JPH0431907Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、自動車の組立ラインにおいて車体
にスペアタイヤを搭載する際に用いられるスペア
タイヤ搭載ハンドに関する。

従来の技術 自動車のスペアタイヤ搭載作業を自動化するた
めのハンドとして例えば特開昭60−107465号公報
に示されたものがある。同公報に示されたもの
は、スペアタイヤハンドリング用の産業用ロボツ
ト（以下、単にロボツトという）のハンドに、ス
ペアタイヤのハブセンタ穴を内径チヤツク方式で
把持する把持手段と、予めハブボルト穴に挿入さ
れたクランプボルトを締め付ける締付手段とを具
備させたものである。そして、スペアタイヤ搭載
作業に附随する種々の作業を行なうために、付帯
設備としてスペアタイヤの位相合わせ装置やクラ
ンプボルトハンドリング用のマニピユレータ等を
備えている。

考案が解決しようとする問題点 上記のようなシステムにおいては、実際の搭載
作業以外の附随作業を細分化してそれぞれの付帯
設備に行なわせているため設備全体として複雑か
つ高価なものとなるほか、各付帯設備は独立して
作動するものではなく付帯設備同士あるいはロボ
ツトとの間でインターロツクをとる必要があり、
制御そのものも複雑になりやすい。しかも、ロボ
ツトそのものはその能力に十分な余裕があるにも
かかわらず、複数の付帯設備があるために相対的
に負担が少なくなつており、ロボツト本来の能力
が有効に活用されずコスト的に不利なものとなつ
ている。

問題点を解決するための手段 本考案はロボツトの能力をフルに活用し、従来
の付帯設備の機能を実質的にハンドに具備させる
ことで、従来の付帯設備を廃止できるようにした
ものである。

具体的には実施例にも示すように、従来よりハ
ンドが具備している把持手段およびクランプボル
ト締付手段とは別に、把持手段がスペアタイヤを
把持するのに役立つてスペアタイヤのハブボルト
穴を検出して当該ハンドとスペアタイヤとの位相
を合わせる位相合わせ手段、およびスペアタイヤ
の種別を検出する手段と、この検出手段の出力を
設けて該当するクランプボルトを所定位置から取
り出してハブボルト穴に挿入するグリツパとをハ
ンドに具備させたものである。

作 用 所定の搬送手段により搬送されてきたスペアタ
イヤを直接車体に搭載するのではなく、スペアタ
イヤを一旦所定の待機位置に移し替えたのちに車
体に搭載するものとすると、搬送手段上のスペア
タイヤを把持する際に当該ハンドとスペアタイヤ
との位相合わせが行なわれ、同時にそのスペアタ
イヤの種別（型式）が検出される。そして、スペ
アタイヤが所定の待機位置に移載されると、ハン
ドは一旦スペアタイヤを解放する一方、前記の種
別信号を受けて該当するクランプボルトを所定位
置まで取りにゆき、そのクランプボルトをスペア
タイヤに挿入する。その後、ハンドはクランプボ
ルトが挿入されたスペアタイヤを再度把持し、以
後は従来と同様にスペアタイヤを車体のタイヤ格
納部に収容したのち、クランプボルトを締め付け
てスペアタイヤを固定する。

実施例 第１０図および第１１図は本考案に係るハンド
を用いたスペアタイヤ搭載システムの全体図であ
る。

第１０図および第１１図において、車体Ｂ（本
実施例ではハツチバツク車）はバツクドアＤが開
いた状態でコンベア１によりスペアタイヤ搭載工
程Ｓに搬送され、スペアタイヤＴが搭載されたの
ち再び次工程に搬送される。車体Ｂのラゲージル
ームＲ内には第８図に示すようにクランプブラケ
ツト２を含むスペアタイヤ格納部３が形成されて
おり、このスペアタイヤ格納部３にスペアタイヤ
Ｔが水平姿勢にて格納される。

コンベア１のラインサイドには、実際にスペア
タイヤＴの搭載作業を司る産業用ロボツト（以
下、単にロボツトという）４と、スペアタイヤＴ
を搬送するローラコンベア状のシユータ５と、テ
ーブル６、ならびに後述するクランプボルトＧが
整列されたクランプボルト供給装置７とが設けら
れている。シユータ５は第１１図から明らかなよ
うに所定の勾配を有していることから、該シユー
タ５上のスペアタイヤＴはその上流側から下流側
へと自重により滑走し、ストツパ８にて一旦停留
せしめられたのち１個づつ受取位置Ｐへと移動す
る。

受取位置ＰのスペアタイヤＴはロボツト４によ
り待機位置であるテーブル６上に一旦移載された
のちロボツト４から解放される。テーブル６上の
スペアタイヤＴは、ロボツト４によりクランプボ
ルトＧが挿入されるのを待つて再びロボツト４に
把持されて車体Ｂに搭載されることになる。

ロボツト４はそのアーム９の先端にハンド１０
を備えており、アーム９とハンド１０とはブラケ
ツト１１を介して連結されている。

第１図〜第６図はハンド１０の詳細を示したも
ので、ブラケツト１１の先端には固定ベース１２
があり、固定ベース１２には複数の支持プレート
１３ａにて構成された回動ベース１３が複数のガ
イドロツド１４を介して連結されている。可動ベ
ース１３は第２図に示すようにガイドロツド１４
に挿通支持されるとともに、圧縮コイルスプリン
グ１５により付勢力が与えられており、したがつ
て可動ベース１３はガイドロツド１４に沿つてス
ライドし得るいわゆるフローテイング構造となつ
ている。

可動ベース１３にはスペアタイヤＴを把持する
把持手段１６が設けられており、さらにこの把持
手段１６は大きく分けて駆動機構１７と、該駆動
機構１７の作動に応じて上記スペアタイヤＴのハ
ブセンタ穴H₁（第１図および第２図参照）に係脱
するチヤツク機構１８とで構成される。上記駆動
機構１７は、第２図に示すように可動ベース１３
に固定されたシリンダ１９を主体として構成され
ており、そのピストンロツド２０の先端部にテー
パコーン形のカム２１を取り付けるとともに、さ
らにカム２１の先端側にプレート２２を固定した
ものである。

一方、上記チヤツク機構１８は、第２図および
第３図に示すようにカム２１を中心としてその周
囲３箇所にチヤツク爪２３を配置したもので、各
チヤツク爪２３はシリンダ１９のカバー２４に格
別に軸支されている。各チヤツク爪２３はカム２
１とプレート２２との間に位置する突起２５およ
びピン２６を備えており、ピストンロツド２０と
一体のカム２１およびプレート２２の変位に応じ
て各チヤツク爪２３が回動・開閉することにな
る。

また、可動ベース１３には、スペアタイヤＴ固
定用のクランプボルトＧを仮保持して、車体Ｂ側
のクランプブラケツト２（第８図参照）に固定す
る締付手段２７が設けられている。この締付手段
２７は、第４図に示すように可動ベース１３に取
り付けられたエアモータ２８と、可動ベース１３
にベアリング２９を介して回転可能に支持された
スリーブ３０と、スリーブ３０の先端に連結され
たドライバー３１とで構成されている。エアモー
タ２８の出力軸にはドライブギヤ３２が固定され
ており、同様にスリーブ３０にはドライブギヤ３
２に噛み合うドリブンギヤ３３が固定されてお
り、これらの歯車列３２，３３を介してスリーブ
３０が回転駆動される。

スリーブ３０には断面矩形状のガイド穴３４が
形成されており、このガイド穴３４に対し、角柱
状に形成されたドライバー３１の小径部３１ａ
（第７図参照）が内挿され、さらにドライバー３
１はスリーブ３０との間に介装された圧縮コイル
スプリング３５により付勢されている。したがつ
て、スリーブ３０とドライバー３１とはその軸方
向には相対移動可能ではあるものの、エアモータ
２８の回転力を受けて一体となつて回転する。ま
た、ドライバー３１の大径部３１ｂには、第７図
に示すように、クランプボルトＧの頭部G_bが嵌
合するすり割り溝３６が形成されている。

さらに、可動ベース１３には当該ハンド１０と
スペアタイヤＴとの位相合わせを司る位相合わせ
手段としての一対の光電スイツチ３７（第３図）
と、スペアタイヤＴの種別（型式）を検出する検
出手段３８が設けられている。光電スイツチ３７
は、シリンダ１９のケース２４から延設したブラ
ケツト３９に固定されているもので、後述するよ
うにスペアタイヤＴとハンド１０とを対向させた
上でロボツト４そのものの動きによりハンド１０
とスペアタイヤＴとを相対回転させ、光電スイツ
チ３７が複数のハブボルト穴H₂（第１図）のうち
のいずれかを検出した時点でハンド１０の回転を
停止させることで、ハンド１０とスペアタイヤＴ
との位相合わせが行なわれる。

一方、検出手段３８は、第４図Ａおよび第５図
に示すように可動ベース１３に固定したシリンダ
４０のピストンロツド４１先端にパツド４２を連
結するとともに、シリンダ４０の両側部にピスト
ンロツド４１と一体の一対のロツド４３を設け、
さらにこのロツド４３上のドツグ４４によつて操
作される一対のリミツトスイツチ４５を設けたも
のである。したがつて、第１図に示すようにパツ
ド４２をスペアタイヤＴのロードホイールＷに押
し付けることで、ロツド４３の変位量からスペア
タイヤＴの種別を検出することができる。例えば
同一サイズのスペアタイヤであつても、スチール
製のロードホイール仕様とアルミニウム製のロー
ドホイール仕様とが存在する（第１図はスチール
製のロードホイールを、第２図はアルミニウム製
のロードホイールを示している。）。このロードホ
イール仕様の違いは、パツド当接面の高さ位置が
異なる故にロツド４３の変位量の差となつて表わ
れ、これをリミツトスイツチ４５でみることによ
りロードホイールの仕様が検出される。

また、ブラケツト１１には第１図に示すように
グリツパ４６が設けられている。このグリツパ４
６は前述したクランプボルト供給装置７（第１０
図）からクランプボルトＧをピツクアツプしてス
ペアタイヤＴのハブボルト穴H₂に挿入する機能
をもつもので、ブラケツト１１から延設した補助
ブラケツト４７に、ブラケツト１１の軸心に対し
て所定角度をなして取り付けられている。グリツ
パ４６は補助ブラケツト４７に固定されたベース
４８と、ベース４８に対しガイドロツド４９およ
びコイルスプリング５０を介していわゆるフロー
テイング可能に連結された支持プレート５１と、
シリンダ５２によつて開閉操作される一対のフイ
ンガー５３とで構成されているものである。

次に上記のようなスペアタイヤ搭載システムの
作用について説明する。

第１０図および第１１図に示すように、シユー
タ５の受取位置Ｐでは図示外のセンタリング装置
によつてセンタリングされたスペアタイヤＴが待
機しており、先ずロボツト４が作動して受取位置
ＰのスペアタイヤＴを把持するべくハンド１０を
受取位置ＰのスペアタイヤＴの真上に位置させ
る。そして、ハンド１０とスペアタイヤＴとを近
接対向させた状態で、ロボツト４そのものの動き
によりハンド１０がブラケツト１１の軸心を回転
中心として回転する。このハンド１０の回転中に
おいて第２図に示した光電スイツチ３７がいずれ
かのハブボルト穴H₂を検出すると、ハンド１０
が直ちに停止し、これによりハンド１０とスペア
タイヤＴとの位相合わせが完了する。

位相合わせの完了を待つて、ハンド１０がさら
にスペアタイヤＴに対して降下接近し、第１図お
よび第２図に示す把持手段１６が非把持状態から
把持状態に移行する。つまり、把持手段１６の非
把持状態においては、シリンダ１９のピストンロ
ツド２０が後退していることから、プレート２２
とピン２６との係合によりチヤツク機構１８にお
ける各チヤツク爪２３はスペアタイヤＴのハブセ
ンタ穴H₁の内側に位置することになり、実質的
に各チヤツク爪２３はハブセンタ穴H₁に挿入さ
れる。そして、把持手段１６が把持状態に移行す
ると、シリンダ１９のピストンロツド２０が伸長
することから、カム２１と突起２５との係合によ
り各チヤツク爪２３がハブセンタ穴H₁の径方向
に拡開し、ハブセンタ穴H₁の開口縁部に圧接状
態で係止される。したがつて、スペアタイヤＴは
自己求心的にセンタリングされながら上記把持手
段１６を介してハンド１０に把持される。

また、把持手段１６の把持動作と併行して検出
手段３８のシリンダ４０が伸長動作して、そのパ
ツド４２がスペアタイヤＴのロードホイールＷに
押し付けられる。そして、ロツド４３の変位に応
じてリミツトスイツチ４５のいずれか一方が作動
し、例えばスペアタイヤＴがスチール製のロード
ホイール仕様であるか、アルミニウム製のロード
ホイール仕様であるかが判別される。こののち、
ロボツト４はハンド１０が把持したスペアタイヤ
Ｔを第１０図のテーブル６上に位置決めし、ハン
ド１０は一旦スペアタイヤＴを解放する。

スペアタイヤＴを解放したロボツト４は第１０
図のクランプボルト供給装置７に移動し、前述し
た検出手段３８の出力に基づいて該当するクラン
プボルトＧをグリツパ４６でクランプする（な
お、アルミニウム製ロードホイールのクランプボ
ルトは第４図Ｂのように首下長さが長い）。クラ
ンプボルトＧを把持したのち、ロボツト４はその
ハンド１０をテーブル６上のスペアタイヤＴに移
動させ、グリンパ４６が把持しているクランプボ
ルトＧをスペアタイヤＴのハブボルト穴H₂に挿
入して解放する。

クランプボルトＧがスペアタイヤＴに挿入され
ると、上記と同様にして把持手段１６がテーブル
６上のスペアタイヤＴを把持すると同時に、締付
手段２７が作動する。すなわち、スペアタイヤＴ
に対するハンド１０の下降時においてドライバー
３１がクランプボルトＧの頭部に近接すると、エ
アモータ２８が作動し、歯車列３２，３３および
スリーブ３０を介してドライバー３１が回転す
る。そして、回転しながら降下するドライバー３
１の先端がクランプボルトＧの頭部G_h（第７図）
に当接し、その頭部G_hがすり割り溝３６に係合
する。この時、ドライバー３１にはコイルスプリ
ング３５の付勢力が作用しているために、クラン
プボルトＧの頭部フランジ部はドライバー３１と
ロードホイールＷとの間に把持される。この状態
が締付手段２７によるクランプボルトＧの仮保持
状態である。

続いて、ロボツト４は、ハンド１０が把持した
スペアタイヤＴを第８図のラゲージルームＲ内へ
と搬送する。車体Ｂのバツクドア開口部からラゲ
ージルームＲ内に搬入されたスペアタイヤＴは、
ほぼ水平姿勢のまま徐々に下降してクランプブラ
ケツト２に沿うようスペアタイヤ格納部３に格納
される。この場合、スペアタイヤＴがスペアタイ
ヤ格納部３に着座する直前から把持手段１６の把
持状態が解除される一方、クランプボルトＧは締
付手段２７に仮保持されているから該クランプボ
ルトＧはクランプブラケツト２側のねじ穴と合致
することになり、この時点で締付手段２７のエア
モータ２８が作動する。エアモータ２８の作動に
よりドライバー３１に保持されているクランプボ
ルトＧが回転し、クランプボルトＧがクランプブ
ラケツト２に締め付けられることによりスペアタ
イヤＴが固定される。

クランプボルトＧの締付完了後、ロボツト４は
ハンド１０をラゲージルームＲから退避させて原
位置に復帰し、スペアタイヤ搭載作業の１サイク
ルが完了する。

第１２図〜第１４図は本考案の他の実施例を示
すもので、第１２図は第１図のＫ−Ｋ断面に対応
している。本実施例においては車体Ｂとロボツト
４との相対位置誤差を補正するために車体位置検
出手段を設けたものである。ここで、車体Ｂとロ
ボツト４との相対位置誤差を問題とするのは、車
体搬送用コンベアの停止精度および車体とコンベ
アとの間に介在される治具の精度により車体のス
ペアタイヤ搭載位置にばらつきが生じ、スペアタ
イヤＴがスペアタイヤ格納部に正しく収容されな
いことがあるからである。

第１２図〜第１４図において、ブラケツト１１
の直交方向に伸びるスリーブ６０が補助ブラケツ
ト６１を介して固定されており、スリーブ６０と
同一軸線にはポテンシヨメータ６２が配設されて
いる。ポテンシヨメータ６２の入力ロツド６３は
スリーブ６０に内挿されたスライドシヤフト６４
に連結されており、さらにスライドシヤフト６４
の先端には自由回転可能なローラ６５が取り付け
られている。

本実施例の場合、第１０図のクランプボルト供
給装置７からテーブル６上のスペアタイヤＴにク
ランプボルトＧを挿入したのち、前記ローラ６５
を車体Ｂの外板面に押し当てるようにロボツト４
が作動する。ローラ６５を押し当てる位置として
は、車体Ｂの前後方向の基準となる外板面と、同
じく車幅方向の基準となる外板面の２箇所とす
る。このようにローラ６５を車体外板面に押し当
てることにより、車体Ｂの基準位置に対して実際
に車体Ｂが前後方向および車幅方向にどれだけず
れているかがポテンシヨメータ６２の出からわか
る。このポテンシヨメータ６２の出力をロボツト
４の制御系にフイードバツクしてロボツト４の位
置情報を補正することにより、ロボツト４に支持
されたスペアタイヤＴがスペアタイヤ格納部３に
正しくおさめられることになる。

考案の効果 本考案によれば、スペアタイヤ把持手段および
クランプボルト締付手段のほかに、位相合わせ手
段、スペアタイヤの種別検出手段およびクランプ
ボルトハンドリング用のグリツパをハンドに具備
させたことにより、ロボツトがもつ能力をフルに
活用することができ、従来ではロボツトとは別に
必要であつた各種の付帯設備を廃止することがで
きるほか、比較的簡単な設備構成でスペアタイヤ
搭載作業の自動化を達成でき、コスト的にも有利
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るハンドの一実施例を示す
全体説明図、第２図は第１図の要部の断面図で第
３図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図は第２図の
下面図、第４図Ａは第３図のＢ−Ｂ線に沿う断面
図、第４図Ｂはクランプボルトの他の例を示す説
明図、第５図は第３図のＣ−Ｃ線に沿う断面図、
第６図は第１のＭ方向矢視図、第７図はドライバ
ーの詳細図、第８図は当該ハンドによるタイヤ搭
載過程の説明図、第９図はグリツパの詳細図、第
１０図はスペアタイヤ搭載システムの平面図、第
１１図は第１０図の右側面図、第１２図は本考案
の他の実施例を示す図で第１図のＫ−Ｋ線に沿う
断面図、第１３図は第１２図の右側面図、第１４
図は第１３図の平面図である。 ３……スペアタイヤ格納部、４……産業用ロボ
ツト、９……アーム、１０……ハンド、１２……
固定ベース、１３……可動ベース、１６……把持
手段、１８……チヤツク機構、２３……チヤツク
爪、２７……締付手段、３７……位相合わせ手段
としての光電スイツチ、３８……種別検出手段、
４６……グリツパ、Ｂ……車体、Ｔ……スペアタ
イヤ、Ｇ……クランプボルト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 産業用ロボツトのアーム先端に取り付けられ
   て、所定の待機位置にあるスペアタイヤを把持し
   て車体に搭載する一方、スペアタイヤに挿入され
   たクランプボルトを締め付けて前記スペアタイヤ
   を車体に固定するハンドであつて、ロボツトアー
   ム側に連結さた固定ベースと、固定ベースにフロ
   ーテイング可能に取り付けられた可動ベースと、
   可動ベースに取り付けられて前記スペアタイヤの
   ハブセンタ穴を把持する把持手段と、前記可動ベ
   ースに取り付けられて、前記クランプボルトを仮
   保持して該クランプボルトを車体側に締付固定す
   る締付手段と、前記可動ベース側に取り付けら
   れ、把持手段がスペアタイヤを把持するのに先立
   つてスペアタイヤのハブボルト穴を検出して当該
   ハンドとスペアタイヤとの位相を合わせる位相合
   わせ手段、およびスペアタイヤの種別を検出する
   検出手段と、前記固定ベース側に取り付けられ、
   検出手段の出力を受けて該当するクランプボルト
   を所定位置から取り出して、前記ハブボルト穴に
   挿入するグリツパとを備えていりことを特徴とす
   る自動車用スペアタイヤ搭載ハンド。