タイヤバランス測定装置におけるリム交換装置
【課題】タイヤを挟持した上リムと下リムを、下リムに連結したスピンドルで駆動回転させてタイヤの動的釣合いを測定するタイヤバランス測定装置におけるリムの交換を簡単かつ速やかに行えるようにする。
【解決手段】スピンドル２にハースカップリング１７の下側カップリング１７Ａを同芯に連結固定する一方、下リム４にハースカップリング１７の上側カップリング１７Ｂを同芯に連結固定し、下リム４の上側カップリング１７Ｂをスピンドル２の下側カップリング１７Ａに咬合するとともに、スピンドル２に対する下リム４の上方離脱をチャック機構１９で阻止するようにしている。
【解決手段】スピンドル２にハースカップリング１７の下側カップリング１７Ａを同芯に連結固定する一方、下リム４にハースカップリング１７の上側カップリング１７Ｂを同芯に連結固定し、下リム４の上側カップリング１７Ｂをスピンドル２の下側カップリング１７Ａに咬合するとともに、スピンドル２に対する下リム４の上方離脱をチャック機構１９で阻止するようにしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤバランス測定装置におけるリム交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤの動的釣合いを測定するタイヤバランス測定装置（ダイナミックバランサ）においては、測定対象のタイヤを、スピンドルに連結固定された下リムに搬入装填した後、上方に待機している上リムを昇降装置によって下降させ、下リムと上リムとで上下から挟持した状態でタイヤに空気を注入して膨張させ、スピンドルを駆動回転することでタイヤの動的釣合いを測定するよう構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１５０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなタイヤバランス測定装置では、測定するタイヤのサイズを変更する場合に、上下のリムを交換する必要がある。従来、下リムはスピンドルにボルトで連結されており、下リムの交換に際しては、スピンドルに下リムをボルトで仮り締め装着した後、下リムを回動させながらダイヤルゲージを用いて芯出しを行い、その後、ボルトを締め直して下リムをスピンドルに連結固定している。このように下リムをスピンドルにボルトで連結固定すると、タイヤバランス測定装置自体の回転部分のアンバランス状態が変化するので、精度の高い測定を行うためには、再び校正作業を行う必要がある。この校正作業では、上リムまたは下リムに所定重量の錘を取付けた状態でそれぞれ動的釣合いを測定するといった作業が必要となり、面倒である。
【０００５】
このように従来のリム交換では、下リムの芯出し作業や再校正作業が必要であり、手間と時間がかかり、測定装置や測定ラインの稼働効率が低下していた。
【０００６】
本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、手間や時間のかかる芯出し固定作業や再校正作業を要することなく、リムの交換を簡単かつ速やかに行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、次のように構成している。
【０００８】
（１）本発明は、タイヤを挟持した上リムと下リムとを、下リムに連結したスピンドルで駆動回転させてタイヤの動的釣合いを測定するタイヤバランス測定装置におけるリム交換装置であって、
前記スピンドルに自動調芯機能を有するカップリングの下側カップリングを同芯に連結固定する一方、前記下リムに前記カップリングの上側カップリングを同芯に連結固定し、下リムの上側カップリングをスピンドルの下側カップリングに咬合するとともに、スピンドルに対する下リムの上方離脱をチャック機構で阻止するものである。
【０００９】
自動調芯機能を有するカップリングとしては、例えば、カービックカップリングやハースカップリング（商品名）を用いることができる。
【００１０】
本発明によると、下リムをスピンドル上で下降させて、スピンドル上に取り付けてある下側カップリングに載置するだけで、下リムに取り付けてある上側カップリングがスピンドル上の下側カップリングに咬合し、カップリングの自動調芯機能によって下リムは正確に芯合わせされた状態となり、その後、チャック機構を用いて下リムの固定を行うことで、下リムのスピンドルへの連結固定が完了する。このようにカップリングの自動調芯機能によって、正確な芯合せを再現性よく行うことができるので、芯出し作業および再校正作業が不要となる。また、チャック機構によって下リムをチャックするので、下リムを固定するためのボルト締め作業が不要となる。
【００１１】
（２）本発明の好ましい実施態様では、前記チャック機構を、前記下リムに備えたロック部材に、前記スピンドル側に備えた係合部材を係合させる。
【００１２】
この実施態様によると、下リムを、カップリングを介して芯合わせ載置した後、ボルト締め操作のような手間と時間を要することなく、下リムのスピンドルへの連結固定を短時間で行うことができ、リム交換による測定作業休止時間を短くして、測定ラインの稼働効率を高めることができる。
【００１３】
（３）本発明の他の実施態様では、前記係合部材をアクチュエータで駆動操作するようにしている。
【００１４】
この実施態様によると、アクチュエータを自動制御あるいは遠隔制御して、リムのスピンドルへの固定あるいは解除を一層極短時間で行うことができ、リム交換時間の短縮化に寄与する。
【００１５】
（４）本発明の更に他の実施態様では、前記カップリングの咬合不良を検知する検知手段を備えている。
【００１６】
この実施態様によると、咬合不良の検知に基づいて、以降の作動の自動停止や報知を行わせるといったことが可能となる。
【００１７】
（５）本発明の他の実施態様では、昇降される前記上リムによって前記下リムを吊下げ支持可能としている。
【００１８】
この実施態様によると、タイヤを上下リムで挟持するために本来備えられている上リムの昇降作動を利用して、リム交換時における下リムの搬出および搬入を行うことができ、下リムの専用の搬入搬出手段は不要となる。
【発明の効果】
【００１９】
このように、本発明によれば、リム交換を、手間のかかる煩わしい芯出し作業、再校正作業やボルト締め作業を要することなく簡単かつ速やかに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】タイヤバランス測定装置の側面図である。
【図２】タイヤバランス測定装置の横断平面図である。
【図３】タイヤバランス測定装置の主要部を示す縦断正面図である。
【図４】下リム連結部位を示す縦断正面図である。
【図５】図４におけるＡ-Ａ断面図である。
【図６】主フレームの上面を示す平面図である。
【図７】リム連結ロックが解除された状態を示す要部の縦断正面図である。
【図８】上リム単体の縦断正面図である。
【図９】下リムの引っ掛け部位を示す平面図であり、（ａ）は引っ掛け解除状態、（ｂ）は引っ掛け状態を示す。
【図１０】上リムで下リムを引っ掛け支持した状態を示す縦断正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１にタイヤバランス測定装置の側面図が、図２にその横断平面図が、また、図３にその主要部を縦断した正面図がそれぞれ示されている。このタイヤバランス測定装置は、立設固定された主フレーム１の中央部位に、スピンドル２を鉛直に挿通支持した筒軸状の支持ケーシング３を配備し、主フレーム１の上面から突出したスピンドル２の上部に下リム４を連結するとともに、下リム４に所定の間隔をもって対向される上リム５を昇降自在に配備している。この上リム５を上方に待機させた状態で、水平姿勢で搬入されてきたタイヤＷを下リム４に嵌め込み装填した後、上リム５を下降させてタイヤＷを下リム４と上リム５とで挟持し、その後、タイヤＷに空気を注入して所定圧まで膨張させ、この状態でスピンドル２を駆動回転させ、この時、支持ケーシング３に働く水平荷重の変動を検出することで、タイヤＷの動的釣合いを計測するよう構成されている。
【００２３】
前記主フレーム１は矩形箱状に構成されており、支持ケーシング３の上下２箇所と主フレーム１の側壁１ａとが、平行に水平配備された左右一対ずつのトーションバー６を介して連結されるとともに、支持ケーシング３の上下中間部位と主フレーム１の上壁１ｂとが、鉛直配備された前後一対のトーションバー７を介して連結されている。また、支持ケーシング３の上下２箇所と主フレーム１の側壁１ａとに亘って荷重変動検出用のロードセル８が架設されている。
【００２４】
支持ケーシング３は、上方の筒状部３ａを備え、この筒状部３ａの下部に、対向する一対の板状体３ｂ，３ｂが連設されている。図３に示すように、支持ケーシング３の筒状部３ａに前記スピンドル２が上下２組の軸受け３３を介して鉛直軸心ｘ周りに回動可能に支承されている。
【００２５】
スピンドル２の下端部が、支持ケーシング３の下部の対向する板状体３ｂ，３ｂ間に延出し、その延出端に備えたプーリ９と、主フレーム１の外側に配備された中継プーリ１０とが歯付きのベルト１１を介してスリップなく巻き掛け連動されるとともに、図２に示すように中継プーリ軸１０ａがサーボモータ１２にベルト１３を介してスリップなく巻き掛け連動されている。
【００２６】
なお、スピンドル２とロータリエンコーダ１４とが、ベルト１５を介してスリップなく等速で巻き掛け連動され、スピンドル２の回転位置がロータリエンコーダ１４で検出されるようになっている。
【００２７】
スピンドル２の上部は、図１，図３及び図４に示すように、支持ケーシング３および主フレーム１の上壁１ｂを越えて上方に突出され、その突出部に下リム装着用のフランジ１６が備えられている。このフランジ１６の上面には、自動調芯機能を備えたカップリングであるハースカップリング１７の下側カップリング１７Ａがスピンドル２と同芯にボルト連結されている。また、ハースカップリング１７における上側カップリング１７Ｂが、下リム４の下面に連結したブラケット１８を介して下リム４と同芯にボルト連結されている。
【００２８】
ハースカップリング１７は、上面周部に放射状に歯が形成された下側カップリング１７Ａと、下面周部に放射状に歯が形成された上側カップリング１７Ｂとからなり、両者を上下方向に咬合させることで、下側カップリング１７Ａと上側カップリング１７Ｂとが同芯に結合されるとともに、両者が周方向ならびに前後左右に相対移動しない自動調芯機能を備えるものである。
【００２９】
従って、下リム４をスピンドル２の上方から下降させ、上側カップリング１７Ｂをフランジ１６上の下側カップリング１７Ａに載せつけて咬合させるだけで、ハースカップリング１７の自動調芯機能によって下リム４は高い精度、かつ、再現性よくスピンドル２と同芯状態となる。このように下リム４とスピンドル２とは、高い精度で同芯に結合されるので、芯出し作業が不要となる。しかも、高い再現性で同芯に結合されるので、タイヤバランス測定装置自体の回転部分のアンバラス量を補正するための校正作業を再び行う必要がない。
【００３０】
上記のようにしてスピンドル２と同芯に装着した下リム４をスピンドル２に連結固定する一対のチャック機構１９が、図４におけるＡ-Ａ断面図である図５に示すように、スピンドル２の軸心ｘに対して対角位置に備えられている。
【００３１】
図４，５に示すように、このチャック機構１９は、下リム４の下面から下方に突出させたロック部材としてのロックピン２０を、前記フランジ１６の外周部に配備固定された支持ケース２１に挿入して、その上方への抜け出しを阻止することで下リム４を連結固定するよう構成されている。
【００３２】
ロックピン２０には、後述の図１０に示すように、環状の係合溝２２が備えられており、他方、支持ケース２１には、図４，図５及び図７に示すようにロックピン２０を上方から挿入可能な支持ボス２３と、この支持ボス２３に外嵌されて上下スライド可能な操作筒２４とが備えられている。
【００３３】
支持ボス２３には係合部材として複数個（この例では４個）のロックボール２５が周方向等ピッチで組み込まれている。ロックボール２５は、内外方向に移動可能に外周から挿入されており、内方に移動すると支持ボス内周からロックボール２４の一部が突出し、外方に移動すると支持ボス内周から外方へ退避するようになっている。なお、支持ボス２３に形成されたボール挿入孔の内端はボール径より若干小さくなっており、ロックボール２５が支持ボス内に落ち込むことはない。
【００３４】
前記操作筒２４の内周面には環状溝２６が備えられており、操作筒２４が下方にスライドされると、環状溝２６がロックボール２５より下方に外れて、ロックボール２５の外方移動が操作筒２４によって当接阻止され、操作筒２４が上方にスライドされると、環状溝２６がロックボール２５に対向してロックボール２５の外方への移動空間が形成される。つまり、操作筒２４が下方スライド位置にあると、ロックボール２５が内方突出されたロック状態に保持され、操作筒２４が上方スライド位置にあると、ロックボール２５の外方後退が許容されたロック解除状態となるのである。
【００３５】
従って、図７に示すように、操作筒２４を上方スライド位置に移動させてロック解除状態にすることで、ロックピン２０を支持ボス２３に挿抜することができ、また、ロックピン２０を支持ボス２３に挿入した状態で操作筒２４を下方スライド位置に移動させてロック状態にすると、操作筒２４によって内方に押されたロックボール２５がロックピン２０の係合溝２２に入り込み、ロックピン２０の上方への抜け出しが阻止されて、下リム４の連結状態が維持されるのである。
【００３６】
上記ロックおよびロック解除を行う操作筒２４は駆動スライド操作される。すなわち、操作筒２４の下端から延出した軸部２４ａが下方に突出されるとともに、この軸部２４ａに外嵌装着した圧縮コイルバネ２７によって操作筒２４が下方位置、つまり、ロック位置に向けスライド付勢されている。
【００３７】
なお、図５に示すように、上記のように構成された一対のチャック機構１９の中心を結ぶ対角線が、装置の前後方向に沿った状態にある時の回動位相をスピンドル２および下リム４の基準位置ｓとしている。
【００３８】
図６に示すように、主フレーム１の上壁１ｂには一対のチャック機構操作用のアクチュエータとしてエアシリンダ２８が上向きに配備されている。このエアシリンダ２８は、図５に示すように、スピンドル２が上記基準位置ｓから反時計回り方向に所定角度θ（この例では４５度）だけ回転した位相にある時、シリンダ中心上に操作筒２４の軸部２４ａが位置するよう設置されており、スピンドル２がこの回転位相にある状態で、エアシリンダ２８のピストンロッド２８ａを上方に突出作動させて軸部２４ａを突き上げ操作することで、操作筒２４を圧縮コイルバネ２７に抗して上方スライド位置に移動させてチャック機構１９をロック解除状態にすることができ、この状態でロックピン２０の挿抜が可能となる。
【００３９】
なお、図４，６に示すように、ピストンロッド２８ａに連結したステー２９には磁性金属からなる一対の検知片３０が備えられるとともに、各検知片３０の接近を感知する上下一対の近接スイッチ３１ａ，３１ｂが主フレームの上壁１ｂに配備されており、ピストンロッド２８ａの位置検知からチャック機構１９がロック状態およびロック解除状態のいずれにあるかが判別されるようになっている。
【００４０】
スピンドル２は筒軸状に構成されており、図３，図４及び図７に示すように、上リム５の中心から下方に延出された連結軸３５が挿入されるフランジ付き筒軸３６がスピンドル２の上端部に同芯に連結固定されるとともに、このフランジ付き筒軸３６における上下２箇所に、図５に示すように周方向一定ピッチで複数個（この例では８個）ずつロックボール３７が組み込まれている。
【００４１】
連結軸３５の下部外周には、図７，図８に示すように上下２組のロックボール群が入り込む環状の係合溝３８が一定のピッチで多数形成されている。なお、連結軸３５の上端には、図示されていない昇降装置のチャック機構に把持されて吊下げ保持される把持軸３９が連結されるとともに、リム交換時に利用する下リム支持軸４０が連結軸３５に外嵌連結されており、この下リム支持軸４０の機能については後述する。
【００４２】
前記ロックボール３７は、内外方向に移動可能に外周から挿入されており、内方に移動するとフランジ付き筒軸３６の内周にロックボール３７の一部が突出し、連結軸３５が挿入されている場合にはロックボール３７が連結軸３５の係合溝３８に入り込む。また、ロックボール３７が外方に移動すると、フランジ付き筒軸３６の内周から外方へ退避し、連結軸３８の挿抜が許容されるようになっている。なお、ボール挿入孔の内端はボール径より若干小さくなっており、連結軸３５が挿入されていない状態でもロックボール３７がフランジ付き筒軸３６の内部に落ち込むことはない。
【００４３】
フランジ付き筒軸３６の外側には、図４，図７に示すように操作筒軸４１が上下スライド可能に外嵌配備されている。この操作筒軸４１の内周面における上下２箇所には環状溝４２が備えられており、操作筒軸４１が下方にスライドされると、各環状溝４２がロックボール３７より下方に外れ、操作筒軸４１でロックボール３７の外方移動が当接阻止される。また、操作筒軸４１が上方にスライドされると、各環状溝４２がロックボール３７に対向し、ロックボール３７の外方への移動空間が形成される。つまり、操作筒軸４１が下方スライド位置にあると、ロックボール３７が内方突出されたロック状態に保持され、操作筒軸４１が上方スライド位置にあると、ロックボール３７の外方後退が許容されたロック解除状態となるのである。
【００４４】
図３に示すように操作筒軸４１の下端からは小径軸部４１ａが延出されて支持ケーシング３の下部の対向する板状体３ｂ，３ｂ間まで延びている。操作筒軸４１及び小径軸部４１ａは、スピンドル２の中空内部に所定のストロークで摺動可能に挿入されている。小径軸部４１ａの外周には圧縮コイルバネ４３が外嵌装着されており、バネ上端がスピンドル側のバネ受けカラー４４に支持されるとともに、バネ下端が小径軸部４１ａのばね受けカラー４５に支持されている。従って、この圧縮コイルバネ４３の弾発力によって操作筒軸４１が下方のロック位置に向けてスライド付勢されている。
【００４５】
また、小径軸部４１ａの内部には、操作筒軸４１の内部に連通する通気孔４６が形成されているとともに、図示されていない加圧空気供給装置に連通接続されたロータリジョイント４７が小径軸部４１ａの下端部に装備されており、上下リム間に装填したタイヤＷを膨張するための加圧空気を、ロータリジョイント４７および小径軸部４１ａの通気孔４６を経て操作筒軸４１の内部に供給することができるようになっている。
【００４６】
小径軸部４１ａの下端近くには操作フランジ４１ｂが備えられるとともに、支持ケーシング３における対向する板状体３ｂ，３ｂ間には、エアシリンダ４８で上下移動される操作部材４９が配備されており、エアシリンダ４８を突出作動させて操作部材４９を上方に移動させると、操作部材４９によって操作フランジ４１ｂが突き上げ操作され、操作筒軸４１が圧縮コイルバネ４３に抗して上方にスライドされ、上記したロック解除状態がもたらされる。
【００４７】
次に、図８及び図１０に示すように上リム５の連結軸３５に外嵌連結された前記下リム支持軸４０について説明する。この下リム支持軸４０の下端部には、４本のフランジ爪５０が放射状に設けられている。この場合、上リム５の把持軸３９は周方向で一定の向きで把持されているので、上リム５の昇降にかかわらずフランジ爪５０の周方向姿勢は不変である。
【００４８】
他方、下リム４の中央開口部位には内向きフランジ部材５１が固着されるとともに、この内向きフランジ部材５１の内周には、図９に示すようにフランジ爪５０の通過を許容する４個の切欠き凹部５２が形成されている。
【００４９】
そして、図９（ａ）に示すように、スピンドル２が予め設定された基準位置ｓにあると、フランジ爪５０と切欠き凹部５２とが一致して、フランジ爪５０を内向きフランジ部材５１の上下に通過移動させることができ、上リム５だけを昇降させることができる。また、図９（ｂ）に示すように、フランジ爪５０を内向きフランジ部材５１の下まで下降させた状態でスピンドル２を上記基準位置ｓから反時計回り方向に所定角度θだけ回動させることで、内向きフランジ部材５１をフランジ爪５０で下方から係合することができ、この状態では上リム５を上昇させることで下リム４をフランジ爪５０に引っ掛け支持して一体上昇させることができる。
【００５０】
なお、フランジ爪５０の上面にはキー５０ａが突設されるとともに、内向きフランジ部材５１の下面には、前記キー５０ａが係入される溝５１ａが放射状に形成されており、内向きフランジ部材５１がフランジ爪５０に引っ掛けられて下リム４が持ち上げられる時、キー５０ａと溝５１ａとの係合によって、下リム４が不用意に位置ずれ回動することがないように構成されている。
【００５１】
タイヤバランス測定装置の主要部は以上のように構成されており、次に、その作動およびタイヤサイズの変更に伴うリム交換作動について説明する。
【００５２】
〔タイヤ測定作動〕
（１）初期セット状態では、下リム４がスピンドル２に同芯に連結固定されて上記した基準位置にある。この時、上リム５は下リム４から上方に大きく離れた待機位置に上昇している。
【００５３】
（２）図示されていないが、タイヤバランス測定装置の左右にはローラ式の搬入搬出コンベアが備えられており、測定対象のタイヤＷが水平姿勢で搬入された後、水平に揺動移動する押圧ローラ群によって位置決めされ、タイヤＷの下側ビード部が下リム４に嵌合される。
【００５４】
（３）次に、待機位置の上リム５が下降される。この場合、スピンドル側では操作筒軸４１がエアシリンダ４８によって上記のように上方にスライド操作されてロック解除状態にある。従って、上リム５の連結軸３５はフランジ付き筒軸３６に挿入することができるとともに、フランジ爪５０は基準位置にある下リム４の内向きフランジ部材５１を下方に通過することができる。
【００５５】
（４）上リム５が装着したタイヤの幅に対応して予め設定された高さ位置に至るとその下降が停止され、その後、エアシリンダ４８が後退作動して操作筒軸４１が下方のロック位置に付勢スライドする。ここで、連結軸３５に形成した係合溝３８のピッチはタイヤサイズの変更ピッチに対応されているので、上下２組のロックボール３７はそれぞれいずれかの係合溝３８に対向し、下方スライドする操作筒軸４１に押されてロックボール３７が対応する係合溝３８に係合される。これによって上リム５の上下方向での位置決めロックが完了する。
【００５６】
（５）次に、スピンドル２に加圧空気が供給され、供給された加圧空気は、図１０に示すように連結軸３５の内部に沿って形成された通気路５３、その奥端に形成した放射状の通気孔５４、および、下リム支持軸４０に形成した通気孔５５を経てタイヤＷの内部に供給される。
【００５７】
（６）タイヤＷが所定の圧まで膨張されると加圧空気の供給が停止され、その後、サーボモータ１２が起動されてスピンドル２が回転され、上下リム４，５で挟持されたタイヤＷを所定の速度で回転したときにアンバランスにより発生する水平方向の遠心力が、支持ケーシング３に連結された上下のロードセル８で検出される。検出されたデータはロータリエンコ−ダ１４からの回転位置情報とともに演算処理装置に伝達され、タイヤＷの動的釣合いが演算されるとともに、軽点位置などの演算がなされる。
【００５８】
（７）測定が終了すると、下リム４が元の基準位置に戻されるようにスピンドル２が回転制御されるとともに、タイヤＷの空気が抜かれる。その後、エアシリンダ４８によって操作筒軸４１が再び上方移動されてロック解除状態がもたらされる。次に、上リム５が上昇制御され、連結軸３５がフランジ付き筒軸３６から抜き出されてゆくとともに、フランジ爪５０も内向きフランジ部材５１を通過し、上リム５は元の待機位置に復帰して次の測定処理に備えられる。
【００５９】
（８）測定を終えたタイヤＷはコンベアに移載されて搬出され、これで１回の測定が完了し、以後、新たなタイヤ搬入のつど上記手順を順次繰り返す。
【００６０】
〔リム交換作動〕
（１）測定対象となるタイタＷのサイズ変更に伴って上下リム４，５の交換が必要となった場合、先ず、下リム４を上記基準位置に回転制御し、かつ、エアシリンダ４８を突出作動させた上記ロック解除状態にし、この状態で、フランジ爪５０が内向きフランジ部材５１を下方に通過するまで上リム５を下降させる。
【００６１】
（２）次に、スピンドル２を回転制御して、下リム４だけを上記基準位置ｓから所定角度θ（４５度）だけ反時計回り方向に回転させる。これによって、図９（ｂ）に示すように、フランジ爪５０が内向きフランジ部材５１における隣接する切欠き凹部５２の中間に位置する状態となる。また、下リム４が基準位置ｓから所定角度θだけ回転させることで、下リム４を固定しているチャック機構１９がエアシリンダ２８の直上に位置される。
【００６２】
（３）次に、エアシリンダ２８を突出作動させてチャック機構１９のロックを解除して、ロックピン２０を抜き出し可能な状態にする。
【００６３】
（４）このロック解除状態のまま上リム５を上昇させることで、図１０に示すように、フランジ爪５０と内向きフランジ部材５１との係合によって引っ掛け支持された下リム４は上リム５と共に上昇される。
【００６４】
（５）上リム５が待機位置まで上昇されると、予め用意されている別サイズの上下リムが軸心ｘ上に入れ替えセットされる。この入れ替えセットにはターレット方式が採用される。この方式では、昇降部材の周方向複数位置にそれぞれ把持機構を備えて、各把持機構に異なったサイズの上下リム（下リムは上リムに吊下げ支持）を装着しておき、昇降部材を旋回させて使用するリムの取替えを行う。なお、各把持機構に支持された下リム４は、上記した基準位置ｓから所定角度θだけ反時計回り方向に回動した回動位相にセットしておく。
【００６５】
（６）昇降装置でのリム取替えが完了すると、昇降装置を下降作動させて上下リム４，５をスピンドル２上に搬入する。下降してきた下リム４の下部には、歯を下向きにした上側カップリング１７Ｂが備えられており、この上側カップリング１７Ｂが、スピンドル２の上部に歯を上向きにして備えられたた下側カップリング１７Ａに載置され、歯同士の咬合によって上側カップリング１７Ｂが下側カップリング１７Ａに対して同芯に咬合連結される。
【００６６】
なお、図６に示すように、主フレーム１の上面には、ハースカップリング１７の咬合部位を水平に横断するよう光路を設定した投光用光ファイバー５６と受光用光ファイバー５７が対向配備されており、咬合部位に大きい隙間が発生していると、光の通過感知によって咬合不良が検知されて以後の作動が自動停止されるとともに、警報作動等の処理が行われるようになっている。この咬合不良の検知は、測定終了の後、上リム５が上昇される際に、上リム５および下リム４へのタイヤビード部の強い貼り付けによって、下リム４がタイヤＷを介して上リム５と一体に持ち上げられようとし、ハースカップリング１７の咬合部位に大きい隙間が発生した場合の検知に有効である。
【００６７】
（７）また、基準位置ｓから反時計回り方向に所定角度θだけ回動した姿勢にしてある下リム４のロックピン２０はチャック機構１９に対向し、かつ、この時、チャック機構１９はエアシリンダ２８によって予めロック解除状態にあり、下リム４の下降に伴ってロックピン２０がチャック機構１９に円滑に挿入される。
【００６８】
（８）下リム４が下限まで下降してロックピン２０がチャック機構１９に挿入されると、エアシリンダ２８の退入作動によってチャック機構１９はロック状態となり、ハースカップリング１７によってスピンドル２に芯合わせ連結された下リム４の固定が完了する。
【００６９】
（９）この場合、下リム４が下限まで下降した後も、フランジ５０が内向きフランジ部材２１を下方に通過するまで上リム５は更に下降される。
【００７０】
（１０）以上の下リム固定作動が完了すると、スピンドル２および下リム４が逆向き（時計回り方向）に所定角度θだけ回転制御されて再び基準位置ｓに戻され、これによって、フランジ爪５０が内向きフランジ部材５１を上下に通過できる状態となる。
【００７１】
（１１）その後、上リム５を待機位置まで大きく上昇させることで、リム交換が終了する。
【００７２】
（他の実施形態）
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。
【００７３】
（１）上記実施形態のチャック機構１９は、ロック状態に付勢した操作筒２４をエアシリンダ２８でロック解除方向に駆動移動させて係合部材としてのロックボール２５の移動を制御する構造としているが、その他種々の形態を選択することができる。例えば、スライド式のロック軸や、回動式のフック部材などの係合部材を直接にエアシリンダ、電磁ソレノイド、モータなどのアクチュエータで駆動移動させる構造とすることもできる。
【００７４】
（２）本発明は、アクチュエータを自動制御あるいは遠隔制御してリムを自動的に交換する場合に限らず、作業者が下リムを持ってきて交換するような手動によるリムの交換にも適用できるものであり、この場合にも、芯出し作業、再校正作業やボルト締め作業が不要となる。
【００７５】
（３）上記実施形態では、上リム５の昇降を利用して下リムをも搬入搬出するようにしているが、下リム４の搬入搬出を専用の別手段で行う形態とすることもできる。
【００７６】
（４）ハースカップリング１７の咬合不良を検知する手段として、リミットスイッチや近接スイッチなどの接触式あるいは非接触式の位置センサを用いることも可能である。
【符号の説明】
【００７７】
２ スピンドル
４ 下リム
５ 上リム
１９ チャック機構
２０ ロック部材（ロックピン）
２５ 係合部材（ロックボール）
２８ アクチュエータ（エアシリンダ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤバランス測定装置におけるリム交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤの動的釣合いを測定するタイヤバランス測定装置（ダイナミックバランサ）においては、測定対象のタイヤを、スピンドルに連結固定された下リムに搬入装填した後、上方に待機している上リムを昇降装置によって下降させ、下リムと上リムとで上下から挟持した状態でタイヤに空気を注入して膨張させ、スピンドルを駆動回転することでタイヤの動的釣合いを測定するよう構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１５０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなタイヤバランス測定装置では、測定するタイヤのサイズを変更する場合に、上下のリムを交換する必要がある。従来、下リムはスピンドルにボルトで連結されており、下リムの交換に際しては、スピンドルに下リムをボルトで仮り締め装着した後、下リムを回動させながらダイヤルゲージを用いて芯出しを行い、その後、ボルトを締め直して下リムをスピンドルに連結固定している。このように下リムをスピンドルにボルトで連結固定すると、タイヤバランス測定装置自体の回転部分のアンバランス状態が変化するので、精度の高い測定を行うためには、再び校正作業を行う必要がある。この校正作業では、上リムまたは下リムに所定重量の錘を取付けた状態でそれぞれ動的釣合いを測定するといった作業が必要となり、面倒である。
【０００５】
このように従来のリム交換では、下リムの芯出し作業や再校正作業が必要であり、手間と時間がかかり、測定装置や測定ラインの稼働効率が低下していた。
【０００６】
本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、手間や時間のかかる芯出し固定作業や再校正作業を要することなく、リムの交換を簡単かつ速やかに行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、次のように構成している。
【０００８】
（１）本発明は、タイヤを挟持した上リムと下リムとを、下リムに連結したスピンドルで駆動回転させてタイヤの動的釣合いを測定するタイヤバランス測定装置におけるリム交換装置であって、
前記スピンドルに自動調芯機能を有するカップリングの下側カップリングを同芯に連結固定する一方、前記下リムに前記カップリングの上側カップリングを同芯に連結固定し、下リムの上側カップリングをスピンドルの下側カップリングに咬合するとともに、スピンドルに対する下リムの上方離脱をチャック機構で阻止するものである。
【０００９】
自動調芯機能を有するカップリングとしては、例えば、カービックカップリングやハースカップリング（商品名）を用いることができる。
【００１０】
本発明によると、下リムをスピンドル上で下降させて、スピンドル上に取り付けてある下側カップリングに載置するだけで、下リムに取り付けてある上側カップリングがスピンドル上の下側カップリングに咬合し、カップリングの自動調芯機能によって下リムは正確に芯合わせされた状態となり、その後、チャック機構を用いて下リムの固定を行うことで、下リムのスピンドルへの連結固定が完了する。このようにカップリングの自動調芯機能によって、正確な芯合せを再現性よく行うことができるので、芯出し作業および再校正作業が不要となる。また、チャック機構によって下リムをチャックするので、下リムを固定するためのボルト締め作業が不要となる。
【００１１】
（２）本発明の好ましい実施態様では、前記チャック機構を、前記下リムに備えたロック部材に、前記スピンドル側に備えた係合部材を係合させる。
【００１２】
この実施態様によると、下リムを、カップリングを介して芯合わせ載置した後、ボルト締め操作のような手間と時間を要することなく、下リムのスピンドルへの連結固定を短時間で行うことができ、リム交換による測定作業休止時間を短くして、測定ラインの稼働効率を高めることができる。
【００１３】
（３）本発明の他の実施態様では、前記係合部材をアクチュエータで駆動操作するようにしている。
【００１４】
この実施態様によると、アクチュエータを自動制御あるいは遠隔制御して、リムのスピンドルへの固定あるいは解除を一層極短時間で行うことができ、リム交換時間の短縮化に寄与する。
【００１５】
（４）本発明の更に他の実施態様では、前記カップリングの咬合不良を検知する検知手段を備えている。
【００１６】
この実施態様によると、咬合不良の検知に基づいて、以降の作動の自動停止や報知を行わせるといったことが可能となる。
【００１７】
（５）本発明の他の実施態様では、昇降される前記上リムによって前記下リムを吊下げ支持可能としている。
【００１８】
この実施態様によると、タイヤを上下リムで挟持するために本来備えられている上リムの昇降作動を利用して、リム交換時における下リムの搬出および搬入を行うことができ、下リムの専用の搬入搬出手段は不要となる。
【発明の効果】
【００１９】
このように、本発明によれば、リム交換を、手間のかかる煩わしい芯出し作業、再校正作業やボルト締め作業を要することなく簡単かつ速やかに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】タイヤバランス測定装置の側面図である。
【図２】タイヤバランス測定装置の横断平面図である。
【図３】タイヤバランス測定装置の主要部を示す縦断正面図である。
【図４】下リム連結部位を示す縦断正面図である。
【図５】図４におけるＡ-Ａ断面図である。
【図６】主フレームの上面を示す平面図である。
【図７】リム連結ロックが解除された状態を示す要部の縦断正面図である。
【図８】上リム単体の縦断正面図である。
【図９】下リムの引っ掛け部位を示す平面図であり、（ａ）は引っ掛け解除状態、（ｂ）は引っ掛け状態を示す。
【図１０】上リムで下リムを引っ掛け支持した状態を示す縦断正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１にタイヤバランス測定装置の側面図が、図２にその横断平面図が、また、図３にその主要部を縦断した正面図がそれぞれ示されている。このタイヤバランス測定装置は、立設固定された主フレーム１の中央部位に、スピンドル２を鉛直に挿通支持した筒軸状の支持ケーシング３を配備し、主フレーム１の上面から突出したスピンドル２の上部に下リム４を連結するとともに、下リム４に所定の間隔をもって対向される上リム５を昇降自在に配備している。この上リム５を上方に待機させた状態で、水平姿勢で搬入されてきたタイヤＷを下リム４に嵌め込み装填した後、上リム５を下降させてタイヤＷを下リム４と上リム５とで挟持し、その後、タイヤＷに空気を注入して所定圧まで膨張させ、この状態でスピンドル２を駆動回転させ、この時、支持ケーシング３に働く水平荷重の変動を検出することで、タイヤＷの動的釣合いを計測するよう構成されている。
【００２３】
前記主フレーム１は矩形箱状に構成されており、支持ケーシング３の上下２箇所と主フレーム１の側壁１ａとが、平行に水平配備された左右一対ずつのトーションバー６を介して連結されるとともに、支持ケーシング３の上下中間部位と主フレーム１の上壁１ｂとが、鉛直配備された前後一対のトーションバー７を介して連結されている。また、支持ケーシング３の上下２箇所と主フレーム１の側壁１ａとに亘って荷重変動検出用のロードセル８が架設されている。
【００２４】
支持ケーシング３は、上方の筒状部３ａを備え、この筒状部３ａの下部に、対向する一対の板状体３ｂ，３ｂが連設されている。図３に示すように、支持ケーシング３の筒状部３ａに前記スピンドル２が上下２組の軸受け３３を介して鉛直軸心ｘ周りに回動可能に支承されている。
【００２５】
スピンドル２の下端部が、支持ケーシング３の下部の対向する板状体３ｂ，３ｂ間に延出し、その延出端に備えたプーリ９と、主フレーム１の外側に配備された中継プーリ１０とが歯付きのベルト１１を介してスリップなく巻き掛け連動されるとともに、図２に示すように中継プーリ軸１０ａがサーボモータ１２にベルト１３を介してスリップなく巻き掛け連動されている。
【００２６】
なお、スピンドル２とロータリエンコーダ１４とが、ベルト１５を介してスリップなく等速で巻き掛け連動され、スピンドル２の回転位置がロータリエンコーダ１４で検出されるようになっている。
【００２７】
スピンドル２の上部は、図１，図３及び図４に示すように、支持ケーシング３および主フレーム１の上壁１ｂを越えて上方に突出され、その突出部に下リム装着用のフランジ１６が備えられている。このフランジ１６の上面には、自動調芯機能を備えたカップリングであるハースカップリング１７の下側カップリング１７Ａがスピンドル２と同芯にボルト連結されている。また、ハースカップリング１７における上側カップリング１７Ｂが、下リム４の下面に連結したブラケット１８を介して下リム４と同芯にボルト連結されている。
【００２８】
ハースカップリング１７は、上面周部に放射状に歯が形成された下側カップリング１７Ａと、下面周部に放射状に歯が形成された上側カップリング１７Ｂとからなり、両者を上下方向に咬合させることで、下側カップリング１７Ａと上側カップリング１７Ｂとが同芯に結合されるとともに、両者が周方向ならびに前後左右に相対移動しない自動調芯機能を備えるものである。
【００２９】
従って、下リム４をスピンドル２の上方から下降させ、上側カップリング１７Ｂをフランジ１６上の下側カップリング１７Ａに載せつけて咬合させるだけで、ハースカップリング１７の自動調芯機能によって下リム４は高い精度、かつ、再現性よくスピンドル２と同芯状態となる。このように下リム４とスピンドル２とは、高い精度で同芯に結合されるので、芯出し作業が不要となる。しかも、高い再現性で同芯に結合されるので、タイヤバランス測定装置自体の回転部分のアンバラス量を補正するための校正作業を再び行う必要がない。
【００３０】
上記のようにしてスピンドル２と同芯に装着した下リム４をスピンドル２に連結固定する一対のチャック機構１９が、図４におけるＡ-Ａ断面図である図５に示すように、スピンドル２の軸心ｘに対して対角位置に備えられている。
【００３１】
図４，５に示すように、このチャック機構１９は、下リム４の下面から下方に突出させたロック部材としてのロックピン２０を、前記フランジ１６の外周部に配備固定された支持ケース２１に挿入して、その上方への抜け出しを阻止することで下リム４を連結固定するよう構成されている。
【００３２】
ロックピン２０には、後述の図１０に示すように、環状の係合溝２２が備えられており、他方、支持ケース２１には、図４，図５及び図７に示すようにロックピン２０を上方から挿入可能な支持ボス２３と、この支持ボス２３に外嵌されて上下スライド可能な操作筒２４とが備えられている。
【００３３】
支持ボス２３には係合部材として複数個（この例では４個）のロックボール２５が周方向等ピッチで組み込まれている。ロックボール２５は、内外方向に移動可能に外周から挿入されており、内方に移動すると支持ボス内周からロックボール２４の一部が突出し、外方に移動すると支持ボス内周から外方へ退避するようになっている。なお、支持ボス２３に形成されたボール挿入孔の内端はボール径より若干小さくなっており、ロックボール２５が支持ボス内に落ち込むことはない。
【００３４】
前記操作筒２４の内周面には環状溝２６が備えられており、操作筒２４が下方にスライドされると、環状溝２６がロックボール２５より下方に外れて、ロックボール２５の外方移動が操作筒２４によって当接阻止され、操作筒２４が上方にスライドされると、環状溝２６がロックボール２５に対向してロックボール２５の外方への移動空間が形成される。つまり、操作筒２４が下方スライド位置にあると、ロックボール２５が内方突出されたロック状態に保持され、操作筒２４が上方スライド位置にあると、ロックボール２５の外方後退が許容されたロック解除状態となるのである。
【００３５】
従って、図７に示すように、操作筒２４を上方スライド位置に移動させてロック解除状態にすることで、ロックピン２０を支持ボス２３に挿抜することができ、また、ロックピン２０を支持ボス２３に挿入した状態で操作筒２４を下方スライド位置に移動させてロック状態にすると、操作筒２４によって内方に押されたロックボール２５がロックピン２０の係合溝２２に入り込み、ロックピン２０の上方への抜け出しが阻止されて、下リム４の連結状態が維持されるのである。
【００３６】
上記ロックおよびロック解除を行う操作筒２４は駆動スライド操作される。すなわち、操作筒２４の下端から延出した軸部２４ａが下方に突出されるとともに、この軸部２４ａに外嵌装着した圧縮コイルバネ２７によって操作筒２４が下方位置、つまり、ロック位置に向けスライド付勢されている。
【００３７】
なお、図５に示すように、上記のように構成された一対のチャック機構１９の中心を結ぶ対角線が、装置の前後方向に沿った状態にある時の回動位相をスピンドル２および下リム４の基準位置ｓとしている。
【００３８】
図６に示すように、主フレーム１の上壁１ｂには一対のチャック機構操作用のアクチュエータとしてエアシリンダ２８が上向きに配備されている。このエアシリンダ２８は、図５に示すように、スピンドル２が上記基準位置ｓから反時計回り方向に所定角度θ（この例では４５度）だけ回転した位相にある時、シリンダ中心上に操作筒２４の軸部２４ａが位置するよう設置されており、スピンドル２がこの回転位相にある状態で、エアシリンダ２８のピストンロッド２８ａを上方に突出作動させて軸部２４ａを突き上げ操作することで、操作筒２４を圧縮コイルバネ２７に抗して上方スライド位置に移動させてチャック機構１９をロック解除状態にすることができ、この状態でロックピン２０の挿抜が可能となる。
【００３９】
なお、図４，６に示すように、ピストンロッド２８ａに連結したステー２９には磁性金属からなる一対の検知片３０が備えられるとともに、各検知片３０の接近を感知する上下一対の近接スイッチ３１ａ，３１ｂが主フレームの上壁１ｂに配備されており、ピストンロッド２８ａの位置検知からチャック機構１９がロック状態およびロック解除状態のいずれにあるかが判別されるようになっている。
【００４０】
スピンドル２は筒軸状に構成されており、図３，図４及び図７に示すように、上リム５の中心から下方に延出された連結軸３５が挿入されるフランジ付き筒軸３６がスピンドル２の上端部に同芯に連結固定されるとともに、このフランジ付き筒軸３６における上下２箇所に、図５に示すように周方向一定ピッチで複数個（この例では８個）ずつロックボール３７が組み込まれている。
【００４１】
連結軸３５の下部外周には、図７，図８に示すように上下２組のロックボール群が入り込む環状の係合溝３８が一定のピッチで多数形成されている。なお、連結軸３５の上端には、図示されていない昇降装置のチャック機構に把持されて吊下げ保持される把持軸３９が連結されるとともに、リム交換時に利用する下リム支持軸４０が連結軸３５に外嵌連結されており、この下リム支持軸４０の機能については後述する。
【００４２】
前記ロックボール３７は、内外方向に移動可能に外周から挿入されており、内方に移動するとフランジ付き筒軸３６の内周にロックボール３７の一部が突出し、連結軸３５が挿入されている場合にはロックボール３７が連結軸３５の係合溝３８に入り込む。また、ロックボール３７が外方に移動すると、フランジ付き筒軸３６の内周から外方へ退避し、連結軸３８の挿抜が許容されるようになっている。なお、ボール挿入孔の内端はボール径より若干小さくなっており、連結軸３５が挿入されていない状態でもロックボール３７がフランジ付き筒軸３６の内部に落ち込むことはない。
【００４３】
フランジ付き筒軸３６の外側には、図４，図７に示すように操作筒軸４１が上下スライド可能に外嵌配備されている。この操作筒軸４１の内周面における上下２箇所には環状溝４２が備えられており、操作筒軸４１が下方にスライドされると、各環状溝４２がロックボール３７より下方に外れ、操作筒軸４１でロックボール３７の外方移動が当接阻止される。また、操作筒軸４１が上方にスライドされると、各環状溝４２がロックボール３７に対向し、ロックボール３７の外方への移動空間が形成される。つまり、操作筒軸４１が下方スライド位置にあると、ロックボール３７が内方突出されたロック状態に保持され、操作筒軸４１が上方スライド位置にあると、ロックボール３７の外方後退が許容されたロック解除状態となるのである。
【００４４】
図３に示すように操作筒軸４１の下端からは小径軸部４１ａが延出されて支持ケーシング３の下部の対向する板状体３ｂ，３ｂ間まで延びている。操作筒軸４１及び小径軸部４１ａは、スピンドル２の中空内部に所定のストロークで摺動可能に挿入されている。小径軸部４１ａの外周には圧縮コイルバネ４３が外嵌装着されており、バネ上端がスピンドル側のバネ受けカラー４４に支持されるとともに、バネ下端が小径軸部４１ａのばね受けカラー４５に支持されている。従って、この圧縮コイルバネ４３の弾発力によって操作筒軸４１が下方のロック位置に向けてスライド付勢されている。
【００４５】
また、小径軸部４１ａの内部には、操作筒軸４１の内部に連通する通気孔４６が形成されているとともに、図示されていない加圧空気供給装置に連通接続されたロータリジョイント４７が小径軸部４１ａの下端部に装備されており、上下リム間に装填したタイヤＷを膨張するための加圧空気を、ロータリジョイント４７および小径軸部４１ａの通気孔４６を経て操作筒軸４１の内部に供給することができるようになっている。
【００４６】
小径軸部４１ａの下端近くには操作フランジ４１ｂが備えられるとともに、支持ケーシング３における対向する板状体３ｂ，３ｂ間には、エアシリンダ４８で上下移動される操作部材４９が配備されており、エアシリンダ４８を突出作動させて操作部材４９を上方に移動させると、操作部材４９によって操作フランジ４１ｂが突き上げ操作され、操作筒軸４１が圧縮コイルバネ４３に抗して上方にスライドされ、上記したロック解除状態がもたらされる。
【００４７】
次に、図８及び図１０に示すように上リム５の連結軸３５に外嵌連結された前記下リム支持軸４０について説明する。この下リム支持軸４０の下端部には、４本のフランジ爪５０が放射状に設けられている。この場合、上リム５の把持軸３９は周方向で一定の向きで把持されているので、上リム５の昇降にかかわらずフランジ爪５０の周方向姿勢は不変である。
【００４８】
他方、下リム４の中央開口部位には内向きフランジ部材５１が固着されるとともに、この内向きフランジ部材５１の内周には、図９に示すようにフランジ爪５０の通過を許容する４個の切欠き凹部５２が形成されている。
【００４９】
そして、図９（ａ）に示すように、スピンドル２が予め設定された基準位置ｓにあると、フランジ爪５０と切欠き凹部５２とが一致して、フランジ爪５０を内向きフランジ部材５１の上下に通過移動させることができ、上リム５だけを昇降させることができる。また、図９（ｂ）に示すように、フランジ爪５０を内向きフランジ部材５１の下まで下降させた状態でスピンドル２を上記基準位置ｓから反時計回り方向に所定角度θだけ回動させることで、内向きフランジ部材５１をフランジ爪５０で下方から係合することができ、この状態では上リム５を上昇させることで下リム４をフランジ爪５０に引っ掛け支持して一体上昇させることができる。
【００５０】
なお、フランジ爪５０の上面にはキー５０ａが突設されるとともに、内向きフランジ部材５１の下面には、前記キー５０ａが係入される溝５１ａが放射状に形成されており、内向きフランジ部材５１がフランジ爪５０に引っ掛けられて下リム４が持ち上げられる時、キー５０ａと溝５１ａとの係合によって、下リム４が不用意に位置ずれ回動することがないように構成されている。
【００５１】
タイヤバランス測定装置の主要部は以上のように構成されており、次に、その作動およびタイヤサイズの変更に伴うリム交換作動について説明する。
【００５２】
〔タイヤ測定作動〕
（１）初期セット状態では、下リム４がスピンドル２に同芯に連結固定されて上記した基準位置にある。この時、上リム５は下リム４から上方に大きく離れた待機位置に上昇している。
【００５３】
（２）図示されていないが、タイヤバランス測定装置の左右にはローラ式の搬入搬出コンベアが備えられており、測定対象のタイヤＷが水平姿勢で搬入された後、水平に揺動移動する押圧ローラ群によって位置決めされ、タイヤＷの下側ビード部が下リム４に嵌合される。
【００５４】
（３）次に、待機位置の上リム５が下降される。この場合、スピンドル側では操作筒軸４１がエアシリンダ４８によって上記のように上方にスライド操作されてロック解除状態にある。従って、上リム５の連結軸３５はフランジ付き筒軸３６に挿入することができるとともに、フランジ爪５０は基準位置にある下リム４の内向きフランジ部材５１を下方に通過することができる。
【００５５】
（４）上リム５が装着したタイヤの幅に対応して予め設定された高さ位置に至るとその下降が停止され、その後、エアシリンダ４８が後退作動して操作筒軸４１が下方のロック位置に付勢スライドする。ここで、連結軸３５に形成した係合溝３８のピッチはタイヤサイズの変更ピッチに対応されているので、上下２組のロックボール３７はそれぞれいずれかの係合溝３８に対向し、下方スライドする操作筒軸４１に押されてロックボール３７が対応する係合溝３８に係合される。これによって上リム５の上下方向での位置決めロックが完了する。
【００５６】
（５）次に、スピンドル２に加圧空気が供給され、供給された加圧空気は、図１０に示すように連結軸３５の内部に沿って形成された通気路５３、その奥端に形成した放射状の通気孔５４、および、下リム支持軸４０に形成した通気孔５５を経てタイヤＷの内部に供給される。
【００５７】
（６）タイヤＷが所定の圧まで膨張されると加圧空気の供給が停止され、その後、サーボモータ１２が起動されてスピンドル２が回転され、上下リム４，５で挟持されたタイヤＷを所定の速度で回転したときにアンバランスにより発生する水平方向の遠心力が、支持ケーシング３に連結された上下のロードセル８で検出される。検出されたデータはロータリエンコ−ダ１４からの回転位置情報とともに演算処理装置に伝達され、タイヤＷの動的釣合いが演算されるとともに、軽点位置などの演算がなされる。
【００５８】
（７）測定が終了すると、下リム４が元の基準位置に戻されるようにスピンドル２が回転制御されるとともに、タイヤＷの空気が抜かれる。その後、エアシリンダ４８によって操作筒軸４１が再び上方移動されてロック解除状態がもたらされる。次に、上リム５が上昇制御され、連結軸３５がフランジ付き筒軸３６から抜き出されてゆくとともに、フランジ爪５０も内向きフランジ部材５１を通過し、上リム５は元の待機位置に復帰して次の測定処理に備えられる。
【００５９】
（８）測定を終えたタイヤＷはコンベアに移載されて搬出され、これで１回の測定が完了し、以後、新たなタイヤ搬入のつど上記手順を順次繰り返す。
【００６０】
〔リム交換作動〕
（１）測定対象となるタイタＷのサイズ変更に伴って上下リム４，５の交換が必要となった場合、先ず、下リム４を上記基準位置に回転制御し、かつ、エアシリンダ４８を突出作動させた上記ロック解除状態にし、この状態で、フランジ爪５０が内向きフランジ部材５１を下方に通過するまで上リム５を下降させる。
【００６１】
（２）次に、スピンドル２を回転制御して、下リム４だけを上記基準位置ｓから所定角度θ（４５度）だけ反時計回り方向に回転させる。これによって、図９（ｂ）に示すように、フランジ爪５０が内向きフランジ部材５１における隣接する切欠き凹部５２の中間に位置する状態となる。また、下リム４が基準位置ｓから所定角度θだけ回転させることで、下リム４を固定しているチャック機構１９がエアシリンダ２８の直上に位置される。
【００６２】
（３）次に、エアシリンダ２８を突出作動させてチャック機構１９のロックを解除して、ロックピン２０を抜き出し可能な状態にする。
【００６３】
（４）このロック解除状態のまま上リム５を上昇させることで、図１０に示すように、フランジ爪５０と内向きフランジ部材５１との係合によって引っ掛け支持された下リム４は上リム５と共に上昇される。
【００６４】
（５）上リム５が待機位置まで上昇されると、予め用意されている別サイズの上下リムが軸心ｘ上に入れ替えセットされる。この入れ替えセットにはターレット方式が採用される。この方式では、昇降部材の周方向複数位置にそれぞれ把持機構を備えて、各把持機構に異なったサイズの上下リム（下リムは上リムに吊下げ支持）を装着しておき、昇降部材を旋回させて使用するリムの取替えを行う。なお、各把持機構に支持された下リム４は、上記した基準位置ｓから所定角度θだけ反時計回り方向に回動した回動位相にセットしておく。
【００６５】
（６）昇降装置でのリム取替えが完了すると、昇降装置を下降作動させて上下リム４，５をスピンドル２上に搬入する。下降してきた下リム４の下部には、歯を下向きにした上側カップリング１７Ｂが備えられており、この上側カップリング１７Ｂが、スピンドル２の上部に歯を上向きにして備えられたた下側カップリング１７Ａに載置され、歯同士の咬合によって上側カップリング１７Ｂが下側カップリング１７Ａに対して同芯に咬合連結される。
【００６６】
なお、図６に示すように、主フレーム１の上面には、ハースカップリング１７の咬合部位を水平に横断するよう光路を設定した投光用光ファイバー５６と受光用光ファイバー５７が対向配備されており、咬合部位に大きい隙間が発生していると、光の通過感知によって咬合不良が検知されて以後の作動が自動停止されるとともに、警報作動等の処理が行われるようになっている。この咬合不良の検知は、測定終了の後、上リム５が上昇される際に、上リム５および下リム４へのタイヤビード部の強い貼り付けによって、下リム４がタイヤＷを介して上リム５と一体に持ち上げられようとし、ハースカップリング１７の咬合部位に大きい隙間が発生した場合の検知に有効である。
【００６７】
（７）また、基準位置ｓから反時計回り方向に所定角度θだけ回動した姿勢にしてある下リム４のロックピン２０はチャック機構１９に対向し、かつ、この時、チャック機構１９はエアシリンダ２８によって予めロック解除状態にあり、下リム４の下降に伴ってロックピン２０がチャック機構１９に円滑に挿入される。
【００６８】
（８）下リム４が下限まで下降してロックピン２０がチャック機構１９に挿入されると、エアシリンダ２８の退入作動によってチャック機構１９はロック状態となり、ハースカップリング１７によってスピンドル２に芯合わせ連結された下リム４の固定が完了する。
【００６９】
（９）この場合、下リム４が下限まで下降した後も、フランジ５０が内向きフランジ部材２１を下方に通過するまで上リム５は更に下降される。
【００７０】
（１０）以上の下リム固定作動が完了すると、スピンドル２および下リム４が逆向き（時計回り方向）に所定角度θだけ回転制御されて再び基準位置ｓに戻され、これによって、フランジ爪５０が内向きフランジ部材５１を上下に通過できる状態となる。
【００７１】
（１１）その後、上リム５を待機位置まで大きく上昇させることで、リム交換が終了する。
【００７２】
（他の実施形態）
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。
【００７３】
（１）上記実施形態のチャック機構１９は、ロック状態に付勢した操作筒２４をエアシリンダ２８でロック解除方向に駆動移動させて係合部材としてのロックボール２５の移動を制御する構造としているが、その他種々の形態を選択することができる。例えば、スライド式のロック軸や、回動式のフック部材などの係合部材を直接にエアシリンダ、電磁ソレノイド、モータなどのアクチュエータで駆動移動させる構造とすることもできる。
【００７４】
（２）本発明は、アクチュエータを自動制御あるいは遠隔制御してリムを自動的に交換する場合に限らず、作業者が下リムを持ってきて交換するような手動によるリムの交換にも適用できるものであり、この場合にも、芯出し作業、再校正作業やボルト締め作業が不要となる。
【００７５】
（３）上記実施形態では、上リム５の昇降を利用して下リムをも搬入搬出するようにしているが、下リム４の搬入搬出を専用の別手段で行う形態とすることもできる。
【００７６】
（４）ハースカップリング１７の咬合不良を検知する手段として、リミットスイッチや近接スイッチなどの接触式あるいは非接触式の位置センサを用いることも可能である。
【符号の説明】
【００７７】
２ スピンドル
４ 下リム
５ 上リム
１９ チャック機構
２０ ロック部材（ロックピン）
２５ 係合部材（ロックボール）
２８ アクチュエータ（エアシリンダ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを挟持した上リムと下リムとを、下リムに連結したスピンドルで駆動回転させてタイヤの動的釣合いを測定するタイヤバランス測定装置におけるリム交換装置であって、
前記スピンドルに自動調芯機能を有するカップリングの下側カップリングを同芯に連結固定する一方、前記下リムに前記カップリングの上側カップリングを同芯に連結固定し、下リムの上側カップリングをスピンドルの下側カップリングに咬合するとともに、スピンドルに対する下リムの上方離脱をチャック機構で阻止する、
ことを特徴とするタイヤバランス測定装置におけるリム交換装置。
【請求項２】
前記チャック機構を、前記下リムに備えたロック部材に、前記スピンドル側に備えた係合部材を係合させる、
請求項１に記載のタイヤバランス測定装置におけるリム交換装置。
【請求項３】
前記係合部材をアクチュエータで駆動操作する、
請求項２に記載のタイヤバランス測定装置におけるリム交換装置。
【請求項４】
前記カップリングの咬合不良を検知する検知手段を備える、
請求項１ないし３のいずれかに記載のタイヤバランス測定装置におけるリム交換装置。
【請求項５】
昇降される前記上リムによって前記下リムを吊下げ支持可能とした、
請求項１ないし４のいずれかに記載のタイヤバランス測定装置におけるリム交換装置。
【請求項１】
タイヤを挟持した上リムと下リムとを、下リムに連結したスピンドルで駆動回転させてタイヤの動的釣合いを測定するタイヤバランス測定装置におけるリム交換装置であって、
前記スピンドルに自動調芯機能を有するカップリングの下側カップリングを同芯に連結固定する一方、前記下リムに前記カップリングの上側カップリングを同芯に連結固定し、下リムの上側カップリングをスピンドルの下側カップリングに咬合するとともに、スピンドルに対する下リムの上方離脱をチャック機構で阻止する、
ことを特徴とするタイヤバランス測定装置におけるリム交換装置。
【請求項２】
前記チャック機構を、前記下リムに備えたロック部材に、前記スピンドル側に備えた係合部材を係合させる、
請求項１に記載のタイヤバランス測定装置におけるリム交換装置。
【請求項３】
前記係合部材をアクチュエータで駆動操作する、
請求項２に記載のタイヤバランス測定装置におけるリム交換装置。
【請求項４】
前記カップリングの咬合不良を検知する検知手段を備える、
請求項１ないし３のいずれかに記載のタイヤバランス測定装置におけるリム交換装置。
【請求項５】
昇降される前記上リムによって前記下リムを吊下げ支持可能とした、
請求項１ないし４のいずれかに記載のタイヤバランス測定装置におけるリム交換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−３６９５２（Ｐ２０１３−３６９５２Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５５７０（Ｐ２０１１−１７５５７０）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
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