JP2014510258A - タイヤ・ユニフォーミティ試験システム - Google Patents

Abstract

タイヤ・ユニフォーミティ試験システムの試験ステーションでリム・セットを交換する装置であって、複数のリム・セット集成体を保管するための貯蔵ユニットを含む、装置。移動アームが往復運動可能であり、そしてグリッパ機構を含み、グリッパ機構は、リム・セット集成体を把持し、そしてリム・セット集成体を貯蔵位置から、リム・セット集成体の部分を形成するリムが試験ステーションで対向スピンドルと整合する位置へ動かすために用いられる。リム・セット集成体は、移動アームによって係合可能な構造を有するブラケットを含み、集成体の部分を形成するリムのうちの少なくとも１つが、第１位置と第２位置との間で回転可能なロック部材を含む。ブラケットは、リムとブラケットとの相対回転を阻止するようにリムを固定化するための構造を含み、そしてさらに、ブラケットの部分を形成する保持部材と係合するためにロック部材を第１位置から第２位置へ動かすためのレバー機構を含む。レバー機構は、スピンドルの部分を形成する他の保持部材と係合するためにリムが連携スピンドルと整合するとロック部材をその第２位置から第１位置へ動かす。この他の保持部材と係合するようにロック部材が動くのに伴って、リムはブラケットから解離される。解離後、ブラケットは試験ステーションから隔たった遠隔位置へ動く。リム・セットを取り外すためには、リムをスピンドルに取り付ける工程を反転させることにより、リムをスピンドルから解離すると同時に、ブラケットと係合させる。その結果としてのリム・セット集成体は、複数のリム・セット集成体を保管する貯蔵ユニットによって定義された遠隔位置へ動かされる。開示されたロック部材及び連携リムを使用して、スピンドルへの試験リムの手動設置を容易にすることができる。

Description

関連出願
本出願は2010年11月23日付けで出願された米国仮出願第61/416,575号明細書の優先権を主張する。前記明細書の全体は参照することによって本明細書中に組み込まれる。

本発明は大まかにいえばタイヤ・ユニフォーミティ試験システムに関し、そして具体的には、タイヤ・ユニフォーミティ機械においてリム・セットを自動的に交換する方法及び装置に関する。

タイヤ・ユニフォーミティ試験システムはタイヤ製造業界及び自動車業界全体にわたって用いられている。これらの機械は、製造されたタイヤのタイヤ・ユニフォーミティ・パラメータをチェックする。試験機能の多くは完全自動化されている。具体的には、コンベヤによってタイヤをタイヤ試験ステーションへ供給し、この場所でタイヤをリム間にクランプし、膨張させ、次いでロードホイールと転がり接触させる。試験終了時には、リムを分離し、タイヤを別のコンベヤによって出口位置に送達する。

試験ステーションでタイヤをクランプするために使用されるリムは、被験タイヤにフィットするようにサイズ設定しなければならない。従って、被験タイヤのサイズが変わると、リム・セットも変えなければならない。多くのシステムではこのことは作業者によって、ときには吊り上げ装置の助けを借りて行われる。リムの交換は多くの時間がかかり、また多大な労力を要することがある。

本発明は、被験タイヤのサイズが変わったときに試験ステーションでリム・セットを交換するのを容易にするための方法及び装置を含む、新規の改善されたタイヤ・ユニフォーミティ試験システムを提供する。開示された１実施態様の場合、本発明は、作業者による操作をほとんど又は全く必要とすることなしに、試験ステーションでリム・セットを自動的に交換する方法及び装置を提供する。

この１実施態様によれば、試験ステーションでリム・セットを交換する装置は、リム・セット集成体を把持するためのグリッパ機構を含む移動アームと、リム・セット集成体の部分を形成するリム対が試験ステーションで対向スピンドルと整合する位置へ、リム・セット集成体を動かすためのアクチュエータとを含んでいる。本発明によれば、リム・セット集成体は、移動アーム・グリッパ機構によって係合可能な構造を有するブラケットを含んでいる。リム対のうちの少なくとも一方のリムが、第１位置と第２位置との間を回転可能に移動し得るロック部材を含んでいる。ブラケットは、リムとブラケットとの相対回転を阻止するようにリムを固定化するための構造を含んでいる。ロック部材が、ブラケットの部分を形成する保持部材と係合するために、第１位置から第２位置へ移動可能である。この実施態様によれば、スピンドルのうちの少なくとも１つのスピンドルは他の保持部材を含んでおり、これらの他の保持部材は、ロック部材が第２位置から第１位置へ動かされると、ロック部材によって動作係合可能である。ロック部材が動かされるのに伴って、リムをスピンドルに固定するために、ロック部材はスピンドルにカップリングされると同時に、ブラケットによって解放される。

より好ましい実施態様によれば、この他方のリムには、別のロック部材が連携しており、そしてブラケットは、他方のリムとの突き合わせ係合位置にあるときに他方のリムとブラケットとの相対回転を阻止するように他方のリムを固定化するための付加的な構造を含む。

好ましい実施態様によれば、複数のリム・セット集成体を保管することができる貯蔵ユニットが設けられており、そして移動アームは往復鉛直運動するように設けられているので、複数のリム・セット集成体のうちのいずれか１つに整合して係合することができる。例示した実施態様では、貯蔵ユニットは、４つのリム・セット集成体を保管するための鉛直方向に配列された４つのシェルフを含んでいる。例示した実施態様によれば、ブラケットに対してリムを固定化するための構造は、リムの連携開口と係合可能な少なくとも１つのピンを含む。

この好ましい例示された実施態様によれば、レバーアームの旋回運動がロック部材の回転をもたらすようにロック部材に動作カップリングされた旋回可能に設けられたレバーアームによって、リムによって保持されたロック部材は、その第１位置から第２位置へ、そしてその第２位置から第１位置へ動かされる。この例示された実施態様において、レバーアームの運動は、移動アームの部分を形成するアクチュエータによってもたらされる。

本発明の特徴によれば、リム・セット集成体は、移動アームによって係合可能な構造を含むブラケットを含む。リムの少なくとも１つのリムが、第１位置と第２位置との間で移動可能なロック部材を含み、そしてブラケットは、リムとブラケットとの相対回転を阻止するようにリムを固定化するための構造を含む。リム・セット集成体はさらに、ブラケットの部分を形成する保持部材と係合するために、第１位置から第２位置へロック部材を動かすための機構を含み、ロック部材はリムを保持部材から解放するために第２位置から第１位置へ移動可能である。リム・セット集成体の好ましい実施態様の場合、ブラケットによって保持されるリムは同軸的に整合される。

この例示された実施態様の場合、ロック部材は、所定の間隔を置いた一対のリングを含み、リングのうちの一方は、所定の運動時にタイヤ・ユニフォーミティ試験システムの部分を形成するスピンドルと係合可能であり、リングのうちの他方は、所定の運動時にブラケットと係合可能である。好ましい実施態様の場合、ブラケットによって保持されたリムのそれぞれ１つが、連携するロック部材を含んでいる。このロック部材は第１位置と第２位置との間を移動可能である。２つの動作位置間でロック部材を回転させるための機構は好ましくは、旋回運動するように設けられたレバーアームを含み、レバーアームの一方の端部はリムの回転軸と一致する回転軸を画定している。レバーのこの一方の端部は、リムがブラケットによって保持されるとロック部材と動作係合し、レバーアームの他方の端部は、ロック・レバーの旋回運動を生じさせるためのアクチュエータによって係合可能である。

好ましいリム・セット集成体の特徴によれば、ブラケットは、タイヤ・ユニフォーミティ試験システムの部分を形成するスピンドルと係合可能な運動阻止部材を含む。運動阻止部材はスピンドルとブラケットとの相対回転を阻止する。より好ましい実施態様の場合、リムをブラケットに保持するために使用される保持部材は、ロック部材にクランプ力を加えるためのばね部材を含む。好ましくは、ばね部材は皿ばね（Belleville washer）を含む。

本発明によれば、タイヤ・ユニフォーミティ試験システム上でリムを交換する方法であって、リム対をブラケットに解離可能に設けることによってリム・セット集成体を形成し、リム・セット集成体と係合し、そしてこれを、リムが試験ステーションの部分を形成するスピンドルと軸方向に整合して位置決めされる所定の試験ステーション位置に動かす、工程を含む方法が開示される。スピンドルのうちの少なくとも１つが、リムのそれぞれと連携スピンドルとの突き合わせ係合をもたらすために動かされる。次いで、少なくとも１つのリムをブラケットから同時に解離すると同時に、連携スピンドルと係合させるロック機構を操作する。ブラケットからリムを解離した後、ブラケットを、試験ステーションから隔たった位置へ動かす。この好ましい例示された実施態様によれば、ブラケットをリムと整合するように動かし、そして、リムとブラケットとを突き合わせ係合させるためにスピンドルの少なくとも１つを動かすことによって、スピンドルからリムを取り外す。次いで、ロック部材を回転させることによって、連携スピンドルからリムを解離させると同時に、リムを、ブラケットの部分を形成する保持部材と係合させる。次いでスピンドルを分離することによってクリアランスを提供して、リムが取り付けられたブラケットが試験ステーションから出るのを可能にする。

本発明の特徴によれば、開示された方法及び装置を用いることによって、スピンドルに対するリムの手動での設置及び除去を容易にすることができる。リムを手動設置するために、ロック部材が取り付けられたリムを、連携スピンドルとの整合位置に位置決めし、スピンドルの部分を形成する保持部材が、ロック部材のスロット付き開口を貫通するのを可能にする。次いで、ロック部材を回転させて、スロット付き開口のスロット・セグメントが保持部材と係合するようにし、これによりリムをスピンドルに固定する。この好ましい方法において、保持部材にはねじ山が設けられており、そしてロック部材に保持部材によって加えられる保持力を増大させるために、保持部材を回転させる。

開示された発明によって、タイヤ・ユニフォーミティ試験システムにおけるリム・セットの交換は大幅に容易になる。リム対を保持するためのブラケットを含むリム・セット集成体を利用することによって、リム・セットを試験ステーションで容易に交換することができ、ひいてはタイヤ・ユニフォーミティ試験システム試験機械の休止時間を軽減し、そしてそのスループットを増大させる。

添付の図面とともに為される下記詳細な説明を読むことによって、本発明の更なる特徴が明らかになり、より十分な理解が得られる。

図１は、本発明の好ましい実施態様に従って構成されたリム交換装置を含むタイヤ・ユニフォーミティ試験システムを示す上面図である。 図２は、図１に示されたシステムの一部を示す側面図である。 図３は、図１に示された試験システムの従来技術部分の別の側面図である。 図４Ａは、本発明の好ましい実施態様に従って構成されたリム交換機構を示す斜視図である。 図４Ｂは、図４Ａに示されたリム交換機構の側面図である。 図５は、本発明の好ましい実施態様に従って構成されたリム・セット集成体を示す斜視図である。 図５Ａは、リム交換機構の分解図である。 図５Ｂは、本発明の好ましい実施態様に従って構成されたロック部材を含むリム集成体を示す斜視図である。 図５Ｃは、本発明の好ましい実施態様に従って構成されたロック部材を含むリム集成体を示す平面図である。 図６は、リム・セット集成体の一部を示す上面図である。 図６Ａは、図５に示されたリム・セット集成体の部分を形成するブラケットの一部の部分斜視図である。 図６Ｂは、上側リムの下側、及びブラケットの下側の一部を示す部分斜視図である。 図７Ａ〜７Ｄは、移動アーム及びリム・セット集成体及び連携するアーム回転機構を示す斜視図である。 図８Ａは、移動アーム及びリム・セット集成体を示す上面図である。 図８Ｂは、移動機構及びリム・セット集成体を示す側面図である。 図８Ｃは、移動機構及びリム・セット集成体を示す側面図である。 図９Ａは、リム・セット集成体の部分を形成するブラケットによって係合されたリムを示す上面図である。 図９Ｂは、図１に示されたタイヤ・ユニフォーミティ試験システムの上側スピンドルと下側スピンドルとの間に保持されたリム・セット集成体を示す側面図である。 図９Ｃは、リム係合構造の一部を示す拡大図である。 図９Ｄは、リム係合構造の一部を示す拡大図である。 図１０は、図４Ａに示されたリム交換装置の一部を形成する移動機構及び貯蔵ユニットを示す別の平面図である。

図１及び２は、タイヤ・ユニフォーミティ試験機械の構造全体を示している。タイヤ・ユニフォーミティ試験機械は、本発明の好ましい実施態様に従って構成された自動式リム変更装置６００を含んでいる。図１及び２に示されたタイプのタイヤ・ユニフォーミティ機械を使用することにより、発送前又は車両への設置前にタイヤのユニフォーミティをチェックする。図１及び２に示されたシステムは事実上全自動式であり、センタリング・ステーション１０からタイヤを受容し、そして試験済みタイヤを送達ステーション１４へ送達する。

図１は、本発明の好ましい実施態様に従って構成されたタイヤ試験システムの配列全体を示す平面図である。主要なサブシステムは入口コンベヤ１０、試験ステーション１２、及びマーキング・ステーションを含み得る出口モジュール１４、並びにタイヤ仕分け機構を含んでいる。試験ステーション１２に位置決めされたタイヤを試験し、そして任意にはその真円度、ユニフォーミティ（均一性）及び／又は他の所期の物理特性を調節するために研磨される。

最初にタイヤ試験ステーション１２を見て、具体的には図１及び３を参照すると、符号２０によって仮想的に示されたタイヤが、入口コンベヤ／センタリング・ステーション１０によって試験位置に送達される。入口コンベヤ／センタリング・ステーション１０は、好ましくはタイヤの軸が一対の対面リム２４，２６（図３に最もよく示されている）の回転軸と一致する位置にタイヤを送達する。これらのリムは、試験ステーションの部分を形成し、そしてこれらのリムの間にタイヤ２０がクランプされる。下側リム２４（図３に最もよく示されている）はスピンドル集成体３０の部分に取り付けられており、スピンドル集成体３０の部分を形成している。上側リム２６は、往復運動可能なチャック集成体／スピンドル３２の部分である。

スピンドル集成体３０は、符号３８によって図３に概略的に示された歯付きベルトを介して駆動モータ（図示せず）によって回転可能に駆動される。タイヤが上側リムと下側リム２６，２４の間にクランプされた後、タイヤは膨張機構によって膨張させられる。膨張機構はスピンドル集成体３０によってタイヤ内部に空気を連通させる。膨張させた後、回転可能なロードホイール４２を含むロードホイール集成体４０がタイヤ２０と突き合わせ係合するように動く。従来の通り、タイヤはロードホイールに当接した状態で回転させられ、ロードホイール上に加えられた荷重がロードセル４６，４８（図３）を介してモニタリングされる。ロードセルから求められたデータが、タイヤのユニフォーミティを決定する。所望の場合には、１つ又は２つ以上のグラインダ、例えばタイヤの上側部分及び下側部分（図３に示されている）を研磨するための全体的に符号５０，５２によって示されたグラインダ、及びタイヤの中心部分を研磨するためのグラインダによって、ユニフォーミティに調節が加えられる。

具体的には図１及び２を参照すると、入口コンベヤが示されている。入口コンベヤに関しては、“INLET CONVEYOR FOR TIRE TESTING SYSTEMS”と題する米国特許第６，０８２，１９１号明細書により十分に開示されている。この主題は参照することによって本明細書中に組み込まれる。

入口コンベヤ１０は、全体的に符号１００によって示されたセンタリング・ステーションから試験ステーション１２へ被験タイヤを搬送するように作業する。作業中、被験タイヤはベルト又はローラ・コンベヤ（図示せず）によってセンタリング・ステーション１００の入口へ送達される。図１は、符号１０２によって仮想的に示されたタイヤを、まさに入口コンベヤに送達しようとする状態で示している。入口コンベヤは、フィード・ロール１０８を含んでいる。フィード・ロールは、送達されたタイヤを入口コンベヤ機構上に動かす。

センタリング・アームは次いで外方に向かってその後退位置へ移動される。被験タイヤは今や、コンベヤ・ユニットによって支持され、軸１５４に対してセンタリングされ、そしてスピンドル３０の軸１５６から所定の距離のところにある。次いでコンベヤ・アクチュエータ１９０を作動させることにより、スピンドル３０の軸１５６と一致するようにタイヤを位置決めする所定の距離だけタイヤを前進させる（図２参照）。

次いで、アクチュエータ１４２を活性化することによって、コンベヤ・ユニットを降下させる。コンベヤ・ユニットは事実上、スピンドル３０上へタイヤを降下させる。通常の場合には、コンベヤを次いで逆作動させることによって、駆動ベルトをその出発位置に戻すことになる。コンベヤ・ユニットが下側位置にある間、別のタイヤをセンタリング・ステーションに運び、続いてタイヤが試験ステーション１２で試験されている時間中に潤滑してセンタリングしてよい。

上記のように、試験ステーション１２において、フレーム６０に固定されたスピンドル集成体３０と、フレーム６０のクロスビーム６４に設けられた往復運動可能なチャック集成体３２との間に、被験タイヤが保持される。スピンドル集成体及びチャック集成体に関しては、“AUTOMATIC ADJUSTABLE WIDTH CHUCK APPARATUS FOR TIRE TESTING SYSTEMS”と題する米国特許第５，９９２，２２７号明細書により十分に開示されている。この主題は参照することによって本明細書中に組み込まれる。

具体的に図３を参照すると、チャック集成体３２は、液圧式アクチュエータ２０４の部分を形成する液圧ラム２０２の端部に設けられている。アクチュエータは、好適なファスナ（図示せず）によってフレーム・クロスビーム６４に固定されている。タイヤを試験し、試験ステーションに位置決めしようとすると、アクチュエータ２０４はラム２０２を伸長することによってチャック集成体３２をスピンドル集成体３０に向かって動かす。上側タイヤ・リム２６を備えたチャック集成体３２はまた、中心に位置決めされた整合部材２２８を含んでいる。整合部材は、スピンドル集成体３０の部分を形成する円錐部材３０ａ（図２）を受容するように形成されたテーパ開口を含んでいる。整合部材２２８は「ノーズ・コーン」と呼ばれることがある。整合部材２２８とコーン部材３０ａとの係合は、チャック集成体３２とスピンドル集成体３０との正確な整合を維持し、またこれは、集成体間にクランプされたタイヤとともに、スピンドル集成体３０の回転がチャック集成体の上側リム２６に転移される手段となり、これによりタイヤがチャック集成体３２とスピンドル３０との間にクランプされると、上側リム２６と下側リム２４とが一致して回転することになる。

タイヤ試験システムの他の態様の更なる詳細は米国特許第６，０１６，６９５号明細書に見いだすことができる。これは参照することによって本明細書中に組み込まれる。

上述のように、被験タイヤは上側リム２４と下側リム２６との間にクランプされる。リム２４は下側スピンドル３０に結合されており、この下側スピンドル３０によって駆動されるのに対して、リム２６は上側スピンドル／チャック集成体に回転可能に取り付けられている。この上側スピンドル／チャック集成体は、試験ステーション内に配置されたタイヤに向かう方向に、そしてこのタイヤから離れる方向にリム２６を昇降させるための機構を含んでいる。上側リム２６は、タイヤと密に係合するように所定の距離だけ降下させられる。タイヤは次いで膨張させられて試験される。試験終了時には、上記米国特許明細書に説明されているように、上側リム２６を上昇させることによりタイヤを解離してタイヤが機械を出るのを可能にする。

リム２４，２６は、特定のタイヤ・サイズにフィットするように設計されている。被験タイヤのサイズが変えられると、リム２４，２６も変えなければならない。’６９５特許に開示されたタイヤ試験システムでは、リムは作業者によって手動で交換される。作業者は、それぞれのスピンドルからリムを物理的に外し、異なるサイズのリムを再び設置する。この仕事は多くの時間がかかるおそれがあり、そして少なくとも、著しく重い大きいリムに対して、吊り上げ装置の使用を必要とすることがある。

本発明によれば、ピック・アンド・プレース装置６００が設けられている。このピック・アンド・プレース装置６００は、被験タイヤ・サイズが変わったときには、上側及び下側のスピンドル３２，３０から上側及び下側のリムを取り外し、そしてこれらの代わりに、異なるサイズのリムを配置するように動作する。

また図４Ａ〜４Ｂを参照すると、自動リム交換機構は貯蔵ユニット６１０を含む。貯蔵ユニットは複数のシェルフ６３０を含んでおり、これらのセルフは例示の実施態様では４つのリム・セットを保管することができる。記憶ユニットは移動機構６２０を含んでいる。移動機構６２０は、流体圧力動作型アクチュエータ６２８を含むエレベータ機構６２４に取り付けられている。アクチュエータ６２８によって、移動機構６２０は、リム・セットが保管された支持シェルフ６３０ａ，６３０ｂ，６３０ｃ，６３０ｄに対して昇降させられる。

本発明によれば、図５に最もよく示されているように、上側及び下側リム２６，２４をブラケット６３６に解離可能にカップリングすることにより、リム・セット集成体６４０を形成する。ブラケット６３６は、連携リムが取り付けられた状態で連携シェルフ上に保管される。リム・セットをタイヤ試験ステーションの上側及び下側のスピンドルに設置しようとすると、移動機構６２０は、リム・セット集成体６４０との所定の整合状態になるように動かされ、そしてブラケット６３６と係合する。次いで、移動機構６２０はリム集成体６４０をその連携貯蔵シェルから持ち上げ、そして実質的に旋回可能な運動で、上側及び下側のリムを、上側及び下側のスピンドル２６，２４と軸方向に整合するように動かす（スピンドルは図２に示された共通軸１５６上で回転する）。

好ましい設置方法において、移動機構／アーム６２０は、下側リムが下側スピンドル３０に突き合わせ係合するまで降下させられる。上側スピンドル／チャック集成体３２は、上側リムに突き合わせ係合するまで降下させられる。このような位置になると、ロック機構（後述）は、上側及び下側リムをブラケット６３６から同時に解離し、そしてこれらのリムを上側及び下側スピンドル上の構造と係合させるように操作される。これらのスピンドルは上側及び下側リム２６，２４をそれぞれ上側及び下側スピンドル部材３２，３０に固定する。

試験ステーションに設置されたリム・セットを取り外し且つ／又は交換するために、上側スピンドルを上昇させることによって、上側リムと下側リムとを分離する。次いで、移動機構６２０は空のブラケット６３６をリム２６，２４と軸方向整合するように旋回させ、そして降下させられることによって、下側リム２４と突き合わせ係合する。上側リム２６は、ここでもまたブラケット６３６の上側の連携構造と突き合わせ係合するまで、上側スピンドル３２によって降下させられる。次いでロック機構（後述）を作動させることによって、リム２４，２６をそれぞれのスピンドル３０から同時に解離し、これらをブラケット６３６に固定する。上側スピンドル３２を上昇させることによって、ブラケット６３６及び取り付けられたリム・セットを上昇させるためのクリアランスを可能にする。次いでリムセットを移動機構６２０によって回転させることによって、リム・セット集成体６４０を連携シェルフ、すなわちシェルフ６３０ａ上に置く。

図５はリム・セット集成体６４０を示している。リム・セット集成体６４０はブラケット６３６と、ブラケットに解離可能に固定された上側及び下側のリム２４，２６とを含んでいる。本発明によれば、リム２４，２６は、連携するロック部材６５４を含んでいる。ロック部材は、リムが所定の回転角、例えば１５°を通って回転するのを可能にするように、回転可能にリム２４，２６に固定されている。リム２４，２６にカップリングされたロック部材６５４は実質的に同一である。実際の詳細においては僅かな相違があることもあるが、しかしリム２４と連携するロック・リング、及びリム２６と連携するロック・リングの作業原理は同じである。図５Ａ，５Ｂ及び５Ｃは、リム２４と連携するロック部材６５４を示している。上側リム２６と連携するロック部材６５４は図６Ｂに示されている。上側リム２６と連携するロック部材６５４は機能的に同じであり、リム２４と組み合わせて示された部材６５４に関するいかなる説明も、リム２６と連携する部材６５４に当てはまる。

それぞれのロック部材６５４は、所定の間隔を置いた一対のリング６６０，６６２を含み、リングのうちの一方は、ブラケット６３６上の構造によって係合可能であり、リングのうちの他方は、連携スピンドル上に形成された構造によって係合可能である。リング６６０，６６２はスペーサ６６４によって互いに不動に結合されている。図５Ｂから最もよく判るように、ロック部材６５４は、ローラ６６６及びキャップ又はキーパ６６８の配列によって連携リム２４に保持されており、このローラ６６６及びキャップ又はキーパ６６８は、リング６６２に形成された連携スロット６７０内に載置されている。キャップ６６８は、リング６６２が連携リム２４から分離するのを防止する。これに対してロック部材６５４とリム２４との回転運動を可能にする。この回転運動の範囲は、連携スロット６７０の長さによって決定される。

図５Ｂに示された上側リング６６０は、ブラケット６３６上に形成された構造と係合可能である。リム２４の部分を形成するロック部材６５４と係合するためのブラケット６３６によって担持された構造は、上側リム２６の部分を形成するロック部材６５４と係合するためのブラケット６３６によって担持された係合構造と実質的に同じである。図６Ａは上側リム２６と係合するためのブラケット６３６によって担持された係合構造を完全に示している。図６Ｂは、上側リム２６によって担持されたロック部材６５４を示しており、また、ブラケット６３６の下側に担持された係合構造を示している。この係合構造は、下側リム２４によって担持されたロック部材６５４と係合している。説明の目的上、図６Ａ及び６Ｂから判るように、ブラケット６３６の下側及び上側に担持された係合構造は実質的に同じであると想定する。

リム２４，２６とブラケット構造との係合は、リム２４，２６と連携するロック部材６５４を所定量だけ回転させることによって達成される。この所定量はスロット６７０の長さによって決定される。ブラケットの上面及び下面に設けられた、上側及び下側リム２４，２６と係合するための構造は、実質的に同様である。図５Ａを参照すると、ブラケット６３６は複数のリム・ロック・ピン６８０を含む。これらのピンはブラケット６３６に不動に設けられている。具体的には、連携取り付けブロック６８０ａによって、好ましくはテーパされたピン６８０が周方向に所定の間隔を置いた関係で配列されている。図５に示されたブラケット６３６の下側には、実質的に同様のピン６８０及びブロック６８０ａが取り付けられている。ブラケットが連携リム、すなわち２４と突き合わせ接触するように動かされると、ロック・ピン６８０は、連携リム、すなわち２４内に形成された連携孔６８１に入る（図５Ｂ参照）。ピン６８０はリムとブラケット６３６との相対回転を阻止する。

図５Ａ，６及び６Ａを参照すると、ブラケット６３６はカム・ローラ６８４ａを含むレバーアーム６８４を回転可能に支持している。レバーアームの、カム・ローラとは反対側の端部は、周方向に所定の間隔を置いて設けられた複数のアクチュエータ・ピン６８８を担持している。これらのアクチュエータ・ピン６８８は、レバーアーム６８４の環状部分６８４ｂに取り付けられたブロック６８３によって担持されており、そしてレバーアーム６８４と一緒に動く。周方向に所定の間隔を置いて設けられた複数のリム保持スタッド６９０も、好ましくはピン６８０を備えた同じブロック構造６８０ａによってブラケット６３６に不動に取り付けられている。

図６Ａを参照すると、それぞれのロック又は保持スタッド６９０は、連携する横方向の延長ブロック６８０ｂに取り付けられている。延長ブロックは、取り付けブロック６８０ａ全体の部分を形成する。図６Ａから判るように、延長ブロック６８０ｂは、レバーアーム６８４の環状区分６８４ｂの一部に重なる。延長ブロック６８０ｂの下側と環状区分６８４ｂと間にクリアランスが設けられているので、レバーアームの運動は阻止されない。しかしながら、延長ブロック６８０ｂはレバーアーム６８４の環状区分６８４ｂを捕捉し、そしてその動作位置をブラケット６３６上に維持する。図６Ｂから判るように、レバーアームの環状区分６８４ｂはやはり、ブラケット６３６の下側に取り付けられた延長ブロック６８０ｂによってゆるく捕捉される。ブラケット６３６の上面及び下面に配置された環状区分６８４ｂは、ハブ区分６８４ｃによって相互に結合される（図６Ｂから最もよく判る）。ハブ６８４ｃは、ブラケット６３６内に形成された好適なサイズを有する孔内に回転可能に支持される。

リム２４，２６をブラケット６３６にカップリングするために、レバーアーム６８４を先ずリム解離位置へ動かす。次いでブラケット６３６を移動機構６２０によって下方に向かって、下側リム２４と接触するように動かす。この位置において、アクチュエータ・ピン６８８は上側リング６６０の孔６８８ａに入る。ロック・スタッド６９０は、リング６６０にやはり形成された拡大開口６８２ａに同時に入る。スタッドの拡大ヘッド６９０ａは、図５Ｂから判るように、拡大ヘッドによって保持された皿ばね又はばねワッシャ６９４が、リング６６０の下側に形成された連携傾斜面よりも下方に、又は傾斜面と同じ高さに位置するまで、リングを貫通する。次いで上側スピンドル３２を降下させることによって、上側リム２６と連携ロック・リング６５４とはブラケット６３６の上側の同じ連携構造と係合する。リム２６に設けられた実質的に同様のロック・ピン開口６８１はリング・ロック・ピン６８０を受容することによって、リム２６とブラケット６３６との相対回転を防止する。ブラケット６３６の上側に設けられたロック・スタッド６９０は、上側リムの部分を形成するロック部材６５４に設けられた連携開口６８２ａに入る。次いでレバーアームを作動させることによって、これをリム解離位置からそのリム係合位置へ動かす。これにより、上側及び下側リム２４，２６のロック部材６５４は回転するので、リテーナ・スタッド６９０がスロット・セグメント６８０ｂ内に進入して連携ばねワッシャ６９４がリング６６０の内面と係合することによって、ロック部材６５４、ひいては連携リムをブラケット６３６に固定することになる。

それぞれのロック部材６５４の、図５Ｂから判るような下側リング６６２は、等しい間隔を置いて設けられた複数のスロット及び開口７００ａ，７００ｂを含んでいる。それぞれのスロット７００ａは拡大直径部分７００ｂを含んでいる。この拡大直径部分を、スピンドルの部分を形成するロック・スタッド６９５の拡大部分６９５ａが貫通することができる。図９Ｂを参照すると、それぞれのスピンドルは、リング６６０をスピンドルにクランプするために、複数のこれらのロック・スタッド６９５及び連携皿ばね又はばねワッシャ６９７を含んでいる。なお、図５Ｂ及び６Ｂから最もよく判るように、リング６６２のスピンドル係合スロット７００ａの配向は、リング６６０のスロット６８２ｂの配向に対して反対方向になるように方向付けられる。その結果、レバーアーム６８４を操作して、ブラケット６３６によって係合される位置へロック部材６５４を動かすと、その運動は、ロック部材６５４をその連携スピンドルから実質的に解離する。レバーアーム６８４を反対方向に動かすと、ロック部材６５４はブラケット６３６によって解離されるのと同時に、その連携スピンドルの部分を形成する保持スタッド６９５と係合する。

好ましい実施態様において、リム２４，２６は、ロック作業及びロック解除作業中に回転するのを阻止される。上述のように下側リムは動力駆動式スピンドル３０に取り付けられる。このスピンドルは、給電されないときには回転に抗する。しかし上側スピンドル３２は自由に回転可能である。上側スピンドルの回転を阻止するために、図６Ａから最もよく判るように、ブラケット６３６の上側は、ブラケット６３６の上面に不動に固定されたロック・クロスバー７１０を含んでいる。好ましい実施態様では、上側スピンドルはリム交換作業前に、このバーと所定の整合状態になるように回転させられる。この所定の整合位置では、スピンドル３２の端部に形成されたスロット７１０ａはバー７１０と整合されるので、スピンドルを降下させると、クロスバー７１０はスロットに入り、上側スピンドル３２の回転を阻止する。

図７Ａ〜７Ｄは、移動機構６２０及び、移動機構６２０がリム集成体６４０と係合する方法の詳細を示している。図７Ａ及び図７Ｂから最もよく判るように、移動機構はエレベータ板６２４に取り付けられた移動アーム・マウント７２０を含んでいる。マウント７２０は、鉛直方向軸を中心として回転するための移動アームを備えている。収容位置からスピンドル係合位置へリム・セット集成体６４０を動かすための移動アーム６２０ａの運動は、マウント７２０の下側に固定された符号７２４によって全体的に示されている回転アクチュエータによってもたらされる。回転アクチュエータは周知の構造を有しており、Parker Hannifinから製造番号HTR30-1403C-CG61-C-1で入手することができる。アクチュエータ７２４によってシャフト（図示せず）が回転させられる。アクチュエータ７２４はアーム６２０ａに取り付けられており、ひいては回転アクチュエータ７２４の作動方向に応じて、アーム６２０ａの旋回運動をもたらす。

アーム６２０ａの内端部には、図７Ｂに符号７３０によって全体的に示された流体圧力動作型係合機構が好適に設けられている。係合機構７３０はコンベンショナルであり、Applied Roboticsから入手可能である。グリッパ／工具交換機構７３０は、係合ブロック７３２によってリム集成体６４０と不動に係合するように動作する。係合ブロック７３２は、やはりApplied Roboticsから入手可能であり、ブラケット６３６の部分を形成する。

周知のように、グリッパ機構は複数のカム部材７３０ａを含んでいる。これらのカム部材は、係合ブロック７３２に形成されたスロット７３０ｂと係合可能である。アクチュエータ７３０に加えられた流体圧力によって、カム・エレメント又はフィンガ部材７３０ａが外方に向かって動き、そしてスロット７３０ｂと係合し、ひいてはブラケット６３６を移動アーム６２０ａにロックすることになる。

リム・セット集成体６４０を移動アームにカップリングするようにブラケット６３６と係合するために、移動機構は、ハブ７３４が係合ブロック７３２に形成された連携開口７３６によって受容されるまで、整合された移動部材６２０ａを降下させる。次いで、グリッパ機構を活性化することによって、フィンガ部材７３０ａをスロット７３０ｂ内に伸長させ、これによりブラケット６３６を移動アーム６２０ａにカップリングする。

図８Ａ〜８Ｃは貯蔵シェルフ６３０上でのリム・セット集成体６４０の位置決めを示している。図８Ｂから最もよく判るように、リム・セット集成体６４０がシェルフ上に配置されると、集成体は、シェルフ面上に載置された下側リム２４と、少なくとも２つの支持ステーション７４０によって支持されたブラケット６３６の端部との組み合わせによって支持される。

図９Ａはブラケット６３６を示し、またレバーアーム６８４の２つの端位置を示している。レバーアームはロック機構６５４を回転させることにより、それぞれのリムと連携するロック・スタッド６９０と係合・係合解離し、或いは上側及び下側スピンドル３２，３０の部分を形成するリム保持スタッド６９５を係合・係合解離する。

図９Ｂは、上側及び下側リム２６，２４と上側及び下側スピンドル３２，３０との係合、及び上側及び下側リム２６，２４と、リム間に位置決めされたブラケット６３６との係合を示している。レバーアーム６８４の位置に応じて（端位置は図９Ａに示されている）、リム２４，２６はスピンドルにロックされ、ブラケット６３６によって解離されるか、又はブラケット６３６にロックされ、そしてスピンドル２４，２６によって同時に解離される。係合状態はレバーアーム６８４の位置によって決定される。

図１０は、移動アーム及び貯蔵シェルフ６３０に対するその関係を示す別の上面図である。この図では、レバーアーム６８４を動かすための機構が示されている。図１０から判るように、流体圧力動作型アクチュエータ７６０はピボット・アームに結合されており、このピボット・アームは、相互結合されたアーム７６２，７６４を含むカム・ローラ作動集成体を含んでいる。アーム７６２は流体圧力動作型アクチュエータ７６０のピストン・ロッドに旋回可能に結合されており、そしてアーム７６４は、レバーアーム６８４の部分を形成するカム・ローラ６８４ａを受容するためのスロットを含んでいる。図１０から判るように、流体圧力動作型アクチュエータ７６０の伸長及び後退は、レバーアーム６８４の連携運動をもたらす。この運動はレバーアームを２つの端位置間に動かす。これらの端位置において、レバーアームはロック部材６５４をブラケット６３６にロックするか、或いはロック部材６５４をそれぞれのスピンドルにロックする。

ロック・リング６５４、及びロック・リングを連携リムによって担持する方法は、試験ステーションのスピンドルにおいてリムを手動で交換するのを容易にする装置を形成することもできる。ロック部材を使用してリムの手動交換を容易にするために、本発明の自動バージョンでは上側及び下側のスピンドルの部分を形成するロック・スタッド又は保持スタッド６９５の代わりに、ねじ山付きボルト又はスタッドを設ける。これらのボルト又はスタッドは、ロック部材６５４の下側リング６６２に形成された拡大開口７００ｂを辛うじて通ることができるヘッドを有している。スピンドルにリムを設置するために、ロック部材６５４をスピンドル解離位置に手動で回転させ、次いで、スピンドルの部分を形成するねじ山付き保持スタッドのヘッドが拡大開口７００ｂを貫通するのを可能にする配向でリムをスピンドルに配置する。必要ならば、保持スタッドを緩めることにより、保持スタッド・ヘッドの下側がリング６６２の高さよりも上方に位置するようにする。次いでロック部材をスピンドル係合位置に回転させる。このスピンドル係合位置では、スロット７００ａは保持スタッド・ヘッドの下側に動く。次いでスタッドを作業者によって締め下げることによって、リング６６２及び連携リムをスピンドルにロックする。

リムの除去は、拡大開口７００ｂが保持スタッド・ヘッドと整合して、リムがスピンドルから取り外されるのが可能になるまで、リング６６２の回転を可能にするようにねじ山付き保持スタッドを単に緩めるだけで達成される。

本発明をある程度の具体性を持って説明してきたが、言うまでもなく、当業者ならば、この後に主張する本発明の思想又は範囲を逸脱することなしに、これに種々の変更を加えることができる。

Claims (26)

1. タイヤ・ユニフォーミティ試験システムのための、試験ステーションでリム・セットを交換する装置であって：
   該装置が：
   ａ） 少なくとも１つのリム・セット集成体を保管するための貯蔵ユニットと；前記リム・セット集成体を把持するためのグリッパ機構を含む移動アームと；前記リム・セット集成体を遠隔位置から、前記リム・セット集成体の部分を形成するリム対が前記試験ステーションで対向スピンドルと整合する位置へ動かすためのアクチュエータと
   を含み；
   ｂ） 前記リム・セット集成体は：
   ｉ） 前記移動アーム・グリッパ機構によって係合可能な構造を含むブラケット
   を含み、
   ｉｉ） 前記リム対のうちの少なくとも一方のリムが、第１位置と第２位置との間を回転可能に移動し得るロック部材を含み；
   ｉｉｉ） 前記ブラケットは、前記リムと前記ブラケットとの相対回転を阻止するように前記リムを固定化するための構造を含み；
   ｉｖ） 前記ロック部材が、前記ブラケットの部分を形成する保持部材と係合するために、前記第１位置から前記第２位置へ移動可能であり、
   ｃ） 該装置がさらに、前記スピンドルのうちの少なくとも１つのスピンドルの部分を形成する他の保持部材を含み、前記他の保持部材は、前記リムの前記ロック部材が前記第２位置から前記第１位置へ動かされると、前記リムの前記ロック部材によって動作係合可能であり、前記第１位置では、前記リムを前記スピンドルに固定するために、前記ロック部材は前記スピンドルにカップリングされると同時に、前記ブラケットによって解離される、
   タイヤ・ユニフォーミティ試験システムのための、試験ステーションでリム・セットを交換する装置。
2. さらに、他方のリムと連携する別のロック部材を含んでおり、そして前記ブラケットが前記他方のリムとの突き合わせ係合位置にあるときに前記他方のリムと前記ブラケットとの相対回転を阻止するように前記他方のリムを固定化するための付加的な構造を含む、請求項１に記載の装置。
3. 前記遠隔位置が貯蔵ユニットによって定義される、請求項１に記載の装置。
4. 前記貯蔵ユニットは複数のリム・セット集成体を保管するように構成されており、そして前記移動アームは前記貯蔵ユニットで往復鉛直運動するように設けられている、請求項３に記載の装置。
5. 前記貯蔵ユニットは、４つのリム・セット集成体を保管するための４つのシェルフを含んでいる、請求項４に記載の装置。
6. 前記リムを固定化するための前記構造は、前記リムが前記ブラケットによって保持されたときに前記リムの連携開口と係合することができる少なくとも１つの定置のピンを含む、請求項１に記載の装置。
7. 前記レバーアームの旋回運動が前記ロック部材の回転をもたらすように前記ロック部材に動作カップリングされた旋回可能に設けられたレバーアームによって、前記ロック部材がその第１位置から第２位置へ、そしてその第２位置から第１位置へ動かされる、請求項１に記載の装置。
8. 前記レバーアームの運動は前記移動アームの部分を形成するアクチュエータによってもたらされる、請求項７に記載の装置。
9. 前記レバーアームは、少なくとも１つの作動ピンによって前記ロック部材に動作カップリングされており、該作動ピンは、前記ロック部材が前記ブラケットと係合すると、前記ロック部材の連携開口と係合する、請求項７に記載の装置。
10. 試験システムを形成するタイヤ・ユニット内のリム交換装置のためのリム・セット集成体であって、
    ａ） 前記リム・セット集成体は、移動アームによって係合可能な構造を含むブラケットを含み、前記移動アームは前記リム・セット集成体を前記試験ステーション位置から遠隔位置へ動かすようになっており；
    ｂ） 前記リムの少なくとも１つのリムが、第１位置と第２位置との間で移動可能なロック部材を含み；
    ｃ） 前記ブラケットは、前記リムと前記ブラケットとの相対回転を阻止するように前記リムを固定化するための構造を含み、そしてさらに、前記ブラケットの部分を形成する保持部材と係合するために、前記第１位置から前記第２位置へ前記ロック部材を動かすための機構を含み、前記ロック部材は前記リムを前記保持部材から解離するために前記第２位置から前記第１位置へ移動可能である、
    試験システムを形成するタイヤ・ユニット内のリム交換装置のためのリム・セット集成体。
11. 前記リムは、前記ブラケットによって保持されると同軸的に整合される、請求項１０に記載の装置。
12. 前記ロック部材は、所定の間隔を置いた一対のリングを含み、前記リングのうちの一方は、所定の運動時に前記タイヤ・ユニフォーミティ試験システムの部分を形成するスピンドルと係合可能であり、前記リングのうちの他方は、所定の運動時に前記ブラケットと係合可能である、請求項１１に記載の装置。
13. 前記リムのそれぞれが前記ロック部材を含み、前記ロック部材のそれぞれは、前記第１位置と前記第２位置との間を移動可能である、請求項１０に記載の装置。
14. 前記機構は旋回運動するように設けられたレバーアームを含み、該レバーアームの一方の端部は前記リムの回転軸と一致する回転軸を画定しており、前記一方の端部は、前記リムが前記ブラケットによって保持されると前記ロック部材と動作係合し、そして前記他方の端部は、前記ロック・レバーの旋回運動を生じさせるためのレバーアーム・アクチュエータによって係合可能であり、これにより、前記ロック部材を前記第１位置と第２位置との間で動かすために、前記ロック部材に回転が与えられる、請求項１３に記載の装置。
15. 前記ブラケットは、前記タイヤ・ユニフォーミティ試験システムの部分を形成するスピンドルと係合可能な運動阻止部材を含み、これにより、前記スピンドルの回転が阻止される、請求項１０に記載の装置。
16. 前記保持部材が、前記ロック部材にクランプ力を加えるためのばね部材を含む、請求項１に記載の装置。
17. 前記レバーアームの前記一方の端部は、前記ロック部材の連携開口と係合可能な作動ピンを有するハブを含み、これにより、前記レバーアームの旋回運動が前記ロック部材の回転をもたらす、請求項１４に記載の装置。
18. タイヤ・ユニフォーミティ試験システム上でリムを交換する方法であって、
    ａ） リム対をブラケットに解離可能に設けることによってリム・セット集成体を形成し；
    ｂ） 前記リム・セット集成体と係合し、そしてこれを、前記リムが前記タイヤ・ユニフォーミティ試験システムの試験ステーションの部分を形成するスピンドルと軸方向に整合して位置決めされる所定の試験ステーション位置に動かし、
    ｃ） 前記リムのそれぞれと連携スピンドルとの突き合わせ接触をもたらすために、前記スピンドルのうちの少なくとも１つを動かし；
    ｄ） 少なくとも１つのリムを前記ブラケットから同時に解離すると同時に、連携スピンドルと係合させるロック機構を操作し；
    ｅ） 前記ブラケットから前記リムを解離したら、前記ブラケットを、前記試験ステーションから隔たった位置へ動かす
    工程を含む、タイヤ・ユニフォーミティ試験システム上でリムを交換する方法。
19. 前記リム・セット集成体を前記所定位置へ動かす前記工程は、前記リム集成体を移動アームと係合させ、該移動アームは係合すると、前記リム・セット集成体を収容位置から前記所定の試験ステーション位置へ並進させる、工程を含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記移動アームを、複数のリム・セット集成体を保管するための貯蔵ユニット上の第２の所定位置と整合するように移動する工程を含む、請求項１９に記載の方法。
21. タイヤ・ユニフォーミティ試験システムの部分を形成するスピンドルにリムを取り付ける方法であって：
    ａ） 前記リムに対して回転可能であって、連携スピンドルに設けられると前記リムの回転軸と一致する回転軸を有するロック部材を前記リムに取り付け；
    ｂ） 前記ロック・リングをリム解離位置へ動かし；
    ｃ） 前記スピンドルに、前記ロック部材によって係合可能な保持部材を設け；
    ｄ） 前記保持部材が前記ロック部材のスロット付き開口に進入する前記スピンドルとの所定の整合位置に前記リムを位置決めし；
    ｅ） 前記保持部材が前記スロット付き開口によって係合されるスピンドル係合位置へ、前記ロック部材を回転させ、これにより前記リムの前記スピンドルからの分離を阻止する、
    タイヤ・ユニフォーミティ試験システムの部分を形成するスピンドルにリムを取り付ける方法。
22. さらに、前記ロック部材に前記保持部材によって加えられる保持力を増大させるために、前記スピンドルに設けられた前記保持部材を操作する工程を含む、請求項２１に記載の方法。
23. 前記保持部材がねじ山付きリテーナであり、そして前記操作工程は、前記保持部材を前記ロック部材に対して締め付けるために前記保持部材を回転させることを含む、請求項２２に記載の方法。
24. さらに：
    ａ） ｉ） 前記ブラケットを前記リムと整合するように動かし；
    ｉｉ） 前記リムと前記ブラケットとの間に突き合わせ係合をもたらすために前記スピンドルの少なくとも１つを動かし；
    ｉｉｉ） 前記ロック部材をスピンドル係合位置からスピンドル解離位置へ回転させて、前記回転が同時に前記ロック部材と前記ブラケットとの係合をもたらすようにするように、前記ロック機構を操作し；
    ｉｖ） 前記スピンドルの少なくとも１つを隔たった位置に動かし；
    ｖ） リムが取り付けられた前記ブラケットを前記試験ステーションから隔たった位置へ動かす
    ことによって前記連携スピンドルから前記リムを取り外す
    工程を含む、請求項１８に記載の方法。
25. さらに、リムが取り付けられた前記ブラケットを、前記タイヤ・ユニフォーミティ試験システムの部分を形成する貯蔵シェルフ上の所定の位置に動かし、そして前記ブラケットと、取り付けられたリムとが前記貯蔵ユニット内の所定の位置に残されるように、前記ブラケットを解離する工程を含む、請求項２４に記載の方法。
26. タイヤ・ユニフォーミティ試験システムのための、試験ステーションでリム・セットを交換する装置であって：
    該装置が：
    ａ） 複数のリム・セット集成体を保管するための貯蔵ユニットと；
    ｂ） 前記貯蔵ユニット上で往復鉛直運動するように設けられた移動アームと
    を含み、
    ｃ） 前記移動アームは前記リム・セット集成体を把持するためのグリッパ機構を含み、そして、前記リム・セット集成体を貯蔵位置から、前記リム・セット集成体の部分を形成するリムが前記試験ステーションで対向スピンドルと整合する位置へ旋回させるためのアクチュエータを含み；
    ｄ） 前記リム集成体は：
    ｉ） 前記移動アーム・グリッパ機構によって係合可能な構造を含むブラケット
    を含み、
    ｉｉ） 前記リムのうちの少なくとも１つのリムが、第１位置と第２位置との間を回転可能に移動し得るロック部材を含み；
    ｉｉｉ） 前記ブラケットは、前記リムと前記ブラケットとの相対回転を阻止するように前記リムを固定化するための構造を含み、そしてさらに、前記ブラケットの部分を形成する保持部材と係合するために前記ロック部材を前記第１位置から前記第２位置へ動かすための手段を含み、
    ｅ） 該装置がさらに、前記スピンドルのうちの少なくとも１つのスピンドルの部分を形成する保持スタッドを含み、前記保持スタッドは、前記リムの前記ロック部材が第２位置から前記第１位置へ動かされると、前記リムの前記ロック部材によって動作係合可能であり、前記第１位置では、前記リムを前記スピンドルに固定するために、前記ロック部材は前記スピンドルにカップリングされると同時に、前記ブラケットによって解離される、
    タイヤ・ユニフォーミティ試験システムのための、試験ステーションでリム・セットを交換する装置。

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