JP4790398B2 - タイヤ組付装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ組付装置に関し、特にホールに斜め状態で半係合させた状態でタイヤを押圧してホイールに組み付けるタイヤ組付装置に関する。

従来、自動車の生産工程等で大量にホイールにタイヤを嵌装する際には、図６に一部断面図を示すように、タイヤＴを予め斜めの状態でビード部Ｔａの一部をホイールＷのリムＷａに係合させた半係合状態でタイヤ組付装置に搬入して行われる。

この種のタイヤ組付装置は、例えば特許文献１に開示され、かつ図７に全体概要を示すように、タイヤが斜めの状態に半嵌合されたホイールＷが載置されると共にこのホイールＷを昇降させるホイールリフタ５１と、ホイールリフタ５１上のホイールＷを内側から固定するホイールインナークランプ５２と、ホイールＷのセンター穴に上方から差し込まれてホイールＷを予め設定されたホイール回転中心軸芯Ｌａに位置決めするためのセンターコン５６を有するホイールセンタークランプ５５と、ホイールセンタークランプ５５のホルダ部分に取り付けられて水平方向に可逆回転し得る一本の回動アーム６０を有している。

回動アーム６０の先端には、図７のＢ部断面拡大図を図８に示すように回動アーム６０に立設されたガイドシャフト６１と、回動アーム６０に装着された昇降用シリンダ機構６５とを有し、この昇降用シリンダ機構６５のピストンロッド６５ａの下端に取り付けられたブラケット６６を介してタイヤビード押えローラ７０が取り付けられ、昇降用シリンダ機構６５の駆動によってタイヤビード押えローラ７０が昇降するようになっている。

また、回動アーム６０には、ブラケット８１を介してタイヤビード押えローラ７０の前後の少々内側寄りにそれぞれガイドローラシャフト８２Ａ、８２Ｂが垂下され、そのガイドローラシャフト８２Ａ、８２Ｂに一対のガイドローラ８５Ａ、８５Ｂが軸着されている。

このように構成されたタイヤ組付装置において、タイヤＴが斜め状態に半係合されたホイールＷをホイールリフタ５１に搬入し、この後、ホイールリフタ５１を上昇させてホイールＷを所定の高さまで持ち上げる一方、同時にホイールセンタークランプ５５を駆動させてセンターコン５６をホイールＷのセンター穴に上方から差し込み、ホイールＷを回転中心軸芯Ｌａに位置決めして固定する。その後ホイールインナークランプ５２を駆動してホイールＷを内側から固定する。

また、この時タイヤＴの上面側の一部がタイヤクランプ５８によって押圧されてタイヤＴ自体の連れ回りを防止する。

このように上下から固定されたホイールＷに対して、タイヤビード押えローラ７０及びガイドローラ８５Ａ、８５Ｂは、図９に示すように斜めの状態で半係合されたタイヤＴのスタート位置Ｓに待機している。ここで、このスタート位置Ｓは、タイヤＴの下側のビード部がホイールＷに係合された部分に相当する。このスタート位置Ｓで、先ずタイヤビード押えローラ７０を昇降用シリンダ機構６５で下降させてタイヤＴのサイドウォールＴｂを押し下げ、続いて回動アーム６０をタイヤビード押えローラ７０が実線で示すスタート位置から仮想線で示すエンド位置Ｅまで回転中心軸芯Ｌａを中心に水平方向に回転する。

このとき一方のガイドローラ８５Ａ、８５ＢはタイヤＴのビード部Ｔａをガイドすると共に、タイヤビード押えローラ７０は非係合領域Ｌを押し下げつつ回転してビード部ＷａをホイールＷに完全に嵌め込みタイヤＴをホイールＷに装着する。

また、この特許文献１のタイヤ取付装置では、図８に示すようにガイドローラ８５Ａ、８５Ｂがリム部Ｗａの外側、即ちビード・ヒール近傍に当接してビード部Ｔａをガイドしたが、他のタイヤ取付装置にあっては、図１０に要部を示すように、ガイドローラ９０の先端をビード部Ｔａの内周面、いわゆるビード・ベースに当接してビード部ＴａをホイールＷのリム部Ｗａにガイドするものもある。

特開平１１−１９２８２３号公報

上記前者の特許文献１に示されるタイヤ取付装置によると、タイヤビード押えローラ７０に隣接して設けられたガイドローラ８５Ａ、８５ＢによってタイヤＴのビード部ＴａをホイールＷのリム部Ｗａにガイドしつつタイヤビード押えローラ８５によってサイドウォールＴｂのビード部Ｔａ近傍を押し下げることによってタイヤＴをホイールＷに装着することができる。

しかし、ガイドローラ８５Ａ、８５Ｂはビード部Ｔａの外側を押圧してガイドすることから、ガイドローラ８５Ａ、８５Ｂによってビード部Ｔａを良好にホイールＷのリム部Ｗａにガイドできないおそれがある。これは高扁平率で剛性の高いタイヤＴにあっては特に顕著である。

また、後者のようにガイドローラシャフト９０の先端をビード部Ｔａの内周面に当接してビード部ＴａをホイールＷのリム部Ｗａにガイドするタイプのタイヤ取付装置にあっては、ガイドローラ９０によって確実にビード部ＴａをホイールＷのリム部Ｗａにガイドすることができる。

一方、近年では、ブレーキ性能の増大に伴うブレーキ装置の大型化、サスペンション装置の設計自由度の確保や、意匠的な外観形状の要求から図１１に断面を示すように、リム部Ｗａから連続して直接的にディスク部Ｗｂが外方に突出するタイプのホイールＷがある。この種のリム部Ｗａからディスク部Ｗｂが外方に突出するホイールＷにタイヤＴを取り付ける際、ガイドローラ９０を仮想線で示すようにガイドローラ９０の先端９０ａが突出したディスク部Ｗｂに接触或い当接して外観形状上極めて重要なディスク部Ｗｂを破損或いは損傷するおそれがある。また、このガイドローラ９０の先端９０ａがディスク部Ｗｂに接触或いは当接することによってタイヤ取付装置による円滑なタイヤ取り付けを困難にしている。

従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、リム部からディスク部が外方に突出したホイールであってもディスク部の損傷を招くことなく円滑なタイヤ取り付けが可能なタイヤ組付装置を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に記載のタイヤ組付装置の発明は、タイヤが斜めの状態で半係合されたホイールを載置すると共に該ホイールを昇降するホイールリフタと、該ホイールリフタに載置された上記ホイールのセンター穴に上方から挿入して該ホイールをホイール回転中心軸芯上に位置決めするセンターコアを有するホイールセンタークランプと、上記ホイールに半係合状態で係合したタイヤの非係合状態にあるビード部に沿ってサイドウォール部を順次押圧してビード部をホイールに嵌め込むタイヤビード押えローラと、上記タイヤのビード部内周面に当接して上記タイヤビード押えローラによるタイヤ嵌め込み時にタイヤビード部をガイドするガイドローラと、を備えたタイヤ組付装置において、上記ガイドローラは、上方から下方に移行するに従って外方からホイール回転中心軸芯側に移行するように上記ホイール回転中心軸芯に対して傾斜する軸芯を有する支持軸に回転自在に軸支されながら外周面がビード部の内周面に当接して上記ビード部をガイドすると共に、先端が外方からホイール回転中心軸芯側に移行するに従って上昇するように傾斜することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１のタイヤ取付装置において、上記ホイール回転中心軸芯を中心に水平方向に回転し得る回動アームを有し、上記タイヤビード押えローラは、タイヤビード押えローラ昇降手段を介して昇降可能に上記回転アームに支持され、上記支持軸は、該軸芯が上方から下方に移行するに従って外方からホイール回転中心軸芯側に移行するように上記ホイール回転中心軸に対して傾斜して回動アームに設けられたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２のタイヤ取付装置において、上記ガイドローラの外周面は、該ガイドローラの基端側から先端側に移行するに従って漸次拡径するテーパ状であることを特徴とする。

請求項１の発明によると、ホイール回転中心軸芯に対して傾斜した支持軸によって回転自在に軸支されるガイドローラの外周面をビード部の内周面に当接してビード部を確実にガイドすると共に、ガイドローラの先端が、支持軸の傾斜によって外方側からホイールの回転中心軸芯側に移行するに従って上昇するように設定され、ホイールのディスク部とガイドローラの先端との間に間隙が確保され、リム部からディスク部が外方に突出したホイールであってもディスク部の損傷を招くことなく円滑なタイヤ取り付けが可能になる。

請求項２の発明によると、ホイール回転中心軸芯を中心に水平方向に回転し得る回動アームにタイヤビード押えローラ昇降手段を介して昇降可能にタイヤビード押えローラを配設し、かつガイドローラを軸支する支持軸を回動アームに設けることによって、ガイドローラによりタイヤビード部を確実にガイドしつつ容易にタイヤビード押えローラによってビード部に沿ったサイドウォール部を順次押圧してビード部をホイールに嵌め込むことができる。

請求項３の発明によると、ガイドローラの外周面を、ガイドローラの基端側から先端側に移行するに従って漸次拡径するテーパ状に形成することによって、支持軸の傾斜によりガイドローラの先端の傾斜を維持すると共に外周面とビード部の内周面との当接或いは圧接を確実にすることができる。

以下、本発明のタイヤ組付装置の実施の形態を、上記図１１に示すようにリム部Ｗａから直接的にディスク部Ｗｂが外方に突出するタイプのホイールＷにタイヤＴを取り付ける場合を例に、図１乃至図５を参照して説明する。なお、本実施の形態におけるタイヤ組付装置はガイドローラに特徴を有し、他の構成は上記特許文献１と同様の構成であり、説明の便宜上異なる部分を主に説明する。

図１は、本実施の形態の特徴的な要部を示す上記図８に対応する図であり、図２は図１のＡ矢視図、図３は図２のＩ−Ｉ線断面図である。

図１に示すように、ホイールセンタークランプ５５のホルダ部分に可逆回転可能に取り付けられた回動アーム６０の先端に、タイヤビード押えローラ昇降手段である昇降用シリンダ機構６５が設けられ、昇降用シリンダ機構６５のピストンロッドの下端にブラケット６６を介してタイヤビード押えローラ７０が取り付けられ、昇降用シリンダ機構６５の駆動によってタイヤビード押えローラ７０が昇降するようになっている。

また、回動アーム６０には、ブラケット８１を介してタイヤビード押えローラ７０の前後の少々内側寄りにそれぞれガイドローラシャフト１１Ａ、１１Ｂが垂下され、そのガイドローラシャフト１１Ａ、１１Ｂに一対のガイドローラ２１Ａ、２１Ｂが軸着されている。

図２及び図３を参照してブラケット８１に垂下されるガイドローラシャフト１１Ａ、１１Ｂ及びガイドローラ２１Ａ、２１Ｂを説明する。なお、ガイドローラシャフト１１Ａと１１Ｂ及びガイドローラ２１Ａと２１Ｂは同様の構造であり、ガイドローラシャフト１１Ａ及びガイドローラ２１Ａについて説明し、ガイドローラシャフト１１Ｂ及びガイドローラ２１Ｂの詳細な説明は省略する。

ガイドローラシャフト１１Ａは、略円柱状のガイドローラシャフト本体１３及びガイドローラシャフト本体１３の基端から同軸上に突出する柱状の取付部１２が一体形成され、取付部１２がブラケット８１に穿設された取付穴８１ａに嵌入してブラケット８１に位置決めされて取り付けられる。

ガイドローラシャフト本体１３の先端面１３ａは、外方から内方、即ちホイールＷの回転中心軸芯Ｌａ側に移行するに従って上昇するように傾斜し、先端面１３ａからこの先端面１３ａと直交する軸穴１４ａ及びこの軸穴１４ａと段部１４ｂを介して連続するネジ穴１４ｃが同軸上に穿設され軸取付部１４が形成されている。

シャフトローラシャフト本体１３に形成された軸取付部１４に基端が取り付けられた支持軸１５によってガイドローラ２１Ａが回転自在に軸支されている。

支持軸１５は、基端がガイドローラシャフト１１Ａに軸取付部１４の軸穴１４ａに嵌合する軸部１６と軸部１６の基端に段部１５ａを介して同軸上に延設されてネジ穴１４ｃに螺合するネジ部１７を有し、軸部１６の先端１６ａにネジ穴１６ｂが穿設されている。このように形成された支持軸１５は、軸部１６の基端を軸穴１４ａに嵌挿してネジ部１７をネジ穴１４ｃに螺合して段部１５ａを段部１４ｂに圧接してガイドローラシャフト１１Ａの先端に取り付けられる。

ガイドローラシャフト１１Ａの先端に取り付けられた支持軸１５は、その軸芯１５Ｌａが取付面となるガイドローラシャフト本体１３の先端面１３ａと直交し、先端面１３ａの傾斜に従って基端側から先端１６ａ側に移行するに従って漸次回転中心軸芯Ｌａに接近するように回転中心軸芯Ｌａに対して傾斜する。

一方、ガイドローラ２１Ａは、基端２１ａ側から平坦面に形成された先端２１ｂ側へ移行するに従って漸次拡径するテーパ状の外周面２２及び基端２１ａから先端２１ｂに貫通する軸孔２５を有するほぼ円筒状であって、軸孔２５には基端２１ａから順に基端側ベアリング嵌装部２６、この基端側ベアリング嵌装部２６に段部２６ａを介して支持軸１５の軸部１６が間隙を有して貫通可能な軸貫通部２７、軸貫通部２７より小径で軸部１６が摺動可能に貫通する軸嵌合部２８、軸嵌合部２８より大径で段部２９ａを介して連続する先端側ベアイング嵌装部２９が形成されている。

そして、基端側ベアリング嵌装部２６内にスラストベアリング３１を嵌装して支持軸１５の軸部１６にガイドローラ２１Ａの軸孔２５を差し込み、ガイドローラシャフト本体１３の先端面１３ａと段部２６ａによってスラストベアリング３１を挟持し、先端側ベアリング嵌装部１６内に突出する軸部１６の先端外周にスラストベアリング３２を嵌装すると共に、軸部１６のネジ穴１６ｂに螺合する取付ボルト３３の締め付けによってワッシャ３４を介してスラストベアリング３２を段部２９ａに押圧することによってガイドローラ２１Ａが支持軸１５によってガイドローラシャフト１１Ａの先端に回転自在に支持される。

このようにして支持軸１５によって回転自在に軸支されたガイドローラ２１Ａの先端２１ｂは、支持軸１５の傾斜に伴って外方からホイールＷの回転中心軸芯Ｌａ側に移行するに従って上昇するように傾斜すると共に、ガイドローラ２１Ａの外周面２２の回転中心軸芯Ｌａと反対側、即ち外方側は基端側から先端２１ｂ側に移行するに従って回転中心軸芯Ｌａに接近するように、回転中心軸芯Ｌａに対して傾斜する。これらのガイドローラ２１Ａの先端２１ｂの傾斜角及び外周面２２の外方側の傾斜角は、ホイールＷの形状及び実験、シミュレーション、経験等によって予め設定される。

次に、このように構成されたタイヤ組付装置の動作を説明する。

先ず、従来と同様にタイヤＴが斜め状態に半係合されたホイールＷをホイールリフタに搬入し、ホイールセンタークランプ５５を駆動させてセンターコン５６をホイールＷのセンター穴に上方から差し込み、ホイールＷを回転中心軸Ｌａに位置決めして固定する。同時にホイールリフタを上昇させてホイールＷを所定の高さまで持ち上げる。

この後、ホイールインナークランプによりホイールＷを内側から固定する。また、この時タイヤＴの上面側の一部をタイヤランプによって押圧してタイヤＴ自体の連れ回りを防止する。

このホイールリフタによるホイールＷの上昇に伴って、ガイドローラ２１Ａ、２１Ｂにおける外周面２２の外方側が回転中心軸芯Ｌａに対して傾斜することから、図１及び図４に示すようにホイールＷに斜め状態で半係合されたタイヤＴのビード部Ｔａの内周面が、ガイドローラ２１Ａ、２１Ｂの先端２１ｂ、２１ｂ近傍における外周面２２、２２に当接乃至圧接する。このガイドローラ２１Ａ、２１Ｂの外周面２２、２２がビード部Ｔａの内周面に当接或いは圧接した状態において、ガイドローラ２１Ａの先端２１ｂが傾斜することから、ガイドローラ２１Ａ、２１Ｂの傾斜する先端２１ｂ、２１ｂと、ホイールＷに突出形成されたディスク部Ｗｂとの間に間隙ａが形成される。

このように上下から固定されたホイールＷに対して、タイヤビード押えローラ７０及びガイドローラ２１Ａ、２１Ｂは、図５に示すように斜めの状態で半係合されたタイヤＴのスタート位置Ｓに待機している。ここで、このスタート位置Ｓは、タイヤＴの下側のビード部がホイールＷに係合された部分に相当する。

このスタート位置Ｓで、先ずタイヤビード押えローラ７０を昇降用シリンダ機構６５によって下降させてタイヤＴのサイドウォールＴｂを押し下げ、続いて回動アーム６０をタイヤビード押えローラ７０が実線で示すスタート位置Ｓから仮想線で示すエンド位置Ｅまで回転中心軸芯Ｌａを中心に水平方向に回転する。

このときガイドローラシャフト２１Ａ、２１Ｂは、図１及び図４に示すように、タイヤＴのビード部Ｔａの内周面をガイドすると共に、タイヤビード押えローラ７０は非係合領域Ｌを押し下げつつ回転してビード部ＴａをホイールＷに完全に嵌め込みタイヤＴをホイールＷに装着する。

従って、本実施の形態のタイヤ取付装置によると、支持軸１５、１５によって回転自在に軸支されるガイドローラ２１Ａ、２１Ｂの外周面２２、２２をビード部Ｔａの内周面に当接してビード部Ｔａを確実にホイールＷのリム部Ｗａにガイドすると共に、ガイドローラ２１Ａ、２１Ｂの先端２１ｂ、２１ｂが、支持軸１５の傾斜によって外方側からホイールＷの回転中心軸芯Ｌａ側に移行するに従って上昇するように設定することから、ガイドローラ２１の外周面２２をタイヤＴのビード部Ｗａの内周面に当接或いは圧接した状態においてホイールＷのディスク部Ｗｂとガイドローラ２１Ａ、２１Ｂの先端２１ｂ、２１ｂとの間に間隙ａが確保され、リム部Ｗａからディスク部Ｗｂが外方に突出したホイールＷであってもディスク部Ｗｂの損傷を招くことなく円滑なタイヤ取り付けが可能になる。

更に、ガイドローラ２１Ａ、２１Ｂの外周面２２、２２を、ガイドローラ２１Ａ、２１Ｂの基端２１ａ、２１ａ側から先端２１ｂ、２１ｂ側に移行するに従って漸次拡径するテーパ状に形成することによって、支持軸１６、１６の傾斜によりガイドローラ２１Ａ、２１Ｂの先端２１ｂ、２１ｂの適切な傾斜を維持しつつ、外周面２２、２２とビード部Ｔａの内周面との接触角が適切に維持され、外周面２２、２２とビード部Ｔａの内周面との当接或いは圧接が確実に確保され、良好なガイド機能が得られる。

また、上記実施の形態ではリム部Ｗａから直接的に連続してディスク部Ｗｂが外方に突出するホイールＷにタイヤＴを取り付ける場合を例に説明したが、リム部Ｗａからディスク部Ｗｂが突出しないホイールＷにタイヤＴを取り付ける場合にも同様にホイールＷにタイヤＴを円滑に取り付けることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態におけるガイドローラ２１Ａ、２１Ｂの外周面２２、２２を基端２１ａ、２１ａ側から先端２１ｂ、２１ｂ側に移行するに従って拡径するテーパ状に形成したが、タイヤＴのビード部Ｗａの内周面に当接する外周面２２、２２の傾斜角が良好に確保できるときには、ガイドローラ２１Ａ、２１Ｂを同径で連続する外周面を備えた円筒或いは円柱状に形成することもできる。

本実施の形態に係るタイヤ組付装置の要部を示す図である。 図１のＡ矢視図である。 図２のＩ−Ｉ線断面図である ガイドローラの動作状態を示した概略説明図である。 タイヤビード押えローラ及びガイドローラの動作状態を示した概略説明図である。 タイヤが斜めの状態に半係合されたホイールの概略を示す一部断面図である。 従来のタイヤ組付装置の全体概略図である。 図７のＢ部拡大断面図である。 タイヤビード押えローラ及びガイドローラの動作状態を示した概略説明図である。 従来のタイヤ組付装置のガイドローラの概略説明図である。 従来のタイヤ組付装置のガイドローラの不具合を説明する図である。

符号の説明

１１Ａ、１１Ｂ ガイドローラシャフト
１５ 支持軸
２１Ａ、２１Ｂ ガイドローラ
２１ａ 基端
２１ｂ 先端
２２ 外周面
５５ ホイールセンタークランプ
６０ 回動アーム
６５ 昇降用シリンダ機構（タイヤビード押えローラ昇降手段）
７０ タイヤビード押えローラ
Ｌａ 回転中心軸芯
Ｗ ホイール
Ｗａ リム部
Ｗｂ ディスク部

Claims (3)

1. タイヤが斜めの状態で半係合されたホイールを載置すると共に該ホイールを昇降するホイールリフタと、
   該ホイールリフタに載置された上記ホイールのセンター穴に上方から挿入して該ホイールをホイール回転中心軸芯上に位置決めするセンターコアを有するホイールセンタークランプと、
   上記ホイールに半係合状態で係合したタイヤの非係合状態にあるビード部に沿ってサイドウォール部を順次押圧してビード部をホイールに嵌め込むタイヤビード押えローラと、
   上記タイヤのビード部内周面に当接して上記タイヤビード押えローラによるタイヤ嵌め込み時にタイヤビード部をガイドするガイドローラと、を備えたタイヤ組付装置において、
   上記ガイドローラは、
   上方から下方に移行するに従って外方からホイール回転中心軸芯側に移行するように上記ホイール回転中心軸芯に対して傾斜する軸芯を有する支持軸に回転自在に軸支されながら外周面がビード部の内周面に当接して上記ビード部をガイドすると共に、先端が外方からホイール回転中心軸芯側に移行するに従って上昇するように傾斜することを特徴とするタイヤ取付装置。
2. 上記ホイール回転中心軸芯を中心に水平方向に回転し得る回動アームを有し、
   上記タイヤビード押えローラは、タイヤビード押えローラ昇降手段を介して昇降可能に上記回転アームに支持され、
   上記支持軸は、該軸芯が上方から下方に移行するに従って外方からホイール回転中心軸芯側に移行するように上記ホイール回転中心軸芯に対して傾斜して回動アームに設けられたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ組付装置。
3. 上記ガイドローラの外周面は、
   該ガイドローラの基端側から先端側に移行するに従って漸次拡径するテーパ状であることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ組付装置。

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