(発明の詳細な説明)
図は、タイヤ車輪アセンブリを組み立てるための装置および方法の例示的実施形態を例証する。先述の内容に基づいて、概して、本明細書で使用される命名法は、単純に便宜のためであり、本発明を説明するために使用される用語は、当業者によって最も広い意味が与えられるべきであると理解されたい。
本発明の実施形態を説明することに先立って、例示的なタイヤTを図示する、図16A−16Dを参照する。さらに、本開示の図1Aから始まって、タイヤの「上」、「下」、「左」、「右」、および「側面」が参照され得る。そのような命名法は、タイヤTの特定の部分または側面を説明するために利用され得るが、そのような命名法は、タイヤTを支持する構造に関するタイヤTの配向により採用され得る。したがって、上記の命名法は、請求された発明の範囲を限定するために利用されるべきではなく、本発明の実施形態を説明する際に例示目的で本明細書において利用される。
さらに、タイヤTが以下の開示で説明されるように構造または車輪Wに隣接して配列されるとき(例えば、図17A−17B参照)、文面上の説明は、タイヤTの「左」部分または「右」部分を参照し得る。図16Cを参照すると、タイヤTは、支持部材Sに対して示され、タイヤTの「左」部分および「右」部分のための参照フレームを確立するために、支持部材Sが提供される(想像線で示される)。図16Cでは、タイヤTは、トレッド表面TTが想像線支持部材Sに隣接して配置されないが、むしろ下側壁表面TSLが想像線支持部材Sに隣接して配置されるように、「非回転」配向で配列される。中心分割線DLは、概して、タイヤTの「左」および、タイヤTの「右」部分を示すように、タイヤTの「非回転」配向を半分に等しく分割する。
上記で議論されるように、タイヤTのいくつかの直径TP−D、TOU−D、TOL−Dを参照する。幾何学的理論によると、直径は、円の中心、または本開示では、代替として、タイヤTの回転軸と称され得る、タイヤTの中心軸を通過する。幾何学的理論はまた、終点が両方とも円の円周上に位置する線分である、弦の概念も含み、幾何学的理論によると、直径は、円の最長弦である。
以下の説明では、タイヤTは、構造に対して移動させられてもよく、したがって、場合によっては、タイヤTの弦は、本発明の実施形態を説明するために参照され得る。図16Aを参照すると、タイヤTのいくつかの弦は、概して、TC1、TC2(すなわち、タイヤ直径TD)、およびTC3で示されている。
弦TC1は、「左」タイヤ弦と称されてもよい。弦TC3は、「右」タイヤ弦と称されてもよい。弦TC2は、タイヤ直径TDと同等であり得、「中心」弦と称されてもよい。左右のタイヤ弦TC1、TC3の両方は、中心弦TC2/タイヤ直径TDより小さい幾何学形状を含む。
左弦TC1および右弦TC3の場所を参照するために、左タイヤ接線TTAN−Lおよび右タイヤ接線TTAN−Rを参照する。左弦TC1は、左タイヤ接線TTAN−Lからタイヤ直径TDの約4分の1(1/4)離間される。右弦TC3は、右タイヤ接線TTAN−Rからタイヤ直径TDの約4分の1(1/4)離間される。左右のタイヤ弦TC1、TC3のそれぞれは、中心弦TC2からタイヤ直径TDの約4分の1(1/4)離間されてもよい。タイヤ直径TDから参照される上記の間隔は、例示的であり、本発明の範囲を約4分の1(1/4)の比に限定するように意図されるべきではない。したがって、他の比が所望に応じて定義されてもよい。
さらに、以下の開示で説明されるように、タイヤTは、構造に対して移動させられてもよい。図16Cを参照すると、移動は、上向きの移動を示す矢印Uまたは下向きの移動を示す矢印Dによって参照され得る。さらに、移動は、左あるいは後方の移動を示す矢印L、または右あるいは前方の移動を示す矢印Rによって参照され得る。
本発明の実施形態を説明することに先立って、例示的な車輪Wを図示する、図17A−17Bを参照する。さらに、本開示の図1Aから始まって、車輪Wの「上」、「下」、「左」、「右」、および「側面」が参照され得る。そのような命名法は、車輪Wの特定の部分または側面を説明するために利用され得るが、そのような命名法は、車輪Wを支持する構造に関する車輪Wの配向により採用され得る。したがって、上記の命名法は、請求された発明の範囲を限定するために利用されるべきではなく、本発明の実施形態を説明する際に例示目的で本明細書において利用される。
実施形態では、車輪Wは、上周縁面WRUと、下周縁面WRLと、上周縁面WRUを下周縁面WRLに接合する外周面WCとを含む。図17Bを参照すると、上周縁面WRUは、車輪直径WDを形成する。車輪直径WDは、上周縁面WRUから下周縁面WRLまで円周WCの周囲で非一定であり得る。上周縁面WRUによって形成される車輪直径WDは、上周縁面WRUから周縁面WRLまで円周WCの周囲で非一定の直径の最大直径であってもよい。車輪直径WDは、タイヤTの通路TPの直径TP−Dとほぼ同一であるが、それよりわずかに大きい。したがって、いったん車輪Wが通路TP内に配置されると、タイヤTの通路TPの直径TP−Dとほぼ同一であるが、それよりわずかに大きい車輪直径WDの結果として、タイヤTは、撓曲し、車輪Wに摩擦で固着されてもよい。
車輪Wの外周面WCはさらに、上ビードシートWSUと、下ビードシートWSLとを含む。上ビードシートWSUは、上周縁面WRUに近接して位置する、円周尖点、角、または陥凹を形成する。下ビードシートWSLは、下周縁面WRLに近接して位置する、円周尖点、角、または陥凹を形成する。タイヤTを膨張させると、加圧空気が、上ビードTBUを上ビードシートWSUに隣接して配置させ、その中に「着座」させる。同様に、タイヤTを膨張させると、加圧空気が、下ビードTBLを下ビードシートWSLに隣接して配置させ、その中に「着座」させる。
車輪Wの外周WCの非一定の直径はさらに、車輪「ドロップセンター」WDCを形成する。車輪ドロップセンターWDCは、車輪Wの外周WCの非一定の最小直径を含んでもよい。機能的に、車輪ドロップセンターWDCは、車輪WへのタイヤTの搭載を支援してもよい。
車輪Wの外周WCの非一定の直径はさらに、上「安全ビード」WSBを形成する。実施形態では、上安全ビードは、上ビードシートWSUに近接して位置してもよい。タイヤTの円周空気腔TACの中の加圧空気が大気に漏出する場合、上ビードTBUは、上ビードシートWSUから「脱座」してもよい。安全ビードWSBの近接性により、安全ビードWSBは、上ビードシートWSUに対して実質的に着座した配向で上ビードTBUの保持を支援することによって、上ビードシートWSUからの上ビードTBUの「脱座」の軽減を支援してもよい。いくつかの実施形態では、車輪Wは、下安全ビード(図示せず)を含んでもよいが、上および/または下安全ビードが、所望であれば、車輪Wとともに含まれてもよく、以下の開示で説明される本発明を実践するために必要とはされない。
図1Aを参照すると、タイヤ車輪アセンブリTWを処理するための処理サブステーション10が、実施形態に従って示されている。処理サブステーション10によって行われる「処理」は、タイヤ車輪アセンブリTWを形成するためにタイヤTを車輪Wに「接合」または「搭載」する行為を含んでもよい。「接合」または「搭載」する行為とは、車輪Wが、雌部分であるタイヤTの通路TPに挿入される、雄部分と称され得るように、タイヤTおよび車輪Wを物理的に連結、接続、または結合することを意味してもよい。
以下の図で説明され、示されるように、処理サブステーション10の所望の結果は、タイヤ車輪アセンブリTWを形成するためのタイヤTおよび車輪Wの接合および搭載であるが、処理サブステーション10は、タイヤ車輪アセンブリTWのタイヤTの円周空気腔TACを膨張させず、また、処理サブステーション10は、(「着座させる」行為が、典型的には、タイヤ車輪アセンブリTWが膨張させられる膨張ステップから生じるため)車輪Wの上ビードシートWSUおよび下ビードシートWSLに隣接してタイヤTの上ビードTBUまたは下ビードTBLを「着座させる」行為に寄与もしないことに留意されたい。したがって、タイヤTを車輪Wに接合または搭載すると、タイヤTの上ビードTBUまたは下ビードTBLは、車輪Wの外周面WCの周囲に配列され、および/またはそれに隣接して配置されてもよい。
実装では、処理サブステーション10は、「単一セル」ワークステーションの一部として含まれてもよい。単一セルワークステーションは、タイヤ車輪アセンブリTWの処理に寄与する他のサブステーション(図示せず)を含んでもよく、他のサブステーションは、例えば、石鹸洗浄サブステーション、ステミングサブステーション、膨張サブステーション、合印サブステーション、平衡サブステーション、および同等物を含んでもよい。「単一セル」という用語は、部分的に組み立てられたタイヤ車輪アセンブリTWが、アセンブリラインに沿って「引き渡される」ように(すなわち、「引き渡される」とは、部分的に組み立てられたタイヤ車輪アセンブリTWが、アセンブリラインの第1のワークステーションによって保持され、働きかけられ、さらなる処理のためにアセンブリラインの中の後続のワークステーションへ解放されることをアセンブリラインが要求することを意味する)、そうでなければ従来のアセンブリラインに配列され得る複数の連続的な離散ワークステーションを必要とすることなく、サブステーションがタイヤ車輪アセンブリTWの生産に寄与することを示す。むしろ、単一セルワークステーションは、タイヤ車輪アセンブリTWを組み立てるプロセスにおいて特定のタスクをそれぞれ行う、複数のサブステーションを有する、1つのワークステーションを提供する。この組立プロセスは、タイヤおよび/または車輪「引き渡し」が最小限化されるか、または完全に排除されるかのいずれかである場合に行われる。したがって、単一セルワークステーションは、アセンブリラインを画定する各個別ワークステーションのための保守を提供する必要もある一方で、従来のタイヤ車輪アセンブリラインと関連付けられる不動産設置面積を所有/賃借することと関連付けられる費用および投資を有意に削減する。したがって、単一セルワークステーションがタイヤ車輪アセンブリTWの製造で採用されるときに、設備投資および人間の監視が有意に削減される。
図1Aを参照すると、処理サブステーション10は、デバイス12を含む。デバイス12は、ロボットアームと称されてもよい。ロボットアーム12は、単一セルワークステーションの複数のサブステーション(例えば、処理サブステーション10を含む)に対して実質的に中心の位置に位置してもよい。ロボットアーム12は、接地Gに接続された基部/本体部分(図示せず)に取り付けられ、そこから延在してもよい。
ロボットアーム12は、エンドエフェクタ14を含んでもよい。エンドエフェクタ14は、車輪Wをロボットアーム12に除去可能に固着するためのかぎつめ、グリッパ、または他の手段を含んでもよい。エンドエフェクタ14は、ロボットアーム12が、処理サブステーション10によって行われる手順全体を通して車輪Wを保持して解放しない能力(および単一セルワークステーションで適用される場合、タイヤ車輪アセンブリTWの組立手順全体を通して車輪Wを保持して解放しない能力)を有することを可能にする。したがって、エンドエフェクタ14は、ロボットアーム12がタイヤ車輪アセンブリTWを後続のサブステーション(図示せず)に「引き渡す」必要性移動を最小限化または排除する。
処理サブステーション10は、(1)タイヤ貯蔵サブステーションおよび(2)搭載サブステーションのものを含む、いくつかの機能/義務を果たしてもよい。タイヤ貯蔵サブステーションは、典型的には、車輪Wへの後続の接合のために「準備完了」位置に配列され得る、1つ以上のタイヤTを含む。搭載サブステーションは、典型的には、車輪WへのタイヤTの接合(例えば、タイヤTの通路TP内の車輪Wの配置)を支援する構造を含む。
図1Aを参照すると、処理サブステーション10は、エンドエフェクタ14で車輪Wをロボットアーム12に接合することによって初期化されてもよい。処理サブステーション10はまた、支持部材16上にタイヤTを位置付けることによって初期化されてもよい。支持部材16は、第1の支持部材16aと、第2の支持部材16bと、第3の支持部材16cとを含んでもよい。第1、第2、および第3の支持部材16a、16b、16cのそれぞれは、上面16’と、下面16’’とを含む。
第1、第2、および第3の支持部材16a、16b、16cのそれぞれの下面16’’は、それぞれ、少なくとも1つの第1の脚部材18a、少なくとも1つの第2の脚部材18b、および少なくとも1つの第3の脚部材18cに接続されてもよい。少なくとも1つの第1、第2、および第3の脚部材18a、18b、18cのそれぞれは、下層の接地Gから、第1、第2、および第3の支持部材16a、16b、16cのそれぞれを上昇または離間させるための長さを含む。ロボットアーム12は支持部材16に直接接続されない(むしろ接地Gに接続されてもよい)が、ロボットアーム12は、支持部材16を接地Gに接続する脚部材18a−18cにより、接地Gへの共通接続を介して、(以下の開示で説明される移動D1−D12の結果として)支持部材16と連動可能であり、および/または支持部材16に間接的に接続されると言え得る。
処理サブステーション10はさらに、複数のタイヤ係合デバイス20を含んでもよい。複数のタイヤ係合デバイス20は、第1の支持部材16aの上面16’に接続される第1のタイヤ係合デバイス20aと、第2の支持部材16bの上面16’に接続される第2のタイヤ係合デバイス20bと、第3の支持部材16cの上面16’に接続される第3のタイヤ係合デバイス20cとを含んでもよい。
図1B−1Cを参照すると、第1のタイヤ係合デバイス20aは、側方タイヤトレッド係合表面22a’を有する、本体22aを含んでもよい。第2および第3のタイヤ係合デバイス20b、20cのそれぞれは、上タイヤ側壁係合表面22b’、22c’を有する、本体22b、22cを含んでもよい。
第2および第3のタイヤ係合デバイス20b、20cの上側壁係合表面22b’、22c’は、相互と同一平面であり得る。第2および第3のタイヤ係合デバイス20b、20cの上側壁係合表面22b’、22c’は、第1の支持部材16aの上面16’の離間関係より大きい、接地Gに対する離間関係で配列されてもよい。したがって、第2および第3のタイヤ係合デバイス20b、20cの上側壁係合表面22b’、22c’は、第1の支持部材16aの上面16’に関して非同一平面関係で配列されてもよい。
第1のタイヤトレッド係合柱30aは、第2のタイヤ係合デバイス20bの上タイヤ側壁係合表面面22b’から延在してもよい。第2のタイヤトレッド係合柱30bは、第3のタイヤ係合デバイス20cの上タイヤ側壁係合表面22c’から延在してもよい。
図1Bを参照すると、第2および第3の支持部材16b、16cは、間隙または第1の間隔S1によって分離される。第1のタイヤトレッド係合柱30aは、間隙または第2の間隔S2によって第2のタイヤトレッド係合柱30bから分離される。第2の間隔S2は、第1の間隔S1より大きい。第1の間隔S1は、車輪Wの直径WDにほぼ等しいが、それよりわずかに大きくあり得、さらに、タイヤ直径TD/中心弦TC2は、第1の間隔S1より大きくあり得る。第2の間隔S2は、タイヤTの左弦TC1および右弦TC3にほぼ等しくあり得、さらに、タイヤ直径TD/中心弦TC2は、第2の間隔S2より大きくあり得る。
図3Aを参照して図2Aに見られるように、タイヤTを車輪Wに接合することに先立って、タイヤTは、上タイヤ開口部TOUおよび下タイヤ開口部TOLが、直径TP−Dを含むよう通路TPを画定するように、第1の弛緩した不偏配向で配列されると言え得る。タイヤTが最終的に車輪Wに接合されたとき(例えば、図2J参照)、上ビードTBUおよび下ビードTBLは、それぞれ、車輪Wの上ビードシートWSUおよび下ビードシートWSLに近接して配列されてもよいが、それに隣接して着座させられなくてもよい。後に、例えば、膨張サブステーション(図示せず)においてタイヤTを膨張させると、上ビードTBUおよび下ビードTBLは、それぞれ、車輪Wの上ビードシートWSUおよび下ビードシートWSLに着座させられ(すなわち、隣接して配置され)てもよい。さらに、タイヤTが車輪Wに接合されたとき(例えば、図2J参照)、タイヤTは、通路TPの直径TP−Dが実質的に円形であり、タイヤTの第1の弛緩した不偏配向のその幾何学形状に実質的に類似するように、第2の実質的に弛緩したが、いくぶん偏向した配向で配列されると言え得る。
図2Aを参照すると、ロボットアーム12は、「準備完了」位置に配列されるタイヤTを含む、支持部材16に関して離間配向で配列される。「準備完了」位置は、第1のタイヤ係合デバイス20aの本体22aの前タイヤトレッド係合表面22a’に隣接して配列される、タイヤTのトレッド表面TTを含んでもよい。「準備完了」位置はさらに、第1の支持部材16aの上面16’に関して第1の角度オフセット配向θ1で配列されている、タイヤTを含んでもよい。
タイヤTの第1の角度オフセット配向θ1は、(1)下側壁表面TSLの第1の部分TSL−1が、第1の支持部材16aの上面16’に隣接して配列され、(2)下側壁表面TSLの第2の部分TSL−2が、第2のタイヤ係合デバイス20bの本体22bの上タイヤ側壁係合表面22b’に隣接して配列され(図2Aでは、図1Aの断面参照線の視線のため、第2の部分TSL−2が表されていないが、図3Aに示されていることに留意されたい)、(3)下側壁表面TSLの第3の部分TSL−3が、第3のタイヤ係合デバイス20cの本体22cの上タイヤ側壁係合表面22c’に隣接して配置されるように、第1の支持部材16aの上面16’との第2および第3のタイヤ係合デバイス20b、20cの上側壁係合表面22b’、22c’の非同一平面関係に起因し得る。したがって、支持部材16が、タイヤTの下側壁表面TSLのための3点支持(図1Aでさらに明確に示される)をTSL−1、TSL−2、TSL−3で提供してもよい一方で、タイヤTの下側壁表面TSLの残りの部分は、タイヤTが第1の角度オフセット配向θ1で配列されたときに、支持部材16の上面16’、22b’、22c’の任意の他の部分と直接接触していない。
処理サブステーション10は、コントローラC(例えば、図1A参照)に、ロボットアーム12の移動を(矢印D1−D12の方向に従って、図2A−2J参照)駆動するモータM(例えば、図1A参照)へ1つ以上の信号を送信させることによって、搭載手順を実行してもよい。代替として、またはコントローラCによる自動操作に加えて、メモリに記憶された入力に従って、移動D1−D12は、(例えば、ジョイスティック、ボタンの押下、または同等物を介して)手動オペレータ入力Oのうちの1つ以上に起因してもよい。
図2Aに見られるように、矢印D1の方向に従った第1の下方D移動は、支持部材16に関してロボットアーム12の離間配向を低減してもよい。矢印D2の方向に従った第2の移動は、エンドエフェクタ14に、例えば、反時計回り方向へ車輪Wを回転させてもよい。矢印D1、D2の方向に従った移動は、所望に応じて、別々に、または同時に行われてもよい。
図2Bを参照すると、矢印D1、D2の方向に従った移動は、車輪WのドロップセンターWDCの第1の(例えば、左)部分が、タイヤTの上ビードTBUの第1の(例えば、左)部分に隣接して配置されるように、タイヤTの通路TP内に車輪Wの下ビードシートWSLの第1の(例えば、左)部分およびドロップセンターWDCを位置付けると止まってもよい。タイヤTのトレッド表面TTの第1の(例えば、左)部分が、第1のタイヤ係合デバイス20aの本体22aの前タイヤトレッド係合表面22a’に隣接して配列されるため、ロボットアーム12の移動に起因する車輪Wの後続の移動は、タイヤTが第2および第3の支持部材16b、16cから離れて(例えば、左Lへ)移動することを防止する。
図2Bを続けて参照すると、矢印D3の方向に従った第3の移動は、車輪Wの前方の(例えば、右Rへの)移動を引き起こし得る。矢印D4の方向に従った第4の移動は、エンドエフェクタ14に、例えば、時計回りの方向へ(すなわち、矢印D2の方向とは回転的に反対に)車輪Wを回転させてもよい。矢印D3、D4の方向に従った移動は、所望に応じて、別々に、または同時に行われてもよい。
図2Cを参照すると、矢印D3、D4の方向に従った移動は、車輪WのドロップセンターWDCの第2の(例えば、右)部分および下ビードシートWSLが、下ビードTBLの第2の(例えば、右)部分に近接するが隣接せず、タイヤTの上ビードTBUの第2の(例えば、右)部分から離れて配置されるように、タイヤTの通路TP内に車輪Wの下ビードシートWSLの第2の(例えば、右)部分およびドロップセンターWDCを位置付けると止まってもよい。上述のように、タイヤTのトレッド表面TTの第1の(例えば、左)部分が、第1のタイヤ係合デバイス20aの本体22aの前タイヤトレッド係合表面22a’に隣接して配列されるため、ロボットアーム12の移動に起因する車輪Wの移動D3、D4は、タイヤTが第2および第3の支持部材16b、16cから離れて(例えば、左Lへ)移動することを防止する。
図2Cを続けて参照すると、矢印D5の方向に従った第5の移動は、車輪Wの前方の(例えば、右Rへの)移動を引き起こし得る。矢印D6の方向に従った第6の移動は、エンドエフェクタ14に、例えば、反時計回りの方向へ(すなわち、矢印D4の方向とは回転的に反対に)車輪Wを回転させてもよい。矢印D5、D6の方向に従った移動は、所望に応じて、別々に、または同時に行われてもよい。
図2Dを参照すると、矢印D5、D6の方向に従った移動は、以下のように、タイヤTに対して車輪Wの配向を調整すると停止してもよい。(1)車輪Wの下ビードシートWSLの第1の(例えば、左)部分およびドロップセンターWDCが、タイヤTの通路TP内に配向されるが、上ビードTBUの第1の(例えば、左)部分から離れ、それに隣接して配置されないが、むしろタイヤTの下ビードTBLに近接するが隣接しない、および(2)車輪Wの下ビードシートWSLの第2の(例えば、右)部分およびドロップセンターWDCが、タイヤTの通路TP内に配向されるが、下ビードTBLの第2の(例えば、右)部分から離れ、それに近接して配置されないが、むしろタイヤTの上ビードTBUの第2の(例えば、右)部分に近接するが隣接しない。
さらに、図2Dに見られるように、矢印D5、D6の方向に従った移動は、「準備完了」位置から「部分的搭載」位置まで前方に(例えば、右Rへ)タイヤTを移動させるために、ロボットアーム12が車輪Wを利用するように、車輪WをタイヤTの通路TP内に配置させ、タイヤTに部分的に接続させてもよい。タイヤTが車輪Wに関して「部分的搭載」位置に配列されたとき、第1のタイヤ係合デバイス20aの本体22aの前タイヤトレッド係合表面22a’は、もはやタイヤTのトレッド表面TTに隣接して配列されなくなるが、むしろ、タイヤTのトレッド表面TTの一部分および下側壁表面TSLのうちの1つ以上は、第1の支持部材16aの上面16’に隣接して部分的に配列される。
もはや「準備完了」位置に配列されなくなるが、支持部材16は、下側壁表面TSLの第1の部分TSL−1が上面16’に隣接して配列されるように、タイヤTの下側壁表面TSLのための3点支持を依然として提供する一方で、タイヤTの下側壁表面TSLの第2および第3の部分TSL−2、TSL−3は、依然として、第2および第3のタイヤ係合デバイス20b、20cの本体22b、22cの上タイヤ側壁係合表面22b’、22c’に隣接して配列される。しかしながら、図2DのタイヤTの配向が図2A−2CのタイヤTの配向と比較されたとき、3つの支持点は、図2Dではともにより近づいて収束しており、結果として、タイヤTは、第1の角度オフセット配向θ1より大きい第2の角度オフセット配向θ2で配列される。
図2Dを続けて参照すると、矢印D7の方向に従った第7の移動は、車輪Wのさらなる前方移動およびさらなる下向き移動Dのうちの1つ以上、およびさらなる前方(例えば、右Rへの)移動を引き起こし得る。矢印D8の方向に従った第8の移動は、エンドエフェクタ14に、例えば、さらなる反時計回りの方向へ車輪Wを回転させてもよい。矢印D7、D8の方向に従った移動は、所望に応じて、別々に、または同時に行われてもよい。
図2Eを参照すると、矢印D7、D8の方向に従った移動は、以下のように、タイヤTに対して車輪Wの配向を調整すると停止してもよい。(1)車輪Wの下ビードシートWSLの第1の(例えば、左)部分およびドロップセンターWDCが、タイヤTの下側壁表面TSLと離間した対向配向で、タイヤTの通路TPから外に配向される、および(2)(車輪Wの下ビードシートWSLの第2の(例えば、右)部分およびドロップセンターWDCに近接する)車輪Wの下周縁面WRLの一部分(例えば、右部分)が、タイヤTの通路TP内でタイヤTの下ビードTBLの第2(例えば、右)部分に隣接して配置される。
(車輪WおよびタイヤTの配向の結果として)第3のタイヤ係合デバイス20cの本体22cの想像線によって、矢印D7、D8の方向に従ったロボットアーム12の移動は、タイヤTの一部分が間隙または第2の間隔S2の中に配列されるが、第1および第2のタイヤトレッド係合柱30a、30bに隣接しないように、車輪Wの一部分を間隙または第1の間隔S1の中に配列させ、右タイヤ弦TC3(例えば、図3Eの対応する上面図を参照)を、第1および第2のタイヤトレッド係合柱30a、30bに近接するが、それのわずかに左側に配列させる。
間隙または第1の間隔S1が、車輪Wの直径にほぼ等しいが、それよりわずかに大きくあり得るため、ロボットアーム12は、間隙または第1の間隔S1の中へ/を通して、第2および第3のタイヤ係合デバイス20b、20cの本体22b、22cの上タイヤ側壁係合表面22b’、22c’の下方に車輪Wを移動させることを可能にされるが、タイヤTの直径が間隙または第1の間隔S1の直径より大きいため、ロボットアーム12の移動は、車輪Wの移動とともに、間隙または第1の間隔S1を通したタイヤTの移動を禁止する。車輪Wが、タイヤTを伴わずに、間隙または第1の間隔S1を通過することを可能にされることの結果として、少なくとも(例えば、車輪Wの下ビードシートWSLの第1の(例えば、左)部分およびドロップセンターWDCに近接する)上記で説明される車輪Wの第1の左の部分は、車輪Wの下ビードシートWSLの第1の(例えば、左)部分およびドロップセンターWDCが、タイヤTの下側壁表面TSLと離間した対向配向で配列されるように、タイヤTの通路TPを通って「進入」することを可能にされる。
車輪WがタイヤTの通路TPを通って進入することの結果として、車輪Wの安全ビードWSBの第1の(例えば、左)部分は、タイヤTの上ビードTBUの第1の(例えば、左)部分に隣接して配置される。さらに、タイヤTの上ビードTBUの第1の(例えば、左)部分に隣接する安全ビードWSBの配列、およびタイヤTの下ビードTBLの第2の(例えば、右)部分に隣接する車輪Wの下外周縁面WRLの一部分の配列の結果として、実質的に下向きの力DFが車輪WからタイヤTへ分配されるように、実質的に下向きの力DFは、ロボットアーム12から車輪Wへ、そして安全ビードWSBおよび下外周縁面WRLにおける上記で説明されるタイヤTとの車輪Wの接触点へ伝達される。車輪WからタイヤTへの実質的に下向きの力DFは、タイヤTの下側壁表面TSLの第1、第2、および第3の部分TSL−1、TSL−2、TSL−3に達し、そこから支持部材16の上面16’、22b’、22c’へ分配される。
図2Eを続けて参照すると、矢印D9の方向に従った第9の移動は、車輪Wのさらなる前方の(例えば、右Rへの)移動を引き起こし得る。矢印D10の方向に従った第10の移動は、エンドエフェクタ14に、例えば、時計回りの方向へ(すなわち、矢印D8の方向とは回転的に反対に)車輪Wを回転させてもよい。矢印D9、D10の方向に従った移動は、所望に応じて、別々に、または同時に行われてもよい。
図2Fおよび3Fを参照すると、矢印D9、D10の方向に従った移動は、以下のように、タイヤTに対して車輪Wの配向を調整すると停止してもよい。(1)車輪WおよびタイヤTが、第1および第2のタイヤトレッド係合柱30a、30bの前方に(例えば、右Rへ)配向されるように、車輪WおよびタイヤTが、第1および第2のタイヤトレッド係合柱30a、30bを予め「乗り越えられ」、(2)第1および第2のタイヤトレッド係合柱30a、30bに対するタイヤTおよび車輪Wの前方配向の結果として、タイヤTの左弦TC1が第1および第2のタイヤトレッド係合柱30a、30bの第2の間隔S2と整合させられるように、タイヤTの約4分の3(3/4)が、(例えば、図3Fに示されるように)第1および第2のタイヤトレッド係合柱30a、30bの前方に配列され、第2の間隔S2との左弦TC1の整合の結果として、タイヤTのトレッド表面TTの第1のトレッド表面部分TT1および第2のトレッド表面部分TT2は、それぞれ、第1および第2のタイヤトレッド係合柱30a、30bに隣接し、それと直接接触して配置され、(3)車輪Wの下外周縁面WRLが、第2および第3のタイヤ係合デバイス20b、20cの本体22b、22cの上タイヤ側壁係合表面22b’、22c’と実質的に同一平面の関係で配列され、(4)タイヤTの下ビードTBLの第1の(例えば、左)部分が、車輪WのドロップセンターWDCの第1の(例えば、左)部分に隣接して配置され、(5)(車輪Wの下ビードシートWSLの第2の(例えば、右)部分およびドロップセンターWDCに近接して)車輪Wの外周縁面WRLの一部分が、タイヤTの通路TP内でタイヤTの下ビードTBLの第2の(例えば、右)部分に隣接して配置されたままとなる。
車輪Wの下外周縁面WRLが、第2および第3のタイヤ係合デバイス20b、20cの本体22b、22cの上タイヤ側壁係合表面22b’、22c’と実質的に同一平面の関係で配列されるため、タイヤTは、第1の支持部材16aともはや直接接触していない。さらに、上記で説明されるように、タイヤTの直径TDが間隙または第1の間隔S1の直径より大きいため、上タイヤ側壁係合表面22b’、22c’との下外周縁面WR−Lの同一平面配向は、タイヤTの下側壁表面TSLの第1の(例えば、左)部分の約4分の1(1/4)から2分の1(1/2)を、第2および第3のタイヤ係合デバイス20b、20cの本体22b、22cの上タイヤ側壁係合表面22b’、22c’に隣接して配置させる。
図2Fを続けて参照すると、矢印D11の方向に従った第11の移動は、(車輪Wの下ビードシートWSLおよびドロップセンターWDCに近接する)車輪Wの下外周縁面WRLが、第2および第3のタイヤ係合デバイス20b、20cの本体22b、22cの上タイヤ側壁係合表面22b’、22c’に実質的に近接するが、その下側に配列されるように、車輪Wの下向きの移動Dを引き起こし得る。矢印D12の方向に従った第12の移動は、車輪Wの後方の(例えば、左Lへの)移動を引き起こし得る。矢印D11、D12の方向に従った移動は、所望に応じて、別々に、または同時に行われてもよい。
図2Gを続けて参照すると、矢印D1−D12の方向に従った移動の結果として、タイヤTの下ビードTBLは、第2および第3のタイヤ係合デバイス20b、20cの本体22b、22cの側壁係合表面22b’、22c’を覆って曲線状の実質的に弓形の配向で配列される。さらに、車輪Wの最初の後方の(例えば、左Lへの)移動の結果として、タイヤTは、左弦TC1から右弦TC3へ第2の間隔S2(例えば、図3G参照)を通して前進させられる。図3Gに見られるように、左弦TC1と右弦TC3との間のタイヤTの弦(例えば、中心弦TC2を含む)が、左弦TC1および右弦TC3より大きいため、第1および第2のタイヤトレッド係合柱30a、30bは、第2の間隔S2を通したタイヤTの移動に干渉する。
図3Gに見られるような上記の干渉の結果として、タイヤTは、タイヤTの通路TPの直径TP−Dが、円形の形態よりも実質的に卵形の形態を含むよう一時的に圧漬されるように、一時的に変形する。したがって、実質的に同様に、上タイヤ開口部直径TOU−Dおよび下タイヤ開口部直径TOL−Dもまた、円形の形態よりも実質的に卵形の形態を含むように一時的に圧漬される。
上タイヤ開口部直径TOU−Dおよび下タイヤ開口部直径TOL−Dの卵形の形態は、車輪Wの外周面WCとのタイヤTの下ビードTBLおよび上ビードTBUの接触部分(および結果として摩擦)を低減させる。したがって、図2G−2Iおよび3G−3Iを参照すると、車輪Wが、矢印D12の方向に従って、第2の間隔S2を通して後方に(例えば、左Lに)タイヤTを前進させるにつれて、下ビードTBLが、下ビードシートWSLにわたって、外周縁面WRLとは反対の配向から、車輪WのドロップセンターWDCに隣接する最終位置まで前進させられると、直径TP−D、TOU−D、TOL−Dの全体的変形が、タイヤTの下ビードTBLを車輪Wの外周縁面WR−Lとのより少ない抵抗または干渉に遭遇させる。
図2Jおよび3Jを参照すると、いったん右弦TC3が、第2の間隔S2を通して、第1および第2のタイヤトレッド係合柱30a、30bの前方配向(例えば、右Rへ)から第1および第2のタイヤトレッド係合柱30a、30bの後方配向(例えば、左Lへ)戻って前進させられると、下ビードTBLの円周全体は、ドロップセンターWDCに隣接し、その周囲にある、その最終「搭載位置」まで前進させられると言え得る。さらに、上ビードTBUの円周全体は、安全ビードWSBに近接する車輪Wの外周面WCに隣接し、その周囲にある、その最終「搭載位置」に配列されると言え得る。
図2Jを続けて参照すると、矢印D13の方向に従った第13の移動は、支持部材16から離れた車輪WおよびタイヤTの上向きの移動Uを引き起こし得る。ロボットアーム12は、タイヤ車輪アセンブリTWを膨張させるために、タイヤ車輪アセンブリTWを、例えば、膨張サブステーション等の後続のサブステーション(図示せず)に移動させてもよく、それは、上ビードTBUを上ビードシートWSUに隣接して着座させ、下ビードTBLを下ビードシートWSLに隣接して着座させ得る。
図4Aを参照すると、タイヤ車輪アセンブリTWを処理するための処理サブステーション100が、実施形態に従って示されている。処理サブステーション100によって行われる「処理」は、タイヤ車輪アセンブリTWを形成するためにタイヤTを車輪Wに「接合」または「搭載」する行為を含んでもよい。「接合」または「搭載」する行為とは、車輪Wが、雌部分であるタイヤTの通路TPに挿入される、雄部分と称され得るように、タイヤTおよび車輪Wを物理的に連結、接続、または結合することを意味してもよい。
以下の図で説明され、示されるように、処理サブステーション100の所望の結果は、タイヤ車輪アセンブリTWを形成するためのタイヤTおよび車輪Wの接合および搭載であるが、処理サブステーション100は、タイヤ車輪アセンブリTWのタイヤTの円周空気腔TACを膨張させず、また、処理サブステーション100は、(「着座させる」行為が、典型的には、タイヤ車輪アセンブリTWが膨張させられる膨張ステップから生じるため)車輪Wの上ビードシートWSUおよび下ビードシートWSLに隣接してタイヤTの上ビードTBUまたは下ビードTBLを「着座させる」行為に寄与もしないことに留意されたい。したがって、タイヤTを車輪Wに接合または搭載すると、タイヤTの上ビードTBUまたは下ビードTBLは、車輪Wの外周面WCの周囲に配列され、および/またはそれに隣接して配置されてもよい。
実装では、処理サブステーション100は、「単一セル」ワークステーションの一部として含まれてもよい。単一セルワークステーションは、タイヤ車輪アセンブリTWの処理に寄与する他のサブステーション(図示せず)を含んでもよく、他のサブステーションは、例えば、石鹸洗浄サブステーション、ステミングサブステーション、膨張サブステーション、合印サブステーション、平衡サブステーション、および同等物を含んでもよい。「単一セル」という用語は、部分的に組み立てられたタイヤ車輪アセンブリTWが、アセンブリラインに沿って「引き渡される」ように(すなわち、「引き渡される」とは、部分的に組み立てられたタイヤ車輪アセンブリTWが、アセンブリラインの第1のワークステーションによって保持され、働き掛けられ、さらなる処理のためにアセンブリラインの中の後続のワークステーションに解放されることをアセンブリラインが要求することを意味する)、そうでなければ従来のアセンブリラインに配列され得る複数の連続的な離散ワークステーションを必要とすることなく、サブステーションがタイヤ車輪アセンブリTWの生産に寄与することを示す。むしろ、単一セルワークステーションは、タイヤ車輪アセンブリTWを組み立てるプロセスにおいて特定のタスクをそれぞれ行う、複数のサブステーションを有する、1つのワークステーションを提供する。この組立プロセスは、タイヤおよび/または車輪「引き渡し」が最小限化されるか、または完全に排除されるかのいずれかである場合に行われる。したがって、単一セルワークステーションは、アセンブリラインを画定する各個別ワークステーションのための保守を提供する必要もある一方で、従来のタイヤ車輪アセンブリラインと関連付けられる不動産設置面積を所有/賃借することと関連付けられる費用および投資を有意に削減する。したがって、単一セルワークステーションがタイヤ車輪アセンブリTWの製造で採用されるときに、設備投資および人間の監視が有意に削減される。
図4Aを参照すると、処理サブステーション100は、デバイス112を含む。デバイス112は、ロボットアームと称されてもよい。ロボットアーム112は、単一セルワークステーションの複数のサブステーション(例えば、処理サブステーション100を含む)に対して実質的に中心の位置に位置してもよい。ロボットアーム112は、接地Gに接続された基部/本体部分(図示せず)に取り付けられ、そこから延在してもよい。
ロボットアーム112は、エンドエフェクタ114を含んでもよい。エンドエフェクタ114は、車輪Wをロボットアーム112に除去可能に固着するためのかぎつめ、グリッパ、または他の手段を含んでもよい。エンドエフェクタ114は、ロボットアーム112が、処理サブステーション100によって行われる手順全体を通して車輪Wを保持して解放しない能力(および単一セルワークステーションで適用される場合、タイヤ車輪アセンブリTWの組立手順全体を通して車輪Wを保持して解放しない能力)を有することを可能にする。したがって、エンドエフェクタ114は、ロボットアーム112がタイヤ車輪アセンブリTWを後続のサブステーション(図示せず)に「引き渡す」必要性移動を最小限化または排除する。
処理サブステーション100は、(1)タイヤ貯蔵サブステーションおよび(2)搭載サブステーションのものを含む、いくつかの機能/義務を果たしてもよい。タイヤ貯蔵サブステーションは、典型的には、車輪Wへの後続の接合のために「準備完了」位置に配列され得る、1つ以上のタイヤTを含む。搭載サブステーションは、典型的には、車輪WへのタイヤTの接合(例えば、タイヤTの通路TP内の車輪Wの配置)を支援する構造を含む。
図4Aを参照すると、処理サブステーション100は、エンドエフェクタ114で車輪Wをロボットアーム112に接合することによって初期化されてもよい。処理サブステーション100はまた、支持部材116上にタイヤTを位置付けることによって初期化されてもよい。支持部材116は、第1の支持部材116aと、第2の支持部材116bと、第3の支持部材116cとを含んでもよい。第1、第2、および第3の支持部材116a、116b、116cのそれぞれは、上面116’と、下面116’’とを含む。
第1、第2、および第3の支持部材116a、116b、116cのそれぞれの下面116’’は、それぞれ、少なくとも1つの第1の脚部材118a、少なくとも1つの第2の脚部材118b、および少なくとも1つの第3の脚部材118cに接続されてもよい。少なくとも1つの第1、第2、および第3の脚部材118a、118b、118cのそれぞれは、それぞれ、下層の接地Gから、第1、第2、および第3の支持部材116a、116b、116cのそれぞれを上昇または離間させるための長さを含む。ロボットアーム112は支持部材116に直接接続されない(むしろ接地Gに接続されてもよい)が、ロボットアーム112は、支持部材116を接地Gに接続する脚部材118a−118cにより、接地Gへの共通接続を介して、(以下の開示で説明される移動D1−D8の結果として)支持部材116と連動可能であり、および/または支持部材116に間接的に接続されると言え得る。
処理サブステーション100はさらに、複数のタイヤ係合デバイス120を含んでもよい。複数のタイヤ係合デバイス120は、第1の支持部材116aの上面116’に接続される第1のタイヤ係合デバイス120aと、第2の支持部材116bの上面116’に接続される第2のタイヤ係合デバイス120bと、第3の支持部材116cの上面116’に接続される第3のタイヤ係合デバイス120cとを含んでもよい。
図1A−3Jの処理サブステーション10を参照すると、複数のタイヤ係合デバイス20は、第1、第2、および第3の支持部材16a、16b、16cのそれぞれの上面16’に関して固定配向にあると言え得る。しかしながら、以下の開示で説明されるように、処理サブステーション100の複数のタイヤ係合デバイス120は、第1、第2、および第3の支持部材116a、116b、116cのそれぞれの上面116’に関して固定されていない可動配向にあると言え得る。
図4B−4Cを参照すると、第1のタイヤ係合デバイス120aは、前(右)側のタイヤトレッド係合表面122a’、後(左)側面122a’’、上面122a’’’、および下面122a’’’’を有する、本体122aを含んでもよい(例えば、図4C参照)。第2および第3のタイヤ係合デバイス120b、120cのそれぞれは、上タイヤ側壁係合表面122b’、122c’、後側面122b’’、122c’’、および下面122b’’’、122c’’’を有する、本体122b、122cを含んでもよい(例えば、図4C参照)。
第2および第3のタイヤ係合デバイス120b、120cの上側壁係合表面122b’、122c’は、相互と同一平面であり得る。第2および第3のタイヤ係合デバイス120b、120cの上側壁係合表面122b’、122c’は、第1の支持部材116aの上面116’の離間関係より大きい、接地Gに対する離間関係で配列されてもよい。したがって、第2および第3のタイヤ係合デバイス120b、120cの上側壁係合表面122b’、122c’は、第1の支持部材116aの上面116’に関して非同一平面関係で配列されてもよい。
第1のタイヤ係合デバイス120aの本体122aの後側面122a’’は、第1のロッド124aに接続されてもよい。第1のロッド124aは、第1のアクチュエータA1に接続されてもよい(例えば、図4B参照)。第1のタイヤ係合デバイス120aの本体122aの下面122a’’’’は、少なくとも1つの雌陥凹126aを含んでもよい(例えば、図4C参照)。少なくとも1つの雌陥凹126aは、第1の支持部材116aの上面116’に接続された少なくとも1つの雄ガイド部材128aを受容する。
第2のタイヤ係合デバイス120bの本体122bの後側面122b’’は、第2のロッド124bに接続されてもよい。第2のロッド124bは、第2のアクチュエータA2に接続されてもよい(例えば、図4B参照)。第2のタイヤ係合デバイス120bの本体122bの下面122b’’’’は、少なくとも1つの雌陥凹126bを含んでもよい(例えば、図4C参照)。少なくとも1つの雌陥凹126bは、第2の支持部材116bの上面116’に接続された少なくとも1つの雄ガイド部材128bを受容する。
第2のタイヤ係合デバイス120cの本体122cの後側面122c’’は、第3のロッド124cに接続されてもよい。第3のロッド124cは、第3のアクチュエータA3に接続されてもよい(例えば、図4B参照)。第3のタイヤ係合デバイス120cの本体122cの下面122c’’’’は、少なくとも1つの雌陥凹126cを含んでもよい(例えば、図4C参照)。少なくとも1つの雌陥凹126cは、第3の支持部材116cの上面116’に接続された少なくとも1つの雄ガイド部材128cを受容する。
ロッド124a−124c、雌陥凹126a−126c、および雄ガイド部材128a−128cは、第1、第2、および第3の支持部材116a、116b、116cのそれぞれの上面116’に対する複数のタイヤ係合デバイス120の移動に役立つか、または寄与してもよい。例えば、第1、第2、および第3のロッド124a、124b、124cのそれぞれは、第1、第2、および第3のタイヤ係合デバイス120a、120b、120cの前方または後方移動をそれぞれ引き起こすか、またはそれに反応するために、それぞれ、(例えば、ばねを介して)駆動力および/または反力を第1、第2、および第3のタイヤ係合デバイス120a、120b、120cに提供してもよい。ばねがアクチュエータA1−A3のうちの1つ以上として、またはそれとともに含まれる場合、ばねは、第1、第2、および第3のロッド124a、124b、124cのうちの1つ以上を特定の配向へ付勢してもよく、したがって、例えば、タイヤTおよび車輪Wのうちの1つ以上等のオブジェクトが、第1、第2、および第3のタイヤ係合デバイス120a、120b、120cのうちの1つ以上を圧迫するか、またはそれに力を及ぼす場合、ばねの反力/付勢力が、第1、第2、および第3の支持部材116a、116b、116cのうちの1つ以上の上面116’に対する第1、第2、および第3のタイヤ係合デバイス120a、120b、120cのうちの1つ以上の移動を調節するために、第1、第2、および第3のタイヤ係合デバイス120a、120b、120cのうちの1つ以上に作用してもよい。雌陥凹126a−126cおよび雄ガイド部材128a−128cは、第1、第2、および第3の支持部材116a、116b、116cの上面116’に対する第1、第2、および第3のタイヤ係合デバイス120a、120b、120cの直線移動を提供するのに役立ってもよい。
図4B−4Cを続けて参照すると、第1のタイヤトレッド係合柱130aは、第2のタイヤ係合デバイス120bの上タイヤ側壁係合表面面122b’から延在してもよい。第2のタイヤトレッド係合柱130bは、第3のタイヤ係合デバイス120cの上タイヤ側壁係合表面122c’から延在してもよい。第1および第2のタイヤトレッド係合柱130a、130bのそれぞれは、上タイヤ側壁係合表面132a、132bを含む。
図4Bを参照すると、第2および第3の支持部材116b、116cは、間隙または第1の間隔S1によって分離される。第1のタイヤトレッド係合柱130aは、間隙または第2の間隔S2’によって第2のタイヤトレッド係合柱130bから分離される。第2の間隔S2’は、第1の間隔S1より大きくあり得る。第1の間隔S1は、車輪Wの直径WDにほぼ等しいが、それよりわずかに大きくあり得、さらに、タイヤ直径TD/中心弦TC2は、第1の間隔S1より大きくあり得る。第2の間隔S2’は、タイヤTの左弦TC1および右弦TC3にほぼ等しくあり得、さらに、タイヤ直径TD/中心弦TC2は、第2の間隔S2’より大きくあり得る。
処理サブステーション100の第1の間隔S1は、処理サブステーション10の第1の間隔S1と実質的に類似する。処理サブステーション100の第2の間隔S2’は、処理サブステーション10の第2の間隔S2と実質的に類似するが、処理サブステーション100の第2の間隔S2’は、処理サブステーション100の第2および第3のタイヤ係合デバイス120b、120cの移動により、処理サブステーション10の第2の間隔S2とは異なる。したがって、処理サブステーション100の第2の間隔S2’は、「可変の」または「調整可能な」第2の間隔S2’と称されてもよい。
図1A−3Jの処理サブステーション10を参照して、第1、第2、および第3の支持部材16a、16b、16cは、離間関係で配列された個々のユニットであると言え得る。図4A−4Cの処理サブステーション100を参照して、複数の第1、第2、および第3の支持部材116a、116b、116cもまた、個々のユニットであると言え得るが、例えば、図4Bに見られるように、第1の支持部材116aの前方(例えば、右)端116aERは、第2の支持部材116bの後方(例えば、左)端116bELおよび第3の支持部材116cの後方(例えば、左)端116cELに関して接触または隣接関係で配列されてもよい。さらに、4Bに見られるように、第1の支持部材116aの上面116’に接続される、少なくとも1つの雄ガイド部材128aは、第1の支持部材116aの前方(例えば、右)端116aERまで延在し、そこで終端してもよい。
図5Aおよび6Aを参照して図4Aに見られるように、タイヤTを車輪Wに接合することに先立って、タイヤTは、上タイヤ開口部TOUおよび下タイヤ開口部TOLが、直径TP−Dを含むよう通路TPを画定するように、第1の弛緩した不偏配向で配列されると言え得る。タイヤTが車輪Wに接合されたとき(例えば、図5Jおよび6J参照)、上ビードTBUおよび下ビードTBLは、それぞれ、車輪Wの上ビードシートWSUおよび下ビードシートWSLに近接して配列されてもよいが、それに隣接して着座させられなくてもよい。後に、例えば、膨張サブステーション(図示せず)においてタイヤTを膨張させると、上ビードTBUおよび下ビードTBLは、それぞれ、車輪Wの上ビードシートWSUおよび下ビードシートWSLに着座させられ(すなわち、隣接して配置され)てもよい。さらに、タイヤTが車輪Wに接合されたとき(例えば、図5Jおよび6J参照)、タイヤTは、通路TPの直径TP−Dが実質的に円形であり、タイヤTの第1の弛緩した不偏配向のその幾何学形状に実質的に類似するように、第2の実質的に弛緩したが、いくぶん偏向した配向で配列されると言え得る。
図5Aを参照すると、ロボットアーム112は、「準備完了」位置に配列されるタイヤTを含む、支持部材116に関して離間配向で配列される。図5Aおよび6Aに見られるように、「準備完了」位置は、第1のタイヤ係合デバイス120aの本体122aの前タイヤトレッド係合表面122a’に隣接して配列される、タイヤTのトレッド表面TTを含んでもよく、さらに、「準備完了」位置は、第1の支持部材116aの上面116’に関して第1の角度オフセット配向θ1(例えば、図5A参照)で配列されている、タイヤTを含んでもよい。
図5Aを参照すると、タイヤTの第1の角度オフセット配向θ1は、(1)下側壁表面TSLの第1の部分TSL−1が、第1の支持部材116aの上面116’に隣接して配列され、(2)図5Aおよび6Aに見られるように、下側壁表面TSLの第2の部分TSL−2が、第2のタイヤ係合デバイス120bの第1のタイヤトレッド係合柱130aの上タイヤ側壁係合表面132aの一部分に隣接して配列され(図5Aでは、図4Aの断面参照線の視線のため、第2の部分TSL−2が表されていないことに留意されたい)、(3)下側壁表面TSLの第3の部分TSL−3が、第3のタイヤ係合デバイス120cの第2のタイヤトレッド係合柱130bの上タイヤ側壁係合表面132bの一部分に隣接して配置されるように、第1の支持部材116aの上面116’との第2および第3のタイヤ係合デバイス120b、120cの上側壁係合表面122b’、122c’の非同一平面関係に起因し得る。したがって、支持部材116が、タイヤTの下側壁表面TSLのための3点支持(図4Aでさらに明確に示される)をTSL−1、TSL−2、TSL−3で提供してもよい一方で、タイヤTの下側壁表面TSLの残りの部分は、タイヤTが第1の角度オフセット配向θ1で配列されたときに、支持部材116の上面116’、132a、132bの任意の他の部分と直接接触していない。
処理サブステーション100は、コントローラC(例えば、図4A参照)に、ロボットアーム112の移動を(矢印D1−D9の方向に従って、図5A−5J参照)駆動するモータM(例えば、図4A参照)へ1つ以上の信号を送信させることによって、搭載手順を実行してもよい。代替として、またはコントローラCによる自動操作に加えて、メモリに記憶された入力に従って、移動D1−D9は、(例えば、ジョイスティック、ボタンの押下、または同等物を介して)手動オペレータ入力Oのうちの1つ以上に起因してもよい。
図5Aに見られるように、矢印D1の方向に従った第1の下方D移動は、支持部材116に関してロボットアーム112の離間配向を低減してもよい。矢印D2の方向に従った第2の移動は、エンドエフェクタ114に、例えば、反時計回り方向へ車輪Wを回転させてもよい。矢印D1、D2の方向に従った移動は、所望に応じて、別々に、または同時に行われてもよい。
図5Bを参照すると、矢印D1、D2の方向に従った移動は、車輪WのドロップセンターWDCの第1の(例えば、左)部分が、タイヤTの上ビードTBUの第1の(例えば、左)部分に隣接して配置されるように、タイヤTの通路TP内に車輪Wの下ビードシートWSLの第1の(例えば、左)部分およびドロップセンターWDCを位置付けると止まってもよい。タイヤTのトレッド表面TTの第1の(例えば、左)部分が、第1のタイヤ係合デバイス120aの本体122aの前タイヤトレッド係合表面122a’に隣接して配列されるため、ロボットアーム112の移動に起因する車輪Wの後続の移動は、タイヤTが第2および第3の支持部材116b、116cから離れて(例えば、左Lへ)移動することを防止する。
図5Bを続けて参照すると、矢印D3の方向に従った第3の移動は、車輪Wの前方の(例えば、右Rへの)移動を引き起こし得る。矢印D4の方向に従った第4の移動は、エンドエフェクタ114に、例えば、時計回りの方向へ(すなわち、矢印D2の方向とは回転的に反対に)車輪Wを回転させてもよい。矢印D3、D4の方向に従った移動は、所望に応じて、別々に、または同時に行われてもよい。
図5Cを参照すると、矢印D3、D4の方向に従った移動は、車輪WのドロップセンターWDCの第2の(例えば、右)部分および下ビードシートWSLが、下ビードTBLの第2の(例えば、右)部分に近接するが隣接せず、タイヤTの上ビードTBUの第2の(例えば、右)部分から離れて配置されるように、タイヤTの通路TP内に車輪Wの下ビードシートWSLの第2の(例えば、右)部分およびドロップセンターWDCを位置付けると止まってもよい。上述のように、タイヤTのトレッド表面TTの第1の(例えば、左)部分が、第1のタイヤ係合デバイス120aの本体122aの前タイヤトレッド係合表面122a’に隣接して配列されるため、ロボットアーム112の移動に起因する車輪Wの移動D3、D4は、タイヤTが第2および第3の支持部材116b、116cから離れて(例えば、左Lへ)移動することを防止する。
図5Cを参照すると、矢印D3、D4の方向に従った移動は、タイヤTを第2および第3の支持部材116b、116cに関して後方に移動させないが、タイヤTの下側壁表面TSLの部分は、もはや第1および第2のタイヤトレッド係合柱130a、130bの上タイヤ側壁係合表面132a、132bに隣接して配列されなくてもよく、これは、タイヤTを圧迫し、反時計回り方向へ(上面116’に隣接する支持点TSL−1の周囲で)タイヤTを枢動させる車輪Wに起因し得る。したがって、タイヤTは、もはや3つの支持点で支持部材116に隣接して配列されなくてもよく、むしろ、タイヤTは、第1の支持部材116aの上面116’である、1つの支持点TSL−1で支持部材116に接触するのみである。
さらに、1つの支持点TSL−1で支持されているタイヤTの配向の結果として、タイヤTは、もはや第1の支持部材116aの上面116’に関して第1の角度オフセット配向θ1で配列されなくなる。むしろ、図5Cに見られるように、タイヤTは、下側壁表面TSLおよび第1の支持部材116aの上面116’に関して第2の角度オフセット配向θ2で配列され、第2の角度オフセット配向θ2は、第1の角度オフセット配向θ1より大きくあり得る。
図5Cを続けて参照すると、矢印D5の方向に従った第5の移動は、車輪Wの前方の(例えば、右Rへの)移動および下向きの(例えば、下方D)さらなる移動の1つ以上を引き起こし得る。矢印D6の方向に従った第6の移動は、エンドエフェクタ114に、例えば、さらなる時計回りの方向へ車輪Wを回転させてもよい。矢印D5、D6の方向に従った移動は、所望に応じて、別々に、または同時に行われてもよい。
図5Dを参照すると、矢印D5、D6の方向に従った移動は、以下のように、タイヤTに対して車輪Wの配向を調整すると停止してもよい。(1)下ビードシートWSL全体が、タイヤTの通路TP内に位置する、および(2)上ビードTBU全体が、車輪WのドロップセンターWDCの周囲で、それに隣接して配置される。
さらに、図5Dに見られるように、矢印D5、D6の方向に従った移動は、ロボットアーム112が、車輪WのドロップセンターWDCの周囲で、それに隣接して配置されている、上ビードTBU全体の一時的接続を介して、タイヤTを持ち上げて運搬するために車輪Wを利用し得るように、車輪WをタイヤTの通路TP内に配置させ、タイヤTに部分的に接続させてもよい。さらに、車輪WおよびタイヤTは、「部分的搭載」配向で配列されると言え得る。
いったん「部分的搭載」配向で配列されると、ロボットアーム112は、第1のタイヤ係合デバイス120aの本体122aの前タイヤトレッド係合表面122a’が、もはやタイヤTのトレッド表面TTに隣接して配列されなくなるように、車輪WおよびタイヤTを前方に(例えば、右Rへ)移動させてもよい。さらに、矢印D5、D6の方向に従った移動は、タイヤTおよび車輪Wが、第1および第2のタイヤ係合柱130a、130bの実質的に前方に(例えば、右Rへ)配列されるように、車輪Wに、第1および第2のタイヤ係合柱130a、130bの上方へ、またはそれにわたってタイヤTを運搬させてもよい。その上さらに、矢印D5、D6の方向に従った移動は、車輪Wの下外周縁面WRLおよびタイヤTの下側壁表面TSLを、第2および第3のタイヤ係合デバイス120b、120cの本体122b、122cの上タイヤ側壁係合表面122b’、122c’に近接して配列させるが、それに関して実質的に平行であるが離間した関係で配列させてもよい。
図5Dの上面図である図6Dを参照すると、タイヤTのトレッド表面TTは、第1および第2のタイヤ係合柱130a、130bに近接するが、それに関して離間関係で配列される。さらに、図5Dに見られるように、タイヤTのトレッド表面TTが、もはや第1のタイヤ係合デバイス120aの本体122aの前タイヤトレッド係合表面122a’に接触しなくなるため、第1のタイヤ係合デバイス120aは、後方に(例えば、左Lヘ)第2および第3のタイヤ係合デバイス120b、120cから離れて移動させられてもよい。図5Dを続けて参照すると、矢印D7の方向に従った第7の移動は、車輪Wの下向きDの移動を引き起こし得る。
図5Eを参照すると、矢印D7の方向に従った移動は、(1)車輪Wの下ビードシートWSLの第1の(例えば、左)部分およびドロップセンターWDCが、タイヤTの下側壁表面TSLと離間した対向配向で、タイヤTの通路TPから外に配向され、(2)(車輪Wの下ビードシートWSLの第2の(例えば、右)部分およびドロップセンターWDCに近接する)車輪Wの下外周縁面WRLの一部分(例えば、右部分)が、タイヤTの通路TP内でタイヤTの下ビードTBLの第2(例えば、右)部分に隣接して配置されるように、タイヤTの通路TPを通して車輪Wを「進入」させる。
(車輪WおよびタイヤTの配向の結果として)第3のタイヤ係合デバイス120cの本体122cの想像線によって、矢印D7の方向に従ったロボットアーム112の移動は、タイヤTの一部分が間隙または第2の間隔S2’の中に配列されるが、第1および第2のタイヤトレッド係合柱130a、130bに隣接しないように、車輪Wの一部分を間隙または第1の間隔S1の中に配列させ、左タイヤ弦TC1(例えば、図6Eの対応する上面図を参照)を、第1および第2のタイヤトレッド係合柱130a、130bに近接するが、それのわずかに右側に配列させる。
間隙または第1の間隔S1が、車輪Wの直径WDにほぼ等しいが、それよりわずかに大きいため、ロボットアーム112は、間隙または第1の間隔S1の中へ/を通して、第2および第3のタイヤ係合デバイス120b、120cの本体122b、122cの上タイヤ側壁係合表面122b’、122c’の下方に車輪Wを移動させることを可能にされるが、タイヤTの直径TDが間隙または第1の間隔S1の直径より大きいため、ロボットアーム112の移動は、車輪Wの移動とともに、間隙または第1の間隔S1を通したタイヤTの移動を禁止する。車輪Wが、タイヤTを伴わずに、間隙または第1の間隔S1を通過することを可能にされることの結果として、車輪Wの下ビードシートWSLおよびドロップセンターWDCは、タイヤTの通路TPを通って(図5Eに見られるように)「進入」することを可能にされる。
車輪WがタイヤTの通路TPを通って進入することの結果として、車輪Wの安全ビードWSBの第1の(例えば、左)部分は、タイヤTの上ビードTBUの第1の(例えば、左)部分に実質的に隣接して配置されてもよい。さらに、タイヤTの上ビードTBUの第1の(例えば、左)部分に実質的に隣接する安全ビードWSBの配列、およびタイヤTの下ビードTBLの第2の(例えば、右)部分に隣接する車輪Wの下外周縁面WRLの一部分の配列の結果として、実質的に下向きの力DFが、ロボットアーム112から車輪Wへ、そして安全ビードWSBおよび下外周縁面WRLにおける上記で説明されるタイヤTとの車輪Wの接触点へ伝達される。実質的に下向きの力DFはさらに、タイヤTの下側壁表面TSLの一部分を、もはや離間させなくするが、第2および第3の支持部材116b、116cの上面122b’、122c’に関して隣接させ、それと直接接触させる。したがって、下向きの力DFは、車輪WからタイヤTへ分配され、最終的に、第2および第3の支持部材116b、116cの上面122b’、122c’に達し、そこへ分配される。
図5Eを続けて参照すると、矢印D8の方向に従った第8の移動は、車輪Wの後方の(例えば、左Lへの)移動を引き起こし得る。図5Fを参照すると、矢印D1−D8の方向に従った移動の結果として、タイヤTの下ビードTBLは、第2および第3のタイヤ係合デバイス120b、120cの本体122b、122cの側壁係合表面122b’、122c’を覆って曲線状の実質的に弓形の配向で配列される。さらに、車輪Wの最初の後方の(例えば、左Lへの)移動の結果として、タイヤTは、左弦TC1から右弦TC3へ第2の間隔S2’を通して前進させられる。図6F−6Jに見られるように、左弦TC1と右弦TC3との間のタイヤTの弦(例えば、中心弦TC2を含む)が、左弦TC1および右弦TC3より大きいため、第1および第2のタイヤトレッド係合柱130a、130bは、第2の間隔S2’を通したタイヤTの移動に干渉する。タイヤTへの第1および第2のタイヤトレッド係合柱130a、130bの干渉は、タイヤトレッド係合柱130a、130bとのタイヤTのトレッド表面TTの第1のトレッド表面部分TT1(例えば、図6F参照)および第2のトレッド表面部分TT2(例えば、図6F参照)の接触を含む。
図5Dを再び参照すると、上記で説明される「進入」作用は、例えば、タイヤTの下側壁表面TSLが、第2および第3の支持部材116b、116cの上面122b’、122c’に接触するように、車輪WをタイヤTに圧迫させ得る。さらに、車輪Wの直径WDがタイヤTの直径TDより大きいため、タイヤTの下ビードTBLの一部分(例えば、下ビードTBL’の想像線部分)は、タイヤTの通路TPに車輪Wを通過させるために、変形または偏向させられてもよい。そのような変形/偏向は、タイヤ車輪アセンブリTWが処理されることを可能にするが、状況によっては、変形/偏向は望ましくない場合がある(例えば、タイヤTの下ビードTBLの完全性が非意図的に損なわれ得る)。
上記で説明されるタイヤTの例示的な変形TBL’を未然に防ぐため、(図5Cからの)矢印D5、D6の方向は、車輪WをタイヤTに関してオフセット角で配列させる、指向性構成要素を含んでもよい。図5D’に見られるように、タイヤTの下側壁表面TSLは、第2および第3の支持部材116b、116cの上面122b’、122c’に関して実質的に平行な関係で配列されるが、車輪Wは、第2および第3の支持部材116b、116cの上面122b’、122c’に関して平行に配列されず、したがって、タイヤTに関して傾斜または角度オフセット関係で配列される。図5E’を参照すると、タイヤTに関する車輪Wの配列の結果として、車輪WがタイヤTの通路TPを通して進入させられるとき、タイヤTの下ビードTBLの一部分は、車輪Wの移動に干渉する可能性が低くあり得、結果として、タイヤTは、車輪WがタイヤTの通路TPを通過するにつれて、(図5DのTBL’で示されるように)変形または偏向させられる可能性が低い。
図6Eを参照すると、実施形態では、第2および第3のアクチュエータA2、A3は、例えば、(可変の)第2の間隔S2’を提供するために、第1および第2のタイヤトレッド係合柱130a、130bを配列する様式で、第2および第3のタイヤ係合デバイス120b、120cを後退させ得る、モータを含んでよい。車輪WおよびタイヤTの最初の後方の(例えば、左Lへの)移動に先立って、アクチュエータA2、A3は、矢印O1、O2の方向に従って第1および第2のタイヤトレッド係合柱130a、130bを配列する様式で、第2および第3のタイヤ係合デバイス120b、120cの最初の部分後退を引き起こし得る。
図6F−6Iを参照すると、車輪Wの最初の後方の(例えば、左Lへの)移動時に、タイヤTは、モータA2、A3のさらなる作動を伴わずに、第2の間隔S2’を通して前進させられる。したがって、第1および第2のタイヤトレッド係合柱130a、130bは、固定配向でとどまり、タイヤTに干渉し、タイヤTの通路TPの直径TP−Dが、円形の形態よりもむしろ実質的に卵形の形態を含むよう一時的に圧漬されるように、タイヤTが一時的に変形させられるような様式で、半径方向内向きにタイヤTを押す。したがって、実質的に同様に、上タイヤ開口部直径TOU−Dおよび下タイヤ開口部直径TOL−Dもまた、円形の形態よりもむしろ実質的に卵形の形態を含むよう一時的に圧漬される。
上タイヤ開口部直径TOU−Dおよび下タイヤ開口部直径TOL−Dの卵形の形態は、車輪Wの外周面WCとのタイヤTの下ビードTBLおよび上ビードTBUの接触部分(および結果として摩擦)を低減させる。したがって、図5G−5Iおよび6G−6Iを参照すると、車輪Wが第2の間隔S2’を通してタイヤTを前進させるにつれて、下ビードTBLが、外周縁面WRLとは反対側に配向されることから、下ビードシートWSLを覆って配列されることまで、および車輪WのドロップセンターWDCに隣接する最終位置まで前進させられ、タイヤTが、第1および第2のタイヤトレッド係合柱130a、130bの前方の配向(例えば、右Rヘ)から第1および第2のタイヤトレッド係合柱130a、130bの後方の配向(例えば、左Lへ)に戻って前進させられると、直径TP−D、TOU−D、TOL−Dの全体的変形が、タイヤTの下ビードTBLを車輪Wの外周縁面WR−Lとのより少ない抵抗または干渉に遭遇させる。
図5I−5Jおよび6I−6Jを参照すると、いったん中心弦TC2または右弦TC3が、第2の間隔S2’を通して前進させられると、矢印O1、O2の方向に従って外向きに第1および第2のタイヤトレッド係合柱130a、130bをさらに後退させるために、モータA2、A3が作動させられてもよい。したがって、図6Jに見られるように、第1および第2のタイヤトレッド係合柱130a、130bは、もはやタイヤTのトレッド表面TTに接触しなくなってもよい。さらに、間隔S2’を通した車輪WおよびタイヤTの移動の結果として、下ビードTBLの円周全体は、ドロップセンターWDCに隣接し、その周囲にある、その最終「搭載位置」まで前進させられると言え得る。さらに、上ビードTBUの円周全体は、安全ビードWSBに近接する車輪Wの外周面WCに隣接し、その周囲にある、その最終「搭載位置」に配列される。
矢印D8の方向に従った移動およびアクチュエータA2、A3の作動の結果に加えて、図5Fを参照すると、第1のアクチュエータA1は、第1の支持部材116aの前方端116aERに向かって少なくとも1つの雄ガイド部材128aに沿った前方(例えば、右R)方向へ第1のタイヤ係合デバイス120aの本体122aを移動させるために作動させられてもよい。前方方向へのアクチュエータA1を介した第1のタイヤ係合デバイス120aの移動は、矢印D8の方向に従ったロボットアーム112によって開始される後方の(例えば、左Lへの)移動の直前に、またはそれと併せて行われてもよい。
図5Gを参照すると、第1の支持部材116aの前方端116aERまで駆動されたとき、第1のタイヤ係合デバイス120aの本体122aの上面122a’’’は、第2および第3のタイヤ係合デバイス120b、120cの本体122b、122cの上タイヤ側壁係合表面122b’、122c’と実質的に同一平面であり得る。したがって、第1のタイヤ係合デバイス120aの本体122aの上面122a’’’は、第2および第3のタイヤ係合デバイス120b、120cの本体122b、122cの上タイヤ側壁係合表面122b’、122c’の「拡張表面」としての機能を果たしてもよい。図5H−5Iを参照すると、タイヤTが後方に(例えば、左Lへ)第2の間隔S2’を通るにつれて、第1のアクチュエータA1は、第1の支持部材116aの前方端116aERから離れて少なくとも1つの雄ガイド部材128aに沿った対応する後方の(例えば、左L)方向へ第1のタイヤ係合デバイス120aの本体122aを移動させるために作動させられてもよい。
図5Iを参照すると、タイヤTを車輪Wに搭載した後、矢印D9の方向に従ったロボットアーム112の第9の移動は、支持部材116から離した車輪WおよびタイヤTの上向きの移動Uを引き起こし得る。ロボットアーム112は、タイヤ車輪アセンブリTWを膨張させるために、タイヤ車輪アセンブリTWを、例えば、膨張サブステーション等の後続のサブステーション(図示せず)に移動させてもよく、それは、上ビードTBUを上ビードシートWSUに隣接して着座させ、下ビードTBLを下ビードシートWSLに隣接して着座させ得る。
図7Aを参照すると、タイヤ車輪アセンブリTWを処理するための処理サブステーション200が、実施形態に従って示されている。処理サブステーション200によって行われる「処理」は、タイヤ車輪アセンブリTWを形成するためにタイヤTを車輪Wに「接合」または「搭載」する行為を含んでもよい。「接合」または「搭載」する行為とは、車輪Wが、雌部分であるタイヤTの通路TPに挿入される、雄部分と称され得るように、タイヤTおよび車輪Wを物理的に連結、接続、または結合することを意味してもよい。
以下の図で説明され、示されるように、処理サブステーション200の所望の結果は、タイヤ車輪アセンブリTWを形成するためのタイヤTおよび車輪Wの接合および搭載であるが、処理サブステーション200は、タイヤ車輪アセンブリTWのタイヤTの円周空気腔TACを膨張させず、また、処理サブステーション200は、(「着座させる」行為が、典型的には、タイヤ車輪アセンブリTWが膨張させられる膨張ステップから生じるため)車輪Wの上ビードシートWSUおよび下ビードシートWSLに隣接してタイヤTの上ビードTBUまたは下ビードTBLを「着座させる」行為に寄与もしないことに留意されたい。したがって、タイヤTを車輪Wに接合または搭載すると、タイヤTの上ビードTBUまたは下ビードTBLは、車輪Wの外周面WCの周囲に配列され、および/またはそれに隣接して配置されてもよい。
実装では、処理サブステーション200は、「単一セル」ワークステーションの一部として含まれてもよい。単一セルワークステーションは、タイヤ車輪アセンブリTWの処理に寄与する他のサブステーション(図示せず)を含んでもよく、他のサブステーションは、例えば、石鹸洗浄サブステーション、ステミングサブステーション、膨張サブステーション、合印サブステーション、平衡サブステーション、および同等物を含んでもよい。「単一セル」という用語は、部分的に組み立てられたタイヤ車輪アセンブリTWが、アセンブリラインに沿って「引き渡される」ように(すなわち、「引き渡される」とは、部分的に組み立てられたタイヤ車輪アセンブリTWが、アセンブリラインの第1のワークステーションによって保持され、働き掛けられ、さらなる処理のためにアセンブリラインの中の後続のワークステーションに解放されることをアセンブリラインが要求することを意味する)、そうでなければ従来のアセンブリラインに配列され得る複数の連続的な離散ワークステーションを必要とすることなく、サブステーションがタイヤ車輪アセンブリTWの生産に寄与することを示す。むしろ、単一セルワークステーションは、タイヤ車輪アセンブリTWを組み立てるプロセスにおいて特定のタスクをそれぞれ行う、複数のサブステーションを有する、1つのワークステーションを提供する。この組立プロセスは、タイヤおよび/または車輪「引き渡し」が最小限化されるか、または完全に排除されるかのいずれかである場合に行われる。したがって、単一セルワークステーションは、アセンブリラインを画定する各個別ワークステーションのための保守を提供する必要もある一方で、従来のタイヤ車輪アセンブリラインと関連付けられる不動産設置面積を所有/賃借することと関連付けられる費用および投資を有意に削減する。したがって、単一セルワークステーションがタイヤ車輪アセンブリTWの製造で採用されるときに、設備投資および人間の監視が有意に削減される。
図7Aを参照すると、処理サブステーション200は、デバイス212を含む。デバイス212は、ロボットアームと称されてもよい。ロボットアーム212は、単一セルワークステーションの複数のサブステーション(例えば、処理サブステーション200を含む)に対して実質的に中心の位置に位置してもよい。ロボットアーム212は、接地Gに接続された基部/本体部分(図示せず)に取り付けられ、そこから延在してもよい。
ロボットアーム212は、エンドエフェクタ214を含んでもよい。エンドエフェクタ214は、車輪Wをロボットアーム212に除去可能に固着するためのかぎつめ、グリッパ、または他の手段を含んでもよい。エンドエフェクタ214は、ロボットアーム212が、処理サブステーション200によって行われる手順全体を通して車輪Wを保持して解放しない能力(および単一セルワークステーションで適用される場合、タイヤ車輪アセンブリTWの組立手順全体を通して車輪Wを保持して解放しない能力)を有することを可能にする。したがって、エンドエフェクタ214は、ロボットアーム212がタイヤ車輪アセンブリTWを後続のサブステーション(図示せず)に「引き渡す」必要性を最小限化または排除する。
処理サブステーション200は、(1)タイヤ貯蔵サブステーションおよび(2)搭載サブステーションのものを含む、いくつかの機能/義務を果たしてもよい。タイヤ貯蔵サブステーションは、典型的には、車輪Wへの後続の接合のために「準備完了」位置に配列され得る、1つ以上のタイヤTを含む。搭載サブステーションは、典型的には、車輪WへのタイヤTの接合(例えば、タイヤTの通路TP内の車輪Wの配置)を支援する構造を含む。
図7Aを参照すると、処理サブステーション200は、エンドエフェクタ214で車輪Wをロボットアーム212に接合することによって初期化されてもよい。処理サブステーション200はまた、支持部材216上にタイヤTを位置付けることによって初期化されてもよい。支持部材216は、第1の支持部材216aと、第2の支持部材216bと、第3の支持部材216cとを含んでもよい。第1、第2、および第3の支持部材216a、216b、216cのそれぞれは、上面216’と、下面216’’とを含む。
第1、第2、および第3の支持部材216a、216b、216cのそれぞれの下面216’’は、それぞれ、少なくとも1つの第1の脚部材218a、少なくとも1つの第2の脚部材218b、および少なくとも1つの第3の脚部材218cに接続されてもよい。少なくとも1つの第1、第2、および第3の脚部材218a、218b、218cのそれぞれは、それぞれ、下層の接地Gから、第1、第2、および第3の支持部材216a、216b、216cのそれぞれを上昇または離間させるための長さを含む。ロボットアーム212は支持部材216に直接接続されない(むしろ接地Gに接続されてもよい)が、ロボットアーム212は、支持部材216を接地Gに接続する脚部材218a−218cにより、接地Gへの共通接続を介して、(以下の開示で説明される移動D1−D6の結果として)支持部材216と連動可能であり、および/または支持部材216に間接的に接続されると言え得る。
処理サブステーション200はさらに、複数のタイヤ係合デバイス220を含んでもよい。複数のタイヤ係合デバイス220は、第2の支持部材216bの上面216’に接続される第1のタイヤ係合デバイス220bと、第3の支持部材216cの上面216’に接続される第2のタイヤ係合デバイス220cとを含んでもよい。
図1A−3Jの処理サブステーション10を参照すると、複数のタイヤ係合デバイス20は、第1、第2、および第3の支持部材16a、16b、16cのそれぞれの上面16’に関して固定配向にあると言え得る。しかしながら、以下の開示で説明されるように、処理サブステーション200の複数のタイヤ係合デバイス220は、第2および第3の支持部材216b、216cのそれぞれの上面216’に関して固定されていない可動配向にあると言え得る。さらに、処理サブステーション10と比較すると、処理サブステーション200は、第1の支持部材216aに接続されるタイヤ係合デバイスを含まない。したがって、処理サブステーション200は、第2および第3の支持部材216b、216cに接続される第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cを含む。
図7B−7Cを参照すると、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cのそれぞれは、上タイヤ側壁係合表面222b’、222c’、後側面222b’’、222c’’(例えば、図7B参照)、下面222b’’’、222c’’’(例えば、図7C参照)、および側方車輪円周係合表面222b’’’’、222c’’’’を有する、本体222b、222cを含んでもよい。側方車輪円周係合表面222b’’’’、222c’’’’の幾何学形状は、実質的に「L字」または「J字」形状を含むように、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cの上タイヤ側壁係合表面222b’、222c’を画定する。例えば、図7Bおよび7Cに見られるように、側方車輪円周係合表面222b’’’’、222c’’’’のそれぞれは、第3の実質的に弓形の区画J3によって接続される、第1の実質的に直線状の区画J1および第2の実質的に直線状の区画J2を含む。
第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cの上側壁係合表面222b’、222c’は、相互と同一平面であり得る。第2および第3のタイヤ係合デバイス220b、220cの上側壁係合表面222b’、222c’は、第1の支持部材216aの上面216’の離間関係より大きい、接地Gに対する離間関係で配列されてもよい。したがって、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cの上側壁係合表面222b’、222c’は、第1の支持部材216aの上面216’に関して非同一平面関係で配列されてもよい。
第1のタイヤ係合デバイス220bの本体222bの後側面222b’’は、第1のロッド224bに接続されてもよい。第1のロッド224bは、第1のアクチュエータA2に接続されてもよい。第1のタイヤ係合デバイス220bの本体222bの下面222b’’’は、少なくとも1つの雌陥凹226bを含んでもよい。少なくとも1つの雌陥凹226bは、第2の支持部材116bの上面216’に接続された少なくとも1つの雄ガイド部材228bを受容する。
第2のタイヤ係合デバイス220cの本体222cの後側面222c’’は、第2のロッド224cに接続されてもよい。第2のロッド224cは、第2のアクチュエータA3に接続されてもよい。第2のタイヤ係合デバイス220cの本体222cの下面222c’’’は、少なくとも1つの雌陥凹226cを含んでもよい。少なくとも1つの雌陥凹226cは、支持部材216cの上面216’に接続された少なくとも1つの雄ガイド部材228cを受容する。
ロッド224b−224c、雌陥凹226b−226c、および雄ガイド部材228b−228cは、第2および第3の支持部材216b、216cのそれぞれの上面216’に対する複数のタイヤ係合デバイス220の移動に役立つか、または寄与してもよい。
例えば、第2および第3のロッド224b、224cのそれぞれは、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cの前方または後方移動をそれぞれ引き起こすか、またはそれに反応するために、それぞれ、(例えば、ばねを介して)駆動力および/または反力を第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cに提供してもよい。ばねがアクチュエータA2、A3のうちの1つ以上として、またはそれとともに含まれる場合、ばねは、第1および第2のロッド224b、224cのうちの1つ以上を特定の配向へ付勢してもよく、したがって、例えば、タイヤTおよび車輪Wのうちの1つ以上等のオブジェクトが、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cのうちの1つ以上を圧迫するか、またはそれに力を及ぼす場合、反力/付勢力が、第2および第3の支持部材216b、216cのうちの1つ以上の上面216’に対する移動を調節するために、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cのうちの1つ以上に作用してもよい。雌陥凹226b−226cおよび雄ガイド部材228b−228cは、第2および第3の支持部材216b、216cの上面216’に対する第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cの直線移動を提供するのに役立ってもよい。
図7B−7Cを続けて参照すると、第1のタイヤトレッド係合柱230aは、第1のタイヤ係合デバイス220bの上タイヤ側壁係合表面面222b’から延在してもよい。第2のタイヤトレッド係合柱230bは、第2のタイヤ係合デバイス220cの上タイヤ側壁係合表面222c’から延在してもよい。第1および第2のタイヤトレッド係合柱230a、230bのそれぞれは、上タイヤ側壁係合表面232a、232bを含む。
図7Bを参照すると、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、200cの側方車輪円周係合表面222b’’’’、222c’’’’は、間隙または第1の間隔S1’によって分離される。第1のタイヤトレッド係合柱230aは、間隙または第2の間隔S2’によって第2のタイヤトレッド係合柱230bから分離される。第2の間隔S2’は、第1の間隔S1’より大きくあり得る。第1の間隔S1’は、車輪Wの直径WDにほぼ等しいが、それよりわずかに大きくあり得、さらに、タイヤ直径TD/中心弦TC2は、第1の間隔S1’より大きくあり得る。第2の間隔S2’は、タイヤTの左弦TC1および右弦TC3にほぼ等しくあり得、さらに、タイヤ直径TD/中心弦TC2は、第2の間隔S2’より大きくあり得る。
処理サブステーション200の第1の間隔S1’が、側方車輪円周係合表面222b’’’’、222c’’’’から参照されるため、第1の間隔S1’は、処理サブステーション10、100の第1の間隔S1とは異なる。さらに、処理サブステーションの第1の間隔S1’は、第1の間隔S1’が移動可能な第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cと関連付けられるという事実により、処理サブステーション10、100の第1の間隔S1とは異なる。したがって、第1の間隔S1’は、「可変の」または「調整可能な」第1の間隔S1’と称されてもよい。
処理サブステーション200の第2の間隔S2’は、(処理サブステーション100の第2および第3のタイヤ係合デバイス120b、120cと比較して)第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cが移動可能であるという事実により、処理サブステーション100の第2の間隔S2’と実質的に類似する。したがって、処理サブステーション200の第2の間隔S2’は、「可変の」または「調整可能な」第2の間隔S2’と称されてもよい。
図8Aおよび9Aを参照して図7Aに見られるように、タイヤTを車輪Wに接合することに先立って、タイヤTは、上タイヤ開口部TOUおよび下タイヤ開口部TOLが、直径TP−Dを含むよう通路TPを画定するように、第1の弛緩した不偏配向で配列されると言え得る。タイヤTが車輪Wに接合されたとき(例えば、図8Gおよび9G参照)、上ビードTBUおよび下ビードTBLは、それぞれ、車輪Wの上ビードシートWSUおよび下ビードシートWSLに近接して配列されてもよいが、それに隣接して着座させられなくてもよい。後に、例えば、膨張サブステーション(図示せず)においてタイヤTを膨張させると、上ビードTBUおよび下ビードTBLは、それぞれ、車輪Wの上ビードシートWSUおよび下ビードシートWSLに着座させられ(すなわち、隣接して配置され)てもよい。さらに、タイヤTが車輪Wに接合されたとき(例えば、図8Gおよび9G参照)、タイヤTは、通路TPの直径TP−Dが実質的に円形であり、タイヤTの第1の弛緩した不偏配向のその幾何学形状に実質的に類似するように、第2の実質的に弛緩したが、いくぶん偏向した配向で配列されると言え得る。
図8Aを参照すると、ロボットアーム212は、「準備完了」位置に配列されるタイヤTを含む、支持部材216に関して離間配向で配列される。「準備完了」位置は、第1の支持部材216aの上面216’に隣接して配列される、タイヤTの下側壁表面TSLおよびトレッド表面TTのうちの1つ以上の一部分を含んでもよい。図8Aを参照すると、「準備完了」位置はさらに、第1の支持部材116aの上面116’に関して第1の角度オフセット配向θ1で配列されている、タイヤTを含んでもよい。
タイヤTの第1の角度オフセット配向θ1は、(1)下側壁表面TSLの第1の部分TSL−1が、第1の支持部材216aの上面216’に隣接して配列され、(2)下側壁表面TSLの第2の部分TSL−2が、第1のタイヤ係合デバイス220bの第1のタイヤトレッド係合柱230aの上タイヤ側壁係合表面232aの一部分に隣接して配列され(図8Aでは、図7Aの断面参照線の視線のため、第2の部分TSL−2が表されていないことに留意されたい)、(3)下側壁表面TSLの第3の部分TSL−3が、第2のタイヤ係合デバイス220cの第2のタイヤトレッド係合柱230bの上タイヤ側壁係合表面232bの一部分に隣接して配置されるように、第1の支持部材216aの上面216’との第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cの上側壁係合表面222b’、222c’の非同一平面関係に起因し得る。したがって、支持部材216が、タイヤTの下側壁表面TSLのための3点支持(図7Aでさらに明確に示される)をTSL−1、TSL−2、TSL−3で提供してもよい一方で、タイヤTの下側壁表面TSLの残りの部分は、タイヤTが第1の角度オフセット配向θ1で配列されたときに、支持部材216の上面216’、232a、232bの任意の他の部分と直接接触していない。
処理サブステーション200は、コントローラC(例えば、図7A参照)に、ロボットアーム212の移動を(矢印D1−D6の方向に従って、図8A−8G参照)駆動するモータM(例えば、図7A参照)へ1つ以上の信号を送信させることによって、搭載手順を実行してもよい。代替として、またはコントローラCによる自動操作に加えて、メモリに記憶された入力に従って、移動D1−D6は、(例えば、ジョイスティック、ボタンの押下、または同等物を介して)手動オペレータ入力Oのうちの1つ以上に起因してもよい。
図8Aに見られるように、矢印D1の方向に従った第1の下方D移動は、支持部材216に関してロボットアーム212の離間配向を低減してもよい。矢印D2の方向に従った第2の移動は、エンドエフェクタ214に、タイヤTに向かって後方に(例えば、左Lへ)車輪Wを移動させてもよい。矢印D1、D2の方向に従った移動は、所望に応じて、別々に、または同時に行われてもよい。
図8Bを参照すると、矢印D1、D2の方向に従った移動は、タイヤTの通路TP内に車輪Wの下ビードシートWSLの第1の(例えば、左)部分およびドロップセンターWDCを位置付けると止まってもよい。図8Bを続けて参照すると、矢印D3の方向に従った第3の移動は、車輪Wのさらなる下方Dの移動を引き起こし得る。矢印D4の方向に従った第4の移動は、車輪Wのさらなる後方の(例えば、左Lへの)移動を引き起こし得る。矢印D3、D4の方向に従った移動は、所望に応じて、別々に、または同時に行われてもよい。
図8Cを参照すると、矢印D3、D4の方向に従った移動は、車輪WがタイヤTを圧迫するか、またはそれに下方Dの力を及ぼすことの結果として、(例えば、反時計回り方向へ)タイヤTを回転させてもよい。したがって、タイヤTの下側壁表面TSLの一部分(例えば、TSL−1)は、もはや第1の支持部材216aの上面216’に隣接して配列されなくなる。さらに、タイヤTへの下向きDの力の結果として、タイヤTの下側壁表面TSLは、もはや第1および第2のタイヤトレッド係合柱230a、230bの上タイヤ側壁係合表面232a、232bに隣接して配列されなくなる。したがって、タイヤTは、もはや3つの支持点で支持部材216に隣接して配列されなくなってもよく、むしろ、第1および第2のタイヤトレッド係合柱230a、230bの上タイヤ側壁係合表面232a、232bに隣接して予め配置された第2および第3の部分(例えば、TSL−2、TSL−3)は、下向きDに変位させられ、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cの上タイヤ側壁係合表面222b’、222c’に接触し、それによって、タイヤTの下側壁表面TSLのための2つの支持点を提供する。第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cの上タイヤ側壁係合表面222b’、222c’の上で支持されているタイヤTの配向の結果として、タイヤTは、もはや支持部材216に関して第1の角度オフセット配向θ1で配列されなくなる。
さらに、図8Cに見られるように、矢印D3、D4の方向に従った移動は、タイヤが「準備完了」位置から「部分的搭載」位置へ移動させられるように後方に(例えば、左Lへ)移動させるために、ロボットアーム212が車輪Wを利用するように、車輪WをタイヤTの通路TP内に配置させ、タイヤTに部分的に接続させてもよい。図8Cの上面図である図9Cを参照すると、タイヤTのトレッド表面TTは、第1および第2のタイヤ係合柱230a、230bに近接するが、それに関して離間関係で配列される。
図8Cを参照すると、矢印D3、D4の方向に従った移動は、(1)車輪Wの下ビードシートWSLの第1の(例えば、左)部分およびドロップセンターWDCが、タイヤTの下側壁表面TSLと離間した対向配向で、タイヤTの通路TPから外に配向され、(2)(車輪Wの下ビードシートWSLの第2の(例えば、右)部分およびドロップセンターWDCに近接する)車輪Wの下外周縁面WRLの一部分(例えば、右部分)が、タイヤTの通路TP内でタイヤTの下ビードTBLの第2(例えば、右)部分に隣接して配置されるように、タイヤTの通路TPを通して車輪Wを「進入」させる。間隙または第1の間隔S1’が、タイヤTの直径TDにほぼ等しいが、それより小さいため、タイヤTは、間隙または第1の間隔S1’の中へ/を通して、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cの本体222b、222cの上タイヤ側壁係合表面222b’、222c’の下方に移動することを可能にされない。
さらに、図8Cおよび9Cに見られるように、矢印D3、D4の方向に従ったロボットアーム212の移動は、車輪Wの円周WCの第1および第2の部分WC1、WC2が、それぞれ、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、200cの側方車輪円周係合表面222b’’’’、222c’’’’に係合するように、車輪Wの一部分を第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、200cの側方車輪円周係合表面222b’’’’、222c’’’’の間に配列させ、さらに、車輪Wは、間隙または第1の間隔S1’の中に配列されると言え得る。さらに、ロボットアーム212の移動は、タイヤTの一部分が、間隙または第2の間隔S2’の中に配列されるが、第1および第2のタイヤトレッド係合柱230a、230bに隣接しないと言え得るように、左タイヤ弦TC1を第1および第2のタイヤトレッド係合柱230a、230bに近接するが、それのわずかに右側に配列させる。
車輪WがタイヤTの通路TPを通って進入することの結果として、車輪Wの安全ビードWSBの第1の(例えば、左)部分は、タイヤTの上ビードTBUの第1の(例えば、左)部分に隣接して配置される。さらに、タイヤTの上ビードTBUの第1の(例えば、左)部分に隣接する安全ビードWSBの配列、およびタイヤTの下ビードTBLの第2の(例えば、右)部分に隣接する車輪Wの下外周縁面WRLの一部分の配列の結果として、実質的に下向きの力DFが、ロボットアーム212から車輪Wへ、そして安全ビードWSBおよび下外周縁面WRLにおける上記で説明されるタイヤTとの車輪Wの接触点へ伝達される。実質的に下向きの力DFはさらに、タイヤTの下側壁表面TSLの一部分を、もはや離間させなくするが、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cの上面222b’、222c’に関して隣接させ、それと直接接触させる。したがって、下向きの力DFは、車輪WからタイヤTへ分配され、最終的に、第1および第2のタイヤ係合部材220b、220cの上面222b’、222c’に達し、そこへ分配される。
図8Cを続けて参照すると、矢印D5の方向に従った第5の移動は、車輪Wの後方の(例えば、左Lへの)移動を引き起こし得る。図5Dを参照すると、矢印D1−D5の方向に従った移動の結果として、タイヤTの下ビードTBLは、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cの本体222b、222cの側壁係合表面222b’、222c’を覆って曲線状の実質的に弓形の配向で配列される。
車輪Wの最初の後方の(例えば、左Lへの)移動の結果として、タイヤTが左弦TC1から右弦TC3へ第2の間隔S2’を通して前進させられるにつれて、車輪Wは、第1の間隔S1’を通して前進させられる。図9D−9Fに見られるように、左弦TC1と右弦TC3との間のタイヤTの弦(例えば、中心弦TC2を含む)が、左弦TC1および右弦TC3より大きいため、第1および第2のタイヤトレッド係合柱230a、230bは、第2の間隔S2’を通したタイヤTの移動に干渉する。タイヤTへの第1および第2のタイヤトレッド係合柱230a、230bの干渉は、タイヤトレッド係合柱230a、230bとのタイヤTのトレッド表面TTの第1のトレッド表面部分TT1および第2のトレッド表面部分TT2の接触を含む。
さらに、図9D−9Fに見られるように、車輪Wの最初の後方の(例えば、左Lへの)移動の結果として、車輪Wの直径WDが第1の間隔S1’のものより大きいため、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、200cの側方車輪円周係合表面222b’’’’、222c’’’’は、第1の間隔S1’を通した車輪Wの移動に干渉する。車輪Wへの第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、200cの側方車輪円周係合表面222b’’’’、222c’’’’の干渉は、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、200cの側方車輪円周係合表面222b’’’’、222c’’’’との車輪Wの円周WCの第1および第2の部分WC1、WC2の接触を含む。
実施形態では、第1および第2のアクチュエータA2、A3は、例えば、(可変の)第1および第2の間隔S1’、S2’を提供する様式で、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cを後退させ/展開し得る、モータを含んでもよい。図9C−9Dを参照すると、車輪Wの最初の後方の(例えば、左Lへの)移動時に、車輪Wの円周WCの第1および第2の部分WC1、WC2は、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、200cの側方車輪円周係合表面222b’’’’、222c’’’’の第1の実質的に直線状の区画J1に直接接触する。結果として、第1および第2のアクチュエータA2、A3は、矢印O1、O2の方向に従って、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、200cを後退させ、外向きに(すなわち、相互から離して)移動させる。
図9Dを参照すると、車輪Wが後方に(例えば、左Lへ)移動させられるにつれて、車輪Wの円周WCの第1および第2の部分WC1、WC2が、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cの側方車輪円周係合表面222b’’’’、222c’’’’の第1の実質的に直線状の区画J1の直接接触を中断すると、第1および第2のアクチュエータA2、A3は、矢印O1、O2の方向とは反対である矢印O1’、O2’の方向に従って、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、200cを展開させ、内向きに(すなわち、相互に向かって)移動させる。図9Eを参照すると、車輪Wのさらなる後方の(例えば、左Lへの)移動の結果として、ならびに第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cの矢印O1’、O2’の方向に従った展開の結果として、車輪Wの円周WCの第1および第2の部分WC1、WC2は、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、200cの側方車輪円周係合表面222b’’’’、222c’’’’の第2の実質的に直線状の区画J2に直接接触する。
図9Fを参照すると、車輪Wが後方に(例えば、左Lへ)移動させられるにつれて、車輪Wの円周WCの第1および第2の部分WC1、WC2が、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cの側方車輪円周係合表面222b’’’’、222c’’’’の第2の実質的に直線状の区画J2の直接接触を中断すると、第1および第2のアクチュエータA2、A3は、矢印O1’、O2’の方向とは反対である矢印O1、O2の方向に従って、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、200cを展開させ、外向きに(すなわち、反対方向に)移動させる。図9Gを参照すると、車輪Wのさらなる後方の(例えば、左Lへの)移動の結果として、ならびに第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cの矢印O1、O2の方向に従った後退の結果として、車輪Wの円周WCの第1および第2の部分WC1、WC2は、もはや側方車輪円周係合表面222b’’’’、222c’’’’の第2の実質的に直線状の区画J2に接触しなくなる。
上記で説明されるような車輪Wとの第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、200cの側方車輪円周係合表面222b’’’’、222c’’’’の接触中に、タイヤTが同時に第2の間隔S2’を通して前進させられる。第1および第2のタイヤトレッド係合柱230a、230bのそれぞれは、その対応する側方車輪円周係合表面222b’’’’、222c’’’’とともに同時に移動させられるが、第2の間隔S2’は、タイヤTが一時的に変形させられるような様式で、第1および第2のタイヤトレッド係合柱230a、230bにタイヤTを半径方向内向きに圧迫させるために、タイヤTへの干渉をもたらす幾何学形状を含む。タイヤTが変形させられることの結果として、タイヤTの通路TPの直径TP−Dは、円形の形態よりもむしろ実質的に卵形の形態を含むように一時的に圧漬される。したがって、実質的に同様に、上タイヤ開口部直径TOU−Dおよび下タイヤ開口部直径TOL−Dもまた、円形の形態よりもむしろ実質的に卵形の形態を含むように一時的に圧漬される。
上タイヤ開口部直径TOU−Dおよび下タイヤ開口部直径TOL−Dの卵形の形態は、車輪Wの外周面WCとのタイヤTの下ビードTBLおよび上ビードTBUの接触部分(および結果として摩擦)を低減させる。したがって、図8D−8Fおよび9D−9Fを参照すると、車輪Wが第2の間隔S2’を通してタイヤTを前進させるにつれて、下ビードTBLが、下ビードシートWSLにわたって、外周縁面WRLから、車輪WのドロップセンターWDCに隣接する最終位置まで前進させられ、タイヤTが、第1および第2のタイヤトレッド係合柱230a、230bの前方の配向(例えば、右Rヘ)から第1および第2のタイヤトレッド係合柱230a、230bの後方の配向(例えば、左Lへ)へ前進させられると、直径TP−D、TOU−D、TOL−Dの全体的変形が、タイヤTの下ビードTBLを車輪Wの外周縁面WRLとのより少ない抵抗または干渉に遭遇させる。
図8Fおよび9Fを参照すると、いったん中心弦TC2または右弦TC3が第2の間隔S2’を通して前進させられると(ならびに、車輪Wの円周WCの第1および第2の部分WC1、WC2が、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cの側方車輪円周係合表面222b’’’’、222c’’’’の第2の実質的に直線状の区画J2の直接接触を中断すると)、モータA2、A3は、第1および第2のタイヤトレッド係合柱230a、230bが、それに対応して、矢印O1、O2の方向に従って外向きに移動させられるように、第1および第2のタイヤ係合デバイス220b、220cを後退させるために作動させられてもよい。したがって、図9Gに見られるように、第1および第2のタイヤトレッド係合柱230a、230bは、もはやタイヤTのトレッド表面TTに接触しなくなってもよい。さらに、図8Gに見られるように、間隔S2’を通した車輪WおよびタイヤTの移動の結果として、下ビードTBLの円周全体は、ドロップセンターWDCに隣接し、その周囲にある、その最終「搭載位置」まで前進させられ、さらに、上ビードTBUの円周全体は、安全ビードWSBに近接する車輪Wの外周面WCに隣接し、その周囲にある、その最終「搭載位置」に配列される。
図8F−8Gを参照すると、矢印D6の方向に従った第6の移動は、支持部材216から離れた車輪WおよびタイヤTの上向きの移動Uを引き起こし得る。ロボットアーム212は、タイヤ車輪アセンブリTWを膨張させるために、タイヤ車輪アセンブリTWを、例えば、膨張サブステーション等の後続のサブステーション(図示せず)に移動させてもよく、それは、上ビードTBUを上ビードシートWSUに隣接して着座させ、下ビードTBLを下ビードシートWSLに隣接して着座させ得る。
図10Aを参照すると、タイヤ車輪アセンブリTWを処理するための処理サブステーション300が、実施形態に従って示されている。処理サブステーション300によって行われる「処理」は、タイヤ車輪アセンブリTWを形成するためにタイヤTを車輪Wに「接合」または「搭載」する行為を含んでもよい。「接合」または「搭載」する行為とは、車輪Wが、雌部分であるタイヤTの通路TPに挿入される、雄部分と称され得るように、タイヤTおよび車輪Wを物理的に連結、接続、または結合することを意味してもよい。
以下の図で説明され、示されるように、処理サブステーション300の所望の結果は、タイヤ車輪アセンブリTWを形成するためのタイヤTおよび車輪Wの接合および搭載であるが、処理サブステーション300は、タイヤ車輪アセンブリTWのタイヤTの円周空気腔TACを膨張させず、また、処理サブステーション300は、(「着座させる」行為が、典型的には、タイヤ車輪アセンブリTWが膨張させられる膨張ステップから生じるため)車輪Wの上ビードシートWSUおよび下ビードシートWSLに隣接してタイヤTの上ビードTBUまたは下ビードTBLを「着座させる」行為に寄与もしないことに留意されたい。したがって、タイヤTを車輪Wに接合または搭載すると、タイヤTの上ビードTBUまたは下ビードTBLは、車輪Wの外周面WCの周囲に配列され、および/またはそれに隣接して配置されてもよい。
実装では、処理サブステーション300は、「単一セル」ワークステーションの一部として含まれてもよい。単一セルワークステーションは、タイヤ車輪アセンブリTWの処理に寄与する他のサブステーション(図示せず)を含んでもよく、他のサブステーションは、例えば、石鹸洗浄サブステーション、ステミングサブステーション、膨張サブステーション、合印サブステーション、平衡サブステーション、および同等物を含んでもよい。「単一セル」という用語は、部分的に組み立てられたタイヤ車輪アセンブリTWが、アセンブリラインに沿って「引き渡される」ように(すなわち、「引き渡される」とは、部分的に組み立てられたタイヤ車輪アセンブリTWが、アセンブリラインの第1のワークステーションによって保持され、働き掛けられ、さらなる処理のためにアセンブリラインの中の後続のワークステーションに解放されることをアセンブリラインが要求することを意味する)、そうでなければ従来のアセンブリラインに配列され得る複数の連続的な離散ワークステーションを必要とすることなく、サブステーションがタイヤ車輪アセンブリTWの生産に寄与することを示す。むしろ、単一セルワークステーションは、タイヤ車輪アセンブリTWを組み立てるプロセスにおいて特定のタスクをそれぞれ行う、複数のサブステーションを有する、1つのワークステーションを提供する。この組立プロセスは、タイヤおよび/または車輪「引き渡し」が最小限化されるか、または完全に排除されるかのいずれかである場合に行われる。したがって、単一セルワークステーションは、アセンブリラインを画定する各個別ワークステーションのための保守を提供する必要もある一方で、従来のタイヤ車輪アセンブリラインと関連付けられる不動産設置面積を所有/賃借することと関連付けられる費用および投資を有意に削減する。したがって、単一セルワークステーションがタイヤ車輪アセンブリTWの製造で採用されるときに、設備投資および人間の監視が削減される。
図10Aを参照すると、処理サブステーション300は、デバイス312を含む。デバイス312は、ロボットアームと称されてもよい。ロボットアーム312は、単一セルワークステーションの複数のサブステーション(例えば、処理サブステーション300を含む)に対して実質的に中心の位置に位置してもよい。ロボットアーム312は、接地Gに接続された基部/本体部分(図示せず)に取り付けられ、そこから延在してもよい。
ロボットアーム312は、エンドエフェクタ314を含んでもよい。エンドエフェクタ314は、車輪Wをロボットアーム312に除去可能に固着するためのかぎつめ、グリッパ、または他の手段を含んでもよい。エンドエフェクタ314は、ロボットアーム312が、処理サブステーション300によって行われる手順全体を通して車輪Wを保持して解放しない能力(および単一セルワークステーションで適用される場合、タイヤ車輪アセンブリTWの組立手順全体を通して車輪Wを保持して解放しない能力)を有することを可能にする。したがって、エンドエフェクタ314は、ロボットアーム312がタイヤ車輪アセンブリTWを後続のサブステーション(図示せず)に「引き渡す」必要性を最小限化または排除する。
処理サブステーション300は、(1)タイヤ貯蔵サブステーションおよび(2)搭載サブステーションのものを含む、いくつかの機能/義務を果たしてもよい。タイヤ貯蔵サブステーションは、典型的には、車輪Wへの後続の接合のために「準備完了」位置に配列され得る、1つ以上のタイヤTを含む。搭載サブステーションは、典型的には、車輪WへのタイヤTの接合(例えば、タイヤTの通路TP内の車輪Wの配置)を支援する構造を含む。
図10Aを参照すると、処理サブステーション300は、エンドエフェクタ314で車輪Wをロボットアーム312に接合することによって初期化されてもよい。処理サブステーション300はまた、支持部材316上にタイヤTを位置付けることによって初期化されてもよい。支持部材316は、第1の支持部材316aと、第2の支持部材316bと、第3の支持部材316cと、第4の支持部材316dとを含んでもよい。第1、第2、第3、および第4の支持部材316a、316b、316c、316dのそれぞれは、上面316’と、下面316’’とを含む。図10Aの図示した実施形態では、タイヤTは、第1の支持部材316a上に配列されてもよい。
第1、第2、第3、および第4の支持部材316a、316b、316c、316dのそれぞれの下面316’’は、それぞれ、少なくとも1つの第1の脚部材318a、少なくとも1つの第2の脚部材318b、少なくとも1つの第3の脚部材318c、および少なくとも1つの第4の脚部材318dに接続されてもよい。少なくとも1つの第1、第2、第3、および第4の脚部材318a、318b、318c、318dのそれぞれは、下層の接地Gから、それぞれ、第1、第2、第3、および第4の支持部材316a、316b、316c、316dのそれぞれを上昇または離間させるための長さを含む。ロボットアーム312は支持部材316に直接接続されない(むしろ接地Gに接続されてもよい)が、ロボットアーム312は、支持部材316を接地Gに接続する脚部材318a−318dにより、接地Gへの共通接続を介して、(以下の開示で説明される移動D1−D3の結果として)支持部材316と連動可能であり、および/または支持部材316に間接的に接続されると言え得る。
処理サブステーション300はさらに、複数のタイヤ係合デバイス320を含んでもよい。複数のタイヤ係合デバイス320は、第1の支持部材316aの上面316’に接続される第1のタイヤ係合デバイス320aと、第2の支持部材316bの上面316’に接続される第2のタイヤ係合デバイス320bと、第3の支持部材316cの上面316’に接続される第3のタイヤ係合デバイス320cと、第2の支持部材316bの上面316’に接続される第4のタイヤ係合デバイス320dと、第3の支持部材316cの上面316’に接続される第5のタイヤ係合デバイス320eと、第4の支持部材316dの上面316’に接続される第6のタイヤ係合デバイス320fとを含んでもよい。
図1A−3Jの処理サブステーション10を参照すると、複数のタイヤ係合デバイス20は、第1、第2、および第3の支持部材16a、16b、16cのそれぞれの上面16’に関して固定配向にあると言え得る。しかしながら、以下の開示で説明されるように、処理サブステーション300の複数のタイヤ係合デバイス320の1つ以上は、第1、第2、第3、および第4の支持部材316a−316dのうちの1つ以上のそれぞれの上面316’に関して固定されていない可動配向にあると言え得る。
図10B−10Cを参照すると、第1のタイヤ係合デバイス320aは、1つ以上のブラケット322a’’によって支持される実質的に円筒形の本体322a’を含む。1つ以上のブラケット322a’’は、第1の支持部材316aの上面316’から離れた距離で実質的に円筒形の本体322a’を支持してもよい。1つ以上のブラケット322a’’は、一対のブラケットを含んでもよい。実質的に円筒形の本体322a’は、軸方向通路を有する管状本体であってもよい。
中心ピン322a’’’は、軸方向通路内に配置されてもよい。中心ピン322a’’’は、一対のブラケット322a’’に接続および固定されてもよい。したがって、実質的に管状の円筒形本体322a’が、中心ピン322a’’’の固定配向に対して回転/転動運動で移動することを可能にされるように、実質的に管状の円筒形本体322a’は、中心ピン322a’’’の周囲に移動可能に配置されてもよい。代替として、実質的に円筒形の本体322a’は、軸方向通路を含まなくてもよく、一対のブラケット322a’’に回転可能に接続されるか、または移動不可能に固定されてもよい。
図10B−10Cを参照すると、第2および第3のタイヤ係合デバイス320b、320cのそれぞれは、少なくとも1つの雌陥凹326b、326cを含む下面322b’’、322c’’を有する、タイヤトレッド係合柱/本体322b’、322c’を含んでもよい。少なくとも1つの雌陥凹326c、326cは、第2および第3の支持部材316b、316cのそれぞれの上面316’に接続された少なくとも1つの雄ガイド部材328b、328cを受容する。しかしながら、以下の開示で説明されるように、タイヤTおよび車輪Wのうちの1つ以上が第2および第3のタイヤ係合デバイス320b、320cに接触すると、タイヤトレッド係合柱/本体322b’、322c’は、反復可能な制御された様式で、上面316’に対して、雄ガイド部材328b、328cに沿って摺動可能に移動させられてもよい。
タイヤトレッド係合柱/本体322b’、322c’はさらに、上タイヤ側壁係合表面322b’’’、322c’’’と、横方向に延在する車輪係合部分322b’’’’、322c’’’’とを含んでもよい。上タイヤ側壁係合表面322b’’’、322c’’’は、実質的に円錐形の幾何学形状を含んでもよく、タイヤトレッド係合柱/本体322b’、322c’に関して回転不可能であるが摺動可能な配向に対して回転可能に配置されてもよい。横方向に延在する車輪係合部分322b’’’’、322c’’’’は、タイヤトレッド係合柱/本体322b’、322c’の外側面に固定される、実質的にL字形の部材を含んでもよい。横方向に延在する車輪係合部分322b’’’’、322c’’’’は、対向する離間関係で相互に直接対面して配置されてもよい。さらに、図10B−10Cに見られるように、各タイヤトレッド係合柱/本体322b’、322c’は、横方向に延在する車輪係合部分322b’’’’、322c’’’’が車輪Wの直径WDより小さい距離で離間されるように、各雄ガイド部材328b、328cの端部付近にデフォルト配向で配列されてもよい。
図10B−10Cを参照すると、第4および第5のタイヤ係合デバイス320d、320eのそれぞれは、それぞれ、第1のロッド324aおよび第2のロッド324bに接続される側面322d’’、322e’’を有する、本体322d’、322e’を含んでもよい。第1のロッド324aは、第1のアクチュエータA1(例えば、図12A−12I参照)に接続されてもよく、第2のロッド324bは、第2のアクチュエータA2(例えば、図12A−12I参照)に接続されてもよい。以下の開示で説明されるように、アクチュエータA1、A2は、本体322d’、322e’が、反復可能な制御された様式で、第2および第3の支持部材316b、316cのそれぞれの上面316’に対して移動可能に配置されるように、本体322d’、322e’を押す、または引いてもよい。
本体322d’、322e’はさらに、タイヤトレッド表面係合部材322d’’’、322e’’’を含んでもよい。タイヤトレッド表面係合部材322d’’’、322e’’’が、本体322d’、322e’に対して回転または旋回することを可能にされるように、タイヤトレッド表面係合部材322d’’’、322e’’’は、本体322d’、322e’の上面に移動可能に接続されてもよい。
タイヤトレッド表面係合部材322d’’’、322e’’’は、鈍角を形成するように配列される、第1の直線状区画322d’’’’、322e’’’’と、第2の直線状区画322d’’’’’、322e’’’’’とを含んでもよい。タイヤトレッド表面係合部材322d’’’、322e’’’は、鈍角を形成する、第1の直線状区画322d’’’’、322e’’’’、および第2の直線状区画322d’’’’’、322e’’’’’を含んでもよいが、タイヤトレッド表面係合部材322d’’’、322e’’’は、円弧形状を有する1つの曲線状区画を含んでもよい(すなわち、タイヤトレッド表面係合部材322d’’’、322e’’’は、代替として、弓形区画と称され得る)。
各タイヤトレッド表面係合部材322d’’’、322e’’’は、タイヤトレッド係合柱330d、330eのアレイを含んでもよい。実施形態では、各タイヤトレッド表面係合部材322d’’’、322e’’’は、第1の直線状区画322d’’’’、322e’’’’上に配列される第1の一対の柱330d、330eと、第2の直線状区画322d’’’’’、322e’’’’’上に配列される第2の一対の柱とを備える、4本のタイヤトレッド係合柱330d、330eを含んでもよい。タイヤトレッド係合柱330d、330eのそれぞれのうちの1つ以上は、第1/第2の直線状区画322d’’’’、322e’’’’/322d’’’’’、322e’’’’’に対して回転してもよく、第1/第2の直線状区画322d’’’’、322e’’’’/322d’’’’’、322e’’’’’に対するタイヤトレッド係合柱330d、330eのうちの1つ以上の回転は、タイヤトレッド係合柱330d、330eのうちの1つ以上とのタイヤTのトレッド表面TTの接触時に起こり得る。
10B−10Cを参照すると、第6のタイヤ係合デバイス320fは、第3のロッド324cに接続される側面322f’’’を有する、本体322f’を含んでもよい。第3のロッド324cは、第3のアクチュエータA3(例えば、図12A−12I参照)に接続されてもよい。以下の開示で説明されるように、アクチュエータA3は、本体322f’が反復可能な制御された様式で第4の支持部材316dの上面316’に対して移動可能に配置されるように、本体322f’を押す、または引いてもよい。
本体322f’はさらに、タイヤトレッド表面係合部材322f’’’を含んでもよい。タイヤトレッド表面係合部材322f’’’は、回転不可能な様式で本体322f’の上面に固定されてもよい。
タイヤトレッド表面係合部材322f’’’は、第1、第2、および第3の直線状区画によって形成されるクレードル322f’’’’を形成してもよい。クレードル322f’’’’は、第1、第2、および第3の直線状区画を含んでもよいが、クレードル322f’’’’は、円弧形状を有する1つの曲線状区画を含んでもよい(すなわち、クレードル322f’’’’は、代替として、弓形またはC形状クレードルと称され得る)。
図10Bを参照すると、アクチュエータA1−A3(図示せず)およびロッド324a−324cが、押すまたは引く駆動力F/F’を介して、第2、第3、および第4の支持部材316b−316dのそれぞれの上面316’に対する第4、第5、および第6のタイヤ係合デバイス320d−320fの移動に役立つか、または寄与してもよい一方で、第2および第3のタイヤ係合デバイス320b、320cの移動は、(例えば、示されていないばねを介して)反力Rで調節/付勢されてもよい。したがって、例えば、タイヤTおよび車輪Wのうちの1つ以上等のオブジェクトが、第2および第3のタイヤ係合デバイス320b−320cのうちの1つ以上を圧迫するか、またはそれに力を及ぼす場合、反力/付勢力Rが、第2および第3の支持部材316b−316cの上面316’に対する(反力Rの方向とは反対である矢印R’の方向へ)移動を可能にするが、それに抵抗してもよい。アクチュエータおよびロッドのうちの1つ以上は、第2および第3のタイヤ係合デバイス320b、320cに接続されて示されているが、アクチュエータおよび/またはロッドは、第4、第5、および第6のタイヤ係合デバイス320d−320fに関して上記で説明されるような類似移動を可能にするように、第2および第3のタイヤ係合デバイス320b、320cに連結されてもよい。
図10Bを参照すると、第2および第3のタイヤ係合デバイス320b、320cの横方向に延在する車輪係合部分322b’’’’、322c’’’’は、間隙または第1の間隔S1’によって分離される。加えて、実質的に円錐形の上タイヤ側壁係合表面322b’’’、322c’’’は、間隙または第2の間隔S2’によって分離される。第1の間隔S1’は、車輪Wの直径WDにほぼ等しいが、それよりわずかに小さくあり得、第2の間隔S2’は、タイヤTの直径TDにほぼ等しいが、それよりわずかに小さくあり得る。処理サブステーション300の第1および第2の間隔S1’/S2’は、第1/第2の間隔S1’/S2’が可動タイヤ係合デバイスと関連付けられるという事実により、処理サブステーション200の第1/第2の間隔S1’/‘S2’と実質的に類似する。したがって、処理サブステーション300の第1および第2の間隔S1’、S2’は、同様に「可変の」または「調整可能な」第1および第2の間隔S1’、S2’と称され得る。
図10A、11A、および12Aを参照すると、タイヤTを車輪Wに接合することに先立って、タイヤTは、上タイヤ開口部TOUおよび下タイヤ開口部TOLが、直径TP−Dを含むよう通路TPを画定するように、第1の弛緩した不偏配向で配列されると言え得る。タイヤTが車輪Wに接合されたとき(例えば、図11Jおよび12J参照)、上ビードTBUおよび下ビードTBLは、それぞれ、車輪Wの上ビードシートWSUおよび下ビードシートWSLに近接して配列されてもよいが、それに隣接して着座させられなくてもよい。後に、例えば、膨張サブステーション(図示せず)においてタイヤTを膨張させると、上ビードTBUおよび下ビードTBLは、それぞれ、車輪Wの上ビードシートWSUおよび下ビードシートWSLに着座させられ(すなわち、隣接して配置され)てもよい。さらに、タイヤTが車輪Wに接合されたとき(例えば、図11Jおよび12J参照)、タイヤTは、通路TPの直径TP−Dが実質的に円形であり、タイヤTの第1の弛緩した不偏配向のその幾何学形状に実質的に類似するように、第2の実質的に弛緩したが、いくぶん偏向した配向で配列されると言え得る。
図11Aを参照すると、ロボットアーム312は、「準備完了」位置に配列されるタイヤTを含む、第1の支持部材316aに関して離間配向で配列される。「準備完了」位置は、第1の支持部材316aの上面316’に隣接して配列される、タイヤTの下側壁表面TSLおよびトレッド表面TTのうちの1つ以上の一部分(すなわち、TSL−1、TSL−2、およびTSL−3)を含んでもよい。図11Aを参照すると、「準備完了」位置はさらに、第1の支持部材316aの上面316’に関して第1の角度オフセット配向θ1で配列されている、タイヤTを含んでもよい。
タイヤTの第1の角度オフセット配向θ1は、(1)タイヤTの下側壁表面TSLの第1の部分TSL−1が、第1の支持部材316aの上面316’に隣接して配列され、(2)タイヤTの下側壁表面TSLの第2の部分TSL−2が、第1のタイヤ係合デバイス320aの実質的に円筒形の本体322a’の一部分に隣接して配列され(図11Aでは、図10Aの断面参照線の視線のため、第2の部分TSL−2が表されていないことに留意されたい)、(3)タイヤTの下側壁表面TSLの第3の部分TSL−3が、第1のタイヤ係合デバイス320aの実質的に円筒形の本体322a’の一部分に隣接して配置されるように、(TSL−2およびTSL−3における)タイヤTの下側壁表面TSLを(TSL−1における)第1の支持部材316aの上面316’の一部分と係合させる、第1のタイヤ係合デバイス320aの実質的に円筒形の本体322a’の非同一平面関係に起因し得る。したがって、支持部材316が、タイヤTの下側壁表面TSLのための3点支持(図10Aでさらに明確に示される)をTSL−1、TSL−2、TSL−3で提供してもよい一方で、タイヤTの下側壁表面TSLの残りの部分は、タイヤTが第1の角度オフセット配向θ1で配列されたときに、支持部材316の任意の他の部分と直接接触していない。
処理サブステーション300は、コントローラC(例えば、図10A参照)に、ロボットアーム312の移動を(矢印D1−D3の方向に従って、図11A−11I参照)駆動するモータM(例えば、図10A参照)へ1つ以上の信号を送信させることによって、搭載手順を実行してもよい。代替として、またはコントローラCによる自動操作に加えて、メモリに記憶された入力に従って、移動D1−D3は、(例えば、ジョイスティック、ボタンの押下、または同等物を介して)手動オペレータ入力Oのうちの1つ以上に起因してもよい。
図11Aに見られるように、車輪Wは、タイヤTの通路TPの上方に配列され、それと実質的に整合させられてもよい。矢印D1の方向に従った第1の下方D移動は、車輪Wもまた、支持部材316上に位置付けられるタイヤTに関してより近くに移動させられ得るように、支持部材316に関してロボットアーム312の離間配向を低減してもよい。
図11Bを参照すると、ロボットアーム312は、タイヤTの通路TP内に車輪Wの下ビードシートWSLの第1の(例えば、左)部分およびドロップセンターWDCを位置付けると、矢印D1の方向に従った移動を継続してもよい。次いで、ロボットアーム312は、矢印D2の方向に従った第2の移動を行って、ロボットアーム312に車輪Wを後方に(例えば、左Lへ)直接移動させてもよい(およびタイヤTの通路TP内の車輪Wの配向の結果として、タイヤTを間接的に移動させる)。
図11Cを参照すると、矢印D1の方向に従った移動は、車輪Wの下外周縁面WRLの一部分が、通路TP内に部分的に配置される一方で、車輪Wの下外周縁面WRLの一部分が、タイヤTの上側壁表面TSUに隣接して配置され、それを押し下げるように、車輪WがタイヤTを圧迫するか、それに下向きDの力を及ぼすように継続してもよい。したがって、タイヤTは、タイヤTの下側壁表面TSLの一部分(例えば、TSL−1)が、もはや第1の支持部材316aの上面316’に隣接して配列されなくなるように、実質的に円筒形の本体322a’の周囲でてこの作用を受けてもよい。したがって、タイヤTは、もはや3つの支持点で支持部材316に隣接して配列されなくてもよく、むしろ、第2および第3の部分(例えば、TSL−2、TSL−3)が、依然として第1のタイヤ係合デバイス320aの実質的に円筒形の本体322a’に隣接して配列され、それによって、タイヤTの下側壁表面TSLのための2つの支持点を提供する。第1のタイヤ係合デバイス320aの実質的に円筒形の本体322a’の上に支持されているタイヤTの配向の結果として、タイヤTは、もはや支持部材316に関して第1の角度オフセット配向θ1で配列されなくなる。
図11Cを参照すると、矢印D1の方向に従った下向きの移動は、例えば、車輪Wの下外周縁面WRLが距離dを置いて実質的に円筒形の本体322a’に関して離間関係で配列されたときに、中断してもよい。(図11Bによる図中の)矢印D1の方向に従った下向きの移動中に、または代替実施形態では、矢印D1の方向に従った下向きの移動を中断した直後に、ロボットアーム312は、矢印D2の方向に従った車輪WおよびタイヤTの後方の(例えば、左への)移動を中断してもよい。
図11D−11Eを参照すると、矢印D2の方向に従った移動は、タイヤTの上側壁表面TSUに隣接して配置され、それを押し下げている車輪Wの下外周縁面WRLと併せた後方の(例えば、左Lへの)移動により、タイヤTの下側壁表面TSLを第1のタイヤ係合デバイス320aの実質的に円筒形の本体322a’「にわたって牽引される」。したがって、車輪WがタイヤTの下側壁表面TSLを実質的に円筒形の本体322a’にわたって牽引するにつれて、タイヤTの上下のビードTBU、TBLは、相互により近接して配列される。車輪Wが実質的に円筒形の本体322a’を過ぎて後方に(例えば、左Lへ)前進させられるにつれて、タイヤTの上ビードTBUは、車輪Wの下外周縁面WRLが、もはやタイヤTの上側壁表面TSUに隣接して配置されなくなるように、車輪Wの下ビードシートWSLおよびドロップセンターWDCの一方または両方にわたって押勢または撓曲される。したがって、図11Dに見られるように、タイヤTの上ビードTBUが車輪Wを取り囲み、ドロップセンターWDCに近接して配列される一方で、車輪Wの下外周縁面WRL、下ビードシートWSL、およびドロップセンターWDCがタイヤTの通路TP内に配置されるように、タイヤTは、車輪Wに対して配列される。したがって、ロボットアーム312は、タイヤTが(図11A−11Cの)「準備完了」位置から車輪W上の(図11Dの)「部分的搭載」位置まで移動させられるように、後方に(例えば、左Lヘ)移動させるために車輪Wを利用する。
図11Eを参照すると、いったんタイヤTが上記で説明されるように車輪Wに対して配列されると、矢印D2の方向に従った第2の移動が継続する一方で、ロボットアーム312は、矢印D3の方向に従った第2の下向きの方向に従って、車輪WおよびタイヤTをわずかに下げてもよい。矢印D2、D3の方向に従った移動は、所望に応じて、別々に、または同時に行われてもよい。
図11Fを参照すると、矢印D3の方向に従った第3の移動は、ロボットアーム312に、実質的に円錐形の上タイヤ側壁係合表面322b’’’、322c’’’と整合したタイヤTの少なくとも一部分、ならびに第2および第3のタイヤ係合デバイス320b、320cの横方向に延在する車輪係合部分322b’’’’、322c’’’’と整合した車輪Wの少なくとも一部分を配列させてもよい。さらに、矢印D2、D3の方向に従った第3の移動は、最終的に、タイヤTを第2および第3のタイヤ係合デバイス320b、320cとの接触配向で配列させ、次いで、最終的に、車輪Wを第2および第3のタイヤ係合デバイス320b、320cとの接触配向で配列させる。
上記で説明されるように、第1の間隔S1’は、車輪Wの直径WDにほぼ等しいが、それよりわずかに大きくあり得、第2の間隔S2’は、タイヤTの直径TDにほぼ等しいが、それよりわずかに大きくあり得る。したがって、ロボットアーム312が、図12E−12Iに見られるように、間隔S1’、S2’を過ぎて/通して、矢印D2の方向に従って後方に(例えば、左Lへ)タイヤTおよび車輪Wを前進させると、タイヤTのトレッド表面TTおよび車輪Wの下周縁面WRLのうちの1つ以上は、第2および第3のタイヤ係合デバイス320b、320cに係合し、それを外向きに押すR’(図12F−12G参照)。
第2および第3のタイヤ係合デバイス320b、320cは、タイヤTが、ロボットアーム312に接合される車輪Wの固定配向に対して撓曲することを可能にされるように、図10Bに見られるように、タイヤTに付与される移動に少なくとも部分的に抵抗Rしてもよい(すなわち、第2および第3のタイヤ係合デバイス320b、320cは、矢印Rの方向に従って、対抗する「押し返し」力を提供してもよい)。上記で説明されるように、押し返し力Rは、例えば、第2および第3のタイヤ係合デバイス320b、320cに接続されるばね(図示せず)等の任意の望ましい構造から生じてもよい。図12F−12Iを参照すると、押し返し力Rが、第2および第3のタイヤ係合デバイス320b、320cの横方向に延在する車輪係合部分322b’’’’、322c’’’’に車輪Wの下周縁面WRLの一部分を「追跡」/追従させる一方で、実質的に円錐形の上タイヤ側壁係合表面322b’’’、322c’’’は、タイヤTのトレッド表面TTを「追跡」/追従する。
図11F−11Iに見られるように、第2および第3のタイヤ係合部材320b、320cによって提供される、対抗する押し返し力Rは、実質的に円錐形の上タイヤ側壁係合表面322b’’’、322c’’’を、矢印D2の方向に従った間隔S2’を通したタイヤTの移動に干渉させてもよく、干渉の結果として、タイヤTは、図11F−11Iに見られるように、タイヤTの下ビードTBLが車輪Wの下周縁面WRLを覆って撓曲または包被することを可能にさせる様式で、車輪Wに対して物理的に変形する。矢印D2の方向に従った継続的な移動は、いったんタイヤTおよび車輪Wが間隔S1’、S2’を通過させられると、タイヤTの下ビードTBLにドロップセンターWDCの周囲で車輪Wを取り囲ませる(図11I参照)。
第2および第3のタイヤ係合デバイス320b、320cによって提供される押し返し力Rに加えて、付加的な押し返し力RRおよびRRRが、第4、第5、および第6のタイヤ係合デバイス320d、320e、320fによって提供されてもよい。図11Gおよび12Gを参照すると、矢印D2の方向に従ったロボットアーム312の継続的な移動は、タイヤTのトレッド表面TTの先端TT−LE(図12G参照)を、第6のタイヤ係合デバイス320fのクレードル322f’’’’と接触させ、図11F−12Fおよび11G−12Gに比較上見られるように、ロボットアーム312が車輪WおよびタイヤTを前進させるにつれて、アクチュエータA1は、クレードル322f’’’’を(矢印D2の方向に従って)後退させてもよい。矢印D2の方向に従った第6のタイヤ係合デバイス320fの後退速度は、上記で説明されるように、車輪に対するタイヤTの配向の物理的操作に寄与するために、タイヤTが間隔S2’を通して移動させられるにつれて、第6のタイヤ係合デバイスがタイヤTの移動(および結果としてタイヤTへの「押し返し」RR)に干渉し得るように、矢印D2の方向に従ったタイヤTおよび車輪Wの移動速度より遅くあり得る。
代替実施形態では、タイヤTのトレッド表面TTの先端TT−LEがクレードル322f’’’’と接触すると、第6のタイヤ係合デバイス320fは、矢印D2の方向に従ってロボットアーム312と協調して移動してもよく、したがって、クレードル322f’’’’は、タイヤTの操作に役立ち、タイヤTが間隔S2’を通して移動させられる際にタイヤTの干渉に必ずしも寄与しない、てこ作用表面の機能を果たし得る、タイヤTのための支持表面を提供してもよい。別の実施形態では、第6のタイヤ−係合デバイス320fは、タイヤTのトレッド表面TTの先端TT−LEがクレードル322f’’’’と接触した後に、静止した固定配向にとどまり、次いで、後に矢印D2の方向に従ってロボットアーム312と協調して移動してもよい。別の実施形態では、矢印D2の方向に従った第6のタイヤ係合デバイス320fの後退速度は、(例えば、上記で説明されるように、静止配向にとどまった後の)矢印D2の方向に従ったタイヤTおよび車輪Wの前進速度より速くあり得る。したがって、第1のアクチュエータA1は、車輪Wに対するタイヤTの配向の特定の物理的操作を制御するために、任意の望ましい様式で、矢印D2の方向に従った第6のタイヤ係合デバイス320fの移動のタイミングおよび/または速度を制御してもよい。
図11hおよび12Hを参照すると、第2および第3のアクチュエータA2、A3は、タイヤトレッド係合柱330d、330eのアレイがタイヤTのトレッド表面TTの複数部分と接触し、それらに係合するように、タイヤTのトレッド表面TTに向かって第4および第5のタイヤ係合デバイス320d、320eを駆動するために作動させられてもよい。アクチュエータA2、A3は、タイヤTのトレッド表面TTの先端TT−LEが第6のタイヤ係合デバイス320fのクレードル322f’’’’と接触する前、間、または後に、タイヤTのトレッド表面TTの複数部分と接触し、それらに係合するように、タイヤトレッド係合柱330d、330eのアレイを駆動してもよい。図示した実施形態では、タイヤTのトレッド表面TTの先端TT−LEが、最初に、クレードル322f’’’’と接触し(図11Gおよび12G参照)、次いで、第2に、タイヤトレッド係合柱330d、330eのアレイが、タイヤTのトレッド表面TTの複数部分と接触し、それらに係合する(図11Hおよび12H参照)。
上記で説明されるのと実質的に同様に、第2および第3のアクチュエータA2、A3は、タイヤTのトレッド表面TTに関する係脱/係合配向にタイヤトレッド係合柱330d、330eのアレイを駆動または後退させてもよい。タイヤTのトレッド表面TTとの係合配向に駆動された場合、車輪Wに対するタイヤTの配向の操作に寄与するために、タイヤTがロボットアーム312によって間隔S2’を通して移動させられるにつれて、タイヤトレッド係合柱330d、330eのアレイは、タイヤT上に「押し返し」RRRてもよい。代替として、上記で説明されるのと同様に、タイヤトレッド係合柱330d、330eのアレイは、タイヤTの操作に役立ち、タイヤTが間隔S2’を通して移動させられる際にタイヤTの干渉に必ずしも寄与しない、てこ作用表面の機能を果たし得る、タイヤTのための支持表面を提供してもよい。
図12H−12Iを参照すると、押し返し力RRRはまた、実質的に円錐形の上タイヤ側壁係合表面322b’’’、322c’’’と実質的に同様に、タイヤトレッド係合柱330d、330eのアレイにタイヤTのトレッド表面TTの一部分を「追跡」/追従させてもよい。タイヤトレッド係合柱330d、330eのアレイによって行われる追跡は、第4および第5のタイヤ係合デバイス320d、320eのそれぞれのタイヤトレッド表面係合部材322d’’’、322e’’’および本体322d’、322e’の旋回接続によって可能にされる。
図12Iを参照すると、いったんロボットアーム312が間隔S2’を通してタイヤTを移動させると、矢印D2の方向に従った移動は中断してもよい。加えて、第2および第3のアクチュエータA2、A3は、図12Aに示されるものと実質的に類似する、矢印RRRの方向とは反対である矢印RRR’の方向に従って、第4および第5のタイヤ係合デバイス320d、320eを「準備完了配向」に後退させてもよい。加えて、図12Iに見られるように、第2および第3のタイヤ係合デバイス320b、320cは、例えば、「押し返し」力Rを提供するばね(図示せず)が完全に拡張させられることの結果として、図12Aに示されるものと実質的に類似する「準備完了配向」に戻されてもよい。図11Jを参照すると、現在、タイヤTが処理サブステーション300によって車輪Wに搭載されていることの結果として、ロボットアーム312は、例えば、矢印D1の方向とは実質的に反対である矢印D1’の方向に従って、上向きに移動して、上ビードTBUを上ビードシートWSUに隣接して着座させ、下ビードTBLを下ビードシートWSLに隣接して着座させ得る、タイヤ車輪アセンブリTWを膨張させるための膨張サブステーション(図示せず)等の別の処理サブステーションにタイヤ車輪アセンブリTWを運搬してもよい。
図13Aを参照すると、タイヤ車輪アセンブリTWを処理するための処理サブステーション400が、実施形態に従って示されている。処理サブステーション400によって行われる「処理」は、タイヤ車輪アセンブリTWを形成するためにタイヤTを車輪Wに「接合」または「搭載」する行為を含んでもよい。「接合」または「搭載」する行為とは、車輪Wが、雌部分であるタイヤTの通路TPに挿入される、雄部分と称され得るように、タイヤTおよび車輪Wを物理的に連結、接続、または結合することを意味してもよい。
以下の図で説明され、示されるように、処理サブステーション400の所望の結果は、タイヤ車輪アセンブリTWを形成するためのタイヤTおよび車輪Wの接合および搭載であるが、処理サブステーション400は、タイヤ車輪アセンブリTWのタイヤTの円周空気腔TACを膨張させず、また、処理サブステーション400は、(「着座させる」行為が、典型的には、タイヤ車輪アセンブリTWが膨張させられる膨張ステップから生じるため)車輪Wの上ビードシートWSUおよび下ビードシートWSLに隣接してタイヤTの上ビードTBUまたは下ビードTBLを「着座させる」行為に寄与もしないことに留意されたい。したがって、タイヤTを車輪Wに接合または搭載すると、タイヤTの上ビードTBUまたは下ビードTBLは、車輪Wの外周面WCの周囲に配列され、および/またはそれに隣接して配置されてもよい。
実装では、処理サブステーション400は、「単一セル」ワークステーションの一部として含まれてもよい。単一セルワークステーションは、タイヤ車輪アセンブリTWの処理に寄与する他のサブステーション(図示せず)を含んでもよく、他のサブステーションは、例えば、石鹸洗浄サブステーション、ステミングサブステーション、膨張サブステーション、合印サブステーション、平衡サブステーション、および同等物を含んでもよい。「単一セル」という用語は、部分的に組み立てられたタイヤ車輪アセンブリTWが、アセンブリラインに沿って「引き渡される」ように(すなわち、「引き渡される」とは、部分的に組み立てられたタイヤ車輪アセンブリTWが、アセンブリラインの第1のワークステーションによって保持され、働き掛けられ、さらなる処理のためにアセンブリラインの中の後続のワークステーションに解放されることを要求することを意味する)、そうでなければ従来のアセンブリラインに配列され得る複数の連続的な離散ワークステーションを必要とすることなく、サブステーションがタイヤ車輪アセンブリTWの生産に寄与することを示す。むしろ、単一セルワークステーションは、タイヤ車輪アセンブリTWを組み立てるプロセスにおいて特定のタスクをそれぞれ行う、複数のサブステーションを有する、1つのワークステーションを提供する。この組立プロセスは、タイヤおよび/または車輪「引き渡し」が最小限化されるか、または完全に排除されるかのいずれかである場合に行われる。したがって、単一セルワークステーションは、アセンブリラインを画定する各個別ワークステーションのための保守を提供する必要もある一方で、従来のタイヤ車輪アセンブリラインと関連付けられる不動産設置面積を所有/賃借することと関連付けられる費用および投資を有意に削減する。したがって、単一セルワークステーションがタイヤ車輪アセンブリTWの製造で採用されるときに、設備投資および人間の監視が有意に削減される。
図13Aを参照すると、処理サブステーション400は、デバイス412を含む。デバイス412は、ロボットアームと称されてもよい。ロボットアーム412は、単一セルワークステーションの複数のサブステーション(例えば、処理サブステーション400を含む)に対して実質的に中心の位置に位置してもよい。ロボットアーム412は、接地Gに接続された基部/本体部分(図示せず)に取り付けられ、そこから延在してもよい。
ロボットアーム412は、エンドエフェクタ414を含んでもよい。エンドエフェクタ414は、車輪Wをロボットアーム412に除去可能に固着するためのかぎつめ、グリッパ、または他の手段を含んでもよい。エンドエフェクタ414は、ロボットアーム412が、処理サブステーション400によって行われる手順全体を通して車輪Wを保持して解放しない能力(および単一セルワークステーションで適用される場合、タイヤ車輪アセンブリTWの組立手順全体を通して車輪Wを保持して解放しない能力)を有することを可能にする。したがって、エンドエフェクタ414は、ロボットアーム412がタイヤ車輪アセンブリTWを後続のサブステーション(図示せず)に「引き渡す」必要性を最小限化または排除する。
処理サブステーション400は、(1)タイヤ貯蔵サブステーションおよび(2)搭載サブステーションのものを含む、いくつかの機能/義務を果たしてもよい。タイヤ貯蔵サブステーションは、典型的には、車輪Wへの後続の接合のために「準備完了」位置に配列され得る、1つ以上のタイヤTを含む。搭載サブステーションは、典型的には、車輪WへのタイヤTの接合(例えば、タイヤTの通路TP内の車輪Wの配置)を支援する構造を含む。
図13Aを参照すると、処理サブステーション400は、エンドエフェクタ414で車輪Wをロボットアーム412に接合することによって初期化されてもよい。処理サブステーション400はまた、支持部材416上にタイヤTを位置付けることによって初期化されてもよい。支持部材416は、第1の支持部材416aと、第2の支持部材416bと、第3の支持部材416cと、第4の支持部材416dとを含んでもよい。第1、第2、第3、および第4の支持部材416a、416b、416c、416dのそれぞれは、上面416’と、下面416’’とを含む。
第1、第2、第3、および第4の支持部材416a、416b、416c、416dのそれぞれの下面416’’は、それぞれ、少なくとも1つの第1の脚部材418a、少なくとも1つの第2の脚部材418b、少なくとも1つの第3の脚部材418c、および少なくとも1つの第4の脚部材418dに接続されてもよい。少なくとも1つの第1、第2、第3、および第4の脚部材418a、418b、418c、418dのそれぞれは、下層の接地Gから、それぞれ、第1、第2、第3、および第4の支持部材416a、416b、416c、416dのそれぞれを上昇または離間させるための長さを含む。ロボットアーム412は支持部材416に直接接続されない(むしろ接地Gに接続されてもよい)が、ロボットアーム412は、支持部材416を接地Gに接続する脚部材418a−418dにより、接地Gへの共通接続を介して、(以下の開示で説明される移動D1−D5の結果として)支持部材416と連動可能であり、および/または支持部材416に間接的に接続されると言え得る。
処理サブステーション400はさらに、複数のタイヤ係合デバイス420を含んでもよい。複数のタイヤ係合デバイス420は、第1の支持部材416aの上面416’に接続される第1のタイヤ係合デバイス420aと、第2の支持部材416bの上面416’に接続される第2のタイヤ係合デバイス420bと、第3の支持部材416cの上面416’に接続される第3のタイヤ係合デバイス420cとを含んでもよい。
図13B−13Cを参照すると、第1のタイヤ係合デバイス420aは、1つ以上のブラケット422a’’によって支持される実質的に円筒形の本体422a’を含む。1つ以上のブラケット422a’’は、第1の支持部材416aの上面416’から離れた距離で実質的に円筒形の本体422a’を支持してもよい。1つ以上のブラケット422a’’は、一対のブラケットを含んでもよい。実質的に円筒形の本体422a’は、軸方向通路(図示せず)を有する管状本体であってもよい。中心ピン(図示せず)が、軸方向通路内に配置されてもよい。中心ピンは、一対のブラケット422a’’に接続および固定されてもよい。したがって、実質的に管状の円筒形本体422a’が、中心ピンの固定配向に対して回転/転動運動で移動することを可能にされるように、実質的に管状の円筒形本体422a’は、中心ピンの周囲に移動可能に配置されてもよい。代替として、実質的に円筒形の本体422a’は、軸方向通路を含まなくてもよく、一対のブラケット422a’’に回転可能に接続されるか、または移動不可能に固定されてもよい。
図13Aを参照すると、第2のタイヤ係合デバイス420bは、第2の支持部材416bの上面416’から延在し得る、第1のタイヤトレッド係合柱430aを含む。第3のタイヤ係合デバイス420cは、第3の支持部材416cの上面416’から延在し得る、第2のタイヤトレッド係合柱430bを含む。
図13Bを参照すると、第2および第3の支持部材416b、416cは、間隙または第1の間隔S1によって分離される。第1のタイヤトレッド係合柱430aは、間隙または第2の間隔S2によって第2のタイヤトレッド係合柱430bから分離される。第4の支持部材416dは、間隙または第3の間隔S3によって第2および第3の支持部材416b、416cから分離される。
第2の間隔S2は、第1の間隔S1より大きい。第1の間隔S1は、車輪Wの直径WDにほぼ等しいが、それよりわずかに大きくあり得、さらに、タイヤ直径TD/中心弦TC2は、第1の間隔S1より大きくあり得る。第2の間隔S2は、タイヤTの左弦TC1および右弦TC3にほぼ等しくあり得、さらに、タイヤ直径TD/中心弦TC2は、第2の間隔S2より大きくあり得る。第3の間隔S3は、車輪Wの直径WDにほぼ等しいが、それよりわずかに大きく、タイヤTの直径TDより小さくあり得る。
図14Aに見られるように、図15Aを参照すると、タイヤTを車輪Wに接合することに先立って、タイヤTは、上タイヤ開口部TOUおよび下タイヤ開口部TOLが、直径TP−Dを含むよう通路TPを画定するように、第1の弛緩した不偏配向で配列されると言え得る。タイヤTが最終的に車輪Wに接合されたとき(例えば、図14J参照)、上ビードTBUおよび下ビードTBLは、それぞれ、車輪Wの上ビードシートWSUおよび下ビードシートWSLに近接して配列されてもよいが、それに隣接して着座させられなくてもよい。後に、例えば、膨張サブステーション(図示せず)においてタイヤTを膨張させると、上ビードTBUおよび下ビードTBLは、それぞれ、車輪Wの上ビードシートWSUおよび下ビードシートWSLに着座させられ(すなわち、隣接して配置され)てもよい。さらに、タイヤTが車輪Wに接合されたとき(例えば、図14J参照)、タイヤTは、通路TPの直径TP−Dが実質的に円形であり、タイヤTの第1の弛緩した不偏配向のその幾何学形状に実質的に類似するように、第2の実質的に弛緩したが、いくぶん偏向した配向で配列されると言え得る。
図14Aを参照すると、ロボットアーム412は、「準備完了」位置に配列されるタイヤTを含む、第1の支持部材416aに関して離間配向で配列される。「準備完了」位置は、第1のタイヤ係合デバイス420aの実質的に円筒形の本体422a’に隣接して配列される、タイヤTの下側壁表面TSLの一部分を含んでもよい。「準備完了」位置はさらに、第1の支持部材416aの上面416’に関して第1の角度オフセット配向θ1で配向されているタイヤTを含んでもよい。
タイヤTの第1の角度オフセット配向θ1は、(1)下側壁表面TSLの第1の部分TSL−1が、第1の支持部材416aの上面416’に隣接して配列され、(2)下側壁表面TSLの第2の部分TSL−2が、第1のタイヤ係合デバイス420aの実質的に円筒形の本体422a’に隣接して配列され(図14Aでは、図13Aの断面参照線の視線のため、第2の部分TSL−2が表されていないが、図15Aに示されていることに留意されたい)、(3)下側壁表面TSLの第3の部分TSL−3が、第1のタイヤ係合デバイス420aの実質的に円筒形の本体422a’の一部分に隣接して配置されるように、第1の支持部材416aの上面416’との第1のタイヤ係合デバイス420aの実質的に円筒形の本体422a’の非同一平面関係に起因し得る。したがって、支持部材416が、タイヤTの下側壁表面TSLのための3点支持(図13Aでさらに明確に示される)をTSL−1、TSL−2、TSL−3で提供してもよい一方で、タイヤTの下側壁表面TSLの残りの部分は、タイヤTが第1の角度オフセット配向θ1で配列されたときに、支持部材416の上面416’、422b’、422c’の任意の他の部分と直接接触していない。
処理サブステーション400は、コントローラC(例えば、図13A参照)に、ロボットアーム412の移動を(矢印D1−D5の方向に従って、図14A−14J参照)駆動するモータM(例えば、図13A参照)へ1つ以上の信号を送信させることによって、搭載手順を実行してもよい。代替として、またはコントローラCによる自動操作に加えて、メモリに記憶された入力に従って、移動D1−D5は、(例えば、ジョイスティック、ボタンの押下、または同等物を介して)手動オペレータ入力Oのうちの1つ以上に起因してもよい。
図14Aに見られるように、矢印D1の方向に従った第1の下方D移動は、支持部材416に関してロボットアーム412の離間配向を低減してもよい。図14Bを参照すると、矢印D1の方向に従った移動は、車輪WのドロップセンターWDCの一部分が、タイヤTの上ビードTBUの第1の(例えば、右)部分に関して離間関係で配置されるように、(1)タイヤTの上側壁表面TSUの第1の(例えば、左)部分に隣接して車輪Wの下周縁面WRLの第1の(例えば、左)部分を位置付け、(2)タイヤTの通路TP内に車輪Wの下ビードシートWSLの第2の(例えば、右)部分およびドロップセンターWDCを位置付けると止まってもよい。
図14Bを続けて参照すると、矢印D2の方向に従った第2の移動は、車輪Wの前方の(例えば、右Rへの)移動を引き起こし得る。図14Cを参照すると、矢印D2の方向に従った移動は、車輪WのドロップセンターWDCおよびタイヤTの上ビードTBUの第1の(例えば、右)部分が、最終的に相互と直接接触するように、車輪WのドロップセンターWDCおよびタイヤTの上ビードTBUの第1の(例えば、右)部分の離間関係を低減させる。対応して図15Cを参照すると、タイヤTのトレッド表面TTは、第1のタイヤトレッド係合柱430aおよび第2のタイヤトレッド係合柱430bに関して離間関係で配列される。
最終的に相互と直接接触する、車輪WのドロップセンターWDCおよびタイヤTの上ビードTBUの第1の(例えば、右)部分に加えて、矢印D2の方向に従った第2の移動はまた、タイヤTの上側壁表面TSUの第1の(例えば、左)部分に関して車輪Wの下周縁面WRLの配向の変化をもたらす。例えば、図14Cに見られるように、矢印D2の方向に従った移動は、車輪Wの下周縁面WRLを、タイヤTの上側壁表面TSUの第1の(例えば、左)部分のより少ない量と対向関係で配列させるが、さらにタイヤTの上ビードTBUの左部分と実質的に対向する関係で配列させる。
図14C−14Dを参照すると、車輪WのドロップセンターWDCおよびタイヤTの上ビードTBUの第1の(例えば、右)部分が、最終的に相互と直接接触した後、図14Dおよび15Dに見られるように、トレッド表面TTが最終的に第1のタイヤトレッド係合柱430aおよび第2のタイヤトレッド係合柱430bの両方と直接接触して配列されるように、タイヤTのトレッド表面TTが第1のタイヤトレッド係合柱430aおよび第2のタイヤトレッド係合柱430bのより近くに移動させられるにつれて、矢印D2の方向に従ったさらなる移動が、タイヤTの下側壁表面TSLを、左から右へ第1のタイヤ係合デバイス420aの実質的に円筒形の本体422a’を横断して牽引される。
図14D−14Fを参照すると、矢印D2の方向に従った車輪Wの前方の(例えば、右Rへの)移動の結果として、タイヤTは、右弦TC3から左弦TC1へ、第1および第2のタイヤトレッド係合柱430a、430bによって形成される第2の間隔S2を通して前進させられる。左弦TC1と右弦TC3との間のタイヤTの弦(例えば、中心弦TC2を含む)が、左弦TC1および右弦TC3より大きいため、第1および第2のタイヤトレッド係合柱430a、430bは、第2の間隔S2を通したタイヤTの移動に干渉する。
上記の干渉の結果として、タイヤTは、タイヤTの通路TPの直径TP−Dが、円形の形態よりも実質的に卵形の形態を含むよう一時的に圧漬されるように、一時的に変形する。したがって、実質的に同様に、上タイヤ開口部直径TOU−Dおよび下タイヤ開口部直径TOL−Dもまた、円形の形態よりも実質的に卵形の形態を含むように一時的に圧漬される。
上タイヤ開口部直径TOU−Dおよび下タイヤ開口部直径TOL−Dの卵形の形態は、車輪Wの外周面WCとのタイヤTの上ビードTBUの接触部分(および結果として摩擦)を低減させ、したがって、車輪WへのタイヤTの少なくとも部分的な搭載が起こることを可能にする。したがって、図14D−14Fおよび15D−15Fに見られるように、車輪Wが、矢印D2の方向に従って第2の間隔S2を通して前方に(例えば、右Rへ)タイヤTを前進させるにつれて、タイヤTの上ビードTBUの左部分が、図14Eに見られるようなタイヤTの上ビードTBUの左部分との実質的に対向する関係から、車輪Wの外周面WCおよびドロップセンターWDCのうちの1つ以上に実質的に隣接する異なる配向へ移動させられると、車輪Wの下周縁面WRLの第1の(例えば、左)部分がタイヤTの上ビードTBUとのより少ない抵抗または干渉に遭遇するように、少なくとも直径TOU−Dの卵形の変形は、タイヤTの上ビードTBUの卵形の変形をもたらす。
図14Fおよび15Fを参照すると、いったん左弦TC1が第2の間隔S2を通して、第1および第2のタイヤトレッド係合柱430a、430bの後方の配向(例えば、左Lへ)から、第1および第2のタイヤトレッド係合柱430a、430bの前方の配向(例えば、右Rヘ)まで前進させられると、タイヤTの上ビードTBUの円周全体は、車輪Wの外周面WCおよびドロップセンターWDCのうちの1つ以上に隣接する/周囲にある予備「搭載位置」に配列されると言え得る。しかしながら、図示されるように、タイヤTの下ビードTBLの円周全体は、車輪Wの任意の部分に関して非隣接配向で配列されているタイヤTの下ビードTBLにより、「非搭載位置」に配列されると言え得る。
図14Fに見られるように、矢印D2の方向に従った移動は、車輪Wを第3の間隔S3の上方に配列すると中断してもよい。次いで、図14Fに見られるように、矢印D3の方向に従った第2の下方D移動が、支持部材416に向かって車輪Wを移動させるために起こってもよい。図14Gを参照すると、矢印D3の方向に従った移動は、(1)第2の支持部材416bおよび第3の支持部材416cのそれぞれの上面416’に隣接してタイヤTの下側壁表面TSLの左部分を位置付け、(2)第4の支持部材416dの上面416’に隣接してタイヤTの下側壁表面TSLの右部分を位置付け、(3)第2の支持部材416bおよび第3の支持部材416cの両方と実質的に同一平面上に車輪Wの下ビードシートWSLを位置付けると、中断してもよい。加えて、図14F−14Gに示されるように、第2および第3の支持部材416b、416cの上面416’は、第4の支持部材416dの上面416’の配向と同一平面ではないが、それと比較するとより高い配向で配列される。
図14Gに見られるように、矢印D3の方向に従った移動の結果として、車輪Wは、「さらなる搭載」配向で車輪Wに対してタイヤTを配列するために、タイヤTの通路TPを通って進入することを可能にされる。図14Gに見られるように、矢印D3の方向に従った移動は、(1)車輪Wの下ビードシートWSLの左部分およびドロップセンターWDCを、タイヤTの下ビードTBLの左部分と離間した対向配向で、タイヤTの通路TPから外に配向させ、(2)タイヤTの下側壁表面TSLの右部分が第4の支持部材416dの上面416’に隣接して配置されるように、車輪Wの下外周縁面WRLの右部分を下ビードシートWSLの右部分に近接させ、(3)車輪WのドロップセンターWDCを、タイヤTの通路TP内でタイヤTの下ビードTBLの右部分に隣接して配置させる一方で、(4)タイヤTの上ビードTBUは、車輪Wの円周面WCを実質的に取り囲む。
図14Gを参照すると、矢印D3の方向に従った移動が中断した後、矢印D4の方向に従った上向きの移動Uが、支持部材416から離して車輪Wを移動させるために起こってもよく、次いで、後に、矢印D5の方向に従った左Lへの後方の移動が起こってもよい。矢印D4の方向に従った上向きの移動Uは、車輪Wの下ビードシートWSLを、もはや第2の支持部材416bおよび第3の支持部材416cの両方と実質的に同一平面ではなくさせるが、むしろ、車輪Wの下ビードシートWSLおよび下外周縁面WRLは、少なくとも第2の支持部材416bおよび第3の支持部材416cの両方の上面416’より上方に配列される。
図14Hを参照すると、矢印D5の方向に従った車輪Wの後方の(例えば、左Lへの)移動の結果として、タイヤTは、第1および第2のタイヤトレッド係合柱430a、430bに向かって、左弦TC1から右弦TC3へ、第1および第2のタイヤトレッド係合柱430a、430bによって形成される第2の間隔S2を通して前進させられる。上記で説明されるのと同様に、左弦TC1と右弦TC3との間のタイヤTの弦(例えば、中心弦TC2を含む)が、左弦TC1および右弦TC3より大きいため、第1および第2のタイヤトレッド係合柱430a、430bは、第2の間隔S2を通したタイヤTの移動に干渉する。
上記の干渉の結果として、上記に説明される同様の方法で、タイヤTは、タイヤTの通路TPの直径TP−Dが、円形の形態よりも実質的に卵形の形態を含むよう一時的に圧漬されるように、一時的に変形する。したがって、実質的に同様に、上タイヤ開口部直径TOU−Dおよび下タイヤ開口部直径TOL−Dもまた、円形の形態よりも実質的に卵形の形態を含むように一時的に圧漬される。
上タイヤ開口部直径TOU−Dおよび下タイヤ開口部直径TOL−Dの卵形の形態は、車輪Wの外周面WCとのタイヤTの下ビードTBLの接触部分(および結果として摩擦)を低減させ、したがって、車輪WとのタイヤTの部分的搭載が車輪WとのタイヤTの「完全搭載」に移行するように、車輪WへのタイヤTのさらなる搭載が起こることを可能にする。したがって、図14H−14Iおよび15H−15Iに見られるように、車輪Wが、矢印D5の方向に従って第2の間隔S2を通して後方に(例えば、左Lへ)タイヤTを前進させるにつれて、タイヤTの下ビードTBLの右部分が、車輪WのドロップセンターWDCに関する非搭載配向から、車輪WのドロップセンターWDCに関する搭載配向(例えば、図14J参照)へ移動させられると、車輪Wの下周縁面WRLの右部分がタイヤTの下ビードTBLとのより少ない抵抗または干渉に遭遇するように、少なくとも直径TOL−Dの卵形の変形は、タイヤTの下ビードTBLの卵形の変形をもたらす。図14Iを参照すると、タイヤTが第2の間隔S2を通して移動させられるにつれて、タイヤTの下側壁表面TSLは、車輪WのドロップセンターWDCに関する非搭載配向から搭載配向へのタイヤTの下ビードTBLの移動を支援するために、実質的に円筒形の本体422a’に接触し、それによって付勢されてもよい。図14Jを参照すると、いったんタイヤTが矢印D5の方向に従って第2の間隔S2を通して完全に移動させられると、タイヤTは、タイヤTの上ビードTBUが外周面WCを取り囲み、タイヤTの下ビードTBLが車輪WのドロップセンターWDCを取り囲み、それに隣接して配置されるように、車輪Wに搭載されると言え得る。
本発明は、そのある例示的実施形態を参照して説明されている。しかしながら、上記で説明される例示的実施形態の形態以外の具体的形態で本発明を具現化することが可能であることが、当業者に容易に明白となるであろう。これは、本発明の精神から逸脱することなく行われてもよい。例えば、本明細書で示されるほとんどの実施形態は、(ロボットアームを介して)車輪に係合し、その上にタイヤを搭載するように車輪を操作するステップを描写する。しかしながら、本明細書のいかなるものも、その上にタイヤを搭載するように車輪を操作するステップのみに本発明の範囲を限定すると解釈されるものではない。例示的実施形態は、例証的にすぎず、いかようにも制限的と見なされるべきではない。本発明の範囲は、先行の説明よりもむしろ、添付の請求項およびそれらの同等物によって定義される。