タイヤ把持装置
【課題】把持位置がタイヤ中心に案内されるタイヤ把持装置を提供する。
【解決手段】ロボットアーム先端１１ａの中心位置合せされた固定の第１ベース部材１２に、タイヤの回転中心軸Ｏ１に略垂直な方向に移動可能な第２ベース部材１３を支持し、第２ベース部材１３にタイヤの回転中心軸方向に移動可能な複数のアーム部材１４を設け、タイヤ外周面に圧接してタイヤを把持する位置とタイヤ外周面から離間する位置へ複数のアーム部材１４を移動する第１駆動手段１５と、複数のアーム部材をタイヤの外周面と対向する位置へタイヤの回転中心軸方向に移動させる第２駆動手段１６と、アーム部材によって把持されたタイヤの回転中心軸線Ｏ１上に第１ベース部材の中心Ｏ２位置を合わせる位置調整手段２０を有し、第１位置に配置されたタイヤの位置に追従してアーム部材がタイヤを把持した後に、位置調整手段でタイヤの回転中心軸線上に第１ベース部材の中心を位置させる。
【解決手段】ロボットアーム先端１１ａの中心位置合せされた固定の第１ベース部材１２に、タイヤの回転中心軸Ｏ１に略垂直な方向に移動可能な第２ベース部材１３を支持し、第２ベース部材１３にタイヤの回転中心軸方向に移動可能な複数のアーム部材１４を設け、タイヤ外周面に圧接してタイヤを把持する位置とタイヤ外周面から離間する位置へ複数のアーム部材１４を移動する第１駆動手段１５と、複数のアーム部材をタイヤの外周面と対向する位置へタイヤの回転中心軸方向に移動させる第２駆動手段１６と、アーム部材によって把持されたタイヤの回転中心軸線Ｏ１上に第１ベース部材の中心Ｏ２位置を合わせる位置調整手段２０を有し、第１位置に配置されたタイヤの位置に追従してアーム部材がタイヤを把持した後に、位置調整手段でタイヤの回転中心軸線上に第１ベース部材の中心を位置させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両組み立てラインに設置された搬送ロボットのロボットアーム先端に取り付けられるタイヤ把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両組み付けラインでは、各工程において必要な部品を組付けロボットや人員によって車体に組み付けることで車両を生産している。組み付け部品の１品目となるタイヤは、特殊な車両を除いては、通常、ホイールに装着された状態で車両の前後それぞれ１本ずつ、計４本装着されるとともに、スペアタイヤが１本、トランクなどに装備される。タイヤやホイールは、車両が異なるとサイズが異なる場合があるので、車両に対応するタイヤ毎に積層してタイヤセットとされている。このようなタイヤセットは、搬送手段で第１の位置となる分離位置まで搬送され、供給位置近傍に配置されたタイヤ把持装置によって把持されて１本ずつに分離されて、第２の位置となる供給位置へと搬送される。
【０００３】
タイヤ把持装置は、積層されたタイヤの最下位のものから分離するものがある。このタイプのタイヤタイヤ把持装置は、タイヤ積層方向に移動可能なアームの先端に固定されたベース部材に、把持・離間する方向に開閉自在なアーム部材を備えていて、最下位のタイヤよりも上方のタイヤをアーム部材で把持して一括して持ち上げ、最下位のタイヤを払い出している。
【０００４】
一方、特許文献１には、積層された最上位のタイヤのホイールにアーム部材を挿入して外径方向に移動させることでタイヤを内側から把持してタイヤを分離するタイヤ把持装置が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２２９７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のようなタイヤ把持装置では、最下位のタイヤ以外のタイヤを一括して持ち上げるので、アーム部材やベース部材への負荷が大きく故障の要因となってしまう。またタイヤがアーム部材で把持する位置からずれていると、持ち上げているときの重量バランスが不均一となって、アーム部材やベース部材に対する負荷が大きく、これも故障の要因となってしまう。
【０００７】
特許文献１においては、アーム部材をホイールの内部に挿入するので、タイヤに径方向へのずれが生じていると、ホイール内にアーム部材を挿入する際にホイールとアーム部材が干渉してホイールの傷つきが生じることや、タイヤのずれが大きい場合にはタイヤの把持不良の要因となってしまう。
【０００８】
本発明は、タイヤがアーム部材による把持位置からずれている場合でも良好にタイヤを把持できて、ロボットアーム作動時の重量バランスが安定して耐久性のよいタイヤ把持装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明では、車両に装着されるタイヤを第１の位置から第２の位置へ搬送する搬送ロボットのロボットアーム先端に取り付けられるタイヤ把持装置であって、ロボットアーム先端の中心と自身の中心とを所定の位置に位置合わせして固定された第１のベース部材と、第１のベース部材に支持されて、タイヤの回転中心軸に略垂直な方向に移動可能な第２のベース部材と、第２のベース部材から延出し、タイヤの回転中心軸方向に移動可能な複数のアーム部材と、複数のアーム部材がタイヤ外周面に圧接してタイヤを把持する位置と、複数のアーム部材がタイヤ外周面から離間する位置とを占めるように、第２のベース部材を移動させる第１の駆動手段と、第２のベース部材に設けられ、タイヤの外周面と対向する位置へ複数のアーム部材をタイヤの回転中心軸方向に移動させる第２の駆動手段と、アーム部材によって把持されたタイヤの回転中心軸線上に第１のベース部材の中心の位置を合わせる位置調整手段を有し、第１の位置に配置されたタイヤの位置に追従してアーム部材がタイヤを把持した後に、位置調整手段がタイヤの回転中心軸線上に第１のベース部材の中心の位置を合わせることを特徴としている。 請求項２の発明では、請求項１に記載のタイヤ把持装置において、位置調整手段は、第１のベース部材と第２のベース部材の間に介装され、第１のベース部材と第２のベース部材とを平面上において互いに直交する方向に移動可能に支持するスライド支持部材と、スライド支持部材をスライド移動させて、第１のベース部材の中心と第２のベース部材の中心とを所定の位置に位置決めする位置決め手段とを備え、第１の位置に配置されたタイヤの位置に追従してタイヤの回転中心軸線上に第２のベース部材の中心の位置を合うように複数のアーム部材がタイヤを把持し、ロボットアームが可動してタイヤを持上げた後に、位置決め手段がタイヤの回転中心軸線上に第１および第２のベース部材の中心の位置を合わせることを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のタイヤ把持装置において、位置調整手段は、タイヤの回転中心軸線上に、ロボットアームの先端の中心と第１および第２のベース部材の中心の位置とを合わせることを特徴としている。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のタイヤ把持装置において、位置調整手段は、エアシリンダーで作動し、第１の位置に配置されたタイヤの位置に追従してアーム部材がタイヤを把持する際は、エアシリンダーのエアは解放されてエアシリンダーは伸縮自在に許容されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ロボットアーム先端の中心と自身の中心とを所定の位置に位置合わせして固定された第１のベース部材に支持されて、タイヤの回転中心軸に略垂直な方向に移動可能な第２のベース部材に、タイヤ回転中心軸方向に移動可能に設けた複数のアーム部材は、第２の駆動手段によりタイヤの外周面と対向する位置へ移動し、第１の駆動手段により第２のベース部材が把持する方向に移動することで、タイヤをその外周面側から把持する。このとき、タイヤが径方向にずれていても、第１の位置に配置されたタイヤの位置に追従してアーム部材がタイヤを把持した後に、位置調整手段がタイヤの回転中心軸線上に第１のベース部材の中心の位置を合わせるので、タイヤが径方向にずれていても、第１の位置に配置されたタイヤの位置にアーム部材が追従するので、確実にタイヤを把持することができる。また、タイヤの把持後に、位置調整手段がタイヤの回転中心軸線上に第１のベース部材の中心の位置を合わせるので、ロボットアーム作動時の重量バランスが安定して耐久性が向上する。
【００１３】
本発明によれば、第１のベース部材と第２のベース部材の間に介装され、第１のベース部材と第２のベース部材とを平面上において互いに直交する方向に移動可能に支持するスライド支持部材をスライド移動させて、第１のベース部材の中心と第２のベース部材の中心とを所定の位置に位置決めする位置決め手段が、第１の位置に配置されたタイヤの位置に追従してタイヤの回転中心軸線上に第２のベース部材の中心の位置を合うように複数のアーム部材がタイヤを把持して持上げた後に作動して、タイヤの回転中心軸線上に第１および第２のベース部材の中心の位置を合わせるので、ロボットアーム可動時の重量バランスが安定し、良好な分離動作を行える。
【００１４】
本発明によれば、位置調整手段は、タイヤの回転中心軸線上に、ロボットアームの先端の中心と第１および第２のベース部材の中心の位置とを合わせるので、よりロボットアーム可動時の重量バランスが安定し、良好な分離動作を行える。
【００１５】
本発明によれば、位置調整手段はエアシリンダーで作動し、第１の位置に配置されたタイヤの位置に追従してアーム部材がタイヤを把持する際に、エアシリンダーのエアが解放されてエアシリンダーが伸縮自在に許容されているので、簡素な構造で位置調整手段を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は車両組み付けラインにおけるタイヤ分離エリア１を示す。このタイヤ分離エリア１は、タイヤストレージ２に複数のタイヤセット３が積層状態で保管されている。保管されているタイヤセット３は、搬送経路４を介して１セットずつエリアＡに向かって搬送される。本形態において、タイヤセット３は、図示しない車両の前輪用と後輪用及びスペア用のタイヤ５が積載されたものである。
【００１７】
搬送経路４の終端４ａは、エリアＡに配置されている。終端４ａの近傍には、搬送経路４で搬送されてくるタイヤセット３を１本ずつのタイヤ５に分離するタイヤ把持装置１０が配置されている。タイヤ把持装置１０の近傍には、タイヤ把持装置１０によって分離された各タイヤ５をタイヤ組付エリアへ供給する複数の搬送経路６，７，８の始端６ａ,７ａ,８ａが配置されている。
【００１８】
タイヤ把持装置１０は、搬送経路４の終端４ａと搬送経路６，７，８の始端６ａ,７ａ,８ａを含むエリアＡ内で、旋回とタイヤ積層方向（図２矢印Ｃ方向）に可動するロボットアーム１１を備えている。本形態では、タイヤセット３が位置する終端４ａを第１の位置となる分離位置とし、積層されたタイヤセット３から分離されたタイヤ５を搬送する始端６ａ,７ａ,８ａを第２の位置となる供給位置としている。つまり、ロボットアーム１１は、積層されたタイヤ５が位置する第１の位置と積層されたタイヤ５から分離されたタイヤ５を搬送する第２の位置及びタイヤ積層方向（図２矢印Ｃ方向）に可動するように構成されている。
【００１９】
図２，図３に示すように、タイヤ把持装置１０は、ロボットアーム１１の先端１１ａにタイヤ把持ユニット１００が装着されている。タイヤ把持ユニット１００は、ロボットアーム１１の先端１１ａに固定された第１のベース部材１２と、第１のベース部材１２に支持されて、矢印Ｂで示す把持または離間する方向（以下「開閉方向Ｂ」と記す）に開閉自在な第２のベース部材１３と、第２のベース部材１３から延出し、タイヤの回転中心軸方向Ｃに移動可能に設けられた４つのアーム部材１４，１４，１４，１４と、各アーム部材１４がタイヤ外周面５ａに圧接してタイヤ５を外周側の四方から把持するクランプ位置と各アーム部材１４がタイヤ外周面５ａから離間するアンクランプ位置を占めるように、第２のベース部材１３を開閉方向Ｂに移動させる第１の駆動手段１５と、積層されたタイヤ５のうち任意のタイヤ５の外周面５ａと対向する位置へ各アーム部材１４を回転中心軸方向Ｃに移動させる第２の駆動手段１６，１６，１６，１６と、各アーム部材１４によって把持されたタイヤ５の回転中心Ｏ１上に、ロボットアームの先端１１ａと一体的な第１のベース部材１２の中心Ｏ２の位置を合わせる位置調整手段２０を有している。そして、このタイヤ把持装置１０では、各アーム部材１４によるタイヤ５の把持後に、位置調整手段２０でタイヤ５の回転中心Ｏ１と第１のベース部材１２の中心Ｏ２の平面上での位置を合わせるように構成されている。
【００２０】
このような構成とすると、図４に示すように、ロボットアーム１１の先端１１ａに固定された第１のベース部材１２に支持されて開閉方向Ｂに開閉自在な第２のベース部材１３に設けた複数のアーム部材１４が、第２の駆動手段１６によりそれぞれ任意のタイヤの外周面５ａと対向する位置へ移動される。そして第１の駆動手段１５により第２のベース部材１３がクランプ位置へ移動するとタイヤ５が複数のアーム部材１４によってその外周側から把持される。このとき、積層されたタイヤ５が開閉方向Ｂにずれていても、第１のベース部材１２と第２のベース部材１３が相対的に移動してタイヤ５の位置に追従するので、アーム部材１４の位置に自由度を持たせる事ができる。このため、タイヤ５の位置に合わせてアーム部材１４が径方向に移動するので、良好にタイヤ外周面５ａを把持することができる。また、タイヤ５の把持に際し、タイヤ５の位置に応じて第２のベース部材１３と一緒にアーム部材１４が開閉方向Ｂに移動して、タイヤの回転中心Ｏ１と第１のベース部材１２の中心Ｏ２がずれた状態で把持された場合でも、アーム部材１４によって把持されたタイヤ５の回転中心Ｏ１と第１のベース部材の中心Ｏ２の位置合わせが、アーム部材１４によるタイヤ５の把持後に位置調整手段２０によって行われるため、ロボットアーム１１の可動時の重量バランスが安定し、良好な分離動作を行える。
【００２１】
次にタイヤ把持ユニット１００の構成について説明する。
【００２２】
タイヤ把持ユニット１００を構成する第１のベース部材１２は、図２，図６に示すように板状部材であって、ロボットアーム１１の先端１１ａの中心Ｏ３と、自身の中心Ｏ２とが一致するように先端１１ａに固定されて一体化されている。
【００２３】
第２のベース部材１３は、図５に示すように、開閉方向Ｂにおいて二分割された右ベース部材１３Ａと左ベース部材１３Ｂで構成されていて、ラックアンドピニオン機構１８によって開閉方向Ｂにスライド自在とされている。このようなスライド自在な第２のベース部材１３は、図６に示すように、第１のベース部材１２と第２のベース部材１３の間に介装されたスライド支持部材２１を構成する支持部２２にレールとスライダーで構成された周知のスライド機構１９Ａを介して開閉方向Ｂに移動可能に支持されている。
【００２４】
第２のベース部材１３の四隅には、図３，図５に示すように、ロッド状のアーム部材１４がそれぞれ紙面垂直方向（回転軸線方向Ｃ）に摺動自在に支持されている。アーム部材１４の先端１４ａは、図２，図６に示すように、第２のベース部材１３よりもタイヤ側となる下方に位置している。各アーム部材の先端１４ａには、タイヤ外周面５ａに当接する把持部材１７がアーム部材１４の軸線を中心に回転自在に装着されている。各把持部材１７は、弾性部材となるゴムで構成されている。なお、各把持部材１７は鉄でもよく、また、鉄の回りに弾性部材となるゴムを配設してもよい。
【００２５】
第２のベース部材１３の四隅には、図３，図４に示すように第２の駆動手段１６がそれぞれ配置されている。第２の駆動手段１６は、内部にピントンを有するエアシリングー１６ａと、ピストンによって往復動する可動ロッド１６ｂでそれぞれ構成されていて、アーム部材１４と可動ロッド１６ｂの移動方向が同一方向となるように配置されている。エアシリングー１６ａは第２のベース部材１３に固定され、各可動ロッド１６ｂの先端は各アーム部材１４の先端１４ａ寄りに固定されている。
【００２６】
第２のベース部材１３を開閉方向Ｂに移動する第１の駆動手段１５は、図３，図５に示すよう、内部にピントンを有するエアシリングー１５ａと、ピストンによって往復動する可動ロッド１５ｂでそれぞれ構成されている。エアシリングー１５ａは、ブラケットを介して支持部２２に固定されている（図６参照）。可動ロッド１５ｂは一方のベース部材となる右ベース部材１３Ｂに固定されている。第１の駆動手段１５は、第２のベース部材１３の移動方向と可動ロッド１５ｂの移動方向が同一方向となるように配置されている。
【００２７】
位置調整手段２０は、図３，図６に示すように、第１のベース部材１２と第２のベース部材１３の間に介装され、第１のベース部材１２と第２のベース部材１３とを平面上において互いに直交する方向に移動可能に支持するスライド支持部材２１と、スライド支持部材２１をスライド移動させて、第１のベース部材１２の中心Ｏ２と第２のベース部材１３の中心Ｏ４とを所定位置に位置決めする位置決め手段とを有する。位置決め手段は、スライド支持部材２１を第２のベース部材１３の中心０４で保持する位置決め手段２５と、図６に示すように第１のベース部材１１をスライド支持部材２１の中心０５で保持する位置決め手段３０とを有している。この位置調整手段２０は、タイヤ５の回転中心軸線Ｏ１上に、ロボットアームの先端１１ａの中心Ｏ３と第１および第２のベース部材の中心Ｏ２，Ｏ４の位置とを合わせるものである。
【００２８】
スライド支持部材２１は、図７に示すように、開閉方向Ｂに延びる長板状の支持部２２と、支持部２２と直交する矢印Ｄで示す方向（以下「直交方向Ｄ」と記す）に長い板状の可動部２３で構成されている。可動部２３は、支持部２２上に配置されているともに、レールとスライダーで構成された周知のスライド機構１９Ｂを介して支持部２２上を開閉方向Ｂに移動可能に支持されている。可動部２３の上面には第１のベース部材１２が配置されている。可動部２３は、レールとスライダーで構成された周知のスライド機構１９Ｃを介して第１のベース部材１２を直交方向Ｄに移動可能に支持している。
【００２９】
位置決め手段２５は、支持部２２の両端２２ａ，２２ｂにそれぞれ配置されている。位置決め手段２５は、内部にピントンを有するエアシリングー２５ａと、ピストンによって往復動する可動ロッド２５ｂでそれぞれ構成されている。各エアシリングー２５ａは、支持部２２の上面にブラケット２６，２６を介してそれぞれ固定されている。可動ロッド２５ｂの先端は、それぞれタイヤ幅方向となる開閉方向Ｂに位置する可動部２３の側面２３ａ、２３ｂに当接している。このため、可動ロッド２５ｂは可動部２３を両側から挟み込んでいて、可動部２３の開閉方向Ｂへの移動に規制を与えるように配置されている。
【００３０】
位置決め手段３０は、直交方向Ｄに位置する可動部２３の両端２３ｃ,２３ｄにそれぞれ配置されている。位置決め手段３０は、内部にピントンを有するエアシリングー３０ａと、ピストンによって往復動する可動ロッド３０ｂでそれぞれ構成されている。各エアシリングー３０ａは可動部２３にブラケット２７,２７を介してそれぞれ固定されている。可動ロッド３０ｂの先端は、それぞれ直交方向Ｄに位置する第１のベース部材１２の側面１２ａ，１２ｂに当接している。このため、可動ロッド３０ｂは第１のベース部材１２を両側から挟み込んでいて、第１のベース部材１２の直交方向Ｄへの移動に規制を与えるように配置されている。
【００３１】
図２，図６に示すように、第２のベース部材１３の下部には、積層されたタイヤ５の位置を検知するタイヤ検知手段２８が設けられている。タイヤ検知手段２８は最上位のタイヤ５の側面５ｂに当接する検知ローラ２８ａがタイヤ積層方向Ｃに移動自在に支持されていて、ロボットアーム１１が下降してこの検知ローラ２８ａがタイヤ５によって押し上げられると、その上昇位置を検知スイッチ２８ｂで検知（オン）することで、把持するタイヤ５の回転軸線方向での位置を検知している。
【００３２】
図８に示すように、第１の駆動手段１５には、エアシリンダー１５ａ内に空気を供給する配管５１，５２が接続されている。第１の駆動手段１５は、配管５１に空気が供給されるとタイヤ５を把持する方向に第１のベース部材１２を移動し、配管５２に空気が供給されるとタイヤ５を把持しない方向に第１のベース部材１２を移動するように作動する。また、第１の駆動手段１５には、第１のベース部材１２をクランプ位置でロック状態するための空気をエアシリンダー１５ａ内に空気を供給する配管５３が接続されている。
【００３３】
第２の駆動手段１６には、各エアシリンダー１６ａ内に空気を供給する配管５４，５５が接続されている。第２の駆動手段１６は、配管５４に空気が供給されると各アーム部材１４をタイヤ５に向かって下降し、配管５５に空気が供給されると各アーム部材１４を上昇するように作動する。
【００３４】
位置決め手段２５，３０には、各エアシリンダー２５ａ、３０ａ内にそれぞれ空気を供給する配管５６，５７が接続されている。位置決め手段２５，３０は、配管５６に空気が供給されると各可動ロッド２５ｂ，３０ｂを各シリンダー２５ａ，３０ａから突出させて可動部２３と第１のベース部材１２の移動を規制し、配管５７に空気が供給されると可動ロッド２５ｂ，３０ｂを各シリンダー２５ａ，３０ａ内に引き戻して可動部２３と第１のベース部材１２が開閉方向Ｂと直交方向Ｃに相対的に移動自在となるように作動する。
【００３５】
配管５１〜５７は、高圧の空気供給源５８とそれぞれ接続している。配管５１，５２と空気供給源５８の間には、経路切換手段となる電磁ソレノイド６１が配置され、配管５３と空気供給源５８の間には駆動手段となる電磁ソレノイド６２が配置されている。配管５４，５５と空気供給源５８の間には、経路切換手段となる電磁ソレノイド６３が配置され、配管５６，５７と空気供給源５８の間には経路切換手段となる電磁ソレノイド６４が配置されている。電磁ソレノイド６１，６３，６４は、図示しない制御手段によってその作動が制御されることで、配管の一方を開放し、他方を閉鎖することで経路を切り替える。電磁ソレノイド６２は、図示しない制御手段によって作動されると、配管５３を開いて空気をエアシリンダー１５ａ内に供給する。
【００３６】
本形態に係るタイヤ把持装置１０は、第１の位置（図２参照）に配置されたタイヤ５の位置に追従してタイヤ５の回転中心軸線Ｏ１上に第２のベース部材１３の中心Ｏ４の位置を合うように、第１の駆動手段１５が作動して各アーム部材１４でタイヤ５が把持し、ロボットアーム１１が可動して各アーム部材１４で把持したタイヤ５を持上げた後に、位置決め手段２５，３０が作動して、タイヤ５の回転中心軸線Ｏ１上に第１および第２のベース部材の中心Ｏ２，Ｏ４の位置を合わせるように設定されている。また、第１の位置に配置されたタイヤ５の位置に追従してタイヤ５を把持する際は、第２の駆動手段１６の各エアシリングー１６ａのエアは解放されて、可動ロッド１６ｂが伸縮自在に許容されている。
【００３７】
本発明に係るタイヤ把持装置１０では、複数のアーム部材１４を把持位置へ移動する方向へ第１の駆動手段１５が作動してから所定時間Ｔ経過した後に、ロボットアーム１１が積層されたタイヤ５から離間する方向に可動するように設定されている。所定時間Ｔは、制御手段に設定されていて、タイヤ検知手段２８によってタイヤ５が検知されてからタイヤ把持装置１０で把持する最小径のタイヤ５を把持する時間として設定されている。
【００３８】
次にタイヤ把持装置１０の動作について説明する。
タイヤ把持装置１０は、図２に示すように搬送経路４の終端４ａにタイヤセット３が搬送されてくると、その上部に位置するようにロボットアーム１１を可動するとともにタイヤセット３に向かって下降させる。ロボットアーム１１の下降に伴いタイヤ把持ユニット１００も下降する。すると、図９に示すように下降途中でタイヤ検知手段２８の検知ローラ２８ａがタイヤセット３の最上位のタイヤ５の側面５ｂによって押し上げられて検知スイッチ２８ｂがオンする。検知スイッチ２８ｂがオンすると、ロボットアーム１１の下降が停止し、停止信号をトリガーして図示しないタイマーが作動するとともに、図４に示すよう各アーム部材１４を任意のタイヤ５の外周面５ａと対向する位置へと移動すべく第２の駆動手段１６を作動する。ここでは、電磁ソレノイド６３を作動して配管５４を開き、各エアシリングー１６ａに空気を供給してアーム部位１４を下降する。各アーム部材１４がタイヤ外周面５ａと対向すると、第１の駆動手段１５を作動して各アーム部材１４をクランプ位置へ移動する。つまり、ここでは電磁ソレノイド６１を作動して配管５１を開き、エアシリングー１５ａに空気を供給する。これにより第２のベース部材１３が図４において内側へ移動し、これに設けられている各アーム部位１４をクランプ位置へ移動する。アーム部位１４がクランプ位置を占めると、電磁ソレノイド６３を作動して配管５３を開き、アーム部位１４をクランプ位置でロック状態とする空気圧をエアシリングー１５ａに供給する。これによりタイヤセット３の任意のタイヤ５が複数のアーム部材１４によって四方から把持状態でロックされる。この状態では、把持されたタイヤ５の回転中心軸線Ｏ１と第２のベース部材１３の中心Ｏ４とが一致してアーム部材１４によって保持される。
【００３９】
このとき、位置決め手段２５，３０は、電磁ソレノイド６４によって配管５７が開かれてアンロック状態とされているので、各アーム部材１４は、図３に示すように、開閉方向（タイヤ幅方向）Ｂ及び直交方向Ｃに移動自在となっている。このため、積層されたタイヤセット３のタイヤ５が開閉方向Ｂにずれていても、第１のベース部材１２と第２のベース部材１３が相対的に開閉方向Ｂと直交方向Ｃに移動するので、アーム部材１４の位置に自由度を持たせる事ができる。よってタイヤ５の位置に追従するようにアーム部材１４が移動し、良好にタイヤ外周面５ａを把持することができる。
【００４０】
これら動作と平行してタイマーで時間を計測していて、所定時間Ｔが経過すると、制御手段は各アーム部材１４を上昇すべく第２の駆動手段１６を作動する。つまり、ここでは電磁ソレノイド６３を作動して配管５５を開き、各エアシリングー１６ａに空気を供給してアーム部位１４を上昇する。
【００４１】
アーム部位１４が上昇すると、位置決め手段２５，３０は、電磁ソレノイド６４によって配管５６が開かれることで作動する。これにより各エアシリングー２５ａ、３０ａ内に空気が供給され、各可動ロッド２５ｂ、３０ｂが図７に示すように可動部２３と第１のベース部材１２とをそれぞれ両側から挟み込みロック状態とする。この位置決め手段２５のロック動作により、タイヤ５を把持しているアーム部材１４が設けられた第２のベース部材１３の中心Ｏ４と支持部２２の中心Ｏ５の位置合わせが行われるとともに、支持部２２に対する可動部２３の開閉方向Ｂへの移動がロックされる。また、位置決め手段３０のロック動作により、可動部２３の中心Ｏ５と第１のベース部材１３の中心Ｏ２の位置合わせが行われるとともに、可動部２３に対する第１のベース部材１３の直交方向Ｄへ移動がロックされる。ロボットアーム１１の先端１１ａと第１のベース部材１３とは、互いの中心Ｏ２、Ｏ３を一致させて互いに固定されている。このため、ロボットアーム１１の先端１１ａの中心Ｏ３と第１のベース部材１３の中心Ｏ２とを一致させることで、タイヤ５の回転中心軸線Ｏ１からスライド支持部材２１の中心Ｏ５までの全ての位置合わせがされた状態でロックされる。
【００４２】
このため、タイヤ５の把持に際し、タイヤ５の位置に応じて第２のベース部材１３と一体的にアーム部材１４が開閉方向Ｂに移動してタイヤ５の回転中心軸線Ｏ１と第１のベース部材１２の中心Ｏ２位置がずれた状態で把持された場合でも、図４に示すようにアーム部材１４によって把持されたタイヤ５の回転中心軸線Ｏ１と第１のベース部材１３の中心Ｏ２の平面上での位置を合わせが、アーム部材１４によるタイヤ５の把持後に位置調整手段２０によって行われるため、ロボットアーム１１の可動時の重量バランスが安定し、良好な分離動作を行える。
【００４３】
また、各アーム部材１４をタイヤ把持位置へ移動する方向へ第１の駆動手段１５が作動してから所定時間Ｔ経過した後に、積層されたタイヤ５からアーム部材１４で把持されたタイヤ５を離間する上昇方向にロボットアーム１１が可動するので、異なる径のタイヤ５が積層されていた場合でも、所定時間Ｔ経過するまではロボットアーム１１は可動しないので、異径タイヤが積層されていても確実にアーム部材１４で把持することができ、良好な分離動作を行える。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係るタイヤ分離装置が配備された車両組み付けラインの一例を示す平面図である。
【図２】本発明に係るタイヤ分離装置の要部構成を示す正面図である。
【図３】本発明に係るタイヤ分離装置の要部構成を示す平面図である。
【図４】第２のベース部材と第１の駆動手段の構成を示す平面図である。
【図５】本発明に係るタイヤ分離装置の要部構成を示す側面図である。
【図６】第１及び第２のベース部材と調整手段の関係を示す拡大図である。
【図７】調整手段の構成を示す平面図である。
【図８】調整手段の構成を示す正面図である。
【図９】第１、第２の駆動手段と第１、第２の保持手段の配管構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
５ タイヤ
１１ ロボットアーム
１１ａ 先端
１２ 第１のベース部材
１３ 第２のベース部材
１４ 複数のアーム部材
１５ 第１の駆動手段
１６ 第２の駆動手段
２０ 位置調整手段
２１ スライド支持部材
２５，３０ 第１の位置決め手段
Ｂ 把持または離間する方向（開閉方向）
Ｃ 回転中心軸方向
Ｏ１ タイヤの回転中心軸線
Ｏ２ 第１のベース部材の中心
Ｏ３ 先端の中心
Ｏ４ 第２のベース部材の中心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両組み立てラインに設置された搬送ロボットのロボットアーム先端に取り付けられるタイヤ把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両組み付けラインでは、各工程において必要な部品を組付けロボットや人員によって車体に組み付けることで車両を生産している。組み付け部品の１品目となるタイヤは、特殊な車両を除いては、通常、ホイールに装着された状態で車両の前後それぞれ１本ずつ、計４本装着されるとともに、スペアタイヤが１本、トランクなどに装備される。タイヤやホイールは、車両が異なるとサイズが異なる場合があるので、車両に対応するタイヤ毎に積層してタイヤセットとされている。このようなタイヤセットは、搬送手段で第１の位置となる分離位置まで搬送され、供給位置近傍に配置されたタイヤ把持装置によって把持されて１本ずつに分離されて、第２の位置となる供給位置へと搬送される。
【０００３】
タイヤ把持装置は、積層されたタイヤの最下位のものから分離するものがある。このタイプのタイヤタイヤ把持装置は、タイヤ積層方向に移動可能なアームの先端に固定されたベース部材に、把持・離間する方向に開閉自在なアーム部材を備えていて、最下位のタイヤよりも上方のタイヤをアーム部材で把持して一括して持ち上げ、最下位のタイヤを払い出している。
【０００４】
一方、特許文献１には、積層された最上位のタイヤのホイールにアーム部材を挿入して外径方向に移動させることでタイヤを内側から把持してタイヤを分離するタイヤ把持装置が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２２９７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のようなタイヤ把持装置では、最下位のタイヤ以外のタイヤを一括して持ち上げるので、アーム部材やベース部材への負荷が大きく故障の要因となってしまう。またタイヤがアーム部材で把持する位置からずれていると、持ち上げているときの重量バランスが不均一となって、アーム部材やベース部材に対する負荷が大きく、これも故障の要因となってしまう。
【０００７】
特許文献１においては、アーム部材をホイールの内部に挿入するので、タイヤに径方向へのずれが生じていると、ホイール内にアーム部材を挿入する際にホイールとアーム部材が干渉してホイールの傷つきが生じることや、タイヤのずれが大きい場合にはタイヤの把持不良の要因となってしまう。
【０００８】
本発明は、タイヤがアーム部材による把持位置からずれている場合でも良好にタイヤを把持できて、ロボットアーム作動時の重量バランスが安定して耐久性のよいタイヤ把持装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明では、車両に装着されるタイヤを第１の位置から第２の位置へ搬送する搬送ロボットのロボットアーム先端に取り付けられるタイヤ把持装置であって、ロボットアーム先端の中心と自身の中心とを所定の位置に位置合わせして固定された第１のベース部材と、第１のベース部材に支持されて、タイヤの回転中心軸に略垂直な方向に移動可能な第２のベース部材と、第２のベース部材から延出し、タイヤの回転中心軸方向に移動可能な複数のアーム部材と、複数のアーム部材がタイヤ外周面に圧接してタイヤを把持する位置と、複数のアーム部材がタイヤ外周面から離間する位置とを占めるように、第２のベース部材を移動させる第１の駆動手段と、第２のベース部材に設けられ、タイヤの外周面と対向する位置へ複数のアーム部材をタイヤの回転中心軸方向に移動させる第２の駆動手段と、アーム部材によって把持されたタイヤの回転中心軸線上に第１のベース部材の中心の位置を合わせる位置調整手段を有し、第１の位置に配置されたタイヤの位置に追従してアーム部材がタイヤを把持した後に、位置調整手段がタイヤの回転中心軸線上に第１のベース部材の中心の位置を合わせることを特徴としている。 請求項２の発明では、請求項１に記載のタイヤ把持装置において、位置調整手段は、第１のベース部材と第２のベース部材の間に介装され、第１のベース部材と第２のベース部材とを平面上において互いに直交する方向に移動可能に支持するスライド支持部材と、スライド支持部材をスライド移動させて、第１のベース部材の中心と第２のベース部材の中心とを所定の位置に位置決めする位置決め手段とを備え、第１の位置に配置されたタイヤの位置に追従してタイヤの回転中心軸線上に第２のベース部材の中心の位置を合うように複数のアーム部材がタイヤを把持し、ロボットアームが可動してタイヤを持上げた後に、位置決め手段がタイヤの回転中心軸線上に第１および第２のベース部材の中心の位置を合わせることを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のタイヤ把持装置において、位置調整手段は、タイヤの回転中心軸線上に、ロボットアームの先端の中心と第１および第２のベース部材の中心の位置とを合わせることを特徴としている。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のタイヤ把持装置において、位置調整手段は、エアシリンダーで作動し、第１の位置に配置されたタイヤの位置に追従してアーム部材がタイヤを把持する際は、エアシリンダーのエアは解放されてエアシリンダーは伸縮自在に許容されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ロボットアーム先端の中心と自身の中心とを所定の位置に位置合わせして固定された第１のベース部材に支持されて、タイヤの回転中心軸に略垂直な方向に移動可能な第２のベース部材に、タイヤ回転中心軸方向に移動可能に設けた複数のアーム部材は、第２の駆動手段によりタイヤの外周面と対向する位置へ移動し、第１の駆動手段により第２のベース部材が把持する方向に移動することで、タイヤをその外周面側から把持する。このとき、タイヤが径方向にずれていても、第１の位置に配置されたタイヤの位置に追従してアーム部材がタイヤを把持した後に、位置調整手段がタイヤの回転中心軸線上に第１のベース部材の中心の位置を合わせるので、タイヤが径方向にずれていても、第１の位置に配置されたタイヤの位置にアーム部材が追従するので、確実にタイヤを把持することができる。また、タイヤの把持後に、位置調整手段がタイヤの回転中心軸線上に第１のベース部材の中心の位置を合わせるので、ロボットアーム作動時の重量バランスが安定して耐久性が向上する。
【００１３】
本発明によれば、第１のベース部材と第２のベース部材の間に介装され、第１のベース部材と第２のベース部材とを平面上において互いに直交する方向に移動可能に支持するスライド支持部材をスライド移動させて、第１のベース部材の中心と第２のベース部材の中心とを所定の位置に位置決めする位置決め手段が、第１の位置に配置されたタイヤの位置に追従してタイヤの回転中心軸線上に第２のベース部材の中心の位置を合うように複数のアーム部材がタイヤを把持して持上げた後に作動して、タイヤの回転中心軸線上に第１および第２のベース部材の中心の位置を合わせるので、ロボットアーム可動時の重量バランスが安定し、良好な分離動作を行える。
【００１４】
本発明によれば、位置調整手段は、タイヤの回転中心軸線上に、ロボットアームの先端の中心と第１および第２のベース部材の中心の位置とを合わせるので、よりロボットアーム可動時の重量バランスが安定し、良好な分離動作を行える。
【００１５】
本発明によれば、位置調整手段はエアシリンダーで作動し、第１の位置に配置されたタイヤの位置に追従してアーム部材がタイヤを把持する際に、エアシリンダーのエアが解放されてエアシリンダーが伸縮自在に許容されているので、簡素な構造で位置調整手段を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は車両組み付けラインにおけるタイヤ分離エリア１を示す。このタイヤ分離エリア１は、タイヤストレージ２に複数のタイヤセット３が積層状態で保管されている。保管されているタイヤセット３は、搬送経路４を介して１セットずつエリアＡに向かって搬送される。本形態において、タイヤセット３は、図示しない車両の前輪用と後輪用及びスペア用のタイヤ５が積載されたものである。
【００１７】
搬送経路４の終端４ａは、エリアＡに配置されている。終端４ａの近傍には、搬送経路４で搬送されてくるタイヤセット３を１本ずつのタイヤ５に分離するタイヤ把持装置１０が配置されている。タイヤ把持装置１０の近傍には、タイヤ把持装置１０によって分離された各タイヤ５をタイヤ組付エリアへ供給する複数の搬送経路６，７，８の始端６ａ,７ａ,８ａが配置されている。
【００１８】
タイヤ把持装置１０は、搬送経路４の終端４ａと搬送経路６，７，８の始端６ａ,７ａ,８ａを含むエリアＡ内で、旋回とタイヤ積層方向（図２矢印Ｃ方向）に可動するロボットアーム１１を備えている。本形態では、タイヤセット３が位置する終端４ａを第１の位置となる分離位置とし、積層されたタイヤセット３から分離されたタイヤ５を搬送する始端６ａ,７ａ,８ａを第２の位置となる供給位置としている。つまり、ロボットアーム１１は、積層されたタイヤ５が位置する第１の位置と積層されたタイヤ５から分離されたタイヤ５を搬送する第２の位置及びタイヤ積層方向（図２矢印Ｃ方向）に可動するように構成されている。
【００１９】
図２，図３に示すように、タイヤ把持装置１０は、ロボットアーム１１の先端１１ａにタイヤ把持ユニット１００が装着されている。タイヤ把持ユニット１００は、ロボットアーム１１の先端１１ａに固定された第１のベース部材１２と、第１のベース部材１２に支持されて、矢印Ｂで示す把持または離間する方向（以下「開閉方向Ｂ」と記す）に開閉自在な第２のベース部材１３と、第２のベース部材１３から延出し、タイヤの回転中心軸方向Ｃに移動可能に設けられた４つのアーム部材１４，１４，１４，１４と、各アーム部材１４がタイヤ外周面５ａに圧接してタイヤ５を外周側の四方から把持するクランプ位置と各アーム部材１４がタイヤ外周面５ａから離間するアンクランプ位置を占めるように、第２のベース部材１３を開閉方向Ｂに移動させる第１の駆動手段１５と、積層されたタイヤ５のうち任意のタイヤ５の外周面５ａと対向する位置へ各アーム部材１４を回転中心軸方向Ｃに移動させる第２の駆動手段１６，１６，１６，１６と、各アーム部材１４によって把持されたタイヤ５の回転中心Ｏ１上に、ロボットアームの先端１１ａと一体的な第１のベース部材１２の中心Ｏ２の位置を合わせる位置調整手段２０を有している。そして、このタイヤ把持装置１０では、各アーム部材１４によるタイヤ５の把持後に、位置調整手段２０でタイヤ５の回転中心Ｏ１と第１のベース部材１２の中心Ｏ２の平面上での位置を合わせるように構成されている。
【００２０】
このような構成とすると、図４に示すように、ロボットアーム１１の先端１１ａに固定された第１のベース部材１２に支持されて開閉方向Ｂに開閉自在な第２のベース部材１３に設けた複数のアーム部材１４が、第２の駆動手段１６によりそれぞれ任意のタイヤの外周面５ａと対向する位置へ移動される。そして第１の駆動手段１５により第２のベース部材１３がクランプ位置へ移動するとタイヤ５が複数のアーム部材１４によってその外周側から把持される。このとき、積層されたタイヤ５が開閉方向Ｂにずれていても、第１のベース部材１２と第２のベース部材１３が相対的に移動してタイヤ５の位置に追従するので、アーム部材１４の位置に自由度を持たせる事ができる。このため、タイヤ５の位置に合わせてアーム部材１４が径方向に移動するので、良好にタイヤ外周面５ａを把持することができる。また、タイヤ５の把持に際し、タイヤ５の位置に応じて第２のベース部材１３と一緒にアーム部材１４が開閉方向Ｂに移動して、タイヤの回転中心Ｏ１と第１のベース部材１２の中心Ｏ２がずれた状態で把持された場合でも、アーム部材１４によって把持されたタイヤ５の回転中心Ｏ１と第１のベース部材の中心Ｏ２の位置合わせが、アーム部材１４によるタイヤ５の把持後に位置調整手段２０によって行われるため、ロボットアーム１１の可動時の重量バランスが安定し、良好な分離動作を行える。
【００２１】
次にタイヤ把持ユニット１００の構成について説明する。
【００２２】
タイヤ把持ユニット１００を構成する第１のベース部材１２は、図２，図６に示すように板状部材であって、ロボットアーム１１の先端１１ａの中心Ｏ３と、自身の中心Ｏ２とが一致するように先端１１ａに固定されて一体化されている。
【００２３】
第２のベース部材１３は、図５に示すように、開閉方向Ｂにおいて二分割された右ベース部材１３Ａと左ベース部材１３Ｂで構成されていて、ラックアンドピニオン機構１８によって開閉方向Ｂにスライド自在とされている。このようなスライド自在な第２のベース部材１３は、図６に示すように、第１のベース部材１２と第２のベース部材１３の間に介装されたスライド支持部材２１を構成する支持部２２にレールとスライダーで構成された周知のスライド機構１９Ａを介して開閉方向Ｂに移動可能に支持されている。
【００２４】
第２のベース部材１３の四隅には、図３，図５に示すように、ロッド状のアーム部材１４がそれぞれ紙面垂直方向（回転軸線方向Ｃ）に摺動自在に支持されている。アーム部材１４の先端１４ａは、図２，図６に示すように、第２のベース部材１３よりもタイヤ側となる下方に位置している。各アーム部材の先端１４ａには、タイヤ外周面５ａに当接する把持部材１７がアーム部材１４の軸線を中心に回転自在に装着されている。各把持部材１７は、弾性部材となるゴムで構成されている。なお、各把持部材１７は鉄でもよく、また、鉄の回りに弾性部材となるゴムを配設してもよい。
【００２５】
第２のベース部材１３の四隅には、図３，図４に示すように第２の駆動手段１６がそれぞれ配置されている。第２の駆動手段１６は、内部にピントンを有するエアシリングー１６ａと、ピストンによって往復動する可動ロッド１６ｂでそれぞれ構成されていて、アーム部材１４と可動ロッド１６ｂの移動方向が同一方向となるように配置されている。エアシリングー１６ａは第２のベース部材１３に固定され、各可動ロッド１６ｂの先端は各アーム部材１４の先端１４ａ寄りに固定されている。
【００２６】
第２のベース部材１３を開閉方向Ｂに移動する第１の駆動手段１５は、図３，図５に示すよう、内部にピントンを有するエアシリングー１５ａと、ピストンによって往復動する可動ロッド１５ｂでそれぞれ構成されている。エアシリングー１５ａは、ブラケットを介して支持部２２に固定されている（図６参照）。可動ロッド１５ｂは一方のベース部材となる右ベース部材１３Ｂに固定されている。第１の駆動手段１５は、第２のベース部材１３の移動方向と可動ロッド１５ｂの移動方向が同一方向となるように配置されている。
【００２７】
位置調整手段２０は、図３，図６に示すように、第１のベース部材１２と第２のベース部材１３の間に介装され、第１のベース部材１２と第２のベース部材１３とを平面上において互いに直交する方向に移動可能に支持するスライド支持部材２１と、スライド支持部材２１をスライド移動させて、第１のベース部材１２の中心Ｏ２と第２のベース部材１３の中心Ｏ４とを所定位置に位置決めする位置決め手段とを有する。位置決め手段は、スライド支持部材２１を第２のベース部材１３の中心０４で保持する位置決め手段２５と、図６に示すように第１のベース部材１１をスライド支持部材２１の中心０５で保持する位置決め手段３０とを有している。この位置調整手段２０は、タイヤ５の回転中心軸線Ｏ１上に、ロボットアームの先端１１ａの中心Ｏ３と第１および第２のベース部材の中心Ｏ２，Ｏ４の位置とを合わせるものである。
【００２８】
スライド支持部材２１は、図７に示すように、開閉方向Ｂに延びる長板状の支持部２２と、支持部２２と直交する矢印Ｄで示す方向（以下「直交方向Ｄ」と記す）に長い板状の可動部２３で構成されている。可動部２３は、支持部２２上に配置されているともに、レールとスライダーで構成された周知のスライド機構１９Ｂを介して支持部２２上を開閉方向Ｂに移動可能に支持されている。可動部２３の上面には第１のベース部材１２が配置されている。可動部２３は、レールとスライダーで構成された周知のスライド機構１９Ｃを介して第１のベース部材１２を直交方向Ｄに移動可能に支持している。
【００２９】
位置決め手段２５は、支持部２２の両端２２ａ，２２ｂにそれぞれ配置されている。位置決め手段２５は、内部にピントンを有するエアシリングー２５ａと、ピストンによって往復動する可動ロッド２５ｂでそれぞれ構成されている。各エアシリングー２５ａは、支持部２２の上面にブラケット２６，２６を介してそれぞれ固定されている。可動ロッド２５ｂの先端は、それぞれタイヤ幅方向となる開閉方向Ｂに位置する可動部２３の側面２３ａ、２３ｂに当接している。このため、可動ロッド２５ｂは可動部２３を両側から挟み込んでいて、可動部２３の開閉方向Ｂへの移動に規制を与えるように配置されている。
【００３０】
位置決め手段３０は、直交方向Ｄに位置する可動部２３の両端２３ｃ,２３ｄにそれぞれ配置されている。位置決め手段３０は、内部にピントンを有するエアシリングー３０ａと、ピストンによって往復動する可動ロッド３０ｂでそれぞれ構成されている。各エアシリングー３０ａは可動部２３にブラケット２７,２７を介してそれぞれ固定されている。可動ロッド３０ｂの先端は、それぞれ直交方向Ｄに位置する第１のベース部材１２の側面１２ａ，１２ｂに当接している。このため、可動ロッド３０ｂは第１のベース部材１２を両側から挟み込んでいて、第１のベース部材１２の直交方向Ｄへの移動に規制を与えるように配置されている。
【００３１】
図２，図６に示すように、第２のベース部材１３の下部には、積層されたタイヤ５の位置を検知するタイヤ検知手段２８が設けられている。タイヤ検知手段２８は最上位のタイヤ５の側面５ｂに当接する検知ローラ２８ａがタイヤ積層方向Ｃに移動自在に支持されていて、ロボットアーム１１が下降してこの検知ローラ２８ａがタイヤ５によって押し上げられると、その上昇位置を検知スイッチ２８ｂで検知（オン）することで、把持するタイヤ５の回転軸線方向での位置を検知している。
【００３２】
図８に示すように、第１の駆動手段１５には、エアシリンダー１５ａ内に空気を供給する配管５１，５２が接続されている。第１の駆動手段１５は、配管５１に空気が供給されるとタイヤ５を把持する方向に第１のベース部材１２を移動し、配管５２に空気が供給されるとタイヤ５を把持しない方向に第１のベース部材１２を移動するように作動する。また、第１の駆動手段１５には、第１のベース部材１２をクランプ位置でロック状態するための空気をエアシリンダー１５ａ内に空気を供給する配管５３が接続されている。
【００３３】
第２の駆動手段１６には、各エアシリンダー１６ａ内に空気を供給する配管５４，５５が接続されている。第２の駆動手段１６は、配管５４に空気が供給されると各アーム部材１４をタイヤ５に向かって下降し、配管５５に空気が供給されると各アーム部材１４を上昇するように作動する。
【００３４】
位置決め手段２５，３０には、各エアシリンダー２５ａ、３０ａ内にそれぞれ空気を供給する配管５６，５７が接続されている。位置決め手段２５，３０は、配管５６に空気が供給されると各可動ロッド２５ｂ，３０ｂを各シリンダー２５ａ，３０ａから突出させて可動部２３と第１のベース部材１２の移動を規制し、配管５７に空気が供給されると可動ロッド２５ｂ，３０ｂを各シリンダー２５ａ，３０ａ内に引き戻して可動部２３と第１のベース部材１２が開閉方向Ｂと直交方向Ｃに相対的に移動自在となるように作動する。
【００３５】
配管５１〜５７は、高圧の空気供給源５８とそれぞれ接続している。配管５１，５２と空気供給源５８の間には、経路切換手段となる電磁ソレノイド６１が配置され、配管５３と空気供給源５８の間には駆動手段となる電磁ソレノイド６２が配置されている。配管５４，５５と空気供給源５８の間には、経路切換手段となる電磁ソレノイド６３が配置され、配管５６，５７と空気供給源５８の間には経路切換手段となる電磁ソレノイド６４が配置されている。電磁ソレノイド６１，６３，６４は、図示しない制御手段によってその作動が制御されることで、配管の一方を開放し、他方を閉鎖することで経路を切り替える。電磁ソレノイド６２は、図示しない制御手段によって作動されると、配管５３を開いて空気をエアシリンダー１５ａ内に供給する。
【００３６】
本形態に係るタイヤ把持装置１０は、第１の位置（図２参照）に配置されたタイヤ５の位置に追従してタイヤ５の回転中心軸線Ｏ１上に第２のベース部材１３の中心Ｏ４の位置を合うように、第１の駆動手段１５が作動して各アーム部材１４でタイヤ５が把持し、ロボットアーム１１が可動して各アーム部材１４で把持したタイヤ５を持上げた後に、位置決め手段２５，３０が作動して、タイヤ５の回転中心軸線Ｏ１上に第１および第２のベース部材の中心Ｏ２，Ｏ４の位置を合わせるように設定されている。また、第１の位置に配置されたタイヤ５の位置に追従してタイヤ５を把持する際は、第２の駆動手段１６の各エアシリングー１６ａのエアは解放されて、可動ロッド１６ｂが伸縮自在に許容されている。
【００３７】
本発明に係るタイヤ把持装置１０では、複数のアーム部材１４を把持位置へ移動する方向へ第１の駆動手段１５が作動してから所定時間Ｔ経過した後に、ロボットアーム１１が積層されたタイヤ５から離間する方向に可動するように設定されている。所定時間Ｔは、制御手段に設定されていて、タイヤ検知手段２８によってタイヤ５が検知されてからタイヤ把持装置１０で把持する最小径のタイヤ５を把持する時間として設定されている。
【００３８】
次にタイヤ把持装置１０の動作について説明する。
タイヤ把持装置１０は、図２に示すように搬送経路４の終端４ａにタイヤセット３が搬送されてくると、その上部に位置するようにロボットアーム１１を可動するとともにタイヤセット３に向かって下降させる。ロボットアーム１１の下降に伴いタイヤ把持ユニット１００も下降する。すると、図９に示すように下降途中でタイヤ検知手段２８の検知ローラ２８ａがタイヤセット３の最上位のタイヤ５の側面５ｂによって押し上げられて検知スイッチ２８ｂがオンする。検知スイッチ２８ｂがオンすると、ロボットアーム１１の下降が停止し、停止信号をトリガーして図示しないタイマーが作動するとともに、図４に示すよう各アーム部材１４を任意のタイヤ５の外周面５ａと対向する位置へと移動すべく第２の駆動手段１６を作動する。ここでは、電磁ソレノイド６３を作動して配管５４を開き、各エアシリングー１６ａに空気を供給してアーム部位１４を下降する。各アーム部材１４がタイヤ外周面５ａと対向すると、第１の駆動手段１５を作動して各アーム部材１４をクランプ位置へ移動する。つまり、ここでは電磁ソレノイド６１を作動して配管５１を開き、エアシリングー１５ａに空気を供給する。これにより第２のベース部材１３が図４において内側へ移動し、これに設けられている各アーム部位１４をクランプ位置へ移動する。アーム部位１４がクランプ位置を占めると、電磁ソレノイド６３を作動して配管５３を開き、アーム部位１４をクランプ位置でロック状態とする空気圧をエアシリングー１５ａに供給する。これによりタイヤセット３の任意のタイヤ５が複数のアーム部材１４によって四方から把持状態でロックされる。この状態では、把持されたタイヤ５の回転中心軸線Ｏ１と第２のベース部材１３の中心Ｏ４とが一致してアーム部材１４によって保持される。
【００３９】
このとき、位置決め手段２５，３０は、電磁ソレノイド６４によって配管５７が開かれてアンロック状態とされているので、各アーム部材１４は、図３に示すように、開閉方向（タイヤ幅方向）Ｂ及び直交方向Ｃに移動自在となっている。このため、積層されたタイヤセット３のタイヤ５が開閉方向Ｂにずれていても、第１のベース部材１２と第２のベース部材１３が相対的に開閉方向Ｂと直交方向Ｃに移動するので、アーム部材１４の位置に自由度を持たせる事ができる。よってタイヤ５の位置に追従するようにアーム部材１４が移動し、良好にタイヤ外周面５ａを把持することができる。
【００４０】
これら動作と平行してタイマーで時間を計測していて、所定時間Ｔが経過すると、制御手段は各アーム部材１４を上昇すべく第２の駆動手段１６を作動する。つまり、ここでは電磁ソレノイド６３を作動して配管５５を開き、各エアシリングー１６ａに空気を供給してアーム部位１４を上昇する。
【００４１】
アーム部位１４が上昇すると、位置決め手段２５，３０は、電磁ソレノイド６４によって配管５６が開かれることで作動する。これにより各エアシリングー２５ａ、３０ａ内に空気が供給され、各可動ロッド２５ｂ、３０ｂが図７に示すように可動部２３と第１のベース部材１２とをそれぞれ両側から挟み込みロック状態とする。この位置決め手段２５のロック動作により、タイヤ５を把持しているアーム部材１４が設けられた第２のベース部材１３の中心Ｏ４と支持部２２の中心Ｏ５の位置合わせが行われるとともに、支持部２２に対する可動部２３の開閉方向Ｂへの移動がロックされる。また、位置決め手段３０のロック動作により、可動部２３の中心Ｏ５と第１のベース部材１３の中心Ｏ２の位置合わせが行われるとともに、可動部２３に対する第１のベース部材１３の直交方向Ｄへ移動がロックされる。ロボットアーム１１の先端１１ａと第１のベース部材１３とは、互いの中心Ｏ２、Ｏ３を一致させて互いに固定されている。このため、ロボットアーム１１の先端１１ａの中心Ｏ３と第１のベース部材１３の中心Ｏ２とを一致させることで、タイヤ５の回転中心軸線Ｏ１からスライド支持部材２１の中心Ｏ５までの全ての位置合わせがされた状態でロックされる。
【００４２】
このため、タイヤ５の把持に際し、タイヤ５の位置に応じて第２のベース部材１３と一体的にアーム部材１４が開閉方向Ｂに移動してタイヤ５の回転中心軸線Ｏ１と第１のベース部材１２の中心Ｏ２位置がずれた状態で把持された場合でも、図４に示すようにアーム部材１４によって把持されたタイヤ５の回転中心軸線Ｏ１と第１のベース部材１３の中心Ｏ２の平面上での位置を合わせが、アーム部材１４によるタイヤ５の把持後に位置調整手段２０によって行われるため、ロボットアーム１１の可動時の重量バランスが安定し、良好な分離動作を行える。
【００４３】
また、各アーム部材１４をタイヤ把持位置へ移動する方向へ第１の駆動手段１５が作動してから所定時間Ｔ経過した後に、積層されたタイヤ５からアーム部材１４で把持されたタイヤ５を離間する上昇方向にロボットアーム１１が可動するので、異なる径のタイヤ５が積層されていた場合でも、所定時間Ｔ経過するまではロボットアーム１１は可動しないので、異径タイヤが積層されていても確実にアーム部材１４で把持することができ、良好な分離動作を行える。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係るタイヤ分離装置が配備された車両組み付けラインの一例を示す平面図である。
【図２】本発明に係るタイヤ分離装置の要部構成を示す正面図である。
【図３】本発明に係るタイヤ分離装置の要部構成を示す平面図である。
【図４】第２のベース部材と第１の駆動手段の構成を示す平面図である。
【図５】本発明に係るタイヤ分離装置の要部構成を示す側面図である。
【図６】第１及び第２のベース部材と調整手段の関係を示す拡大図である。
【図７】調整手段の構成を示す平面図である。
【図８】調整手段の構成を示す正面図である。
【図９】第１、第２の駆動手段と第１、第２の保持手段の配管構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
５ タイヤ
１１ ロボットアーム
１１ａ 先端
１２ 第１のベース部材
１３ 第２のベース部材
１４ 複数のアーム部材
１５ 第１の駆動手段
１６ 第２の駆動手段
２０ 位置調整手段
２１ スライド支持部材
２５，３０ 第１の位置決め手段
Ｂ 把持または離間する方向（開閉方向）
Ｃ 回転中心軸方向
Ｏ１ タイヤの回転中心軸線
Ｏ２ 第１のベース部材の中心
Ｏ３ 先端の中心
Ｏ４ 第２のベース部材の中心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に装着されるタイヤを第１の位置から第２の位置へ搬送する搬送ロボットのロボットアーム先端に取り付けられるタイヤ把持装置であって、
前記ロボットアーム先端の中心と自身の中心とを所定の位置に位置合わせして固定された第１のベース部材と、
前記第１のベース部材に支持されて、前記タイヤの回転中心軸に略垂直な方向に移動可能な第２のベース部材と、
前記第２のベース部材から延出し、前記タイヤの回転中心軸方向に移動可能な複数のアーム部材と、
前記複数のアーム部材が前記タイヤ外周面に圧接して前記タイヤを把持する位置と、前記複数のアーム部材が前記タイヤ外周面から離間する位置とを占めるように、前記第２のベース部材を移動させる第１の駆動手段と、
前記第２のベース部材に設けられ、前記タイヤの外周面と対向する位置へ前記複数のアーム部材を前記タイヤの回転中心軸方向に移動させる第２の駆動手段と、
前記アーム部材によって把持されたタイヤの回転中心軸線上に前記第１のベース部材の中心の位置を合わせる位置調整手段を有し、
前記第１の位置に配置された前記タイヤの位置に追従して前記アーム部材が前記タイヤを把持した後に、前記位置調整手段が前記タイヤの回転中心軸線上に前記第１のベース部材の中心の位置を合わせることを特徴とするタイヤ把持装置。
【請求項２】
前記位置調整手段は、
前記第１のベース部材と第２のベース部材の間に介装され、第１のベース部材と第２のベース部材とを平面上において互いに直交する方向に移動可能に支持するスライド支持部材と、
前記スライド支持部材をスライド移動させて、前記第１のベース部材の中心と前記第２のベース部材の中心とを所定の位置に位置決めする位置決め手段とを備え、
前記第１の位置に配置された前記タイヤの位置に追従して前記タイヤの回転中心軸線上に前記第２のベース部材の中心の位置を合うように前記複数のアーム部材が前記タイヤを把持し、前記ロボットアームが可動して前記タイヤを持上げた後に、前記位置決め手段が前記タイヤの回転中心軸線上に前記第１および第２のベース部材の中心の位置を合わせることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ把持装置。
【請求項３】
前記位置調整手段は、
前記タイヤの回転中心軸線上に、前記ロボットアームの先端の中心と前記第１および第２のベース部材の中心の位置とを合わせることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ把持装置。
【請求項４】
前記位置調整手段は、エアシリンダーで作動し、
前記第１の位置に配置された前記タイヤの位置に追従して前記アーム部材が前記タイヤを把持する際は、前記エアシリンダーのエアは解放されて前記エアシリンダーは伸縮自在に許容されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のタイヤ把持装置。
【請求項１】
車両に装着されるタイヤを第１の位置から第２の位置へ搬送する搬送ロボットのロボットアーム先端に取り付けられるタイヤ把持装置であって、
前記ロボットアーム先端の中心と自身の中心とを所定の位置に位置合わせして固定された第１のベース部材と、
前記第１のベース部材に支持されて、前記タイヤの回転中心軸に略垂直な方向に移動可能な第２のベース部材と、
前記第２のベース部材から延出し、前記タイヤの回転中心軸方向に移動可能な複数のアーム部材と、
前記複数のアーム部材が前記タイヤ外周面に圧接して前記タイヤを把持する位置と、前記複数のアーム部材が前記タイヤ外周面から離間する位置とを占めるように、前記第２のベース部材を移動させる第１の駆動手段と、
前記第２のベース部材に設けられ、前記タイヤの外周面と対向する位置へ前記複数のアーム部材を前記タイヤの回転中心軸方向に移動させる第２の駆動手段と、
前記アーム部材によって把持されたタイヤの回転中心軸線上に前記第１のベース部材の中心の位置を合わせる位置調整手段を有し、
前記第１の位置に配置された前記タイヤの位置に追従して前記アーム部材が前記タイヤを把持した後に、前記位置調整手段が前記タイヤの回転中心軸線上に前記第１のベース部材の中心の位置を合わせることを特徴とするタイヤ把持装置。
【請求項２】
前記位置調整手段は、
前記第１のベース部材と第２のベース部材の間に介装され、第１のベース部材と第２のベース部材とを平面上において互いに直交する方向に移動可能に支持するスライド支持部材と、
前記スライド支持部材をスライド移動させて、前記第１のベース部材の中心と前記第２のベース部材の中心とを所定の位置に位置決めする位置決め手段とを備え、
前記第１の位置に配置された前記タイヤの位置に追従して前記タイヤの回転中心軸線上に前記第２のベース部材の中心の位置を合うように前記複数のアーム部材が前記タイヤを把持し、前記ロボットアームが可動して前記タイヤを持上げた後に、前記位置決め手段が前記タイヤの回転中心軸線上に前記第１および第２のベース部材の中心の位置を合わせることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ把持装置。
【請求項３】
前記位置調整手段は、
前記タイヤの回転中心軸線上に、前記ロボットアームの先端の中心と前記第１および第２のベース部材の中心の位置とを合わせることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ把持装置。
【請求項４】
前記位置調整手段は、エアシリンダーで作動し、
前記第１の位置に配置された前記タイヤの位置に追従して前記アーム部材が前記タイヤを把持する際は、前記エアシリンダーのエアは解放されて前記エアシリンダーは伸縮自在に許容されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のタイヤ把持装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−９４７９６（Ｐ２０１０−９４７９６Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７０２５４（Ｐ２００８−２７０２５４）
【出願日】平成２０年１０月２０日（２００８．１０．２０）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２０日（２００８．１０．２０）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
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