タイヤとホイールとを取り付けるためのシステム及び方法
タイヤTとホイールWとを取り付けるためのシステム200が開示される。システム200は、エンドエフェクタ204に揺動可能(P1−P6)に連結されたロボットアーム202を備える。システム200は、さらに、支持面210と、支持面210上に配置された一対のホイール係合及びタイヤ操作部216と、を有するタイヤ支持部208を備える。一対のホイール係合及びタイヤ操作部216は、支持面210に対して固定して配置された第1のホイール係合及びタイヤ操作部216aと、支持面210に対して移動可能(Y,Y’)に配置された第2のホイール係合及びタイヤ操作部216bと、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タイヤ・ホイール組立体に関し、さらにタイヤとホイールとを取り付けるためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための自動化装置は、一般に入手・利用可能である。この装置の幾つかは、例えば、タイヤとホイールとを取り付ける装置にタイヤ及びホイールが連続的に供給されるように、低容量のタイヤ・ホイール取付/取外装置が「完全に自動化」されている自動車修理工場のセッティングで使用されることを意図して設計されている。
【0003】
車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための上記の方法及び他の伝統的な方法は効果的であるが、これらの方法は、装置の購入とメンテナンスとの両方のために、莫大な資本投資を必要とする。
【発明の概要】
【0004】
本発明は、必要最小限の装置が使用されるような、タイヤとホイールとを取り付けるための簡易な方法を提供することにより、従来技術に付随する欠点を克服する。
【0005】
本発明は、以下に、添付の図面を参照して例示的に説明される。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1A】図1A−図1Cは、本発明の第一の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図1B】図1A−図1Cは、本発明の第一の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図1C】図1A−図1Cは、本発明の第一の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図2A】図2A−図2Dは、本発明の第二の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図2B】図2A−図2Dは、本発明の第二の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図2C】図2A−図2Dは、本発明の第二の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図2D】図2A−図2Dは、本発明の第二の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図3】図2A−図2Dによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す上面図である。
【図4A】図4A−図4Dは、本発明の好適な一実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図4B】図4A−図4Dは、本発明の好適な一実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図4C】図4A−図4Dは、本発明の好適な一実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図4D】図4A−図4Dは、本発明の好適な一実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図5A】図5A−図5Dは、図4A−図4Dによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す上面図である。
【図5B】図5A−図5Dは、図4A−図4Dによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す上面図である。
【図5C】図5A−図5Dは、図4A−図4Dによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す上面図である。
【図5D】図5A−図5Dは、図4A−図4Dによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す上面図である。
【図6】本発明の好適な一実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるためのシステムを示す環境図である。
【図7A】図7A−図7Eは、図6に示されたシステムによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図7B】図7A−図7Eは、図6に示されたシステムによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図7C】図7A−図7Eは、図6に示されたシステムによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図7D】図7A−図7Eは、図6に示されたシステムによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図7E】図7A−図7Eは、図6に示されたシステムによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図8】車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けた図6−図7Eのシステムを示す環境図である。
【図9】本発明の一実施形態による車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるためのシステムを示す斜視図である。
【図10】本発明の一実施形態による車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるためのシステムを示す斜視図である。
【図11A】図11A−図11Gは、実質的に図9の11A−11A線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図11B】図11A−図11Gは、実質的に図9の11A−11A線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図11C】図11A−図11Gは、実質的に図9の11A−11A線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図11D】図11A−図11Gは、実質的に図9の11A−11A線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図11E】図11A−図11Gは、実質的に図9の11A−11A線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図11F】図11A−図11Gは、実質的に図9の11A−11A線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図11G】図11A−図11Gは、実質的に図9の11A−11A線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図11H】図11H−図11Jは、本発明の好適な一実施形態に係る、図11D−図11Fの線11H−線11Jによるシステムを示す、一連の上面図である。
【図11I】図11H−図11Jは、本発明の好適な一実施形態に係る、図11D−図11Fの線11H−線11Jによるシステムを示す、一連の上面図である。
【図11J】図11H−図11Jは、本発明の好適な一実施形態に係る、図11D−図11Fの線11H−線11Jによるシステムを示す、一連の上面図である。
【図11K】図11Aの囲まれた部分に該当する拡大図である。
【図12A】図12A−図12Hは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図12B】図12A−図12Hは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図12C】図12A−図12Hは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図12D】図12A−図12Hは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図12E】図12A−図12Hは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図12F】図12A−図12Hは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図12G】図12A−図12Hは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図12H】図12A−図12Hは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図12I】図12I−図12Lは、本発明の好適な一実施形態に係る、図12D−図12Gの線12I−線12Lによるシステムを示す、一連の上面図である。
【図12J】図12I−図12Lは、本発明の好適な一実施形態に係る、図12D−図12Gの線12I−線12Lによるシステムを示す、一連の上面図である。
【図12K】図12I−図12Lは、本発明の好適な一実施形態に係る、図12D−図12Gの線12I−線12Lによるシステムを示す、一連の上面図である。
【図12L】図12I−図12Lは、本発明の好適な一実施形態に係る、図12D−図12Gの線12I−線12Lによるシステムを示す、一連の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
図面は、本発明の一実施形態に係るタイヤとホイールとを取り付けるための装置及び方法の好適な一態様を示す。上の記載に基づき、本明細書に用いられた用語は、単に便宜のためであると、また発明を説明するために用いられた表現は、当該技術の分野に属する通常の知識を有する者によって最も広い意味を与えられるべきものと、概して理解される。
【0008】
図1A−図3を参照すると、一実施形態によるタイヤTとホイールWとを取り付けるための装置が、概ね符号10で示されている。システム10は、文脈から、タイヤを(ホイールに対して)固定した状態に保持して、ホイールを操作することにより、ホイールをタイヤに取り付けるものと説明されているが、システム10は、ホイールを(タイヤに対して)固定した状態に保持して、タイヤを操作することにより、タイヤをホイールに取り付けるように使用されてもよいことが理解される。何れの取り付け手順においても、システム10は、完全に又は部分的に取り付けられたタイヤ・ホイール組立体TWを産出し得る(例えば図1C、図3、図4D、図6、図8参照)。
【0009】
本発明は、タイヤのホイールへの取付作業に使用される伝統的なインストールツール(時として、フィッティングツール、圧力ローラホイール、ツールパックなどと呼ばれる)の使用を排除する点に、留意することが重要である。本発明のこの態様は、正確には、「ツール・レス」("tool-less")取付システムと特徴付けられる。ある実施形態では、本発明は、ホイールとタイヤとが取付ツールとして(又は取付ツールの少なくとも一部として)機能するように操作される取付システムとも理解され得る。ある実施形態では、タイヤ又はホイールの一方は原動機によって駆動され、他方は受け身のままでいる。システムにエネルギーを導入してホイールをタイヤに取り付けるために、他の原動機は使用されない。このアプローチは、タイヤをホイールに取り付けるために(例えばツールパックなどの)ツールの使用を含む全ての伝統的な方法とは、大幅に異なる。
【0010】
ある実施形態では、タイヤTとホイールWとの「部分的な」取付作業は、タイヤTのビードB1,B2の一方が、ホイールWの外周面WCの周囲に、部分的に又は完全に配置される作業を含んでもよい(例えば図1C及び図3参照)。ある実施形態では、タイヤTとホイールWとの「完全な」取付作業は、タイヤTのビードB1,B2の一方が、ホイールWの外周面WCの周囲に、完全に配置される作業を含んでもよい(例えば図4D及び図6参照)。ある実施形態では、タイヤTとホイールWとの「完全な」取付作業は、さらに、タイヤTのビードB1,B2の両方が、ホイールWの外周面WCの周囲に、完全に配置される作業を含んでもよい(例えば図8参照)。従って、タイヤTとホイールWとの取付作業は、タイヤTのビードB1,B2の一つ以上を、ホイールWの外周面WCの周囲に、部分的に又は完全に配置する作業を含んでもよいと理解される。また、タイヤTとホイールWとは、例えば、取り付けられたタイヤ・ホイール組立体TWの合致・マーキング、膨張、ビード据付、ユニフォーミティ試験、バランス調整などの、後続のステーション(図示せず)における更なる処理のために、任意の望ましい形態に取り付けられ得ると理解される。
【0011】
最初に図1Aを参照すると、システム10は、一般的に、ベース16とスピンドル18との間に結合された回転アクチュエータ14を有するホイール支持アームアセンブリ12を備える。スピンドル18はホイールWに、例えばホイールWの中心のハブ部に、結合される。
【0012】
図示されるように、タイヤTは、第1のビードB1と第2のビードB2とを有する。軸線AT−ATは、タイヤTの中心点又は回転軸を通って延びる。軸線AT−ATは、以下、タイヤ軸と称する。
【0013】
図示されるように、ホイールWは、第1のビードB1を受け、据え付けるのに適合する第1のビード座S1と、第2のビードB2を受け、据え付けるのに適合する第2のビード座S2と、を有する。ホイールWの外周面WCが第1及び第2のビード座S1,S2を含むと理解される。
【0014】
軸線AW−AWは、ホイールWの中心点又は回転軸を通って延び得る。軸線AW−AWは、以下、ホイール軸と称する。
【0015】
ベース16は、ホイール支持アームアセンブリ12の全体及びこれに付随するホイールWを3次元空間内で動かすことのできる概ね符号25で示されたアクチュエータに結合されていてもよい。図示されるように、ホイール軸AW−AWは、ホイール支持アームアセンブリ12を通って延びており、従って、アクチュエータ25によるホイール支持アームアセンブリ12の運動は、ホイール軸AW−AWの運動をも生じさせる。
【0016】
ある実施形態では、アクチュエータ25は、例えば、概略直線運動M(例えば図1A−1C参照)、ある実施形態では歳差運動P1−P4(例えば図2A−図3参照)、ある実施形態では押し込み運動P(例えば図4A−図5D参照)、ある実施形態では非歳差回転運動(例えば図7A−7E)などのように、ホイール支持アームアセンブリ12をあらゆる方向に動かすことができる。アクチュエータ25は、プロセッサ(図示せず)によって制御される(例えばロボットなどのような)自動式装置であってもよく、あるいは、人(図示せず)によって監視され、体を使って操作される手動操作式装置であってもよい。
【0017】
ある実施形態では、図1A−1Cに示されるように、支持アームアセンブリ12は、矢印Mの方向に沿って揺動、降下、あるいは移動される。運動Mは、任意の運動又は運動(直線運動又は振り子運動を含む)の組み合わせであってもよい。図1Aにみられるように、アセンブリ12は、ホイールWをタイヤTの近傍へ移動させる。次に、図1Bにおいて、アセンブリ12は、ホイールWのドロップセンター部(深底部)DCを、タイヤTの第1のビードB1の近傍へ移動させる。図1C/図2Aを参照すると、アセンブリ12は、タイヤTの第1のビードB1の一部がホイールWのドロップセンターの一部にしっかりと押し付けられるように、ホイールWのドロップセンター部DCをタイヤTの第1のビードB1に隣接するように移動させる。
【0018】
図2Aにみられるように、アクチュエータ25がアセンブリ12及びホイールWのさらなる運動を生じさせる前に、アクチュエータ25は、ホイール軸AW−AWが傾く(すなわちタイヤ軸AT−ATと平行でない)ように、ホイールWをタイヤTに対して配置する。ある実施形態では、アクチュエータ25は次に、ホイール支持アームアセンブリ12、これに付随するホイールW、及びホイール軸AW−AWを、タイヤT及びタイヤ軸AT−ATに対して、矢印P1−P4(図2A−図3)の方向に沿って歳差運動を掃引(sweep out)するように動かしてもよい。一般に、歳差運動P1−P4は、ホイール軸AW−AWのタイヤ軸AT−AT周りの運動が円錐面を画定する領域を掃引するように、ホイール軸をタイヤ軸に対して傾け、そしてホイール軸AW−AWをタイヤ軸AT−AT周りに回転させることによって定義される。
【0019】
最初に図2Aを参照すると、アクチュエータ25は、ホイールWをタイヤTに対して矢印P1の時計回りの方向に沿って「12時位置」(例えば図3参照)へと歳差運動させるために、ホイール支持アームアセンブリ12に、ホイールWをタイヤTに対して例えば「9時位置」(例えば図3参照)に歳差的に配置させてもよい。次に、図2Bにみられるように、アクチュエータ25は、ホイールWをタイヤTに対して矢印P2の時計回りの方向に沿って「3時位置」へと歳差運動させるために、ホイール支持アームアセンブリ12に、ホイールWをタイヤTに対して例えば「12時位置」に歳差的に配置させてもよい。次に、図2Cにみられるように、アクチュエータ25は、ホイールWをタイヤTに対して矢印P3の時計回りの方向に沿って「6時位置」へと歳差運動させるために、ホイール支持アームアセンブリ12に、ホイールWをタイヤTに対して例えば「3時位置」に歳差的に配置させてもよい。次に、図2Dにみられるように、アクチュエータ25は、ホイールWをタイヤTに対して矢印P4の時計回りの方向に沿って「9時位置」へと歳差運動させるために、ホイール支持アームアセンブリ12に、ホイールWをタイヤTに対して例えば「6時位置」に歳差的に配置させてもよい。
【0020】
ホイール支持アームアセンブリ12及びホイールWの運動は、図2A−図2Dにおいて別々のステップに説明されているが、歳差運動P1−P4は、連続的及び流動的であり得ると理解される。さらに、歳差運動P1−P4は時計回りの方向に限定されるものではなく、代わりに、歳差運動は反時計回りの方向に行われてもよいと理解される。さらに、上述のホイールW及び/又はホイール支持アームアセンブリ12の特定の「時」位置への参照は、単に図2A−図2Dと図3に示される内容とを相互に関連づける際の便宜のためにされたものであって、発明の開示は、タイヤTとホイールWとを取り付ける際の特定の「時」参照点、開始位置、又は終了位置に限定されないと理解される。
【0021】
歳差運動P1−P4の間、図2A−図3に示され説明されるように、タイヤTのビードB1,B2の少なくとも一方が、ホイールWの外周面WCの上方(周囲)に引き込まれ、少なくとも部分的にホイールWの外周面WCの周囲に配置される。ある実施形態では、第1のビードB1は、第1のビード座S1の上方(周囲)に引き込まれ、少なくとも部分的に第1のビード座S1の近傍に配置されてもよい。一旦、ビードB1がビード座S1の近傍に引き込まれると、ホイール軸AW−AWとタイヤ軸AT−ATとは、略共軸になってもよい。従って、歳差運動P1−P4は、後続のタイヤTとホイールWとの部分的な又は完全な取付作業をもたらし得る。一旦、タイヤTがホイールWに取り付けられると、組み立てられた略共軸のタイヤTとホイールWとは、合致・マーキング、膨張、及びバランス調整のための、別のステーション(図示せず)へ移動されてもよい。
【0022】
上述のタイヤ/ホイール取付作業の間、タイヤTは、必要に応じて、その軸方向端面TAの一方又はその外周面TCで保持されつつ、上で説明されたようにホイールWがタイヤTに対して歳差的に動かされてもよいと理解される。しかし、反対に、ホイールWが一定に保持され、タイヤTがホイールW周りに歳差的に動かされる状況も起こり得ると理解される。
【0023】
次に図4A−図5Dを参照すると、一実施形態によるタイヤTとホイールWとを取り付けるためのシステムが、概ね符号100で示されている。システム100は、アクチュエータ25及びホイール支持アームアセンブリ12を使用してホイールWの歳差運動P1−P4を具現化している点において、システム10と概ね同様である;しかし、システム100は、支持アームアセンブリ12の運動によるホイールWの歳差運動P1−P4と、概ね符号AP−APで示された軸線に沿う支持アームアセンブリ12の軸方向押込運動と、を同時に組み合わせる。軸線AP−APは、以下、押込軸と称する。
【0024】
図4Aを参照すると、ホイール支持アームアセンブリ12は、図1C/図2Aに示され説明されたものと、概ね同様に配置され得る。タイヤTの軸方向の端面TAは、軸方向支持面Sによって保持され、これに配置され得る。
【0025】
図4A−図5Cに示されるように、ホイール支持アームアセンブリ12及びホイールWは、矢印P1−P4で図示された歳差運動と、押込軸AP−APに沿う矢印Pの方向に沿った軸方向押込運動と、による同時の複合運動で動かされてもよい。矢印P1−P4及び矢印Pの方向に沿う複合運動が上で説明されたが、本発明はアセンブリ12及びホイールWの複合運動に限定されるものではないと理解される;例えば、ホイールWが歳差運動P1−P4で動かされつつ、タイヤTがホイールWに向けて軸方向に動かされ、これにより、ホイールWの軸方向の位置が一定に維持されつつ、ホイールWの場合とは略反対の軸方向の運動がタイヤTに与えられるようにしてもよいと理解される。従って、タイヤTがホイールWに向けて軸方向に動かされつつ、ホイールWが、軸方向に分離して、歳差的に動かされてもよいと理解される。
【0026】
図4A−図4Dにおける各後続の図面にみられるように、タイヤTがホイールWの複合運動P1−P4及びPによってホイールW上に進められ、あるいは取り付けられるとき、ホイール軸AW−AWとタイヤ軸AT−ATとの角度θによる角度間隔がゼロまで減少することにより、ホイール軸AW−AWとタイヤ軸AT−ATとが互いに合致して、略共軸になり得る。
【0027】
図4D及び図5Dにみられるように、タイヤTは、第1のビードB1がホイールWの外周面WCの周囲に配置されるように、少なくとも部分的にホイールWに取り付けられてもよい。図6を参照すると、ホイール支持アセンブリ12は、ホイールWに対して部分的に取り付けられたタイヤTを、概ね符号150で示された仕上げステーションへ移動させてもよい。仕上げステーション150は、第1及び第2のビードB1,B2がホイールWの外周面WCの周囲に配置されるように、タイヤTをホイールWに完全に取り付ける。
【0028】
ある実施形態では、仕上げステーション150は、一般的に、概ね符号152a−152cで示された複数の接地ローラと、概ね符号154で示された揺動「シーソーローラ」と、を有する。シーソーローラ154は、シーソーローラ154の上/下に揺動する「シーソー」運動を可能とするように、アクチュエータ156に連絡している。ある実施形態では、接地ローラ152a−152c及びシーソーローラ154は、タイヤTの軸方向端部TAにおける外周面WCの周囲に配置されている。
【0029】
ある実施形態では、接地ローラ152aは、シーソーローラ154とは略反対に、周方向に配置されている。三つの接地ローラ152a−152cだけが示されているが、仕上げステーション150の設計には、任意の望ましい数の接地ローラ152a−152cが含まれてもよいと理解される。
【0030】
作業中、図7Aを参照すると、ホイール支持アセンブリ12は、タイヤTの軸方向端部TAが接地ローラ152a−152c及びシーソーローラ154に接触するように、部分的に取り付けられたタイヤT及びホイールWを矢印Zの方向に沿って仕上げステーション150へ移動させる。次に、アクチュエータ156は、シーソーローラ154を下方位置Dから上方位置Uへ動かし、タイヤTの軸方向端部TAの少なくとも一部を接地ローラ152a−152cから離れる方向に付勢する。
【0031】
図7Bを参照すると、ホイール支持アセンブリ12は、部分的に取り付けられたタイヤT及びホイールWを、軸線AT−AT,AW−AWと略共軸の軸線AR−AR周りに回転させる。軸線AR−ARは、以下、仕上げステーション回転軸と称する。タイヤTの軸方向端部TAが接地ローラ152a−152c及びシーソーローラ154に接触させられるため、ホイール支持アセンブリ12の回転運動は、ホイールW及びタイヤTから接地ローラ152a−152c及びシーソーローラ154に伝達される。
【0032】
部分的に取り付けられたタイヤT及びホイールWが仕上げステーション回転軸AR−AR周りに回転を始めると、シーソーローラ154の上方位置Uは、第2のビードB2を、シーソーローラ154の近傍にあるホイールWの外周面WCの周囲に部分的に配置され始めるように付勢する(例えば図7B参照)。この位置では、第2のビードB2が、ホイールWの外周面WCの周囲に、約5%配置されていると言えるかもしれない。
【0033】
次に、図7Cにみられるように、第2のビードB2は、シーソーローラ154に最も近い接地ローラ152cの近傍にあるホイールWの外周面WCの周囲に、さらに部分的に配置される。必要に応じて、アクチュエータ156は、シーソーローラ154の上方位置Uを上昇させて、第2のビードB2をホイールWの外周面WCの周囲にさらに付勢するようにしてもよい。この位置では、第2のビードB2が、ホイールWの外周面WCの周囲に、約10%配置されていると言えるかもしれない。
【0034】
次に、図7Dにみられるように、第2のビードB2は、接地ローラ152cよりもシーソーローラ154から遠いが接地ローラ152aよりもシーソーローラ154に近い接地ローラ152bの近傍にあるホイールWの外周面WCの周囲に、さらに部分的に配置される。必要に応じて、アクチュエータ156は、シーソーローラ154の上方位置Uをさらに上昇させて、第2のビードB2をホイールWの外周面WCの周囲にさらに付勢するようにしてもよい。この位置では、第2のビードB2が、ホイールWの外周面WCの周囲に、約15%配置されていると言えるかもしれない。
【0035】
次に、図7Eにみられるように、第2のビードB2が、シーソーローラ154から最も遠い接地ローラ152aの近傍にあるホイールWの外周面WCの周囲に配置されるように、第2のビードB2は、突然に、ホイールWの外周面WCの周囲に完全に配置される得る。部分的に配置された第2のビードB2がホイールWの周囲に急激に配置される(すなわち、ホイールWの外周面WCの周囲に配置された第2のビードB2の割合が、15%から100%に上昇する)ため、大きなパチン(スナップ)又はポン(ポップ)という音が聞こえることにより、オペレータが、第2のビードがホイールWの外周面WCの周囲に配置されたことを知り得る可能性がある。図8を参照すると、ホイール支持アセンブリ12は、次に矢印Zの方向とは略反対の矢印Z’の方向に沿って動かされ、取り付けられたタイヤ・ホイール組立体TWを、一つ以上の後続の合致・マーキング/膨張/ビード据付/バランス調整ステーションにおける更なる処理のために、仕上げステーション150から離れるように移動させる。
【0036】
最初に図9を参照すると、本発明の一実施形態によるタイヤTをホイールWに取り付けるためのシステムが、概ね符号200で示されている。ある実施形態では、システム200はロボットアーム202を備え、ロボットアーム202はその端部206に配置されたエンドエフェクタ204を有してもよい。機能的に、エンドエフェクタ204は、ロボットアーム202の端部206の近傍にホイールWを保持し、解除可能に固定する。さらに、ある実施形態では、システム200は、例えば図10に示されるように、タイヤTを支持するための概ね符号208で示されたタイヤ支持部を備えてもよい。
【0037】
ある実施形態では、タイヤ支持部208は、複数の脚部212に支持された支持面210を有するテーブルによって概ね画定されてもよい。ある実施形態では、タイヤ支持部208は、タイヤTの軸方向端面/側壁TAを支持しつつホイールWの外周面WCの一つ以上の部分と係合するための概ね符号216で示された一つ以上のホイール係合部を含む、ホイール係合及びタイヤ支持複合装置214を有してもよい。
【0038】
ある実施形態では、一つ以上のホイール係合部216は、第1の部分216aと第2の部分216bとを有する。ある実施形態では、第1及び第2の部分216a,216bは、それぞれハウジング222a,222bを有する。各ハウジングは、各ハウジング222にある複数の開口部220を通って延びる、タイヤTの軸方向端面/側壁TAと係合しこれを支持するための複数の車輪又はローラ218を収容している。
【0039】
ある実施形態では、第1及び第2の部分216a,216bの一つ以上は支持面210に相対的に固定されていてもよく、あるいは、第1及び第2の部分216a,216bの一つ以上は支持面210によって概ね画定される平面と平行に移動可能であってもよい。ある実施形態では、第1の部分216aは、第1の部分216aを支持面210に対して固定するための鉛直フランジ部224aを有してもよい。さらに、ある実施形態では、第2の部分216bは、移動可能部分216bを直接に支持するための鉛直フランジ部224bを有してもよい。従って、前述の開示において、第1の部分216aは、以下、固定部分と称し、第2の部分216bは、以下、移動可能部分と称する;しかし、固定部分216a及び移動可能部分216bは本発明の一実施形態を現すものであって、システム200は一つ以上の固定部分及び/又は移動可能部分を有することに限定されないと理解される。
【0040】
ある実施形態では、移動可能部分216bは、矢印YーY’の方向に直線的に移動可能である。移動可能部分216bの矢印Y−Y’の方向に沿う運動は、移動可能部分216bの、より詳細に説明される運動を可能とする。
【0041】
ある実施形態では、ロボットアーム202は、タイヤ支持部208に対して、矢印X,X’,Y,Y’、及びZ,Z’に沿う方向の一つ以上に、移動可能であると理解される。図示されるように、矢印X,X’に沿う方向は、方向又は矢印Y,Y’に対して略垂直であると同時に、矢印Z,Z’の方向は、矢印X,X’Y,Y’の方向に対して略直角である。
【0042】
ある実施形態では、移動可能部分216bは、矢印X,X’の方向に対して略垂直に配置された略水平なトラック226上で、矢印Y,Y’の方向に沿って移動可能である。ある実施形態では、略水平なトラック226は、第2の略鉛直なフランジ224bに形成された通路を通って延びる。ある実施形態では、略水平なトラック226はまた、第1の略鉛直なフランジ224aに固定/連結されている。
【0043】
ある実施形態では、第2の略鉛直なフランジ224bは、各々が支持面210から延びるレール230を受ける、一対の凹部228を有してもよい。ある実施形態では、第2の略鉛直なフランジ224bは、第2の略鉛直なフランジ224bが矢印Y,Yに沿う方向の何れかに移動されるときに、レール230とトラック226とによって案内される。鉛直フランジ224bは、例えばボールベアリング、スライドベアリング、潤滑などの任意の摩擦低減手段の援助を受けて、レール及び/又はトラック226に案内され得る。
【0044】
次に図11Aを参照すると、本発明の一実施形態による、システム200を使用してタイヤTとホイールWとを取り付けるための方法が説明されている。ある実施形態では、ホイールWは、ロボットアーム202の端部206の近傍に解除可能に固定され、タイヤTの軸方向端部/側壁TAは、一部がタイヤ支持部208の表面210によって、また一部がホイール係合部216a,216bによって、支持されている。ある実施形態では、タイヤTの軸方向端部/側壁TAは、初期的に、固定及び移動可能部分216a,216b上において、支持面210に対して角度θで傾いており、ホイールWの軸方向端部/側壁WAは、初期的に、支持面210に対して略平行に配置されている。
【0045】
ある実施形態では、ロボットアーム202の運動は、上述のアクチュエータ25と概ね同様のアクチュエータ(図示せず)によって制御されてもよい;しかし、ロボットアーム202の運動の制御はアクチュエータの制御に限定されるものではなく、ロボットアーム202は、任意の望ましい装置により、任意の望ましい方法で、制御され、動かされ、又は位置決めされてもよいと理解される。さらに、ある実施形態では、ロボットアーム202は、エンドエフェクタ204をロボットアーム202に対して可動に/揺動可能に接続する、概ね符号232で示されたジョイント/揺動点を有してもよい;このように、ロボットアーム202とエンドエフェクタ204との一つ以上の、ジョイント/揺動点に対する運動は、例えば上で説明されたアクチュエータによって制御されてもよいと理解される。
【0046】
図11Aを参照すると、図11Bに示されるようにホイールWをタイヤTに隣接するように配置させるために、ロボットアーム202及びエンドエフェクタ204が概ね矢印Z’の方向に沿ってタイヤ支持部208に向けて動かされる際、エンドエフェクタ204はジョイント/揺動点232に対して矢印P1の方向に沿って反時計回りに揺動され、同時にロボットアーム202はジョイント/揺動点232に対して矢印P2の方向に沿って時計回りに揺動されてもよい。ある実施形態では、矢印P1及びP2の方向に沿う運動の結果、図11Bにみられるように、ホイールWのドロップセンター部DCの一部がタイヤTの第1及び第2のビードB1,B2の間に移動される。
【0047】
さらに図11Bを参照すると、図11Cに示されるようにホイールWの位置をタイヤTに対してさらに調整するために、エンドエフェクタ204は次にジョイント/揺動点232に対して矢印P3の方向に沿って時計回りに揺動され、同時にロボットアーム202はジョイント/揺動点232に対して矢印P4の方向に沿って反時計回りに揺動される。ある実施形態では、矢印P3及びP4の方向に沿う運動の結果、図11Cにみられるように、ホイールWのビード座S(52’及び52’’から構成される)の全体が、タイヤTの第1及び第2のビードB1(B1’及びB1’’から構成される),B2(B2’及びB2’’から構成される)の間に配置され、同時にタイヤTの第1のビードB1がホイールWの第1及び第2のビード座S1,S2の間に配置される。タイヤの柔軟性(及び他の要因)に依存して、タイヤTの軸方向端部/側壁TAは、固定/移動可能部分216a,216bから離れる(すなわち、一時的に固定/移動可能部分216a,216bに支持されない)ように運動し得る。
【0048】
さらに図11Cを参照すると、ロボットアーム202及びエンドエフェクタ204がタイヤ支持部208に向けて矢印Z’の方向に沿って移動される際、エンドエフェクタ204はジョイント/揺動点232に対して矢印P5の方向に沿って時計回りに揺動され、同時にロボットアーム202はジョイント/揺動点232に対して矢印P6の方向に沿って反時計回りに揺動される。ある実施形態では、矢印P5及びP6の方向に沿う運動の結果、図11Dにみられるように、タイヤTの第1のビードの一部B1’は第1のビード座S1の近傍に据え付けられるように操作され、同時にタイヤTの第1のビードの他の一部B1’’はホイールWの第2のビード座S2’’の近傍にあるドロップセンター部DCに隣接するように動かされるように、ホイールW及びタイヤTの両方が動かされる。また、ある実施形態では、矢印P5及びP6の方向に沿う運動の結果(図11D及び図11H参照)、タイヤTの第2のビードの一部B2’はホイールWのドロップセンター部DCの近傍に配置され、同時にタイヤTの第2のビードの他の一部B2’’はホイールWの軸方向端部/側壁WAに隣接して配置されるように、ホイールW及びタイヤTの両方が動かされる。
【0049】
さらに、ある実施形態では、図11Dにみられるように、矢印P5及びP6の方向に沿う運動の結果、ホイールWの軸方向端部/側壁WAは、タイヤ支持部208の支持面210に対して略平行に、かつこれから距離D1だけ離間して配置される。さらに、図11Dにみられるように、矢印P5及びP6の方向に沿う運動の結果、ホイールWのドロップセンター部DCは、支持面210から距離D2だけ離間して配置され、さらに、複数の車輪又はローラ218の最上点/接触面234は、支持面210から、距離D2に概ね等しいがこれより大きい距離D3だけ離間している。
【0050】
さらに図11Dを参照すると、ある実施形態では、矢印P5及びP6の方向に沿う運動の結果、タイヤTはホイールWに対して、以下のように操作される。初めに、ある実施形態では、複数の車輪又はローラ218の一つ以上の接触面234がタイヤTの軸方向端部/側壁TAと係合し、タイヤTの軸方向端部/側壁TAの少なくとも一部を支持面210から距離D3だけ離間させる。次に、ホイールWは、上方から視たときに(図11H参照)ホイールWの外周面の少なくとも一部がホイール係合部216a及び216bの間に配置されるように、位置D1へ下降される。
【0051】
図11D−図11Fにみられるように、ある実施形態では、次に、ロボットアーム202が、ホイールWの軸方向端部/側壁WAとタイヤ支持部208の支持面210との間隔を距離D1に維持しつつ、タイヤ支持部208を横切るように矢印P7の方向に沿って動かされる。矢印P7の方向に沿う更なる運動の結果、例えば図11E及び図11Fにみられるように、タイヤTの第2のビードB2を少なくともホイールWの第2のビード座S2の近傍にさらに据え付けるために、タイヤTの軸方向端部/側壁TAが複数の車輪又はローラ218の最上点/接触面234に対して上で説明されたようにさらに操作される。
【0052】
ある実施形態では、図11D−図11Fにみられるように、矢印P7は、矢印Xと概ね同一の方向に向けられている。しかし、図11H−図11Jを参照すると、ある実施形態では、ロボットアーム202の矢印P7に沿う運動は、矢印Xの方向に沿う一つ以上の略直線的なセグメントP7L1,P7L2と、矢印X及びY(例えば図11H参照)の各々の成分あるいは矢印X及びY’(例えば図11J参照)の各々の成分を含む一つ以上の略非直線的なセグメントP7NLと、を含んでもよい。
【0053】
ある実施形態では、例えば、矢印P7の略非直線的なセグメントPNLは、ホイールWの外周面WCの一部が、固定部分216aのハウジング222の端面236aと係合し、その端面236aを迂回して(又は「転がって」("rolling over"))移動することによりもたらされる。ある実施形態では、ホイールWの外周面WCは、第2のビード座S2又はドロップセンター部DCの一つ以上を含んでもよい。ホイールWの外周面WCは端面236aを「転がる」と上で説明されたが、ホイールWは、必ずしもハウジング222に対して又はホイールの回転軸Aに対して「回転する」("roll")わけではなく、むしろ、ロボットアーム202及びエンドエフェクタ204が、端面236aを「転がる」ホイールの外見が与えられるように、略非直線的なセグメントPNLで定義される経路に沿って動かされると理解される。しかし、ホイールWはハウジング222に対して「回転」しないと説明されたが、ロボットアーム202及びエンドエフェクタ204の一つ以上は、ホイールWが矢印P1−P7の方向に沿って運動することを可能とするために、任意の望ましい方法で動かされてもよいと理解される。
【0054】
図11Hにみられるように、ホイールWの外周面WCの一部が固定部216aの端面236aと係合してこれを「転がる」とき、移動可能部分216bの対応する端面236bもまた、ホイールWの外周面WCにおける、固定部分216aの端面236aに当接する一部に対して直接的に反対側を向いた一部に当接する。従って、ホイールWが固定部分216aの端面236aを「転がって」非直線的なセグメントP7NLに沿って動かされるとき、ホイールWの外周面WCが移動可能部分216bの端面236bと係合するため、移動可能部分216bは、ホイールの外周面WCの一部によって、固定部分216aから矢印Yの方向に沿って押し離される。
【0055】
図11Iにみられるように、ホイールWの軸心Aが略水平なトラック226を通過する際、移動可能部分216bがもはや矢印Yの方向に沿って固定部分216aから離れるように動かされなくなったとき、非直線的なセグメントP7NLに沿う運動は概ね頂点となる。その後、図11Jにみられるように、非直線的なセグメントP7NLに沿う運動が更に継続され、移動可能部分216bが矢印Yの方向とは反対側の矢印Y’の方向に沿って固定部分216aに向けて動かされ、遂には固定及び移動可能部分216a,216bの端面236a,236bがもはやホイールWの外周面WCにおける互いに反対側を向いた部分に接触していないようになる(例えば図11G参照)。移動可能部分216bは、固定部分216aに向けて付勢されるように、例えばばね(図示せず)などによって付勢されていてもよい。
【0056】
ある実施形態では、図11Gを参照すると、一旦、ロボットアーム202がホイールW及びタイヤTを矢印P7の方向に沿って動かすと、タイヤTの第2のビードB2は、ホイールWのドロップセンターDCと第2のビード座S2との一つ以上の近傍に完全に配置され得る。さらに、図11Cから図11Gまでに漸次的にみられるように、複数の車輪又はローラ218がタイヤTの軸方向端部/側壁TAの最初の3分の1(例えば図11D参照)、最初の半分(例えば図11E参照)、及び最後の3分の1(例えば図11F参照)と係合するに従って、タイヤTの第1のビードB1は、少なくともホイールWの第1のビード座S1の近傍へさらに移動され又は据え付けられ得る。一旦、例えば図11GにみられるようにタイヤTがホイールWに取り付けられると、ロボットアーム202がタイヤT及びホイールWを後続のタイヤTを膨張するためのワークステーションへ進めてもよく、あるいは、必要に応じて、エンドエフェクタ204がホイールWをロボットアーム202から解放してもよい。
【0057】
次に、図12Aを参照すると、本発明の一実施形態による、システム200を使用してタイヤTとホイールWとを取り付けるためのもう一つの方法が説明されている。上で説明されたように、ロボットアーム202とエンドエフェクタ204との一つ以上をジョイント/揺動点232に対して矢印P1−P6に沿って揺動させるのでなく、ロボットアーム202とエンドエフェクタ204との一つ以上は、ジョイント/揺動点232に対して矢印Q1,Q2の方向に沿って揺動される。さらに、前述の開示において説明されるであろうように、ロボットアーム202とエンドエフェクタ204との一つ以上は、矢印Z’及びXの方向に沿う「ドロップ(降下)・アンド・スウィープ(通過)」運動で、動かされる。
【0058】
最初に図12Aを参照すると、例えば図12Bに示されるようにホイールWの軸方向端部/側壁WAをタイヤTの第1の/上方の軸方向端部/側壁TA1の近傍に配置させるために、ロボットアーム202及びエンドエフェクタ204がタイヤ支持部208に向けて矢印Z’の方向に沿って動かされる際、エンドエフェクタ204はジョイント/揺動点232に対して矢印Q1の方向に沿って時計回りに揺動され、同時にロボットアーム202はジョイント/揺動点232に対して矢印Q2の方向に沿って時計回りに揺動されてもよい。ある実施形態では、矢印Z’の方向に沿う更なる運動の結果、図12Cにみられるように、ホイールWのドロップセンター部DCの一部がタイヤTの第1のビードの一部B1’の近傍に移動され、同時にホイールWの第2のビード座S2の一部がタイヤTの第1及び第2のビードB1’,B2’の間に配置される。
【0059】
図12Dを参照すると、ロボットアーム202及びエンドエフェクタ204の矢印Z’の方向に沿う更なる運動の結果、タイヤTの第2のビードの一部B2’はホイールWのドロップセンター部DCと第2のビード座B2’’の一つ以上に実質的に隣接して配置され、同時に、ホイールWの一部がタイヤTの一部を実質的に「押しつぶす」ことにより、タイヤTの第1のビードの一部B1’’とタイヤTの第2のビードの一部B2’’とを互いに実質的に隣接して又は近傍に配置させるように、ホイールWの軸方向端部/側壁WAの一部はタイヤTの第1の/上方の軸方向端部/側壁TA1に隣接して配置される。さらに、図12Dにみられるように、ロボットアーム202及びエンドエフェクタ204の矢印Z’の方向に沿う更なる運動の結果、タイヤTの第1のビードの一部B1’は、ホイールWのドロップセンター部DCからさらに離間して、ホイールWの第1のビード座S1の近傍により近接して配置される。
【0060】
図12Dにおいて上で説明されたロボットアーム202及びエンドエフェクタ204の矢印Z’の方向に沿う運動は、上で説明された「ドロップ・アンド・スウィープ」運動のの「ドロップ」運動を完了する。「スウィープ」運動は、次に、図12D−図12Hに示されるように、ロボットアーム202を矢印Q3の方向に沿って動かすことによって開始される。
【0061】
図12I−図12Lにみられるように、矢印Q3の方向に沿う運動は、矢印P7の方向に関連して上で説明されたのと同様に、矢印Xの方向と概ね同一の方向に向けられている。さらに、ある実施形態では、ロボットアーム202の矢印Q3の方向に沿う運動は、矢印Xの方向に沿う一つ以上の略直線的なセグメントQ3L1,Q3L2と、矢印X及びY(例えば図12I及び図12J参照)の各々の成分あるいは矢印X及びY’(例えば図12L参照)の各々の成分を含む一つ以上の略非直線的なセグメントQ3NLと、を含んでもよい。
【0062】
図12D−図12Lに図示されるように、固定及び移動可能部分216a,216bは、図11A−図11Jにおいて上で説明されたのと同様に、タイヤTの第1及び第2のビードB1,B2が最終的に少なくともホイールWの第1及び第2のビード座S1,S2の近傍に据え付けられるように、タイヤTとホイールWとに作用する(例えば図12Hに示されるように)。図11A−図11J及び図12A−図12Lに記載された実施形態の基本的な差異は、前者では、タイヤ操作プロセスの初期の段階でホイールWの軸方向端部/側壁WAの少なくとも一部を第1及び第2のビードB1,B2の間に配置させるために(例えば図11D参照)、ロボットアーム202とエンドエフェクタ204との一つ以上が矢印P1−P6に沿う方向の一つ以上に揺動されたのに対し、後者においては、タイヤ操作プロセスの初期の段階で図12Dに示されるようにホイールWの軸方向端部/側壁WAをタイヤTの第1の/上方の軸方向端部/側壁TA1の一部に隣接して配置させるために、ロボットアーム202とエンドエフェクタ204とが矢印P1−P6に象徴されるような一つ以上の揺動運動に割り込まれることなしに実質的にドロップ(降下)されることである。
【0063】
ある実施形態では、図12A−図12Lにおいて説明された方法は、矢印又は方向P1−P6に沿う複数の運動がなく、取付プロセスに掛かる時間が節約され得るという事実から、図11A−図11Jにおいて説明された方法に対して、より好適であり得ると理解される。さらに、ある実施形態では、図12A−図12Lにおいて説明された方法は、比較的薄い又は柔らかいなどの軸方向端部/側壁TA1,TA2を有するタイヤTに適合し得る一方で、図11A−図11Jに示され説明された方法は、例えばラン・フラットタイヤなどのように、比較的堅い軸方向端部/側壁TA1,TA2を有するタイヤTに適合し得ると理解される。しかし、何れの方法も、特定のタイプ又はスタイルのタイヤTに限定されるものではなく、任意のタイプ又はスタイルのタイヤTをホイールWに取り付けるために採用し得ると理解される。
【0064】
図9−図12Gに記載された発明が、タイヤをホイールに取り付ける際に使用される伝統的なインストールツール(例えばフィッティングツール、圧力ローラホイール、ツールパックなど)の使用を排除する点に、留意することが重要である。本発明のこの態様は、正確には、「ツール・レス」取付システムと特徴付けられる。ある実施形態では、本発明は、ホイール及び/又はタイヤの少なくとも一つが取付ツールとして(又は取付ツールの少なくとも一つとして)機能するように操作される取付システムとも理解される。ある実施形態では、タイヤ又はホイールの一方は原動機によって操作され、他方は受け身のままでいる(すなわち、受け身のコンポーネントは、原動機によって駆動されるコンポーネントに対して、厳密な物理学的意味において、如何なる積極的な仕事をもしない)。このアプローチは、ホイールを固定された状態に維持しつつタイヤをホイールに取り付ける方法において、タイヤを変形させる(例えばツールパックなどの)ツールの使用を含む全ての伝統的な方法とは、大幅に異なる。
【0065】
本発明は、特定の好適な実施形態を参照して説明された。しかし、上で説明された好適な実施形態以外の特定の形態によっても本発明を実施することができることは、当該技術の分野に精通する者にとって明らかであろう。これは、本発明の要旨から逸脱することなく、実施され得るものである。好適な実施形態は、単に説明のための一例に過ぎず、本発明を如何様にも限定するものとみなされるべきではない。本発明の範囲は、前述の説明によってではなく、添付の特許請求の範囲及びこれと均等の範囲によって定められる。
【技術分野】
【0001】
本発明は、タイヤ・ホイール組立体に関し、さらにタイヤとホイールとを取り付けるためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための自動化装置は、一般に入手・利用可能である。この装置の幾つかは、例えば、タイヤとホイールとを取り付ける装置にタイヤ及びホイールが連続的に供給されるように、低容量のタイヤ・ホイール取付/取外装置が「完全に自動化」されている自動車修理工場のセッティングで使用されることを意図して設計されている。
【0003】
車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための上記の方法及び他の伝統的な方法は効果的であるが、これらの方法は、装置の購入とメンテナンスとの両方のために、莫大な資本投資を必要とする。
【発明の概要】
【0004】
本発明は、必要最小限の装置が使用されるような、タイヤとホイールとを取り付けるための簡易な方法を提供することにより、従来技術に付随する欠点を克服する。
【0005】
本発明は、以下に、添付の図面を参照して例示的に説明される。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1A】図1A−図1Cは、本発明の第一の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図1B】図1A−図1Cは、本発明の第一の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図1C】図1A−図1Cは、本発明の第一の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図2A】図2A−図2Dは、本発明の第二の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図2B】図2A−図2Dは、本発明の第二の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図2C】図2A−図2Dは、本発明の第二の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図2D】図2A−図2Dは、本発明の第二の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図3】図2A−図2Dによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す上面図である。
【図4A】図4A−図4Dは、本発明の好適な一実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図4B】図4A−図4Dは、本発明の好適な一実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図4C】図4A−図4Dは、本発明の好適な一実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図4D】図4A−図4Dは、本発明の好適な一実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図5A】図5A−図5Dは、図4A−図4Dによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す上面図である。
【図5B】図5A−図5Dは、図4A−図4Dによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す上面図である。
【図5C】図5A−図5Dは、図4A−図4Dによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す上面図である。
【図5D】図5A−図5Dは、図4A−図4Dによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す上面図である。
【図6】本発明の好適な一実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるためのシステムを示す環境図である。
【図7A】図7A−図7Eは、図6に示されたシステムによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図7B】図7A−図7Eは、図6に示されたシステムによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図7C】図7A−図7Eは、図6に示されたシステムによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図7D】図7A−図7Eは、図6に示されたシステムによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図7E】図7A−図7Eは、図6に示されたシステムによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図8】車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けた図6−図7Eのシステムを示す環境図である。
【図9】本発明の一実施形態による車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるためのシステムを示す斜視図である。
【図10】本発明の一実施形態による車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるためのシステムを示す斜視図である。
【図11A】図11A−図11Gは、実質的に図9の11A−11A線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図11B】図11A−図11Gは、実質的に図9の11A−11A線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図11C】図11A−図11Gは、実質的に図9の11A−11A線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図11D】図11A−図11Gは、実質的に図9の11A−11A線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図11E】図11A−図11Gは、実質的に図9の11A−11A線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図11F】図11A−図11Gは、実質的に図9の11A−11A線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図11G】図11A−図11Gは、実質的に図9の11A−11A線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図11H】図11H−図11Jは、本発明の好適な一実施形態に係る、図11D−図11Fの線11H−線11Jによるシステムを示す、一連の上面図である。
【図11I】図11H−図11Jは、本発明の好適な一実施形態に係る、図11D−図11Fの線11H−線11Jによるシステムを示す、一連の上面図である。
【図11J】図11H−図11Jは、本発明の好適な一実施形態に係る、図11D−図11Fの線11H−線11Jによるシステムを示す、一連の上面図である。
【図11K】図11Aの囲まれた部分に該当する拡大図である。
【図12A】図12A−図12Hは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図12B】図12A−図12Hは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図12C】図12A−図12Hは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図12D】図12A−図12Hは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図12E】図12A−図12Hは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図12F】図12A−図12Hは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図12G】図12A−図12Hは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図12H】図12A−図12Hは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図9−図10のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図12I】図12I−図12Lは、本発明の好適な一実施形態に係る、図12D−図12Gの線12I−線12Lによるシステムを示す、一連の上面図である。
【図12J】図12I−図12Lは、本発明の好適な一実施形態に係る、図12D−図12Gの線12I−線12Lによるシステムを示す、一連の上面図である。
【図12K】図12I−図12Lは、本発明の好適な一実施形態に係る、図12D−図12Gの線12I−線12Lによるシステムを示す、一連の上面図である。
【図12L】図12I−図12Lは、本発明の好適な一実施形態に係る、図12D−図12Gの線12I−線12Lによるシステムを示す、一連の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
図面は、本発明の一実施形態に係るタイヤとホイールとを取り付けるための装置及び方法の好適な一態様を示す。上の記載に基づき、本明細書に用いられた用語は、単に便宜のためであると、また発明を説明するために用いられた表現は、当該技術の分野に属する通常の知識を有する者によって最も広い意味を与えられるべきものと、概して理解される。
【0008】
図1A−図3を参照すると、一実施形態によるタイヤTとホイールWとを取り付けるための装置が、概ね符号10で示されている。システム10は、文脈から、タイヤを(ホイールに対して)固定した状態に保持して、ホイールを操作することにより、ホイールをタイヤに取り付けるものと説明されているが、システム10は、ホイールを(タイヤに対して)固定した状態に保持して、タイヤを操作することにより、タイヤをホイールに取り付けるように使用されてもよいことが理解される。何れの取り付け手順においても、システム10は、完全に又は部分的に取り付けられたタイヤ・ホイール組立体TWを産出し得る(例えば図1C、図3、図4D、図6、図8参照)。
【0009】
本発明は、タイヤのホイールへの取付作業に使用される伝統的なインストールツール(時として、フィッティングツール、圧力ローラホイール、ツールパックなどと呼ばれる)の使用を排除する点に、留意することが重要である。本発明のこの態様は、正確には、「ツール・レス」("tool-less")取付システムと特徴付けられる。ある実施形態では、本発明は、ホイールとタイヤとが取付ツールとして(又は取付ツールの少なくとも一部として)機能するように操作される取付システムとも理解され得る。ある実施形態では、タイヤ又はホイールの一方は原動機によって駆動され、他方は受け身のままでいる。システムにエネルギーを導入してホイールをタイヤに取り付けるために、他の原動機は使用されない。このアプローチは、タイヤをホイールに取り付けるために(例えばツールパックなどの)ツールの使用を含む全ての伝統的な方法とは、大幅に異なる。
【0010】
ある実施形態では、タイヤTとホイールWとの「部分的な」取付作業は、タイヤTのビードB1,B2の一方が、ホイールWの外周面WCの周囲に、部分的に又は完全に配置される作業を含んでもよい(例えば図1C及び図3参照)。ある実施形態では、タイヤTとホイールWとの「完全な」取付作業は、タイヤTのビードB1,B2の一方が、ホイールWの外周面WCの周囲に、完全に配置される作業を含んでもよい(例えば図4D及び図6参照)。ある実施形態では、タイヤTとホイールWとの「完全な」取付作業は、さらに、タイヤTのビードB1,B2の両方が、ホイールWの外周面WCの周囲に、完全に配置される作業を含んでもよい(例えば図8参照)。従って、タイヤTとホイールWとの取付作業は、タイヤTのビードB1,B2の一つ以上を、ホイールWの外周面WCの周囲に、部分的に又は完全に配置する作業を含んでもよいと理解される。また、タイヤTとホイールWとは、例えば、取り付けられたタイヤ・ホイール組立体TWの合致・マーキング、膨張、ビード据付、ユニフォーミティ試験、バランス調整などの、後続のステーション(図示せず)における更なる処理のために、任意の望ましい形態に取り付けられ得ると理解される。
【0011】
最初に図1Aを参照すると、システム10は、一般的に、ベース16とスピンドル18との間に結合された回転アクチュエータ14を有するホイール支持アームアセンブリ12を備える。スピンドル18はホイールWに、例えばホイールWの中心のハブ部に、結合される。
【0012】
図示されるように、タイヤTは、第1のビードB1と第2のビードB2とを有する。軸線AT−ATは、タイヤTの中心点又は回転軸を通って延びる。軸線AT−ATは、以下、タイヤ軸と称する。
【0013】
図示されるように、ホイールWは、第1のビードB1を受け、据え付けるのに適合する第1のビード座S1と、第2のビードB2を受け、据え付けるのに適合する第2のビード座S2と、を有する。ホイールWの外周面WCが第1及び第2のビード座S1,S2を含むと理解される。
【0014】
軸線AW−AWは、ホイールWの中心点又は回転軸を通って延び得る。軸線AW−AWは、以下、ホイール軸と称する。
【0015】
ベース16は、ホイール支持アームアセンブリ12の全体及びこれに付随するホイールWを3次元空間内で動かすことのできる概ね符号25で示されたアクチュエータに結合されていてもよい。図示されるように、ホイール軸AW−AWは、ホイール支持アームアセンブリ12を通って延びており、従って、アクチュエータ25によるホイール支持アームアセンブリ12の運動は、ホイール軸AW−AWの運動をも生じさせる。
【0016】
ある実施形態では、アクチュエータ25は、例えば、概略直線運動M(例えば図1A−1C参照)、ある実施形態では歳差運動P1−P4(例えば図2A−図3参照)、ある実施形態では押し込み運動P(例えば図4A−図5D参照)、ある実施形態では非歳差回転運動(例えば図7A−7E)などのように、ホイール支持アームアセンブリ12をあらゆる方向に動かすことができる。アクチュエータ25は、プロセッサ(図示せず)によって制御される(例えばロボットなどのような)自動式装置であってもよく、あるいは、人(図示せず)によって監視され、体を使って操作される手動操作式装置であってもよい。
【0017】
ある実施形態では、図1A−1Cに示されるように、支持アームアセンブリ12は、矢印Mの方向に沿って揺動、降下、あるいは移動される。運動Mは、任意の運動又は運動(直線運動又は振り子運動を含む)の組み合わせであってもよい。図1Aにみられるように、アセンブリ12は、ホイールWをタイヤTの近傍へ移動させる。次に、図1Bにおいて、アセンブリ12は、ホイールWのドロップセンター部(深底部)DCを、タイヤTの第1のビードB1の近傍へ移動させる。図1C/図2Aを参照すると、アセンブリ12は、タイヤTの第1のビードB1の一部がホイールWのドロップセンターの一部にしっかりと押し付けられるように、ホイールWのドロップセンター部DCをタイヤTの第1のビードB1に隣接するように移動させる。
【0018】
図2Aにみられるように、アクチュエータ25がアセンブリ12及びホイールWのさらなる運動を生じさせる前に、アクチュエータ25は、ホイール軸AW−AWが傾く(すなわちタイヤ軸AT−ATと平行でない)ように、ホイールWをタイヤTに対して配置する。ある実施形態では、アクチュエータ25は次に、ホイール支持アームアセンブリ12、これに付随するホイールW、及びホイール軸AW−AWを、タイヤT及びタイヤ軸AT−ATに対して、矢印P1−P4(図2A−図3)の方向に沿って歳差運動を掃引(sweep out)するように動かしてもよい。一般に、歳差運動P1−P4は、ホイール軸AW−AWのタイヤ軸AT−AT周りの運動が円錐面を画定する領域を掃引するように、ホイール軸をタイヤ軸に対して傾け、そしてホイール軸AW−AWをタイヤ軸AT−AT周りに回転させることによって定義される。
【0019】
最初に図2Aを参照すると、アクチュエータ25は、ホイールWをタイヤTに対して矢印P1の時計回りの方向に沿って「12時位置」(例えば図3参照)へと歳差運動させるために、ホイール支持アームアセンブリ12に、ホイールWをタイヤTに対して例えば「9時位置」(例えば図3参照)に歳差的に配置させてもよい。次に、図2Bにみられるように、アクチュエータ25は、ホイールWをタイヤTに対して矢印P2の時計回りの方向に沿って「3時位置」へと歳差運動させるために、ホイール支持アームアセンブリ12に、ホイールWをタイヤTに対して例えば「12時位置」に歳差的に配置させてもよい。次に、図2Cにみられるように、アクチュエータ25は、ホイールWをタイヤTに対して矢印P3の時計回りの方向に沿って「6時位置」へと歳差運動させるために、ホイール支持アームアセンブリ12に、ホイールWをタイヤTに対して例えば「3時位置」に歳差的に配置させてもよい。次に、図2Dにみられるように、アクチュエータ25は、ホイールWをタイヤTに対して矢印P4の時計回りの方向に沿って「9時位置」へと歳差運動させるために、ホイール支持アームアセンブリ12に、ホイールWをタイヤTに対して例えば「6時位置」に歳差的に配置させてもよい。
【0020】
ホイール支持アームアセンブリ12及びホイールWの運動は、図2A−図2Dにおいて別々のステップに説明されているが、歳差運動P1−P4は、連続的及び流動的であり得ると理解される。さらに、歳差運動P1−P4は時計回りの方向に限定されるものではなく、代わりに、歳差運動は反時計回りの方向に行われてもよいと理解される。さらに、上述のホイールW及び/又はホイール支持アームアセンブリ12の特定の「時」位置への参照は、単に図2A−図2Dと図3に示される内容とを相互に関連づける際の便宜のためにされたものであって、発明の開示は、タイヤTとホイールWとを取り付ける際の特定の「時」参照点、開始位置、又は終了位置に限定されないと理解される。
【0021】
歳差運動P1−P4の間、図2A−図3に示され説明されるように、タイヤTのビードB1,B2の少なくとも一方が、ホイールWの外周面WCの上方(周囲)に引き込まれ、少なくとも部分的にホイールWの外周面WCの周囲に配置される。ある実施形態では、第1のビードB1は、第1のビード座S1の上方(周囲)に引き込まれ、少なくとも部分的に第1のビード座S1の近傍に配置されてもよい。一旦、ビードB1がビード座S1の近傍に引き込まれると、ホイール軸AW−AWとタイヤ軸AT−ATとは、略共軸になってもよい。従って、歳差運動P1−P4は、後続のタイヤTとホイールWとの部分的な又は完全な取付作業をもたらし得る。一旦、タイヤTがホイールWに取り付けられると、組み立てられた略共軸のタイヤTとホイールWとは、合致・マーキング、膨張、及びバランス調整のための、別のステーション(図示せず)へ移動されてもよい。
【0022】
上述のタイヤ/ホイール取付作業の間、タイヤTは、必要に応じて、その軸方向端面TAの一方又はその外周面TCで保持されつつ、上で説明されたようにホイールWがタイヤTに対して歳差的に動かされてもよいと理解される。しかし、反対に、ホイールWが一定に保持され、タイヤTがホイールW周りに歳差的に動かされる状況も起こり得ると理解される。
【0023】
次に図4A−図5Dを参照すると、一実施形態によるタイヤTとホイールWとを取り付けるためのシステムが、概ね符号100で示されている。システム100は、アクチュエータ25及びホイール支持アームアセンブリ12を使用してホイールWの歳差運動P1−P4を具現化している点において、システム10と概ね同様である;しかし、システム100は、支持アームアセンブリ12の運動によるホイールWの歳差運動P1−P4と、概ね符号AP−APで示された軸線に沿う支持アームアセンブリ12の軸方向押込運動と、を同時に組み合わせる。軸線AP−APは、以下、押込軸と称する。
【0024】
図4Aを参照すると、ホイール支持アームアセンブリ12は、図1C/図2Aに示され説明されたものと、概ね同様に配置され得る。タイヤTの軸方向の端面TAは、軸方向支持面Sによって保持され、これに配置され得る。
【0025】
図4A−図5Cに示されるように、ホイール支持アームアセンブリ12及びホイールWは、矢印P1−P4で図示された歳差運動と、押込軸AP−APに沿う矢印Pの方向に沿った軸方向押込運動と、による同時の複合運動で動かされてもよい。矢印P1−P4及び矢印Pの方向に沿う複合運動が上で説明されたが、本発明はアセンブリ12及びホイールWの複合運動に限定されるものではないと理解される;例えば、ホイールWが歳差運動P1−P4で動かされつつ、タイヤTがホイールWに向けて軸方向に動かされ、これにより、ホイールWの軸方向の位置が一定に維持されつつ、ホイールWの場合とは略反対の軸方向の運動がタイヤTに与えられるようにしてもよいと理解される。従って、タイヤTがホイールWに向けて軸方向に動かされつつ、ホイールWが、軸方向に分離して、歳差的に動かされてもよいと理解される。
【0026】
図4A−図4Dにおける各後続の図面にみられるように、タイヤTがホイールWの複合運動P1−P4及びPによってホイールW上に進められ、あるいは取り付けられるとき、ホイール軸AW−AWとタイヤ軸AT−ATとの角度θによる角度間隔がゼロまで減少することにより、ホイール軸AW−AWとタイヤ軸AT−ATとが互いに合致して、略共軸になり得る。
【0027】
図4D及び図5Dにみられるように、タイヤTは、第1のビードB1がホイールWの外周面WCの周囲に配置されるように、少なくとも部分的にホイールWに取り付けられてもよい。図6を参照すると、ホイール支持アセンブリ12は、ホイールWに対して部分的に取り付けられたタイヤTを、概ね符号150で示された仕上げステーションへ移動させてもよい。仕上げステーション150は、第1及び第2のビードB1,B2がホイールWの外周面WCの周囲に配置されるように、タイヤTをホイールWに完全に取り付ける。
【0028】
ある実施形態では、仕上げステーション150は、一般的に、概ね符号152a−152cで示された複数の接地ローラと、概ね符号154で示された揺動「シーソーローラ」と、を有する。シーソーローラ154は、シーソーローラ154の上/下に揺動する「シーソー」運動を可能とするように、アクチュエータ156に連絡している。ある実施形態では、接地ローラ152a−152c及びシーソーローラ154は、タイヤTの軸方向端部TAにおける外周面WCの周囲に配置されている。
【0029】
ある実施形態では、接地ローラ152aは、シーソーローラ154とは略反対に、周方向に配置されている。三つの接地ローラ152a−152cだけが示されているが、仕上げステーション150の設計には、任意の望ましい数の接地ローラ152a−152cが含まれてもよいと理解される。
【0030】
作業中、図7Aを参照すると、ホイール支持アセンブリ12は、タイヤTの軸方向端部TAが接地ローラ152a−152c及びシーソーローラ154に接触するように、部分的に取り付けられたタイヤT及びホイールWを矢印Zの方向に沿って仕上げステーション150へ移動させる。次に、アクチュエータ156は、シーソーローラ154を下方位置Dから上方位置Uへ動かし、タイヤTの軸方向端部TAの少なくとも一部を接地ローラ152a−152cから離れる方向に付勢する。
【0031】
図7Bを参照すると、ホイール支持アセンブリ12は、部分的に取り付けられたタイヤT及びホイールWを、軸線AT−AT,AW−AWと略共軸の軸線AR−AR周りに回転させる。軸線AR−ARは、以下、仕上げステーション回転軸と称する。タイヤTの軸方向端部TAが接地ローラ152a−152c及びシーソーローラ154に接触させられるため、ホイール支持アセンブリ12の回転運動は、ホイールW及びタイヤTから接地ローラ152a−152c及びシーソーローラ154に伝達される。
【0032】
部分的に取り付けられたタイヤT及びホイールWが仕上げステーション回転軸AR−AR周りに回転を始めると、シーソーローラ154の上方位置Uは、第2のビードB2を、シーソーローラ154の近傍にあるホイールWの外周面WCの周囲に部分的に配置され始めるように付勢する(例えば図7B参照)。この位置では、第2のビードB2が、ホイールWの外周面WCの周囲に、約5%配置されていると言えるかもしれない。
【0033】
次に、図7Cにみられるように、第2のビードB2は、シーソーローラ154に最も近い接地ローラ152cの近傍にあるホイールWの外周面WCの周囲に、さらに部分的に配置される。必要に応じて、アクチュエータ156は、シーソーローラ154の上方位置Uを上昇させて、第2のビードB2をホイールWの外周面WCの周囲にさらに付勢するようにしてもよい。この位置では、第2のビードB2が、ホイールWの外周面WCの周囲に、約10%配置されていると言えるかもしれない。
【0034】
次に、図7Dにみられるように、第2のビードB2は、接地ローラ152cよりもシーソーローラ154から遠いが接地ローラ152aよりもシーソーローラ154に近い接地ローラ152bの近傍にあるホイールWの外周面WCの周囲に、さらに部分的に配置される。必要に応じて、アクチュエータ156は、シーソーローラ154の上方位置Uをさらに上昇させて、第2のビードB2をホイールWの外周面WCの周囲にさらに付勢するようにしてもよい。この位置では、第2のビードB2が、ホイールWの外周面WCの周囲に、約15%配置されていると言えるかもしれない。
【0035】
次に、図7Eにみられるように、第2のビードB2が、シーソーローラ154から最も遠い接地ローラ152aの近傍にあるホイールWの外周面WCの周囲に配置されるように、第2のビードB2は、突然に、ホイールWの外周面WCの周囲に完全に配置される得る。部分的に配置された第2のビードB2がホイールWの周囲に急激に配置される(すなわち、ホイールWの外周面WCの周囲に配置された第2のビードB2の割合が、15%から100%に上昇する)ため、大きなパチン(スナップ)又はポン(ポップ)という音が聞こえることにより、オペレータが、第2のビードがホイールWの外周面WCの周囲に配置されたことを知り得る可能性がある。図8を参照すると、ホイール支持アセンブリ12は、次に矢印Zの方向とは略反対の矢印Z’の方向に沿って動かされ、取り付けられたタイヤ・ホイール組立体TWを、一つ以上の後続の合致・マーキング/膨張/ビード据付/バランス調整ステーションにおける更なる処理のために、仕上げステーション150から離れるように移動させる。
【0036】
最初に図9を参照すると、本発明の一実施形態によるタイヤTをホイールWに取り付けるためのシステムが、概ね符号200で示されている。ある実施形態では、システム200はロボットアーム202を備え、ロボットアーム202はその端部206に配置されたエンドエフェクタ204を有してもよい。機能的に、エンドエフェクタ204は、ロボットアーム202の端部206の近傍にホイールWを保持し、解除可能に固定する。さらに、ある実施形態では、システム200は、例えば図10に示されるように、タイヤTを支持するための概ね符号208で示されたタイヤ支持部を備えてもよい。
【0037】
ある実施形態では、タイヤ支持部208は、複数の脚部212に支持された支持面210を有するテーブルによって概ね画定されてもよい。ある実施形態では、タイヤ支持部208は、タイヤTの軸方向端面/側壁TAを支持しつつホイールWの外周面WCの一つ以上の部分と係合するための概ね符号216で示された一つ以上のホイール係合部を含む、ホイール係合及びタイヤ支持複合装置214を有してもよい。
【0038】
ある実施形態では、一つ以上のホイール係合部216は、第1の部分216aと第2の部分216bとを有する。ある実施形態では、第1及び第2の部分216a,216bは、それぞれハウジング222a,222bを有する。各ハウジングは、各ハウジング222にある複数の開口部220を通って延びる、タイヤTの軸方向端面/側壁TAと係合しこれを支持するための複数の車輪又はローラ218を収容している。
【0039】
ある実施形態では、第1及び第2の部分216a,216bの一つ以上は支持面210に相対的に固定されていてもよく、あるいは、第1及び第2の部分216a,216bの一つ以上は支持面210によって概ね画定される平面と平行に移動可能であってもよい。ある実施形態では、第1の部分216aは、第1の部分216aを支持面210に対して固定するための鉛直フランジ部224aを有してもよい。さらに、ある実施形態では、第2の部分216bは、移動可能部分216bを直接に支持するための鉛直フランジ部224bを有してもよい。従って、前述の開示において、第1の部分216aは、以下、固定部分と称し、第2の部分216bは、以下、移動可能部分と称する;しかし、固定部分216a及び移動可能部分216bは本発明の一実施形態を現すものであって、システム200は一つ以上の固定部分及び/又は移動可能部分を有することに限定されないと理解される。
【0040】
ある実施形態では、移動可能部分216bは、矢印YーY’の方向に直線的に移動可能である。移動可能部分216bの矢印Y−Y’の方向に沿う運動は、移動可能部分216bの、より詳細に説明される運動を可能とする。
【0041】
ある実施形態では、ロボットアーム202は、タイヤ支持部208に対して、矢印X,X’,Y,Y’、及びZ,Z’に沿う方向の一つ以上に、移動可能であると理解される。図示されるように、矢印X,X’に沿う方向は、方向又は矢印Y,Y’に対して略垂直であると同時に、矢印Z,Z’の方向は、矢印X,X’Y,Y’の方向に対して略直角である。
【0042】
ある実施形態では、移動可能部分216bは、矢印X,X’の方向に対して略垂直に配置された略水平なトラック226上で、矢印Y,Y’の方向に沿って移動可能である。ある実施形態では、略水平なトラック226は、第2の略鉛直なフランジ224bに形成された通路を通って延びる。ある実施形態では、略水平なトラック226はまた、第1の略鉛直なフランジ224aに固定/連結されている。
【0043】
ある実施形態では、第2の略鉛直なフランジ224bは、各々が支持面210から延びるレール230を受ける、一対の凹部228を有してもよい。ある実施形態では、第2の略鉛直なフランジ224bは、第2の略鉛直なフランジ224bが矢印Y,Yに沿う方向の何れかに移動されるときに、レール230とトラック226とによって案内される。鉛直フランジ224bは、例えばボールベアリング、スライドベアリング、潤滑などの任意の摩擦低減手段の援助を受けて、レール及び/又はトラック226に案内され得る。
【0044】
次に図11Aを参照すると、本発明の一実施形態による、システム200を使用してタイヤTとホイールWとを取り付けるための方法が説明されている。ある実施形態では、ホイールWは、ロボットアーム202の端部206の近傍に解除可能に固定され、タイヤTの軸方向端部/側壁TAは、一部がタイヤ支持部208の表面210によって、また一部がホイール係合部216a,216bによって、支持されている。ある実施形態では、タイヤTの軸方向端部/側壁TAは、初期的に、固定及び移動可能部分216a,216b上において、支持面210に対して角度θで傾いており、ホイールWの軸方向端部/側壁WAは、初期的に、支持面210に対して略平行に配置されている。
【0045】
ある実施形態では、ロボットアーム202の運動は、上述のアクチュエータ25と概ね同様のアクチュエータ(図示せず)によって制御されてもよい;しかし、ロボットアーム202の運動の制御はアクチュエータの制御に限定されるものではなく、ロボットアーム202は、任意の望ましい装置により、任意の望ましい方法で、制御され、動かされ、又は位置決めされてもよいと理解される。さらに、ある実施形態では、ロボットアーム202は、エンドエフェクタ204をロボットアーム202に対して可動に/揺動可能に接続する、概ね符号232で示されたジョイント/揺動点を有してもよい;このように、ロボットアーム202とエンドエフェクタ204との一つ以上の、ジョイント/揺動点に対する運動は、例えば上で説明されたアクチュエータによって制御されてもよいと理解される。
【0046】
図11Aを参照すると、図11Bに示されるようにホイールWをタイヤTに隣接するように配置させるために、ロボットアーム202及びエンドエフェクタ204が概ね矢印Z’の方向に沿ってタイヤ支持部208に向けて動かされる際、エンドエフェクタ204はジョイント/揺動点232に対して矢印P1の方向に沿って反時計回りに揺動され、同時にロボットアーム202はジョイント/揺動点232に対して矢印P2の方向に沿って時計回りに揺動されてもよい。ある実施形態では、矢印P1及びP2の方向に沿う運動の結果、図11Bにみられるように、ホイールWのドロップセンター部DCの一部がタイヤTの第1及び第2のビードB1,B2の間に移動される。
【0047】
さらに図11Bを参照すると、図11Cに示されるようにホイールWの位置をタイヤTに対してさらに調整するために、エンドエフェクタ204は次にジョイント/揺動点232に対して矢印P3の方向に沿って時計回りに揺動され、同時にロボットアーム202はジョイント/揺動点232に対して矢印P4の方向に沿って反時計回りに揺動される。ある実施形態では、矢印P3及びP4の方向に沿う運動の結果、図11Cにみられるように、ホイールWのビード座S(52’及び52’’から構成される)の全体が、タイヤTの第1及び第2のビードB1(B1’及びB1’’から構成される),B2(B2’及びB2’’から構成される)の間に配置され、同時にタイヤTの第1のビードB1がホイールWの第1及び第2のビード座S1,S2の間に配置される。タイヤの柔軟性(及び他の要因)に依存して、タイヤTの軸方向端部/側壁TAは、固定/移動可能部分216a,216bから離れる(すなわち、一時的に固定/移動可能部分216a,216bに支持されない)ように運動し得る。
【0048】
さらに図11Cを参照すると、ロボットアーム202及びエンドエフェクタ204がタイヤ支持部208に向けて矢印Z’の方向に沿って移動される際、エンドエフェクタ204はジョイント/揺動点232に対して矢印P5の方向に沿って時計回りに揺動され、同時にロボットアーム202はジョイント/揺動点232に対して矢印P6の方向に沿って反時計回りに揺動される。ある実施形態では、矢印P5及びP6の方向に沿う運動の結果、図11Dにみられるように、タイヤTの第1のビードの一部B1’は第1のビード座S1の近傍に据え付けられるように操作され、同時にタイヤTの第1のビードの他の一部B1’’はホイールWの第2のビード座S2’’の近傍にあるドロップセンター部DCに隣接するように動かされるように、ホイールW及びタイヤTの両方が動かされる。また、ある実施形態では、矢印P5及びP6の方向に沿う運動の結果(図11D及び図11H参照)、タイヤTの第2のビードの一部B2’はホイールWのドロップセンター部DCの近傍に配置され、同時にタイヤTの第2のビードの他の一部B2’’はホイールWの軸方向端部/側壁WAに隣接して配置されるように、ホイールW及びタイヤTの両方が動かされる。
【0049】
さらに、ある実施形態では、図11Dにみられるように、矢印P5及びP6の方向に沿う運動の結果、ホイールWの軸方向端部/側壁WAは、タイヤ支持部208の支持面210に対して略平行に、かつこれから距離D1だけ離間して配置される。さらに、図11Dにみられるように、矢印P5及びP6の方向に沿う運動の結果、ホイールWのドロップセンター部DCは、支持面210から距離D2だけ離間して配置され、さらに、複数の車輪又はローラ218の最上点/接触面234は、支持面210から、距離D2に概ね等しいがこれより大きい距離D3だけ離間している。
【0050】
さらに図11Dを参照すると、ある実施形態では、矢印P5及びP6の方向に沿う運動の結果、タイヤTはホイールWに対して、以下のように操作される。初めに、ある実施形態では、複数の車輪又はローラ218の一つ以上の接触面234がタイヤTの軸方向端部/側壁TAと係合し、タイヤTの軸方向端部/側壁TAの少なくとも一部を支持面210から距離D3だけ離間させる。次に、ホイールWは、上方から視たときに(図11H参照)ホイールWの外周面の少なくとも一部がホイール係合部216a及び216bの間に配置されるように、位置D1へ下降される。
【0051】
図11D−図11Fにみられるように、ある実施形態では、次に、ロボットアーム202が、ホイールWの軸方向端部/側壁WAとタイヤ支持部208の支持面210との間隔を距離D1に維持しつつ、タイヤ支持部208を横切るように矢印P7の方向に沿って動かされる。矢印P7の方向に沿う更なる運動の結果、例えば図11E及び図11Fにみられるように、タイヤTの第2のビードB2を少なくともホイールWの第2のビード座S2の近傍にさらに据え付けるために、タイヤTの軸方向端部/側壁TAが複数の車輪又はローラ218の最上点/接触面234に対して上で説明されたようにさらに操作される。
【0052】
ある実施形態では、図11D−図11Fにみられるように、矢印P7は、矢印Xと概ね同一の方向に向けられている。しかし、図11H−図11Jを参照すると、ある実施形態では、ロボットアーム202の矢印P7に沿う運動は、矢印Xの方向に沿う一つ以上の略直線的なセグメントP7L1,P7L2と、矢印X及びY(例えば図11H参照)の各々の成分あるいは矢印X及びY’(例えば図11J参照)の各々の成分を含む一つ以上の略非直線的なセグメントP7NLと、を含んでもよい。
【0053】
ある実施形態では、例えば、矢印P7の略非直線的なセグメントPNLは、ホイールWの外周面WCの一部が、固定部分216aのハウジング222の端面236aと係合し、その端面236aを迂回して(又は「転がって」("rolling over"))移動することによりもたらされる。ある実施形態では、ホイールWの外周面WCは、第2のビード座S2又はドロップセンター部DCの一つ以上を含んでもよい。ホイールWの外周面WCは端面236aを「転がる」と上で説明されたが、ホイールWは、必ずしもハウジング222に対して又はホイールの回転軸Aに対して「回転する」("roll")わけではなく、むしろ、ロボットアーム202及びエンドエフェクタ204が、端面236aを「転がる」ホイールの外見が与えられるように、略非直線的なセグメントPNLで定義される経路に沿って動かされると理解される。しかし、ホイールWはハウジング222に対して「回転」しないと説明されたが、ロボットアーム202及びエンドエフェクタ204の一つ以上は、ホイールWが矢印P1−P7の方向に沿って運動することを可能とするために、任意の望ましい方法で動かされてもよいと理解される。
【0054】
図11Hにみられるように、ホイールWの外周面WCの一部が固定部216aの端面236aと係合してこれを「転がる」とき、移動可能部分216bの対応する端面236bもまた、ホイールWの外周面WCにおける、固定部分216aの端面236aに当接する一部に対して直接的に反対側を向いた一部に当接する。従って、ホイールWが固定部分216aの端面236aを「転がって」非直線的なセグメントP7NLに沿って動かされるとき、ホイールWの外周面WCが移動可能部分216bの端面236bと係合するため、移動可能部分216bは、ホイールの外周面WCの一部によって、固定部分216aから矢印Yの方向に沿って押し離される。
【0055】
図11Iにみられるように、ホイールWの軸心Aが略水平なトラック226を通過する際、移動可能部分216bがもはや矢印Yの方向に沿って固定部分216aから離れるように動かされなくなったとき、非直線的なセグメントP7NLに沿う運動は概ね頂点となる。その後、図11Jにみられるように、非直線的なセグメントP7NLに沿う運動が更に継続され、移動可能部分216bが矢印Yの方向とは反対側の矢印Y’の方向に沿って固定部分216aに向けて動かされ、遂には固定及び移動可能部分216a,216bの端面236a,236bがもはやホイールWの外周面WCにおける互いに反対側を向いた部分に接触していないようになる(例えば図11G参照)。移動可能部分216bは、固定部分216aに向けて付勢されるように、例えばばね(図示せず)などによって付勢されていてもよい。
【0056】
ある実施形態では、図11Gを参照すると、一旦、ロボットアーム202がホイールW及びタイヤTを矢印P7の方向に沿って動かすと、タイヤTの第2のビードB2は、ホイールWのドロップセンターDCと第2のビード座S2との一つ以上の近傍に完全に配置され得る。さらに、図11Cから図11Gまでに漸次的にみられるように、複数の車輪又はローラ218がタイヤTの軸方向端部/側壁TAの最初の3分の1(例えば図11D参照)、最初の半分(例えば図11E参照)、及び最後の3分の1(例えば図11F参照)と係合するに従って、タイヤTの第1のビードB1は、少なくともホイールWの第1のビード座S1の近傍へさらに移動され又は据え付けられ得る。一旦、例えば図11GにみられるようにタイヤTがホイールWに取り付けられると、ロボットアーム202がタイヤT及びホイールWを後続のタイヤTを膨張するためのワークステーションへ進めてもよく、あるいは、必要に応じて、エンドエフェクタ204がホイールWをロボットアーム202から解放してもよい。
【0057】
次に、図12Aを参照すると、本発明の一実施形態による、システム200を使用してタイヤTとホイールWとを取り付けるためのもう一つの方法が説明されている。上で説明されたように、ロボットアーム202とエンドエフェクタ204との一つ以上をジョイント/揺動点232に対して矢印P1−P6に沿って揺動させるのでなく、ロボットアーム202とエンドエフェクタ204との一つ以上は、ジョイント/揺動点232に対して矢印Q1,Q2の方向に沿って揺動される。さらに、前述の開示において説明されるであろうように、ロボットアーム202とエンドエフェクタ204との一つ以上は、矢印Z’及びXの方向に沿う「ドロップ(降下)・アンド・スウィープ(通過)」運動で、動かされる。
【0058】
最初に図12Aを参照すると、例えば図12Bに示されるようにホイールWの軸方向端部/側壁WAをタイヤTの第1の/上方の軸方向端部/側壁TA1の近傍に配置させるために、ロボットアーム202及びエンドエフェクタ204がタイヤ支持部208に向けて矢印Z’の方向に沿って動かされる際、エンドエフェクタ204はジョイント/揺動点232に対して矢印Q1の方向に沿って時計回りに揺動され、同時にロボットアーム202はジョイント/揺動点232に対して矢印Q2の方向に沿って時計回りに揺動されてもよい。ある実施形態では、矢印Z’の方向に沿う更なる運動の結果、図12Cにみられるように、ホイールWのドロップセンター部DCの一部がタイヤTの第1のビードの一部B1’の近傍に移動され、同時にホイールWの第2のビード座S2の一部がタイヤTの第1及び第2のビードB1’,B2’の間に配置される。
【0059】
図12Dを参照すると、ロボットアーム202及びエンドエフェクタ204の矢印Z’の方向に沿う更なる運動の結果、タイヤTの第2のビードの一部B2’はホイールWのドロップセンター部DCと第2のビード座B2’’の一つ以上に実質的に隣接して配置され、同時に、ホイールWの一部がタイヤTの一部を実質的に「押しつぶす」ことにより、タイヤTの第1のビードの一部B1’’とタイヤTの第2のビードの一部B2’’とを互いに実質的に隣接して又は近傍に配置させるように、ホイールWの軸方向端部/側壁WAの一部はタイヤTの第1の/上方の軸方向端部/側壁TA1に隣接して配置される。さらに、図12Dにみられるように、ロボットアーム202及びエンドエフェクタ204の矢印Z’の方向に沿う更なる運動の結果、タイヤTの第1のビードの一部B1’は、ホイールWのドロップセンター部DCからさらに離間して、ホイールWの第1のビード座S1の近傍により近接して配置される。
【0060】
図12Dにおいて上で説明されたロボットアーム202及びエンドエフェクタ204の矢印Z’の方向に沿う運動は、上で説明された「ドロップ・アンド・スウィープ」運動のの「ドロップ」運動を完了する。「スウィープ」運動は、次に、図12D−図12Hに示されるように、ロボットアーム202を矢印Q3の方向に沿って動かすことによって開始される。
【0061】
図12I−図12Lにみられるように、矢印Q3の方向に沿う運動は、矢印P7の方向に関連して上で説明されたのと同様に、矢印Xの方向と概ね同一の方向に向けられている。さらに、ある実施形態では、ロボットアーム202の矢印Q3の方向に沿う運動は、矢印Xの方向に沿う一つ以上の略直線的なセグメントQ3L1,Q3L2と、矢印X及びY(例えば図12I及び図12J参照)の各々の成分あるいは矢印X及びY’(例えば図12L参照)の各々の成分を含む一つ以上の略非直線的なセグメントQ3NLと、を含んでもよい。
【0062】
図12D−図12Lに図示されるように、固定及び移動可能部分216a,216bは、図11A−図11Jにおいて上で説明されたのと同様に、タイヤTの第1及び第2のビードB1,B2が最終的に少なくともホイールWの第1及び第2のビード座S1,S2の近傍に据え付けられるように、タイヤTとホイールWとに作用する(例えば図12Hに示されるように)。図11A−図11J及び図12A−図12Lに記載された実施形態の基本的な差異は、前者では、タイヤ操作プロセスの初期の段階でホイールWの軸方向端部/側壁WAの少なくとも一部を第1及び第2のビードB1,B2の間に配置させるために(例えば図11D参照)、ロボットアーム202とエンドエフェクタ204との一つ以上が矢印P1−P6に沿う方向の一つ以上に揺動されたのに対し、後者においては、タイヤ操作プロセスの初期の段階で図12Dに示されるようにホイールWの軸方向端部/側壁WAをタイヤTの第1の/上方の軸方向端部/側壁TA1の一部に隣接して配置させるために、ロボットアーム202とエンドエフェクタ204とが矢印P1−P6に象徴されるような一つ以上の揺動運動に割り込まれることなしに実質的にドロップ(降下)されることである。
【0063】
ある実施形態では、図12A−図12Lにおいて説明された方法は、矢印又は方向P1−P6に沿う複数の運動がなく、取付プロセスに掛かる時間が節約され得るという事実から、図11A−図11Jにおいて説明された方法に対して、より好適であり得ると理解される。さらに、ある実施形態では、図12A−図12Lにおいて説明された方法は、比較的薄い又は柔らかいなどの軸方向端部/側壁TA1,TA2を有するタイヤTに適合し得る一方で、図11A−図11Jに示され説明された方法は、例えばラン・フラットタイヤなどのように、比較的堅い軸方向端部/側壁TA1,TA2を有するタイヤTに適合し得ると理解される。しかし、何れの方法も、特定のタイプ又はスタイルのタイヤTに限定されるものではなく、任意のタイプ又はスタイルのタイヤTをホイールWに取り付けるために採用し得ると理解される。
【0064】
図9−図12Gに記載された発明が、タイヤをホイールに取り付ける際に使用される伝統的なインストールツール(例えばフィッティングツール、圧力ローラホイール、ツールパックなど)の使用を排除する点に、留意することが重要である。本発明のこの態様は、正確には、「ツール・レス」取付システムと特徴付けられる。ある実施形態では、本発明は、ホイール及び/又はタイヤの少なくとも一つが取付ツールとして(又は取付ツールの少なくとも一つとして)機能するように操作される取付システムとも理解される。ある実施形態では、タイヤ又はホイールの一方は原動機によって操作され、他方は受け身のままでいる(すなわち、受け身のコンポーネントは、原動機によって駆動されるコンポーネントに対して、厳密な物理学的意味において、如何なる積極的な仕事をもしない)。このアプローチは、ホイールを固定された状態に維持しつつタイヤをホイールに取り付ける方法において、タイヤを変形させる(例えばツールパックなどの)ツールの使用を含む全ての伝統的な方法とは、大幅に異なる。
【0065】
本発明は、特定の好適な実施形態を参照して説明された。しかし、上で説明された好適な実施形態以外の特定の形態によっても本発明を実施することができることは、当該技術の分野に精通する者にとって明らかであろう。これは、本発明の要旨から逸脱することなく、実施され得るものである。好適な実施形態は、単に説明のための一例に過ぎず、本発明を如何様にも限定するものとみなされるべきではない。本発明の範囲は、前述の説明によってではなく、添付の特許請求の範囲及びこれと均等の範囲によって定められる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
タイヤ(T)とホイール(W)とを取り付けるためのシステム(200)であって、
エンドエフェクタ(204)に揺動可能(P1−P6)に連結されたロボットアーム(202)と、
支持面(210)と、該支持面(210)上に配置された一対のホイール係合及びタイヤ操作部(216)と、を有するタイヤ支持部(208)と、を備え、
前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部(216)は、
前記支持面(210)に対して固定して配置された第1のホイール係合及びタイヤ操作部(216a)と、
前記支持面(210)に対して移動可能(Y,Y’)に配置された第2のホイール係合及びタイヤ操作部(216b)と、を備える、
ことを特徴とするシステム(200)。
【請求項2】
前記支持面(210)から延び、第1のホイール係合及びタイヤ操作部(216a)に連結された第1の略鉛直なフランジ(224a)と、
前記支持面(210)によって移動可能(Y,Y’)に支持され、前記第2のホイール係合及びタイヤ操作部(216b)に連結された第2の略鉛直なフランジ(224b)と、を更に備える、
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム(200)。
【請求項3】
前記第1及び第2の略鉛直なフランジ(224a,224b)を連結する略水平なフランジ(226)を更に備え、
前記第2のホイール係合及びタイヤ操作部(216b)は、前記略水平なフランジ(226)上にスライド可能(Y,Y’)に配置され、
前記略水平なフランジ(226)は、前記第2の略鉛直なフランジ(224b)に形成された開口部を通って延びる、
ことを特徴とする請求項2に記載のシステム(200)。
【請求項4】
前記支持面(210)から延びる一対のレール(230)を更に備え、
前記第2の略鉛直なフランジ(224b)は、前記一対のレール(230)を受ける一対の凹部(228)を画定し、前記一対のレール(230)上にスライド可能(Y,Y’)に配置されている、
ことを特徴とする請求項2に記載のシステム(200)。
【請求項5】
前記第1及び第2のホイール係合及びタイヤ操作部(216)の各々は、
端面(236a,236b)と、複数の開口部(220)を画定する上面と、を有するハウジング(222a,222b)と、
前記複数の開口部(220)を通って、前記ハウジング(222a,222b)から延びる複数の車輪又はローラ(218)と、を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム(200)。
【請求項6】
前記複数の車輪又はローラ(218)は、タイヤ(T)の第1及び第2のビード(B1,B2)の少なくとも一つ以上を少なくともホイール(W)の第1及び第2のビード座(S1,S2)の一つ以上の近傍に据え付けるために、前記タイヤ(T)の軸方向端面/側壁(TA)と係合すると共に該軸方向端面/側壁(TA)を操作する手段を画定する、
ことを特徴とする請求項5に記載のシステム(200)。
【請求項7】
前記ハウジング(222a,222b)の前記端面(236a,236b)は、前記ホイール(W)の外周面(WC)の一部と係合する手段を画定する、
ことを特徴とする請求項5に記載のシステム(200)。
【請求項8】
タイヤ(T)とホイール(W)とを取り付けるための方法であって、
前記ホイール(W)をロボットアーム(202)に解除可能に固定する工程と、
前記タイヤ(T)を、支持面(210)を有するタイヤ支持部(208)上に配置する工程と、
前記ロボットアーム(202)を使用して(P1−P6,Z’)、前記ホイール(W)を少なくとも前記タイヤ(T)の近傍に配置させる工程と、
前記ホイール(W)の外周面(WC)の一部と係合するため、及び前記タイヤ(T)の軸方向端面/側壁(TA)と係合すると共に該軸方向端面/側壁(TA)を操作するために、前記支持面(210)上に配置された一対のホイール係合及びタイヤ操作部(216)を使用する(Y,Y’)工程と、
前記ホイール(W)が前記タイヤ(T)を前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部(216)に対して引きずるように、前記ホイール(W)及び前記タイヤ(T)を前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部(216)に対して動かす(P7,P7L1,P7L2,P7NL,X)ことにより、前記タイヤ(T)を前記ホイール(W)に取り付けるために、前記ロボットアーム(202)を更に使用する工程と、を備える、
ことを特徴とする方法。
【請求項9】
前記ホイール(W)を前記ロボットアーム(202)に解除可能に固定する工程は、
前記ロボットアーム(202)の一端(206)にジョイント/揺動点(232)で揺動可能(P1−P6)に連結されたエンドエフェクタ(204)に、前記ホイール(W)を解除可能に固定する工程と、
前記ロボットアーム(202)と前記エンドエフェクタ(204)との一つ以上を前記揺動点(232)に対して揺動させる(P1−P6)工程と、を備える、
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項10】
前記ロボットアーム(202)を使用して、前記ホイール(W)を少なくとも前記タイヤ(T)の近傍に配置する工程は、
前記タイヤ(T)の第1の上方のビード(B1)の第1の部分を、少なくとも前記ホイール(W)の第1の上方のビード座(S1)の近傍に配置させる工程と、
前記タイヤ(T)の前記第1の上方のビード(B1)の第2の部分を、少なくとも前記ホイール(W)のドロップセンター部(DC)の近傍に配置させる工程と、
前記タイヤ(T)の第2の下方のビード(B2)の第1の部分を、少なくとも前記ホイール(W)の前記ドロップセンター部(DC)の近傍に配置させる工程と、
前記タイヤ(T)の前記第2の下方のビード(B2)の第2の部分を、少なくとも前記ホイール(W)の軸方向端部/側壁(WA)の近傍に配置させる工程と、を備える、
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項11】
前記ロボットアーム(202)を使用して、前記ホイール(W)を少なくとも前記タイヤ(T)の近傍に配置する工程は、
前記タイヤ(T)の第1の上方のビード(B1)の第1の部分を、前記ホイール(W)の第1の上方のビード座(S1)の近傍に配置させる工程と、
前記ホイールの軸方向端部/側壁(WA)の一部を、前記タイヤ(T)の前記第1の上方のビード(B1)の第2の部分と、前記タイヤ(T)の第1の/上方の軸方向端部/側壁(TA)の一部と、の一つ以上に隣接して配置させる工程と、
前記タイヤ(T)の第2の下方のビード(B2)の第1の部分を、少なくとも前記ホイール(W)のドロップセンター部(DC)と、第2の下方のビード座(S2)と、の一つ以上の近傍に配置させる工程と、を備える、
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項12】
前記ホイールの軸方向端部/側壁(WA)の一部を配置させる工程は、
前記タイヤ(T)の一部を実質的に押しつぶすことにより、前記タイヤ(T)の前記第1及び第2のビード(B1,B2)の対向する部分を、実質的に互いに隣接して又は近傍に配置させる工程を備える、
ことを特徴とする請求項11に記載の方法。
【請求項13】
前記ホイール(W)及び前記タイヤ(T)を前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部(216)に対して動かす(P7,P7L1,P7L2,P7NL,X)工程は、
前記ロボットアーム(202)を使用して、前記ホイール(W)を、一つ以上の略直線的な経路(P7L1.P7L2)と、略非直線的な経路(P7NL)と、に沿って動かす工程を備える、
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項14】
前記ホイール(W)を前記略非直線的な経路(P7NL)に沿って動かすことに応答して、
前記ホイール(W)の前記外周面(WC)における互いに反対側を向いた部分を、前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部(216)の前記第1及び第2のホイール係合及びタイヤ操作部(216a,216b)の各々の端部(236a,236b)に隣接するように係合させる工程と、
前記一対の第1及び第2のホイール係合及びタイヤ操作部(216)の前記第2のホイール係合及びタイヤ操作部(216b)を、前記一対の第1及び第2のホイール係合及びタイヤ操作部(216)前記第1のホイール係合及びタイヤ操作部(216a)に対して離間又は接近するように移動させる工程と、を更に備える、
ことを特徴とする請求項13に記載の方法。
【請求項1】
タイヤ(T)とホイール(W)とを取り付けるためのシステム(200)であって、
エンドエフェクタ(204)に揺動可能(P1−P6)に連結されたロボットアーム(202)と、
支持面(210)と、該支持面(210)上に配置された一対のホイール係合及びタイヤ操作部(216)と、を有するタイヤ支持部(208)と、を備え、
前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部(216)は、
前記支持面(210)に対して固定して配置された第1のホイール係合及びタイヤ操作部(216a)と、
前記支持面(210)に対して移動可能(Y,Y’)に配置された第2のホイール係合及びタイヤ操作部(216b)と、を備える、
ことを特徴とするシステム(200)。
【請求項2】
前記支持面(210)から延び、第1のホイール係合及びタイヤ操作部(216a)に連結された第1の略鉛直なフランジ(224a)と、
前記支持面(210)によって移動可能(Y,Y’)に支持され、前記第2のホイール係合及びタイヤ操作部(216b)に連結された第2の略鉛直なフランジ(224b)と、を更に備える、
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム(200)。
【請求項3】
前記第1及び第2の略鉛直なフランジ(224a,224b)を連結する略水平なフランジ(226)を更に備え、
前記第2のホイール係合及びタイヤ操作部(216b)は、前記略水平なフランジ(226)上にスライド可能(Y,Y’)に配置され、
前記略水平なフランジ(226)は、前記第2の略鉛直なフランジ(224b)に形成された開口部を通って延びる、
ことを特徴とする請求項2に記載のシステム(200)。
【請求項4】
前記支持面(210)から延びる一対のレール(230)を更に備え、
前記第2の略鉛直なフランジ(224b)は、前記一対のレール(230)を受ける一対の凹部(228)を画定し、前記一対のレール(230)上にスライド可能(Y,Y’)に配置されている、
ことを特徴とする請求項2に記載のシステム(200)。
【請求項5】
前記第1及び第2のホイール係合及びタイヤ操作部(216)の各々は、
端面(236a,236b)と、複数の開口部(220)を画定する上面と、を有するハウジング(222a,222b)と、
前記複数の開口部(220)を通って、前記ハウジング(222a,222b)から延びる複数の車輪又はローラ(218)と、を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム(200)。
【請求項6】
前記複数の車輪又はローラ(218)は、タイヤ(T)の第1及び第2のビード(B1,B2)の少なくとも一つ以上を少なくともホイール(W)の第1及び第2のビード座(S1,S2)の一つ以上の近傍に据え付けるために、前記タイヤ(T)の軸方向端面/側壁(TA)と係合すると共に該軸方向端面/側壁(TA)を操作する手段を画定する、
ことを特徴とする請求項5に記載のシステム(200)。
【請求項7】
前記ハウジング(222a,222b)の前記端面(236a,236b)は、前記ホイール(W)の外周面(WC)の一部と係合する手段を画定する、
ことを特徴とする請求項5に記載のシステム(200)。
【請求項8】
タイヤ(T)とホイール(W)とを取り付けるための方法であって、
前記ホイール(W)をロボットアーム(202)に解除可能に固定する工程と、
前記タイヤ(T)を、支持面(210)を有するタイヤ支持部(208)上に配置する工程と、
前記ロボットアーム(202)を使用して(P1−P6,Z’)、前記ホイール(W)を少なくとも前記タイヤ(T)の近傍に配置させる工程と、
前記ホイール(W)の外周面(WC)の一部と係合するため、及び前記タイヤ(T)の軸方向端面/側壁(TA)と係合すると共に該軸方向端面/側壁(TA)を操作するために、前記支持面(210)上に配置された一対のホイール係合及びタイヤ操作部(216)を使用する(Y,Y’)工程と、
前記ホイール(W)が前記タイヤ(T)を前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部(216)に対して引きずるように、前記ホイール(W)及び前記タイヤ(T)を前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部(216)に対して動かす(P7,P7L1,P7L2,P7NL,X)ことにより、前記タイヤ(T)を前記ホイール(W)に取り付けるために、前記ロボットアーム(202)を更に使用する工程と、を備える、
ことを特徴とする方法。
【請求項9】
前記ホイール(W)を前記ロボットアーム(202)に解除可能に固定する工程は、
前記ロボットアーム(202)の一端(206)にジョイント/揺動点(232)で揺動可能(P1−P6)に連結されたエンドエフェクタ(204)に、前記ホイール(W)を解除可能に固定する工程と、
前記ロボットアーム(202)と前記エンドエフェクタ(204)との一つ以上を前記揺動点(232)に対して揺動させる(P1−P6)工程と、を備える、
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項10】
前記ロボットアーム(202)を使用して、前記ホイール(W)を少なくとも前記タイヤ(T)の近傍に配置する工程は、
前記タイヤ(T)の第1の上方のビード(B1)の第1の部分を、少なくとも前記ホイール(W)の第1の上方のビード座(S1)の近傍に配置させる工程と、
前記タイヤ(T)の前記第1の上方のビード(B1)の第2の部分を、少なくとも前記ホイール(W)のドロップセンター部(DC)の近傍に配置させる工程と、
前記タイヤ(T)の第2の下方のビード(B2)の第1の部分を、少なくとも前記ホイール(W)の前記ドロップセンター部(DC)の近傍に配置させる工程と、
前記タイヤ(T)の前記第2の下方のビード(B2)の第2の部分を、少なくとも前記ホイール(W)の軸方向端部/側壁(WA)の近傍に配置させる工程と、を備える、
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項11】
前記ロボットアーム(202)を使用して、前記ホイール(W)を少なくとも前記タイヤ(T)の近傍に配置する工程は、
前記タイヤ(T)の第1の上方のビード(B1)の第1の部分を、前記ホイール(W)の第1の上方のビード座(S1)の近傍に配置させる工程と、
前記ホイールの軸方向端部/側壁(WA)の一部を、前記タイヤ(T)の前記第1の上方のビード(B1)の第2の部分と、前記タイヤ(T)の第1の/上方の軸方向端部/側壁(TA)の一部と、の一つ以上に隣接して配置させる工程と、
前記タイヤ(T)の第2の下方のビード(B2)の第1の部分を、少なくとも前記ホイール(W)のドロップセンター部(DC)と、第2の下方のビード座(S2)と、の一つ以上の近傍に配置させる工程と、を備える、
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項12】
前記ホイールの軸方向端部/側壁(WA)の一部を配置させる工程は、
前記タイヤ(T)の一部を実質的に押しつぶすことにより、前記タイヤ(T)の前記第1及び第2のビード(B1,B2)の対向する部分を、実質的に互いに隣接して又は近傍に配置させる工程を備える、
ことを特徴とする請求項11に記載の方法。
【請求項13】
前記ホイール(W)及び前記タイヤ(T)を前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部(216)に対して動かす(P7,P7L1,P7L2,P7NL,X)工程は、
前記ロボットアーム(202)を使用して、前記ホイール(W)を、一つ以上の略直線的な経路(P7L1.P7L2)と、略非直線的な経路(P7NL)と、に沿って動かす工程を備える、
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項14】
前記ホイール(W)を前記略非直線的な経路(P7NL)に沿って動かすことに応答して、
前記ホイール(W)の前記外周面(WC)における互いに反対側を向いた部分を、前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部(216)の前記第1及び第2のホイール係合及びタイヤ操作部(216a,216b)の各々の端部(236a,236b)に隣接するように係合させる工程と、
前記一対の第1及び第2のホイール係合及びタイヤ操作部(216)の前記第2のホイール係合及びタイヤ操作部(216b)を、前記一対の第1及び第2のホイール係合及びタイヤ操作部(216)前記第1のホイール係合及びタイヤ操作部(216a)に対して離間又は接近するように移動させる工程と、を更に備える、
ことを特徴とする請求項13に記載の方法。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6】
【図7A】
【図7B−7D】
【図7E】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図11E】
【図11F】
【図11G】
【図11H】
【図11I】
【図11J】
【図11K】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】
【図12E】
【図12F】
【図12G】
【図12H】
【図12I】
【図12J】
【図12K】
【図12L】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6】
【図7A】
【図7B−7D】
【図7E】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図11E】
【図11F】
【図11G】
【図11H】
【図11I】
【図11J】
【図11K】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】
【図12E】
【図12F】
【図12G】
【図12H】
【図12I】
【図12J】
【図12K】
【図12L】
【公表番号】特表2012−513936(P2012−513936A)
【公表日】平成24年6月21日(2012.6.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−543733(P2011−543733)
【出願日】平成21年12月31日(2009.12.31)
【国際出願番号】PCT/US2009/069893
【国際公開番号】WO2010/078477
【国際公開日】平成22年7月8日(2010.7.8)
【出願人】(507241012)アンドロイド インダストリーズ エルエルシー (10)
【公表日】平成24年6月21日(2012.6.21)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年12月31日(2009.12.31)
【国際出願番号】PCT/US2009/069893
【国際公開番号】WO2010/078477
【国際公開日】平成22年7月8日(2010.7.8)
【出願人】(507241012)アンドロイド インダストリーズ エルエルシー (10)
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