JP3328009B2 - ナットの供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハブナットを、ワーク
としての車輪を取付けるために供給するナットの供給装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば特開昭６４−５１２３４号公報に
記載されるように、ナットの供給装置として、車輪取付
用のボルトを連続的に供給し、そのボルトを、ロボット
ハンド部で所定位置まで搬送して取付けるものが知られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、そのような
ものでは、ボルトを１つづつ連続して供給するようにし
ているので、ワークである車輪の取付位置に対応させる
ように、正確に位置決めして供給することができない。

【０００４】本発明は、ワークを取付けるために必要数
のナットを位置決めして確実に供給することができるナ
ットの供給装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、車両の車輪を
取付けるためにハブナットを供給するナットの供給装置
であって、上記ハブナットを供給するナットフィーダ
と、磁石により上記ハブナットを吸着保持する複数のナ
ット保持部と、アクチュエータで作動し、下方への変位
により、上記ナット保持部で吸着保持されたハブナット
をナットパレットに移載するロッド部材とを備え、上記
ナットフィーダから車輪に対応した必要数のハブナット
を車両の車輪への組付け角度に対応するような角度関係
でもって受け取り、第１の位置においてナットパレット
に移載するナットセッターと、上記ナットセッターによ
って車輪数に対応した複数組のハブナットが移載された
ナットパレットを車輪取付ステーション付近の第２の位
置まで搬送するパレット搬送コンベア手段とを備える構
成とする。

【０００６】

【作用】ナットフィーダからハブナットが、車両の車輪
への組付け角度に対応するような角度関係でもって供給
される。この供給されたハブナットは、磁石によってナ
ットセッターのナット保持部に吸着保持され、該ナット
セッターによって第１の位置まで搬送される。第１の位
置では、アクチュエータで作動するロッド部材の下方へ
の変位によって必要数のハブナットがナット保持部から
落下されてナットパレットに移載される。そして、車輪
数に対応した複数組のハブナットがナットパレットと共
にパレット搬送コンベア手段によって車輪取付ステーシ
ョン付近の第２の位置に搬送される。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に沿って詳細に
説明する。尚、本実施例に示す車両組立ラインは車両の
左右に対称に各種ロボットが配置されているので、主と
して車両の左側部分の組付けについて説明する。

【０００８】車両組立ラインの、車両に関して左側部分
の概略構成を示す図１〜図４において、１は自動車の車
体で、第１のステーションＰ1 において、ワークとして
の車輪Ｗが車輪取付ロボット２によって取付けられ、そ
れから次の第２ステーションＰ2 において作業者によっ
てチェックされるようになっている。３は車輪Ｗの取付
位置を検出する取付位置検出ロボットで、該取付位置検
出ロボット３によって検出された車体１の取付位置に、
車輪Ｗが車輪取付ロボット２によって取付けられる。

【０００９】上記車輪取付ロボット２には、リンク機構
２ａを介してハンド部２ｂが設けられ、そのハンド部２
ｂは、図５〜図８に示すように、先端部の中央に車輪ハ
ブＷ1 の中心孔に嵌合し車輪Ｗをロボット２に対し位置
決めするセンターピン７Ａ，７Ｂ，７Ｃが交換可能に取
付けられるセンターピン取付部４を備えており、その周
囲に複数のナットランナー５，…と共に車輪保持手段
６，…が放射状に設けられている。

【００１０】そして、上記センターピン取付部４には、
複数種類の車輪Ｗに対応した複数種類のセンターピン７
Ａ，７Ｂ，７Ｃを交換可能に取付けることができるよう
に構成されており、そして車輪取付ロボット２は、自動
車（車輪）の種類に応じてセンターピン７Ａ，７Ｂ，７
Ｃを交換し、複数種類の車輪Ｗを、車輪Ｗの種類にかか
わりなく車体１に取付けることができるようになってい
る。

【００１１】センターピン取付部４は、センターピン７
Ａ，７Ｂ，７Ｃの上端部が係合するソケット１１と、該
ソケット１１に係合されたセンターピン７Ａ，７Ｂ，７
Ｃの係合凹部７ａ，…に係脱可能に係合する係合部材１
２ａを有しソケット１１に取付部材１２ｂを介して取付
固定されているシリンダ手段１２とを備える。また、ソ
ケット１１は、昇降ロッド１３の下端部に結合されてい
る。昇降ロッド１３の上端部は、アーム部材１４の先端
部が係合する係合孔１６ａを有しベース台１５に対して
昇降する昇降部材１６に連結され、アーム部材１４の上
下方向の回動によって昇降するようになっている。アー
ム部材１４もその中間部分がベース台１５にブラケット
１７Ａを介して回動可能に軸支され、アーム部材１４の
基端部とベース台１５の別のブラケット１７Ｂとの間に
シリンダ手段１８が介装され、該シリンダ手段１８の伸
縮動作によってアーム部材１４を上下方向に回動するよ
うになっている。ブラケット１７Ａには、アーム部材１
４の回動を検出する近接スイッチ１９が取付具２０を介
して取付けられている。

【００１２】上記各ナットランナー５は、ソケット１１
の周囲に位置する締付け部材２１に連係され、該締付け
部材２１を回転することで、車輪ハブＷ1 の取付孔を通
じて適用されるボルト２２にハブナット２３を締付け、
それによって車輪Ｗを車体１の所定位置（車軸）に取付
固定するようになっている。

【００１３】一方、上記各車輪保持手段６は、車輪Ｗの
半径方向に移動可能である第１可動部材３１と、該第１
可動部材３１に連係され該第１可動部材３１を車輪Ｗの
半径方向に移動させるクランプシリンダ３２と、第１可
動部材３１に昇降可能に設けられ車輪Ｗの外周部に当接
する弾性体３３が装設された第２可動部材３４と、該第
２可動部材３４に連係され該第２可動部材３４を昇降さ
せる昇降シリンダ３５とを備え、車輪Ｗに当接してクラ
ンプする弾性体３３の位置を、車輪Ｗの大きさに応じて
移動させることができるようになっている。ベース台１
５と第１可動部材３１との間にはガイド部材３６ａ，３
６ｂが、第１可動部材３１と第２可動部材３４との間に
は別のガイド部材３７ａ，３７ｂが介設され、第１及び
第２可動部材３１，３４の移動が案内されるように構成
されている。

【００１４】４１はセンターピンストッカーで、３種類
のセンターピン７Ａ，７Ｂ，７Ｃを収納保持できるよう
に構成されている。センターピンストッカー４１は、車
輪Ｗを第１のステーションＰ1 付近の所定の位置にまで
搬送する車輪搬送コンベア手段４２と、車輪Ｗの取付け
に必要な数のハブナット２３を充填したナットパレット
４３を、後述のナットフィーダ１０２付近の第１の位置
から第１ステーションＰ1 付近の第２の位置にまで搬送
するパレット搬送コンベア手段４４との交叉点付近に配
設されている。

【００１５】センターピンストッカー４１は、図９〜図
１１に詳細を示すように、ベース台４５の上に支柱４６
を介して固定台４７が取付けられ、該固定台４７に対し
可動台４８がＸ方向及びＹ方向に移動可能にフローティ
ング支持されている。

【００１６】可動台４８上には、センターピン７Ａ〜７
Ｃが外嵌せしめられる中空の嵌合ピン部材５０Ａ〜５０
Ｃが突設せしめられている。各嵌合ピン部材５０Ａ〜５
０Ｃの下方において、先端係合部５１ａ，…を有する係
合ピン部材５１，…が回動軸５２，…について回動可能
に軸支されている。係合ピン部材５１，…の上部は、嵌
合ピン部材５０Ａ〜５０Ｃの内部に挿入されており、該
係合ピン部材５１，…の先端係合部５１ａ，…が、嵌合
ピン部材５０Ａ〜５０Ｃの側面部の貫通孔５０ａ，…を
通じて外部に突出し、センターピン７Ａ〜７Ｃの内部係
合部７ａ，…に係脱可能に係合し、センターピン７Ａ〜
７ｃを係止するように構成されている。一方、係合ピン
部材５１，…の下端部は嵌合ピン部材５０Ａ〜５０Ｃの
配列方向に延びる可動ロッド部材５２に枢着され、該可
動ロッド部材５２と、可動台４８の上下方向に延びる部
分４８ａとの間にシリンダ手段５４が介設されている。
シリンダ手段５４の伸縮動作による可動ロッド部材５２
の進退により、各係合ピン部材５１，…が回動せしめら
れ、各係合ピン部材５１，…によりセンターピン７Ａ〜
７Ｃを係止したりその係止を解除したりするようになっ
ている。

【００１７】固定台４７にはガイドレール５５が配設さ
れ、該ガイドレール５５にスライダ部材５６の下部がス
ライド可能に係合し、該スライダ部材５６の上部が、可
動台４８に固設され上記ガイドレール５５と略直交する
方向に延びる別のガイドレール５７にスライド可能に係
合し、それによって可動台４８が固定台４７に対しＸ方
向及びＹ方向に移動可能に構成されている。固定台４７
とスライダ部材５６と、及び固定台４７と可動台４８の
ガイドレール５７との間には、それぞれスプリング５
８，…，５９，…が介装され、可動台４８を固定台４７
に対しフローティング支持するようになっている。６０
Ａ〜６０Ｃはぞれぞれセンターピン７Ａ〜７Ｃの着脱を
チェックする近接スイッチである。

【００１８】６１はロボットハンド部２ｂを有する車輪
取付ロボット２の制御位置を確認して保証する車輪取付
装置の位置保証装置としてのマスターワークで、図１２
〜図１５に示すように、固定台６２と、該固定台６２
に、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能に支持された移動台６
３とを備える。固定台６２には、その両側部の対向位置
に１対の取手６４，６４が取付けられ、中央部に筒状部
材６５が取付固定されている。

【００１９】移動台６３の中央部には、固定台６２の筒
状部材６５を貫通する別の筒状部材６６が取付固定さ
れ、該筒状部材６６にはボールスプライン（図示せず）
を介して軸部材６７が取付けられている。軸部材６７
は、一端部に、ロボットハンド部２ｂのセンターピン取
付部４のソケット１１が係脱可能に係合する係合部材９
３がフランジ部材６９を介して取付けられ、他端部に、
後述するマスターワーク置台９２の０点設定部９２ａに
係合する係合部材６８が取付固定されている。フランジ
部材６９と移動台６３との間にはスプリング７０が介装
されている。

【００２０】移動台６３は、略平行に配設された軸部材
８１，８１に取付固定され、該軸部材８１，８１に固設
されたスライダ８２，…が中間部材８３，…にスライド
可能に係合している。また、中間部材８３，…には別の
スライダ８４が固設され、該スライダ８４が、上記軸部
材８１，８１と略直交する方向に延び固定台６２に固設
されたレール部材８５，８５にスライド可能に係合して
いる。また、軸部材８１，８１の一方には、延長部材８
６が突設されると共に、上記延長部材８６による延長方
向とは略直交する方向において、軸部材８１と固定台６
２との間にスプリング８７，８７が介装されている。

【００２１】上記固定台６２にはＬ字形状の支持部材８
８が突設され、該支持部材８８に、測定方向が略直交す
る１対のダイヤルゲージ８９，９０が取付けられてい
る。ダイヤルゲージ８９，９０の測定針部８９ａ，９０
ａは、延長部材８６の先端部に当接している。尚、９１
は車輪Ｗの種類に応じて重量を調整する重量ウェイトで
ある。

【００２２】９２はマスターワーク６１が載置されるマ
スターワーク置台で、該マスターワーク置台９２にマス
ターワーク６１が載置されると、図１５に示すように、
嵌合部材６８がマスターワーク置台９２の０点設定部９
２ａに嵌合せしめられ、それによってダイヤルゲージ８
９，９０がいずれも０点を示すようになっている。それ
によって係合部材９３にロボットハンド部２ｂのソケッ
ト１１を係合させることで、固定台６２に対する移動台
６３の変位量をダイヤルゲージ８９，９０によって測定
することができ、ロボットハンド部２ｂの制御位置を簡
単に測定することができる。

【００２３】また、上記マスターワーク６１をマスター
ワーク置台９２より取外し、嵌合部材６８をロボットハ
ンド部２ｂのソケット１１に係合させてロボットハンド
部２ｂに把持させ、フランジ部材６９に車輪ハブＷ1 を
介して車軸（車体１）側のハブボルト２２を係合させれ
ば、それらの係合関係により、車軸（車体１）の、車輪
取付ロボット２に対する相対位置を検出することもでき
る。

【００２４】尚、フランジ部材６９の周縁部６９ａに
は、ハブボルト２２に対応して開孔が形成され、該開孔
にブッシュ７１を介してハブボルト２２が嵌脱可能に嵌
挿されるようになっている。

【００２５】１０１はハブナット２３を、車輪Ｗを取付
けるために供給するナットの供給装置で、図１６〜図１
９に示すように、上記ハブナット２３を供給するナット
フィーダ１０２，１０２と、該ナットフィーダ１０２，
１０２からハブナット２３を車輪ハブＷ1 への組付け角
度に対応するように、即ち例えば６０°の等角度間隔で
もってハブナット２３が全て同一方向となるようにナッ
トホルダー１０３を介して受取りＸ方向及びＹ方向に移
動可能であるナットセッター１４１と、該ナットセッタ
ー１０３からハブナット２３が移載され該ハブナット２
３が移載されたナットパレット４３を搬送するパレット
搬送コンベア手段４４とを備える。

【００２６】ナットフィーダ１０２は、通路１０２ａを
通じてハブナット２３を所定位置に供給するようになっ
ている。ナットホルダー１０３は、昇降台１０４のレー
ル部材１０５，１０５にスライド可能に係合したスライ
ダ１０６，…を有する可動台１０７と、該可動台１０７
上のレール部材１０８にスライド可能に係合するスライ
ダ１０９，１０９を有するナットクランプ部材１１０，
１１０とを有する。ナットクランプ部材１１０，１１０
のシリンダ取付部１１０ａ，１１０ａ間にはシリンダ手
段１１１が介設され、該シリンダ手段１１１の伸縮動作
によりナットクランプ部材１１０が開閉し、ナットフィ
ーダ１０２から供給されるハブナット２３を保持するよ
うになっている。

【００２７】可動台１０７の上には、ナットクランプ部
材１１０，１１０のクランプ部１１０ｂ，１１０ｂの間
に対応して、ハブナット２３の移動を規制するナットス
トッパ１１２が配設され、上記シリンダ取付部１１０
ａ，１１０ａに対応してストッパ１１３，１１３が配設
されている。

【００２８】上記ナットクランプ部材１１０，１１０の
下方にはナットリフター１１４が配設され、該ナットリ
フター１１４は、シリンダ手段１１４ａによりリフター
ロッド１１４ｂを上昇させて、クランプ部１１０ｂ，１
１０ｂに保持されているハブナット２３を上昇させ、上
昇したハブナット２３をナットセッター１４１における
ナット保持部材１４２ののナット保持部１４２ａに磁石
１４４を介して吸着保持させるようになっている。

【００２９】上記可動台１０７は下方に連結部１０７ａ
が突設され、該連結部１０７ａに、昇降台１０４の下方
延長部１０４ａ，１０４ｂに取付けられた１対のシリン
ダ手段１１７Ａ，１１７Ｂが連結され、該シリンダ手段
１１７Ａ，１１７Ｂによって可動台１０７を移動させる
ようになっている。その移動範囲は、１対のストッパ１
１８，１１８によって規制されている。

【００３０】昇降台１０４にはスライダ１２１が固定さ
れ、該スライダ１２１が、スライド台１２２の上下方向
のレール部材１２３にスライド可能に係合している。そ
して、昇降台１０４の取付部１０４ｃと、スライド台１
２１との間にはシリンダ手段１２４が介設され、その伸
縮動作によって昇降台１０４を昇降できるように構成さ
れている。

【００３１】スライド台１２１はスライダ１３１が固設
され、該スライダ１３１がベース台１３２のレール部材
１３３にスライド可能に係合している。スライド台１２
１とベース台１３２との間には、シリンダ手段１３４が
介装され、該シリンダ手段１３４の伸縮動作によってス
ライド台１２１がスライドするようになっている。そし
て、そのスライド範囲は、ストッパ１３５，１３５によ
って一定の範囲内となるように規制されている。１３６
Ａ，１３６Ｂ及び１３７，１３８はそれぞれ近接スイッ
チで、昇降台１０４及び可動台１０７、スライド台１２
２が特定位置にあることを検出するものである。

【００３２】上記ナットセッター１４１は、図２０及び
図２１に示すように、円周方向に複数のナット保持部１
４２ａ，…が配設されたナット保持部材１４２を有す
る。該ナット保持部材１４２は、昇降部材１４３の下端
部が取付けられている。そして、ナット保持部材１４２
がＸ方向及びＹ方向に直交移動することで、各ナット保
持部１４２ａ，…がナットリフター１１４の上方部位ま
で移動し、ナットリフター１１４の上昇動作により各ナ
ット保持部１４２ａ，…にハブナット２３が磁石１４４
によって順次吸着保持されるようになっている。昇降部
材１４３にはスライダ１４５，１４５が取付けられ、該
スライダ１４５がベース台１４６に設けられた上下方向
のレール部材１４７にスライド可能に係合している。

【００３３】また、ナット保持部材１４２の上方には、
アクチュエータ１４８，１４８が配設され、該アクチュ
エータ１４８の可動ロッド１４８ａ，１４８ａの下端部
にプレート部材１４９，１４９が取付固定されている。
プレート部材１４９，１４９には、ナット保持部材１４
２のナット保持部１４２ａ…に対応して、ロッド部材１
５０，…が下方に突設され、アクチュエータ１４８，１
４８を作動させてプレート部材１４９，１４９従ってロ
ッド部材１５０，…を下方に変位させることで、ナット
保持部１４２ａ，…に磁石１４４，…によって吸着保持
されているナット２３，…をナットパレット４３に対し
て落下させることができるように構成されている。１５
１，…はナット保持部１４２ａ…におけるナット２３の
有無を検出する近接スイッチである。

【００３４】尚、ナットパレット４３にはは、車両１台
についての４つの車輪に対応する４組のハブナット２３
がセットされるようになっている。

【００３５】上記のように構成すれば、まず、シリンダ
手段１１１の伸張作動によりナットクランプ部材１１
０，１１０のクランプ部１１０ｂ，１１０ｂが左右に開
いた待機状態とし、それからナットフィーダ１０２を駆
動することで該ナットフィーダ１０２からハブナット２
３，…が組付け角度に対応するように順次供給される。
その供給されたハブナット２３は、ナットストッパ１１
２に当接してクランプ部１１０ｂ，１１０ｂ間に停止せ
しめられ、それからシリンダ手段１１１の収縮動作によ
りクランプ部１１０ｂ，１１０ｂが閉じてハブナット２
３を保持する。

【００３６】そして、ナットセッター１４１のナット保
持部材１４２がＸ方向及びＹ方向に直交移動すること
で、１つのナット保持部１４２ａがナットリフター１１
４の上方部位まで移動し、ナットリフター１１４の上昇
動作により上記ナット保持部１４２ａにハブナット２３
が磁石１４４によって順次吸着保持される。このように
して、所定数のハブナット２３，…が、ナットセッター
１４１のナット保持部材１４２にナットホルダー１０３
及びナットリフタ−１１４を介してナットフィーダ１０
２から受け取る。

【００３７】それから、ナットセッター１４１がＸ方向
及びＹ方向に二次元的に移動してパレット搬送コンベア
手段４４の第１の位置であるナット受取位置に移動し、
そこでハブナット２３を搬送するナットパレット４８に
必要数のハブナット２３を移載してセットする。即ち、
ナットセッター１４１は、ナット受取位置になると、ア
クチュエータ１４８，１４８を作動させてプレート部材
１４９，１４９従ってロッド部材１５０，…を下方に変
位させ、ナット保持部１４２ａ，…に磁石１４４，…に
よって吸着保持されているナット２３，…をナットパレ
ット４３に対して落下させ、それによって必要数のハブ
ナット２３がセットされる。

【００３８】そして、必要数のハブナット２３がセット
されたナットパレット４８は、パレット搬送コンベア手
段４４によって、第１のステーションＰ1 付近の第２の
位置であるナット受渡位置まで搬送される。

【００３９】それから、ナット受渡位置において、車輪
取付ロボット２のハンド部２ｂが、１つの車輪Ｗを車体
１（車軸）に取付けるのに必要な数だけ、全てが所定の
組付け角度に対応して配置されているハブナット２３，
…を、ナットパレット４８より受け取る。

【００４０】それに続いて、車輪取付ロボット２が車輪
搬送コンベア手段４２の車輪排出位置に移動し、その車
輪排出位置において車輪Ｗを受け取り、車輪保持手段６
によって車輪Ｗがクランプ保持され、ハブナット２３，
…と車輪Ｗとが所定の位置関係でハンド部２ｂに保持さ
れることとなる。

【００４１】そして、位置検出ロボット３により検出さ
れた車体１の車輪取付位置まで、車輪Ｗと共にハブナッ
ト２３，…が搬送され、ナットランナー５，…の駆動に
より締付け部材２１，…を回転することで、ハブナット
２３，…が車軸側のハブボルト２２，…に螺着され、車
輪Ｗが車体１側の車軸に取付けられる。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、上記のように、ナットフィー
ダからハブナットを組付け角度に対応するようにナット
セッターが受け取り、ナットセッターがハブナットを第
１の位置に搬送して、ハブナットをナットパレットに移
載し、パレット搬送コンベア手段によって第２の位置ま
で搬送するようにしているので、ワーク取付分のハブナ
ットを位置決めして確実に供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車体組立ラインの一部を省略して示す概略平面
図である。

【図２】車両組立ラインの一部を省略して示す概略正面
図である。

【図３】車両組立ラインの一部を省略して示す概略側面
図である。

【図４】車輪取付ロボットの概略正面図である。

【図５】車輪取付ロボットのハンド部のセンターピン取
付部付近の断面図である。

【図６】センターピン取付部付近の断面図である。

【図７】車輪取付ロボットのハンド部のアーム部材付近
の平面図である。

【図８】センターピン取付部の要部平面図である。

【図９】センターピンを収納保持するストッカーの正面
図である。

【図１０】同平面図である。

【図１１】同側面図である。

【図１２】マスターワークの概略断面図である。

【図１３】同底面図である。

【図１４】マスターワークのダイヤルゲージを設けた付
近の側面図である。

【図１５】Ｏ点設定の説明図である。

【図１６】ナットの供給装置の正面図である。

【図１７】同平面図である。

【図１８】同側面図である。

【図１９】同要部側面図である。

【図２０】ナットセッターの要部断面図である。

【図２１】同一部断面底面図である。

【符号の説明】

1 車体 2 車輪取付ロボット 2b ハンド部 43 ナットパレット 44 パレット搬送コンベア手段 92 マスターワーク置台 92a ０点設定部 101 ナットの供給装置 102 ナットフィーダ 103 ナットホルダー 114 ナットリフター 141 ナットセッター W 車輪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23P 19/00 - 21/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の車輪を取付けるためにハブナット
   を供給するナットの供給装置であって、 上記ハブナットを供給するナットフィーダと、磁石により上記ハブナットを吸着保持する複数のナット
   保持部と、アクチュエータで作動し、下方への変位によ
   り、上記ナット保持部で吸着保持されたハブナットをナ
   ットパレットに移載するロッド部材とを備え、上記 ナッ
   トフィーダから車輪に対応した必要数のハブナットを車
   両の車輪への組付け角度に対応するような角度関係でも
   って受け取り、第１の位置においてナットパレットに移
   載するナットセッターと、上記ナットセッターによって車輪数に対応した複数組の
   ハブナットが移載されたナットパレットを車輪取付ステ
   ーション付近の第２の位置まで搬送するパレット搬送コ
   ンベア手段とを備えることを特徴とするナットの供給装
   置。