自動二輪車の燃料タンク半体の位置決め・把持装置

【課題】自動二輪車の燃料タンク半体を精度良く把持できる位置決め・把持装置を提供することを課題とする。
【解決手段】位置決め・把持装置１０は、給油口５４を下にしたタンク上半体３１の給油口５４に嵌る嵌合部５５を有し、嵌合部５５に給油口５４を嵌めて給油口５４の三次元的位置を決定する第１治具２０と、嵌合部５５の放射溝に進入し広がって給油口５４を押さえるクランプ機構６９を有し、位置決めしたタンク上半体３１を把持する第２治具３０とを備える。
【効果】給油口を嵌合部に嵌めないで給油口を把持すると、クランプ機構が給油口に当たってタンク上半体が動き、クランプ機構の中心に対し給油口の中心がずれてタンク上半体を精度良く把持できない。本発明では嵌合部５５で給油口５４を位置決めしてから、クランプ機構６９で給油口５４を把持するため、タンク上半体３１を精度良く把持できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給油口が設けられ底板であるタンク下半体が取付けられていないタンク上半体を、位置決めし、把持する自動二輪車の燃料タンク半体の位置決め・把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車の燃料タンクは、給油口を備えるタンク上半体と、底板であるタンク下半体とからなる。タンク上半体とタンク下半体とは、両者のフランジ部を重ねた状態にて溶接して一体化される。この溶接がロボットで実施される場合、タンク上半体とタンク下半体を位置決めし且つ把持できるようにする必要がある。
【０００３】
燃料タンク半体の位置決め・把持装置が各種提案されている（例えば、特許文献１（図３、図７）参照。）。
【０００４】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１０は従来の技術の基本原理を説明する図であり、燃料タンク半体の位置決め・把持装置２００は、ロボットアーム２０１の先端に設けられ、ロボットアーム２０１に連結した支持台２０２で支持される燃料タンク２０３の給油口２０４を把持している。燃料タンク２０３は、給油口２０４を備えるタンク上半体２０５と、このタンク上半体２０５に嵌められ底板であるタンク下半体２０６とからなり、タンク上半体２０５とタンク下半体２０６の接続部２０７の溶接準備が整っている状態である。
【０００５】
ところで、溶接前には、タンク上半体２０５は、給油口２０４が上になるようにして置かれる。位置決め・把持装置２００で給油口２０４を把持しやすくするためである。タンク上半体２０５を給油口２０４を上にして置き、位置決め・把持装置２００で給油口２０４を把持する方法を次に説明する。
【０００６】
図１１は従来の燃料タンク半体の位置決め・把持装置の構成及び給油口の把持方法を説明する図であり、（ａ）において、位置決め・把持装置２００は、支持台２０２に連結した連結部材２０８に取付けられているシリンダ２０９と、このシリンダ２０９のピストンロッド２１１の先端に取付けられ連結部材２０８に設けたガイド部２１２に案内されるスライダ２１３と、連結部材２０８に連結され給油口２０４に挿入する挿入部材２１４と、この挿入部材２１４に設けたピン２１５に嵌る長穴２１６が備えられスライダ２１３に回転可能に取付ける一対の爪部材２１７、２１７とからなる。
【０００７】
ロボットアーム（図１０、符号２０１）で挿入部材２１４及び爪部材２１７を矢印（１）のように給油口２０４内に挿入し、連結部材２０８の当て面２１８を給油口２０４の上縁２１９に当てて、シリンダ２０９でスライダ２１３をシリンダ２０９側に引くと、爪部材２１７の当接面２２１が給油口２０４の下縁２２２に当たる。これで給油口２０４を位置決めでき、且つ把持できる。
【０００８】
しかし、位置決め・把持装置２００では、爪部材２１７の当接面２２１を給油口２０４の下縁２２２に当てて、爪部材２１７と当て面２１８で給油口２０４の上縁２１９及び下縁２２２を挟むまでに、タンク上半体２０５が動くことがある。結果、（ｂ）に示すように、装置１００の中心線２２３と給油口２０４の中心線２２４とが距離Ｌ１だけずれてしまい、このような給油口２０４を三次元座標の基準点に用いると、タンク上半体２０５とタンク下半体（図１０、符号２０６）とを溶接したときに溶接位置にずれが生じる。これは作業の省人化や自動化の妨げとなり、好ましくない。
【０００９】
そこで、自動二輪車の燃料タンク半体を精度良く把持できる位置決め・把持装置が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−０７４２６１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、自動二輪車の燃料タンク半体を精度良く把持できる位置決め・把持装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る発明は、給油口が設けられ底板であるタンク下半体が取付けられていないタンク上半体を、位置決めし、把持する自動二輪車の燃料タンク半体の位置決め・把持装置において、ベースに設けられ、前記給油口が下になるようにした前記タンク上半体の前記給油口に嵌合する嵌合部を有し、この嵌合部に前記給油口の径方向に複数の放射溝を設け、前記嵌合部に前記給油口が嵌められることで前記給油口の三次元的位置を決定させる第１治具と、前記ベースに対して移動する移動体に設けられ、前記放射溝に進入し拡がることで前記給油口を押さえるクランプ機構を有し、前記位置決めされた前記タンク上半体を把持する第２治具と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明では、給油口が下になったタンク上半体の給油口に嵌合する嵌合部を有し、この嵌合部に給油口が嵌められることで給油口の三次元的位置を決定させる第１治具と、嵌合部に設けた放射溝に進入し拡がることで給油口を押さえるクランプ機構を有し、位置決めされたタンク上半体を把持する第２治具とを備える。
【００１４】
仮に給油口を嵌合部に嵌めないでクランプ機構で給油口を押さえると、クランプ機構が給油口に当たったときにタンク上半体が動いて、クランプ機構の中心に対して給油口の中心がずれやすくなり、タンク上半体を精度良く把持できない。
その点、本発明では、嵌合部で給油口の位置決めをしてから、クランプ機構で給油口を押さえるため、タンク上半体を精度良く把持できる。したがって、自動二輪車の燃料タンク半体を精度良く把持できる位置決め・把持装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る位置決め・把持装置の正面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】給油口が下になるようにしたタンク上半体の平面図である。
【図４】位置決め・把持装置の断面図である。
【図５】図４の５矢視図である。
【図６】図４の６矢視図である。
【図７】タンク上半体をベースに載せて後端フランジ部のビードを研削するまでの作用を説明する図である。
【図８】位置決め・把持装置をタンク上半体の内側に挿入して後端フランジ部を位置決めするまでの作用を説明する図である。
【図９】タンク上半体を把持して後端フランジ部を把持するまでの作用を説明する図である。
【図１０】従来の技術の基本原理を説明する図である。
【図１１】従来の燃料タンク半体の位置決め・把持装置の構成及び給油口の把持方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、以下の説明では、給油口が下になるようにしたタンク上半体の給油口側を前、タンク上半体の長手方向に対し給油口と反対側のタンク上半体の端部側を後とする。
【００１７】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、自動二輪車の燃料タンク半体の位置決め・把持装置１０は、ベース１１に設けられている第１治具２０（詳細後述）と、ベース１１に対して移動するロボットアーム２１の下端に支持フレーム２２を介して設けられている第２治具３０（詳細後述）とを備えている。また、位置決め・把持装置１０は、給油口が下になるようにベース１１に置かれたタンク上半体３１（詳細後述）を、位置決めし、把持する装置である。なお、支持フレーム２２を支持する装置は、実施例では、移動体にロボットアーム２１を適用したが、三次元座標を基に移動できる移動機械であれば形式を問わずに適用可能である。
【００１８】
ベース１１の後部に、タンク上半体３１の上板後端部３２を支持する後側支持台３３が設けられ、ベース１１の前部に、タンク上半体３１がベース１１に載せられたことを検出する非接触式のタンク上半体センサ３４が設けられている。タンク上半体センサ３４は、ベース１１に設けたセンサ支持部材３５で支持されている。タンク上半体センサ３４は、非接触式センサを用いるのが好適であるが、接触式センサを用いてもよい。
【００１９】
支持フレーム２２の前側筒部材３６の下部に、第２治具３０がタンク上半体３１を把持する前の待機位置に下ろされたことを検出する把持待機位置センサ３７が、センサ連結部材３８を介して設けられている。把持待機位置センサ３７は、点３９を中心にして揺動するレバー４１を備え、このレバー４１の下端に回転可能なローラ４２が取付けられている。ローラ４２がタンク上半体３１の上板内面に当たって、レバー４１が揺動することにより、第２治具３０が待機位置にあることを検出できる。なお、把持待機位置センサ３７は、実施例では、接触式センサを用いたが、非接触式センサを用いてもよい。
【００２０】
支持フレーム２２の後側筒部材４３の下部後端に、タンク上半体３１の後端フランジ部４４を把持する後側クランプ機構４５が設けられている。後側クランプ機構４５は、後側筒部材４３に連結したシリンダ支持部材４６に設けられている後側シリンダ４７と、シリンダ支持部材４６に揺動可能に取付けられているリンク４８と、このリンク４８と後側シリンダ４７のピストンロッド４９とに回転可能に連結されシリンダ支持部材４６の前部下端に設けた後側受け面５１とで後端フランジ部４４を挟む後側爪部材５２とからなる。
【００２１】
加えて、シリンダ支持部材４６の後側受け面５１の左右両側に、タンク上半体３１の後端フランジ部４４の左右側面を挟んでタンク上半体３１が動くのを規制する左右一対の回り止め部材５３（詳細後述）が設けられている。
【００２２】
タンク上半体３１の構造を図２に基づいて説明する。
図２に示すように、タンク上半体３１の給油口５４が、第１治具２０から上方へ突出している嵌合部５５に嵌められている。
【００２３】
タンク上半体３１は、底板であるタンク下半体を取付けるための下半体接続フランジ部５６、５７を有する。フランジ部５６は左側のフランジ部、フランジ部５７は右側のフランジ部である。フランジ部５６とフランジ部５７との間に形成される開放部２３から、第２治具（図１、符号３０）が挿入される。
【００２４】
タンク上半体３１の組立てを図３に基づいて説明する。
図３に示すように、タンク上半体３１は、上半体左部５８と、上半体右部５９とからなる。上半体左部５８と上半体右部５９は、突合わせ溶接で一体になる。符号６１は、突合わせ溶接で生じた長手溶接線である。
【００２５】
位置決め・把持装置の構造を図４に基づいて説明する。
図４に示すように、第１治具２０は、ベース１１に設けられ、給油口（図２、符号５４）が下になるようにしたタンク上半体（図２、符号３１）の給油口に嵌合する嵌合部５５を有する。また、第１治具２０は、嵌合部５５に給油口が嵌められることで給油口の三次元的位置を決定させる治具である。嵌合部５５の平面形状は後述するが、嵌合部５５は、上方に突出した嵌合部材９５を３つ備える。
【００２６】
第１治具２０は、嵌合部材９５よりも外側に配置されタンク上半体の上板（図２、符号６２）を支持すると共に平面である上板支持面６３を備える。加えて、嵌合部材９５は、上板支持面６３に直交するように設けられ、給油口の内周面（図２、符号６４）に当たって給油口を位置決めする下側位置決め面６５を備える。
【００２７】
また、嵌合部材９５に、下側位置決め面６５に連続し第１治具２０外方から内方へ向けて傾斜している傾斜面６６が設けられている。嵌合部材９５に傾斜面６６を設けると、傾斜面がない場合に比べて、給油口を嵌合部５５に嵌める作業が円滑になる。
【００２８】
第１治具２０は、ベース１１に設けたピン部材６７に嵌る穴６８を底部に備えている。ベース１１に第１治具２０を組付ける際、穴６８がピン部材６７に嵌るので、第１治具２０の組付けを容易に実施できる。
【００２９】
第２治具３０は、放射溝（後述）に進入し拡がることで給油口を押さえる前側クランプ機構６９を有し、位置決めされたタンク上半体（図１、符号３１）を把持する治具である。
【００３０】
前側クランプ機構６９は、前側筒部材３６に連結されたシリンダ支持ブロック７１にボルト７２で取付けられている前側シリンダ７３と、この前側シリンダ７３のピストンロッド７４の下端にボルト７５で取付けられている連結部材７６と、シリンダ支持ブロック７１の下端に連結された中間ブロック７８にボルト７９で取付けられている上側位置決めブロック８１（詳細後述）と、このブロック８１に支持ピン８２で回転自在に取付けられ連結部材７６に設けた移動ピン８３に挿入される長穴８４を有する前側爪部材８５とからなる。上側位置決めブロック８１及び前側爪部材８５は、第２治具３０に３つ設けられており、詳細は後述する。
【００３１】
上側位置決めブロック８１の下端に、上方に凹んでいる溝部８６が設けられ、この溝部８６の第２治具３０内側に、第２治具３０を下降させたときに給油口（図２、符号５４）の内周面（図２、符号６４）が当たる上側位置決め面８７が設けられている。加えて、上側位置決めブロック８１の下端に、溝部８６よりも第２治具３０外側に配置した前側受け面８８が設けられている。この前側受け面８８と、前側爪部材８５の先端に備えた前側押さえ面８９とで、タンク上半体の上板（図２、符号６２）を挟む。
【００３２】
前側シリンダ７３を作動させてピストンロッド７４を押出すと、連結部材７６と共に移動ピン８３が下降するので、前側爪部材８５が支持ピン８２を中心として回転する。結果、想像線で示すように、前側爪部材８５が上側位置決めブロック８１の下端に接近する。前側受け面８８と前側押さえ面８９との間の高さＨ１で、タンク上半体の上板（図２、符号６２）を挟む。
【００３３】
嵌合部５５の平面上での配置を図５に基づいて説明する。
図５に示すように、嵌合部５５に、タンク上半体の給油口（図２、符号５４）の径方向に３つの放射溝９６が設けられている。この放射溝９６は、前側クランプ機構（図４、符号６９）の前側爪部材（図４、符号８５）が進入する部位である。
【００３４】
加えて、嵌合部５５は、３つの放射溝９６で分割されているため、円弧上に形成される３つの嵌合部材９５を備える。３つの嵌合部材９５に、各々下側位置決め面６５が設けられ、３つの下側位置決め面６５の半径Ｒ１は同一である。なお、点Ｐ１は第１治具２０の中心点であり、この中心点Ｐ１は位置決め・把持装置（図１、符号１０）の中心線（図１、符号２４）に一致する。タンク上半体の給油口を嵌合部５５に嵌めるとき、給油口の内周面（図２、符号６４）が３つの下側位置決め面６５に当たるので、給油口を確実に位置決めできる。
【００３５】
上側位置決めブロック８１及び前側爪部材８５の平面上での配置を図６に基づいて説明する。
図６に示すように、第２治具３０に、上側位置決めブロック８１及び前側爪部材８５が放射状に配置されている。
【００３６】
３つの上側位置決めブロック８１に、各々上側位置決め面８７が設けられている。３つの上側位置決め面８７の半径Ｒ１は、すべて同一であると共に、３つの下側位置決め面（図５、符号６５）の半径Ｒ１（図５参照）とも同一である。なお、点Ｐ２は第２治具３０の中心点であり、この中心点Ｐ２は位置決め・把持装置（図１、符号１０）の中心線（図１、符号２４）に一致する。第２治具３０を給油口（図２、符号５４）に向けて下降させると、３つの上側位置決め面８７が給油口の内周面（図２、符号６４）に当たるので、給油口を確実に位置決めできる。
【００３７】
なお、前側爪部材８５の数量は、ロボットアームへの教示難易度等を考慮して実施例で示した３つが好適であるが、２つにしても４つにしてもよい。
【００３８】
以上に述べた位置決め・把持装置１０の作用を次に述べる。
図７（ａ）に示すように、第１治具２０及び後側支持台３３を準備する。
（ｂ）に示すように、タンク上半体３１の給油口５４を、第１治具２０の嵌合部５５に嵌め、次にタンク上半体３１の上板後端部３２を後側支持台３３に載せる。
【００３９】
（ｃ）に示すように、後端フランジ部４４を後側クランプ機構（図１、符号４５）で把持する前に、後端フランジ部４４の長手溶接線６１を回転砥石９７で研削する。回転砥石９７を矢印（２）のように長手溶接線６１の上面に当てて研削し、回転砥石９７を矢印（３）のように長手溶接線６１の下面に当てて研削する。
【００４０】
図８（ａ）に示すように、第２治具３０及び後側クランプ機構４５を矢印（４）のように下降させる。
（ｂ）に示すように、把持待機位置センサ３７にレバー４１を介して設けたローラ４２を、タンク上半体３１の上板内面１０１に当てると、レバー４１が点３９を中心にして矢印（５）のように揺動する。結果、把持待機位置センサ３７がオン状態になる。
【００４１】
（ｃ）に示すように、後端フランジ部４４の上面１０２に、シリンダ支持部材４６に連結された後側受け部材１０３を当てる。加えて、後端フランジ部４４の左端１０４に、後側受け部材１０３に連結された左回り止め部材１０５を当て、後端フランジ部４４の右端１０６に、後側受け部材１０３に連結された右回り止め部材５３を当てる。
【００４２】
図９（ａ）に示すように、給油口５４を嵌合部５５に嵌め、給油口５４の内周面６４を上側位置決めブロック８１の上側位置決め面８７に当てる。前側シリンダ（図４、符号７３）のピストンロッド（図４、符号７４）を押出すと、連結部材７６が矢印（６）のように下降し、同時に移動ピン８３も下降する。
【００４３】
結果、前側爪部材８５が支持ピン８２を中心にして矢印（７）のように揺動するため、（ｂ）に示すように、上側位置決めブロック８１と前側爪部材８５で上板６２を把持する。
【００４４】
（ｃ）に示すように、後側シリンダ４７のピストンロッド４９を矢印（８）のように押出すと、ピン１１２を中心にして想像線で示すリンク４８が揺動すると同時に、想像線で示す後側爪部材５２が矢印（９）のように揺動する。結果、後側爪部材５２の爪１１３と後側受け部材１０３とで後端フランジ部４４を挟むことができる。
【００４５】
仮に給油口を嵌合部に嵌めないでクランプ機構で給油口を押さえると、クランプ機構が給油口に当たったときにタンク上半体が動いて、クランプ機構の中心に対して給油口の中心がずれやすくなり、タンク上半体を精度良く把持できない。
その点、本発明では、嵌合部５５で給油口５４の位置決めをしてから、前側クランプ機構６９で給油口５４を押さえるため、タンク上半体３１を精度良く把持できる。したがって、自動二輪車の燃料タンク半体を精度良く把持できる位置決め・把持装置１０を提供することができる。
【００４６】
尚、本発明に係る位置決め・把持装置は、実施の形態では自動二輪車の燃料タンク半体（タンク上半体）に適用したが、その他に一般家庭用灯油タンクや各種缶類にも適用可能であり、一般の製缶機器に適用することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の位置決め・把持装置は、自動二輪車の燃料タンク半体に好適である。
【符号の説明】
【００４８】
１０…位置決め・把持装置、１１…ベース、２０…第１治具、２１…移動体、３０…第２治具、３１…タンク上半体、５４…給油口、５５…嵌合部、６９…クランプ機構、９６…放射溝。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
給油口が設けられ底板であるタンク下半体が取付けられていないタンク上半体を、位置決めし、把持する自動二輪車の燃料タンク半体の位置決め・把持装置において、
ベースに設けられ、前記給油口が下になるようにした前記タンク上半体の前記給油口に嵌合する嵌合部を有し、この嵌合部に前記給油口の径方向に複数の放射溝を設け、前記嵌合部に前記給油口が嵌められることで前記給油口の三次元的位置を決定させる第１治具と、
前記ベースに対して移動する移動体に設けられ、前記放射溝に進入し拡がることで前記給油口を押さえるクランプ機構を有し、前記位置決めされた前記タンク上半体を把持する第２治具と、を備えていることを特徴とする自動二輪車の燃料タンク半体の位置決め・把持装置。

【図１】