JP4839042B2 - タイヤ小組バランス修正装置 - Google Patents

Description

本願の発明は、タイヤとホイールを組み合わせたタイヤ小組のバランスを修正するタイヤ小組バランス修正装置に関するものである。

自動車やオートバイ等の車両用のタイヤ及びホイールは、それぞれにバランスが異なり、タイヤをホイールに装着する工程で、バランスを修正する工程が存在する。具体的に説明すると、タイヤ及びホイールのそれぞれについて、周方向において最も重い箇所（以下、最重点）を特定し、その反対側の点（１８０度異なる点）を特定する。反対側の点は、軽点と呼ばれる。そして、タイヤの最重点とホイールの軽点とを組み合わせ、最適なバランスとする。このように組み合わせて装着したタイヤ及びホイールは、タイヤ小組と呼ばれる。

タイヤ小組については、さらにバランスを良くするため、バランサーと呼ばれる計測機で全体のバランスが計測される。バランサーは、バランスを向上させるために取り付けるべきウエイト片の重量と、ウエイト片の取り付け箇所を特定する。そして、特定された箇所に特定された重量のウエイト片が手作業で取り付けられる。
取り付けられるウエイト片には、クリップタイプと貼り付けタイプとがある。クリップタイプは、ホイールのリム部に嵌め込んで取り付けるもので、ハンマー等で叩いて取り付けが行われる。貼り付けタイプは、両面テープで貼り付けるタイプで、両面テープの一方の面にウエイト片を貼り付けておき、他方の面をタイヤ又はホイールに押しつけてウエイト片を貼り付ける。貼り付け箇所は、ホイールの裏面の場合が多い。
特開平５−１１８３８５号公報

上記のように、タイヤ小組のバランス修正は手作業であり、自動化できていない。クリップタイプについては、特開平５−１１８３８５号公報において自動化装置の提案がされているが、貼り付けタイプについては全くされていない。
本願の発明は、かかる状況に鑑み、貼り付けタイプのウエイト片によるタイヤ小組バランス修正において、自動化装置の構成を提案し、無人化によってコスト低減に寄与することを目的としている。

上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、タイヤとホイールを組み合わせたタイヤ小組のバランスを修正するタイヤ小組バランス修正装置であって、
ロール状に巻かれた両面テープを送り出すテープ送り出し機と、
送り出された両面テープの一方の面に、選択された重量のウエイト片を複数並べて貼り付けるウエイト片貼付機と、
ウエイト片が貼り付けられた状態で両面テープが分離するよう両面テープを切断する切断機と、
切断分離された両面テープ上に貼り付けられたウエイト片を保持し、タイヤ小組の指定された箇所に貼り付けるロボットと、
装置全体を制御する制御ユニットとを備えており、
制御ユニットは、切断分離された両面テープ上の複数のウエイト片の総重量が、指定された重量となるよう選択された箇所で切断を行わせるために切断箇所を指定する制御信号を切断機に送ることが可能であり、
制御ユニットは、切断分離された両面テープ上の指定された総重量となっている複数のウエイト片を一緒に保持させてタイヤ小組の指定された箇所に貼り付けさせるための制御信号をロボットに送ることが可能なものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記切断機は、残余があるよう前記両面テープの切断分離を行うものであり、残余の両面テープを巻き取る巻き取り機を備えているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項２の構成において、前記切断機は、レーザー切断機であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記両面テープは、剥離紙の上に重ねられた状態でロール状に巻かれており、前記切断機は、剥離紙を切断せずに両面テープのみを切断して分離するものであり、前記ロボットは、前記ウエイト片を保持した際、両面テープが剥離紙から離れて当該ウエイト片に付着したままの状態とするものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記請求項４の構成において、前記剥離紙を巻き取る剥離紙巻き取り機を備えているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、前記請求項４又は５の構成において、前記切断機は、レーザー切断機であり、前記剥離紙は、当該レーザーによって切断されないものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記ロボットは、前記タイヤ小組を保持して移動させることが可能なものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項８記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記制御ユニットは、貼り付けるウエイト片の総重量の信号が入力されるものであり、前記ウエイト片貼付機は、重量の異なる複数のウエイト片を組み合わせて当該総重量となるよう前記両面テープに貼り付けるものであり、制御ユニットは、入力された総重量の信号から、各重量のウエイト片の数の組み合わせを算出する演算処理部を有し、演算処理部での算出結果に従い前記ウエイト貼付機を制御するものであり、演算処理部は、ウエイト片の合計数が最小となるよう各重量のウエイト片の組み合わせを算出するものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項９記載の発明は、タイヤとホイールを組み合わせたタイヤ小組のバランスを修正するタイヤ小組バランス修正装置であって、
ロール状に巻かれたテープを送り出すテープ送り出し機と、
送り出されたテープの一方の面に、選択された重量のウエイト片を複数並べて貼り付けるウエイト片貼付機と、
複数のウエイト片が貼り付けられた状態でテープが分離するようテープを切断する切断機と、
切断分離されたテープ上に貼り付けられた複数のウエイト片を保持し、タイヤ小組の指定された箇所に貼り付けるロボットと、
装置全体を制御する制御ユニットとを備えており、
制御ユニットは、切断分離されたテープ上の複数のウエイト片の総重量が、指定された重量となるよう選択された箇所で切断を行わせるために切断箇所を指定する制御信号を切断機に送ることが可能なものであり、
制御ユニットは、切断分離されたテープ上の指定された総重量となっている複数のウエイト片を一緒に保持させてタイヤ小組の指定された箇所に貼り付けさせるための制御信号をロボットに送ることが可能なものであり、
さらに、貼付箇所に接着材を供給してウエイト片をタイヤ小組に接着する接着材供給機構を備えているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１０記載の発明は、前記請求項９の構成において、前記接着材供給機構は、前記テープ上に貼り付けられた前記ウエイト片を前記ロボットが保持した際、ウエイト片に接着材を塗布することで貼付箇所への接着材の供給を行うものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１１記載の発明は、前記請求項１０の構成において、前記テープは粘着テープであり、粘着材が設けられた一方の面に前記ウエイト片貼付機により前記ウエイト片が貼り付けられるものであるという構成を有する。

以下に説明する通り、本願の請求項１記載の発明によれば、ウエイト片の貼付によるタイヤ小組のバランス修正の完全自動化が可能となるので、無人化によってコスト低減に大きく貢献することができる。また、両面テープを一本で済ますことができるので、機構的に簡略化することができ、コストも安価にすることができる。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、両面テープの切断が容易に且つ正確に行える。
また、請求項３記載の発明によれば、上記効果に加え、切断機がレーザー切断機であるので、貼り付けるウエイト片の総重量の変更などに柔軟に対応することができ、そのための構成も簡易である。
また、請求項４記載の発明によれば、上記効果に加え、両面テープの切断が容易に且つ正確に行える。また、剥離紙を両面テープから引き離すのに別途機構を必要としない。このため、機構的に簡略化され、コストも安価となる。
また、請求項５記載の発明によれば、上記効果に加え、大量の剥離紙をスムーズに巻き取って廃棄することができ、廃棄処理が楽である。
また、請求項６記載の発明によれば、上記効果に加え、切断機がレーザー切断機であるので、貼り付けるウエイト片の総重量の変更などに柔軟に対応することができ、そのための構成も簡易である。
また、請求項７記載の発明によれば、上記効果に加え、ロボットがタイヤ小組を保持して移動させるのにも兼用されており、別途ロボットを設ける必要がなく、機構的に簡略化され、設備に要するコストも安価となる。
また、請求項８記載の発明によれば、上記効果に加え、必要なウエイト片の数が最小になるので、バランス修正の精度が低下するおそれがなく、また見栄えが悪くならない。
また、請求項９記載の発明によれば、ウエイト片の貼付によるタイヤ小組のバランス修正の完全自動化が可能となるので、無人化によってコスト低減に大きく貢献することができる。その上、接着材供給機構が追加されているので、タイヤ小組に対するウエイト片の固定がさらに確実となり、バランス修正の信頼性がより高められる。
また、請求項１０記載の発明によれば、上記効果に加え、ウエイト片をロボットが保持した際に接着材供給機構がウエイト片に接着材を塗布することで貼付箇所への接着材の供給を行うので、接着材の供給が容易で機構的に簡易であるという効果が得られる。
また、請求項１１記載の発明によれば、上記効果に加え、テープが粘着テープであるので、ウエイト片貼付機によるウエイト片のテープへの貼付が容易で、機構的に簡易になるという効果が得られる。

次に、本願発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）について説明する。
図１及び図２は、第一の実施形態に係るタイヤ小組バランス修正装置の概略図であり、図１はその正面図、図２は平面図である。図１及び図２に示す装置は、ロール状に巻かれた両面テープ１ａ，１ｂを送り出すテープ送り出し機２ａ，２ｂと、送り出された両面テープ１ａ，１ｂの一方の面に、選択された重量のウエイト片３を貼り付けるウエイト片貼付機４と、ウエイト片３が貼り付けられた両面テープ１ａ，１ｂを切断して分離する切断機５と、切断分離された両面テープ１ａ，１ｂ上に貼り付けられたウエイト片３を保持し、タイヤ小組Ｗの指定された箇所に貼り付けるロボット６とを備えている。

本実施形態で使用される両面テープ１ａ，１ｂは、剥離紙付きのものである。即ち、両面テープ１ａ，１ｂは、図１に拡大して示すように、剥離紙１１ａ，１１ｂの上に重ねられた状態でロール状に巻かれている。テープ送り出し機２ａ，２ｂは、剥離紙１１ａ，１１ｂの上に重ねられた両面テープ１ａ，１ｂを巻いた送り出し側芯棒２１ａ，２１ｂを含んでいる。

また、剥離紙１１ａ，１１ｂを巻き取る剥離紙巻き取り機７ａ，７ｂが設けられている。剥離紙巻き取り機７ａ，７ｂは、巻き取り側芯棒７１ａ，７１ｂと、巻き取り側芯棒７１ａ，７１ｂを回転させるモータ７２ａ，７２ｂとを含んでいる。モータ７２ａ，７２ｂが回転すると、巻き取り側芯棒７１ａ，７１ｂの回転により剥離紙１１ａ，１１ｂが巻き取られる。この際、送り出し側芯棒２１ａ，２１ｂが従動回転し、この従動回転により剥離紙１１ａ，１１ｂ及び両面テープ１ａ，１ｂが送り出されるようになっている。尚、剥離紙１１ａ，１１ｂ及び両面テープ１ａ，１ｂに適当なテンションを与えるテンションローラ１２が適宜設けられている。

上述したテープ送り出し機２ａ，２ｂ、剥離紙巻き取り機７ａ，７ｂ、テンションローラ１２等は、図２に示すように、二組設けられている。本実施形態では、二つの重量の異なるウエイト片３が使用されるようになっており、一つの組は重量の軽い方のウエイト片３用、もう一つの組は重量の重い方のウエイト片３用である。
以下、説明の都合上、軽い方のウエイト片３用の機構を、第一送り出し機構２ａ、第一巻き取り機構７ａとし、重い方のウエイト片３用の機構を、第二送り出し機構２ｂ、第一巻き取り機構７ｂとする。両面テープ及び剥離紙についても、軽い方のウエイト片３用を第一両面テープ１ａ、第一剥離紙１１ａとし、重い方のウエイト片３用を第二両面テープ１ｂ及び第二剥離紙１１ｂとする。

ウエイト片貼付機４は、重量の異なるウエイト片３をそれぞれ所定数収容したウエイト片フィーダー４１ａ，４１ｂと、ウエイト片フィーダー４１ａ，４１ｂから貼付位置にウエイト片３を移送する移送機構４２ａ，４２ｂとを有している。一例として、５ｇのウエイト片３と１０ｇのウエイト片３を使用する場合について説明する。この例は、５ｇ単位でウエイト片３の総重量を選択する例である。ウエイト片フィーダーは、５ｇ用のもの（以下、第一フィーダー）４１ａと１０ｇ用のもの（以下、第二フィーダー）４１ｂとがそれぞれ設けられている。ウエイト片３は、小さな方形の板状である。各フィーダー４１ａ，４１ｂは、ウエイト片３を一つずつ放出する構成となっている。

移送機構４２ａ，４２ｂとしては、移送ベルト４２１を使用したものが採用されている。図２に示すように、移送機構４２ａ，４２ｂは各フィーダー４１ａ，４１ｂにそれぞれ設けられている。即ち、第一移送機構４２ａは、第一フィーダー４１ａから放出されたウエイト片３を第一両面テープ１ａに移送するよう設けられており、第二移送機構４２ｂは、第二フィーダー４１ｂから放出されたウエイト片３を第二両面テープ１ｂに移送するよう設けられている。

図３は、両面テープ１ａ，１ｂへのウエイト片３の貼付について示した図である。
図３に示すように、移送機構４２ａ，４２ｂは、ウエイト片３をテープ送り出し機２ａ，２ｂにより送り出された両面テープ１ａ，１ｂの下方に移送するようになっている。この際、図３（１）に示すように、ウエイト片３の上面が、両面テープ１ａ，１ｂの下面より少し高い位置となる移送機構４２ａ，４２ｂが構成されている。このため、移送されたウエイト片３は、両面テープ１ａ，１ｂの下面に貼り付けられる。尚、ウエイト片３の両面テープ１ａ，１ｂへの貼付と同期して剥離紙巻き取り機７ａ，７ｂが動作する。巻き取りに伴って送られる両面テープ１ａ，１ｂの速度と、移送ベルト４２１上のウエイト片３の移動速度は、同じである。このため、ウエイト片３は、両面テープ１ａ，１ｂに貼り付けられた状態で両面テープ１ａ，１ｂと一緒に水平に移動する。

尚、上記貼付において、ウエイト片３が貼り付けられた際、両面テープ１ａ，１ｂは少し上方に膨らむ。もしくは、移送ベルト４２１を可撓性又は弾性のある構成とし、ウエイト片３の貼付の際に少し下方に撓むか凹むかするようにしてもよい。また、テンションローラ１２に緩衝バネ等を設けて、テンションローラ１２が少し上に上がるようにしても良い。
また、図３（２）に示すように押し当て具４３を設け、両面テープ１ａ，１ｂにウエイト片３を押しつけるようにしてもよい。この場合、ウエイト片３が両面テープ１ａ，１ｂの少し下方に移送されるようにし、押し当て具４３で両面テープ１ａ，１ｂを剥離紙１１ａ，１１ｂごと押し下げてウエイト片３を両面テープ１ａ，１ｂに貼り付ける。押し当て具４３は、両面テープ１ａ，１ｂの移送を妨げないよう、従動するローラの構成にすると好適である。但し、両面テープ１ａ，１ｂが停止した状態で両面テープ１ａ，１ｂをウエイト片３に押し当てる場合、押し当て具４３は従動ローラでなくとも良い。

次に、図１及び図２に戻り、切断機５について説明する。本実施形態では、切断機５にはレーザー切断機が使用されている。レーザー切断機としては、ＣＯ_２レーザーやＹＡＧレーザーを使用したものが採用できる。切断機５は、レーザーを所定のパターンで照射できるようになっている。
本実施形態では、切断機５は剥離紙１１ａ，１１ｂは切断せず両面テープ１ａ，１ｂのみ切断するようになっている。即ち、剥離紙１１ａ，１１ｂは、レーザーによって切断されないようになっている。切断されないようにするには、剥離紙１１ａ，１１ｂがレーザーを反射するようにしたり、レーザーのエネルギーを適宜選定して両面テープ１ａ，１ｂのみが切断されるようにする構成があげられる。
尚、両面テープ１ａ，１ｂ及び剥離紙１１ａ，１１ｂは、レーザーの照射可能エリア内の位置に送り出されるようになっており、一つの切断機５により各両面テープ１ａ，１ｂの切断が順次行われるようになっている。但し、各両面テープ１ａ，１ｂの切断のためにそれぞれ切断機５を設けても良い。

次に、ロボット６について説明する。ロボット６としては、本実施形態では、多関節アーム型のシングルアームロボット６が使用されている。アーム５１の先端には、メカハンド６２が取り付けられている。メカハンド６２は、ウエイト片３を保持することが可能となっている。例えば、メカハンド６２の先端に電磁石を設けて磁力によりウエイト片３を保持したり、真空吸着により保持したりする構成が採用できる。さらに、本実施形態のロボット６は、メカハンド６２でタイヤ小組Ｗも保持できるようになっている。一つのメカハンド６２でウエイト片３の保持とタイヤ小組Ｗの保持とを兼用するのが難しいようであれば、アーム５１の先端にウエイト片３用のメカハンドとタイヤ小組Ｗ用のメカハンドを設けても良い。
また、装置全体を制御する制御ユニット８が設けられている。制御ユニット８は、外部からの信号を受信であるとともに、装置の各部を制御する信号を送信することが可能となっている。制御ユニット８は、マイクロプロセッサやメモリ、ＩＯポート等を内蔵したコンピュータを備えており、装置の各部を所定のシーケンスで制御できるようになっている。

本実施形態の装置の動作について、次に説明する。
製作されたタイヤ小組Ｗは、コンベア９により運ばれる。この際、運ばれたタイヤ小組Ｗを特定する情報（ワークＩＤ）とともにウエイト片３の取付情報（以下、単に取付情報）が制御ユニット８に送られる。取付情報とは、取り付けるべきウエイト片３の重量及び取り付けるべき箇所の情報である。

運ばれたタイヤ小組Ｗは、ロボット６の動作範囲内の所定位置で停止する。制御ユニット８は、受信した取付情報に従い、ウエイト片貼付機４を動作させる。ウエイト片貼付機４は、指定された重量になるようウエイト片３を選択して両面テープ１ａ，１ｂに貼り付ける。例えば、５５ｇのウエイト片３を貼り付けるよう取付情報で指定された場合、制御ユニット８は、第一フィーダー４１ａから１つのウエイト片３（５ｇ）を一つ放出し、第二フィーダー４１ｂからウエイト片３（１０ｇ）を五つ放出する。

放出されたウエイト片３は、それぞれ移送機構４２ａ，４２ｂにより移送され、第一両面テープ１ａ及び第二両面テープ１ｂにそれぞれ貼り付けられる。即ち、第一両面テープ１ａに５ｇのウエイト片３が一つ貼り付けられ、第二両面テープ１ｂに１０ｇのウエイト片３が五つ貼り付けられる。五つのウエイト片３は、両面テープ１ａ，１ｂの長さ方向に沿って並べられて貼り付けられる。

次に、制御ユニット８は、切断機５を制御して両面テープ１ａ，１ｂを切断させる。図４は、両面テープ１ａ，１ｂの切断について示した平面概略図である。図４において、切断機５による切断箇所が点線Ｃで示されている。図４に示すように、この例では、５ｇのウエイト片３を一つ、１０ｇのウエイト片３を五つ分離するよう切断が行われる。切断機５は、レーザーの照射パターンを制御する制御部を内蔵しており、制御ユニット８からの信号により、図４に点線で示すようようレーザーが走査される。尚、各両面テープ１ａ，１ｂには、次のタイヤ小組Ｗのバランス修正のためのウエイト片３の貼付が既にされている。

上記切断の後も、両面テープ１ａ，１ｂは剥離紙１１ａ，１１ｂに付着したままであり、各ウエイト片３もその両面テープ１ａ，１ｂに貼り付けられたままである。そして、ロボット６は、ウエイト片３を保持し、両面テープ１ａ，１ｂごと剥離紙１１ａ，１１ｂから引き離すようにする。即ち、ロボット６は、メカハンド６２の先端をウエイト片３に接触させてウエイト片３を吸着し、剥離紙１１ａ，１１ｂから両面テープ１ａ，１ｂを引き離すようにする。そして、ロボット６は、ウエイト片３を保持しながら、アーム５１を駆動し、タイヤ小組Ｗが位置する場所まで持っていく。そして、さらにアーム５１を駆動し、取付情報で指定された箇所にそのウエイト片３を貼り付ける。貼付は、両面テープ１ａ，１ｂのうち、ウエイト片３が貼り付けられていない面を指定箇所の表面に押しつけることで行われる。

尚、上記動作において、剥離紙１１ａ，１１ｂから剥離がスムーズにいかない場合、ロボット６の動作に同期させて剥離紙巻き取り機７ａ，７ｂを動作させても良い。即ち、ロボット６のメカハンド６２がウエイト片３を保持して両面テープ１ａ，１ｂを剥離紙１１ａ，１１ｂから剥離させるタイミングで、剥離紙巻き取り機７ａ，７ｂを動作させ、スムーズに剥離するようにする。

上記ロボット６によるウエイト片３の保持とタイヤ小組Ｗへの貼付は、本実施形態では、各両面テープ１ａ，１ｂ毎に行われる。即ち、まず第一両面テープ１ａ上の５ｇのウエイト片３をロボット６が保持し、タイヤ小組Ｗの指定箇所に貼り付ける。次に、第二両面テープ１ｂ上の１０ｇをロボット６が保持し、タイヤ小組Ｗの指定箇所に貼り付ける。尚、１０ｇのウエイト片３は５ｇのウエイト片３に隣接させて貼り付けられる。より好ましい例としては、指定箇所はあるピンポイントの地点として定められるので、５ｇのウエイト片３を一つと、１０ｇのウエイト片３を五つとを隣接させて貼り付ける際、それらウエイト片３の全体の重心を求めておき、その重心と指定箇所とが一致するようロボット６が貼付を行う。二つの両面テープ１ａ，１ｂ上のウエイト片３を一緒にロボット６が保持して貼付を行う場合もあり得る。

このようにして所定量のウエイト片３の貼付が終了すると、ロボット６はメカハンド６２を操作してそのタイヤ小組Ｗを保持させ、別の箇所に持っていく。別の箇所とは、バランス修正が完了したタイヤ小組Ｗの配置場所として定められている箇所である。
そして、次のバランス未修整のタイヤ小組Ｗが同様にコンベヤ９で運ばれて所定位置で停止する。そして、同様の手順を繰り返し、バランス修正が行われる。この際、取付情報は各タイヤ小組Ｗで異なる場合が多く、異なる量のウエイト片３が異なる箇所に貼り付けられることが多い。

上記実施形態によれば、ウエイト片３の貼付によるタイヤ小組Ｗのバランス修正の完全自動化が可能となるので、無人化によってコスト低減に大きく貢献することができる。
また、本実施形態では、剥離紙巻き取り機７ａ，７ｂがあるので、両面テープ１ａ，１ｂの切断が容易に且つ正確に行える。即ち、両面テープ１ａ，１ｂを切断する際には、ある程度のテンションが両面テープ１ａ，１ｂにかけられている必要があるが、このためには、テープ送り出し機２ａ，２ｂにより送り出された両面テープ１ａ，１ｂを引っ張る機構が必要である。本実施形態では、剥離紙巻き取り機７ａ，７ｂによる剥離紙１１ａ，１１ｂの巻き取りに伴い、切断の際に適度なテンションが両面テープ１ａ，１ｂにかけられるので、切断が容易に且つ正確に行える。適度なテンションが両面テープ１ａ，１ｂにかけられないと、切断の際、両面テープ１ａ，１ｂが弛んでいたり、また、レーザーの照射位置からずれてしまったりする場合がある。このような場合には切断が正確に行えないことになるが、本実施形態ではこのような問題はない。剥離紙巻き取り機７ａ，７ｂを構成するモータは、切断される際の両面テープ１ａ，１ｂのテンションが適切な値になるよう、巻き取り側芯棒７１ａ，７１ｂを回転させる際のトルクが制御されるようになっている。

尚、残余があるよう両面テープ１ａ，１ｂの切断分離を行う場合、残余の両面テープ１ａ，１ｂを巻き取る巻き取り機によってテンションをかけるようにしても良い。図５は、その一例を示した図であり、残余があるよう両面テープ１ａ，１ｂの切断分離を行う場合の一例を示した平面概略図である。この例では、両面テープ１ａ，１ｂの幅は、ウエイト片３の幅より大きくなっている。そして、図５に示すように、貼り付ける分のウエイト片３を取り囲む方形のパターンでレーザーが照射されて両面テープ１ａ，１ｂが切断される。図５に示す例では三つのウエイト片３を取り囲むようレーザーが照射されるが、一つのみでもよく、二つ、四つ、五つ又はそれ以上の場合もある。

図５に示す例でも、切断後、ロボット６によってウエイト片３は両面テープ１ａ，１ｂごと保持されてタイヤ小組Ｗに貼り付けられる。従って、残余の両面テープ１ａ，１ｂは、方形の開口が形成された状態となる。残余の両面テープ１ａ，１ｂは、テープ巻き取り機によって巻き取られる。テープ巻き取り機は、剥離紙巻き取り機７ａ，７ｂと同様の構成で良く、切断の際に両面テープ１ａ，１ｂのテンションが最適になるよう巻き取りトルクが制御される。

剥離紙１１ａ，１１ｂを使用する点は、両面テープ１ａ，１ｂに適度なテンションを与えるのにより好適となっている。剥離紙１１ａ，１１ｂを使用しない場合、上記の通り、残余の両面テープ１ａ，１ｂの巻き取りに伴ってテンションを与えるが、残余の両面テープ１ａ，１ｂが細長くなっている場合などは、必要なテンションを与えようとすると両面テープ１ａ，１ｂがちぎれてしまうこともある。剥離紙１１ａ，１１ｂを使用する場合、このような心配はないので、好適である。

また、上記実施形態では、切断機５がレーザー切断機であるので、貼り付けるウエイト片３の総重量の変更などに柔軟に対応することができ、そのための構成も簡易である。ウエイト片３の総重量が変更された場合、図４に示す切断箇所も適宜変更される。この場合、レーザーの走査パターンを変更するだけで良いので、簡便である。レーザー照射機は、ミラー制御等により走査パターンを制御する機能を標準で備えており、制御信号を変更するだけで任意のパターンで走査することが可能になっている。

切断機５が剥離紙１１ａ，１１ｂを切断せずに両面テープ１ａ，１ｂのみを切断して分離するものであり、ロボット６はウエイト片３を保持した際、両面テープ１ａ，１ｂが剥離紙１１ａ，１１ｂから離れてウエイト片３に付着したままの状態とするものである点は、剥離紙１１ａ，１１ｂを両面テープ１ａ，１ｂから引き離すのに別途機構を必要としないという効果がある。
尚、剥離紙巻き取り機７ａ，７ｂを使用せず、単に剥離紙１１ａ，１１ｂを引っ張ってそのまま箱などに入れて廃棄しても良いが、かさんでしまい、廃棄処理が面倒である。剥離紙巻き取り機７ａ，７ｂを使用すると、大量の剥離紙１１ａ，１１ｂをスムーズに巻き取って廃棄することができ、廃棄処理が楽である。場合によっては、巻き取った剥離紙１１ａ，１１ｂを再利用することもできる。

また、ロボット６がタイヤ小組Ｗを保持して移動させるのにも兼用されており、別途ロボット６を設ける必要がなく、機構的に簡略化され、設備に要するコストも安価となる。尚、上記実施形態では、バランス修正後にタイヤ小組Ｗを移動させるのにロボット６を兼用したが、バランス未修整のタイヤ小組Ｗを所定位置に位置させるのにロボット６を兼用したり、バランス修正の前後の移動にロボット６を兼用するようにしても良い。

上記実施形態では、制御ユニット８がウエイト片貼付機４に信号を送り、使用する分だけのウエイト片３を各両面テープ１ａ，１ｂに貼り付けたが、各両面テープ１ａ，１ｂに次々にウエイト片３を貼り付けてしまって、使用する分だけを切断機５が切断してロボット６が保持するようにしても良い。また、５ｇと１０ｇのウエイト片３に限らず、５ｇと２０ｇであったり、１０ｇと５０ｇであったりと、他の組み合わせでも良い。
さらに、重量の異なる三種類以上のウエイト片３を使用してもよい。この場合、それぞれのウエイト片３に対して、両面テープ１ａ，１ｂ、テープ送り出し機２ａ，２ｂ、剥離紙巻き取り機７ａ，７ｂ、テンションローラ１２等が設けられる。

次に、第二の実施形態のタイヤ小組バランス修正装置について説明する。
図６は、第二の実施形態のタイヤ小組バランス修正装置の主要部の概略図である。図６に示す装置は、ウエイト片貼付機４の構成が第一の実施形態と異なっている。第二の実施形態におけるウエイト片貼付機４は、重量の異なるウエイト片３をそれぞれ所定数収容したウエイト片マガジン４４を備えている。図６に示すように、ウエイト片マガジン４４は、筐体４４１と、筐体４４１内を仕切る隔壁４４２等から構成されている。隔壁４４２に仕切られた空間内に、ウエイト片３が収容されるようになっている。本実施形態では、第一実施形態と同様、５ｇのウエイト片３と１０ｇのウエイト片３を使用するようになっており、それぞれの収容空間が隔壁４４２により構成されている。本実施形態では、５ｇのウエイト片３の収容空間が一つ設けられ、１０ｇのウエイト片３用の収容空間が五つ設けられる。これは、１０ｇのウエイト片３の使用頻度が高いためである。

各収容空間内で、ウエイト片３は上下に積み重ねられて収容されるようになっている。各隔壁の下端開口を塞ぐようにして、放出具４５が取り付けられている。放出具４５は、各収容空間から各ウエイト片３を一つずつ放出可能に構成されたものである。放出具４５としては、プランジャー等を使用して開閉されるシャッター機構を採用することができる。
また、第二の実施形態においても、ウエイト片マガジン４４から貼付位置にウエイト片３を移送する移送機構４２が設けられている。移送機構４２は、同様に移送ベルト４２１４２１により移送を行う機構となっている。ウエイト片マガジン４４は、放出具４５が放出したウエイト片３が移送ベルト４２１の上に落下する位置に設けられている。

本実施形態では、移送ベルト４２１上に落下したウエイト片３の間隔と詰めて整列させる整列機構４６が設けられている。整列機構４６は、プッシャー４６１と、プッシャー４６１を駆動する駆動部４６２によって構成されている。駆動部４６２は、プッシャー４６１を水平方向に移動させて移送ベルト４２１上のウエイト片３を整列させるようになっている。

また、本実施形態では、両面テープ１をウエイト片３に押し当てる押し当て具４３が設けられている。押し当て具４３は、駆動源４３１により上下動し、両面テープ１を下方に押し下げてウエイト片３に押し当てる。押し当て具４３は、図６に示すように各ウエイト片３の高さが異なる場合でも、両面テープ１が十分に押し当てられる構成とすることが好ましい。例えば、押し当て具を袋状とし、空気圧により膨出する構成が考えられる。尚、図６の構成では、両面テープ１が停止した状態で押し当て具４３による押し当てが行われる。

本実施形態においても、タイヤ小組Ｗがコンベアにより運ばれ、ワークＩＤとともに取付情報が制御ユニット８に送られる。制御ユニット８は、受信した取付情報に従い、ウエイト片貼付機４を動作させる。この際、制御ユニット８は、各重量のウエイト片３の数の組み合わせを算出する演算処理部を有しており、演算処理部での算出結果に従いウエイト貼付機を制御するようになっている。演算処理部は、制御ユニット８が内蔵するマイクロプロセッサである。
例えば、５５ｇの重量を貼り付ける必要がある場合、制御ユニット８は、５ｇのウエイト片３を一つ、１０ｇのウエイト片３を五つ貼り付けるようウエイト片貼付機４を制御する。ウエイト片貼付機４は、制御ユニット８からの信号に従い、５ｇのウエイト片３を一つ、１０ｇのウエイト片３を五つ放出するよう、各放出具４５を制御する。

放出されたウエイト片３は、移送ベルト４２１上に載る。この際、整列機構４６は、プッシャー４６１を駆動してウエイト片３に押し当てる。そして、各ウエイト片３を移送ベルト４２１上で滑らせながら、各ウエイト片３の間隔を詰めるようにし、各ウエイト片３を整列させる。整列後、間隔ゼロ即ち各ウエイト片３は互いに接触していることが好ましい。すべてのウエイト片３の整列が終了すると、ウエイト片３は、移送ベルト４２１で移送され、前述と同様に、両面テープ１に貼り付けられる。そして、同様に切断機５により両面テープが所定箇所で切断され、ロボット６により貼り付けられる。所定の総重量となる複数のウエイト片３は、ロボット６により一緒に保持されて貼り付けられる。

この第二の実施形態においても、第一の実施形態と同様の効果が得られる。この上、両面テープ１が一本で済むので、テープ送り出し機２や剥離紙巻き取り機７も一つで済む。このため、機構的に簡略化され、コストも安価となる。
尚、制御ユニット８の演算処理部は、所定の総重量となるよう各重量のウエイト片３の数の組み合わせを算出する際、合計のウエイト片３の数が最小となるよう算出する。取付情報における取付箇所はピンポイントの箇所として指定された箇所であるので、ウエイト片３の数が多くなると、バランス修正の精度が低下するおそれがあるし、また見栄えが悪くなるからである。この点は、第一の実施形態でも同様である。

この第二の実施形態において、ウエイト片マガジン４４に収容されるウエイト片３の種類としては、５ｇのものと１０ｇのもの以外でもよく、さらに多種類の組み合わせでも良い。５ｇのものと１０ｇのものの組み合わせの場合、総重量は５ｇ単位となるが、１ｇや２ｇ、３ｇ等のウエイト片を使用してさらに細かい単位で修正できるようにしても良い。また３０ｇや５０ｇ、１００ｇ等のウエイト片を使用して、総重量の大きなウエイト片を貼り付ける場合にも、ウエイト片の数が多くならないようにすることも好適である。この場合も、ウエイト片の数が最小となるよう重量の組み合わせを制御ユニット３の演算処理部が算出するようにすることが好ましい。また、本願発明の装置は、複数のウエイト片３を貼り付けることができるようになっている点を特徴点とするが、装置が一つのみのウエイト片３を貼り付けることもあり得る。１ｇ，２ｇ，３ｇ，…というように重量が細かく違いウエイト片３が多数用意されていて、それらから一つを選択して貼り付ける場合である。

次に、第三の実施形態のタイヤ小組バランス修正装置について説明する。
図７は、第三の実施形態のタイヤ小組バランス修正装置の主要部の概略図である。図７に示す装置の特徴点は、タイヤ小組Ｗへの貼付強度を高めるため、第一の実施形態の構成について、貼付箇所に接着材を供給する接着材供給機構１００を追加したものとなっている点である。接着材供給機構１００は、本実施形態では、ホットメルト接着材を供給するものとなっており、加熱されて軟化した接着材（以下、ホットメルト）１０１を射出するホットメルトガン１０２と、ホットメルトガン１０１にホットメルト１０１を供給する供給機１０３等から構成されている。ホットメルトガン１０２は、ロボット６のメカハンド６２がウエイト片３を保持した際、ホットメルト１０１をウエイト片３に供給するものとなっている。

図８は、図７の実施形態の装置によるウエイト片の貼付状態を示した概略図である。図図８に示すように、ホットメルト１０１は両面テープ１ａ，１ｂの上から塗布される。ロボット６は、この塗布された側をタイヤ小組Ｗに押しつけて貼付を行う。この際、十分な量のホットメルト１０１が供給されるので、ホットメルト１０１はウエイト片３の側面まで盛り上がった状態となり、十分な強度で貼付（ここでは接着）が行われる。

尚、タイヤ小組Ｗが装着された車両が実際に走行する場合、タイヤ小組Ｗはかなりの高温になることが想定される。従って、ホットメルト１０１の軟化点は、実走行時のタイヤ小組Ｗの温度よりも十分に高いものとすることが好ましい。また、ホットメルト１０１の軟化点があまり高いと、取り扱いが難しくなるので、注意が必要である。

また、本実施形態では、メカハンド６２の構成も若干の変更が加えられている。メカハンド６２は、両面テープ１ａ，１ｂに貼り付けられたウエイト片３すべてに接触して直接保持する構成となっている。例えばメカハンド６２は長方形の板状であり、磁力による吸着又は真空吸着を行う構成となっている。
上記ホットメルト１０１の塗布の際、ホットメルト１０１の温度によっては両面テープ１ａ，１ｂが熱により破れてしまたり収縮してしまったりすることがある。この場合、全てのウエイト片３をメカハンド６２が直接保持していないと、両面テープ１ａ，１ｂが破れた際、ウエイト片３が落下してしまうおそれがあるが、この実施形態では、そのような問題はない。尚、前述した第一、第二の実施形態において、上記全てのウエイト片３を直接保持するタイプのメカハンド６２を採用するようにしても良い。

第三の実施形態の装置によれば、接着材供給機構１００が追加されているので、タイヤ小組Ｗに対するウエイト片３の固定がさらに確実となり、バランス修正の信頼性がより高められる。接着材供給機構１００は、第二の実施形態の構成に追加されても良い。また、ホットメルト接着材以外の接着材を使用してもよく、熱硬化性接着材、感圧接着材など、各種の接着材を用いることができる。

接着材供給機構１００は、ウエイト片３に接着材を供給することで最終的に貼付箇所に接着材を供給するものであったが、これ以外の構成もあり得る。例えば、タイヤ小組Ｗの貼付箇所の表面上に予め接着材を供給しておき、その上からロボット６がウエイト片３を押しつける構成でも良く、ウエイト片３を貼付箇所に押しつけた状態で接着材を供給するような構成でも良い。ホットメルトガン１０１のような接着材の供給ノズルをメカハンドに装着したロボットを採用し、任意の位置で供給が行えるようにするとさらに好適である。尚、貼付箇所に直接接着材を供給する場合に比べると、ロボット６がウエイト片３を保持した際にウエイト片３に接着材を塗布することで貼付箇所への接着材の供給を行う上記構成は、接着材の供給が容易で、機構的に簡易であるという効果がある。

尚、第三の実施形態において、ウエイト片３を両面テープ１ａ，１ｂの側から保持するようにしても良い。図９は、この変形例について示したものである。図９に示すように、ロボット６のメカハンド６２が両面テープ１ａ，１ｂの上面に接触して両面テープ１ａ，１ｂを保持した状態で、切断機５が両面テープ１ａ，１ｂを切断する。そして、ロボット６は、メカハンド６２を上下逆転させてウエイト片３を上に向け、この状態でホットメルトガン１０２がホットメルト１０１を塗布する。その後、同様にロボット６がウエイト片３をタイヤ小組Ｗに押しつけて貼付（接着）を行う。尚、図９に示すような場合の他、メカハンド６２がウエイト片３の側で保持を行い、その後持ち変えて両面テープ１ａ，１ｂの側で保持を行う場合もある。
この変形例においては、メカハンド６２に吸着機能があれば両面テープ１ａ、１ｂを使用する必要はなく、通常の片面テープで良い。メカハンド６２からのテープの離脱の容易さから片面テープの方が好適である。尚、両面テープ１ａ，１ｂや片面テープは、粘着テープであるが、第三の実施形態では、粘着テープではないテープを使用することも可能である。この場合は、ウエイト片３に粘着材を塗布する機構等を設けてテープに貼り付けるようにする。但し、粘着テープを使用する方が貼付が容易で機構的に簡易になる。

各実施形態では、切断機５はレーザー切断機であったが、他の切断機を使用しても良い。例えば、カッターを使用した切断機や、超音波や加熱による切断機などである。
また、本願発明において、「タイヤ小組」の用語は、従来技術において用いられたものに限られる訳ではない。即ち、「タイヤ小組」は、ホイールにタイヤを装着して構成されたホイールとタイヤの組、という程度の意味であり、タイヤの最重点とホイールの軽点とを組み合わせたものを含むが、それに限られる訳ではない。

第一の実施形態に係るタイヤ小組バランス修正装置の正面概略図である。 第一の実施形態に係るタイヤ小組バランス修正装置の平面概略図である。 両面テープ１へのウエイト片３の貼付について示した図である。 両面テープ１の切断について示した平面概略図である。 残余があるよう両面テープ１の切断分離を行う場合の一例を示した平面概略図である。 第二の実施形態のタイヤ小組バランス修正装置の主要部の概略図である。 第三の実施形態のタイヤ小組バランス修正装置の主要部の概略図である。 図７の実施形態の装置によるウエイト片の貼付状態を示した概略図である。 第三の実施形態の変形例について示した図である。

符号の説明

１ 両面テープ
１ａ 両面テープ
１ｂ 両面テープ
１１ 剥離紙
１１ａ 剥離紙
１１ｂ 剥離紙
２ テープ送り出し機
２ａ テープ送り出し機
２ｂ テープ送り出し機
３ ウエイト片
４ ウエイト片貼付機
４１ａ ウエイト片フィーダー
４１ｂ ウエイト片フィーダー
４２ 移送機構
４２ａ 移送機構
４２ｂ 移送機構
４３ 押し当て具
４４ ウエイト片マガジン
４５ 放出具
４６ 整列機構
５ 切断機
６ ロボット
６１ アーム
６２ メカハンド
７ 剥離紙巻き取り機
７ａ 剥離紙巻き取り機
７ｂ 剥離紙巻き取り機
８ 制御ユニット
１００ 接着材供給機構
Ｗ タイヤ小組

Claims (11)

1. タイヤとホイールを組み合わせたタイヤ小組のバランスを修正するタイヤ小組バランス修正装置であって、
   ロール状に巻かれた両面テープを送り出すテープ送り出し機と、
   送り出された両面テープの一方の面に、選択された重量のウエイト片を複数並べて貼り付けるウエイト片貼付機と、
   ウエイト片が貼り付けられた状態で両面テープが分離するよう両面テープを切断する切断機と、
   切断分離された両面テープ上に貼り付けられたウエイト片を保持し、タイヤ小組の指定された箇所に貼り付けるロボットと、
   装置全体を制御する制御ユニットとを備えており、
   制御ユニットは、切断分離された両面テープ上の複数のウエイト片の総重量が、指定された重量となるよう選択された箇所で切断を行わせるために切断箇所を指定する制御信号を切断機に送ることが可能であり、
   制御ユニットは、切断分離された両面テープ上の指定された総重量となっている複数のウエイト片を一緒に保持させてタイヤ小組の指定された箇所に貼り付けさせるための制御信号をロボットに送ることが可能なものであることを特徴とするタイヤ小組バランス修正装置。
2. 前記切断機は、残余があるよう前記両面テープの切断分離を行うものであり、残余の両面テープを巻き取る巻き取り機を備えていることを特徴とする請求項１記載のタイヤ小組バランス修正装置。
3. 前記切断機は、レーザー切断機であることを特徴とする請求項２記載のタイヤ小組バランス修正装置。
4. 前記両面テープは、剥離紙の上に重ねられた状態でロール状に巻かれており、前記切断機は、剥離紙を切断せずに両面テープのみを切断して分離するものであり、前記ロボットは、前記ウエイト片を保持した際、両面テープが剥離紙から離れて当該ウエイト片に付着したままの状態とするものであることを特徴とする請求項１記載のタイヤ小組バランス修正装置。
5. 前記剥離紙を巻き取る剥離紙巻き取り機を備えていることを特徴とする請求項４記載のタイヤ小組バランス修正装置。
6. 前記切断機は、レーザー切断機であり、前記剥離紙は、当該レーザーによって切断されないものであることを特徴とする請求項４又は５記載のタイヤ小組バランス修正装置。
7. 前記ロボットは、前記タイヤ小組を保持して移動させることが可能なものであることを特徴とする請求項１記載のタイヤ小組バランス修正装置。
8. 前記制御ユニットは、貼り付けるウエイト片の総重量の信号が入力されるものであり、前記ウエイト片貼付機は、重量の異なる複数のウエイト片を組み合わせて当該総重量となるよう前記両面テープに貼り付けるものであり、制御ユニットは、入力された総重量の信号から、各重量のウエイト片の数の組み合わせを算出する演算処理部を有し、演算処理部での算出結果に従い前記ウエイト貼付機を制御するものであり、演算処理部は、ウエイト片の合計数が最小となるよう各重量のウエイト片の組み合わせを算出するものであることを特徴とする請求項１記載のタイヤ小組バランス修正装置。
9. タイヤとホイールを組み合わせたタイヤ小組のバランスを修正するタイヤ小組バランス修正装置であって、
   ロール状に巻かれたテープを送り出すテープ送り出し機と、
   送り出されたテープの一方の面に、選択された重量のウエイト片を複数並べて貼り付けるウエイト片貼付機と、
   複数のウエイト片が貼り付けられた状態でテープが分離するようテープを切断する切断機と、
   切断分離されたテープ上に貼り付けられた複数のウエイト片を保持し、タイヤ小組の指定された箇所に貼り付けるロボットと、
   装置全体を制御する制御ユニットとを備えており、
   制御ユニットは、切断分離されたテープ上の複数のウエイト片の総重量が、指定された重量となるよう選択された箇所で切断を行わせるために切断箇所を指定する制御信号を切断機に送ることが可能なものであり、
   制御ユニットは、切断分離されたテープ上の指定された総重量となっている複数のウエイト片を一緒に保持させてタイヤ小組の指定された箇所に貼り付けさせるための制御信号をロボットに送ることが可能なものであり、
   さらに、貼付箇所に接着材を供給してウエイト片をタイヤ小組に接着する接着材供給機構を備えていることを特徴とするタイヤ小組バランス修正装置。
10. 前記接着材供給機構は、前記テープ上に貼り付けられた前記ウエイト片を前記ロボットが保持した際、ウエイト片に接着材を塗布することで貼付箇所への接着材の供給を行うものであることを特徴とする請求項９記載のタイヤ小組バランス修正装置。
11. 前記テープは粘着テープであり、粘着材が設けられた一方の面に前記ウエイト片貼付機により前記ウエイト片が貼り付けられるものであることを特徴とする請求項９又は１０記載のタイヤ小組バランス修正装置。

Images