JP3362887B2 - ロボットおよびこれを用いた液物供給方法 - Google Patents

ロボットおよびこれを用いた液物供給方法

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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、ロボットアームの先端
に液物供給用ノズルと小物挟持用フィンガとを設置した
ロボットハンドを有するロボット、特に防爆形として有
用なロボットおよびこれを用いた液物供給方法、特に車
両の製造ラインにおける燃料供給方法に適用して有用な
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、車両の製造ラインにおいては、種
々のロボットが導入されている。例えば、従来、車両製
造時における燃料の供給にあたっては、引火などの危険
があるため、防爆形のロボットを用いる必要があった。
ところが、防爆形ロボットの場合、一般的に可搬重量が
大きくとれないため、ノズルによる燃料の供給工程とロ
ボットハンドによる燃料タンクのキャップ締め装着工程
を別々の防爆形ロボットに分担させて行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな２台のロボットを用いることは、ロボット自体の設
備費が嵩むと同時に、工程数増大、それに伴う作業時間
の増大を招くなどの問題があった。
【０００４】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
なされたもので、同一のロボットハンドに液物供給用ノ
ズルと小物挟持用フィンガとを併設させ、これらを切り
換えて使用できるようにしたロボットを提供すると共
に、これを用いた燃料などの液物供給方法を提供せんと
するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第１は、ロボッ
ト本体から延びるロボットアームの先端に、ロボットハ
ンドとして、ベース部材と、当該ベース部材の固定され
たロボットアームの先端軸の軸線方向に対してそれぞれ
異なる方向に弾性的な附勢によりスライド可能とするフ
ィンガ用スライド部材とノズル用スライド部材とを三重
構造状に装着する一方、前記フィンガ用スライド部材に
は先端に小物を挟持するフィンガ部を有 する小物挟持用
フィンガをその軸方向を前記弾性的な附勢によるスライ
ド方向に合わせて取り付けると共に、前記ノズル用スラ
イド部材にはノズル管を有する液物供給用ノズルをその
軸方向を前記弾性的な附勢によるスライド方向に合わせ
て取り付け、前記ロボットアームの先端軸の回動駆動に
よるロボットハンドの駆動により、前記液物供給用ノズ
ル４と小物挟持用フィンガとを切り換え自在として、車
両の製造ライン中の燃料供給部分に組み込むことを特徴
とするロボットにある。
【０００６】本発明の第２は、前記ロボットアームの基
端肩部の外側部分に中間ボックス部を設け、当該中間ボ
ックス部にエア供給により前記小物挟持用フィンガのフ
ィンガ部の回転を停止させる回転制御部を付設したこと
を特徴とする請求項１記載のロボットにある。
【０００７】本発明の第３は、前記中間ボックス部に液
物の種類に対応した複数本の液物供給用ホースを接続す
ると共に、当該中間ボックス部から液物供給用ノズルに
かけては切換手段を介して１本の液物供給用ホースを接
続したことを特徴とする請求項１または２記載のロボッ
トにある。
【０００８】本発明の第４は、前記フィンガ用スライド
部材に、その弾性的な附勢とは反対方向にスライドさせ
るバランス調整用のシリンダを設けたことを特徴とする
請求項１、２または３記載のロボットにある。
【０００９】本発明の第５は、前記ノズル用スライド部
材に、自在継手を介して、前記液物供給用ノズルを設け
たことを特徴とする請求項１、２、３または４記載のロ
ボットにある。
【００１０】本発明の第６は、前記フィンガ用スライド
部材に、自在継手を介して、前記小物挟持用フィンガの
フィンガ部を設けたことを特徴とする請求項１、２、３
または４記載のロボットにある。
【００１１】本発明の第７は、ロボット本体から延びる
ロボットアームの先端に、ロボットハンドとして、ベー
ス部材と、当該ベース部材の固定されたロボットアーム
の先端軸の軸線方向に対してそれぞれ異なる方向に弾性
的な附勢によりスライド可能とするフィンガ用スライド
部材とノズル用スライド部材とを三重構造状に装着する
一方、前記フィンガ用スライド部材には先端に小物を挟
持するフィンガ部を有する小物挟持用フィンガをその軸
方向を前記弾性的な附勢によるスライド方向に合わせて
取り付けると共に、前記ノズル用スライド部材にはノズ
ル管を有する液物供給用ノズルをその軸方向を前記弾性
的な附勢によるスライド方向に合わせて取り付け、前記
ロボットアームの先端軸の回動駆動によるロボットハン
ドの駆動により、前記液物供給用ノズル４と小物挟持用
フィンガとを切り換え自在として、車両の製造ライン中
の燃料供給部分に組み込んだロボットを備えた車両の製
造ラインにおいて、前記ロボットハンドの小物挟持用フ
ィンガによりキャップ供給シュータから対象車両の燃料
タンク用のタンクキャップを取り込む工程と、前記燃料
タンクの外カバーが半開きでかつ当該燃料タンクの注入
口にタンクキャップのない車両を供給する工程と、前記
ロボットハンドを切り換えて前記液物供給用ノズルを前
記燃料タンクの外カバーに当接させて当該外カバーを全
開させる工程と、この液物供給用ノズルを前記燃料タン
クの注入口に挿入して所望の燃料を供給する工程と、前
記ロボットハンドのタンクキャップの保持された小物挟
持用フィンガを前記車両の燃料タンク側に切り換えて当
該タンクキャップを燃料タンクの注入口に運び当接させ
る工程と、この当接されたタンクキャップを前記小物挟
持用フィンガの回転により燃料タンクの注入に装着する
工程と、この装着されたタンクキャップの保持を解除し
て前記小物挟持用フィンガを退避させる工程とからなる
ことを特徴とする液物供給方法にある。
【００１２】
【作用】本発明の請求項１では、ロボットハンドとし
て、ベース部材とフィンガ用スライド部材とノズル用ス
ライド部材とが、特別な角度と異なる方向への弾性的な
ス ライド角度を持って三重構造状に装着されているた
め、ロボットハンドのコンパクト化及び軽量化が図れ、
また、液物供給用ノズルと小物挟持用フィンガとを自在
に切り換えて使用することができる。
【００１３】本発明の請求項２では、ロボットアームの
基端肩部の外側部分に中間ボックス部を設けるため、ロ
ボットハンドのより一層のコンパクト化及び軽量化が図
れ、また、中間ボックス部の回転制御部により小物挟持
用フィンガのフィンガ部の回転を停止させることができ
る。
【００１４】本発明の請求項３では、複数の液物を複数
本の液物供給用ホースで中間ボックス部まで送る一方、
この中間ボックス部から液物供給用ノズルにかけては１
本の液物供給用ホースにより供給することができる。
【００１５】本発明の請求項４では、小物挟持用フィン
ガを燃料タンクの注入口部分に最適な形で、当接させる
ことができる。
【００１６】本発明の請求項５では、液物供給用ノズル
を燃料タンクの注入口部分に最適な形で、当接させるこ
とができるようになる。
【００１７】本発明の請求項６では、小物挟持用フィン
ガを燃料タンクの注入部分に最適な形で、当接させるこ
とができるようになる。
【００１８】本発明の請求項７では、１台のロボットに
よって、車両など製造ラインにおいて、燃料供給などの
ような液物供給とタンクキャップの装着などを切り換え
て行うことができる。また、これにより、迅速な液物供
給が可能となる。
【００１９】
【実施例】図１は、本発明に係るロボット全体の一実施
例を示した概略説明図である。図において、１は防爆形
のロボット本体、２は首振りや伸縮動作などが自在に行
われるロボットアーム、３はこのロボットアーム２の先
端に取り付けられたロボットハンド、４，５はこのロボ
ットハンド３が装着された液物供給用ノズルと小物挟持
用フィンガである。
【００２０】このロボットハンド３が、本発明の特徴と
するところで、その基本構造は、図２の如くであって、
ロボットアーム２の先端軸２０１に固定されたベース部
材６と、上記小物挟持用フィンガ５が設置され、かつベ
ース部材６に対して、小物挟持用フィンガ５の軸方向に
スライド可能に装着されたフィンガ用スライド部材７
と、上記液物供給用ノズル４が連繋設置され、かつフィ
ンガ用スライド部材７に対して、液物供給用ノズル４の
軸方向にスライド可能に装着されたノズル用スライド部
材８とからなる。そして、これらの小物挟持用フィンガ
５と液物供給用ノズル４の移動、切り換えなどは、ロボ
ット本体１、ロボットアーム２および当該ロボットアー
ム先端軸２０１の相対運動により、ロボットハンド３全
体を動かして行われるようになっている。
【００２１】次に、上記各部分について図３〜図１１に
よりさらに詳しく説明する。上記ベース部材６には、上
記図２のＡ−Ａ線断面からの図３〜同じく図２のＢ−Ｂ
線断面からの図４に示したように、レールなどからなる
スライド機構６０１を介してフィンガ用スライド部材７
を装着する一方、このフィンガ用スライド部材７の側面
には、２個の並列した軸受部７０１，７０２が配置さ
れ、その一方の軸受部７０１（図４中左側）には小物挟
持用フィンガ５の回転軸５０１が軸着されている。ま
た、他方の軸受部７０２（図４中右側）には、自在に曲
げられるホース状のフレキシブル回転シャフト７０３が
装着され、このフレキシブル回転シャフト７０３の回転
は、当該軸受部７０２の回転軸７０４、自在継手７０
５、回転軸７０６、プーリ７０７、ベルト７０８、およ
び小物挟持用フィンガ５の回転軸５０１に固着されたプ
ーリ７０９を介して、この小物挟持用フィンガ５の回転
軸５０１に伝達されるようになっている。つまり、電気
スバークなどの生じる恐れのない、防爆型の動力駆動手
段となっている。
【００２２】また、このフィンガ用スライド部材７に対
しては、上記図３のＣ方向からの図５に示したように、
ベース部材６との間にコイルスプリングなどの弾性体７
１０が張設され、当該フィンガ用スライド部材７は常時
小物挟持用フィンガ５の先端方向に附勢されている。一
方、このフィンガ用スライド部材７の一側面には、上記
図５のＤ−Ｄ線方向からの図６に示したように、上記弾
性体７１０の附勢力とは反対方向にスライドさせるバラ
ンス調整用のシリンダ７１１がベース部材６との間に設
けてある。したがって、通常時には、フィンガ用スライ
ド部材７は、小物挟持用フィンガ５の先端方向に附勢さ
れているものの、後述するタンクキャップ装着時には、
このシリンダ７１１のエア供給による駆動によって、小
物挟持用フィンガ５を少々引き戻して、タンクキャップ
Ｃと燃料タンクＴの注入口Ｔａとの過剰な力による当接
を調整するようになっている。
【００２３】上記小物挟持用フィンガ５は、上記図２の
Ｂ−Ｂ線断面からの図４〜図３のＣ方向からの図５、ま
たは当該図４のフィンガ部の拡大図である図８〜図９に
示した如くで、その回転軸５０１の途中には自在継手５
０２が介在され、その先端にはフィンガ部５０３が設置
されている。このフィンガ部５０３は、先端が開口され
た筒体部５０４と、筒体部５０４内にシール材５０５を
介して嵌め込まれた摺動体５０６と、摺動体５０６と筒
体部５０４の底部間の間隙からなるエア室Ｒと、摺動体
５０６を常時筒体部５０４の底部方向に附勢させるコイ
ルスプリングなどの弾性体５０７と、各基部が筒体部５
０４の開口部に渡された軸ピン５０８に互いに軸着さ
れ、その先端の対向した爪部５０９ａ，５０９ａが開閉
される一対の爪片５０９，５０９と、こられの爪片５０
９，５０９間に介在して常時当該爪片５０９，５０９を
開成方向に附勢するコイルスプリングなどの弾性体５１
０とからなり、かつ、各爪片５０９，５０９の基部外側
のテーパー面５０９ｂ，５０９ｂには、対応する摺動体
５０６の内側に設けた曲面部５０６ａ，５０６ａが摺接
するようになっている。
【００２４】したがって、上記エア室Ｒにエアが供給さ
れると、摺動体５０６が上記図８において下向きに移動
してその曲面部５０６ａ，５０６ａが各爪片５０９，５
０９の基部テーパー面５０９ｂ，５０９ｂに当接するた
め、先端の爪部５０９ａ，５０９ａが閉じられ、タンク
キャップＣの摘み部Ｃａが挟持される。一方、エア室Ｒ
のエアが減圧または脱気されると、弾性体５０７により
摺動体５０６が押し上げられると共に、弾性体５１０に
より各爪片５０９，５０９の先端爪部５０９ａ，５０９
ａが開かれ、タンクキャップＣは解放されるようになっ
ている。なお、エア室Ｒへのエアの供給は、外部のコン
プレッサなどから、エアホース５１１、回転用継手５１
３、小物挟持用フィンガ５の回転軸５０１中に設けたエ
ア通路５０１ａ、自在継手５０２部分を避けるためのバ
イパス用のエアホース５１２などを介して行われる。こ
のように本発明では、小物挟持用フィンガ５において
も、駆動原として、エアを使用し、電気スバークなどの
生じる恐れのない、防爆型の駆動手段としてある。
【００２５】上記液物供給用ノズル４が設置されるノズ
ル用スライド部材８は、上記図２のＡ−Ａ線断面からの
図３あるいは当該図３のＣ方向からの図５に示したよう
に、フィンガ用スライド部材７の側面に軸受部７０１，
７０２を介して固着された中間プレート部材７１２の側
面に、レールなどからなるスライド機構７１３を介して
装着されている。このノズル用スライド部材８には、自
在継手８０１、回転軸８０２を介してノズルブロック部
材４０１が装着され、このノズルブロック部材４０１に
は、上記小物挟持用フィンガ５とほぼ直交する方向に長
尺なノズル管４０２が設置されている。ノズル管４０２
の先端寄りには、例えば図３に例示したように、このノ
ズル管４０２を燃料タンクＴの注入口Ｔａに挿入した際
に注入口Ｔａと当接するストッパー片４０３が設けてあ
る。
【００２６】このノズルブロック部材４０１部分のノズ
ル管４０２の基端には、上記図３のＥ方向からの図７か
ら明らかなように、管路４０４を介して燃料供給用ホー
ス４０５が接続されると共に、エアにより開閉する開閉
バルブ４０６も設置されている。つまり、外部のコンプ
レッサなどから、バルブ用エアホース４０７にエアを供
給し、あるいは停止させることにより、ノズル管４０２
への燃料（ハイオクガソリンやレギラーガソリン、ある
いは軽油など）の供給をコントロールすることができる
ようになっている。このように液物供給用ノズル４部分
にあっても、電気スバークなどの生じる恐れのない、防
爆型の構造としてある。また、ノズル管４０２の最後端
となる管路４０４の一部などには、センサー光を反射す
るための反射板４０８が付設されている。
【００２７】このようなノズル管４０２の設置された上
記ノズル用スライド部材８と上記中間プレート部材７１
２間には、上記図２のＡ−Ａ線断面からの図３に示した
ように、ノズル管４０２を常時その先端方向に附勢する
コイルスプリングなどの弾性体８０３が張設されてい
る。したがって、ノズル用スライド部材８は、通常その
当接部８０４が中間プレート部材７１２のストッパ部７
１４に当接する位置に保持されるようになっている。
【００２８】また、上記ロボットアーム２の基端肩部
（当該ロボットアーム２が装着されるロボット本体１の
立設部分なども可）には中間ボックス部２０２が設けて
あって、この内部には、上記図２の中間ボックス部内部
の図１０〜当該図１０のＦ方向からの図１１に示したよ
うに、小物挟持用フィンガ５のフレキシブル回転シャフ
ト７０３の回転制御部７５０、液物供給用ノズル４の液
物供給用制御部４５０などが収納されている。
【００２９】上記回転制御部７５０は、軸受部７５１内
の回転軸７５２に装着され、かつその円周部の一部に切
欠き部７５３ａを有する円盤状のロックデスク７５３
と、ベースプレート部材７５４上にレールやスライドベ
アリングなどからなるスライド機構７５５、可動ブロッ
ク部材７５６を介して設置され、かつその先端が上記ロ
ックデスク７５３の切欠き部７５３ａに係合されるロッ
クピン７５７と、ベースプレート部材７５４に固着さ
れ、かつそのピストンロッド７５８ａが上記可動ブロッ
ク部材７５６に接続された回転制御用シリンダー７５８
とからなる。したがって、この回転制御部７５０による
と、シリンダー７５８をエア供給により駆動させてロッ
クピン７５７を前進させれば、その先端がロックデスク
７５３の切欠き部７５３ａに係合するため、フレキシブ
ル回転シャフト７０３の回転を安定して停止固定させる
ことができる。これにより、後述するように、小物挟持
用フィンガ５によるタンクキャップＣのピックアップ
時、先端フィンガ部５０３の安定した固定保持が得られ
る。なお、ここで、フレキシブル回転シャフト７０３に
は、エアホース７５９からのエア供給により回転するナ
ットランナなどの回転体７６０の回転が、上記回転軸７
５２、自在継手７６１を介して伝達されるようになって
いる。この回転制御部７５０の駆動にあたっても、エア
供給を使用し、電気スバークなどの生じる恐れのない、
防爆型の構造としてある。
【００３０】上記液物供給用制御部４５０は、燃料種
（例えば、ハイオクガソリン、レギラーガソリン、軽油
など）に対応した燃料（液物）供給用ホース４５１〜４
５３が接続される複数のエアバルブ４５４〜４５６と、
各エアバルブ４５４〜４５６からの燃料を上記液物供給
用ノズル４の燃料供給用ホース４０５に導くための中間
燃料管路４５７と、この中間燃料管路４５７の両端など
に接続されたエア導入用のエアホース４５８〜４５９
と、中間燃料管路４５７に設けたエア導入用シリンダー
バルブ４６０〜４６２とからなる。ここでも、各バルブ
４５４〜４５６，４６０〜４６２にエアにより駆動する
ものを用い、電気スバークなどの生じる恐れのない、防
爆型の構造としてある。
【００３１】したがって、例えば、上記図２の中間ボッ
クス部内部の図１０の燃料供給用ホース４５１〜４５３
を左から順にハイオクガソリン、レギラーガソリン、軽
油用のホースとした場合において、ハイオクガソリンを
供給する場合を例にとると、次の如くである。先ず、他
のレギラーガソリン用や軽油用のホース４５２〜４５３
のバルブ４５５〜４５６を閉じた状態で、ハイオクガソ
リン用のホース４５１のバルブ４５４を開く。そうする
と、ハイオクガソリンは、中間燃料管路４５７を介し
て、燃料供給用ホース４０５に導かれ、ロボットアーム
２の先端の液物供給用ノズル４に供給される。この液物
供給用ノズル４での燃料の供給、停止は、上記開閉バル
ブ４０６により行う。なお、レギラーガソリンや軽油の
場合も、このハイオクガソリンの場合と同様にして行え
ばよい。このように複数本の燃料供給用ホース４５１〜
４５３の配管を中間ボックス部２０２までに止め、この
中間ボックス部２０２から先は、１本の燃料供給用ホー
ス４０５とすることにより、ロボットアーム２側に掛か
る荷重を大幅に軽減することができる。
【００３２】そしてまた、上記燃料の供給時、所望量の
燃料供給が終わると、当然ハイオクガソリン用のホース
４５１のバルブ４５４を閉じ、少なくともエアホース４
５８〜４５９側のエア導入用シリンダーバルブ４６０，
４６２を開き、当該エアホース４５８〜４５９からエア
を導入して、残留燃料を当該エアと共に清掃を兼ねて、
液物供給用ノズル４から燃料タンクＴ側に送り出す。な
お、この動作中、一般にロボットアーム２全体は下向き
となり、これにともなって、各エアバルブ４５４〜４５
６および周囲の配管も下向きに傾斜するため、残留燃料
は効果的に中間燃料管路４５７に集まり、上記エアの導
入によって綺麗に送り出される。
【００３３】また、上記構成の必要箇所には、位置検出
用のセンサとして、例えば光学方式による複数のセンサ
が設置されている。先ず、Ｓ1 〜Ｓ3 は、小物挟持用フ
ィンガ５によるタンクキャップＣの締め付け開始位置検
出センサ、同締め付け完了位置検出センサ、小物挟持用
フィンガ５のオーバーストローク位置検出センサであ
る。Ｓ4 〜Ｓ5 は、液物供給用ノズル４による液物注入
位置検出センサ、液物供給用ノズル４のオーバーストロ
ーク位置検出センサである。Ｓ6 は、後述するように、
液物供給用ノズル４よにる燃料タンクＴの外カバー全開
時における液物供給用ノズル４自体の揺動（反り上が
り）から当該外カバーの全開位置を検出する外カバー全
開位置検出センサである。Ｓ7 は、回転制御部７５０に
おけるロックピン７５７の動作状態を検出するロック位
置検出センサである。
【００３４】次に、上記本発明に係るロボットを用い
た、本発明に係る液物供給方法として、例えば各工程を
示した図１２（Ａ）〜（Ｃ）、図１３（Ｄ）〜（Ｆ）に
より、車両の製造ラインにおける燃料供給方法について
説明する。
【００３５】先ず、図１２（Ａ）に示したタンクキャッ
プ取り込み工程において、ロボットハンド３の小物挟持
用フィンガ５によりキャップ供給シュータ７８０から対
象車両１０００の燃料タンク用のタンクキャップＣを取
り込む。このタンクキャップＣのピックアップにあたっ
ては、上記図２のＢ−Ｂ線断面からの図４および当該図
４のフィンガ部の拡大図である図８から明らかなよう
に、エアホース５１１により小物挟持用フィンガ５のエ
ア室Ｒにエアを供給して、フィンガ部５０３の爪片５０
９，５０９を閉じて行う。このとき、フィンガ部５０３
が動くと、つまり安定して固定されていないと、スムー
ズなタンクキャップＣのピックアップができないため、
ロボットアーム２基端肩部の中間ボックス部２０２中に
収納された回転制御部７５０により、小物挟持用フィン
ガ５のフレキシブル回転シャフト７０３の回転を固定し
て行う。この小物挟持用フィンガ５の駆動は、すべてエ
アにより行われるため、周囲に可燃性のガソリンなどが
あっても、引火するなどの危険は全くない。
【００３６】このタンクキャップ取り込み工程と平行し
て、やはり同図１２（Ａ）に示した車両供給工程におい
て、燃料タンクＴの外カバー１００１が半開きでかつ当
該燃料タンクＴの注入口ＴａにタンクキャップＣのない
車両を供給する。
【００３７】次に、図１２（Ｂ）に示した外カバー全開
工程において、ロボット本体１、ロボットアーム２およ
び当該ロボットアーム先端軸２０１の相対運動により、
ロボットハンド３を切り換えて、液物供給用ノズル４の
先端を燃料タンクＴの外カバー１００１に当接させて当
該外カバー１００１を全開させる。このとき、外カバー
全開の検出は、上記図２のＡ−Ａ線断面からの図３に示
したように、外カバー全開位置検出センサＳ6 とノズル
管４０２の後端、例えば管路４０４に設置された反射板
４０８によって行われる。つまり、液物供給用ノズル４
のノズル管４０２は、上記当接によって、自在継手８０
１が働き、図３中半時計方向に揺動するようになるた
め、センサＳ6 からの光線が反射板４０８に当たって反
射されるようになるからである。
【００３８】このようにして外カバー１００１が全開さ
れたら、図１２（Ｃ）に示した燃料供給工程において、
この液物供給用ノズル４を燃料タンクＴの注入口Ｔａに
挿入して所望の燃料を供給する。このとき、ノズル管４
０２のストッバー片４０３が燃料タンクＴの注入口Ｔａ
に当接すると、図２のＡ−Ａ線断面からの図３から明ら
かなように、ノズル用スライド部材８が弾性体８０３の
附勢力に抗して、図中上方にスライドして、燃料注入位
置検出センサＳ4 からの光線を遮断するようになるた
め、燃料注入位置が検出される。過剰挿入などのトラブ
ルは、オーバーストローク位置検出センサＳ5 により行
われる。また、供給する燃料の切り換えは、ロボットア
ーム２基端肩部の中間ボックス部２０２中に収納された
液物供給用制御部４５０により行えばよい。そしてま
た、燃料の供給終了時には、エアホース４５８〜４５９
からのエアの導入によって、残留燃料を当該エアと共に
清掃も兼ねて送り出す。もちろん、この液物供給用ノズ
ル４による燃料の供給あるいは停止は、エアの供給によ
って動作する開閉バルブ４０６によって行われる。この
引火性に富むガソリンや軽油などを取り扱う液物供給用
ノズル４の駆動も、すべてエアにより行われるため、や
はり引火するなどの危険は全くない。
【００３９】このようにして燃料の供給が終わったら、
液物供給用ノズル４を退避させると共に、図１３（Ｄ）
に示したタンクキャップ当接工程において、ロボット本
体１、ロボットアーム２および当該ロボットアーム先端
軸２０１の相対運動により、ロボットハンド３を切り換
えて、タンクキャップＣの保持された小物挟持用フィン
ガ５を車両１０００の燃料タンクＴ側に向け、当該タン
クキャップＣを燃料タンクＴの注入口Ｔａに運び当接さ
せる。この当接は、ロボットアーム２の前進駆動によ
り、小物挟持用フィンガ５のフィンガ部５０３を燃料タ
ンクＴの注入口Ｔａ側に入れて行う。このとき、小物挟
持用フィンガ５の設置されたフィンガ用スライド部材７
は、上記図３のＣ方向からの図５に示した弾性体７１０
により常時当該小物挟持用フィンガ５の先端方向に附勢
されているわけであるが、この弾性力とロボットハンド
３部分の荷重がタンクキャップＣを介して直接燃料タン
クＴの注入口Ｔａに負荷された場合、タンクキャップＣ
に過剰な力が作用することになるため、フィンガ用スラ
イド部材７の側面に設けたバランス調整用のシリンダ７
１１により、少々当該フィンガ用スライド部材７を反対
方向に引き戻して、適度な力でタンクキャップＣが燃料
タンクＴの注入口Ｔａに当接するようにしてある。
【００４０】この後、図１３（Ｅ）に示したタンクキャ
ップ装着工程において、フレキシブル回転シャフト７０
３を回転駆動させることにより、小物挟持用フィンガ５
のフィンガ部５０３を回転させて、タンクキャップＣを
燃料タンクＴの注入口Ｔａに装着する。このとき、タン
クキャップＣの締め付け開始位置はセンサＳ1 により検
出する。つまり、フィンガ用スライド部材７の所定部分
が締め付け開始位置センサＳ1 の光線を遮断した時点で
検出される。そしてまた、タンクキャップＣの締め付け
完了位置は、検出センサＳ2 により検出する。つまり、
タンクキャップＣの装着が進むとその装着ストローク分
だけフィンガ用スライド部材７は前進するわけである
が、この前進によりフィンガ用スライド部材７の所定部
分が締め付け完了位置センサＳ2 の光線を遮断した時点
で検出される。もちろん、過剰装着などのトラブルは、
オーバーストローク位置検出センサＳ3 により行われ
る。
【００４１】最後に、図１３（Ｆ）に示した小物挟持用
フィンガ退避工程において、上記装着されたタンクキャ
ップＣの保持を解除して小物挟持用フィンガ５を車両１
０００から退避させる。このタンクキャップＣの保持解
除にあたっては、上記図２のＢ−Ｂ線断面からの図４お
よび当該図４のフィンガ部の拡大図である図８から明ら
かなように、エアホース５１１から供給される小物挟持
用フィンガ５のエア室Ｒにおけるエア圧を減圧しまたは
脱気して、フィンガ部５０３の爪片５０９，５０９を開
いて行う。
【００４２】これらの各工程により、１台のロボットに
よって、燃料供給とタンクキャップの装着を自動的に行
うことができる。この燃料供給という引火し易い環境に
おいて、上記液物供給用ノズル４および小物挟持用フィ
ンガ５の駆動がすべてエア供給により行われるため、高
い安全性が確保される。
【００４３】なお、上記実施例では、本発明のロボット
ハンド部分において、液物供給用ノズルと小物挟持用フ
ィンガとの設置方向をほぼ直交する形で組み付けたが、
本発明はこれに限定されない。また、本発明に係る液物
供給方法として、車両の製造ラインにおける燃料供給方
法について説明したが、本発明は、これに限定されるも
のではない。さらに、この燃料供給方法においてタンク
キャップのシュータからのピックアップは、対象車両の
搬送前に行っているが、本発明は、この順序に限定され
ない。
【００４４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にによれば、次のような優れた効果が得られる。
【００４５】（１）本発明のロボットによると、ロボッ
トハンド部分がロボットアーム先端のベース部材とフィ
ンガ用スライド部材とノズル用スライド部材との３部品
が、特別な角度と異なる方向への弾性的なスライド角度
を持って三重構造状に装着されてなるため、ロボットハ
ンドのコンパクト化及び軽量化が図れ、また、フィンガ
用スライド部材に取り付けられた小物挟持用フィンガと
ノズル用スライド部材に取り付けられた液物供給用ノズ
ルとが切り換え自在に設置されているため、液物供給用
ノズルと小物挟持用フィンガとが自在に切り換えて使用
することができる。したがって、１台のロボットで、複
数の動作を迅速に行うことができる。また、液物供給用
ノズル、及び小物挟持用フィンガは、それぞれ異なる方
向に弾性的に附勢されているため、車両の製造ラインに
おいて、燃料タンクの外カバーや注入口の周辺部分に柔
らかく接触させることができ、不要な傷などの発生を最
小限に抑えることができる。さらにまた、それぞの切り
換え時、液物供給用ノズルと小物挟持用フィンガとが互
いに邪魔にならない態勢を取ることが可能となり、この
点からも、迅速な動作を得ることができる。
【００４６】（２）また、本発明のロボットによると、
ベース部材とフィンガ用スライド部 材とノズル用スライ
ド部材との三重構造状の装着により、ロボットハンドの
コンパクト化及び軽量化が図れると同時に、これにロボ
ットアームの基端肩部の外側部分に中間ボックス部を設
けることを組み合わせれば、その分ロボットハンド部分
のより一層のコンパクト化及び軽量化が図れる。例えば
中間ボックス部まで重量の嵩む複数の燃料供給用ホース
を配管した後その先は１本のホースとしたり、あるい
は、当該中間ボックス部内部にやはり重量の嵩む回転制
御部や液物供給制御部を設置した場合、ロボットハンド
部分には液物供給用ノズルと小物挟持用フィンガだけの
設置に抑えることができるからである。 これにより、車
両の製造ラインの燃料供給部分に最適のロボットとし
て、一般的に可搬重量が大きくとれない防爆形ロボット
の採用が容易になり、また、ロボットハンド部分の軽量
化により、可搬重量の小さいロボットでも十分対応する
ことが可能となるため、コストダウンも期待できる。
【００４８】（３）また、本発明のロボットにおいて、
フィンガ用スライド部材に、その弾性的な附勢とは反対
方向にスライドさせるバランス調整用のシリンダを設け
れば、車両製造工程などにおいて、タンクキャップに過
剰な力が作用したとき、少々フィンガ用スライド部材を
反対方向に引き戻して、適度な力で、燃料タンクの注入
口にタンクキャップを当接させることができる。これに
より、不要な傷などの発生を最小限に抑えることが可能
となる。
【００４９】（４）また、本発明のロボットにおいて、
液物供給用ノズルや小物挟持用フィンガのフィンガ部
を、自在継手を介して、ノズル用スライド部材やフィン
ガ用スライド部材に、取り付ければ、弾性体による弾性
的な附勢との相互作用により、液物供給用ノズルや小物
挟持用フィンガのフィンガ部を、より柔らかい形で動か
すことができる。これにより、不要な傷などの発生を最
小限に抑えることが可能となる。
【００５０】（５）さらに、本発明の液物供給方法によ
ると、車両の製造ラインにおいて、燃料の供給とタンク
キャップの装着を自動化することができ、従来、２台の
ロボットを用いた方法に比較して、工程数の大幅な低
減、それに伴う作業時間の大幅な短縮により、生産性の
大幅な向上を図ることができる。また、この方法で用い
るロボットは、上記のように、ベース部材とフィンガ用
スライド部材とノズル用スライド部材との３部品が、特
別な角度と異なる方向への弾性的なスライド角度を持っ
て三重構造状に装着されたものであるため、小物挟持用
フィンガと液物供給用ノズルとの切り換えは、単にロボ
ットアームの回動により行うことができるため、迅速な
作業性が得られ、この点からのコストダウンも期待する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロボット全体の一実施例を示した
概略斜視図である。
【図２】本発明に係るロボットのロボットハンド部分を
示した概略斜視図である。
【図３】図２のロボットハンド部分におけるＡ−Ａ線断
面に相当する部分縦断側面図である。
【図４】図２のロボットハンド部分におけるＢ−Ｂ線断
面に相当する部分縦断側面図である。
【図５】図３のロボットハンド部分におけるＣ方向から
の矢視図である。
【図６】図５のロボットハンド部分におけるＤ−Ｄ線方
向からの矢視図である。
【図７】図３のロボットハンド部分におけるＥ方向から
の矢視図である。
【図８】上記ロボットハンドの小物挟持用フィンガにお
けるフィンガ部を示した拡大縦断面図である。
【図９】上記図８の小物挟持用フィンガにおけるフィン
ガ部を示した別方向からの拡大縦断面図である。
【図１０】上記ロボットのロボットアーム基端肩部の中
間ボックス部中に設置された回転制御部と液物供給用制
御部を示した平面図である。
【図１１】図１０の回転制御部におけるＦ方向からの斜
視図である。
【図１２】本発明に係る液物供給方法の前半の各工程
（Ａ）〜（Ｃ）を示した工程図である。
【図１３】本発明に係る液物供給方法の後半の各工程
（Ｄ）〜（Ｆ）を示した工程図である。
【符号の説明】
１ ロボット本体 ２ ロボットアーム ３ ロボットハンド ４ 液物供給用ノズル ５ 小物挟持用フィンガ ６ ベース部材 ７ フィンガ用スライド部材 ８ ノズル用スライド部材 ２０２ 中間ボックス部 ４０２ ノズル管 ４０３ ストッパー片 ４０５ 燃料供給用ホース ４０６ 開閉バルブ ４０７ エアホース ４５０ 液物供給用制御部 ４５１ 燃料供給用ホース ４５２ 燃料供給用ホース ４５３ 燃料供給用ホース ５０３ フィンガ部 ５０９ 爪片 ５１１ エアホース ７０３ フレキシブル回転シャフト ７５０ 回転制御部 Ｒ エア室 Ｓ1 〜Ｓ7 センサ Ｃ タンクキャップ Ｔ 燃料タンク
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−175596（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−125498（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−242991（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−154593（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−148496（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−269189（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−136784（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−131892（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−12692（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−42888（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B25J 15/00 B25J 17/00 B25J 19/00 B67D 5/04

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ロボット本体から延びるロボットアーム
    の先端に、ロボットハンドとして、ベース部材と、当該
    ベース部材の固定されたロボットアームの先端軸の軸線
    方向に対してそれぞれ異なる方向に弾性的な附勢により
    スライド可能とするフィンガ用スライド部材とノズル用
    スライド部材とを三重構造状に装着する一方、前記フィ
    ンガ用スライド部材には先端に小物を挟持するフィンガ
    部を有する小物挟持用フィンガをその軸方向を前記弾性
    的な附勢によるスライド方向に合わせて取り付けると共
    に、前記ノズル用スライド部材にはノズル管を有する液
    物供給用ノズルをその軸方向を前記弾性的な附勢による
    スライド方向に合わせて取り付け、前記ロボットアーム
    の先端軸の回動駆動によるロボットハンドの駆動によ
    り、前記液物供給用ノズル４と小物挟持用フィンガとを
    切り換え自在として、車両の製造ライン中の燃料供給部
    分に組み込むことを特徴とするロボット。
  2. 【請求項２】 前記ロボットアームの基端肩部の外側部
    分に中間ボックス部を設け、当該中間ボックス部にエア
    供給により前記小物挟持用フィンガのフィンガ部の回転
    を停止させる回転制御部を付設したことを特徴とする請
    求項１記載のロボット。
  3. 【請求項３】 前記中間ボックス部に液物の種類に対応
    した複数本の液物供給用ホースを接続すると共に、当該
    中間ボックス部から液物供給用ノズルにかけては切換手
    段を介して１本の液物供給用ホースを接続したことを特
    徴とする請求項１または２記載のロボット。
  4. 【請求項４】 前記フィンガ用スライド部材に、その弾
    性的な附勢とは反対方向にスライドさせるバランス調整
    用のシリンダを設けたことを特徴とする請求項１、２ま
    たは３記載のロボット。
  5. 【請求項５】 前記ノズル用スライド部材に、自在継手
    を介して、前記液物供給用ノズルを設けたことを特徴と
    する請求項１、２、３または４記載のロボット。
  6. 【請求項６】 前記フィンガ用スライド部材に、自在継
    手を介して、前記小物挟持用フィンガのフィンガ部を設
    けたことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の
    ロボット。
  7. 【請求項７】 ロボット本体から延びるロボットアーム
    の先端に、ロボットハンドとして、ベース部材と、当該
    ベース部材の固定されたロボットアームの先端軸の軸線
    方向に対してそれぞれ異なる方向に弾性的な附勢により
    スライド可能とするフィンガ用スライド部材とノズル用
    スライド部材とを三重構造状に装着する一方、前記フィ
    ンガ用スライド部材には先端に小物を挟持するフィンガ
    部を有する小物挟持用フィンガをその軸方向を前記弾性
    的な附勢によるスライド方向に合わせて取り付けると共
    に、前記ノズル用スライド部材にはノズル管を有する液
    物供給用ノズルをその軸方向を前記弾性的な附勢による
    スライド方向に合わせて取り付け、前記ロボットアーム
    の先端軸の回動駆動によるロボットハンドの駆動によ
    り、前記液物供給用ノズル４と小物挟持用フィンガとを
    切り換え自在として、車両の製造ライン中の燃料供給部
    分に組み込んだロボットを備えた車両の製造ラインにお
    いて、 前記ロボットハンドの小物挟持用フィンガによりキャッ
    プ供給シュータから対象車両の燃料タンク用のタンクキ
    ャップを取り込む工程と、前記燃料タンクの外カバーが
    半開きでかつ当該燃料タンクの注入口にタンクキャップ
    のない車両を供給する工程と、前記ロボットハンドを切
    り換えて前記液物供給用ノズルを前記燃料タンクの外カ
    バーに当接させて当該外カバーを全開させる工程と、こ
    の液物供給用ノズルを前記燃料タンクの注入口に挿入し
    て所望の燃料を供給する工程と、前記ロボットハンドの
    タンクキャップの保持された小物挟持用フィンガを前記
    車両の燃料タンク側に切り換えて当該タンクキャップを
    燃料タンクの注入口に運び当接させる工程と、この当接
    されたタンクキャップを前記小物挟持用フィンガの回転
    により燃料タンクの注入に装着する工程と、この装着さ
    れたタンクキャップの保持を解除して前記小物挟持用フ
    ィンガを退避させる工程とからなることを特徴とする液
    物供給方法。
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