自動嵌合方法及びそれを用いた回動量調整方法、回動量調整装置
【課題】車両のホイールアライメント調整などを行うに際し、ソケット等により構成される嵌合部の、カムボルト等により構成される被嵌合部に対する位置ずれを広い範囲で吸収（許容）することができるとともに、シンプルな構成により装置の軽量化・省スペース化・低コスト化を図る。
【解決手段】嵌合部を有するツール１０（嵌合部材）を、自動的に動作するロボット３（移動手段）により、前記嵌合部が弾性変位可能となるように支持し、ツール１０をロボット３によって移動させることにより、前記嵌合部をカムボルト２（被嵌合部材）の被嵌合部に嵌合させる自動嵌合方法であって、ロボット３による動作は、前記嵌合部を、前記被嵌合部に付勢当接させた状態で、前記嵌合部の前記被嵌合部に対する嵌合方向に垂直な面である移動面上にて、前記弾性変位を含め略円状あるいは略楕円状の探り軌跡を描くように移動させる探り動作を含む。
【解決手段】嵌合部を有するツール１０（嵌合部材）を、自動的に動作するロボット３（移動手段）により、前記嵌合部が弾性変位可能となるように支持し、ツール１０をロボット３によって移動させることにより、前記嵌合部をカムボルト２（被嵌合部材）の被嵌合部に嵌合させる自動嵌合方法であって、ロボット３による動作は、前記嵌合部を、前記被嵌合部に付勢当接させた状態で、前記嵌合部の前記被嵌合部に対する嵌合方向に垂直な面である移動面上にて、前記弾性変位を含め略円状あるいは略楕円状の探り軌跡を描くように移動させる探り動作を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のホイールアライメント調整の際に用いて好適な自動嵌合方法及びそれを用いた回動量調整方法、回動量調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車などのサスペンションにおける連結構造に対して行われるホイールアライメント調整（キャンバ、トーイン、キャスタ等の角度調整）に際し、ホイールアライメント調整装置を用いた自動的な調整作業が行われている。ホイールアライメントの調整は、例えば、車両側にブラケット等を介して支持される回動調整部材としてのカムボルトが回動調整されることにより、サスペンションアームの支持部が移動されて行われる。
すなわち、ホイールアライメント調整装置においては、カムボルトに嵌合可能なソケットが備えられ、このソケットが、ロボット等の移動装置により移動されるとともにカムボルトに嵌合され、ナットランナやモータ等の駆動装置により回動されることにより、カムボルトが自動的に回動調整される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に示されているホイールアライメント調整装置は、カムボルト及びこれを固定するためのロックナットをそれぞれ回動させるための対向配置される一対のソケットや、これらソケットを回転させるナットランナ等を備え、これらがロボット上にフレームやプレート等の支持部材を介して設けられ移動可能に構成されている。
ホイールアライメント調整の際には、前記ロボット等の駆動により、ソケットが、車両側のカムボルト及びロックナットに対応する位置に配置され、さらに装置の移動などにより各ソケットがカムボルト及びロックナットにそれぞれ嵌合される。そして、カムボルト等に嵌合したソケットがナットランナの駆動によって回動され、カムボルトの回動調整やロックナットの締付け等が行われる。
【特許文献１】実開平１−１０４８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のホイールアライメント調整装置においては、カムボルトに嵌合するソケットを回動させるための機構が、モータやナットランナ等を駆動源とし、これと複数のギヤ等とを組み合わせた構成であるため、部品点数が多く構造が複雑であり、装置のサイズが大きく、また装置が高価なものとなっていた。
また、ソケットをカムボルトに嵌合させるに際し、その位置合わせのため、水平方向において垂直な二方向に移動可能なフローティング構造やシリンダ装置などの昇降装置が用いられ、ソケット等を支持するテーブル等が水平方向や昇降方向に移動されるとともに、カムボルトに対するソケットの位置ずれが吸収（許容）されていた。このような点からも、部品点数の増加や装置の大型化、高価格化を招いていた。また、装置が大掛かりであるため、カムボルトに対するソケットの位置ずれの吸収範囲（許容範囲）を広げることが困難であった。
【０００５】
このような点から、特許文献１に示されている装置は、ソケット等を支持する支持部材の水平方向の移動について、フローティング構造やシリンダ装置が用いられ、ソケットをカムボルトに嵌合させるに際して位置合わせのため、装置全体の移動が行われる構成であり、装置が大掛かりなものとなる。また、ソケットをカムボルトに嵌合させる際には、事前に設定された位置（カムボルトがあると想定される位置）にソケットを移動させるだけの構成であると考えられるため、ソケットのカムボルトに対する位置ずれを吸収するため、フローティング構造などのサイズをある程度大きく保っておかなければならない。
つまり、従来のホイールアライメント装置においては、ソケットを回動させるための機構やソケットを移動・嵌合させるための機構が複雑であるため、装置が大掛かりで高価なものであり、また、ソケットのカムボルトに対する位置ずれの吸収範囲が狭かった。
【０００６】
また、装置が大型であることに起因し、例えばホイールアライメント調整を行う車両の種類が異なる場合など、車種違いによる装置のポジションの切替えや、カムボルトに嵌合するソケットの二面幅の切替えが困難あるいは不可能であった。このため、装置の汎用性が乏しく、異なる種類の車両に対してそれぞれ専用の装置が必要な場合も生じていた。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、車両のホイールアライメント調整などを行うに際し、ソケット等により構成される嵌合部の、カムボルト等により構成される被嵌合部に対する位置ずれを広い範囲で吸収（許容）することができるとともに、シンプルな構成で装置の軽量化・省スペース化・低コスト化を図ることができる自動嵌合方法及びそれを用いた回動量調整方法、回動量調整装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、車両のホイールアライメント調整などを行うに際し、車両の種類などに対して高い汎用性を有する回動量調整装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
すなわち、請求項１においては、嵌合部を有する嵌合部材を、自動的に動作する移動手段により、前記嵌合部が弾性変位可能となるように支持し、前記嵌合部材を前記移動手段によって移動させることにより、前記嵌合部を被嵌合部材の被嵌合部に嵌合させる自動嵌合方法であって、前記移動手段による動作は、前記嵌合部を、前記被嵌合部に付勢当接させた状態で、前記嵌合部の前記被嵌合部に対する嵌合方向に垂直な面である移動面上にて、前記弾性変位を含め略円状あるいは略楕円状の探り軌跡を描くように移動させる探り動作を含むものである。
【００１０】
請求項２においては、請求項１に記載の自動嵌合方法を用いた回動量調整方法であって、前記被嵌合部材は、回動することにより相対的な部材間の変位が調整される回動調整部材であり、前記嵌合部が前記被嵌合部に嵌合した後、前記移動手段の動作により、前記回動調整部材を所定量回動させるものである。
【００１１】
請求項３においては、前記回動調整部材は、偏心した位置に回動軸を有するとともに該回動軸に対応する位置に前記被嵌合部を有し、その回動により前記被嵌合部の位置を所定の経路に沿って移動させるものであり、前記移動手段による動作は、前記探り動作の前記移動面における角度を、前記嵌合部と前記被嵌合部との嵌合形状に対応する所定角度変化させるとともに、前記探り軌跡の中心位置を、前記所定の経路に対応する軸軌跡上を前記回動軸の偏心度合いに対応する所定距離移動させる位相合わせ動作を含み、前記探り動作と、前記位相合わせ動作とを、前記嵌合部が前記被嵌合部に嵌合するまで繰り返し連続的に行わせるものである。
【００１２】
請求項４においては、回動することにより相対的な部材間の変位が調整される回動調整部材を所定量回動させる回動量調整装置であって、前記回動調整部材に嵌合する嵌合部を有する工具装置と、前記工具装置を前記嵌合部が弾性変位可能となるように支持するとともに自動的に移動させる移動手段と、前記移動手段の動作を制御する制御手段と、前記嵌合部が前記回動調整部材の被嵌合部に嵌合したことを検出する嵌合検出手段と、を備え、前記移動手段による動作は、前記嵌合部を、前記被嵌合部に付勢当接させた状態で、前記嵌合部の前記被嵌合部に対する嵌合方向に垂直な面である移動面上にて、前記弾性変位を含め略円状あるいは略楕円状の探り軌跡を描くように移動させる探り動作を含み、前記制御手段は、前記嵌合検出手段により前記嵌合部が前記被嵌合部に嵌合したことを検出した場合、該嵌合した状態で、前記嵌合部を回動させることにより前記回動調整部材を所定量回動させるように、前記移動手段を制御するものである。
【００１３】
請求項５においては、前記回動調整部材は、偏心した位置に回動軸有するとともに該回動軸に対応する位置に前記被嵌合部を有し、その回動により前記被嵌合部の位置を所定の経路に沿って移動させるものであり、前記移動手段による動作は、前記探り動作の前記移動面における角度を、前記嵌合部と前記被嵌合部との嵌合形状に対応する所定角度変化させるとともに、前記探り軌跡の中心位置を、前記所定の経路に対応する軸軌跡上を前記回動軸の偏心度合いに対応する所定距離移動させる位相合わせ動作を含み、前記制御手段は、前記探り動作と、前記位相合わせ動作とを、前記嵌合部が前記被嵌合部に嵌合するまで繰り返し連続的に行わせるように、前記移動手段を制御するものである。
【００１４】
請求項６においては、前記工具装置は、前記回動調整部材を位置決め固定するための位置決め部材を回動させて固定する回動固定部材と、前記回動固定部材を回動させる回動駆動手段と、を備え、前記制御手段は、前記回動駆動手段を制御することにより、前記回動固定部材を回動させることで、前記位置決め部材を回動させ、前記所定量回動した後の前記回動調整部材を位置決め固定させるものである。
【００１５】
請求項７においては、前記工具装置は、前記嵌合部及び前記回動固定部材を含む部分が、取り替え可能に構成されるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１７】
請求項１においては、嵌合部の被嵌合部に対する位置ずれを広い範囲で吸収（許容）することができるとともに、シンプルな構成で装置の軽量化・省スペース化・低コスト化を図ることができる。また、装置をシンプルな構成で小型にすることができることから、装置の汎用性を向上させることができる。
【００１８】
請求項２においては、別途に回動調整部材の回動量を調整するための装置を用いることなく、シンプルな構成の装置により、回動調整部材の回動量の調整を行うことができる。
【００１９】
請求項３においては、回動することで回動軸を移動させ被嵌合部の位置を変化させる回動調整部材に対応させて、嵌合部の被嵌合部に対する位置ずれを吸収することができる範囲を広げることができる。
【００２０】
請求項４においては、嵌合部の被嵌合部に対する位置ずれを広い範囲で吸収（許容）することができるとともに、シンプルな構成で装置の軽量化・省スペース化・低コスト化を図ることができる。また、別途に回動調整部材の回動量を調整するための装置を用いることなく、シンプルな構成の装置により、回動調整部材の回動量の調整を行うことができる。
また、装置をシンプルな構成で小型にすることができることから、装置の汎用性を向上させることができる。
【００２１】
請求項５においては、回動することで回動軸を移動させ被嵌合部の位置を変化させる回動調整部材に対応させて、嵌合部の被嵌合部に対する位置ずれ吸収することができる範囲を広げることができる。
【００２２】
請求項６においては、回動調整部材の回動量の調整を行うに際し、その回動量を調整する作業を行う側と同じ側からの作業により、回動調整部材の位置決め固定を行うことができるので、装置の簡略化が図れる。
【００２３】
請求項７においては、被嵌合部に対する嵌合部などの切替え等が容易となり、装置の汎用性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、発明の実施の形態を説明する。
以下に説明する実施の形態においては、本発明に係る自動嵌合方法及びそれを用いた回動量調整方法を用いる場合として、車両のサスペンションにおける連結構造に対して行われるホイールアライメント調整を例に説明する。
まず、本発明に係る自動嵌合方法及びそれを用いた回動量調整方法を使用するに際して用いられる装置として、回動量調整装置としてのホイールアライメント調整装置１の構成について、図１及び図２を用いて説明する。
【００２５】
本実施形態に係るホイールアライメント調整装置１は、回動することにより相対的な部材間の変位が調整される回動調整部材としてのカムボルト２を所定量回動させるものであり、カムボルト２に嵌合する嵌合部３１を有する工具装置（以下「ツール１０」とする。）と、ツール１０を嵌合部３１が弾性変位可能となるように支持するとともに自動的に移動させる移動手段であるロボット３と、このロボット３の動作を制御する制御手段としてのコントローラ４と、嵌合部３１がカムボルト２の被嵌合部２１に嵌合したことを検出する嵌合検出手段としての嵌合センサ１７とを備える。
【００２６】
ロボット３は、基台５上に設けられる駆動部６を有し、この駆動部６から延出される回動軸７に旋回可能に支持され伸縮可能に構成されるロボットアーム８を有する。
ロボットアーム８は、その伸縮する方向（本実施形態では上下方向）に略垂直であって互いに略平行な回動軸を有する第一アーム１１と第二アーム１２と第三アーム１３とを備え、これらの回動により伸縮可能に構成される。すなわち、第一アーム１１は、その一端側が前記回動軸７を介して駆動部６に回動可能に支持され、第一アーム１１の他端側には、第二アーム１２の一端側が回動軸１４を介して回動可能に支持され、第二アーム１２の他端側には、第三アーム１３の一端側が回動軸１５を介して回動可能に支持される。なお、図２では、各回動軸７・１４・１５を軸線で示している。
そして、ロボット３は、各回動軸７・１４・１５が駆動されることにより、各回動軸７・１４・１５を中心とする各アーム１１・１２・１３の回動範囲内で、ロボットアーム８の任意の位置に対する伸縮・旋回動作が行われる構成となっている。
【００２７】
ロボット３のロボットアーム８の先端部（第三アーム１３の先端部）に、ツール１０が支持される。
すなわち、ロボットアーム８の動作により、ツール１０が移動され、その嵌合部３１がカムボルト２の被嵌合部２１に嵌合される。したがって、ロボットアーム８は、伸縮・旋回動作に加え、その支持するツール１０をカムボルト２に対して近接離間させる方向（図２における左右方向、以下「嵌合方向」という。）にも図示せぬ移動機構により移動可能に構成される。
【００２８】
ツール１０を支持するロボットアーム８の動作（伸縮・旋回・嵌合方向への移動など）は、信号線１８を介してロボット３と接続されるコントローラ４により制御される。
コントローラ４は、ロボットの教示作業や動作プログラムを入力するためのティーチングボックスが接続されるロボットコントローラを介する等してロボット３に接続される。これにより、コントローラ４とロボット３との間で制御信号の出入力が行われ、コントローラ４により、ロボット３におけるロボットアーム８の動作などが制御される。つまり、コントローラ４の制御により、ロボット３が自動的に動作（移動）する。
また、コントローラ４は、ツール１０に備えられる嵌合センサ１７と接続され、嵌合センサ１７からの検出信号が入力される構成となっている。なお、嵌合センサ１７については後述する。
【００２９】
ツール１０は、前記のとおりロボット３に対して、嵌合部３１が弾性変位可能となるように支持される。具体的には、ツール１０のアーム部１０ａが、ロボットアーム８の第三アーム１３に対して弾性部材などにより構成されるフローティング部１６を介して支持されることにより弾性変位可能に構成される。
すなわち、図３に示すように、ツール１０は、コントローラ４の制御によるロボットアーム８の伸縮・旋回動作によって移動されるとともに、フローティング部１６の弾性的な支持により、ロボットアーム８の動作による慣性によって、該ロボットアーム８に対して所定の領域内を弾性変位する振動的な動作を行う。
【００３０】
以上のような構成により、ロボットアーム８に支持されるツール１０が、ロボット３の動作によって移動されることにより、ツール１０の嵌合部３１が移動され、カムボルト２に嵌合される。そして、カムボルト２が回動されその回動量が調整されることにより、車両のホイールアライメントの調整が行われる。
【００３１】
ここで、回動することにより相対的な部材間の変位が調整されるカムボルト２について、図４を用いて説明する。図４において、（ａ）はカム機構を示す正面図、（ｂ）は同じく平面一部断面図、（ｃ）は同じく側面一部断面図である。
カムボルト２は、ホイールアライメントを調整するためのカム機構２０を構成するものであり、前記被嵌合部２１及び回動軸２ａを構成するボルト部２２と、このボルト部２２にセレーションを介した圧入や溶接などにより一体的に設けられる円板状のカムプレート２３とを有する。つまり、カムボルト２は、被嵌合部２１を介して回動されることにより、ボルト部２２とカムプレート２３とが一体となって回動するように構成される。ボルト部２２により構成される回動軸２ａは、嵌合方向に平行であるとともに円板状のカムプレート２３に対して偏心した位置に設けられる。
【００３２】
カム機構２０は、車両のフレーム等に取り付けられる一対のブラケット２４（図２参照）間に支持される、例えばロワーアーム等のサスペンションアーム２５を変位させる部材として構成される。
すなわち、カムボルト２のボルト部２２は、一対のブラケット２４を貫通することによりブラケット２４間にてサスペンションアーム２５の端部を回動自在に支持し、このボルト部２２のブラケット２４に対する変位（移動）により、サスペンションアーム２５がブラケット２４に対して変位する。したがって、カムボルト２の回動量（回動軸２ａの変位量）が、サスペンションアーム２５のブラケット２４に対する変位量を決定する。
【００３３】
カムボルト２は、ブラケット２４に対して、一対の規制案内壁２７を形成する壁プレート２６を介して設けられる。規制案内壁２７は、ブラケット２４からカムプレート２３側に突出する一対の対向する突条を形成し、その間にカムプレート２３を挟んだ状態となる。また、カムボルト２は、そのボルト部２２を、ブラケット２４及び壁プレート２６に形成される長孔２８に挿通させる。
つまり、カムボルト２は、ブラケット２４に対し、ボルト部２２を長孔２８を介して挿通させるとともに、カムプレート２３が規制案内壁２７間に配置した状態で設けられる。これにより、カムボルト２は、規制案内壁２７間において、カムプレート２３が挟まれる方向への移動が規制されるとともに回動による移動が案内され、回動することで、カムプレート２３に対して偏心した位置にある回動軸２ａを長孔２８に沿って移動させる。
また、カムボルト２に対しては、その回動を固定するための位置決め部材としてのロックナット２９が同軸配置されて設けられる。つまり、カムボルト２が回動されてホイールアライメントが調整された後、ロックナット２９が回動されてカムボルト２が位置決め固定される。なお、図４（ａ）においてはロックナット２９の図示を省略している。
【００３４】
このような構成により、ホイールアライメントの調整が行われる際には、ロックナット２９が緩められた状態で、カムボルト２が回動される。これにより、ボルト部２２（回動軸２ａ）が長孔２８に沿って移動し、これにともないボルト部２２により挿通支持されるサスペンションアーム２５がブラケット２４に対して移動する。このサスペンションアーム２５のブラケット２４に対する変位が、車両におけるキャスタ等のホイールアライメントの変化となる。
つまり、カムボルト２の回動量が調整されることにより、ホイールアライメントが調整される。したがって、本実施形態においては、サスペンションアーム２５のブラケット２４に対する変位が、カムボルト２が回動することにより調整される相対的な部材間の変位となる。
【００３５】
次に、ツール１０の具体的な構成について、図５〜図７を用いて説明する。
ツール１０は、ロボットアーム８に支持されるためのアーム部１０ａと、カムボルト２に嵌合する嵌合部３１を有するソケット部３０とを備える。
アーム部１０ａは、略長板状に構成され、その一端部が前記フローティング部１６を介してロボットアーム８の第三アーム１３に連結支持され、このアーム部１０ａの他端部にソケット部３０が設けられる。
【００３６】
ソケット部３０は、両端に開口部を有する略筒状のハウジング３２内に、嵌合部３１を有するソケット３３を備える。つまり、本実施形態において、ツール１０が有する嵌合部３１はソケット３３により構成され、この嵌合部３１がカムボルト２の被嵌合部２１に嵌合する。
ソケット３３は、両端に開口部を有する筒状の部材であり、その一端側の開口部に嵌合部３１が形成される。嵌合部３１は、カムボルト２の被嵌合部２１に対応する（嵌合可能な）形状・大きさを有し、その開口側縁端部に、入口側（外側）にかけて広がるテーパ部３１ａを有する。
【００３７】
ソケット３３は、ハウジング３２の一端側の開口部を形成する筒状の挿嵌部３２ａに内挿され、その開口部から出没するように挿嵌部３２ａに対して摺動可能に構成されるとともに、ハウジング３２に対して相対回転不能に構成される。以下、ツール１０において、ソケット３３がハウジング３２から突出する方向（図６における右方向）を「前」、埋没する方向（同左方向）を「後」とする。
【００３８】
ソケット３３は、具体的には、ハウジング３２との間にソケット３３の軸方向（嵌合方向）に列をなす複数のボール３４を介在させることにより内挿支持される。ボール３４群は、ソケット３３の外周面において周方向に所定の間隔を隔てて複数（例えば９０°間隔で４本）形成される軸方向の外周溝３３ｂと、挿嵌部３２ａの内周面において周方向に前記外周溝３３ｂと対応する間隔を隔てて形成される内周溝３２ｂとが、ソケット３３が挿嵌部３２ａに内挿された状態で対向することにより形成される空間内に配列される。
すなわち、ソケット３３は、ハウジング３２に対し、回転方向については外周溝３３ｂ、内周溝３２ｂ及びボール３４群を介して係合することで相対回転不能に構成され、軸方向については外周溝３３ｂ及び内周溝３２ｂ内を移動するボール３４群を介して摺動可能に構成される。したがって、ハウジング３２側の内周溝３２ｂは、少なくともソケット３３の摺動範囲に対応するボール３４群の移動を許容する長さを有するように形成される。
【００３９】
また、ソケット３３は、ハウジング３２の一端側の開口部から突出する方向に付勢されている。すなわち、ハウジング３２内におけるソケット３３の後側には、付勢部材としてのスプリング３５が、その伸縮方向をソケット３３の出没方向（嵌合方向）として設けられている。スプリング３５は、その一端側（後側）がハウジング３２内の所定の部分にて支持されるとともに、他端側（前側）がソケット３３の後側に当接し、ソケット３３をハウジング３２の開口部から突出する方向に付勢している。
【００４０】
また、ツール１０は、カムボルト２を位置決め固定するための位置決め部材であるロックナット２９を回動させて固定する回動固定部材としてのロックレンチ３６と、このロックレンチ３６を回動させる回動駆動手段としてのナットランナ４０とを備える。
ロックレンチ３６は、両端に開口部を有する円筒状の部材であり、ソケット３３に対してハウジング３２の内側から内挿された状態で設けられる。ロックレンチ３６は、その内周面３６ａが、ロックナット２９に対応する（嵌合可能な）形状・大きさに形成される。
【００４１】
ロックレンチ３６は、ソケット３３に対して相対回転可能かつ軸方向に摺動可能に設けられ、その摺動方向についてはスプリング３７により前側へと付勢されている。すなわち、ロックレンチ３６の後側には、付勢部材としてのスプリング３７が、その伸縮方向をロックレンチ３６の摺動方向（嵌合方向）として設けられている。スプリング３７は、その一端側（後側）がハウジング３２内の所定の部分にて支持されるとともに、他端側（前側）がロックレンチ３６に当接し、ロックレンチ３６を付勢している。なお、ロックレンチ３６の付勢方向への移動は、ソケット３３の内周面に形成されるに縮径部３３ｃより規制されている。
また、ロックレンチ３６を付勢するスプリング３７は、ソケット３３を付勢するスプリング３５よりも小径であり、スプリング３５に内挿された状態で設けられる。
【００４２】
ロックレンチ３６は、前記のとおりナットランナ４０により回動される。具体的には、ロックレンチ３６は、ナットランナ４０により直接的に回動される回動伝達部材３８を介して回動される。
回動伝達部材３８は、全体として略軸状の部材であり、ハウジング３２の他端側（ソケット３３が内挿される側と反対側）の開口部に内挿され、ハウジング３２に対して相対回転可能に支持された状態で設けられる。
【００４３】
回動伝達部材３８は、ロックレンチ３６と同軸配置され、その前端部にロックレンチ３６に挿嵌される挿嵌突部３８ａを有し、この挿嵌突部３８ａがロックレンチ３６内に挿嵌された状態で、ロックレンチ３６に対して相対回転不能かつ軸方向に摺動可能に構成される。つまり、回動伝達部材３８は、ロックレンチ３６のスプリング３７により付勢された摺動を許容するとともに、ロックレンチ３６と一体的に回転する。したがって、回動伝達部材３８は、スプリング３７に内挿された状態で設けられる。
また、回動伝達部材３８は、その後端部にハウジング３２の外側であって後側に開口する嵌合凹部３８ｂを有し、この嵌合凹部３８ｂにナットランナ４０の駆動軸４０ａが嵌合される。つまり、回動伝達部材３８は、駆動軸４０ａに対して相対回転不能に嵌合されて駆動軸４０ａの回動にともない回動し、その回動によりロックレンチ３６も一体的に回動する。このように、ナットランナ４０により回動伝達部材３８を介してロックレンチ３６が回動される。
【００４４】
ナットランナ４０は、その長手方向をアーム部１０ａの延設方向と略平行とする状態でアーム部１０ａの後側に配置され、駆動軸４０ａを回動伝達部材３８に嵌合させた状態で、アーム部１０ａに対してステー１０ｂを介して支持される。
また、ナットランナ４０の駆動軸４０ａに対して回動伝達部材３８を介して連結されるソケット部３０は、弾性部材などにより構成される位置ずれ吸収機構部としてのフローティング部３９を介して支持される（図８参照）。
また、ナットランナ４０は、コントローラ４に接続され、その駆動（駆動軸４０ａの回動量など）がコントローラ４により制御される。
【００４５】
また、ハウジング３２内の所定の位置には、前記嵌合センサ１７が設けられる。嵌合センサ１７は、ハウジング３２内においてソケット３３の摺動やスプリング３５の伸縮などを妨げない位置に設けられ、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する嵌合を検出する。具体的には、後述するようにソケット３３の摺動方向の位置に基づいて前記嵌合を検出する。
【００４６】
一方、図７に示すように、前述した、ツール１０をロボットアーム８の第三アーム１３に対して弾性変位可能に支持するフローティング部１６は、例えば複数のゴムマウント４１〜４３により構成される。なお、図７（ａ）はツール１０の支持構成を示す側面図、（ｂ）は同じく背面図である。また、図７においてはナットランナ４０の図示を省略している。
【００４７】
本実施形態においては、ツール１０は、そのアーム部１０ａが、第三アーム１３の先端部に固設される基部プレート４４により形成される支持面４４ａに支持されることにより、ロボットアーム８に支持される。支持面４４ａとアーム部１０ａとの間には、支持面４４ａと略平行に配置される横支持プレート４５を介して二箇所にゴムマウント４１・４２が介装される。すなわち、支持面４４ａ上に適宜間隔を隔ててゴムマウント４１・４２が配設されるとともに、これらゴムマウント４１・４２上に横支持プレート４５が設けられ、この横支持プレート４５上にツール１０のアーム部１０ａの一端側が固設支持される。つまり、支持面４４ａとの間にゴムマウント４１・４２を挟んだ状態の横支持プレート４５上にアーム部１０ａが支持され、これにより、ツール１０が第三アーム１３の延長方向に弾性的に支持される。
【００４８】
また、支持面４４ａ上には、ツール１０の嵌合方向においてアーム部１０ａに対向する位置に縦支持プレート４６が立設される。そして、縦支持プレート４６とアーム部１０ａとの間にゴムマウント４３が介装される。つまり、縦支持プレート４６とアーム部１０ａとの間にゴムマウント４３が挟まれた状態となり、これにより、ツール１０が嵌合方向について弾性的に支持される。縦支持プレート４６は、支持面４４ａと間に架設されるリブ４７により補強されている。なお、各ゴムマウント４１〜４３は、各部にて部材間に介装された状態で、ボルト等の締結具４１ａ〜４３ａにより所定の配設位置にて固定される。
このように、ツール１０は、複数のゴムマウント４１〜４３により構成されるフローティング機構により、ロボットアーム８に対して弾性変位可能に支持され、ロボットアーム８の伸縮・旋回動作による慣性によって振動的な動作を行う。
【００４９】
以上のように、アーム部１０ａとソケット部３０とを備えロボットアーム８に支持されるツール１０が、ロボットアーム８の伸縮・旋回する方向の面がカムボルト２の被嵌合部２１に対向する面となるように配置されるロボット３に対し、嵌合部３１がカムボルト２側に向いた状態でソケット３３の出没方向が嵌合方向となるように支持される。
【００５０】
本実施形態に係る自動嵌合方法について説明する。
以下に説明する自動嵌合方法は、前述したように、ホイールアライメント調整を行うに際し、嵌合部３１を有する嵌合部材としてのツール１０を、自動的に動作するロボット３により、嵌合部３１が弾性変位可能となるように支持し、ツール１０をロボット３によって移動させることにより、嵌合部３１をカムボルト２の被嵌合部２１に嵌合させるものである。
そして、ロボット３による動作は、嵌合部３１を、被嵌合部２１に付勢当接させた状態で、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する嵌合方向に垂直な面（以下、「移動面」という。）上にて、前記弾性変位を含め略円状あるいは略楕円状の探り軌跡を描くように移動させる探り動作を含む。
【００５１】
すなわち、その動作がコントローラ４により制御されるロボット３により、嵌合部３１を移動させて該嵌合部３１を被嵌合部２１に嵌合させる際、その嵌合するまでの過程において、ロボット３に前記のような探り動作を行わせる。
ロボット３による探り動作を行わせるに際しては、まず、ロボット３を動作させることにより、ツール１０の嵌合部３１を、カムボルト２の被嵌合部２１に対して嵌合方向に近接させ、嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合または当接するまで移動させる。
つまり、ロボット３におけるロボットアーム８の伸縮・旋回により、嵌合部３１を被嵌合部２１に対して嵌合方向に対応する近傍位置まで移動させ、さらにロボットアーム８の嵌合方向の移動により嵌合部３１の被嵌合部２１に対する嵌合を試行させる。
【００５２】
図８を用いて説明すると、前述したようにツール１０においてハウジング３２に対し突出方向に付勢された状態で出没するように構成されるソケット３３は、通常、ハウジング３２から突出した状態となる（図８（ａ）参照）。
そして、ロボット３の移動により、嵌合部３１を被嵌合部２１に対して嵌合方向に近接させる。ここで、嵌合部３１と被嵌合部２１との位置ずれが、ツール１０の弾性変位による吸収範囲（許容範囲）内であれば、ロボットアーム８による嵌合方向の移動により嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合する（図８（ｃ）参照）。
一方、前記位置ずれが前記吸収範囲外であれば、嵌合部３１が被嵌合部２１に当接した状態となる。この際、ソケット３３がハウジング３２内に埋没した状態となるまでツール１０を移動させる（同図（ｂ）参照）。つまり、嵌合部３１を構成するとともにスプリング３５により突出方向に付勢されているソケット３３を、ハウジング３２内に埋没させた状態で被嵌合部２１に付勢当接させた状態とする。なお、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する位置ずれの程度によっては、嵌合部３１がロックナット２９に当接した状態となる場合もあり、その状態もここでいう付勢当接させた状態に含む。
【００５３】
このように、嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合または当接するまで移動させるに際し、その移動の途中で、あるいは嵌合部３１を被嵌合部２１に当接させた状態で、ロボットアーム８の動作により、嵌合部３１を移動面方向に移動させる探り動作を行わせる。
すなわち、嵌合部３１を嵌合方向に近接移動させることで嵌合しない場合、嵌合部３１を被嵌合部２１に付勢当接させた状態で移動面方向に嵌合部３１を移動させることにより、嵌合部３１が被嵌合部２１に対して嵌合可能な位置に達すると、ソケット３３がスプリング３５の付勢力により突出し、嵌合部３１が自動的に被嵌合部２１に嵌合することとなる（図８（ｃ）参照）。
【００５４】
したがって、前述したように、ソケット３３の摺動方向の位置に基づいて嵌合部３１の被嵌合部２１に対する嵌合を検出する嵌合センサ１７は、ハウジング３２内に埋没した状態となるソケット３３のハウジング３２からの突出を検出することにより、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する嵌合を検出する。
嵌合センサ１７の構成等は、前記のようなソケット３３の出没を検出することができるものであれば特に限定されない。例えば、嵌合センサ１７としてポテンショメータや光位置センサ等を用いることができる。
【００５５】
ロボット３による探り動作について図９を用いて説明する。
ロボット３による探り動作は、前述したように、ロボット３により嵌合部３１を嵌合方向に近接移動させて嵌合部３１の被嵌合部２１に対する嵌合を試行させる動作（以下、「試行動作」という。）の途中で、あるいは試行動作で嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合せずに被嵌合部２１に当接した後、嵌合部３１を、被嵌合部２１に付勢当接させた状態で、移動面上にて、前記弾性変位を含め略円状あるいは略楕円状の探り軌跡５２を描くように移動させるものである。
【００５６】
図９に示すように、ロボットアーム８の動作によって被嵌合部２１に当接させた状態の嵌合部３１を、例えば中心位置５０を中心とする略円状の探り軌跡５２を描くように移動させる。
ここで、嵌合部３１は、前述したようにツール１０がロボットアーム８に対してフローティング部１６を介して支持されることにより弾性変位可能となっている。これにより、所定の位置にある被嵌合部２１に対する、嵌合部３１の嵌合可能な位置が、広がりのある領域となる。つまり、この領域の範囲が、ツール１０が弾性支持されることによる位置ずれ吸収範囲となる。以下、このような嵌合部３１の弾性変位による嵌合可能な領域を「弾性変位領域」とする。
嵌合部３１の弾性変位領域の形状や広さは、フローティング部１６の構成やツール１０の形状やその支持構成などにより異なる。本実施形態では、図９に示すように、嵌合部３１の弾性変位領域５１は楕円状の領域となる。
【００５７】
したがって、ロボット３による探り動作を行わせることで、嵌合部３１の、被嵌合部２１に対する嵌合可能な領域は、弾性変位領域５１を、前記中心位置５０を中心として探り軌跡５２上を移動させた領域となる。以下、このような探り動作により得られる嵌合部３１の嵌合可能な領域を「探り変位領域」とする。
嵌合部３１の探り変位領域の形状や広さは、弾性変位領域５１の形状や広さ、あるいは探り軌跡５２の形状や大きさ等により異なる。本実施形態では、図９に示すように、嵌合部３１の探り変位領域５３は、楕円状の弾性変位領域５１を、円状の探り軌跡５２に沿って移動させることで楕円状の領域となり、また、その広さは、弾性変位領域５１を基準として、上下方向で約３倍、左右方向で約２倍となっている。
【００５８】
このように、ロボット３の移動により嵌合部３１を被嵌合部２１に嵌合させるに際し、ロボット３による探り動作を行わせることで、車両のホイールアライメント調整などを行うに際し、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する位置ずれを広い範囲で吸収（許容）することができるとともに、シンプルな構成で装置の軽量化・省スペース化・低コスト化を図ることができる。
【００５９】
すなわち、ロボット３による探り動作を行わず、ロボット３におけるロボットアーム８の伸縮・旋回動作などによって嵌合部３１を被嵌合部２１に嵌合させる場合は、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する位置ずれ吸収範囲は、その弾性変位領域５１となるが、前述したようなロボット３による探り動作を行わせることで、位置ずれ吸収範囲を広げることができ、車両のホイールアライメント調整などを行うに際し、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する自動的な嵌合を円滑に行うことができる。
また、ロボット３による探り動作によって広がる位置ずれ吸収範囲は、ゴムマウント等の弾性部材により構成できる簡易な構成のフローティング部１６によりツール１０を支持するとともに、ロボット３においてロボットアーム８を移動させるというシンプルな構成で得られるので、従来のように、嵌合部の位置合わせのため規模の大きなフローティング構造などを備える大掛かりで高価な装置が必要なく、装置の軽量化・省スペース化・低コスト化を図ることができる。
さらに、装置をシンプルな構成で小型にすることができることから、例えばホイールアライメント調整を行う車両の種類が異なる場合など、車種違いによる装置のポジションの切替え等が容易となり、装置の汎用性を向上させることができる。
【００６０】
ところで、被嵌合部材としてのカムボルト２は、回動することにより相対的な部材間の変位が調整される回動調整部材である。そして、カムボルト２は、偏心した位置に回動軸２ａ有するとともにこの回動軸２ａに対応する位置に被嵌合部２１を有し、その回動により被嵌合部２１の位置を所定の経路に沿って移動させる。
すなわち、カムプレート２３に対して偏心した位置にある回動軸２ａを長孔２８に挿通させるとともにカムプレート２３が規制案内壁２７間に配置した状態で設けられるカムボルト２は、その回動により回動軸２ａを長孔２８に沿って移動させる。つまりこの場合、長孔２８に沿う回動軸２ａの移動経路が前記所定の経路となる。そして、回動軸２ａが移動することにより、カムボルト２の被嵌合部２１も移動することとなる（図１０参照）。
また、本実施形態においては略正六角形状である嵌合部３１と被嵌合部２１の嵌合形状は、回動軸２ａの位置（被嵌合部２１の位置）によってその嵌合方向視での形状位置（角度）が異なることとなる。
【００６１】
このように、所定の経路に沿って移動する被嵌合部２１に対しては、その移動範囲が前述したロボット３の探り動作によって得られる探り変位領域５３よりも大きい場合、探り動作に加え嵌合部３１をさらに移動させる必要がある。また、所定の経路に沿う移動により、その嵌合形状の形状位置が変化する被嵌合部２１に対しては、嵌合部３１側の形状位置もそれに対応させる必要がある。
そこで、ロボット３による動作は、前述した探り動作に加え、前記探り動作の前記移動面における角度を、嵌合部３１と被嵌合部２１との嵌合形状に対応する所定角度変化させるとともに、探り軌跡５２の中心位置５０を、被嵌合部２１が移動する所定の経路に対応する軸軌跡上を回動軸２ａの偏心度合いに対応する所定距離移動させる位相合わせ動作を含む。
【００６２】
ロボット３による位相合わせ動作について図１０及び図１１を用いて説明する。
まず、図１０に示すように、カムボルト２の回動による被嵌合部２１の所定の経路における位置について、長孔２８の一端部（図１０における左端部）に位置する回動軸２ａに対応する被嵌合部２１の位置を「第一移動端位置」とし（図１０（ａ）参照）、長孔２８の中央部に位置する回動軸２ａに対応する被嵌合部２１の位置を「中央位置」とし（同図（ｂ）参照）、長孔２８の他端部（図１０における右端部）に位置する回動軸２ａに対応する被嵌合部２１の位置を「第二移動端位置」とする（同図（ｃ）参照）。
すなわち、被嵌合部２１は、カムボルト２の回動により、長孔２８に沿う所定の経路を、中央位置を介して第一移動端位置から第二移動端位置まで移動することとなる。また、この所定の経路における移動にともない、被嵌合部２１はその嵌合形状の角度を変化させる。例えば、カムボルト２（被嵌合部２１）は、その所定の経路の第一移動端位置から第二移動端位置までの移動範囲１０ｍｍに対し、中央位置を基準として±４５°回転する。
【００６３】
そして、ロボット３による位相合わせ動作は、カムボルト２の位相、即ちカムボルト２の回動にともなう被嵌合部２１の所定の経路における位置及びその嵌合形状の角度変化に対応させて行う。
以下においては、ロボット３による位相合わせ動作により、嵌合部３１を、被嵌合部２１が第一移動端位置にある状態に対応する位置から第二移動端位置にある状態に対応する位置まで移動させる場合について説明する。また、ロボット３の探り動作によって得られる探り変位領域５３を、探り軌跡５２の中心位置５０を中心とする楕円形状とし、カムボルト２の回動によって被嵌合部２１が移動する所定の経路を水平方向の直線状として説明する。
【００６４】
まず、図１１（ａ）に示すように、ロボット３による探り動作を、楕円形状である探り変位領域５３が、その短軸方向が移動面上にて直線状の所定の経路を示す直線Ｌに対して角度α０傾いた状態となるように行う。
つまり、これが第一移動端位置にある状態の被嵌合部２１に対する位置における探り動作となり、被嵌合部２１が中央位置にある状態に対応する位置での探り動作をツール１０の延設方向が鉛直方向となる状態で行うこととする場合（図１０（ｂ）参照）、その延設方向を水平方向に対して角度α０傾けた状態でロボット３による探り動作を行う（図１０（ａ）参照）。
【００６５】
次に、図１１（ｂ）に示すように、ロボット３による探り動作の移動面における角度を、角度α１変化させるとともに、その（探り軌跡５２の）中心位置５０を、距離Ｌ１移動させる。このように、探り動作の移動面における角度を所定角度変化させるとともに、中心位置５０を所定距離移動させることが、ロボット３による位相合わせ動作となる。
つまり、ここで変化させる探り動作の移動面における角度α１が、「嵌合部３１と被嵌合部２１との嵌合形状に対応する所定角度」に相当し、また、移動させる中心位置５０の距離Ｌ１が、「回動軸２ａの偏心度合いに対応する所定距離」となる。
【００６６】
具体的には、「嵌合部３１と被嵌合部２１との嵌合形状に対応する所定角度」は、例えば、次のように設定される。
すなわち、被嵌合部２１が正六角形状である場合、それに対応する嵌合部３１の形状に、形状的な位相のずれを吸収するための角度範囲（遊び）が例えば５°程度設けられる。このような嵌合部３１と被嵌合部２１との位相のずれを吸収するための角度範囲を用い、また、被嵌合部２１の嵌合形状の形状位置が一致するまで（嵌合形状が合致するまで）の回動量（正六角形状の場合は６０°）など基づいて、前記所定角度を設定する。以下、この所定角度を「位相合わせ角度」という。
【００６７】
また、「回動軸２ａの偏心度合いに対応する所定距離」は、カムボルト２を位相合わせ角度変化させた場合に、その回動軸２ａ（被嵌合部２１）が移動する距離に対応する直線Ｌ上の距離となる。つまり、偏心した位置に回動軸２ａを有するカムボルト２を所定角度ずつ回動させた場合、その回動軸２ａの移動量も一定ではなく、偏心度合いにより異なることとなる。
そこで、カムボルト２を位相合わせ角度変化させることにより回動軸２ａが移動する距離に対応させて、中心位置５０を移動させる。したがって、回動軸２ａに対応する位置にある被嵌合部２１が第一移動端位置にある状態から、カムボルト２を角度α１回動させることによる被嵌合部２１の移動量が、前記距離Ｌ１に相当する。
【００６８】
例えば、カムボルト２における回動角度と回動軸２ａ（被嵌合部２１）の移動量は、図１２に示すグラフような関係となる。
このグラフに示されるように、カムボルト２の回転角度変化量に対応する被嵌合部２１の移動量は、中心位置の付近において小さくなる。なお、図１２に示すグラフ中、点Ｐ１は被嵌合部２１の第一移動端位置に、点Ｐ２は同じく中央位置に、点Ｐ３は同じく第二移動端位置にそれぞれ対応する。
このようにして、ロボット３による探り動作の移動面における角度を位相合わせ角度変化させるとともに、その中心位置５０を、カムボルト２における回動軸２ａ（被嵌合部２１）の偏心度合いに応じて移動させる位相合わせ動作を行う。
【００６９】
そして、ロボット３により、探り動作と、位相合わせ動作とを、嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合するまで繰り返し連続的に行わせる。
すなわち、被嵌合部２１が第一移動端位置にある状態に対応する位置での探り動作（図１１（ａ）参照）により、嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合しない場合、位相合わせ動作を行わせ、この位相合わせ動作後の位置で探り動作を行わせる（同図（ｂ）参照）。そして、このような探り動作と位相合わせ動作との繰り返しを、嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合するまで、中心位置５０が、被嵌合部２１が第二移動端位置にある状態に対応する位置となる範囲で連続的に行わせる。
【００７０】
つまり、図１１（ｃ）に示すように、被嵌合部２１が第一移動端位置にある状態に対応する位置における探り動作から、その移動面における角度をα１・α２・・・α８と変化させるとともに、それに対応させて探り動作の中心位置５０をＬ１・Ｌ２・・・Ｌ８と移動させ、被嵌合部２１が第二移動端位置にある状態に対応する位置における探り動作となる範囲で、探り動作及び位相合わせ動作を繰り返させる。前記範囲は、カムボルト２の回動範囲に対応することとなる。
したがって、前記範囲における探り動作及び位相合わせ動作の繰り返しにより移動する探り動作の（探り軌跡５２の）中心位置５０の移動範囲が、カムボルト２の被嵌合部２１が移動する所定の経路に対応する軸軌跡５４となる。
【００７１】
このように、嵌合部３１を被嵌合部２１に嵌合させるに際し、ロボット３に探り動作と位相合わせ動作とを連続的に繰り返し行わせることにより、回動することで回動軸２ａを移動させ被嵌合部２１の位置を変化させるカムボルト２に対応させて、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する位置ずれを吸収することができる範囲を広げることができる。つまり、カムボルト２の回動範囲に対応する被嵌合部２１の移動範囲における初期位置に係わらず、嵌合部３１を被嵌合部２１に嵌合させることができる。
これにより車両のホイールアライメント調整などを行うに際し、シンプルな構成の装置によってソケットのカムボルトに対する円滑な嵌合が可能となる。
【００７２】
実施例としては、図１３に示すように、車両・設備側（カムボルト２側）における回動軸２ａの移動範囲や設備精度などから、被嵌合部２１の移動範囲が上下方向（Ｈ方向）及び左右方向（Ｗ方向）について略４ｍｍ四方の範囲Ｄ１であるのに対し、ロボット３による探り動作及び位相合わせ動作による嵌合部３１の被嵌合部２１に対する位置ずれ吸収範囲として、短軸が約７ｍｍ、長軸が約１０ｍｍの略楕円形状の範囲Ｄ２が得られた。
つまり、車両・設備側にて移動する被嵌合部２１に対する位置ずれを、十分に許容することができる嵌合部３１の移動範囲が得られた。
【００７３】
以上のようにして、ロボット３の動作により嵌合部３１を被嵌合部２１に嵌合させた後、ロボット３の動作により、回動調整部材としてのカムボルト２を所定量回動させ、その回動量の調整を行う。
すなわち、前述したように、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する嵌合は嵌合センサ１７によって検出され、コントローラ４は、嵌合センサ１７により嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合したことを検出した場合、その嵌合した状態で、嵌合部３１を回動させることにより、カムボルト２を所定量回動させるように、ロボット３を制御する。
【００７４】
ここで、ロボット３の動作によるカムボルト２の回動量は、嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合した状態におけるカムボルト２の回動角度（回動軸２ａの位置）に基づいて導かれる。つまり、図１２に示すように、カムボルト２における回動角度と回動軸２ａの移動量との関係から、コントローラ４において嵌合した状態の回動軸２ａの位置を割り出し、それに基づいてカムボルト２の回動量を調整する。
具体的には、例えば、図１２に示すようなカムボルト２における回動角度と回動軸２ａの移動量との関係を、コントローラ４に予めマップとして記憶させておき、これに基づいて嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合した状態でのツール１０の（ロボットアーム８の）状態（角度など）から、カムボルト２の回動角度（回動軸２ａの位置）を割り出す。
【００７５】
例えば、図１２に示すように、嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合した状態でのカムボルト２の中央位置に対する角度がθａである場合、その角度θａに対応するグラフ上の点Ｐａから回動軸２ａの位置（中央位置からの距離Ｄａ）を割り出すという具合である。
この回動軸２ａの位置を基準として、周知の計測装置（接触子などを用いて部材間の移動量の計測を行う装置など）により計測されるホイールアライメントの計測値に基づき、所定の目標値を定め、カムボルト２を所定量回動させてサスペンションアーム２５を移動させることにより、ホイールアライメントの調整を行う。
【００７６】
このように、ロボット３の動作を用いてカムボルト２の回動量を調整することにより、別途にカムボルト２の回動量を調整するための装置を用いることなく、シンプルな構成の装置により、ホイールアライメント調整におけるカムボルト２の回動量の調整を行うことができる。
なお、このようなロボット３の動作による嵌合部の被嵌合部に対する嵌合、及びその被嵌合部を有する回動調整部材の回動量の調整は、例えば被嵌合部を構成する部材が通常のボルト等の締結部材である場合も適用することができる。この場合、回動することにより調整される相対的な部材間の変位は、ボルト等の締結部材により締結される部材間、あるいは締結部材とこれにより締結される部材との間の変位となる。
【００７７】
以上のようにして、カムボルト２を所定量回動させ、ホイールアライメントの調整を行った後に、カムボルト２を位置決め固定する。このため、前述したように、ツール１０は、カムボルト２を位置決め固定するためのロックレンチ３６と、このロックレンチ３６を回動させるためのナットランナ４０とを備える。
そして、コントローラ４は、ナットランナ４０を制御することにより、ロックレンチ３６を回動させることで、ロックナット２９を回動させ、所定量回動した後のカムボルト２を位置決め固定させる。
【００７８】
すなわち、ツール１０側のソケット３３とロックレンチ３６とが同軸配置されるとともに、カムボルト２側の被嵌合部２１とロックナット２９とが同軸配置される構成において、ロボット３の移動により、嵌合部３１がカムボルト２の被嵌合部２１に嵌合すると、これにともなってロックレンチ３６もカムボルト２側のロックナット２９に嵌合することとなる（図８（ｃ）参照）。
そして、コントローラ４の制御によりナットランナ４０の駆動軸４０ａが回動されることにより、回動伝達部材３８を介してロックレンチ３６が回動される。これにより、ロックナット２９が回動され、カムボルト２が固定され位置決めされる。
【００７９】
ここで、カムボルト２の被嵌合部２１には、嵌合部３１が嵌合した状態であるため、回動量が調整されたカムボルト２は、ロボットアーム８の姿勢が固定された状態である限りアーム部１０ａ、ハウジング３２及びソケット３３を介して固定された状態となる。つまり、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する嵌合が、ロックナット２９の回動に対する反力受け（回り止め）となり、ナットランナ４０によるロックレンチ３６の回動にともなうロックナット２９の回動によってカムボルト２は回動されることなく固定される。
なお、嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合した際のロックレンチ３６の角度状態によっては、ロックレンチ３６がロックナット２９に嵌合せずに当接した状態となる。この場合、ロックレンチ３６は、スプリング３７により付勢されているため、ナットランナ４０により所定量回動されたところで自動的にロックナット２９に嵌合することとなる。
【００８０】
このように、ツール１０にナットランナ４０及びロックレンチ３６を備え、これらによってカムボルト２の位置決め固定を行う構成とすることにより、カムボルト２の回動量の調整を行うに際し、カムボルト２の回動量を調整する作業を行う側と同じ側からの作業によってカムボルト２の位置決め固定を行うことができるので、装置の簡略化が図れる。
【００８１】
また、ツール１０においては、嵌合部３１及びロックレンチ３６を含む部分が、取り替え可能に構成されている。
本実施形態においては、嵌合部３１を構成するソケット３３及びロックレンチ３６を収容するハウジング３２が、ツール１０のアーム部１０ａに対して着脱可能に構成されることにより、嵌合部３１及びロックレンチ３６を含む部分が取り替え可能に構成されている。
【００８２】
具体的には、図６に示すように、ハウジング３２の後端部分には、後方にかけて縮径するテーパ部３２ｃが形成されている。一方、アーム部１０ａ側においては、前記テーパ部３２ｃに沿う漏斗状の嵌合孔１０ｃが設けられている。
これにより、回動伝達部材３８のナットランナ４０の駆動軸４０ａに対する着脱をともない、ソケット３３やロックレンチ３６等を収容するハウジング３２が、アーム部１０ａに対して着脱可能に構成される。なお、ハウジング３２のアーム部１０ａに対する固定は、アーム部１０ａの後側から挿嵌されるボルト等の締結具４８により行われる。
【００８３】
このように、ツール１０の嵌合部３１及びロックレンチ３６を含む部分を取り替え可能な構成とすることにより、例えばホイールアライメント調整を行う車両の種類が異なる場合など、カムボルト２に嵌合するソケット３３の二面幅の切替え等が容易となり、異なる種類の車両に対してそれぞれ専用の装置を用いる必要がなく、装置の汎用性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明に係るホイールアライメント調整装置の全体構成を示す正面図。
【図２】同じく側面図。
【図３】ツールの動きを示す図。
【図４】カム機構を示す図。
【図５】ツールを示す側面図。
【図６】ツールの内部構造を示す側面断面図。
【図７】ツールの支持構成を示す図。
【図８】嵌合部の被嵌合部に対する嵌合の際のツールの動作を模式的に示す説明図。
【図９】ロボットによる探り動作による嵌合部の軌跡などを示す説明図。
【図１０】カムボルトの回動による被嵌合部の位置変化を示す図。
【図１１】ロボットによる位相合わせ動作による嵌合部の軌跡などを示す説明図。
【図１２】カムボルトにおける回動角度と回動軸の移動量との関係を示す図。
【図１３】嵌合部の被嵌合部に対する位置ずれ吸収量の実施例を示す図。
【符号の説明】
【００８５】
１ ホイールアライメント調整装置
２ カムボルト（被嵌合部材、回動調整部材）
２ａ 回動軸
３ ロボット（移動手段）
４ コントローラ（制御手段）
８ ロボットアーム
１０ ツール（嵌合部材、工具装置）
１０ａ アーム部
１６ フローティング部
１７ 嵌合センサ（嵌合検出手段）
２１ 被嵌合部
２９ ロックナット（位置決め部材）
３１ 嵌合部
３２ ハウジング
３３ ソケット
３６ ロックレンチ（回動固定部材）
４０ ナットランナ（回動駆動手段）
５０ 中心位置
５２ 探り軌跡
５４ 軸軌跡
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のホイールアライメント調整の際に用いて好適な自動嵌合方法及びそれを用いた回動量調整方法、回動量調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車などのサスペンションにおける連結構造に対して行われるホイールアライメント調整（キャンバ、トーイン、キャスタ等の角度調整）に際し、ホイールアライメント調整装置を用いた自動的な調整作業が行われている。ホイールアライメントの調整は、例えば、車両側にブラケット等を介して支持される回動調整部材としてのカムボルトが回動調整されることにより、サスペンションアームの支持部が移動されて行われる。
すなわち、ホイールアライメント調整装置においては、カムボルトに嵌合可能なソケットが備えられ、このソケットが、ロボット等の移動装置により移動されるとともにカムボルトに嵌合され、ナットランナやモータ等の駆動装置により回動されることにより、カムボルトが自動的に回動調整される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に示されているホイールアライメント調整装置は、カムボルト及びこれを固定するためのロックナットをそれぞれ回動させるための対向配置される一対のソケットや、これらソケットを回転させるナットランナ等を備え、これらがロボット上にフレームやプレート等の支持部材を介して設けられ移動可能に構成されている。
ホイールアライメント調整の際には、前記ロボット等の駆動により、ソケットが、車両側のカムボルト及びロックナットに対応する位置に配置され、さらに装置の移動などにより各ソケットがカムボルト及びロックナットにそれぞれ嵌合される。そして、カムボルト等に嵌合したソケットがナットランナの駆動によって回動され、カムボルトの回動調整やロックナットの締付け等が行われる。
【特許文献１】実開平１−１０４８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のホイールアライメント調整装置においては、カムボルトに嵌合するソケットを回動させるための機構が、モータやナットランナ等を駆動源とし、これと複数のギヤ等とを組み合わせた構成であるため、部品点数が多く構造が複雑であり、装置のサイズが大きく、また装置が高価なものとなっていた。
また、ソケットをカムボルトに嵌合させるに際し、その位置合わせのため、水平方向において垂直な二方向に移動可能なフローティング構造やシリンダ装置などの昇降装置が用いられ、ソケット等を支持するテーブル等が水平方向や昇降方向に移動されるとともに、カムボルトに対するソケットの位置ずれが吸収（許容）されていた。このような点からも、部品点数の増加や装置の大型化、高価格化を招いていた。また、装置が大掛かりであるため、カムボルトに対するソケットの位置ずれの吸収範囲（許容範囲）を広げることが困難であった。
【０００５】
このような点から、特許文献１に示されている装置は、ソケット等を支持する支持部材の水平方向の移動について、フローティング構造やシリンダ装置が用いられ、ソケットをカムボルトに嵌合させるに際して位置合わせのため、装置全体の移動が行われる構成であり、装置が大掛かりなものとなる。また、ソケットをカムボルトに嵌合させる際には、事前に設定された位置（カムボルトがあると想定される位置）にソケットを移動させるだけの構成であると考えられるため、ソケットのカムボルトに対する位置ずれを吸収するため、フローティング構造などのサイズをある程度大きく保っておかなければならない。
つまり、従来のホイールアライメント装置においては、ソケットを回動させるための機構やソケットを移動・嵌合させるための機構が複雑であるため、装置が大掛かりで高価なものであり、また、ソケットのカムボルトに対する位置ずれの吸収範囲が狭かった。
【０００６】
また、装置が大型であることに起因し、例えばホイールアライメント調整を行う車両の種類が異なる場合など、車種違いによる装置のポジションの切替えや、カムボルトに嵌合するソケットの二面幅の切替えが困難あるいは不可能であった。このため、装置の汎用性が乏しく、異なる種類の車両に対してそれぞれ専用の装置が必要な場合も生じていた。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、車両のホイールアライメント調整などを行うに際し、ソケット等により構成される嵌合部の、カムボルト等により構成される被嵌合部に対する位置ずれを広い範囲で吸収（許容）することができるとともに、シンプルな構成で装置の軽量化・省スペース化・低コスト化を図ることができる自動嵌合方法及びそれを用いた回動量調整方法、回動量調整装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、車両のホイールアライメント調整などを行うに際し、車両の種類などに対して高い汎用性を有する回動量調整装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
すなわち、請求項１においては、嵌合部を有する嵌合部材を、自動的に動作する移動手段により、前記嵌合部が弾性変位可能となるように支持し、前記嵌合部材を前記移動手段によって移動させることにより、前記嵌合部を被嵌合部材の被嵌合部に嵌合させる自動嵌合方法であって、前記移動手段による動作は、前記嵌合部を、前記被嵌合部に付勢当接させた状態で、前記嵌合部の前記被嵌合部に対する嵌合方向に垂直な面である移動面上にて、前記弾性変位を含め略円状あるいは略楕円状の探り軌跡を描くように移動させる探り動作を含むものである。
【００１０】
請求項２においては、請求項１に記載の自動嵌合方法を用いた回動量調整方法であって、前記被嵌合部材は、回動することにより相対的な部材間の変位が調整される回動調整部材であり、前記嵌合部が前記被嵌合部に嵌合した後、前記移動手段の動作により、前記回動調整部材を所定量回動させるものである。
【００１１】
請求項３においては、前記回動調整部材は、偏心した位置に回動軸を有するとともに該回動軸に対応する位置に前記被嵌合部を有し、その回動により前記被嵌合部の位置を所定の経路に沿って移動させるものであり、前記移動手段による動作は、前記探り動作の前記移動面における角度を、前記嵌合部と前記被嵌合部との嵌合形状に対応する所定角度変化させるとともに、前記探り軌跡の中心位置を、前記所定の経路に対応する軸軌跡上を前記回動軸の偏心度合いに対応する所定距離移動させる位相合わせ動作を含み、前記探り動作と、前記位相合わせ動作とを、前記嵌合部が前記被嵌合部に嵌合するまで繰り返し連続的に行わせるものである。
【００１２】
請求項４においては、回動することにより相対的な部材間の変位が調整される回動調整部材を所定量回動させる回動量調整装置であって、前記回動調整部材に嵌合する嵌合部を有する工具装置と、前記工具装置を前記嵌合部が弾性変位可能となるように支持するとともに自動的に移動させる移動手段と、前記移動手段の動作を制御する制御手段と、前記嵌合部が前記回動調整部材の被嵌合部に嵌合したことを検出する嵌合検出手段と、を備え、前記移動手段による動作は、前記嵌合部を、前記被嵌合部に付勢当接させた状態で、前記嵌合部の前記被嵌合部に対する嵌合方向に垂直な面である移動面上にて、前記弾性変位を含め略円状あるいは略楕円状の探り軌跡を描くように移動させる探り動作を含み、前記制御手段は、前記嵌合検出手段により前記嵌合部が前記被嵌合部に嵌合したことを検出した場合、該嵌合した状態で、前記嵌合部を回動させることにより前記回動調整部材を所定量回動させるように、前記移動手段を制御するものである。
【００１３】
請求項５においては、前記回動調整部材は、偏心した位置に回動軸有するとともに該回動軸に対応する位置に前記被嵌合部を有し、その回動により前記被嵌合部の位置を所定の経路に沿って移動させるものであり、前記移動手段による動作は、前記探り動作の前記移動面における角度を、前記嵌合部と前記被嵌合部との嵌合形状に対応する所定角度変化させるとともに、前記探り軌跡の中心位置を、前記所定の経路に対応する軸軌跡上を前記回動軸の偏心度合いに対応する所定距離移動させる位相合わせ動作を含み、前記制御手段は、前記探り動作と、前記位相合わせ動作とを、前記嵌合部が前記被嵌合部に嵌合するまで繰り返し連続的に行わせるように、前記移動手段を制御するものである。
【００１４】
請求項６においては、前記工具装置は、前記回動調整部材を位置決め固定するための位置決め部材を回動させて固定する回動固定部材と、前記回動固定部材を回動させる回動駆動手段と、を備え、前記制御手段は、前記回動駆動手段を制御することにより、前記回動固定部材を回動させることで、前記位置決め部材を回動させ、前記所定量回動した後の前記回動調整部材を位置決め固定させるものである。
【００１５】
請求項７においては、前記工具装置は、前記嵌合部及び前記回動固定部材を含む部分が、取り替え可能に構成されるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１７】
請求項１においては、嵌合部の被嵌合部に対する位置ずれを広い範囲で吸収（許容）することができるとともに、シンプルな構成で装置の軽量化・省スペース化・低コスト化を図ることができる。また、装置をシンプルな構成で小型にすることができることから、装置の汎用性を向上させることができる。
【００１８】
請求項２においては、別途に回動調整部材の回動量を調整するための装置を用いることなく、シンプルな構成の装置により、回動調整部材の回動量の調整を行うことができる。
【００１９】
請求項３においては、回動することで回動軸を移動させ被嵌合部の位置を変化させる回動調整部材に対応させて、嵌合部の被嵌合部に対する位置ずれを吸収することができる範囲を広げることができる。
【００２０】
請求項４においては、嵌合部の被嵌合部に対する位置ずれを広い範囲で吸収（許容）することができるとともに、シンプルな構成で装置の軽量化・省スペース化・低コスト化を図ることができる。また、別途に回動調整部材の回動量を調整するための装置を用いることなく、シンプルな構成の装置により、回動調整部材の回動量の調整を行うことができる。
また、装置をシンプルな構成で小型にすることができることから、装置の汎用性を向上させることができる。
【００２１】
請求項５においては、回動することで回動軸を移動させ被嵌合部の位置を変化させる回動調整部材に対応させて、嵌合部の被嵌合部に対する位置ずれ吸収することができる範囲を広げることができる。
【００２２】
請求項６においては、回動調整部材の回動量の調整を行うに際し、その回動量を調整する作業を行う側と同じ側からの作業により、回動調整部材の位置決め固定を行うことができるので、装置の簡略化が図れる。
【００２３】
請求項７においては、被嵌合部に対する嵌合部などの切替え等が容易となり、装置の汎用性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、発明の実施の形態を説明する。
以下に説明する実施の形態においては、本発明に係る自動嵌合方法及びそれを用いた回動量調整方法を用いる場合として、車両のサスペンションにおける連結構造に対して行われるホイールアライメント調整を例に説明する。
まず、本発明に係る自動嵌合方法及びそれを用いた回動量調整方法を使用するに際して用いられる装置として、回動量調整装置としてのホイールアライメント調整装置１の構成について、図１及び図２を用いて説明する。
【００２５】
本実施形態に係るホイールアライメント調整装置１は、回動することにより相対的な部材間の変位が調整される回動調整部材としてのカムボルト２を所定量回動させるものであり、カムボルト２に嵌合する嵌合部３１を有する工具装置（以下「ツール１０」とする。）と、ツール１０を嵌合部３１が弾性変位可能となるように支持するとともに自動的に移動させる移動手段であるロボット３と、このロボット３の動作を制御する制御手段としてのコントローラ４と、嵌合部３１がカムボルト２の被嵌合部２１に嵌合したことを検出する嵌合検出手段としての嵌合センサ１７とを備える。
【００２６】
ロボット３は、基台５上に設けられる駆動部６を有し、この駆動部６から延出される回動軸７に旋回可能に支持され伸縮可能に構成されるロボットアーム８を有する。
ロボットアーム８は、その伸縮する方向（本実施形態では上下方向）に略垂直であって互いに略平行な回動軸を有する第一アーム１１と第二アーム１２と第三アーム１３とを備え、これらの回動により伸縮可能に構成される。すなわち、第一アーム１１は、その一端側が前記回動軸７を介して駆動部６に回動可能に支持され、第一アーム１１の他端側には、第二アーム１２の一端側が回動軸１４を介して回動可能に支持され、第二アーム１２の他端側には、第三アーム１３の一端側が回動軸１５を介して回動可能に支持される。なお、図２では、各回動軸７・１４・１５を軸線で示している。
そして、ロボット３は、各回動軸７・１４・１５が駆動されることにより、各回動軸７・１４・１５を中心とする各アーム１１・１２・１３の回動範囲内で、ロボットアーム８の任意の位置に対する伸縮・旋回動作が行われる構成となっている。
【００２７】
ロボット３のロボットアーム８の先端部（第三アーム１３の先端部）に、ツール１０が支持される。
すなわち、ロボットアーム８の動作により、ツール１０が移動され、その嵌合部３１がカムボルト２の被嵌合部２１に嵌合される。したがって、ロボットアーム８は、伸縮・旋回動作に加え、その支持するツール１０をカムボルト２に対して近接離間させる方向（図２における左右方向、以下「嵌合方向」という。）にも図示せぬ移動機構により移動可能に構成される。
【００２８】
ツール１０を支持するロボットアーム８の動作（伸縮・旋回・嵌合方向への移動など）は、信号線１８を介してロボット３と接続されるコントローラ４により制御される。
コントローラ４は、ロボットの教示作業や動作プログラムを入力するためのティーチングボックスが接続されるロボットコントローラを介する等してロボット３に接続される。これにより、コントローラ４とロボット３との間で制御信号の出入力が行われ、コントローラ４により、ロボット３におけるロボットアーム８の動作などが制御される。つまり、コントローラ４の制御により、ロボット３が自動的に動作（移動）する。
また、コントローラ４は、ツール１０に備えられる嵌合センサ１７と接続され、嵌合センサ１７からの検出信号が入力される構成となっている。なお、嵌合センサ１７については後述する。
【００２９】
ツール１０は、前記のとおりロボット３に対して、嵌合部３１が弾性変位可能となるように支持される。具体的には、ツール１０のアーム部１０ａが、ロボットアーム８の第三アーム１３に対して弾性部材などにより構成されるフローティング部１６を介して支持されることにより弾性変位可能に構成される。
すなわち、図３に示すように、ツール１０は、コントローラ４の制御によるロボットアーム８の伸縮・旋回動作によって移動されるとともに、フローティング部１６の弾性的な支持により、ロボットアーム８の動作による慣性によって、該ロボットアーム８に対して所定の領域内を弾性変位する振動的な動作を行う。
【００３０】
以上のような構成により、ロボットアーム８に支持されるツール１０が、ロボット３の動作によって移動されることにより、ツール１０の嵌合部３１が移動され、カムボルト２に嵌合される。そして、カムボルト２が回動されその回動量が調整されることにより、車両のホイールアライメントの調整が行われる。
【００３１】
ここで、回動することにより相対的な部材間の変位が調整されるカムボルト２について、図４を用いて説明する。図４において、（ａ）はカム機構を示す正面図、（ｂ）は同じく平面一部断面図、（ｃ）は同じく側面一部断面図である。
カムボルト２は、ホイールアライメントを調整するためのカム機構２０を構成するものであり、前記被嵌合部２１及び回動軸２ａを構成するボルト部２２と、このボルト部２２にセレーションを介した圧入や溶接などにより一体的に設けられる円板状のカムプレート２３とを有する。つまり、カムボルト２は、被嵌合部２１を介して回動されることにより、ボルト部２２とカムプレート２３とが一体となって回動するように構成される。ボルト部２２により構成される回動軸２ａは、嵌合方向に平行であるとともに円板状のカムプレート２３に対して偏心した位置に設けられる。
【００３２】
カム機構２０は、車両のフレーム等に取り付けられる一対のブラケット２４（図２参照）間に支持される、例えばロワーアーム等のサスペンションアーム２５を変位させる部材として構成される。
すなわち、カムボルト２のボルト部２２は、一対のブラケット２４を貫通することによりブラケット２４間にてサスペンションアーム２５の端部を回動自在に支持し、このボルト部２２のブラケット２４に対する変位（移動）により、サスペンションアーム２５がブラケット２４に対して変位する。したがって、カムボルト２の回動量（回動軸２ａの変位量）が、サスペンションアーム２５のブラケット２４に対する変位量を決定する。
【００３３】
カムボルト２は、ブラケット２４に対して、一対の規制案内壁２７を形成する壁プレート２６を介して設けられる。規制案内壁２７は、ブラケット２４からカムプレート２３側に突出する一対の対向する突条を形成し、その間にカムプレート２３を挟んだ状態となる。また、カムボルト２は、そのボルト部２２を、ブラケット２４及び壁プレート２６に形成される長孔２８に挿通させる。
つまり、カムボルト２は、ブラケット２４に対し、ボルト部２２を長孔２８を介して挿通させるとともに、カムプレート２３が規制案内壁２７間に配置した状態で設けられる。これにより、カムボルト２は、規制案内壁２７間において、カムプレート２３が挟まれる方向への移動が規制されるとともに回動による移動が案内され、回動することで、カムプレート２３に対して偏心した位置にある回動軸２ａを長孔２８に沿って移動させる。
また、カムボルト２に対しては、その回動を固定するための位置決め部材としてのロックナット２９が同軸配置されて設けられる。つまり、カムボルト２が回動されてホイールアライメントが調整された後、ロックナット２９が回動されてカムボルト２が位置決め固定される。なお、図４（ａ）においてはロックナット２９の図示を省略している。
【００３４】
このような構成により、ホイールアライメントの調整が行われる際には、ロックナット２９が緩められた状態で、カムボルト２が回動される。これにより、ボルト部２２（回動軸２ａ）が長孔２８に沿って移動し、これにともないボルト部２２により挿通支持されるサスペンションアーム２５がブラケット２４に対して移動する。このサスペンションアーム２５のブラケット２４に対する変位が、車両におけるキャスタ等のホイールアライメントの変化となる。
つまり、カムボルト２の回動量が調整されることにより、ホイールアライメントが調整される。したがって、本実施形態においては、サスペンションアーム２５のブラケット２４に対する変位が、カムボルト２が回動することにより調整される相対的な部材間の変位となる。
【００３５】
次に、ツール１０の具体的な構成について、図５〜図７を用いて説明する。
ツール１０は、ロボットアーム８に支持されるためのアーム部１０ａと、カムボルト２に嵌合する嵌合部３１を有するソケット部３０とを備える。
アーム部１０ａは、略長板状に構成され、その一端部が前記フローティング部１６を介してロボットアーム８の第三アーム１３に連結支持され、このアーム部１０ａの他端部にソケット部３０が設けられる。
【００３６】
ソケット部３０は、両端に開口部を有する略筒状のハウジング３２内に、嵌合部３１を有するソケット３３を備える。つまり、本実施形態において、ツール１０が有する嵌合部３１はソケット３３により構成され、この嵌合部３１がカムボルト２の被嵌合部２１に嵌合する。
ソケット３３は、両端に開口部を有する筒状の部材であり、その一端側の開口部に嵌合部３１が形成される。嵌合部３１は、カムボルト２の被嵌合部２１に対応する（嵌合可能な）形状・大きさを有し、その開口側縁端部に、入口側（外側）にかけて広がるテーパ部３１ａを有する。
【００３７】
ソケット３３は、ハウジング３２の一端側の開口部を形成する筒状の挿嵌部３２ａに内挿され、その開口部から出没するように挿嵌部３２ａに対して摺動可能に構成されるとともに、ハウジング３２に対して相対回転不能に構成される。以下、ツール１０において、ソケット３３がハウジング３２から突出する方向（図６における右方向）を「前」、埋没する方向（同左方向）を「後」とする。
【００３８】
ソケット３３は、具体的には、ハウジング３２との間にソケット３３の軸方向（嵌合方向）に列をなす複数のボール３４を介在させることにより内挿支持される。ボール３４群は、ソケット３３の外周面において周方向に所定の間隔を隔てて複数（例えば９０°間隔で４本）形成される軸方向の外周溝３３ｂと、挿嵌部３２ａの内周面において周方向に前記外周溝３３ｂと対応する間隔を隔てて形成される内周溝３２ｂとが、ソケット３３が挿嵌部３２ａに内挿された状態で対向することにより形成される空間内に配列される。
すなわち、ソケット３３は、ハウジング３２に対し、回転方向については外周溝３３ｂ、内周溝３２ｂ及びボール３４群を介して係合することで相対回転不能に構成され、軸方向については外周溝３３ｂ及び内周溝３２ｂ内を移動するボール３４群を介して摺動可能に構成される。したがって、ハウジング３２側の内周溝３２ｂは、少なくともソケット３３の摺動範囲に対応するボール３４群の移動を許容する長さを有するように形成される。
【００３９】
また、ソケット３３は、ハウジング３２の一端側の開口部から突出する方向に付勢されている。すなわち、ハウジング３２内におけるソケット３３の後側には、付勢部材としてのスプリング３５が、その伸縮方向をソケット３３の出没方向（嵌合方向）として設けられている。スプリング３５は、その一端側（後側）がハウジング３２内の所定の部分にて支持されるとともに、他端側（前側）がソケット３３の後側に当接し、ソケット３３をハウジング３２の開口部から突出する方向に付勢している。
【００４０】
また、ツール１０は、カムボルト２を位置決め固定するための位置決め部材であるロックナット２９を回動させて固定する回動固定部材としてのロックレンチ３６と、このロックレンチ３６を回動させる回動駆動手段としてのナットランナ４０とを備える。
ロックレンチ３６は、両端に開口部を有する円筒状の部材であり、ソケット３３に対してハウジング３２の内側から内挿された状態で設けられる。ロックレンチ３６は、その内周面３６ａが、ロックナット２９に対応する（嵌合可能な）形状・大きさに形成される。
【００４１】
ロックレンチ３６は、ソケット３３に対して相対回転可能かつ軸方向に摺動可能に設けられ、その摺動方向についてはスプリング３７により前側へと付勢されている。すなわち、ロックレンチ３６の後側には、付勢部材としてのスプリング３７が、その伸縮方向をロックレンチ３６の摺動方向（嵌合方向）として設けられている。スプリング３７は、その一端側（後側）がハウジング３２内の所定の部分にて支持されるとともに、他端側（前側）がロックレンチ３６に当接し、ロックレンチ３６を付勢している。なお、ロックレンチ３６の付勢方向への移動は、ソケット３３の内周面に形成されるに縮径部３３ｃより規制されている。
また、ロックレンチ３６を付勢するスプリング３７は、ソケット３３を付勢するスプリング３５よりも小径であり、スプリング３５に内挿された状態で設けられる。
【００４２】
ロックレンチ３６は、前記のとおりナットランナ４０により回動される。具体的には、ロックレンチ３６は、ナットランナ４０により直接的に回動される回動伝達部材３８を介して回動される。
回動伝達部材３８は、全体として略軸状の部材であり、ハウジング３２の他端側（ソケット３３が内挿される側と反対側）の開口部に内挿され、ハウジング３２に対して相対回転可能に支持された状態で設けられる。
【００４３】
回動伝達部材３８は、ロックレンチ３６と同軸配置され、その前端部にロックレンチ３６に挿嵌される挿嵌突部３８ａを有し、この挿嵌突部３８ａがロックレンチ３６内に挿嵌された状態で、ロックレンチ３６に対して相対回転不能かつ軸方向に摺動可能に構成される。つまり、回動伝達部材３８は、ロックレンチ３６のスプリング３７により付勢された摺動を許容するとともに、ロックレンチ３６と一体的に回転する。したがって、回動伝達部材３８は、スプリング３７に内挿された状態で設けられる。
また、回動伝達部材３８は、その後端部にハウジング３２の外側であって後側に開口する嵌合凹部３８ｂを有し、この嵌合凹部３８ｂにナットランナ４０の駆動軸４０ａが嵌合される。つまり、回動伝達部材３８は、駆動軸４０ａに対して相対回転不能に嵌合されて駆動軸４０ａの回動にともない回動し、その回動によりロックレンチ３６も一体的に回動する。このように、ナットランナ４０により回動伝達部材３８を介してロックレンチ３６が回動される。
【００４４】
ナットランナ４０は、その長手方向をアーム部１０ａの延設方向と略平行とする状態でアーム部１０ａの後側に配置され、駆動軸４０ａを回動伝達部材３８に嵌合させた状態で、アーム部１０ａに対してステー１０ｂを介して支持される。
また、ナットランナ４０の駆動軸４０ａに対して回動伝達部材３８を介して連結されるソケット部３０は、弾性部材などにより構成される位置ずれ吸収機構部としてのフローティング部３９を介して支持される（図８参照）。
また、ナットランナ４０は、コントローラ４に接続され、その駆動（駆動軸４０ａの回動量など）がコントローラ４により制御される。
【００４５】
また、ハウジング３２内の所定の位置には、前記嵌合センサ１７が設けられる。嵌合センサ１７は、ハウジング３２内においてソケット３３の摺動やスプリング３５の伸縮などを妨げない位置に設けられ、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する嵌合を検出する。具体的には、後述するようにソケット３３の摺動方向の位置に基づいて前記嵌合を検出する。
【００４６】
一方、図７に示すように、前述した、ツール１０をロボットアーム８の第三アーム１３に対して弾性変位可能に支持するフローティング部１６は、例えば複数のゴムマウント４１〜４３により構成される。なお、図７（ａ）はツール１０の支持構成を示す側面図、（ｂ）は同じく背面図である。また、図７においてはナットランナ４０の図示を省略している。
【００４７】
本実施形態においては、ツール１０は、そのアーム部１０ａが、第三アーム１３の先端部に固設される基部プレート４４により形成される支持面４４ａに支持されることにより、ロボットアーム８に支持される。支持面４４ａとアーム部１０ａとの間には、支持面４４ａと略平行に配置される横支持プレート４５を介して二箇所にゴムマウント４１・４２が介装される。すなわち、支持面４４ａ上に適宜間隔を隔ててゴムマウント４１・４２が配設されるとともに、これらゴムマウント４１・４２上に横支持プレート４５が設けられ、この横支持プレート４５上にツール１０のアーム部１０ａの一端側が固設支持される。つまり、支持面４４ａとの間にゴムマウント４１・４２を挟んだ状態の横支持プレート４５上にアーム部１０ａが支持され、これにより、ツール１０が第三アーム１３の延長方向に弾性的に支持される。
【００４８】
また、支持面４４ａ上には、ツール１０の嵌合方向においてアーム部１０ａに対向する位置に縦支持プレート４６が立設される。そして、縦支持プレート４６とアーム部１０ａとの間にゴムマウント４３が介装される。つまり、縦支持プレート４６とアーム部１０ａとの間にゴムマウント４３が挟まれた状態となり、これにより、ツール１０が嵌合方向について弾性的に支持される。縦支持プレート４６は、支持面４４ａと間に架設されるリブ４７により補強されている。なお、各ゴムマウント４１〜４３は、各部にて部材間に介装された状態で、ボルト等の締結具４１ａ〜４３ａにより所定の配設位置にて固定される。
このように、ツール１０は、複数のゴムマウント４１〜４３により構成されるフローティング機構により、ロボットアーム８に対して弾性変位可能に支持され、ロボットアーム８の伸縮・旋回動作による慣性によって振動的な動作を行う。
【００４９】
以上のように、アーム部１０ａとソケット部３０とを備えロボットアーム８に支持されるツール１０が、ロボットアーム８の伸縮・旋回する方向の面がカムボルト２の被嵌合部２１に対向する面となるように配置されるロボット３に対し、嵌合部３１がカムボルト２側に向いた状態でソケット３３の出没方向が嵌合方向となるように支持される。
【００５０】
本実施形態に係る自動嵌合方法について説明する。
以下に説明する自動嵌合方法は、前述したように、ホイールアライメント調整を行うに際し、嵌合部３１を有する嵌合部材としてのツール１０を、自動的に動作するロボット３により、嵌合部３１が弾性変位可能となるように支持し、ツール１０をロボット３によって移動させることにより、嵌合部３１をカムボルト２の被嵌合部２１に嵌合させるものである。
そして、ロボット３による動作は、嵌合部３１を、被嵌合部２１に付勢当接させた状態で、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する嵌合方向に垂直な面（以下、「移動面」という。）上にて、前記弾性変位を含め略円状あるいは略楕円状の探り軌跡を描くように移動させる探り動作を含む。
【００５１】
すなわち、その動作がコントローラ４により制御されるロボット３により、嵌合部３１を移動させて該嵌合部３１を被嵌合部２１に嵌合させる際、その嵌合するまでの過程において、ロボット３に前記のような探り動作を行わせる。
ロボット３による探り動作を行わせるに際しては、まず、ロボット３を動作させることにより、ツール１０の嵌合部３１を、カムボルト２の被嵌合部２１に対して嵌合方向に近接させ、嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合または当接するまで移動させる。
つまり、ロボット３におけるロボットアーム８の伸縮・旋回により、嵌合部３１を被嵌合部２１に対して嵌合方向に対応する近傍位置まで移動させ、さらにロボットアーム８の嵌合方向の移動により嵌合部３１の被嵌合部２１に対する嵌合を試行させる。
【００５２】
図８を用いて説明すると、前述したようにツール１０においてハウジング３２に対し突出方向に付勢された状態で出没するように構成されるソケット３３は、通常、ハウジング３２から突出した状態となる（図８（ａ）参照）。
そして、ロボット３の移動により、嵌合部３１を被嵌合部２１に対して嵌合方向に近接させる。ここで、嵌合部３１と被嵌合部２１との位置ずれが、ツール１０の弾性変位による吸収範囲（許容範囲）内であれば、ロボットアーム８による嵌合方向の移動により嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合する（図８（ｃ）参照）。
一方、前記位置ずれが前記吸収範囲外であれば、嵌合部３１が被嵌合部２１に当接した状態となる。この際、ソケット３３がハウジング３２内に埋没した状態となるまでツール１０を移動させる（同図（ｂ）参照）。つまり、嵌合部３１を構成するとともにスプリング３５により突出方向に付勢されているソケット３３を、ハウジング３２内に埋没させた状態で被嵌合部２１に付勢当接させた状態とする。なお、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する位置ずれの程度によっては、嵌合部３１がロックナット２９に当接した状態となる場合もあり、その状態もここでいう付勢当接させた状態に含む。
【００５３】
このように、嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合または当接するまで移動させるに際し、その移動の途中で、あるいは嵌合部３１を被嵌合部２１に当接させた状態で、ロボットアーム８の動作により、嵌合部３１を移動面方向に移動させる探り動作を行わせる。
すなわち、嵌合部３１を嵌合方向に近接移動させることで嵌合しない場合、嵌合部３１を被嵌合部２１に付勢当接させた状態で移動面方向に嵌合部３１を移動させることにより、嵌合部３１が被嵌合部２１に対して嵌合可能な位置に達すると、ソケット３３がスプリング３５の付勢力により突出し、嵌合部３１が自動的に被嵌合部２１に嵌合することとなる（図８（ｃ）参照）。
【００５４】
したがって、前述したように、ソケット３３の摺動方向の位置に基づいて嵌合部３１の被嵌合部２１に対する嵌合を検出する嵌合センサ１７は、ハウジング３２内に埋没した状態となるソケット３３のハウジング３２からの突出を検出することにより、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する嵌合を検出する。
嵌合センサ１７の構成等は、前記のようなソケット３３の出没を検出することができるものであれば特に限定されない。例えば、嵌合センサ１７としてポテンショメータや光位置センサ等を用いることができる。
【００５５】
ロボット３による探り動作について図９を用いて説明する。
ロボット３による探り動作は、前述したように、ロボット３により嵌合部３１を嵌合方向に近接移動させて嵌合部３１の被嵌合部２１に対する嵌合を試行させる動作（以下、「試行動作」という。）の途中で、あるいは試行動作で嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合せずに被嵌合部２１に当接した後、嵌合部３１を、被嵌合部２１に付勢当接させた状態で、移動面上にて、前記弾性変位を含め略円状あるいは略楕円状の探り軌跡５２を描くように移動させるものである。
【００５６】
図９に示すように、ロボットアーム８の動作によって被嵌合部２１に当接させた状態の嵌合部３１を、例えば中心位置５０を中心とする略円状の探り軌跡５２を描くように移動させる。
ここで、嵌合部３１は、前述したようにツール１０がロボットアーム８に対してフローティング部１６を介して支持されることにより弾性変位可能となっている。これにより、所定の位置にある被嵌合部２１に対する、嵌合部３１の嵌合可能な位置が、広がりのある領域となる。つまり、この領域の範囲が、ツール１０が弾性支持されることによる位置ずれ吸収範囲となる。以下、このような嵌合部３１の弾性変位による嵌合可能な領域を「弾性変位領域」とする。
嵌合部３１の弾性変位領域の形状や広さは、フローティング部１６の構成やツール１０の形状やその支持構成などにより異なる。本実施形態では、図９に示すように、嵌合部３１の弾性変位領域５１は楕円状の領域となる。
【００５７】
したがって、ロボット３による探り動作を行わせることで、嵌合部３１の、被嵌合部２１に対する嵌合可能な領域は、弾性変位領域５１を、前記中心位置５０を中心として探り軌跡５２上を移動させた領域となる。以下、このような探り動作により得られる嵌合部３１の嵌合可能な領域を「探り変位領域」とする。
嵌合部３１の探り変位領域の形状や広さは、弾性変位領域５１の形状や広さ、あるいは探り軌跡５２の形状や大きさ等により異なる。本実施形態では、図９に示すように、嵌合部３１の探り変位領域５３は、楕円状の弾性変位領域５１を、円状の探り軌跡５２に沿って移動させることで楕円状の領域となり、また、その広さは、弾性変位領域５１を基準として、上下方向で約３倍、左右方向で約２倍となっている。
【００５８】
このように、ロボット３の移動により嵌合部３１を被嵌合部２１に嵌合させるに際し、ロボット３による探り動作を行わせることで、車両のホイールアライメント調整などを行うに際し、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する位置ずれを広い範囲で吸収（許容）することができるとともに、シンプルな構成で装置の軽量化・省スペース化・低コスト化を図ることができる。
【００５９】
すなわち、ロボット３による探り動作を行わず、ロボット３におけるロボットアーム８の伸縮・旋回動作などによって嵌合部３１を被嵌合部２１に嵌合させる場合は、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する位置ずれ吸収範囲は、その弾性変位領域５１となるが、前述したようなロボット３による探り動作を行わせることで、位置ずれ吸収範囲を広げることができ、車両のホイールアライメント調整などを行うに際し、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する自動的な嵌合を円滑に行うことができる。
また、ロボット３による探り動作によって広がる位置ずれ吸収範囲は、ゴムマウント等の弾性部材により構成できる簡易な構成のフローティング部１６によりツール１０を支持するとともに、ロボット３においてロボットアーム８を移動させるというシンプルな構成で得られるので、従来のように、嵌合部の位置合わせのため規模の大きなフローティング構造などを備える大掛かりで高価な装置が必要なく、装置の軽量化・省スペース化・低コスト化を図ることができる。
さらに、装置をシンプルな構成で小型にすることができることから、例えばホイールアライメント調整を行う車両の種類が異なる場合など、車種違いによる装置のポジションの切替え等が容易となり、装置の汎用性を向上させることができる。
【００６０】
ところで、被嵌合部材としてのカムボルト２は、回動することにより相対的な部材間の変位が調整される回動調整部材である。そして、カムボルト２は、偏心した位置に回動軸２ａ有するとともにこの回動軸２ａに対応する位置に被嵌合部２１を有し、その回動により被嵌合部２１の位置を所定の経路に沿って移動させる。
すなわち、カムプレート２３に対して偏心した位置にある回動軸２ａを長孔２８に挿通させるとともにカムプレート２３が規制案内壁２７間に配置した状態で設けられるカムボルト２は、その回動により回動軸２ａを長孔２８に沿って移動させる。つまりこの場合、長孔２８に沿う回動軸２ａの移動経路が前記所定の経路となる。そして、回動軸２ａが移動することにより、カムボルト２の被嵌合部２１も移動することとなる（図１０参照）。
また、本実施形態においては略正六角形状である嵌合部３１と被嵌合部２１の嵌合形状は、回動軸２ａの位置（被嵌合部２１の位置）によってその嵌合方向視での形状位置（角度）が異なることとなる。
【００６１】
このように、所定の経路に沿って移動する被嵌合部２１に対しては、その移動範囲が前述したロボット３の探り動作によって得られる探り変位領域５３よりも大きい場合、探り動作に加え嵌合部３１をさらに移動させる必要がある。また、所定の経路に沿う移動により、その嵌合形状の形状位置が変化する被嵌合部２１に対しては、嵌合部３１側の形状位置もそれに対応させる必要がある。
そこで、ロボット３による動作は、前述した探り動作に加え、前記探り動作の前記移動面における角度を、嵌合部３１と被嵌合部２１との嵌合形状に対応する所定角度変化させるとともに、探り軌跡５２の中心位置５０を、被嵌合部２１が移動する所定の経路に対応する軸軌跡上を回動軸２ａの偏心度合いに対応する所定距離移動させる位相合わせ動作を含む。
【００６２】
ロボット３による位相合わせ動作について図１０及び図１１を用いて説明する。
まず、図１０に示すように、カムボルト２の回動による被嵌合部２１の所定の経路における位置について、長孔２８の一端部（図１０における左端部）に位置する回動軸２ａに対応する被嵌合部２１の位置を「第一移動端位置」とし（図１０（ａ）参照）、長孔２８の中央部に位置する回動軸２ａに対応する被嵌合部２１の位置を「中央位置」とし（同図（ｂ）参照）、長孔２８の他端部（図１０における右端部）に位置する回動軸２ａに対応する被嵌合部２１の位置を「第二移動端位置」とする（同図（ｃ）参照）。
すなわち、被嵌合部２１は、カムボルト２の回動により、長孔２８に沿う所定の経路を、中央位置を介して第一移動端位置から第二移動端位置まで移動することとなる。また、この所定の経路における移動にともない、被嵌合部２１はその嵌合形状の角度を変化させる。例えば、カムボルト２（被嵌合部２１）は、その所定の経路の第一移動端位置から第二移動端位置までの移動範囲１０ｍｍに対し、中央位置を基準として±４５°回転する。
【００６３】
そして、ロボット３による位相合わせ動作は、カムボルト２の位相、即ちカムボルト２の回動にともなう被嵌合部２１の所定の経路における位置及びその嵌合形状の角度変化に対応させて行う。
以下においては、ロボット３による位相合わせ動作により、嵌合部３１を、被嵌合部２１が第一移動端位置にある状態に対応する位置から第二移動端位置にある状態に対応する位置まで移動させる場合について説明する。また、ロボット３の探り動作によって得られる探り変位領域５３を、探り軌跡５２の中心位置５０を中心とする楕円形状とし、カムボルト２の回動によって被嵌合部２１が移動する所定の経路を水平方向の直線状として説明する。
【００６４】
まず、図１１（ａ）に示すように、ロボット３による探り動作を、楕円形状である探り変位領域５３が、その短軸方向が移動面上にて直線状の所定の経路を示す直線Ｌに対して角度α０傾いた状態となるように行う。
つまり、これが第一移動端位置にある状態の被嵌合部２１に対する位置における探り動作となり、被嵌合部２１が中央位置にある状態に対応する位置での探り動作をツール１０の延設方向が鉛直方向となる状態で行うこととする場合（図１０（ｂ）参照）、その延設方向を水平方向に対して角度α０傾けた状態でロボット３による探り動作を行う（図１０（ａ）参照）。
【００６５】
次に、図１１（ｂ）に示すように、ロボット３による探り動作の移動面における角度を、角度α１変化させるとともに、その（探り軌跡５２の）中心位置５０を、距離Ｌ１移動させる。このように、探り動作の移動面における角度を所定角度変化させるとともに、中心位置５０を所定距離移動させることが、ロボット３による位相合わせ動作となる。
つまり、ここで変化させる探り動作の移動面における角度α１が、「嵌合部３１と被嵌合部２１との嵌合形状に対応する所定角度」に相当し、また、移動させる中心位置５０の距離Ｌ１が、「回動軸２ａの偏心度合いに対応する所定距離」となる。
【００６６】
具体的には、「嵌合部３１と被嵌合部２１との嵌合形状に対応する所定角度」は、例えば、次のように設定される。
すなわち、被嵌合部２１が正六角形状である場合、それに対応する嵌合部３１の形状に、形状的な位相のずれを吸収するための角度範囲（遊び）が例えば５°程度設けられる。このような嵌合部３１と被嵌合部２１との位相のずれを吸収するための角度範囲を用い、また、被嵌合部２１の嵌合形状の形状位置が一致するまで（嵌合形状が合致するまで）の回動量（正六角形状の場合は６０°）など基づいて、前記所定角度を設定する。以下、この所定角度を「位相合わせ角度」という。
【００６７】
また、「回動軸２ａの偏心度合いに対応する所定距離」は、カムボルト２を位相合わせ角度変化させた場合に、その回動軸２ａ（被嵌合部２１）が移動する距離に対応する直線Ｌ上の距離となる。つまり、偏心した位置に回動軸２ａを有するカムボルト２を所定角度ずつ回動させた場合、その回動軸２ａの移動量も一定ではなく、偏心度合いにより異なることとなる。
そこで、カムボルト２を位相合わせ角度変化させることにより回動軸２ａが移動する距離に対応させて、中心位置５０を移動させる。したがって、回動軸２ａに対応する位置にある被嵌合部２１が第一移動端位置にある状態から、カムボルト２を角度α１回動させることによる被嵌合部２１の移動量が、前記距離Ｌ１に相当する。
【００６８】
例えば、カムボルト２における回動角度と回動軸２ａ（被嵌合部２１）の移動量は、図１２に示すグラフような関係となる。
このグラフに示されるように、カムボルト２の回転角度変化量に対応する被嵌合部２１の移動量は、中心位置の付近において小さくなる。なお、図１２に示すグラフ中、点Ｐ１は被嵌合部２１の第一移動端位置に、点Ｐ２は同じく中央位置に、点Ｐ３は同じく第二移動端位置にそれぞれ対応する。
このようにして、ロボット３による探り動作の移動面における角度を位相合わせ角度変化させるとともに、その中心位置５０を、カムボルト２における回動軸２ａ（被嵌合部２１）の偏心度合いに応じて移動させる位相合わせ動作を行う。
【００６９】
そして、ロボット３により、探り動作と、位相合わせ動作とを、嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合するまで繰り返し連続的に行わせる。
すなわち、被嵌合部２１が第一移動端位置にある状態に対応する位置での探り動作（図１１（ａ）参照）により、嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合しない場合、位相合わせ動作を行わせ、この位相合わせ動作後の位置で探り動作を行わせる（同図（ｂ）参照）。そして、このような探り動作と位相合わせ動作との繰り返しを、嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合するまで、中心位置５０が、被嵌合部２１が第二移動端位置にある状態に対応する位置となる範囲で連続的に行わせる。
【００７０】
つまり、図１１（ｃ）に示すように、被嵌合部２１が第一移動端位置にある状態に対応する位置における探り動作から、その移動面における角度をα１・α２・・・α８と変化させるとともに、それに対応させて探り動作の中心位置５０をＬ１・Ｌ２・・・Ｌ８と移動させ、被嵌合部２１が第二移動端位置にある状態に対応する位置における探り動作となる範囲で、探り動作及び位相合わせ動作を繰り返させる。前記範囲は、カムボルト２の回動範囲に対応することとなる。
したがって、前記範囲における探り動作及び位相合わせ動作の繰り返しにより移動する探り動作の（探り軌跡５２の）中心位置５０の移動範囲が、カムボルト２の被嵌合部２１が移動する所定の経路に対応する軸軌跡５４となる。
【００７１】
このように、嵌合部３１を被嵌合部２１に嵌合させるに際し、ロボット３に探り動作と位相合わせ動作とを連続的に繰り返し行わせることにより、回動することで回動軸２ａを移動させ被嵌合部２１の位置を変化させるカムボルト２に対応させて、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する位置ずれを吸収することができる範囲を広げることができる。つまり、カムボルト２の回動範囲に対応する被嵌合部２１の移動範囲における初期位置に係わらず、嵌合部３１を被嵌合部２１に嵌合させることができる。
これにより車両のホイールアライメント調整などを行うに際し、シンプルな構成の装置によってソケットのカムボルトに対する円滑な嵌合が可能となる。
【００７２】
実施例としては、図１３に示すように、車両・設備側（カムボルト２側）における回動軸２ａの移動範囲や設備精度などから、被嵌合部２１の移動範囲が上下方向（Ｈ方向）及び左右方向（Ｗ方向）について略４ｍｍ四方の範囲Ｄ１であるのに対し、ロボット３による探り動作及び位相合わせ動作による嵌合部３１の被嵌合部２１に対する位置ずれ吸収範囲として、短軸が約７ｍｍ、長軸が約１０ｍｍの略楕円形状の範囲Ｄ２が得られた。
つまり、車両・設備側にて移動する被嵌合部２１に対する位置ずれを、十分に許容することができる嵌合部３１の移動範囲が得られた。
【００７３】
以上のようにして、ロボット３の動作により嵌合部３１を被嵌合部２１に嵌合させた後、ロボット３の動作により、回動調整部材としてのカムボルト２を所定量回動させ、その回動量の調整を行う。
すなわち、前述したように、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する嵌合は嵌合センサ１７によって検出され、コントローラ４は、嵌合センサ１７により嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合したことを検出した場合、その嵌合した状態で、嵌合部３１を回動させることにより、カムボルト２を所定量回動させるように、ロボット３を制御する。
【００７４】
ここで、ロボット３の動作によるカムボルト２の回動量は、嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合した状態におけるカムボルト２の回動角度（回動軸２ａの位置）に基づいて導かれる。つまり、図１２に示すように、カムボルト２における回動角度と回動軸２ａの移動量との関係から、コントローラ４において嵌合した状態の回動軸２ａの位置を割り出し、それに基づいてカムボルト２の回動量を調整する。
具体的には、例えば、図１２に示すようなカムボルト２における回動角度と回動軸２ａの移動量との関係を、コントローラ４に予めマップとして記憶させておき、これに基づいて嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合した状態でのツール１０の（ロボットアーム８の）状態（角度など）から、カムボルト２の回動角度（回動軸２ａの位置）を割り出す。
【００７５】
例えば、図１２に示すように、嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合した状態でのカムボルト２の中央位置に対する角度がθａである場合、その角度θａに対応するグラフ上の点Ｐａから回動軸２ａの位置（中央位置からの距離Ｄａ）を割り出すという具合である。
この回動軸２ａの位置を基準として、周知の計測装置（接触子などを用いて部材間の移動量の計測を行う装置など）により計測されるホイールアライメントの計測値に基づき、所定の目標値を定め、カムボルト２を所定量回動させてサスペンションアーム２５を移動させることにより、ホイールアライメントの調整を行う。
【００７６】
このように、ロボット３の動作を用いてカムボルト２の回動量を調整することにより、別途にカムボルト２の回動量を調整するための装置を用いることなく、シンプルな構成の装置により、ホイールアライメント調整におけるカムボルト２の回動量の調整を行うことができる。
なお、このようなロボット３の動作による嵌合部の被嵌合部に対する嵌合、及びその被嵌合部を有する回動調整部材の回動量の調整は、例えば被嵌合部を構成する部材が通常のボルト等の締結部材である場合も適用することができる。この場合、回動することにより調整される相対的な部材間の変位は、ボルト等の締結部材により締結される部材間、あるいは締結部材とこれにより締結される部材との間の変位となる。
【００７７】
以上のようにして、カムボルト２を所定量回動させ、ホイールアライメントの調整を行った後に、カムボルト２を位置決め固定する。このため、前述したように、ツール１０は、カムボルト２を位置決め固定するためのロックレンチ３６と、このロックレンチ３６を回動させるためのナットランナ４０とを備える。
そして、コントローラ４は、ナットランナ４０を制御することにより、ロックレンチ３６を回動させることで、ロックナット２９を回動させ、所定量回動した後のカムボルト２を位置決め固定させる。
【００７８】
すなわち、ツール１０側のソケット３３とロックレンチ３６とが同軸配置されるとともに、カムボルト２側の被嵌合部２１とロックナット２９とが同軸配置される構成において、ロボット３の移動により、嵌合部３１がカムボルト２の被嵌合部２１に嵌合すると、これにともなってロックレンチ３６もカムボルト２側のロックナット２９に嵌合することとなる（図８（ｃ）参照）。
そして、コントローラ４の制御によりナットランナ４０の駆動軸４０ａが回動されることにより、回動伝達部材３８を介してロックレンチ３６が回動される。これにより、ロックナット２９が回動され、カムボルト２が固定され位置決めされる。
【００７９】
ここで、カムボルト２の被嵌合部２１には、嵌合部３１が嵌合した状態であるため、回動量が調整されたカムボルト２は、ロボットアーム８の姿勢が固定された状態である限りアーム部１０ａ、ハウジング３２及びソケット３３を介して固定された状態となる。つまり、嵌合部３１の被嵌合部２１に対する嵌合が、ロックナット２９の回動に対する反力受け（回り止め）となり、ナットランナ４０によるロックレンチ３６の回動にともなうロックナット２９の回動によってカムボルト２は回動されることなく固定される。
なお、嵌合部３１が被嵌合部２１に嵌合した際のロックレンチ３６の角度状態によっては、ロックレンチ３６がロックナット２９に嵌合せずに当接した状態となる。この場合、ロックレンチ３６は、スプリング３７により付勢されているため、ナットランナ４０により所定量回動されたところで自動的にロックナット２９に嵌合することとなる。
【００８０】
このように、ツール１０にナットランナ４０及びロックレンチ３６を備え、これらによってカムボルト２の位置決め固定を行う構成とすることにより、カムボルト２の回動量の調整を行うに際し、カムボルト２の回動量を調整する作業を行う側と同じ側からの作業によってカムボルト２の位置決め固定を行うことができるので、装置の簡略化が図れる。
【００８１】
また、ツール１０においては、嵌合部３１及びロックレンチ３６を含む部分が、取り替え可能に構成されている。
本実施形態においては、嵌合部３１を構成するソケット３３及びロックレンチ３６を収容するハウジング３２が、ツール１０のアーム部１０ａに対して着脱可能に構成されることにより、嵌合部３１及びロックレンチ３６を含む部分が取り替え可能に構成されている。
【００８２】
具体的には、図６に示すように、ハウジング３２の後端部分には、後方にかけて縮径するテーパ部３２ｃが形成されている。一方、アーム部１０ａ側においては、前記テーパ部３２ｃに沿う漏斗状の嵌合孔１０ｃが設けられている。
これにより、回動伝達部材３８のナットランナ４０の駆動軸４０ａに対する着脱をともない、ソケット３３やロックレンチ３６等を収容するハウジング３２が、アーム部１０ａに対して着脱可能に構成される。なお、ハウジング３２のアーム部１０ａに対する固定は、アーム部１０ａの後側から挿嵌されるボルト等の締結具４８により行われる。
【００８３】
このように、ツール１０の嵌合部３１及びロックレンチ３６を含む部分を取り替え可能な構成とすることにより、例えばホイールアライメント調整を行う車両の種類が異なる場合など、カムボルト２に嵌合するソケット３３の二面幅の切替え等が容易となり、異なる種類の車両に対してそれぞれ専用の装置を用いる必要がなく、装置の汎用性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明に係るホイールアライメント調整装置の全体構成を示す正面図。
【図２】同じく側面図。
【図３】ツールの動きを示す図。
【図４】カム機構を示す図。
【図５】ツールを示す側面図。
【図６】ツールの内部構造を示す側面断面図。
【図７】ツールの支持構成を示す図。
【図８】嵌合部の被嵌合部に対する嵌合の際のツールの動作を模式的に示す説明図。
【図９】ロボットによる探り動作による嵌合部の軌跡などを示す説明図。
【図１０】カムボルトの回動による被嵌合部の位置変化を示す図。
【図１１】ロボットによる位相合わせ動作による嵌合部の軌跡などを示す説明図。
【図１２】カムボルトにおける回動角度と回動軸の移動量との関係を示す図。
【図１３】嵌合部の被嵌合部に対する位置ずれ吸収量の実施例を示す図。
【符号の説明】
【００８５】
１ ホイールアライメント調整装置
２ カムボルト（被嵌合部材、回動調整部材）
２ａ 回動軸
３ ロボット（移動手段）
４ コントローラ（制御手段）
８ ロボットアーム
１０ ツール（嵌合部材、工具装置）
１０ａ アーム部
１６ フローティング部
１７ 嵌合センサ（嵌合検出手段）
２１ 被嵌合部
２９ ロックナット（位置決め部材）
３１ 嵌合部
３２ ハウジング
３３ ソケット
３６ ロックレンチ（回動固定部材）
４０ ナットランナ（回動駆動手段）
５０ 中心位置
５２ 探り軌跡
５４ 軸軌跡
【特許請求の範囲】
【請求項１】
嵌合部を有する嵌合部材を、自動的に動作する移動手段により、前記嵌合部が弾性変位可能となるように支持し、前記嵌合部材を前記移動手段によって移動させることにより、前記嵌合部を被嵌合部材の被嵌合部に嵌合させる自動嵌合方法であって、
前記移動手段による動作は、
前記嵌合部を、前記被嵌合部に付勢当接させた状態で、前記嵌合部の前記被嵌合部に対する嵌合方向に垂直な面である移動面上にて、前記弾性変位を含め略円状あるいは略楕円状の探り軌跡を描くように移動させる探り動作を含むことを特徴とする自動嵌合方法。
【請求項２】
請求項１に記載の自動嵌合方法を用いた回動量調整方法であって、
前記被嵌合部材は、回動することにより相対的な部材間の変位が調整される回動調整部材であり、
前記嵌合部が前記被嵌合部に嵌合した後、前記移動手段の動作により、前記回動調整部材を所定量回動させることを特徴とする回動量調整方法。
【請求項３】
前記回動調整部材は、偏心した位置に回動軸を有するとともに該回動軸に対応する位置に前記被嵌合部を有し、その回動により前記被嵌合部の位置を所定の経路に沿って移動させるものであり、
前記移動手段による動作は、
前記探り動作の前記移動面における角度を、前記嵌合部と前記被嵌合部との嵌合形状に対応する所定角度変化させるとともに、前記探り軌跡の中心位置を、前記所定の経路に対応する軸軌跡上を前記回動軸の偏心度合いに対応する所定距離移動させる位相合わせ動作を含み、
前記探り動作と、前記位相合わせ動作とを、前記嵌合部が前記被嵌合部に嵌合するまで繰り返し連続的に行わせることを特徴とする請求項２に記載の回動量調整方法。
【請求項４】
回動することにより相対的な部材間の変位が調整される回動調整部材を所定量回動させる回動量調整装置であって、
前記回動調整部材に嵌合する嵌合部を有する工具装置と、前記工具装置を前記嵌合部が弾性変位可能となるように支持するとともに自動的に移動させる移動手段と、前記移動手段の動作を制御する制御手段と、前記嵌合部が前記回動調整部材の被嵌合部に嵌合したことを検出する嵌合検出手段と、を備え、
前記移動手段による動作は、
前記嵌合部を、前記被嵌合部に付勢当接させた状態で、前記嵌合部の前記被嵌合部に対する嵌合方向に垂直な面である移動面上にて、前記弾性変位を含め略円状あるいは略楕円状の探り軌跡を描くように移動させる探り動作を含み、
前記制御手段は、
前記嵌合検出手段により前記嵌合部が前記被嵌合部に嵌合したことを検出した場合、該嵌合した状態で、前記嵌合部を回動させることにより前記回動調整部材を所定量回動させるように、前記移動手段を制御することを特徴とする回動量調整装置。
【請求項５】
前記回動調整部材は、偏心した位置に回動軸有するとともに該回動軸に対応する位置に前記被嵌合部を有し、その回動により前記被嵌合部の位置を所定の経路に沿って移動させるものであり、
前記移動手段による動作は、
前記探り動作の前記移動面における角度を、前記嵌合部と前記被嵌合部との嵌合形状に対応する所定角度変化させるとともに、前記探り軌跡の中心位置を、前記所定の経路に対応する軸軌跡上を前記回動軸の偏心度合いに対応する所定距離移動させる位相合わせ動作を含み、
前記制御手段は、
前記探り動作と、前記位相合わせ動作とを、前記嵌合部が前記被嵌合部に嵌合するまで繰り返し連続的に行わせるように、前記移動手段を制御することを特徴とする請求項４に記載の回動量調整装置。
【請求項６】
前記工具装置は、
前記回動調整部材を位置決め固定するための位置決め部材を回動させて固定する回動固定部材と、前記回動固定部材を回動させる回動駆動手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記回動駆動手段を制御することにより、前記回動固定部材を回動させることで、前記位置決め部材を回動させ、前記所定量回動した後の前記回動調整部材を位置決め固定させることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の回動量調整装置。
【請求項７】
前記工具装置は、
前記嵌合部及び前記回動固定部材を含む部分が、取り替え可能に構成されることを特徴とする請求項４〜６のいずれかの項に記載の回動量調整装置。
【請求項１】
嵌合部を有する嵌合部材を、自動的に動作する移動手段により、前記嵌合部が弾性変位可能となるように支持し、前記嵌合部材を前記移動手段によって移動させることにより、前記嵌合部を被嵌合部材の被嵌合部に嵌合させる自動嵌合方法であって、
前記移動手段による動作は、
前記嵌合部を、前記被嵌合部に付勢当接させた状態で、前記嵌合部の前記被嵌合部に対する嵌合方向に垂直な面である移動面上にて、前記弾性変位を含め略円状あるいは略楕円状の探り軌跡を描くように移動させる探り動作を含むことを特徴とする自動嵌合方法。
【請求項２】
請求項１に記載の自動嵌合方法を用いた回動量調整方法であって、
前記被嵌合部材は、回動することにより相対的な部材間の変位が調整される回動調整部材であり、
前記嵌合部が前記被嵌合部に嵌合した後、前記移動手段の動作により、前記回動調整部材を所定量回動させることを特徴とする回動量調整方法。
【請求項３】
前記回動調整部材は、偏心した位置に回動軸を有するとともに該回動軸に対応する位置に前記被嵌合部を有し、その回動により前記被嵌合部の位置を所定の経路に沿って移動させるものであり、
前記移動手段による動作は、
前記探り動作の前記移動面における角度を、前記嵌合部と前記被嵌合部との嵌合形状に対応する所定角度変化させるとともに、前記探り軌跡の中心位置を、前記所定の経路に対応する軸軌跡上を前記回動軸の偏心度合いに対応する所定距離移動させる位相合わせ動作を含み、
前記探り動作と、前記位相合わせ動作とを、前記嵌合部が前記被嵌合部に嵌合するまで繰り返し連続的に行わせることを特徴とする請求項２に記載の回動量調整方法。
【請求項４】
回動することにより相対的な部材間の変位が調整される回動調整部材を所定量回動させる回動量調整装置であって、
前記回動調整部材に嵌合する嵌合部を有する工具装置と、前記工具装置を前記嵌合部が弾性変位可能となるように支持するとともに自動的に移動させる移動手段と、前記移動手段の動作を制御する制御手段と、前記嵌合部が前記回動調整部材の被嵌合部に嵌合したことを検出する嵌合検出手段と、を備え、
前記移動手段による動作は、
前記嵌合部を、前記被嵌合部に付勢当接させた状態で、前記嵌合部の前記被嵌合部に対する嵌合方向に垂直な面である移動面上にて、前記弾性変位を含め略円状あるいは略楕円状の探り軌跡を描くように移動させる探り動作を含み、
前記制御手段は、
前記嵌合検出手段により前記嵌合部が前記被嵌合部に嵌合したことを検出した場合、該嵌合した状態で、前記嵌合部を回動させることにより前記回動調整部材を所定量回動させるように、前記移動手段を制御することを特徴とする回動量調整装置。
【請求項５】
前記回動調整部材は、偏心した位置に回動軸有するとともに該回動軸に対応する位置に前記被嵌合部を有し、その回動により前記被嵌合部の位置を所定の経路に沿って移動させるものであり、
前記移動手段による動作は、
前記探り動作の前記移動面における角度を、前記嵌合部と前記被嵌合部との嵌合形状に対応する所定角度変化させるとともに、前記探り軌跡の中心位置を、前記所定の経路に対応する軸軌跡上を前記回動軸の偏心度合いに対応する所定距離移動させる位相合わせ動作を含み、
前記制御手段は、
前記探り動作と、前記位相合わせ動作とを、前記嵌合部が前記被嵌合部に嵌合するまで繰り返し連続的に行わせるように、前記移動手段を制御することを特徴とする請求項４に記載の回動量調整装置。
【請求項６】
前記工具装置は、
前記回動調整部材を位置決め固定するための位置決め部材を回動させて固定する回動固定部材と、前記回動固定部材を回動させる回動駆動手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記回動駆動手段を制御することにより、前記回動固定部材を回動させることで、前記位置決め部材を回動させ、前記所定量回動した後の前記回動調整部材を位置決め固定させることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の回動量調整装置。
【請求項７】
前記工具装置は、
前記嵌合部及び前記回動固定部材を含む部分が、取り替え可能に構成されることを特徴とする請求項４〜６のいずれかの項に記載の回動量調整装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−３２６１７１（Ｐ２００７−３２６１７１Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５８８８８（Ｐ２００６−１５８８８８）
【出願日】平成１８年６月７日（２００６．６．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１９１３５３）新明工業株式会社 (75)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月７日（２００６．６．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１９１３５３）新明工業株式会社 (75)
【Ｆターム（参考）】
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