y方向)に移動可能
な移動体503、および車幅方向(Z方向)に移動可能
な駆動軸504とが設けられており、駆動軸504の先
端にはナットランナー511を内蔵したタイヤつかみ装
置505がθ方向に回転可能に設けられている一方、駆
動軸504と平行な支持軸506にはカメラ等の検出器
507が設けられている。 【0003】そして、タイヤ508はそのホイールのボ
ルト穴の位置が検出器507の基準座標と一致するよう
な姿勢で予めタイヤつかみ装置505に支持されてお
り、しかもX軸,Y軸およびθ軸の各軸は同期して駆動
されるようになっている。 【0004】したがって、検出器507でブレーキドラ
ム509のボルト510の位置を検出してブレーキドラ
ム509の中心位置を算出した上で、X軸とY軸とを使
ってブレーキドラム509の中心と検出器507の中心
とを一致させる。さらに、検出器507の基準座標にボ
ルト510の位置が一致するまで検出器507をθ方向
に回転させると、これに伴ってタイヤつかみ装置505
もθ方向に回転し、ブレーキドラム509のボルト51
0の位相とホイールのボルト穴の位相とが一致する。 【0005】この状態ではブレーキドラム509の中心
とタイヤつかみ装置505の中心との間にY0なるオフ
セット量を有することになるので、上記の位相合わせ完
了後にオフセット量Y0だけ移動体503を上方に移動
させれば、ブレーキドラム509の中心とタイヤつかみ
装置505の中心とを一致させることができる。そし
て、駆動軸504を使ってタイヤつかみ装置505をブ
レーキドラム509に対して前進させることにより、ブ
レーキドラム509側のボルト510とホイール側のボ
ルト穴とをはめ合わせた上でナット締めを行うことがで
きる。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】タイヤが装着される自
動車のブレーキドラムは、トーイン(自動車を上から見
た場合のブレーキドラムの傾き)およびキャンバ(自動
車を正面から見た場合のブレーキドラムの傾き)という
一定の傾斜角を有しているのが通常であるから、タイヤ
を装着するタイヤ取付装置としてもトーインおよびキャ
ンバに対応し得る自由度を有している必要がある。 【0007】しかしながら図22に示した従来の構造で
は、鉛直支持体502がφ方向の回転自由度を有してい
るだけであるため、ブレーキドラム509のトーインに
対応することができたとしてもキャンバには対応するこ
とができない。 【0008】したがって、ブレーキドラム509がトー
インおよびキャンバを有している場合には、ブレーキド
ラム509に対してその面直角方向からタイヤを装着す
ることができず、タイヤの自動装着が不可能となること
がある。 【0009】また、上記の構造に代わるものとして特公
昭50−24758号公報に示されているホイルナット
自動緊締装置がある。このホイルナット自動緊締装置に
おいては、タイヤつかみ部分が図22のX,Y,Zの自
由度に加えてキャンバに対応する俯仰方向の自由度を有
しているものであるが、仮にタイヤつかみ部分に俯仰方
向の角度を与えてタイヤの中心軸線をブレーキドラムに
対して面直角となるように合わせることができたとして
も、タイヤをブレーキドラムに装着するための送り方向
はタイヤの軸心方向でなく水平方向(Z方向)となるた
めに、タイヤをブレーキドラムのボルトにスムーズに挿
入することができない。 【0010】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、タイヤが装着されるべきホイールハブがト
ーイン,キャンバを有していたとしても、ホイールハブ
の中心に対してタイヤの中心軸線を面直角となるように
合わせることができ、しかもタイヤの中心軸線に沿って
タイヤハンドを前進させることでタイヤをホイールハブ
にスムーズに挿入して装着できるようにした構造を提供
することを目的とする。 【0011】 【課題を解決するための手段】本発明は、トーインおよ
びキャンバを有する自動車のホイールハブに対して、予
めホイールハブ側のハブボルトとホイール側のボルト穴
との位相合わせがなされたホイール付きタイヤを装着す
るタイヤ取付装置において、べースの上に自動車の車幅
方向にスライド可能に設けられたX軸ベースと、X軸ベ
ースの上に自動車の前後方向にスライド可能に設けられ
たY軸ベースと、Y軸ベースの上に上下動可能に設けら
れて前記キャンバに対応する俯仰方向に揺動可能なZ軸
ベースと、Z軸ベースの上に設けられて前記トーインに
対応する自動車の前後方向に旋回可能なθ軸ベースとか
ら構成され、直交3軸の動作自由度とトーイン方向およ
びキャンバ方向の回転2軸の動作自由度を備えた移動手
段を中心として構成される。そして、さらに前記移動手
段のθ軸ベース上に設けられて、タイヤを把持して前記
θ軸ベースの回転中心と直交方向にスライド可能なタイ
ヤハンドとナット締め付け用のナットランナーユニット
とを同一軸線上に配置したハンドユニットと、前記移動
手段のθ軸ベースに設けられて前記タイヤハンドをスラ
イドさせるスライド駆動手段とを備える。 【0012】 【作用】この構造によると、ホイールハブのハブボルト
の位相とタイヤハンドに把持されるホイール付きタイヤ
のボルト穴の位相とを予め一致させておき、例えばホイ
ールハブの中心位置とトーイン,キャンバを求めてこれ
らの情報を移動手段の駆動系にフィードバックする。こ
れにより、移動手段はX,Y,Zの直交3軸方向の自由
度に加えてトーインおよびキャンバに対応するθ,γ方
向の自由度を有するために、タイヤハンドに把持されて
いるタイヤの中心軸線をホイールハブの中心に対して面
直角となるように合わせる。この状態でタイヤハンドの
みを単独で前進させれば、タイヤはトーインおよびキャ
ンバをもつホイールハブに対してその面直角方向からス
ムーズに挿入される。 【0013】 【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。 【0014】最初に本発明のタイヤ取付装置を含むタイ
ヤ取付システム全体の概略を図1および図2をもとに説
明すると、1は台車2上に車体Bを位置決めして直線的
に搬送するための車体搬送ライン、10は車体搬送ライ
ン1の上方に設置されたタイヤ搬送コンベア、S1 はタ
イヤ取付ステーション、Sbはタイヤ取付ステーション
S1の後段に設置されたバックアップステーションであ
る。タイヤ取付ステーションS1 は、車体搬送ライン1
R>の両脇に設置されたタイヤ取付装置としての合計4台
のタイヤ取付ユニット50と、タイヤ受け渡し装置を兼
ねたタイヤ位相合わせ装置20と、ナット供給装置11
0と、タイヤ取付ユニット50の側部に付設されたホイ
ールハブ姿勢検出装置80(図3〜図5参照)のほか、
タイヤ排出エリアであるタイヤ排出コンベア140およ
びナット排出装置150等から構成され、一方、バック
アップステーションSbは上記のタイヤ取付ユニット5
0に代わる手動式のラットランナー8を備えている。 【0015】そして、タイヤ取付ステーションS1 にお
いては、タイヤ搬送コンベア10から投下されたタイヤ
Wをタイヤ位相合わせ装置20が受け取って位相合わせ
を行い、この位相合わせが完了したタイヤWをタイヤ取
付ユニット50上のハンドユニット55(図3〜図5参
照)が把持してホイールハブHに装着してナット締めを
施すものである。 【0016】この時、万一タイヤWをホイールハブH
(図11参照)側に装着できない場合など何らかの異常
が発生した場合には、該当するタイヤ取付ユニット50
は後退限位置まで後退してその把持しているタイヤWを
タイヤ排出コンベア140に排出し、これによりタイヤ
取付ステーションS1 において装着できなかったタイヤ
WはバックアップステーションSbへと送られ、このバ
ックアップステーションSbにおいてタイヤ取付ステー
ションS1 から送られてくる車体Bを待って作業者によ
る手作業にて装着される。そして、例えばタイヤ取付ユ
ニット50そのものの故障等のために上記の異常の処理
に長時間を要するような場合には、本来、タイヤ搬送コ
ンベア10からタイヤ取付ステーションS1に対して行
われるタイヤWの投入は行われずに、タイヤWはタイヤ
搬送コンベア10の終端部まで搬送されてバックアップ
ステーションSbへと直接送られ、このバックアップス
テーションSbにおいて暫定的に作業者の手作業にてタ
イヤWの取付作業が行われることになる。 【0017】次に、前記各装置の詳細を順を追って説明
すると、先ず、車体Bは図3および図5に示すように台
車2上の適宜位置に設けられたクランプ装置4とゲージ
プレート5とにより堅固に位置決め・クランプされてお
り、車体搬送ライン1上を台車2ごと直線的に搬送され
る。すなわち、車体Bは例えば車体前後の牽引フック部
に係合するクランプ装置4で車体全体を下方に押し下げ
ることでゲージプレート5を基準として台車2に対して
位置決めがなされている。 【0018】タイヤ搬送コンベア10は車体搬送ライン
1の真上に所定の傾きをもって配設されているので、図
1に示すようにタイヤ取付ステーションS1の前段で左
右のサブコンベア11a,11bに分岐され、これらの
サブコンベア11a,11bはバックアップステーショ
ンSbまで延設されている。そして、分岐部12には図
6(A),(B)に示すようにエアシリンダ13によっ
て水平方向に往復運動するスライダー14が設けられて
おり、これによってタイヤWを左右のサブコンベア11
a,11bに振り分けるようにしてある。 【0019】また、左右のサブコンベア11a,11b
においてタイヤ位相合わせ装置20の真上に相当する位
置にはそれぞれにタイヤ投入機構15が設けられてい
る。このタイヤ投入機構15は、図7に示すようにサブ
コンベア11a,11b上を搬送されてきたタイヤWを
停留せしめる可倒式のストッパー16と、このストッパ
ー16にて停止させられたタイヤWを直立姿勢に姿勢変
更させて自重落下させる可動コンベア17と、その直立
姿勢に姿勢変更されたタイヤWをシュータ18内に一時
的に停留せしめるスライド式のシャッター19とから構
成され、後述するタイヤ位相合わせ装置20のリフター
24が受け取りにくるまでそのタイヤWを直立状態で保
持するものである。そしてまた、ストッパー16を退避
状態下におくことでタイヤWをタイヤ取付ステーション
S1 に落下させることなく直接バックアップステーショ
ンSbまで搬送することができる構成となっている。 【0020】タイヤ位相合わせ装置20は、ホイールハ
ブHのハブボルト21(図8および図11参照)の位相
にホイールR側のボルト穴9(図10)の位相を合わせ
るためのもので、図9および図18に示す如く構成され
ている。図9および図18において、22はベース、2
3はベース22上に設けられて鉛直な基板43を備えた
本体部、18は本体部23の上方に位置して本体部23
側にタイヤWを投入するためのシュータである。基板4
3にはタイヤWの投入およびタイヤWの回転を円滑にす
るための多数のボールキャスター211が取り付けられ
ており、各ボールキャスター211のボールが共有する
接平面が鉛直なタイヤ規制面として機能する。ここで、
多数のボールキャスター211は、タイヤWのサイズが
変わった場合でもサイドウォール部の最も高い部分に当
接するように所定のピッチで数列にわたって配置されて
いる。 【0021】24はエアシリンダ25のはたらきにより
ガイドロッド26に案内されて図18の実線位置とシュ
ータ18の直下の仮想線位置との間を昇降動作するリフ
ターで、リフター24にはタイヤWを受けるローラ21
2が取り付けられている。 【0022】また、27はリフター24と干渉しないよ
うにリフター24を股いで昇降可能に設けられたタイヤ
受台で、このタイヤ受台27は、その駆動源であるモー
タ28に対して外部から車種信号を付与することでその
車種のタイヤサイズ径に見合った位置まで昇降動作する
とともに、タイヤ受面にはモータ29によってベルト等
を介して回転駆動されるローラ30を備えている。そし
て、タイヤ受台27の高さ位置がその側部に設けた多連
式の光電スイッチ群31によって確認・検出されるよう
になっている。つまり、リフター24がシュータ18の
下部まで上昇することでシュータ18の下部のシャッタ
ー19が一時的に退避動作し、それによってシュータ1
8内で直立状態にて待機していたタイヤWがリフター2
4に移し替えられ、さらにリフター24が再び下降する
ことでタイヤWがタイヤ受台27に移し替えられるよう
になっている。 【0023】32はタイヤ受台27の上方に設置され
て、エアシリンダ33の作動によって水平方向にスライ
ドするスライダーで、このスライダー32には2本のロ
ケートピン34と検出器である光電スイッチ35の受光
器35Bのほか、スライダー32に対してさらに相対移
動可能なタイヤ芯出し用のセンター36が設けられてい
る。つまり、センター36の周囲に配置されたロケート
ピン34および受光器35BはホイールR側の4個のボ
ルト穴9のピッチ円上に位置しており、かつそれらのロ
ケートピン34と受光器35Bの配列ピッチはボルト穴
9同士のピッチと一致するように設定されている。そし
て、センター36はスライダー32に対してエアシリン
ダ213の作動により前進後退動作するようになってお
り、センター6とスライダー32の前進限および後退限
位置はそれぞれリミットスイッチ214〜217によっ
て検出される。 【0024】ここで、タイヤ位相合わせ装置20にはサ
イズの異なる複数種類のタイヤWが投入されるが、タイ
ヤのサイズにかかわらずホイールRのボルト穴9の数お
よびピッチ円径は予め統一されている。 【0025】37はエアシリンダ38の作動によりヒン
ジピン39を回転中心として旋回可能なスイングアーム
で、このスイングアーム37の先端には前記受光器35
Bに対応する光電スイッチ35の投光器35Aが取着さ
れており、スイングアーム37を旋回させて受光器35
Bと投光器35Aとを相対向させることで初めて光電ス
イッチとして機能するようにしてある。 【0026】40はタイヤ受台27上のタイヤWを挟ん
でその両側部に互いに対向するように設けられた一対の
タイヤ位置決めアームで(ただし、図9においては作図
上、1本の位置決めアーム40をタイヤWの上方に描い
てある)、この位置決めアーム40はエアシリンダ41
の作動によってスライドするとともに、回転シリンダ4
4の作動により回動し、先端にはガイドローラ42を備
えている。 【0027】このように構成されたタイヤ位相合わせ装
置20においては、前述したようにリフター24が上昇
してシュータ18からタイヤWを受け取るとリフター2
4が再び下降する。そして、タイヤWはボールキャスタ
ー211に案内されながら徐々に下降し、タイヤWは予
めタイヤサイズ径に見合った位置で待機しているタイヤ
受台27上に移し替えられる。タイヤWがタイヤ受台2
7に移載されると、位置決めアーム40が図9の右方向
に移動してタイヤWを拘束し、そのサイドウォール部を
基板43側に押し付けて位置決めする。これにより、タ
イヤWは鉛直姿勢となるように拘束される。 【0028】次いで、エアシリンダ33の作動によりス
ライダー32がタイヤWに対しその背面側から前進す
る。この前進動作はエアシリンダ33の総ストロークの
中間位置で一旦停止し、代わってエアシリンダ213の
作動によりセンター36が単独で前進し、センター36
はホイールRのセンター穴218に嵌合して芯出しを行
う。この時、タイヤWがセンター36によってセンタリ
ングされることでタイヤ受台27のローラ30からわず
かに浮き上がるため、これを後追いするようにタイヤ受
台27がわずかに上昇し、タイヤWとローラ30とは再
び圧接する。なお、この時の上昇動作はエアシリンダ2
00によってなされる。 【0029】その後、ローラ30がモータ29によって
回転駆動されることでタイヤWがセンター36を中心と
して回転し、その回転中においてボルト穴9のいずれか
1つを通して光電スイッチ35の投・受光器35A,3
5B間の光軸が結ばれるとローラ30の回転が直ちに停
止する。それによって4個のボルト穴9の割り出しが行
われることから、上記のローラ30の回転停止と同時に
エアシリンダ33の作動によりスライダー32が前進す
ることで、ロケートピン34がホイールRの2つのボル
ト穴9と嵌合し、タイヤWの回転方向の位置決めを行う
ことによってタイヤWの位相合わせが完了する。 【0030】上記のようにロケートピン34がボルト穴
9に挿入されると、エアシリンダ213の作動によりセ
ンター36が単独で後退するとともにエアシリンダ20
0の作動によりタイヤ受台27がわずかに下降し、これ
によってタイヤWはロケートピン34のみによって支持
されてなおも位置決め状態が継続される。 【0031】さらに、エアシリンダ38の作動によりス
イングアーム37が図18の仮想線位置まで旋回して退
避し、この退避動作が終わると図9に示すようにタイヤ
Wを把持するためにナットランナー73とタイヤハンド
74とを備えたハンドユニット55がタイヤWの前面側
より前進してきて、図18に示すようにタイヤWの円周
上の三箇所をタイヤハンド74で把持する。 【0032】タイヤハンド74がタイヤWを把持する
と、ロケートピン34がスライダー32ごと後退すると
ともに、位置決めアーム40が図9の左方向に所定量だ
け移動した上で90度程度旋回することで位置決めアー
ム40がタイヤWの正面から退避する。そして、タイヤ
ハンド74に把持されたタイヤWがハンドユニット55
の後退動作によってハンドリングされる一方、位置決め
アーム40、スイングアーム37およびタイヤ受台27
がそれぞれ初期状態に復帰することで1サイクルが終了
する。 【0033】また、サイズの異なるタイヤが投入された
場合には、そのタイヤサイズ情報に応じてタイヤ受台2
7の高さが変化するだけで上記と同様に作用する。 【0034】タイヤ取付ユニット50は、位相合わせが
完了したタイヤWをタイヤ位相合わせ装置20から受け
取って、これを車体B側のホイールハブ(ブレーキディ
スク)Hに装着してナット締めまでを行うためのもの
で、その詳細を図3〜図5および図10に示す。 【0035】このタイヤ取付ユニット50は、ベース5
1上をX方向(車幅方向)にスライド可能なX軸ベース
52と、X軸ベース52上をY方向(車体前後方向)に
スライド可能なY軸ベース53と、Y軸ベース53上に
上下動可能に支持されてスリーブ62が一体に搭載され
たZ軸ベース63と、Z軸ベース63のスリーブ62に
θ方向に旋回可能に支持されたθ軸ベース301と、θ
軸ベース301上に搭載されたハンドユニット55と、
ハンドユニット55の側部に付設されたホイールハブ姿
勢検出装置80とから構成され、さらにZ軸ベース63
はγ方向に傾動可能に構成されている。これにより、上
記の構成要素のうちベース51、X軸ベース52、Y軸
ベース53、Z軸ベース63およびθ軸ベース301は
直交3軸回転2軸の5軸タイプの一種のロボットのよう
な移動手段302を構成している。 【0036】すなわち、図10(ただし、図10は作図
上、異なる断面の図を合成して1つの図面としてある)
に示すようにX軸ベース52はモータ56とボールねじ
57とから成るX軸駆動機構によりガイドレール58上
をX方向にスライド可能であり、Y軸ベース53はモー
タ59とボールねじ60とからなるY軸駆動機構により
ガイドレール61上をY方向にスライドする。また、ス
リーブ62はZ軸ベース63に一体に固定され、さらに
このZ軸ベース63は筒状のカラー64に対してピン6
5により回転可能に支持されている。このカラー64は
Y軸ベース53上に垂設した3本のガイドポスト66
(図3参照)にそれぞれに上下動可能に案内されてお
り、したがって各ガイドポスト66ごとに設けたモータ
67とボールねじ68とから成るZ軸駆動機構を駆動さ
せて各カラー64を一斉に上下動させることでスリーブ
62を含むZ軸ベース63がZ方向に上下動する。 【0037】また、モータ67とボールねじ68および
カラー64等はZ軸ベース63をγ方向に傾動させるγ
軸駆動機構をも兼ねており、前述したピン65による三
箇所の結合部のうち図10の左方の一箇所のカラー64
側が長穴69となっていることから、図10の左右のモ
ータ67の回転量を互いに異ならせることでスリーブ6
2を含むZ軸ベース63全体がγ方向に傾動する。尚、
ここにいうγ方向の傾動角は後述するようにタイヤWを
取り付けようとするホイールハブHが有しているキャン
バに対応するものである。また、θ軸ベース301はモ
ータ70とチェーン71とからなるθ軸駆動機構により
θ方向に旋回可能である。ここにいうθ方向の旋回角は
ハンドユニット55の首振り旋回角としての機能のみな
らず、前述したホイールハブHが有しているトーインに
対応するものである。したがって、タイヤ取付ユニット
50は後述するホイールハブ姿勢検出装置80からのト
ーイン,キャンバに関する検出信号を受けて、それに合
わせて姿勢制御を行いつつタイヤ取付作業を実行するも
のである。 【0038】ハンドユニット55は同じく図10に示す
ように、θ軸ベース301上にハンドベース54を固定
するとともに、ハンドベース54上に基体72の外周に
ヒンジ回転式の3本のフィンガーを配してなるタイヤハ
ンド74をスライド可能に搭載し(ただし、図10では
残り2本のフィンガーは図示省略した)、さらに4つの
ナットランナー73を持たせたナットランナーユニット
79をタイヤハンド74と同芯状に、かつタイヤハンド
74と同方向にスライド可能に搭載したものである。 【0039】そして、タイヤハンド74の各フィンガー
はエアシリンダ75によりブラケット76をスライドさ
せることで一斉に開閉動作する一方、タイヤハンド74
はスライド駆動手段であるエアシリンダ77の作動によ
りハンドベース54上をθ軸ベース301の回転中心と
直交方向にスライドし、またナットランナーユニット7
9は別のエアシリンダ78の作動によりハンドベース5
4に対してタイヤハンド74と同方向にスライドする構
造となっている。 【0040】ホイールハブ姿勢検出装置80は、前述し
たように位相合わせが行われたタイヤW側の4つのボル
ト穴9の位相とホイールハブH側の同じく4つのハブボ
ルト21の位相とを合致させるとともに、ホイールハブ
Hの中心とトーインおよびキャンバを検出するためのも
ので、その詳細を図11,図19および図20に示す
(ただし、図11は作図上、異なる断面の図面を合成し
て1つの図面としてある)。 【0041】このホイールハブ姿勢検出装置80は、前
述したハンドユニット55の基体72の側面、より詳し
くはθ軸ベース301の回転中心を基準とした場合にタ
イヤハンド74の中心軸線からθ方向に90度位相をず
らした位置に設置してある。81は略L字状のベースプ
レートで、このベースプレート81の下端は基体72に
対して回動可能にヒンジ結合されている一方、その上端
はコイルばね82とクッションロッド83とからなるダ
ンパーユニット84を介して弾性支持されている。そし
て、このダンパーユニット84に隣接してハブボルト2
1のX方向の位置を検出するための位置検出器(ポテン
ショメータ)85が設けられており、ハンドユニット5
5がホイールハブHに対し前進してベースプレート81
と一体のリング状の接触板86がハブボルト21の先端
面に当接した場合に、後述するようにヒンジピン102
を回転中心とするベースプレート81の回転変位に基づ
いてハブボルト21のX方向の位置を検出するようにし
てある。 【0042】88はベースプレート81の水平脚部81
aの先端に鉛直状態にて取り付けられた略くさび状のZ
方向規制板で、このZ方向規制板88はエアシリンダ8
9の作動によりリニアガイド90に案内されて昇降動作
するもので、図8および図19に示すようにZ方向に上
昇させることで隣り合う2つのハブボルト21(例えば
21bと21c)がその傾斜した規制面88aに接する
までホイールハブHを強制的に回転させて拘束するよう
になっている。 【0043】また、93は接触板86を挟んでその水平
方向両側部に互いに平行に対向配置された一対のアー
ム、94はアーム93の先端にそれぞれに取着されたY
方向規制板で(ただし、図11においてアーム93およ
びY方向規制板94は作図上、その位置を上下方向にず
らして描いてある)、このY方向規制板94は両者の間
に架橋的に配設されたエアシリンダ96の作動によりア
ーム93とともにガイドロッド97に沿って相互に接近
離間して、予めZ方向規制板88で予備規制されている
4本のハブボルト21をホイールハブHの両側から挟み
込むようになっている。 【0044】つまり、一対のY方向規制板94は、図8
に示すように各Y方向規制板94に各一対のハブボルト
21が当接する状態となるまでホイールハブHを強制的
に回転させて、4本のハブボルト21の位相を、予めタ
イヤハンド74に把持されるタイヤW側のボルト穴9
(図10参照)の位相と一致させる役目をする。そし
て、前記のアーム93の変位量に基づいて、ベースプレ
ート81に取り付けられた一対のY方向の位置検出器
(ポテンショメータ)98によりハブボルト21のY方
向位置を検出するものである。 【0045】ここで、一対のY方向規制板94でハブボ
ルト21を拘束するのに先立って、傾斜した規制面88
aを有するZ方向規制板88で予備規制しているのは、
例えばY方向規制板94とハブボルト21との関係が図
21のようにいわゆるデッドポイント状態となった場合
にはホイールハブHを回転させてハブボルト21の位相
をタイヤW側の位相と一致させることが困難となるから
である。したがって、図8に示すように傾斜した規制面
88aを有するZ方向規制板88で予めハブボルト21
を予備規制することにより、一対のY方向規制板94で
ハブボルト21を拘束する際には上記のデッドポイント
状態は確実に回避される。 【0046】95は一方のY方向規制板94に取り付け
られて、先端にZ方向検出子92を有するZ方向の位置
検出器(ポテンショメータ)で、上記のように一対のY
方向規制板94でハブボルト21を拘束した状態でZ方
向検出子92をエアシリンダ91の作動により下降させ
ることにより、図8のハブボルト21aのいずれか一方
のZ方向の位置が位置検出器95にて検出される。 【0047】99A,99B,99Cは接触板86に付
設されてホイールハブHの傾き(トーイン,キャンバの
双方を含む)を検出するための傾き検出子で、この傾き
検出子99A〜99Cは図8および図19に示すように
ホイールハブHのハブ面の三箇所P1,P2,P3 に対応
する位置にそれぞれに配設されており(ただし、図11
においては3つの検出子を同一平面上に描いてある)、
各々の傾き検出子99A〜99Cをエアシリンダ100
の作動によりホイールハブHに押し当ててその変位量を
それぞれの位置検出器(ポテンショメータ)101A,
101B,101Cにて検出して演算することでホイー
ルハブH全体としての傾きを検出するようにしてある。
そして、上記の傾き検出子99A〜99Cと、エアシリ
ンダ100および位置検出器101A〜101Cの三者
によりトーイン,キャンバを検出するための傾き検出手
段を構成している。 【0048】すなわち、傾き検出子99Aに対応する位
置検出器101Aと傾き検出子99Bに対応する位置検
出器101Bで検出された値をもとに所定の演算をする
ことでホイールハブHの左右方向の傾きであるトーイン
が求められ、同様に傾き検出子99Bに対応する位置検
出器101Bと傾き検出子99Cに対応する位置検出器
101Cで検出された値をもとに所定の演算をすること
でホイールハブHの上下方向の傾きであるキャンバが求
められることになる。 【0049】ここで、上記のホイールハブ姿勢検出装置
80の一連の作用を図8,図10,図11のほか図12
を用いて説明する。 【0050】このホイールハブ姿勢検出装置80は、θ
軸ベース301がθ方向に90度旋回してハンドユニッ
ト55がタイヤ位相合わせ装置20と向き合っている状
態、つまりホイールハブ姿勢検出装置80がホイールハ
ブHと向き合っている状態のもとでホイールハブHの姿
勢の検出を行うものである。この時、タイヤハンド74
は前述したようにタイヤ位相合わせ装置20から位相合
わせが完了したタイヤWを予め受け取って把持してい
る。 【0051】先ず、X軸モータ56の起動によりX軸ベ
ース52が前進し、それによって接触板86がハブボル
ト21の先端面に当接することからベースプレート81
全体がヒンジピン102を回転中心として傾動する。そ
して、このベースプレート81の傾動変位量からハブボ
ルト21(ホイールハブH)全体のX方向の位置が位置
検出器85にて検出される。つまり、接触板86がハブ
ボルト21の先端面に当接して位置検出器85の出力が
立ち上がった瞬間の値がX方向の位置となるのである
が、接触板86がハブボルト21の先端面に当接した瞬
間にX軸モータ56を停止させたとしても、X軸ベース
52はサイクルタイムを可及的に短くするために高速に
て送りが与えられているので、ハブボルト21のX方向
の位置を検出した位置よりも所定量だけ行き過ぎること
になる。そこで、X軸ベース52が完全に停止した時の
位置検出器85の値と、先にハブボルト21を検出した
時の位置検出器85の値との差分だけX軸ベース52を
後退させる。その結果、接触板86がハブボルト21に
当接した瞬間の状態が再現され、この状態でのホイール
ハブ姿勢検出装置80の位置がそれ以降の各種の検出に
際しての原点位置となる。 【0052】次にZ方向規制板88が上昇し、図8およ
び図19に示すように規制面88aに対して2本のハブ
ボルト21b,21cが接するまでホイールハブHを強
制的に回転させてハブボルト21の位置を予備規制し、
そののちにZ方向規制板88が下降する。次いで一対の
Y方向規制板94が互いに前進し、図8および図19に
示すように各Y方向規制板94にそれぞれ2本のハブボ
ルト21が接するまでホイールハブH全体を回転させ、
双方のY方向規制板94間に全てのハブボルト21を挟
み込む。これにより、ハブボルト21の位相が既にタイ
ヤハンド74に把持されているタイヤW側のボルト穴9
の位相と一致する。この時のY方向規制板94の変位量
から位置検出器98にてハブボルト21のY方向の位置
を検出するとともに、他の位置検出器95によりハブボ
ルト21のZ方向の位置を検出する。そして、前記ハブ
ボルト21のY方向位置とZ方向位置に基づいてホイー
ルハブHの中心位置を演算して求め、この中心位置情報
をタイヤ取付ユニット50の制御系にフィードバックし
てタイヤ取付ユニット50をY,Z方向に動かし、ホイ
ールハブ姿勢検出装置80の接触板86の中心軸線をホ
イールハブHの中心位置と一致させる。ただし、接触板
86の中心軸線がホイールハブHの中心と一致してはい
てもホイールハブHのハブ面に対して面直角とはなって
いない。尚、この時にはY方向規制板94等は一旦後退
している。 【0053】続いて、傾き検出子99A〜99Cを一斉
に前進させて図8に示すようにホイールハブHのハブ面
上の3位置P1,P2,P3 にそれぞれ押し当て、それに
より位置検出器101A〜101CにてホイールハブH
の傾き、すなわちトーイン,キャンバをそれぞれ検出す
る。そして、このトーイン,キャンバに関する検出デー
タに基づいてタイヤ取付ユニット50のθ,γ方向の姿
勢の補正を行い、ホイールハブ姿勢検出装置80の接触
板86の中心軸線がホイールハブHのハブ面に対して面
直角となるように修正する。この時、タイヤ取付ユニッ
ト50をθ,γ方向に動かすことで前記の接触板86の
中心軸線とホイールハブHの中心とがY,Z方向にもず
れてくることから、同時にタイヤ取付ユニット50を
Y,Z方向にも動かしてその芯ずれ補正を行う。以上の
操作により、接触板86の中心軸線がホイールハブHの
ハブ面に対していわゆる面直角となる。 【0054】次に、再びY方向規制板94が前進してハ
ブボルト21を拘束した上で位置検出器98にてハブボ
ルト21のY方向位置を検出するとともに、Z方向検出
子92も再度下降して位置検出器95にてハブボルト2
1のZ方向位置を検出し、これらの検出データに基づい
て再度ホイールハブHの中心位置を算出する。そして、
こうして最終的に求められたホイールハブHの中心位置
データに基づいて再度タイヤ取付ユニット50のY,Z
方向の姿勢の補正を行い、接触板86の中心軸線をホイ
ールハブHのハブ面の中心と一致させる。 【0055】その結果、接触板86の中心軸線はホイー
ルハブHの中心と一致するとともにそのハブ面に対して
も面直角となり、したがってハンドユニット55をθ軸
ベース301ごとθ方向に90度旋回させてタイヤハン
ド74に把持されているタイヤWをホイールハブHと対
向させれば、直ちにタイヤWの中心軸線がホイールハブ
Hのハブ面の中心に対して面直角で一致する状態とな
る。 【0056】以上のようにしてタイヤ取付ユニット50
とホイールハブHの位置合わせが完了するとタイヤ取付
ユニット50が一旦X方向に後退し、図10に示すよう
にすでにタイヤ位相合わせ装置20からタイヤWを受け
取って把持しているハンドユニット55がθ軸ベース3
01とともに90度回転し、それによってハンドユニッ
ト55に把持されているタイヤWとホイールハブHとが
相対向するかたちとなる。 【0057】そして、タイヤ取付ユニット50が、先に
ハブボルト位置を検出した位置までX方向に前進し、さ
らにハンドユニット55がエアシリンダ77でタイヤハ
ンド74を単独で前進させてその把持しているタイヤW
をハブボルト21に装着する。そして、最後にエアシリ
ンダ78によってナットランナーユニット79を前進さ
せて、後述するようにナットランナー73に事前に挿入
されているナットNを締め付けることでタイヤWの取り
付けが完了する。 【0058】ナット供給装置110は、予め整列された
ナットをナットランナー73に挿入・供給するための装
置で、その詳細を図13〜図15に示す(ただし、図3
〜図5参照のこと)。このナット供給装置110は、図
に示すように、エアシリンダ111の作動によりフレー
ム112に横架されたガイドレール113上をY方向に
走行して、マガジンシュータ114内に整列されたナッ
トを1個づつ取り出すためのナット取り出しユニット1
15と、このナット取り出しユニット115からナット
を受け取ってハンドユニット55側のナットランナー7
3に挿入・供給するためのナット受け渡しユニット11
6とからなり、ナット受け渡しユニット116はエアシ
リンダ117の作動によりフレーム112に横架された
ガイドレール118上をY方向に走行するようになって
いる。 【0059】ナット取り出しユニット115は、図14
および図15に示すように、スライドベース119に鉛
直状態にて取り付けられてエアシリンダ120の作動に
より昇降可能なナット受台121と、エアシリンダ12
2の作動により回動動作してマガジンシュータ114の
端末のグリッパー123を押し開くためのアーム124
と、水平配置されたエアシリンダ125の作動により前
後進するプッシュロッド126とからなり、アーム12
4の先端のテーパ部124aがグリッパー123側のロ
ーラ123aと接触してグリッパー123を左右に押し
開くことでマガジンシュータ114内のナットNが1個
づつナット受台121上に取り出され、プッシュロッド
126が前進することでその取り出されたナットNがナ
ット受け渡しユニット116のナット保持孔126a内
に挿入されるものである。 【0060】一方、ナット受け渡しユニット116は、
4個のナット保持孔126aが形成されたインデックス
プレート127を備えており、このインデックスプレー
ト127は回転シリンダ128によって90度づつ定角
間欠的に回転駆動されるとともに、該プレート127の
背面側には各ナット保持孔126aに対応して、エアシ
リンダ129によって作動されるプッシュロッド130
が設けられている。そして、このナット受け渡しユニッ
ト116は、前記のナット取り出しユニット115と対
応する位置まで走行し、該ナット取り出しユニット11
5との協働によりナット保持孔126a内に合計4個の
ナットNをもらい受け、再び所定の待機位置まで走行し
て待機する。そののち、この待機位置にタイヤ取付ユニ
ット50がナットNを受け取りにくると、前記のプッシ
ュロッド130が前進してそのナットNをナットランナ
ー73の先端に押し込んでナット供給を行うことにな
る。 【0061】次に、タイヤ排出コンベア140は、一旦
ハンドユニット55に把持されたにもかかわらずタイヤ
取付ユニット50側の故障あるいはナット締め付け時の
トルク不良等によりホイールハブH側に装着不能なタイ
ヤを排出してタイヤ取付ステーションS1 の後段のバッ
クアップステーションSb側に移送するためのもので、
その詳細を図1,図2および図3に示す。図に示すよう
に、各タイヤ取付ユニット50の側部にそれぞれに若干
傾斜したサブコンベア141を配設するとともに、これ
らサブコンベア141と交差するようにして同じく若干
傾斜したメインコンベア142をバックアップステーシ
ョンSb側へ延設するようにして設けてある。 【0062】そして、一旦タイヤハンド74に把持され
たタイヤWが装着不能である場合には、その異常信号を
受けてハンドユニット55が図5の排出位置まで旋回し
て後退することでそのタイヤWをサブコンベア141上
に載置する。そして、タイヤハンド74が開動作するこ
とでタイヤWはサブコンベア141上を転動し、メイン
コンベア142との合流部で転倒してそのまま該メイン
コンベア142上をバックアップステーションSbへと
自重により落下して搬送されることになる。 【0063】一方、ナット排出装置150は、上記のよ
うに装着不能なタイヤWを排出するのに併せてそのタイ
ヤのために用意されたナットNをナットランナー73か
ら排出するためのもので、図1に示すようにタイヤ位相
合わせ装置20の側部にそれぞれに設けられている。 【0064】このナット排出装置150は、図16に示
すようにその本体151内に4個の電磁石152を備え
るとともに、ナット受け箱153を有しており、前記の
タイヤ排出後にナットランナー73をナット排出装置1
50と対向させて、電磁石152を励磁しつつナットラ
ンナー73を後退させることでそのナットNが電磁石1
52に吸引される。その後、電磁石152を消磁するこ
とによってナットNがナット受け箱153内に排出され
ることになる。 【0065】次に、以上の構成からなるタイヤ自動取付
装置の一連の作用を図17をもとにして説明する。 【0066】先ず、車体Bを位置決めしている台車2が
タイヤ取付ステーションS1 に到達して位置決めされる
と、図3および図5のリフター6が上昇することでサス
ペンション系を押し上げてホイールハブHを一定高さ位
置に拘束する。この時、タイヤ取付ユニット50のハン
ドユニット55が図3の左旋回位置にあって、予めタイ
ヤ位相合わせ装置20からその車種に見合ったタイヤW
を受け取って把持しており、したがってホイールハブ姿
勢検出装置80がホイールハブHに面している。そし
て、タイヤ取付ユニット50がX方向に前進し、図11
に示したホイールハブ姿勢検出装置80により前述した
ようにホイールハブHの中心の算出やトーイン,キャン
バの検出等が行われ、その検出データに基づいてホイー
ルハブHに対するタイヤ取付ユニット50の位置合わせ
が行われる。 【0067】一方、このタイヤ取付ユニット50の位置
決めと併行してナット供給装置110側では次のタイヤ
に備えてナットの受け渡しが行われており、ナットNを
受け取ったナット受け渡しユニット116が所定位置で
待機している(現在、ハンドユニット55に把持されて
いるタイヤWを固定するためのナットは、すでにナット
ランナー73内に挿入されている)。また、タイヤ位相
合わせ装置20側についても次のタイヤ取り付けに備え
てタイヤ位相合わせ作業が進行している。 【0068】続いて、前記ホイールハブHに対するタイ
ヤ取付ユニット50の位置合わせが完了すると、タイヤ
取付ユニット50が一旦X方向に後退し、ハンドユニッ
ト55が図3の右方向に90度旋回してその実線で示す
状態となる。これによって、ハンドユニット55に把持
されているタイヤWとホイールハブHとが初めて相対向
するかたちとなる。そして、タイヤ取付ユニット50が
X軸ベース52を動かすことによって再びX方向に前進
し、さらにエアシリンダ77の作動によりタイヤハンド
74が単独で前進することでハブボルト21とボルト穴
9が合致してタイヤWの装着が行われる。その後、さら
にエアシリンダ78の作動によりナットランナーユニッ
ト79が前進してナットNを締め付け、同時にそのトル
クチェックが行われる。 【0069】こうして、タイヤWの取り付けが完了する
と、タイヤハンド74が開動作してタイヤハンド74お
よびナットランナーユニット79がそれぞれ後退する一
方、タイヤ取付ユニット50もまたX方向に後退してハ
ンドユニット55が90度旋回するとともに、各軸の姿
勢がハブボルト検出時の補正前の姿勢に戻される。そし
て、タイヤ取付ユニット50とナット受け渡しユニット
116とが相互に対向する位置まで個別に前進し、ナッ
トランナー73がナット受け渡しユニット116から次
なる4個のナットNを受け取ったのちにタイヤ取付ユニ
ット50はタイヤ位相合わせ装置20に対して次のタイ
ヤWを受け取りにゆくことになる。 【0070】ここで、前述したような何らかの理由によ
りタイヤ装着が不能となった場合、その該当するタイヤ
取付ユニット50は図5に示すように後退限位置まで後
退してその把持しているタイヤWをサブコンベア141
に排出するとともにナットNをナット排出装置150に
て排出し、それによってタイヤ取付ステーションS1に
おいて装着できなかったタイヤWはメインコンベア14
2により後段のバックアップステーションSbへと送ら
れる。この時、バックアップステーションSbにおいて
はタイヤ未装着の発生と原因箇所が図外の表示装置によ
り表示されることから、バックアップステーションSb
で待機している作業者はタイヤ取付ステーションS1か
ら送られてくる車体Bを待ってそのタイヤWをナットラ
ンナー8を用いて手作業で装着する。 【0071】そして、タイヤ取付ユニット50側の異常
のためにタイヤ装着が不能となって万一その異常処理に
長時間を要するような場合には、本来、タイヤ搬送コン
ベア10からタイヤ取付ステーションS1 のタイヤ位相
合わせ装置20に対して行われるタイヤWの投入は行わ
れず、タイヤWはタイヤ搬送コンベア10の終端部まで
搬送されてバックアップステーションSbへと直接送ら
れ、このバックアップステーションSbにおいて暫定的
に作業者の手作業にてタイヤの取付作業が行われる。そ
の結果としてライン全体を停止しないで済むことから、
稼動率の向上が図られることになる。 【0072】 【発明の効果】以上のように本発明のタイヤ取付装置に
よれば、X,Y,Z方向の直交3軸の動作自由度とトー
イン,キャンバ方向の回転2軸の動作自由度を有する移
動手段に、タイヤハンドとナットランナーユニットとを
同一軸線上に配置したハンドユニットを支持させるとと
もに、ハンドユニットにはタイヤハンドを単独でスライ
ドさせる自由度を持たせた構成としたため、タイヤを装
着すべきホイールハブの中心位置とハブ面の傾きに関す
る情報さえ与えられれば、たとえホイールハブがトーイ
ン,キャンバを有していたとしてもタイヤの中心軸線と
ホイールハブの中心軸線とを同一軸線上で一致させた上
で、タイヤハンドをスライドさせてホイールハブに対し
てその面直角方向からタイヤを装着することができる。
したがって、タイヤの自動取付作業を正確かつ確実に行
うことができ、タイヤ取付作業の全自動化を図る上で信
頼性が大幅に向上する。
いて、車体側のホイールハブにホイール付きタイヤを自
動的に装着する装置に関する。 【0002】 【従来の技術】この種のタイヤ取付装置として例えば特
開昭50−122783号公報に示されているものがあ
る。この装置は図22に示すように、車体前後方向(X
方向)に移動可能なベース501と、φ方向に回転可能
な鉛直支持体502と、上下方向(Y方向)に移動可能
な移動体503、および車幅方向(Z方向)に移動可能
な駆動軸504とが設けられており、駆動軸504の先
端にはナットランナー511を内蔵したタイヤつかみ装
置505がθ方向に回転可能に設けられている一方、駆
動軸504と平行な支持軸506にはカメラ等の検出器
507が設けられている。 【0003】そして、タイヤ508はそのホイールのボ
ルト穴の位置が検出器507の基準座標と一致するよう
な姿勢で予めタイヤつかみ装置505に支持されてお
り、しかもX軸,Y軸およびθ軸の各軸は同期して駆動
されるようになっている。 【0004】したがって、検出器507でブレーキドラ
ム509のボルト510の位置を検出してブレーキドラ
ム509の中心位置を算出した上で、X軸とY軸とを使
ってブレーキドラム509の中心と検出器507の中心
とを一致させる。さらに、検出器507の基準座標にボ
ルト510の位置が一致するまで検出器507をθ方向
に回転させると、これに伴ってタイヤつかみ装置505
もθ方向に回転し、ブレーキドラム509のボルト51
0の位相とホイールのボルト穴の位相とが一致する。 【0005】この状態ではブレーキドラム509の中心
とタイヤつかみ装置505の中心との間にY0なるオフ
セット量を有することになるので、上記の位相合わせ完
了後にオフセット量Y0だけ移動体503を上方に移動
させれば、ブレーキドラム509の中心とタイヤつかみ
装置505の中心とを一致させることができる。そし
て、駆動軸504を使ってタイヤつかみ装置505をブ
レーキドラム509に対して前進させることにより、ブ
レーキドラム509側のボルト510とホイール側のボ
ルト穴とをはめ合わせた上でナット締めを行うことがで
きる。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】タイヤが装着される自
動車のブレーキドラムは、トーイン(自動車を上から見
た場合のブレーキドラムの傾き)およびキャンバ(自動
車を正面から見た場合のブレーキドラムの傾き)という
一定の傾斜角を有しているのが通常であるから、タイヤ
を装着するタイヤ取付装置としてもトーインおよびキャ
ンバに対応し得る自由度を有している必要がある。 【0007】しかしながら図22に示した従来の構造で
は、鉛直支持体502がφ方向の回転自由度を有してい
るだけであるため、ブレーキドラム509のトーインに
対応することができたとしてもキャンバには対応するこ
とができない。 【0008】したがって、ブレーキドラム509がトー
インおよびキャンバを有している場合には、ブレーキド
ラム509に対してその面直角方向からタイヤを装着す
ることができず、タイヤの自動装着が不可能となること
がある。 【0009】また、上記の構造に代わるものとして特公
昭50−24758号公報に示されているホイルナット
自動緊締装置がある。このホイルナット自動緊締装置に
おいては、タイヤつかみ部分が図22のX,Y,Zの自
由度に加えてキャンバに対応する俯仰方向の自由度を有
しているものであるが、仮にタイヤつかみ部分に俯仰方
向の角度を与えてタイヤの中心軸線をブレーキドラムに
対して面直角となるように合わせることができたとして
も、タイヤをブレーキドラムに装着するための送り方向
はタイヤの軸心方向でなく水平方向(Z方向)となるた
めに、タイヤをブレーキドラムのボルトにスムーズに挿
入することができない。 【0010】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、タイヤが装着されるべきホイールハブがト
ーイン,キャンバを有していたとしても、ホイールハブ
の中心に対してタイヤの中心軸線を面直角となるように
合わせることができ、しかもタイヤの中心軸線に沿って
タイヤハンドを前進させることでタイヤをホイールハブ
にスムーズに挿入して装着できるようにした構造を提供
することを目的とする。 【0011】 【課題を解決するための手段】本発明は、トーインおよ
びキャンバを有する自動車のホイールハブに対して、予
めホイールハブ側のハブボルトとホイール側のボルト穴
との位相合わせがなされたホイール付きタイヤを装着す
るタイヤ取付装置において、べースの上に自動車の車幅
方向にスライド可能に設けられたX軸ベースと、X軸ベ
ースの上に自動車の前後方向にスライド可能に設けられ
たY軸ベースと、Y軸ベースの上に上下動可能に設けら
れて前記キャンバに対応する俯仰方向に揺動可能なZ軸
ベースと、Z軸ベースの上に設けられて前記トーインに
対応する自動車の前後方向に旋回可能なθ軸ベースとか
ら構成され、直交3軸の動作自由度とトーイン方向およ
びキャンバ方向の回転2軸の動作自由度を備えた移動手
段を中心として構成される。そして、さらに前記移動手
段のθ軸ベース上に設けられて、タイヤを把持して前記
θ軸ベースの回転中心と直交方向にスライド可能なタイ
ヤハンドとナット締め付け用のナットランナーユニット
とを同一軸線上に配置したハンドユニットと、前記移動
手段のθ軸ベースに設けられて前記タイヤハンドをスラ
イドさせるスライド駆動手段とを備える。 【0012】 【作用】この構造によると、ホイールハブのハブボルト
の位相とタイヤハンドに把持されるホイール付きタイヤ
のボルト穴の位相とを予め一致させておき、例えばホイ
ールハブの中心位置とトーイン,キャンバを求めてこれ
らの情報を移動手段の駆動系にフィードバックする。こ
れにより、移動手段はX,Y,Zの直交3軸方向の自由
度に加えてトーインおよびキャンバに対応するθ,γ方
向の自由度を有するために、タイヤハンドに把持されて
いるタイヤの中心軸線をホイールハブの中心に対して面
直角となるように合わせる。この状態でタイヤハンドの
みを単独で前進させれば、タイヤはトーインおよびキャ
ンバをもつホイールハブに対してその面直角方向からス
ムーズに挿入される。 【0013】 【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。 【0014】最初に本発明のタイヤ取付装置を含むタイ
ヤ取付システム全体の概略を図1および図2をもとに説
明すると、1は台車2上に車体Bを位置決めして直線的
に搬送するための車体搬送ライン、10は車体搬送ライ
ン1の上方に設置されたタイヤ搬送コンベア、S1 はタ
イヤ取付ステーション、Sbはタイヤ取付ステーション
S1の後段に設置されたバックアップステーションであ
る。タイヤ取付ステーションS1 は、車体搬送ライン1
R>の両脇に設置されたタイヤ取付装置としての合計4台
のタイヤ取付ユニット50と、タイヤ受け渡し装置を兼
ねたタイヤ位相合わせ装置20と、ナット供給装置11
0と、タイヤ取付ユニット50の側部に付設されたホイ
ールハブ姿勢検出装置80(図3〜図5参照)のほか、
タイヤ排出エリアであるタイヤ排出コンベア140およ
びナット排出装置150等から構成され、一方、バック
アップステーションSbは上記のタイヤ取付ユニット5
0に代わる手動式のラットランナー8を備えている。 【0015】そして、タイヤ取付ステーションS1 にお
いては、タイヤ搬送コンベア10から投下されたタイヤ
Wをタイヤ位相合わせ装置20が受け取って位相合わせ
を行い、この位相合わせが完了したタイヤWをタイヤ取
付ユニット50上のハンドユニット55(図3〜図5参
照)が把持してホイールハブHに装着してナット締めを
施すものである。 【0016】この時、万一タイヤWをホイールハブH
(図11参照)側に装着できない場合など何らかの異常
が発生した場合には、該当するタイヤ取付ユニット50
は後退限位置まで後退してその把持しているタイヤWを
タイヤ排出コンベア140に排出し、これによりタイヤ
取付ステーションS1 において装着できなかったタイヤ
WはバックアップステーションSbへと送られ、このバ
ックアップステーションSbにおいてタイヤ取付ステー
ションS1 から送られてくる車体Bを待って作業者によ
る手作業にて装着される。そして、例えばタイヤ取付ユ
ニット50そのものの故障等のために上記の異常の処理
に長時間を要するような場合には、本来、タイヤ搬送コ
ンベア10からタイヤ取付ステーションS1に対して行
われるタイヤWの投入は行われずに、タイヤWはタイヤ
搬送コンベア10の終端部まで搬送されてバックアップ
ステーションSbへと直接送られ、このバックアップス
テーションSbにおいて暫定的に作業者の手作業にてタ
イヤWの取付作業が行われることになる。 【0017】次に、前記各装置の詳細を順を追って説明
すると、先ず、車体Bは図3および図5に示すように台
車2上の適宜位置に設けられたクランプ装置4とゲージ
プレート5とにより堅固に位置決め・クランプされてお
り、車体搬送ライン1上を台車2ごと直線的に搬送され
る。すなわち、車体Bは例えば車体前後の牽引フック部
に係合するクランプ装置4で車体全体を下方に押し下げ
ることでゲージプレート5を基準として台車2に対して
位置決めがなされている。 【0018】タイヤ搬送コンベア10は車体搬送ライン
1の真上に所定の傾きをもって配設されているので、図
1に示すようにタイヤ取付ステーションS1の前段で左
右のサブコンベア11a,11bに分岐され、これらの
サブコンベア11a,11bはバックアップステーショ
ンSbまで延設されている。そして、分岐部12には図
6(A),(B)に示すようにエアシリンダ13によっ
て水平方向に往復運動するスライダー14が設けられて
おり、これによってタイヤWを左右のサブコンベア11
a,11bに振り分けるようにしてある。 【0019】また、左右のサブコンベア11a,11b
においてタイヤ位相合わせ装置20の真上に相当する位
置にはそれぞれにタイヤ投入機構15が設けられてい
る。このタイヤ投入機構15は、図7に示すようにサブ
コンベア11a,11b上を搬送されてきたタイヤWを
停留せしめる可倒式のストッパー16と、このストッパ
ー16にて停止させられたタイヤWを直立姿勢に姿勢変
更させて自重落下させる可動コンベア17と、その直立
姿勢に姿勢変更されたタイヤWをシュータ18内に一時
的に停留せしめるスライド式のシャッター19とから構
成され、後述するタイヤ位相合わせ装置20のリフター
24が受け取りにくるまでそのタイヤWを直立状態で保
持するものである。そしてまた、ストッパー16を退避
状態下におくことでタイヤWをタイヤ取付ステーション
S1 に落下させることなく直接バックアップステーショ
ンSbまで搬送することができる構成となっている。 【0020】タイヤ位相合わせ装置20は、ホイールハ
ブHのハブボルト21(図8および図11参照)の位相
にホイールR側のボルト穴9(図10)の位相を合わせ
るためのもので、図9および図18に示す如く構成され
ている。図9および図18において、22はベース、2
3はベース22上に設けられて鉛直な基板43を備えた
本体部、18は本体部23の上方に位置して本体部23
側にタイヤWを投入するためのシュータである。基板4
3にはタイヤWの投入およびタイヤWの回転を円滑にす
るための多数のボールキャスター211が取り付けられ
ており、各ボールキャスター211のボールが共有する
接平面が鉛直なタイヤ規制面として機能する。ここで、
多数のボールキャスター211は、タイヤWのサイズが
変わった場合でもサイドウォール部の最も高い部分に当
接するように所定のピッチで数列にわたって配置されて
いる。 【0021】24はエアシリンダ25のはたらきにより
ガイドロッド26に案内されて図18の実線位置とシュ
ータ18の直下の仮想線位置との間を昇降動作するリフ
ターで、リフター24にはタイヤWを受けるローラ21
2が取り付けられている。 【0022】また、27はリフター24と干渉しないよ
うにリフター24を股いで昇降可能に設けられたタイヤ
受台で、このタイヤ受台27は、その駆動源であるモー
タ28に対して外部から車種信号を付与することでその
車種のタイヤサイズ径に見合った位置まで昇降動作する
とともに、タイヤ受面にはモータ29によってベルト等
を介して回転駆動されるローラ30を備えている。そし
て、タイヤ受台27の高さ位置がその側部に設けた多連
式の光電スイッチ群31によって確認・検出されるよう
になっている。つまり、リフター24がシュータ18の
下部まで上昇することでシュータ18の下部のシャッタ
ー19が一時的に退避動作し、それによってシュータ1
8内で直立状態にて待機していたタイヤWがリフター2
4に移し替えられ、さらにリフター24が再び下降する
ことでタイヤWがタイヤ受台27に移し替えられるよう
になっている。 【0023】32はタイヤ受台27の上方に設置され
て、エアシリンダ33の作動によって水平方向にスライ
ドするスライダーで、このスライダー32には2本のロ
ケートピン34と検出器である光電スイッチ35の受光
器35Bのほか、スライダー32に対してさらに相対移
動可能なタイヤ芯出し用のセンター36が設けられてい
る。つまり、センター36の周囲に配置されたロケート
ピン34および受光器35BはホイールR側の4個のボ
ルト穴9のピッチ円上に位置しており、かつそれらのロ
ケートピン34と受光器35Bの配列ピッチはボルト穴
9同士のピッチと一致するように設定されている。そし
て、センター36はスライダー32に対してエアシリン
ダ213の作動により前進後退動作するようになってお
り、センター6とスライダー32の前進限および後退限
位置はそれぞれリミットスイッチ214〜217によっ
て検出される。 【0024】ここで、タイヤ位相合わせ装置20にはサ
イズの異なる複数種類のタイヤWが投入されるが、タイ
ヤのサイズにかかわらずホイールRのボルト穴9の数お
よびピッチ円径は予め統一されている。 【0025】37はエアシリンダ38の作動によりヒン
ジピン39を回転中心として旋回可能なスイングアーム
で、このスイングアーム37の先端には前記受光器35
Bに対応する光電スイッチ35の投光器35Aが取着さ
れており、スイングアーム37を旋回させて受光器35
Bと投光器35Aとを相対向させることで初めて光電ス
イッチとして機能するようにしてある。 【0026】40はタイヤ受台27上のタイヤWを挟ん
でその両側部に互いに対向するように設けられた一対の
タイヤ位置決めアームで(ただし、図9においては作図
上、1本の位置決めアーム40をタイヤWの上方に描い
てある)、この位置決めアーム40はエアシリンダ41
の作動によってスライドするとともに、回転シリンダ4
4の作動により回動し、先端にはガイドローラ42を備
えている。 【0027】このように構成されたタイヤ位相合わせ装
置20においては、前述したようにリフター24が上昇
してシュータ18からタイヤWを受け取るとリフター2
4が再び下降する。そして、タイヤWはボールキャスタ
ー211に案内されながら徐々に下降し、タイヤWは予
めタイヤサイズ径に見合った位置で待機しているタイヤ
受台27上に移し替えられる。タイヤWがタイヤ受台2
7に移載されると、位置決めアーム40が図9の右方向
に移動してタイヤWを拘束し、そのサイドウォール部を
基板43側に押し付けて位置決めする。これにより、タ
イヤWは鉛直姿勢となるように拘束される。 【0028】次いで、エアシリンダ33の作動によりス
ライダー32がタイヤWに対しその背面側から前進す
る。この前進動作はエアシリンダ33の総ストロークの
中間位置で一旦停止し、代わってエアシリンダ213の
作動によりセンター36が単独で前進し、センター36
はホイールRのセンター穴218に嵌合して芯出しを行
う。この時、タイヤWがセンター36によってセンタリ
ングされることでタイヤ受台27のローラ30からわず
かに浮き上がるため、これを後追いするようにタイヤ受
台27がわずかに上昇し、タイヤWとローラ30とは再
び圧接する。なお、この時の上昇動作はエアシリンダ2
00によってなされる。 【0029】その後、ローラ30がモータ29によって
回転駆動されることでタイヤWがセンター36を中心と
して回転し、その回転中においてボルト穴9のいずれか
1つを通して光電スイッチ35の投・受光器35A,3
5B間の光軸が結ばれるとローラ30の回転が直ちに停
止する。それによって4個のボルト穴9の割り出しが行
われることから、上記のローラ30の回転停止と同時に
エアシリンダ33の作動によりスライダー32が前進す
ることで、ロケートピン34がホイールRの2つのボル
ト穴9と嵌合し、タイヤWの回転方向の位置決めを行う
ことによってタイヤWの位相合わせが完了する。 【0030】上記のようにロケートピン34がボルト穴
9に挿入されると、エアシリンダ213の作動によりセ
ンター36が単独で後退するとともにエアシリンダ20
0の作動によりタイヤ受台27がわずかに下降し、これ
によってタイヤWはロケートピン34のみによって支持
されてなおも位置決め状態が継続される。 【0031】さらに、エアシリンダ38の作動によりス
イングアーム37が図18の仮想線位置まで旋回して退
避し、この退避動作が終わると図9に示すようにタイヤ
Wを把持するためにナットランナー73とタイヤハンド
74とを備えたハンドユニット55がタイヤWの前面側
より前進してきて、図18に示すようにタイヤWの円周
上の三箇所をタイヤハンド74で把持する。 【0032】タイヤハンド74がタイヤWを把持する
と、ロケートピン34がスライダー32ごと後退すると
ともに、位置決めアーム40が図9の左方向に所定量だ
け移動した上で90度程度旋回することで位置決めアー
ム40がタイヤWの正面から退避する。そして、タイヤ
ハンド74に把持されたタイヤWがハンドユニット55
の後退動作によってハンドリングされる一方、位置決め
アーム40、スイングアーム37およびタイヤ受台27
がそれぞれ初期状態に復帰することで1サイクルが終了
する。 【0033】また、サイズの異なるタイヤが投入された
場合には、そのタイヤサイズ情報に応じてタイヤ受台2
7の高さが変化するだけで上記と同様に作用する。 【0034】タイヤ取付ユニット50は、位相合わせが
完了したタイヤWをタイヤ位相合わせ装置20から受け
取って、これを車体B側のホイールハブ(ブレーキディ
スク)Hに装着してナット締めまでを行うためのもの
で、その詳細を図3〜図5および図10に示す。 【0035】このタイヤ取付ユニット50は、ベース5
1上をX方向(車幅方向)にスライド可能なX軸ベース
52と、X軸ベース52上をY方向(車体前後方向)に
スライド可能なY軸ベース53と、Y軸ベース53上に
上下動可能に支持されてスリーブ62が一体に搭載され
たZ軸ベース63と、Z軸ベース63のスリーブ62に
θ方向に旋回可能に支持されたθ軸ベース301と、θ
軸ベース301上に搭載されたハンドユニット55と、
ハンドユニット55の側部に付設されたホイールハブ姿
勢検出装置80とから構成され、さらにZ軸ベース63
はγ方向に傾動可能に構成されている。これにより、上
記の構成要素のうちベース51、X軸ベース52、Y軸
ベース53、Z軸ベース63およびθ軸ベース301は
直交3軸回転2軸の5軸タイプの一種のロボットのよう
な移動手段302を構成している。 【0036】すなわち、図10(ただし、図10は作図
上、異なる断面の図を合成して1つの図面としてある)
に示すようにX軸ベース52はモータ56とボールねじ
57とから成るX軸駆動機構によりガイドレール58上
をX方向にスライド可能であり、Y軸ベース53はモー
タ59とボールねじ60とからなるY軸駆動機構により
ガイドレール61上をY方向にスライドする。また、ス
リーブ62はZ軸ベース63に一体に固定され、さらに
このZ軸ベース63は筒状のカラー64に対してピン6
5により回転可能に支持されている。このカラー64は
Y軸ベース53上に垂設した3本のガイドポスト66
(図3参照)にそれぞれに上下動可能に案内されてお
り、したがって各ガイドポスト66ごとに設けたモータ
67とボールねじ68とから成るZ軸駆動機構を駆動さ
せて各カラー64を一斉に上下動させることでスリーブ
62を含むZ軸ベース63がZ方向に上下動する。 【0037】また、モータ67とボールねじ68および
カラー64等はZ軸ベース63をγ方向に傾動させるγ
軸駆動機構をも兼ねており、前述したピン65による三
箇所の結合部のうち図10の左方の一箇所のカラー64
側が長穴69となっていることから、図10の左右のモ
ータ67の回転量を互いに異ならせることでスリーブ6
2を含むZ軸ベース63全体がγ方向に傾動する。尚、
ここにいうγ方向の傾動角は後述するようにタイヤWを
取り付けようとするホイールハブHが有しているキャン
バに対応するものである。また、θ軸ベース301はモ
ータ70とチェーン71とからなるθ軸駆動機構により
θ方向に旋回可能である。ここにいうθ方向の旋回角は
ハンドユニット55の首振り旋回角としての機能のみな
らず、前述したホイールハブHが有しているトーインに
対応するものである。したがって、タイヤ取付ユニット
50は後述するホイールハブ姿勢検出装置80からのト
ーイン,キャンバに関する検出信号を受けて、それに合
わせて姿勢制御を行いつつタイヤ取付作業を実行するも
のである。 【0038】ハンドユニット55は同じく図10に示す
ように、θ軸ベース301上にハンドベース54を固定
するとともに、ハンドベース54上に基体72の外周に
ヒンジ回転式の3本のフィンガーを配してなるタイヤハ
ンド74をスライド可能に搭載し(ただし、図10では
残り2本のフィンガーは図示省略した)、さらに4つの
ナットランナー73を持たせたナットランナーユニット
79をタイヤハンド74と同芯状に、かつタイヤハンド
74と同方向にスライド可能に搭載したものである。 【0039】そして、タイヤハンド74の各フィンガー
はエアシリンダ75によりブラケット76をスライドさ
せることで一斉に開閉動作する一方、タイヤハンド74
はスライド駆動手段であるエアシリンダ77の作動によ
りハンドベース54上をθ軸ベース301の回転中心と
直交方向にスライドし、またナットランナーユニット7
9は別のエアシリンダ78の作動によりハンドベース5
4に対してタイヤハンド74と同方向にスライドする構
造となっている。 【0040】ホイールハブ姿勢検出装置80は、前述し
たように位相合わせが行われたタイヤW側の4つのボル
ト穴9の位相とホイールハブH側の同じく4つのハブボ
ルト21の位相とを合致させるとともに、ホイールハブ
Hの中心とトーインおよびキャンバを検出するためのも
ので、その詳細を図11,図19および図20に示す
(ただし、図11は作図上、異なる断面の図面を合成し
て1つの図面としてある)。 【0041】このホイールハブ姿勢検出装置80は、前
述したハンドユニット55の基体72の側面、より詳し
くはθ軸ベース301の回転中心を基準とした場合にタ
イヤハンド74の中心軸線からθ方向に90度位相をず
らした位置に設置してある。81は略L字状のベースプ
レートで、このベースプレート81の下端は基体72に
対して回動可能にヒンジ結合されている一方、その上端
はコイルばね82とクッションロッド83とからなるダ
ンパーユニット84を介して弾性支持されている。そし
て、このダンパーユニット84に隣接してハブボルト2
1のX方向の位置を検出するための位置検出器(ポテン
ショメータ)85が設けられており、ハンドユニット5
5がホイールハブHに対し前進してベースプレート81
と一体のリング状の接触板86がハブボルト21の先端
面に当接した場合に、後述するようにヒンジピン102
を回転中心とするベースプレート81の回転変位に基づ
いてハブボルト21のX方向の位置を検出するようにし
てある。 【0042】88はベースプレート81の水平脚部81
aの先端に鉛直状態にて取り付けられた略くさび状のZ
方向規制板で、このZ方向規制板88はエアシリンダ8
9の作動によりリニアガイド90に案内されて昇降動作
するもので、図8および図19に示すようにZ方向に上
昇させることで隣り合う2つのハブボルト21(例えば
21bと21c)がその傾斜した規制面88aに接する
までホイールハブHを強制的に回転させて拘束するよう
になっている。 【0043】また、93は接触板86を挟んでその水平
方向両側部に互いに平行に対向配置された一対のアー
ム、94はアーム93の先端にそれぞれに取着されたY
方向規制板で(ただし、図11においてアーム93およ
びY方向規制板94は作図上、その位置を上下方向にず
らして描いてある)、このY方向規制板94は両者の間
に架橋的に配設されたエアシリンダ96の作動によりア
ーム93とともにガイドロッド97に沿って相互に接近
離間して、予めZ方向規制板88で予備規制されている
4本のハブボルト21をホイールハブHの両側から挟み
込むようになっている。 【0044】つまり、一対のY方向規制板94は、図8
に示すように各Y方向規制板94に各一対のハブボルト
21が当接する状態となるまでホイールハブHを強制的
に回転させて、4本のハブボルト21の位相を、予めタ
イヤハンド74に把持されるタイヤW側のボルト穴9
(図10参照)の位相と一致させる役目をする。そし
て、前記のアーム93の変位量に基づいて、ベースプレ
ート81に取り付けられた一対のY方向の位置検出器
(ポテンショメータ)98によりハブボルト21のY方
向位置を検出するものである。 【0045】ここで、一対のY方向規制板94でハブボ
ルト21を拘束するのに先立って、傾斜した規制面88
aを有するZ方向規制板88で予備規制しているのは、
例えばY方向規制板94とハブボルト21との関係が図
21のようにいわゆるデッドポイント状態となった場合
にはホイールハブHを回転させてハブボルト21の位相
をタイヤW側の位相と一致させることが困難となるから
である。したがって、図8に示すように傾斜した規制面
88aを有するZ方向規制板88で予めハブボルト21
を予備規制することにより、一対のY方向規制板94で
ハブボルト21を拘束する際には上記のデッドポイント
状態は確実に回避される。 【0046】95は一方のY方向規制板94に取り付け
られて、先端にZ方向検出子92を有するZ方向の位置
検出器(ポテンショメータ)で、上記のように一対のY
方向規制板94でハブボルト21を拘束した状態でZ方
向検出子92をエアシリンダ91の作動により下降させ
ることにより、図8のハブボルト21aのいずれか一方
のZ方向の位置が位置検出器95にて検出される。 【0047】99A,99B,99Cは接触板86に付
設されてホイールハブHの傾き(トーイン,キャンバの
双方を含む)を検出するための傾き検出子で、この傾き
検出子99A〜99Cは図8および図19に示すように
ホイールハブHのハブ面の三箇所P1,P2,P3 に対応
する位置にそれぞれに配設されており(ただし、図11
においては3つの検出子を同一平面上に描いてある)、
各々の傾き検出子99A〜99Cをエアシリンダ100
の作動によりホイールハブHに押し当ててその変位量を
それぞれの位置検出器(ポテンショメータ)101A,
101B,101Cにて検出して演算することでホイー
ルハブH全体としての傾きを検出するようにしてある。
そして、上記の傾き検出子99A〜99Cと、エアシリ
ンダ100および位置検出器101A〜101Cの三者
によりトーイン,キャンバを検出するための傾き検出手
段を構成している。 【0048】すなわち、傾き検出子99Aに対応する位
置検出器101Aと傾き検出子99Bに対応する位置検
出器101Bで検出された値をもとに所定の演算をする
ことでホイールハブHの左右方向の傾きであるトーイン
が求められ、同様に傾き検出子99Bに対応する位置検
出器101Bと傾き検出子99Cに対応する位置検出器
101Cで検出された値をもとに所定の演算をすること
でホイールハブHの上下方向の傾きであるキャンバが求
められることになる。 【0049】ここで、上記のホイールハブ姿勢検出装置
80の一連の作用を図8,図10,図11のほか図12
を用いて説明する。 【0050】このホイールハブ姿勢検出装置80は、θ
軸ベース301がθ方向に90度旋回してハンドユニッ
ト55がタイヤ位相合わせ装置20と向き合っている状
態、つまりホイールハブ姿勢検出装置80がホイールハ
ブHと向き合っている状態のもとでホイールハブHの姿
勢の検出を行うものである。この時、タイヤハンド74
は前述したようにタイヤ位相合わせ装置20から位相合
わせが完了したタイヤWを予め受け取って把持してい
る。 【0051】先ず、X軸モータ56の起動によりX軸ベ
ース52が前進し、それによって接触板86がハブボル
ト21の先端面に当接することからベースプレート81
全体がヒンジピン102を回転中心として傾動する。そ
して、このベースプレート81の傾動変位量からハブボ
ルト21(ホイールハブH)全体のX方向の位置が位置
検出器85にて検出される。つまり、接触板86がハブ
ボルト21の先端面に当接して位置検出器85の出力が
立ち上がった瞬間の値がX方向の位置となるのである
が、接触板86がハブボルト21の先端面に当接した瞬
間にX軸モータ56を停止させたとしても、X軸ベース
52はサイクルタイムを可及的に短くするために高速に
て送りが与えられているので、ハブボルト21のX方向
の位置を検出した位置よりも所定量だけ行き過ぎること
になる。そこで、X軸ベース52が完全に停止した時の
位置検出器85の値と、先にハブボルト21を検出した
時の位置検出器85の値との差分だけX軸ベース52を
後退させる。その結果、接触板86がハブボルト21に
当接した瞬間の状態が再現され、この状態でのホイール
ハブ姿勢検出装置80の位置がそれ以降の各種の検出に
際しての原点位置となる。 【0052】次にZ方向規制板88が上昇し、図8およ
び図19に示すように規制面88aに対して2本のハブ
ボルト21b,21cが接するまでホイールハブHを強
制的に回転させてハブボルト21の位置を予備規制し、
そののちにZ方向規制板88が下降する。次いで一対の
Y方向規制板94が互いに前進し、図8および図19に
示すように各Y方向規制板94にそれぞれ2本のハブボ
ルト21が接するまでホイールハブH全体を回転させ、
双方のY方向規制板94間に全てのハブボルト21を挟
み込む。これにより、ハブボルト21の位相が既にタイ
ヤハンド74に把持されているタイヤW側のボルト穴9
の位相と一致する。この時のY方向規制板94の変位量
から位置検出器98にてハブボルト21のY方向の位置
を検出するとともに、他の位置検出器95によりハブボ
ルト21のZ方向の位置を検出する。そして、前記ハブ
ボルト21のY方向位置とZ方向位置に基づいてホイー
ルハブHの中心位置を演算して求め、この中心位置情報
をタイヤ取付ユニット50の制御系にフィードバックし
てタイヤ取付ユニット50をY,Z方向に動かし、ホイ
ールハブ姿勢検出装置80の接触板86の中心軸線をホ
イールハブHの中心位置と一致させる。ただし、接触板
86の中心軸線がホイールハブHの中心と一致してはい
てもホイールハブHのハブ面に対して面直角とはなって
いない。尚、この時にはY方向規制板94等は一旦後退
している。 【0053】続いて、傾き検出子99A〜99Cを一斉
に前進させて図8に示すようにホイールハブHのハブ面
上の3位置P1,P2,P3 にそれぞれ押し当て、それに
より位置検出器101A〜101CにてホイールハブH
の傾き、すなわちトーイン,キャンバをそれぞれ検出す
る。そして、このトーイン,キャンバに関する検出デー
タに基づいてタイヤ取付ユニット50のθ,γ方向の姿
勢の補正を行い、ホイールハブ姿勢検出装置80の接触
板86の中心軸線がホイールハブHのハブ面に対して面
直角となるように修正する。この時、タイヤ取付ユニッ
ト50をθ,γ方向に動かすことで前記の接触板86の
中心軸線とホイールハブHの中心とがY,Z方向にもず
れてくることから、同時にタイヤ取付ユニット50を
Y,Z方向にも動かしてその芯ずれ補正を行う。以上の
操作により、接触板86の中心軸線がホイールハブHの
ハブ面に対していわゆる面直角となる。 【0054】次に、再びY方向規制板94が前進してハ
ブボルト21を拘束した上で位置検出器98にてハブボ
ルト21のY方向位置を検出するとともに、Z方向検出
子92も再度下降して位置検出器95にてハブボルト2
1のZ方向位置を検出し、これらの検出データに基づい
て再度ホイールハブHの中心位置を算出する。そして、
こうして最終的に求められたホイールハブHの中心位置
データに基づいて再度タイヤ取付ユニット50のY,Z
方向の姿勢の補正を行い、接触板86の中心軸線をホイ
ールハブHのハブ面の中心と一致させる。 【0055】その結果、接触板86の中心軸線はホイー
ルハブHの中心と一致するとともにそのハブ面に対して
も面直角となり、したがってハンドユニット55をθ軸
ベース301ごとθ方向に90度旋回させてタイヤハン
ド74に把持されているタイヤWをホイールハブHと対
向させれば、直ちにタイヤWの中心軸線がホイールハブ
Hのハブ面の中心に対して面直角で一致する状態とな
る。 【0056】以上のようにしてタイヤ取付ユニット50
とホイールハブHの位置合わせが完了するとタイヤ取付
ユニット50が一旦X方向に後退し、図10に示すよう
にすでにタイヤ位相合わせ装置20からタイヤWを受け
取って把持しているハンドユニット55がθ軸ベース3
01とともに90度回転し、それによってハンドユニッ
ト55に把持されているタイヤWとホイールハブHとが
相対向するかたちとなる。 【0057】そして、タイヤ取付ユニット50が、先に
ハブボルト位置を検出した位置までX方向に前進し、さ
らにハンドユニット55がエアシリンダ77でタイヤハ
ンド74を単独で前進させてその把持しているタイヤW
をハブボルト21に装着する。そして、最後にエアシリ
ンダ78によってナットランナーユニット79を前進さ
せて、後述するようにナットランナー73に事前に挿入
されているナットNを締め付けることでタイヤWの取り
付けが完了する。 【0058】ナット供給装置110は、予め整列された
ナットをナットランナー73に挿入・供給するための装
置で、その詳細を図13〜図15に示す(ただし、図3
〜図5参照のこと)。このナット供給装置110は、図
に示すように、エアシリンダ111の作動によりフレー
ム112に横架されたガイドレール113上をY方向に
走行して、マガジンシュータ114内に整列されたナッ
トを1個づつ取り出すためのナット取り出しユニット1
15と、このナット取り出しユニット115からナット
を受け取ってハンドユニット55側のナットランナー7
3に挿入・供給するためのナット受け渡しユニット11
6とからなり、ナット受け渡しユニット116はエアシ
リンダ117の作動によりフレーム112に横架された
ガイドレール118上をY方向に走行するようになって
いる。 【0059】ナット取り出しユニット115は、図14
および図15に示すように、スライドベース119に鉛
直状態にて取り付けられてエアシリンダ120の作動に
より昇降可能なナット受台121と、エアシリンダ12
2の作動により回動動作してマガジンシュータ114の
端末のグリッパー123を押し開くためのアーム124
と、水平配置されたエアシリンダ125の作動により前
後進するプッシュロッド126とからなり、アーム12
4の先端のテーパ部124aがグリッパー123側のロ
ーラ123aと接触してグリッパー123を左右に押し
開くことでマガジンシュータ114内のナットNが1個
づつナット受台121上に取り出され、プッシュロッド
126が前進することでその取り出されたナットNがナ
ット受け渡しユニット116のナット保持孔126a内
に挿入されるものである。 【0060】一方、ナット受け渡しユニット116は、
4個のナット保持孔126aが形成されたインデックス
プレート127を備えており、このインデックスプレー
ト127は回転シリンダ128によって90度づつ定角
間欠的に回転駆動されるとともに、該プレート127の
背面側には各ナット保持孔126aに対応して、エアシ
リンダ129によって作動されるプッシュロッド130
が設けられている。そして、このナット受け渡しユニッ
ト116は、前記のナット取り出しユニット115と対
応する位置まで走行し、該ナット取り出しユニット11
5との協働によりナット保持孔126a内に合計4個の
ナットNをもらい受け、再び所定の待機位置まで走行し
て待機する。そののち、この待機位置にタイヤ取付ユニ
ット50がナットNを受け取りにくると、前記のプッシ
ュロッド130が前進してそのナットNをナットランナ
ー73の先端に押し込んでナット供給を行うことにな
る。 【0061】次に、タイヤ排出コンベア140は、一旦
ハンドユニット55に把持されたにもかかわらずタイヤ
取付ユニット50側の故障あるいはナット締め付け時の
トルク不良等によりホイールハブH側に装着不能なタイ
ヤを排出してタイヤ取付ステーションS1 の後段のバッ
クアップステーションSb側に移送するためのもので、
その詳細を図1,図2および図3に示す。図に示すよう
に、各タイヤ取付ユニット50の側部にそれぞれに若干
傾斜したサブコンベア141を配設するとともに、これ
らサブコンベア141と交差するようにして同じく若干
傾斜したメインコンベア142をバックアップステーシ
ョンSb側へ延設するようにして設けてある。 【0062】そして、一旦タイヤハンド74に把持され
たタイヤWが装着不能である場合には、その異常信号を
受けてハンドユニット55が図5の排出位置まで旋回し
て後退することでそのタイヤWをサブコンベア141上
に載置する。そして、タイヤハンド74が開動作するこ
とでタイヤWはサブコンベア141上を転動し、メイン
コンベア142との合流部で転倒してそのまま該メイン
コンベア142上をバックアップステーションSbへと
自重により落下して搬送されることになる。 【0063】一方、ナット排出装置150は、上記のよ
うに装着不能なタイヤWを排出するのに併せてそのタイ
ヤのために用意されたナットNをナットランナー73か
ら排出するためのもので、図1に示すようにタイヤ位相
合わせ装置20の側部にそれぞれに設けられている。 【0064】このナット排出装置150は、図16に示
すようにその本体151内に4個の電磁石152を備え
るとともに、ナット受け箱153を有しており、前記の
タイヤ排出後にナットランナー73をナット排出装置1
50と対向させて、電磁石152を励磁しつつナットラ
ンナー73を後退させることでそのナットNが電磁石1
52に吸引される。その後、電磁石152を消磁するこ
とによってナットNがナット受け箱153内に排出され
ることになる。 【0065】次に、以上の構成からなるタイヤ自動取付
装置の一連の作用を図17をもとにして説明する。 【0066】先ず、車体Bを位置決めしている台車2が
タイヤ取付ステーションS1 に到達して位置決めされる
と、図3および図5のリフター6が上昇することでサス
ペンション系を押し上げてホイールハブHを一定高さ位
置に拘束する。この時、タイヤ取付ユニット50のハン
ドユニット55が図3の左旋回位置にあって、予めタイ
ヤ位相合わせ装置20からその車種に見合ったタイヤW
を受け取って把持しており、したがってホイールハブ姿
勢検出装置80がホイールハブHに面している。そし
て、タイヤ取付ユニット50がX方向に前進し、図11
に示したホイールハブ姿勢検出装置80により前述した
ようにホイールハブHの中心の算出やトーイン,キャン
バの検出等が行われ、その検出データに基づいてホイー
ルハブHに対するタイヤ取付ユニット50の位置合わせ
が行われる。 【0067】一方、このタイヤ取付ユニット50の位置
決めと併行してナット供給装置110側では次のタイヤ
に備えてナットの受け渡しが行われており、ナットNを
受け取ったナット受け渡しユニット116が所定位置で
待機している(現在、ハンドユニット55に把持されて
いるタイヤWを固定するためのナットは、すでにナット
ランナー73内に挿入されている)。また、タイヤ位相
合わせ装置20側についても次のタイヤ取り付けに備え
てタイヤ位相合わせ作業が進行している。 【0068】続いて、前記ホイールハブHに対するタイ
ヤ取付ユニット50の位置合わせが完了すると、タイヤ
取付ユニット50が一旦X方向に後退し、ハンドユニッ
ト55が図3の右方向に90度旋回してその実線で示す
状態となる。これによって、ハンドユニット55に把持
されているタイヤWとホイールハブHとが初めて相対向
するかたちとなる。そして、タイヤ取付ユニット50が
X軸ベース52を動かすことによって再びX方向に前進
し、さらにエアシリンダ77の作動によりタイヤハンド
74が単独で前進することでハブボルト21とボルト穴
9が合致してタイヤWの装着が行われる。その後、さら
にエアシリンダ78の作動によりナットランナーユニッ
ト79が前進してナットNを締め付け、同時にそのトル
クチェックが行われる。 【0069】こうして、タイヤWの取り付けが完了する
と、タイヤハンド74が開動作してタイヤハンド74お
よびナットランナーユニット79がそれぞれ後退する一
方、タイヤ取付ユニット50もまたX方向に後退してハ
ンドユニット55が90度旋回するとともに、各軸の姿
勢がハブボルト検出時の補正前の姿勢に戻される。そし
て、タイヤ取付ユニット50とナット受け渡しユニット
116とが相互に対向する位置まで個別に前進し、ナッ
トランナー73がナット受け渡しユニット116から次
なる4個のナットNを受け取ったのちにタイヤ取付ユニ
ット50はタイヤ位相合わせ装置20に対して次のタイ
ヤWを受け取りにゆくことになる。 【0070】ここで、前述したような何らかの理由によ
りタイヤ装着が不能となった場合、その該当するタイヤ
取付ユニット50は図5に示すように後退限位置まで後
退してその把持しているタイヤWをサブコンベア141
に排出するとともにナットNをナット排出装置150に
て排出し、それによってタイヤ取付ステーションS1に
おいて装着できなかったタイヤWはメインコンベア14
2により後段のバックアップステーションSbへと送ら
れる。この時、バックアップステーションSbにおいて
はタイヤ未装着の発生と原因箇所が図外の表示装置によ
り表示されることから、バックアップステーションSb
で待機している作業者はタイヤ取付ステーションS1か
ら送られてくる車体Bを待ってそのタイヤWをナットラ
ンナー8を用いて手作業で装着する。 【0071】そして、タイヤ取付ユニット50側の異常
のためにタイヤ装着が不能となって万一その異常処理に
長時間を要するような場合には、本来、タイヤ搬送コン
ベア10からタイヤ取付ステーションS1 のタイヤ位相
合わせ装置20に対して行われるタイヤWの投入は行わ
れず、タイヤWはタイヤ搬送コンベア10の終端部まで
搬送されてバックアップステーションSbへと直接送ら
れ、このバックアップステーションSbにおいて暫定的
に作業者の手作業にてタイヤの取付作業が行われる。そ
の結果としてライン全体を停止しないで済むことから、
稼動率の向上が図られることになる。 【0072】 【発明の効果】以上のように本発明のタイヤ取付装置に
よれば、X,Y,Z方向の直交3軸の動作自由度とトー
イン,キャンバ方向の回転2軸の動作自由度を有する移
動手段に、タイヤハンドとナットランナーユニットとを
同一軸線上に配置したハンドユニットを支持させるとと
もに、ハンドユニットにはタイヤハンドを単独でスライ
ドさせる自由度を持たせた構成としたため、タイヤを装
着すべきホイールハブの中心位置とハブ面の傾きに関す
る情報さえ与えられれば、たとえホイールハブがトーイ
ン,キャンバを有していたとしてもタイヤの中心軸線と
ホイールハブの中心軸線とを同一軸線上で一致させた上
で、タイヤハンドをスライドさせてホイールハブに対し
てその面直角方向からタイヤを装着することができる。
したがって、タイヤの自動取付作業を正確かつ確実に行
うことができ、タイヤ取付作業の全自動化を図る上で信
頼性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のタイヤ取付装置(タイヤ取付ユニッ
ト)を含むタイヤ取付システムの全体の概略を示す平面
説明図。 【図2】図1の正面説明図。 【図3】タイヤ取付ユニットの平面図。 【図4】図3の正面図。 【図5】図3の側面図。 【図6】(A)はタイヤ搬送コンベアの要部の詳細を示
す断面説明図、(B)は同図(A)の側面説明図。 【図7】タイヤ投入機構の詳細を示す説明図。 【図8】ホイールハブの詳細を示す正面図。 【図9】タイヤ位相合わせ装置の詳細を示す断面説明
図。 【図10】タイヤ取付ユニットの詳細を示す断面説明
図。 【図11】ホイールハブ姿勢検出装置の詳細を示す断面
説明図。 【図12】図11に示す装置の作用を示すフローチャー
ト。 【図13】ナット供給装置の全体説明図。 【図14】図13の側面説明図。 【図15】図14の要部の側面説明図。 【図16】ナット排出装置の詳細を示す説明図。 【図17】タイヤ取付システム全体の作用を説明するた
めのタイミングチャート。 【図18】図9のタイヤ位相合わせ装置の左側面図。 【図19】図11のホイールハブ姿勢検出装置の右側面
図。 【図20】図19の側面説明図。 【図21】ハブボルトとY方向規制板との関係を示す説
明図。 【図22】従来のタイヤ取付装置の一例を示す説明図。 【符号の説明】 9…ボルト穴 20…タイヤ位相合わせ装置 21…ハブボルト 50…タイヤ取付装置としてのタイヤ取付ユニット 51…ベース 52…X軸ベース 53…Y軸ベース 55…ハンドユニット 63…Z軸ベース 72…基体 73…ナットランナー 74…タイヤハンド 79…ナットランナーユニット 77…スライド駆動手段としてのエアシリンダ 80…ホイールハブ姿勢検出装置 301…θ軸ベース 302…移動手段 B…車体 H…ホイールハブ N…ナット R…ホイール W…タイヤ
ト)を含むタイヤ取付システムの全体の概略を示す平面
説明図。 【図2】図1の正面説明図。 【図3】タイヤ取付ユニットの平面図。 【図4】図3の正面図。 【図5】図3の側面図。 【図6】(A)はタイヤ搬送コンベアの要部の詳細を示
す断面説明図、(B)は同図(A)の側面説明図。 【図7】タイヤ投入機構の詳細を示す説明図。 【図8】ホイールハブの詳細を示す正面図。 【図9】タイヤ位相合わせ装置の詳細を示す断面説明
図。 【図10】タイヤ取付ユニットの詳細を示す断面説明
図。 【図11】ホイールハブ姿勢検出装置の詳細を示す断面
説明図。 【図12】図11に示す装置の作用を示すフローチャー
ト。 【図13】ナット供給装置の全体説明図。 【図14】図13の側面説明図。 【図15】図14の要部の側面説明図。 【図16】ナット排出装置の詳細を示す説明図。 【図17】タイヤ取付システム全体の作用を説明するた
めのタイミングチャート。 【図18】図9のタイヤ位相合わせ装置の左側面図。 【図19】図11のホイールハブ姿勢検出装置の右側面
図。 【図20】図19の側面説明図。 【図21】ハブボルトとY方向規制板との関係を示す説
明図。 【図22】従来のタイヤ取付装置の一例を示す説明図。 【符号の説明】 9…ボルト穴 20…タイヤ位相合わせ装置 21…ハブボルト 50…タイヤ取付装置としてのタイヤ取付ユニット 51…ベース 52…X軸ベース 53…Y軸ベース 55…ハンドユニット 63…Z軸ベース 72…基体 73…ナットランナー 74…タイヤハンド 79…ナットランナーユニット 77…スライド駆動手段としてのエアシリンダ 80…ホイールハブ姿勢検出装置 301…θ軸ベース 302…移動手段 B…車体 H…ホイールハブ N…ナット R…ホイール W…タイヤ
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭50−122783(JP,A)
特開 昭58−22688(JP,A)
特公 昭50−24758(JP,B1)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 (1) トーインおよびキャンバを有する自動車のホイ
ールハブ(H)に対して、予めホイールハブ(H)側の
ハブボルト(21)とホイール(R)側のボルト穴
(9)との位相合わせがなされたホイール付きタイヤ
(W)を装着するタイヤ取付装置において、べース(5
1)の上に自動車の車幅方向にスライド可能に設けられ
たX軸ベース(52)と、X軸ベース(52)の上に自
動車の前後方向にスライド可能に設けられたY軸ベース
(53)と、Y軸ベース(53)の上に上下動可能に設
けられて前記キャンバに対応する俯仰方向に揺動可能な
Z軸ベース(63)と、Z軸ベース(63)の上に設け
られて前記トーインに対応する自動車の前後方向に旋回
可能なθ軸ベース(301)とから構成され、直交3軸
の動作自由度とトーイン方向およびキャンバ方向の回転
2軸の動作自由度を備えた移動手段(302)と、前記
移動手段(302)のθ軸ベース(301)上に設けら
れて、タイヤ(W)を把持して前記θ軸ベース(30
1)の回転中心と直交方向にスライド可能なタイヤハン
ド(74)とナット締め付け用のナットランナーユニッ
ト(79)とを同一軸線上に配置したハンドユニット
(55)と、前記移動手段(302)のθ軸ベース(3
01)に設けられて前記タイヤハンド(74)をスライ
ドさせるスライド駆動手段(77)、とを備えたことを
特徴とするタイヤ取付装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3150356A JP2501973B2 (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | タイヤ取付装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3150356A JP2501973B2 (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | タイヤ取付装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58102105A Division JPH0659762B2 (ja) | 1983-06-08 | 1983-06-08 | 自動車用タイヤの自動取付装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04252702A JPH04252702A (ja) | 1992-09-08 |
JP2501973B2 true JP2501973B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=15495200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3150356A Expired - Lifetime JP2501973B2 (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | タイヤ取付装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2501973B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4792325B2 (ja) * | 2006-04-17 | 2011-10-12 | 株式会社栗本鐵工所 | タイヤ脱着装置 |
WO2020187446A1 (de) * | 2019-03-15 | 2020-09-24 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Mobilteil mit zumindest einem auf dem mobilteil angeordneten aufsatzmodul |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5024758A (ja) * | 1973-06-04 | 1975-03-17 | ||
JPS5610132B2 (ja) * | 1974-03-15 | 1981-03-05 | ||
JPS5822688A (ja) * | 1981-07-23 | 1983-02-10 | 石川島播磨重工業株式会社 | 関節形ロボツトア−ム |
-
1991
- 1991-06-21 JP JP3150356A patent/JP2501973B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04252702A (ja) | 1992-09-08 |
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