JPH0137867Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はハブボルトの規制・検出装置に関し、
車両のハブボルトに自動的に車輪を装着して固定
することのできる車輪自動取付装置に用いて有用
なものである。

車両の組立ラインにてコンベア上を運ばれてく
る車両のハブボルトに車輪を取付ける作業は作業
者がタイヤシユートから車輪を取出してボルト穴
の位置を見定めてハブボルトに装着し、空気圧工
具等でハブナツトを締付ける手作業による場合が
多く、生産向上の障害となつている。

このような車輪の取付けを自動化しようとする
場合、ハブボルトの位相（４本の配列）が一定し
ないことや車輪にはトーイン角θおよびキヤンバ
ー角γが設けてあるため三次元的にハブボルトの
位置を検出すると共にその傾き状態も検出しなけ
ればならず検出機構が複雑でこれに基づく制御系
も複雑となる等の問題を解決する必要がある。即
ち、車輪自動取付装置を実現しようとすれば、ハ
ブボルトを所定位置に規制するとともに車両の左
右方向（Ｘ軸方向）、車両の前後方向（Ｙ軸方向）
及び車両の上下方向（Ｚ軸方向）に関する基準位
置からハブボルト迄の距離とトーイン角θ及びキ
ヤンバー角γとを夫々測定する必要がある。

本考案は、上記現状に鑑み、ハブボルトを所定
位置に規制するとともにＸ，Ｙ，Ｚの各軸に関す
るハブボルトの基準位置からの距離と、トーイン
角及びキヤンバー角とを自動的に計測し得るハブ
ボルトの規制・検出装置を提供することを目的と
する。

以下本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明
する。

車輪自動取付装置はボルト穴が一定の位相に位
置決めされた車輪を車輪位置決め装置から受け取
る車輪把持機構と、ナツト受渡し装置からナツト
を受け取つて車輪をハブボルトに装着後締め付け
るナツトランナと、これら車輪把持機構およびナ
ツトランナをハブボルトの取付中心と同軸となる
よう移動制御する５個の駆動機構ｘ，ｙ，ｚ，
θ，γと、さらにハブボルトの位置（ｘ，ｙ，
ｚ）およびトーイン及びキヤンバによる傾斜角
（θ，γ）を検出してこれらに基づき駆動機構を
制御するための検出機構とで構成されている。

第１図はかかる車輪自動取付装置の全体を示す
図である。本実施例に係るハブボルトの規制・検
出装置１は前記車輪自動取付装置の車輪把持機構
２による車輪３の中心と同一高さとなるよう旋回
ベツド４の車輪把持機構２と直交する位置に配置
され、この旋回ベツド４の90゜の旋回により規
制・検出装置１若しくは車輪把持機構２が車両の
ハブボルトに相対向するようになつている。

第２図は本実施例に係るハブボルトの規制・検
出装置を抽出して示す断面図である。同図に基づ
き本実施例装置を概説すると、本実施例における
走行部である旋回ベツド４には、Ｌ字型の取付板
５の角部外側がヒンジ６を介して回動可能に取付
けられると共に上部がスプリングロツド７を介し
て取付けてある。そして、このスプリングロツド
７と並べてＸ方向位置検出用のポテンシヨメータ
８が設けてある。この取付板５の中央部には水平
に突出する支持部９が形成され、その先端に４本
のハブボルト１０全体に当接させ得る面板１１が
取付けてある。この面板１１は車輪把持機構２に
よる車輪の中心と同一高さに中心が一致させてあ
る。

したがつて、旋回ベツド４を90度旋回駆動して
ハブボルト１０に相対向させると共にＸ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸駆動機構によつて予め定めた基準位置と
したのち、Ｘ軸方向に駆動して面板１１がハブボ
ルト１０のうち車両から最も大きく突出したハブ
ボルト１０（以下このハブボルト１０を最大突出
量のハブボルト１０という）に当接し取付板５が
スプリングロツド７のバネ力に抗して傾く状態に
して停止させ、その時のＸ軸方向の送り量を測定
するとともに、その後取付板５が垂直となるまで
逆方向に送り、この時のＸ軸方向の戻し量を、垂
直状態を出力零で検出するポテンシヨメータ８で
求め、これらの測定値から取付板５の垂直面５ａ
が垂直となつた状態での最大突出量のハブボルト
１０のＸ軸方向の位置を検出する。

次に、Ｙ方向位置の検出のため取付板５の支持
部９に水平方向のガイドロツド１２が取付けてあ
り（第２図では90度展開して上下方向として図示
してある。）、このガイドロツド１２の両端突出部
に、Ｙ方向規制用金具１３が先端に取付けられた
取付アーム１４が摺動自在に取付けられ、両取付
アーム１４間にＹ方向規制用の油圧シリンダ１５
が連結してある。それぞれの取付アーム１４と支
持部９との間にそれぞれＹ方向位置検出用のポテ
ンシヨメータ１６が設けてある。

したがつて旋回ベツド４を90度旋回し且つ基準
位置に移動した検出状態でＹ方向規制用の油圧シ
リンダ１５を作動して取付アーム１４を接近させ
ると、Ｙ方向規制用金具１３でハブボルト１０を
左右から挾んだ状態となる。この状態での２つの
Ｙ方向位置検出用のポテンシヨメータ１６の測定
から演算により基準位置からのＹ方向のずれがわ
かる。

尚、このＹ方向位置検出時、ハブボルト１０の
位相によつてはＹ方向規制用金具１３で挾むよう
にしても４本のハブボルト１０が各辺が水平・垂
直となつた四角形の角にくるように出来ないデツ
ドポイントが生ずる。そこで、取付板５の下方の
Ｙ方向規制用金具１３間に位置するようＺ方向規
制用の油圧シリンダ１７で上下駆動されるＺ方向
規制用金具１８が設けてあり、ハブボルト１０の
取付面と平行面内で傾斜した斜面（第２図では
90゜展開して左右方向として図示してある）によ
つてハブボルト１０をわずかに回転させてデツド
ポイントとずれた位相とする。こうすることで、
常にＹ方向規制およびＹ方向位置の検出ができる
のである。

次にＺ方向位置は、Ｙ方向規制を行つた状態で
はＹ方向規制用金具１３に対し略所定位置にハブ
ボルト１０が位置することとなるのでＹ方向規制
用金具１３の前面にＺ方向位置検出用の油圧シリ
ンダ１９とポテンシヨンメータ２０とが並べて取
付けてあり、Ｚ方向位置検出用の油圧シリンダ１
９のロツドがハブボルト１０に当接するまでの距
離をポテンシヨメータ２０で測定する。

次にハブボルト１０のトーイン角θおよびキヤ
ンバ角γに対応した傾き角度の測定は、Ｘ方向位
置測定用の面板１１とハブボルト１０の取付面ま
での距離を左右２ケ所および上下２ケ所で測定し
て演算で求めるものであり、油圧シリンダ２１で
往復動される接触ロツド２２とこの接触ロツド２
２の移動量を検出するポテンシヨメータ２３とで
なる検出器２４が３個４角形の３隅に対応する位
置とされて支持部９に取付けてあり、１個の検出
器９を共用して側方のもので旋回角θを、上方の
もので傾斜角γを演算で求める。

こうして測定したＸ，Ｙ，Ｚ，θ，γ方向の測
定値は図示しない制御装置に送られ旋回ベツド４
を駆動する５個の駆動機構を制御して車輪把持機
構２で把持した車輪の取付中心とハブボルト１０
の中心とを完全に一致させる。

かかるハブボルトの規制・検出装置を、これを
構成する各装置毎に更に詳細に説明する。

〈Ｘ軸方向測定〉 第２図に示すように、車輪自動取付装置は旋回
ベツド４とともに水平面（XY平面）上をＸ軸方
向（図の左右方向）に移動し得るようになつてい
る。このＸ軸方向とは車両の左右方向、即ち車両
の組立ラインにおいてこの車両を搬送する方向と
直角な方向である。取付板５はその下部がヒンジ
部６を介して旋回ベツド４に枢支されるととも
に、その上部がスプリングロツド７を介して旋回
ベツド４に連結されている。スプリングロツド７
は、一端部が旋回ベツド４に枢支されたシリンダ
７ａ、このシリンダ７ａの内部に収納されている
スプリング７ｂ及びシリンダ７ａ内でスプリング
７ｂに当接しシリンダ７ａの他端から突出して端
部が取付板５に枢支されているロツド７ｃからな
る。したがつて取付板５はスプリング７ｂのバネ
力に抗しヒンジ６を回動中心として図中反時計方
向へ回動し得るようになつている。Ｘ軸方向位置
検出用のポテンシヨンメータ８は取付板５の回動
に伴なう直線移動量を測定するもので取付板５が
垂直状態を保持しているとき零を表示するよう調
整されている。面板１１は取付板５の中央部から
水平に突出した支持部９の先端に取付板５の垂直
面５ａと平行に形成されており、車輪自動取付装
置のＸ軸方向移動に伴ない最大突出量のハブボル
ト１０に当接するようになつている。

かかる装置によりＸ軸方向に関する最大突出量
のハブボルト１０迄の距離を測定するには、基準
位置を定めた後、車輪自動取付装置をＸ軸方向に
沿いハブボルト９に向かつて走行せしめ面板１１
が最大突出量のハブボルト１０に当接した後も若
干走行せしめる。面板１１が最大突出量のハブボ
ルト１０に当接した後の走行に際しては取付板５
がスプリングロツド７のバネ力に抗しヒンジ６を
回動中心として傾くが、このときの取付板５のＸ
軸方向に関する直線移動量はポテンシヨメータ８
で計測される。その後、旋回ベツド４をＸ軸方向
に関し反対方向に移動せしめ取付板５を垂直状態
に戻す。このときポテンシヨメータ８の出力は零
となり、同時に旋回ベツド４の戻り量が計測され
る。したがつて旋回ベツド４の全走行量から戻り
量を引けは基準位置に対する最大突出量のハブボ
ルト１０迄の距離が計測される。

即ち、本実施例におけるＸ軸方向に関するハブ
ボルト１０の位置は、最大突出量のハブボルト１
０に関して計測するものであり、前述の如き態様
で計測したのは次の理由による。

最大突出量のハブボルト１０迄のＸ軸方向に関
する距離は全く未知であるため、旋回ベツド４を
走行させて最大突出量のハブボルト１０に、面板
１１が傾斜する程度に一旦当接させてしまい、そ
の後旋回ベツド４を反対方向に戻して面板１１が
垂直になつた位置（ポテンシヨメータ８の出力が
零となつた位置）を検出するためであり、このこ
とにより最大突出量のハブボルト１０の位置、即
ちこのハブボルト１０迄の距離を検出し得る。即
ち、ヒンジ部６による取付板５及び面板１１の傾
斜は、旋回ベツド４の前進によつて最大突出量の
ハブボルト１０の存在位置を大雑把に確認する際
の逃げと考えて良く、測定は後退後にポテンシヨ
メータ８の出力が零となつた時点で行なえば良
い。

〈Ｙ，Ｚ軸方向位置規制及びＹ，Ｚ軸方向測定〉 取付板５には支持部９が中央の上下に２個固定
されており、支持部９にはＹ方向のガイドロツド
１２が中央部で嵌着・固定されている。ガイドロ
ツド１２の両端突出部には、コ字形状の取付アー
ム１４がその両脚を介して摺動自在に且つ対向端
が互いに平行に取付けられており、この取付アー
ム１４間にＹ方向規制用の油圧シリンダ１５の固
定側と可動側が連結されている。また取付アーム
１４と支持部９との間に、Ｙ方向位置検出用のポ
テンシヨメータ１６が設けられている。

従つて、基準位置に設定した検出状態で、Ｙ方
向規制用の油圧シリンダ１５を作動させて両方の
Ｙ方向規制用金具１３を互いに接近させることに
より、ハブボルト１０のＹ方向位置がずれていて
も、第３図に示す如く、両方のＹ方向規制用金具
１３でハブボルト１０を挾んだ状態となり、各ハ
ブボルト１０はＺ−Ｙ座標上で45度の一定位相に
規制される。但し、車輪のボルト穴の位相はこれ
に対応して45度としてある。この状態でのポテン
シヨンメータ１６の値Ｙから次式(1)の演算によ
り、基準位置（装置中心）からのハブ中心のＹ方
向ずれ量△ｙがわかる。

△ｙ＝Ｌ−Ｙ−ｌ …式(1) ここで、Ｌ：基準位置からＹ方向規制用金具１
３の原点（初期位置）までの距離 Ｙ：原点から規制位置までを示すポテンシヨメ
ータ１６の読値 ｌ：ハブ中心とＹ方向規制用金具１３間の距離
であつて、次式(2)で得られる。

ｌ＝φD／２cos45゜＋φd／２ …式(2) ここで、φD：ハブボルト１０のピツチ円直径 φd：ハブボルト１０の直径 上記の演算は図示しない演算装置にポテンシヨ
ンメータ１６の出力と所要の定数とを入力するこ
とにより行なわれ、ずれ量△ｙの信号が車輪挿着
時にＹ方向駆動機構の制御回路に与えられ、ずれ
が修正される。

ところで、ハブボルト１０の初期位相が不定な
ため位相規制とＹ方向位置検出の第４図に示すよ
うにハブボルト１０がＺ−Ｙ軸上に位置する場
合、デツドポイントとなつて第３図のような位相
規制ができず、またＹ軸方向の位置検出もできな
い。

そこで、取付板５の下部で且つ２つのＹ方向規
制用金具１３の間に位置する部位に、Ｚ方向規制
用の油圧シリンダ１７で上下駆動されるＺ方向規
制用金具１８を設けてある。このＺ方向規制用金
具１８の上端はＹ方向に対し或る角度（例えば30
度）をなしている。２５はＺ方向規制用金具１８
のガイドである。このＺ方向規制用金具１８をＹ
方向規制用金具１２の接近駆動よりも早目に上方
向に駆動することにより、たとえハブボルト１０
の初期位相が第４図のものであつてもＺ方向規制
用金具１８によつてハブがわずかに回転され、デ
ツドポイントから外れる。従つてハブボルト１０
の初期位相がいかなるものであつても、常に位相
規制とＹ方向位置検出を行なうことができる。但
し、Ｚ方向規制用の油圧シリンダ１９とＹ方向規
制用の油圧シリンダ１５との作動シーケンスは適
宜な方法で実行される。また、位相規制及び位置
検出の後の原点への復帰も同様に適宜なシーケン
スで実行される。

Ｚ方向に往復動する接触ロツド２６はＹ方向規
制用金具１３に固定した油圧シリンダ１９で駆動
される。Ｙ方向規制を行つた状態では、Ｙ方向規
制用金具１３に対して略所定位置にハブボルト１
０が位置することとなる。従つて油圧シリンダ１
９を作動させ、接触ロツド２６が原点からハブボ
ルト１０に当接するまでの距離Ｚをポテンシヨメ
ータ２０で測定することにより、前式(1)、式(2)に
準じた演算からＺ方向のずれ量を求めることがで
きる。その結果を車輪挿入時にＺ方向駆動機構へ
与えることによりＺ方向位置を修正する。

〈トーイン角γ及びキヤンバ角θの測定〉 第５図はＹ−Ｚ平面における検出器２４の接触
ロツド２２ａ，２２ｂ，２２ｃの配置を示す説明
図である。同図に示すように接触ロツド２２ａ，
２２ｂ，２２ｃは面板１１と直角方向、即ちＸ軸
方向に移動するようにＹ−Ｚ平面において直角三
角形の３隅に対応する位置に配設してあり、各油
圧シリンダ２１の駆動に伴ないハブボルト１０が
植設されているハブ面２７に向かつて突出するよ
うになつている。第６図はＹ−Ｚ平面におけるハ
ブ面２７を示す説明図であり、図中のａ，ｂ，ｃ
は接触ロツド２２ａ，２２ｂ，２２ｃの先端が当
接する点である。

トーイン角γ及びキヤンバ角θの測定の際に
は、面板１１を垂直に保持した状態で各油圧シリ
ンダ２１を作動させて全ての接触ロツド２２ａ，
２２ｂ，２２ｃの先端をハブ面２７に当接させ各
接触ロツド２２ａ，２２ｂ，２２ｃが同じ基準位
置例えば面板１１の前面位置からハブ面２７に当
接するまでの前進距離l₁，l₂，l_Cを各ポテンシヨ
メータ２３で検出することにより、ハブ面２７の
角度θ，γが演算によつて求まる。

本実施例では、油圧シリンダ２１が直角三角形
の３隅に位置し且つ基準位置を面板１１の前面と
したので、演算は次式(3)，(4)で簡単に与えられ
る。

γ＝tan^-1l₁−l_C／L₁ …式(3) θ＝tan^-1l₂−l_C／L₂ …式(4) ここで、L₁：Ｙ−Ｚ平面における接触ロツド
２２ａ，２２ｂ間の距離 L₂：Ｙ−Ｚ平面における接触ロツド２２ｂ，
２２ｃ間の距離 l_C：接触ロツド２２ｂが基準位置からハブ面当
接まで動いた距離 l₁：接触ロツド２２ａが基準位置からハブ面当
接まで動いた距離 l₂：接触ロツド２２ｃが基準位置からハブ面当
接まで動いた距離 上記の演算は図示しない演算装置に各ポテンシ
ヨメータ２３の出力と所要の定数とを入力するこ
とにより行われる。この演算により求めた角度
θ，γの信号が車輪挿着時にθ，γ方向の駆動機
構の制御回路に与えられ、車輪の傾きが修正され
る。

なお、基準位置が接触ロツドによつてずれてい
たり、油圧シリンダが直角三角形の３隅に位置し
ないような場合は、幾何学の公式によつて上式
(3)，(4)を適宜補正した演算式を使用する。

以上実施例とともに具体的に説明したように、
本考案によれば車輪をハブボルトに自動的に取付
ける際に必要なハブボルトＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の位
置とトーイン角及びキヤンバ角の全ての測定諸元
を計測することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る規制・検出装置
を車輪自動取付装置とともに示す正面図、第２図
は本考案の実施例を示す断面図、第３図はＹ方向
規制の原理を説明するための説明図、第４図はＺ
方向規制の原理を説明するための説明図、第５
図、第６図はトーイン角及びキヤンバ角の測定原
理を説明するための説明図で、第５図は面板に対
する接触ロツドの位置関係、第６図はハブ面を
夫々示している。 図面中、１は規制・検出装置、４は旋回ヘツド
（走行部）、５は取付板、６はヒンジ、７はスプリ
ングロツド、８，１６，２０，２３はポテンシヨ
メータ、１０はハブボルト、１１は面板、１３は
Ｙ方向規制金具、１５，１７，１９，２１は油圧
シリンダ、１８はＺ方向規制金具、２２，２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ，２６は接触ロツド、２４は
検出器、２７はハブ面である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 車両の長手方向と直角方向であるＸ軸方向に関
   しハブボルトに向かつて水平面上を走行する走行
   部、下部が走行部に枢支されるとともに上部がス
   プリングロツドを介して走行部に連結され下部を
   回動中心としてスプリングロツドのバネ力に抗し
   て回動し得、通常は垂直状態となつている取付
   板、この取付板に突設され走行部の移動に伴ない
   ハブボルトに当接し得る取付板の垂直面と平行な
   面板及び取付板の回動に伴なう水平面における直
   線移動量を計測するポテンシヨンメータを有する
   Ｘ軸方向測定装置、 車両の長手方向であるＹ軸方向の両側からこの
   Ｙ軸に沿いＹ方向規制金具が接近して当接するこ
   とによりハブボルトを挾持しこのハブボルトの位
   相が所定位置になるように規制するＹ軸方向規制
   装置と、 このときのＹ方向規制金具のＹ方向に関する直
   線運動量を計測するポテンシヨメータを有するＹ
   軸方向測定装置と、 車両の上下方向であるＺ軸方向に関し往復運動
   する接触ロツド及びこの接触ロツドのＺ軸方向に
   沿う直線移動量を計測するＺ軸方向測定装置と、 Ｚ軸方向に関しハブボルトに向かつて突出し、
   前記Ｙ軸方向規制装置によるハブボルトの位相の
   所定位置への規制を行ない得るよう先端の傾斜部
   がハブボルトに当接してこのハブボルトを回転し
   得るようになつているＺ軸方向規制装置と、 Ｙ−Ｚ平面の３点に配設された接触ロツド及び
   これら接触ロツドの突出量を計測するポテンシヨ
   メータを有し、各接触ロツドをＸ軸方向に突出せ
   しめて夫々の先端をハブ面に当接せしめこのとき
   の各接触ロツドの突出量を各ポテンシヨメータで
   計測してトーイン角及びキヤンバ角を測定するよ
   うにしたトーイン角及びキヤンバ角測定装置とを
   有することを特徴とするハブボルトの規制・検出
   装置。