JP2004284580A - ホイールにタイヤを着脱する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 タイヤの着脱を安全かつ自動的な方法で行う装置を提供することである。
【解決手段】 ホイール支持部材（１１）にホイール（１２）が位置決めさる。支柱（１５）を移動可能な上側及び下側の工具支持アーム（１６）の内、上側の方には第１、第２の工具（１８、１９）が、下側の方にはＬ形の工具（１９）が取付けられている。第１の工具は彎曲端を有するステムを有し、ステムはリムとタイヤの間に挿入され、アクチュエータで回転せしめられ、ビードに引っ掛かってから工具支持アームを上昇させてタイヤを取り外す。第２の工具はタイヤの取付け時にビードと係合する矩形の第１部分とビードをリムの内側に押し込む円形の第２部分を有する。Ｌ形の工具は、タイヤの取付け時、取り外し時にタイヤの下側のビードに作用させしめられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、タイヤ交換機のホイール支持部材上に位置決めされたホイールからタイヤを取り外し、ホイールにタイヤを取り付けるための特殊工具に関するが、これだけに限るものでない。

現在、衆知のように、タイヤをリムから取り外す作業、またはタイヤをリムに取り付ける作業は、上にホイールのリムを自己心出し式に定着させることのできる、自らの軸を中心として回転する水平のホイール支持部材を備えた機械と工具を使って行われる。ホイール支持部材の横には、タイヤビードをリムから外したりリムに嵌めたりするときに使用するのに適した特殊形状の工具を垂直方向および水平方向に調節可能な位置で支持する支柱が設けられている。

特にタイヤをリムから取り外す作業は、タイヤビードをリムから外した後、一般にタイヤ交換機の基部の下部に置かれた圧縮空気式の特殊装置を使って、ビードをホイールの平面に対して垂直の方向においてリムの内側に向けて押圧することによって行われる。これはビード外しと呼ばれる。

ビードの外周全体がホイールリムから外されたならば、ホイールを水平なホイール支持部材上に位置決めし、前述の工具をリムのエッジ付近でホイールに近づけた後、レバーをタイヤのビードとホイールのリムの間に挿入し、ビードをリムから周囲に沿う点で引き出し、その後、それを前述の工具の上方に位置せしめる。

ここで、ホイール支持部材を回転させることにより、タイヤの上側のビード全体の引き出しが完了する。その際、ビードを引き出す側と反対のタイヤ側に圧力を加え、もう一度、レバーをタイヤとリムの間に挿入することにより、引き出し工程を手動で補助するようにしながらおこなう。

明らかに、上記の作業は作業者にかなりの肉体的労力を要求し、それも、タイヤの寸法および状態に応じて変わってくる。また、明らかに作業中の作業者にある程度の負傷の危険も伴う。同様の危険は、同じ工具および装置を使って前述の作業と補足し合う形で行われる取り付け作業にも存在する。

上記欠点を取り除くための複数の解決案が提案されているが、それらは、すべて、作業者に必要とされる仕事を最小限に抑えることを目指している。それらでは、ホイールがホイール支持部材を中心として回転しているときに生じる危険な状況を回避することに注意が払われた。

これらの解決案の１つが、例えば、特許文献１に示されている。この発明では、自動的に作動するヘッドで支持された工具を使用し、この工具はもっぱら、それぞれタイヤ交換機のホイール支持部材上で回転している間のタイヤを取り外す、また、取り付けるのに使用される。

特に、もっぱらタイヤを取り外すのに使用される工具は、ヘッドの軸に対して垂直に位置決めされ、軸を通る垂直面において振動するように、自らがリム中心に向かって傾斜する位置と反対方向に傾斜する位置の間で前記ヘッドに枢着される。前記２つの位置のうち第１の位置は、通常リム内に収容されているタイヤビードに工具を引っ掛けるのに好都合であり、第２の位置の方は、タイヤをリムから取り外す作業において使用される。

機械側の他方の工具は、第１の工具と直径方向で反対の位置において第１の工具の場合と同じヘッドの上に位置決めされたレバーである。このレバーは、第１の工具と交互に、タイヤをリムに取り付けるときに使用される。

前記機械は、タイヤをリムから取り外す間およびタイヤをリムに取り付ける間の作業者の労力をかなり減らすので、たしかに、克服すべき問題に対する１つのすぐれた解決策である。
しかしながら、前記作業または類似作業の自動的な側面の利点をフルに活かすためには、タイヤビードを引き出す工具の引っ掛け動作が完璧に信頼し得ることが不可欠である。また、例えばタイヤビードをリム内の位置に戻す別途作業の信頼し得ることも、明らかに不可欠である。

イタリア工業特許ＲＥ２０００Ａ０７８

本発明の主たる目的は、タイヤの着脱を安全かつ自動的な方法で行う装置を提供することである。
本発明の更なる目的は、タイヤ交換機のホイール支持部材上に位置決めされたホイールにタイヤを着脱する装置で、タイヤの上側のビードをリムから正しく引き出すことが保証される装置を提供することである。

上記の目的は、タイヤ交換機のホイール支持部材上に位置決めされたホイールにタイヤを着脱する装置であって、工具群が、前記ホイール支持部材の上方と下方に配置された工具支持アームによって支持され、固定及び支持のための側方の支柱に対して垂直方向に移動でき、かつ、作動せしめられるようにされていて、工具群のうち少なくとも１つが、少なくとも１つのタイヤのビードを引き出すための第１の工具を具備し、該第１の工具は彎曲端を有するステムを備え、該ステムは、工具支持アームの１つに拘束されたステム支持部材内で回転自在に保持され、該ステムは前記彎曲端をリムとタイヤの間に導入できるように作動せしめられる、ステムを約９０度回転させるべく該ステムの前記彎曲端と反対の端部がアクチュエータに連結されている、装置によって解決される。

回転に続いて、リムとタイヤの間に導入されると工具の彎曲端は、タイヤのビードに引っ掛けられる位置に移動せしめられ、工具をプリセットされた軌道にそって上昇させ、ホイール支持部材を回転させることによってタイヤは引き出される。

タイヤをリムから引き出す作業の効率を高めるために、引き出し工具の回転軸は、ホイール回転軸に関して斜交するようにされている。

引き出し用の第１の工具を支持する水平アームは、さらに、ホイールの外側に向かって彎曲した付属物を含む第２の工具を支持し、この付属物は、取り付け作業中のタイヤのエッジと係合するように作られた矩形の第１部分、および、該第１の部分と同一平面内にあって、取り付け作業中にホイール支持部材の回転の間にタイヤのエッジをリムの内側に押し込むように作られた円形の第２部分を有する。この第２の工具は、休止位置にあるとき引き出し用の第１の工具に対して直角をなし、工具支持アームの約９０°の回転によって作用位置に移動せしめられるようにこの工具支持アームに拘束されている。

ホイール支持部材は、リムを固定する自己心出し装置を備えており、この自己心出し装置によって、リムはホイール自体の直径に応じて自動的に位置決めされる。ホイールの下側と上側に配置される工具支持アームは、自己心出し装置に対して半径方向に整列されている。

ホイールの下方に配置された工具支持アームは、ホイールの外側に向かって僅かに彎曲した上端を有する上向きのＬ形の工具を支持する。このＬ形の工具は、ホイール軸から一定の距離をおいて、より厳密に言えば、リムのエッジ付近でホイール軸に平行に移動し、回転中のタイヤを上向きに押し上げできるようになっているので、タイヤの上側のビードを引き出した後に、タイヤの完全なリムからの取り外しが完了する。このＬ形の工具はまた、下側のビードをホイールリムに取り付けるときにも使用される。この作業は、下側のビードをＬ形の工具の彎曲端に引っ掛け、ホイール支持部材の回転中にＬ形の工具を下降させることによって実行される。

本発明による装置は、タイヤの上側のビードを引き出するための特殊工具を具備しており、この工具が、タイヤ取り外し作業を安全かつ確実に自動化するような形状を有し、そのような仕方で作動させられる。装置はまた、タイヤの下側のビードを引き出し、タイヤを取り付ける作業において使用される別の工具を具備し、この工具が、工具支持アームをプリセットされた軌道および走程に従って操作する圧縮空気式アクチュエータを使って働かされる。

上の簡単な説明から、前記着脱装置が、その設計の単純さと装置の一部である工具の合理性の点でも、その操作の信頼性の点でも有利であることが分かる。

本発明の更なる特徴および利点が、以下の詳細な説明から明らかとなる。以下、本発明の好ましい一実施態様を添付図面に則して詳細に説明する。
図１について説明すると、１０は、ホイール支持部材１１を含むタイヤ取り外し装置の全体を表し、それにホイール１２が自己心出し装置１３によって拘束されており、その位置決めがホイール１２の直径に応じて自動的に行われる。

タイヤ取り外し装置は、ホイール支持部材１１の側方に配設された支柱１４を有し、この支柱１４が水平の工具支持アーム１６，１７のための褶動可能な支持ガイド１５を備えている。工具支持アーム１６はホイール支持部材１１の上方のゾーン内で働くようになっており、工具支持アーム１７はホイール支持部材１１の下方のゾーン内で働くようになっている。

図２を見て分かる通り、二種類の工具１８、１９が上側の工具支持アーム１６に拘束されている。第１の工具１８はタイヤ２０の上側のビードをリム２１から取り出すためのもので、第２の工具１９はタイヤ２０をリム２１に取り付けるためのものである。

第１の工具１８は、彎曲端２３を備えた円筒形のステム２２からなり、これが、工具支持アーム１６の内側に配置されたピボット２５の一端に固定されたステム支持部材２４の中で回転自在に保持されている。好ましくは、彎曲端２３とステム２２の間の角度は４５°〜９０°とされる。

第１の工具１８の円筒形ステム２２は、２つの位置の間を移動するようにアクチュエータシリンダ２７によって作動させられるコンロッド機構２６に上端で連結されている。前記２つの位置の一方は、図２に示す様に彎曲端２３をリム２１に対して接線方向に配置せしめる位置であり、他方は、図４に示す様にタイヤ２０のビード２８に工具を引っ掛ける構成において彎曲端２３をリム２１に対して垂直方向に配置せしめる位置である。

第１の工具１８の軸は、ホイールの軸に対して傾斜している。第１の工具１８はまた、ホイールの軸を通る平面の中に含まれていない。この２つの軸が斜交する関係にあることにより、第１の工具１８の彎曲端２３がタイヤ２０のビード２８に引っ掛けられたとき、タイヤ２０はリム２１から容易に引き出されることになる。

第２の工具１９は、平坦部分を有し、その一端で、ホイール１２の外側に向かって彎曲した付属物３０を支持するレバー２９から構成され、付属物３０は矩形の第１部分３１と円形の第２部分３２を有し、両部分がそれぞれ、タイヤ２０の上側ビードをリム２１から引き出すときに該ビードを引っ掛け、タイヤ２０がホイール支持部材１１上を回転する間に該ビードをリム２１の内側に向けて押し込むようになっている。第２の工具１９は、図２に示した休止位置から、図８に示した動作位置に移され、また、アーム１６の内側で回転可能な支持スリーブ３５によって元の位置に戻される。

下側の工具支持アーム１７は、一端３４がホイールの外側に向かって僅かに彎曲している上向きのＬ形の工具３３を支持している。このＬ形の工具３３は、リム２１のエッジ付近でホイール軸に平行に移動し、それで、図６に示す様にタイヤ２０の下側のビードをリム２１の上に押し上げ、タイヤ２０を完全にリム２１から取り外す作業と、図７に示す様に下側のビードをＬ形の工具３３の彎曲端３４に引っ掛け、ホイール支持部材１１の回転中にビードを引き下げることによってタイヤ２０の下側のビードをリム２１に再び取り付ける作業の両方に使用される。

空気式の着脱装置は以下のように機能する。
ホイール１２が、ホイール直径に応じて装置１０に提供された入力データに基づいた自動心出しによって、ホイール支持部材１１上に位置決めされた後、そして、ビード外し作業が行われた後、上側の工具支持アーム１６は、第１の工具１８を図２に示した構成で配置できる位置まで移動させられる。

ここで、見て分かる通り、第１の工具１８の彎曲端２３はリム２１のエッジに対して接線方向に位置し、第１の工具１８をその軸方向に前進させることにより彎曲端２３は前記位置から、図３に示す通りタイヤ２０とリム２１の間に進入できることになる。第１の工具１８を前記軸方向に前進させる動作は、アーム１６の垂直移動運動とホイール支持部材１１の水平移動運動とを組み合わせることによって達成される。ホイール支持部材１１はホイール１２の回転運動もおこなう。

第１の工具１８が図３の位置にある時に、コンロッド機構２６に作用するアクチュエータ２７は、第１の工具１８の彎曲端２３が図４に示す様にタイヤ２０上の引っ掛け位置に入るまで、第１の工具１８のステムを回転させるよう指令される。この点において、彎曲端２３について特定の軌道を得るために上側の工具支持アーム１６とホイール支持部材１１を協働せしめて上側のビード２８がリム２１から引き出され、特に、これにより、図４の位置から図５の位置までの引き出し工程の間ずっと、第１の工具１８とタイヤ２０との引っ掛かりは保証される。

タイヤ２０の上側のビード２８をリム２１から引き出す作業が終了すると、上側の工具支持アーム１６は休止位置に戻される。その後、下側の工具支持アーム１７は上向きに移動するよう指令され、これにより、下側の工具支持アーム１７の上に支持されたＬ形の工具３３がタイヤ２０の下側のビードをリム２１から引き出す。

タイヤ２０をリム２１に取り付ける作業は、先ずＬ形の工具３３を使って行い、その彎曲端３４にタイヤ２０の下側のビードを、図７に示す様に引っ掛ける。タイヤ２０をホイール支持部材１１上で回転させ、Ｌ形の工具３３を使って引き下げる。このようにすることによって、下側のビード全体をリム２１に挿入できる。

この後、タイヤ２０の上側のビードを挿入し、第２の工具１９を使って図８に示す様に位置決めする。第２の工具１９の付属物３０の矩形の第１部分３１をタイヤのビードに引っ掛け、そのタイヤを図７の矢印Ｆの示す方向に回転させる。この回転によって、ビードは第２の工具１９の付属物３０の円形の第２部分３２から加えられる力によって自動的にリム２１に挿入される。

本発明による装置の構造上の特徴および利点、ならびに、操作上の利点は、上の説明から明らかであり、また、機械に変更や改良が加えられた場合でも、これらの特徴および利点が維持されることも明らかである。

例えば、装置全体またはそのコンポーネントの細部に何らかの変更を加えたとしても、第１の工具１８を使ってビードに引っ掛ける作業の信頼性は、第１の工具１８の形状およびホイールとの位置関係から、同じままである。また、取り外し作業と取り付け作業の両方とも自動的に行われることから導き出される革新的利点も、同じままである。

自明のことながら、工具支持アーム１６、１７の形状および寸法は用途に応じて変化してよい。ホイール支持部材および自己心出し装置の寸法およびタイプもまた、改変することができる。
また、様々なアクチュエータ群のために使用される作動手段も、速度面および精度面が保持されていても、用途にて改変することができる。
第２の工具１９を構成するレバーは、自明のことながら、図示した実施例の矩形セクションと異なるセクションを有することができる。

本発明による装置を備えたタイヤ取り外し機の全体図である。 図１に示した装置の工具群の拡大斜視図である。 第１の工具によるビードはずしを説明する部分詳細図である。 第１の工具によるビードはずしを説明する部分詳細図である。 第１の工具によるビードはずしを説明する部分詳細図である。 Ｌ形の工具によるタイヤの取り外しを説明する部分詳細図である。 Ｌ形の工具によるタイヤの取り付けを説明する拡大斜視図である。 第２の工具によるタイヤの取り付けを説明する拡大斜視図である。

符号の説明

１０…タイヤ取り外し機
１１…ホイール支持部材
１２…ホイール
１３…自己心出し装置
１４…支柱
１５…支持ガイド
１６、１７…アーム
１８…第１の工具
１９…第２の工具
２０…タイヤ
２１…リム
２３…彎曲端
２２…円筒形ステム
２５…ピボット
２７…アクチュエータシリンダ
２６…コンロッド機構
２８…ビード
２９…レバー
３０…付属物
３１…第１の矩形部分
３２…第２の円形部分
３３…Ｌ形の工具
３４…彎曲端
３５…支持スリーブ

Claims (7)

1. タイヤ交換機のホイール支持部材上に位置決めされたホイールにタイヤを着脱する装置であって、
   工具群が、前記ホイール支持部材の上方と下方に配置され、固定及び支持のための側方の支柱に対して垂直方向に移動できる工具支持アームによって支持され、かつ、作動せしめられるようにされていて、
   工具群のうち少なくとも１つが、少なくとも１つのタイヤのビードを引き出すための第１の工具を具備し、該第１の工具は彎曲端を有するステムを備え、
   該ステムは、工具支持アームの１つに拘束されたステム支持部材内で回転自在に保持され、該ステムは前記彎曲端をリムとタイヤの間に導入できるように作動せしめられ、該ステムの前記彎曲端と反対の端部がステムを回転させるべくアクチュエータに連結されていて、る、ことを特徴とする装置。
2. ステムの彎曲端がリムとタイヤの間に挿入されると、彎曲端をタイヤのビードとの引っ掛け位置へ導くのに充分な角度だけ前記ステムが回転せしめられる、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. ステムの回転軸がホイールの回転軸に関して斜交するようにされている、ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 工具群のうち少なくとも１つが、一端にホイールの外側に向かって彎曲した付属物を有するレバーを備える第２の工具を具備し、
   前記付属物が、取り付け作業中のタイヤのビードと係合するように作られた矩形の第１部分と、該矩形の第１部分と同一平面内にあって、ホイール支持部材によるタイヤ回転の間にタイヤのビードをリムの内側に押し込められるように作られた円形の第２部分を有する、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. ホイール支持部材が、リムを固定する自己心出し装置を備えており、該自己心出し装置により、リムがホイールの直径に応じて自動的に位置決めされ、ホイールの上方と下方に配置された工具支持アームが自己心出し装置に対し半径方向に整列されている、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. ホイール支持部材の下方に配置された工具支持アームが、ホイールの外側に向かって僅かに彎曲した上部の彎曲端を有する上向きのＬ形の工具を支持し、該Ｌ形の工具が、リムのエッジ付近でホイールの軸に平行に移動せしめられる、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
7. 第３の工具が、タイヤを回転中に押し上げ、それによって、下側のビードを引き出した後にタイヤを完全にリムから取り外す作業に使用され、かつ、下側のビードを工具の彎曲端に引っ掛け、ホイール支持部材の回転中にビードを引き下げることによってタイヤの下側のビードをリム内部に取り付ける作業に使用される、ことを特徴とする請求項６に記載の装置。

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