JP2000516726A - バランシングマシンの軸の雄ねじ山付き端部に車両車輪のリムを固定するための急速緊締ナット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、１つのハウジングと、該ハウジングに実質的に半径方向に配置された少なくとも１つのハンドグリップと、雌ねじ山とを備えた形式の、バランシングマシンの軸の雄ねじ山付き端部に車両車輪のリムを固定するための急速緊締ナットに関する。前記ハウジング（２）には、該ハウジングに対して急速緊締ナットの螺合軸線を中心として回転可能なねじ山部分（６６）が結合されており、該ねじ山部分は雌ねじ山（６４）を有し、かつ回転駆動装置（１０）の駆動側と接続しており、該回転駆動装置はハウジングと結合されている。回転駆動装置は、スイッチ・オンの後、リムがばね力に抗してセンタリング円錐体に向かって引張られる時、時間のかかる煩雑なねじ緊締操作を引受ける。

Description

【発明の詳細な説明】 バランシングマシンの軸の雄ねじ山付き端部に 車両車輪のリムを固定するための急速緊締ナット 本発明は、請求項１に発明の上位概念として規定した形式の、バランシングマ シンの軸の雄ねじ山付き端部に車両車輪のリムを固定するための急速緊締ナット に関する。 ドイツ連邦共和国特許出願公開第３６０５８２１号明細書に基づいて、特にバ ランシングマシンの固定軸に車両車輪を固定するために使用される当該形式の急 速緊締ナットが公知になっている。該急速緊締ナットはハウジングを有し、該ハ ウジングには、直径方向に対向して半径方向に向いたハンドグリップが配置され ている。前記ハウジング内には、半径方向に可動に２つのねじ山セグメントが配 置されており、両ねじ山セグメントは、ばねによって、ねじ山の係合位置に達す るまで半径方向内向きに予荷重をかけられている。両ねじ山セグメントは、手動 操作手段によって、解離位置まで前記ばね力に抗して半径方向外向きに可動であ る。 前記公知の急速緊締ナットの使用は、バランシングすべき車両車輪のセンター 穴を先ずバランシングマシンの軸に被せ嵌めるようにして行なわれる。次いで急 速緊締ナットが、両ねじ山セグメントを解離させた状態でバランシングマシンの 軸上を軸方向にシフトされた後、両ねじ山を解離させるための操作手段が除圧さ れるので、両ねじ山セグメントはばねによって係合位置にもたらされ、この係合 位置で両ねじ山セグメントの雌ねじ山が、バランシングマシンの軸端部の雄ねじ 山と噛合うことになる。次いで急速緊締ナットは、ハウジングに固定されたハン ドグリップによって、車両車輪のリムが固定されるまで回転される。この比較的 長い緊締行程にわたるねじ緊締操作は、相当の労力を消費して行なわれねばなら ないので、ねじ緊締操作の疲労度は大である。この労力は殊に、軸上にリムをセ ンタリングするためにセンタリング円錐体が軸方向にシフト可能に配置されてお り、該センタリング円錐体の背面には、緊締時に該センタリング円錐体をリムの センタリング穴内へ圧迫する強いばねが配置されていることに起因している。こ の半径方向センタリング位置は、リムが固定位置に達する前に得られ、この固定 位置でリムは、バランシングマシンの軸に配置された概ねポット状のストッパフ ランジに当接し、次いで該ストッパフランジにリムは緊締ナットによって圧着固 定される。リムのセンタリング穴の直径が異なっている場合でもセンタリング円 錐体が常に確実にセンタリング位置に達するようにするために、半径方向センタ リング部位、ひいてはセンタリング円錐体の背面に設 けたぼねの緊張力に抗してのねじ緊締開始点は、往々にして最終固定点の手前に 離れて位置している。従ってばね力に抗しての急速緊締ナットのねじ緊締行程が 比較的長くなり、これが、急速緊締ナットのねじ固定ために疲労させ所要時間を 長くする要因となる。 またドイツ連邦共和国特許第４２００３８０号明細書に基づいて、モータによ って駆動される車輪バランシングマシン主軸に自動車車輪をチャックしかつ弛め るための装置が公知になっており、その場合緊締は、主軸内を軸方向に可動にガ イドされる引張り棒によって行なわれ、該引張り棒は一方の端部でチャック装置 によって車輪と係合させられ、かつ他端部ではチャックのために引張り力が発生 される。この公知の装置は著しく高価でかつ操作が著しく煩雑である。またドイ ツ連邦共和国特許第２９３５２１６号明細書及びドイツ連邦共和国特許第３３２ ７６３５号明細書に基づいて、バランシングマシンの固定軸に車両車輪を固定す るための緊締ナットが公知であり、この場合緊締するために、半径方向に解離可 能なねじ山セグメントがバランシングマシン軸のねじ山と係合させられる。従っ て該緊締ナットは、最初に述べたドイツ連邦共和国特許出願公開第３６０５８２ １号明細書に開示された急速緊締ナットと同じ欠点を有している。またドイツ連 邦共和国特許第２８１３３８７号明細書に基づいて自動車車輪用のバランシング マシンが公知であり、この 場合自動車車輪のチャックは、中空のバランシング軸を通る引張り棒によって行 なわれる。これは経費が高くつき、操作が煩雑である。 本発明の課題は、当該形式の急速緊締ナットを改良して固定を一層容易かつ迅 速にすることである。 前記課題は、請求項１の特徴部に記載した本発明の構成手段によって解決され る。 本発明の根本思想は、急速緊締ナットが、長い螺合行程にわたって螺合操作を 引受けて該螺合操作を迅速にかつ操作工に肉体的負荷を与えずに行なう回転駆動 装置を装備している点にある。該回転駆動装置はその場合、ハウジング全体を回 転させるのでなくて、ハウジングに対して急速緊締ナットの螺合軸線を中心とし て回転可能なねじ山部分だけを回転させ、該ねじ山部分には雌ねじ山が設けられ ている。操作工に残されている役目は、急速緊締ナットのハウジングを、該ハウ ジングに配置されたハンドグリップによって保持して反動モーメントを受け止め るという簡単な役目だけにすぎない。ハンドグリップを介して操作工は付加的に 、ねじ緊締操作の終わりにねじ緊締モーメントを手で、しかもハンドグリップの ねじ緊締方向の短い運動によって、高めることができる。同じく操作工は、回転 駆動装置に比較的長いねじ弛め行程を引受けさせることによって、急速緊締ナッ トを離脱させることができる。 本発明の実施形態によれば回転駆動装置は１つのハンドグリップ内に配置され ている。原則として回転駆動装置を、その運転中に短時間、外的なエネルギ供給 源に接続することも可能である。しかし本発明の有利な実施形態では、ハウジン グ内及び／又は１つのハンドグリップ内に、回転駆動装置のためのエネルギ貯蔵 器が配置されている。螺合操作のために必要なエネルギは比較的僅かであるので 、エネルギ貯蔵器は比較的小形であることができ、従って１つのハンドグリップ 内に配置することができる。エネルギの貯蔵量を拡大するためには本発明の実施 形態では、ハウジングに４つのハンドグリップが十字状に配置されており、しか も１つのハンドグリップ内には回転駆動装置が、またその他のハンドグリップ内 にはエネルギ貯蔵器が配置されている。 回転駆動装置を１つのハンドグリップ内に配置する場合、回転駆動装置の駆動 軸はアンギュラ伝動装置を介してねじ山部分と作用結合されているのが有利であ り、その場合前記アンギュラ伝動装置は歯車伝動装置であるのが有利である。そ の場合ハンドグリップが急速緊締ナットの回転軸線に対して緊締方向から離反す る方向に傾斜して配置されている場合には歯車伝動装置は傘歯車装置であるのが 有利である。 回転駆動装置の回転速度が充分に大きい場合には、この回転駆動装置は、まだ 著しい緊締力の発生してい ない緊締行程を克服するためにも役立てることができる。それにも拘わらず本発 明の有利な実施形態では、ねじ山部分は２つのねじ山セグメントを有し、該ねじ 山セグメントは係合ばねによって半径方向内向きに係合位置へ予荷重をかけられ ており、かつ前記係合ばねの力に抗して前記ねじ山セグメントを解離位置へ移動 させる作動手段が設けられている。本発明の急速緊締ナットはその場合、明細書 冒頭で説明した公知の急速緊締ナットのように、著しい緊締力が生じるまでバラ ンシングマシンの軸上を軸方向にシフトすることができる。次いで作動手段は除 圧され、従って係合ばねはねじ山セグメントを係合位置へもたらし、こうして急 速緊締ナットはナットとしての機能を得る。次いで本来のねじ緊締操作を前記の ように回転駆動装置によって行なうことができる。 最後に述べた実施形態の場合、ねじ山セグメントは、解離ばねによって半径方 向外向きに予荷重をかけられているのが有利であり、その場合、該解離ばねのば ね力は、作動手段の作動無しには前記ねじ山セグメントが常時係合位置に保持さ れているほど、係合ばねのばね力よりも遥かに弱い。その場合、作動手段はカム 伝動装置を介してねじ山セグメントと作用結合されているのが有利である。前記 のようにばねを構成することによって、カム伝動装置を常時係合状態に保つこと が保証される。 カム伝動装置は、ねじ山部分と相対回動不能に固着結合された作動リングを有 し、該作動リングは、ねじ山セグメントの対応した円錐形肩に接触するための円 錐形内面を有しているのが有利である。作動手段はその場合、二腕レバーとして 構成された解離フォークを有し、該解離フォークはそのフォークの端部に、半径 方向内向きに突出して前記作動リングの外周リング溝内に係合するピンを有し、 かつ前記解離フォークの他方の腕は、作動方向とは逆向きに係合ばねによって予 荷重をかけられた作動アームを形成している。この実施形態ではカム伝動装置は 、回転可能なねじ山部分と一緒に回転し、要するに両者は相互に相対的な回転運 動を行なわないので、カム伝動装置はこのような運動によって負荷されることは ない。作動力の伝達は、解離フォークのフォーク端部のピンが、作動リングの内 向きの溝内へ係合することのみによって行なわれる。 急速緊締ナットには、回転駆動装置の回転方向を接続又は切換えるためのスイ ッチが配置されているのが有利である。このスイッチは有利には２つの押しボタ ン形スイッチであり、その内、一方の押しボタン形スイッチは回転駆動装置を一 方の回転方向に、また他方の押しボタン形スイッチは回転駆動装置を他方の回転 方向に接続する。単数又は複数のスイッチは、有利には１つのハンドグリップの 近傍に位置しており、従って該ハンドグリップを手で保持している場合に、例え ば拇指で前記スイッチを作動することが可能である。 回転駆動装置は有利には電動モータを有しており、その場合エネルギ貯蔵器は バッテリ又は蓄電池である。急速緊締ナットの不使用時間中に、急速緊締ナット に設けられた電気接点を充電装置の接点と接続する位置へ該急速緊締ナットをも たらすことによって、公知のように蓄電池を充電することが可能である。勿論ま たそれ自体公知のように、充電電圧の誘導伝送も可能であり、このためには急速 緊締ナット内に整流器が設けられていなければならない。 別の有利な実施形態では回転駆動装置は圧縮空気モータによって形成されてい る。これは、バランシングマシンと相俟って急速緊締ナットを使用するタイヤ製 作所においては、回転駆動装置にエネルギを供給するために活用される圧力空気 源がしばしば存在しているという利点を有している。この場合も、単数又は複数 のハンドグリップ内に配置された圧力室の形でエネルギ貯蔵器を急速緊締ナット 内に設けることも可能である。 回転駆動装置は自縛式であるのが有利である。これによって得られる利点は、 所望に応じて、或いは回転駆動装置のエネルギ源が使用できない状態にあり、或 いは枯渇している場合に、慣用のように急速緊締ナットを手動操作式ナットとし て使用できることである。 第１図は係合位置で示した本発明による急速緊締ナ ットの断面図である。 第２図は第１図に示した急速緊締ナットの平面図である。 第３図は解離位置で示した急速緊締ナットの第１図相当の断面図である。 第４図は本発明の第２実施例の第１図相当の半径方向断面図である。 第５図は第４図に示した急速緊締ナットの平面図である。 第６図は圧縮空気式駆動装置を備えた急速緊締ナットの１実施例の半径方向断 面図である。 第７図は第６図に示した急速緊締ナットの平面図である。 次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。 第１図にはハウジング２を有する急速緊締ナットが図示されており、前記ハウ ジングにはハンドグリップ４及び６が半径方向に配置されている。ハンドグリッ プ４内には、ハンドグリップ６内に配置された電動モータ１０を駆動するための 複数の蓄電池８が内蔵されている。 ハウジング２内にはねじ山部分１２が位置し、該ねじ山部分は玉軸受１４，１ ６によって回転可能にハウジング２内に支承されている。前記ねじ山部分１２は 、半径方向に可動の２つのねじ山セグメント１８，２０を有し、各ねじ山セグメ ントには、それぞれ内面に 雌ねじ山２２，２４が設けられている。両ねじ山セグメント１８，２０は、解離 ばね２６によって半径方向外向きに予荷重をかけられている。この予荷重に基づ いて両ねじ山セグメントは、作動リング３０の円筒形凸設部２８の内面に当接し ており、前記作動リング３０には、１つの外周リング溝３２が設けられている。 前記外周リング溝内には、解離フォーク３８のフォーク３６の端部に配置された ピン３４が係合している。前記解離フォーク３８は二腕レバーとして構成されて おり、かつピン４０を中心として回動可能であり、かつ解離フォークの他方の腕 は作動アーム４２を形成し、該作動アームは係合ばね４４によって予荷重をかけ られている。解離フォーク３８の傍でハンドグリップ６の領域において直径方向 に対向して別の解離フォーク４６が設けられており、該解離フォークは、前記解 離フォーク３８と同様に構成されている。従って解離フォーク４６では同等の符 号は省かれている。 作動リング３０の円筒形凸設部２８は、滑子案内として作用する円錐形内面４ ８を有し、該円錐形内面は、ねじ山セグメント１８，２０に形成された円錐形肩 ５０と協働する。 ねじ山部分１２は円錐形歯環５２を有し、該円錐形歯環は円錐形歯車５４に噛 合っており、該円錐形歯車は軸５６と遊星歯車装置５８を介して電動モータ１０ によって駆動される。 第１図に示した係合位置では係合ばね４４は作動アーム４２を、図面で見て左 手へ向かって押圧し、従ってフォーク３６に固定されたピン３４を、図面で見て 右手に向かって押圧した状態にある。その場合、外周リング溝３２内に係合する ピン３４は作動リング３０を、図面で見て左手へ向かって押圧するので、円錐形 内面４８は、ねじ山セグメント１８，２０の円錐形肩５０を介して滑り出て、該 ねじ山セグメントを半径方向内向きに係合位置へ押圧している。図示の終端位置 では円筒形凸設部２８の円筒形内面はねじ山セグメント１８，２０の外面に完全 に載っているので、該ねじ山セグメントは形状嵌合式に係合位置に保持されてい る。 第２図は、第１図に示した急速緊締ナットを左手から見た図であるが、この場 合外周リング溝３２内へのピン３４の係合を明示するために、ハウジング２はピ ン３４の領域部分を破断して図示されている。 第３図には、第１図に示した急速緊締ナットが解離位置で図示されている。こ の位置では操作工は自分の拇指（図示せず）で作動アーム４２を、係合ばね４４ の力に抗して右手へ向かって押圧し、これによって外周リング溝３２内に係合し ているピン３４を介して作動リング３０を左手へ向かって動かす。これによって 作動リング３０の円錐形内面４８は、ねじ山セグメント１８，２０の外向き経路 を解放するので、ねじ山セ グメントは、解離ばね２６のばね力に基づいて外向きに運動する。これによって 両ねじ山セグメント１８，２０の雌ねじ山２２，２４は解離位置へ達するので、 急速緊締ナット全体は、バランシングマシン軸の軸端部の雄ねじ山上を自由にシ フトすることができる。 略示したにすぎない押しボタン形スイッチ６０，６２によって電動モータ１０ は異なった回転方向に切り換えることができる。 第１図〜第３図に示した急速緊締ナットを使用する場合、バランシングすべき 車両車輪の中央のセンタリング穴が先ずバランシングマシンの軸の端部に、しか もセンタリング穴がセンタリング円錐体に当接するまで、差し嵌められる。なお 前記センタリング円錐体はその背面に圧縮ばねを有している。次いで急速緊締ナ ットは作動アーム４２の作動によって、解離位置へもたらされ、かつ、リムに当 接するまでバランシングマシンの軸端部へシフトされる。次いで作動アーム４２ が除圧されると、これによって雌ねじ山２２，２４は、バランシングマシンの軸 端部に対応成形された雄ねじ山に噛合う。次いで押しボタン形スイッチ６０の作 動によって電動モータ１０は、円錐形歯車５４と円錐形歯環５２とを介してねじ 山部分１２をねじ緊締・ねじ固定方向に回転させる回転方向に接続される。この 時間中、急速緊締ナットはハンドグリップ４，６によって捩れ不能に保持される 。最終的な緊締位置で押し ボタン形スイッチ６０の負荷が除かれ、こうして電動モータ１０への電流回路が 中断される。必要に応じて操作工は急速緊締ナットをハンドグリップ４，６によ って手動で更に緊締し、こうして固定力を高めることもできる。 固定された車両車輪のバランシングが終了したら、押しボタン形スイッチ６２ によって電動モータ１０が逆回転方向に接続され、こうしてセンタリング円錐体 の背後の圧縮ばねによってリムに対して後方から及ぼされる力がほぼ消失するま で急速緊締ナットが弛められる。その後、両ねじ山セグメント１８，２０の係合 が作動アーム４２の作動によって解離されるので、急速緊締ナットは全体的にバ ランシングマシンの軸から引き外され、次いで車両車輪を取り外すことができる 。 第４図には本発明の別の実施形態が、第１図に類似した半径方向横断面図で図 示されているが、この実施形態では、ねじ山セグメントを係合・解離する手段が 省かれている。同一又は同等の構成要素には同一符号を付した。この実施形態で は雌ねじ山６４は１つのねじ山部分６６に直接設けられている。この実施形態が 有利になるのは、バランシングマシンの軸の、リムを超えて突出する軸端部がそ れほど長くない場合である。更にこの場合は、電動モータを直巻電動機として接 続するのが有利であり、該直巻電動機は、低負荷の場 合に高い回転速度を、また高負荷の場合には高いトルクで低い回転速度を有して いる。 第５図は、第４図に示した急速緊締ナットを図面の左手から見た平面図である 。各ハンドグリップ４，６の近傍に夫々、２つの押しボタン形スイッチ６８，７ ０が配置されており、その内、一方の押しボタン形スイッチは一方の回転方向用 のオン・スイッチとして使用され、また他方の押しボタン形スイッチは他方の回 転方向用のオン・スイッチとして使用される。 第６図には、第４図に類似した別の実施形態が同じ断面図で図示されている。 同一又は同等の構成要素には同一の符号を付した。相違点はモータが圧縮空気モ ータ７２である点にあり、該圧縮空気モータは、弁７６によって充填される圧力 室７４内の圧縮空気によって作動される。 第７図は、第６図を左手から見た平面図である。図面から判るように圧力室７ ４以外に、圧縮空気供給量を高めるために、十字状に配置された別のハンドグリ ップ８２，８４内に別の圧力室７８，８０が設けられている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ガイ ダブリュー カーター イギリス国 チェルテンハム グラウセス ターシャー ウェスタル パーク ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．１つのハウジング（２）と、該ハウジング（２）に半径方向に配置された少 なくとも１つのハンドグリップ（４，６）と、前記ハウジング（２）内に可動に 配置されていて雌ねじ山（２２，２４；６４）を有するねじ山部分（１２；６６ ）とを備えた形式の、バランシングマシンの軸の雄ねじ山付き端部に車両車輪の リムを固定するための急速緊締ナットにおいて、 ねじ山部分（１２；６６）がハウジング（２）内で、該ハウジングに対して 急速緊締ナットの螺合軸線を中心として回転可能に支承されており、かつ前記ハ ウジング（２）には回転駆動装置が結合されており、該回転駆動装置の駆動側が 、前記ねじ山部分（１２；６６）を回転するために該ねじ山部分（１２；６６） と回転係合していることを特徴とする、バランシングマシンの軸の雄ねじ山付き 端部に車両車輪のリムを固定するための急速緊締ナット。 ２．回転駆動装置が１つのハンドグリップ（６）内に配置されている、請求項１ 記載の急速緊締ナット。 ３．ハウジング（２）内及び／又は１つのハンドグリップ（４）内に、回転駆動 装置のためのエネルギ貯蔵器が設けられている、請求項１記載の急速緊締ナット 。 ４．ハウジング（２）に４つのハンドグリツプ（４，６，８２，８４）が十字状 に配置されており、しかも１つのハンドグリップ（６）内には回転駆動装置が、 またその他のハンドグリップ（４，８２，８４）内にはエネルギ貯蔵器が配置さ れている、請求項３記載の急速緊締ナット。 ５．回転駆動装置の駆動軸がアンギュラ伝動装置（歯環５２、歯車５４）を介し てねじ山部分（６６）と作用結合されている、請求項２記載の急速緊締ナット。 ６．アンギュラ伝動装置（歯環５２、歯車５４）が歯車伝動装置である、請求項 ５記載の急速緊締ナット。 ７．ハンドグリップ（６）が急速緊締ナットの回転軸線に対して緊締方向から離 反する方向に傾斜して配置されており、かつ歯車伝動装置が傘歯車装置である、 請求項６記載の急速緊締ナット。 ８．ねじ山部分（１２）が少なくとも１つのねじ山セグメント（１８，２０）を 有し、該ねじ山セグメントが係合ばね（４４）によって半径方向内向きに係合位 置へ予荷重をかけられており、かつ前記係合ばね（４４）の力に抗して作用する 作動手段が設けられている、請求項１記載の急速緊締ナット。 ９．ねじ山セグメント（１８，２０）が、解離ばね（２６）によって半径方向外 向きに予荷重をかけられ ており、しかも該解離ばね（２６）のばね力は、作動手段の作動無しには前記ね じ山セグメント（１８，２０）が常時係合位置に保持されているほど、係合ばね （４４）のばね力よりも遥かに弱い、請求項８記載の急速緊締ナット。 １０．作動手段がカム伝動装置を介してねじ山セグメント（１８，２０）と作用 結合されている、請求項８記載の急速緊締ナット。 １１．カム伝動装置が、ねじ山部分と相対回動不能に固着結合された作動リング （３０）を有し、該作動リングが、ねじ山セグメント（１８，２０）の対応した 円錐形肩（５０）に接触するための円錐形内面（４８）を有し、かつ作動手段が 、二腕レバーとして構成された解離フォーク（３８）を有し、該解離フォークが そのフォーク（３６）の端部に、半径方向内向きに突出して前記作動リング（３ ０）の外周リング溝（３２）内に係合するピン（３４）を有し、かつ前記解離フ ォーク（３８）の他方の腕が、作動方向とは逆向きに係合ばね（４４）によって 予荷重をかけられた作動アーム（４２）を形成している、請求項１０記載の急速 緊締ナット。 １２．急速緊締ナットには、回転駆動装置の回転方向を接続又は切換えるための スイッチが配置されている、請求項１記載の急速緊締ナット。 １３．急速緊締ナットに２つの押しボタン形スイッチ （６８，７０）が設けられており、その内、一方の押しボタン形スイッチが回転 駆動装置を一方の回転方向に、また他方の押しボタン形スイッチが回転駆動装置 を他方の回転方向に接続する、請求項１記載の急速緊締ナット。 １４．スイッチ又は押しボタン形スイッチ（６８，７０）が１つのハンドグリッ プ（４，６）近傍のハウジング（２）内に配置されている、請求項１２又は１３ 記載の急速緊締ナット。 １５．回転駆動装置が電動モータ（１０）を有している、請求項１記載の急速緊 締ナット。 １６．エネルギ貯蔵器がバッテリ又は蓄電池（８）である、請求項３又は１２記 載の急速緊締ナット。 １７．回転駆動装置が圧縮空気モータ（７２）によって形成されている、請求項 １記載の急速緊締ナット。 １８．エネルギ貯蔵器が、１つのハンドグリップ（４）内に配置された圧力室（ ７４）によって形成されている、請求項３又は１７記載の急速緊締ナット。 １９．回転駆動装置が自縛式である、請求項１記載の急速緊締ナット。