JPH0344432Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は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
関する。

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、生産性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。

本考案はかかる問題を解決し、車両のハブボル
トに車輪を自動的に取付けることのできる車輪自
動取付装置の提供を目的とする。かかる目的を達
成する本考案の構成は、車両のハブボルトに車輪
を取付ける車輪自動取付装置において、車両の左
右方向に移動可能なｘ軸駆動機構と車両の前後方
向に移動可能なｙ軸駆動機構と上下方向に移動可
能なｚ軸駆動機構とを介して駆動制御される装置
取付台上に前記ｚ軸回りに旋回駆動可能かつ前記
装置取付台に対し傾動駆動可能な旋回ベツドを設
け、この旋回ベツド上に車輪を把持する車輪把持
機構を取付けると共に該車輪把持機構と同軸にハ
ブナツトを受け取り且つ締付けるナツトランナを
設置する一方、前記ハブボルトの位置を一定位置
に規制しかつハブボルトのｘ，ｙ，ｚ位置および
トーイン及びキヤンバに対応したハブボルトの旋
回角及び傾斜角を検出する検出機構をその検出中
心が前記車輪把持機構による取付中心と同一高さ
でしかも該車輪把持機構に対して前記旋回ベツド
を中心とするハブボルトと車輪を該車輪把持機構
へ供給する車輪供給装置とが成す角度に相当する
角度だけ異なる向きに設け、この検出機構のそれ
ぞれの検出信号に基づき把持された車輪の中心が
ハブボルトの中心と一致するよう装着位置に移動
制御すると共にナツトの締付けを制御する制御装
置を具えたことを特徴とする。

以下、本考案の一実施例を図面に基づき詳細に
説明する。

第１図〜第３図は本考案の車輪自動取付装置の
一実施例にかかる概略配置図、正面図、平面図で
ある。

車輪自動取付装置１には付属設備として車両２
の車軸３を下側から支持固定する車軸押上げ装置
４と、ナツトの前後の姿勢をそろえてナツト受渡
し装置にナツトを供給するナツト供給装置５と、
１個づつ供給されるナツトを４個まとめて車輪自
動取付装置１に供給するナツト受渡し装置６と、
タイヤシユータ７よりタイヤがホイールに組込ま
れた状態とされて供給される車輪のボルト穴が一
定の位相となるよう位置決めしてそれを後述の車
輪把持機構１０へ供給する車輪供給装置８とが設
置してある。

車輪自動取付装置１はボルト穴が一定の位相に
位置決めされた車輪９を車輪供給装置８から受け
取る車輪把持機構１０と、ナツト受渡し装置６か
らナツトを受け取つて車輪９をハブボルトに装着
後締め付けるナツトランナ１１と、これら車輪把
持機構１０およびナツトランナ１１をハブボルト
１２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１２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１３とで構成されている。

次に、第４図に基づいて各機構を具体的に説明
する。５個の駆動機構のうち３個は直交座標に基
づくｘ軸、ｙ軸、ｚ軸駆動機構１４，１５，１６
であり、床面上にＸ軸ベツド１７が組立ラインと
直角方向に設置されその両端部に組立ラインと直
角方向にのびる２本のＸ軸ガイドレール１８が並
設してある。このＸ軸ガイドレール１８上には、
Ｙ軸ベツド１９が移動可能に載置され、２本のＸ
軸ガイドレール１８間に設けられたボールネジ２
０と螺合するボールナツト２１を介してＸ軸駆動
モータ２２で駆動される。

また、Ｙ軸ベツド１９上には、Ｘ軸ガイドレー
ル１８と直角方向、すなわち組立ラインと平行な
方向に２本のＹ軸ガイドレール２３が取付けら
れ、このＹ軸ガイドレール２３上にＺ軸ベツド２
４が載置され、Ｙ軸ベツド１９と同様にＹ軸駆動
モータ２５を具えたボールネジ２６およびこれと
螺合するボールナツト２７を介して駆動されるよ
うになつている。

また、Ｚ軸ベツド２４上には、組立ライン側に
２本、反対側に１本の３本の支柱２８が垂直に取
付けられ、これら支柱２８にそれぞれスライドガ
イド２９が外嵌され、各スライドガイド２９のＹ
軸方向両端に突設された支持ピンに軸受を介して
装置取付台３０が取付けられるが、装置取付台３
０の組立ライン側の２個のスライドガイド２９に
対しては嵌合連結され、反対側の１個のスライド
ガイド２９に対しては長孔を介して連結してあ
り、装置取付台３０の傾動が可能となつている。
また、この取付装置台３０を上下動および傾動駆
動するためＺ軸ヘツド２４の組立ライン直角方向
前後にボールネジ３１がそれぞれ立設され、それ
ぞれが独立した駆動モータ３２によりチエーンお
よびスプロケツトを介して駆動されるようになつ
ている。そして、このボールネジ３１と螺合する
ボールナツトが装置取付台３０に取付けてあり、
２台の駆動モータ３２を同時に作動させることで
装置取付台３０を上下に水平状態で駆動するＺ軸
駆動となり、それぞれの駆動モータ３２を別々に
作動すればハブボルト１２のキヤンバ角γに対応
して傾動することができる。

さらに、この装置取付台３０には支持用外筒３
３が立設され、この支持用外筒３３内側に軸受を
介して大重量を支持できるよう中空大径とされた
旋回軸３４が回転可能に取付けられ、旋回軸３４
上端に旋回ベツド３５が取付けてある。この旋回
軸３４の下端にはスプロケツトが取付けられ旋回
駆動モータ３６のスプロケツトとの間に掛けられ
たチエーンを介して旋回駆動され、旋回ベツド３
５をハブボルト１２のトーイン角θに対応して旋
回すると共にハブボルト１２の位置検出の際の検
出機構１３の旋回を行う。

こうして旋回ベツド３５はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方
向への駆動およびθ方向への旋回駆動とγ方向へ
の傾動がなされるのであり、それぞれの駆動機構
には、図示しない移動量検出器や制御器が具えら
れて制御されるようになつている。尚、旋回軸３
４の旋回量は旋回軸３４の側面にセクタギヤが取
付けられる一方、角度検出器が支持外筒３３と一
体の支持部材に取付けてあり、角度検出器の駆動
ギヤとセクタギヤとの間にバツクラツシユ除去装
置を有したアイドルギヤを設けることで高精度の
測定ができるようになつている。

この旋回ベツド３５上に車輪把持機構１０とナ
ツトランナ１１とが設置される。

車輪把持機構１０は旋回ベツド３５に取付けら
れたスライドガイド３７に略筒状の支持体３８が
摺動自在に装着され、旋回ベツド３５にブラケツ
トを介して取付けられた油圧シリンダ３９によつ
て駆動される一方、この支持体３８の後方に放射
状３方向に突き出したリンク受板４０がスライド
ガイド３７に摺動可能に取付けてある。そして、
支持体３８の先端部の円周方向等配に３個の把持
アーム４１の中間突出部が回動可能に軸支され、
把持アーム４１の基端部とリンク受板４０との間
にターンバツクルを具えた連結ロツド４２が介装
されており、支持板３８とリンク受板４０との間
に設けられた２個の油圧シリンダ４３によつてリ
ンク受板４０を摺動させることで把持アーム４１
を開閉駆動する。

また、ナツトランナ１１は車輪把持機構１０に
よる車輪９の中心と同軸となるよう設置されてお
り、支持体３８の内側に筒状のナツトランナ支持
体４４が配置されスライドガイド３７に摺動可能
となつており、このナツトランナ支持体４４にハ
ブボルト１２の位置に対応して例えば４台のナツ
トランナ１１が取付けてある。このナツトランナ
支持体４４と支持体３８との間には油圧シリンダ
４５が介装され、ナツトランナ支持体４４のみを
スライドガイド３７に沿つて駆動できるようにな
つており、上記油圧シリンダ３９によつてナツト
ランナ支持体４４および支持体３８を一体として
駆動することもできる。各ナツトランナ１１の駆
動軸にはナツトランナソケツト４６が取付けてあ
り、ナツトランナ支持体４４の前方に設けられた
ガイドプレート４７で回転可能かつ摺動可能に支
持されると共にナツトランナ支持体４４とガイド
プレート４７との間に介装されたスプリング４８
で前方に付勢されナツトの締付け時にナツトラン
ナソケツト４６を前進させる。

また、ナツトランナソケツト４６とガイドプレ
ート４７との間には、ナツト受渡し装置６で一定
にそろえられたナツトを受けとるためナツトラン
ナソケツト４６を常に一定の状態に停止させる必
要があり、ナツトランナソケツト４６に締込み方
向に遊転し、逆方向には円周６等分位置で固定さ
せるラチエツト爪が取付けられている。

次に、車輪把持機構１０とナツトランナ１１と
をハブボルト１２に対し完全に同軸上で対向させ
るためハブボルト１２の位置を検出する検出機構
１３について説明する。

この検出機構１３は第５図および第６図に示す
ように、車輪把持機構１０による車輪９の中心と
同一高さとなるよう旋回ベツド３５の車輪把持機
構１０と90度を成す方向に向けて設置される。こ
こで、この車輪把持機構１０と検出機構１３の成
す角90度は、旋回ベツド３５を中心として車輪２
のハブボルト１２と車輪供給装置８とが成す角度
に相当しており、したがつて車輪把持機構１０が
車輪供給装置８に対向したときに同時にこの検出
機構１３がハブボルト１２に対向することにな
る。旋回ベツド３５には、Ｌ字型の取付板４９の
角部外側がヒンジ５０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５１を介し
て取付けてある。そして、このスプリングロツド
５１と並べてＸ方向位置検出用ポテンシヨメータ
５２が設けてある。この取付板４９の中央部には
水平に突出する支持部５３が形成され、その先端
に４本のハブボルト１２全体に当接させ得る面板
５４が取付けてある。この面板５４は車輪把持機
構１０による車輪９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３５を旋回軸３４によ
つて90度旋回駆動すると共に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５４がハブボルト１２に
当接し取付台４９がスプリングロツド５１に抗し
て傾く状態としてその時のＸ軸方向の送り量とＸ
方向位置検出用ポテンシヨメータ５２の値を測定
し、こののち取付台４９が垂直となるまで逆方向
に送り、この時のＸ軸方向の戻し量とポテンシヨ
メータ５２の値（垂直状態を零で検出するので
０）を求め、これら測定値からＸ軸方向の位置を
検出するのである。

次に、Ｙ方向位置の検出のため取付板４９の支
持部５３に水平方向のガイドロツド５５が取付け
てあり（第６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５５の両端突
出部にＹ方向規制用金具５６が先端に取付けられ
た取付アーム５７が摺動自在に取付けられ、両取
付アーム５７間にＹ方向規制用油圧シリンダ５８
が連結してある。それぞれの取付アーム５７と支
持部５３との間にそれぞれＹ方向位置検出用ポテ
ンシヨメータ５９が設けてある。

したがつて、旋回ベツド３５を90度旋回し且つ
基準位置に移動した検出状態でＹ方向規制用油圧
シリンダ５８を作動して取付アーム５７を接近さ
せると、Ｙ方向規制用金具５６でハブボルト１２
を左右から挟んだ状態となる。この状態での２つ
のＹ方向位置検出用ポテンシヨメータ５９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１２の
位相によつてはＹ方向規制用金具５６で挟むよう
にしても４本のハブボルト１２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４９の下方
のＹ方向規制用金具５６間に位置するようＺ方向
規制用油圧シリンダ６０で上下駆動されるＺ方向
規制用金具６１が設けてあり、ハブボルト１２の
取付面と平行面内で傾斜した斜面によつてハブボ
ルト１２をわずかに回転させてデツドポイントと
ずれた位相となる。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５６に対し略所定位置にハブ
ボルト１２が位置することとなるのでＹ方向規制
用金具５６の前面にＺ方向位置検出用油圧シリン
ダ６２とポテンシヨメータ６３とが並べて取付け
てあり、Ｚ方向位置検出用油圧シリンダ６２のロ
ツドがハブボルト１２に当接するまでの距離をＺ
方向位置検出用ポテンシヨメータ６３で測定す
る。

次に、ハブボルト１２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５４とハブボルト１２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６４
で往復動される接触ロツド６５とこの接触ロツド
６５の移動量を検出するポテンシヨメータ６６と
でなる検出器６７が３個４角形の３隅に対応する
位置とされて支持部５３に取付けてあり、１個の
検出器６７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３
５を駆動する５個の駆動機構を制御して車輪把持
機構１０で把持した車輪９の取付中心とハブボル
ト１２の中心とを完全に一致させる。

次に、かように構成された車輪自動取付装置に
よる車輪の取付けについて簡単に説明する。

組立ラインを搬送されてくる車両を作業位置に
停止させ車軸押上げ装置４にて懸架装置で弾性的
に支持された車軸３を下側から固定する。

一方、取付用の車輪９は予めホイールにタイヤ
が組込まれた状態でタイヤシユータ７により随時
供給されると共に車輪供給装置８の位置決め装置
により、ローラ上で支持した車輪９を低速で回転
させ光電式スイツチ等でボルト穴が所定の位相と
なつた状態で停止させ、ノツクピンをボルト穴に
挿入した待期状態としておく。また、ナツト受渡
し装置６にあつてもナツトランナ１１の配置に合
せてナツトが配置され且つ各ナツトも所定の位
相、例えばナツトの平行面が垂直となる位相とな
つている。

こうして付属設備が準備され待期状態とされる
一方、車輪自動取付装置１では旋回ベツド３５が
90度旋回されると共に基準位置まで移動され検出
機構１３がハブボルト１２側となり、車輪把持機
構１０が車輪供給装置８側となる。そして、検出
機構１３によつて上述のようにＸ，Ｙ，Ｚ，θ，
γの各値をそれぞれ検出してハブボルト１２の中
心の基準位置からのずれおよびハブボルト１２の
トーインおよびキヤンバに基づく傾きを求めると
共にハブボルト１２の位相を規制しておく。ま
た、車輪把持機構１０では把持アーム４１を開閉
操作して車輪供給装置８から車輪９を受け取る。

こののち車輪把持機構１０がハブボルト１２側
を向くよう旋回軸３４を90度旋回すると共にＸ，
Ｙ，Ｚ，θ，γの各測定値に基づき旋回ベツド３
５を制御して車輪９とハブボルト１２のそれぞれ
の中心を合致させる。この状態で車輪把持機構１
０を前進させて車輪９をハブボルト１２に装着
し、ナツトランナ１１でナツト受渡し装置６から
ナツトを受け取つてナツトランナ１１で所定のト
ルクまで締付けて固定する。

このような操作を繰り返すことでハブボルトに
車輪を取付ける。

尚、本装置には、車輪の取付作業の安全を確保
すると共に車両や装置自体の損傷を防止するため
多数のリミツトスイツチが各部に取付けてあり、
この信号により装置の作動を制御するようになつ
ている。

また、本実施例では車輪自動取付装置を１台と
したもので説明したが、車輪の数に対応して４台
としたり、大型車両等ではさらに増設するように
しても良い。

かように本装置によれば車輪把持機構と位置規
制検出装置とを旋回ベツドの同一高さで同一旋回
中心を有する旋回軸で旋回されるよう構成したの
で位置検出結果に基づいて旋回ベツドを制御する
のが極めて容易となり、絶縁位置を基準とする位
置合せが不要であり位置精度も高い。また、車輪
把持機構と位置規制検出機構とでそれぞれ位置合
せ用の駆動機構（ｘ，ｙ，ｚ，θ，γ）を必要と
せず１台ですみ構造が簡単で安価となる。また、
制御装置も簡単となると共に保守点検が容易で設
置スペースも少なくて済む。

また、車両の停止位置がラフであつても、ある
いは車両のトレツドが変わつた場合であつても、
位置検出機構によりこれに追従させることが容易
で迅速かつ能率的に車輪の自動取付けができる。

さらに、車輪把持機構と位置検出機構とは旋回
ベツドを中心とするハブボルトと車輪供給装置と
が成す角に相当する角度だけ向きが異なつて設置
されているので、それぞれの機構を同時に作動さ
せて準備作業ができ無駄時間を大幅に短縮でき
る。

したがつて、車輪の自動取付けができると共に
車両の組立速度を一層向上できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の車輪自動取付装置の一実施例に
かかり、第１図は付属設備とともに示す概略配置
図、第２図は正面図、第３図は平面図、第４図は
断面構造図、第５図は左側面図、第６図は位置規
制検出機構の一部を展開して示す断面構造図であ
る。 図面中、１は車輪自動取付装置、２は車両、９
は車輪、１０は車輪把持機構、１１はナツトラン
ナ、１２はハブボルト、１３は検出機構、１４，
１５，１６はｘ軸、ｙ軸、ｚ軸駆動機構、３０は
装置取付台、３１はボールネジ、３４は旋回軸、
３５は旋回ベツド、４６はナツトランナソケツ
ト、５２はＸ方向位置検出用ポテンシヨメータ、
５９はＹ方向位置検出用ポテンシヨメータ、６３
はＺ方向位置検出用ポテンシヨメータ、６７は検
出器、θはトーイン、γはキヤンバである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 車両のハブボルトに車輪を取付ける車輪自動取
   付装置において、車両の左右方向に移動可能なｘ
   軸駆動機構と車両の前後方向に移動可能なｙ軸駆
   動機構と上下方向に移動可能なｚ軸駆動機構とを
   介して駆動制御される装置取付台上に前記ｚ軸回
   りに旋回駆動可能かつ前記装置取付台に対し傾動
   駆動可能な旋回ベツトを設け、この旋回ベツト上
   に車輪を把持する車輪把持機構を取付けると共に
   該車輪把持機構と同軸にハブナツトを受け取り且
   つ締付けるナツトランナを設置する一方、前記ハ
   ブボルトの位置を一定位置に規制しかつハブボル
   トのｘ，ｙ，ｚ位置およびトーイン及びキヤンバ
   に対応したハブボルトの旋回角及び傾斜角を検出
   する検出機構をその検出中心が前記車輪把持機構
   による取付中心と同一高さでしかも該車輪把持機
   構に対して前記旋回ベツトを中心とするハブボル
   トと車輪を該車輪把持機構へ供給する車輪供給装
   置とが成す角度に相当する角度だけ異なる向きに
   設け、この検出機構のそれぞれの検出信号に基づ
   き把持された車輪の中心がハブボルトの中心と一
   致するよう装着位置に移動制御すると供にナツト
   の締付けを制御する制御装置を具えたことを特徴
   とする車輪自動取付装置。