(57)【要約】  使用済中古等のタイヤホイール装着済タイヤを自動で把持することができるタイヤ脱着ロボットと、このタイヤ脱着ロボットを用いて使用済中古等のタイヤホイール装着済タイヤから自動でタイヤホイールを脱離及び装着することができるタイヤ脱着システムと、これらのタイヤ脱着ロボットとタイヤ脱着システムに用いられるタイヤ掴みヘッドを提供する。  タイヤ３５又はタイヤホイール３６を掴むハンド部４と、このハンド部を開閉する機構４０−４６とを備え、ハンド部は、その端部に爪部１９を備え、この爪部は、タイヤホイール３６のリム３７のエッジ部３７ａに係止して前記タイヤホイール３６又はこれを装着したタイヤホイール装着タイヤを把持する第１の爪部１９ａと、タイヤホイール非装着タイヤのビード部に係止してタイヤホイール非装着タイヤを把持する第２の爪部１９ｂを備える。
2016136972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ（３５）又はタイヤホイール（３６）を掴むハンド部（４）と、このハンド部（４）を開閉する機構とを備え、
前記ハンド部（４）は、その端部に爪部（１９）を備え、
この爪部（１９）は、タイヤホイール（３６）のリム（３７）のエッジ部（３７ａ）に係止して前記タイヤホイール（３６）又はこれを装着したタイヤホイール装着タイヤ（３５）を把持する第１の爪部（１９ａ）と、タイヤホイール非装着タイヤ（３５ｂ）のビード部（３５ａ）に係止して前記タイヤホイール非装着タイヤ（３５ｂ）を把持する第２の爪部（１９ｂ）を備えることを特徴とするタイヤ掴みヘッド（２）。
【請求項２】
前記ハンド部（４）を開閉する機構は、ネジ軸（４０）と、これに螺合するナット（４４）と、前記ネジ軸（４０）に設けられた第１のプーリ（４１）と、この第１のプーリ（４１）に懸架されるベルト（４３）と、このベルト（４３）を懸架する第２のプーリ（４２）と、この第２のプーリ（４２）を回動させる駆動モータ（３）と、を備え、前記ナット（４４）に前記ハンド部（４）を係着して、前記ネジ軸（４０）の回転に伴う前記ナット（４４）の移動によって前記ハンド部（４）を開閉することを特徴とする請求項１記載のタイヤ掴みヘッド（２）。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のタイヤ掴みヘッド（２）をアーム（８）の先端に装着することを特徴とするタイヤ脱着ロボット（１）。
【請求項４】
請求項３に記載のタイヤ脱着ロボット（１）と、前記タイヤホイール装着タイヤ（３５）から前記タイヤホイール（３６）を脱離させるためのタイヤ脱着治具（２０，３０）とを備え、
このタイヤ脱着治具は、前記ハンド部（４）の前記第１の爪部（１９ａ）が前記リム（３７）と前記タイヤ（３５）のビード部（３５ａ）の隙間に介挿し前記リム（３７）のエッジ部（３７ａ）に係止して前記ハンド部（４）が前記タイヤホイール装着タイヤ（３５）を把持している状態で、前記タイヤホイール装着タイヤ（３５）の前記タイヤホイール（３６）のリム（３７）と前記タイヤ（３５）のビード部（３５ａ）の隙間に挿し込んで前記リム（３７）と前記ビード部（３５ａ）を剥離させる第１の挿し込み具（２１，２４）と、前記第１の挿し込み具（２１，２４）で剥離された前記リム（３７）と前記ビード部（３５ａ）の隙間に挿し込んで、前記タイヤホイール（３６）のリム（３７）の内側に配置されている前記タイヤ（３５）のビード部（３５ａ）を、前記タイヤホイール（３６）のリム（３７）を越えさせて前記リム（３７）の外側に外す第２の挿し込み具（２５）と、を有することを特徴とするタイヤ脱着システム。
【請求項５】
前記タイヤ脱着ロボット（１）は、前記ハンド部（４）の第１の爪部（１９ａ）が前記タイヤホイール（３６）のリム（３７）のエッジ部（３７ａ）に係止して前記タイヤホイール（３６）を把持している状態で、前記第１の爪部（１９ａ）が把持している側とは逆側のリム（３７）を前記タイヤホイール非装着タイヤ（３５ｂ）の一方の側のビード部（３５ａ）に押し込み、
前記第１の挿し込み具（２１，２４）は、前記タイヤホイール非装着タイヤ（３５ｂ）の他方の側のビード部（３５ａ）を前記逆側のリム（３７）の内側に挿し込むことで、前記タイヤホイール（３６）を前記タイヤホイール非装着タイヤ（３５ｂ）に装着することを特徴とする請求項４記載のタイヤ脱着システム。
【請求項６】
前記第１の挿し込み具（２１，２４）及び前記第２の挿し込み具（２５）の少なくとも一方の近傍に注水口（２６）を備えて、前記第１の挿し込み具（２１，２４）又は前記第２の挿し込み具（２５）を前記タイヤホイール（３６）のリム（３７）と前記タイヤ（３５）のビード部（３５ａ）の隙間に挿し込む際に、水（３８）又は界面活性剤水溶液を注水可能であることをすることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のタイヤ脱着システム。
【請求項７】
前記第１の挿し込み具（２１，２４）又は第２の挿し込み具（２５）の近傍に脱離されたタイヤ（３５ｂ）を載置可能な脱離タイヤ置き場（２８）を備えることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載のタイヤ脱着システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤホイールが装着されているタイヤからタイヤ本体を脱離あるいは装着するためのタイヤ掴みヘッドとそれを含むタイヤ脱着ロボットとタイヤ脱着システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の自動車リサイクル産業では自動車中古部品市場の縮小が危惧されており、中古部品の利用促進は長年の課題であった。日本国内では新品志向が強く、使い捨ての考えが多い。特にタイヤは消耗品であり需要が多い為、新品交換のサイクルが早い。不要になった廃タイヤの発生量は年間約１００万トンと言われているが、その中には使用可能なものも多数存在する。処分方法は様々であるが、焼却処分時に発生する内分泌撹乱作用を有すると疑われる化学物質による環境への影響は、人体への影響も懸念されている。
そこで、使用済・タイヤの回収、品質管理、分別、出荷準備など一連の工程を高い精度と効率で実現できれば、使用済・中古タイヤのリサイクルをより促進することが可能になると考えられる。
しかしながら、使用済タイヤはホイールが装着された状態で回収されることが一般的であり、タイヤ本体とタイヤホイールを分けて管理、出荷、流通させるためにはタイヤ本体からタイヤホイールを脱離させる必要がある。この作業は装着以上に体力と時間を必要とするため、作業員１人によって脱離可能なタイヤホイール装着済のタイヤは限られ、必ずしも効率的な工程とすることができなかった。
このような課題を解決するため、これまでいくつか特許出願がなされている。【０００３】
例えば、特許文献１には、「タイヤ交換機などに用いるビード部離脱装置」という名称で、ビード部離脱を受ける特定タイプのタイヤに応じてビード部離脱を最適に可能とするビード部離脱装置が開示されている。
タイヤホイール装着済タイヤは、特許文献１の図１に開示されるようなテーブル上に、固定された状態で、ビード部が離脱される。【０００４】
また、特許文献２にも、「タイヤビード取外し装置」という名称で、特許文献１に開示されているものと同様の装置が開示されており、特に、ホイールの上リムに対する上ビードの密着度が高いタイヤに対し、ビード取外し具の挿入部を上ビードと上リムの間に容易かつ円滑に挿入することができる装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２１３８５０号公報
【特許文献２】特開２０１４−１７２４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示される技術では、平板上にタイヤを固定するため上リムと上ビード部を離脱させることができるものの、平板に対向している下面側の下リムと下ビード部の離脱はそのままではできず、タイヤの固定を解除して一旦タイヤを取り外し、裏返し、再度固定してから、下リムと下ビード部を上側にしてから同様に離脱させる必要があり、作業効率が悪いという課題があった。
また、平板のテーブルにタイヤを１個ずつ載せる作業が必要であり、作業員の労力の軽減や時間の節約は目立つものではなく、結局作業員の肉体的、精神的負担は改善できない可能性があるという課題があった。
さらに、既に自動車リサイクル産業では、管理業務や出荷業務などではコンピュータによる自動化が進んでいることから、解体作業等で自動化が進むことで中古自動車の納車から再利用タイヤ等のリサイクル商品の出荷まで一連の業務の自動化と連係が促進されるというメリットを十分の享受できないという課題があった。【０００７】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、使用済中古等のタイヤホイール装着済タイヤやタイヤホイールを自動で把持することができるタイヤ脱着ロボットと、このタイヤ脱着ロボットを用いて使用済中古等のタイヤホイール装着済タイヤから自動でタイヤホイールを脱離や逆に装着することができるタイヤ脱着システムと、これらのタイヤ脱着ロボットとタイヤ脱着システムに用いられるタイヤ掴みヘッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明であるタイヤ掴みヘッドは、タイヤ又はタイヤホイールを掴むハンド部と、このハンド部を開閉する機構とを備え、前記ハンド部は、その端部に爪部を備え、この爪部は、タイヤホイールのリムのエッジ部に係止して前記タイヤホイール又はこれを装着したタイヤホイール装着タイヤを把持する第１の爪部と、タイヤホイール非装着タイヤのビード部に係止して前記タイヤホイール非装着タイヤを把持する第２の爪部を備えるものである。
上記構成のタイヤ掴みヘッドでは、開閉する機構を備えたハンド部が爪部を備え、しかも、この爪部が、タイヤホイールのリムのエッジ部に係止して前記タイヤホイール又は前記タイヤホイール装着タイヤを把持する第１の爪部と、タイヤホイール非装着タイヤのビード部に係止して前記タイヤホイール非装着タイヤを把持する第２の爪部を併せて備えることでタイヤホイールを装着しているタイヤと非装着のタイヤの両方を把持するように作用する。さらに、第１の爪部はタイヤホイールのリムのエッジ部に係止して把持するので、タイヤ本体が脱離した後のタイヤホイール本体を把持するようにも作用する。
従って、タイヤホイールが装着された使用済・中古タイヤに対して、第１の爪部でタイヤを把持しながらタイヤ本体を外し、そのままタイヤホイールを把持したまま所望の場所に移動させて放して載置した後、第２の爪部で外されたタイヤ本体を把持するように作用する。また、タイヤホイールにタイヤを装着する際にもタイヤホイールを把持してタイヤホイール未装着のタイヤの位置まで移動等させる際にも用いることができる。
なお、本願では単にタイヤというときには、タイヤホイールを装着した後のタイヤ及び未装着のタイヤの両方を意味している。また、第１の爪部がタイヤホイール装着タイヤを把持するとは、タイヤホイール装着タイヤに装着されているタイヤホイールのリムのエッジ部に第１の爪部を係止して把持するものである。【０００９】
また、請求項２に記載の発明であるタイヤ掴みヘッドは、請求項１に記載のタイヤ掴みヘッドにおいて、前記ハンド部を開閉する機構は、ネジ軸と、これに螺合するナットと、前記ネジ軸に設けられた第１のプーリと、この第１のプーリに懸架されるベルトと、このベルトを懸架する第２のプーリと、この第２のプーリを回動させる駆動モータと、を備え、前記ナットに前記ハンド部を係着して、前記ネジ軸の回転に伴う前記ナットの移動によって前記ハンド部を開閉することを特徴とするものである。
上記構成のタイヤ掴みヘッドでは、請求項１に記載の発明の作用に加えて、ハンド部を開閉する機構が、駆動モータの回転によってその駆動力を第２のプーリ、ベルト、第１のプーリを介してネジ軸に伝達するように作用する。
駆動モータの駆動力が伝達したネジ軸の回転によって、ナットが直動し、このナットに係着されたハンド部が開閉するように作用する。【００１０】
そして、請求項３に記載の発明であるタイヤ脱着ロボットは、請求項１又は請求項２に記載のタイヤ掴みヘッドをアームの先端に装着するものである。
上記構成のタイヤ脱着ロボットでは、請求項１又は請求項２に記載のハンド部をアームの先端に装着されているので、アームの移動先において、それぞれのタイヤ掴みヘッドの作用を発揮する。【００１１】
さらに、請求項４に記載の発明であるタイヤ脱着システムは、請求項３に記載のタイヤ脱着ロボットと、前記タイヤホイール装着タイヤから前記タイヤホイールを脱離させるためのタイヤ脱着治具とを備え、このタイヤ脱着治具は、前記ハンド部の前記第１の爪部が前記リムと前記タイヤのビード部の隙間に介挿し前記リムのエッジ部に係止して前記ハンド部が前記タイヤホイール装着タイヤを把持している状態で、前記タイヤホイール装着タイヤの前記タイヤホイールのリムと前記タイヤのビード部の隙間に挿し込んで前記リムと前記ビード部を剥離させる第１の挿し込み具と、前記第１の挿し込み具で剥離された前記リムと前記ビード部の隙間に挿し込んで、前記タイヤホイールのリムの内側に配置されている前記タイヤのビード部を、前記タイヤホイールのリムを越えさせて前記リムの外側に外す第２の挿し込み具と、を有するものである。
上記構成のタイヤ脱着システムでは、タイヤ脱着ロボットのタイヤ掴みヘッドの第１の爪部が、タイヤホイールの表側あるいは裏側のリムのエッジ部に係止してタイヤホイール装着タイヤを把持するように作用し、その状態で、第１の挿し込み具が、タイヤホイールの表側又は裏側のリムとタイヤのビード部との隙間に挿し込まれてリムとビード部を剥離させるように作用する。
その後に、第２の挿し込み具が、剥離されたリムとビード部の隙間に挿し込まれるように作用し、さらに、タイヤ脱着ロボットは、タイヤ脱着ロボットは、タイヤホイール装着タイヤを第２の挿し込み具から離すように引っ張るように作用して、タイヤホイールのリムの内側に配置されているタイヤのビード部を、タイヤホイールのリムを越えて、リムの外側へ外れるように作用する。
さらに、タイヤ脱着システムでは、脱離したタイヤホイールは、タイヤ掴みヘッドの第１の爪部がリムのエッジ部に係止したままであるので、そのまま第１の爪部によって把持されるように作用する。
なお、本願では、タイヤホイールの表裏について、通常自動車運転時に露出しているタイヤホイール側を表側といい、露出していないタイヤホイール側を裏側という。【００１２】
請求項５に記載の発明であるタイヤ脱着システムは、請求項４に記載の発明において、前記タイヤ脱着ロボットは、前記ハンド部の第１の爪部が前記タイヤホイールのリムのエッジ部に係止して前記タイヤホイールを把持している状態で、前記第１の爪部が把持している側とは逆側のリムを前記タイヤホイール非装着タイヤの一方の側のビード部に押し込み、前記第１の挿し込み具は、前記タイヤホイール非装着タイヤの他方の側のビード部を前記逆側のリムの内側に挿し込むことで、前記タイヤホイールを前記タイヤホイール非装着タイヤに装着することを特徴とするものである。
上記構成のタイヤ脱着システムでは、タイヤ脱着ロボットがタイヤホイールを把持してホイール未装着タイヤに押し込むように作用し、第１の挿し込み具が押し込まれた側とは逆のビード部をタイヤの内部側にあるタイヤホイールのリムの中に挿し込むように作用する。【００１３】
請求項６に記載の発明であるタイヤ脱着システムは、請求項４又は請求項５に記載のタイヤ脱着システムにおいて、前記第１の挿し込み具及び前記第２の挿し込み具の少なくとも一方の近傍に注水口を備えて、前記第１の挿し込み具又は前記第２の挿し込み具を前記タイヤホイールのリムと前記タイヤのビード部の隙間に挿し込む際に、水又は界面活性剤水溶液を注水可能であることを特徴とするものである。
上記構成のタイヤ脱着システムでは、注水口が、水又は界面活性剤水溶液を第１の挿し込み具又は第２の挿し込み具、あるいはタイヤホイールのリム又はタイヤのビード部、あるいはその隙間に注水するように作用する。
注水口とは、単に開口している形状をはじめノズル形状やヘッダーを備えた構成も含む概念である。【００１４】
請求項７載の発明であるタイヤ脱着システムは、請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載のタイヤ脱着システムにおいて、前記第１の挿し込み具又は第２の挿し込み具の近傍に脱離されたタイヤを載置可能な脱離タイヤ置き場を有するものである。
上記構成のタイヤ脱着システムは、脱離タイヤ置き場が、第２の挿し込み具によって脱離されたタイヤ本体を仮置きするように作用する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１に記載のタイヤ掴みヘッドでは、第１の爪部と第２の爪部を備えることで、タイヤホイールを装着しているタイヤと非装着のタイヤの両方を把持することができる。しかも、第１の爪部は、タイヤホイールを装着しているタイヤではタイヤホイールのリムのエッジ部に係止するので、使用済・中古タイヤからタイヤホイールを脱離させた際やタイヤにタイヤホイールを装着させる際に、タイヤホイール本体をそのまま引き続き把持することが可能である。さらに、第２の爪部は、タイヤのビード部に係止するので、タイヤホイールから脱離したタイヤ本体やタイヤホイールを装着する前のタイヤ本体も把持することができる。
すなわち、使用済・中古タイヤに対して、タイヤホイールの脱離の前後のいずれの工程あるいはタイヤへのタイヤホイール装着の工程でもタイヤホイール装着タイヤ、タイヤホイール本体、及びタイヤ本体（タイヤホイール非装着タイヤ）のいずれも把持することが可能であるので、使用済・中古タイヤのタイヤホイール着脱作業のすべての工程で利用可能である。【００１６】
本発明の請求項２に記載のタイヤ掴みヘッドにおいても、請求項１に記載の発明の効果と同様の効果を発揮することができる。【００１７】
本発明の請求項３記載のタイヤ脱着ロボットでは、備えられたアームの稼働範囲において、請求項１又は請求項２に記載されたタイヤ掴みヘッドが発揮し得る効果を発揮することができる。【００１８】
本発明の請求項４に記載のタイヤ脱着システムにおいては、タイヤ掴みヘッドがタイヤホイール装着タイヤを把持することが可能であり、そのようなタイヤ掴みヘッドを備えたタイヤ脱着ロボットと、タイヤ脱着治具を備えることで、タイヤ脱着治具を静止させたまま、タイヤ脱着ロボットの動きを利用して自動でタイヤホイール装着タイヤからタイヤ本体とタイヤホイールを脱離させることが可能である。
また、脱離したタイヤホイールはタイヤ掴みヘッドによって係止されたままであるので、タイヤ脱着ロボットによってそのまま所望の場所へ移動させることが可能であり、所望の場所に放して配置させることも可能である。
さらに、脱離したタイヤ本体もタイヤ掴みヘッドの第２の爪部によって把持できるので、そのタイヤ本体もタイヤ脱着ロボットによって所望の場所に移動させることが可能であり、所望の場所に配置させることも可能である。【００１９】
本発明の請求項５に記載のタイヤ脱着システムにおいては、請求項４に記載されたタイヤ脱着システムの効果に加えて、ホイール未装着タイヤに対してタイヤホイールを容易に装着することができる。【００２０】
本発明の請求項６に記載のタイヤ脱着システムにおいては、請求項４又は請求項５に記載されたタイヤ脱着システムの効果に加えて、注水口によって水や界面活性剤水溶液を注水することができるので、第１の挿し込み具や第２の挿し込み具とタイヤホイールやタイヤのビード部との間に発生する摩擦係数を低減することが可能であり、よって、脱着作業を容易にし、摩擦力（熱）によるタイヤの損傷等を防止することができる。【００２１】
本発明の請求項７に記載のタイヤ脱着システムは、請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載された発明が発揮し得る効果に加えて、タイヤホイールから脱離したタイヤ本体を一時的に仮置きすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るタイヤ脱着ロボット及びこれに脱着用治具を備えた第２の実施の形態に係るタイヤ脱着システムの構成図である。
【図２】（ａ）は本発明の第３の実施の形態に係るタイヤ掴みヘッドの掴みハンドが閉じた状態を示す構造図であり、（ｂ）は同じく開いた状態を示す構造図である。
【図３】（ａ）は本発明の第３の実施の形態に係るタイヤ掴みヘッドの第１の爪部によってホイールのリムを係止している状態を説明するための概念図であり、（ｂ）は同じく第２の爪部によってタイヤのビード部を係止している状態を説明するための概念図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ脱着システムのヘッドがタイヤを把持する状態を示す概念図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ脱着システムの脱着用治具の挿し込み具によって裏側ホイールのリムとタイヤのビード部を剥離している状態を示す概念図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ脱着システムの脱着用治具の挿し込み具によって表側ホイールのリムとタイヤのビード部を剥離している状態を示す概念図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ脱着システムの脱着用治具の挿し込み具によって表側ホイールのリムをタイヤのビード部が外側に越えて外れる状態を説明するための概念図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ脱着システムの脱着用治具の挿し込み具によって裏側ホイール側のタイヤのビード部を表側のタイヤのリムから外す状態を説明するための概念図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ脱着システムの脱着用治具の挿し込み具によって表側ホイールのリムをタイヤのビード部が内側に越えて装着される状態を説明するための概念図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ脱着システムの脱離動作を説明するためのまとめ図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ脱着システムの装着動作を説明するためのまとめ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明の第１の実施の形態に係るタイヤ脱着ロボット及びタイヤ脱着システムについて図１を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るタイヤ脱着ロボット及びこれに脱着用治具を備えた第２の実施の形態に係るタイヤ脱着システムの構成図である。
図１において、タイヤ脱着ロボット１は台座１７上に固定されており、最底部にはヨー軸を形成する第１関節１８を駆動するモータ１６が設置されている。
タイヤ脱着ロボット１は、第１アーム１１と第２アーム８を備えており、第２アーム８の端部にはエンドエフェクタとしてのタイヤ掴み用のヘッド２が設けられている。
第１アーム１１は、ピッチ軸を形成する第２関節１３を備えて前後に傾動することができる。また、同じくピッチ軸を形成する第３関節１０を介して第２アーム８と接続されており、第２アーム８はこの第３関節１０によって前後に傾動することができる。
さらに、第２アーム８はロール軸を形成する第４関節７を備えており、モータ９によってこの第４関節７を駆動することができる。また、第４関節７から第２アーム８の端部寄りにピッチ軸を形成する第５関節６を備えつつ、さらに端部寄りにロール軸を形成する第６関節５を備えている。ここではこれらの関節を駆動するモータについては記載を省略するが、第２アーム８上に存在する第４関節７、第５関節６及び第６関節５は互いに独立して駆動させることが可能である。
第２アーム８の端部には前述のとおりヘッド２が設けられており、このヘッド２は、モータ３によって駆動されるタイヤを把持するための掴みハンド４が設けられている。
なお、ヘッド２は本発明に係る第３の実施の形態として、図２，３を参照しながら後で詳細に説明する。
【００２４】
本第１の実施の形態に係るタイヤ脱着ロボット１は、ヘッド２の作動軸を別にして、前述のとおり、６軸を備えてそれぞれサーボモータを制御することで駆動される。タイヤ脱着ロボット１にはエンコーダ１４が設けられており、６軸を構成するそれぞれの関節を駆動する各モータの回転角をデジタル信号として受信し、それによって関節の角度を検出しながら、姿勢制御を行うものである。第２アーム８のロール回転に用いるモータ９やヘッド２の駆動モータ３等に対する電力供給を行うための電源ターミナル１５から電源・信号ケーブル１２が第１アーム１１及び第２アーム８を経由して端部のヘッド２のモータ３まで接続されている。
このように構成されたタイヤ脱着ロボット１は、タイヤを把持するためのヘッド２を備えることで、タイヤホイール装着タイヤをはじめホイール本体、タイヤ本体（タイヤホイール非装着タイヤ）等タイヤの脱着作業のあらゆる局面でタイヤ等を把持することが可能である。
しかも、６軸制御されたロボットのエンドエフェクタとしてヘッド２が設置されていることから、タイヤ脱着ロボット１の第１アーム１１、第２アーム８が届く範囲において自由にヘッド２を移動させてタイヤを掴むことができる。
また、タイヤを把持した後も自由に移動させることが可能である。
さらに、ロボットのアームの先端にヘッド２を設けることで、ホイールの表裏に脱着用治具をアクセスさせることが可能となり、ホイールの表面と裏面のいずれからでも作業をすることが可能であり、また、ホイールの表裏で再度把持をし直す必要もなく連続して表側及び裏側からの作業を実行することができる。なお、ヘッド２はホイールの表裏のいずれからでも把持することが可能である。
【００２５】
次に同じ図１を参照しながら、第２の実施の形態に係るタイヤ脱着システムについて説明する。
図１において、タイヤ脱着システムは、タイヤ脱着ロボット１に加えて、脱着用治具２０及び脱着用治具３０を備えるものである。脱着用治具２０は、架台２３に設けられた支持板２２に固定された平円板状の挿し込み具２１，２１であり、脱着用治具３０は、架台２９に設けられた平円板状の挿し込み具２４、カギ状のフック２５ａを先端に有する平板で長尺棒状の挿し込み具２５、また、挿し込み具２４の近傍に設けられた噴射ノズル２６を備える注水配管２７、さらには、脱離されたタイヤを仮置きするための脱離タイヤ置場２８を備えている。
これらの構成の中で特に重要な働きをするのが、挿し込み具２１、挿し込み具２４及び挿し込み具２５である。このうち、平円板状の挿し込み具２１，２４はホイールのリムとタイヤの隙間に挿し込み、タイヤを把持したヘッド２を回転させることで、リムとタイヤのビード部の圧着を剥離させる機能を備えるものである。このリムとタイヤのビード部の圧着の剥離は、ホイールの表裏両方において実施される。
また、ヘッド２によってタイヤを押すようにして、挿し込み具２５は、挿し込み具２１，２４によって剥離されたリムとタイヤの隙間から挿し込まれる。そして、挿し込み具２５のカギ状のフック２５ａでタイヤの一部を引っ掛けるようにして、その引っ掛けた状態でヘッド２を回転させることにより、タイヤのビード部をホイールのリムを越えさせて外側へ外す。
なお、挿し込み具２１，２１が一対設けられているのは、ホイールの表裏に対応させて、表側からリムとビード部を剥離した後に連続して裏側のリムとビード部の剥離を行うことができるように配置させているものである。
【００２６】
次に、タイヤは挿し込み具２５のみで、両方のビード部を同じ側のリムを越えさせることが困難であるので、挿し込み具２５を用いて一方のビード部がリムを越えた状態で、再度平円板状の挿し込み具２４を用いて、逆側から他方のビード部を押して、同じ側のリムから外すようにするとタイヤ本体を完全に外すことが可能である。
そこで、図１に示されるように、タイヤ脱着システムの構成では、挿し込み具２４は挿し込み具２１，２１と同様な平円板状を形成しているものの、挿し込み具２５の近傍に備えて、挿し込み具２５を用いて一方のビード部をリム越えさせた後に、すぐに他方のビード部を同じ側のリム越えに供することが可能なようにしているのである。この挿し込み具２４を用いて逆側から他方のビード部を押してはじめの一方のビード部が越えた同じ側のリムを越えさせてタイヤを外す工程については図８を参照しながら後述する。
さらに、挿し込み具２４の近傍には噴射ノズル２６が配置されているが、これは注水配管２７を介して水や界面活性剤水溶液を放出して、ホイールのリムとタイヤのビード部の隙間で作動する挿し込み具２４と、リムやビード部との摩擦を低減して摩擦熱の発生を抑制したり、これらの部分の熱や摩擦による損傷を防止している。本実施の形態では、挿し込み具２４の近傍に設けているが、このような噴射ノズル２６は挿し込み具２１，２１や挿し込み具２５の近傍にいずれに設けてもよく、また、すべての挿し込み具２１，２４，２５の近傍に設けてもよい。
なお、噴射ノズル２６のほか、単に開口しているようなものであってもよいし、霧吹き状に噴射するノズル状でもよいし、ヘッダーを設けて複数個所から放出するようにしてもよい。また、その口径は上述の目的に沿った流量を確保するために適宜調整すればよい。
また、脱着用治具３０には脱離タイヤ置場２８が設けられているが、これは挿し込み具２５あるいは挿し込み具２４によって最終的にタイヤ本体がホイールから完全に脱離した際に、落下するタイヤを受けて仮置きするためのものである。本実施の形態においては梯子状に形成されているが、平板状、あるいは箱状であってもよく、仮置きされたタイヤ本体を移動等のために再度把持することができて、スペース効率がよいように構成されればその形状等は限定するものではない。
【００２７】
第２の実施の形態に係るタイヤ脱着システムの動作について説明する前に、図２及び図３を参照しながら本発明の第３の実施の形態に係るタイヤ掴みヘッドについて説明する。
図２（ａ）は本発明の第３の実施の形態に係るタイヤ掴みヘッドの掴みハンドが閉じた状態を示す構造図であり、（ｂ）は同じく開いた状態を示す構造図である。  この図２を参照しながら、ヘッド２の開閉動作を説明する。図２では説明を容易にするため、本来４つの掴みハンド４を備えているものの、そのうち１つを示して動作説明を行う。
図２（ａ）において、ヘッド２の掴みハンド４はその端部に爪部１９を備えており、その爪部１９は最端部に設けられた第１の爪部１９ａと、その付け根部に第２の爪部１９ｂが設けられている。
掴みハンド４はモータ３によって駆動されるものである。モータ３が回動すると駆動側タイミングプーリー４２が回動し、その駆動側タイミングプーリー４２に懸架されたタイミングベルト４３が回動して、従動側タイミングプーリー４１を作動させる。従動側タイミングプーリー４１は台形ネジが螺刻された駆動用ネジ４０に固定されているので、駆動用ネジ４０が回動する。この駆動用ネジ４０がフィードスクリューとして回動することで、この駆動用ネジ４０に螺設されているナット４４が直動することができる。
【００２８】
図２（ｂ）が（ａ）の状態からナット４４が右方向へ直動した状態を示している。ナット４４には直動連結リンクプレート４５が軸４５ａで傾動可能に固定されており、この直動連結リンクプレート４５には掴みハンド４が軸４５ｂを介して傾動可能に固定されている。従って、ナット４４の直動に伴って、掴みハンド４を傾動可能に支持する開閉軸４７を中心に傾動し、結果として４本の掴みハンド４が駆動用ネジ４０を中心に開動作する。この際、平行リンクバー４６が掴みハンド４の側辺と平行を維持するように作用することから、爪部１９がタイヤやホイールの面との間で平行を維持しながら開操作することができる。
もちろん、図２（ｂ）の状態からモータ３を逆に回動させることで（ａ）の状態にすることも可能である。モータ３に対する電力の供給は前述の電源・信号ケーブル１２を介して行われ、このモータ３の角度もエンコーダ１４によって検出されており、同様にヘッド２の開閉動作もエンコーダ１４で受ける信号によって制御されている。
【００２９】
次に、図３を参照しながら、このタイヤ掴みヘッドがホイール装着されたタイヤを把持する状態及びホイール脱離した際のタイヤ本体を把持する状態について説明する。図３（ａ）は本発明の第３の実施の形態に係るタイヤ掴みヘッドの第１の爪部によってホイールのリムを係止している状態を説明するための概念図であり、（ｂ）は同じく第２の爪部によってタイヤのビード部を係止している状態を説明するための概念図である。
図３（ａ）において、ホイール３６を装着しているタイヤ３５を把持する際には、まず、ホイール３６のリム３７とタイヤ３５のビード部３５ａの隙間に第１の爪部１９ａを介挿し、第１の爪部１９ａがリム３７のエッジ部３７ａに係止されるようにする。この状態で爪部１９を引き上げることでタイヤ３５は把持されながら持ち上がる。
これに対して、図３（ｂ）において、ホイール３６がタイヤ３５から脱離された場合には、第１の爪部１９ａではタイヤ３５を係止することができないので、爪部１９には、第１の爪部１９ａが設けられている部分の付け根部に連続して第２の爪部１９ｂを形成して、この外側の肩部でタイヤ３５のビード部３５ａを係止することで、タイヤ３５を把持することができる。この状態で同様に爪部１９を引き上げることでタイヤ３５は把持されながら持ち上がることになる。
さらに、図３（ａ）で説明したとおり、第１の爪部１９ａはホイール３６のリム３７のエッジ部３７ａに係止されていることから、タイヤ３５が脱離した後のホイール３６本体についても把持することが可能である。
従って、本第３の実施の形態に係るタイヤ掴みヘッドにおいては、ホイール３６を装着しているタイヤ３５のみならず、ホイール３６本体のみ、あるいは脱離されたタイヤ３５本体（タイヤホイール非装着タイヤ）のみの場合でも容易に把持することが可能であり、使用済・中古タイヤの脱離・装着作業の工程のいずれの工程においても活用することが可能であり、効率的な作業を実行することができる。
【００３０】
次に、図４乃至図９を参照しながら、第２の実施の形態に係るタイヤ脱着システムの動作について説明する。このタイヤ脱着システムは、使用済・中古タイヤを自ら把持し、その後、挿し込み具を用いてタイヤとホイールを脱離して、それぞれを移動させ、所望の場所に載置する脱離作業及びホイール本体を把持し、その後タイヤ本体を被せ、さらに挿し込み具を用いてホイールにタイヤを装着する装着作業といった一連の作業を自動で行うものである。
図４は本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ脱着システムのヘッドがタイヤを把持する状態を示す概念図である。
図４において、タイヤ脱着システムのタイヤ脱着ロボット１は、まず、処理用タイヤ置場３１に置かれた使用済・中古のタイヤ３５をヘッド２に設けられた４本の掴みハンド４によって把持する。その際には、４本の掴みハンド４のそれぞれの端部に設けた爪部１９をホイール３６のリム３７に係止することで、強固に把持することができる。
この掴みハンド４の動作は前述のとおり、モータ３を回動させることで可能となる。また、ヘッド２の姿勢制御は、第２アーム８に設けられた第６関節５や第５関節６はもちろん、その他の関節を用いることで可能である。前述のとおり、これらの関節を動作させるサーボモータは、エンコーダ１４によってその回転角度に関する情報が受信されており制御されている。
処理用タイヤ置場３１の架台３４は、図に記載されているタイヤ３５の位置を最低として傾斜するように設けられているため、側面ローラ３２と底面ローラ３３によってタイヤ３５が容易にその最低位置に自動的に移動することができる。
このようにしてホイール３６を装着済のタイヤ３５は把持される。なお、本実施の形態では、タイヤ３５はホイール３６の裏側を向けて配置されている。
【００３１】
図５は本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ脱着システムの脱着用治具の挿し込み具によって裏側ホイールのリムとタイヤのビード部を剥離している状態を示す概念図である。図４を用いて説明したようにホイール３６を装着したタイヤ３５を裏側から把持した後に、タイヤ脱着システムは、第２アーム８を作動させてタイヤ３５を脱着用治具２０の挿し込み具２１が配置される場所まで移動させて、裏側からホイール３６のリム３７とタイヤ３５の隙間に挿し込み具２１が挿し込まれるようにヘッド２を移動させる。
一旦、挿し込み具２１がリム３７とタイヤ３５の隙間に挿し込まれると、ヘッド２は掴みハンド４を第２アーム８の軸に対して周方向に回動させて、タイヤ３５を回動させる。掴みハンド４の端部の爪部１９がリム３７を係止していることから挿し込み具２１と干渉する可能性があるが、ヘッド２がリム３７を引くように力を作用させることで挿し込み具２１が爪部１９よりもタイヤ３５側を押さえるように作用して、干渉を抑制することも可能である。
【００３２】
本実施の形態において、挿し込み具２１は支持板２２を介して架台２３に固定されているが、支持板２２に可動範囲を設けて、すなわちいわゆる「遊び」を設けることで、ヘッド２による掴みハンド４の回転動作や引張り動作をより円滑に実行することが可能となる。具体的な「遊び」としては、図５中、挿し込み具２１が水平方向へ多少移動できるような構造によるものが考えられる。
掴みハンド４を少なくとも１回動させることで、リム３７とビード部３５ａの圧着を剥離させることが可能であるが、剥離の程度によっては数回回動させてもよいし、正・逆回動を何度か繰り返すように予めプログラムしておいてもよい。
次に、現在裏側から挿し込み具２１を当てて、タイヤ３５を回転させたが、裏側のリム３７とビード部３５ａの圧着が剥離した後には、表側のリム３７とビード部３５ａの圧着の剥離を同様に行う。表側の場合には、現在図５に剥離作業している状態で示されている挿し込み具２１の図面奥側に位置している挿し込み具２１を用いて行うことができる。
表側のリム３７とタイヤ３５の隙間に挿し込み具２１を挿し込み、同様にヘッド２の掴みハンド４を回動させてリム３７とビード部３５ａの圧着を剥離させていく。
なお、本実施の形態ではホイール３６を装着したタイヤ３５を裏側から把持したが、逆に表側から把持してもよい。但し、ホイール３６の回転中心側への最深部であるウェルと呼ばれる部分まで挿し込み具２５を挿し込んで、前述のとおりフック２５ａにビード部３５ａ等のタイヤの一部を引っ掛けて引っ張ることでタイヤを引き出すため、一般的にホイール３６の表側に存在していることが多いウェルに深く挿入するためには、ウェルが存在していない裏側から挿し込み具２５を挿入した方が、タイヤ３５を引っ掛けやすく、引き出す際のタイヤに対するヘッドによる張力を小さくすることができる。すなわち、タイヤ脱着ロボット１に対する負荷を低減することが可能である。
【００３３】
図６は本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ脱着システムの脱着用治具の挿し込み具によって表側ホイールのリムとタイヤのビード部を剥離している状態を示す概念図である。
図５を用いて説明したとおり、本来、表側及び裏側から挿し込み具２１を用いてリム３７とビード部３５ａの圧着を剥離することができれば、図６に示すような作業は不要であるが、ここでは噴射ノズル２６の作用の説明も兼ねて、再度ホイール３６の表側から平円板状に形成される挿し込み具２４を用いて、ホイール３６のリム３７とタイヤ３５のビード部３５ａの圧着を剥離する作業について説明する。なお、挿し込み具２４は、符号２１で示される挿し込み具と同様の形状であり、同様の機能を有するものであり、相違するのはその設置場所である。
従って、本実施の形態においては挿し込み具２１，２１と挿し込み具２４は別個に設けられているが、脱離工程、装着工程のいずれの工程においても、これらはいずれか一方のみを用いてもよく、挿し込み具２１，２１も一対でなくとも１個でもよい。
タイヤ脱着システムは、タイヤ脱着ロボット１を用いて脱着用治具２０まで移動して挿し込み具２１，２１によってリム３７とビード部３５ａの圧着の剥離を表裏の両側から完了した後、さらに補助的に表側からリム３７とビード部３５ａの圧着の剥離作業を実施する場合がある。
その理由は、図７を参照しながら後述するが、その後に挿し込み具２５を用いてタイヤ３５のビード部３５ａを、リム３７を越えて外側に外す際には、表側から挿し込み具２５を挿し込むため、より容易にその工程が進むように完全に剥離させることが重要であること、さらに、水や界面活性剤を水に溶かした水溶液を放出しながら作業して後工程に資するということがある。
図６に示すように、挿し込み具２４がリム３７とタイヤ３５の隙間に挿し込まれており、その脇から噴射ノズル２６によって水３８が注水されている。このようにして水３８や界面活性剤水溶液を注水することで摩擦力を低くすることができ、摩擦熱の発生や熱によるタイヤやホイールの損傷を防止することが可能である。
なお、本実施の形態においてはこの噴射ノズル２６を挿し込み具２４の近傍に設けたが、図５に示した挿し込み具２１の近傍に設けてもよいし、挿し込み具２５の近傍に設けてもよいことは既に説明したとおりである。
【００３４】
図７は、本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ脱着システムの脱着用治具の挿し込み具によって表側ホイールのリムをタイヤのビード部３５ａが外側に越えて外れる状態を説明するための概念図である。
図７において、ホイール３６の表側及び裏側のリム３７とタイヤ３５のビード部３５ａの両方の圧着が剥離された状態となったタイヤ３５は、第２アーム８の動作によって架台２９に設けられた挿し込み具２５を、ホイール３６の表側からリム３７とタイヤ３５の隙間に挿し込むように、符号Ａで示される矢印の方向に移動される。
その際の姿勢制御は、第２アーム８の第５関節６及び第４関節７のほか、あらゆる関節の動作を制御することで実行される。
リム３７とタイヤ３５の隙間に挿し込み具２５が挿し込まれると、平板長尺の挿し込み具２５のフック２５ａにタイヤ３５のビード部３５ａが引っ掛かり、この状態でヘッド２を回転させることにより、ホイール３６の表側にタイヤ３５を引き出すことができる。第２アーム８を符号Ａで示される矢印の方向とは逆の方向に引くように動作させることで、より容易にホイール３６のリム３７を越えさせて架台２９側にビード部３５ａを移動させることが可能である。
その動作を、ヘッド２の掴みハンド４がモータ３によって回動することで全体に亘って実行させることができ、タイヤ３５の表側のビード部３５ａがホイール３６の表側から完全に外れることになる。
しかしながら、挿し込み具２５を表側から挿入して、裏側のビード部３５ａを表側のリム３７を越えさせることは、困難である可能性が高い。そこで、本願の実施の形態では、次の図８に示すように、挿し込み具２５を用いて表側のビード部３５ａのみがリム３７を越えてホイール３６の表側から外れた状態で、挿し込み具２４を利用して、裏側からリム３７とタイヤ３５のビード部３５ａの隙間に挿し込むようにして完全に脱離させることができる。
【００３５】
図８は、本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ脱着システムの脱着用治具の挿し込み具によって裏側ホイール側のタイヤのビード部を表側のタイヤのリムから外す状態を説明するための概念図である。図８において、第２アーム８によって挿し込み具２４に対してホイール３６の裏側を向けた姿勢を取っているタイヤ３５は、裏側のリム３７との隙間から挿し込み具２４を挿し込まれており、噴射ノズル２６から水３８の注水を受けながらヘッド２を回動させて、ホイール３６の全周においてビード部３５ａを表側のホイール３６のリム３７を越えさせて、完全にタイヤ３５をホイール３６から脱離させようとしている。その際には、第２アーム８は、図中符号Ｂで示される矢印の方向へ引っ張るようにすることで挿し込み具２４から図面奥側へ力が加わるようになり、タイヤ３５がホイール３６から外れるように作用している。すなわち、挿し込み具２４は挿し込み具２５によって外れた一方のビード部３５ａとは異なる反対側のビード部２５ａを、一方のビード部２５ａが越えた側のリム３７を超えさせることで、タイヤ３５を完全にホイール３６から外す機能をも備えている。
完全にホイール３６から外れた脱離タイヤ３５ｂは、そのまま脱離タイヤ置場２８上に落下して、破線で示される位置に留まる。
タイヤ３５が脱離された後には掴みハンド４にはホイール３６本体のみが残るが、図３（ａ）を参照しながら説明したとおり、ホイール３６はそのまま把持されるので、所望に意図した場所へタイヤ脱着ロボット１によって搬送することが可能である。
さらに、ホイール３６を所定の位置に配置した後に、第２アーム８によって、先ほど仮置きした脱離タイヤ３５ｂを迎えに行き、脱離タイヤ置場２８上で把持し、ホイール３６と同様に所望に意図した場所へタイヤ脱着ロボット１によって搬送することが可能である。
【００３６】
図４から図８を用いてタイヤホイール装着タイヤからタイヤホイール３６を脱離させる工程について説明したが、次に、図９を参照しながらタイヤホイール未装着タイヤにタイヤホイール３６を装着する工程について説明する。
図９は第２の実施の形態に係るタイヤ脱着システムの脱着用治具の挿し込み具によって表側ホイールのリムをタイヤのビード部が内側に越えて装着される状態を説明するための概念図である。図９において、図６に示される構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
タイヤホイール未装着タイヤとタイヤホイール３６は別個に離れている状態にある。まず、予め噴射ノズル２６やその他の治具を用いて界面活性剤等の潤滑剤をタイヤホイール未装着タイヤのビード部３５ａに塗布し、そのホイール未装着タイヤを地面や台等の平面に置いた後、タイヤ脱着ロボット１のヘッド２でホイール３６のリム３７のエッジ部３７ａを表側、裏側のいずれからでも爪部１９で掴み、そのホイール３６をタイヤホイール未装着タイヤに対して約６０度傾けた状態で、回転させながら掴んだリム３７とは逆側のリム３７をホイール未装着タイヤの上面から入れ込む。その際には、ヘッド２をタイヤ脱着ロボット１によって押してホイール３６を押し込むようにする。
【００３７】
その後、図９に示すように、タイヤホイール未装着タイヤの内側にホイール３６の一方のリム３７（掴んだリム３７とは逆側のリム３７）が入って、タイヤ本体３５リム３７に係止している状態で、タイヤ脱着ロボット１のヘッド２がタイヤ脱着システムの脱着用治具３０の挿し込み具２４まで移動させる。本図では、タイヤ脱着ロボット１のヘッド２はホイール３６のリム３７のエッジ部３７ａを裏側から爪部１９で掴んでいる場合を示している。
その後、爪部１９で把持していない表側のホイール３６のリム３７よりもタイヤホイール未装着タイヤの下面側のビード部３５ａが内側になるように、挿し込み具２４で下面側のビード部３５ａを挿し込みながら、再度ヘッド２を符号Ｂで示す方向に回転させることで、周方向すべてのビード部３５ａをリム３７の内側に入れ込むことができ、ホイール３６をホイール未装着タイヤに装着することができる。この状態でエアを注入することでタイヤの空気圧を高めることが可能であり、タイヤとして機能させることができる。従って、装着工程では挿し込み具２５を用いる必要はない。
【００３８】
なお、すでに説明しているとおり、挿し込み具２４に代えて挿し込み具２１を用いてもよい。
また、爪部１９のうち、第１の爪部１９ａはホイール３６の脱離のためだけであれば、単にリム３７を係止するだけの機能でよいが、ホイール３６を装着する機能を持たせる場合には、第２の爪部１９ｂとの隙間をホイール３６のリム３７のエッジ部３７ａを把持可能に形成させることが望ましい。すなわち、第１の爪部１９ａと第２の爪部１９ｂでエッジ部３７ａを挟むような構造となる。その理由は、ホイール３６を掴んだ状態でホイール未装着タイヤに対して押し込む操作が必要であり、係止だけでは押し込むことができないためである。
本発明の第３の実施の形態に係るタイヤ掴みヘッド２では、図３（ａ）に示されるように、爪部１９の端部に形成される第１の爪部１９ａは薄板状に形成されてホイール３６のリム３７とタイヤ本体３５のビード部３５ａとの隙間に挿入されやすいように構成されており、かつ、爪部１９の根元部に形成される第２の爪部１９ｂは第１の爪部１９ａよりも厚肉に形成されて、しかも、第１の爪部１９ａとでくの字状に曲折するように構成されている。その曲折して形成される凹部にホイール３６のリム３７を導いて把持することが可能となっている。
【００３９】
以上、説明した一連の作業工程によって使用済・中古タイヤはタイヤ脱着ロボット１のヘッド２によって把持され、そのままの状態で挿し込み具２１，２４，２５を用いてホイール３６とタイヤ３５を脱離及び装着することができる。その際には、タイヤ脱着ロボット１を構成する関節及びヘッド２の掴みハンド４を駆動するサーボモータの回転角度をエンコーダ１４が検出することで、その回転角度をデジタル制御することが可能であり、よって、全自動で使用済・中古タイヤを処理することが可能である。
このようなタイヤ脱着システムを使用することで、これまで複数の作業員が行っていた特にホイール３６とタイヤ３５の脱離作業をロボットが代わって行うことが可能となり、労力や時間を節約することが可能であり、効率的かつ精度の高い作業を実現することができる。
しかも、使用済・中古タイヤのリサイクル事業の一連の作業において、遅れていた工程を自動化することが可能であり、事業全体の自動化も実現させることが可能となる。
なお、タイヤ脱着ロボットは、本願明細書や図面に示された構成を備えていれば、例えば遠隔手動で動作させることも可能であるが、人間による手動操作では一連の動作を行わせるために時間がかかり作業効率が低下する可能性が高い。
また、効率的な動きを増すためには、例えば画像センサを用いて、その画像を処理して位置を認識させ、サーボモータの回転角度の補正を行う制御や、位置を読み取ることが可能なセンサを用いて姿勢制御にフィードバック制御を用いて効率化を行うことなど、既に開発されて周知となっている技術を適宜組み込むことでより短時間に多数の使用済・中古タイヤの脱着を行うことが可能となる。
【００４０】
最後に、図１０及び図１１を参照しながら、本実施の形態に係るタイヤ脱着システムの動作についてまとめる。
図１０及び図１１は既に説明したタイヤ脱着システムの動作のうち、それぞれ脱離工程と装着工程の工程内の順序に沿って、具体的な工程の内容を示している。また、各工程の状態に対応している図面を番号で示しており、一連の工程でタイヤ３５とホイール３６のビード部３５ａとリム３７の位置関係を明確化するために簡単な概念図も付している。
図１０において、脱離工程の中の第１工程は、ヘッド２の掴みハンド４と爪部１９を用いて、ホイール３６の裏側のリム３７を係止してタイヤ３５を把持する工程である。この工程では、まだホイール３６の表側と裏側のリム３７とビード部３５ａは剥離されていない状態である。
第２工程は、挿し込み具２１を用いて、ホイール３６の表側及び裏側のリム３７とタイヤ３５のビード部３５ａを剥離させる工程である。この工程で、ホイール３６の表側と裏側のリム３７とビード部３５ａが剥離された状態となる。
【００４１】
第３工程は、挿し込み具２４と噴射ノズル２６を用いて、水３８や界面活性剤水溶液を注水しながらホイール３６の表側のリム３７とビード部３５ａを完全に剥離させる工程である。この第３工程は、第２工程においてホイール３６と表側のリム３７が完全に剥離されるのであれば、省略することが可能である。また、第２工程で噴射ノズル２６を用いて水３８や界面活性剤水溶液を噴射しながら剥離させてもよい。挿し込み具２１，２４は平円板状であれば、いずれを用いてもよく２種類必要というわけではなく、挿し込み具２１のように１対必要ということでもない。
第４工程は、挿し込み具２５を用いて、表側のビード部３５ａをホイール３６の表側のリム３７を越えさせて引き出す工程である。挿し込み具２５の先端部にはフック２５ａが設けられていることから、このフック２５ａをビード部３５ａに引っ掛けて掴みハンド４を回転させながらホイール３６を挿し込み具２５から離す方向に引くことでビード部３５ａを完全にホイール３６の表側のリム３７から完全に外すことが可能である。なお、この第４工程においても水や界面活性剤水溶液を噴射させながら剥離させたり、引出させてもよい。
第５工程は、水３８等を注水しながら裏側のビード部３５ａをホイール３６の表側のリム３７を越えさせて引き出すことで、タイヤ３５がホイール３６から完全に脱離する工程である。この第５工程でタイヤ３５はホイール３６から脱離されるので、掴みハンド４から落下することになる。従って、落下してもよいようなエリアで作業を行うことが望ましく、図８を参照しながら説明したとおり、脱離タイヤ置場２８など落下するタイヤを受け止めるための場所や装置を担保しておくことが望ましい。
【００４２】
次に、装着工程について図１１を参照しながら説明する。
第１工程は、ヘッド２の掴みハンド４の爪部１９でホイール３６の裏側のリム３７を係止してホイール３６を把持する工程である。
第２工程は、タイヤホイール未装着タイヤ３５に対して、掴みハンド４でホイール３６の表側のリム３７を押し込んで、タイヤ３５の裏側のビード部３５ａを表側のリム３７よりもホイール３６の内側に入れる工程である。
さらに、第３工程は、この第２工程の状態から今度は表側のビード部３５ａをホイール３６の表側のリム３７を越えさせて内側に入れ込む工程である。これによってタイヤ３５の両方のビード部３５ａが、ホイール３６の２つのリム３７の間で、ホイール３６の中心に近い位置に入った状態となる。この状態から第４工程でタイヤ３５内に空気を注入することでタイヤ３５内の空気圧を高めるものである。
図１０を参照して説明したタイヤ脱着システムの動作は脱離工程と装着工程のいずれもハンド４の爪部１９でホイール３６の裏側のリム３７を係止してホイール３６を把持したが、表側のリム３７を係止してホイール３６を把持してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上説明したように、本発明の請求項１乃至請求項７に記載された発明は、使用済・中古タイヤのリサイクル事業においてはもちろん利用可能であり、さらに、民間の自動車工場や自動車ディーラーが、顧客自動車の車検、冬用タイヤの交換、メンテナンス全般を行う際にも利用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１  タイヤ脱着ロボット
２  ヘッド  
３  モータ
４  掴みハンド  
５  第６関節  
６  第５関節  
７  第４関節  
８  第２アーム  
９  モータ  
１０  第３関節  
１１  第１アーム  
１２  電源・信号ケーブル  
１３  第２関節  
１４  エンコーダ  
１５  電源ターミナル  
１６  モータ  
１７  台座  
１８  第１関節  
１９  爪部  
１９ａ  第１の爪部  
１９ｂ  第２の爪部  
２０  脱着用治具  
２１  挿し込み具  
２２  支持板  
２３  架台  
２４  挿し込み具  
２５  挿し込み具  
２５ａ  フック  
２６  噴射ノズル  
２７  注水配管  
２８  脱離タイヤ置場  
２９  架台  
３０  脱着用治具  
３１  処理用タイヤ置場  
３２  側面ローラ  
３３  底面ローラ  
３４  架台  
３５  タイヤ  
３５ａ  ビード部  
３５ｂ  脱離タイヤ  
３６  ホイール  
３７  リム  
３７ａ  エッジ部  
３８  水  
４０  駆動用ネジ  
４１  従動側タイミングプーリー  
４２  駆動側タイミングプーリー  
４３  タイミングベルト  
４４  ナット  
４５  直動連結リンクプレート  
４５ａ  軸
４５ｂ  軸  
４６  平行リンクバー  
４７  開閉軸
【図１】
2016136972.tif 000003
【図２】
2016136972.tif 000004
【図３】
2016136972.tif 000005
【図４】
2016136972.tif 000006
【図５】
2016136972.tif 000007
【図６】
2016136972.tif 000008
【図７】
2016136972.tif 000009
【図８】
2016136972.tif 000010
【図９】
2016136972.tif 000011
【図１０】
2016136972.tif 000012
【図１１】
2016136972.tif 000013
【国際調査報告】
2016136972.tif 000014
2016136972.tif 000015
2016136972.tif 000016
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