JP2007269023A - パッチを取付けるためのタイヤ表面の処理装置 - Google Patents

パッチを取付けるためのタイヤ表面の処理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】パッチを取付けるためのタイヤ表面の処理装置
【解決手段】種々の電子デバイスをタイヤに装着できるようにするパッチを取付けるために、タイヤの内側表面を処理する装置。本発明装置を用いることによって研摩機またはバフ加工機の操作が容易になり、パッチを取付けるための研摩深さと表面積を正確に制御できる。種々のタイヤ寸法およびモデルに合わせた調節ができる。
【選択図】図1

Description

本発明はタイヤの内側表面を処理して、各種電子デバイスをタイヤに装着させるためのパッチの取付け装置に関するものである。
本発明は特に、パッチを取付けるための研摩深さと表面積を正確に制御するための研摩機またはバフ加工機の操作の改良に関するものである。本発明装置はタイヤの種々の寸法およびモデルに調節することができる。
タイヤにはデータ送信用の種々の電子デバイスが装着されることが多い。そうしたデバイスとしてはRFID、センサ、タイヤと運転状態に関する重要な情報を伝送するための各種電子機器が挙げられる。一般に、これらの電子デバイスは情報を送信するために少なくとも一つのアンテナを備えている。
電子デバイスとタイヤとの接続には種々の方法が利用できる。電子デバイスはタイヤ構造の周りに形成することもできるが、成形加工時等にタイヤに応力が発生するため、製造工程の終わり近くにタイヤの内側表面に取付けるのが好ましい。この場合には所望の電子機器をパッチを介して取付け、このパッチは成形後または製造中の所望時点でタイヤの内側表面に取り付けることができる。あるいは、パッチを製造後に購入者(例えば販売業者、運送業者)がタイヤ内側表面に取付けることもできる。例えば、元のタイヤに無かった電子デバイスを運送業者が追加する場合がある。
一般に、空気タイヤの内側表面は気体非透過性の薄いインナーライナまたは膜から成る。このインナーライナは一般に一つまたは複数の非粘着材料または残留物で覆われている。パッチとタイヤの内側表面との間を接着するためにはパッチを取り付ける特定の表面積から上記の非粘着材料を除去する必要がある。しかし、この非粘着材料はインナーライナ上に形成された極めて薄い膜である。従って、薄いインナーライナに孔を穿けずに非粘着材料から成る非粘着材料の薄膜を除去するのが望ましい。用途によっては指定される除去すべき材料の厚さは例えば0.3mm以下である。さらに、この表面処理はパッチが取付けられる特定の表面積に制限され、その表面積全体で均一な量の材料を除去するのが望まれる。
非粘着材料の除去に用いられてきた技術の一つはインナーライナの表面を手動で研摩またはバフ加工することである。より具体的には、オペレータはタイヤの内側表面上のパッチの所望位置を例えばテンプレートを用いてマーク付けする。所望の表面にマーク付けするのにインクまたはマーク付け流体を使用する。次いで、オペレータは手で持って操作できる研摩機を用いて表面を手動でバフ加工する。テンプレートでマーク付けした所望表面のみに研摩機を制限するには熟練が必要である。例えば、研摩機とタイヤ表面との接触時にオペレータが加えるトルクによって研摩機がタイヤ表面に沿って高速で動き、オペレータが制止しないと所望表面積の外に出る危険がある。さらに、所望の表面積全体にわたって均一に材料を除去するためにオペレータは所定場所に加える圧力とその場所に止まる時間を制御しなければならない。テンプレートでマークを付けることは手動操作をさらに複雑にする。さらに、研摩工程で埃または微粒子を発生させる。
従って、オペレータがタイヤの内側表面から非粘着材料を除去するのを補助する装置が望まれている。特に、研摩機が接触する表面積とこの表面積内で除去すべき材料の深さをオペレータが正確に制御できるようにする装置が要望されている。さらに種々のタイヤ寸法に合わせて調節可能で、しかも、研摩中に埃、その他の粒状物質を除去できる装置も望まれている。
本発明の特徴および利点は本発明の実施例の説明からより明確に理解できよう。
本発明は、パッチを取付けるためのタイヤを処理するのに用いられる装置を提供する。本発明はパッチを取付けるべきタイヤ表面から非粘着材料をより良く制御された状態でより均一に除去するのを容易にするものである。本発明装置を用いることによって塗布に時間がかかり、被処理表面を汚染する危険のあるマーク付け用テンプレートやマーク付け塗料または非変色インクの使用を避けることができる。当業者は本明細書の開示から本発明には多くの実施例にあるということは理解できよう。それらは本発明の範囲に含まれる。以下、本発明をさらに詳細に説明し、いくつかの実施例を説明する。
本発明の一つの実施例で提供されるパッチ取付け用タイヤ処理装置は、タイヤを受ける支持面を備えたテーブルを有する。好ましい実施例ではタイヤを支持面に載せるのを容易にするために、テーブルの支持面を上記テーブルに対して傾けることができる。支持面からはツールポストが延び、このツールポストは支持面に対して略直角な平面内で選択的に回転する。このツールポストは取付け端(アタッチメント端)を規定する。シャフトにはツールポストの取付け端に対応する形状が形成されている。シャフトはテーブルの支持面に対して略直角な軸線を中心として選択的に回転できるように形成され、ツールポストと組み合わされる。シャフトにはタイヤの内側表面から材料を除去するための砥石車または研摩機構を有するツールが連結されているのが好ましい。このツールはタイヤまで延び、上記シャフトと一緒に回転する。研摩操作で生じた粒状物質を除去するためにバキュームを設けることもできる。好ましい実施例ではツールの相対位置を視覚的に表示または測定するゲージが設けられている。このゲージはツールポストと連結している。テーブルの支持面からは第1と第2のストッパーが延びる。これらのストッパーはテーブルの支持面に対して略直角な軸線に沿ったシャフトおよびツールの選択的回転を制限するように位置決めされている。これらのストッパーは永久的に位置決めできるが、好ましい実施例ではストッパー間の距離は選択的に調節可能である。
本発明の別の実施例で提供されるパッチ取付けのためのタイヤ内側表面処理装置はタイヤを支持するための支持面に連結されたフレームを有する。支持面は水平方向位置と角度位置との間で選択的に回転する。支持面からはツールポストが突出し、このツールポストは支持面に対して略直角な平面内で選択的に回転する。ツールポストによって支持される砥石車のようなツールが設けられる。このツールはタイヤまで延び、支持面に対して略直角な平面内でのツールの選択的回転によってツールのタイヤの内側表面に対する半径方向位置が変化する。ツールはさらに、タイヤの周方向に沿ってツールポストを中心として回転する。支持面から一対のツールストッパーが突出し、このツールストッパーはタイヤの内側表面に対するツールの周方向に沿った移動を制限するように支持面に沿って位置決めされる。
本発明のさらに別の実施例で提供されるパッチを取付けるためのタイヤ処理装置は下記の特徴を有する:このタイヤは半径方向と周方向の両方が規定される。この装置はタイヤを受ける支持テーブルを有する。支持テーブルからマストが延び、このマストは少なくとも第1端を有する。マストは第1端がタイヤの半径方向に沿って選択的に移動可能である。マストの第1端に沿ってツールが着脱自在に支持され、このツールはタイヤの周方向に沿ってマストを中心として回転する。
本発明の上記以外の機構、特徴、効果は以下の詳細な説明と請求の範囲からよりよく理解できよう。本発明の実施例を図示した添付図面は本明細書の一部を成し、詳細な説明と共に本発明を説明するものである。
以下、添付図面を参照して当業者に対して本発明の最良の態様を説明する。本明細書および添付図面を通じて同一または類似の特徴または構成を有する要素には同一の参照番号を使用する。
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。以下で説明する実施例は本発明を説明するための例示であり、本発明を限定するものではない。例えば、1つの実施例の一部として図解し、説明した特徴は他の実施例と組合せて更に別の実施例を実現できる。従って、本発明は、そうした変形、変更、改良等を含むものである。
[図1][図2][図3]は本発明の実施例の斜視図である。図示するように、支持テーブル10はバフ加工または研摩操作中にタイヤ14を支持するための平面12を備え、このテーブル10はピボット点18、20の所でフレーム16に回動自在に支持されている。テーブル10は[図2]の矢印Aで示すように[図1]および[図3]に示す水平位置と[図2]に示す角度位置との間で回動できる。タイヤ14はランプ22上を転がして一対のローラ24まで載せることができる。ローラ24上でタイヤ14を回転させることでバフ加工をする領域をテーブル10上の適正な位置へ容易に位置決めできる。タイヤ10を正しく配置した時に[図3]に示す水平位置までタイヤ10と一緒にテーブル10を回転させる。タイヤブラケット26はテーブルの表面12に向かうタイヤ10の重量とともにテーブル10が回転した時にタイヤ10が滑り落ちないようにする役目をする。テーブル10は[図1]および[図2]に示すように着脱自在なピン28によって水平位置または角度位置のそれぞれにロックできる。
[図3]の矢印Bで示すように、タイヤ14をテーブル10上に水平方向に位置決めした状態で、ツール30をツールアームサポートまたはマスト32上に位置決めし、砥石車31をタイヤ14内に位置決めし、タイヤ内側表面15に当接する([図4]に示す)。マスト32の端部に形成された開口部34([図1])が対応するシャフト36を受ける。このシャフト36はピボット点38の所で上記ツール30に回動自在に連結されている。
マスト32は以下で説明する調節機構42によって[図1]の矢印Cで示すようにピボット点40を中心として単一の面(表面12に対してほぼ直角な面)内で選択的に回動できる。すなわち、ピボット点40の所のマスト32の回動(矢印C)とその結果としてのピボット点38の所での上記ツール30の回動運動とによって、砥石車31をタイヤ内側表面15に沿って半径方向に選択的に位置決めすることができる。また、シャフト36は開口部34内で回転できるので、上記ツール30はマスト32の周りを回転できる。従って、砥石車31をタイヤ14の周方向に沿って選択的に位置決めすることもできる。
タイヤ内側表面15に沿った砥石車31の正確な位置は[図5]を参照して以下で説明する調節機構42によって制御される。マスト32の底部端44はピボット点46の所でネジ付シャフト48に回動自在に連結されている。このネジ付シャフト48はハンドル車52を有する駆動シャフト50に連結されている。駆動シャフト50は軸受54を介してテーブル10に回転自在に取付けられている。従って、オペレータがハンドル車52を回すと駆動シャフト50が矢印Dで示すように回転する。この動作によって連結器56も回転される。この連結器56は締付けボルト58によって駆動シャフト50上の定位置にロックされている。連結器56は対応するネジ付シャフト48を受けるようなネジが付けられている。ネジ付シャフト48は締付けナット60によってマスト32の底部端44に対する定位置にロックされている。従って、駆動シャフト50の回転でネジ付シャフト48は回転方向に応じて連結器56の中または外へ移動する。マスト32の底部端44はさらに、矢印Eで示すように動かされ、それによってマスト32は矢印C([図1)で示すように移動する。すなわち、タイヤ内側表面15に沿った砥石車31の半径方向位置はハンドル車52の回転方向と回転の程度に依存して決まる。
シャフト48を連結器56に螺合することができる最大の大きさはネジ付シャフト48上の一対のナット62によって設定できる。バネ64は底部端44に一定の負荷を加え、調節機構42の全ての自由度を無くし、位置決めを繰り返すことができるようにする。
調節ゲージ66を用いることによってタイヤ14の内側表面15に沿って砥石車31を位置決めする場所と、その後の移動量の決定精度を上げることができる。特に、ゲージ66を用いることによって砥石車31を配置すべき表面15上の場所をタイヤの寸法またはモデルに合わせて特定化することができる。そうすることによって例えば製造業者はタイヤ14の内側表面15のパッチを取付けるために処理すべき領域の半径方向位置と半径方向幅とを特定することができる。
ゲージ66は一連のマーク68を有し、この一連のマークはテーブル10の表面12に形成された開口部70を通してオペレータが読むことができる。[図5]に示すように、ゲージ66は連結アーム72を介してマスト32の底部端44の所でピン74に回動自在に連結されている。上記のようにハンドル車52を回すことによって底部端44が動かされると、ゲージ66がピボット点75を中心として回転する(矢印F)。これによってオペレータにゲージ66の位置の測定手段が与えられ、従って、砥石車31が内側表面15と接触する場所を相対測定することができる。
次に、[図1]〜[図4]を参照してタイヤの内側表面に沿った砥石車31の周方向移動の制御方法を説明する。テーブル10は左右のストッパー74、76を支持している。これらのストッパー74、76はブラケット80、82を用いて角度がついたレール78に摺動自在に取付けられている。角度付きレール78は2組の孔84、86を有し、各ストッパー74、76の角度付きレール78に沿った位置はピン88、90を用いて固定できる。ストッパー74と76との間の幅を変えることによって、砥石車31と接触する(タイヤ14の周方向に沿った)表面積の長さを予め決定することができる。従って、ストッパー74、76の位置を設定することによってパッチを取付けるために処理すべき表面積の周方向幅を特定することができる。ストッパー76はさらに、使用していないときの研摩アーム30を載せるためのヨーク92([図1])を備えている。研摩アーム108は刃物台108に格納できる([図2])。
[図2][図4]に示すように、研摩アーム30は砥石車31の回転を制御するための例えば制御スイッチ94を備えている。制御スイッチ94は回転速度の調節にも使用できる。砥石車31の回転は空気ライン96を介して空気圧で行われる。この特定の実施例は空気式であるが、砥石車31に電力を供給する手段、例えば電気装置にすることができるということは理解できよう。上記ツール30は以下で説明するように、ストッパー74と76との間で砥石車31を移動させるためのハンドル97も備えている。
研摩工程で生じる埃、その他の粒状物質を除去するためのバキューム98が設けられている。上記ツール30およびバキューム98にはバキュームホース100が取付けられている。ホース100の端部102([図3])は操作中の望ましくない物質の除去を容易にするために砥石車31の近くに位置決めされている。
次に、全ての図を参照する。使用時にはタイヤ14をランプ22上を転がしてフレーム16に支持されたローラ24の所まで上げる([図2]、矢印G)。この時点ではテーブル10は[図2]に示す角度位置にある。次に、タイヤ14を回転してパッチを取り付けるタイヤ14上の所望位置がストッパー74、76の近傍位置にする。テーブル10をタイヤサポート26の助けをかりて水平位置まで回転させ、着脱自在なピン28で所定位置にロックする。タイヤビード104をポスト106に接して止める。タイヤ14の内側表面15に必要に応じてグリース除去剤(デグリーサー)、その他の溶剤を塗布する。
オペレータは、取付けるパッチの周方向長さを知っているか、経験的に作られたチャートを用いて、ピン88、90と孔84、86とを用いて、ストッパー74、76をレール78に沿って位置決めする。ここで、シャフト36を開口部34に挿入して上記ツール30をマスト32上に位置決めする。最初、このツール30はヨーク92上に配置されている。
オペレータは、取付けるパッチの半径方向幅と位置を知っているか、予め用意されたチャートに従って、ハンドル車52を回して砥石車31をタイヤ内側表面15に沿った正しい半径方向位置に位置決めする。特に、オペレータはゲージ66を用いて特定のパッチ寸法に合わせて処理すべきタイヤ14の寸法またはモデルに望ましい砥石車31の位置を固定できる。
バキューム98を起動させた後、オペレータは上記ツール30をヨーク92から取り外し、ハンドル97を用いてストッパー76と接するように位置決めする。砥石車31はタイヤ内側表面15の上方に吊り下げられているが、タイヤ内側表面15と接触してはいない。次に、砥石車31の回転を制御スイッチ94を用いて起動する。砥石車31は、砥石車31が表面15上で回転中にツール30に印加されるトルクがタイヤ14の周方向に沿ってツール30を付勢しないような方向を向いているということも注意すべきである。すなわち、砥石車31の回転によって生じるトルクはマスト32とほぼ同じ面内に加わる。従って、オペレータが砥石車31をタイヤ14の内側表面15まで下げて研摩を開始した時に上記ツール30がタイヤ14の表面15に沿って周方向に動いたり滑ることはない。これは、オペレータがツール30をより容易に位置決めできることを意味する。また、マスト32は(オペレータが手で支えるのと比べて)堅固であるため、砥石車31の跳びはねは無くなるか、最小限になる。オペレータはハンドル97を用いて砥石車31を表面15まで下げた後、ツール30を右ストッパー76から左ストッパー74へ移動させ、次に戻す。タイヤ14の内側表面15から所望の厚さの材料が除去されるまで、適正な数のパスを用いる。この回数は目視で決定するか、予め用意されたチャートによって決定できる。1回のパスで除去する材料の量は試験で決定でき、砥石車31のテキスチャー(組織)、ツール30の重量、砥石車31の回転速度等のファクターに依存する。オペレータは砥石車31またはツール30を押し下げる必要がないことに注目することが重要である。本発明ではツール30の重量が用いて正しい一定な量の研摩圧力を供給する。
所望の量の材料を除去した後、オペレータはツール30をヨーク92に戻す。ハンドル車52を用いて、タイヤ内側表面15に沿って砥石車31の半径方向位置を変えるようにマスト32を傾ける。既に述べたように、砥石車31を正確に配置するためにゲージ66を用いることができる。位置決めした後、オペレータは再度、ツール30をヨーク92から取り外して砥石車31を表面15まで下げ、その一方で、ツール30を右ストッパー76と接するように位置決めする。既に述べたように、オペレータは次に砥石車31をストッパー74と76との間で周方向に所望の数のパスだけ移動させ、パッチを取付けるのに適正な量の材料を除去する。次いで、砥石車31を上記のように再び位置決めして、砥石車31が再位置決めされる前に材料が除去された場所と半径方向に隣接した位置で、タイヤの内側表面から材料が除去される。このようにして、砥石車31によって処理された領域の半径方向幅はこの再位置決めによって増大する。次いで、マスト32を再びこの方法で再位置決めすることができ、この領域が砥石車31で処理されるまで繰り返される工程によって半径方向に沿って所望の幅が得られる。既に述べたように、砥石車31によって処理される内側表面積15の周方向に沿った長さはストッパー74および76の位置によって固定される。
図示した実施例を用いることによって、砥石車31の移動が制限されるので、パッチ取付けの基礎となる領域の寸法は正確に制御される。さらに、完全に自由な操作ではなく、ツールの一定重量に依存することによって、内側表面15からより均一な量の材料を除去することができ、その結果、より滑らかな表面が得られる。ハンドル97を引き上げても単にシャフト36がマスト32から切り離されるだけので、オペレータは表面15に加わる力を変えることはできない。逆に、ピボット点38がハンドル97のかなり近くに配置されているため、オペレータが表面15に加わる砥石車31の力を減じる可能性は低く、砥石車31を上げるためには相当の(従って意図的な)力をハンドル97に加えなければならない。また、テンプレートおよび変色しないインクの使用も省け、それによって、これらの材料が汚染される危険も減る。最後に、バキューム98は研摩工程からオペレータの視界を遮る可能性のある物質を除去するのに役立ち、さらに、パッチを取付けるためのタイヤ内側表面の基礎部分を清浄に保つのに役立つ。
当業者は本明細書の装置を請求項の範囲および精神から逸脱せずに変更および変形できるということは理解できよう。請求項の記載の範囲内とその均等範囲内に入る変更および変形も本発明は含むものである。単なる例として、砥石車31以外の付属装置を有する上記以外の種々のツール30と一緒に本発明を用いることもできることは理解できよう。
本発明の実施例の斜視図で、ツールアームサポートの移動も図示してある。 テーブルの回転とタイヤの装着状態を示す[図1]の実施例の別の斜視図。 テーブルの回転と研摩工具の配置を示す[図1]の実施例の別の斜視図。 研摩工具の周方向移動を示す[図1]の実施例の部分斜視図。 種々のタイヤ寸法に合わせる調節装置が図示した[図1]の実施例の部分斜視図。

Claims (20)

  1. 下記(1)〜(5)を有する、パッチを取付けるためのタイヤ処理装置:
    (1)タイヤを受ける支持面を有するテーブル、
    (2)上記支持面から延び、上記支持面に対してほぼ直角な平面内で選択的に回転し、取付け端を規定するツールポスト、
    (3)上記ツールポストの取付け端に連結され、上記テーブルの支持面に対してほぼ直角な軸線を中心として選択的に回転可能なシャフト、
    (4)上記シャフトに連結され、上記シャフトと一緒に回転する、タイヤまで延びたツール、
    (5)上記シャフトおよび上記ツールの上記テーブルの支持面に対して略直角な軸線に沿った回転を制限するように位置決めされた、上記テーブルの支持面から延びた第1と第2のストッパー。
  2. 第1と第2のストッパーの間の距離が選択的に調節可能である請求項1に記載の装置。
  3. 上記ツールポストと機械的に連通し、上記ツールの相対位置を表示するゲージをさらに有する請求項1に記載の装置。
  4. 上記ツールが、タイヤの内側表面から材料を除去するための砥石車を有する請求項1に記載の装置。
  5. 上記ツールの操作で生じた粒状物質を除去する、上記ツールに連結されたバキュームをさらに備える請求項4に記載の装置。
  6. タイヤを支持面に載せるのを容易にするために上記テーブルの支持面を上記テーブルに対して傾けることができる請求項1に記載の処理装置。
  7. 上記テーブルが、上記テーブルの支持面にタイヤを載せる前にタイヤを転がすための一対のローラを有する請求項6に記載の装置。
  8. 下記(1)〜(5)を有する、パッチを取付けるためのタイヤ内側表面の処理装置:
    (1)フレーム、
    (2)上記フレームに連結され、略水平方向位置と角度位置との間で選択的に回転する、タイヤを支持するための支持面、
    (3)上記支持面に対して略直角な平面内で選択的に回転する、上記支持面から突出したツールポスト、
    (4)タイヤまで延び、タイヤの周方向に沿って上記ツールポストを中心として回転して、上記支持面に対して略直角な平面内での上記ツールポストの選択的回転によって上記ツールのタイヤの内側表面に対する半径方向位置が変化する、上記ツールポストに支持されたツール、
    (5)タイヤの内側表面に対する上記ツールの周方向に沿った移動を制限するように上記支持面に沿って位置決めされた、上記支持面から突出した一対のツールストッパー。
  9. 上記一対のツールストッパーがレールに取り付けられ、このレールは上記ツールがタイヤの周方向に沿って回転できる大きさを制限するための上記一対のツールストッパーの間隔を調節する複数の孔を規定する請求項8に記載の装置。
  10. 上記ツールストッパーの少なくとも一方に配置され、上記ツールを保持するヨークをさらに備える請求項9に記載の装置。
  11. タイヤの内側表面に沿った上記ツールの相対位置を表示するための上記ツールポストと一緒に形成されるゲージをさらに備える請求項8に記載の装置。
  12. 上記支持面が上記ゲージを見ることができる開口部を規定している請求項11に記載の装置。
  13. タイヤの内側表面を上記支持面に沿って正しい位置決めできるようにタイヤを転がして位置決めする、上記フレームに取り付けられた少なくとも2つのローラをさらに備える請求項8に記載の装置。
  14. 下記(1)〜(3)を有する、半径方向と周方向の両方を規定するタイヤにパッチを取付けるためのタイヤの処理装置:
    (1)タイヤを受ける支持テーブル、
    (2)上記支持テーブルから延び、タイヤの半径方向に沿って選択的に移動可能な第1端を有するマスト、
    (3)上記マストの第1端に沿って着脱自在に支持され、タイヤの周方向に沿って上記マストを中心として回転するツール。
  15. タイヤの半径方向に沿ったタイヤに対する上記ツールの相対位置を視覚的に表示する、上記マストに連結された測定装置をさらに備える請求項14に記載の装置。
  16. 第1端と第2端とを有するシャフトをさらに備え、上記第1端が上記ツールに連結され、上記マストが、上記マストの第一端に、上記シャフトの第2端を受ける開口部を規定する請求項14に記載の装置。
  17. 上記ツールが砥石車を備える請求項14に記載の装置。
  18. 上記砥石車の操作によって生じた粒状物質を除去するために上記ツールと一緒に形成されたバキュームをさらに備える請求項17に記載の装置。
  19. 上記支持テーブルが、上記支持テーブル上にタイヤを正しく位置決めできるようにタイヤを配置および転がすことができる少なくとも2つのローラを有する請求項14に記載の装置。
  20. 上記支持テーブル上に選択的に位置決め可能な第1と第2のツールストッパーをさらに備える請求項14に記載の装置。
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