WO2011152110A1

WO2011152110A1 - リムクリーナー

Info

Publication number: WO2011152110A1
Application number: PCT/JP2011/057851
Authority: WO
Inventors: 隆松井
Original assignee: 有限会社エー・アイ・エス
Priority date: 2010-06-03
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2011-12-08
Also published as: JP2011251661A

Abstract

　ホイールのリムに付着した異物を除去できる好適なリムクリーナーを提供し、エアー漏れを防止しつつタイヤを装着する際の人件費を大幅に削減する。　二つの駆動ローラ１１，１２の上にホイールＷを載せ、押さえローラ１３で押さえた状態で、ローラ駆動モータ１５により駆動ローラ１１，１２を回転させてホイールＷを回転させる。ヘッド用回転動力源３１により回転するクリーナーヘッド２をホイールＷのリムＲに接触させ、リムＲに付着した異物を除去する。クリーナーヘッド２は、ヘッド本体２１に線材２２を多数植設したものである。

Description

リムクリーナー

　本願の発明は、自動車やオートバイ等の車両用のホイールのリムに付着した異物の除去に関するものである。

　自動車やオートバイ等の車両は、ホイールのリムにタイヤを装着して走行している。尚、ホイールは、通常、車軸に連結されるハブと、タイヤを嵌めるリムと、ハブとリムとをつなぐスポークとから構成される。但し、自動車用のホイールでは、ハブ、スポーク及びリムが金属で一体成形されている場合が多く、この場合は「リム部」と呼ぶべきであるが、本明細書では「リム」と総称する。

特開平７－３０４３０１号公報

　昨今の車両用のタイヤはチューブレスタイヤの場合が多く、リムとタイヤの接触部分の密着が悪いとエアー漏れを起こしてしまう。ホイールにタイヤを装着する際、リムとタイヤとの間に異物が挟み込まれると、エアー漏れの原因となる。異物とは、小さなゴミやタイヤの破片（例えばバリが剥がれたもの）等である。新品ホイールにタイヤを組み込む場合には異物の挟み込みは少ないが、使用中のタイヤをホイールから外して交換する場合や、一度使用したホイールを再使用する場合、リムに異物が付着しているのを見逃してしまってエアー漏れを起こしてしまう場合が多い。

　このような問題から、従来、タイヤ交換を行うカー用品販売店やガソリンスタンドでは、使用中のタイヤを外した後、作業員が完全な手作業で異物を除去した後、新品の（又は中古だがまだ使える）タイヤを装着することが行われている。この異物除去には手間がかかり、人件費を考えるとかなりのコストになってしまっている。
　本願の発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、ホイールのリムに付着した異物を除去できる好適なリムクリーナーを提供することを課題とするものであって、エアー漏れを防止しつつタイヤを装着する際の人件費を大幅に削減する意義を有するものである。

　上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、ホイールのリムに付着した異物を除去するリムクリーナーであって、
　ホイールを回転させる回転機構と、
　クリーナーヘッドと、
　回転するホイールのリムにクリーナーヘッドを接触させて異物を除去するヘッド駆動機構とから成るという構成を有する。
　また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記回転機構は、大きさの異なるホイールを回転させることができるものであるという構成を有する。
　また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項１又は２の構成において、前記回転機構は、前記ホイールを下側で支持しながら回転する二つの駆動ローラを備えたものであるという構成を有する。
　また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項１又は２の構成において、前記回転機構は、前記ホイールの周面に接触して前記ホイールを保持する少なくとも三つのローラを備えており、ローラの少なくとも一つは、摩擦力により前記ホイールを回転させる駆動ローラであるという構成を有する。
　また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記請求項４の構成において、前記ローラのうちの少なくとも一つは、前記ホイールの大きさに応じて変位可能であるという構成を有する。
　また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、前記請求項１乃至５いずれかの構成において、前記ヘッド駆動機構は、前記クリーナーヘッドを回転させながら前記リムに接触させるものであるという構成を有する。
　また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、前記請求項１乃至６いずれかの構成において、前記ヘッド駆動機構は、クリーナーヘッドがリムに接触した状態で位置調節のためにクリーナーヘッドを変位させることができる機構であるという構成を有する。
　また、上記課題を解決するため、請求項８記載の発明は、前記請求項１乃至７いずれかの構成において、前記クリーナーヘッドは、そろばん珠の形状であるという構成を有する。
　また、上記課題を解決するため、請求項９記載の発明は、前記請求項８の構成において、前記そろばん珠の形状のリムクリーナーは、中腹頂部の断面の角度が前記リムのフランジ部が成す角度に適合しているという構成を有する。
　また、上記課題を解決するため、請求項１０記載の発明は、前記請求項１乃至９いずれかの構成において、前記クリーナーヘッドは、ヘッド本体と、ヘッド本体に植設した多数の線材とから成っているという構成を有する。
　また、上記課題を解決するため、請求項１１記載の発明は、前記請求項１０の構成において、前記多数の線材は、接触するリムの部位に応じて異なる硬さとされているという構成を有する。

　以下に説明する通り、本願の請求項１記載の発明によれば、回転するホイールにクリーナーヘッドが押しつけられることで異物が除去されるので、完全な手作業で異物を除去していた従来に比べると、格段に労力が軽減される。このため、エアー漏れを防止しつつタイヤを装着する際の人件費が大幅に削減される。
　また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、大きさの異なるホイールについて異物除去ができるので、汎用性が高いという効果が得られる。
　また、請求項３又は４記載の発明によれば、上記効果に加え、ローラによってホイールを保持して回転させるので、シャフトで把持して回転させるような構成に比べると、機構的に簡略化でき、ホイールの傷付きの問題も少ないという効果が得られる。
　また、請求項６記載の発明によれば、上記効果に加え、クリーナーヘッドが回転するので、より効率良く異物除去を行うことができるという効果が得られる。
　また、請求項７記載の発明によれば、上記効果に加え、ヘッド駆動機構が、クリーナーヘッドがリムに接触した状態で位置調節のためにクリーナーヘッドを変位させることができる機構であるので、ホイールの大きさやリム外周部の形状に関わらず十分な接触面積が確保され、異物除去を十分に行うことができるという効果が得られる。
　また、請求項８記載の発明によれば、上記効果に加え、クリーナーヘッドがそろばん珠形状であるので、フランジとリム端部について同時に異物除去できるという効果が得られ、またクリーナーヘッドを回転させる場合にも好適であるという効果が得られる。
　また、請求項９記載の発明によれば、上記効果に加え、クリーナーヘッドの中腹角部の角度がリム角部の角度に適合しているので、リム角部を含めてリムのクリーニングが十分に行えるという効果が得られる。
　また、請求項１０記載の発明によれば、上記効果に加え、クリーナーヘッドが、ヘッド本体とヘッド本体に植設した多数の線材とから成るので、線材の硬さを適宜選定することで、リムの傷付きを少なくして十分に異物除去を行うことができるという効果が得られる。
　また、請求項１１記載の発明によれば、上記効果に加え、多数の線材は、接触するリムの部位に応じて異なる硬さとされているので、リムの傷付きを少なくして十分に異物除去を行うことができるという効果が得られる。

実施形態のリムクリーナーの斜視概略図である。図１に示すリムクリーナーの正面概略図である。図１に示すリムクリーナーの側面概略図である。クリーナーヘッドの概略図であり、（１）は斜視概略図、（２）は断面概略図、（３）はより好ましいクリーナーヘッドの断面概略図である。図４に示すクリーナーヘッドを使用して異物除去を行う状態について示した側面概略図である。実施形態のリムクリーナーに搭載されたヘッド駆動機構の斜視概略図である。ヘッド駆動機構の動作について示した側面概略図である。クリーナーヘッドの移動の各種構成について概略的に示した図である。クリーナーヘッドの各種形状について示した概略図である。

　次に、本願発明を実施するための形態（以下、実施形態）について説明する。
　図１は、実施形態のリムクリーナーの斜視概略図、図２は図１に示すリムクリーナーの正面概略図、図３は図１に示すリムクリーナーの側面概略図である。図１に示すリムクリーナーは、ホイールＷを回転させる回転機構１と、クリーナーヘッド２と、回転するホイールＷのリムＲにクリーナーヘッド２を接触させるヘッド駆動機構３とを備えている。
　リムクリーナーにおいて、下面にキャスター１０１を備えた架台１００の上に各部が据え付けられている。架台１００上には、内部に各機構を納めた筐体１０２が設けられている。

　回転機構１は、本実施形態では三つのローラ１１，１２，１３でホイールＷをその周面で保持しながら回転させる機構となっている。尚、「ホイールの周面」とは、本実施形態ではリムの表面であるが、リム以外の部位の表面の場合もある。三つのローラ１１，１２，１３は、各回転軸が水平で互いに平行な方向に延びるよう配置されており、同一の鉛直面上に位置している。三つのローラ１１，１２，１３は、正面から見ると、二等辺三角形の頂点の位置にあり、下側の二つのローラ１１，１２は同じ高さであって、上側のローラ１３は、二つの下側のローラ１１，１２の中間位置の真上に配置されている。
　各ローラ１１，１２，１３は、接触するホイールＷを傷つけないよう、表面が樹脂製となっている。例えば、金属製のローラ本体にシリコン樹脂又はテフロン（登録商標）のようなフッ素樹脂等で形成された保護リングを嵌装した構造を採用することができる。

　下側の二つのローラ１１，１２は、ホイールＷを受けて支持するとともに摩擦力によりホイールＷを回転させるローラである（以下、駆動ローラと呼ぶ）。各駆動ローラ１１，１２は、水平に同軸上に延びる駆動ロッド１１０，１２０の先端に固定されている。筐体１０２の背面パネル１０３には、固定台座１０４が設けられている。各駆動ロッド１１０，１２０は、後端がベアリングを介して固定台座１０４に固定されている。また、各駆動ロッド１１０，１２０は、ベアリングを介して筐体１０２の前面パネル１０５を貫通しており、背面パネル１０３と前面パネル１０５とにより水平に回転可能に保持されている。

　各駆動ロッド１１０、１２０には、それぞれ駆動ギヤ１１１，１２１が連結されている。二つの駆動ギヤ１１１，１２１は、チェーン１４を介してローラ駆動モータ１５の出力ギヤ１５１に連結されており、ローラ駆動モータ１５によって各駆動ロッド１１０，１２０が回転し、これによって二つの駆動ローラ１１，１２が同じ速度で回転するようになっている。図１から解るように、このホイールＷの回転は、ホイールＷ自身の中心軸に一致した回転軸周りの回転である。尚、ギヤ１１１，１２１，１５１とチェーン１４に代え、プーリとベルトの組み合わせが採用されることもある。

　また、図１に示すように、二つの駆動ローラ１１，１２は、軸方向に長いものとなっている。これは、軸方向の長さが長いホイールＷ（より幅広のタイヤを装着するホイールＷ）であっても異物除去ができるようにするためである。
　尚、各駆動ローラ１１，１２の後端には、ホイールＷの位置決めのためのストッパフランジ１１２，１２２が設けられている。ストッパフランジ１１２，１２２は、駆動ローラ１１，１２の後端において周状に突出した部材であり、この部分でホイールＷのリムＲを受けることでホイールＷの位置が決まるようになっている。

　上側のローラ１３は、回転するホイールＷが跳ね上がったりしないよう上から押さえ付けるローラである（以下、押さえローラと呼ぶ）。押さえローラ１３は、ホイールＷの回転により従動する従動ローラである。押さえローラ１３は、ベアリングを介して軸棒１３１に嵌め込まれている。軸棒１３１は、前面パネル１０５に設けられた開口１０６に挿通されている。

　三つのローラ１１，１２，１３は、ホイールＷを安定して保持しながら回転させることができるとともに、異なる大きさのホイールＷについても安定した保持と回転ができるようになっている。具体的には、下方の二つの駆動ローラ１１，１２は、同じ位置を保つようになっている。そして、上方の押さえローラ１３には、上下移動機構４が付設されている。上下移動機構４は、押さえローラ１３を保持した軸棒１３１を連結したアーム４１と、アーム４１が連結されたスライダ４２と、スライダ４２が嵌め込まれたレール４３等から構成されている。レール４３は上下方向に延びた姿勢で配置されており、スライダ４２がレール４３に沿って滑動することでアーム４１及び軸棒１３１を介して押さえローラ１３が上下動するようになっている。尚、スライダ４２には、レール４３上の位置を固定する不図示の固定具が設けられている。固定具としては、挟み込みにより固定を行うクランプにバネを付設した機構等が採用できる。尚、図２に示すように、前面パネル１０５の開口１０６は、上下方向に長いものであり、軸棒１３１が必要なストロークで上下に移動するのを許容するものとなっている。

　異物除去を行うホイールＷを搭載する場合、ホイールＷを立てた姿勢（中心軸が水平となる姿勢）とし、二つの駆動ローラ１１，１２の上に載置する。この際、ホイールＷの中心軸が三つのローラ１１，１２，１３の回転軸と平行になるようにし、リムＲをストッパフランジ１１２，１２２に当てて位置決めする。そして、不図示の固定具を緩め、スライダ４２を下降させ、押さえローラ１３をホイールＷに当接させる。その位置で、不図示の固定具を締め、押さえローラ１３を固定する。これにより、三つのローラ１１，１２，１３によりホイールＷは安定的に保持され、二つの駆動ローラ１１，１２が回転することによりホイールＷが回転することになる。

　次に、クリーナーヘッド２について説明する。図４は、クリーナーヘッド２の概略図であり、そのうち（１）は斜視概略図、（２）は断面概略図である。また図４（３）は、より好ましいクリーナーヘッドの断面概略図である。図４（１）に示すように、クリーナーヘッド２としては、本実施形態では、ブラシ状のものが採用されている。即ち、クリーナーヘッド２は、ヘッド本体２１と、ヘッド本体２１の表面に植設した多数の短い線材２２とから成っている。

　線材２２の選定には注意を要する。あまり固い線材２２を使用すると、折れ易くなる。リムＲにこびりついた異物を除去するには、ある程度強い力でクリーナーヘッド２をリムＲに押しつける必要があるが、この際、線材２２が固いと折れ易くなってしまう。逆に、あまり柔らかい線材２２を使用すると、柔らかい線材２２の場合、摩耗や変形、特に線材２２が曲がって広がってしまう変形が生じ易い。この場合、線材２２の先端がリムＲに十分に当たらなくなり、異物除去が十分にできなくなってしまう。
　線材２２の材質としては、金属やプラスチック等、任意のものを採用し得るが、上記の点を考慮して、太さや材質を選定する必要がある。具体例を示すと、金属の場合、真鍮線や銅線等を使用することができる。プラスチックの場合、ナイロン線等が使用できるが、異物除去効果を高めるため、砥粒入りナイロン線が好適に使用できる。線径について一例を示すと、例えば真鍮線の場合、線径（外径）は０．１～０．５ｍｍ程度、砥粒入りナイロン線の場合、線径は０．５～１．５ｍｍ程度で、粒度は６０～２２０程度でよい。

　次に、本実施形態では、ホイールＷのリムＲの形状に合わせ、クリーナーヘッド２の全体の形状に工夫を凝らしている。即ち、本実施形態では、図４に示す通り、クリーナーヘッド２は全体としては、そろばんの珠のような形状のとなっている。即ち、円錐形を途中の高さで切断した下側部分を底面を付き合わせて二つつなげたものに相当する形状を全体として有している。
　また、図４に示すように、クリーナーヘッド２は心棒２３を有している。心棒２３は、上記そろばん珠形状の中心軸と同軸となっている。ヘッド本体２１は、円筒状であって上記そろばん珠形状と同軸であり、心棒２３はヘッド本体２１に嵌め込まれて固定されている。したがって、ヘッド本体２１及び線材２２は、心棒２３を回転させることで回転可能となっている。尚、「そろばん珠形状」とは、図４から解る通り、各線材２２の先端が成す仮想的な面の形状ということができる。

　上述した通り、ある程度柔らかい線材２２を使用せざるを得ない場合、へたり（塑性変形）が生じやすい問題があるが、この問題を軽減する好適な構成が図４（３）に示されている。図４（３）に示されたクリーナーヘッド２は、線材２２の根本を補強具２４で補強した構造となっている。補強具２４としては、金属のような硬い材質で形成されたリング状の部材が採用されている。リング状の補強具２４を心棒２３の長さ方向に沿って間隔をおいて複数設け、その間に線材２２を植設した構造となっている。線材２２の根本が補強されるので、へたりが生じにくい。

　図４に示すようなクリーナーヘッド２の形状のメリットについて、図５を使用して説明する。図５は、図４に示すクリーナーヘッド２を使用して異物除去を行う状態について示した側面概略図である。図５に示すように、リムＲは、スポークＳにつながっているリム本体Ｒ１と、リム本体Ｒ１の両端部から折れ曲がって延びるフランジ部Ｒ２を有する。タイヤは、両側のフランジ部Ｒ２の間に挟み込まれた状態で装着されるので、特にリム本体Ｒ１のうちのフランジ部Ｒ２につながる部分（以下、リム端部と呼び、Ｒ３で示す）における異物が付着すると、エアー漏れの原因となる。したがって、この部分でクリーナーヘッド２が十分に当接するようにする必要がある。以下、リムＲのフランジ部Ｒ２からリム端部Ｒ３にかけての部位を、以下まとめてリム外周部と呼ぶ。

　上述したクリーナーヘッド２の形状は、リム外周部への当接が十分にできるようにしたものである。図５において、説明の都合上、フランジ部Ｒ２とリム本体Ｒ１とがつながっている角の部分をリム角部と呼び、Ｒ４で示す。また、クリーナーヘッド２のそろばん珠形状のうちの中腹部分の頂部２０１を中腹頂部と呼ぶ。異物除去を行う際には、後述するようにクリーナーヘッド２は揺動され、図５に二点鎖線で示すように、中腹頂部２０１がリム角部Ｒ４が当接する姿勢とされる。図５から解るように、実施形態のクリーナーヘッド２の形状によれば、リム外周部（フランジ部Ｒ２，リム端部Ｒ３，リム角部Ｒ４）の表面にクリーナーヘッド２の線材２２が十分に当接するので、問題となるこの部位に付着した異物を十分に除去することができる。

　尚、前述したように、線材２２の硬さについては諸点を考慮して慎重に選定されるが、柔らかい線材２２の方が優位性を持つ場合がある。即ち、図５中に拡大して示すように、線材２２の先端が柔らかい場合、リム外周部の表面に沿って曲がるので、表面を擦る面積がより大きくなったり、リム角部Ｒ４の隅まで到達し易くなったりする長所がある。また、線材２２の先端が柔らかい場合、リム外周部に当たった際、クリーナーヘッド２がリム外周部の表面形状に合わせて変形する度合いが大きくなる。このため、リム外周部の表面形状とクリーナーヘッド２との形状の違いが大きい場合に好適である（即ち、形状の相違を補償する）。

　次に、ヘッド駆動機構３について、図３及び図６を参照しながら説明する。図６は、実施形態のリムクリーナーに搭載されたヘッド駆動機構３の斜視概略図である。
　ヘッド駆動機構３は、ホイールＷが駆動ローラ１１，１２により回転している際、クリーナーヘッド２を図５に二点鎖線で示すような位置及び姿勢とするものである。本実施形態では、ヘッド駆動機構３は、クリーナーヘッド２を回転させながらリムＲに接触させることができるようになっている。より具体的に説明すると、図６に示すように、ヘッド駆動機構３は、クリーナーヘッド２を出力軸に連結したヘッド用回転動力源３１と、ヘッド用回転動力源３１を保持した揺動クランク３２と、揺動クランク３２を介してクリーナーヘッド２を揺動させる揺動用駆動源３３等から構成されている。

　図３に示すように、筐体１０２を構成する背面パネル１０３には、水平なベースロッド３４が設けられている。図３及び図６に示すように、揺動クランク３２は、このベースロッド３４に一端が取り付けられており、揺動クランク３２はベースロッド３４から斜め上方に延びた姿勢となっている。揺動クランク３２の一端はベースロッド３４を挿通させた開口を有しており、揺動クランク３２は、ベースロッド３４を回転軸として一定角度範囲内で回転（揺動）可能となっている。
　揺動クランク３２は前側が少し折れ曲がっており、先端部分に保持アーム３５が設けられている。保持アーム３５は、揺動クランク３２の先端部分に設けた回転軸（以下、先端回転軸）３６を介して設けられており、先端回転軸３６の回りに一定角度回転（揺動）が可能となっている。先端回転軸３６は、揺動クランク３２の先端部分が延びる方向に対して垂直であり、また保持アーム３５が延びる方向に対しても垂直となっている。

　保持アーム３５の先端には、略コ状の台座３７が固定されており、ヘッド用回転動力源３１は台座３７に嵌め込まれた状態で取り付けられている。ヘッド用回転動力源３１は、図５に示すように円筒状の部材であり、斜めの姿勢（例えば４５度程度）で保持アーム３５に保持されている。クリーナーヘッド２もヘッド用回転動力源３１と同軸な姿勢で設けられており、したがって同じ斜めの角度となっている。
　また、揺動クランク３２と保持アーム３５との間には、バネ部材３８とストッパ３９とが設けられている。図５に示すように、保持アーム３５の後面（クリーナーヘッド２が配置された側を前側とした場合の後ろ側の面）には、後ろ側に延びるようにしてバネ取付棒３８１が固定されている。一方、揺動クランク３２の先端部分の下面にはバネ台座３８２が固定されており、バネ台座３８２とバネ取付棒３８１とをつなぐようにしてバネ部材３８が設けられている。本実施形態では、バネ部材３８としてはコイルスプリングが採用されている。

　揺動クランク３２の先端部分の下面には、バネ台座３８２の少し後方位置にストッパベースロッド３９１が固定されている。ストッパベースロッド３９１は、揺動クランク３２の先端部分が延びる方向に対して垂直に固定されている。ストッパ３９は、ストッパベースロッド３９１の先端部分に設けられている。ストッパ３９は、ネジ状の部材である。ストッパベースロッド３９１の先端部分にはネジ孔が形成されており、ストッパ３９はこのネジ孔を貫通して前方に延びている。

　一方、揺動クランク３２の長さ方向のほぼ中央位置には、揺動用駆動源３３の出力軸が連結されている。揺動用駆動源３３は、エアシリンダのような前後駆動源であり、出力軸を前後駆動させるようになっている。揺動用駆動源３３は、背面パネル１０３に対して水平な回転軸を介して取り付けられている。また、揺動用駆動源３３の出力軸も先端は水平な回転軸を介して揺動クランク３２に連結されている。
　尚、ヘッド用回転動力源３１としては、本実施形態では、エアモーターが使用されている。エアモーターは、圧縮空気を動力源として出力軸を回転させるモーターである。ヘッド用回転動力源３１は、保持アーム３５によって保持されていて宙に浮いたような状態であるが、後端には、圧縮空気供給用のチューブ３１１が接続されている。

　このようなヘッド駆動機構３の動作について、図７を使用して説明する。図７は、ヘッド駆動機構３の動作について示した側面概略図である。図７の（１）は、クリーナーヘッド２がスタンバイ状態にある場合を示したものであり、（２）はクリーナーヘッド２が異物除去のためにリムＲに接触した状態を示した図である。
　図７（１）に示すスタンバイ状態では、揺動用駆動源３３の出力軸は前進位置にあり、揺動クランク３２を押し下げた位置にある。この状態で、動作指令が揺動用駆動源３３に送られると、揺動用駆動源３３は出力軸を後退させる。この結果、出力軸が揺動クランク３２を引き上げ、揺動クランク３２は、ベースロッド３４を中心として揺動する。これにより、保持アーム３５に保持されているヘッド用回転動力源３１及びクリーナーヘッド２を一体に揺動する。出力軸の後退距離を所定に調節することで揺動の幅が調節され、これにより、図７（２）に示すようにクリーナーヘッド２がリムＲに接触する。

　尚、クリーナーヘッド２のリムＲへの当接圧力は、異物の付着強度や線材２２の硬さ等に応じて最適に調節される。即ち、異物の付着強度が大きく、このため硬い線材２２を使用している等のため、ある程度強く線材２２をリムＲに当てたい場合には、出力軸の後退距離を長くし（揺動幅を大きくし）、線材２２をある程度大きく撓ませながらリムＲに接触させる。リム外周部の表面の傷つきを防止する等の理由で線材２２を弱くリムＲに当てたい場合には、出力軸の後退距離を短くし（揺動幅を狭くし）、線材２２の撓みを小さくして線材２２をリムＲに接触させる。このような出力軸の後退距離の調節は、揺動用駆動源３３として用いたエアシリンダの空圧調節により行えることは勿論である。

　上記のようなリムクリーナーは、図１に示すように、図１に筐体１０２の側面パネル１０７には不図示の操作パネルが設けられている。詳細な説明は割愛するが、操作パネルには、メインスイッチ、ローラ駆動モータ１５の動作スイッチ、ヘッド用回転動力源３１の動作スイッチ、揺動用駆動源３３の動作スイッチ、揺動用駆動源３３の出力軸の後退距離の調節つまみ等が設けられている。リムクリーナーは、各部を制御する制御部を有しており、操作パネル上の各スイッチや調節つまみから操作信号は、制御部に入力される。制御部は、入力された信号に従って各部に制御信号を送って各部を制御するようになっている。

　上記のような構成に係る本実施形態のリムクリーナーの動作について、以下にまとめて説明する。
　前述したように、異物除去するホイールＷを二つの駆動ローラ１１，１２の上に載せ、リムＲをストッパフランジ１１２，１２２に当てた状態として位置決めする。この状態で、押さえローラ１３を下げてホイールＷに当接させ、固定具で押さえローラ１３を固定する。これで、異物除去の準備は完了である。この状態で、メインスイッチをオンにした後、ローラ駆動モータ１５の動作スイッチをオンにし、ローラ駆動モータ１５を動作させる。これにより、二つの駆動ローラ１１，１２が回転し、これに伴い、ホイールＷも回転する。上側の押さえローラ１３は、ホイールＷを押さえながら従動回転する。

　次に、ヘッド用回転動力源３１の動作スイッチをオンにし、ヘッド用回転動力源３１を動作させる。これにより、クリーナーヘッド２が回転する。この状態で、揺動用駆動源３３の動作スイッチをオンにし、揺動用駆動源３３を動作させる。この結果、揺動クランク３２が揺動し、回転するクリーナーヘッド２の線材２２がリムＲに接触する。これにより、リムＲに付着していた異物が除去される。この際、揺動用駆動源３３による揺動幅を前述したように調節し、リムＲに対する線材２２の当接強さを調節する。これにより、リムＲ表面の傷つき等を防止しながら十分に異物を除去することができる。

　リムＲにクリーナーヘッド２が接触した状態でホイールＷの回転を継続し、異物が十分に除去されたと判断されたら、揺動用駆動源３３を逆向きに動作させて揺動クランク３２を下降させ、スタンバイ位置に戻すとともに、ヘッド用回転動力源３１を停止させる。そして、ローラ駆動モータ１５を停止させてホイールＷの回転を停止させる。その後、ホイールＷの逆向きに載置し、反対側のリム外周部についても異物除去を同様に行う。
　尚、ヘッド用回転動力源３１によるクリーナーヘッド２の回転は、駆動ローラ１１，１２によるホイールＷの回転とは逆向きとなっている。この点について、図２を使用して説明する。図２に示すように、例えばホイールＷが時計周りに回転する場合、クリーナーヘッド２は反時計回りに回転する。このようにするのは、クリーナーヘッド２がリムＲの表面を擦る摩擦力をより大きくするためである。尚、クリーナーヘッド２が回転せず、ホイールＷのみが回転する構成であっても異物除去は可能である。クリーナーヘッド２を回転させるのは、より摩擦力（動摩擦力）を大きくして効率良く異物を除去するためである。

　上記説明から解るように、本実施形態のリムクリーナーによれば、駆動ローラ１１，１２により回転するホイールＷにクリーナーヘッド２が押しつけられることで自動的に異物が除去されるので、完全に手作業で異物を除去していた従来に比べると、格段に労力が軽減される。このため、エアー漏れを防止しつつタイヤを装着する際の人件費が大幅に削減される。

　また、本実施形態では、ホイールＷの大きさやリム外周部の形状の違い等によらず、異物除去が十分にできるよう、リム外周部に対するクリーナーヘッド２の接触位置を微調節する機構を採用している。この機構は、上述した保持アーム３５を回転させる先端回転軸３６、バネ部材３８及びストッパ３９等によって構成されている。この点について、図２図６及び図７を使用して説明する。
　図２には、径の異なる二つのホイールＷが示されている。一例として、図２には、本実施形態のリムクリーナーで異物除去が可能な最も小さいホイールが実線でＷとして示され、異物除去が可能な最も大きいホイールが二点鎖線でＷ’として示されている。

　図２に示すように、ホイールが二つの駆動ローラ１１，１２の上に載置された際、リムＲの最も低い箇所（以下、下端箇所）の位置は、ホイールの大きさによって若干異なる。即ち、径の小さいホイールＷの場合は下端箇所は少し低い位置になり、径の大きなホイールＷ’の場合には下端箇所は少し低い位置になる。本実施形態では、回転するホイールに対して下端箇所で異物除去を行うので、クリーナーヘッド２の位置をホイールの大きさに応じて微妙に変えていく必要がある。
　前述した保持アーム３５の回転とスプリング及びストッパ３９の存在は、上記微調節変位のためである。図６において、説明の都合上、即ち、ベースロッド３４を中心軸とした揺動クランク３２の揺動をＡＢ方向の揺動とし、先端回転軸３６を中心とした保持アーム３５の揺動をＣＤ方向の揺動とする。

　前述したように、問題となる異物を除去するには、クリーナーヘッド２がリム外周部に十分に接触する必要がある。クリーナーヘッド２の線材２２のそろばん珠形状はこの点を考慮したものであり、またリム外周部が断面Ｌ字状であることを考慮したものである。この場合、クリーナーヘッド２の中腹頂部２０１がリム外周部のリム角部に当たった状態が最も接触面積が大きく最適である。しかしながら、上述したように、ホイールＷの径によって下端箇所の位置が異なるから、リム角部の位置もホイールＷの径によって異なる。したがって、最適な接触のためにはホイールＷの径に応じてクリーナーヘッド２の最終的な配置位置を変更していく必要がある。
　上記要請のため、本実施形態では、リム外周部のうちフランジ部Ｒ２の表面にクリーナーヘッド２をまず接触させ、表面上を滑らせてクリーナーヘッド２の中腹頂部２０１がリム角部に当接するようにしている。即ち、図７（２）に示すように、揺動クランク３２がＡＢ方向のＡの向きに揺動してクリーナーヘッド２がリムＲに接触する。この際、中腹頂部２０１は、リム角部に接触しておらず、リム角部よりも少し低い位置にある。

　揺動用駆動源３３がさらに動作して揺動クランク３２を引き上げる向きに力を作用させると、クリーナーヘッド２がリムＲのフランジ部の表面に当接しているため、揺動クランク３２は図６中のＡＢ方向のＡの向きに少し揺動するが、クリーナーヘッド２はフランジ部の表面を滑りながら斜め上方に少し変位する。即ち、図６及び図７から解るように、クリーナーヘッド２がフランジ部によって係止されているので、揺動クランク３２がＡの向きに引き上げられてもその向きにはヘッド用回転動力源３１及びクリーナーヘッド２は変位せず、Ａの向きの力によりバネ部材３８の弾性力に抗しながらＣＤ方向のＤの向きに変位し、クリーナーヘッド２がフランジ部Ｒ２の表面に沿って斜め上方に移動することになる。この移動は、図６から解るように、保持アーム３５が先端回転軸３６の回りに回転（揺動）することで生じる。即ち、揺動クランク３２のＡの向きの揺動により、ヘッド用回転動力源３１及びクリーナーヘッド２はＡの向きに揺動するが、クリーナーヘッド２がフランジ部に当接した後は、ＡＢ方向の揺動の力がＣＤ方向に変換されてＤの向きに揺動することになる。Ｄの向きへの揺動は、図７（３）に示すように、クリーナーヘッド２の中腹頂部２０１がリム角部に当接することで（即ち、中腹頂部２０１よりも先端側の部分がリム端部に接触することで）停止する。これにより、クリーナーヘッド２は、最適位置に位置したことになる。
　このように、本実施形態では、クリーナーヘッド２がフランジ部Ｒ２の表面を滑って移動してクリーナーヘッド２がリム外周部の角部に当接した状態となるので、ホイールＷの大きさやリム外周部の形状に関わらず十分な接触面積が確保され、異物除去を十分に行うことができる。

　上記実施形態において、クリーナーヘッド２の中腹頂部２０１の断面角度は、リム角部の角度に適合したものであることは明らかである。即ち、リム角部がほぼ直角であるため、中腹頂部２０１の断面もほぼ直角となっっている。リム角部が鈍角θである場合、中腹頂部２０１の断面も、θにほぼ一致した鈍角とされる。
　また、クリーナーヘッド２の線材２２の硬さは、接触するリム外周部の部位に応じて異なるものとすることがある。例えば、リム外周部の部位によって異物の付着量が異なり、異物の付着が多い部位や少ない部位とがある場合がある。また、異物の付着強度が強い部位と弱い部位とがある場合もある。この場合、異物の付着量が多かったり付着強度が強かったりする部位に対してはクリーナーヘッド２を強く当接させる必要がある一方、異物の付着量が少なかったり付着強度が弱かったりする部位に対しては、リムＲを傷つけないよう弱く当接させる必要がある。強く当接させる場合、線材２２の消耗が激しくなるので、線材２２は硬い方が好ましいし、硬い線材２２の方が付着強度が強い異物についても効率良く除去できる。一方、クリーナーヘッド２を弱く当接させるべき部位については、柔らかい線材２２を使用すべきである。このようなことから、硬い線材２２と柔らかい線材２２とをミックスしたクリーナーヘッド２が使用されることがある。

　より具体的な一例を示すと、発明者の研究によれば、ホイールＷのリムＲ、特に使用済みの（新品ではない）ホイールＷのリムＲについては、リム外周部のうちフランジ部Ｒ２の表面については異物の付着量が多く、リム端部Ｒ３の表面については異物の付着量は比較的少ない。したがって、フランジ部Ｒ２の表面に当接する線材２２については硬くし、リム端部Ｒ３の表面に当接する線材２２については柔らかくする方が良い。即ち、図４に示すクリーナーヘッド２の形状において、ヘッド用回転動力源３１に近い下側の半分の線材２２について硬くし、反対側の上側の半分の線材２２については柔らかくすることが好ましい。

　上記実施形態において、ホイールＷを回転させる駆動ローラ１１，１２は下側に二つ配置され、上側に従動の押さえローラ１３が配置されたが、これは逆でも構わない。即ち、二つの従動ローラでホイールＷを支え、上側から駆動ローラで押さえながらホイールＷを回転させても良い。また、下側の二つのローラのうちの一つを駆動ローラとし、残りを従動のローラとしても良い。
　さらに、ローラの数は三つに限られるものではなく、四つ又はそれ以上のローラを使用しても良い。接触する少なくとも一つのローラを駆動ローラとすれば良い。また、ホイールＷの中心にシャフトを挿通してベアリングを介してホイールＷを保持することも可能である。この場合、ベアリングは設けず、シャフトがホイールＷを把持しながら回転するようにすれば、ローラを全く使用しない構造とすることも可能である。もしくは、周囲に従動ローラを幾つか設けてホイールＷの回転を安定させても良い。

　また、場合によっては、押さえローラ１３を設けない構成も考えられる。即ち、ホイールＷの重量によっては、二つの駆動ローラ１１，１２の上に載せるだけで自重により安定し、回転させても特に浮き上がり等が無く安定して回転する場合がある。このような場合には押さえローラ１３は不要なので、設けない場合もある。
　尚、シャフトを使用せずにローラによってホイールＷを保持、回転させる場合、二つ又は三つ以上のローラが必要になるが、シャフトを使用すると、機構が大がかりになる他、車への装着の前にシャフトにホイールＷを装着することになるので、新品のホイールＷの場合には傷付き等が無いよう配慮する面倒さがある。ローラのみによってホイールＷを回転させると、このような問題は無いので好適である。

　また、ホイールＷの回転とクリーナーヘッド２の回転は逆向きであると説明したが、リムＲの傷付きを防止する等の目的で摩擦力を弱くしたい場合、順向きの回転とすることもある。また、ホイールＷの回転には、リムＲの周方向においてまんべんなく異物除去するというがあるが、この回転は、ゆっくりしたもので良いため、手動回転とすることもある。即ち、ベアリングを介してシャフトでホイールＷを保持して手動で回転できるようにしながら、上記のようにクリーナーヘッド２とヘッド駆動機構３とを設けて異物を除去する構成とされる場合もあり得る。したがって、「ホイールを回転させる回転機構」とは、人手による回転を許容しつつホイールを保持する機構である場合も含む概念である。また、逆の構成として、ホイールＷのみを回転させ、クリーナーヘッド２は回転しない構成とされることもある。この場合は、ホイールＷのみを高速で回転させ、クリーナーヘッド２を弱く接触させて異物を除去するようにする。

　また、リム外周部に十分に接触するためのクリーナーヘッド２の移動（揺動や変位）については、前述したものの他、各種のものが考えられる。この点について、図８を使用して説明する。図８は、クリーナーヘッド２の移動の各種構成について概略的に示した図である。
　前述した例は、クリーナーヘッド２が水平な軸の周りに揺動して上昇し、リム外周部に近づいて接触した後、クリーナーヘッド２がフランジ部Ｒ２の表面上を滑りながら、クリーナーヘッド２及びヘッド用回転動力源３１が斜め上方に変位する構成であった。これ以外の構成としては、例えば、図８（１）に示すように、クリーナーヘッド２及びヘッド用回転駆動源が４５度の角度で斜め上方に直線移動し、そのまま中腹頂部２０１がリム角部に当接する構成であっても良い。または、図８（２）に示すように、クリーナーヘッド２及びヘッド用回転動力源３１が斜め４５度の姿勢を保ったまま垂直に上昇し、リム端部Ｒ３の表面にクリーナーヘッド２を接触させた後、水平に変位させてクリーナーヘッド２の中腹頂部２０１をリム角部に当接させる構成であっても良い。

　また、クリーナーヘッド２の構成としては、除去すべき異物やリムＲの表面状態等に応じて前述した線材２２以外のものを適宜使用することができる。例えば、表面に凹凸があるシート状の部材をそろばん珠状の基材に貼り付けたものをクリーナーヘッド２として用いることができる。この場合、シート状の部材としては、紙やすり又はそれに似たような部材が使用されるが、凹凸の粗さは、除去する異物の付着強度やリムＲの表面の強さ（耐久性）等により適宜決定される。尚、そろばん珠状の部材の表面に直接凹凸を形成したものをクリーナーヘッド２として用いることもある。

　クリーナーヘッド２の全体の形状としては、リム外周部が断面Ｌ字状の部位であり、回転しながらリム外周部に接触することを考慮すると、前述したそろばん珠形状が最も適しているのであるが、他の形状も採用し得る。以下、この点について図９を使用して説明する。図９は、クリーナーヘッド２の各種形状について示した概略図である。
　図９（１）は、異物除去をより完全に行うためのより好ましいクリーナーヘッドの形状の一例である。図５に示すそろばん珠形状のクリーナーヘッドは、リム外周部の形状に適合したもので、異物除去を十分に行うのに好適なのであるが、発明者の研究によると、クリーニング後もフランジ部Ｒ２の表面の下縁（以下、フランジ下縁と称し、図９に符号Ｒ５で示す）に異物の残留することが散見された。このフランジ下縁Ｒ５についても十分に異物除去できるように工夫したのが、図９（１）に示す形状である。ここに示すように、このクリーナーヘッド２は、ほぼそろばん珠形状であるものの、後端側の端部が外側に少し膨らんだ形状となっている。即ち、後端側に膨出部２５を設けている。このような膨出部２５を設けた形状にすると、フランジ下縁Ｒ５への異物残留を無くすことができるので好適である。

　また、図９（２）に示すような先端をカットした円錐形状のクリーナーヘッド２を使用することができる。この場合、最初に例えばフランジ部Ｒ２の表面に当接させて異物を除去し、次にリム端部Ｒ３の表面に接触させて異物を除去するようにする。ヘッド駆動機構３は、このようにリム外周部の表面に順次接触するようクリーナーヘッド２を変位させる機構とされる。この構成と比較すると、前記実施形態の構成は、フランジ部Ｒ２とリム端部Ｒ３とを同時に異物除去できるという点で好適であることが解る。

　また、ホイールＷを高速回転させ、クリーナーヘッド２は回転させずに異物を除去する構成の場合、図９（３）に示したような形状のクリーナーヘッド２を用いることもできる。この構成は、図４に示すクリーナーヘッド２を中心軸に沿って半分にカットしたような形状に相当するものである。この構成も、フランジ部Ｒ２とリム端部Ｒ３とを同時に異物除去できるメリットがある。尚、図９（２）や（３）の形状において、（１）の形状のような後端側に膨出部を設けてフランジ下縁での異物残留を防止することも好適である。
　そして、クリーナーヘッド２を順次移動させるのであれば、図９（４）に示すような形状のクリーナーヘッド２を採用することもできる。この図９（４）の場合、クリーナーヘッド２の形状の自由度はもっとも大きく、フランジ部Ｒ２やリム端部Ｒ３に接触できる形状であれば、どのような形状でも良い。

　さらに、クリーナーヘッド２は一つのみである必要はなく、二つ又はそれ以上のクリーナーヘッド２を同時に使用して効率を高めるようにしても良い。例えば、クリーナーヘッド２とヘッド用回転動力源３１の組を３個から４個程度用意し、リムＲの周方向に等間隔をおいて配置されるようヘッド駆動機構３を構成する。このようにすると、複数のクリーナーヘッド２が同時に作用するので、短時間に（ホイールＷの合計回転数が少ないうちに）異物除去を完了することができる。

　上述したように、本願発明のリムクリーナーによれば、回転するホイールのリムにクリーナーヘッドが接触することで異物が除去されるので、完全に手作業で異物を除去していた従来に比べると、格段に労力が軽減される。したがって、その産業上の利用可能性は著しい。

１　回転機構
１１　駆動ローラ
１２　駆動ローラ
１３　押さえローラ
１５　ローラ駆動モータ
２　クリーナーヘッド
２２　線材
３　ヘッド駆動機構
３１　ヘッド用回転動力源
３２　揺動クランク
３３　揺動用駆動源
４　上下移動機構

Claims

　ホイールのリムに付着した異物を除去するリムクリーナーであって、
　ホイールを回転させる回転機構と、
　クリーナーヘッドと、
　回転するホイールのリムにクリーナーヘッドを接触させて異物を除去するヘッド駆動機構とから成ることを特徴とするリムクリーナー。
　前記回転機構は、大きさの異なるホイールを回転させることができるものであることを特徴とする請求項１記載のリムクリーナー。
　前記回転機構は、前記ホイールを下側で支持しながら回転する二つの駆動ローラを備えたものであることを特徴とする請求項１又は２記載のリムクリーナー。
　前記回転機構は、前記ホイールの周面に接触して前記ホイールを保持する少なくとも三つのローラを備えており、ローラの少なくとも一つは、摩擦力により前記ホイールを回転させる駆動ローラであることを特徴とする請求項１又は２記載のリムクリーナー。
　前記ローラのうちの少なくとも一つは、前記ホイールの大きさに応じて変位可能であることを特徴とする請求項４記載のリムクリーナー。
　前記ヘッド駆動機構は、前記クリーナーヘッドを回転させながら前記リムに接触させるものであることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載のリムクリーナー。
　前記ヘッド駆動機構は、クリーナーヘッドがリムに接触した状態で位置調節のためにクリーナーヘッドを変位させることができる機構であることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載のリムクリーナー。
　前記クリーナーヘッドは、そろばん珠の形状であることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載のリムクリーナー。
　前記そろばん珠の形状のリムクリーナーは、中腹頂部の断面の角度が前記リムのフランジ部が成す角度に適合していることを特徴とする請求項８記載のリムクリーナー。
　前記クリーナーヘッドは、ヘッド本体と、ヘッド本体に植設した多数の線材とから成っていることを特徴とする請求項１乃至９いずれかに記載のリムクリーナー。
　前記多数の線材は、接触するリムの部位に応じて異なる硬さとされていることを特徴とする請求項１０記載のリムクリーナー。