JP4917659B2 - タイヤ試験装置の自動チャック幅調節式チャック装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転物体を保持するチャック装置に関する。とりわけ、本発明は、しっかりとタイヤを配置し、その一方でタイヤがタイヤの均一性試験装置によって試験されるための自動チャック幅調節式チャック装置に関する。

任意の凹凸又はむらの存在を測定するためにタイヤを試験するタイヤ試験装置が、当業界において公知である。公知の装置は、一般にタイヤを、試験部署に移動させる。この試験部署において、タイヤはいくつかの形態のチャック装置によって係合され、基準の圧力へ膨張される。タイヤは基準の速度でロードホイールに抗して回転せしめられる。ロードホイールが結び付けられたロードセルから採取されるデータは、製造工程の間に発生する任意の凹凸の存在を探知するために使用される。さらに、このチャック装置は、一般に凹凸の寸法を計測し、かつ、凹凸を補正する装置、例えばタイヤから材料を除去する研削装置を備えている。

従来技術のタイヤ試験装置の目的は、タイヤ内の任意の凹凸の正確な検出、計測及び補正を容易にするために、試験装置内においてタイヤを適切に配置することである。しかしながら、以下に説明されるように、従来技術のチャック装置は、試験及び補正手続きの間、タイヤを保持するのに充分に作動するが、当業界において改良の余地がまだある。

タイヤの均一性装置(uniformity machine)における使用のための一つの従来技術のチャック装置は、特許文献１において開示され、上チャック及び下チャックを具備し、各チャックは、タイヤの上部ビード部及び下部ビード部とそれぞれ係合するためにチャックへ固定されるリムを有する。上チャックは、流体シリンダによって下チャックへ向かって移動せしめられ、リム間のタイヤを締め付ける。上チャックは、下チャック内で形成された傾斜した凹所と係合する傾斜したノーズを有する摺動可能なプランジャを有する。ばねは、プランジャを取り囲み、チャックと共に移動させて圧縮される。本特許は、ばねが十分に圧縮される時に、チャックは閉鎖されかつ固定された位置にあるということを開示する。ばねによって及ぼされる力が、下チャックの凹所内において傾斜したノーズを固定するために使用されている。

米国特許第４０２３４０７号 米国特許第４８５２３９８号

タイヤ試験装置のための別の従来技術のチャック装置は、特許文献２において開示され、上リムへ固定された雌部材と、下リムへ固定された雄部材とを有する。雌部材は、雄部材のノーズコーンを受け入れる傾斜した凹所を有し、下の雄部材は、流体シリンダによって雌部材に向かって移動可能である。雄部材内に位置するばねはノーズコーンを凹所に向けて付勢する。流体シリンダは、ノーズコーンが傾斜した凹所内に着座するまで、雄部材全体を雌部材に向けて移動させ、シリンダは、雌部材に向かって移動し、シリンダはばねを圧縮させ、ばねによって及ぼされる固定させる力を増加させる。この特許は、ばね力はノーズコーンを雌部材の傾斜した凹所へ摩擦的に連結させるということを開示する。

以上に説明された従来技術のチャック装置は、上チャック部材と下チャック部材との間で担持されるリム間において試験装置内でタイヤを位置決めする機能をするが、このような組立体は欠点を有する。例えば、一方のチャック部材が他方のチャック部材から及びチャック部材に向けて移動させられることができる距離は制限されている。さらに、従来技術のチャック組立体におけるばねの使用は、一方のチャック部材が他方のチャック部材に向かって移動せしめられる距離に関する制限を付与し、さらに、各構成要素を共に固定するのを高めるために付与される力の一致に影響を与える。

さらに、従来技術のチャック装置は、一定の力を有しかつ、チャック部材を共に固定するのに必要な力を及ぼす長さとを有するばねを使用しなければならない。もしチャック部材が移動せしめられる距離（すなわち、そのストローク長さ）が増加せしめられるならば、このような距離にわたってチャック部材に抗する十分な力を及ぼすためにばねの長さは増加せしめられなければならない。しかしながら、ストロークをかなりの量だけ増加させることによって、増加された移動範囲にわたって力を及ぼすことのできる非常に大きく複雑なばねを必要とする。このようなばねを利用することによって、実際的でないか、又は経済的でない。したがって、従来技術の機械において一方のチャック部材が移動することができる距離は、ばね特有の剛性及び長さによって制限されている。さらに、ばねによって及ぼされる力は、ばねの長さが変化するにつれて変化するという事実により、ばねの長さが変化するにつれて、従来技術のチャック部材に及ぼされる固定力は変化する。結果として、従来技術のチャック装置は、典型的に、チャック部材を共に固定及び維持するような実質的に一定の力を付与しない。

したがって、従来の装置の制限がなく、種々の寸法のタイヤを収容するために増加されたストローク長さを付与し、チャック部材を共に固定する実質的に一定の力を付与する改良されたチャック装置のために当業界において必要である。

本発明は、タイヤを支持し、その一方でタイヤがタイヤの丸み、機械的均一性等が条件に合っているかどうかを決定する試験手続きを受ける自動チャック幅調節式チャック装置を付与する。さらに、この装置は、試験手続きの後に行われる選択的な研削手続きの間においてタイヤを支持するために使用させることができる。チャック装置は、下チャックと、下チャックに向かって及び下チャックから離れて移動可能な上チャックを有する。上チャックは、完全に上昇された位置と完全に下げられた位置との間の任意の位置で上チャックが止められることを可能とするアクチュエータによって移動させられる。

より特定の実施例において、下チャックは、軸ハウジングと、軸ハウジング内に配置された回転可能な軸とを具備する軸組立体の形態である。軸は、傾斜した雄部を有する第一端部と、軸を回転させるように駆動ベルトによって回転せしめられる駆動スプロケットを有する第二端部とを有する。上チャックは軸組立体の上方に配置された移動可能なチャック組立体の形態であり、軸の雄部と係合する傾斜した雌部を有するチャック部材を有する。軸組立体及び移動可能なチャック組立体の各々は、試験中においてタイヤの膨張及び回転を可能とするように、タイヤの下ビード部及び上ビード部とシールして係合するリムを担持する。

移動可能なチャック組立体は、外ハウジング及び内ハウジングを好ましくは有し、内ハウジングは回転可能であり、さもなくば外ハウジングに関して固定されている。チャック部材は内ハウジング内に配置され、内ハウジングに関して摺動可能である。チャック部材は、外ハウジングへ固定された一対の空気シリンダによって駆動される。チャック部材の傾斜した雌部は、回転可能な軸の傾斜した雄部を固定的に受け入れる。流体アクチュエータは、両方のリムがタイヤのビード部と係合するまで、軸組立体に向けてチャック組立体全体を移動させるように作動される。空気シリンダは、チャック組立体全体の移動とは独立して、内ハウジング及び外ハウジングに関してチャック部材を移動させるように作動され、それにより、軸の傾斜したノーズと傾斜した凹所との確実な(positive)固定的な係合を実現する。本発明のこの態様は、装置が、従来技術のチャック組立体と比較して広い範囲のタイヤの寸法と係合することを可能とするチャックについて増加されたストローク長さを付与する。

さらに、空気シリンダの出力は、軸に対してチャック部材を固定するようにばねを使用した従来技術のチャック装置とは違い、チャック部材の移動の範囲全体を通して軸のノーズに抗して実質的に一定の固定力を及ぼすように正確に制御されることができる。さらに、この装置はセンサを有し、より少ない移動の全経路を通して制限されたチャック組立体の移動を可能とし、それにより、本発明の別の態様において、タイヤの抜き取り機構が、チャック組立体からタイヤを取り外すために、チャック組立体に取り付けられている。

本発明の別の特徴、利益及び利点は、以下の図面と関連して考慮されて、本発明の好適な実施例の以下の詳細な記述から明らかである。

本発明の好適な実施例によって構成される自動チャック幅調節式チャック装置を有するタイヤ試験装置の平面図である。 図２は、図１のタイヤ試験装置及びチャック装置の部分正面図である。 図３は図１及び２のタイヤ試験部署及びチャック装置の側面図である。 図４は、図３のタイヤ試験部署のフレーム形成部の斜視図である。 図５は、図３のタイヤ試験部署の移動可能なチャック組立体形成部及びチャック装置の側面図である。 図６は図５において示されるチャック組立体と協働する軸組立体の側面図である。 図７（Ａ）は、側面図であり、図５のチャック組立体と、閉鎖及び固定位置における図６の軸組立体とを示し、リムは、特定の幅を有するタイヤを保持する第一位置において配置された各組立体によって担持されている。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）において示されているチャック組立体のアクチュエータの一部分の拡大図である。 図８は、側面図であり、図５のチャック組立体と、閉鎖及び固定された位置における図６の軸組立体とを示し、リムは、図７の一部分において保持されるタイヤよりも大きな幅を有するタイヤを保持するために、第二位置において配置されている各組立体によって担持されている。 図９は、移動可能な組立体及び軸組立体の正面図であり、チャック組立体は本発明によって構成されているタイヤ抜き取り機構が付与されている。 移動可能なチャック組立体についての流体制御回路の略図である。

図１は、平面図において、本発明の好適な実施例によって構成される自動チャック幅調節式チャック装置を有するタイヤ試験装置全体の配置を示す。タイヤ試験装置全体が、タイヤの均一性試験装置と称し、特表平１３−５１１２５５号公報においてより完全に開示されており、この出願の内容は参照としてここに組み込まれている。したがって、以下に続く詳細な説明は、調節式チャック装置に主に関連するが、装置全体が、明確さのためかつ、本発明のチャック装置が主に使用のために意図されている環境を説明するために以下に簡単に説明されている。当然、調節式チャック装置の特徴により、このチャック装置をタイヤ試験装置以外の応用においても有用たらしめるということが当業者によって認識されることができる。したがって、本発明は、任意の特定の環境に必ずしも制限されないで構成されない。

図１を参照すると、試験装置全体は、以下の装置、入口コンベヤ１０と、試験部署１２と、出口モジュール１４と、選択的なマーキング部署１４ａと、タイヤ分類機構１４ｂとを具備する。試験部署１２において配置されるタイヤは試験され、選択的に研がれて、タイヤの丸み、機械的な均一性及び／又は他の物理的特性を調節する。図１において、参照番号２０によって（点線で）示されるタイヤは、は、入口コンベヤ１０によって試験部署へ運ばれて下リム２４と上リム２６との間で締め付けられる（図３において最もよく示されている）。リムは、本発明の調節式チャック装置を構成する上チャック及び下チャックによって担持され、以下に詳細に説明される。

タイヤはリム２４、２６間に締め付けられて膨張せしめられる。膨張の後、ロードホイール(load wheel)４２を有するロードホイール組立体４０は、タイヤ２０の外面との当接関係へ移動せしめられる。従来のように、タイヤは、ロードセル４６、４８（図３において見られている）を介してタイヤによって及ぼされる負荷を監視するロードホイールに抗して回転せしめられる。当業界で知られているように、ロードセルから採取されるデータは、タイヤの均一性を決定するために使用される。ロードホイールは、タイヤ試験装置のためのロードホイール組立体と称し、特表平１３−５１１２５４号公報においてより完全に開示されており、この出願の内容は参照としてここに組み込まれている。もし望まれるならば、タイヤの下部及び上部を研ぐグラインダ５０、５２等の一つ以上のグラインダとタイヤの中央部分を研ぐグラインダ（図示せず）とによってタイヤの均一性への調節がなされる。

参照番号５６によってほぼ示されている探査機は、試験部署の一部分を形成し、（図３において最もよく見られるように）図示された実施例において、上部及び下部側壁センサ組立体５４ａ、５４ｂと、上部及び下部肩部センサ（図示せず）と、中央のトレッドセンサ(tread sensor)５８とを有する。探査機は、タイヤ試験装置全体に関連する前述の係属出願においてより十分に開示されている。

上部及び下チャック、ロードホイール組立体４０、グラインダ５０、５２及び探査機５６は、図３において参照番号６０によってほぼ示されているガントリー様フレームシステムへ取り付けられている。示されている好適な実施例において、このフレームは、基部６２と、対の支柱６６ａ、６６ｂ、６８ａ及び６８ｂによって基部の上方所定距離で支持されている交差梁６４とを有する。基部６２は、好ましくは共に溶接されて単一部材を形成する一対の水平なＩ形鋼からなる。図４において見られるように、好適な実施例において、基部６２の一端部６５ａは、（平面図で見られるように）「Ｙ」のように形成され、端部７０ａ、７０ｂを有し、しかるに、基部６２の対向端部６５ｂは、幾分「Ｔ」の形状に形成され、交差梁７２を有する。フレーム６０は、タイヤ試験装置に関連する前述の同時係属出願においてより十分に開示されている。

入口コンベヤ１０（図１及び２）は、試験されるタイヤを、参照番号１００によってほぼ示されている心合わせ部署から試験部署１２へ搬送する。入口コンベヤは、タイヤ試験装置のための入口コンベヤと称し、特表平１３−５１１８９１号公報においてより完全に開示されており、この出願の内容は参照としてここに組み込まれている。操作中において、試験されるタイヤは、ベルト又はローラコンベヤ（図示せず）によって心合わせ部署１００の入口へ運搬される。図１は、入口コンベヤへ搬送されようとしている、参照番号１０２によって点線で示されているタイヤを図示する。入口コンベヤは、運搬されたタイヤを入口コンベヤ機構へ移動する送りローラ又はキックローラ１０８を有する。タイヤは、キックローラ１０８によって心合わせ部署１００へ搬送され、参照番号１５４によって示されている軸線１５４に関して心合わせされている。好適な実施例において、心合わせ軸線１５４は、好適な実施例において軸組立体４１０に対応する試験部署軸線１５６（図１及び２）から一定距離に配置される。したがって、タイヤは心合わせ部署１００において心合わせされた後、軸組立体と整列するようにタイヤが運搬される。この配置とすると、心合わせ部署から試験部署へタイヤが移動せしめられる距離は、直径に拘わらず全てのタイヤについて同じである。

入口コンベヤは以下のように動作する。心合わせ部署においてタイヤを受け入れる前に、コンベヤユニットはアクチュエータ１４２によって下げられる。タイヤは、入口キックローラ１０８によってコンベヤ上へ駆動される。一旦、心合わせ部署において、心合わせアーム（図示せず）は、ローラ１７６、１７６ａがタイヤ表面と係合するまで、タイヤに向かって心合わせアーム１７０、１７２を駆動させるように作動される。もし注油器が存在するならば、心合わせローラ１７６ａの一つが心合わせ部署において回転せしめられ、それにより、注油器がタイヤ２０へ潤滑剤を付与することを可能とする。一旦、心合わせされると、コンベヤユニットがアクチュエータ１４２によって上昇せしめられ、それにより、タイヤを拾い上げ、事実上、支持コンベヤの上方にタイヤを上昇せしめる。各ローラ１７６、１７６ａは、コンベヤ組立体がタイヤと係合及び持上げる時にタイヤと心合わせアーム１７０、１７２との間の相対運動を調節するために、各ローラが所定距離に垂直方向に移動することができるように取り付けられている。心合わせアームは外側に移動して収縮した位置へ移動せしめられ、試験されるタイヤはコンベヤユニットによって支持され、軸線１５４に関して心合わせされ、試験部署の軸線１５６から所定距離に配置される。

コンベヤは、所定距離分タイヤを前進させるように作動され、試験部署の軸線１５６と一致してタイヤを配置する。アクチュエータ１４２は、コンベヤユニットを下げて下チャックへタイヤを実質的に下げるように作動せしめられる。コンベヤユニットが下方位置にある一方で、他のタイヤが心合わせ部署へもたらされ、続いて、タイヤが試験部署１２で試験される時間の間、潤滑されて心合わせされる。

本発明の調節式チャック装置は、下チャックと移動可能な上チャックとを有する。実施例において、下チャックは、フレーム６０へ固定された軸組立体４１０を具備し、その一方で、上チャックは、フレーム６０の交差梁６４へ取り付けられている往復運動可能なチャック組立体３１０を具備する。図３において見られるように、チャック組立体３１０は、流体アクチュエータ２０４の部分を形成する流体ロッドの端部へ取り付けられている。アクチュエータはフレームの交差粱６４へ固定されており、図４において最もよく見られるように、アクチュエータは板部材２２４によって強化された交差梁６４内に形成されている開口部２２０を通って延びる。試験部署に位置決めされたタイヤが試験される時、アクチュエータ２０４はロッド２０２を延ばし、チャック組立体３１０を軸組立体４１０に向けて移動させる。上リム２６を取り付けるチャック組立体３１０は、整列部材を形成する前方端部を有する中央に配置されたチャック部材３６０を有し、整列部材は好ましくは傾斜した凹所３６８として形成された雌部を有する。凹所３６８は、軸組立体４１０（図２）によって担持される、傾斜したノーズ４４２として好ましくは形成される雄部を受け入れるように形成される。雄部と雌部との間の係合は、チャック組立体３１０と軸組立体４１０との間の正確な整列を維持し、組立体間に締め付けられるタイヤとともに、この係合は、軸組立体４１０の回転がチャック組立体の上リム２６へ移送され、それにより、タイヤがチャック組立体３１０と軸組立体４１０との間で締め付けられる時、上リム２６雄下リム２４を一致して回転させる手段である。

図５〜９をここで主として参照すると、チャック装置は、二つの主な構成要素、参照番号３１０によって示される前述の移動可能なチャック組立体と、参照番号４１０によって示される回転可能な軸組立体とを具備するように見られる。図５において見られるように、移動可能なチャック組立体３１０は、上端部３２２及び下端部３２４を有する外ハウジング３２０を有する。相対語「上」及び「下」は、図に記載されているような本発明の好適な実施例を明確に開示するために、ここに使用されており、制限するように解釈されるべきではない。以下にさらに説明されるように、外ハウジング３２０は、空気シリンダ４００を取り付けるためのブラケット３２６、３２８を有する。ハウジングの上端部３２２は、空気式シリンダ４００から移動可能なチャック部材３６０への運動の伝達のために、アーム３９０を有するブラケットを収納するためにスロット３３０の形態である開口部を有する。

流体式シリンダロッド適合器３３２は、ねじ、ボルト又は任意の他の適切な接合具とすることができる留め具３３４を介して、外ハウジング３２０の上端部３２２へ固定される。図７に見られるように、適合器３３２は、流体式のアクチュエーター２０４のロッド２０２へ取り付けられており（又は、選択的にと一体に形成されており）、このアクチュエータは、装置のフレーム６０（例えば、図４に示されているように）内に形成される開口部２２０内に配置されたシリンダを有する。トラッカーバー２５０は、フレーム内の適切な開口部を通って延び、ロッド２０２及びチャックが整列から外れて回転しないようにチャック組立体へ取り付けられている。

アクチュエータ２０４は、下に配置される軸組立体４１０へ及びから離れてチャック組立体全体３１０を移動させるように作動される。図７（Ａ）及び７（Ｂ）において見られるように、シリンダ取付部２２０がフレームの交差梁６４へ取り付けられ、カムローラ２３０がロッド２０２回りに付与される。シリンダキャップシール２４０は、シリンダ２０４の外部に配置されかつ、シリンダ取付部２２０へ固定されてロッド２０２の外部回りにシールを付与する。キャップシール２４０がロッド２０２を包囲し、ブシュ２４２と、ロッドと接触する環状シール２４６とを収納する。作動流体を含む室は、ブシュ及びシールによって形成され、ロッド２０２が延ばされる時に、ロッド状の任意の流体がシール部によって除去されかつ室内に収集されて作動流体がタイヤから滴ることを防ぐ。

チャック組立体３１０は、内ハウジング３４０を有する。内ハウジングは外ハウジング３２０内に配置されかつ傾斜したころ軸受３４６、３４８を介して外ハウジングに関して回転可能である。内ハウジング３４０は、（図７において最もよく見られるように）上リム２６を受け入れるように形成された段階状の下端部３４２を有する。上リム２６は、以上に説明されかつ当業界において知られているように、タイヤの上ビード部と係合する。内ハウジングは、締結器３４４を介して移動可能なチャック部材３６０へ取り付けられたキー３４３を有する。キー３４３は、チャック部材３６０内に形成されたスロット内に沿って入り、チャック部材が内ハウジング３４０に関して直線的に移動することを可能とする。しかしながら、従来のように、キー３４３は、チャック部材３６０が内ハウジング部材３４０に関して回転するのを防ぐ。結果として、チャック部材３６０を回転させることにより、内ハウジング部材３４０を回転させる。

移動可能なチャック部材３６０は、上端部３６２及び下端部３６４を有する。上端部３６２は、上端部へ取り付けられている襟部３８０を有し、この襟部は、ブラケットアーム３９０の端部３９４へ固定されている。アームの対向端部３９２は、空気シリンダ４００のロッド４０６へ取り付けられている。以下に説明されるように、この構成により、空気シリンダ４００からチャック部材３６０へ運動を伝達し、外ハウジング３２０及び内ハウジング３４０の両方に関して直線的にチャック部材を移動させる。チャック部材の下端部３６４は、チャック部材が完全に収縮した（図５に示されるように）時に内ハウジング３４０の端部と係合する段階状部分３６６を有する。襟部３７２は、適切な締結器によって下端部３６４へ取り付けられる。チャック部材の下端部３６４内に形成された傾斜した凹所３６８は、軸組立体４１０の傾斜したノーズ４４２と係合するように形成された内壁部３７０を有する（図６、以下に説明される）。襟部３７２の内壁には、Ｏリング３７４等のシール部材が付与されている。シール部材はノーズ４４２と凹所３６８との間の交差部をシールし、膨張空気がこれら構成要素間に入ってくるのを防ぐ。

空気シリンダ４００は、シリンダの突合せ端部(butt end)と、突合せ端部４０２とロッド端部４０４との間の位置とに位置するブラケットを介して移動可能なチャック組立体３１０の外ハウジング３２０へ固定して取り付けられている。シリンダ４００のロッド４０６は、上方に延びかつブラケットアーム３９０の端部３９２へ固定された端部４０８を有する。シリンダ４００の作動中において、ブラケットアーム３９０が外ハウジング３２０のスロット３３０内に入って、ロッド４０６は、収縮されるか延伸される。シリンダロッド４０６の直線運動は、チャック部材３６０の上端部３６２へ伝えられ、下端部３６４及びチャック部材の凹所３６８を軸組立体４１０の傾斜したノーズ４４２に向けて又はから離れて移動させる。このように、チャック組立体全体３１０は、流体シリンダ２０４の作動中において軸組立体４１０に向かって及びから離れて移動させ、さらに、空気シリンダ４００の作動中において、チャック部材３６０はチャック組立体の内ハウジング３２０及び外ハウジング３４０に関して独立して移動可能である。これにより、チャック部材３６０が軸４４０から収縮されることを可能とし、試験部署からタイヤを取り外すためにチャック組立体全体は完全に上げられる必要がない。アクチュエータ４００が好適な実施例において空気シリンダ(air cyrinder)である一方、当業者は、空気式シリンダ(pneumatic cylinder)及び流体式シリンダがチャック部材を移動させるために利用されることができるということを認識するであろう。さらに、空気シリンダの代わりに、モータ駆動の歯車組立体、親ねじ等のような機械的な駆動装置を使用することができる。

ここで図６を見ると、回転可能な軸組立体４１０は、上端部４２２及び下端部４２４を有する外ハウジング４２０を有する。ハウジング４２０には、タイヤ試験装置のフレーム部材６０へ軸組立体４１０を取外し可能に固定するために、好適にはフランジ部４２６が付与されている。本発明のこの態様は、組立体全体が容易に取り付けられかつ試験装置のフレーム部材からとり外される取外し可能なカートリッジの形態である軸組立体４１０を付与し、使用中において伴う柔軟性をモジュールの構成要素に付与する。フランジ部４２６は、ボルト４２８等の適切な締結器によってフレーム部材へ固定されることができる。当然、フランジ部４２６の特定の形状及び位置（又は他の取り付け構造）は変更されることができ、その一方で、軸組立体４１０のモジュールの能力をさらに付与する。この特性は、構成要素への改良された接近性を付与し、装置の維持の複雑さを従来の装置よりも少なくする。

キャップ部材４３０は、ねじ４３２等の適切な締結器によってハウジング４２０の上端部４２２へ固定され、ブシュ４３４はキャップと軸４４０の外部との間に位置する。傾斜したころ軸受４３６、４３８がハウジング及び軸４４０の上端部及び下端部において、ハウジング４２０と軸４４０との間に付与され、軸４４０の滑らかな回転を促進する。傾斜したノーズ４４２は、外面４４４及び端面４４６を有する。外面４４４は、チャック組立体３１０の傾斜した凹所３６８の側壁３７０と係合するように形成されており、このような係合面は好ましくは切頭円錐形状である。肩部又は段階状部分４４８は、上リム２６がチャック組立体３１０によって担持されると同様に、タイヤの下ビード部と係合する下リム２４（図６）を受け入れるように付与されている。好適な実施例において、傾斜したノーズ４４２は、軸へ取り付けられている交換可能なキャップであり、好適には鋼で形成されている。当然、ノーズ４４２は、軸へ永久に固定される別個の要素とすることができるか、又は軸の一体形成された部分とすることができる。

軸４４０は、軸の中に形成された空気ダクト４５０を有する。空気ダクトは、ユニオン型弁４５６及び肘型管継手４５８を介して空気供給部から空気を受け入れる。空気は空気ダクト４５０に入り、傾斜したノーズ４４２に隣接して位置する開口部を出る。図７において見られるように、空気は開口部４５１を出て、上リム２６と下リム２４との間の空間を入り、チャック装置によって保持されるタイヤを膨張させる。空気によりタイヤが膨張せしめられる方法は、公知であり、詳細には説明されない。しかしながら、本発明において、シール部３７４によって、傾斜したノーズ４４２とチャック部材３６０の傾斜した凹所３６８との間の空間に空気が入ることを防ぎ、それにより、空気が共に固定された軸４４０及びチャック部材３６０に分離力を及ぼす可能性を防ぐということが注意されるべきである。

軸４４０の下端部４５２は、スプロケット組立体４５４へ取り付けられる縮径部の形態である。スプロケット組立体４５４は、軸４４０及び下リム２４を回転させるために、モータ３６等の駆動機構に接続された駆動ベルト又はプーリ３８によって係合されている。チャック部材３６０の傾斜した凹所３６８における軸ノーズ４４２の固定のために、タイヤはリム２６、２４間で保持され、軸を回転させることによって、チャック部材３６０及び上リム２６（及び内チャックハウジング３４０）を回転させる。上リム２６及び下リム２４の回転は、当業界において公知の試験手順を実施するために、試験部署においてタイヤを回転させる。

図７は、分解された部分破断図であり、閉鎖固定位置におけるチャック組立体３１０及び軸組立体４１０を示し、タイヤ「ｔ」はリム２６、２４間に締め付けられたビード部幅「Ｗ」を有する。この装置のフレーム部材６０における開口部２２０は、下方に延びるロッド２０２を有する流体アクチュエータ２０４のシリンダを受け入れる。ロッド２０２の下端部は、以上に説明されたように、チャック組立体の外ハウジング３２０の上端部へ適合器３３２によって接続されている。アクチュエータ２０４は、矢印Ａに沿って見られるように、フランジ部４２６を介してフレーム部材へ固定されている軸組立体４１０に向けて及びから離れてチャック組立体全体３１０を移動させる。アクチュエータ２０４を介して軸組立体４１０に向かってチャック組立体３１０を移動させることによって、リム２６、２４にタイヤのビード部と係合させかつ、チャック部材３６０へ軸４４０を固定させるように傾斜したノーズ４４２に傾斜した凹所３６８に入らせるように、図７において締め付けられて示されているタイヤ「ｔ」は、比較的に小さなビード部幅「Ｗ」を有する。空気シリンダ４００は、傾斜した軸ノーズ４４２に抗して傾斜したチャック部材の凹所３６８を、構成要素の固定を高めさせるように作動せしめられる。さらに、空気シリンダ４００の作動が正確に制御されるので、構成要素を共に固定するように適用された力の量は、実質的に一定に保持される。これは、チャック及び軸構成要素の固定を高めるためにばねを使用した従来技術の装置ではない。実質的に一定に固定する力を保持するために、チャック部材を下方に駆動するようにロッド４０６が収縮せしめられる量にもかかわらず、チャック部材に一定の力を及ぼす時に圧力を開放するリリーフレギュレータ（図示せず）が好ましくはシリンダ４００に付与されている。

図８は、上リム２６ａと下リム２４ａとの間の（点線で示される）タイヤ「Ｔ」を締め付ける本発明の装置を示し、このタイヤ「Ｔ」は、図７においてタイヤ「Ｔ」のビード部幅「Ｗ」よりも大きなビード部幅「Ｗ」を有する。比較的に大きなタイヤ「Ｔ」の比較的に大きな直径の距離を調節しかつこのビード部と係合するために、リム２６ａ、２４ａは直径がリム２６、２４よりも大きいということが注意されるべきである。しかしながら、チャック組立体の運動の増加された範囲のために、異なる寸法のビード部幅を有するタイヤを締め付ける一組のリムを使用することができる。当業者は、保持されるタイヤの寸法の範囲に依存して一つ以上の組のリムが使用されることができるということを認識する。いずれにせよ、本発明は、チャック組立体全体及びチャック部材の両方を移動させる能力のために、従来技術の装置よりも大きな幅のタイヤの幅を調節する。

図８から見られることができるように、チャック組立体３１０を軸組立体４１０に向かって（アクチュエータ２０４を介して）移動させ、上タイヤビード部及び下タイヤビード部を係合させることは、タイヤ「Ｔ」の比較的に大きなビード部幅のために、チャック部材３６０を軸４４０と係合させるには不十分である。

したがって、空気シリンダ４００がロッド４０６を収縮させるように作動せしめられる時、これは、チャック部材３６０の傾斜した凹所３６８が軸４４０の傾斜したノーズ４４２上に着座してシリンダによってチャック部材へ付与される力の量が以上に説明されたように制御されるまで、チャック部材３６０を下に駆動させる。上チャック組立体３１０全体が軸４４０に向けて（及びから離れて）チャック３１０を移動せしめられる距離を制御させるために、チャック組立体３１０が試験装置の固定されたフレーム部材６０に関して移動する距離を検出するように、センサ４６０（図１０参照）が付与されている。好適な実施例において、センサ４０６が、装置上の任意の適切な位置において取り付けられた線形的な移動量の変換器(linear displacement transducer)であり、好ましくは水圧式シリンダ２０４（図１０）へ取り付けられている。ケンタッキー州のフローレンスのバルッフ社(Balluff社)から入手可能でありかつＢＴＬ−２シリーズである変換器が、センサ４６０として使用されることができる。本発明のこの特徴は、完全なサイクルよりも少なくチャック部材を移動させる能力を付与する。すなわち、従来技術の装置は、完全に上昇せしめられた位置と完全に下げられた位置との間の全体の距離でチャクが繰り返して往復せしめられるという点において制限されている。したがって、装置のサイクルの時間は、保持されるタイヤの幅と無関係に同じである。このように、もしチャック部材をほんのわずかに上昇（下降）させることがタイヤの取外しを可能にするほど十分であるとしても、このチャック部材は全体の距離に移動される。しかしながら、本発明は、アクチュエータ２０４によってチャック組立体全体３１０を上昇させてシリンダ４００によってチャック部材３６０を上昇させることによって、チャック部材が完全なサイクルより少なく移動されることを可能とする。センサ４６０は、チャック部材の位置を監視し、タイヤを取り外す分だけチャック部材の位置を移動させることを可能とする。したがって、本発明は減少されたサイクル時間を付与しかつ増加された効率を付与する。

図１０は、チャック組立体３１０の制御運動についての略図的な流体制御回路である。この制御回路は、チャック組立体が下降せしめられる又は上昇せしめられる速度を制御し、もし流体圧力が除去されても、チャック組立体が落下するのを防ぐ。

図１０を参照すると、制御回路は、略図的に示されかつ参照番号４６２によってほぼ示されている流体圧力の従来の供給源を有する。流体圧力供給源４６２は、「低い圧力」及び「高い圧力」の両方について加圧流体を発生させる。低い圧力の回路は、チャックアクチュエータ２０４において大きな運動（ロッド２０２の延伸及び収縮）を行うために使用される。サーボ弁と関連して使用されている高い圧力の回路は、タイヤが上リム２４と下リム２６との間で締め付けられた後に、チャック組立体３１０の位置を維持するように使用される。高い圧力装置は、タイヤが試験手順中に膨張せしめられる時にリム２４、２６間に発生せしめられ分離力に抵抗する。

従来のように、供給源４６２は、低い圧力ポンプ４６２ａ及び高い圧力ポンプ４６２ｂを有し、両方のポンプは、共通の駆動モータ４６４によって駆動される。低い圧力ポンプ４６２ａは、加圧流体を導管４６６内へ運搬し、しかるに低い圧力ポンプ４６２ｂは導管４６８へ加圧流体を運搬する。低圧回路及び高圧回路の両方からの加圧流体は、分岐戻しライン４７０ａ、４７０ｂによって共通の戻し部又はタンクライン４７０へ戻される。

圧力導管４６６と枝戻し導管４７０ａとの間に接続されている従来の圧力逃がし弁４７３は、低圧回路内で圧力のレベルを設定するために使用される。別の圧力逃がし弁４７５は、高圧回路の圧力を調節及び維持するために使用され、図１０において見られるように、高圧導管４６８と分岐タンク戻しライン４７０ｂとの間で接続されている。

低圧システムは、チャックアクチュエータ２０４の延伸及び収縮を行うために使用され、タイヤが試験部署に入ることを可能とし、次に試験されたタイヤが試験部署を出ることを可能とする。アクチュエータ２０４のシリンダ端部２０４ａ及びロッド端部２０４ｂ内への加圧流体の流れは、定比弁４７４によって制御される。レックスロス(Rexroth)から入手可能でありかつ4WRZ25E3-360-5X/6824N9ETと記されている定比弁が使用されることができる。定比弁は、選択的に、それぞれアクチュエータ２０４のシリンダ端部２０４ａ又はロッド端部２０４ｂと連絡している送り導管４７６又は送り導管４７８と、低圧導管４６６からの加圧流体を連絡させる。好適な実施例において三つの位置のオン／オフ弁が使用されることができるが、弁４７４は定比弁であり、チャックのシリンダ２０４への加圧流体の流量が制御されることができる。結果として、ロッドが延伸する又は収縮する速度は変化せしめられることができる。例えば、チャックが「手で動かされる」時、すなわち、設定等の間、チャックの移動が非常に遅く発生するということが一般に望ましい。したがって、「設定」の条件下で、定比弁が制御され、延伸速度又は収縮速度を下げるようにシリンダへの加圧流体の流量を減少させる。公知のように、システムの制御によって発生される適切な制御信号は、流量と同様に流体流れの方向の両方を制御するために、定比弁へ付与される。

軸に関するチャック３１０の位置は、以上に説明されるように、バルフ社(Balluff，Inc.)から入手可能であり好適には線形移動変換器であるセンサ４６０によって監視される。図１０において最もよく見られるように、センサ４６０はシリンダ２０４の端部へねじ込まれ、ピストンロッド又はラム２０２内に形成されるボア２０２ａ内に延びるプローブ４６０ａを有する。磁石４７９は、ボア２０２ａの上端部においてロッドによって担持される。プローブ４６０ａは磁石４７９の運動に応答し、ロッド２０２の位置を決定することができる。

線形の位置センサ４６０及び定比弁４７４の組み合わせは、上チャックの構成要素と下チャックの構成要素との間の衝撃を制御するために、上チャックが下チャックに向かって移動する時に上チャックの速度を制御するように使用される。線形移動センサ４６０は、上チャックの位置を連続的に監視し、上チャックが下チャックに接近する時、制御システムは適切な信号を定比弁４７４へ付与することができ、流量を減じ、こうして上チャックが下チャックに向かって移動する速度を減少させる。

チャック３１０が、タイヤが上リム２４と下リム２６との間で締め付けられる位置、所望の位置に到達する時、高圧回路がチャックの位置を維持するように使用される。特に、チャックが締め付け位置に到達する時に、高圧保持ソレノイド４８０が電圧印加されて従来のサーボ弁組立体４８２を作動させる。定比弁４７４は作動停止されて中央の流れ遮断位置に戻る。

サーボ弁組立体は従来のものと考えられ、4WS2EM10-4X/10B2ET315Z8DMと表示されているレクスロス(Rexroth)のサーボ弁４８２ａを有する。従来の隔離遮断部４８２ｂ、フィルタ４８２ｃ及び遮断弁４８２ｄ。遮断弁４８２ｄはサン(Sun)から入手可能であり、4153-059-000-AFM0128として記されている。遮断弁４８２ｄは、高圧ソレノイド弁４８０が作動された後に高圧システムがサーボ弁内の圧力を展開させるのにかかる時間の間、チャック３１０内での運動を防ぐ。知られているように、サーボ弁組立体は、チャック３１０内の小さな運動をもたらし、チャック３１０の位置を決定し、一旦位置が定着すると、サーボ弁組立体は、膨張の後に、タイヤのリム２４、２６間に締め付けられたタイヤによって発生せしめられる分離力に抵抗するように動作する。

この回路の特徴によれば、圧力作動のチェック弁４８６が、シリンダのロッド端部と、定比弁４７４によって連通された圧力供給源との間で配置されている。圧力作動のチェック弁の目的は、導管の欠損等の時に、さもなくばチャック３１０が自重下で下方に移動するのを可能とするアクチュエータ２０４のロッド端部から流体の流出を防ぐことである。ソレノイド作動のオン・オフ弁４８８が、圧力作動弁を開放して（予圧線４８７を介して）シリンダから流体が流れるのを可能とし、ロッド２０４の延伸を可能とする。標準の機械操作の間、このソレノイド４８８は、チェック弁４８６を開放するために典型的に電圧印加され、それにより、アクチュエータのロッド２０４の制限されない移動を付与する。ソレノイド弁４８８は、機械の設定条件、手動操作等下で遮断される。ライン４８９は弁４８６用の排水管であり、戻しライン４７０ａへ接続される。

アキュムレータ４９０は、アクチュエータ２０４が延伸又は収縮せしめられる時にさらなる流体流れを付与する。アキュムレータ４９０は圧力ライン４６６と連通している。アキュムレータ４９０の機能のより完全な説明が、「タイヤ均一装置用流体装置」と称する、ここに参照として組み込まれた米国特許第５０２９４６７号において見いだされることができる。

この回路は、参照番号４９２によってほぼ示される「再生ループ」をさらに有する。このループは、ロッド端部の送り導管４７８を圧力導管４６６へ接続する。チェック弁４９４は、圧力導管４６６からロッド端部の送り導管４７８への流れを防ぐ。作動中、圧力がアクチュエータ２０４のシリンダ端部２０４ａへ送られる時、ロッド端部から押しやられる流体は、圧力作動のチェック弁４８６、再生ループのチェック弁４９４を通して圧力導管４６６内へ移動する。排出された流体を圧力ライン４６６内へ直接的に運搬することによって、比較的に少ない流体が流体システムによって供給されなければならず、結果として、改良された作動及び応答時間が実現されることができる。

図９は、好適な実施例のさらなる特徴、特に、上リム２６ａからタイヤを強力に取り外す抜き取り機構を描く。抜き取り機構５００は、適切な締結手段によってチャック組立体の外ハウジング３２０へ固定された板又は適切なブラケット５０２へ取り付けられた一対の空気シリンダ５１０を有する。こうして、抜き取り機構５００はチャック部材３１０へ固定されてチャック部材３１０と共に移動する。各シリンダ５１０は、抜き取り部材５１４を担持するロッド５１２を有する。シリンダの作動中において、ロッド５１２は、延伸せしめられ、抜き取り部材５１４を下方にタイヤ「Ｔ」へ駆動して上リムａからタイヤを取り外す。図９は、抜き取り部材５１４が下げられてタイヤをリム２６ａから取り外し次に静止位置へ上昇せしめられた後の装置を実線で示す。図９における点線は、係合位置における抜き取り部材を示す。作動中において、抜き取り部材は、下げられてリム２６ａからタイヤを引き出し、収縮せしめられる。次いで、チャック部材は、タイヤが軸から上昇せしめられ、試験部署から離れて運搬させることを可能とする。

さらに、異なるビード部直径を有するタイヤを収容するようにチャック組立体に関するシリンダ５１０及び抜き取り部材５１４の半径方向位置を調節するために、調節手段が付与される。好適な実施例において、調節手段は、種々の直径を有するタイヤを調節するために、抜き取り要素を半径方向に（すなわち、図９の左又は右へ）移動させるハンドル車５２０である。抜き取り機構は、タイヤの試験が完了した後にタイヤをチャック装置から有効にかつ一貫して取り外すことに関する、従来技術の装置の問題を克服する。さらに、チャック組立体上に抜き取り部材を取り付けることにより、構成要素への接近性(accessibility)と構成要素のメンテナンスとを簡略化する密集した構成を付与する。さらに、この特徴は、タイヤが抜き取られることを可能とし、その一方でタイヤのリムは共に静止している。多くの従来技術の装置の場合のように、上リムからタイヤが抜き取られるように、チャック部材が完全に収縮されるということを要求していない。結果として、各機械のサイクル間でチャック部材が完全に収縮かつ完全に延伸せしめられなくてもよいので、サイクル時間は減少されることができる。

本発明は、特にタイヤ試験装置内でタイヤを保持するのに適しかつ従来技術の欠点及び制限を克服するチャック幅調節式チャック装置を付与するということが明らかである。好適な実施例の前の詳細な記載が、完全な開示をするためになされ、本発明の多くの修正及び変形が当業者に明らかなように、ここに開示される発明の概念の範囲及び応用を制限するように解釈されるべきではない。

２０４ チャックを移動させる手段
３１０ 第二チャック
３６０ チャック部材
４００ アクチュエータ
４１０ 第一チャック

Claims (10)

1. 傾斜した雄部を有する回転可能な軸を有する、タイヤのビード部と接触するために半リムを受け入れる第一チャック（４１０）と、
   回転可能な軸の傾斜した雄部を受け入れるように形成されている傾斜した雌部を有する延伸可能で回転可能なチャック部材（３６０）を有する、タイヤのビード部と接触するために半リムを受け入れかつ前記第一チャック（４１０）に向けて及びから離れて移動させることができる第二チャック（３１０）と、
   前記軸の傾斜した雄部と係合するように前記傾斜した雌部を移動させるように、前記第二チャック（３１０）に関して前記チャック部材（３６０）を延伸させるように、前記チャック部材（３６０）に留められているブラケットを駆動するように、前記ブラケットに接続されている前記第二チャック（３１０）のハウジングに留められている一対の空気アクチュエータ（４００）とを備えている、チャック装置。
2. 前記アクチュエータは、前記第二チャックのハウジングの外部に留められており、かつ、前記アクチュエータを前記第二チャックの前記チャック部材に接続するように前記ハウジングの開口部を通して延びている構造を有している、請求項１に記載のチャック装置。
3. 前記アクチュエータは、前記ハウジングの外部に留められており、かつ、前記アクチュエータを前記チャック部材に接続するための構造を有し、
   前記構造は、前記ハウジングの側開口部を通して延びており、前記アクチュエータが前記チャック部材を延伸及び収縮させる時に前記ハウジングの前記側開口部内で自由に移動できる、請求項１に記載のチャック装置。
4. 前記アクチュエータは、前記第二チャックの前記ハウジングの外部に留められており、かつ、前記ブラケットは、前記アクチュエータを前記第二チャックの前記チャック部材に接続するように前記ハウジングの側開口部を通して延びている、請求項１に記載のチャック装置。
5. 前記一対の空気アクチュエータは、前記チャック部材の伸張可能な傾斜した雌部の、前記第二チャックに関する位置を視覚的に表示する、請求項１に記載のチャック装置。
6. 前記アクチュエータは、前記ハウジングの外部に留められており、
   前記ブラケットは、前記ハウジングの側開口部を通して延びており、前記アクチュエータが前記チャック部材を延伸及び収縮させる時に前記ハウジングの前記側開口部内で自由に移動できる、請求項１に記載のチャック装置。
7. タイヤを前記第二チャックから抜き取る手段をさらに有している、請求項１に記載のチャック装置。
8. 前記タイヤを前記第二チャックから抜き取る手段は、タイヤを前記第二チャックの前記半リムから取り外すために抜き取り部材を有する延伸可能なロッドを有する少なくとも一つのシリンダを備えている、請求項７に記載のチャック装置。
9. 前記少なくとも一つのシリンダは、前記第二チャックに取り付けられかつ前記第二チャックと共に移動可能な一対の空気シリンダを備えている、請求項８に記載のチャック装置。
10. 前記アクチュエータは、前記傾斜した雌部が前記チャックに関して第一の距離にある時に第一の露出長さと、前記傾斜した雌部が前記チャックに関して前記第一の距離よりも大きな第二の距離にある時に前記第一の露出長さよりも短い第二の露出長さとを有するロッドを有する、請求項１に記載のチャック装置。

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