特許 7252864 スタッドピン打ち込み装置及びスタッドタイヤの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-28

(45)【発行日】2023-04-05

(54)【発明の名称】スタッドピン打ち込み装置及びスタッドタイヤの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29D 30/06 20060101AFI20230329BHJP

   B60C 11/16 20060101ALN20230329BHJP

【ＦＩ】

B29D30/06

B60C11/16 E

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019157903

(22)【出願日】2019-08-30

(65)【公開番号】P2021035735

(43)【公開日】2021-03-04

【審査請求日】2022-06-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000003148

【氏名又は名称】ＴＯＹＯ ＴＩＲＥ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】橋本 一彦

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 勝治

【審査官】赤澤 高之

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／０４７７５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０７０３７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭５５－１７０１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０８７８５０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｄ ３０／００－ ３０／７２

Ｂ６０Ｃ １／００－ １９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タイヤのピン孔に向けてスタッドピンをガイドするガイド部と、
前記スタッドピンを押圧して前記ピン孔に打ち込む押圧部と、
前記押圧部を移動させるアクチュエータと、を備え、
前記押圧部は、力覚センサを介して前記アクチュエータに取り付けられているスタッドピン打ち込み装置

【請求項2】

タイヤのピン孔に向けてスタッドピンをガイドするガイド部と、前記スタッドピンを押圧して前記ピン孔に打ち込む押圧部と、を有する打ち込みヘッドと、
前記打ち込みヘッドを移動させるアクチュエータと、を備え、
前記打ち込みヘッドは、力覚センサを介して前記アクチュエータに取り付けられているスタッドピン打ち込み装置。

【請求項3】

前記力覚センサが前記押圧部と機械的に接続されている請求項１または２に記載のスタッドピン打ち込み装置。

【請求項4】

前記アクチュエータを駆動するサーボモータの推力によって前記押圧部が前記スタッドピンを押圧するように構成されている請求項１～３いずれか１項に記載のスタッドピン打ち込み装置。

【請求項5】

前記ガイド部が前記押圧部と弾性的に接続されている請求項１～４いずれか１項に記載のスタッドピン打ち込み装置。

【請求項6】

タイヤのピン孔にスタッドピンを打ち込むことによりスタッドタイヤを製造するスタッドタイヤの製造方法であって、
力覚センサを介してアクチュエータに取り付けられた押圧部を前記アクチュエータで移動させ、ガイド部で前記スタッドピンをガイドしながら前記押圧部で前記スタッドピンを押圧して前記ピン孔に打ち込む工程を備え、
前記力覚センサの検出値に基づいて前記押圧部の姿勢を変化させるように前記アクチュエータを制御することを特徴とするスタッドタイヤの製造方法。

【請求項7】

タイヤのピン孔にスタッドピンを打ち込むことによりスタッドタイヤを製造するスタッドタイヤの製造方法であって、
ガイド部と押圧部とを有し且つ力覚センサを介してアクチュエータに取り付けられた打ち込みヘッドを前記アクチュエータで移動させ、前記ガイド部で前記スタッドピンをガイドしながら前記押圧部で前記スタッドピンを押圧して前記ピン孔に打ち込む工程を備え、
前記力覚センサの検出値に基づいて前記押圧部の姿勢を変化させるように前記アクチュエータを制御することを特徴とするスタッドタイヤの製造方法。

【請求項8】

前記力覚センサが前記押圧部と機械的に接続されている請求項６または７に記載のスタッドタイヤの製造方法。

【請求項9】

前記アクチュエータを駆動するサーボモータの推力によって前記押圧部が前記スタッドピンを押圧する請求項６～８いずれか１項に記載のスタッドタイヤの製造方法。

【請求項10】

前記スタッドピンを前記ピン孔に打ち込む際に、前記押圧部と弾性的に接続された前記ガイド部を前記タイヤに接触させる、請求項６～９いずれか１項に記載のスタッドタイヤの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タイヤのピン孔にスタッドピンを打ち込むためのスタッドピン打ち込み装置と、タイヤのピン孔にスタッドピンを打ち込む工程を含むスタッドタイヤの製造方法とに関する。

【背景技術】

【0002】

トレッド面にスタッドピンが打ち込まれた空気入りタイヤは、スタッドタイヤ（またはスパイクタイヤ）と称され、主として氷雪路での走行に供される。かかるスタッドタイヤは、加硫済みタイヤのトレッド面に設けられた多数のピン孔にスタッドピンを打ち込むことにより製造される。一般に、スタッドピンを打ち込む工程では、所定の空気圧により駆動される空圧式のスタッドガンが用いられる（例えば、特許文献１）。

【0003】

タイヤのピン孔は、その向きや内面形状が設計通りになっていないなど、変則的な形状を有している場合がある。空圧式のスタッドガンは、そのようなピン孔の状態に関係なく、常にスタッドピンを所定の方向に圧入しようとするため、打ち込み動作の精度が低下し、スタッドピンの突出高さに影響を及ぼすことがある。突出高さに過不足を生じると、たとえ修正が可能であっても、手直し作業の手間によって生産性が阻害される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１５／０８７８５０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、スタッドピンを精度良くピン孔に打ち込むことができるスタッドピン打ち込み装置及びスタッドタイヤの製造方法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】

【0006】

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係るスタッドピン打ち込み装置は、タイヤのピン孔に向けてスタッドピンをガイドするガイド部と、前記スタッドピンを押圧して前記ピン孔に打ち込む押圧部と、前記押圧部を移動させるアクチュエータと、を備え、前記押圧部は、力覚センサを介して前記アクチュエータに取り付けられているものである。

【0007】

この装置によれば、押圧部でスタッドピンを押圧してピン孔に打ち込む際に、その押圧部に作用する力やモーメントを力覚センサで検出し、その検出値に基づいて押圧部の姿勢を変化させることができる。このため、ピン孔が変則的な形状を有する場合であっても、スタッドピンを精度良くピン孔に打ち込むことができる。

【0008】

また、本発明に係る別のスタッドピン打ち込み装置は、タイヤのピン孔に向けてスタッドピンをガイドするガイド部と、前記スタッドピンを押圧して前記ピン孔に打ち込む押圧部と、を有する打ち込みヘッドと、前記打ち込みヘッドを移動させるアクチュエータと、を備え、前記打ち込みヘッドは、力覚センサを介して前記アクチュエータに取り付けられているものである。

【0009】

この装置によれば、打ち込みヘッドの押圧部でスタッドピンを押圧してピン孔に打ち込む際に、その押圧部に作用する力やモーメントを力覚センサで検出し、その検出値に基づいて押圧部の姿勢を変化させることができる。このため、ピン孔が変則的な形状を有する場合であっても、スタッドピンを精度良くピン孔に打ち込むことができる。

【0010】

前記力覚センサが前記押圧部と機械的に接続されていることが好ましい。かかる構成によれば、押圧部を介してピン孔に対するスタッドピンの姿勢を精度良く制御することができる。

【0011】

前記アクチュエータを駆動するサーボモータの推力によって前記押圧部が前記スタッドピンを押圧するように構成されていることが好ましい。かかる構成によれば、スタッドピンを押圧する力を加減できるため、押圧部の姿勢を変化させてスタッドピンを打ち込むうえで有用である。これに対し、空気圧でスタッドピンを押圧する空圧式のスタッドガンでは、スタッドピンを押圧する力を加減することが難しい。

【0012】

前記ガイド部が前記押圧部と弾性的に接続されていることが好ましい。かかる構成によれば、ガイド部をタイヤに接触させた際に力覚センサに及ぼす影響が抑えられるため、押圧部に作用する力やモーメントを精度良く検出できる。

【0013】

また、本発明に係るスタッドタイヤの製造方法は、タイヤのピン孔にスタッドピンを打ち込むことによりスタッドタイヤを製造するスタッドタイヤの製造方法であって、力覚センサを介してアクチュエータに取り付けられた押圧部を前記アクチュエータで移動させ、ガイド部で前記スタッドピンをガイドしながら前記押圧部で前記スタッドピンを押圧して前記ピン孔に打ち込む工程を備え、前記力覚センサの検出値に基づいて前記押圧部の姿勢を変化させるように前記アクチュエータを制御するものである。

【0014】

この方法によれば、押圧部でスタッドピンを押圧してピン孔に打ち込む際に、その押圧部に作用する力やモーメントを力覚センサで検出し、その検出値に基づいて押圧部の姿勢を変化させることができる。このため、ピン孔が変則的な形状を有する場合であっても、スタッドピンを精度良くピン孔に打ち込むことができる。

【0015】

また、本発明に係る別のスタッドタイヤの製造方法は、タイヤのピン孔にスタッドピンを打ち込むことによりスタッドタイヤを製造するスタッドタイヤの製造方法であって、ガイド部と押圧部とを有し且つ力覚センサを介してアクチュエータに取り付けられた打ち込みヘッドを前記アクチュエータで移動させ、前記ガイド部で前記スタッドピンをガイドしながら前記押圧部で前記スタッドピンを押圧して前記ピン孔に打ち込む工程を備え、前記力覚センサの検出値に基づいて前記押圧部の姿勢を変化させるように前記アクチュエータを制御するものである。

【0016】

この方法によれば、打ち込みヘッドの押圧部でスタッドピンを押圧してピン孔に打ち込む際に、その押圧部に作用する力やモーメントを力覚センサで検出し、その検出値に基づいて押圧部の姿勢を変化させることができる。このため、ピン孔が変則的な形状を有する場合であっても、スタッドピンを精度良くピン孔に打ち込むことができる。

【0017】

前記力覚センサが前記押圧部と機械的に接続されていることが好ましい。かかる方法によれば、押圧部を介してピン孔に対するスタッドピンの姿勢を精度良く制御することができる。

【0018】

前記アクチュエータを駆動するサーボモータの推力によって前記押圧部が前記スタッドピンを押圧することが好ましい。かかる方法によれば、スタッドピンを押圧する力を加減できるため、押圧部の姿勢を変化させてスタッドピンを打ち込むうえで有用である。

【0019】

前記スタッドピンを前記ピン孔に打ち込む際に、前記押圧部と弾性的に接続された前記ガイド部を前記タイヤに接触させることが好ましい。ガイド部が押圧部と弾性的に接続されていることにより、ガイド部をタイヤに接触させた際に力覚センサに及ぼす影響が抑えられ、押圧部に作用する力やモーメントを精度良く検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明に係るスタッドピン打ち込み装置の一例を示す側面図

【図2】スタッドピン打ち込み装置の平面図

【図3】打ち込みヘッドの正面視断面図

【図4】打ち込みヘッドの側面視断面図

【図5】ピン孔に打ち込まれたスタッドピンを示す図

【図6】スタッドピン打ち込み装置の制御システムの構成を示すブロック図

【図7】スタッドピンの打ち込み動作を説明する図

【図8】押圧部の姿勢変化の一例を示す模式図

【図9】スタッドピンの打ち込み動作を説明する図

【図10】スタッドピンの打ち込み動作を説明する図

【図11】打ち込みヘッドの変形例を示す正面視断面図

【図12】打ち込みヘッドの変形例を示す正面視断面図

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

【0022】

図１は、本発明に係るスタッドピン打ち込み装置の一例を示す側面図である。図２は、そのスタッドピン打ち込み装置の平面図である。図１，２に示すように、スタッドピン打ち込み装置１０（以下、単に「打ち込み装置１０」と呼ぶ場合がある）は、ガイド部１と、押圧部２と、押圧部２を移動させるアクチュエータとしてのロボットアーム４とを備え、その押圧部２は、力覚センサ５を介してロボットアーム４に取り付けられている。本実施形態の打ち込み装置１０は、更に、打ち込み装置１０の動作を制御する制御部６を備えている。

【0023】

打ち込み装置１０の前方には、タイヤ９を縦置き状態で支持するタイヤ支持装置９０が設置されている。タイヤ９は、リム９１に装着され、所定の空気圧でインフレートされている。タイヤ支持装置９０には、リム９１を介してタイヤ９をタイヤ周方向に回転させる回転機構９２が設けられている。タイヤ９は加硫済みの空気入りタイヤであり、そのトレッド面９３には多数のピン孔９４が設けられている。このピン孔９４にスタッドピン７（図３，４参照）を打ち込むことにより、スタッドタイヤが製造される。

【0024】

また、タイヤ９のトレッド面９３と対向する位置には、レーザー変位計９５が設けられている。レーザー変位計９５は、スタッドピン７を打ち込む前のトレッド面９３をスキャンしてピン孔９４の位置を検出する。検出されたピン孔９４の位置情報は制御部６に送られる。制御部６は、その位置情報を利用して、打ち込み装置１０に打ち込み動作を実行させるためのデータを生成し、該データに基づいて回転機構９２やロボットアーム４などの動作を制御する。本実施形態では、ピン孔９４の位置を特定するためにレーザー変位計９５を使用しているが、これに限られるものではない。

【0025】

図３及び図４に示すように、ロボットアーム４に力覚センサ５を介して打ち込みヘッド３が取り付けられている。打ち込みヘッド３は、ピン孔９４に向けてスタッドピン７をガイドするガイド部１と、スタッドピン７を押圧してピン孔９４に打ち込む押圧部２とを有する。本実施形態では、更に、打ち込みヘッド３が、ガイド部１にスタッドピン７を供給する供給部８を有する。打ち込みヘッド３は、供給部８により供給されたスタッドピン７をガイド部１でガイドしながら、そのスタッドピン７を押圧部２で押圧するように構成されている。

【0026】

ガイド部１は、筒状部材１１と、その筒状部材１１を支持する支持部材１２とを有する。筒状部材１１の先端側部分１１ａは、ピン孔９４への侵入が容易になるよう、先細りに形成されている。先端側部分１１ａの内径は押圧ロッド２１やスタッドピン７の外径よりも小さいが、それらが通過する際には弾性変形により拡径する（図９，１０参照）。これに代えてまたは加えて、筒状部材１１を拡縮可能な割り構造にしてもよい。筒状部材１１の基端側部分１１ｂは、その内径が押圧ロッド２１の外径よりも大きく、好ましくは０．３～５ｍｍほど大きい。

【0027】

支持部材１２は板状に形成されており、その下面に筒状部材１１の基端側部分１１ｂが取り付けられている。支持部材１２には、押圧部２の押圧ロッド２１が挿通される挿通孔１２ａが設けられている。挿通孔１２ａの直径は押圧ロッド２１の外径よりも大きく、基端側部分１１ｂと同等かそれ以上の遊びが設けられている。後述のようにピン孔９４の軸心に押圧部２の軸心（押圧ロッド２１の軸心）が合うように押圧部２の姿勢を変化させるうえで、このような遊びが基端側部分１１ｂや挿通孔１２ａに設けられていることが好ましい。

【0028】

押圧部２は、筒状部材１１の軸方向に沿って延びた押圧ロッド２１と、後述する接続部材２５の上端部を支持する支持部材２２とを有する。スタッドピン７には、押圧ロッド２１の先端部が当接する。押圧ロッド２１の基端部には、大径部２３及びフランジ２４が設けられている。支持部材２２は板状に形成され、その上面に大径部２３が取り付けられている。支持部材２２には、押圧ロッド２１が挿通される挿通孔２２ａが設けられている。フランジ２４には力覚センサ５が接続されている。ボルト２４ａは、フランジ２４に力覚センサ５を固定するための固定具となる。このように、押圧部２は、フランジ２４を介して力覚センサ５に接続されている。

【0029】

本実施形態では、ガイド部１と押圧部２とが接続部材２５を介して接続されている。接続部材２５は筒状に形成されており、その下端部は支持部材１２の上面に取り付けられ、上端部は支持部材２２の下面に取り付けられている。押圧部２に対してガイド部１が相対的に変位できるよう、接続部材２５は変形可能に構成されている。このため、タイヤ９に接触させたガイド部１は、押圧部２に対して相対的に、押圧ロッド２１の軸方向に沿って変位したり、その軸方向に対して上記遊びの範囲内で傾斜したりできる（図９，１０参照）。本実施形態では、接続部材２５が弾性材としてのゴムで形成されており、ガイド部１が押圧部２と弾性的に接続されている。

【0030】

供給部８は、管体８１と、その管体８１の中途から分岐した分岐部に通じる供給管８２と、管体８１の接続されたシリンダ８３とを有する。管体８１は支持部材１２に取り付けられており、供給部８はガイド部１と一体的に移動する。管体８１には、図示しないスタッドピン貯留部から供給管８２を通じてスタッドピン７が送り込まれる。シリンダ８３のピストンロッド８３ａを伸長させることで、管体８１からスタッドピン７が押し出され、投入口１１ｃを通じて筒状部材１１の内部に投入される。シリンダ８３は、例えばエアシリンダで構成される。スタッドピン７を供給するため機構は、これに限られず、種々の機構を利用可能である。

【0031】

図３，４などでは単純な形状で描かれているが、実際のスタッドピン７は、例えば図５のような形状を有する。図５において、スタッドピン７は、円柱状の本体部７１と、本体部７１の下方にくびれ部７２を介して接続されたフランジ部７３と、本体部７１の頂面から突出した突起部７４とを有する。スタッドピン７は金属材により形成される。基準面となるタイヤ表面からの突出高さＰＨは、仕向国で定められた規格の範囲内に収める必要があり、精度の高い打ち込み動作が求められる。尚、使用されるスタッドピンの形状や材質、サイズなどは特に制限されない。

【0032】

力覚センサ５は、ロボットアーム４の先端部に取り付け固定されている。本実施形態では、力覚センサ５が押圧部２と機械的に接続されている。力覚センサ５は、ＸＹＺ三次元座標系において互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の力と、そのＸ，Ｙ，Ｚ軸周りのモーメントとを検出する。力覚センサ５が検出した情報（検出値）は制御部６に送られる。本実施形態では、力覚センサ５が円板状に形成されており、その厚み方向に対応するＺ軸方向を押圧部２による押圧方向（押圧ロッド２１の軸方向）に合致させている。力覚センサ５としては、従来公知の製品を使用可能である。

【0033】

図６は、打ち込み装置１０の制御システムの構成を示すブロック図である。制御部６は、打ち込み動作を実行するために必要な情報を記憶する記憶部６１と、打ち込み動作を実行するために必要な演算処理を行う処理部６２とを有する。制御部６は、例えばパーソナルコンピュータやＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を用いて構成される。回転機構９２は、制御部６からの制御信号に基づきサーボコントローラ９２ａがサーボモータ９２ｂを回転させることで、タイヤ支持装置９０で支持されたタイヤ９を回転させる。これによって、タイヤ周方向におけるピン孔９４の位置を調整できる。

【0034】

既述のように、本実施形態では、打ち込みヘッド３を移動させるためのアクチュエータとしてロボットアーム４が用いられる。ロボットアーム４を使用することにより、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向及び軸回り方向への制御機構が簡単に構築でき、増設も容易となる。ロボットアーム４としては汎用の製品を使用可能であり、６軸（または７軸）の垂直多関節型ロボットアームが好ましく用いられる。ロボットアーム４は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向及び軸回り方向に打ち込みヘッド３を移動可能な複数の軸（関節）と、その軸の各々に設けられた駆動機構とを有する。

【0035】

図６には、ロボットアーム４が有する複数の駆動機構のうち、二つの駆動機構４１，４２を示している。駆動機構４１は、制御部６からの制御信号に基づきサーボコントローラ４１ａがサーボモータ４１ｂを回転させることで、例えばロボットアーム４の上腕を上下に動かす。駆動機構４２は、制御部６からの制御信号に基づきサーボコントローラ４２ａがサーボモータ４２ｂを回転させることで、例えばロボットアーム４の手首を旋回させる。図示しない駆動機構も同様に構成されており、各サーボモータの力で各軸（関節）を動かすことにより、打ち込みヘッド３を所望の位置に移動させることができる。

【0036】

かかる打ち込み装置１０を用いてタイヤ９のピン孔９４にスタッドピン７を打ち込むことにより、スタッドタイヤが製造される。本実施形態のスタッドタイヤの製造方法は、押圧部２（を有する打ち込みヘッド３）をロボットアーム４で移動させ、ガイド部１でスタッドピン７をガイドしながら押圧部２でスタッドピン７を押圧してピン孔９４に打ち込む工程を備える。その際、制御部６は、押圧部２と機械的に接続された力覚センサ５の検出値に基づいて押圧部２の姿勢を変化させるようにロボットアーム４を制御する。以下、スタッドピン７を打ち込む動作について、図７～１０を参照しながら説明する。

【0037】

打ち込みヘッド３は、押圧部２の軸心をタイヤ径方向に向けた姿勢で配置され（図１，２参照）、その押圧ロッド２１の位置をピン孔９４の位置に合わせた状態でトレッド面９３に近付けられる。図７は、打ち込みヘッド３をトレッド面９３に近付ける過程で、ガイド部１がピン孔９４に侵入した様子を示す。スタッドピン７を打ち込む際には、このようにしてガイド部１をタイヤ９に接触させる。この状態から打ち込みヘッド３を更にトレッド面９３に近付けることで、スタッドピン７がガイド部１でガイドされながらピン孔９４に打ち込まれる。ピン孔９４の軸心９４ａはトレッド面９３に対して垂直であることが理想的であるが、図７ではピン孔９４の軸心９４ａが傾いている例を示す。

【0038】

本実施形態では、既述のように、力覚センサ５の検出値に基づいて押圧部２の姿勢を変化させるようにロボットアーム４を制御する。図８は、押圧部２の姿勢変化の一例を示す模式図である。力覚センサ５により反力を検出した場合、制御部６は、その反力の方向と大きさに基づき、ピン孔９４の軸心９４ａに押圧部２の軸心２ａ（延いてはスタッドピン７の軸心）を一致させるための姿勢変化を計算し、図８の如く押圧部２の姿勢を変化させるようにロボットアーム４を制御する。これにより、実際のピン孔９４が変則的な形状であっても、スタッドピン７を精度良くピン孔９４に打ち込むことができる。

【0039】

図９は、押圧部２の姿勢を変化させた様子を示し、図１０は、姿勢を変化させた押圧部２でスタッドピン７を打ち込む様子を示す。かかる打ち込み動作に伴って、接続部材２５は弾性変形する。上述した押圧部２の姿勢変化によりスタッドピン７が精度良く打ち込まれることで、所望の突出高さＰＨ（図５参照）が得られやすくなる。説明の便宜上、図７～１０ではピン孔９４を誇張して描いているが、実際のピン孔９４の傾きは微小であり（但し、突出高さＰＨに影響を及ぼす）、タイヤ径方向に対してスタッドピン７が大きく傾斜しているわけではない。スタッドピン７がピン孔９４の底面に到達したら押圧を完了し、打ち込みヘッド３を移動させてトレッド面９３から遠ざける。

【0040】

押圧部２に力覚センサ５が機械的に接続されているため、このように押圧部２を介してピン孔９４に対するスタッドピン７の姿勢を制御できる。このような力覚センサ５を利用した姿勢制御は、打ち込み動作の途中でも行われる。したがって、ピン孔９４の内面形状が設計通りでなく、それ故にピン孔９４の内面に打ち込み途中のスタッドピン７が干渉した場合には、スタッドピン７が的確に打ち込まれるよう、押圧部２の姿勢（延いてはスタッドピン７の姿勢）が修正される。力覚センサ５が所定以上の力やモーメントを検出した場合は、スタッドピン７の姿勢に問題があるとしてエラー判定してもよい。

【0041】

既述の通り、押圧部２は、ロボットアーム４に取り付け固定された力覚センサ５と機械的に接続されている。換言すると、押圧部２は、力覚センサ５を介して、ロボットアーム４を駆動するサーボモータ（サーボモータ４１ｂ，４２ｂなど）と機械的に接続されている。よって、本実施形態では、ロボットアーム４を駆動するサーボモータの推力によって押圧部２がスタッドピン７を押圧する。かかる構成によれば、スタッドピン７を押圧する力の調整が可能であり、力覚センサ５による姿勢制御を精密に実行できる。この点は、スタッドピンを押圧する力を加減できない空圧式のスタッドガンと大きく異なる。

【0042】

また、本実施形態では、ガイド部１が押圧部２と弾性的に接続されているため、ガイド部１がタイヤ９に接触した際に力覚センサ５に及ぼす影響が抑えられ、その結果、押圧部２に作用する力やモーメントを力覚センサ５で精度良く検出できる。つまり、スタッドピン７を介して押圧部２に作用する力やモーメントを力覚センサ５により精度良く検出するうえでは、ガイド部１に作用する力やモーメントの押圧部２への伝達を抑えることが有効であり、そのための手法として、本実施形態では接続部材２５を介してガイド部１を押圧部２に弾性的に接続している。

【0043】

打ち込みヘッド３の変形例として、例えば図１１，１２に示した構成が考えられる。これらの変形例は、ガイド部１と押圧部２とを接続する接続部材を除いて、前述の実施形態と同様に構成されているので、共通点を省略して主に相違点について説明する。尚、既に説明した構成と同一の構成には、同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

【0044】

図１１の例では、ガイド部１と押圧部２とが接続部材２６を介して弾性的に接続されている。接続部材２６は、弾性材としてのコイルバネで形成されている。図１２の例では、ガイド部１と押圧部２とが接続部材２７を介して接続されている。接続部材２７は、ボールジョイント２８と、そのボールジョイント２８の軸部２８ａに外挿されたコイルバネ２９とを有する。ボールジョイント２８の上端部は支持部材２２に取り付けられ、その下端部は支持部材１２の挿通孔１２ｂに挿通されている。ボールジョイント２８に代えてヒンジなどを用いることも可能である。

【0045】

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

【0046】

前述の実施形態では、ガイド部１と押圧部２と（を有する打ち込みヘッド３）を単一のロボットアーム４で保持する例を示したが、これに限られない。例えば、押圧部２からガイド部１と供給部８を分離し、これらを別個のアクチュエータ（例えば、ロボットアーム）で保持してもよい。

【0047】

前述の実施形態では、スタッドピン７に生じる反力を力覚センサ５で検出する例を示したが、これに限られない。例えば、ガイド部に生じる反力を力覚センサで検出し、それに基づいて押圧部の姿勢を変化させてもよい。この場合、ガイド部は押圧部と機械的に接続されていることが好ましい。また、かかる場合には、空気圧によって押圧部がスタッドピンを押圧するように構成された空圧式のスタッドガンを使用しても一定の効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0048】

１ ガイド部
２ 押圧部
３ 打ち込みヘッド
４ ロボットアーム（アクチュエータの一例）
５ 力覚センサ
６ 制御部
７ スタッドピン
９ タイヤ
１０ スタッドピン打ち込み装置
２１ 押圧ロッド
２５ 接続部材
４１ｂ サーボモータ
４２ｂ サーボモータ
９０ タイヤ支持装置
９３ トレッド面
９４ ピン孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】