JPH0829731B2 - 自動スペアタイヤ車載装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、スペアタイヤをトランクルーム内に自動的
に搬送する装置にあって、特に、車高や車体の傾きに応
じて搬送経路を自動的に補正することが可能な自動スペ
アタイヤ車載装置に関する。

（従来の技術） 一般に、自動車にはタイヤがパンクした場合等に、パ
ンクしたタイヤの代りに使用されるスペアタイヤが車載
されている。

従来、このスペアタイヤは、車両を組立る際に例えば
トランクルーム内に収容されており、このような作業
は、収容位置に対して所定の搬送経路で移動する搬送機
構によって行なわれている場合がある。

この搬送機構は、スペアタイヤを掴むハンドと、この
ハンドを移動させる移動部材等から成り、例えばスラッ
トコンベアで搬送される車体に同期して作動するように
なっている。この搬送機構は、予め組立られたスペアタ
イヤがそのスラットコンベアに対する所定位置にセット
され、車体が所定位置に搬送されると、ハンドによりス
ペアタイヤを掴み、これをトランクルーム内の所定の車
載位置に搬送し、自動的にスペアタイヤを車載するよう
になっている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、最近の乗用車には、サスペンションの堅さ
を調節する機能が付加されたものがあり、特にこのよう
な機能が付加された車両は、同一車種にもかかわらず車
高が異なったり、車体が任意の方向に傾いたまま搬送さ
れることがある。このように車高が変化した場合や、車
体が傾いている場合等には、スペアタイヤの車載位置が
変化することになり、又、搬送経路がトランクリッド等
と干渉する場合もあるので、従来の搬送機構ではスペア
タイヤを車載することができなくなる場合があった。従
来、このような場合には、人手によってスペアタイヤを
車載させていたので、生産性が低下する等の問題が生じ
ていた。

本発明は、このような従来の問題点を解決するために
成されたものであり、車高や車体の傾きに応じて搬送経
路を自動的に補正することが可能な自動スペアタイヤ車
載装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明では、スペアタイヤ
を把持する把持手段と、当該把持手段の端部に回動自在
に離間配置して設けられた複数の測定子と、当該複数の
測定子のそれぞれの回動角度を検出する角度検出手段
と、前記複数の測定子が前記車体の上方から接触される
ように前記把持手段を所定の位置に移動させ、それぞれ
の測定子の回動角度から当該車体の車高及び傾斜を測定
する測定手段と、当該測定手段の測定結果から、予め教
示されている前記把持手段の搬送位置データを補正する
補正手段とを有することを特徴とする。

（作用） 上記のように構成された本発明は、以下のように作用
する。

複数の測定子が前記車体の上方から接触されると、そ
れぞれの測定子の回動角度から当該車体の車高及び傾斜
を測定することができる。補正手段では、予め教示され
ている前記把持手段の搬送位置データを補正する。この
ような補正が行なわれることによって、スペアタイヤの
車載作業を、搬送されてくる車体の車高の相違や傾斜の
有無に応じて柔軟に行なうことができる。

たとえば、車高が変化した場合には、この変化に応じ
てそれぞれの測定子の角度も変化し、基準の車高で教示
した把持手段の搬送位置データは、測定された車高に応
じて補正される。また、車両が傾いている場合にも、こ
の傾斜に応じてそれぞれの測定子の角度も変化し、基準
の傾斜（通常は水平）で教示した把持手段の搬送位置デ
ータは、測定された車高に応じて補正される。

（実施例） 以下に、本発明に係る自動スペアタイヤ車載装置を図
面に基づいて詳細に説明する。

第１図、第２図は、本発明に係る自動スペアタイヤ車
載装置の外観図であり、第３図は、本発明に係る自動ス
ペアタイヤ車載装置によってスペアタイヤを搬送する様
子を示した図である。又、第４図、第５図は、第１図に
示すロボットのハンドの外観図であり、第６図は、本発
明に係る自動スペアタイヤ車載装置の制御系の概略構成
図である。さらに、第７図には、その制御系の動作フロ
ーチャートが示されている。

第１図、第２図には、スペアタイヤを搭載する車両の
車高及び傾きに応じてスペアタイヤを搬送するハンドの
搬送経路を補正することが可能な自動スペアタイヤ車載
装置の外観図が示されている。尚、第１図はその自動ス
ペアタイヤ車載装置の側面図であり、第２図は平面図で
ある。

図示するように、この自動スペアタイヤ車載装置に
は、スラットコンベア１によって搬送される車体２のト
ランクルーム内にスペアタイヤ３を搬送するロボット４
が備えられている。

車体２は、図示するように、スペアタイヤ３を収容す
ることができるように、トランクリッド５を開放した状
態でスラットコンベア１により搬送されるようになって
いる。

このロボット４は、いわゆる多関節型ロボットであ
り、図示省略する複数のアーム駆動モータによってアー
ムの先端部に取付けられたハンド６を自在に移動させる
ことができる。

又、このロボット４は、スラットコンベア１の動作に
同期して車体２を追従するようになっている。

ロボット４の胴部７は、第２図に示すようにスラット
コンベア１に並列配置されたスライダー８に取付けられ
ている。このスライダー８は、図示省略するする追従モ
ータによって、スラットコンベア１によって搬送される
車体２に同期し、スラットコンベア１に対して並行移動
するようになっており、これによってロボット４は車体
２に追従するようになっている。

さらに、スラットコンベア１には、そのようなロボッ
ト４の追従動作を開始させるための追従開始センサ12が
取付けられており、この追従開始センサ12は、車体が通
過した際にONするようになっている。

さらに、ロボット４の外側には、スペアタイヤ３をロ
ボット４のハンド６が掴む所定位置に搬送するスペアタ
イヤ搬送装置９が配置されている。

このスペアタイヤ搬送装置９は、図示するように、作
業者が載置する位置Ａからロボット４のハンド６が掴む
位置Ｂにスペアタイヤ３をローラ10によって搬送する。
位置Ｂには、搬送されたスペアタイヤ３を正確に位置決
めする位置決め装置11が備えられている。

そして、このスペアタイヤ搬送装置９によって位置Ｂ
に搬送されたスペアタイヤ３は、ロボット４のハンド６
によって掴み上げられ、第３図に示すようにハンド６の
先端部を先頭にして車体２のトランクルーム内に搬送さ
れるようになっている。

ここで、ロボット４のハンド６は、第４図、第５図に
示すように、トランクリッド５に干渉しないように厚さ
が薄くなるように工夫されている。尚、第４図は、スペ
アタイヤ３を掴むハンド６の平面図であり、第５図は、
その側面図である。

第４図に示すように、ハンド６は、ロボット４のアー
ム先端部に形成されたブラケット20に取付けられてい
る。

このブラケット20には、２枚のプレートを夫々のシリ
ンダ21により連結して平行に配置させて成るフレーム22
が取付けられている。

このフレーム22の両外側には、そのシリンダ21のロッ
ド23が接続された移動プレート24が、そのロッド23と、
フレーム22に移動自在に支持された従動ロッド25とによ
って支持されている。

そして、この移動プレート24には、スペアタイヤ３の
外周に当接する爪26が取付けられており、この爪26は、
シリンダ21のロッド23が引込移動することによって、ス
ペアタイヤ３の外周に当接し、これを掴むようになって
いる。

又、ハンド６の中央部には、夫々の従動ロッド25に形
成されたラックギア27に噛み合うピニオンギア28が取付
けられており、このピニオンギア28は、夫々のシリンダ
21の駆動力を均一にかつ確実に夫々の爪26に伝達させて
いる。

さらに、フレーム22には、スペアタイヤ３の有無を検
出するスペアタイヤ有無センサ29が取付けられている。
このスペアタイヤ有無センサ29は、いわゆる光電センサ
であり、投光した光が反対側のプレートに取付けられた
反射ミラー30によって反射され受光した場合には、スペ
アタイヤ３がこれらの間に存在せず、スペアタイヤ３を
ハンド６が掴んでいないことを検出することができる。

又、フレーム22の先端部つまりハンド６の先端部に
は、フレーム22に対して上下方向に回動自在に測定子31
が取付られている。測定子31は、一方の端部がフレーム
22よりも突出し、他端には、歯車32が形成されている。
そして、この歯車32の中心部が軸33によりフレーム22に
軸支されており、測定子31はこの軸33を中心軸として回
動するようになっている。

さらに、フレーム22には、その測定子31の回動角度を
検出するポテンショメータ34が取付けられている。ポテ
ンショメータ34の入力軸には、歯車32に噛合う歯車35が
取付けられており、この入力軸が測定子31の回動に応じ
て回転することによって、ポンショメータ34は、測定子
31の回動角度を検出することができる。尚、測定子31
は、第５図に示すようにスプリング36によって弾撥力を
受け、所定位置に戻るようになっている。

そして、フレーム22,移動プレート24の厚みは、同図
に示すように、シリンダ21の厚みに合わせられており、
ハンド６全体の厚みが薄くなるように工夫されている。

このように構成されたハンド６が先端部に取付けられ
たロボット4,スライダー８及びスペアタイヤ搬送装置９
は、第６図に示す制御装置40によって制御される。

図示するように、制御装置40には、前記スペアタイヤ
搬送装置９の動作を制御する総括制御部が備えられてい
る。その総括制御部41は、前記ローラ10及び位置決め装
置11を作動させる作動部材を制御し、スペアタイヤ３を
自動的に所定の位置Ｂに搬送させるようになっている。

又、この総括制御部41は、スラットコンベア１に取付
けられた追従開始センサ12からの信号を入力するように
なっている。総括制御部41は、追従開始センサ12がONす
ると、コントローラ42及び駆動部43を作動させ、スラッ
トコンベア１の移動速度を検出するためのエンコーダ44
と、スライダー８の移動速度を検出するためのエンコー
ダ45とに基づいて、スライダー８がスラットコンベア１
の移動速度と同速度で移動するように追従モータ46を駆
動し、ロボット４を車体２に追従させる。同時に、総括
制御部41は、予めスペアタイヤ３を掴んでいるハンド６
を、車体２のトランクルーム内の所定車載位置に搬送さ
せる搬送信号を後述するロボット制御部50に出力するよ
うになっている。

コントローラ42は、スラットコンベア１を駆動するモ
ータの回転数を検出するエンコーダ44と、スライダー８
を駆動する追従モータ46の回転数を検出するエンコーダ
45とに接続され、夫々の回転数に基づいて、スラットコ
ンベア１とスライダー８との夫々の移動速度を検出し、
速度差がなくなるように追従モータ46を加速又は減速さ
せる信号を駆動部43に出力するようになっている。この
信号を入力した駆動部43は、印加する電圧を調節し、追
従モータ46をその信号に従って加減速させる。

又、総括制御部41には、この自動スペアタイヤ車載装
置を作動、停止させる等の各種制御に関するスイッチが
配設された主操作盤47、非常時にONされる非常停止スイ
ッチ48及び運転状態を表示する運転モード灯49が接続さ
れている。そして、総括制御部41は、それらのスイッチ
のON,OFF状態に応じて各種制御を行なうと共に、この制
御に応じた運転状態を運転モード灯49により表示させる
ようになっている。

さらに、この制御装置40には、ロボット４の各アーム
とハンド６とを制御するロボット制御部50が備えられて
いる。ロボット制御部50は、ハンド６のシリンダ21を作
動させる電磁弁54を駆動するようになっている。この電
磁弁54は、ONされると、爪26が移動してスペアタイヤ３
を掴み、OFFされると開放するようになっている。

又、ロボット制御部50には、前記スペアタイヤ有無セ
ンサ29が接続されており、ロボット制御部50は、スペア
タイヤ３を搬送中にこのスペアタイヤ有無センサ29がON
した場合には、ロボット４を非常停止させるようになっ
ている。

さらに、このロボット制御部50は、ロボット４の各ア
ームの夫々の位置を検出する各アームエンコーダ51に基
づいて、各アームを夫々駆動する各アーム駆動モータ52
を駆動制御し、ハンド６を所定の搬送経路で移動させる
ようになっている。

ロボット制御部50には、予めハンド６を車体２のトラ
ンクルーム内に移動させる搬送経路の各アームの位置デ
ータが内部メモリに格納されている。この位置データ
は、各アームエンコーダ51から入力する信号に対応する
データであり、ロボット制御部50は、この位置データに
基づいて各アーム駆動モータ52を駆動し、各アームエン
コーダ51によりフィードバック制御しつつ各アームをそ
の位置データに従って移動させるようになっている。つ
まり、ハンド６はその位置データに応じて所定の搬送経
路で搬送されるようになっている。

又、ロボット制御部50には、前記夫々のポテンショメ
ータ34によって検出される測定子31の回動角度を入力す
るデータ補正部53が接続されている。このデータ補正部
53は、夫々の測定子31の角度を予め設定された基準角度
と比較し、これにより得られる角度差に応じて前記位置
データを補正するようになっている。

ロボット制御部50は、総括制御部41から前記搬送信号
を入力すると、前記夫々の測定子31を車体の端部、具体
的にはトランクルームの後縁部に車体上方から当接させ
る所定の位置にハンド６を搬送させる。この時、ハンド
６の位置に対して車高が基準高さであり、かつ車体が傾
斜していない場合には、夫々の測定子31の角度は前記基
準角度に一致することになる。ところが、車高が基準高
さでない場合には、夫々の測定子31の角度はその基準角
度とは一致せず、一定の角度差が生じる。又、車体が傾
斜していた場合には、夫々異なる角度差が生じることに
なる。これらの場合には、データ補正部53は、夫々の角
度差に応じて前記位置データを補正し、その車高又は車
体の傾斜に応じたハンド６の搬送経路を形成するように
なっている。つまり、このデータ補正部53は、車体２の
状態に応じてスペアタイヤ３が搬送される搬送経路を補
正し、ハンド６やスペアタイヤ３が車体2,トランクリッ
ド５等に干渉しない搬送経路の位置データを形成するよ
うになっている。

さらに、ロボット制御部50には、ロボット４の動作を
設定するいわゆるティーチングを行なうための教示操作
盤55が接続可能になっており、この教示操作盤55によっ
てティーチングが行なわれると、前記位置データが再設
定され、ロボット４の動作を設定し直すことができるよ
うになっている。

そして、このように構成された制御系によって、この
自動スペアタイヤ車載装置は、第７図に示す動作フロー
チャートに基づいて、車体２の車高及び傾きに応じてス
ペアタイヤ３を搬送するハンド６の搬送経路を補正す
る。尚、始動時には、ロボット４のハンド６は、スペア
タイヤ搬送装置９の位置Ｂに位置しているものとする。

まず、主操作盤47が操作され、作動を指示するスイッ
チがONされると、総括制御部41は、スペアタイヤ３を掴
ませる信号をロボット制御部50に出力する。この信号を
入力したロボット制御部50は、電磁弁54をONし、爪26で
スペアタイヤ３を掴ませる。

そして、総括制御部41は、追従開始センサ12がONし、
車体が追従開始センサ12を通過するまで待機する（ステ
ップ１）。

追従開始センサ12がONすると、総括制御部41は、コン
トローラ42及び駆動部43を作動させ、エンコーダ44及び
45に基づいて、追従モータ46の回転を加減速制御し、ス
ライダー８の移動速度を車体２の移動速度に合せて、ロ
ボット４を車体２に追従させる。同時に、総括制御部41
は、ロボット制御部50に搬送信号を出力する。この搬送
信号を入力したロボット制御部50は、予め設定された位
置データに従って、各アームエンコーダ51によりフィー
ドバック制御しつつ、各アーム駆動モータ52を駆動し、
夫々の測定子31をトランクルームの後縁部に車体上方か
ら当接させる位置にハンド６を搬送させる（ステップ
２）。

これにより、夫々のポテンショメータ34が測定子31の
回動に応じて作動し、データ補正部53は、測定子31の回
動角度を入力する（ステップ３）。

そして、データ補正部53は、夫々の測定子31の角度を
予め設定された基準角度と比較して、これにより得られ
る角度差に応じて前記位置データを補正し、ハンド６又
はスペアタイヤ３が車体2,トランクリッド５等に干渉し
ない搬送経路の位置データを形成する（ステップ４）。

すると、ロボット制御部50は、この位置データに従っ
て、各アームエンコーダ51によりフィードバック制御し
つつ、各アーム駆動モータ52を駆動し、ハンド６をトラ
ンクルーム内の所定車載位置に搬送する。そして、ロボ
ット制御部50は、電磁弁54をOFFし、爪26を開放するこ
とによって、スペアタイヤ３を車載完了させ、搬送経路
の逆経路によってハンド６をスペアタイヤ搬送装置９の
位置Ｂに戻す（ステップ５）。

したがって、車体２の車高や傾斜の状態に応じてハン
ド６の搬送経路が自動的に補正されるので、搬送中にス
ペアタイヤ３やハンド６がトランクリッド５等に干渉す
ることなく、確実にスペアタイヤ３を所定車載位置に搬
送することができるようになる。

（発明の効果） 以上の説明により明らかなように、本発明にあっては
以下のような効果を奏す。

車体の状態に応じてハンドの搬送経路が自動的に補正
されるので、常に確実にスペアタイヤを所定車載位置に
搬送することができ、生産性が低下することがなくな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明に係る自動スペアタイヤ車載装
置の外観図、第３図は本発明に係る自動スペアタイヤ車
載装置によってスペアタイヤを搬送する様子を示した
図、第４図、第５図は第１図に示すロボットのハンドの
外観図、第６図は本発明に係る自動スペアタイヤ車載装
置の制御系の概略構成図、第７図はその制御系の動作フ
ローチャートである。 ２……車体、３……スペアタイヤ、４……ロボット、６
……ハンド（把持手段）、31……測定子、34……ポテン
ショメータ（角度検出手段）、40……制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スペアタイヤを把持する把持手段と、 当該把持手段の端部に回動自在に離間配置して設けられ
   た複数の測定子と、 当該複数の測定子のそれぞれの回動角度を検出する角度
   検出手段と、 前記複数の測定子が前記車体の上方から接触されるよう
   に前記把持手段を所定の位置に移動させ、それぞれの測
   定子の回動角度から当該車体の車高及び傾斜を測定する
   測定手段と、 当該測定手段の測定結果から、予め教示されている前記
   把持手段の搬送位置データを補正する補正手段とを有す
   ることを特徴とする自動スペアタイヤ車載装置。