JP5026481B2 - 回転テーブルを備えたタイヤ着脱装置 - Google Patents

Description

本発明は主にランフラットタイヤ（パンクしても一定距離を走れるタイヤ）や扁平タイヤを対象とした回転テーブルを備えたタイヤ着脱装置に関するものである。

ホイールにタイヤを装着する場合又は取外す場合、一般にタイヤの着脱装置が用いられて該タイヤ着脱作業の効率化が図られている。タイヤの着脱方法もタイヤサイズによって違っており、例えばトラック等の大型タイヤであれば、ホイールを上記タイヤ着脱装置の回転チャックに固定した状態でビードローラをタイヤ側面に押圧しながら回転するだけで、該タイヤの着脱を行うことが出来る。

しかし、小型乗用車に装着されているタイヤは、上記大型タイヤのように単にビードローラにて押圧しながら回転するだけでは着脱を行ない得ない。これは小型乗用車タイヤは大型タイヤに比べて柔らかいためで、タイヤ側面をビードローラでもって押圧しただけでは該タイヤ全体が変形するだけとなり、タイヤのビードをホイールのビード部から外したり、逆にホイールのビード部へ嵌込むことは出来ず、その為にタイヤビードをタイヤ爪に係止してホイールへの着脱作業を行なっている。

すなわち、水平に揺動するアーム端から垂下するロッドの下端にタイヤ爪を備え、回転テーブルには同じくホイールを固定し、該タイヤ爪をタイヤビードに係止した状態で、ホイール並びにタイヤを回転することで、タイヤの着脱を行なうことが出来る。勿論、このように上記回転テーブルとタイヤ爪を備えたアームを有すタイヤ着脱装置は従来から知られていて、多方面で利用されているが、同じ小型乗用車用タイヤであっても、扁平タイヤの場合には従来のタイヤ着脱装置を用いてタイヤの着脱作業を容易に行うことが出来ない。同じくランフラットタイヤの場合も着脱作業は容易でない。

扁平タイヤを装着しているケースは近年多く、この種のタイヤは一般乗用車用タイヤに比べて剛性が高くなっているため、タイヤ爪をタイヤビードに係止して回転するだけではホイールに装着出来ず、又ホイールから取外し出来ない為に、タイヤ爪の他にマウントローラやディマウントローラを装着している装置が知られている。特許第２７２４６６１号に係る「扁平タイヤの装着方法」、特許第２６６８３１８号に係る「扁平タイヤの取外し方法及びその装置」はマウントローラやディマウントローラを兼用したタイヤ着脱方法である。

（特許第２７２４６６１号に係る「扁平タイヤの装着方法」）
回転テーブルにホイールを固定し、該ホイールに扁平タイヤを載せ、タイヤの下ビードを所定の位置に配置したタイヤ爪に係止した状態で上記回転テーブルを回しながらホイールに嵌込み、下ビードはホイールのドロップ部に位置させておき、そしてタイヤの上ビードを同じくタイヤ爪に係止するとともに、タイヤ爪の付近であってタイヤ回転方向の後方に配置したマウントローラによって、タイヤ上側面を押圧しながら回転テーブルを回して、上ビードをホイールに嵌込むことが出来る。

（特許第２６６８３１８号に係る「扁平タイヤの取外し方法」）
ホイールを回転テーブルにチャック爪を介して固定し、該タイヤの上側面をディマウントローラにて押圧してタイヤの上ビードをホイールのドロップ部へ落し込み、対向する反対側の上ビードにテコを差込んでタイヤ爪に係止し、上記回転テーブルを回すことで上ビードをホイールから外し、その後、タイヤの下ビードがドロップ部に落し込まれていない場合には、該タイヤの下側面にディマウントローラを当てて押し上げ、下ビードがドロップ部に落し込まれた状態で上ビードと同じようにテコを差込んでタイヤ爪に係止し、上記回転テーブルを回すことで下ビードをホイールから取外すことが出来る。

ところで、扁平タイヤの装着に関しては上記特許第２７２４６６１号に係る「扁平タイヤの装着方法」を採用することに大きな問題はないが、取外しに関しては容易でない。すなわち、タイヤビードをタイヤ爪に係止するに際してレバーで持ち上げなくてはならず、特に扁平タイヤで硬いタイヤビードをタイヤ爪に係止する作業は容易でない。

そして、ホイールは回転テーブルに固定されるが、タイヤの着脱に際してタイヤビードをホイールから外す場合、又ホイールにタイヤビードを嵌める場合に該ホイール外周の耳部に大きな負荷が作用する。この負荷によってホイールが大きく変形しないように回転テーブルに固定する必要がある。
特許第２７２４６６１号に係る「扁平タイヤの装着方法」 特許第２６６８３１８号に係る「扁平タイヤの取外し方法及びその装置」

このように、従来のタイヤ着脱装置には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であり、レバーを使用することなく容易にタイヤの取外しが出来るタイヤ着脱装置を提供する。並びに、タイヤの着脱に際して発生する負荷に対してホイールの変形を出来る限り抑えることが出来る回転テーブルを備えたタイヤ着脱装置を提供する。

本発明に係るタイヤ着脱装置の基本構造は従来装置と共通しているが、ホイールを固定して回転する回転テーブル、タイヤビードに係止するタイヤ爪を備え、ホイールにタイヤを載せてタイヤビードをタイヤ爪に係止して回転することで装着され、又、ディマウント爪にタイヤの上側ビードを係止して回転することで取外されるように成っている。勿論、本発明はタイヤ爪やディマウント爪の使い方に関して限定ましない。

ところで、本発明のタイヤ着脱装置には従来からのタイヤ爪の他に、ビードプレスローラ、ディマウント爪、ビードアップローラを備え、ビードプレスローラとディマウント爪で構成されるツールはその向き（上下位置）を換えることが出来る取付け構造としている。ビードプレスローラは回転可能に軸支され、ディマウント爪はタイヤビードに係止することが出来る係止部を設けている。しかも、ディマウント爪はその向きを僅かに変えることが出来るように軸支した構造と成っている。

一方、ホイールが固定される回転テーブルは複数のツメを備え、該ツメはテーブルの中心から放射状に設けたガイド溝に沿ってスライドすることが出来、ホイールの外周をクランプすることが出来る。そして、ツメのスライドは回転テーブル下側に取付けたエアシリンダーの作動にて行われる。

本発明に係るタイヤ着脱装置はタイヤ爪を備え、基本的にはこのタイヤ爪によってタイヤの着脱作業が行われる。一般的なタイヤを装着する場合にはタイヤ爪にタイヤビードを係止してタイヤを回転し、同時にビードプレスローラにて押えることで簡単に装着できる。しかし、近年多用されている扁平タイヤ、又はパンクしても一定距離を走ることが出来るランフラットタイヤの場合、タイヤ爪だけではタイヤビードの取外しが容易でない為にディマウント爪が使用される。

すなわち、ディマウント爪の先端をタイヤビードに当てて押圧するならば、該タイヤビードは変形してディマウント爪の先端はタイヤビードとホイール耳部の間に侵入する。そして、ある程度侵入したところでディマウント爪の先端部に形成している外側溝にタイヤビードが係止することが出来、この状態でディマウント爪が上昇するならば、タイヤビードはホイールから外される。

タイヤビードの一部が外れた状態でホイールと共にタイヤが回転するならば、タイヤビードは該ホイールから完全に離脱する。そして、下側のタイヤビードはビードアップローラをタイヤ下側側面に押し当てて回転することでタイヤはホイールから外される。従って、従来のようにレバーを用いてタイヤビードをタイヤ爪に係止する作業を必要としないで特に扁平タイヤやランフラットタイヤの取外しが簡単に出来る。

そして、本発明のタイヤ着脱装置の回転テーブルにはホイールが固定されるが、該回転テーブルの中心から放射状に延びるガイド溝に沿ってスライドするツメによってクランプされる。しかも、該ツメはホイールの外周に係止してクランプされることで、タイヤビードの着脱操作時に作用する負荷によって該ホイールは変形することなく固定される。すなわち、安定した固定が成される。

本発明に係るタイヤ着脱装置の平面図。 本発明に係るタイヤ着脱装置の正面図。 ホイールを固定する回転テーブルの具体例。 タイヤの装着作業状態。 タイヤの取外し作業状態。 ツールの反転状態を示す。 ツールを角型断面軸から分離した状態。 ディマウント爪を上側ビードに押圧する場合。 ディマウント爪を上側ビード押圧して差込む場合。 ディマウント爪の係止部に上側ビードが係止した状態。 ディマウント爪を上昇して上側ビードをホイールから離脱した場合。

図１、図２は本発明に係るタイヤ着脱装置を表している外観図であり、図１は平面図、図２は正面図を示している。同図の１はタイヤ爪、２は回転テーブル、３はビードプレスローラ、４はディマウント爪、５は押え板、９はビードアップローラを夫々表している。回転テーブル２には複数のチャックツメ６，６・・・が取付けられ、これら各チャックツメ６，６・・・は回転テーブル２の下側に取付けているエアシリンダー７にて作動することが出来、回転テーブル２に載置されるホイールを固定することが出来る。

そして、本体の両側には別のエアシリンダー８、３３が取付けられ、該エアシリンダー８、３３が作動することで上記押え板５、ビードプレスローラ３、ディマウント爪４、及びビードアップローラ９を昇降動することが出来る。タイヤ爪１は縦ガイドポール１０の下端に固定され、縦ガイドポール１０は縦軸受け１２に嵌って昇降動可能と成っている。

本体中央には支柱１１が垂直に起立し、該支柱１１の上端には水平軸受け１３が設けられ、この水平軸受け１３には水平ガイドポール１４がスライド可能に嵌っている。従って、タイヤ爪１は縦ガイドポール１０と水平ガイドポール１４を伸縮させることで、あらゆるタイヤサイズに応じてその位置を変えることが可能である。すなわち、あらゆるサイズのタイヤビードに係止することが出来る。

図３はホイールが固定される回転テーブル２の具体例を示している。同図に示す回転テーブル２は前記図１に示す正方形ではなく円盤形状を成しているが、該回転テーブル２には４個のチャックツメ６_Ｘ，６_Ｘ，６_Ｙ，６_Ｙが取付けられ、これらチャックツメ６_Ｘ，６_Ｘ，６_Ｙ，６_Ｙは放射状に延びるガイド溝３５_Ｘ，３５_Ｘ，３５_Ｙ，３５_Ｙに沿ってスライドすることが出来る。

そして、該チャックツメ６_Ｘ，６_Ｘ，６_Ｙ，６_Ｙは回転テーブル２の上面から斜めに立ち上がる傾斜部３６，３６・・・を有し、その先端は概略Ｖ形を形成している。従って、回転テーブル２の上面に置かれるホイール、又はタイヤ付きホイールの外周耳部にチャックツメ６_Ｘ，６_Ｘ，６_Ｙ，６_Ｙが係止してクランプすることが出来る。上記チャックツメ６_Ｘ，６_Ｘ，６_Ｙ，６_Ｙの下側にはスライダー３７，３７・・が設けられ、このスライダー３７，３７・・・が回転テーブル２に形成したガイド溝３５_Ｘ，３５_Ｘ，３５_Ｙ，３５_Ｙに遊嵌している。

そしてスライダー３７の下端には下板３８を有し、回転テーブル２をチャックツメ６と下板３８とで挟み込み、スライダー３７がガイド溝３５に嵌っていることで、該チャックツメ６は回転テーブル２から浮き上がることなくガイド溝３５に沿ってスライドすることが出来る。

又上記下板３８には２枚のブラケット３９，３９が下方へ延び、両ブラケット３９，３９から外方向へロッド４０，４０を延ばし、この両ロッド４０，４０の先端にエアシリンダー７，７が連結している。そして、エアシリンダー７，７のピストンロッド４１，４１の先端は対向するチャックツメ６側のブラケット３９，３９から外方向へ延びているロッド４０，４０に連結している。

さらに、両チャックツメ６_Ｘ，６_Ｘの下板３８，３８にはリンク４２_Ｘ，４２_Ｘが軸４３，４３を介して連結し、このリンク４２_Ｘ，４２_Ｘは円板３４の外周部に軸４３，４３を介して連結している。一方、Ｘ−Ｘ軸上に配置されたチャックツメ６_Ｘ，６_Ｘに対して垂直方向と成るＹ−Ｙ軸上にもチャックツメ６_Ｙ，６_Ｙがガイド溝３５_Ｙ，３５_Ｙに嵌って取付けられる。そして、チャックツメ６_Ｙ，６_Ｙのスライダー下端に設けている下板３８，３８には同じくリンク４２_Ｙ，４２_Ｙが軸４３，４３を介して連結し、リンク４２_Ｙ，４２_Ｙの先端は円板３４の外周部に軸４３，４３を介して連結している。

ところで、上記エアシリンダー７，７が作動してピストンロッド４１，４１が収縮（後退）するならば、Ｘ−Ｘ方向にあるチャックツメ６_Ｘ，６_Ｘはガイド溝３５_Ｘ，３５_Ｘに沿って中心側へ移動し、同時にリンク４２_Ｘ，４２_Ｘを介して円板３４を反時計方向に回転させる。一方、Ｙ−Ｙ軸上に配置されているチャックツメ
６_Ｙ，６_Ｙはリンク４２_Ｙ，４２_Ｙを介して中心方向へ移動することが出来る。円板３４は回転テーブル２の主軸に軸支されている為に、この円板３４の回転によって４個のチャックツメ６_Ｘ，６_Ｘ，６_Ｙ，６_Ｙは中心方向へ移動してホイールが固定される。ただし、４個のチャックツメ６_Ｘ，６_Ｘ，６_Ｙ，６_Ｙを備えた回転テーブル２の構造はあくまでも１具体例に過ぎず、図３に示す場合に限定するものではない。

ところで、このタイヤ着脱装置を用い、上記回転テーブル２のチャックツメ６，６・・にホイールを固定し、該ホイールにタイヤを装着し、又タイヤをホイールから取外すことが出来る。
（タイヤ装着工程）
（１）ホイールを回転テーブルに固定する。
回転テーブル２には４個のチャックツメ６，６・・・が取付けられ、エアシリンダー７を作動することで各チャックツメ６，６・・・は移動し、回転テーブル２の上に載置したホイール２０が固定される。
（２）タイヤ２１をホイール２０の上に配置する。
（３）タイヤ２１の下側ビードを嵌める。
タイヤ下側ビードをタイヤ爪１に係止し、この状態で回転テーブル２と共にホイール２０及びタイヤ２１を回転すればタイヤ下側ビードはホイール２０に嵌る。この場合、上側ビードはフリーな状態である為に、比較的容易に嵌る。
（４）タイヤ上側ビードを嵌める。
この場合も、上側ビードをタイヤ爪１に係止し、この状態で回転テーブル２と共にホイール２０及びタイヤ２１を回転すればタイヤ上側ビードはホイール２０に嵌るが、上側ビード部付近をビードプレスローラ３にて押圧する。この状態を図４に示している。そして、必要に応じて押え板５をタイヤの上側面に当てて回転する。押え板５を当てることで一旦嵌った上側ビードが外れることはなく、タイヤが一回転することで全周を嵌めることが出来る。該押え板５はガイドポスト１６に沿って上下動する基部１５から継手を介して連結した３本のリンク１７，１８，１９が繋がれることで、タイヤ２１の上側側面に押え板５を当てた状態で該タイヤ２１と共に回転することが出来る。

（タイヤ取外し工程）
（１）ホイールの固定。
タイヤ２１が装着されているホイール２０を回転テーブル２にツメ６，６・・・を介して固定する。
（２）ディマウント爪の先端係止部を上側ビードに係止する。
ディマウント爪４をタイヤ２１の上側ビードに押圧するならば、該上側ビードは変形し、ディマウント爪４の先端はホイール２０と上側ビードの間に侵入する。そしてある程度侵入したところでディマウント爪４の向きを変えて上側ビードに係止する。ディマウント爪４の先端には後で説明するように係止部が設けられ、又、ディマウント爪４の向きを変えて係止部に形成した外側溝に上側ビードが係止するようにエアシリンダー及びバネを取付けている。
（３）上側ビードの離脱。
ディマウント爪４の係止部の外側溝に上側ビードが係止したところで、ディマウント爪４を上昇させ、ホイール２０から離脱させる。
（４）上側ビードの取外し。
上側ビードを持ち上げてホイール２０から離脱した状態でホイール２０及びタイヤ２１を回転させるならば、上側ビードがホイール２０から外れる。図５は上側ビードがディマウント爪４によって離脱している状態を示している。
（５）下側ビードの取外し。
上側ビードが外されたタイヤ２１はビードアップローラ９をタイヤ２１の下側側面に押し当ててタイヤ２１を回転させるならば、下側ビードはホイール２０から外れる。

図６はビードプレスローラ３とディマウント爪４を備えたツール３２を示し、本発明ではこのツール３２の向きを変えることが出来る反転機構を備えている。タイヤ着脱装置の左側には複数のリンク１７，１８，１９を繋いで先端に取付けた押え板５を有しており、右側に上記ビードプレスローラ３とディマウント爪４を別々に配置することはスペース的に困難であり、又別々の配置とすることでタイヤ着脱作業がし難くなることから、本発明ではツール３２を反転することでビードプレスローラ３とディマウント爪４を使い分けることが出来る。

図７はツール３２を角型断面軸２２から取外した状態を示しているが、軸２７を角型断面軸２２に形成した軸穴に嵌め、そしてピン２３をピン穴２４に挿入することで所定の向きに取付けられる。従って向きを反転させる場合にはピン２３を抜いて行う。そして、ツール３２にはエアシリンダー２５とバネ２６が取付けられ、該バネ２６のバネ力にてディマウント爪４は図７において左方向に傾き、エアシリンダー２５が作動するとバネ２６を圧縮して右方向に傾くことが出来る。

図８はディマウント爪４を上側ビードに押圧して差込む場合であり、エアシリンダー２５のピストンロッドが伸びてディマウント爪４が右側に傾いた状態（ホイールから離れる位置）と成っている。この場合、角型断面軸２２は軸受け２８にスライド可能な状態で嵌って支持され、該軸受け２８にはロック機構を備えている。すなわちエアシリンダー２９が作動することでロック板３０が傾斜して角型断面軸２２に係止してスライドが阻止される。そこで、図８に示すようなディマウント爪４を上側ビードに押圧して差込む場合には、角型断面軸２２はロックされていない。

図９は上側ビードを押圧してある程度変形した状態を示しているが、この状態でエアシリンダー２５のピストンロッドが収縮するならば、ディマウント爪４は左方向へ傾いてホイール側へ寄る。そして、角型断面軸２２はロックされる。そしてディマウント爪４をさらに差込むならば、図１０に示すように先端に形成した係止部３１の外側溝に上側ビードが係止する。そして、図１１のようにディマウント爪４を上昇するならば、上側ビードは持ち上げられてホイール２０から離脱する。このように上側ビードが離脱した状態でタイヤ２１が回転すると上側ビードはホイール２０から完全に外れる。

ディマウント爪４の係止部３１には内側溝が形成され、この内側溝にホイールの耳部が係合して位置決めされ、この状態でホイール２０及びタイヤ２１が回転することでタイヤ上ビードが外れる。

１ タイヤ爪
２ 回転テーブル
３ ビードプレスローラ
４ ディマウント爪
５ 押え板
６ ツメ
７ エアシリンダー
８ エアシリンダー
９ ビードアップローラ
10 縦ガイドポール
11 支柱
12 縦軸受け
13 水平軸受け
14 水平ガイドポール
15 基部
16 ガイドポスト
17 リンク
18 リンク
19 リンク
20 ホイール
21 タイヤ
22 角型断面軸
23 ピン
24 ピン穴
25 エアシリンダー
26 バネ
27 軸
28 軸受け
29 エアシリンダー
30 ロック板
31 係止部
32 ツール
33 エアシリンダー
34 円板
35 ガイド溝
36 傾斜部
37 スライダー
38 下板
39 ブラケット
40 ロッド
41 ピストンロッド
42 リンク
43 軸

Claims (3)

1. 回転テーブルにホイールを固定し、該ホイールと共にタイヤを回転することで該タイヤを装着したり取外したりすることが出来るように、タイヤビードに係止するタイヤ爪を備え、該タイヤ爪はあらゆるサイズのタイヤビードに係止することが出来るように移動可能とするタイヤ着脱装置において、上記回転テーブルには放射状に延びるガイド溝に沿って移動することでホイール外周の耳部に係止するチャックツメを取付け、該タイヤ爪の側方にビードプレスローラとディマウント爪で構成したツールを回転しないように拘束された軸の先端に取付け、該軸は軸受けに嵌って支持されると共に軸方向にスライド可能とし、そして軸先端に取付けた上記ツールはその向きを反転することで上記ビードプレスローラとディマウント爪を使い分け、上記ビードプレスローラはホイールにタイヤ爪を介して上ビードを嵌める際に使われ、上記ディマウント爪はホイールから上ビードを外す場合に使用し、さらに該ツールは昇降動可能としたことを特徴とするタイヤ着脱装置。
2. 上記ツールの下方にビードアップローラを備えた請求項１記載のタイヤ着脱装置。
3. 上記タイヤ爪の反対側方にタイヤ装着に際して上側面を押圧する押え板を複数のリンクを介して取付けた請求項１、又は請求項２記載のタイヤ着脱装置。
   

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