(57)【要約】  チューブレスタイヤとチューブ入りタイヤとに、空気を充填することができるタイヤ空気充填方法が開示される。距離センサ(25)でチューブレスタイヤ(12L)までの距離(L1)を検出する。同時に、接続口(44)をエアバルブ(15)に接続する。タイヤの規定圧を超える空気をチューブレスタイヤ(12L)に供給する。空気の一部は漏れるが、残部はチューブレスタイヤ(12L)を膨らませ始める。チューブレスタイヤ(12L)が膨らんだ結果、リム(11a)にビード(12b)が嵌る。
2013111645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールに取付けられたチューブレスタイヤ及びチューブ入りタイヤのいずれか一方のタイヤが前記ホイールに正規の状態で嵌っているか否かを検知するタイヤ状態検出手段と、前記ホイールに設けられたエアバルブに接続され大気圧を超える空気を供給する空気供給手段と、前記タイヤの内圧を検出する圧力検出手段と、前記空気供給手段を制御して前記空気の圧力を変更すると共に前記空気の供給停止を行う制御部とからなる空気充填装置を用いて前記タイヤへ規定圧の空気を充填するタイヤ空気充填方法であって、
前記チューブレスタイヤに空気を充填するときには、
前記空気供給手段により前記規定圧を超える空気を供給し前記チューブレスタイヤを強制的に膨らませるチューブレスタイヤ嵌合開始工程と、
前記チューブレスタイヤの形状を前記タイヤ状態検出手段で検出し、前記チューブレスタイヤが前記ホイールに正規の状態で嵌ったときに前記空気の供給を停止するチューブレスタイヤ嵌合確認工程と、
前記空気の供給を停止した時点で前記圧力検出手段により空気圧を検出する空気圧検出工程と、
得られた空気圧と前記規定圧との差に基づいて前記空気供給手段を作動させてチューブレスタイヤの内圧を前記規定圧にする空気圧調整工程と、
を含み、
前記チューブ入りタイヤに空気を充填するときには、
前記空気供給手段により前記規定圧を超える空気を所定時間供給し前記チューブ入りタイヤ内のチューブを膨らませるチューブ膨張工程と、
前記空気の供給を停止した時点で前記圧力検出手段により空気圧を検出する空気圧検出工程と、
得られた空気圧と前記規定圧との差に基づいて前記空気供給手段を作動させて前記チューブの内圧を前記規定圧にする空気圧調整工程と、
を含むことを特徴とするタイヤ空気充填方法。
【請求項２】
前記空気圧調整工程において、前記空気の供給と前記空気圧の検出を繰り返し行うことで、前記チューブレスタイヤおよび前記チューブ入りタイヤの内圧を前記規定圧にする、請求項１に記載のタイヤ空気充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤへ規定圧の空気を充填するタイヤ空気充填技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤの組立ラインでは、ホイールにタイヤを取付けた後に、タイヤへ規定圧の空気を充填する。この充填作業は人手によって行われてきた。しかし、生産性の向上を求められる中、空気の充填作業を自動化することで望まれる。そこで、特許文献１に開示されているような自動充填装置が知られている。図１２は、特許文献１に開示されている自動充填装置の原理を示している。【０００３】
図１２を参照するに、ホイール支持台１０１にホイール１０２が載せられ、このホイール１０２にチューブレスタイヤ１０３が取付けられている。カップ状のタイヤ押さえ１０４でチューブレスタイヤ１０３を押さえ付けることで、チューブレスタイヤ１０３とホイール１０２との間に隙間１０５を発生させる。次に、空気注入手段１０６により空気をタイヤ押さえ１０４内へ供給する。【０００４】
すると、空気は隙間１０５を通じてチューブレスタイヤ１０３内に至る。タイヤ押さえ１０４の内圧を内圧センサ１０７で検出し、この検出圧が規定圧に達したら、タイヤ押さえ１０４を相対的に上げる。結果、ホイール１０２にチューブレスタイヤ１０３が正規の状態で嵌ると共に空気の充填が完了する。【０００５】
しかし、特許文献１に開示に開始されているタイヤ充填装置は、チューブ入りタイヤには適用できない。そのため、チューブ入りタイヤ用の空気充填装置を別途設置する必要があり、設備コストが嵩む。【０００６】
そこで、チューブレスタイヤとチューブ入りタイヤとを扱う混合生産ラインに適用でき、チューブレスタイヤとチューブ入りタイヤとに、空気を充填することができるタイヤ空気充填技術が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１２９７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、チューブレスタイヤとチューブ入りタイヤとに、空気を充填することができるタイヤ空気充填技術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】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、ホイールに取付けられたチューブレスタイヤ及びチューブ入りタイヤのいずれか一方のタイヤが前記ホイールに正規の状態で嵌っている否かを検知するタイヤ状態検出手段と、前記ホイールに設けられたエアバルブに接続され大気圧を超える空気を供給する空気供給手段と、前記タイヤの内圧を検出する圧力検出手段と、前記空気供給手段を制御して前記空気の圧力を変更すると共に前記空気の供給停止を行う制御部とからなる空気充填装置を用いて前記タイヤへ規定圧の空気を充填するタイヤ空気充填方法であって、前記チューブレスタイヤに空気を充填するときには、前記空気供給手段により前記規定圧を超える空気を供給し前記チューブレスタイヤを強制的に膨らませるチューブレスタイヤ嵌合開始工程と、前記チューブレスタイヤの形状を前記タイヤ状態検出手段で検出し、前記チューブレスタイヤが前記ホイールに正規の状態で嵌ったときに前記空気の供給を停止するチューブレスタイヤ嵌合確認工程と、前記空気の供給を停止した時点で前記圧力検出手段により空気圧を検出する空気圧検出工程と、得られた空気圧と前記規定圧との差に基づいて前記空気供給手段を作動させてチューブレスタイヤの内圧を前記規定圧にする空気圧調整工程と、を含み、前記チューブ入りタイヤに空気を充填するときには、前記空気供給手段により前記規定圧を超える空気を所定時間供給し前記チューブ入りタイヤ内のチューブを膨らませるチューブ膨張工程と、前記空気の供給を停止した時点で前記圧力検出手段により空気圧を検出する空気圧検出工程と、得られた空気圧と前記規定圧との差に基づいて前記空気供給手段を作動させて前記チューブの内圧を前記規定圧にする空気圧調整工程と、を含むタイヤ空気充填方法が提供される。【００１０】
請求項２に係る発明では、好ましくは、前記空気圧調整工程において、前記空気の供給と前記空気圧の検出を繰り返し行うことで、前記チューブレスタイヤおよび前記チューブ入りタイヤの内圧を前記規定圧にする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明では、チューブレスタイヤに空気を充填して膨らませ、このタイヤをホイールに正規の状態で嵌める。この後、空気圧検出工程と空気圧調整工程とによりタイヤへ規定圧の空気を充填する。チューブ入りタイヤについては、チューブ膨張工程と空気圧検出工程と空気圧調整工程とによりチューブへ規定圧の空気を充填する。従って、１基の空気充填装置で、チューブレスタイヤとチューブ入りタイヤとに、空気を充填することができ、設備コストを半減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る空気充填装置の構成図である。
【図２】距離センサの原理図である。
【図３】距離センサの作用図である。
【図４】距離センサとタイヤとの距離が異なるときの距離センサの作用図である。
【図５】図１に示されたチューブレスタイヤに空気を充填する際の拡大図である。
【図６】チューブレスタイヤに適用した、時間とタイヤ内圧を示したグラフである。
【図７】チューブレスタイヤ嵌合開始工程とチューブレスタイヤ嵌合確認工程を説明する補足図である。
【図８】チューブレスタイヤに対する空気圧検出工程と空気圧調整工程を説明する補足図である。
【図９】チューブ入りタイヤに適用した、時間とタイヤ内圧を示したグラフである。
【図１０】ナットランナの作用及びチューブ膨張工程を説明する補足図である。
【図１１】チューブ入りタイヤに対する空気圧検出工程と空気圧調整工程を示した図である。
【図１２】従来の自動充填装置の原理を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００１４】
図１に示すように、空気充填装置１０は、ホイール１１及びタイヤ１２からなる車輪１３を載せるテーブル１４と、タイヤ１２がホイール１１に正規の状態で嵌っている否かを検知するタイヤ状態検出手段２０と、ホイール１１に設けられたエアバルブ１５に接続され大気圧を超える空気を供給する空気供給手段４０と、タイヤ１２の内圧を検出する圧力検出手段４５と、空気供給手段４０の接続口４４及びナットランナ４６を垂直方向及び水平方向へ移動する移動手段５０と、空気供給手段４０を制御して空気の圧力を変更すると共に空気の供給停止を行う制御部５８と、圧力検出手段４５や制御部５８を支えるＬ字コラム５１とからなる。チューブ入りタイヤでは、エアバルブにナットを付属する。このナットは、ナットランナ４６により、所定の締付けトルクで締付けられる。【００１５】
タイヤ状態検出手段２０は、ベース２１に立設されたポスト２２と、このポスト２２に旋回可能に取付けられる旋回筒２３と、この旋回筒２３から水平に延びた上下のアーム２４、２４と、これらの上下のアーム２４、２４の先端に取付けられた距離センサ２５、２５と、ポスト２２の例えば上端部に取付られアーム２４を待機位置から検出位置まで旋回させるロータリーアクチュエータ２６と、距離センサ２５、２５で検出した距離情報を受けてタイヤ１２の状態を判定するタイヤ状態判定部２７とからなる。【００１６】
テーブル１４から車輪１３を着脱させるときに、アーム２４を待機位置に置くと、車輪１３がアーム２４に接触する心配が無く、作業が円滑に行える。この例では、エアバルブ１５側に上下の距離センサ２５、２５を配置すると共に、エアバルブ１５の反対側にも上下の距離センサ２５、２５を配置した。距離センサ２５、２５の個数は任意であるが、複数個であれば距離情報を平均値化することで、計測エラーの検出を防止することができる。個数が多いほど情報の信頼性が高まる。【００１７】
次に、距離センサ２５の構造及び作動を詳しく説明する。
図２に示すように、距離センサ２５は、レーザの発射光２９を照射するレーザ発射部３１と、発射光２９を絞る投光レンズ３２と、反射光３３を絞る受光レンズ３４と、反射光３３の受光位置を特定する光位置検出素子３５と、これらを一括して収納する距離計ケース３６とからなる。【００１８】
図３（ａ）に示すように、発射光２９は、レーザ発射部３１から投光レンズ３２を介してタイヤ１２に到達する。タイヤ１２の表面には微細な凹凸が存在するが、本例の距離センサ２５であれば、計測に支障はない。その理由を、次に説明する。【００１９】
周知の通りに、鏡面以外の面（タイヤ１２の表面など）では光は乱反射される。すなわち、図３（ｂ）に示すように、タイヤ１２の表面で乱反射光３７が発生し、この乱反射光３７の一部の反射光３３が受光レンズ３４に到達し、受光レンズ３４で絞られて光位置検出素子３５に到達する。なお、本発明では、無数の乱反射光３７のうちで、受光レンズ３４に向かう光のみを反射光３３と呼ぶことにする。【００２０】
図４に示すように、光位置検出素子３５は無数（便宜的に６個）の受光素子３５ａ〜３５ｆで構成される。タイヤ１２が投光レンズ３２に近いところにある場合には、発射光２９が当たる点Ｐ１と、受光レンズ３４の中心とを結ぶ線上を反射光３３が進み、第５受光素子３５ｅに受光される。【００２１】
タイヤ１２が投光レンズ３２に遠いところにある場合には、発射光２９が当たる点Ｐ２と、受光レンズ３４の中心とを結ぶ線上を反射光３３が進み、第２受光素子３５ｂに受光される。レーザ発射部３１、投光レンズ３２、受光レンズ３４及び光位置検出素子３５は、相対位置が固定されていて、位置座標は既知である。そのため、受光素子３５ａ〜３５ｆの何れに受光されているかが定まれば、幾何学的にタイヤ１２までの距離が求められる。【００２２】
図１にて、空気供給手段４０は、コンプレッサなどの空気源４１と、この空気源４１から延びるエアホースなどの空気供給路４２と、この空気供給路４２に介設されるバルブユニット４３と、空気供給路４２の先端に設けられる接続口４４とからなる。バルブユニット４３には、圧力制御弁とオンオフ弁が含まれる。圧力制御弁は空気圧を任意の圧に制御することができるバルブである。【００２３】
圧力検出手段４５は、空気供給路４２から分岐させた導圧管４７と、この導圧管４７の先端に取付けられる圧力センサ４８とからなる。なお、圧力センサ４８や導圧管４７はバルブユニット４３に内蔵してもよい。【００２４】
移動手段５０は、Ｌ字コラム５１の水平部分にレール５２を介して水平移動自在に支えられるスライダ５３と、このスライダ５３とＬ字コラム５１との間に渡されスライダ５３を水平に移動する横移動用シリンダユニット５４と、スライダ５３に上下移動自在に支えられ接続口４４及びナットランナ４６を保持する保持バー５５と、この保持バー５５とスライダ５３との間に渡され保持バー５５を上下に移動する昇降用シリンダユニット５６とからなる。【００２５】
横移動用シリンダユニット５４により、エアバルブ１５に接続口４４を接離させることができる、又はエアバルブ１５にナットランナ４６を接離させることができる。昇降用シリンダユニット５６により、エアバルブ１５に接続口４４またはナットランナ４６を選択して対応させる。【００２６】
詳細には、図５に示すように、ホイール１１にエアバルブ１５が取付けられており、このエアバルブ１５に接続口４４とナットランナ４６を選択して対応させることができる。チューブレスタイヤ１２Ｌは、キャストホイール等のホイール１１に取付られる。チューブレスタイヤ１２Ｌは、内圧が大気圧の場合は、図５に示すように、ホイール１１のリム１１ａと、チューブレスタイヤ１２Ｌのビード１２ｂとの間に、隙間５９、５９ができる。【００２７】
図１に示した制御部５８は、距離センサ２５から距離情報を得、圧力センサ４８からタイヤ内圧力情報を得、バルブユニット４３内の圧力制御弁やオンオフ弁を制御する。【００２８】
次に、制御部５８に係る作用について説明する。
図６は、横軸が時間軸で縦軸がチューブレスタイヤの内圧を示すグラフであり、図６に示すように、チューブレスタイヤ嵌合開始工程と、チューブレスタイヤ嵌合確認工程と、空気圧検出工程と、空気圧調整工程をこの順に実施することにより、タイヤ内圧を徐々に増加して規定圧にすることができる。空気圧調整工程では、空気供給ステップと圧力検出ステップとを繰り返す（この例では２回）。【００２９】
図７（ａ）に示すように、距離センサ２５、２５でタイヤ１２Ｌまでの距離Ｌ１、Ｌ２を検出する。タイヤ１２Ｌがリム１１ａに嵌合していないため、距離Ｌ１、Ｌ２は大きめな値となり、「タイヤが正規の状態で嵌っていない」と認識できる。同時に並行して、接続口４４をエアバルブ１５に接続する。【００３０】
図７（ｂ）に示すように、タイヤの規定圧を超える空気をチューブレスタイヤ１２Ｌに供給する。具体的には、規定圧が０．２５ＭＰａ（２５０ｋＰａ）のときに、４倍の１．０ＭＰａの空気を吹き込む。空気の一部は矢印（１）のように漏れるが、残部が矢印（２）のようにチューブレスタイヤ１２Ｌを膨らませ始める（チューブレスタイヤ嵌合開始工程）。図６に示すように、チューブレスタイヤ嵌合開始工程では時間の経過と共にタイヤ内圧が上昇する。【００３１】
図８（ａ）に示すように、チューブレスタイヤ１２Ｌが膨らんだ結果、リム１１ａにビード１２ｂが嵌る。この間、距離センサ２５、２５でタイヤ１２Ｌまでの距離を検出し続ける。距離は時間の経過と共に小さくなる。距離センサ２５、２５でタイヤ１２Ｌまでの距離Ｌ３、Ｌ４を検出し、これらの距離Ｌ３、Ｌ４が所定距離に一致したら、嵌合が完了したと判定し、制御部は空気の供給を停止する（チューブレスタイヤ嵌合確認工程）。【００３２】
空気の供給を停止すると、図６に示すようにタイヤ内圧は一定になる。そこで、図８（ａ）に示すように、エアバルブ１５、接続口４４及び空気供給路４２を介して、図１の圧力センサ４８でタイヤ内圧を検出する（空気圧検出工程）。【００３３】
制御部は、検出圧力と規定圧の差を演算し、この差に基づいて、図８（ｂ）に示すように、空気（例えば０．５０ＭＰａ）を一定時間供給する（空気圧調整工程中、空気供給ステップ）。【００３４】
次に、図８（ａ）の状態で再度タイヤ内圧を検出する（空気圧調整工程中、圧力検出ステップ）。図８（ａ）、（ｂ）を繰り返してタイヤ内圧を規定圧にする。空気を充填しすぎてタイヤ内圧が規定圧を超えた場合にはエアバルブを開いて空気を放出させる。以上により空気圧調整工程が実施される。【００３５】
以上は、タイヤがチューブレスタイヤ１２Ｌである場合を説明した。以下に、タイヤがチューブ入りタイヤ１２Ｔ（Ｔはチューブ入りを示す添え字。）である場合を説明する。【００３６】
図９は横軸が時間軸で縦軸がチューブ入りタイヤの内圧（チューブの内圧）を示すグラフであり、図９に示すように、チューブ膨張工程と、空気圧検出工程と、空気圧調整工程をこの順に実施することにより、タイヤ内圧が徐々に増加して規定圧にすることができる。なお、空気圧調整工程では、空気供給ステップと圧力検出ステップとを繰り返す（この例では２回）。【００３７】
図１０（ａ）に示すように、ナットランナ４６をエアバルブ１５に対向させ、ナットランナ４６を回転状態にし、所定の締付けトルクでナット６２をエアバルブ１５にねじ込む。これで、エアバルブ１５がホイール１１に固定される。【００３８】
図１０（ｂ）に示すように、エアバルブ１５からナットランナ４６を外し、代わりに、接続口４４をエアバルブ１５に接続し、タイヤの規定圧を超える空気をチューブ１２Ｔに供給する。具体的には、規定圧が０．２０ＭＰａ（２００ｋＰａ）のときに、５倍の１．０ＭＰａの空気を吹き込む（チューブ膨張工程）。【００３９】
空気の供給を停止すると、図９に示すようにチューブ内圧は一定になる。そこで、図１１（ａ）に示すように、エアバルブ１５、接続口４４及び空気供給路４２を介して、図１の圧力センサ４８でタイヤ内圧を検出する（空気圧検出工程）。【００４０】
制御部５８（図１）は、検出圧力と規定圧の差を演算し、この差に基づいて、図１１（ｂ）に示すように、例えば０．５０ＭＰａの空気を一定時間供給する（空気圧調整工程中、空気供給ステップ）。次に、図１１（ａ）の状態で再度チューブ内圧を検出する（空気圧調整工程中、圧力検出ステップ）。図１１（ａ）、（ｂ）を繰り返してチューブ内圧を規定圧にする。空気を充填しすぎてチューブ内圧が規定圧を超えた場合にはエアバルブを開いて空気を放出させる。以上により空気圧調整工程が実施される。【００４１】
以上に述べたように、本発明によれば、１基の空気充填装置１０（図１）で、チューブレスタイヤ１２Ｌとチューブ入りタイヤ１２Ｔとに、空気を充填することができ、設備コストを半減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、チューブレスタイヤとチューブ入りタイヤとが混合して流される生産ラインに好適である。
【符号の説明】
【００４３】
１０…空気充填装置、１１…ホイール、１１ａ…ホイールのリム、１２…タイヤ、１２Ｌ…チューブレスタイヤ、１２Ｔ…チューブ入りタイヤ、１２ｂ…タイヤのビード、１３…車輪、１５…エアバルブ、２０…タイヤ状態検出手段、２５…距離センサ、４０…空気供給手段、４５…圧力検出手段、４８…圧力センサ、５８…制御部。
【図１】
2013111645.tif 000003
【図２】
2013111645.tif 000004
【図３】
2013111645.tif 000005
【図４】
2013111645.tif 000006
【図５】
2013111645.tif 000007
【図６】
2013111645.tif 000008
【図７】
2013111645.tif 000009
【図８】
2013111645.tif 000010
【図９】
2013111645.tif 000011
【図１０】
2013111645.tif 000012
【図１１】
2013111645.tif 000013
【図１２】
2013111645.tif 000014
【国際調査報告】
2013111645.tif 000015
2013111645.tif 000016