タイヤ及びホイールの取付システム並びに方法
【課題】 タイヤとホイールを少なくとも部分的に合体させてなる組立構造体を形成するシステムの提供。
【解決手段】 本発明に係るシステムは、主要発動機を用いて、タイヤとホイールを運搬する段階と、主要発動機を用いて、タイヤとホイールのうち少なくとも一方に力を加え、タイヤとホイールを合体させ、この主要発動機により加えられる力が、タイヤ/ホイールシステムに正方向にのみ作用する力であることを特徴とする。
【解決手段】 本発明に係るシステムは、主要発動機を用いて、タイヤとホイールを運搬する段階と、主要発動機を用いて、タイヤとホイールのうち少なくとも一方に力を加え、タイヤとホイールを合体させ、この主要発動機により加えられる力が、タイヤ/ホイールシステムに正方向にのみ作用する力であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書に開示される発明は、タイヤ及びホイールの組立構造並びにタイヤ及びホイールを一緒に取付けることを可能とするシステム及び方法に関する。
尚、本出願は、米国特許仮出願第60/882,377号(出願日:2006年12月28日)及び米国特許仮出願第60/984,853号(出願日:2007年11月2日)に基づく優先権の利益を主張するものである。
【背景技術】
【0002】
自動車のタイヤを自動車のホイールに取付けるための部分的に自動化された装置は既知のものである。このような装置のいくつかは、例えば、自動車修理店で使用可能なように設計されており、例えば、小さな体積のタイヤ−ホイール間の取付作業に共通して用いられる。
【0003】
自動車のタイヤを自動車のホイールに取付けるための全自動化された装置も既知のものである。一般的な全自動化システムは、搬送システムを備え、この搬送システムは、タイヤ及びホイールを連続的に、自動車のホイールを自動車のタイヤに取付ける装置に供給する。全自動化された装置は、8時間シフト業務の間に数百のタイヤをホイールに簡単に取付けることができる。
【0004】
全自動化されたタイヤ取付装置は既知のものではあるが、小型ではなく、多くの場合、莫大な財政的投資を必要とする。なぜなら、高精度の制御、アクチュエータ、機械的構造、センサ並びにタイヤ及びホイールを所定位置に運び、タイヤをホイールに取付け、タイヤとホイールの組立構造体を取付機械から切り離すためのこれらに類するものが必要となるためである。
自動車タイヤを自動車ホイールに取付けるための最も一般的な手法は、以下の段階からなる。
(1)自動車ホイールを所定位置に固定する段階
(2)少なくとも自動車ホイールの縁部分上に自動車タイヤを部分的に配するように操作する段階
(3)取付工具を用いて、タイヤビードの残りの部分をホイール縁部上に押し込む段階
この押込段階は、従来技術において、取付工具(例えば、ローラホイール)或いはこれに類する工具を用いて、ホイールのビードシート上にタイヤのビードを下方に押込むことにより実行される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
自動車のタイヤを自動車ホイールに取付ける上述の方法は有効なものであるが、これらの方法を実行するには費用が高くなるとともに、十分な工場の床面積を必要とする。本発明は、従来技術に係る課題を解決すべく、自動車タイヤを自動車ホイールに取付けるための単純化された方法を提供し、最小限の装置並びに最小限の空間しか必要としない方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項1記載の発明は、タイヤとホイールを一緒に少なくとも部分的に合体させる方法であって、主要発動機を用いて、タイヤとホイールのうち一方を取付けるとともに取付けられたタイヤ若しくはホイールを他方の近傍に運搬し、タイヤ/ホイールシステムを形成する段階と、前記主要発動機を用いて、前記ホイールの一部と前記タイヤのビード位置を互いに接触状態とする段階と、前記主要発動機を用いて、前記ホイールと前記タイヤのうち少なくとも一方に直接的に力を加え、前記タイヤの前記ビードが前記ホイールに少なくとも部分的に取付けられた状態とする段階からなり、前記主要発動機によりもたらされる力が、前記タイヤ/ホイールシステムにもたらされる正方向の力のみからなることを特徴とする方法である。
【0007】
請求項2記載の発明は、前記主要発動機が、前記ホイールに直接的に力を加えるとともに前記ホイールを通じて前記タイヤに間接的に力を加えることを特徴とする請求項1記載の方法である。
請求項3記載の発明は、前記主要発動機により加えられる力が、回転式に前記手動発動機を操ることを特徴とする請求項1記載の方法である。
請求項4記載の発明は、前記ホイールに前記タイヤを中心にして歳差運動させることにより、前記主要発動機が直接的にホイールに力を加えるとともに前記タイヤに前記ホイールを介して間接的に力を加えることを特徴とする請求項3記載の方法である。
請求項5記載の発明は、前記主要発動機により加えられる力が、歳差運動、直線運動、突き出し動作、回転振子運動或いは正弦状の運動のうち少なくとも1つの態様の運動を前記主要発動機に与えることを特徴とする請求項1記載の方法である。
請求項6記載の発明は、前記主要発動機の運動が、歳差運動、直線運動、突き出し動作、回転振子運動或いは正弦状の運動のうち2若しくはそれ以上の組合せの運動態様であることを特徴とする請求項5記載の方法である。
【0008】
請求項7記載の発明は、少なくとも部分的に合体したタイヤとホイールからなる組立構造体を作り出す方法であって、(a)ホイールの回転軸を定めるホイールとタイヤの回転軸を定めるタイヤの一部を合体させる段階と、(b)タイヤとホイールのうち一方を回転式に操作し、少なくとも部分的に合体したタイヤとホイールからなる組立構造体を形成する段階からなることを特徴とする方法である。
【0009】
請求項8記載の発明は、(c)前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を突き出し軸に沿って直線的に移動させる段階を更に備えることを特徴とする請求項7記載の方法である。
請求項9記載の発明は、前記ホイールの一部と前記タイヤの一部を合体させる段階(a)において、振子移動動作を用いて、前記ホイールの一部を前記タイヤの第1ビードに隣接させ、前記ホイールの一部がドロップセンター部であることを特徴とする請求項7記載の方法である。
請求項10記載の発明は、(c)前記タイヤの軸端面に隣接して複数のローラを配する段階と、(d)前記タイヤの前記軸端面に向けて前記複数のローラのうち少なくとも1つを変位させ、前記タイヤの第2ビードを前記ホイールに促す段階と、(e)前記タイヤを中心にして、前記ホイールを回転させる段階からなることを特徴とする請求項7記載の方法である。
【0010】
請求項11記載の発明は、少なくとも部分的にタイヤとホイールを合体させた組立構造体を形成する方法であって、ビードと軸を備えるタイヤと周縁部を備えるホイールのうち一方が他方に対して傾斜するようにタイヤとホイールを配する段階と、前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方が回転するように動作させ、前記タイヤとホイールのうち少なくとも一方を他方に対して押し出す段階からなることを特徴とする方法である。
【0011】
請求項12記載の発明は、前記傾斜させる段階が、前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を位置決めし、ゼロ度に等しい角度設定のアプローチ角を形成することを特徴とする請求項11記載の方法である。
請求項13記載の発明は、前記傾斜させる段階が、前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を位置決めし、ゼロ度に等しくない角度設定のアプローチ角θを形成することを特徴とする請求項11記載の方法である。
請求項14記載の発明は、前記押し出す段階が、前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を突き出し軸に沿って移動させる段階からなることを特徴とする請求項11記載の方法である。
請求項15記載の発明は、前記突き出し軸が略タイヤの回転軸に一致することを特徴とする請求項14記載の方法である。
請求項16記載の発明は、前記ホイールが前記タイヤを中心にして回転することを特徴とする請求項11記載の方法である。
請求項17記載の発明は、前記ホイールが回転軸を有し、前記タイヤが回転軸を有し、前記傾斜させる段階が、前記ホイールの回転軸を前記タイヤの回転軸に対して平行ではない状態とすることを含むことを特徴とする請求項11記載の方法である。
請求項18記載の発明は、前記タイヤの両側壁が互いに近接するように挟持する段階を更に備えることを特徴とする請求項11記載の方法である。
【0012】
請求項19記載の発明は、タイヤとホイールを合体させる装置であって、タイヤとホイールのうち少なくとも一方に接続するマスターアクチュエータを備え、該マスターアクチュエータが、(i)タイヤとホイールのうち少なくとも一方に接続する段階と、(ii)前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方に接続すると同時に、前記接続された前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を他方の近傍に配する段階と、(iii)前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方に接続すると同時に、前記接続された前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を回転するように操り、前記タイヤと前記ホイールを少なくとも部分的に合体させることを特徴とする装置である。
【0013】
請求項20記載の発明は、前記タイヤの側壁と噛合うとともに圧縮する圧縮機構を更に備えることを特徴とする請求項19記載の装置である。
請求項21記載の発明は、前記マスターアクチュエータがピボットジョイントを備え、該ピボットジョイントが回転アクチュエータに接続し、前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方に回動動作を与えることを特徴とする請求項19記載の装置である。
請求項22記載の発明は、前記圧縮機構が、少なくとも一対の挟持用指状部材を備え、前記タイヤの互いに対向する側面に噛合い、これら側面を圧縮することを特徴とする請求項20記載の装置である。
請求項23記載の発明は、前記アクチュエータの前記回転操作が、回転運動を与える手段と歳差運動を与える手段のうち少なくとも一方の手段によりなされることを特徴とする請求項19記載の装置である。
請求項24記載の発明は、前記タイヤと噛合う複数のローラを更に備えることを特徴とする請求項19記載の装置である。
請求項25記載の発明は、前記複数のローラのうち少なくとも1つが、位置修正ローラであり、該位置修正ローラが、前記タイヤに近づく方向或いは離れる方向に操作可能であることを特徴とする請求項21記載の装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明について説明するが、当該説明は、単に例示的なものにすぎない。
添付の図面は、本発明の実施形態にしたがって構築されるタイヤをホイールに取付けるシステム並びに方法の例示的な実施態様を示す。上述に記載に基づき、本明細書で用いられる用語は、便宜性を鑑みて、簡便化されたものであり、本発明を説明するための語句は、当業者が理解しうる限り最大の範囲の意味を有するものである。例えば、「タイヤをホイールに取付ける」との文言が、本明細書全体にわたって用いられるが、この文言は、「ホイールをタイヤに取付ける」との文言と同義である。また、「タイヤの回転軸」或いは「ホイールの回転軸」なる文言は、自動車内でタイヤ或いはホイールが運動しているときのタイヤ或いはホイールが回転する中心となる仮想軸を意味するものと理解すべきである。更に、「回転式にタイヤ或いはホイールを動作させる」との用語も、本明細書全体にわたって用いられる。この文言は、少なくとも図1D乃至図1Jに示されるような運動態様を意味するように幅広く理解されるべきものである。
特に、図1Dは、ホイール(W)或いはタイヤ(T)の単純な回転を示し、この回転は、それぞれ対応するホイールの軸(WA)並びにタイヤの軸(TA)周りになされる。
図1Eは、軸(OA−OA)周りのホイール(W)或いはタイヤ(T)の回転を示し、ホイール軸(WA)或いはタイヤ軸(TA)は、軸(OA−OA)から所定距離だけ離間した位置にある。
図1Fは、図1D及び図1Eに示す回転形態を組み合わせたものであり、ホイール(W)或いはタイヤ(T)は、それぞれの軸(WA,TA)周りに回転するとともに、第2の軸(OA−OA)の周りでも回転する。尚、ホイール軸(WA)或いはタイヤ軸(TA)は、距離(R)だけ、軸(OA−OA)から離間して配されている。
図1Gにおいて、ホイール軸(WA)或いはタイヤ軸(TA)が、軸(OA−OA)に対して角度θだけ傾斜していることを除いて、ホイール(W)或いはタイヤ(T)の回転軌跡は、図1Dに関連して示すものと同様である(尚、ホイール軸(WA)及びタイヤ軸(TA)は、図1D乃至図1Fにおいて、軸(OA−OA)に対して、略平行である)。
図1Hは、オフセット軸(OA−OA)周りのホイール(W)或いはタイヤ(T)の回転を示す。尚、図1Hにおいて、ホイール(W)或いはタイヤ(T)は、それぞれの軸(WA、TA)周りには回転していない。
図1Iは、ホイール(W)或いはタイヤ(T)それぞれの軸(WA,TA)周りの回転とオフセット軸(OA−OA)周りの回転からなるホイール(W)或いはタイヤ(T)の複合回転動作を示す。
図1Jは、ホイール(W)或いはタイヤ(T)により辿られる螺旋状の回転経路を示す。図1Jに示す形態において、ホイール(W)或いはタイヤ(T)は、図1D乃至図1Hに示すいずれかの運動形態を以って回転するのに加えて、オフセット軸(OA−OA)に対して平行な方向で平行移動する。
図1Aに示す図から明らかなように、ホイール(W)或いはタイヤ(T)により辿られる経路は、図1Jに示すような略螺旋形状の経路となる。
【0015】
図1A乃至図3を参照する。
タイヤ(T)とホイール(W)を取付けるための本発明に係るシステムは、全体として、符号10で示される。タイヤを拘束(即ち、ホイールに対する移動を防止)し、ホイールを操作して、ホイールをタイヤに取付けることの利点に関して説明されるが、システム(10)は、ホイールの移動を抑制し(タイヤに対して)、タイヤを操作し、タイヤをホイールに取付ける形態に対して適用することも可能である。いずれの取付形態においても、システム(10)は、タイヤとホイールを部分的に或いは完全に合体させてなる組立体(TW)(例えば、図1C、図3、図4D、図6、図8参照)を生み出すことができる。
【0016】
本発明において、従来用いられてきた取付工具(取外し用工具、嵌合用工具、圧力ローラホイール、ツールパック、圧入ローラ、ビード逸らせ板或いはこれらに類する工具)が必要とされない点は非常に重要である。従来においては、これらの工具を用いて、タイヤをホイールに取り付けている。本発明では、これら従来の取付工具を必要とすることがないので、本発明を「工具不要」の取付システムとして特徴付けるのが正しい。
ある実施形態において、ホイールとタイヤのうち少なくとも一方が他方に対して直接的に取付作業を実行するように(ホイールとタイヤを仲介する工具を利用することなく)、ホイールとタイヤを操作する取付システムとして、本発明を理解することができる。この意味において、「作業実行部(作業を実行するホイールとタイヤのうち一方)」は、取付工具(或いは少なくとも取付工具の一部)として機能する。
ある実施形態において、タイヤ或いはホイールのうち一方は、主要発動機(例えば、電気モータ)により駆動され、他方は受け手となる。タイヤとホイールがシステム(物理的に、システムとの用語本来の意味で)を構成するものと考えられるならば、タイヤ/ホイールシステムにエネルギを与えるための他の主要発動機は必要とされない。この手法は、従来の手法、即ち、タイヤとホイールの間を仲介する工具(主要発動機により動力を与えられる)を使用し、タイヤをホイールに取付ける全ての手法とは大きく異なるものである。
【0017】
ある実施形態において、タイヤ(T)とホイール(W)が「部分的に」取付けられるということは、タイヤ(T)のビード(B1,B2)のうち一方が、部分的に或いは完全に、ホイール(W)の周縁部(Wc)周囲に配されることを意味する(例えば、図1C及び図3参照)。
ある実施形態において、タイヤ(T)とホイール(W)が「完全に」取付けられるということは、タイヤ(T)のビード(B1,B2)のうち一方が、完全に、ホイール(W)の周縁部(Wc)周囲に完全に配されることを意味する(例えば、図4D及び図6参照)。
ある実施形態において、タイヤ(T)とホイール(W)が「完全に」取付けられるということは、タイヤ(T)のビード(B1,B2)の両方が、ホイール(W)の周縁部(Wc)周囲に完全に配されることを意味する(例えば、図8参照)。
したがって、タイヤ(T)とホイール(W)を取付けることとは、ホイール(W)の周縁部(Wc)周りに1若しくはそれ以上のビード(B1,B2)を部分的に或いは完全に配すること(タイヤとホイールからなる組立構造体を作るために)を意味する。タイヤ(T)とホイール(W)からなる組立構造体は、下流工程部において、追加的な処理に曝される。尚、下流工程において、例えば、位置決め用マーキング、膨張、ビードシーティング、ユニフォーミティテスト、タイヤとホイールを合体させた組立体(TW)のバランス取りが行なわれる。
【0018】
まず、図1Aを参照する。
システム(10)は、マスターアクチュエータを備える。マスターアクチュエータは、タイヤ又はホイールのうち少なくとも一方に接続する。マスターアクチュエータは、アクチュエータ(25)及びホイール支持アーム組立体(12)を備える。ホイール支持アーム組立体(12)は、回転アクチュエータ(14)を備える。回転アクチュエータ(14)は、ベース部(16)とスピンドル(18)の間を接続する部材である。
スピンドル(18)は、ホイール(W)に接続する。例えば、スピンドル(18)は、ホイール(W)の中央ハブ部に接続する。マスターアクチュエータ(25)によりなされる作動動作は、一般的な目的ロボットにより実行される。簡便に説明するために、符号25がブロック内に示され、「ロボット」とのラベルが図中に付されている。本発明に関連して開示される作動動作(或いは、動作)を実行するためにロボットを用いることができるが、本明細書に開示される動作を実行するのに用いることができる非常に単純化された機械を用いることもできる。この機械は、ある実施形態においては、自動化されたものであってもよく、他の実施形態においては、単純に手動式で作動するものであってもよい。本発明の適用範囲をロボットベースのものに限定して解釈すべき事項は、本明細書による開示範囲には存在しない。
【0019】
図示の如く、タイヤ(T)は、第1のビード(B1)と第2のビード(B2)を備える。軸(AT−AT)は、タイヤ(T)の中心、即ち、回転軸に沿って延設する。本明細書において、軸(AT−AT)は、タイヤ軸を意味し、自動車にタイヤが用いられた場合には、軸(AT−AT)は、タイヤの実際の回転軸となる。
【0020】
図示の如く、ホイール(W)は、第1のビードシート(S1)を備える。第1のビードシート(S1)は、第1のビード(B1)を収容するとともに第1のビード(B1)に接触する。ホイール(W)は、第2のビードシート(S2)を備える。第2のビードシート(S2)は、第2のビード(B2)を収容するとともに第2のビード(B2)に接触する。ホイール(W)の周縁部(Wc)全体が第1のビードシート(S1)及び第2のビードシート(S2)を形成する。
【0021】
軸(AW−AW)は、ホイール(W)の中心点、即ち、ホイール(W)の回転軸に沿って延出する。軸(AW−AW)は、本明細書において、ホイール軸を意味する。ホイールが自動車の車軸に取付けられたとき、軸(AW−AW)は、ホイールの実際の回転軸となる。
【0022】
ベース(16)は、アクチュエータに接続する。アクチュエータは全体として符号25で示されている。アクチュエータは、ホイール支持アーム組立体(12)を三次元空間内で移動させる能力を備える。したがって、アクチュエータは、ホイール(W)を三次元空間内で移動させることができる。図示の如く、ホイール軸(AW−AW)は、ホイール支持アーム組立体(12)に沿って延出する。したがって、アクチュエータ(25)を用いたホイール支持アーム組立体の移動は、結果として、ホイール軸(AW−AW)の移動となる。
【0023】
ある実施形態において、アクチュエータ(25)は、ホイール支持アーム組立体(12)を移動させる能力を有し、略直線状の移動動作などの動作(M)(例えば、図1A乃至図1C参照)と歳差運動(P1乃至P4(例えば、図1G乃至図1I並びに図2A乃至図3参照)を組み合わせた動作を実現することができる。また、ある実施形態においては、突進動作(P)(例えば、図4A乃至図5D参照)を実現でき、ある実施形態においては、非歳差的な回転動作(例えば、図7A乃至図7E参照)、振子動作、正弦状の動作或いはこれら動作を組み合わせた動作を実現できる。アクチュエータ(25)は、自動化された装置(例えば、ロボット)であってもよい。この装置は、プロセッサ(図示せず)により制御される。或いは、アクチュエータ(25)は、手動式に操作される装置であってもよい。この手動式に操作される装置は、人間(図示せず)により制御されるとともに物理的に操作されるものである。
【0024】
ある実施形態において、図1A乃至図1Cに示す如く、第1段階として、サポート支持アーム組立部(12)は揺動、落下或いは略矢印(M)の方向に向けて移動する。この移動動作(M)は、あらゆる移動態様或いは複数の移動態様(直線状の移動、正弦状の移動或いは振子移動)の組み合わせとすることができる。
図1Aに示す如く、組立体(12)は、ホイール(W)をタイヤ(T)に近づけるように移動させる。その後、図1Bに示す如く、組立体(12)は、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)に近づけるように移動させる。
図1C及び図2Aを参照する。組立体(12)は、ホイール(W)のドロップセンター部(DC)を移動させ、ドロップセンター部(DC)をタイヤ(T)の第1のビード(B1)に隣接させる。タイヤ(T)の第1のビード(B1)の一部は、ホイール(W)のドロップセンター部の一部によって、しっかりと押圧されることとなる。
【0025】
図2Aを参照する。
アクチュエータ(25)が、組立体(12)及びホイール(W)を更に移動させる前に、ホイール軸(AW−AW)が傾斜角θで傾くように(即ち、タイヤ軸(AT−AT)に対して平行ではない状態となるように)、アクチュエータ(25)は、タイヤ(T)に対するホイール(W)の位置を定める。
ある実施形態において、アクチュエータ(25)は、ホイール支持アーム組立体(12)及びこれに連なるホイール(W)を移動させ、タイヤ(T)及びタイヤ軸(AT−AT)に対して、ホイール軸(AW−AW)を旋回移動させる。即ち、ホイール軸(AW−AW)は、矢印(P1乃至P4)の方向に向かう旋回動作をする(図2A乃至図3及び図1G参照)。一般的に、この旋回動作(P1乃至P4)の態様は、タイヤ軸に対するホイール軸の傾斜により定められる。
その後、ホイール軸(AW−AW)をタイヤ軸(AT−AT)周りに回転させ、タイヤ軸(AT−AT)周りのホイール軸(AW−AW)の移動領域が形成される。この領域は、略円錐形状の表面輪郭をなす。ホイール(W)の旋回動作の間、回転アクチュエータ(14)を用いて、ホイール(W)を、ホイール軸(AW−AW)周りに回転させること(図1H参照)は、いくつかのタイヤ(T)とホイール(W)の組合せにおいて、有効である。
【0026】
ここで、図2Aを参照する。
アクチュエータ(25)は、ホイール支持アーム組立体(12)を用いて、ホイール(W)を歳差運動させて、タイヤ(T)に対して、ホイール(W)の位置を定めることができる。例えば、「9時の位置」(図3参照)から、タイヤ(T)を中心にして、ホイール(W)を、矢印(P1)で示す時計回りに歳差運動させ、「12時の位置」(図3参照)にホイール(W)を配することができる。
その後、図2Bに示す如く、アクチュエータ(25)は、ホイール支持アーム組立体(12)を用いて、タイヤ(T)を中心として、ホイール(W)を歳差運動させる。例えば、タイヤ(T)を中心にしてホイール(W)を歳差運動させ、「12時の位置」にあるホイール(W)を、矢印(P2)で示す時計回りに旋回させ、「3時の位置」に配する。
この後、図2Cに示す如く、アクチュエータ(25)は、ホイール支持アーム組立体(12)を動かし、タイヤ(T)を中心にホイール(W)を歳差運動させる。例えば、タイヤ(T)を中心に、矢印(P3)で示す時計回り方向に回転させ、「3時の位置」にあるホイールを「6時の位置」に移動させる。
その後、図2Dに示す如く、アクチュエータ(25)は、ホイール支持アーム組立体(12)を動かし、タイヤ(T)を中心にホイール(W)を歳差運動させる。例えば、タイヤ(T)を中心に、矢印(P4)で示す時計回り方向に回転させ、「6時の位置」にあるホイールを「9時の位置」に移動させる。
【0027】
ホイール支持アーム組立体(12)及びホイール(W)の移動を、図2A乃至図2Dにおいて、不連続な段階のように示してきたが、上述の歳差運動(P1乃至P4)は、連続的且つスムーズに実行することができる。加えて、上述の歳差運動(P1乃至P4)は、時計回りのものに限定されるものではなく、上述の時計回りの歳差運動の代わりに、反時計回りの歳差運動が行われてもよい。
加えて、図2A乃至図2Dに対応する図面として、図3を用意し、簡便化のため、ホイール(W)及び/又はホイール支持アーム組立体(12)の位置を特定の「時刻位置」として表現しているが、本明細書に開示される発明は、タイヤ(T)とホイール(W)を組み合せる際の初期位置或いは終了位置が、特定の「時刻位置」に限定されるものではない。
【0028】
図2A乃至図3に示されるとともに説明されてきた歳差運動(P1乃至P4)の間、タイヤ(T)のビード(B1,B2)のうち少なくとも一方がホイール(W)の周縁部(Wc)に近づき、少なくとも部分的に、ホイール(W)の周縁部(Wc)周囲に位置することとなる。
ある実施形態において、第1のビード(B1)が、第1のビードシート(S1)に近づき、少なくとも部分的に第1のビードシート(S1)に近接した位置に配されることとなる。ひとたび、ビード(B1)がビードシート(S1)近傍に近づくと、ホイール軸(AW−AW)とタイヤ軸(AT−AT)は、略同軸状態となる。したがって、歳差運動(P1乃至P4)の結果、タイヤ(T)とホイール(W)は、部分的或いは完全に合体した状態となる。ひとたび、タイヤ(T)がホイール(W)に取付けられると、略同軸関係にあるタイヤ(T)とホイール(W)は、他の工程部(図示せず)に搬送され、そこで、位置決め用マーキング、膨張、ビードシーティング、ユニフォーミティテスト、タイヤとホイールを合体させた組立体(TW)のバランス取り或いは他の後工程が行なわれる。
【0029】
上記のタイヤとホイールの取付工程の間、所望であれば、タイヤ(T)が、タイヤ(T)の軸端表面(TA)或いは外周面(Tc)のいずれか一方により保持され、ホイール(W)が、上述の如く、タイヤ(T)を中心として、歳差的に移動するようにしてもよい。しかしながら、この逆の技術を阻害するものはなく、ホイール(W)を保持して、同様に、タイヤ(T)をホイール(W)を中心にして、歳差的に移動させてもよい。
【0030】
図4A乃至図5Dを参照する。
タイヤ(T)とホイール(W)を合体させる本実施形態に係るシステムは、全体として、符号100で指し示されている。システム(100)は、システム(10)と略同様の構成を備え、アクチュエータ(25)及びホイール支持アーム組立体(12)を用いて、ホイール(W)に歳差運動(P1乃至P4)をさせる。しかしながら、システム(100)は、同時に、支持アーム組立体(12)の運動を介して、ホイール(W)の歳差運動(P1乃至P4)と、支持アーム組立体(12)の軸方向の押込み動作を複合させる。この押込み動作は、図中において符号AP−APで示される軸に沿って行なわれる。軸(AP−AP)は、本明細書において、押込み軸と称される。
【0031】
図4Aを参照する。
ホイール支持アーム組立体(12)は、図1C及び図2Aに示されるとともに説明されたものと略同様の位置にある。タイヤ(T)の軸端表面(TA)は、軸支持面(S)により保持されるとともに軸支持面(S)に対向して配されている。
【0032】
図4A乃至図5Cに示す如く、ホイール支持アーム組立体(12)及びホイール(W)は、矢印(P1乃至P4)で示す方向の歳差運動と押込み軸(AP−AP)に沿う矢印(P)の方向の軸方向押込み運動を複合させた運動を同時に行なうこととなる。上記において、矢印(P1乃至P4)及び矢印(P)の方向の複合運動が説明されてきたが、本発明は、組立体(12)とホイール(W)の複合運動に限定されるものではない。例えば、ホイール(W)が歳差運動(P1乃至P4)をし、タイヤ(T)が軸方向にホイール(W)に向けて移動する形態を採用できる。これにより、ホイール(W)とタイヤ(T)との間の軸方向の運動が、タイヤ(T)をホイール(W)に向けて移動させることにより達成される。したがって、ホイール(W)を歳差的に移動させ、タイヤ(T)をホイール(W)の方向の軸方向に移動させてもよい。また、ホイール(W)の歳差運動の間に、ホイール(W)を、ホイール自身の軸(AW−AW)周りに回転させることが(回転アクチュエータ(14)を用いて)、特定のタイヤ(T)とホイール(W)の組合せにとって有効である場合もある。
【0033】
図4A乃至図4Dは、それぞれ連続的な工程を表しており、図4A乃至図4Dにおいて、ホイール(W)の複合運動(P1乃至P4及びP)を用いて、タイヤ(T)はホイール(W)に取付けられるが、このとき、角度(θ)分だけ、ホイール軸(AW−AW)とタイヤ軸(AT−AT)の間に挟角が形成され、この挟角は、ホイール軸(AW−AW)とタイヤ軸(AT−AT)が互いに集合して、略同軸になるように、略ゼロになるまで低減する。
【0034】
図4D及び図5Dに示すように、タイヤ(T)は、少なくとも部分的にホイール(W)に取り付けられ、第1のビード(B1)は、ホイール(W)の外周部(Wc)周囲に位置することとなる。
図6を参照する。ホイール支持組立体(12)は、ホイール(W)に部分的に取付けられたタイヤ(T)を仕上げ工程部に移動させる。仕上げ工程部は、全体として、符号150で示される。仕上げ工程部(150)は、第2ビード(B2)をホイール(W)の周縁部(Wc)周りに取付ける効果を奏する。
【0035】
ある実施形態において、仕上げ工程部(150)は、一般的に、複数の接地ローラを備える。接地ローラは、全体として、符号152a乃至152cで示される。更に、仕上げ工程部(150)は、1若しくはそれ以上の位置修正ローラを備える。位置修正ローラは、回動式の「シーソー」ローラ組立体とすることができ、このシーソー・ローラ組立体は、全体として、符号154で示される。シーソー・ローラ(154)は、アクチュエータ(156)に接続し、アクチュエータ(156)は、シーソー・ローラ(154)の回動式に上下するシーソーのような移動態様を実現する。
ある実施形態において、接地ローラ(152a乃至152c)及びシーソー・ローラ(154)は、タイヤ(T)の軸端表面(TA)の周縁部(Wc)周りに配される。ある実施形態において、ローラ(152a乃至152c及び156)は、拘束されておらず、これらローラそれぞれの軸周りの回転を行なうことができる。尚、ローラ(152a乃至152c及び156)は、受動的に回転するものである(即ち、ローラ(152a乃至152c及び156)は、主要発動機により駆動されるものではなく、タイヤ(T)に対して能動的に作用をもたらすことはできない)。
【0036】
ある実施形態において、接地ローラ(152a)は、シーソー・ローラ(154)に対向する位置において、円周状に配される。3つの接地ローラ(152a乃至152c)のみが示されているが、所望の数の接地ローラ(152a乃至152c)が、仕上げ工程部(150)の構成に含まれるものとすることができる。ローラ(152,154)の回転軸は、軸(AT,AW,AP)に対して直角方向に延設する半径方向の経路に沿って延設してもよい。
【0037】
図7Aを参照して、動作を説明する。
ホイール支持組立体(12)は、部分的に合体したタイヤ(T)とホイール(W)を、矢印(Z)の方向で、仕上げ工程部(150)に向けて移動させる。タイヤ(T)の軸端表面(TA)は、接地ローラ(152a乃至152c)及びシーソー・ローラ(154)に接触する。その後、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)に向けて移動させる。これにより、タイヤ(T)の軸端表面(TA)の少なくとも一部が、接地ローラ(152a乃至152c)から離れる方向に向けて、押されることとなる。
【0038】
図7Bを参照する。
ホイール支持組立体(12)又は回転アクチュエータ(14)のうち少なくとも一方が、部分的に合体したタイヤ(T)とホイール(W)を軸(AR−AR)周りに回転する。この軸(AR−AR)は、軸(AT−AT)並びに軸(AW−AW)と略同軸である。この軸(AR−AR)は、本明細書において、仕上げ工程回転軸と称される。タイヤ(T)の軸端表面(TA)が、接地ローラ(152a乃至152c)及びシーソー・ローラ(154)に接触することとなるので、ホイール支持組立体(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乃至152c)及びシーソー・ローラ(154)に伝達されることとなる。
【0039】
部分的に合体したタイヤ(T)及びホイール(W)は、仕上げ工程回転軸(AR−AR)周りに回転し始めるので、上方位置(U)にあるシーソー・ローラ(154)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)の周縁部(Wc)周囲に部分的に配するように促し始める(例えば、図7B参照)。この位置において、第2のビード(B2)は、ホイール(W)の周縁部(Wc)周りの約5%の部分の周縁に配されることとなる。
【0040】
図7Cに示す如く、その後、ホイール(W)が回転移動をすると、第2のビード(B2)は、ホイール上を曲がりくねって進行し始め(螺子切加工されたシャフトにナットが取り付けられている場合に、ナットが回転したときと同様に)、更に、第2のビード(B2)が、接地ローラ(152c)近傍において、ホイール(W)の周縁部(Wc)周囲に部分的に配されることとなる。尚、接地ローラ(152c)は、シーソー・ローラ(154)に最も近接するローラである。
所望であれば、アクチュエータ(156)は、シーソー・ローラの上方位置(U)を更に高い位置に設定してもよい。これにより、ホイール(W)の周縁部(Wc)周囲に第2のビード(B2)が更に促されることとなる。この位置において、第2のビード(B2)は、ホイール(W)の周縁部(Wc)の周囲のうち約10%の部分に配されることとなる。
【0041】
図7Dに示す如く、その後、ホイール(W)に更に回転運動を与えると、第2のビード(B2)は、接地ローラ(152b)の近傍において、ホイール(W)の周縁部(Wc)周囲に更に部分的に配されることとなる。尚、接地ローラ(152b)は、接地ローラ(152c)よりもシーソー・ローラ(154)から離れた位置にあるとともに、接地ローラ(152a)よりもシーソー・ローラ(154)に対して近い位置にあるローラである。所望であれば、アクチュエータ(156)は更に、シーソー・ローラ(154)の上方位置(U)を更に高く設定してもよい。これにより、第2のビード(B2)は、更にホイール(W)の周縁部(Wc)周りに促されることとなる。この位置において、第2のビード(B2)は、ホイール(W)の周縁部(Wc)のうち約15%の部分の周囲に配されることとなる。
【0042】
図7Eに示す如く、その後、第2のビード(B2)は、瞬間的に、ホイール(W)の周縁部(Wc)周りに完全に配されることとなり、第2のビード(B2)は、接地ローラ(152a)近傍のホイール(W)の周縁部(Wc)周囲に配されることとなる。尚、接地ローラ(152a)は、シーソー・ローラ(154)から最も離れた位置にあるローラである。部分的に配された第2のビード(B2)が、指数関数的にホイール(W)周囲を取り囲むこととなるので(即ち、第2のビード(B2)がホイール(W)の周縁部(Wc)の周囲を取り囲む割合が、15%から100%に上昇する)、スナップ音或いは破裂音が聞こえ、作業員は、第2のビード(B2)が完全に、ホイール(W)の外縁を横切って移動し、ホイール(W)の周縁部(Wc)周りに配されたことを知ることができる。
図8を参照する。図8において、ホイール支持組立体(12)は、その後、矢印(Z’)の方向に向けて移動する。尚、矢印(Z’)の方向は矢印(Z)の方向とは反対向きである。これにより、合体したタイヤ・ホイール組立体(TW)は、仕上げ工程部(150)から離れ、1若しくはそれ以上の下流工程部(位置決め用マーキング、膨張、ビードシーティング、ユニフォーミティテスト、タイヤとホイールを合体させた組立体(TW)のバランス取りの工程)に向けて、移動する。
【0043】
ここで、図9を参照する。図9は更に他の実施形態を示す。
ホイール(916)は、ホイール支持アーム組立体(910)に固定されている。ホイール支持アーム組立体(910)は、回転アクチュエータ(914)(モータ或いはこれに類するもの)を備える。回転アクチュエータ(914)は、ベース部(912)とスピンドル(915)の間に配される。必要に応じて、ピボットジョイント(919)が、ベース部(912)とアクチュエータ(914)の間に配される。
スピンドル(915)は、ホイール(916)の中央ハブ部に接続する。この接続は、当業者に周知の方法を以って行なわれる。ベース部(912)は、リニアアクチュエータ(911)に接続する。これにより、リニアアクチュエータ(911)は、ホイール支持アーム組立体(910)全体を第1軸(B)に対して平行に移動させることができる。
リニアアクチュエータ(911)、ベース部(912)、ピボットジョイント(919)及び回転アクチュエータ(914)は、単一のロボットシステムに組み込まれた機能を実現することとなる。したがって、リニアアクチュエータ(911)、ベース部(912)、ピボットジョイント(919)及び回転アクチュエータ(914)が、全て、別個の部品として示されたが、本発明の開示範囲を、個々の部品、これらの部品のうちいくつかのものに限定すべきものはない。これらの部品により関連する機能全てが、ロボットシステムにより実現可能なものである。
軸(B)は、通常、タイヤ(922)の回転軸に一致する。ピボットジョイント(919)は、ベース部(912)に対して、回転アクチュエータ(919)を回動させるために用いられる。軸(A)は、調整可能であり、軸(B)と一致することもできるし(即ち、θ=0°)、或いは、他の形態においては、軸(A)は、軸(B)に対して角度的にずれた位置に配される(即ち、θ≠0°)(尚、本明細書においては、角度ずれをθの記号で表現しているが、これは、角度表記によく用いられる記号である)。回転アクチュエータ(914)は、主要発動機であり、例えば、電気式、空力式、水力式或いは他の種の回転アクチュエータからなる。回転アクチュエータ(914)は、軸(A)周りにホイール(916)を回転させる能力を備える。
タイヤ(922)は、第1のタイヤビード(924)及び第2のタイヤビード(926)を備える。タイヤ(922)が、非圧縮状態にあるとき、ビード(924)とビード(926)は、一般的に、空隙(944)分だけ離間した位置にある。
少なくとも1つのビード圧縮機構(928)が、タイヤ(922)の側壁部近傍に配される。図9Aに示す実施形態において、2つのビード圧縮機構(928,930)が示されているが、1若しくはそれ以上のビード圧縮機構を用いることも本発明の技術的範囲に含まれるものである。各ビード圧縮機構(928,930)は、それぞれ、圧縮アクチュエータ(932,938)を備え、この圧縮アクチュエータ(932,938)は、それぞれ、上側の挟持用指状部材(934,940)と下側の挟持用指状部材(936,942)を備える。
ここで、図9A及び図9Bを参照する。ホイール(916)をタイヤ(922)に取付けるために、ホイール(916)はまず、スピンドル(915)に据付けられる。スピンドル(915)は、アクチュエータ(914)により、軸(A)周りに回転する(尚、回転方向は符号945で示す矢印により表されている)。また、少なくとも1つのビード圧縮機構(928,930)が作動し、これにより、タイヤ(922)のビード(924,926)の少なくとも一部がともに押圧されることとなり、空隙(944)の少なくとも一部が弛緩した状態の空隙からそれよりも狭い幅の空隙幅となる。尚、空隙幅の減少は、図9B中、符号944’で示されている。また、弛緩状態は、図9Aに示されている。
【0044】
図9A、図9B及び図9Cを参照する。
続いて、ベース部(912)は、軸(B)に沿って、直線的に移動する。この直線移動は、図9C中、符号946で示される。これにより、ホイール(916)の第2のビードシート(920)の少なくとも一部(948)が、タイヤ(922)の第1のビード(924)及び第2のビード(926)により形成される開口部(950)を通過することとなる。
その後、更に、直線移動(946)が軸(B)に沿って続行され、ホイール(916)の第2のビードシート(920)全体が、開口部(950)を通過する(図9D参照)。
ひとたび、ホイール(916)が図9Dに示す位置に至ると、アクチュエータ(932,938)は、駆動解除となり、タイヤとホイールからなる組立構造体がスピンドル(915)から切り離され、下流工程に運ばれ、下流での作業(膨張、バランス取り或いはこれに類する作業)が行われることとなる。
傾斜角θは、特定のタイヤとホイールの組合せにとっては非常に重要な因子である一方で、他のタイヤとホイールの組み合わせにとっては全く重要なものではない。例えば、あるタイヤとホイールの組合せでは、タイヤ材料が非常に高い弾性を有する場合(即ち、容易に変形する場合)、傾斜角は形成される必要がなく(即ち、θ=0°)或いは非常に小さな値の角度θで十分に、ホイール(916)をタイヤ(922)に組み付けることができる。これとは対照的に、厚手或いは反発性の高い材料からタイヤが形成されている場合には、傾斜角度をより大きな値に設定する必要がある。例えば、10°、20°或いはそれ以上の角度などにする。
尚、潤滑剤が、1若しくはそれ以上のタイヤビード(924,926)に塗布されてもよく、1若しくはそれ以上のホイールの部分(例えば、ビードシート(918,920)など)が、取付工程を容易化し、タイヤの第1のビード(924)及び第2のビード(926)に、取付工程の間のタイヤとホイール間に生ずる摩擦接触に起因して発生し得る引掻き傷或いは引き裂き傷が生ずることを防いでもよい。
【0045】
図10Aを参照する。
更なる実施形態において、ホイール支持アーム組立体(910)は、図9A乃至図9Dに関連して説明したものと同一の態様で作動する。しかしながら、図10A乃至図10Dに示す形態において、タイヤビード(924,926)は、両方とも、ビード圧縮機構により挟持されていない。したがって、タイヤ(922)のビード(924,926)は、弛緩状態のままである。
図10A及び図10Bを参照する。
ホイール支持アーム組立体(910)は、軸(B)に沿って、直線移動(946)を実行する。その一方で、ホイール(916)は、同時に、軸(A)周りに回転動作(945)をする。ホイール(916)の第2のビードシート(920)が、タイヤ(922)の第1のタイヤビード(924)に接触すると、第2ビードシート(920)の一部(948)は、タイヤ(922)の第1のビード(924)と第2のビード(926)により形成された開口部(950)を通過する。
引き続き、ベース(912)は、直線状の移動動作(946)を続行する。これにより、ホイール(916)の第2のビードシート(920)は、タイヤ(922)の第1のビード(924)により形成された上側開口部(950)を完全に通過する(図10C参照)。
その後、ベース(912)は更に、軸(B)に沿って移動する。これにより、ホイール(916)の第2のビードシート(920)が、タイヤ(922)の第2のビード(926)により形成された下側開口部(950’)を通過する。その後、ホイールとタイヤからなる組立構造体は、スピンドル(915)から切り離され、これにより、ホイールとタイヤからなる組立構造体は、膨張工程、バランス取り工程及びこれらに類する下流工程で処理を施される。
図9A乃至図10Dは、タイヤ(922)のホイール用開口部が、軸(B)に対して、略同心であるように示されるが、軸(B)に対してタイヤ(922)が傾斜している形態を含まないものとする理由はない。軸(B)とタイヤ(922)のホイール用開口部間の傾斜についても同様である。
タイヤ(922)は固定され、一般的にタイヤが回転或いは他の移動(ホイール(916)によりタイヤ(922)上に生ずる力に応じて生ずる移動現象)をしないようにされる。実際には、取付工程の間、タイヤの運動量を制御可能とすることにより、取付工程が改善されることとなる。ホイールとタイヤの合体が、固定されたタイヤに対して、ホイールを回転させるとともに直線的に移動させる形態を以って説明されてきたが、ホイールとタイヤの位置関係を逆にしても、開示された方法に何ら悪影響をもたらすものではない。
【0046】
本発明は、特定の例示的な形態を参照しつつ説明されてきたが、上記した例示的な態様以外と特定の形態を以って、本発明を実現可能であることは当業者にとって明らかである。この変更形態は、本発明の技術的範囲から外れることなしに実現可能である。上記の例示的な形態は、単に説明を目的とするものであり、何ら本発明の技術的範囲を制限するものではない。本発明の技術的範囲は、添付の請求の範囲並びにその均等の範囲まで認められるものであり、上記説明が本発明の技術的範囲を定めるものではない。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1A】本発明の例示的な実施形態にしたがって、自動車のタイヤと自動車のホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図1B】本発明の例示的な実施形態にしたがって、自動車のタイヤと自動車のホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図1C】本発明の例示的な実施形態にしたがって、自動車のタイヤと自動車のホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図1D】本発明に適用しうる回転系及び非回転系の運動形態の例を示す図である。
【図1E】本発明に適用しうる回転系及び非回転系の運動形態の例を示す図である。
【図1F】本発明に適用しうる回転系及び非回転系の運動形態の例を示す図である。
【図1G】本発明に適用しうる回転系及び非回転系の運動形態の例を示す図である。
【図1H】本発明に適用しうる回転系及び非回転系の運動形態の例を示す図である。
【図1I】本発明に適用しうる回転系及び非回転系の運動形態の例を示す図である。
【図1J】本発明に適用しうる回転系及び非回転系の運動形態の例を示す図である。
【図2A】本発明に係る例示的な実施形態にしたがい自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図2B】本発明に係る例示的な実施形態にしたがい自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図2C】本発明に係る例示的な実施形態にしたがい自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図2D】本発明に係る例示的な実施形態にしたがい自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図3】図2A乃至図2Dにしたがって自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる連続的工程を示す上面図である。
【図4A】本発明に係る例示的な実施形態にしたがい自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図4B】本発明に係る例示的な実施形態にしたがい自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図4C】本発明に係る例示的な実施形態にしたがい自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図4D】本発明に係る例示的な実施形態にしたがい自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図5A】図4A乃至図4Dにしたがって自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す上面図である。
【図5B】図4A乃至図4Dにしたがって自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す上面図である。
【図5C】図4A乃至図4Dにしたがって自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す上面図である。
【図5D】図4A乃至図4Dにしたがって自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す上面図である。
【図6】本発明の例示的な実施形態にしたがい自動車タイヤと自動車ホイールを合体させるシステムの全体概略図である。
【図7】図7A乃至図7Eは、図6に示す自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる連続的工程を示す。
【図8】図6乃至図7Dの自動車タイヤと自動車ホイールを合体させるシステムの全体概略図である。
【図9A】本発明に係るシステムの他の実施形態を示し、このシステムにおいて、自動車タイヤは挟持されていない状態にある。
【図9B】図9Aに示すシステムであり、タイヤビードは挟持された位置にある。
【図9C】図9Aに示すシステムであり、タイヤビードは挟持された位置にあり、自動車ホイールは第1軸周りに回転するとともに第2軸に沿って、挟持された自動車タイヤのビードシート領域に突っ込まれている。
【図9D】図9Aに示すシステムであり、タイヤホイールの第1ビードがタイヤビードの挟持された位置に形成された開口部を完全に通過した状態にある。
【図10A】本発明の更なる実施形態を示し、自動車ホイールは第1軸周りに回転するとともに第2軸に沿って押し出されている。
【図10B】図10Aに示すシステムであり、ホイールのビードシート位置がタイヤの第1のビードにより形成された開口部を部分的に通過した状態にある。
【図10C】図10Aに示すシステムであり、ホイールのビードシート位置がタイヤの第1のビードにより形成された開口部を完全に通過した状態にある。
【図10D】図10Aに示すシステムであり、ホイールのビードシート位置がタイヤの第2のビードにより形成された第2の開口部を完全に通過した状態にある。
【符号の説明】
【0048】
T・・・・・・・タイヤ
W・・・・・・・ホイール
B1,B2・・・ビード
TW・・・・・・組立構造体
DC・・・・・・ドロップセンター
152a・・・・ローラ
152b・・・・ローラ
152c・・・・ローラ
154・・・・・ローラ
928・・・・・圧縮機構
919・・・・・ピボットジョイント
934・・・・・挟持用指状部材
936・・・・・挟持用指状部材
940・・・・・挟持用指状部材
942・・・・・挟持用指状部材
【技術分野】
【0001】
本明細書に開示される発明は、タイヤ及びホイールの組立構造並びにタイヤ及びホイールを一緒に取付けることを可能とするシステム及び方法に関する。
尚、本出願は、米国特許仮出願第60/882,377号(出願日:2006年12月28日)及び米国特許仮出願第60/984,853号(出願日:2007年11月2日)に基づく優先権の利益を主張するものである。
【背景技術】
【0002】
自動車のタイヤを自動車のホイールに取付けるための部分的に自動化された装置は既知のものである。このような装置のいくつかは、例えば、自動車修理店で使用可能なように設計されており、例えば、小さな体積のタイヤ−ホイール間の取付作業に共通して用いられる。
【0003】
自動車のタイヤを自動車のホイールに取付けるための全自動化された装置も既知のものである。一般的な全自動化システムは、搬送システムを備え、この搬送システムは、タイヤ及びホイールを連続的に、自動車のホイールを自動車のタイヤに取付ける装置に供給する。全自動化された装置は、8時間シフト業務の間に数百のタイヤをホイールに簡単に取付けることができる。
【0004】
全自動化されたタイヤ取付装置は既知のものではあるが、小型ではなく、多くの場合、莫大な財政的投資を必要とする。なぜなら、高精度の制御、アクチュエータ、機械的構造、センサ並びにタイヤ及びホイールを所定位置に運び、タイヤをホイールに取付け、タイヤとホイールの組立構造体を取付機械から切り離すためのこれらに類するものが必要となるためである。
自動車タイヤを自動車ホイールに取付けるための最も一般的な手法は、以下の段階からなる。
(1)自動車ホイールを所定位置に固定する段階
(2)少なくとも自動車ホイールの縁部分上に自動車タイヤを部分的に配するように操作する段階
(3)取付工具を用いて、タイヤビードの残りの部分をホイール縁部上に押し込む段階
この押込段階は、従来技術において、取付工具(例えば、ローラホイール)或いはこれに類する工具を用いて、ホイールのビードシート上にタイヤのビードを下方に押込むことにより実行される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
自動車のタイヤを自動車ホイールに取付ける上述の方法は有効なものであるが、これらの方法を実行するには費用が高くなるとともに、十分な工場の床面積を必要とする。本発明は、従来技術に係る課題を解決すべく、自動車タイヤを自動車ホイールに取付けるための単純化された方法を提供し、最小限の装置並びに最小限の空間しか必要としない方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項1記載の発明は、タイヤとホイールを一緒に少なくとも部分的に合体させる方法であって、主要発動機を用いて、タイヤとホイールのうち一方を取付けるとともに取付けられたタイヤ若しくはホイールを他方の近傍に運搬し、タイヤ/ホイールシステムを形成する段階と、前記主要発動機を用いて、前記ホイールの一部と前記タイヤのビード位置を互いに接触状態とする段階と、前記主要発動機を用いて、前記ホイールと前記タイヤのうち少なくとも一方に直接的に力を加え、前記タイヤの前記ビードが前記ホイールに少なくとも部分的に取付けられた状態とする段階からなり、前記主要発動機によりもたらされる力が、前記タイヤ/ホイールシステムにもたらされる正方向の力のみからなることを特徴とする方法である。
【0007】
請求項2記載の発明は、前記主要発動機が、前記ホイールに直接的に力を加えるとともに前記ホイールを通じて前記タイヤに間接的に力を加えることを特徴とする請求項1記載の方法である。
請求項3記載の発明は、前記主要発動機により加えられる力が、回転式に前記手動発動機を操ることを特徴とする請求項1記載の方法である。
請求項4記載の発明は、前記ホイールに前記タイヤを中心にして歳差運動させることにより、前記主要発動機が直接的にホイールに力を加えるとともに前記タイヤに前記ホイールを介して間接的に力を加えることを特徴とする請求項3記載の方法である。
請求項5記載の発明は、前記主要発動機により加えられる力が、歳差運動、直線運動、突き出し動作、回転振子運動或いは正弦状の運動のうち少なくとも1つの態様の運動を前記主要発動機に与えることを特徴とする請求項1記載の方法である。
請求項6記載の発明は、前記主要発動機の運動が、歳差運動、直線運動、突き出し動作、回転振子運動或いは正弦状の運動のうち2若しくはそれ以上の組合せの運動態様であることを特徴とする請求項5記載の方法である。
【0008】
請求項7記載の発明は、少なくとも部分的に合体したタイヤとホイールからなる組立構造体を作り出す方法であって、(a)ホイールの回転軸を定めるホイールとタイヤの回転軸を定めるタイヤの一部を合体させる段階と、(b)タイヤとホイールのうち一方を回転式に操作し、少なくとも部分的に合体したタイヤとホイールからなる組立構造体を形成する段階からなることを特徴とする方法である。
【0009】
請求項8記載の発明は、(c)前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を突き出し軸に沿って直線的に移動させる段階を更に備えることを特徴とする請求項7記載の方法である。
請求項9記載の発明は、前記ホイールの一部と前記タイヤの一部を合体させる段階(a)において、振子移動動作を用いて、前記ホイールの一部を前記タイヤの第1ビードに隣接させ、前記ホイールの一部がドロップセンター部であることを特徴とする請求項7記載の方法である。
請求項10記載の発明は、(c)前記タイヤの軸端面に隣接して複数のローラを配する段階と、(d)前記タイヤの前記軸端面に向けて前記複数のローラのうち少なくとも1つを変位させ、前記タイヤの第2ビードを前記ホイールに促す段階と、(e)前記タイヤを中心にして、前記ホイールを回転させる段階からなることを特徴とする請求項7記載の方法である。
【0010】
請求項11記載の発明は、少なくとも部分的にタイヤとホイールを合体させた組立構造体を形成する方法であって、ビードと軸を備えるタイヤと周縁部を備えるホイールのうち一方が他方に対して傾斜するようにタイヤとホイールを配する段階と、前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方が回転するように動作させ、前記タイヤとホイールのうち少なくとも一方を他方に対して押し出す段階からなることを特徴とする方法である。
【0011】
請求項12記載の発明は、前記傾斜させる段階が、前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を位置決めし、ゼロ度に等しい角度設定のアプローチ角を形成することを特徴とする請求項11記載の方法である。
請求項13記載の発明は、前記傾斜させる段階が、前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を位置決めし、ゼロ度に等しくない角度設定のアプローチ角θを形成することを特徴とする請求項11記載の方法である。
請求項14記載の発明は、前記押し出す段階が、前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を突き出し軸に沿って移動させる段階からなることを特徴とする請求項11記載の方法である。
請求項15記載の発明は、前記突き出し軸が略タイヤの回転軸に一致することを特徴とする請求項14記載の方法である。
請求項16記載の発明は、前記ホイールが前記タイヤを中心にして回転することを特徴とする請求項11記載の方法である。
請求項17記載の発明は、前記ホイールが回転軸を有し、前記タイヤが回転軸を有し、前記傾斜させる段階が、前記ホイールの回転軸を前記タイヤの回転軸に対して平行ではない状態とすることを含むことを特徴とする請求項11記載の方法である。
請求項18記載の発明は、前記タイヤの両側壁が互いに近接するように挟持する段階を更に備えることを特徴とする請求項11記載の方法である。
【0012】
請求項19記載の発明は、タイヤとホイールを合体させる装置であって、タイヤとホイールのうち少なくとも一方に接続するマスターアクチュエータを備え、該マスターアクチュエータが、(i)タイヤとホイールのうち少なくとも一方に接続する段階と、(ii)前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方に接続すると同時に、前記接続された前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を他方の近傍に配する段階と、(iii)前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方に接続すると同時に、前記接続された前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を回転するように操り、前記タイヤと前記ホイールを少なくとも部分的に合体させることを特徴とする装置である。
【0013】
請求項20記載の発明は、前記タイヤの側壁と噛合うとともに圧縮する圧縮機構を更に備えることを特徴とする請求項19記載の装置である。
請求項21記載の発明は、前記マスターアクチュエータがピボットジョイントを備え、該ピボットジョイントが回転アクチュエータに接続し、前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方に回動動作を与えることを特徴とする請求項19記載の装置である。
請求項22記載の発明は、前記圧縮機構が、少なくとも一対の挟持用指状部材を備え、前記タイヤの互いに対向する側面に噛合い、これら側面を圧縮することを特徴とする請求項20記載の装置である。
請求項23記載の発明は、前記アクチュエータの前記回転操作が、回転運動を与える手段と歳差運動を与える手段のうち少なくとも一方の手段によりなされることを特徴とする請求項19記載の装置である。
請求項24記載の発明は、前記タイヤと噛合う複数のローラを更に備えることを特徴とする請求項19記載の装置である。
請求項25記載の発明は、前記複数のローラのうち少なくとも1つが、位置修正ローラであり、該位置修正ローラが、前記タイヤに近づく方向或いは離れる方向に操作可能であることを特徴とする請求項21記載の装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明について説明するが、当該説明は、単に例示的なものにすぎない。
添付の図面は、本発明の実施形態にしたがって構築されるタイヤをホイールに取付けるシステム並びに方法の例示的な実施態様を示す。上述に記載に基づき、本明細書で用いられる用語は、便宜性を鑑みて、簡便化されたものであり、本発明を説明するための語句は、当業者が理解しうる限り最大の範囲の意味を有するものである。例えば、「タイヤをホイールに取付ける」との文言が、本明細書全体にわたって用いられるが、この文言は、「ホイールをタイヤに取付ける」との文言と同義である。また、「タイヤの回転軸」或いは「ホイールの回転軸」なる文言は、自動車内でタイヤ或いはホイールが運動しているときのタイヤ或いはホイールが回転する中心となる仮想軸を意味するものと理解すべきである。更に、「回転式にタイヤ或いはホイールを動作させる」との用語も、本明細書全体にわたって用いられる。この文言は、少なくとも図1D乃至図1Jに示されるような運動態様を意味するように幅広く理解されるべきものである。
特に、図1Dは、ホイール(W)或いはタイヤ(T)の単純な回転を示し、この回転は、それぞれ対応するホイールの軸(WA)並びにタイヤの軸(TA)周りになされる。
図1Eは、軸(OA−OA)周りのホイール(W)或いはタイヤ(T)の回転を示し、ホイール軸(WA)或いはタイヤ軸(TA)は、軸(OA−OA)から所定距離だけ離間した位置にある。
図1Fは、図1D及び図1Eに示す回転形態を組み合わせたものであり、ホイール(W)或いはタイヤ(T)は、それぞれの軸(WA,TA)周りに回転するとともに、第2の軸(OA−OA)の周りでも回転する。尚、ホイール軸(WA)或いはタイヤ軸(TA)は、距離(R)だけ、軸(OA−OA)から離間して配されている。
図1Gにおいて、ホイール軸(WA)或いはタイヤ軸(TA)が、軸(OA−OA)に対して角度θだけ傾斜していることを除いて、ホイール(W)或いはタイヤ(T)の回転軌跡は、図1Dに関連して示すものと同様である(尚、ホイール軸(WA)及びタイヤ軸(TA)は、図1D乃至図1Fにおいて、軸(OA−OA)に対して、略平行である)。
図1Hは、オフセット軸(OA−OA)周りのホイール(W)或いはタイヤ(T)の回転を示す。尚、図1Hにおいて、ホイール(W)或いはタイヤ(T)は、それぞれの軸(WA、TA)周りには回転していない。
図1Iは、ホイール(W)或いはタイヤ(T)それぞれの軸(WA,TA)周りの回転とオフセット軸(OA−OA)周りの回転からなるホイール(W)或いはタイヤ(T)の複合回転動作を示す。
図1Jは、ホイール(W)或いはタイヤ(T)により辿られる螺旋状の回転経路を示す。図1Jに示す形態において、ホイール(W)或いはタイヤ(T)は、図1D乃至図1Hに示すいずれかの運動形態を以って回転するのに加えて、オフセット軸(OA−OA)に対して平行な方向で平行移動する。
図1Aに示す図から明らかなように、ホイール(W)或いはタイヤ(T)により辿られる経路は、図1Jに示すような略螺旋形状の経路となる。
【0015】
図1A乃至図3を参照する。
タイヤ(T)とホイール(W)を取付けるための本発明に係るシステムは、全体として、符号10で示される。タイヤを拘束(即ち、ホイールに対する移動を防止)し、ホイールを操作して、ホイールをタイヤに取付けることの利点に関して説明されるが、システム(10)は、ホイールの移動を抑制し(タイヤに対して)、タイヤを操作し、タイヤをホイールに取付ける形態に対して適用することも可能である。いずれの取付形態においても、システム(10)は、タイヤとホイールを部分的に或いは完全に合体させてなる組立体(TW)(例えば、図1C、図3、図4D、図6、図8参照)を生み出すことができる。
【0016】
本発明において、従来用いられてきた取付工具(取外し用工具、嵌合用工具、圧力ローラホイール、ツールパック、圧入ローラ、ビード逸らせ板或いはこれらに類する工具)が必要とされない点は非常に重要である。従来においては、これらの工具を用いて、タイヤをホイールに取り付けている。本発明では、これら従来の取付工具を必要とすることがないので、本発明を「工具不要」の取付システムとして特徴付けるのが正しい。
ある実施形態において、ホイールとタイヤのうち少なくとも一方が他方に対して直接的に取付作業を実行するように(ホイールとタイヤを仲介する工具を利用することなく)、ホイールとタイヤを操作する取付システムとして、本発明を理解することができる。この意味において、「作業実行部(作業を実行するホイールとタイヤのうち一方)」は、取付工具(或いは少なくとも取付工具の一部)として機能する。
ある実施形態において、タイヤ或いはホイールのうち一方は、主要発動機(例えば、電気モータ)により駆動され、他方は受け手となる。タイヤとホイールがシステム(物理的に、システムとの用語本来の意味で)を構成するものと考えられるならば、タイヤ/ホイールシステムにエネルギを与えるための他の主要発動機は必要とされない。この手法は、従来の手法、即ち、タイヤとホイールの間を仲介する工具(主要発動機により動力を与えられる)を使用し、タイヤをホイールに取付ける全ての手法とは大きく異なるものである。
【0017】
ある実施形態において、タイヤ(T)とホイール(W)が「部分的に」取付けられるということは、タイヤ(T)のビード(B1,B2)のうち一方が、部分的に或いは完全に、ホイール(W)の周縁部(Wc)周囲に配されることを意味する(例えば、図1C及び図3参照)。
ある実施形態において、タイヤ(T)とホイール(W)が「完全に」取付けられるということは、タイヤ(T)のビード(B1,B2)のうち一方が、完全に、ホイール(W)の周縁部(Wc)周囲に完全に配されることを意味する(例えば、図4D及び図6参照)。
ある実施形態において、タイヤ(T)とホイール(W)が「完全に」取付けられるということは、タイヤ(T)のビード(B1,B2)の両方が、ホイール(W)の周縁部(Wc)周囲に完全に配されることを意味する(例えば、図8参照)。
したがって、タイヤ(T)とホイール(W)を取付けることとは、ホイール(W)の周縁部(Wc)周りに1若しくはそれ以上のビード(B1,B2)を部分的に或いは完全に配すること(タイヤとホイールからなる組立構造体を作るために)を意味する。タイヤ(T)とホイール(W)からなる組立構造体は、下流工程部において、追加的な処理に曝される。尚、下流工程において、例えば、位置決め用マーキング、膨張、ビードシーティング、ユニフォーミティテスト、タイヤとホイールを合体させた組立体(TW)のバランス取りが行なわれる。
【0018】
まず、図1Aを参照する。
システム(10)は、マスターアクチュエータを備える。マスターアクチュエータは、タイヤ又はホイールのうち少なくとも一方に接続する。マスターアクチュエータは、アクチュエータ(25)及びホイール支持アーム組立体(12)を備える。ホイール支持アーム組立体(12)は、回転アクチュエータ(14)を備える。回転アクチュエータ(14)は、ベース部(16)とスピンドル(18)の間を接続する部材である。
スピンドル(18)は、ホイール(W)に接続する。例えば、スピンドル(18)は、ホイール(W)の中央ハブ部に接続する。マスターアクチュエータ(25)によりなされる作動動作は、一般的な目的ロボットにより実行される。簡便に説明するために、符号25がブロック内に示され、「ロボット」とのラベルが図中に付されている。本発明に関連して開示される作動動作(或いは、動作)を実行するためにロボットを用いることができるが、本明細書に開示される動作を実行するのに用いることができる非常に単純化された機械を用いることもできる。この機械は、ある実施形態においては、自動化されたものであってもよく、他の実施形態においては、単純に手動式で作動するものであってもよい。本発明の適用範囲をロボットベースのものに限定して解釈すべき事項は、本明細書による開示範囲には存在しない。
【0019】
図示の如く、タイヤ(T)は、第1のビード(B1)と第2のビード(B2)を備える。軸(AT−AT)は、タイヤ(T)の中心、即ち、回転軸に沿って延設する。本明細書において、軸(AT−AT)は、タイヤ軸を意味し、自動車にタイヤが用いられた場合には、軸(AT−AT)は、タイヤの実際の回転軸となる。
【0020】
図示の如く、ホイール(W)は、第1のビードシート(S1)を備える。第1のビードシート(S1)は、第1のビード(B1)を収容するとともに第1のビード(B1)に接触する。ホイール(W)は、第2のビードシート(S2)を備える。第2のビードシート(S2)は、第2のビード(B2)を収容するとともに第2のビード(B2)に接触する。ホイール(W)の周縁部(Wc)全体が第1のビードシート(S1)及び第2のビードシート(S2)を形成する。
【0021】
軸(AW−AW)は、ホイール(W)の中心点、即ち、ホイール(W)の回転軸に沿って延出する。軸(AW−AW)は、本明細書において、ホイール軸を意味する。ホイールが自動車の車軸に取付けられたとき、軸(AW−AW)は、ホイールの実際の回転軸となる。
【0022】
ベース(16)は、アクチュエータに接続する。アクチュエータは全体として符号25で示されている。アクチュエータは、ホイール支持アーム組立体(12)を三次元空間内で移動させる能力を備える。したがって、アクチュエータは、ホイール(W)を三次元空間内で移動させることができる。図示の如く、ホイール軸(AW−AW)は、ホイール支持アーム組立体(12)に沿って延出する。したがって、アクチュエータ(25)を用いたホイール支持アーム組立体の移動は、結果として、ホイール軸(AW−AW)の移動となる。
【0023】
ある実施形態において、アクチュエータ(25)は、ホイール支持アーム組立体(12)を移動させる能力を有し、略直線状の移動動作などの動作(M)(例えば、図1A乃至図1C参照)と歳差運動(P1乃至P4(例えば、図1G乃至図1I並びに図2A乃至図3参照)を組み合わせた動作を実現することができる。また、ある実施形態においては、突進動作(P)(例えば、図4A乃至図5D参照)を実現でき、ある実施形態においては、非歳差的な回転動作(例えば、図7A乃至図7E参照)、振子動作、正弦状の動作或いはこれら動作を組み合わせた動作を実現できる。アクチュエータ(25)は、自動化された装置(例えば、ロボット)であってもよい。この装置は、プロセッサ(図示せず)により制御される。或いは、アクチュエータ(25)は、手動式に操作される装置であってもよい。この手動式に操作される装置は、人間(図示せず)により制御されるとともに物理的に操作されるものである。
【0024】
ある実施形態において、図1A乃至図1Cに示す如く、第1段階として、サポート支持アーム組立部(12)は揺動、落下或いは略矢印(M)の方向に向けて移動する。この移動動作(M)は、あらゆる移動態様或いは複数の移動態様(直線状の移動、正弦状の移動或いは振子移動)の組み合わせとすることができる。
図1Aに示す如く、組立体(12)は、ホイール(W)をタイヤ(T)に近づけるように移動させる。その後、図1Bに示す如く、組立体(12)は、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)に近づけるように移動させる。
図1C及び図2Aを参照する。組立体(12)は、ホイール(W)のドロップセンター部(DC)を移動させ、ドロップセンター部(DC)をタイヤ(T)の第1のビード(B1)に隣接させる。タイヤ(T)の第1のビード(B1)の一部は、ホイール(W)のドロップセンター部の一部によって、しっかりと押圧されることとなる。
【0025】
図2Aを参照する。
アクチュエータ(25)が、組立体(12)及びホイール(W)を更に移動させる前に、ホイール軸(AW−AW)が傾斜角θで傾くように(即ち、タイヤ軸(AT−AT)に対して平行ではない状態となるように)、アクチュエータ(25)は、タイヤ(T)に対するホイール(W)の位置を定める。
ある実施形態において、アクチュエータ(25)は、ホイール支持アーム組立体(12)及びこれに連なるホイール(W)を移動させ、タイヤ(T)及びタイヤ軸(AT−AT)に対して、ホイール軸(AW−AW)を旋回移動させる。即ち、ホイール軸(AW−AW)は、矢印(P1乃至P4)の方向に向かう旋回動作をする(図2A乃至図3及び図1G参照)。一般的に、この旋回動作(P1乃至P4)の態様は、タイヤ軸に対するホイール軸の傾斜により定められる。
その後、ホイール軸(AW−AW)をタイヤ軸(AT−AT)周りに回転させ、タイヤ軸(AT−AT)周りのホイール軸(AW−AW)の移動領域が形成される。この領域は、略円錐形状の表面輪郭をなす。ホイール(W)の旋回動作の間、回転アクチュエータ(14)を用いて、ホイール(W)を、ホイール軸(AW−AW)周りに回転させること(図1H参照)は、いくつかのタイヤ(T)とホイール(W)の組合せにおいて、有効である。
【0026】
ここで、図2Aを参照する。
アクチュエータ(25)は、ホイール支持アーム組立体(12)を用いて、ホイール(W)を歳差運動させて、タイヤ(T)に対して、ホイール(W)の位置を定めることができる。例えば、「9時の位置」(図3参照)から、タイヤ(T)を中心にして、ホイール(W)を、矢印(P1)で示す時計回りに歳差運動させ、「12時の位置」(図3参照)にホイール(W)を配することができる。
その後、図2Bに示す如く、アクチュエータ(25)は、ホイール支持アーム組立体(12)を用いて、タイヤ(T)を中心として、ホイール(W)を歳差運動させる。例えば、タイヤ(T)を中心にしてホイール(W)を歳差運動させ、「12時の位置」にあるホイール(W)を、矢印(P2)で示す時計回りに旋回させ、「3時の位置」に配する。
この後、図2Cに示す如く、アクチュエータ(25)は、ホイール支持アーム組立体(12)を動かし、タイヤ(T)を中心にホイール(W)を歳差運動させる。例えば、タイヤ(T)を中心に、矢印(P3)で示す時計回り方向に回転させ、「3時の位置」にあるホイールを「6時の位置」に移動させる。
その後、図2Dに示す如く、アクチュエータ(25)は、ホイール支持アーム組立体(12)を動かし、タイヤ(T)を中心にホイール(W)を歳差運動させる。例えば、タイヤ(T)を中心に、矢印(P4)で示す時計回り方向に回転させ、「6時の位置」にあるホイールを「9時の位置」に移動させる。
【0027】
ホイール支持アーム組立体(12)及びホイール(W)の移動を、図2A乃至図2Dにおいて、不連続な段階のように示してきたが、上述の歳差運動(P1乃至P4)は、連続的且つスムーズに実行することができる。加えて、上述の歳差運動(P1乃至P4)は、時計回りのものに限定されるものではなく、上述の時計回りの歳差運動の代わりに、反時計回りの歳差運動が行われてもよい。
加えて、図2A乃至図2Dに対応する図面として、図3を用意し、簡便化のため、ホイール(W)及び/又はホイール支持アーム組立体(12)の位置を特定の「時刻位置」として表現しているが、本明細書に開示される発明は、タイヤ(T)とホイール(W)を組み合せる際の初期位置或いは終了位置が、特定の「時刻位置」に限定されるものではない。
【0028】
図2A乃至図3に示されるとともに説明されてきた歳差運動(P1乃至P4)の間、タイヤ(T)のビード(B1,B2)のうち少なくとも一方がホイール(W)の周縁部(Wc)に近づき、少なくとも部分的に、ホイール(W)の周縁部(Wc)周囲に位置することとなる。
ある実施形態において、第1のビード(B1)が、第1のビードシート(S1)に近づき、少なくとも部分的に第1のビードシート(S1)に近接した位置に配されることとなる。ひとたび、ビード(B1)がビードシート(S1)近傍に近づくと、ホイール軸(AW−AW)とタイヤ軸(AT−AT)は、略同軸状態となる。したがって、歳差運動(P1乃至P4)の結果、タイヤ(T)とホイール(W)は、部分的或いは完全に合体した状態となる。ひとたび、タイヤ(T)がホイール(W)に取付けられると、略同軸関係にあるタイヤ(T)とホイール(W)は、他の工程部(図示せず)に搬送され、そこで、位置決め用マーキング、膨張、ビードシーティング、ユニフォーミティテスト、タイヤとホイールを合体させた組立体(TW)のバランス取り或いは他の後工程が行なわれる。
【0029】
上記のタイヤとホイールの取付工程の間、所望であれば、タイヤ(T)が、タイヤ(T)の軸端表面(TA)或いは外周面(Tc)のいずれか一方により保持され、ホイール(W)が、上述の如く、タイヤ(T)を中心として、歳差的に移動するようにしてもよい。しかしながら、この逆の技術を阻害するものはなく、ホイール(W)を保持して、同様に、タイヤ(T)をホイール(W)を中心にして、歳差的に移動させてもよい。
【0030】
図4A乃至図5Dを参照する。
タイヤ(T)とホイール(W)を合体させる本実施形態に係るシステムは、全体として、符号100で指し示されている。システム(100)は、システム(10)と略同様の構成を備え、アクチュエータ(25)及びホイール支持アーム組立体(12)を用いて、ホイール(W)に歳差運動(P1乃至P4)をさせる。しかしながら、システム(100)は、同時に、支持アーム組立体(12)の運動を介して、ホイール(W)の歳差運動(P1乃至P4)と、支持アーム組立体(12)の軸方向の押込み動作を複合させる。この押込み動作は、図中において符号AP−APで示される軸に沿って行なわれる。軸(AP−AP)は、本明細書において、押込み軸と称される。
【0031】
図4Aを参照する。
ホイール支持アーム組立体(12)は、図1C及び図2Aに示されるとともに説明されたものと略同様の位置にある。タイヤ(T)の軸端表面(TA)は、軸支持面(S)により保持されるとともに軸支持面(S)に対向して配されている。
【0032】
図4A乃至図5Cに示す如く、ホイール支持アーム組立体(12)及びホイール(W)は、矢印(P1乃至P4)で示す方向の歳差運動と押込み軸(AP−AP)に沿う矢印(P)の方向の軸方向押込み運動を複合させた運動を同時に行なうこととなる。上記において、矢印(P1乃至P4)及び矢印(P)の方向の複合運動が説明されてきたが、本発明は、組立体(12)とホイール(W)の複合運動に限定されるものではない。例えば、ホイール(W)が歳差運動(P1乃至P4)をし、タイヤ(T)が軸方向にホイール(W)に向けて移動する形態を採用できる。これにより、ホイール(W)とタイヤ(T)との間の軸方向の運動が、タイヤ(T)をホイール(W)に向けて移動させることにより達成される。したがって、ホイール(W)を歳差的に移動させ、タイヤ(T)をホイール(W)の方向の軸方向に移動させてもよい。また、ホイール(W)の歳差運動の間に、ホイール(W)を、ホイール自身の軸(AW−AW)周りに回転させることが(回転アクチュエータ(14)を用いて)、特定のタイヤ(T)とホイール(W)の組合せにとって有効である場合もある。
【0033】
図4A乃至図4Dは、それぞれ連続的な工程を表しており、図4A乃至図4Dにおいて、ホイール(W)の複合運動(P1乃至P4及びP)を用いて、タイヤ(T)はホイール(W)に取付けられるが、このとき、角度(θ)分だけ、ホイール軸(AW−AW)とタイヤ軸(AT−AT)の間に挟角が形成され、この挟角は、ホイール軸(AW−AW)とタイヤ軸(AT−AT)が互いに集合して、略同軸になるように、略ゼロになるまで低減する。
【0034】
図4D及び図5Dに示すように、タイヤ(T)は、少なくとも部分的にホイール(W)に取り付けられ、第1のビード(B1)は、ホイール(W)の外周部(Wc)周囲に位置することとなる。
図6を参照する。ホイール支持組立体(12)は、ホイール(W)に部分的に取付けられたタイヤ(T)を仕上げ工程部に移動させる。仕上げ工程部は、全体として、符号150で示される。仕上げ工程部(150)は、第2ビード(B2)をホイール(W)の周縁部(Wc)周りに取付ける効果を奏する。
【0035】
ある実施形態において、仕上げ工程部(150)は、一般的に、複数の接地ローラを備える。接地ローラは、全体として、符号152a乃至152cで示される。更に、仕上げ工程部(150)は、1若しくはそれ以上の位置修正ローラを備える。位置修正ローラは、回動式の「シーソー」ローラ組立体とすることができ、このシーソー・ローラ組立体は、全体として、符号154で示される。シーソー・ローラ(154)は、アクチュエータ(156)に接続し、アクチュエータ(156)は、シーソー・ローラ(154)の回動式に上下するシーソーのような移動態様を実現する。
ある実施形態において、接地ローラ(152a乃至152c)及びシーソー・ローラ(154)は、タイヤ(T)の軸端表面(TA)の周縁部(Wc)周りに配される。ある実施形態において、ローラ(152a乃至152c及び156)は、拘束されておらず、これらローラそれぞれの軸周りの回転を行なうことができる。尚、ローラ(152a乃至152c及び156)は、受動的に回転するものである(即ち、ローラ(152a乃至152c及び156)は、主要発動機により駆動されるものではなく、タイヤ(T)に対して能動的に作用をもたらすことはできない)。
【0036】
ある実施形態において、接地ローラ(152a)は、シーソー・ローラ(154)に対向する位置において、円周状に配される。3つの接地ローラ(152a乃至152c)のみが示されているが、所望の数の接地ローラ(152a乃至152c)が、仕上げ工程部(150)の構成に含まれるものとすることができる。ローラ(152,154)の回転軸は、軸(AT,AW,AP)に対して直角方向に延設する半径方向の経路に沿って延設してもよい。
【0037】
図7Aを参照して、動作を説明する。
ホイール支持組立体(12)は、部分的に合体したタイヤ(T)とホイール(W)を、矢印(Z)の方向で、仕上げ工程部(150)に向けて移動させる。タイヤ(T)の軸端表面(TA)は、接地ローラ(152a乃至152c)及びシーソー・ローラ(154)に接触する。その後、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)に向けて移動させる。これにより、タイヤ(T)の軸端表面(TA)の少なくとも一部が、接地ローラ(152a乃至152c)から離れる方向に向けて、押されることとなる。
【0038】
図7Bを参照する。
ホイール支持組立体(12)又は回転アクチュエータ(14)のうち少なくとも一方が、部分的に合体したタイヤ(T)とホイール(W)を軸(AR−AR)周りに回転する。この軸(AR−AR)は、軸(AT−AT)並びに軸(AW−AW)と略同軸である。この軸(AR−AR)は、本明細書において、仕上げ工程回転軸と称される。タイヤ(T)の軸端表面(TA)が、接地ローラ(152a乃至152c)及びシーソー・ローラ(154)に接触することとなるので、ホイール支持組立体(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乃至152c)及びシーソー・ローラ(154)に伝達されることとなる。
【0039】
部分的に合体したタイヤ(T)及びホイール(W)は、仕上げ工程回転軸(AR−AR)周りに回転し始めるので、上方位置(U)にあるシーソー・ローラ(154)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)の周縁部(Wc)周囲に部分的に配するように促し始める(例えば、図7B参照)。この位置において、第2のビード(B2)は、ホイール(W)の周縁部(Wc)周りの約5%の部分の周縁に配されることとなる。
【0040】
図7Cに示す如く、その後、ホイール(W)が回転移動をすると、第2のビード(B2)は、ホイール上を曲がりくねって進行し始め(螺子切加工されたシャフトにナットが取り付けられている場合に、ナットが回転したときと同様に)、更に、第2のビード(B2)が、接地ローラ(152c)近傍において、ホイール(W)の周縁部(Wc)周囲に部分的に配されることとなる。尚、接地ローラ(152c)は、シーソー・ローラ(154)に最も近接するローラである。
所望であれば、アクチュエータ(156)は、シーソー・ローラの上方位置(U)を更に高い位置に設定してもよい。これにより、ホイール(W)の周縁部(Wc)周囲に第2のビード(B2)が更に促されることとなる。この位置において、第2のビード(B2)は、ホイール(W)の周縁部(Wc)の周囲のうち約10%の部分に配されることとなる。
【0041】
図7Dに示す如く、その後、ホイール(W)に更に回転運動を与えると、第2のビード(B2)は、接地ローラ(152b)の近傍において、ホイール(W)の周縁部(Wc)周囲に更に部分的に配されることとなる。尚、接地ローラ(152b)は、接地ローラ(152c)よりもシーソー・ローラ(154)から離れた位置にあるとともに、接地ローラ(152a)よりもシーソー・ローラ(154)に対して近い位置にあるローラである。所望であれば、アクチュエータ(156)は更に、シーソー・ローラ(154)の上方位置(U)を更に高く設定してもよい。これにより、第2のビード(B2)は、更にホイール(W)の周縁部(Wc)周りに促されることとなる。この位置において、第2のビード(B2)は、ホイール(W)の周縁部(Wc)のうち約15%の部分の周囲に配されることとなる。
【0042】
図7Eに示す如く、その後、第2のビード(B2)は、瞬間的に、ホイール(W)の周縁部(Wc)周りに完全に配されることとなり、第2のビード(B2)は、接地ローラ(152a)近傍のホイール(W)の周縁部(Wc)周囲に配されることとなる。尚、接地ローラ(152a)は、シーソー・ローラ(154)から最も離れた位置にあるローラである。部分的に配された第2のビード(B2)が、指数関数的にホイール(W)周囲を取り囲むこととなるので(即ち、第2のビード(B2)がホイール(W)の周縁部(Wc)の周囲を取り囲む割合が、15%から100%に上昇する)、スナップ音或いは破裂音が聞こえ、作業員は、第2のビード(B2)が完全に、ホイール(W)の外縁を横切って移動し、ホイール(W)の周縁部(Wc)周りに配されたことを知ることができる。
図8を参照する。図8において、ホイール支持組立体(12)は、その後、矢印(Z’)の方向に向けて移動する。尚、矢印(Z’)の方向は矢印(Z)の方向とは反対向きである。これにより、合体したタイヤ・ホイール組立体(TW)は、仕上げ工程部(150)から離れ、1若しくはそれ以上の下流工程部(位置決め用マーキング、膨張、ビードシーティング、ユニフォーミティテスト、タイヤとホイールを合体させた組立体(TW)のバランス取りの工程)に向けて、移動する。
【0043】
ここで、図9を参照する。図9は更に他の実施形態を示す。
ホイール(916)は、ホイール支持アーム組立体(910)に固定されている。ホイール支持アーム組立体(910)は、回転アクチュエータ(914)(モータ或いはこれに類するもの)を備える。回転アクチュエータ(914)は、ベース部(912)とスピンドル(915)の間に配される。必要に応じて、ピボットジョイント(919)が、ベース部(912)とアクチュエータ(914)の間に配される。
スピンドル(915)は、ホイール(916)の中央ハブ部に接続する。この接続は、当業者に周知の方法を以って行なわれる。ベース部(912)は、リニアアクチュエータ(911)に接続する。これにより、リニアアクチュエータ(911)は、ホイール支持アーム組立体(910)全体を第1軸(B)に対して平行に移動させることができる。
リニアアクチュエータ(911)、ベース部(912)、ピボットジョイント(919)及び回転アクチュエータ(914)は、単一のロボットシステムに組み込まれた機能を実現することとなる。したがって、リニアアクチュエータ(911)、ベース部(912)、ピボットジョイント(919)及び回転アクチュエータ(914)が、全て、別個の部品として示されたが、本発明の開示範囲を、個々の部品、これらの部品のうちいくつかのものに限定すべきものはない。これらの部品により関連する機能全てが、ロボットシステムにより実現可能なものである。
軸(B)は、通常、タイヤ(922)の回転軸に一致する。ピボットジョイント(919)は、ベース部(912)に対して、回転アクチュエータ(919)を回動させるために用いられる。軸(A)は、調整可能であり、軸(B)と一致することもできるし(即ち、θ=0°)、或いは、他の形態においては、軸(A)は、軸(B)に対して角度的にずれた位置に配される(即ち、θ≠0°)(尚、本明細書においては、角度ずれをθの記号で表現しているが、これは、角度表記によく用いられる記号である)。回転アクチュエータ(914)は、主要発動機であり、例えば、電気式、空力式、水力式或いは他の種の回転アクチュエータからなる。回転アクチュエータ(914)は、軸(A)周りにホイール(916)を回転させる能力を備える。
タイヤ(922)は、第1のタイヤビード(924)及び第2のタイヤビード(926)を備える。タイヤ(922)が、非圧縮状態にあるとき、ビード(924)とビード(926)は、一般的に、空隙(944)分だけ離間した位置にある。
少なくとも1つのビード圧縮機構(928)が、タイヤ(922)の側壁部近傍に配される。図9Aに示す実施形態において、2つのビード圧縮機構(928,930)が示されているが、1若しくはそれ以上のビード圧縮機構を用いることも本発明の技術的範囲に含まれるものである。各ビード圧縮機構(928,930)は、それぞれ、圧縮アクチュエータ(932,938)を備え、この圧縮アクチュエータ(932,938)は、それぞれ、上側の挟持用指状部材(934,940)と下側の挟持用指状部材(936,942)を備える。
ここで、図9A及び図9Bを参照する。ホイール(916)をタイヤ(922)に取付けるために、ホイール(916)はまず、スピンドル(915)に据付けられる。スピンドル(915)は、アクチュエータ(914)により、軸(A)周りに回転する(尚、回転方向は符号945で示す矢印により表されている)。また、少なくとも1つのビード圧縮機構(928,930)が作動し、これにより、タイヤ(922)のビード(924,926)の少なくとも一部がともに押圧されることとなり、空隙(944)の少なくとも一部が弛緩した状態の空隙からそれよりも狭い幅の空隙幅となる。尚、空隙幅の減少は、図9B中、符号944’で示されている。また、弛緩状態は、図9Aに示されている。
【0044】
図9A、図9B及び図9Cを参照する。
続いて、ベース部(912)は、軸(B)に沿って、直線的に移動する。この直線移動は、図9C中、符号946で示される。これにより、ホイール(916)の第2のビードシート(920)の少なくとも一部(948)が、タイヤ(922)の第1のビード(924)及び第2のビード(926)により形成される開口部(950)を通過することとなる。
その後、更に、直線移動(946)が軸(B)に沿って続行され、ホイール(916)の第2のビードシート(920)全体が、開口部(950)を通過する(図9D参照)。
ひとたび、ホイール(916)が図9Dに示す位置に至ると、アクチュエータ(932,938)は、駆動解除となり、タイヤとホイールからなる組立構造体がスピンドル(915)から切り離され、下流工程に運ばれ、下流での作業(膨張、バランス取り或いはこれに類する作業)が行われることとなる。
傾斜角θは、特定のタイヤとホイールの組合せにとっては非常に重要な因子である一方で、他のタイヤとホイールの組み合わせにとっては全く重要なものではない。例えば、あるタイヤとホイールの組合せでは、タイヤ材料が非常に高い弾性を有する場合(即ち、容易に変形する場合)、傾斜角は形成される必要がなく(即ち、θ=0°)或いは非常に小さな値の角度θで十分に、ホイール(916)をタイヤ(922)に組み付けることができる。これとは対照的に、厚手或いは反発性の高い材料からタイヤが形成されている場合には、傾斜角度をより大きな値に設定する必要がある。例えば、10°、20°或いはそれ以上の角度などにする。
尚、潤滑剤が、1若しくはそれ以上のタイヤビード(924,926)に塗布されてもよく、1若しくはそれ以上のホイールの部分(例えば、ビードシート(918,920)など)が、取付工程を容易化し、タイヤの第1のビード(924)及び第2のビード(926)に、取付工程の間のタイヤとホイール間に生ずる摩擦接触に起因して発生し得る引掻き傷或いは引き裂き傷が生ずることを防いでもよい。
【0045】
図10Aを参照する。
更なる実施形態において、ホイール支持アーム組立体(910)は、図9A乃至図9Dに関連して説明したものと同一の態様で作動する。しかしながら、図10A乃至図10Dに示す形態において、タイヤビード(924,926)は、両方とも、ビード圧縮機構により挟持されていない。したがって、タイヤ(922)のビード(924,926)は、弛緩状態のままである。
図10A及び図10Bを参照する。
ホイール支持アーム組立体(910)は、軸(B)に沿って、直線移動(946)を実行する。その一方で、ホイール(916)は、同時に、軸(A)周りに回転動作(945)をする。ホイール(916)の第2のビードシート(920)が、タイヤ(922)の第1のタイヤビード(924)に接触すると、第2ビードシート(920)の一部(948)は、タイヤ(922)の第1のビード(924)と第2のビード(926)により形成された開口部(950)を通過する。
引き続き、ベース(912)は、直線状の移動動作(946)を続行する。これにより、ホイール(916)の第2のビードシート(920)は、タイヤ(922)の第1のビード(924)により形成された上側開口部(950)を完全に通過する(図10C参照)。
その後、ベース(912)は更に、軸(B)に沿って移動する。これにより、ホイール(916)の第2のビードシート(920)が、タイヤ(922)の第2のビード(926)により形成された下側開口部(950’)を通過する。その後、ホイールとタイヤからなる組立構造体は、スピンドル(915)から切り離され、これにより、ホイールとタイヤからなる組立構造体は、膨張工程、バランス取り工程及びこれらに類する下流工程で処理を施される。
図9A乃至図10Dは、タイヤ(922)のホイール用開口部が、軸(B)に対して、略同心であるように示されるが、軸(B)に対してタイヤ(922)が傾斜している形態を含まないものとする理由はない。軸(B)とタイヤ(922)のホイール用開口部間の傾斜についても同様である。
タイヤ(922)は固定され、一般的にタイヤが回転或いは他の移動(ホイール(916)によりタイヤ(922)上に生ずる力に応じて生ずる移動現象)をしないようにされる。実際には、取付工程の間、タイヤの運動量を制御可能とすることにより、取付工程が改善されることとなる。ホイールとタイヤの合体が、固定されたタイヤに対して、ホイールを回転させるとともに直線的に移動させる形態を以って説明されてきたが、ホイールとタイヤの位置関係を逆にしても、開示された方法に何ら悪影響をもたらすものではない。
【0046】
本発明は、特定の例示的な形態を参照しつつ説明されてきたが、上記した例示的な態様以外と特定の形態を以って、本発明を実現可能であることは当業者にとって明らかである。この変更形態は、本発明の技術的範囲から外れることなしに実現可能である。上記の例示的な形態は、単に説明を目的とするものであり、何ら本発明の技術的範囲を制限するものではない。本発明の技術的範囲は、添付の請求の範囲並びにその均等の範囲まで認められるものであり、上記説明が本発明の技術的範囲を定めるものではない。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1A】本発明の例示的な実施形態にしたがって、自動車のタイヤと自動車のホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図1B】本発明の例示的な実施形態にしたがって、自動車のタイヤと自動車のホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図1C】本発明の例示的な実施形態にしたがって、自動車のタイヤと自動車のホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図1D】本発明に適用しうる回転系及び非回転系の運動形態の例を示す図である。
【図1E】本発明に適用しうる回転系及び非回転系の運動形態の例を示す図である。
【図1F】本発明に適用しうる回転系及び非回転系の運動形態の例を示す図である。
【図1G】本発明に適用しうる回転系及び非回転系の運動形態の例を示す図である。
【図1H】本発明に適用しうる回転系及び非回転系の運動形態の例を示す図である。
【図1I】本発明に適用しうる回転系及び非回転系の運動形態の例を示す図である。
【図1J】本発明に適用しうる回転系及び非回転系の運動形態の例を示す図である。
【図2A】本発明に係る例示的な実施形態にしたがい自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図2B】本発明に係る例示的な実施形態にしたがい自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図2C】本発明に係る例示的な実施形態にしたがい自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図2D】本発明に係る例示的な実施形態にしたがい自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図3】図2A乃至図2Dにしたがって自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる連続的工程を示す上面図である。
【図4A】本発明に係る例示的な実施形態にしたがい自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図4B】本発明に係る例示的な実施形態にしたがい自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図4C】本発明に係る例示的な実施形態にしたがい自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図4D】本発明に係る例示的な実施形態にしたがい自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す図である。
【図5A】図4A乃至図4Dにしたがって自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す上面図である。
【図5B】図4A乃至図4Dにしたがって自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す上面図である。
【図5C】図4A乃至図4Dにしたがって自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す上面図である。
【図5D】図4A乃至図4Dにしたがって自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる一工程を示す上面図である。
【図6】本発明の例示的な実施形態にしたがい自動車タイヤと自動車ホイールを合体させるシステムの全体概略図である。
【図7】図7A乃至図7Eは、図6に示す自動車タイヤと自動車ホイールを合体させる連続的工程を示す。
【図8】図6乃至図7Dの自動車タイヤと自動車ホイールを合体させるシステムの全体概略図である。
【図9A】本発明に係るシステムの他の実施形態を示し、このシステムにおいて、自動車タイヤは挟持されていない状態にある。
【図9B】図9Aに示すシステムであり、タイヤビードは挟持された位置にある。
【図9C】図9Aに示すシステムであり、タイヤビードは挟持された位置にあり、自動車ホイールは第1軸周りに回転するとともに第2軸に沿って、挟持された自動車タイヤのビードシート領域に突っ込まれている。
【図9D】図9Aに示すシステムであり、タイヤホイールの第1ビードがタイヤビードの挟持された位置に形成された開口部を完全に通過した状態にある。
【図10A】本発明の更なる実施形態を示し、自動車ホイールは第1軸周りに回転するとともに第2軸に沿って押し出されている。
【図10B】図10Aに示すシステムであり、ホイールのビードシート位置がタイヤの第1のビードにより形成された開口部を部分的に通過した状態にある。
【図10C】図10Aに示すシステムであり、ホイールのビードシート位置がタイヤの第1のビードにより形成された開口部を完全に通過した状態にある。
【図10D】図10Aに示すシステムであり、ホイールのビードシート位置がタイヤの第2のビードにより形成された第2の開口部を完全に通過した状態にある。
【符号の説明】
【0048】
T・・・・・・・タイヤ
W・・・・・・・ホイール
B1,B2・・・ビード
TW・・・・・・組立構造体
DC・・・・・・ドロップセンター
152a・・・・ローラ
152b・・・・ローラ
152c・・・・ローラ
154・・・・・ローラ
928・・・・・圧縮機構
919・・・・・ピボットジョイント
934・・・・・挟持用指状部材
936・・・・・挟持用指状部材
940・・・・・挟持用指状部材
942・・・・・挟持用指状部材
【特許請求の範囲】
【請求項1】
タイヤとホイールを一緒に少なくとも部分的に合体させる方法であって、
主要発動機を用いて、タイヤとホイールのうち一方を取付けるとともに取付けられたタイヤ若しくはホイールを他方の近傍に運搬し、タイヤ/ホイールシステムを形成する段階と、
前記主要発動機を用いて、前記ホイールの一部と前記タイヤのビード位置を互いに接触状態とする段階と、
前記主要発動機を用いて、前記ホイールと前記タイヤのうち少なくとも一方に直接的に力を加え、前記タイヤの前記ビードが前記ホイールに少なくとも部分的に取付けられた状態とする段階からなり、
前記主要発動機によりもたらされる力が、前記タイヤ/ホイールシステムにもたらされる正方向の力のみからなることを特徴とする方法。
【請求項2】
前記主要発動機が、前記ホイールに直接的に力を加えるとともに前記ホイールを通じて前記タイヤに間接的に力を加えることを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項3】
前記主要発動機により加えられる力が、回転式に前記手動発動機を操ることを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項4】
前記ホイールに前記タイヤを中心にして歳差運動させることにより、前記主要発動機が直接的にホイールに力を加えるとともに前記タイヤに前記ホイールを介して間接的に力を加えることを特徴とする請求項3記載の方法。
【請求項5】
前記主要発動機により加えられる力が、歳差運動、直線運動、突き出し動作、回転振子運動或いは正弦状の運動のうち少なくとも1つの態様の運動を前記主要発動機に与えることを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項6】
前記主要発動機の運動が、歳差運動、直線運動、突き出し動作、回転振子運動或いは正弦状の運動のうち2若しくはそれ以上の組合せの運動態様であることを特徴とする請求項5記載の方法。
【請求項7】
少なくとも部分的に合体したタイヤとホイールからなる組立構造体を作り出す方法であって、
(a)ホイールの回転軸を定めるホイールとタイヤの回転軸を定めるタイヤの一部を合体させる段階と、
(b)タイヤとホイールのうち一方を回転式に操作し、少なくとも部分的に合体したタイヤとホイールからなる組立構造体を形成する段階からなることを特徴とする方法。
【請求項8】
(c)前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を突き出し軸に沿って直線的に移動させる段階を更に備えることを特徴とする請求項7記載の方法。
【請求項9】
前記ホイールの一部と前記タイヤの一部を合体させる段階(a)において、振子移動動作を用いて、前記ホイールの一部を前記タイヤの第1ビードに隣接させ、
前記ホイールの一部がドロップセンタ部であることを特徴とする請求項7記載の方法。
【請求項10】
(c)前記タイヤの軸端面に隣接して複数のローラを配する段階と、
(d)前記タイヤの前記軸端面に向けて前記複数のローラのうち少なくとも1つを変位させ、前記タイヤの第2ビードを前記ホイールに促す段階と、
(e)前記タイヤを中心にして、前記ホイールを回転させる段階からなることを特徴とする請求項7記載の方法。
【請求項11】
少なくとも部分的にタイヤとホイールを合体させた組立構造体を形成する方法であって、
ビードと軸を備えるタイヤと周縁部を備えるホイールのうち一方が他方に対して傾斜するようにタイヤとホイールを配する段階と、
前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方が回転するように動作させ、
前記タイヤとホイールのうち少なくとも一方を他方に対して押し出す段階からなることを特徴とする方法。
【請求項12】
前記傾斜させる段階が、前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を位置決めし、ゼロ度に等しい角度設定のアプローチ角を形成することを特徴とする請求項11記載の方法。
【請求項13】
前記傾斜させる段階が、前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を位置決めし、ゼロ度に等しくない角度設定のアプローチ角θを形成することを特徴とする請求項11記載の方法。
【請求項14】
前記押し出す段階が、前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を突き出し軸に沿って移動させる段階からなることを特徴とする請求項11記載の方法。
【請求項15】
前記突き出し軸が略タイヤの回転軸に一致することを特徴とする請求項14記載の方法。
【請求項16】
前記ホイールが前記タイヤを中心にして回転することを特徴とする請求項11記載の方法。
【請求項17】
前記ホイールが回転軸を有し、
前記タイヤが回転軸を有し、
前記傾斜させる段階が、前記ホイールの回転軸を前記タイヤの回転軸に対して平行ではない状態とすることを含むことを特徴とする請求項11記載の方法。
【請求項18】
前記タイヤの両側壁が互いに近接するように挟持する段階を更に備えることを特徴とする請求項11記載の方法。
【請求項19】
タイヤとホイールを合体させる装置であって、
タイヤとホイールのうち少なくとも一方に接続するマスターアクチュエータを備え、該マスターアクチュエータが、
(i)タイヤとホイールのうち少なくとも一方に接続する段階と、
(ii)前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方に接続すると同時に、前記接続された前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を他方の近傍に配する段階と、
(iii)前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方に接続すると同時に、前記接続された前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を回転するように操り、前記タイヤと前記ホイールを少なくとも部分的に合体させることを特徴とする装置。
【請求項20】
前記タイヤの側壁と噛合うとともに圧縮する圧縮機構を更に備えることを特徴とする請求項19記載の装置。
【請求項21】
前記マスターアクチュエータがピボットジョイントを備え、
該ピボットジョイントが回転アクチュエータに接続し、前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方に回動動作を与えることを特徴とする請求項19記載の装置。
【請求項22】
前記圧縮機構が、少なくとも一対の挟持用指状部材を備え、前記タイヤの互いに対向する側面に噛合い、これら側面を圧縮することを特徴とする請求項20記載の装置。
【請求項23】
前記アクチュエータの前記回転操作が、回転運動を与える手段と歳差運動を与える手段のうち少なくとも一方の手段によりなされることを特徴とする請求項19記載の装置。
【請求項24】
前記タイヤと噛合う複数のローラを更に備えることを特徴とする請求項19記載の装置。
【請求項25】
前記複数のローラのうち少なくとも1つが、位置修正ローラであり、
該位置修正ローラが、前記タイヤに近づく方向或いは離れる方向に操作可能であることを特徴とする請求項21記載の装置。
【請求項1】
タイヤとホイールを一緒に少なくとも部分的に合体させる方法であって、
主要発動機を用いて、タイヤとホイールのうち一方を取付けるとともに取付けられたタイヤ若しくはホイールを他方の近傍に運搬し、タイヤ/ホイールシステムを形成する段階と、
前記主要発動機を用いて、前記ホイールの一部と前記タイヤのビード位置を互いに接触状態とする段階と、
前記主要発動機を用いて、前記ホイールと前記タイヤのうち少なくとも一方に直接的に力を加え、前記タイヤの前記ビードが前記ホイールに少なくとも部分的に取付けられた状態とする段階からなり、
前記主要発動機によりもたらされる力が、前記タイヤ/ホイールシステムにもたらされる正方向の力のみからなることを特徴とする方法。
【請求項2】
前記主要発動機が、前記ホイールに直接的に力を加えるとともに前記ホイールを通じて前記タイヤに間接的に力を加えることを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項3】
前記主要発動機により加えられる力が、回転式に前記手動発動機を操ることを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項4】
前記ホイールに前記タイヤを中心にして歳差運動させることにより、前記主要発動機が直接的にホイールに力を加えるとともに前記タイヤに前記ホイールを介して間接的に力を加えることを特徴とする請求項3記載の方法。
【請求項5】
前記主要発動機により加えられる力が、歳差運動、直線運動、突き出し動作、回転振子運動或いは正弦状の運動のうち少なくとも1つの態様の運動を前記主要発動機に与えることを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項6】
前記主要発動機の運動が、歳差運動、直線運動、突き出し動作、回転振子運動或いは正弦状の運動のうち2若しくはそれ以上の組合せの運動態様であることを特徴とする請求項5記載の方法。
【請求項7】
少なくとも部分的に合体したタイヤとホイールからなる組立構造体を作り出す方法であって、
(a)ホイールの回転軸を定めるホイールとタイヤの回転軸を定めるタイヤの一部を合体させる段階と、
(b)タイヤとホイールのうち一方を回転式に操作し、少なくとも部分的に合体したタイヤとホイールからなる組立構造体を形成する段階からなることを特徴とする方法。
【請求項8】
(c)前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を突き出し軸に沿って直線的に移動させる段階を更に備えることを特徴とする請求項7記載の方法。
【請求項9】
前記ホイールの一部と前記タイヤの一部を合体させる段階(a)において、振子移動動作を用いて、前記ホイールの一部を前記タイヤの第1ビードに隣接させ、
前記ホイールの一部がドロップセンタ部であることを特徴とする請求項7記載の方法。
【請求項10】
(c)前記タイヤの軸端面に隣接して複数のローラを配する段階と、
(d)前記タイヤの前記軸端面に向けて前記複数のローラのうち少なくとも1つを変位させ、前記タイヤの第2ビードを前記ホイールに促す段階と、
(e)前記タイヤを中心にして、前記ホイールを回転させる段階からなることを特徴とする請求項7記載の方法。
【請求項11】
少なくとも部分的にタイヤとホイールを合体させた組立構造体を形成する方法であって、
ビードと軸を備えるタイヤと周縁部を備えるホイールのうち一方が他方に対して傾斜するようにタイヤとホイールを配する段階と、
前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方が回転するように動作させ、
前記タイヤとホイールのうち少なくとも一方を他方に対して押し出す段階からなることを特徴とする方法。
【請求項12】
前記傾斜させる段階が、前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を位置決めし、ゼロ度に等しい角度設定のアプローチ角を形成することを特徴とする請求項11記載の方法。
【請求項13】
前記傾斜させる段階が、前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を位置決めし、ゼロ度に等しくない角度設定のアプローチ角θを形成することを特徴とする請求項11記載の方法。
【請求項14】
前記押し出す段階が、前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を突き出し軸に沿って移動させる段階からなることを特徴とする請求項11記載の方法。
【請求項15】
前記突き出し軸が略タイヤの回転軸に一致することを特徴とする請求項14記載の方法。
【請求項16】
前記ホイールが前記タイヤを中心にして回転することを特徴とする請求項11記載の方法。
【請求項17】
前記ホイールが回転軸を有し、
前記タイヤが回転軸を有し、
前記傾斜させる段階が、前記ホイールの回転軸を前記タイヤの回転軸に対して平行ではない状態とすることを含むことを特徴とする請求項11記載の方法。
【請求項18】
前記タイヤの両側壁が互いに近接するように挟持する段階を更に備えることを特徴とする請求項11記載の方法。
【請求項19】
タイヤとホイールを合体させる装置であって、
タイヤとホイールのうち少なくとも一方に接続するマスターアクチュエータを備え、該マスターアクチュエータが、
(i)タイヤとホイールのうち少なくとも一方に接続する段階と、
(ii)前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方に接続すると同時に、前記接続された前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を他方の近傍に配する段階と、
(iii)前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方に接続すると同時に、前記接続された前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方を回転するように操り、前記タイヤと前記ホイールを少なくとも部分的に合体させることを特徴とする装置。
【請求項20】
前記タイヤの側壁と噛合うとともに圧縮する圧縮機構を更に備えることを特徴とする請求項19記載の装置。
【請求項21】
前記マスターアクチュエータがピボットジョイントを備え、
該ピボットジョイントが回転アクチュエータに接続し、前記タイヤと前記ホイールのうち少なくとも一方に回動動作を与えることを特徴とする請求項19記載の装置。
【請求項22】
前記圧縮機構が、少なくとも一対の挟持用指状部材を備え、前記タイヤの互いに対向する側面に噛合い、これら側面を圧縮することを特徴とする請求項20記載の装置。
【請求項23】
前記アクチュエータの前記回転操作が、回転運動を与える手段と歳差運動を与える手段のうち少なくとも一方の手段によりなされることを特徴とする請求項19記載の装置。
【請求項24】
前記タイヤと噛合う複数のローラを更に備えることを特徴とする請求項19記載の装置。
【請求項25】
前記複数のローラのうち少なくとも1つが、位置修正ローラであり、
該位置修正ローラが、前記タイヤに近づく方向或いは離れる方向に操作可能であることを特徴とする請求項21記載の装置。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図1H】
【図1I】
【図1J】
【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7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図1H】
【図1I】
【図1J】
【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7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【公開番号】特開2008−162581(P2008−162581A)
【公開日】平成20年7月17日(2008.7.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−333293(P2007−333293)
【出願日】平成19年12月25日(2007.12.25)
【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)
【公開日】平成20年7月17日(2008.7.17)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年12月25日(2007.12.25)
【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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