JP5401081B2 - 車両用ホイールタイヤの取り付け・取り外し装置 - Google Patents

車両用ホイールタイヤの取り付け・取り外し装置 Download PDF

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Description

この発明は、自動式ホイール引き上げ手段が特に装備された、車両用ホイールタイヤの取り付け・取り外し装置(a machine for fitting and removing wheel tyres for vehicles)に関するものである。
車両用ホイールが、その外周に沿って、弾性タイヤの縁部分、いわゆる「ビード」を付着性止め部として収容するように適合された環状フランジが取り付けられた金属製リムを備えていることは、知られている。
保守、修理あるいは交換の作業を実行するために、タイヤを関連するそれらのリムに取り付けたりそれらのリムから取り外したりする、いわゆる「タイヤ交換」装置(“tyre changing”machines)の使用が現在知られている。このようなタイヤ交換装置には一般に、タイヤを取り付け/取り外す必要のあるホイールのリムを締め付けたり回転させたりするための締付・回転手段およびタイヤを取り付けたり取り外したりするための1つ以上の工具を支持するように適合されたフレームが備わっている。
リムを締め付けたり回転させたりするための締付・回転手段は、タイヤ取り外し/取り付け作業の間の作業員によるホイールへの接近を容易にするために、地面から離れたある所定高さに据え付けられる、ことが知られている。
さらにまた、ホイールは一般に、実質的に鉛直な軸の周りで締付・回転手段へ固定される。このことによって、ホイールを締付・回転手段の上に配置するために、またその後にホイールをその取り外し/取り付け作業に続いて地面に再配置するために、ホイールを地面から引き上げる予備作業が必然的に求められる。
この引き上げ作業には、水平な配置のためと締付・回転手段における鉛直な回転軸があるためにホイールを傾斜させることが求められ、また、地面に再配置するためにその後にホイールを傾斜させることが求められる。ホイールを地面から引き上げる作業および地面に配置する作業は一般に作業員によって手で行われるため、作業員は著しい身体的負担を受け、また、この作業は実際、一日に何度も繰り返さなければならない。
この問題を防止するために、自動化方式でホイールを傾斜させて締付・回転手段の高さまで引き上げる(また、同様にしてホイールを地面に再配置する)引き上げ器具の取り付けられたタイヤ交換装置が知られている。
この引き上げ器具には一般に、水平な第1フレーム構造が備わっており、これは、締付・回転手段の周りに広がっているとともに、第1アクチュエータの作動によって鉛直方向に沿って動き、また、その上にホイールを載せるように意図されている。
突出状プロングに取り付けられた第2フレーム構造が第1フレーム構造の一方側部にヒンジ留めされており、この第2フレーム構造は、第2アクチュエータの作動によって、地面の近傍で水平に配置された上記プロングに対して実質的に垂直である下方第1位置と、水平であって第1フレーム構造と同一平面にある上方第2位置との間で、回転することができる。
この引き上げ器具を使用するとき、作業員は、ホイールを上記下方位置で第2フレーム構造に対して垂直に配置する。次いで、第1フレーム構造とこれにヒンジ留めされた第2フレーム構造とが第1アクチュエータによって引き上げられ、これに続いて、第2フレーム構造が第2アクチュエータの作動によって上記上方位置まで移動する。この上方位置では、ホイールは水平であり(回転軸は鉛直)、また、第1フレーム構造は締付・回転手段の上方に位置している。
その後、作業員は、ホイールを第1フレーム構造からアイドルローラに取り付けられていてもよい第2フレーム構造の上まで引き上げて、ホイールの回転軸を下方の締付・回転手段の回転軸に芯合わせさせる。次いで、第1フレーム構造が第1アクチュエータによって下げられて、ホイールリムが締付・回転手段へ固定される。
タイヤ取り外し/取り付け作業の次に、リムは締付・回転手段から外され、また、上記と同じようにして、第1フレーム構造および第2フレーム構造の組み合わせ作用によって、ホイールが地面に再配置される。
しかしながら、これらの公知の装置にはいくつかの困難性がある。
実際に、これらの公知の引き上げ器具では、作業員は、ホイールを回転軸どうしの位置合わせおよび固定のために、締付・回転手段の上方にホイールを配置するために、ホイールを第2フレーム構造から第1フレーム構造まで手で引き上げることを余儀なくされる。同様に、作業員は、ホイールを地面に再配置するために、ホイールを第1フレーム構造から第2フレーム構造まで手で引き下げなければならない。このため、この作業によれば、作業員には身体的労力も求められ、また、締付・回転手段への/からのホイール移動の時間全体が大幅に増加して時間の浪費でもある。
この発明の主要な目的は、より速い、またほとんど骨の折れないホイール移動作業を保証する車両用ホイールタイヤの取り付け・取り外し装置を提供することである。この発明のさらに別の目的は、構造的にも機能的にもいっそう簡単な解決策を使用してホイールを取り扱うホイールタイヤの取り付け・取り外し装置を提供することである。この発明のさらに別の目的は、容易に使用することのできる合理的解決策の範囲内で従来技術の上記短所を克服するタイヤの取り付け・取り外し装置を提供することである。
上記諸目的は、車両用ホイールのリムの締付・回転手段を実質的に鉛直な回転軸の周りで支持する支持用構造体と、この支持用構造体によって支持され、かつ、タイヤを前記リムに取り付け/前記リムから取り外すために適している少なくとも1つの工具と、前記ホイールを前記締付・回転手段に配置し/前記締付・回転手段から取り外すように適合された引き上げ手段とを備えてなり、前記引き上げ手段に、前記ホイールのための実質的に水平な支持面を画定する第1フレーム構造が少なくとも設けられ、この第1フレーム構造は、前記支持用構造体に結合されているとともに、それが前記締付・回転手段を少なくとも部分的に包囲する下方位置と、それが前記締付・回転手段よりも実質的に高い上方位置との間で、移動することができ、前記引き上げ手段は、前記ホイールのための載置部分があるとともに前記支持用構造体に結合されていて前記支持用構造体に沿って回転する第2フレーム構造と、前記第1フレーム構造が上記下方位置にあり、かつ、前記第2フレーム構造の前記載置部分が前記第1フレーム構造よりも実質的に低くて前記第1フレーム構造に対して直角である第1形態と、前記第1フレーム構造が上記上方位置にあるとともに前記第2フレーム構造の前記載置部分が前記第1フレーム構造によって画定された前記支持面と実質的に同一平面にあって前記支持面に部分的に重なっている第2形態との間で移動する、前記第1フレーム構造および前記第2フレーム構造のための移動手段とを少なくとも備えていることを特徴とする、車両用ホイールタイヤの取り付け・取り外しのためのこの装置によって、すべて達成される。
この発明の他の特徴および利点は、一例としてだけ示され、それゆえ添付図面に限定されることのない、車両用ホイールタイヤの取り付け・取り外し装置の、好ましいが唯一の実施形態ではない説明によって、いっそう明らかにされるであろう。
以下、この発明における実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。なお、これによってこの発明が限定されるものではない。図1は、この発明による装置の概略不等角投影図である。図2〜図7は、ホイールの引き上げに関連した装置動作の相異なる局面と締付・回転手段におけるその位置付けとを概略的に示している、この発明による装置の引き上げ手段の側面図である。
これらの図面を詳しく参照すれば、自動車修理用作業場あるいは同様の作業場においてホイールの保守、修理あるいは交換を実行するために広く使用される型の車両用ホイールタイヤの取り付け・取り外し装置を全体的に表示するために、1が使用されている。
この装置1は支持用構造体2からなっており、支持用構造体2には、車両用ホイールBのリムAの締付・回転手段4の支持用台座3と、リムAへの/からのタイヤCの取り付け/取り外しのための少なくとも1つの工具6のための支持用直立部5とが備わっている。
具体的には、締付・回転手段4は、公知の型の装置に広く使用されるとともに鉛直な回転軸Dの周りでホイールBを締め付けるとともに回転させるのに適している型のものである。
この装置1には、ホイールBを地面から引き上げてそれを締付・回転手段4の上に配置するために使用されるとともに、ホイールBを締付・回転手段4から取り外してそれを地面の上に再配置するように適合された自動式引き上げ手段が備わっている。
これらの引き上げ手段には、参照符号7によって全体が表わされた第1フレーム構造が備わっている。この第1フレーム構造7は、ホイールBのための水平な支持面を画定するように適合されているとともに、支持用構造体2に、具体的には台座3に結合されている。また、第1フレーム構造7は、締付・回転手段4を包囲する下方位置と締付・回転手段4の上方に位置している上方位置との間で、鉛直方向に沿って移動する。
具体的には、第1フレーム構造7には、ホイールBのための上記支持面を画定するとともに上記下方位置において締付・回転手段4から鉛直に広がる中央開口を限定する長方形フレーム7aが備わっている。
有用なことに、第1フレーム構造7には、フレーム7aのそれぞれの端部の側方かつ近傍において水平にかつ互いに平行に延びているとともに、回転軸Dにおける上記芯合わせの間にホイールBの動きを容易にするように適合された4つのアイドルローラ7bが備わっている。しかしながら、例えば異なる数あるいは異なる配置のローラの使用を、あるいはまた、他の摺動装置の使用を予測する代わりの解決策が講じられてもよい。
この引き上げ手段には、支持用構造体2に結合されかつそれに関して回転するともに、ホイールBを地面から引き上げてそれを実質的に鉛直な位置から水平な位置まで移動させるように適合された第2フレーム構造8もまた備わっている。第2フレーム構造8は、タイヤCの取り外し/取り付けに続いてホイールBを地面に再配置するためにも使用される。
第2フレーム構造8には、締付・回転手段4の下方にある台座3の実質的に横方向の部分に、支持用構造体2へ関節状に連結された第1部分8aがある。第2フレーム構造8の第2部分8bが、第1部分8aに対して実質的に直角に延びており、かつ、ホイールBを収容する載置部分9を画定している。
第2フレーム構造8の自由端部は第3部分8cに沿って延びており、この第3部分8cは、第2部分8bに対して実質的に直角に延びているとともに、引き上げ作業の間にあるいは地面への再配置の時にホイールBを保持する。
具体的には、第2フレーム構造8には一対のサイドアーム10が備わっており、これらのサイドアーム10は、互いに平行であって一定の間隔を置いて配置され、一方端部がそれぞれのヒンジ留め箇所11において台座3の上に関節状に結合され、上記の第1部分8a、第2部分8bおよび第3部分8cを画定しているとともに、自由端部で、ブリッジ12の介在によって互いに連結されている。
この装置1には移動手段13が備わっており、この移動手段13は、第1フレーム構造7と第2フレーム構造8とを、図2および図7において概略的に示された第1形態と図4および図5において概略的に示された第2形態との間で移動させる。
上記第1形態では、第1フレーム構造7は上記下方位置にあり、また、第2フレーム構造8の載置部分9は、第1フレーム構造7に対して実質的に直角に配されていて、第1フレーム構造7よりも低い。
具体的には、上記第1形態では、第2フレーム構造8の第1部分8aは、実質的に水平に配されているとともに締付・回転手段4を部分的に包囲しており、第2部分8bは、実質的に鉛直にかつ台座3の側方部分に沿って下方へ延びており、また、第3部分8cは、地面の近傍で実質的に水平に延びている。
都合のよいことに、上記第2形態では、第1フレーム構造7は上記上方位置にあり、また、第2フレーム構造8の載置部分9は、第1フレーム構造7によって画定された上記支持面と実質的に同一面にあり、かつ、上記支持面に一部重なっている。
具体的には、上記第2形態では、第2フレーム構造8の第1部分8aは、実質的に鉛直にかつ上方へ延びており、第2部分8bは、締付・回転手段4の上方で水平に配されて、第1フレーム構造7のフレーム7aにおける2つの側部に沿って外側へ延びている。
都合のよいことに、移動手段13は、第1フレーム構造7および第2フレーム構造8の両方を移動させる単一のアクチュエータ装置から構成されている。このアクチュエータ装置13には、支持用構造体2の台座3に一体に結合された固定部分13aと、第1フレーム構造7および第2フレーム構造8に結合された可動部分13bとがある。
具体的には、アクチュエータ装置13は、油圧式、電気機械式あるいは空気圧式の型の線形アクチュエータから構成されている。固定部分13aは、線形アクチュエータ13の本体から構成されており、一方、可動部分13bは、線形アクチュエータ13のステムから構成されているとともに上方へ鉛直に延びている。
上記図面に示された特定の上記実施形態に限定されないもののこれを特に参照すると、線形アクチュエータ13の可動部分13bには小フレーム14が備わっており、この小フレーム14には、第1フレーム構造7のフレーム7aの一方側部が一体に結合されている。この可動部分13bは、上記下方位置と上記上方位置との間における第1フレーム構造7の移動のために鉛直に平行移動する。
小フレーム14には、第1フレーム構造7が上記第1形態と上記第2形態との間で移動するのと同時に、その移動を行わせる第2フレーム構造8のプッシャ要素15もまた備わっている。
具体的には、このプッシャ要素15は、小フレーム14によって支持されたロッドから構成されており、その突出状端部が第2フレーム構造8に嵌まるとともに第2フレーム構造8の一部に沿って摺動する。
第2フレーム構造8には、ロッド15の摺動を案内するためのガイド手段16が備わっており、このガイド手段16は、第2部分8bに沿ってかつそれぞれの側方アーム10に画定されてロッド15のそれぞれの突出状端部が内側に嵌まって摺動するまっすぐな一対の開放状長穴から構成されている。
具体的には、これらの長穴16は、上記第1形態および上記第2形態の両方における正確な位置付けを保証するために、載置部分9によって画定された面に対して適切に傾斜した方向に沿って、互いに平行に延びている。
しかしながら、地面からのホイールBの引き上げあるいは地面におけるホイールBの再配置の間に第2フレーム構造8の回転速度における所定の変化が可能になるこれらの長穴16の代わりの形態が排除されることはない。
装置1の使用に際し、第1フレーム構造7および第2フレーム構造8は、初めは上記第1形態に配される。
実行されるタイヤCの保守、修理あるいは交換において、ホイールBは、作業員によって、実質的に鉛直に配された第2フレーム構造8の上に配置されて、第2部分8bおよび第3部分8cの上に載る(図2)。
次いで、第1フレーム構造7および第2フレーム構造8は、線形アクチュエータ13の作動によって引き上げられて(図3)、第2形態へ至るが、そこでは、ホイールBは締付・回転手段4の上方で水平に配され、かつ、位置決め部分7および第2フレーム構造8は実質的に同一平面にあって部分的に重なっている(図4)。
上記第1形態から上記第2形態まで移動するとき、線形アクチュエータ13のステム13bに結合された小フレーム14は上昇して、第1フレーム構造7が上記下方位置から上記上方位置まで移動するとともに、長穴16に嵌まって摺動するロッド15の端部によって第2フレーム構造8が上方へ回転する。
次いで、作業員は、ホイールBの回転軸と締付・回転手段4の回転軸Dとを芯合わせし、その間にホイールBは第1フレーム構造7のローラ7bの上で移動する(図5)。
この芯合わせ作業の間におけるホイールBの移動は、第1フレーム構造7および第2フレーム構造8の特定の配置および形態のために最小限であり、ホイールBの回転軸は、どんなときにも回転軸Dの近傍にある、ことに留意すべきである。
その後、第1フレーム構造7および第2フレーム構造8は線形アクチュエータ13によって上記第1形態へ戻され、具体的には、上記上方位置から上記下方位置への移動によって、ホイールB、とりわけリムAは、締付・回転手段4の上へ運ばれる(図6および図7)。
次いで、作業員は、ホイールBを締付・回転手段4へ固定するとともに、タイヤCの次の取り付け/取り外し作業を続行する。
タイヤCの取り付け/取り外し作業の次における締付・回転手段4の上でのホイールBの上記引き上げ・配置局面から容易に推論することができるように、第1フレーム構造7および第2フレーム構造8の組み合わせ動作と、初めは上記第2形態にあり、その後に上記第1形態にあるこれらの配置とによって、ホイールBが地面に再配置される。
この発明がどのようにして上記諸目的を達成するかということと、とりわけ、上記装置がホイールのより速くかつより骨の折れない移動を保証するという事実が際立つこととは、実際にわかった。
より詳しくは、引き上げの間の上記第2形態における上記第1フレーム構造と上記第2フレーム構造との間における実質的に一部重なり合う特定の位置によって、ホイールの回転軸が上記締付・回転手段の近傍に移動し、それによって、時間浪費型であって作業員にとって骨が折れるホイールの手による移動が回避される。
有用なことに、上記第2フレーム構造を使用してホイールを引き上げた後に、ホイールの回転軸と上記締付・回転手段の回転軸との距離は、処理されるホイールの寸法が増大すればするほど減少する。従って、このことによって、より大きい寸法のホイールについての上記芯合わせ局面の間にホイールの移動はより少なくなる。
同じようにして、この発明によれば、ホイールを地面に再配置するために、より速くかつより骨の折れない作業が導かれる。
さらにまた、上記第1フレーム構造および第2フレーム構造の両方を移動させるための単一の線形アクチュエータが存在することで、構造的にもまた機能的にもより簡単な解決策を利用することで、ホイールの移動が可能になる。
このように構想されたこの発明は、すべてがこの発明の構想の範囲内にある多数の修正および変更を受けることができる。さらにまた、すべての細部は技術的に等価である他の細部に置き換えることができる。
実際に、使用される材料は、起こりうる形状および寸法と同容に、特許請求の範囲の保護範囲の外へ出ることのない要件に従う限り、どのようなものでもよい。
図1は、この発明による装置の概略不等角投影図である。 図2は、ホイールの引き上げに関連した装置動作のある局面と締付・回転手段におけるその位置付けとを概略的に示している、この発明による装置の引き上げ手段の側面図である。 図3は、ホイールの引き上げに関連した装置動作のある局面と締付・回転手段におけるその位置付けとを概略的に示している、この発明による装置の引き上げ手段の側面図である。 図4は、ホイールの引き上げに関連した装置動作のある局面と締付・回転手段におけるその位置付けとを概略的に示している、この発明による装置の引き上げ手段の側面図である。 図5は、ホイールの引き上げに関連した装置動作のある局面と締付・回転手段におけるその位置付けとを概略的に示している、この発明による装置の引き上げ手段の側面図である。 図6は、ホイールの引き上げに関連した装置動作のある局面と締付・回転手段におけるその位置付けとを概略的に示している、この発明による装置の引き上げ手段の側面図である。 図7は、ホイールの引き上げに関連した装置動作のある局面と締付・回転手段におけるその位置付けとを概略的に示している、この発明による装置の引き上げ手段の側面図である。
符号の説明
A:リム
B:ホイール
C:タイヤ
D:回転軸
E:ビード
1:装置
2:構造体
3:台座
4:締付・回転手段
5:直立部
6:工具
7:第1フレーム構造
7a:フレーム
7b:アイドルローラ
8:第2フレーム構造
8a:第1部分
8b:第2部分
8c:第3部分
9:載置部分
10:サイドアーム
11:ヒンジ留め箇所
12:ブリッジ
13:アクチュエータ(移動手段)
13a:固定部分
13b:可動部分
14:小フレーム
15:ロッド(プッシャ要素)
16:長穴(ガイド手段)

Claims (22)

  1. 車両用ホイールのリムの締付・回転手段を実質的に鉛直な回転軸の周りで支持する支持用構造体と、この支持用構造体によって支持され、かつ、タイヤを前記リムに取り付け/前記リムから取り外すために適している少なくとも1つの工具と、前記ホイールを前記締付・回転手段に配置し/前記締付・回転手段から取り外すように適合された引き上げ手段とを備えてなり、前記引き上げ手段に、前記ホイールのための実質的に水平な支持面を画定する第1フレーム構造が少なくとも設けられ、この第1フレーム構造は、前記支持用構造体に結合されているとともに、それが前記締付・回転手段を少なくとも部分的に包囲する下方位置と、それが前記締付・回転手段よりも実質的に高い上方位置との間で、移動することができ、前記引き上げ手段は、前記ホイールのための載置部分があるとともに前記支持用構造体に結合されていて前記支持用構造体に沿って回転する第2フレーム構造と、前記第1フレーム構造が上記下方位置にあり、かつ、前記第2フレーム構造の前記載置部分が前記第1フレーム構造よりも実質的に低くて前記第1フレーム構造に対して直角である第1形態と、前記第1フレーム構造が上記上方位置にあるとともに前記第2フレーム構造の前記載置部分が前記第1フレーム構造によって画定された前記支持面と実質的に同一平面にあって前記支持面に部分的に重なっている第2形態との間で移動する、前記第1フレーム構造および前記第2フレーム構造のための移動手段とを少なくとも備えていることを特徴とする、車両用ホイールタイヤの取り付け・取り外し装置。
  2. 前記移動手段は、前記支持用構造体に一体に結合された固定部分と前記第1フレーム構造および前記第2フレーム構造に結合された可動部分とを有しているアクチュエータ装置を少なくとも備えていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  3. 前記アクチュエータ装置の前記可動部分は、前記第1フレーム構造に一体に結合されているとともに、前記下方位置と前記上方位置との間における前記第1フレーム構造の移動のために、実質的に鉛直な方向に沿って平行移動するように適合されていることを特徴とする請求項2に記載の装置。
  4. 前記アクチュエータ装置の前記可動部分は、前記第2フレーム構造のプッシャ要素を少なくとも備えていることを特徴とする請求項2または3に記載の装置。
  5. 前記プッシャ要素は、前記第2フレーム構造の少なくとも一部に沿って摺動するように結合されていることを特徴とする請求項4に記載の装置。
  6. 前記第2フレーム構造は、前記プッシャ要素を案内するためのガイド手段を備えていることを特徴とする請求項4または5に記載の装置。
  7. 前記ガイド手段は、前記プッシャ要素の少なくとも対応部分が内側で摺動状に係合する長穴を少なくとも備えていることを特徴とする請求項6に記載の装置。
  8. 前記長穴は、前記第2フレーム構造の前記載置部分によって画定された面に対して実質的に傾斜した方向に沿って広がっていることを特徴とする請求項7に記載の装置。
  9. 前記長穴は、開放状長穴の型のものであることを特徴とする請求項7または8に記載の装置。
  10. 前記プッシャ要素は、実質的に水平なロッドを少なくとも備えていることを特徴とする請求項4〜9のいずれか1つに記載の装置。
  11. 前記ガイド手段は、前記ロッドのそれぞれの部分が内側に嵌まって摺動する、互いに間隔を置いて配置された前記長穴を少なくとも一対備えていることを特徴とする請求項10に記載の装置。
  12. 前記アクチュエータ装置は、線形アクチュエータの型のものであることを特徴とする請求項2〜11のいずれか1つに記載の装置。
  13. 前記移動手段は、ただ1つのアクチュエータ装置を備えていることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1つに記載の装置。
  14. 前記第2フレーム構造は、前記支持用構造体へ関節状に連結された第1部分と、この第1部分から実質的に中間に延びている第2部分とを備えていることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1つに記載の装置。
  15. 前記第2フレーム構造の自由端部は、前記ホイールを支持するための、前記第2部分に対して実質的に直角に延びている支持用第3部分を少なくとも有していることを特徴とする請求項14に記載の装置。
  16. 前記第2フレーム構造の前記第1部分は、前記締付・回転手段の下方で、前記支持用構造体の実質的に側方の部分でヒンジ留めされていることを特徴とする請求項14または15に記載の装置。
  17. 前記第1形態において、前記第2フレーム構造の前記第1部分は、実質的に水平に配されているとともに前記締付・回転手段を少なくとも部分的に包囲しており、前記第2フレーム構造の前記第2部分は、実質的に鉛直にかつ前記支持用構造体の側方部分の近傍で下方へ延びていることを特徴とする請求項14〜16のいずれか1つに記載の装置。
  18. 前記第2形態において、前記第2フレーム構造の前記第1部分は、実質的に鉛直にかつ上方へ延びており、前記第2フレーム構造の前記第2部分は、前記締付・回転手段の上方で実質的に水平に配されていることを特徴とする請求項14〜17のいずれか1つに記載の装置。
  19. 前記ガイド手段は、前記第2フレーム構造の前記第2部分に沿って画定されていることを特徴とする請求項14〜18のいずれか1つに記載の装置。
  20. 前記第1フレーム構造は、実質的に長方形のフレームを少なくとも備えていることを特徴とする請求項1〜19のいずれか1つに記載の装置。
  21. 前記第1フレーム構造は、前記支持用構造体の上における前記ホイールの移動を促進するための促進手段を備えていることを特徴とする請求項1〜19のいずれか1つに記載の装置。
  22. 前記移動を促進するための前記促進手段は、ローラ型などのもの、かつ/または、他の摺動装置であることを特徴とする請求項21に記載の装置。
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