JPH05270459A - 車輪取付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ホイールのネジ挿通孔とホイールハブのハブボ
ルトとの間に位相のずれや位置ずれがある場合にも、そ
の損傷を可及的に防止する。 【構成】装置本体（１０）に対して車輪保持手段（３
７，３８，３９，３９ａ，４１，５０，５１，５２，５
３）を車輪（ＴＹ）の軸心方向に沿って移動可能に配設
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ホイールハブに車輪を
取り付ける装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車の組立ラインにおいて
は、作業者の負担を軽減するため、車輪取付装置によっ
て車両のホイールハブに車輪が取り付けられている。

【０００３】車輪取付装置は、たとえば、ロボットアー
ムの先端部に構成されており、車輪を保持する車輪保持
手段やハブボルトにナットを締結するナット締結手段を
備えている。

【０００４】この種の車輪取付装置では、上記車輪保持
手段によって車輪を保持した後、上記ロボットアームを
適宜移動させることによって上記車輪をホイールハブに
装着し、すなわちホイールのネジ挿通孔にハブボルトを
貫挿させ、さらにこの状態から、ナット締結手段によっ
て上記ハブボルトにそれぞれナットを締結させることに
より、上記車輪をホイールハブに取り付けるようにして
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した車
輪の取付装置では、ロボットアームの移動によって車輪
保持手段に保持された車輪が直接ホイールハブに装着さ
れるものであるため、ホイールのネジ挿通孔とホイール
ハブのハブボルトとの間の位相のずれや位置ずれ等によ
って上記車輪と上記ホイールハブとが互いに干渉した場
合には、上記ロボットを移動させるための大きな力が上
記車両、車輪および車輪取付装置間に加わることとな
り、該車輪取付装置に損傷を来す虞れがある。

【０００６】本発明の目的は、上記実情に鑑みて、ホイ
ールのネジ挿通孔とホイールハブのハブボルトとの間に
位相のずれや位置ずれがある場合にも、その損傷を可及
的に防止することのできる車輪取付装置を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る車輪取付装
置では、車輪保持手段を介して装置本体に保持された車
輪をホイールハブに装着するようにした車輪取付装置に
おいて、上記装置本体に対して上記車輪保持手段を上記
車輪の軸心方向に沿って移動可能に配設している。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、装置本体の移動によって車
輪をホイールハブに近接させた後、該装置本体に対して
車輪保持手段を移動させることにより、上記車輪を小さ
い力でホイールハブに装着することができる。

【０００９】

【実施例】以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を
詳細に説明する。図１乃至図９は、それぞれ本発明に係
る車輪取付装置を概念的に示したものである。ここで例
示する車輪取付装置は、図示していない自動車用組立ラ
インの両サイドに配設され、該組立ライン（図示せず）
を搬送された車両のホイールハブＷＢに、それぞれ４
穴、すなわちホイールＷＨにネジ挿通孔ＮＨを４つ有し
た車輪ＴＹを取り付ける際に適用されるもので、組立ラ
イン（図示せず）の側方に配設されたロボットアームＲ
Ａの先端部に装置本体１０を備えている。

【００１０】装置本体１０は、矩形板状を成す天壁１１
と、この天壁１１の両端からそれぞれ延設され、互いに
対向配置された前壁１２および後壁１３とを備えてお
り、これら前壁１２および後壁１３をそれぞれ下方（図
中の下方）に向け、かつ該前壁１２が先端側となる状態
で、上記天壁１１を介してロボットアームＲＡの先端部
に取り付けられている。

【００１１】前壁１２は、図３および図４に示すよう
に、上端部中央と下端部中央とにそれぞれ切欠１２ａ，
１２ｂが形成された略Ｈ字状を成しており、その一側方
に検出手段２０を備えるとともに、その下端部にフロン
トカバー１４を備えている。検出手段２０は、図１０に
示すように、ガイドブッシュ２１内に貫挿された検出ロ
ッド２２が縮退移動した際に、これを近接スイッチ２３
によって検出するもので、上記検出ロッド２２と上記ガ
イドブッシュ２１との間に介在されたコイルスプリング
２４の押圧力により、該検出ロッド２２の先端を上記前
壁１２よりも常時前方に突出させる態様で、該ガイドブ
ッシュ２１を介して上記前壁１２に取り付けられてい
る。フロントカバー１４は、中央部に正三角形状の切欠
１４ａを有した逆正三角形の枠状を成しており、上記前
壁１２の前面に固着されている。

【００１２】後壁１３は、図９に示すように、上端部中
央に円形の孔１３ａを有するとともに、下端部中央に切
欠１３ｂを有しており、その下端部にリアカバー１５を
備えている。リアカバー１５は、図１および図９に示す
ように、略Ｔ字状を成し、その中心部に挿通孔１５ａを
有するとともに、該挿通孔１５ａの下方および左右の３
カ所にそれぞれ矩形の孔１５ｂ，１５ｂ…を有し、さら
に上記挿通孔１５ａの上方に上記孔１５ｂ，１５ｂ…と
同一形状の切欠１５ｃを有しており、上記後壁１３の後
面に固着されている。

【００１３】図からも明らかなように、上記フロントカ
バー１４およびリアカバー１５の間には３本のガイドロ
ッド１６，１６，１６が架設され、また上記リアカバー
１５には第３シリンダアクチュエータ１７が配設されて
いる。

【００１４】ガイドロッド１６，１６，１６は、互いに
同一の長さを有し、上記フロントカバー１４の三隅部に
対応する部位に、互いに平行に配設されており、該フロ
ントカバー１４と上記リアカバー１５との間を互いに連
結している。

【００１５】第３シリンダアクチュエータ１７は、図に
は明示していないが、作動流体としてエアを採用するも
ので、その作動ロッド１７ａを上記挿通孔１５ａに貫挿
させ、かつその軸心を上記ガイドロッド１６，１６，１
６の軸心に沿わせる態様で、そのシリンダ本体１７ｂを
介して上記リアカバー１５の後面に取り付けられてい
る。

【００１６】また、上記車輪取付装置は、上記装置本体
１０内に移動体３０を備えている。移動体３０は、図
１、図５および図８に示すように、上記装置本体１０の
ガイドロッド１６，１６，１６に対応する部位にそれぞ
れガイドブッシュ３１，３１，３１および３２，３２，
３２が配設され、かつこれらガイドブッシュ３１，３
１，３１および３２，３２，３２から６０°ずつずれた
３位置がそれぞれ連結ロッド３３，３３，３３によって
互いに連結されたリアプレート３４とミッドプレート３
５とを備えており、上記ガイドブッシュ３１，３１，３
１および３２，３２，３２内にそれぞれ対応するガイド
ロッド１６，１６，１６を貫挿させ、上記連結ロッド３
３，３３，３３の軸心を上記ガイドロッド１６，１６，
１６の軸心に沿わせる態様で、該ガイドロッド１６，１
６，１６の延在方向に沿って移動自在に配設されてい
る。

【００１７】リアプレート３４は、図１および図８に示
すように、その中心部に第２シリンダアクチュエータ３
６を備えるとともに、この第２シリンダアクチュエータ
３６の上下左右４カ所における上記リアカバー１５に形
成された孔１５ｂ，１５ｂ…および切欠１５ｃに対応す
る部位に、それぞれこれら孔１５ｂ，１５ｂ…と同一形
状の孔３４ａ，３４ａ…を有しており、該リアカバー１
５の直前に配設されている。

【００１８】第２シリンダアクチュエータ３６は、上述
した第３シリンダアクチュエータ１７と同様に、作動流
体としてエアを採用するもので、その作動ロッド３６ａ
を上記リアプレート３４の中心部に形成された挿通孔３
４ｂに貫挿させ、かつその軸心を上記連結ロッド３３，
３３，３３の軸心に沿わせる態様で、そのシリンダ本体
３６ｂを介して上記リアプレート３４の後面に取り付け
られ、さらに該シリンダ本体３６ｂに上記第３シリンダ
アクチュエータ１７の作動ロッド１７ａに連結されてい
る。

【００１９】ミッドプレート３５は、図１および図５に
示すように、その中心部に第１シリンダアクチュエータ
（車輪保持手段）３７を備え、かつこの第１シリンダア
クチュエータ３７の上下左右４カ所における上記フロン
トカバー１４の中央部に形成された切欠１４ａに対応す
る部位に孔３５ａ，３５ａ…を有するとともに、その外
周域の３カ所に摺動ロッド（車輪保持手段）３８，３
８，３８を備え、さらに上記連結ロッド３３，３３，３
３の外周にそれぞれ把持アーム（車輪保持手段）３９，
３９，３９を備えており、上記リアプレート３４よりも
先端部側に配設されている。

【００２０】第１シリンダアクチュエータ３７も作動流
体としてエアを採用するもので、その作動ロッド３７ａ
を上記ミッドプレート３５の中心部に形成された挿通孔
３５ｂに貫挿させ、かつその軸心を上記連結ロッド３
３，３３，３３の軸心に沿わせる態様で、そのシリンダ
本体３７ｂを介して上記ミッドプレート３５の後面に取
り付けられている。

【００２１】摺動ロッド３８，３８，３８は、上記ミッ
ドプレート３５に配設されたガイドブッシュ３２，３
２，３２相互間の中間に位置する部位からそれぞれの軸
心を上記連結ロッド３３，３３，３３の軸心に沿わせる
態様で先端に向けて突設されており、それぞれの先端部
がフロントプレート４０によって互いに連結されてい
る。フロントプレート４０は、図３に示すように、正三
角形状を成し、その中心部における上記ミッドプレート
３５に形成された孔３５ａ，３５ａ…に対応する部位
に、隅部を上下左右に配置した矩形状の孔４０ａを有し
ており、上記フロントカバー１４の直後に配設されてい
る。

【００２２】把持アーム３９，３９，３９は、図１に示
すように、十分な長さをもったロッド状を成し、個々の
基端部内面に連結枝（車輪保持手段）３９ａ，３９ａ，
３９ａを有しており、個々の基端部を介して上記ミッド
プレート３５に嵌着された支持体（車輪保持手段）４
１，４１，４１に、互いに開閉する方向に揺動自在に保
持されている。

【００２３】さらに、上記車輪取付装置には、上記移動
体３０におけるフロントプレート４０とミッドプレート
３５との間に位置する部位にアーム開閉プレート（車輪
保持手段）５０が配設されているとともに、上記移動体
３０におけるミッドプレート３５とリアプレート３４と
の間に位置する部位にナット締結手段６０が配設されて
いる。

【００２４】アーム開閉プレート５０は、図１および図
４に示すように、正三角形状を成し、その中央部に上記
第１シリンダアクチュエータ３７の作動ロッド３７ａが
連結されるとともに、この連結部位の上下左右４カ所に
おける上記ミッドプレート３５に形成された孔３５ａ，
３５ａ…に対応する部位に孔５０ａ，５０ａ…を有し、
さらに上記摺動ロッド３８，３８，３８に対応する部位
にそれぞれガイドブッシュ（車輪保持手段）５１，５
１，５１を備えており、個々のガイドブッシュ５１，５
１，５１内にそれぞれ上記摺動ロッド３８，３８，３８
を貫挿させることにより、該摺動ロッド３８，３８，３
８の延設方向に沿って移動自在に配設されている。図か
らも明らかなように、このアーム開閉プレート５０は、
各ガイドブッシュ５１，５１，５１の外周面に支承体
（車輪保持手段）５２，５２，５２を備えており、該支
承体５２，５２，５２と上記把持アーム３９，３９，３
９の連結枝３９ａ，３９ａ，３９ａとの間を連結部材
（車輪保持手段）５３，５３，５３によって互いに枢止
することにより、該把持アーム３９，３９，３９に接続
されている。

【００２５】ナット締結手段６０は、図１、図６および
図７に示すように、上記リアプレート３４とミッドプレ
ート３５との間を連結する連結ロッド３３，３３，３３
に対応する部位にそれぞれガイドブッシュ６１，６１，
６１および６２，６２，６２が配設され、かつこれらガ
イドブッシュ６１，６１，６１および６２，６２，６２
の外周に位置する３位置がそれぞれ結合ロッド６３，６
３，６３によって互いに連結された補助板６４と保持板
６５とを備えており、上記ガイドブッシュ６１，６１，
６１および６２，６２，６２内にそれぞれ対応する連結
ロッド３３，３３，３３を貫挿させ、上記結合ロッド６
３，６３，６３の軸心を上記連結ロッド３３，３３，３
３に軸心に沿わせる態様で、該連結ロッド３３，３３，
３３の延設方向に沿って移動自在に配設されている。

【００２６】補助板６４は、図１および図７に示すよう
に、その中心部に上記第２シリンダアクチュエータ３６
の作動ロッド３６ａが連結され、かつこの連結部位の上
下左右４カ所における上記リアプレート３４に形成され
た孔３４ａ，３４ａ…に対応する部位に孔６４ａ，６４
ａ…および切欠６４ｂを有しており、該リアプレート３
４の直前に配設されている。

【００２７】保持板６５は、図１および図６に示すよう
に、その中心部における第１シリンダアクチュエータ３
７のシリンダ本体３７ｂに対応する部位に挿通孔６５ａ
を有するとともに、この挿通孔６５ａの上下左右４カ所
における上記ミッドプレート３５に形成された孔３５
ａ，３５ａ…に対応する部位にそれぞれナットランナー
６６，６６…を備えており、該ミッドプレート３５の直
後に配設されている。

【００２８】ナットランナー６６，６６…は、軸部６６
ａ，６６ａ…の先端部にソケット６７，６７…を有し、
該軸部６６ａ，６６ａ…をその軸心回りにランナー本体
６６ｂ，６６ｂ…に対して回動させることにより、上記
ソケット６７，６７…に嵌合されたナット（図示せず）
を締結弛緩させるもので、上記軸部６６ａ，６６ａ…を
それぞれ上記フロントカバー１４、上記フロントプレー
ト４０、上記アーム開閉プレート５０および上記ミッド
プレート３５に形成された各孔１４ａ，４０ａ，５０
ａ，５０ａ…，３５ａ，３５ａ…内に配置させ、かつ上
記本体６６ｂ，６６ｂ…をそれぞれ上記補助板６４、上
記リアプレート３４および上記リアカバー１５の各孔６
４ａ，６４ａ…，３４ａ，３４ａ…，１５ｂ，１５ｂ…
もしくは切欠６４ｂ，１５ｃに配置させる態様で、該本
体６６ｂ，６６ｂ…を介して上記保持板６５に保持され
ている。

【００２９】上記のように構成された車輪取付装置で
は、第１シリンダアクチュエータ３７を作動させると、
移動体３０に対してアーム開閉プレート５０が摺動ロッ
ド３８，３８，３８に沿って移動され、連結部材５３，
５３…が適宜揺動することによってそのガイドブッシュ
５１，５１，５１に配設された支承体５２，５２，５２
と把持アーム３９，３９，３９の連結枝３９ａ，３９
ａ，３９ａとの間の距離が変化するため、該把持アーム
３９，３９，３９が互いに開閉移動されることになる。

【００３０】また、第２シリンダアクチュエータ３６を
作動させると、上記移動体３０に対してナット締結手段
６０が結合ロッド６３，６３，６３に沿って移動され、
その保持板６５に保持されたナットランナー６６，６６
…が装置本体１０のフロントカバー１４に対して進退移
動される。

【００３１】さらに、第３シリンダアクチュエータ１７
を作動させると、装置本体１０に対して移動体３０がガ
イドロッド１６，１６，１６に沿って移動され、上記把
持アーム３９，３９，３９および上記ナット締結手段６
０が共に、上記フロントカバー１４に対して進退移動さ
れる。

【００３２】以下、図２（ａ）乃至図２（ｅ）を参照し
ながら、上記車輪取付装置の作用について説明する。

【００３３】まず、この車輪取付装置においては、図２
（ａ）に示すように、上記第２シリンダアクチュエータ
３６および第３シリンダアクチュエータ１７をそれぞれ
縮退した状態に保持し、上記把持アーム３９，３９，３
９およびナットランナー６６，６６…をそれぞれ装置本
体１０に対して最も縮退した位置に占位させるととも
に、上記第１シリンダアクチュエータ３７を伸長した状
態に保持し、上記把持アーム３９，３９，３９をそれぞ
れ開位置に占位させた状態が作業待機状態となってい
る。

【００３４】この状態から、図示していない制御部から
起動信号が出力されると、たとえば組立ライン（図示せ
ず）の車輪取付位置に車両（図示せず）が設置される
と、ロボットアームＲＡが適宜移動され、車輪把持位置
において装置本体１０が車種に応じた車輪ＴＹに対向占
位されるとともに、上記第１シリンダアクチュエータ３
７が縮退作動され、図２（ｂ）に示すように、３本の把
持アーム３９，３９，３９間に上記車輪ＴＹが把持され
る。このとき、ナットランナー６６，６６…は、装置本
体１０に対して最も縮退した状態であるため、ホイール
ＷＨに干渉して損傷したり、ホイールＷＨを傷つけるこ
とはない。なお、車輪ＴＹにおけるネジ挿通孔ＮＨ，Ｎ
Ｈ…の位相は、予め規整された状態にあり、各ネジ挿通
孔ＮＨ，ＮＨ…がそれぞれナットランナー６６，６６…
に対向した位置に配置されるものとする。

【００３５】検出手段２０の検出ロッド２２がホイール
ＷＨに当接して縮退することにより、上記把持アーム３
９，３９，３９間に車輪ＴＹが把持されたことが確認さ
れると、再びロボットアームＲＡが適宜移動され、装置
本体１０の前端面が車両（図示せず）のホイールハブＷ
Ｂに対向し、かつ近接した位置に占位され、さらに第３
シリンダアクチュエータ１７が伸長作動され、図２
（ｃ）に示すように、把持アーム３９，３９，３９およ
びナットランナー６６，６６…が装置本体１０に対して
突出することにより、該把持アーム３９，３９，３９に
把持された車輪ＴＹがホイールハブＷＢに装着される。
すなわちホイールＷＨのネジ挿通孔ＮＨ，ＮＨ…にそれ
ぞれハブボルトＨＢ，ＨＢ…が貫挿されることとなる。

【００３６】車輪ＴＹがホイールハブＷＢに装着される
と、次いで第２シリンダアクチュエータ３６が伸長作動
され、図２（ｄ）に示すように、ナットランナー６６，
６６…が装置本体１０に対して突出するとともに、該ナ
ットランナー６６，６６…の軸部６６ａ，６６ａ…が駆
動され、各ソケット６７，６７…に装填されたナット
（図示せず）がハブボルトＨＢ，ＨＢ…に順次締結され
ることによって上記車輪ＴＹがホイールハブＷＢに取り
付けられることになる。この間、上記第１シリンダアク
チュエータ３７が伸長作動され、図２（ｅ）に示すよう
に、把持アーム３９，３９，３９が開位置に復帰するこ
とによってこれら把持アーム３９，３９，３９による車
輪ＴＹの把持力が除去される。

【００３７】ナット（図示せず）がすべてハブボルトＨ
Ｂ，ＨＢ…に締結されると、第２シリンダアクチュエー
タ３６および第３シリンダアクチュエータ１７が順次縮
退作動され、さらにロボットアームＲＡが適宜移動する
ことにより、車輪取付装置が作業待機状態に復帰する。

【００３８】以下、上述した作用が繰り返し行われ、組
立ライン（図示せず）上の車両（図示せず）に順次車輪
ＴＹが取り付けられる。

【００３９】ところで、上述した車輪ＴＹのホイールハ
ブＷＢへの装着の際、両者ＴＹ，ＷＢに位置ずれや位相
ずれがあった場合には、互いに干渉することとなる。

【００４０】しかしながら、上記車輪取付装置において
は、ロボットアームＲＡの移動によって装置本体１０を
ホイールハブＷＢに近接させた後、エアを作動流体とす
る第３シリンダアクチュエータ１７の作動によってホイ
ールハブＷＢに車輪ＴＹを装着するようにしているた
め、これらホイールハブＷＢおよび車輪ＴＹが互いに干
渉した場合にも両者ＴＹ，ＷＢに大きな力が加わること
はなく、その損傷を可及的に防止することができる。

【００４１】なお、上記実施例では、装置本体１０にナ
ット締結手段６０が配設された車輪取付装置を例示して
いるが、ナット締結手段は必ずしも装置本体に配設する
必要はない。また、ホイールＷＨにネジ挿通孔ＮＨを４
つ有した車輪ＴＹを取り付けるための車輪取付装置を例
示しているが、ネジ挿通孔の数はいくつであっても構わ
ない。なお、装置本体にナットランナーを配設する場合
には、ネジ挿通孔の数に合致させる必要があることはい
うまでもない。さらに、装置本体１０をロボットアーム
ＲＡの先端部に配置し、該ロボットアームＲＡの移動に
よって装置本体１０を移動させるようにしているが、た
とえば、レール上を移動する移動手段に装置本体を配設
し、該移動手段の作動によって装置本体をホイールハブ
に近接させるようにしてもよい。

【００４２】また、上記実施例では、車輪保持手段とし
て互いに開閉移動する複数の把持アーム３９，３９，３
９間に車輪ＴＹを把持するものを例示しているが、必ず
しも把持するものである必要はなく、たとえば、ホイー
ルの孔内に貫挿した後、互いに拡開させることによって
車輪を保持したり、磁力や吸引力によって車輪を吸着さ
せるようにしても構わない。さらに、車輪保持手段をエ
アシリンダアクチュエータ１７の作動によって移動させ
るようにしているが、その他のアクチュエータによって
車輪保持手段を移動させるようにしてもよいし、アクチ
ュエータに代えて、バネ等の押圧力によって車輪保持手
段が装置本体から常時突出するように構成し、車輪とホ
イールハブとが互いに干渉した際に、該車輪保持手段が
縮退するようにしても構わない。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る車輪
取付装置によれば、装置本体の移動によって車輪をホイ
ールハブに近接させた後、該装置本体に対して車輪保持
手段を移動させることにより、上記車輪を小さい力でホ
イールハブに装着することができるため、ホイールのネ
ジ挿通孔とホイールハブのハブボルトとの間に位相のず
れや位置ずれがある場合にも、その損傷を可及的に防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る車輪取付装置を概念的に
示した断面側面図である。

【図２】図２（ａ）乃至図２（ｅ）は、その作用を順次
示した概念図である。

【図３】図３は、図１における矢視 III 図である。

【図４】図４は、図１における IV−IV 線断面図であ
る。

【図５】図５は、図１における V−V 線断面図である。

【図６】図６は、図１における VI−VI 線断面図であ
る。

【図７】図７は、図１における VII−VII 線断面図であ
る。

【図８】図８は、図１における VIII−VIII 線断面図で
ある。

【図９】図９は、図１における矢視 IX 図である。

【図１０】図１０は、図３における矢視 X 拡大図であ
る。

【符号の説明】

装置本体…１０ 車輪保持手段…３７，３８，３９，，３９ａ４１，５
０，５１，５２，５３ 車輪…ＴＹ ホイールハブ…ＷＢ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪保持手段を介して装置本体に保持さ
   れた車輪をホイールハブに装着するようにした車輪取付
   装置において、上記装置本体に対して上記車輪保持手段
   を上記車輪の軸心方向に沿って移動可能に配設したこと
   を特徴とする車輪取付装置。