JP2007022465A - タイヤ組み付けシステム、及びタイヤ組み付け方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】支持体16を内部に配置した空気入りタイヤ14の下側のビード部18と脚部28をリムホイール11にマウントした後、上側のビード部18と脚部28を落とし込むには、ビード押圧部で、支持体16の脚部28のみに力が加わるように上側のビード部18の円周方向の一部分を下方へ押圧する。次に、ビード部18をタイヤ幅方向内側へ押圧する押圧ローラー142、ビード部18と脚部28を拡径するビード拡張ローラー140を用い、上側のビード部18の落とし込まれた部分を始点として、リム回転軸周りに回転させ、上側のビード部18、脚部28の全体を落とし込むことが出来る。ここで、押圧ローラー142は、マウント途中で上昇させ、後半はビード拡張ローラー140でマウントを行う。これにより支持体16に大きな応力が発生せず、支持体16の塑性変形を防止できる。
【選択図】図9
Description
但し、この装置は、タイヤのみをホイールに組み付けるためだけに用いられている。
近年、タイヤ内圧が低下してもある程度の距離を安心して走行可能なタイヤ(所謂ランフラットタイヤ)として、タイヤの空気室内におけるリムの部分に、環状の中子(支持体)を取り付けた中子タイプが種々知られている。
従来の装置(自動タイヤマウンター)を用いてタイヤのマウントを行う場合、先ず、下側(車両に装着された場合の車両内側方向)のビード部のマウントを行い、次に上側(車両に装着された場合の車両外側方向)のビード部のマウントを行うのが一般的である。
その理由は、このような装置をそのまま用いて、中子が挿入されたタイヤをマウントしようとした場合、マウント途中の中子体がリム(フランジ)に引っかかってしまったり、タイヤのビード部分と中子体のゴム脚部分がリムのドロップ部に落ち込まないため、マウントすることが出来なかった。
通常、タイヤのみをマウントする過程のうち、上側のビード部のマウントを行う際には、1ローラーマウンターの場合には、マウント開始点周りにおいてタイヤビード部付近を含むサイドウォール部全体をリムの上側ハンプ部よりも深い位置(下方)に押し込んで、タイヤのビード部付近をリムのドロップ部に落ち込んだ状態にするのが一般的である。
しかし、中子体がタイヤ内部に挿入された状態で、このような方法でタイヤを押さえ込むと、タイヤサイド部を強く押圧するため(即ち、押圧量が多い)、タイヤ内の中子体がサイドウォール内面で押されて塑性変形(永久変形)するなどして、正しくマウントすることが不可能であった。
また、マウントを正常に完了するためには、リムに対してタイヤ及び中子体の位置が適切である必要があるが、中子体があると、この位置を維持することが困難になることがある。
なお、押圧ローラーを90°未満で離間させると、既にリム組みされた部分がリムのドロップ部に留まっていることが出来ず、途中でリム組み出来なくなる虞がある。一方、押圧ローラーを140°を越えてから離間させると、中子体に対する押し付け力が大きくなり過ぎて中子体を塑性変形させてしまう虞があり好ましくない。
リム組みをするには、先ず、従来と同様に、ゴム脚付き中子体を内部に配置したタイヤをホイール保持手段に保持したホイールに対して斜めに引っ掛け、これによりタイヤの一方のビード部の周上一部分及び、タイヤの内部に挿入されたゴム脚付き中子体の一方のゴム脚の周上一部分を、リムの一対のリムフランジ間に落とし込む。
一方のビード部、及びゴム脚次のマウントが終了したら、次に、他方のビード部、及びゴム脚次のマウントを行う。
さらに、他方のビード部、及び他方のゴム脚がリムに完全にマウントされる前に押圧ローラーをタイヤから離間する方向へ移動させることで、マウント作業の後半において、押圧ローラーの押圧力によるゴム脚付き中子体の塑性変形を防止できる。
ビード部は円形であるため、ビード部の円周方向の一部分を押圧するには、押え込み機構のビード部と接触するビード押圧部の形状は円弧形状とすることが好ましい。
ビード部と接触するビード押圧部は、タイヤ半径方向の幅を10〜40mm、周方向長さを50〜200mmに設定することが好ましい。
ビード押圧部のタイヤ半径方向の幅が10mm未満では、タイヤに局所的な力が加わる為に、ビードワイヤーや中子体が部分的に塑性変形を生じ易くなるので好ましくなく、40mmを越えると、押え込みの範囲が広がることから、この押え込み部に加えなければならない力が増し、押え込み機構の軸部の負担も大きくなることから好ましくない。
ビード押圧部が、押え込み時にホイールのフランジからの半径方向外側へ1mm未満の距離であると、ホイールとビード押圧部とのクリアランスが充分でなく、ホイールのセット位置や機械のガタなどでビード押圧部がホイールのフランジとぶつかる虞があり好ましくなく、10mmを越えると、ビード押圧部が中子体のサイド部を押す状態となり、中子体の塑性変形を生じ易くなり好ましくない。
押え込み機構でタイヤのビード部を押圧すると、タイヤは軸方向に移動すると共に、径方向(偏心方向)にも移動する。したがって、非拘束機構によってタイヤの径方向の移動を拘束しないようにすることが好ましい。
押圧ローラーの半径がタイヤ外径の6%未満に相当する寸法では、リムとタイヤのマウント時に押圧ローラーが回転する際、タイヤサイド部のちょっとした凹凸や変形部をスムースに転がり乗り越え難く、リム組性が劣ることとなり好ましくない。一方、押圧ローラーの半径がタイヤ外径の20%に相当する寸法を越えると、押圧ローラーそのものが大きくなりすぎ、この部分が重くなりすぎることに加え、タイヤと中子体の押え込み範囲が広すぎ、ビード部だけでなく、中子体のサイド部までその変形範囲の効果が及ぶこととなり好ましくない。
押圧ローラー、及び押圧ローラー移動手段を夫々1個用いることで、ビード部、及びゴム脚をリムに対して一方向に順次マウントすることができる。
押圧ローラーを2個用いて、周方向に沿って互いに反対方向に移動させることでビード部、及びゴム脚を、押圧ローラーを1個用いた場合の約半分の移動距離(時間)でマウントすることが可能となる。
ビード拡張ローラーの半径がタイヤ外径の2.5%未満に相当する寸法では、押圧範囲が狭く、この部分の圧力が高まり、この結果、リム組時、タイヤビード部の破損を招くこととなり好ましくない。一方、ビード拡張ローラーの半径がタイヤ外径の16%に相当する寸法を越えると、ビード拡張ローラーが大きくなり過ぎ、例えば、ビード拡張ローラーが2個の場合、組み付けの最終部付近において、互いのビード拡張ローラーが干渉しあってしまい、タイヤ及びゴム脚付き中子体を十分にマウントすることが出来ず、組み付け不十分な部分(所謂、組残し)が出来てしまう虞がある。
ビード部を拡張変形する際に、ビード拡張ローラーのリム回転中心から最も遠い最外部分の位置が、フランジの径方向内側へ3mmの位置よりもさらに径方向内側にあると、ビード部を拡張する量が不足し、マウントすることができなくなる虞がある。一方、ビード拡張ローラーのリム回転中心から最も遠い最外部分の位置が、フランジの径方向外側へ5mmの位置よりもさらに径方向外側にあると、ビード部を径方向外側へ押圧し過ぎることになり、ビード部を破損する虞がある。
最後にマウントされるビード部、及びゴム脚がリムに完全にマウントされる前に押圧ローラーをタイヤから離間する方向へ移動させることで、マウント作業の後半において、押圧ローラーの押圧力によるゴム脚付き中子体の塑性変形を防止できる。このとき、押圧ローラーとホイールフランジとのリム軸方向に離す最も好ましい距離が、タイヤの最大幅の70%以上に相当する寸法である。
(安全タイヤリム組立体)
先ず、図1、及び図2にしたがって安全タイヤリム組立体10を説明する。
ここで、本実施形態の安全タイヤリム組立体10は、図1に示すように、リムホイール11に空気入りタイヤ14と支持体(中子)16を組み付けたものである。
脚部28は、支持体16をリム組み付け時に空気入りタイヤ14の内側でリム12に組み付けられるものである。
この支持部26は、金属部材で形成されており、軽量化のためにSUS、高張力鋼、アルミニウム等の金属部材で形成されるのが好ましい。
すなわち、支持体16によって、空気入りタイヤ14とリム12で囲まれた空間が、支持体16とタイヤで囲まれた空間(支持部26及び脚部28に対して空気入りタイヤ14側の遮蔽された空間。以下、第1空間という。)Xと、支持体16とリム12で囲まれた空間(支持部26及び脚部28に対してリム12側の遮蔽された空間。以下、第2空間という。)Yとの2つの空間に分割される。
また、支持体16の支持部26には、第1空間Xと第2空間Yとを互いに通気する孔27が周方向に複数形成されている。
次に、図3乃至図6にしたがってリム12に支持体16、及び空気入りタイヤ14を組み付けるためのタイヤ組み付け機150を説明する。
図3乃至図5に示すように、本実施形態のタイヤ組み付け機150は、往復動可能な流体圧シリンダー152によりガイド154に沿って昇降自在なテーブル156を具える。
タイヤ組み付け機150は、筒部材114に対向して、それらの軸線にほぼ共軸に配設されたシャフト160を備えている。
シャフト160は筒部材114の上昇に対応して、その支持面に載置されたリムホイール11のアクスル収容孔に嵌まり込み、当該リムホイール11を所定位置に位置決めする心だしピン136を備えている。
第2の流体圧シリンダー143は鉛直方向に配置され、上側に配置された出力軸の上端には空気入りタイヤ14の下側のサイド部を搭載するサイド押圧部材144が設けられている。
レール184には、スライド可能にリニアガイド186が支持されており、リニアガイド186にはベース188が取り付けられている。このベース188は、ホイール径方向に所定寸法移動自在となっている。
ベース188の下面には、下方に延びるシャフト190が固定されており、シャフト190の下端に、ビード押圧部192が取り付けられている。
また、ビード押圧部192は、シャフト190に対して着脱可能であり、リム12の径に応じて円弧の曲率の異なる他のビード押圧部192と交換可能となっている。
なお、シャフト160及びスリーブ164は、適当な軸受手段を介して装置のハウジングに相対回転可能に支持される。
それらアーム部材170及び172は互いに対をなし、駆動モータ168の動作に対応して互いに逆方向に回動する。
ここで、ビード拡張ローラー140の半径は、タイヤ外径の2.5〜16%に相当する径、例えば、空気入りタイヤ14が乗用車用の場合、20〜80mmの範囲内に設定することが好ましい。
ここで、押圧ローラー142の半径は、タイヤ外径の6〜20%に相当する寸法、例えば、空気入りタイヤ14が乗用車用の場合、50〜100mmの範囲内に設定することが好ましい。
次に、このタイヤ組み付け機150を用いた組み付け作業手順を説明する。
先ず、図7に示すように、空気入りタイヤ14が組付けられるリムホイール11を、軸線を鉛直にして筒部材114により支持する。
先ず、筒部材114にリムホイール11を搭載する。次に、筒部材114に支持されたリムホイール11に対し、支持体16を挿入した空気入りタイヤ14を斜めに載置し、下側のビード部18の一部、及び脚部28をリムホイール11のウェル11aに落とし込む。次に、筒部材114、及びサイド押圧部材144を上昇させ、心だしピン136をリムホイール11の中央のアクスル収容孔に嵌め込み、図7に示すように、リムホイール11を固定する(なお、図7において、心だしピン136は図示省略。)。
即ち、ウェル11aの直径が下側のビード部18、及び脚部28の直径より小さいので、下側のビード部18、及び脚部28をリムホイール11のウェル11aに落とし込むことにより、落とし込まれたビード部分、及びゴム脚部分(図7の右側部分)の直径方向に対向するビード部分、及びゴム脚部分(図7の左側部分)と、リムホイール11の回転軸線との間の距離を、リムホイール11のフランジ13の半径に近い値とすることができ、下側のビード部18、及び脚部28の装着作業を容易なものにできる。
そして、一対のビード拡張ローラー140を、傾斜して下がっているビード部分側(図7右側)から、ほぼ直径的に対向する位置(図7左側)までリム軸周りに相互に逆方向に回動させ、下側のビード部18、及び脚部28を順次押し広げることにより、下側のビード部18、及び脚部28が全て落下してリムホイール11に嵌まり込む。
以上で、下側のビード部18、及び脚部28全体の落とし込み(マウント)が完了する。
下側のビード部18の落とし込みが完了した時点では、上側のビード部18、及び脚部28は、上側のフランジ13の上に沿って位置している。
これにより、支持体16を少ない力で弾性変形させることができ、また、支持体16に無理な応力を作用させることが無いので支持体16を塑性変形させることが無い。
なお、ここでいうマウント開始点とは、リム周方向において、図9の最も左側の点(
これにより、上側のビード部18、及び脚部28は順次落とし込まれ、一対のビード拡張ローラー140が始点と反対側に到達する近くになると、上側のビード部18、及び脚部28は全てリムホイール11に落とし込まれる。
また、上記実施形態のタイヤ組み付け機150では、押圧ローラー142が2個設けられていたが、押圧ローラー142は1個でも良い(所謂1ローラーマウンター)。
また、上記実施形態のタイヤ組み付け機150では、ビード拡張ローラー140が一つの押圧ローラー142の両側にそれぞれ1個ずつ設けられていたが、押圧ローラー142は片方のみでも良い。
11 リムホイール
12 リム
14 空気入りタイヤ
16 支持体
114 筒部材(ホイール保持手段)
140 ビード拡張ローラー
142 押圧ローラー
150 タイヤ組み付け機
180 押え込み機構
184 レール(非拘束機構)
186 リニアガイド(非拘束機構)
192 ビード押圧部(ビード押さえ)
Claims (15)
- タイヤと、タイヤ内に配置され幅方向両端部にタイヤのビード部に隣接して配置されるゴム脚を設けたゴム脚付き中子体と、をホイールのリムにマウントするためのタイヤ組み付け方法であって、
前記タイヤの一方のビード部の周上一部分及び、前記ゴム脚付き中子体の一方のゴム脚の周上一部分を、前記リムの一対のリムフランジ間に落とし込んだ後、前記タイヤ、及び前記ゴム脚付き中子体の中央空間に挿入したビード拡張ローラーを、リムフランジ最外周部に沿わせた位置に制御しながら前記一方のビード部、及び前記一方のゴム脚を落とし込んだ側を始点として周方向に移動することで、前記リムに対して前記一方のビード部、及び前記一方のゴム脚を周方向に順次マウントする第1の工程と、
他方の前記ゴム脚のみに押圧力が作用するように他方の前記ビード部の外面の円周方向の一部分をビード押さえでタイヤ幅方向内側へ押え込み、前記ビード拡張ローラーを、前記他方のビード部、及び前記他方のゴム脚をリムフランジ最外周部に沿わせた位置に制御しながら押え込み側を始点として周方向に移動すると共に、他方の前記ゴム脚のみに押圧力が加わるように、押圧ローラーで他方の前記ビード部をタイヤ幅方向内側へ押圧しながら押え込み側を始点として周方向に移動し、予め設定した範囲を移動した後に前記押圧ローラーを前記タイヤから離間する方向へ移動させ、前記ビード押さえによる押え込みを解除すると共に前記他方のビード部、及び他方のゴム脚が前記リムに完全にマウントされるまで前記ビード拡張ローラーの移動を継続する第2の工程と、
を有することを特徴とするタイヤ組み付け方法。 - 前記押圧ローラーを1個用いる場合には、前記第2の工程では、前記押圧ローラーをマウント開始点から周方向へ180°〜270°の範囲内移動した後に前記タイヤから離間させる、ことを特徴とする請求項1に記載のタイヤ組み付け方法。
- 前記押圧ローラーを2個用いる場合には、前記第2の工程では、前記2個の押圧ローラーを互いに反対方向に移動させると共に、各々の前記押圧ローラーをマウント開始点から周方向へ90°〜140°の範囲内移動した後に前記タイヤから離間させる、ことを特徴とする請求項1に記載のタイヤ組み付け方法。
- 前記ビード押さえによる前記ビード部の押え込み方向は、リム回転軸に接近する方向に前記リム回転軸に対して45°以下の角度で傾斜させるか、リム回転軸に対して平行とする、ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載のタイヤ組み付け方法。
- タイヤと、タイヤ内に配置され幅方向両端部にタイヤのビード部に隣接して配置されるゴム脚を設けたゴム脚付き中子体と、をホイールのリムにマウントするためのタイヤ組み付けシステムであって、
ホイールを保持するホイール保持手段と、
ビード部外面を押圧するための押圧ローラーと、
前記押圧ローラーを、前記ホイールの回転軸を中心にして旋回移動させると共に、前記回転軸に沿って移動させる押圧ローラー移動手段と、
前記ホイールの回転軸を中心にして旋回移動し、前記ビード部の一部分と前記ゴム脚の一部分をホイールフランジよりも径方向外側に位置するように前記ビード部と前記ゴム脚を変形させるガイド役を行うビード拡張ローラーと、
前記ビード部の一部分を押さえ込むために設けられ、前記ビード部の一部分を押さえ込む際に、全押え込み力の内の50%以上の押え込み力が前記ゴム脚に加わるように、ビード部外面の円周方向の一部分をタイヤ幅方向内側へ押圧する押え込み機構と、
を有することを特徴とするタイヤ組み付けシステム。 - 前記押え込み機構は、ビード部と接触するビード押圧部の形状が円弧形状である、ことを特徴とする請求項5に記載のタイヤ組み付けシステム。
- 前記ビード押圧部は、タイヤ半径方向に対応する幅が10〜40mm、タイヤ周方向に対応する長さが50〜200mmに設定されている、ことを特徴とする請求項6に記載のタイヤ組み付けシステム。
- 前記押え込み機構は、前記ビード押圧部を前記ビード部と接離する方向に移動するビード押圧部移動手段を備え、前記ビード部の一部分を押圧する際には、前記ビード押圧部をホイールのフランジからの半径方向外側へ1〜10mmの距離に配置し、リム回転軸に接近する方向にリム回転軸に対して45°以下の方向で前記ビード部を押圧するか、リム回転軸に対して平行に前記ビード部を押圧する、ことを特徴とする請求項6または請求項7に記載のタイヤ組み付けシステム。
- 前記押え込み機構は、タイヤとの接触時に、タイヤ径方向にはタイヤを拘束させない非拘束機構を有する、ことを特徴とする請求項5乃至請求項8の何れか1項に記載のタイヤ組み付けシステム。
- 前記押圧ローラーは、半径がタイヤ外径の6〜20%に相当する寸法に設定され、タイヤとの接触部分の幅がタイヤ外径の0.6〜8%に相当する寸法に設定されている、ことを特徴とする請求項5乃至請求項9の何れか1項に記載のタイヤ組み付けシステム。
- 押圧ローラー、及び押圧ローラー移動手段を夫々1個有する、ことを特徴とする請求項5乃至請求項10の何れか1項に記載のタイヤ組み付けシステム。
- 押圧ローラー、及び押圧ローラー移動手段を夫々2個有する、ことを特徴とする請求項5乃至請求項10の何れか1項に記載のタイヤ組み付けシステム。
- ビード拡張ローラーは、半径がタイヤ外径の2.5〜16%に相当する寸法に設定されている、ことを特徴とする請求項5乃至請求項11の何れか1項に記載のタイヤ組み付けシステム。
- 前記ビード部を拡張変形する際に、ビード拡張ローラーは、リム回転中心から最も遠い最外部分が、ホイールのフランジから径方向内側へ3mmの位置から径方向外側へ5mmの位置までの範囲内にある、ことを特徴とする請求項5乃至請求項13の何れか1項に記載のタイヤ組み付けシステム。
- 最後にマウントされるビード部を前記ビード拡張ローラーで拡張変形する際に、マウント開始からマウント終了するまでの途中において、前記押圧ローラーと前記ホイールフランジとのリム軸方向の距離を、タイヤの最大幅の70%以上に相当する寸法に設定する、ことを特徴とする請求項5乃至請求項14の何れか1項に記載のタイヤ組み付けシステム。
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