JP2014129053A - タイヤ組立体のフィッティング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バネを省くことができると共にカム駆動モータの低コスト化及小型化が図れるタイヤ組立体のフィッティング装置を提供することを課題とする。
【解決手段】図（ａ）に示すように、カム溝１０１にて、三角形の辺の中間に、回転半径がｒ１である小径部１０４ができ、この小径部１０４にローラ１０２が存在すると、クランクアーム９６が揺動用軸９５を中心に図時計方向に揺動し、ハンマー１０３は上昇する。次に、図（ｂ）に示すように、三角形の頂点に、回転半径Ｒ１である大径部１０５ができ、この大径部１０５にローラ１０２が差し掛かると、クランクアーム９６は揺動用軸９５を中心に図反時計方向に揺動し、ハンマー１０３はタイヤ１１のサイドウオール部１５を打つ。
【効果】カムプレート９９を１回転させると、ハンマー１０３は３回上下する。結果、バネを省くことができると共にカム駆動モータの低コスト化及び小型化が容易に達成できる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、タイヤにホイールを組付けたタイヤ組立体を施工対象物とするフィッティング装置に関する。

タイヤにホイールを組付けると、タイヤのビード部とホイールのリムフランジ部との間に空気が封じ込まれることがある。この空気は車両の走行性能に悪影響を及ぼすために、除去することが望まれる。
そこで、タイヤのサイドウオール部のビード部寄りの部位を、ハンマーで叩いて空気を押し出しつつタイヤのビード部をホイール側のリムフランジ部に密着嵌合させるタイヤ組立体のフィッティング装置が知られている（例えば、特許文献１（図１、図４）参照。）。

特許文献１の図４（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、押圧ローラ（７ｃ）（括弧付き数字は、特許文献１に記載された符号を示す。以下同様）で、タイヤ（Ｔ）のサイドウオール部（Ｔｗ）のビード部（Ｔｂ）寄りの部位（タイヤの内方側面部分Ｔｐ）を、連続して打撃する。結果、空気を除去することができ、ビード部（Ｔｂ）をリムフランジ部（Ｈｆ）に密着させることができる。

特許文献１の図１に示されるように、押圧ローラ（７ｃ）はアーム（７ｂ）の一端に設けられる。このアーム（７ｂ）の他端に、卵形カム（２２）及びバネ（２１）が設けられる。卵形カム（２２）の大径部がアーム（７ｂ）の他端に臨むと押圧ローラ（７ｃ）が待機位置に戻され、卵形カム（２２）の小径部がアーム（７ｂ）の他端に臨むと押圧ローラ（７ｃ）が打ち下ろされる。この間に卵形カム（２２）からアーム（７ｂ）の他端が離れないように、バネ（２１）でアーム（７ｂ）の他端が卵形カム（２２）へ付勢される。
すなわち、卵形カム（７ｃ）を１回転させることで、１回の打撃が行われる。

卵形カム（７ｃ）を１回転させることで、バネ（２１）は圧縮と伸びを繰り返す。バネ（２１）は長期間使用すると、劣化して復元性能が低下し、所望の付勢作用が発揮されなくなる。そのため、バネ（２１）は定期的に交換する必要があり、交換時はフィッティング装置を止める必要がある。すなわち、交換費用と生産性低下との２つの問題が発生する。

また、卵形カム（７ｃ）は一打撃につき１回転させるため、卵形カム（７ｃ）を高速で回転させる。駆動源としてのカム駆動モータは高価で大型なものとなる。
フィッティング装置の低コスト化及びコンパクト化が求められる中、カム駆動モータの低コスト化及小型化が望まれる。

すなわち、タイヤ組立体のフィッティング装置において、バネを省くことができると共にカム駆動モータの低コスト化及小型化が望まれる。

特開平１０−２１７７２５号公報

本発明は、バネを省くことができると共にカム駆動モータの低コスト化及小型化が図れるタイヤ組立体のフィッティング装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、タイヤにホイールを組付けたタイヤ組立体を施工対象物とし、前記タイヤのサイドウオール部のビード部寄り部位をハンマーで叩いて前記タイヤのビード部を前記ホイール側のリムフランジ部に密着嵌合させるタイヤ組立体のフィッティング装置であって、
前記タイヤ組立体の車軸挿通孔を把持機構で把持し、前記車軸挿通孔の軸心を中心に前記タイヤ組立体を回転する回転機構と、
前記回転機構上に把持された前記タイヤ組立体に対して第１駆動手段により第１レール上を接近離間する摺動板と、
この摺動板上に立設された支柱と、
この支柱に第２レールを介して昇降可能に取付けられる一対の昇降板と、
前記支柱に設けられ前記一対の昇降板を前記タイヤ組立体を挟むようにして且つ同時に前記タイヤ組立体に接近又は離間させる第２駆動手段と、
前記昇降板に支持された一対の支持プレート間に支軸を介して回転自在に支持され側面に三角形状のカム溝を有するカムプレートと、
前記カムプレートを前記支軸回りに回転させる第３駆動手段と、
前記支持プレートに揺動自在に支持され一端に前記カム溝に嵌るローラを備え、他端に前記ハンマーを備えるクランクアームと、
より構成されたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、クランクアームの一端にローラを備え、クランクアームの他端にハンマーを備え、ローラをカム溝に嵌める。ローラがカム溝に嵌っているため、バネは不要となる。

また、カム溝は三角形状を呈する。三角形の各辺の中央が小径部となり、三角形の各頂点が大径部となる。すなわち、カムプレート１回転当たり、ハンマーを３回上下させることができる。カム駆動モータ（第３駆動手段）の回転速度を、従来の速度の１／３にすることができる。回転速度が１／３であるため、カム駆動モータの低コスト化及び小型化が容易に達成できる。

タイヤ組立体の断面図である。 本発明に係るタイヤ組立体のフィッティング装置の平面図である。 タイヤ組立体のフィッティング装置の側面図である。 図２の４−４矢視図である。 図２の５−５線断面図である。 把持機構の断面図である。 図６の７−７線断面図である。 ハンマー機構の平面図である。 ハンマー機構の側面図である。 カムプレートの作用図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１に示すように、タイヤ組立体１０は、ゴム製のタイヤ１１にホイール１２を組付けた組立物である。ホイール１２は、中心に車軸挿通孔１３を備え、外周にリムフランジ部１４を備えている。
また、タイヤ１１の側面はサイドウオール部１５と呼ばれ、このサイドウオール部１５の先端がビード部１６と呼ばれ、このビード部１６がリムフランジ部１４に当接嵌合することで、タイヤ１１とホイール１２が連結される。

タイヤ１１にホイール１２を単に嵌めたのでは、ビード部１６とリムフランジ部１４の間に不可避的に隙間が発生し、空気が溜まる。この空気は乗り心地性能に影響するため、本発明のフィッティング装置３０を用いてビード部１６とリムフランジ部１４を密着させ、空気を除去することが求められる。

以下、本発明のフィッティング装置３０の詳細を説明する。
図２に示すように、タイヤ組立体１０を水平搬送する入口側搬送テーブル２１と、出口側搬送テーブル２２との間に、タイヤ組立体のフィッティング装置３０が配置される。入口側搬送テーブル２１及び出口側搬送テーブル２２は、テーブルフレーム２３とこのテーブルフレーム２３に所定ピッチで取付けられた複数のローラ２４とからなり、重量物であるタイヤ組立体１０を水平搬送する。

タイヤ組立体のフィッティング装置３０は、入口側搬送テーブル２１と出口側搬送テーブル２２との間に配置される一対の中間テーブル３１、３２と、これらの一対の中間テーブル３１、３２の間に且つ入口側搬送テーブル２１と出口側搬送テーブル２２との間に配置される把持機構７０と、一方の中間テーブル３２の図面右側方（搬送ラインに直交する方向）に延びる第１レール３３、３３及びその他の機構からなる。その他の機構は、後述の図３で説明する。なお、一対の中間テーブル３１、３２は共通のテーブルフレームに取付けられており、一緒に昇降する。

入口側搬送テーブル２１と出口側搬送テーブル２２に配設されたローラ２４は、ローラ２４の回転軸に支持される従動歯車２５に係合する不図示の駆動源によって作動する無端チェーン２６により同期して回転することによりタイヤ組立体１０を搬送する。
そして、入口側搬送テーブル２１の先端には、ストッパロッド２７とシリンダユニット２８が配設され、タイヤ組立体１０が１本通過する毎に不図示のセンサーがこれを検出し、ストッパロッド２７を伸張させ、タイヤ組立体１０を停止させる。

中間テーブル３１、３２側でフィッティング装置３０によりフィッティングが完了しストッパロッド５１が下降するとこれと同期して入口側搬送テーブル２１の先端のストッパロッド２７も下降し、次のタイヤ組立体１０が中間テーブル３１、３２に搬出され、前のタイヤ組立体１０は次のタイヤ組立体１０に押されて出口側搬送テーブル２２側に搬出し、ローラ２４により後流に搬送される。

図３に示すように、第１レール３３に第１ガイド部３４、３４を介して摺動板３５が載せられる。この摺動板３５の下部に第１ナット３６が設けられ、この第１ナット３６にねじ込まれる第１ねじ軸３７が第１レール３３に平行に敷設される。第１ねじ軸３７は第１駆動手段３８で回される。第１ナット３６が第１ねじ軸３７で送られるため、摺動板３５が図面左右方向へ移動する。

第１駆動手段３８は、減速機付き電動機が好適である。後述する第２以降の駆動手段も同様。
また、第１ねじ軸３７はボールねじが好適であり、この場合は第１ナット３６はボールナットを適用する。ボールねじは、摩擦抵抗がごく小さいため、第１駆動手段３８の負担を軽減する利点がある。後述する第２以降のねじ軸も同様。

そして、摺動板３５から板状の支柱３９が上へ延ばされる。この支柱３９に縦向きに第２レール４１、４１が設けられる。そして、第２レール４１に第２ガイド部４２、４２を介して横長の上昇降板４３及び下昇降板４４が移動可能に取付けられる。
上昇降板４３及び下昇降板４４の図面奥に第２ナット４５、４５が設けられ、これの第２ナット４５、４５にねじ込まれる第２ねじ軸４６が第２レール４１に平行に敷設される。

なお、第２ねじ軸４６は、中間部より一方に右ねじが刻まれ、他方に左ねじが刻まれた両ねじ軸部材である。
第２ねじ軸４６は第２駆動手段４７で回される。第２ナット４５、４５が第２ねじ軸４６で送られるため、上昇降板４３及び下昇降板４４が互いに接近する又は離間するように移動する。

また、図左に示すように、中間テーブル３１、３２は、昇降シリンダ４８のピストンロッド４９で支持され、実線で示す上位位置と想像線で示す下位位置の何れかの位置が昇降シリンダ４８により選択される。上位位置は、図１に示す入口側搬送テーブル２１と出口側搬送テーブル２２に対応する高さ位置である。下位位置は、把持機構７０よりも下の高さ位置に相当する。

図４に示すように、中間テーブル３１は、複数のテーブルローラ３１ａと、これらのテーブルローラ３１ａを回転自在に支持するテーブルフレーム３１ｂと、昇降シリンダ４８、４８とからなるが、更に、出口側にストッパロッド５１及びこのストッパロッド５１を昇降させるシリンダユニット５２を備える。このストッパロッド５１は、シリンダユニット５２の前進動作により一対のテーブルローラ３１ａ、３１ａ間から上へ突出し、タイヤ組立体１０の移動を阻止するストッパの役割を果たす。シリンダユニット５２の後進操作により一対のテーブルローラ３１ａ、３１ａ間にストッパロッド５１が埋没するとタイヤ組立体１０は水平搬送可能となる。

図２に示すように、一対のストッパロッド５１、５１に想像線で示すように、タイヤ組立体１０が当たると、いわゆるＶブロック原理（Ｖ溝に丸棒を嵌めるとＶ溝の中心線上に丸棒の中心が位置決めされる。）により、タイヤ組立体１０が図２左右及び上下方向が位置決めされる。

図５に示すように、回転機構６０は、やぐら状の支持枠６１と、この支持枠６１の上部に軸受６２を介して回転自在に支持される回転軸６３と、この回転軸６３に設けられる従動スプロケット６４と、支持枠６１に設けられる減速機付きモータ６５と、このモータ６５の軸に設けられる駆動スプロケット６６と、この駆動スプロケット６６と従動スプロケット６４に巻回したチェーン６７とからなる。回転軸６３の上部に把持機構７０が取付けられる。すなわち、回転機構６０は、把持機構７０を支持しつつ回転させる装置である。

図６に示すように、把持機構７０は、回転軸６３に固定されるシリンダ７１と、このシリンダ７１に上下移動可能に収納されるピストン７２と、このピストン７２から上に延びると共に上のエンドプレート７３を貫通して上方へ突出し上端がテーパ面７４であるピストンロッド７５と、エンドプレート７３にスライド移動可能に取付けら得る爪部７６、７６と、これらの爪部７６、７６を回転中心側へ付勢するスプリング７７、７７と、爪部７６、７６を上から抑えるカバー部材７８とからなる。カバー部材７８は、エンドプレート７３にねじ又はボルトなどにより固定される。

図７に示すように、爪部７６は、全周３６０°の厚肉を複数（この例では、約１２０°の円弧体、３個）に分割したものであり、径外方へ延びるテール部７９を備える。このテール部７９は、ピストンロッド７５の中心から放射状に延びるようにエンドプレート７３に刻設された放射溝８１に嵌められる。結果、爪部７６はピストンロッド７５の中心へ進退するように移動可能とされる。

図６において、ピストン７２を油圧又は空圧で上昇させると、テーパ面７４の作用で、左右の爪部７６、７６が径外方へ移動する。結果、爪部７６、７６の外径が増大する。ピストン７２を下げると、スプリング７７、７７の付勢作用で爪部７６、７６の外径が減少する。

図３にて、タイヤ組立体１０が下げられると、爪部７６、７６が車軸挿通孔１３に挿通する。カバー７８の上面にホイール１２が当たると、タイヤ組立体１０は下降を停止する。中間テーブル３１、３２は更に下がる。結果、タイヤ組立体１０はカバー７８に載った状態となる。次に、爪部７６、７６を左右に開くと、爪部７６、７６でホイール１２が把持（チャック）される。並行して、爪部７６、７６が同期して開くため、タイヤ組立体１０の中心（車軸挿通孔の軸心）が、把持機構７０の回転中心に合致するように、センターリングがなされる。

図８に示すように、ハンマー機構９０は、上昇降板４３に取付けられる変速機９１と、この変速機９１に固定される支持プレート９２と、この支持プレート９２から所定距離を保って平行に配置される別の支持プレート９３と、これらの支持プレート９２、９３同士を連結する連結ボルト９４と、支持プレート９２、９３の一端に渡した揺動用軸９５に揺動可能に支持されるクランクアーム９６と、支持プレート９２、９３に渡した支軸９７と、変速機９１に付設され支軸９７を回転させる第３駆動手段９８と、支軸９７に一体的に取付けられるカムプレート９９を備える。

ハンマー機構９０は、図３に示すように、下昇降板４４にも取付けられる。上下のハンマー機構９０は線対称である点を除き、同一の構造であるため、下昇降板４４及びこの下昇降板４４に付設するハンマー機構９０の構造説明は省略する。

図９に示すように、第３駆動手段９８で回転駆動されるカムプレート９９には、側面に三角形のカム溝１０１が備えられる。クランクアーム９６の一端に備えるローラ１０２がカム溝１０１に嵌められる。クランクアーム９６の他端にハンマー１０３が取付けられる。

図１０に基づいて、カムプレート９９の作用を説明する。
図１０（ａ）に示すように、カム溝１０１にて、三角形の辺の中間に、回転半径がｒ１である小径部１０４ができ、これらの小径部１０４にローラ１０２が存在すると、クランクアーム９６が揺動用軸９５を中心に図時計方向に揺動し、ハンマー１０３は上昇する。
次に、図１０（ｂ）に示すように、三角形の頂点に、回転半径Ｒ１である大径部１０５ができ、これらの大径部１０５にローラ１０２が差し掛かると、クランクアーム９６は揺動用軸９５を中心に図反時計方向に揺動し、ハンマー１０３はタイヤ１１のサイドウオール部１５を打つ（叩く）。

図面から明らかなように、カムプレート９９を１回転させると、ハンマー１０３は３回上下する。
図９に示す第３駆動手段９８の回転速度を、従来の速度の１／３にすることができる。電動モータ６５の出力（ｋｗ）は、係数×トルク×回転速度で算出される。トルクが同一であって回転速度が１／３であれば、要求出力も１／３になる。電動モータ６５の大きさ及び価格は要求出力により定まるため、出力が１／３になると電動モータ６５のサイズが小さくなり、安価となる。すなわち、第３駆動手段９８の低コスト化及び小型化が容易に達成できる。

次に、本発明に係るタイヤ組立体のフィッティング装置３０の総合的な作用を説明する。
図２にて、ストッパロッド５１を上げておき、入口側搬送テーブル２１上のタイヤ組立体１０を中間テーブル３１、３２へ移す。すると、タイヤ組立体１０は所定位置で停止する。

次に、図３にて、中間テーブル３１、３２を下げる。下降の途中で、タイヤ組立体１０は把持機構７０に載る。中間テーブル３１、３２は更に下がるため、タイヤ組立体１０は把持機構７０にだけ載る。

次に、図６にてピストンロッド７５を上昇させると、爪部７６、７６が左右に広がり、図３にてタイヤ組立体１０の車軸挿通孔１３に爪部７６、７６が噛み合う。以上により爪部７６、７６でタイヤ組立体１０が強固にチャッキングされる。

次に、第１駆動手段３８により支柱３９が所定距離前進（図左へ移動）する。結果、ハンマー１０３がタイヤ１１に臨む。第２駆動手段４７、４７により上下の昇降板４３、４４を互いに接近させる。

次に、図５に示す減速機付きモータ６５により、把持機構７０を回転させることで、タイヤ組立体を回転させる。
この状態で、図１０（ａ）、（ｂ）にて、クランクアーム９６を揺動させてハンマー１０３を上下させ、所望のフィッティングを実施する。このフィッティングにより、タイヤ１１のサイドウオール部１５のビード部寄りの部位を、連続して打撃する。結果、空気を除去することができ、図１に示すビード部１６をリムフランジ部１４に密着させることができる。

尚、第１〜第３駆動手段は、電動モータの他、空圧モータや油圧モータであってもよい。

本発明は、タイヤにホイールを組付けたタイヤ組立体を施工対象物とするフィッティング装置である。

１０…タイヤ組立体、１１…タイヤ、１２…ホイール、１３…車軸挿通孔、１４…リムフランジ部、１５…サイドウオール部、１６…ビード部、３０…タイヤ組立体のフィティング装置、３３…第１レール、３５…摺動板、３８…第１駆動手段、３９…支柱、４１…第２レール、４３…昇降板（上昇降板）、４４…昇降板（下昇降板）、４７…第２駆動手段、６０…回転機構、７０…把持機構、９６…クランクアーム、９７…支軸、９８…第３駆動手段、９９…カムプレート、１０１…カム溝、１０２…ローラ、１０３…ハンマー。

Claims (1)

1. タイヤにホイールを組付けたタイヤ組立体を施工対象物とし、前記タイヤのサイドウオール部のビード部寄り部位をハンマーで叩いて前記タイヤのビード部を前記ホイール側のリムフランジ部に密着嵌合させるタイヤ組立体のフィッティング装置であって、
   前記タイヤ組立体の車軸挿通孔を把持機構で把持し、前記車軸挿通孔の軸心を中心に前記タイヤ組立体を回転する回転機構と、
   前記回転機構上に把持された前記タイヤ組立体に対して第１駆動手段により第１レール上を接近離間する摺動板と、
   この摺動板上に立設された支柱と、
   この支柱に第２レールを介して昇降可能に取付けられる一対の昇降板と、
   前記支柱に設けられ前記一対の昇降板を前記タイヤ組立体を挟むようにして且つ同時に前記タイヤ組立体に接近又は離間させる第２駆動手段と、
   前記昇降板に支持された一対の支持プレート間に支軸を介して回転自在に支持され側面に三角形状のカム溝を有するカムプレートと、
   前記カムプレートを前記支軸回りに回転させる第３駆動手段と、
   前記支持プレートに揺動自在に支持され一端に前記カム溝に嵌るローラを備え、他端に前記ハンマーを備えるクランクアームと、
   より構成されたことを特徴とするタイヤ組立体のフィッティング装置。

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