(57)【要約】【課題】タイヤ内圧のバラツキを抑制する。【解決手段】ホイール３０に組み付けられたタイヤ３４に空気を充填する空気充填装置１０であって、タイヤ３４の側面に押し当てられ、タイヤ３４のビード部４３とホイール３０のリム部４２との間に隙間を形成する充填ドーム１３と、充填ドーム１３とこれに空気を供給する空気圧源１８との間に設けられ、充填ドーム１３内の圧力を目標圧力に調整するバルブユニット２１と、充填ドーム１３内に設けられ、ホイール３０が備えるエアバルブ３１と無線通信するアンテナ３２と、エアバルブ３１が検出するタイヤ３４内の圧力に基づいて、目標圧力を補正する制御部３９と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールに組み付けられたタイヤに空気を充填する空気充填装置であって、
前記タイヤの側面に押し当てられ、前記タイヤのビード部と前記ホイールのリム部との間に隙間を形成するカバー部材と、
前記カバー部材とこれに空気を供給する空気圧源との間に設けられ、前記カバー部材内の圧力を目標圧力に調整する圧力調整機構と、
前記カバー部材内に設けられ、前記ホイールが備える圧力センサと無線通信する通信機器と、
前記圧力センサが検出する前記タイヤ内の圧力に基づいて、前記目標圧力を補正する目標補正部と、
を有する、空気充填装置。
【請求項２】
請求項１記載の空気充填装置において、
前記カバー部材内の圧力を目標圧力に調整した後に、前記タイヤと前記カバー部材との少なくともいずれか一方を移動させ、前記タイヤと前記カバー部材とを離して前記タイヤ内に空気を封入する移動機構、を有する、空気充填装置。
【請求項３】
請求項２記載の空気充填装置において、
前記移動機構による前記タイヤと前記カバー部材との少なくともいずれか一方の移動開始後に、前記圧力センサは圧力を検出して前記通信機器に送信する、空気充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤに空気を充填する空気充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車製造工場においては、多数のタイヤに空気を充填する必要があるため、自動化された空気充填装置を用いてタイヤに空気を充填している（特許文献１参照）。この空気充填装置は、タイヤのサイドウォールを押し込むことでリムとビードとの間に隙間を確保し、この隙間からタイヤ内に空気を急速充填している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１８６６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の空気充填装置においては、充填完了時に適切なタイヤ内圧が得られるように、空気を充填する際の空気圧つまり充填圧を調整している。しかしながら、充填過程においてタイヤが変形することから、充填圧を一定に保持したとしても、タイヤ内圧にバラツキを生じさせてしまうという問題がある。このタイヤ内圧のバラツキは、後工程の作業コストを増大させる要因であるため、タイヤ内圧のバラツキを抑制することが求められている。
【０００５】
本発明の目的は、タイヤ内圧のバラツキを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の空気充填装置は、ホイールに組み付けられたタイヤに空気を充填する空気充填装置であって、前記タイヤの側面に押し当てられ、前記タイヤのビード部と前記ホイールのリム部との間に隙間を形成するカバー部材と、前記カバー部材とこれに空気を供給する空気圧源との間に設けられ、前記カバー部材内の圧力を目標圧力に調整する圧力調整機構と、前記カバー部材内に設けられ、前記ホイールが備える圧力センサと無線通信する通信機器と、前記圧力センサが検出する前記タイヤ内の圧力に基づいて、前記目標圧力を補正する目標補正部と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、圧力センサが検出したタイヤ内の圧力に基づき目標圧力を補正したので、タイヤ内圧のバラツキを抑制することが可能となる。しかも、カバー部材内に通信機器を設けるようにしたので、圧力センサと無線通信を行う際の混信を回避することができ、目標圧力を補正する際の信頼性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態である空気充填装置を示す概略図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は空気充填装置の作動状態を示す説明図である。
【図３】制御部によって実行される空気充填処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】制御部によって実行される空気充填処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】目標ドーム内圧を示すテーブルデータの一例を示す説明図である。
【図６】制御部によって実行される目標圧力補正処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】適正ドーム内圧を示すテーブルデータの一例を示す説明図である。
【図８】（ａ）は目標ドーム内圧を補正した場合のタイヤ内圧のバラツキを示す線図であり、（ｂ）は目標ドーム内圧を補正しなかった場合のタイヤ内圧のバラツキを示す線図である。
【図９】アンテナによるタイヤ内圧の受信状況を示すイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である空気充填装置１０を示す概略図である。図１に示すように、空気充填装置１０は、エアシリンダ１１によって上下動するリフター（移動機構）１２と、リフター１２の上方に設置される充填ドーム（カバー部材）１３とを有している。充填ドーム１３は、環状の側壁部１４と、側壁部１４の上端を覆う天板部１５とを備えている。充填ドーム１３に接続される給排流路１６には、給気流路１７を介してエアポンプ等の空気圧源１８が接続されており、排気流路１９を介して排気口２０が接続されている。また、給気流路１７および排気流路１９には、充填ドーム１３内の圧力（以下、ドーム内圧と記載する）を調整するバルブユニット（圧力調整機構）２１が設けられている。バルブユニット２１は、連通状態と閉塞状態とに切り替えられる電磁バルブＡＶ１を給気流路１７に備え、連通状態と閉塞状態とに切り替えられる電磁バルブＡＶ２を排気流路１９に備えている。
【００１０】
充填ドーム１３の内側には、ホイール３０に設けられたエアバルブ３１と無線通信するアンテナ（通信機器）３２が設置されている。ホイール３０に組み付けられるエアバルブ３１は、圧力センサおよび送信機からなるセンサ部３３を有している。このエアバルブ３１のセンサ部３３は、タイヤ３４内の圧力（以下、タイヤ内圧と記載する）を検出するとともに、タイヤ内圧をアンテナ３２に送信する機能を有している。また、充填ドーム１３には、ドーム内圧を検出するドーム内圧センサ３５が設けられている。さらに、空気充填装置１０は、マイクロコンピュータ等によって構成される制御盤３６を有している。制御盤３６には、スイッチやタッチパネル等の操作部３７が設けられており、表示パネル等の表示部３８が設けられている。制御盤３６には、リフター１２やバルブユニット２１等に対して制御信号を出力する制御部３９が設けられている。
【００１１】
図１に示すように、リフター１２のテーブル４０には、空気充填に備えてホイール３０に組み付けられたタイヤ３４が設置される。以下、タイヤ３４に空気を充填する際の手順について説明する。図２（ａ）および（ｂ）は空気充填装置１０の作動状態を示す説明図である。まず、図２（ａ）に示すように、リフター１２を所定ストロークで上昇させ、タイヤ３４のサイドウォール（側面）４１が充填ドーム１３の下端に押し当てられる。これにより、充填ドーム１３によってサイドウォール４１が内側に押し込まれ、ホイール３０のリム部４２とタイヤ３４のビード部４３との間に隙間が形成される。このとき、下側のサイドウォール４４はテーブル４０によって密閉された状態となり、上側のサイドウォール４１は充填ドーム１３によって密閉された状態となる。続いて、給気流路１７の電磁バルブＡＶ１が連通状態に切り替えられ、空気圧源１８から給気流路１７および給排流路１６を経て充填ドーム１３内に圧縮空気が供給される。このとき、矢印αで示すように、充填ドーム１３内の圧縮空気は、リム部４２とビード部４３との隙間からタイヤ３４内に供給される。そして、ドーム内圧が所定の目標圧力に到達すると、給気流路１７の電磁バルブＡＶ１が遮断状態に切り替えられる。続いて、図２（ｂ）に示すように、双方の電磁バルブＡＶ１，ＡＶ２を遮断状態に維持したまま、リフター１２を所定ストロークで下降させることにより、充填ドーム１３内で目標圧力に調整された空気がタイヤ３４内に封入される。なお、ドーム内圧が目標圧力を超えて上昇した場合には、給気流路１７の電磁バルブＡＶ１が遮断状態に切り替えられ、排気流路１９の電磁バルブＡＶ２が連通状態に切り替えられる。これにより、充填ドーム１３から空気を排出してドーム内圧が引き下げられる。
【００１２】
前述したように、空気の充填作業においては、充填ドーム１３内の圧力を目標圧力に調整した後に、リフター１２を下降させて充填ドーム１３内の空気をタイヤ３４内に封入している。リフター１２の下降過程においては、外側に向けて徐々に拡がるビード部４３がリム部４２に密着することにより、充填ドーム１３内の空気がタイヤ３４内に封入されることになる。このように、タイヤ３４内に空気を封入する過程においては、タイヤ３４のサイドウォール４１が変形することから、充填ドーム１３内で調整される目標圧力と実際に充填されるタイヤ内圧とにはズレが生じていた。特に、タイヤサイズが相違する場合には、サイドウォール４１の変形状況も相違することから、タイヤ内圧のバラツキを抑制することが困難であった。そこで、本発明の一実施の形態である空気充填装置１０は、エアバルブ３１によって実測されるタイヤ内圧に基づき、充填ドーム１３内の目標圧力を補正している。
【００１３】
以下、タイヤ３４に空気を充填する空気充填処理について説明した後に、目標圧力を補正する目標圧力補正処理について説明する。図３および図４は制御部３９によって実行される空気充填処理の一例を示すフローチャートである。なお、図３および図４のフローチャートについては符号ａで接続されている。
【００１４】
ステップＳ１０では、ワークであるタイヤ３４がリフター１２に対して適切に設置されているか否かが判定される。ステップＳ１０において、タイヤ３４が適切に設置されていないと判定された場合には、ステップＳ１１に進み、制御盤３６の表示部３８にワーク異常を表示してルーチンを抜ける。一方、ステップＳ１０において、タイヤ３４が適切に設定されていると判定された場合には、ステップＳ１２に進み、工場ネットワークから制御部３９に生産情報（タイヤ仕様およびバルブＩＤ）が取り込まれる。続いて、ステップＳ１３においてリフター１２の上昇移動が開始されると、ステップＳ１４に進み、リフター１２が停止位置に到達したか否かが判定される。ステップＳ１４において、リフター１２が停止位置に到達していないと判定された場合には、ステップＳ１３に戻り、リフター１２の上昇が継続される。一方、ステップＳ１４において、リフター１２が停止位置に到達したと判定された場合には、ステップＳ１５に進み、リフター１２が停止される。このとき、充填ドーム１３とタイヤ３４との位置関係は、図２（ａ）に示す位置関係となっている。
【００１５】
ステップＳ１６では、制御部３９からアンテナ３２を介してエアバルブ３１に対し、バルブＩＤの発信要求が出力される。続くステップＳ１７では、エアバルブ３１からバルブＩＤが送信されたか否かが判定される。ステップＳ１７において、アンテナ３２がバルブＩＤを受信していない場合には、ステップＳ１６に戻り、エアバルブ３１に対してバルブＩＤの発信要求が出力される。一方、ステップＳ１７において、アンテナ３２がバルブＩＤを受信した場合には、ステップＳ１８に進み、アンテナ３２が受信したバルブＩＤと生産情報のバルブＩＤとが照合される。ステップＳ１８において、照合したバルブＩＤが一致していないと判定された場合には、ステップＳ１９に進み、制御盤３６の表示部３８にバルブＩＤ異常を表示してルーチンを抜ける。一方、ステップＳ１８において、照合したバルブＩＤが一致していると判定された場合には、ステップＳ２０に進み、生産情報のタイヤ仕様に基づいて、充填ドーム１３内の目標圧力である目標ドーム内圧Ｚｎが取得される。ここで、図５は目標ドーム内圧Ｚｎを示すテーブルデータの一例を示す説明図である。図５に示すように、目標ドーム内圧Ｚｎは、タイヤ仕様つまりタイヤサイズ毎に設定されている。なお、図示する空気充填装置１０においては、タイヤサイズが異なる場合であっても、同じタイヤ内圧（例えば３００ｋＰａ）となるように空気を充填している。すなわち、前述したように、タイヤサイズが異なる場合には、サイドウォール４１の変形状況が異なることから、タイヤサイズ毎に目標ドーム内圧Ｚｎを変更し、タイヤサイズの影響を受けることなくタイヤ内圧を一定に制御している。
【００１６】
図４に示すように、ステップＳ２１では、電磁バルブＡＶ１が連通状態に切り替えられ、電磁バルブＡＶ２が遮断状態に切り替えられる。続くステップＳ２２では、ドーム内圧ＰＤが目標ドーム内圧Ｚｎを上回るか否かが判定される。ステップＳ２２において、ドーム内圧ＰＤが目標ドーム内圧Ｚｎ以下であると判定された場合には、ステップＳ２１に戻り、電磁バルブＡＶ１の連通状態が継続される。一方、ステップＳ２２において、ドーム内圧ＰＤが目標ドーム内圧Ｚｎを超えると判定された場合には、電磁バルブＡＶ１が遮断状態に切り替えられ、電磁バルブＡＶ２が連通状態に切り替えられる。続くステップＳ２４では、ドーム内圧ＰＤが目標ドーム内圧Ｚｎであるか否かが判定される。ステップＳ２４において、ドーム内圧ＰＤが目標ドーム内圧Ｚｎでないと判定された場合、つまりドーム内圧ＰＤが目標ドーム内圧Ｚｎを超える場合には、ステップＳ２３に戻り、電磁バルブＡＶ２の連通状態が継続される。一方、ステップＳ２４において、ドーム内圧ＰＤが目標ドーム内圧Ｚｎであると判定された場合には、ステップＳ２５に進み、双方の電磁バルブＡＶ１，ＡＶ２が遮断状態に切り替えられる。
【００１７】
そして、ステップＳ２６においてリフター１２の下降移動が開始されると、ステップＳ２７に進み、タイヤ３４のビード部４３がホイール３０のリム部４２に密着したか否か、つまりタイヤ３４内に空気が封入されたか否かがが判定される。ステップＳ２７においては、リフター１２の下降ストロークに基づきビード部４３の密着状態を推定しても良く、ドーム内圧ＰＤの変化に基づきビード部４３の密着状態を推定しても良い。続いて、ステップＳ２８では、制御部３９からアンテナ３２を介してエアバルブ３１に対し、タイヤ内圧ＰＴの発信要求が出力される。そして、ステップＳ２９では、エアバルブ３１から送信されたタイヤ内圧ＰＴが制御部３９に格納され、ステップＳ３０では、リフター１２が下限位置で停止する。
【００１８】
続いて、目標圧力補正処理について説明する。図６は制御部（目標補正部）３９によって実行される目標圧力補正処理の一例を示すフローチャートである。図６に示すように、ステップＳ４０では、エアバルブ３１から受信したタイヤ内圧ＰＴが格納され、ステップＳ４１では、タイヤ内圧ＰＴに基づいて適正ドーム内圧Ｚｂが設定される。ここで、図７は適正ドーム内圧Ｚｂを示すテーブルデータの一例を示す説明図である。図７に示すように、タイヤ内圧ＰＴが目標値（例えば３００ｋＰａ）よりも低い場合には、充填ドーム１３内を加圧してタイヤ内圧ＰＴを高めるように、適正ドーム内圧Ｚｂが高く設定される。一方、タイヤ内圧ＰＴが目標値よりも高い場合には、充填ドーム１３内を減圧してタイヤ内圧ＰＴを低下させるように、適正ドーム内圧Ｚｂが低く設定される。このように、タイヤ内圧ＰＴから適正ドーム内圧Ｚｂが設定されると、ステップＳ４２に進み、設定された適正ドーム内圧Ｚｂを用いて移動平均処理を実施することにより、新たな目標ドーム内圧Ｚｎが設定される。すなわち、タイヤ３４に対する空気の充填作業が完了する度に、そのタイヤサイズに対応した目標ドーム内圧Ｚｎが更新されることになる。ステップＳ４２においては、例えば、過去２０個分の適正ドーム内圧Ｚｂを移動平均することにより、新たな目標ドーム内圧Ｚｎを演算している。
【００１９】
これまで説明したように、エアバルブ３１が実測したタイヤ内圧ＰＴに基づいて、目標ドーム内圧Ｚｎを補正したので、タイヤ内圧のバラツキを抑制することが可能となる。ここで、図８（ａ）は目標ドーム内圧Ｚｎを補正した場合のタイヤ内圧のバラツキを示す線図であり、図８（ｂ）は目標ドーム内圧Ｚｎを補正しなかった場合のタイヤ内圧のバラツキを示す線図である。なお、図８（ａ）および（ｂ）には、様々なタイヤサイズが混在する充填結果が示されている。図８（ａ）および（ｂ）に示すように、タイヤ内圧ＰＴに基づき目標ドーム内圧Ｚｎを補正することにより、充填作業後のタイヤ内圧を目標値に近づけることが可能となる。このように、目標ドーム内圧Ｚｎを補正することにより、タイヤ内圧の過不足を回避することができるため、後工程でタイヤ内圧を調整する必要が無く、作業コストを大幅に削減することが可能となる。
【００２０】
しかも、エアバルブ３１からタイヤ内圧ＰＴを受信するアンテナ３２は、導体製の充填ドーム１３内に設置されることから、目標ドーム内圧Ｚｎを補正する際の信頼性を向上させることが可能となる。ここで、図９はアンテナ３２によるタイヤ内圧の受信状況を示すイメージ図である。図９に示すように、空気充填装置１０の周辺には、充填作業前や充填作業後のタイヤ１００が存在することから、誤って周辺のエアバルブ１０１から発せられるタイヤ内圧をアンテナ３２が受信してしまう虞がある。しかしながら、アンテナ３２は、充填ドーム１３つまり電磁シールドによって覆われることから、他のエアバルブ１０１の発信信号を誤って受信することはなく、目標ドーム内圧Ｚｎを補正する際の信頼性を向上させることが可能となる。
【００２１】
前述したように、リフター１２の下降移動が開始された後に、エアバルブ３１によってタイヤ内圧を検出し、エアバルブ３１からアンテナ３２にタイヤ内圧を送信している。アンテナ３２にタイヤ内圧を送信するタイミングとしては、リフター１２が下降してタイヤ３４内に空気が封入された直後が望ましい。すなわち、リフター１２が大きく下降することにより、充填ドーム１３とタイヤ３４とが大きく離れてしまうと、他のエアバルブ１０１と混信してしまう虞があることから、タイヤ３４内に空気が封入された直後にエアバルブ３１からアンテナ３２にタイヤ内圧ＰＴを送信することが望ましい。
【００２２】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、充填ドーム１３としては、金属等の導体を用いて構成することが可能である。また、充填ドーム１３として、樹脂製のドーム本体に導体層を形成しても良く、樹脂製のドーム本体に金属メッシュを取り付けても良い。また、前述の説明では、リフター１２をエアシリンダ１１によって駆動しているが、これに限られることはなく、電動アクチュエータや油圧アクチュエータ等を用いてリフター１２を駆動しても良い。また、前述の説明では、リフター１２を上下移動させているが、これに限られることはなく、充填ドーム１３を上下移動させても良く、リフター１２と充填ドーム１３とを上下移動させても良い。
【符号の説明】
【００２３】
１０    空気充填装置
１２    リフター（移動機構）
１３    充填ドーム（カバー部材）
１８    空気圧源
２１    バルブユニット（圧力調整機構）
３０    ホイール
３２    アンテナ（通信機器）
３３    センサ部（圧力センサ）
３４    タイヤ
３９    制御部（目標補正部）
４１    サイドウォール（側面）
４２    リム部
４３    ビード部
ＰＴ    タイヤ内圧
ＰＤ    ドーム内圧
Ｚｎ    目標ドーム内圧（目標圧力）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015217867.tif 000009
【図８】
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【図９】
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