JP2945395B1 - ホイールのリム締付設備 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 作業者に負担をかけずにスポークの端部をリ
ムに締付けでき、治具の段取替えも自動的にかつ正確に
行えるホイールのリム締付設備を提供する。 【解決手段】 ホイール１のハブ２とリム３とを連結す
るスポーク４をリム３に締付けて固定するリム締付設備
は、搬入機６、本締め機７、記憶媒体９、治具搬出入機
４９，６４、および治具交換制御手段９７を備える。搬
入機６は、仮組みホイール１を、ワーク受入口５まで搬
送する。本締め機７は、ワーク受入口５に搬送された仮
組みホイール１のハブ２とリム３を治具１４，１５によ
り保持し、スポーク４の他端部をリム３に本締めする。
記憶媒体９は、仮組みホイール１を支持するワーク台８
に取り付けられて、本締め作業に用いられる締付けデー
タおよび治具識別データを記憶する。治具搬出入機４
９，６４は、治具交換制御手段９７により制御されて、
本締め機７に対して所望の治具１４，１５を搬入し、不
要の治具１４，１５を搬出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動二輪車などの
ホイールにおける中心部のハブと外周部のリムとを連結
するスポークをリムに自動的に締付けて固定する締付設
備に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動二輪車などのホイールは、その中心
部のハブと外周部のリムとを複数本のスポークで連結し
て構成される。そのスポーク連結作業は、仮締め工程と
本締め工程の前後２工程を作業者の手作業により行う。
仮締め工程では、先ずスポークの一端部をハブに係止
し、次にスポークの他端部をリムに仮締めするという作
業をリムの全周にわたって繰り返す。本締め工程では、
仮締めしたホイールを、上下から治具で挟み、この状態
で各スポークの他端部をリムに順次本締めする。このス
ポーク連結作業のうち、仮締め工程においてスポークの
一端部をハブに係止する処理については、これを装置に
より自動的に行う技術が提案されているが（特開平８−
９１００７号公報）、その他の処理はすべて作業者の手
作業により行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のスポーク連結作業では、以下に挙げるような課題があ
る。 （１） 作業者によりリムの全周にわたってスポークの
本締めを行うので、リムの全周にスポークを均一に締め
付けるのに、ある程度の技術が作業者に要求される。 （２） また、前記本締め作業は一人の作業者により行
い、しかも手作業であるために、締付方向や締付力にば
らつきが出るので、リムの径方向の振れ（芯ずれ）が生
じる。このため、後工程において振れ取り作業が必要に
なる。 （３） 段取替作業において、作業者は前工程から送ら
れてくる仮組みホイールを目で確認して、棚から必要な
上下治具を選ぶが、このとき治具の取り出しに手間がか
かる。 （４） 段取替時に、作業者が上下治具を棚から持ち運
ぶ必要があるが、この上下治具はセットになっているた
め重く、作業者に負担がかかる。

【０００４】本発明は、このような課題を解消し、作業
者に負担をかけることなく、精度よくかつ能率的にリム
にスポークの端部を締付けでき、治具の段取替えも自動
的にかつ適確に行うことのできるホイールのリム締付設
備を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１のホイールのリム締付設備は、ホイールに
おける中心部のハブと外周部のリムとを連結するスポー
クをリムに締付けて固定する設備であって、搬入機と、
本締め機と、記憶媒体と、治具搬出入機と、治具交換制
御手段とを備える。前記搬入機は、前記ハブに一端部が
係止されたスポークの他端部をリムに仮締めした仮組み
ホイールを、ワーク受入口まで搬送する。前記本締め機
は、前記ワーク受入口に搬送された仮組みホイールのハ
ブとリムを治具により保持し、この状態でスポークの他
端部をリムに本締めする。前記記憶媒体は、前記仮組み
ホイールまたはこのホイールを支持するワーク台に取り
付けられて、前記本締め機による本締め作業に用いられ
る締付けデータおよび治具識別データを記憶するもので
ある。前記治具搬出入機は、前記本締め機に対して所望
の治具を搬入し、不要の治具を搬出する。前記治具交換
制御手段は、前記記憶媒体から治具識別データを読み取
って前記治具搬出入機を制御し、ホイールに対応した治
具を本締め機に搬入させ、不要となった治具を本締め機
から搬出させる。上記構成によれば、治具交換制御手段
で制御される治具搬出入機により、治具が本締め機に搬
入される。治具が搬入されている本締め機のワーク受入
口まで、搬入機により搬送されてきた仮組みホイール
を、作業者が治具に保持させると、本締め機は、記憶媒
体に記憶された締付けデータに基づき、スポークの他端
部をリムに本締めする本締め作業を自動的に行う。次回
の本締め作業に使用しない治具は、治具交換制御手段で
制御される治具搬出入機によって本締め機から搬出され
る。

【０００６】本発明の好ましい実施形態では、前記本締
め機が、前記スポークの他端部をリムに本締めするロボ
ットと、前記ホイールを保持した治具を回転させて前記
ロボットの動作範囲内に本締め箇所を位置させる治具回
転機とを備える。この構成によれば、ロボットの動作範
囲を狭くして、ホイールを順次回転させながらリムの全
周にわたって本締めを能率よく行うことができる。

【０００７】好ましくは、前記治具が軸心を上下方向に
向けたホイールを上下から挟んで保持する治具上半体と
治具下半体とを有し、前記治具下半体は前記治具回転機
に連結されている。この構成によれば、治具回転機で治
具下半体を順次回動させながらロボットによる本締めを
能率よく行うことができる。

【０００８】前記ロボットは、２台設けられて、前記ホ
イールの軸対称部について前記本締めを行うのが好まし
い。この構成によれば、ホイールの軸対称部の本締め
が、２台のロボットで同時に行われるので、各スポーク
の他端部をリム全周にわたって均一に締め付けることが
でき、従来例の場合のような後工程での振れ取り作業が
不要となる。さらに、好ましい実施形態では、前記治具
がホイールを軸方向両側から挟んで保持する治具上半体
と治具下半体とを有し、前記治具搬出入機が前記治具上
半体と治具下半体のそれぞれを搬出入する治具上半体搬
出入機と治具下半体搬出入機とを有している。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図面を参照しながら詳述する。図１は本発明の
一実施形態である自動二輪車などのホイールのリム締付
設備を示す概略構成図である。このリム締付設備は、図
１０に示すハブ２に一端部が係止されたスポーク４の他
端部のニップル１０をリム３に仮締めした仮組みホイー
ル１に対して、そのスポーク４をニップル１０によって
リム３に本締めする設備であって、図１に示すように、
前記仮組みホイール１をワーク受入口５まで搬送する搬
入機６と、前記ワーク受入口５に搬送された仮組みホイ
ール１を本締めする本締め機７とを備える。

【００１０】前記搬入機６は、たとえばローラコンベア
からなり、この上にワーク台８が載せられている。その
搬送路の始端側で前記ワーク台８に、ホイール１のハブ
２とリム３が載せられ、搬送路の終端部である前記ワー
ク受入口５の前まで搬送される。また、前記搬送路の始
端側では、前記ワーク台８の上に取り付けられた記憶媒
体であるワークＩＤカード９に、生産計画に基づいて、
図示しない書込み器により、機種名（番号）やリム径、
リム幅、スポーク孔数、スポーク孔ずれ幅、スポークね
じれ角度など、本締め機７によるリム本締め作業に用い
られる締付けデータと、本締め機７に用いる治具の識別
データとが書き込まれる。なお、ワークＩＤカード９
は、ホイール１のハブ２やリム３などに直接取り付けて
もよい。このワークＩＤカード９としては、磁気誘導
式、光学式など、種々の非接触型で書込み、読出しが可
能な記憶媒体を使用できる。

【００１１】前記搬送路の途中の所定位置では、スポー
ク４の一端部をハブ２に係止するとともに、スポーク４
の他端部のニップルをリム３に仮締めして仮組みホイー
ル１とする仮締め作業が作業者の手作業で行われる。こ
の仮締め作業を、本締め作業を示す図１０と図１１を用
いて説明すると、まず、図１０のハブ２のスポーク孔２
ａに、スポーク４を挿通させて、その一端部の鍔４ａを
ハブ２に係止させるとともに、リム３の外周側から、リ
ム３に形成されたスポーク孔３ａにニップル１０を挿入
し、図１１に示すニップル１０の雌ねじ部１０ａをスポ
ーク４の他端の雄ねじ部４ｂに緩く螺合させて、ニップ
ル１０の頭部１０ｂをリム３の外周側に仮係止させる。

【００１２】図１に示す搬入機６が形成する搬送路の仮
締め作業位置よりも下流側の所定位置では、ワーク台８
上に取り付けられたワークＩＤカード９のデータを読み
取る読取り器１１が設けられている。前記ＩＤカード９
はワーク台８の下面または側面に取り付けてもよい。

【００１３】前記本締め機７は、ワークである仮組みホ
イール１を、その軸心が上下方向に向いた姿勢で治具に
より保持する回転自在な治具回転機１２と、ホイール１
の軸対称部について同時に、スポーク４の他端部のニッ
プルをリム３に本締めする２台のロボット１３Ａ，１３
Ｂとを備える。前記治具は、ホイール１を上下から、つ
まり軸方向の両側から挟んで保持する治具上半体１４お
よび治具下半体１５（図２）からなる。前記治具回転機
１２は、治具によりホイール１を保持する作業台１６
と、この作業台１６を回転駆動する駆動装置１７（図
５）とを備え、駆動装置１７で作業台１６を回転させる
ことにより、前記ロボット１３Ａ，１３Ｂの動作範囲内
にホイール１の本締め箇所を位置させる。

【００１４】前記作業台１６には、作業台１６の回転中
心を通る径方向に搬送方向を持つ搬送機３４が設けら
れ、後述する支持台３８との間で、ホイール１を治具と
ともに搬送する。前記作業台１６の搬送機３４はローラ
コンベアからなる。

【００１５】前記治具回転機１２の駆動装置１７は、図
５に示すように、作業台１６の下部に設けられた外歯ギ
ア１８と、この外歯ギア１８に噛み合うウオームギア１
９と、駆動源であるモータ２０と、このモータ２０の回
転出力を前記ウオームギア１９に伝達する減速ギア２１
〜２３とで構成される。

【００１６】また、前記治具回転機１２における作業台
１６の下部には、作業台１６の上の所定位置に搬入され
た治具下半体１５が搬送方向へ移動するのを阻止する一
対のストッパ２４が、モータ２５の駆動によって起倒自
在となるように設けられている。

【００１７】さらに、作業台１６の下部には、作業台１
６上の治具下半体１５を上方に持ち上げる治具持ち上げ
機構２６が設けられている。この治具持ち上げ機構２６
は、昇降板２７を昇降駆動するシリンダ２８と、昇降板
２７に垂設された４本の持ち上げロッド２９と、各持ち
上げロッド２９のガイドスリーブ３０とからなる。４本
の持ち上げロッド２９のうち、２本の持ち上げロッド２
９の上端には、治具下半体１５のプレート部１５ａに設
けられた位置決め孔３１に係脱可能な係合突起３２が設
けられている。また、前記作業台１６の両側部には、作
業台１６上の治具下半体１５を搬送方向に案内するガイ
ドローラ３３（図４）が設けられている。

【００１８】図１に示す本締め機７の外周には、治具回
転機１２を中心として回転自在なリング状のターンテー
ブル３７が配置され、このターンテーブル３７上には、
その周方向に互いに９０度の水平角度だけ離間して４台
の搬送台３８が固定されており、これらの搬送台３８
は、ターンテーブル３７の回転により同期回転する。タ
ーンテーブル３７の下部には、図２に示すように、４台
の搬送台３８を同期回転させる搬送台回転駆動装置３９
が設けられている。この搬送台回転駆動装置３９は、前
記ターンテーブル３７の下面に固定され、ターンテーブ
ル３７の軸心を回転中心とする外歯ギア４０と、駆動源
であるモータ４１と、このモータ４１の回転出力を減速
ギア入力部４２に伝達するウオームギア４３と、減速ギ
ア入力部４２の回転を外歯ギア４０に伝達する減速ギア
出力部４４とで構成される。

【００１９】前記搬送台回転駆動装置３９は１回の駆動
毎に、ターンテーブル３７を９０度だけ回動させ、これ
により４台の搬送台３８は、前記ワーク受入口５に対応
する第１の位置と、本締め済みのホイール１が前記作業
台１６から排出される作業台右隣のワーク排出口３５に
対応する第２の位置と、前記治具受入口５０に対応する
第３の位置と、作業台１６の左隣の第４の位置のいずれ
かに停止する。

【００２０】前記各搬送台３８は、前記ターンテーブル
３７の径方向に搬送方向を持つローラコンベアと、搬送
台３８の上に搬入された治具下半体１５が搬送方向に移
動するのを阻止するストッパ４５（図１）とを有する。
そのストッパ４５は、空気圧シリンダ（図示せず）で搬
送台３８上に出没するように駆動される。

【００２１】図１に示すように、前記ターンテーブル３
７を挟んで前記ワーク受入口５と対向する側には、複数
機種の治具下半体１５を収納した治具棚４６が設けられ
ており、この治具棚４６と前記ターンテーブル３７との
間には、治具棚４６に沿って移動自在で、かつ昇降自在
な治具載置テーブル４７を有する治具段取り替え台車４
８が設けられている。この治具段取り替え台車４８は、
治具棚４６と搬送台３８との間で治具下半体１５の搬入
および搬出を行う。この治具段取り替え台車４８と、前
記ターンテーブル３７の搬送台３８とで、前記本締め機
７の作業台１６に対して所望の治具下半体１５を搬入
し、不要の治具下半体１５を搬出する治具下半体搬出入
機４９が構成される。治具段取り替え台車４８の移動路
の、前記ターンテーブル３７と対向する位置は、治具下
半体１５の受入口５０となる。

【００２２】治具下半体１５は、図１０に示すように、
底壁の大部分を形成するプレート部１５ａと、ホイール
１のリム３を支えるリム支持部１５ｂと、ホイール１の
ハブ２を下から支えるハブ支持部１５ｃとを有する。リ
ム支持部１５ｂは、プレート部１５ａに固定された固定
リング材５６と、この固定リング材５６の内周側に配置
され、周方向に並んだ複数のばね５７を介してプレート
部１５ａに上下動可能に支持された可動リング材５８と
で構成されている。なお、この実施形態では、ハブ支持
部１５ｃは、プレート部１５ａに対して着脱自在とされ
ており、治具棚４６とは別の場所に設けられ、ワーク受
入口５で手作業によって行われる後述するホイール１の
セット時や、ホイール１の取り外し時に、プレート部１
５ａに装着されたり、取り外されたりする。

【００２３】前記治具下半体１５のプレート部１５ａに
は、図１に示すように、その治具下半体１５の種類を識
別するための識別データを記憶させた記憶媒体である治
具ＩＤカード５９が取り付けられている。また、前記ワ
ーク受入口５の近傍には、前記治具ＩＤカード５９の識
別データを読み取る読取り器６０が設けられている。さ
らに、図１０に示す治具下半体１５のリム支持部１５ｂ
より内側のプレート部１５ａには、図９に示すように、
治具下半体１５にセットされた仮組みホイール１のリム
３の内周面に押し付けられる位置決めピン６１を有する
位置決め具６２が設けられている。前記位置決めピン６
１は、ばね６３によってリム３の内周面を押圧する突出
側に付勢されており、対向する位置にリム３のバルブ孔
３ｂがくると、このバルブ孔３ｂに位置決めピン６１が
係合して、治具下半体１５上で仮組みホイール１が周方
向の基準位置に位置決めされる。バルブ孔３ｂは、リム
３に装着されるタイヤへ空気を注入するためのバルブが
挿通される孔である。

【００２４】図２に示すように、本締め機７の上方に
は、複数種類の治具上半体１４から１つの治具上半体１
４を選択して、作業位置、つまり、治具回転機１２にお
ける作業台１６の上の治具下半体１５と対向する位置ま
で進出させ、使用済みの不要な治具上半体１４を上方へ
退避させる治具上半体搬出入機６４が配置されている。
この治具上半体搬出入機６４は、複数機種の治具上半体
１４を吊持して水平な一方向に移動させるガイドレール
６５（図３）と、治具上半体１４の移動方向の中間位置
であって、下方に配置される治具回転機１２の作業台１
６と対向する位置に配置され、選択された１つの治具上
半体１４を降下させ、治具下半体１５とで仮組みホイー
ル１を挟む昇降装置６６とを備える。

【００２５】前記ガイドレール６５の敷設されるレール
支持体７１には、そのレール支持体７１の長手方向に向
けてベルトまたはチェーンのような無端伝動体７２が配
置され、モータ７３により回転駆動される。この無端伝
動体７２には、各治具上半体１４の上面に回転自在に連
結される連結体７４を係止させる複数の係止体７５が連
結されている。各治具上半体１４の連結体７４は、図７
に示すように、前記ガイドレール６５に係合するガイド
ローラ７６と、前記係止体７５に係合する係止ローラ７
７とを有する。

【００２６】前記連結体７４は、図８に示すように、治
具上半体１４のプレート部１４ａ中央に固定された円筒
状支軸７８の外周に軸受７９〜８１を介して支持され
る。治具上半体１４のプレート部１４ａには、図９に示
す治具下半体１５上にセットされた仮組みホイール１の
リム３を上側から押圧する図８のリム押圧部１４ｂが設
けられる。また、治具上半体１４の前記円筒状支軸７８
内には、仮組みホイール１のハブ２を上側から押圧する
ハブ押圧ロッド８２が回転自在に設けられ、ばね８３に
より押圧解除となる上方に付勢されている。

【００２７】図７に示す治具上半体搬出入機６４の昇降
装置６６は、前記レール支持体７１を支持するフレーム
８８に対して垂直姿勢に設けられた昇降シリンダ８９
と、この昇降シリンダ８９によって昇降駆動される治具
係合体９０とを有する。この治具係合体９０は、昇降装
置６６の上昇待機位置において、前記ガイドレール６５
と整合してこれの一部分を形成し、レール支持体７１の
中間位置にきた治具上半体１４における連結体７４のガ
イドローラ７６が係合可能なガイドレール９１と、治具
上半体１４の連結体７４に形成された図８の係合孔９２
に係脱自在な位置決めピン９３と、この位置決めピン９
３を出没駆動する位置決めシリンダ９４と、治具上半体
１４の連結体７４のハブ押圧ロッド８２を押し下げる押
圧シリンダ９５とが設けられている。なお、図７のフレ
ーム８８には、図１に鎖線で示す円形の部分に、先述し
た２台のロボット１３Ａ，１３Ｂが固定される。

【００２８】図１において、制御装置９６は、入力され
たプログラムに従ってリム締付設備全体を制御するもの
であって、ＣＰＵからなり、前記読取り器１１によって
ワークＩＤカード９から読み取られた治具識別データに
基づき、前記治具下半体搬出入機４９および治具上半体
搬入機６４を制御する治具交換制御手段９７を内蔵す
る。

【００２９】次に、前記リム締付設備による本締め動作
を、図１，図１２および図１３を参照して、同じ機種の
仮組みホイール１が連続して搬入される場合と、本締め
中のホイール１と異なる機種の仮組みホイール１が搬入
されてくる場合とに分けて説明する。なお、図１２およ
び図１３において、符合Ａ，Ｂはホイール１の機種を表
し、その添字１、２…は搬送されてくる仮組みホイール
１の搬送の順番を表し、添字０はホイール１のセットさ
れていない治具下半体１５を表し、添字１，２．．．
は、ホイール１のセットされた治具下半体１５、つまり
ワーク付治具下半体１５を表す。

【００３０】（１） 同じ機種（Ａ）の仮組みホイール
が連続して搬入される場合。 図１に示すスポーク４の他端部のリップルをリム３に仮
締めした仮組みホイール１が、搬入機６によってワーク
受入口５の前に搬送される途中で、ワーク台８に取り付
けられたワークＩＤカード９の機種データを読取り器１
１が読み取る（図１２のステップＳ１）。読み取られた
機種データに基づき、治具交換制御手段９７が治具下半
体搬出入機４９および治具上半体搬出入機６４を制御し
て、先ず前記機種（Ａ）に対応する治具下半体１５（Ａ
₀ ）がワーク受入口５に搬入される。

【００３１】すなわち、先ず、治具段取り替え台車４８
が治具棚４６から選択された治具下半体１５を取り出
し、治具受入口４８からこの位置に来ている搬送台３８
に搬入する（ステップＳ２，Ｓ３）。次に、搬送台３８
が右回りへの９０度回動を２回繰り返して、治具下半体
１５をワーク受入口５まで搬入する（ステップＳ４，Ｓ
５）。

【００３２】それに先立ち、搬入機６の読取り器１１に
よってワークＩＤカード９から読み取られる機種データ
から、次に搬入されてくる仮組みホイール１も同一機種
（Ａ）であることが分かっているので、先のステップＳ
５で、治具段取り替え台車４８が治具棚４６から先の場
合と同じ機種（Ａ）の治具下半体１５を取り出す。な
お、治具下半体１５は１機種につき２つ存在する。

【００３３】次に、ワーク受入口５に搬入された治具下
半体１５のプレート部１５ａ（図１０）に取り付けられ
た治具ＩＤカード５９の治具識別データを読取り器６０
が読み取り、先にワークＩＤカード９から読み取られた
機種（Ａ）に対応していることを治具交換制御手段９７
が確認する。ここで、搬入機６によりワーク受入口５の
前に搬送されてきた仮組みホイール１を、作業者が手作
業でワーク受入口５にある治具下半体１５の上にセット
する（ステップＳ６）。Ａ₁ は治具下半体Ａ₀に１番目
の仮組みホイール１がセットされた状態を示す。なお、
このとき、セットの前に、図１０に示す治具下半体１５
のプレート部１５ａに、機種（Ａ）に対応するハブ支持
部１５ｃが手作業で装着される。

【００３４】このとき、図９に示すリム３のバルブ孔３
ｂが、治具下半体１５のプレート部１５ａに突設された
位置決め具６２の位置決めピン６１にほぼ対向する位置
となるように仮組みホイール１をセットし、この状態で
仮組みホイール１を治具下半体１５の上で若干回すこと
により、位置決めピン６１がリム３の内周面に摺動して
バルブ孔３ｂに係合する。これにより、仮組みホイール
１は基準の周方向位置に位置決めされる。また、図１の
治具下半体１５のセットと並行して、治具段取り替え台
車４８から、治具受入口５０の搬送台３８に同じ機種
（Ａ）に対応するもう１つの治具下半体１５が搬入され
る。

【００３５】次に、ワーク受入口５の搬送台３８のスト
ッパ４５が下方に没入して、その搬送台３８が搬送駆動
するとともに、治具回転機１２の作業台１６も搬送駆動
して、仮組みホイール１をセットした治具下半体１５を
中央の作業台１６の上に搬入する（ステップＳ７）。次
に、作業台１６の下からストッパ２４が突出して、作業
台１６上の中央位置に治具下半体１５が仮位置決めされ
る。

【００３６】次に、作業台１６の下方の４本の持ち上げ
ロッド２９が若干上昇して、治具下半体１５が若干持ち
上げられる（図７）。このとき２本の持ち上げロッド２
９は、図５に示すように、その上端の係合突起３２が、
治具下半体１５のプレート部１５ａの位置決め孔３１に
係合するので、持ち上げロッド２９で持ち上げられた治
具下半体１５は作業台１６に対して位置決めされた状態
にある。

【００３７】このような動作と並行して、図２に示す治
具上半体搬出入機６４では、治具交換制御手段９７（図
１）により制御されて、無端伝動体７２が駆動し、ガイ
ドレール６５に沿って治具上半体１４が移動する。前記
作業台１６上の治具下半体１５に対応する所望の機種の
治具上半体１４が、上昇待機する昇降装置６６のところ
まで来ると、無端伝動体７２が停止する。このとき、図
７に示す治具上半体１４の連結体７４のガイドローラ７
６はガイドレール６５から昇降装置６６における治具係
合体９０のガイドレール９１に移載される。次に、図８
に示す治具係合体９０の位置決めシリンダ９４が作動し
て、位置決めピン９３が連結体７４の係合孔９２に係合
し、治具上半体１４がガイドレール９１に沿って移動す
るのを規制する。続いて、図７の昇降装置６６の昇降シ
リンダ８９が作動して、治具係合体９０が下降する。こ
れにより、治具係合体９０に支持された治具上半体１４
が下降して、作業台１６の上の治具下半体１５とで仮組
みホイール１を、図１０に示すように挟んで保持する。

【００３８】このとき、図８の昇降装置６６における治
具係合体９０の押圧シリンダ９５が、治具上半体１４の
ハブ押圧ロッド８２を押し下げるので、このハブ押圧ロ
ッド８２と図１０の治具下半体１５のハブ支持部１５ｃ
とでハブ２が挟まれて保持される。

【００３９】この保持状態のもとに、図１に示す仮組み
ホイール１に対してその軸対称位置に配置された２台の
ロボット１３Ａ，１３Ｂが、仮組みホイール１のリム３
に対して、その回動位置（バルブ孔３ｂに相当する位
置）に対応する例えば各４本のスポーク４のニップルの
本締めを行う。すなわち、リム３の外側からスポーク孔
３ａに挿通され、図１１（Ａ）のスポーク４の他端部の
雄ねじ部４ｂに仮締め状態に螺合されているニップル１
０の頭部１０ｂの係合溝９８に、図１０のロボット１３
Ａ，１３Ｂの把持する工具９９を係合させて本締めす
る。その際、図１のワークＩＤカード９から読み込まれ
た締付けデータに基づいて、制御装置９６により、ロボ
ット１３Ａ，１３Ｂが制御され、高精度で能率よくニッ
プルの本締めがなされる。

【００４０】この例では、図１０に示すスポーク４は周
方向に４本ずつが１組になっており、各組の４本のスポ
ーク４は互いに、ハブ２に対するねじれ角、周方向のス
ポーク孔３ａのずれなどが異なっている。ニップル頭部
１０ｂの係合溝が図１１（Ｂ）に示すようなプラス溝の
場合には、工具９９としてプラスドライバを使用する。
また、ニップル頭部１０ｂの係合溝９８が図１１（Ｃ）
に示すような六角溝の場合には、工具９９として六角レ
ンチを使用する。

【００４１】各ロボット１３Ａ，１３Ｂによる４本のス
ポーク４のリム３への本締めが終わると、次の４本のス
ポーク４の本締め位置が各ロボット１３Ａ，１３Ｂの動
作範囲内となる位置まで、図２に示す治具回転機１２の
作業台１６が、駆動装置１７の作動により回動して停止
し、同様に、図１０の２台のロボット１３Ａ，１３Ｂに
よる本締め作業が行われる。このとき、図８の治具上半
体１４は、その円筒状支軸の７８が連結体７４に対して
自由に回転することにより、治具下半体１５の回転に追
従する。以上の本締め作業を、リム３の全周にわたって
順次行う。このとき、治具上半体１４は、その上面の連
結体７４に対して回転自在であるため、治具下半体１５
との共廻りが許容される。

【００４２】このように、対向配置された２台のロボッ
ト１３Ａ，１３Ｂで、リム３の軸対称部が同時に本締め
され、しかも締付方向や締付力がロボット１３Ａ，１３
Ｂによって正確に管理されるので、振れのない高精度の
本締め作業を行うことができる。したがって、従来例の
場合のように、後工程でホイールの振れ取り作業を行う
必要がない。また、ホイール１を保持した治具上半体１
４と治具下半体１５を、治具回転機１２で順次回転させ
て、本締めするロボット１３Ａ，１３Ｂの動作許容範囲
内に、ホイール１の本締め箇所を位置させるようにして
いるので、ロボット１３Ａ，１３Ｂの動作範囲を少なく
して、本締めを能率よく行うことができる。

【００４３】前記本締め動作の間、図１の搬送台３８が
右回りへの９０度回動を２度繰り返し、治具受入口５０
の搬送台３８に搬入された別の治具下半体１５がワーク
受入口５に送られる（図１２のステップＳ８，Ｓ９）。

【００４４】ワーク受入口５に送られた治具下半体１５
に対して、先の場合と同様に次の仮組みホイール１がセ
ットされる（ステップＳ１０）。

【００４５】前記本締め作業が完了すると、図２の治具
上半体搬出入機６４の昇降装置６６が治具上半体１４を
上昇退避させるとともに、作業台１６の持ち上げロッド
２９も下降して治具下半体１５が作業台１６上に載る。

【００４６】次に、治具回転機１２の駆動装置１７が作
動して、右回りに作業台１６が９０度だけ回動し、作業
台１６の搬送方向がその左右に待機する搬送台３８に対
向する。次に、作業台１６の搬送機３４と、右隣の搬送
台３８の搬送機５１とが駆動することにより、作業台１
６から右のワーク搬出口３５に対向している搬送台３８
上へ本締め済みホイール１のセットされた治具下半体１
５が移載される（ステップＳ１１）。この後、右の搬送
台３８の下から図１に示すストッパ４５が突出して、搬
送台３８上での治具下半体１５の搬送方向への移動が阻
止される。

【００４７】次に、治具回転機１２の作業台１６がさら
に右回りに９０度回動して、作業台１６はその搬送方向
がワーク受入口５に向く姿勢とされる。次に、ワーク受
入口５の搬送台３８と作業台１６の各搬送機３４，５１
が駆動して、次の仮組みホイール１をセットした治具下
半体１５が搬送台３８から中央の作業台１６上に移載さ
れる（ステップＳ１２）。以下、先の場合と同様にし
て、作業台１６上の仮組みホイール１の本締めが行われ
る。

【００４８】この間、搬送台３８が９０度だけ右回りに
回動して、図２の本締め済みホイール１のセットされた
治具下半体１５を載せた搬送台３８がワーク受入口５
（図１）まで移動する（ステップ１３）。次に、その治
具下半体１５から、本締め済みホイール１が作業者の手
作業により取り外され（ステップＳ１４）、図１の搬送
機３６上に置かれて、次工程へ送られる。次に、作業者
は、搬入機６によりワーク受入口５に搬送されて来てい
る次の仮組みホイール１（先の仮組みホイールと同一機
種（Ａ））を、ワーク受入口５の搬送台３８に載ってい
る治具下半体１５に手作業でセットする（ステップＳ１
５）。

【００４９】ホイール１の本締めが完了すると、先のス
テップＳ１１の場合と同様にして、本締め済みホイール
１をセットした治具下半体１５は、作業台１６から右隣
の搬送台３８に移載される（ステップＳ１６）。次に、
仮組みホイール１がセットされたワーク受入口５の治具
下半体１５が、先のステップＳ１２の場合と同様にし
て、中央の作業台１６に移載される（ステップＳ１
７）。次に、先のステップＳ１３の場合と同様にして、
搬送台３８が右回りに９０度だけ回動して、本締め済み
ホイール１のセットされた治具下半体１５がワーク受入
口５に送られる（ステップＳ１８）。

【００５０】以上のような手順を繰り返すことにより、
ワーク受入口５に搬送されてくる同一機種（Ａ）の仮組
みホイール１が順次、本締めされる。

【００５１】（２） 本締め中のホイール１と異なる機
種（Ｂ）の仮組みホイール１が搬入されてくる場合。 図１３において、ステップＮ１は、それまでの機種
（Ａ）とは異なる機種（Ｂ）の仮組みホイール１が搬入
される前の状態を示しており、この異機種（Ｂ）の仮組
みホイール１よりも２つ先に搬入機６により搬送されて
きた仮組みホイール１が本締め作業中で、この本締め中
の仮組みホイール１より１つ先に搬入された本締め済み
ホイール１のセットされた治具下半体１５が、作業台１
６の右隣の搬送台３８上に排出された状態を示す。

【００５２】これより先に、右側の作業台３８上の前記
本締め済みホイール１より１つ先に搬入された仮組みホ
イール１が本締め中に、図１の搬入機６の読取り器１１
は、それまでと異なる機種（Ｂ）の仮組みホイール１を
載せたワーク台８のワークＩＤカード９のデータを読み
終わっており、治具段取り替え台車４８は、その新たな
機種（Ｂ）に対応する治具下半体１５を治具棚４６から
取り出す作業に取りかかっている。

【００５３】図１３のステップＮ１に次いで、搬送台３
８が右回りに９０度だけ回動して、本締め済みホイール
１をセットした治具下半体１５（Ａ₃ ）がワーク受入口
５に送られる（ステップＮ２）。そのワーク受入口５の
治具下半体１５から、手作業によって本締め済みホイー
ル１が取り除かれる（ステップＮ３）。

【００５４】次に、これまでの機種（Ａ）の最後の仮組
みホイール１が、手作業によって、ワーク受入口５の搬
送台３８に載せられた治具下半体１５（Ａ₅ ）にセット
される（ステップＮ４）。

【００５５】この間に、本締め機７による本締め作業が
完了し、作業台１６から右隣の搬送台３８に、本締め済
みホイール１をセットした治具下半体１５（Ａ₄ ）が移
載される（ステップＮ５）。これと並行して、新たな機
種（Ｂ）のホイール１に対応する治具下半体１５
（Ｂ₀ ）が、治具棚４６から治具段取り替え台車４８に
取り出される。

【００５６】次に、これまでの機種（Ａ）の最後の仮組
みホイール１をセットした治具下半体１５が、搬送台３
８から作業台１６に移載される（ステップＮ６）。これ
と並行して、治具段取り替え台車４８から治具受入口５
０の搬送台３８に新たな機種（Ｂ）に対応する治具下半
体１５が搬入される。

【００５７】続いて、搬送台３８が右回りに９０度だけ
回動して、本締め済みホイール１のセットされた治具下
半体１５がワーク受入口５に送られる（ステップＮ
７）。その治具下半体１５から、手作業により本締め済
みホイール１が取り外される（ステップＮ８）。なお、
このときの治具下半体１５（Ａ₀ ）は以後、不要となる
ので、図１０のハブ支持部１５ｃがプレート部１５ａか
ら、手作業で取り外される。

【００５８】次に、図１３の搬送台３８が右回りに９０
度回動して、ワーク受入口５に、新たな機種（Ｂ）のホ
イール１に対応する治具下半体１５を載せた搬送台３８
が来る（ステップＮ９）。続いて、ワーク受入口５にあ
る治具下半体１５に、新たな機種（Ｂ）の仮組みホイー
ル１が、手作業によりセットされる（ステップＮ１
０）。

【００５９】この間に、これまでと同じ機種（Ａ）の最
後のホイール１の本締め作業が完了し、その本締め済み
ホイール１をセットした治具下半体１５（Ａ₅ ）が、作
業台１６から右隣の搬送台３８に移載される（ステップ
Ｎ１１）。これと並行して、新たな機種（Ｂ）の２番目
に搬送されてくる仮組みホイール１に用いる治具下半体
１５（Ｂ₀ ）が、治具棚４５から治具段取り替え台車４
８に取り出される。

【００６０】次に、新たな機種（Ｂ）の１番目の仮組み
ホイール１をセットした治具下半体１５（Ｂ₁ ）が、ワ
ーク受入口５にある搬送台３８から作業台１６に移載さ
れる（ステップＮ１２）。これと並行して、治具段取り
替え台車４８から、治具受入口４８の搬送台３８に治具
下半体１５が搬入される。

【００６１】続いて、搬送台３８が右回りに９０度だけ
回動する（ステップＮ１３）。これにより、それまでの
機種（Ａ）のホイール１の本締め済みのものをセットし
た治具下半体１５がワーク受入口５に送られ、それまで
の機種（Ａ）に対応するもう１つの治具下半体１５が治
具受入口５０に送られる。

【００６２】次に、ワーク受入口５の治具下半体１５か
ら、これまでの機種（Ａ）の最後の本締めホイール１が
手作業で取り外される（ステップＮ１４）。この場合の
機種（Ａ）の治具下半体１５（Ａ₀ ）も、以後、使用し
ないので、図１０のプレート部１５ａからハブ支持部１
５ｃが、手作業で取り外される。これと並行して、図１
３の治具受入口５０の搬送台３８から、これまでの機種
（Ａ）に対応する治具下半体１５が治具段取り替え台車
４８に移載される。移載された治具下半体１５は治具棚
４６（図１）に戻される。

【００６３】次に、搬送台３８が右回りに９０度だけ回
動する（ステップＮ１５）。これにより、新たな機種
（Ｂ）に対応する２つ目の治具下半体１５（Ｂ₀ ）が、
ワーク受入口５に送られる。次に、ワーク受入口５の治
具下半体１５に、新たな機種（Ｂ）の仮組みホイール１
の２番目のものが、手作業によりセットされる（ステッ
プＮ１６）。

【００６４】この間に、新たな機種（Ｂ）の仮組みホイ
ール１の１番目のものが、本締め機７により本締めされ
る。この場合、図２に示す治具上半体１４として、それ
までの機種（Ａ）に対応するものに替えて、新たな機種
（Ｂ）に対応する治具上半体１４が使用される。この段
取り替えは以下のように行われる。

【００６５】すなわち、先ず、治具上半体搬出入機６４
の昇降装置６６が待機位置まで上昇（後退）する。これ
により、治具上半体１４の上面に設けられた連結体７４
の図７に示す係止ローラ７７が、待機する係止体７５に
係合する。次に、位置決めピン９３（図８）が上昇した
後、無端伝動体７２（図２）が作動して、全部の治具上
半体１４が水平移動する。これにより、使用済みの不要
な治具上半体１４における連結体７４のガイドローラ７
６が、昇降装置６６における治具係合体９０のガイドレ
ール９１からレール支持体７１のガイドレール６５に乗
り移り、昇降装置６６から外れる。新たな機種（Ｂ）に
対応する選択された所望の治具上半体１４が、図２の昇
降装置６６の待機位置まで移動すると、無端伝動体７２
が停止し、位置決めピン９３を挿入する。これにより、
選択された治具上半体１４が昇降装置６６に連結され、
昇降装置６６の下降動作により、選択された新たな治具
上半体１４が作業台１６の上方の作業位置にまで進出す
る。

【００６６】本締めが完了すると、そのホイール１をセ
ットした治具下半体１５が、図１３の作業台１６から右
横の搬送台３８に移載される（ステップＮ１７）。次
に、ワーク受入口５の搬送台３８から、仮組みホイール
１をセットした治具下半体１５（Ｂ₂ ）が作業台１６に
移載される（ステップＮ１８）。

【００６７】以後は、初めの機種（Ａ）のホイール１の
場合と同様にして、搬送されてくる仮組みホイール１の
本締めが順次行われる。

【００６８】なお、上記実施形態では、治具下半体１５
の種類に応じて別の種類の治具上半体１４が用意されて
いたが、この治具上半体１４は、複数の治具下半体１５
に対して１つの共通なものが用意される場合もある。

【００６９】また、本発明は、上記実施形態におけるニ
ップルを使用しないで、スポークの他端部を把持して回
転させることにより、スポークの先端ねじ部をハブにね
じ込むとともに、他端部をリムに締めつけるリム締付設
備（特公昭５８−４４４８１号公報の図４参照）にも適
用できる。

【００７０】

【発明の効果】以上のように、本発明のホイールのリム
締付設備によれば、治具交換制御手段が制御する治具搬
出入機により、本締め機に搬入され、この治具が搬入さ
れている本締め機のワーク受入口まで、搬入機により搬
送されてきた仮組みホイールを、作業者が治具に保持さ
せると、本締め機が、記憶媒体に記憶された締付けデー
タに基づき、スポークの他端部をリムに本締めする本締
め作業を自動的に行い、次回の本締め作業に適合しない
治具は、治具搬出入機によって本締め機から搬出される
ので、作業者に特定の技術が要求されることなく、精度
よくかつ能率的にリムにスポークの端部を締付けでき、
治具の段取替えも自動的にかつ正確に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るホイールのリム締付
設備を示す概略平面図である。

【図２】前記リム締付設備を示す一部破断した要部正面
図である。

【図３】前記リム締付設備を示す側面断面図である。

【図４】前記リム締付設備における治具回転機の要部正
面図である。

【図５】前記治具回転機を示す一部破断した要部断面図
である。

【図６】（Ａ）前記リム締付設備における治具上半体搬
出入機の平面図、（Ｂ）は同治具上半体搬出入機の正面
図である。

【図７】前記治具上半体搬出入機の側面図である。

【図８】前記治具上半体搬出入機の要部断面図である。

【図９】前記リム締付設備における治具下半体への仮組
みホイールの位置決め状態を示す要部断面図である。

【図１０】前記リム締付設備における本締め機によるホ
イールの本締め作業を示す断面図である。

【図１１】リムのスポーク連結部を示す断面図である。

【図１２】前記リム締付設備の動作の一例の説明図であ
る。

【図１３】前記リム締付設備の動作の他の例の説明図で
ある。

【符号の説明】

１…ホイール、２…ハブ、３…リム、４…スポーク、５
…ワーク受入口、６…搬入機、７…本締め機、８…ワー
ク台、９…ワークＩＤカード（記憶媒体）、１２…治具
回転機、１３Ａ，１３Ｂ…ロボット、１４…治具上半
体、１５…治具下半体、４９…治具下半体搬出入機、６
４…治具上半体搬出入機、９７…治具交換制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 利幸 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社 明石工場内 (72)発明者 向井 敏幸 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社 明石工場内 (56)参考文献 特開 平８−91007（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−262902（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−152754（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−42456（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−182657（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−285801（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60B 31/00 B23P 19/00 304 B23Q 41/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホイールにおける中心部のハブと外周部
   のリムとを連結するスポークをリムに締付けて固定する
   締付設備であって、 前記ハブに一端部が係止されたスポークの他端部をリム
   に仮締めした仮組みホイールをワーク受入口前まで搬送
   する搬入機と、 前記ワーク受入口に搬送された仮組みホイールのハブと
   リムを治具により保持し、この状態でスポークの他端部
   をリムに本締めする本締め機と、 前記仮組みホイールまたはこのホイールを支持するワー
   ク台に取り付けられて、前記本締め機による本締め作業
   に用いられる締付けデータおよび治具識別データを記憶
   した記憶媒体と、 前記本締め機に対して所望の治具を搬入し、不要の治具
   を搬出する治具搬出入機と、 前記記憶媒体から治具識別データを読み取って前記治具
   搬出入機を制御し、ホイールに対応した治具を本締め機
   に搬入させ、不要となった治具を本締め機から搬出させ
   る治具交換制御手段とを備えたホイールのリム締付設
   備。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記本締め機は、前
   記スポークの他端部をリムに本締めするロボットと、前
   記ホイールを保持した治具を回転させて前記ロボットの
   動作範囲内に本締め箇所を位置させる治具回転機とを備
   えたホイールのリム締付設備。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記治具は軸心を上
   下方向に向けたホイールを上下から挟んで保持する治具
   上半体と治具下半体とを有し、前記治具下半体が前記治
   具回転機に連結されているホイールのリム締付設備。
4. 【請求項４】 請求項２または３において、前記ロボッ
   トは２台設けられて、前記ホイールの軸対称部について
   前記本締めを行うホイールのリム締付設備。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいすれかにおいて、前
   記治具はホイールを軸方向両側から挟んで保持する治具
   上半体と治具下半体とを有し、前記治具搬出入機は前記
   治具上半体と治具下半体のそれぞれを搬出入する治具上
   半体搬出入機と治具下半体搬出入機とを有しているホイ
   ールのリム締付設備。