JPH03243810A - ハブ傾斜角度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば自動車の組み立てラインにおいてタイ
ヤを自動的にハブに組み付けるにあたって、スムーズな
タイヤ組み付けを可能にする、ハブ傾斜角度検出装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来、自動車の組み立てラインにおいて自動車のハブに
タイヤを取り付けるにあたっては、上方に持ち上げられ
た車体に対し、作業者が下方よりタイヤを持ち上げ、ハ
ブより突出する複数のハブボルトにタイヤホイールの挿
通穴を当てがいつつタイヤを上下左右に移動させてハブ
ボルトと挿通穴とを嵌合し、その後ナツトランナによっ
てハブとタイヤホイールとを固定していた。従ってこの
タイヤ取り付は作業は、作業者にとって重労働であり、
また時間のかかるものであった。

このような状況に対して、近年の組み付は作業の自動化
に伴い、このタイヤ組み付は作業をもロボット等により
自動化しようとする傾向にある（実開平１−８７０８８
号公報参照）。そして、このようなタイヤの自動組み付
けにあたらては、ロボット等による組み付は作動の円滑
化のため、予め、取り付は箇所としてのハブ及びハブボ
ルトの位置や傾斜度を正確に検出しておき、その情報を
以てタイヤ組み付はロボットを適正作動させる必要があ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ハブやハブボルトの位置は、組み付は対象となる自動車
本体の位置を適正化することにより、予めロボットの制
御装置に固定値として入力しておくことができる。しか
しながらハブやハブボルトの傾斜度に関しては、搬送さ
れてくる自動車のハンドルの角度がまちまちであるため
にハブのステアリング角がそれぞれ異なり、又、ハブの
重量差などによりハブの垂れ角がそれぞれ異なるとの理
由により、制御装置に予め固定値として入力しておくこ
とはできず、従って搬送されてきた自動車に応じてそれ
ぞれ検出しなければならない。

しかしながら通常、ハブは車体の内側で奥まった所に位
置するために従来の角度測定装置では車体内部：二侵入
できず測定不可能な場合が多く、また視覚センサ等によ
り遠隔的に測定しようとしても車体外板等の障害物があ
るために正確な測定値が得Ｓれないことが多い。

本発明１よかかる状況に鑑み、自動車のハブ或はハブボ
ルトの傾斜角度を容易に検出することができるハブ傾斜
角度検出装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明によれば、傾斜したハブ
より突出する複数のハブボルトの端面に当接され、該ハ
ブの傾斜に応じて揺動可能な板部材と、該板部材の揺動
中心より所定距離を以て隔置されかつ揺動する上記板部
材に連動して変位する変位体と、上記揺動中心より隔置
されかつ上記変位体の位置を検出する変位体位置検出手
段と、検出された変位体位置と予め定められた変位体基
準位置との位相差より上記ハブの傾斜度を演算する傾斜
演算手段とを有するハブ傾斜角度検出装置が提供される
。

〔作　用〕

ハブの傾斜角度を求めるため、その代用特性としてハブ
より車体外板側に突出する複数の等長なるハブボルトの
端面によって形成される仮想平面の傾斜角度を求める。

即ち、本発明では板部材をこの端面に突き当てることに
より、揺動可能な板部材をハブボルトの傾きに追随させ
て傾かせる。

そして更に板部材に連動して変位する変位体の位置を検
出して、ハブの傾斜角度が０の場合に相当して予め定め
た変位体基準位置からの位相差を求めて、この位相差と
、揺動中心、変位体間距離（所定距離）との関係からハ
ブボルトの傾き、即ちハブの傾斜角度を計算する。

〔実施例〕

図面を参照しながら本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明によるハブ傾斜角度検出装置の全体を示
しており、装置本体１はタイヤ組み付はライン上におい
て正確に位置決めされた自動車（図示せず）の車体長手
方向に沿って移動可能なように、本体下部に滑車２を備
えており、自動車のフロントハブとリアハブ、それぞれ
の位置の間を往復動可能になっている。

滑車２によって支持される装置基台３の上面３ａは、ハ
ブの傾斜角度を検出する際の基準面を提供するべく水平
に形成されており、更にこの上には傾斜角度測定部とな
る各種機構を搭載する支持台４が、上記上面３ａに対し
て滑動可能に載置されている。

又、この装置基台３の内部には傾斜角度測定の際に支持
台４をハブに向かって移動させる、例えばエアシリンダ
等のアクチュエータ５が内蔵されており、アクチユエー
タ５と上記支持台４とはスプリング６を介して接続され
ている。このスプリング６は、後で詳しく説明するが、
支持台４上に設けられた傾斜角度測定部がハブボルトに
接触する際の衝撃を和らげ、ハブボルトの先端損傷を防
止するためと、ハブボルトの傾斜保持のために設けられ
るものである。尚、本図には示していないが、この装置
には当然ながら傾斜角度測定部がハブボルトに接触する
と、直ちにアクチュエータらの作動を停止する制御装置
が設けられている。

以上のようにして装置基台３上を水平に滑動可能なる支
持台４には、その滑動方向の一端に、ハブボルトの端面
に接することになる円盤状の板部材７が公知構造なるユ
ニバーサルジヨイント８を介して取り付けられており、
板部材７は点０を中心としていかなる方向にも揺動可能
に支持台４に対して支持されている（以下、点○を揺動
中心と呼ぶ）。

又、更に板部材７には、その側端面７ａに対して垂直方
向に変位体としての球体９が支柱１０を介して固定され
ており、球体９の位置は、その球心Ｃを通る支柱１０の
軸線Ｍが前出の揺動中心○を通り、また球心Ｃと揺動中
心○との直線距離は所定値りになるように位置決めされ
る。

板部材７を設置した支持台４の端部とは反対側に位置す
る端部には、スタンド１１を介して揺動中心○と同じ高
さ位置に変位体位置検出手段を構成する工業用テレビ（
ＩＴＶ）カメラ１２が設置される。このＩＴＶカメラ１
２は、第２図に示すように撮影された画像の中心が前記
揺動中心○に一致するように位置決められており、また
ここからの撮像情報は公知なる画像処理装置１３に送ら
れ、球体９の位置が数値座標化されるようになっている
。

画像処理装置１３はその内部にハブの傾斜演算手段とし
ての演算回路１３ａを備えており、この演算回路１３ａ
によって算出されたハブボルト端面により形成される仮
想面の傾斜角度の情報はハブの傾斜角度としてタイヤを
装着するロボット（図示せず）に送られる。

以下、第１図及び第２図を参照して、ハブ傾斜角度検出
装置の作動及び測定原理を説明する。

第１図２点鎖線に示したように、ハブ１４及びこれより
突出するハブボルト１５が、所定の測定位置にもたらさ
れると、アクチュエータ５によってスプリング６を介し
て支持台４が前進駆動される。

その結果、支持台４に設けられた板部材７は、スプリン
グ６によって決定される荷重を以てハブ１４より突出す
るハブボルト１５の端面に当接することになる。ここで
板部材７はユニバーサルジヨイント８によっていかなる
方向にも揺動可能に支持されているため、ハブ１４の傾
きに倣って傾斜するようになり、この板部材７より所定
距離りを隔てて板部材７に取り付けられた球体９も又、
板部材７の傾斜に応じて変位することになる。そして他
方、支持台４の他端部に設置されたＩＴＶカメラ１２は
変位した球体９の像を捕え、画像処理装置１３により球
体９の球心Ｃの位置が測定されることになる。

第２図は画像化された球体９の変位例を示している。尚
、この画像においては、第１図に示すように仮にハブ１
４が傾斜していない場合、即ち換言すればハブボルト１
５の端面によって形成される仮想面Ｆが軸線Ｍと直交す
る場合には、画像化された球体９の球心Ｃは、画像中心
に位置する揺動中心○と一致するように設定されている
。これを本願明細書では球体９の基準位置と定める。

第１図に示すように、ハブ１４の傾斜は、揺動中心Ｏを
通って装置基台３の上面３ａに垂直な直線Ｎ周りのステ
アリング角θと、揺動中心Ｏを通って紙面に垂直な（或
は、揺動中心○を通って車両長手軸に平行な）直線２周
りのハブ垂れ角甲とによって表現することができる。従
って、第２図に示したようにＩＴＶカメラ１２によって
捕えられた実際の球体９の球心Ｃの位置が、画像Ｘ軸（
上記直線Ｐに相当〉で距離Ｂ（実長）、ｙ軸（上記直線
Ｎに相当）で距離Ａ（実長）の場合、ハブ１４の傾斜角
度θ、甲は、 θ＝　ｔ　ａ　ｒｒ’　Ｂ／　Ｌ。

Ｗ＝　ｊ　ａ　ｎ−’Ａ／Ｌ　（但し、Ｌ：○、Ｃ間距
離） の各式によって求めることができる。

即ち、本発明のハブ傾斜角度検出装置においてはＩＴＶ
カメラ１２に接続された画像処理装置１３において、基
準位置○からの球心Ｃの位相差Ａ、　Ｂを検出し、更に
上記式によりハブ１４の傾斜角度θ、甲を演算して、こ
れらの値をタイヤ取り付はロボットに出力する。そして
タイヤ取り付はロボットは、与えられたハブ１４の傾斜
に関する情報を以てタイヤを保持するアームを適正角度
に傾はハブ１４へと接近してタイヤを装着することにな
る。尚、この時点ではハブ傾斜角度検出装置は、別のハ
ブの傾斜角度を測定するため他の位置に移動されており
、支持台はアクチュエータによって測定前の位置まで後
退されている。

以上、本発明を変位体位置検出手段としてＩＴＶカメラ
を備え、また傾斜演算手段として画像処理装置を用いた
ハブ傾斜角度検出装置に例をとり説明したが、本発明は
この実施例に限定されるものではなく、変位体位置検出
手段としては外に、公知なる視覚センサを用いたり、或
は光学的に検出するようにしても良い。更に本実施例で
は変位体を球体としたが、カメラや視覚センサ等によっ
てその変位した位置が容易に検出され得るものであれば
いかなる形状の物体でも良いし、或はこの位置に発光体
を設けてその変位を検出するようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ハブの傾斜角度
を求めるため、その代用特性としてハフより突出する複
数のハブボルトの端面によって形成される仮想平面の傾
斜角度を採用し、揺動可能な板部材をこの端面に突き当
ててこれをハブボルトの傾きに追随させて傾かせ、そし
で更に板部材に連動して変位する変位体の位置を検出し
て、ハブの傾斜角度が○の場合に相当して予め定めた変
位体基準位置からの位相差を求めて、この位相差と、揺
動中心１球状体間距離（所定距離）との関係からハブボ
ルトの傾き、即ちハブの傾斜角度を求めている。従って
上述したような極めて単純なメカニズムにより、迅速に
高精度なるハブの傾斜角度が得られ、この情報を以て組
み付はロボットを適正作動させることができ、スムーズ
なタイヤの取り付けが達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるハブ傾斜角度検出装置の全体図：
第２図は装置に設けられたＩＴＶカメラによって撮影さ
れ、画像処理装置によって画像化された変位体変位例を
示す図。 ７・・・板部材、　　　　９・・・球体、１２・・・Ｉ
ＴＶカメラ、 １４・・・ハブ、 １３・・・画像処理装置、 １５・・・ハブボルト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、傾斜したハブより突出する複数のハブボルトの端面
   に当接され、該ハブの傾斜に応じて揺動可能な板部材と
   、該板部材の揺動中心より所定距離を以て隔置されかつ
   揺動する上記板部材に連動して変位する変位体と、上記
   揺動中心より隔置されかつ上記変位体の位置を検出する
   変位体位置検出手段と、検出された変位体位置と予め定
   められた変位体基準位置との位相差より上記ハブの傾斜
   度を演算する傾斜演算手段とを有するハブ傾斜角度検出
   装置。