JP6795838B2 - バランスウェイト圧着装置 - Google Patents

Description

この発明は、自動車等の製造ラインに設置され、接着式のバランスウェイトをタイヤ付きホイールの内周部に圧着させるバランスウェイト圧着装置に関する。

タイヤが組み付けられたホイールの内周部には、タイヤ付きホイールの回転バランスを調整するための接着式のバランスウェイトが取り付けられることがある。特許文献１に記載のバランスウェイト圧着装置は、タイヤ付きホイールを支持する支持機構と、タイヤ付きホイールのリム裏面にローラを近づけてバランスウェイトを押圧するローラ押圧機構と、このローラをリム裏面に沿って回動させるローラ回動機構とを含む。このバランスウェイト圧着装置では、タイヤ付きホイールは、リム裏面の開口端が下側を向いた姿勢で静止していて、ローラおよびローラ押圧機構が、リム裏面によって囲まれた内側空間に下側から差し込まれる。そして、引き続きタイヤ付きホイールが静止した状態において、ローラ押圧機構がタイヤ付きホイールの回転軸まわりに回動することにより、ローラがリム裏面に沿って周回移動する。これにより、バランスウェイトは、ローラによってリム裏面に圧着されることによって固着される。

特許第４６６１２９５号公報

特許文献１に記載のバランスウェイト圧着装置のようにタイヤ付きホイールを静止させた状態でローラおよびローラ押圧機構を回動させる場合には、専用のローラ回動機構を設けてローラ押圧機構の周囲に配置する必要がある。これでは、ローラ押圧機構の周囲における構成が複雑になる。
この発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、シンプルな構成により、接着式のバランスウェイトをタイヤ付きホイールの内周部に圧着できるバランスウェイト圧着装置を提供することを目的とする。

本発明は、接着式のバランスウェイト（Ｗ）をタイヤ付きホイール（Ｈ）の内周部（Ｈ３）に圧着させるバランスウェイト圧着装置（１）であって、倒れた状態のタイヤ付きホイールにおいて内周部によって囲まれた内側空間（Ｈ５）に対して上下方向から進退可能な進退部（６）と、前記進退部に設けられ、タイヤ付きホイールの内側空間に前記進退部が進入した状態においてタイヤ付きホイールの内周部を径方向（Ｒ）の内側から押圧する押圧部（７）と、前記押圧部によって内周部が押圧された状態におけるタイヤ付きホイールを垂直軸（Ｊ）まわりに回転させる回転部（３）とを含む、バランスウェイト圧着装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。

この構成によれば、タイヤ付きホイールの内側空間に進退部を進入させて押圧部によってタイヤ付きホイールの内周部を押圧すれば、その後に進退部および押圧部をさらに動かさなくても、タイヤ付きホイールを回転させれば、内周部に接着されたバランスウェイトが、押圧部を通過するときに内周部に押圧されることによって圧着される。つまり、このようにタイヤ付きホイールを回転させるだけのシンプルな構成により、バランスウェイトをタイヤ付きホイールの内周部に圧着できる。

また、本発明は、前記回転部は、前記タイヤ付きホイールの外周部（Ｈ４）に接触した状態で垂直軸（Ｇ）まわりに回転するローラ（２１）を含むことを特徴とする。
この構成によれば、ローラを用いたシンプルな構成によってタイヤ付きホイールを回転させて、バランスウェイトをタイヤ付きホイールの内周部に圧着できる。
また、本発明は、前記回転部がタイヤ付きホイールを回転させている状態において、このタイヤ付きホイールの振れを検知する検知部（７０）を含むことを特徴とする。

この構成によれば、タイヤ付きホイールを回転させている状態において、バランスウェイトをタイヤ付きホイールの内周部に圧着するだけでなく、回転中のタイヤ付きホイールから振れを測定することもできるので、製造ライン等における作業効率を改善してサイクルタイムの短縮化を図れる。

図１は、この発明の一実施形態に係るバランスウェイト圧着装置の平面図である。 図２は、バランスウェイト圧着装置の正面図である。 図３は、作動状態におけるバランスウェイト圧着装置の平面図である。 図４は、作動状態におけるバランスウェイト圧着装置の正面図である。 図５は、作動状態におけるバランスウェイト圧着装置をタイヤ付きホイールの搬送方向における下流側から見た側面図である。

以下では、この発明の実施形態に係るバランスウェイト圧着装置１（以下では「装置１」を略称する）について詳細に説明する。図１および図２を参照して、装置１は、搬送部２と、回転部３と、昇降部４と、支持部５と、進退部６と、押圧部７とを含む。
搬送部２は、床面Ｙから上側に離れた位置に配置されたフレーム１０と、フレーム１０によって支持されて略水平に延びるローラコンベヤ１１と、フレーム１０に固定されたモータ１２とを含む。ローラコンベヤ１１では、タイヤ付きホイールＨ（図３参照）の搬送方向Ｘに並ぶ複数のローラ１３における外周面の上端が、ほぼ同じ高さ位置にあって、製造ラインの一部として略水平に延びる搬送面１４（図２参照）を構成している。全てのローラ１３は、例えばチェーン駆動でモータ１２の駆動力を受けることによって、同方向へ回転する。搬送方向Ｘにおけるローラコンベヤ１１の途中では、隣り合う２つのローラ１３の間に、比較的広い空間１５が確保されていて、ローラコンベヤ１１は、空間１５において途切れている。

回転部３は、一対存在する。一対の回転部３は、平面視において搬送方向Ｘに直交した直交方向Ｔにおける空間１５の両側に配置されている。各回転部３は、縦フレーム２０と、縦フレーム２０の上端部において搬送方向Ｘに並んで配置された一対のローラ２１とを含む。各ローラ２１は、その中心を通る垂直軸Ｇまわりに回転可能かつ空間１５に臨んだ状態で、縦フレーム２０によって支持されている。一方の回転部３Ａは、その縦フレーム２０に固定されたモータ２２を含む。回転部３Ａにおける一方のローラ２１Ａは、例えばベルト駆動でモータ２２の駆動力を受けることによって、駆動回転される。他の全てのローラ２１は、駆動力を受けないフリーローラである。もちろん、４つ全てのローラ２１が駆動回転されてもよい。

各回転部３では、縦フレーム２０の下端部が、床面Ｙに固定されて直交方向Ｔに延びるガイドレール２３に連結されている。これらの回転部３は、エアシリンダ等のアクチュエータ２４の動作に応じてガイドレール２３に沿ってスライドし、直交方向Ｔにおいて互いに接近したり離れたりすることができる。図１における各回転部３は、空間１５から直交方向Ｔへ離れた待機位置にある。

昇降部４は、略水平に延びる平板状に形成されていて、空間１５の真下に配置されている。昇降部４に関連して、装置１は、床面Ｙから縦に延びる支持フレーム３０とモータ３１とを含む（図２参照）。昇降部４は、リニアガイド３２（図２参照）を介して支持フレーム３０によって支持されていて、ボールねじ機構（図示せず）を介してモータ３１の駆動力を受けることによって昇降する。図２における昇降部４は、空間１５から下側へ離れた待機位置にある。

支持部５は、平面視において例えば十字をなして配置された４つの支持ローラ４０を含む。各支持ローラ４０は、回転自在なフリーローラであって、ブラケット４１を介して昇降部４の上面に固定されている（図２参照）。
進退部６は、昇降部４の上面において４つの支持ローラ４０によって囲まれた領域に取り付けられている。進退部６は、一対のアクチュエータ５０を含む。各アクチュエータ５０は、例えばエアシリンダであり、その駆動に応じて略水平方向に進退するロッド５１を有する。一対のアクチュエータ５０におけるロッド５１の進出方向は、互いに逆になっている。図１の場合、一方のアクチュエータ５０Ａにおけるロッド５１が搬送方向Ｘの上流側へ進出するのに対し、一方のアクチュエータ５０Ｂにおけるロッド５１は、搬送方向Ｘの下流側へ進出する。図１における各アクチュエータ５０のロッド５１は、退避位置にある。

押圧部７は、フリーローラであって、その中心を通る垂直軸まわりに回転自在である。２つの押圧部７が、進退部６の各アクチュエータ５０のロッド５１の先端部に、ブラケット５２を介して取り付けられている。図２を参照して、押圧部７は、支持部５の各支持ローラ４０よりも上側に位置している。昇降部４が待機位置にある状態では、各押圧部７は、支持部５および進退部６とともに、空間１５の真下において搬送面１４から下側へ離れている。

装置１における搬送部２、回転部３、昇降部４および進退部６のそれぞれの動作は、マイクロコンピューター等によって構成された制御部６０によって制御される。
次に、装置１の動作について説明する。図３および図４を参照して、製造ラインの上流工程において回転バランスが測定されたタイヤ付きホイールＨは、ハブ穴Ｈ１が形成されたディスク部Ｈ２がリム部Ｈ３よりも上側に位置するように略水平に倒れた状態で、装置１に受け渡され、搬送部２によって搬送面１４上において搬送される。回転バランスの測定結果に応じてリム部Ｈ３の内周面において指定された位置には、公知の接着式のバランスウェイトＷが作業者の手作業等によって予め接着されている。搬送方向Ｘにおいてタイヤ付きホイールＨがローラコンベヤ１１の途中の空間１５と重なると、タイヤ付きホイールＨの搬送が停止される。

次に、今まで待機位置にあった一対の回転部３が、図３に示すように、互いに接近するようにスライドし、倒れた状態のタイヤ付きホイールＨを直交方向Ｔから挟み込むことによって、搬送面１４における直交方向Ｔの中心側へ導く。これにより、タイヤ付きホイールＨが、製造ラインの下流工程での回転バランスの再測定のために予めセンタリングされる。スライドが停止した状態における各回転部３では、各ローラ２１の外周面が、タイヤ付きホイールＨの外周部Ｈ４つまりタイヤのトレッド面に、タイヤ付きホイールＨの径方向Ｒの外側から接触している。このとき、合計４つのローラ２１は、タイヤ付きホイールＨの周方向Ｓにおいて略均等に並んだ状態でタイヤ付きホイールＨの外周部Ｈ４に接触することによって、タイヤ付きホイールＨを位置決めしている。

次に、図４に示すように、昇降部４が、今までの待機位置から上昇する。これにより、昇降部４とともに上昇した支持部５および進退部６が、ローラコンベヤ１１の途中の空間１５を通って搬送面１４よりも上側にはみ出す。支持部５では、４つの支持ローラ４０が、倒れた状態のタイヤ付きホイールＨに下側から接触し、タイヤ付きホイールＨを搬送面１４から持ち上げた状態で支持している。進退部６は、タイヤ付きホイールＨの内周部つまり円筒状のリム部Ｈ３によって囲まれた内側空間Ｈ５に下側から進入している。この状態において、進退部６において退避位置にある各ロッド５１に設けられた押圧部７は、内側空間Ｈ５に配置され、リム部Ｈ３の内周面に径方向Ｒの内側から対向している。

このように進退部６および押圧部７が内側空間Ｈ５に進入した状態において、図４に示すように、進退部６の各ロッド５１が、今までの退避位置から径方向Ｒの外側へ進出し、各押圧部７の外周面が、リム部Ｈ３を径方向Ｒの内側から押圧する。その後、回転部３Ａのローラ２１Ａ（図３参照）が、タイヤ付きホイールＨの外周部Ｈ４に接触した状態で垂直軸Ｇまわりに駆動回転される。これにより、押圧部７によってリム部Ｈ３が押圧された状態におけるタイヤ付きホイールＨが、タイヤ付きホイールＨの中心を通る垂直軸Ｊまわりに回転する。また、ローラ２１Ａと同様にタイヤ付きホイールＨに接触した他の３つのローラ２１（図３参照）のそれぞれは、垂直軸Ｇまわりに従動回転される。タイヤ付きホイールＨを載せた４つの支持ローラ４０が回転することによって、タイヤ付きホイールＨは、支持ローラ４０上で安定して回転できる。

以上のようにタイヤ付きホイールＨの内側空間Ｈ５に進退部６を進入させて押圧部７によってタイヤ付きホイールＨのリム部Ｈ３を押圧しておけば、その後に進退部６および押圧部７をさらに動かさなくても、タイヤ付きホイールＨを回転させれば、リム部Ｈ３に接着されてタイヤ付きホイールＨと一体回転するバランスウェイトＷが、押圧部７を通過するときにリム部Ｈ３に押圧されることによって圧着されてリム部Ｈ３に固着される。つまり、進入後の進退部６および押圧部７を静止させた状態でタイヤ付きホイールＨを回転させるだけのシンプルな構成により、バランスウェイトＷをタイヤ付きホイールＨのリム部Ｈ３に圧着できる。特に、ローラ２１を用いたシンプルな構成の回転部３によってタイヤ付きホイールＨを回転させて、バランスウェイトＷをタイヤ付きホイールＨのリム部Ｈ３に圧着できる。なお、タイヤ付きホイールＨの回転中において、リム部Ｈ３に接触した各押圧部７は、静止していてもよいし、タイヤ付きホイールＨの回転に連動して自転してもよい。

図５を参照して、装置１は、回転中のタイヤ付きホイールＨの振れを検知する検知部７０をさらに含んでもよい。タイヤ付きホイールＨの振れとは、タイヤ付きホイールＨの全周にわたって存在する形状のばらつきのことであり、タイヤ付きホイールＨの径方向Ｒおよび軸方向Ａのそれぞれについて存在する。検知部７０は、径方向Ｒの振れを非接触で測定するための第１検知部７０Ａと、軸方向Ａの振れを非接触で測定するための第２検知部７０Ｂとを含む。第１検知部７０Ａおよび第２検知部７０Ｂとして、レーザー変位センサや静電容量型変位センサ等の非接触変位センサを用いることができる。第１検知部７０Ａは、例えば、一対の回転部３における一方の回転部３Ａの縦フレーム２０において、倒れたタイヤ付きホイールＨの外周部Ｈ４に径方向Ｒの外側から対向した状態で固定される。第２検知部７０Ｂは、例えば、ステー７１を介して他方の回転部３Ｂの縦フレーム２０に固定され、この状態で、倒れたタイヤ付きホイールＨの上面部Ｈ６に上側から対向している。

振れの検知に関連して、タイヤ付きホイールＨの周上１箇所には、タイヤ付きホイールＨが１回転する度に１パルスの基準信号を発生させるためのマーキング（図示せず）が付される。マーキングを付すための構成（図示せず）は、装置１に備えられてもよいし、上流工程において回転バランスを測定するためのステーションに備えられてもよい。また、回転バランスの測定の際にタイヤ付きホイールＨにおいて不釣り合い箇所に付されたマーキングの１つを、振れの検知のためのマーキングとして使用してもよい。また、マーキングに基づいて基準信号を検出するための基準信号検出センサ７２が、装置１におけるいずれか（例えば昇降部４）に設けられる（図３参照）。基準信号検出センサ７２として、公知のカラーマークセンサ等を使用できる。

回転部３によるタイヤ付きホイールＨの回転中には、検知部７０が、このタイヤ付きホイールＨの振れを検知し、検知部７０の第１検知部７０Ａおよび第２検知部７０Ｂから、径方向Ｒおよび軸方向Ａのそれぞれの振れのオリジナル信号が制御部６０に入力される。また、タイヤ付きホイールＨが１回転する度に、基準信号検出センサ７２からの基準信号が制御部６０に入力される。なお、タイヤ付きホイールＨの回転変動等に起因して各信号に誤差が発生しても、制御部６０は、入力された信号における誤差をノイズとしてフィルタリングする。制御部６０は、入力された各信号から、タイヤ付きホイールＨの１回転中に生じた径方向Ｒおよび軸方向Ａのそれぞれの振れの大きさ（振れ量）および周方向Ｓの角度位置の一次成分を検出し、振れの合否判断を行う。

以上のように、タイヤ付きホイールＨを回転させている状態において、バランスウェイトＷをタイヤ付きホイールＨのリム部Ｈ３に圧着するだけでなく、タイヤ付きホイールＨの回転中でないと測定できない振れの測定も実施できるので、製造ライン等における作業効率を改善してサイクルタイムの短縮化を図れる。また、タイヤ付きホイールＨの振れを測定するための測定ステーションを製造ラインに別途設けずに済むので、製造ラインにおける省スペースおよびコスト低減も図れる。

このようにタイヤ付きホイールＨのリム部Ｈ３へのバランスウェイトＷの圧着と、タイヤ付きホイールＨの振れを検知とが終了すると、進退部６の各ロッド５１が退避位置に戻り、昇降部４が待機位置まで下降し、一対の回転部３が待機位置に戻る（図１および図２参照）。昇降部４の下降に伴い、進退部６が、タイヤ付きホイールＨの内側空間Ｈ５から下側に退避し、今まで搬送面１４から持ち上がった状態にあったタイヤ付きホイールＨ（図４参照）が下降して搬送面１４に載る。次に、ローラコンベヤ１１の駆動が再開されて各ローラ１３が駆動回転されることによって、搬送面１４上のタイヤ付きホイールＨが搬送方向Ｘの下流側へ搬送される。これにより、タイヤ付きホイールＨは、装置１から搬出され、下流工程において回転バランスの再測定等を受ける。

この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項に記載の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では、ディスク部Ｈ２がリム部Ｈ３よりも上側に位置して内側空間Ｈ５が下側に開放されるように倒れたタイヤ付きホイールＨを回転させて、バランスウェイトＷをリム部Ｈ３に圧着したが、タイヤ付きホイールＨの上下の向きが逆であってもよい。つまり、ディスク部Ｈ２がリム部Ｈ３よりも下側に位置して内側空間Ｈ５が上側に開放されるようにタイヤ付きホイールＨを倒した状態で、バランスウェイトＷをリム部Ｈ３に圧着する構成もあり得る。この場合には、押圧部７が設けられた進退部６は、タイヤ付きホイールＨよりも上側に配置されていて、タイヤ付きホイールＨの内側空間Ｈ５に対して上側から進退可能となるように構成される。

また、進退部６は、昇降部４に取り付けられた状態において単独で昇降可能であってもよく、その場合には、進退部６を昇降させるためのアクチュエータ（図示せず）が昇降部４に設けられる。倒れた状態のタイヤ付きホイールＨのリム部Ｈ３の内周面において上下方向に異なる複数の位置にバランスウェイトＷが接着されている場合には、進退部６が各バランスウェイトＷの位置に応じて昇降することによって押圧部７の高さ位置が調整されるので、高さ位置の異なる各バランスウェイトＷを押圧部７によって確実に圧着することができる。

１ バランスウェイト圧着装置
３ 回転部
６ 進退部
７ 押圧部
２１ ローラ
７０ 検知部
Ｇ 垂直軸
Ｈ タイヤ付きホイール
Ｈ３ リム部
Ｈ４ 外周部
Ｈ５ 内側空間
Ｊ 垂直軸
Ｒ 径方向
Ｗ バランスウェイト

Claims (3)

1. 接着式のバランスウェイトをタイヤ付きホイールの内周部に圧着させるバランスウェイト圧着装置であって、
   略水平に延びて途中に空間が設けられた搬送面を有し、倒れた状態のタイヤ付きホイールを前記搬送面上において搬送する搬送部と、
   前記空間を通って昇降可能な昇降部と、
   倒れた状態のタイヤ付きホイールにおいて内周部によって囲まれた内側空間に対して前記昇降部とともに昇降することによって下側から進退可能な進退部と、
   前記昇降部とともに昇降可能であり、前記昇降部の上昇に応じてタイヤ付きホイールの内側空間に前記進退部が進入した状態では、当該タイヤ付きホイールを前記搬送面から持ち上げた状態で支持する支持ローラと、
   前記進退部に設けられ、前記昇降部の上昇に応じてタイヤ付きホイールの内側空間に前記進退部が進入した状態においてタイヤ付きホイールの内周部を径方向の内側から押圧する押圧部と、
   前記押圧部によって内周部が押圧された状態におけるタイヤ付きホイールを垂直軸まわりに回転させる回転部であって、前記タイヤ付きホイールの外周部に接触した状態で垂直軸まわりに回転するローラを含む回転部とを含む、バランスウェイト圧着装置。
2. 前記進退部は、横並びに配置された一対のアクチュエータを含み、
   これらのアクチュエータは、互いに逆向きに進出するロッドを有し、
   それぞれのロッドの先端部に前記押圧部が設けられている、請求項１に記載のバランスウェイト圧着装置。
3. 前記進退部は、前記昇降部に取り付けられた状態において単独で昇降可能であり、
   前記回転部がタイヤ付きホイールを回転させている状態において、このタイヤ付きホイールの振れを非接触で検知する検知部を含む、請求項１または２に記載のバランスウェイト圧着装置。

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