(57)【要約】【課題】  ホイールに自動的にバランスウェイトを圧着する装置とバランスウェイトを圧着する方法とタイヤ組み付け方法を提供する。【解決手段】  接着式のバランスウェイト３をホイール１のリム裏面１ｂに圧着するバランスウェイト圧着装置５において、ホイール１を支持するホイール支持機構３０と、バランスウェイト３に転接するローラ２１と、このローラ２１をホイール１のリム裏面１ｂに近づけてバランスウェイト３を押圧するローラ押圧機構２０と、このローラ押圧機構２０をホイール１のリム裏面１ｂに沿って回動させるローラ回動機構４０と、このローラ２１をホイール１の回転軸Ｏ方向に相対移動するローラ移動機構５０とを備える。【選択図】    図１
2006266439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着式のバランスウェイトをホイールのリム裏面に圧着するバランスウェイト圧着装置において、
ホイールを支持するホイール支持機構と、
バランスウェイトに転接するローラと、
このローラをホイールのリム裏面に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、
前記ローラをホイールのリム裏面に沿って回動させるローラ回動機構とを備えたことを特徴とするバランスウェイト圧着装置。
【請求項２】
前記ホイール支持機構に対して前記ローラをその回動軸方向に移動するローラ移動機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載のバランスウェイト圧着装置。
【請求項３】
前記ローラ押圧機構は複数の前記ローラをその回動中心軸について対称的な位置関係を持って移動することを特徴とする請求項１または２に記載のバランスウェイト圧着装置。
【請求項４】
前記ホイール支持機構は、
車輪を載せる架台と、
この架台上にてタイヤのトレッド面を挟持する３本以上のセンタリングアームと、
この各センタリングアームを駆動するセンタリングアーム駆動機構とを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のバランスウェイト圧着装置。
【請求項５】
接着式のバランスウェイトをホイールのリム裏面に圧着するバランスウェイト圧着方法において、
ホイールを支持するホイール支持工程と、
バランスウェイトに転接するローラをホイールのリム裏面に近づけてバランスウェイトを押圧するローラ押圧工程と、
前記ローラをホイールのリム裏面に沿って回動させるローラ回動工程とを持つことを特徴とするバランスウェイト圧着方法。
【請求項６】
タイヤが組み付けられたホイールにバランスウェイトを取り付けるタイヤ組み付け方法において、
車輪の回転バランスを測定しバランスウェイトの取付位置を決定するバランス測定工程と、
反転機によって車輪をリム裏面の開口端が上方に向くように反転させる反転工程と、
ホイールのリム裏面に対して測定された位置にバランスウェイトを貼り付ける貼り付け工程と、
反転機によって車輪をリム裏面の開口端が下方に向くように反転させる反転工程と、
バランスウェイト圧着装置によってバランスウェイトをホイールに圧着する圧着工程とを順に行うことを特徴とするタイヤ組み付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪のホイールに対するバランスウェイト圧着装置とバランスウェイト圧着方法とタイヤ組み付け方法の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車輪において、回転バランスを調節するバランスウェイトをホイールに取り付ける方法として、次のものがある。
・ホイールの表側リムフランジ部にバランスウェイトを掛け止める打ち込み式（クリップ式）の取り付け方法（特許文献１参照）。
・ホイールのリム裏面にバランスウェイトを貼り付ける接着式の取り付け方法。
【０００３】
この接着式の取り付け方法は、バランスウェイトをホイールに貼り付けた後にバランスウェイトを圧着（押圧）する必要がある。
【０００４】
従来のバランスウェイト圧着方法は、作業者が圧着冶具を用いて手作業で行っていた。この圧着冶具はホイールのセンタ穴に差し込まれてセットした状態で、手動ボタンの操作によってその圧着先端部がバランスウェイトを押圧するようになっている。
【特許文献１】特許３１５９４７４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来のバランスウェイト圧着方法にあっては、作業者が圧着冶具を用いて手作業で行っているため、取り扱い工数が増え、製造ラインの稼動サイクルタイムが長くかかる原因になっている。
【０００６】
接着ウェイトは、例えば２．５ｇ単位で、５ｇから５０ｇまで、多様なバリエーションが存在する。６０ｇを越えるアンバランスは、バランスウェイトを２個取り付けるようになっている。したがって、４本の車輪を備える車両の場合、バランスウェイト圧着作業は１台あたり最高８回行われる。
【０００７】
また、作業者が圧着冶具を手作業で取扱うため、圧着冶具のセット時にホイールにキズを付けたりする可能性があった。
【０００８】
また、バランスウェイト圧着作業は、圧着冶具の先端部の曲率をホイールのリム裏面の曲率に一致させてバランスウェイトの表面を均一に押圧する必要があるが、大きさや形状の異なる様々なホイールがあるため、複数個の圧着冶具を使い分けても、バランスウェイトの表面を均一に押圧することが難しい。
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ホイールに自動的にバランスウェイトを圧着する装置とバランスウェイトを圧着する方法とタイヤ組み付け方法（タイヤ組み付けライン）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】
【００１０】
本発明では、接着式のバランスウェイトをホイールのリム裏面に圧着するバランスウェイト圧着装置において、ホイールを支持するホイール支持機構と、バランスウェイトに転接するローラと、このローラをホイールのリム裏面に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、ローラをホイールのリム裏面に沿って回動させるローラ回動機構とを備える。
【００１１】
本発明では、接着式のバランスウェイトをホイールのリム裏面に圧着するバランスウェイト圧着方法において、ホイールを支持するホイール支持工程と、バランスウェイトに転接するローラをホイールのリム裏面に近づけてバランスウェイトを押圧するローラ押圧工程と、ローラをホイールのリム裏面に沿って回動させるローラ回動工程を持つ。
【００１２】
本発明では、タイヤが組み付けられたホイールにバランスウェイトを取り付けるタイヤ組み付け方法において、車輪の回転バランスを測定しバランスウェイトの取付位置を決定するバランス測定工程と、反転機によって車輪をリム裏面の開口端が上方に向くように反転させる反転工程と、ホイールのリム裏面に対して測定された位置にバランスウェイトを貼り付ける貼り付け工程と、反転機によって車輪をリム裏面の開口端が下方に向くように反転させる反転工程と、バランスウェイト圧着装置によってバランスウェイトをホイールに圧着する圧着工程とを順に行う。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のバランスウェイト圧着装置またはバランスウェイト圧着方法によると、ホイールに対する接着式バランスウェイトの圧着が自動的に行われるため、作業者の工数を低減し、稼動サイクルタイムの短縮化がはかれる。また、作業者が圧着冶具を取扱わないため、圧着冶具によってホイールにキズを付けることを回避できる。
【００１４】
そして、バランスウェイトに転接するローラを回動してバランスウェイトをホイールのリム裏面に押圧するため、大きさや形状の異なる様々なホイールに対応して、バランスウェイトの表面を均一に押圧することができる。これにより、バランスウェイトをホイールに接着することが確実に行われ、品質のバラツキを抑えられる。
【００１５】
ローラを回動させる回数を任意に制御することにより、ホイールやバランスウェイトの大きさ等に対応して適切な押圧回数を設定できる。
【００１６】
ローラ押圧機構がローラの移動距離を変更することにより、リム裏面の内径が異なるホイールに対応してバランスウェイトを押圧することができる。
【００１７】
本発明のタイヤ組み付け方法によると、リム裏面の開口端が上方に向いた状態でリム裏面にバランスウェイトを貼り付けた後、反転機によって車輪を反転させ、リム裏面の開口端が下方に向いた状態でバランスウェイト圧着装置によってバランスウェイトをホイールに圧着するため、車輪の搬送状態を大きく変えることなく圧着作業が行われる。
【００１８】
そして、バランスウェイト圧着装置はローラ等の機構を下方からホイール内に差し込むため、バランスウェイト圧着装置を地上に設置することが可能となり、装置の大型化が避けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施形態の構成を説明する。
【００２０】
図１、図２において、４は車輪である。車輪４は、車両のハブに締結されるホイール１と、このホイール１に組み付けられるタイヤ２とからなる。
【００２１】
ホイール１にタイヤ２が組み付けられた後、バランスウェイト３がホイール１に取り付けられることによって、車輪４の回転バランスを調節する。バランスウェイト３はホイール１に対してタイヤ２のアウター面とインナー面のアンバランスを打ち消す位相に取り付けられる。
【００２２】
接着式のバランスウェイト３は、例えば円弧状に湾曲した鉛板材からなり、その湾曲凸側の面が接着テープを介してホイール１のリム裏面１ｂに貼り付けられた後、バランスウェイト圧着装置５によって所定の荷重でホイール１に圧着（押圧）されることによって固着される。
【００２３】
本発明の要旨とするところであるが、バランスウェイト圧着装置５は、ホイール１を所定位置に支持するホイール支持機構３０と、ホイール１のリム裏面１ｂに取り付けられたバランスウェイト３に転接するローラ２１と、このローラ２１をホイール１のリム裏面１ｂに近づけてバランスウェイト３を押圧するローラ押圧機構２０と、このローラ押圧機構２０をホイール１のリム裏面１ｂに沿って回動させるローラ回動機構４０と、ホイール支持機構３０に対してローラ２１をその回動軸方向に移動するローラ移動機構５０と、後述するタイヤ組み付けラインにおける前後の工程の間でホイール１を搬送するホイール搬送機構（図示せず）と、これらの各機構の作動を制御するコントローラ（図示せず）とを備える。
【００２４】
ホイール支持機構３０は、車輪４を載せる架台３１と、架台３１上にてタイヤ２のトレッド面２ａを挟持する４本のセンタリングアーム３２と、各センタリングアーム３２を駆動するセンタリングアーム駆動機構３３とを備える。
【００２５】
図３の（ａ），（ｂ）はホイール支持機構３０の概略構成を示す。４本のセンタリングアーム３２は架台３１に対して垂直軸回りに回動可能に支持されており、それぞれの回動軸にギア３４が固定され、対のギア３４どうしが互いに噛み合うとともに、各センタリングアーム３２どうしを連動して回動させるリンク機構３５が設けられ、エアシリンダ３６が一つのセンタリングアーム３２を駆動することにより、４本のセンタリングアーム３２が互いに同期して回動する。
【００２６】
図３の（ａ），（ｂ）示すにように、エアシリンダ３６が収縮することにより、各センタリングアーム３２が車輪４から離れる。
【００２７】
図３の（ｂ）示すにように、エアシリンダ３６が伸張することにより、各センタリングアーム３２が車輪４に近づき、タイヤ２のトレッド面２ａを押して車輪４を所定位置に支持する。
【００２８】
ホイール１を載せる架台３１はその上面が水平方向に延びる平面状に形成され、車輪４がその上にタイヤ２のインナー面が接するように載せられる。すなわち、車輪４はホイール支持機構３０によってリム裏面１ｂの開口端１ｃが下方に向く姿勢で支持される。
【００２９】
架台３１は車輪４のホイール１の背部に対峙した開口部３１ｂを有し、ローラ２１とローラ押圧機構２０等がこの開口部３１ｂからホイール１の背部に差し込まれるようになっている。
【００３０】
ローラ２１は円筒状に形成され、ホイール１の回転軸Ｏと並行な垂直軸を中心に回転し、ホイール１のリム裏面１ｂに貼り付けられたバランスウェイト３に転接する。ローラ２１の外径はリム裏面１ｂのホイール内径曲率に比べて小さく設定される。
【００３１】
ローラ押圧機構２０は対のローラ２１と、各ローラ２１を回転可能に支持するリンク機構２２と、このリンク機構２２を駆動するエアシリンダ２３とを備え、各ローラ２１をホイール１の回転軸Ｏについて対称的な位置関係（逆位相）を持ってホイール１のリム裏面１ｂに対して進退させる。エアシリンダ２３が収縮することにより、各ローラ２１がホイール１のリム裏面１ｂから離れる。一方、エアシリンダ２３が伸張することにより、各ローラ２１がホイール１のリム裏面１ｂに近づけ、バランスウェイト３を押圧する。
【００３２】
ローラ回動機構４０はローラ移動機構５０の基端部をホイール１の回転軸Ｏについて回転駆動するモータ４１によって構成され、ローラ移動機構５０を介してローラ押圧機構２０をホイール１と同軸上にて回動させる。
【００３３】
ローラ移動機構５０はホイール１の回転軸Ｏと同軸方向に伸縮作動するエアシリンダ５１によって構成され、ローラ押圧機構２０を昇降させる。
【００３４】
そして、バランスウェイト圧着装置５を用いて行われる本発明のバランスウェイト圧着方法は、ホイール１を支持するホイール支持工程と、バランスウェイト３に転接するローラ２１をホイール１のリム裏面１ｂに近づけてバランスウェイト３を押圧するローラ押圧工程と、ローラ２１をホイール１のリム裏面１ｂに沿って回動させるローラ回動工程を持つ。
【００３５】
バランスウェイト圧着装置５のコントローラは、次の手順で各機構の作動を制御してホイール１に貼り付けられたバランスウェイト３を自動的に圧着する。
・図示しない搬送装置によって車輪４をホイール支持機構３０の架台３１上に置く。
・ホイール支持機構３０の各センタリングアーム３２がタイヤ２のトレッド面２ａを押して車輪４を所定位置に支持する。
・ローラ移動機構５０がローラ２１とローラ押圧機構２０を上昇させ、これらを架台３１の開口部３１ｂからホイール１の背部に差し込む。
・ローラ押圧機構２０がローラ２１を外径方向に移動し、ローラ２１をホイール１のリム裏面１ｂに対峙しバランスウェイト３を押圧する位置に保持する。
・ローラ回動機構４０がローラ２１を回動させ、ローラ２１をバランスウェイト３に転接させ、バランスウェイト３をホイール１のリム裏面１ｂに圧着する。
・ローラ押圧機構２０がローラ２１を内径方向に移動し、ローラ２１をホイール１のリム裏面１ｂから離す。
・ローラ移動機構５０がローラ２１とローラ押圧機構２０を下降させ、これらをホイール１の背部から抜き取る。
・ホイール支持機構３０の各センタリングアーム３２をタイヤ２のトレッド面２ａから離す。
・図示しない搬送装置によって車輪４をホイール支持機構３０の架台３１上から持ち上げて搬出する。
【００３６】
図４は、車輪４を組み立て、ホイール１にバランスウェイト３を取り付ける製造ラインの概略構成を示す構成図である。
【００３７】
タイヤ組み立てライン１５にはホイール単品搬送コンベア１３からホイール１が搬送され、タイヤ単品搬送コンベア１４からタイヤ２が搬送され、タイヤ組み立てライン１５にてホイール１にタイヤ２を組み付けられる。このタイヤ組み立て工程はホイール１がそのリム裏面１ｂの開口端１ｃが下方に向き、ホイール表側（ディスク部側）１ａが上方に向く姿勢で行われる。
【００３８】
タイヤ組み立て工程の後に続くホイール１にバランスウェイト３を取り付けるラインは、タイヤバランサ１６によって車輪４の回転バランスを測定し、バランスウェイト３の取付位置を決定するバランス測定工程と、反転機１７によって車輪４をリム裏面１ｂの開口端１ｃが上方に向くように反転させる反転工程と、バランサウェイト修正ステージ１８にてホイール１のリム裏面１ｂに対して測定された位置にバランスウェイト３を貼り付ける貼り付け工程と、反転機１９によって車輪４をリム裏面１ｂの開口端１ｃが下方に向くように反転させる反転工程と、バランスウェイト圧着装置５によってバランスウェイト３をホイール１に圧着する圧着工程とが順に行われる。
【００３９】
以上のように、ホイール１にバランスウェイト３を取り付けるラインは、ホイール１にタイヤ２を組み付ける車輪組み立てラインに接続され、ホイール１に対するバランスウェイト３の圧着がバランスウェイト圧着装置５によって自動的に行われるため、作業者の工数を低減し、稼動サイクルタイムの短縮化がはかれる。また、作業者が圧着冶具を取扱わないため、圧着冶具によってホイールにキズを付けることを回避できる。
【００４０】
そして、ホイール１にバランスウェイト３を取り付けるラインは、リム裏面１ｂの開口端１ｃが上方に向いた状態でリム裏面１ｂにバランスウェイト３を貼り付けた後、反転機１９によって車輪４を反転させ、リム裏面１ｂの開口端１ｃが下方に向いた状態でバランスウェイト圧着装置５によってバランスウェイト３をホイール１に圧着するため、車輪４の搬送状態を大きく変えることなく圧着作業が行われる。そして、バランスウェイト圧着装置５はローラ２１等を下方からホイール１内に差し込むため、バランスウェイト圧着装置５を地上に設置することが可能となり、装置の大型化が避けられる。
【００４１】
バランスウェイト圧着装置５はバランスウェイト３に転接するローラ２１を回動してバランスウェイト３をリム裏面１ｂに押圧するため、大きさや形状の異なる様々なホイール１に対応して、バランスウェイト３の表面を均一に押圧することができる。これにより、接着式バランスウェイト３をホイール１に接着することが確実に行われ、品質のバラツキを抑えられる。
【００４２】
リム裏面１ｂのホイール内径曲率に比べて小さい外径のローラ２１がリム裏面１ｂに沿って回動することにより、バランスウェイト３を円滑に押圧し、振動、騒音の発生を抑えられる。
【００４３】
ローラ２１を回動させる回数を制御することにより、ホイール１やバランスウェイト３の大きさ等に対応して適切な押圧回数を設定できる。
【００４４】
ローラ押圧機構２０が各ローラ２１の移動距離を変更することにより、リム裏面１ｂの内径が異なるホイール１に対応してバランスウェイト３を押圧することができる。
【００４５】
ローラ押圧機構２０は対のローラ２１をその回動中心軸について対称的な位置関係を持って移動させることにより、ローラ押圧機構２０が１回の回動をすることによって１個のバランスウェイト３に対して２本のローラ２１が１回づづ転接し、バランスウェイト３は合計２回押圧されるため、稼動サイクルタイムの短縮化がはかれる。
【００４６】
そして、同じ質量のローラ２１を回動中心軸に対し逆位相に取付けるため、回転時の動バランスが取れ、作動時の振動を抑制し、ローラ２１がバランスウェイト３を均一に押圧することができる。これにより、接着式バランスウェイト３をホイール１に固着することが確実にでき、品質のバラツキを抑えられる。
【００４７】
ローラ押圧機構２０は１本のエアシリンダ２３によってリンク機構２２を介して各ローラ２１を同期して進退させる構造としたため、構造の簡素化がはかれるとともに、可動部を軽量化してローラ回動機構４０を駆動するモータ４１等の省力化がはかれる。
【００４８】
なお、ローラ２１は２本に限らず、３本以上設けても良い。
【００４９】
車輪４が架台３１上に搬入される際、ローラ移動機構５０がローラ押圧機構２０等を架台３１の下方に下降させることにより、ローラ移動機構５０等がホイール１に当たってキズをつけることが回避される。
【００５０】
そして、ローラ移動機構５０は、ローラ押圧機構２０の移動距離（高さ）を変更することにより、リム裏面１ｂの異なる回転軸Ｏ方向の位置（高さ）に貼り付けられたバランスウェイト３に対応してバランスウェイト３を押圧することができる。
【００５１】
なお、ローラ２１の軸方向の長さをホイール１のリム裏面１ｂに対して十分に設定することにより、ローラ移動機構５０がローラ押圧機構２０を移動することなく、リム裏面１ｂの異なる回転軸Ｏ方向の位置（高さ）に貼り付けられたバランスウェイト３に対応してバランスウェイト３を押圧することができる。この場合、バランスウェイト圧着装置５はローラ移動機構５０を廃止し、ローラ押圧機構２０の取り付け高さを一定にすることが可能となり、構造の簡素化がはかれる。
【００５２】
ホイール支持機構３０は、各センタリングアーム３２がタイヤ２が路面に接するトレッド面２ａを押して車輪４を支持することにより、車輪４を十分な位置精度を持って所定位置に支持することができる。そして、ホイール支持機構３０は、ホイール１に接しないため、タイヤ２の品質悪化を防ぐことができる。
【００５３】
ホイール支持機構３０は、各センタリングアーム３２の移動距離を変更することにより、外径が異なるタイヤ２に対応して車輪４を支持することができる。
【００５４】
なお、センタリングアーム３２は４本に限らず、３本以上の本数に設定すれば良い。
【００５５】
また、ホイール支持機構３０はセンタリングアーム３２を用いないでホイール１を所定位置に支持する構造としても良い。例えば、ホイール支持機構３０は、ホイール１のセンター穴を支持する構造として、ホイール１の位置精度をさらに高めることも考えられる。
【００５６】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、自動車や他の車両に備えられる車輪のバランスウェイト圧着装置とバランスウェイト圧着方法とタイヤ組み付け方法（タイヤ組み付けライン）に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態を示すバランスウェイト圧着装置の概略断面図。
【図２】同じく図１のＡ−Ａ線に沿う概略断面図。
【図３】同じくホイール支持機構の作動を示す概略構成図。
【図４】同じく製造ラインの概略構成図。
【符号の説明】
【００５９】
１  ホイール
２  タイヤ
３  バランスウェイト
４  車輪
５  バランスウェイト圧着装置
１６  タイヤバランサ
１７  反転機
１８  バランサウェイト修正ステージ
１９  反転機
２０  ローラ押圧機構
２１  ローラ
２２  リンク機構
２３  エアシリンダ
３０  ホイール支持機構
３２  センタリングアーム
４０  ローラ回動機構
５０  ローラ移動機構
【図１】
2006266439.tif 000003
【図２】
2006266439.tif 000004
【図３】
2006266439.tif 000005
【図４】
2006266439.tif 000006