タイヤ着脱装置およびタイヤ装着方法
【課題】剛性の高いタイヤであっても、損傷を防止するとともにワイヤおよびカーボン繊維などの補強材の破断を防止し、容易かつ迅速にホイールからタイヤを取外し、かつホイールにタイヤを装着させることができるタイヤ着脱装置を提供する。
【解決手段】ホイールの下リム部を着脱可能に保持し、前記ホイールを鉛直な回転軸線Ｌ１まわりに回転駆動する回転テーブル４と、ホイールの上リム部に、タイヤの下ビード部または上ビード部が嵌合するように案内するとともに、ホイールの上リム部に嵌合したタイヤの上ビード部を上リム部から離脱させるように案内するビード案内部材６と、回転軸線Ｌ１から離反するにつれて小径となる円錐台の周面状の押圧面を有し、ビード案内部材が配置される位置よりも回転テーブルの回転方向下流側の位置で、ホイールに装着されたタイヤの上ビード部を上方から前記押圧面の一部によって押圧するビードローラ２１とを含む。
【解決手段】ホイールの下リム部を着脱可能に保持し、前記ホイールを鉛直な回転軸線Ｌ１まわりに回転駆動する回転テーブル４と、ホイールの上リム部に、タイヤの下ビード部または上ビード部が嵌合するように案内するとともに、ホイールの上リム部に嵌合したタイヤの上ビード部を上リム部から離脱させるように案内するビード案内部材６と、回転軸線Ｌ１から離反するにつれて小径となる円錐台の周面状の押圧面を有し、ビード案内部材が配置される位置よりも回転テーブルの回転方向下流側の位置で、ホイールに装着されたタイヤの上ビード部を上方から前記押圧面の一部によって押圧するビードローラ２１とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールからタイヤを離脱させるとともに、タイヤをホイールに装着することができるタイヤ着脱装置およびタイヤ装着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な従来技術は、たとえば特許文献１に記載されている。この従来技術では、偏平タイヤなどとも呼ばれる剛性の高いタイヤは、ホイールからの取外しおよび装着を人力によって行うことが困難であるため、タイヤチェンジャまたはタイヤ交換機とも呼ばれるタイヤ着脱装置が用いられており、このようなタイヤ着脱装置は、たとえば特許文献１に開示されている。
【０００３】
この先行技術では、タイヤをリム部から取り外す場合、押圧アームを下降させ、回転テーブルを回転状態として、ビードローラによってタイヤの上ビード部およびサイドウォール部を押し下げ、回転テーブルを回転させながら、前記上ビード部をホイールのドロップ部へ落とし込む。このとき、前記ビードローラは、回転自在なフリー状態であり、タイヤおよびホイールの回転に従動し、タイヤおよびホイールが１回転すると、上ビート部が全周にわたってホイールのドロップ部へ落とし込まれる。
【０００４】
その後、ホイールの上リム部と上ビード部との間に、ビード案内部材としてのマウンティングヘッドの突起部を挿入する。このとき、突起部の挿入点近傍の上ビード部をビードローラによって押し下げておき、前記突起部の挿入を容易化する。またこのマウンティングヘッドの突起部の挿入点に対して、周方向に１８０度反対側の上ビード部およびサイドウォール部を、前記ビードローラによって押圧し、マウンティングヘッド近傍の上リム部と上ビード部との間に、作業者によってタイヤレバーの先端部を挿入して、上ビード部が上リム部よりも上方となるように角変位操作した状態で、回転テーブルを回転させることによって、上ビード部が上リム部から上方へ引き出される。
【０００５】
次に、タイヤの下ビード部と上リム部との間に、ビードローラの周縁部を挿入して回転テーブルを回転させることによって、タイヤを上方へ押し上げ、タイヤがホイールから取り外される。
【０００６】
このように、この先行技術では、偏平タイヤなどの剛性の高いタイヤであっても、一人の作業者によってタイヤをホイールから取外すことができるように構成されている。
【０００７】
また、タイヤをホイールに装着する際には、タイヤの下ビード部をホイールの上リム部からホイールに嵌め込み、マウンティングヘッドをタイヤの上ビード部がホイールの嵌着しやすい位置にセットする。これとともに、ビードローラをロック状態として、揺動アームの旋回中心が回転テーブルの回転軸線上に配置されるように位置決めした後、前記揺動アームの旋回をロックし、ビードローラを揺動アームとともに下降させ、タイヤのサイドウォール部上のマウンティングヘッドよりも回転方向下流側近傍の位置を押圧して、ビードローラが自転しないようにロック状態とする。この状態で、回転テーブルを回転させることによって、前記ビードローラは、タイヤのサイドウォール部を押圧した状態のまま追従して回転し、タイヤの上ビード部が、マウンティングヘッドとビードローラとによって、ホイールの上リム部の内側へ嵌め込まれる。
【０００８】
このように、この先行技術では、タイヤのホイールへの装着時には、ビードローラの回転をロックしてタイヤの回転に追従させて押圧状態を維持し、タイヤの弾性回復力によって上ビード部がホイールの上リム部から上方へ戻ってしまうことを防ぎ、偏平タイヤなどの剛性の高いタイヤであっても、一人の作業者によってタイヤをホイールに装着することができるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−２５５３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述の先行技術では、ホイールに対して装着され、または取り外されるタイヤは、偏平タイヤなどの剛性の高いタイヤを対象とするものであるが、近年の金属製ワイヤまたはカーボン繊維などによって補強されたタイヤである場合には、タイヤの剛性が前述の偏平タイヤよりもさらに高く、タイヤをホイールから取り外すに際して、上ビード部をマウントプレスローラによって押圧して押し下げた状態であっても、ホイールの上リム部と上ビード部との間にマウンティングヘッドの突起部を介在させ、上ビード部と上リム部との間に手作業でタイヤレバーを挿入して、上ビード部を上リム部から上方へ離脱させるために、上ビード部には前記マウンティングヘッドの突起部およびタイヤレバーから大きな力を作用させなければならないため、タイヤの上ビード部を損傷してしまう。
【００１１】
このように上ビード部が損傷すると、そのタイヤをホイールに装着したとき、上リム部と上ビード部との密着性が低くなり、適切な空気圧を長期に維持することが困難になってしまうという問題がある。
【００１２】
また、前述のワイヤまたはカーボン繊維によって補強された超剛性のタイヤは、ビードローラによってマウンティングヘッドよりも回転方向下流側の近傍で押圧されると、そのタイヤの上ビード部からサイドウォール部およびショルダ部にわたって略Ｕ字状または略Ｖ字状に大きく変形して陥没し、前記ワイヤおよびカーボン繊維が破断されてしまうという問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、剛性の高いタイヤであっても、損傷を防止するとともにワイヤおよびカーボン繊維などの補強材の破断を防止し、容易かつ迅速にホイールからタイヤを取外し、かつホイールにタイヤを装着および離脱させることができるタイヤ着脱装置およびタイヤ装着方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、ホイールの下リム部を着脱可能に保持し、前記ホイールを鉛直な回転軸線まわりに回転駆動する回転テーブルと、
前記ホイールの上リム部に、タイヤの下ビード部または上ビード部が嵌合するように前記下ビードおよび前記上ビードを案内するとともに、前記ホイールの前記上リム部に嵌合した前記タイヤの上ビード部を前記上リム部から離脱するように案内するビード案内部材と、
前記回転軸線から離反するにつれて小径となる円錐台の周面状の押圧面を有し、前記ビード案内部材に近接した位置であって、前記ビードローラが配置される位置よりも前記回転テーブルの回転方向下流側の位置で、前記ホイールに装着された前記タイヤの前記上ビード部を上方から前記押圧面の一部によって押圧するビードローラとを含むことを特徴とするタイヤ着脱装置である。
【００１５】
また本発明は、前記ビードローラは、前記回転軸線および前記ビード案内部材が配置される位置を含む第１の仮想一平面と前記回転軸線および前記ビードローラによる押圧位置を含む第２の仮想一平面とが成す角度が３０°以上でかつ９０°未満の範囲に設けられることを特徴とする。
さらに本発明は、回転テーブルにホイールを固定し、
前記ホイールにタイヤを乗載し、
前記タイヤの下ビード部を、予め定める位置に配置したビード案内部材に係止させた状態で、前記回転テーブルを回転させながらホイールに嵌合させ、
前記ホイールのドロップ部に上ビード部を位置させ、
前記タイヤの上ビード部を、前記ビード案内部材に係止させるとともに、ビード案内部材近傍であって、前記回転軸線から離反するにつれて小径となる円錐台の周面状の押圧面を有し、前記ビード案内部材が配置される位置よりも前記回転テーブルの回転方向下流側の位置に配置したビードローラによって、前記ホイールに装着された前記タイヤの前記上ビード部を上方から前記押圧面の一部によって押圧することを特徴とするタイヤ装着方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、円錐台の周面状の押圧面を有するビードローラが傾斜して設けられるので、ビードローラの押圧面の一部をビード部に対して大きな面積で接触させることができるとともに、ビード部のビードローラによる押圧位置において、ビードローラからビード部に対して接線方向とは異なる方向に大きな摺動摩擦力が作用しない。これによって、ビード部をビードローラによって大きな力で押圧しても、ビード部にビードローラから局部的に大きな力が作用せず、また接線方向からずれた方向にビードローラがビード部ＴＢを摺接する摺動摩擦力が小さく、ビード部ＴＢがビードローラによって損傷することが防がれる。したがって、剛性の高いタイヤであっても、損傷を防止するとともにワイヤおよびカーボン繊維などの補強材の破断を防止し、容易かつ迅速にホイールからタイヤを取外し、かつホイールにタイヤを装着および離脱させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態のタイヤ着脱装置１を示す正面図である。
【図２】図１の上方から見たタイヤ着脱装置１の平面図である。
【図３】図１の左方から見たタイヤ着脱装置１の左側面図である。
【図４】図１の右方から見たタイヤ着脱装置１の右側面図である。
【図５】ビード案内部材６の拡大斜視図である。
【図６】ビードプレス装置Ｂを示す側面図である。
【図７】ビードローラ２１によるタイヤＴへの押圧状態を示す図である。
【図８】マウントプレス装置Ｃに用いられるタイヤ押え部材３５の平面図である。
【図９】図８の下方から見たタイヤ押え部材３５の側面図である。
【図１０】図８の切断面線Ｘ−Ｘから見た断面図である。
【図１１】図８の切断面線ＸＩ−ＸＩから見た断面図である。
【図１２Ａ】上ビード部ＴＢ２を上リム部ＷＲ２から離脱させる手順を説明するための図であり、図１２Ａ（１）はホイール既着タイヤを起立させた状態でビードブレーカ５０を上ビード部ＴＢ２近傍に配置した状態を示し、図１２（２）は回転テーブル４上のホイールＷのバルブＶをビード案内部材６の下流側の位置にセットした状態を示し、図１２Ａ（３）は上ビード部ＴＢ２を上リム部ＷＲ２上へ離脱させた状態を示す。
【図１２Ｂ】上ビード部ＴＢ２を上リム部ＷＢ２から離脱させる手順を説明するための図であり、図１２Ｂ（４）はビード案内部材６を持上げ、反対側を押し下げた状態を示し、図１２Ｂ（５）はタイヤＴをディマウントローラ５１によって下方から上方へ押し上げた状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は本発明の一実施形態のタイヤ着脱装置１を示す正面図であり、図２は図１の上方から見たタイヤ着脱装置１の平面図であり、図３は図１の左方から見たタイヤ着脱装置１の左側面図であり、図４は図１の右方から見たタイヤ着脱装置１の右側面図である。本実施形態のタイヤ着脱装置１は、タイヤ装着方法およびタイヤ離脱方法を実施するために用いられる。本実施形態のタイヤ着脱装置１は、基本的に、ビード部案内装置Ａと、ビードプレス装置Ｂと、マウントプレス装置Ｃとを含む。
【００１９】
まず、ビード部案内装置Ａの構成について説明する。ビード部案内装置Ａは、ホイールＷが搭載され、このホイールＷの下リム部ＷＲ１を着脱可能に保持して鉛直な回転軸線Ｌ１まわりに矢符Ｄ方向に回転駆動する回転テーブル４と、上昇方向および下降方向に変位可能に設けられる昇降アーム５と、昇降アーム５の下端部に設けられるビード案内部材６と、昇降アーム５を保持し、前記回転軸線Ｌ１に近接／離反する前後方向に変位する水平アーム７と、下端部の水平な軸線Ｌ２を回動中心に前記回転軸線Ｌ１に近接／離反する方向に傾動する支柱８とを含む。
【００２０】
前記回転テーブル４は、回転軸線Ｌ１と同軸に載置されたホイールＷを着脱自在に保持するチャック手段４０を備える。このチャック手段４０は、回転軸線Ｌ１に関して軸対称に４つのチャック爪４１を有し、各チャック爪４１は、スライダ４３に搭載され、図示しない複動空気圧シリンダＣ１によって相互に近接および離反する方向に変位駆動される。これらのチャック爪４１は、載置されたホイールＷの下リム部ＷＲ１を半径方向外方から挟着し、ホイールＷを回転軸線Ｌ１と同一軸線上に保持することができる。また、各チャック爪４１を相互に離反する方向に変位させると、ホイールＷの挟着状態が解除され、ホイールＷを回転テーブル４上から取り外すことができる。
【００２１】
回転テーブル４の基台５３には、支柱８の転倒・倒立を操作するための支柱傾倒ペダルＰｓ、スライダ４１の開閉およびホイールＷの固定・解除を行うためのチャッキングペダルＰｃ、ビードブレーカ部のブレード５４をビード押圧方向、すなわち基台５３に近接する方向へ押圧し、かつその押圧力を解除するためのビードブレーカペダルＰｂならびに回転テーブル４の正転・反転動作を指示するための回転指令ペダルＰｒが設けられる。
【００２２】
図５はビード案内部材６の拡大斜視図である。前記ビード案内部材６は、鋼鉄またはステンレス鋼から成る昇降アーム５の下端部にボルトなどによって着脱可能に装着される取付け部材であって、回転テーブル４上にセットされた既着タイヤＴのホイールＷに対して、ホイールＷの上リム部ＷＲ２に掛合した状態で、下ビード部ＴＢ１を下方から支持して移動方向に案内するビード支持部１１と、上リム部ＷＲ２およびこの上リム部ＷＲ２に密着する上ビード部ＴＢ２間に割り込んで挿入される挿入部１２とを備える。前記ビード支持部１１は、前記回転軸線Ｌ１に垂直な仮想水平面に平行である。また前記挿入部１２は、回転テーブル４の回転方向Ｄの下流側に臨んで先細状となる略球状に形成される。
【００２３】
図６はビードプレス装置Ｂを示す側面図である。前記ビードプレス装置Ｂは、回転テーブル４上で、回転テーブル４から離反する上昇方向および回転テーブル４に近接する下降方向に変位可能に設けられるとともに、回転テーブル４の回転軸線Ｌ１に直交する水平軸線に沿って、前記回転軸線Ｌ１に近接する前進方向Ｅ１および前記回転軸線Ｌ１から離反する後退方向Ｅ２に変位可能に設けられるビードプレスアーム２０と、ビードプレスアーム２０の前記回転軸線Ｌ１寄りに配置される長手方向一端部に保持され、前記回転テーブル４に搭載されたタイヤＴの上ビード部ＴＢ２を押下した状態で回転自在に設けられるビードローラ２１と、ビードプレスアーム２０を長手方向に移動自在に保持するアーム保持部２２（図１参照）とを含む。前記アーム保持部２２は、空気圧リニアシリンダによって実現されてもよく、リニアスライダによって実現されてもよい。
【００２４】
前記ビードローラ２１は、前記回転軸線から離反するにつれて小径となる円錐台の周面状の押圧面２１ａを有し、ビードプレスアーム２０の軸線Ｌ４および前記回転テーブル４の回転軸線Ｌ１を含む鉛直な仮想一平面上で、底面を前記回転軸線Ｌ１に臨ませて、下方になるにつれて前記回転軸線Ｌ１から離反する方向に傾斜した軸線Ｌ３まわりに回転自在に設けられる。
【００２５】
このようなビードローラ２１は、前記ビード案内部材６が配置される位置よりも前記回転方向下流側の予め定める角度φを成す近傍位置で、前記ホイールＷに装着された前記タイヤＴの上ビード部ＴＢ２を上方から前記押圧面の一部によって押圧することができる。前記予め定める角度φは、前記回転軸線Ｌ１および前記ビード案内部材６が配置される位置を含む仮想一平面から前記回転テーブル４の回転方向Ｄ下流側に、３０°以上でかつ９０°未満（３０°≦φ＜９０°）に選ばれる。すなわち、前記ビードローラ２１は、前記回転軸線Ｌ１および前記ビード案内部材６が配置される位置を含む第１の仮想一平面と、前記回転軸線Ｌ１および前記ビードローラ２１による押圧位置を含む第２の仮想一平面とが成す角度が３０°以上でかつ９０°未満の範囲に設けられる。
【００２６】
このようなビードローラ２１は、前記ビード案内部材が配置される位置よりも前記回転方向下流側の予め定める角度θ１を成す近傍位置で、前記ホイールＷに装着された前記タイヤＴの上ビード部ＴＢ２を上方から前記押圧面２１ａの一部によって押圧することができる。前記角度θ１は、１５°以上、４５°以下に選ばれ、好ましくは３０°に選ばれる。また、押圧面２１ａは、回転軸線Ｌ１に垂直な仮想平面、すなわち水平面に対して角度θ２に選ばれる。この角度θ２は、３０°以上、６０°以下に選ばれ、好ましくは４５°選ばれる。
【００２７】
図７はビードローラ２１によるタイヤＴへの押圧状態を示す図である。前記ビードローラ２１は、前述のように円錐台の周面状に形成される押圧面２１ａを有し、このようなビードローラ２１によってタイヤＴの上ビード部ＴＢ２を押圧すると、押圧面２１ａはタイヤＴの上ビード部ＴＢ２近傍からショルダ部ＴＳに向かって仮想線Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３で示されるように拡大し、かつ周方向にも拡大する。
【００２８】
これに対して、押圧面２１ａの水平面に対する角度θ２が３０°未満であれば、仮想線Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３で示すように、上ビード部ＴＢ２からショルダ部ＴＳに大きく拡大し、タイヤＴを上ビード部ＴＢ２からサイドウォール部ＴＷを経てショルダ部ＴＳにわたる範囲を押圧し、略Ｕ字状または略Ｖ字状に凹ませてしまい、ワイヤまたはカーボン繊維などの補強材が挿入されている剛性の高いタイヤＴである場合、そのタイヤＴを損傷し、補強材を破断してしまうおそれがあるが、本実施形態のビードローラ２１によれば、このような問題が生じない。
【００２９】
図８はマウントプレス装置Ｃに用いられるタイヤ押え部材３５の平面図であり、図９は図８の下方から見たタイヤ押え部材３５の側面図であり、図１０は図８の切断面線Ｘ−Ｘから見た断面図であり、図１１は図８の切断面線ＸＩ−ＸＩから見た断面図である。図１〜図３をも参照して、前記マウントプレス装置Ｃは、回転テーブル４に隣接して設けられ、回転テーブル４の回転軸線Ｌ１に平行な移動経路に沿って昇降移動する昇降体３０を有する昇降手段３１と、昇降手段３１の昇降体３０に、回転テーブル４の回転軸線Ｌ１に平行な軸線Ｌ３まわりに回転自在に連結される揺動アーム３２と、揺動アーム３２に、回転テーブル４の回転軸線Ｌ１に平行な軸線Ｌ４まわりに回転自在に連結される第１アーム３３と、揺動アーム３２に前記第１アーム３３よりも上方で軸線Ｌ４まわりに回転自在に連結される第２アーム３４と、第２アーム３４に、この第２アーム３４に沿って移動可能に設けられるタイヤ押え部材３５とを含む。前記昇降手段３１は、複動空気圧シリンダによって実現される。
【００３０】
前記タイヤ押え部材３５は、ビードローラ２１が配置される位置よりも前記回転方向Ｄ下流側でかつ前記ビード案内部材６が配置される位置よりも前記回転方向Ｄ上流側の領域で、前記タイヤＴを上方から押圧する板状の押圧部３６を有し、この押圧部３６によって前記タイヤＴを上方から押圧した状態で、揺動アーム３２、第１および第２アーム３３，３４が角変位して、前記タイヤＴの回転に追従して移動自在である。
【００３１】
前記タイヤ押え部材３５は、前述の板状の押圧部３６と、押圧部３６の一側部から上方へ立上がる側壁部３７と、側壁部３７と押圧部３６と連結する一対のリブ３８ａ，３８ｂと、第２アーム３４とタイヤ押え部材３５とを連結する連結軸３９の下端部が挿入されて前記連結軸３９の軸線Ｌ６まわりに回動自在に連結され、側壁部３７および押圧部３６に一体的に形成されるボス部４０とを有する。このようなタイヤ押え部材３５は、強度が高く、耐衝撃性および耐摩耗性に優れ、しかもタイヤＴに対して滑り性の良好な材料、たとえばポリカーボネートから成ってもよい。
【００３２】
図１２Ａおよび図１２Ｂは上ビード部ＴＢ２を上リム部ＷＲ２から離脱させる手順を説明するための図であり、図１２Ａ（１）はホイール既着タイヤを起立させた状態でビードブレーカ５０を上ビード部ＴＢ２近傍に配置した状態を示し、図１２（２）は回転テーブル４上のホイールＷのバルブＶをビード案内部材６の下流側の位置にセットした状態を示し、図１２Ａ（３）は上ビード部ＴＢ２を上リム部ＷＲ２上へ離脱させた状態を示す。図１２Ｂ（４）はビード案内部材６を持上げ、反対側を押し下げた状態を示し、図１２Ｂ（５）はタイヤＴをディマウントローラ５１によって下方から上方へ押し上げた状態を示す。
【００３３】
ホイールＷに装着された既着タイヤＴを取り外す場合には、タイヤＴ内のエアを完全に抜き、基台５３の側部に設けられるビードブレーカ５０にタイヤＴを垂直に起立させて配置し、図１２Ａ（１）に示すように、ビードブレーカ５０のブレード５４をホイールＷよりΔＬ１＝１０ｍｍ〜２０ｍｍ離してセットする。この状態で、ビードブレーカペダルＰｂを踏み込んで、ブレード５４をタイヤＴに近接する方向へ駆動させ、タイヤＴの上ビード部ＴＢ２近傍を押圧して、ホイールＷのドロップ部側へ落とし込む。この後、タイヤＴを裏返して、同様の作業を行い、下ビード部ＴＢ１をホイールＷのドロップ部側へ落とし込む。
【００３４】
次に、ビード案内部材６を後方へ退避させ、回転テーブル４にタイヤ付ホイールＷを乗載する。このとき、チャッキングペダルＰｃの操作によって、スライダ４３をホイールサイズに合わせておき、チャッキングペダルＰｃを踏んで４つのチャック爪４１を互いに近接する方向へ移動させ、ホイールＷの下リム部ＷＲ１を挟着して固定する。
【００３５】
こうしてタイヤ付ホイールＷが回転テーブル４に搭載されると、図１２Ａ（２）に示すように、前記ビード案内部材６が回転テーブル４上に搭載されたタイヤＴの上ビード部ＴＢ２の上リム部ＷＲ２近傍に到達するように、前記昇降アーム５を前進方向および後退方向に調整しながら下降させて位置決めし、ビード案内部材６が上ビード部ＴＢ２に接触した状態から昇降アーム５をさらに下降させ、上ビード部ＴＢ２がビード案内部材６の下部によって押圧されて押し下げられ、上リム部ＷＲ２から上ビード部ＴＢ２が離反する。
【００３６】
この状態で、図１２Ａ（３）に示すように、タイヤレバーの先端部を上ビード部ＴＢ２と上リム部ＷＲ２との間に発生した隙間に挿入し、タイヤレバーをテコのように押し下げて角変位させて上ビード部ＴＢ２をめくり上げ、上ビード部ＴＢ２を完全にビード案内部材６に載せた状態とする。その後、タイヤレバーを抜き取り、回転テーブル４を回転方向Ｄに回転させることによって、上ビード部ＴＢ２がホイールＷの上リム部ＷＲ２から上方へ分離して取り外される。
【００３７】
このとき、図１２Ｂ（４）に示すように、ビード案内部材６とは反対側の領域、さらに詳しく述べると、前記ビードローラが配置される位置よりの前記回転方向Ｄ下流側でかつ前記ビード案内部材６が配置される位置よりも前記回転方向Ｄ上流側の領域で、前記タイヤＴを上方からタイヤ押え部材の板状の押圧部によってタイヤＴを周方向および幅方向に広い面積で押圧して押し下げる。これによって剛性の高いタイヤＴであっても、タイヤＴの上ビード部ＴＢ２のビード案内部材６の装着位置近傍をホイールＷの上リム部ＷＲ２からより離間させることが可能となり、無理なく上ビード部ＴＢ２を上リム部ＷＲ２から上方へ離脱させることができる。
また、タイヤＴがより剛性が高い場合には、ディマウントローラ５１が用いられる。このディマウントローラ５１は、前記回転軸線Ｌ１および前記ビード案内部材６が配置される位置を含む第１の仮想一平面と、前記回転軸線Ｌ１および前記ビードローラ２１による押圧位置を含む第２の仮想一平面とが成す角度が３０°以上でかつ９０°未満の範囲に設けられる。このようなディマウントローラ５１を用いる場合には、回転テーブル４にタイヤＴが装着されたホイールＷを固定し、前記タイヤＴの上ビード部をビード案内部材６に係止させた状態で、前記回転テーブル４を回転させながらホイールＷから離脱させ、前記上ビード部をホイールＷから離脱させたタイヤＴを、前記ビード案内部材の前記回転方向Ｄ下流側に近接した位置に配置したディマウントローラ５１によって下方から上方へ押圧した状態で回転テーブル４を回転させて、下ビード部をホイールＷの上リム部から円滑、迅速に離脱させることができる。
【００３８】
これによって、タイヤＴが偏平タイヤでかつ金属製ワイヤによって補強された剛性の高いタイヤであっても、ビード案内部材６を上リム部ＷＲ２に充分に近接させた状態で、上ビード部ＴＢ２と上リム部ＷＲ２との間に挿入することができ、したがって上ビード部ＴＢ２を、ビード案内部材６によって大きな押圧力で押圧することなしに、円滑に挿入することができ、上ビード部ＴＢ２をビード案内部材６の挿入時に損傷することが防がれる。
【００３９】
このようにしてビード案内部材６をできるだけ上リム部ＷＲ２の外周面に近付けた位置で、上ビード部ＴＢ２との間に挿入することができるので、上ビード部ＴＢ２がむやみに大きな力で押圧されず、ビード案内部材６との接触による擦過傷または擦過痕などが生じず、タイヤＴの損傷を従来に比べて格段に少なくすることができる。
【００４０】
また、上ビード部ＴＢ２を上リム部ＷＲ２から離脱させるに際して、上ビード部ＴＢ２にビード案内部材６から大きな力が作用しないので、上ビード部ＴＢ２と上リム部ＷＲ２との間へのビード案内部材６の挿入を円滑に行うことができ、これによってタイヤ交換作業の容易化および迅速化を図ることができる。
【００４１】
次に、タイヤ装着時の動作について述べる。前記ビードローラ２１は、図２に示すように、回転テーブル４にホイールＷとともに搭載されたタイヤＴの上ビード部ＴＢ２の直上に上リム部ＷＲ２に近接して配置され、この押圧位置で上ビード部ＴＢ２を押下した状態で軸線Ｌ３まわりに回転自在であるため、回転テーブル４上でホイールＷに装着されたタイヤＴが回転軸線Ｌ１まわりに回転駆動されると、タイヤＴの回転に追従してビードローラ２１も軸線Ｌ３まわりに回転する。この状態で、ビードプレスアーム２０を下降させると、上ビード部ＴＢ２はビードローラ２１によって押し下げられながら周方向へ回転し、剛性の高いタイヤＴであっても、上ビード部ＴＢ２を大きな力で押圧して、上ビード部ＴＢ２を上リム部ＷＲ２からドロップ部まで押し込んで確実に分離することができる。
【００４２】
前記ビードローラ２１は、その押圧面２１ａが、底面を回転テーブル４の回転軸線Ｌ１に臨ませ、該回転軸線Ｌ１から離反するにつれて先細状となる円錐台の周面状に形成される。またこのビードローラ２１は、その軸線Ｌ３が、ビードプレスアーム２０の軸線Ｌ４および回転テーブル４の回転軸線Ｌ１を含む仮想一平面上で、下方になるにつれて前記回転軸線Ｌ１から離反する方向に傾斜し、この軸線Ｌ４まわりに回転自在に設けられる。
【００４３】
このように環状である円錐台の周面状の押圧面２１ａを有するビードローラ２１が傾斜して設けられるので、ビードローラ２１の押圧面２１ａの一部をビード部ＴＢに対して大きな面積で接触させることができるとともに、上ビード部ＴＢ２のビードローラ２１による押圧位置において、ビードローラ２１から上ビード部ＴＢ２に対して接線方向とは異なる方向に大きな摺動摩擦力が作用しない。これによって、上ビード部ＴＢ２をビードローラ２１によって大きな力で押圧しても、上ビード部ＴＢ２にビードローラ２１から局部的に大きな力が作用せず、また接線方向からずれた方向にビードローラ２１が上ビード部ＴＢ２を摺接する摺動摩擦力が小さく、上ビード部ＴＢ２がビードローラ２１によって損傷することが防がれる。
【００４４】
さらにまた、ビード案内部材６の外周面が円錐台の周面状であるので、ローラ移動手段２２によってビードローラ２１を上リム部ＷＲ２に近接した位置で回転テーブル４の回転軸線Ｌ１に近接する方向Ｅ１に移動させても、ビードローラ２１が上リム部ＷＲ２に干渉することが防がれ、ビード部ＴＢをドロップ部付近まで押し下げて、より確実にビード部ＴＢを上リム部ＷＲ２から分離することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ タイヤ着脱装置
４ 回転テーブル
５ 昇降アーム
６ ビード案内部材
８ 支柱
１１ ビード支持部
１２ 挿入部
２０ ビードプレスアーム
２１ ビードローラ
２２ アーム保持部
２１ａ 押圧面
３０ 昇降体
３１ 昇降手段
３２ 揺動アーム
３３ 第１アーム
３４ 第２アーム
３５ タイヤ押え部材
３６ 押圧部
３７ 側壁部
３８ａ，３８ｂ リブ
３９ 連結軸
３７ａ ボス部
４０ チャック手段
４１ チャック爪
４３ スライダ
５１ ディマウントローラ
５４ ブレード
Ａ ビード部案内装置
Ｂ ビードプレス装置
Ｃ マウントプレス装置
Ｃ１ 複動空気圧シリンダ
Ｄ 回転テーブル４の回転方向
Ｅ１ 前進方向
Ｅ２ 後退方向
Ｌ１ 回転軸線
Ｐｂ ビードブレーカペダル
Ｐｃ チャッキングペダル
ＴＢ１ 下ビード部
ＴＳ ショルダ部
Ｖ ホイールＷのバルブ
Ｗ ホイール
ＷＲ１ 下リム部
ＷＲ２ 上リム部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールからタイヤを離脱させるとともに、タイヤをホイールに装着することができるタイヤ着脱装置およびタイヤ装着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な従来技術は、たとえば特許文献１に記載されている。この従来技術では、偏平タイヤなどとも呼ばれる剛性の高いタイヤは、ホイールからの取外しおよび装着を人力によって行うことが困難であるため、タイヤチェンジャまたはタイヤ交換機とも呼ばれるタイヤ着脱装置が用いられており、このようなタイヤ着脱装置は、たとえば特許文献１に開示されている。
【０００３】
この先行技術では、タイヤをリム部から取り外す場合、押圧アームを下降させ、回転テーブルを回転状態として、ビードローラによってタイヤの上ビード部およびサイドウォール部を押し下げ、回転テーブルを回転させながら、前記上ビード部をホイールのドロップ部へ落とし込む。このとき、前記ビードローラは、回転自在なフリー状態であり、タイヤおよびホイールの回転に従動し、タイヤおよびホイールが１回転すると、上ビート部が全周にわたってホイールのドロップ部へ落とし込まれる。
【０００４】
その後、ホイールの上リム部と上ビード部との間に、ビード案内部材としてのマウンティングヘッドの突起部を挿入する。このとき、突起部の挿入点近傍の上ビード部をビードローラによって押し下げておき、前記突起部の挿入を容易化する。またこのマウンティングヘッドの突起部の挿入点に対して、周方向に１８０度反対側の上ビード部およびサイドウォール部を、前記ビードローラによって押圧し、マウンティングヘッド近傍の上リム部と上ビード部との間に、作業者によってタイヤレバーの先端部を挿入して、上ビード部が上リム部よりも上方となるように角変位操作した状態で、回転テーブルを回転させることによって、上ビード部が上リム部から上方へ引き出される。
【０００５】
次に、タイヤの下ビード部と上リム部との間に、ビードローラの周縁部を挿入して回転テーブルを回転させることによって、タイヤを上方へ押し上げ、タイヤがホイールから取り外される。
【０００６】
このように、この先行技術では、偏平タイヤなどの剛性の高いタイヤであっても、一人の作業者によってタイヤをホイールから取外すことができるように構成されている。
【０００７】
また、タイヤをホイールに装着する際には、タイヤの下ビード部をホイールの上リム部からホイールに嵌め込み、マウンティングヘッドをタイヤの上ビード部がホイールの嵌着しやすい位置にセットする。これとともに、ビードローラをロック状態として、揺動アームの旋回中心が回転テーブルの回転軸線上に配置されるように位置決めした後、前記揺動アームの旋回をロックし、ビードローラを揺動アームとともに下降させ、タイヤのサイドウォール部上のマウンティングヘッドよりも回転方向下流側近傍の位置を押圧して、ビードローラが自転しないようにロック状態とする。この状態で、回転テーブルを回転させることによって、前記ビードローラは、タイヤのサイドウォール部を押圧した状態のまま追従して回転し、タイヤの上ビード部が、マウンティングヘッドとビードローラとによって、ホイールの上リム部の内側へ嵌め込まれる。
【０００８】
このように、この先行技術では、タイヤのホイールへの装着時には、ビードローラの回転をロックしてタイヤの回転に追従させて押圧状態を維持し、タイヤの弾性回復力によって上ビード部がホイールの上リム部から上方へ戻ってしまうことを防ぎ、偏平タイヤなどの剛性の高いタイヤであっても、一人の作業者によってタイヤをホイールに装着することができるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−２５５３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述の先行技術では、ホイールに対して装着され、または取り外されるタイヤは、偏平タイヤなどの剛性の高いタイヤを対象とするものであるが、近年の金属製ワイヤまたはカーボン繊維などによって補強されたタイヤである場合には、タイヤの剛性が前述の偏平タイヤよりもさらに高く、タイヤをホイールから取り外すに際して、上ビード部をマウントプレスローラによって押圧して押し下げた状態であっても、ホイールの上リム部と上ビード部との間にマウンティングヘッドの突起部を介在させ、上ビード部と上リム部との間に手作業でタイヤレバーを挿入して、上ビード部を上リム部から上方へ離脱させるために、上ビード部には前記マウンティングヘッドの突起部およびタイヤレバーから大きな力を作用させなければならないため、タイヤの上ビード部を損傷してしまう。
【００１１】
このように上ビード部が損傷すると、そのタイヤをホイールに装着したとき、上リム部と上ビード部との密着性が低くなり、適切な空気圧を長期に維持することが困難になってしまうという問題がある。
【００１２】
また、前述のワイヤまたはカーボン繊維によって補強された超剛性のタイヤは、ビードローラによってマウンティングヘッドよりも回転方向下流側の近傍で押圧されると、そのタイヤの上ビード部からサイドウォール部およびショルダ部にわたって略Ｕ字状または略Ｖ字状に大きく変形して陥没し、前記ワイヤおよびカーボン繊維が破断されてしまうという問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、剛性の高いタイヤであっても、損傷を防止するとともにワイヤおよびカーボン繊維などの補強材の破断を防止し、容易かつ迅速にホイールからタイヤを取外し、かつホイールにタイヤを装着および離脱させることができるタイヤ着脱装置およびタイヤ装着方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、ホイールの下リム部を着脱可能に保持し、前記ホイールを鉛直な回転軸線まわりに回転駆動する回転テーブルと、
前記ホイールの上リム部に、タイヤの下ビード部または上ビード部が嵌合するように前記下ビードおよび前記上ビードを案内するとともに、前記ホイールの前記上リム部に嵌合した前記タイヤの上ビード部を前記上リム部から離脱するように案内するビード案内部材と、
前記回転軸線から離反するにつれて小径となる円錐台の周面状の押圧面を有し、前記ビード案内部材に近接した位置であって、前記ビードローラが配置される位置よりも前記回転テーブルの回転方向下流側の位置で、前記ホイールに装着された前記タイヤの前記上ビード部を上方から前記押圧面の一部によって押圧するビードローラとを含むことを特徴とするタイヤ着脱装置である。
【００１５】
また本発明は、前記ビードローラは、前記回転軸線および前記ビード案内部材が配置される位置を含む第１の仮想一平面と前記回転軸線および前記ビードローラによる押圧位置を含む第２の仮想一平面とが成す角度が３０°以上でかつ９０°未満の範囲に設けられることを特徴とする。
さらに本発明は、回転テーブルにホイールを固定し、
前記ホイールにタイヤを乗載し、
前記タイヤの下ビード部を、予め定める位置に配置したビード案内部材に係止させた状態で、前記回転テーブルを回転させながらホイールに嵌合させ、
前記ホイールのドロップ部に上ビード部を位置させ、
前記タイヤの上ビード部を、前記ビード案内部材に係止させるとともに、ビード案内部材近傍であって、前記回転軸線から離反するにつれて小径となる円錐台の周面状の押圧面を有し、前記ビード案内部材が配置される位置よりも前記回転テーブルの回転方向下流側の位置に配置したビードローラによって、前記ホイールに装着された前記タイヤの前記上ビード部を上方から前記押圧面の一部によって押圧することを特徴とするタイヤ装着方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、円錐台の周面状の押圧面を有するビードローラが傾斜して設けられるので、ビードローラの押圧面の一部をビード部に対して大きな面積で接触させることができるとともに、ビード部のビードローラによる押圧位置において、ビードローラからビード部に対して接線方向とは異なる方向に大きな摺動摩擦力が作用しない。これによって、ビード部をビードローラによって大きな力で押圧しても、ビード部にビードローラから局部的に大きな力が作用せず、また接線方向からずれた方向にビードローラがビード部ＴＢを摺接する摺動摩擦力が小さく、ビード部ＴＢがビードローラによって損傷することが防がれる。したがって、剛性の高いタイヤであっても、損傷を防止するとともにワイヤおよびカーボン繊維などの補強材の破断を防止し、容易かつ迅速にホイールからタイヤを取外し、かつホイールにタイヤを装着および離脱させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態のタイヤ着脱装置１を示す正面図である。
【図２】図１の上方から見たタイヤ着脱装置１の平面図である。
【図３】図１の左方から見たタイヤ着脱装置１の左側面図である。
【図４】図１の右方から見たタイヤ着脱装置１の右側面図である。
【図５】ビード案内部材６の拡大斜視図である。
【図６】ビードプレス装置Ｂを示す側面図である。
【図７】ビードローラ２１によるタイヤＴへの押圧状態を示す図である。
【図８】マウントプレス装置Ｃに用いられるタイヤ押え部材３５の平面図である。
【図９】図８の下方から見たタイヤ押え部材３５の側面図である。
【図１０】図８の切断面線Ｘ−Ｘから見た断面図である。
【図１１】図８の切断面線ＸＩ−ＸＩから見た断面図である。
【図１２Ａ】上ビード部ＴＢ２を上リム部ＷＲ２から離脱させる手順を説明するための図であり、図１２Ａ（１）はホイール既着タイヤを起立させた状態でビードブレーカ５０を上ビード部ＴＢ２近傍に配置した状態を示し、図１２（２）は回転テーブル４上のホイールＷのバルブＶをビード案内部材６の下流側の位置にセットした状態を示し、図１２Ａ（３）は上ビード部ＴＢ２を上リム部ＷＲ２上へ離脱させた状態を示す。
【図１２Ｂ】上ビード部ＴＢ２を上リム部ＷＢ２から離脱させる手順を説明するための図であり、図１２Ｂ（４）はビード案内部材６を持上げ、反対側を押し下げた状態を示し、図１２Ｂ（５）はタイヤＴをディマウントローラ５１によって下方から上方へ押し上げた状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は本発明の一実施形態のタイヤ着脱装置１を示す正面図であり、図２は図１の上方から見たタイヤ着脱装置１の平面図であり、図３は図１の左方から見たタイヤ着脱装置１の左側面図であり、図４は図１の右方から見たタイヤ着脱装置１の右側面図である。本実施形態のタイヤ着脱装置１は、タイヤ装着方法およびタイヤ離脱方法を実施するために用いられる。本実施形態のタイヤ着脱装置１は、基本的に、ビード部案内装置Ａと、ビードプレス装置Ｂと、マウントプレス装置Ｃとを含む。
【００１９】
まず、ビード部案内装置Ａの構成について説明する。ビード部案内装置Ａは、ホイールＷが搭載され、このホイールＷの下リム部ＷＲ１を着脱可能に保持して鉛直な回転軸線Ｌ１まわりに矢符Ｄ方向に回転駆動する回転テーブル４と、上昇方向および下降方向に変位可能に設けられる昇降アーム５と、昇降アーム５の下端部に設けられるビード案内部材６と、昇降アーム５を保持し、前記回転軸線Ｌ１に近接／離反する前後方向に変位する水平アーム７と、下端部の水平な軸線Ｌ２を回動中心に前記回転軸線Ｌ１に近接／離反する方向に傾動する支柱８とを含む。
【００２０】
前記回転テーブル４は、回転軸線Ｌ１と同軸に載置されたホイールＷを着脱自在に保持するチャック手段４０を備える。このチャック手段４０は、回転軸線Ｌ１に関して軸対称に４つのチャック爪４１を有し、各チャック爪４１は、スライダ４３に搭載され、図示しない複動空気圧シリンダＣ１によって相互に近接および離反する方向に変位駆動される。これらのチャック爪４１は、載置されたホイールＷの下リム部ＷＲ１を半径方向外方から挟着し、ホイールＷを回転軸線Ｌ１と同一軸線上に保持することができる。また、各チャック爪４１を相互に離反する方向に変位させると、ホイールＷの挟着状態が解除され、ホイールＷを回転テーブル４上から取り外すことができる。
【００２１】
回転テーブル４の基台５３には、支柱８の転倒・倒立を操作するための支柱傾倒ペダルＰｓ、スライダ４１の開閉およびホイールＷの固定・解除を行うためのチャッキングペダルＰｃ、ビードブレーカ部のブレード５４をビード押圧方向、すなわち基台５３に近接する方向へ押圧し、かつその押圧力を解除するためのビードブレーカペダルＰｂならびに回転テーブル４の正転・反転動作を指示するための回転指令ペダルＰｒが設けられる。
【００２２】
図５はビード案内部材６の拡大斜視図である。前記ビード案内部材６は、鋼鉄またはステンレス鋼から成る昇降アーム５の下端部にボルトなどによって着脱可能に装着される取付け部材であって、回転テーブル４上にセットされた既着タイヤＴのホイールＷに対して、ホイールＷの上リム部ＷＲ２に掛合した状態で、下ビード部ＴＢ１を下方から支持して移動方向に案内するビード支持部１１と、上リム部ＷＲ２およびこの上リム部ＷＲ２に密着する上ビード部ＴＢ２間に割り込んで挿入される挿入部１２とを備える。前記ビード支持部１１は、前記回転軸線Ｌ１に垂直な仮想水平面に平行である。また前記挿入部１２は、回転テーブル４の回転方向Ｄの下流側に臨んで先細状となる略球状に形成される。
【００２３】
図６はビードプレス装置Ｂを示す側面図である。前記ビードプレス装置Ｂは、回転テーブル４上で、回転テーブル４から離反する上昇方向および回転テーブル４に近接する下降方向に変位可能に設けられるとともに、回転テーブル４の回転軸線Ｌ１に直交する水平軸線に沿って、前記回転軸線Ｌ１に近接する前進方向Ｅ１および前記回転軸線Ｌ１から離反する後退方向Ｅ２に変位可能に設けられるビードプレスアーム２０と、ビードプレスアーム２０の前記回転軸線Ｌ１寄りに配置される長手方向一端部に保持され、前記回転テーブル４に搭載されたタイヤＴの上ビード部ＴＢ２を押下した状態で回転自在に設けられるビードローラ２１と、ビードプレスアーム２０を長手方向に移動自在に保持するアーム保持部２２（図１参照）とを含む。前記アーム保持部２２は、空気圧リニアシリンダによって実現されてもよく、リニアスライダによって実現されてもよい。
【００２４】
前記ビードローラ２１は、前記回転軸線から離反するにつれて小径となる円錐台の周面状の押圧面２１ａを有し、ビードプレスアーム２０の軸線Ｌ４および前記回転テーブル４の回転軸線Ｌ１を含む鉛直な仮想一平面上で、底面を前記回転軸線Ｌ１に臨ませて、下方になるにつれて前記回転軸線Ｌ１から離反する方向に傾斜した軸線Ｌ３まわりに回転自在に設けられる。
【００２５】
このようなビードローラ２１は、前記ビード案内部材６が配置される位置よりも前記回転方向下流側の予め定める角度φを成す近傍位置で、前記ホイールＷに装着された前記タイヤＴの上ビード部ＴＢ２を上方から前記押圧面の一部によって押圧することができる。前記予め定める角度φは、前記回転軸線Ｌ１および前記ビード案内部材６が配置される位置を含む仮想一平面から前記回転テーブル４の回転方向Ｄ下流側に、３０°以上でかつ９０°未満（３０°≦φ＜９０°）に選ばれる。すなわち、前記ビードローラ２１は、前記回転軸線Ｌ１および前記ビード案内部材６が配置される位置を含む第１の仮想一平面と、前記回転軸線Ｌ１および前記ビードローラ２１による押圧位置を含む第２の仮想一平面とが成す角度が３０°以上でかつ９０°未満の範囲に設けられる。
【００２６】
このようなビードローラ２１は、前記ビード案内部材が配置される位置よりも前記回転方向下流側の予め定める角度θ１を成す近傍位置で、前記ホイールＷに装着された前記タイヤＴの上ビード部ＴＢ２を上方から前記押圧面２１ａの一部によって押圧することができる。前記角度θ１は、１５°以上、４５°以下に選ばれ、好ましくは３０°に選ばれる。また、押圧面２１ａは、回転軸線Ｌ１に垂直な仮想平面、すなわち水平面に対して角度θ２に選ばれる。この角度θ２は、３０°以上、６０°以下に選ばれ、好ましくは４５°選ばれる。
【００２７】
図７はビードローラ２１によるタイヤＴへの押圧状態を示す図である。前記ビードローラ２１は、前述のように円錐台の周面状に形成される押圧面２１ａを有し、このようなビードローラ２１によってタイヤＴの上ビード部ＴＢ２を押圧すると、押圧面２１ａはタイヤＴの上ビード部ＴＢ２近傍からショルダ部ＴＳに向かって仮想線Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３で示されるように拡大し、かつ周方向にも拡大する。
【００２８】
これに対して、押圧面２１ａの水平面に対する角度θ２が３０°未満であれば、仮想線Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３で示すように、上ビード部ＴＢ２からショルダ部ＴＳに大きく拡大し、タイヤＴを上ビード部ＴＢ２からサイドウォール部ＴＷを経てショルダ部ＴＳにわたる範囲を押圧し、略Ｕ字状または略Ｖ字状に凹ませてしまい、ワイヤまたはカーボン繊維などの補強材が挿入されている剛性の高いタイヤＴである場合、そのタイヤＴを損傷し、補強材を破断してしまうおそれがあるが、本実施形態のビードローラ２１によれば、このような問題が生じない。
【００２９】
図８はマウントプレス装置Ｃに用いられるタイヤ押え部材３５の平面図であり、図９は図８の下方から見たタイヤ押え部材３５の側面図であり、図１０は図８の切断面線Ｘ−Ｘから見た断面図であり、図１１は図８の切断面線ＸＩ−ＸＩから見た断面図である。図１〜図３をも参照して、前記マウントプレス装置Ｃは、回転テーブル４に隣接して設けられ、回転テーブル４の回転軸線Ｌ１に平行な移動経路に沿って昇降移動する昇降体３０を有する昇降手段３１と、昇降手段３１の昇降体３０に、回転テーブル４の回転軸線Ｌ１に平行な軸線Ｌ３まわりに回転自在に連結される揺動アーム３２と、揺動アーム３２に、回転テーブル４の回転軸線Ｌ１に平行な軸線Ｌ４まわりに回転自在に連結される第１アーム３３と、揺動アーム３２に前記第１アーム３３よりも上方で軸線Ｌ４まわりに回転自在に連結される第２アーム３４と、第２アーム３４に、この第２アーム３４に沿って移動可能に設けられるタイヤ押え部材３５とを含む。前記昇降手段３１は、複動空気圧シリンダによって実現される。
【００３０】
前記タイヤ押え部材３５は、ビードローラ２１が配置される位置よりも前記回転方向Ｄ下流側でかつ前記ビード案内部材６が配置される位置よりも前記回転方向Ｄ上流側の領域で、前記タイヤＴを上方から押圧する板状の押圧部３６を有し、この押圧部３６によって前記タイヤＴを上方から押圧した状態で、揺動アーム３２、第１および第２アーム３３，３４が角変位して、前記タイヤＴの回転に追従して移動自在である。
【００３１】
前記タイヤ押え部材３５は、前述の板状の押圧部３６と、押圧部３６の一側部から上方へ立上がる側壁部３７と、側壁部３７と押圧部３６と連結する一対のリブ３８ａ，３８ｂと、第２アーム３４とタイヤ押え部材３５とを連結する連結軸３９の下端部が挿入されて前記連結軸３９の軸線Ｌ６まわりに回動自在に連結され、側壁部３７および押圧部３６に一体的に形成されるボス部４０とを有する。このようなタイヤ押え部材３５は、強度が高く、耐衝撃性および耐摩耗性に優れ、しかもタイヤＴに対して滑り性の良好な材料、たとえばポリカーボネートから成ってもよい。
【００３２】
図１２Ａおよび図１２Ｂは上ビード部ＴＢ２を上リム部ＷＲ２から離脱させる手順を説明するための図であり、図１２Ａ（１）はホイール既着タイヤを起立させた状態でビードブレーカ５０を上ビード部ＴＢ２近傍に配置した状態を示し、図１２（２）は回転テーブル４上のホイールＷのバルブＶをビード案内部材６の下流側の位置にセットした状態を示し、図１２Ａ（３）は上ビード部ＴＢ２を上リム部ＷＲ２上へ離脱させた状態を示す。図１２Ｂ（４）はビード案内部材６を持上げ、反対側を押し下げた状態を示し、図１２Ｂ（５）はタイヤＴをディマウントローラ５１によって下方から上方へ押し上げた状態を示す。
【００３３】
ホイールＷに装着された既着タイヤＴを取り外す場合には、タイヤＴ内のエアを完全に抜き、基台５３の側部に設けられるビードブレーカ５０にタイヤＴを垂直に起立させて配置し、図１２Ａ（１）に示すように、ビードブレーカ５０のブレード５４をホイールＷよりΔＬ１＝１０ｍｍ〜２０ｍｍ離してセットする。この状態で、ビードブレーカペダルＰｂを踏み込んで、ブレード５４をタイヤＴに近接する方向へ駆動させ、タイヤＴの上ビード部ＴＢ２近傍を押圧して、ホイールＷのドロップ部側へ落とし込む。この後、タイヤＴを裏返して、同様の作業を行い、下ビード部ＴＢ１をホイールＷのドロップ部側へ落とし込む。
【００３４】
次に、ビード案内部材６を後方へ退避させ、回転テーブル４にタイヤ付ホイールＷを乗載する。このとき、チャッキングペダルＰｃの操作によって、スライダ４３をホイールサイズに合わせておき、チャッキングペダルＰｃを踏んで４つのチャック爪４１を互いに近接する方向へ移動させ、ホイールＷの下リム部ＷＲ１を挟着して固定する。
【００３５】
こうしてタイヤ付ホイールＷが回転テーブル４に搭載されると、図１２Ａ（２）に示すように、前記ビード案内部材６が回転テーブル４上に搭載されたタイヤＴの上ビード部ＴＢ２の上リム部ＷＲ２近傍に到達するように、前記昇降アーム５を前進方向および後退方向に調整しながら下降させて位置決めし、ビード案内部材６が上ビード部ＴＢ２に接触した状態から昇降アーム５をさらに下降させ、上ビード部ＴＢ２がビード案内部材６の下部によって押圧されて押し下げられ、上リム部ＷＲ２から上ビード部ＴＢ２が離反する。
【００３６】
この状態で、図１２Ａ（３）に示すように、タイヤレバーの先端部を上ビード部ＴＢ２と上リム部ＷＲ２との間に発生した隙間に挿入し、タイヤレバーをテコのように押し下げて角変位させて上ビード部ＴＢ２をめくり上げ、上ビード部ＴＢ２を完全にビード案内部材６に載せた状態とする。その後、タイヤレバーを抜き取り、回転テーブル４を回転方向Ｄに回転させることによって、上ビード部ＴＢ２がホイールＷの上リム部ＷＲ２から上方へ分離して取り外される。
【００３７】
このとき、図１２Ｂ（４）に示すように、ビード案内部材６とは反対側の領域、さらに詳しく述べると、前記ビードローラが配置される位置よりの前記回転方向Ｄ下流側でかつ前記ビード案内部材６が配置される位置よりも前記回転方向Ｄ上流側の領域で、前記タイヤＴを上方からタイヤ押え部材の板状の押圧部によってタイヤＴを周方向および幅方向に広い面積で押圧して押し下げる。これによって剛性の高いタイヤＴであっても、タイヤＴの上ビード部ＴＢ２のビード案内部材６の装着位置近傍をホイールＷの上リム部ＷＲ２からより離間させることが可能となり、無理なく上ビード部ＴＢ２を上リム部ＷＲ２から上方へ離脱させることができる。
また、タイヤＴがより剛性が高い場合には、ディマウントローラ５１が用いられる。このディマウントローラ５１は、前記回転軸線Ｌ１および前記ビード案内部材６が配置される位置を含む第１の仮想一平面と、前記回転軸線Ｌ１および前記ビードローラ２１による押圧位置を含む第２の仮想一平面とが成す角度が３０°以上でかつ９０°未満の範囲に設けられる。このようなディマウントローラ５１を用いる場合には、回転テーブル４にタイヤＴが装着されたホイールＷを固定し、前記タイヤＴの上ビード部をビード案内部材６に係止させた状態で、前記回転テーブル４を回転させながらホイールＷから離脱させ、前記上ビード部をホイールＷから離脱させたタイヤＴを、前記ビード案内部材の前記回転方向Ｄ下流側に近接した位置に配置したディマウントローラ５１によって下方から上方へ押圧した状態で回転テーブル４を回転させて、下ビード部をホイールＷの上リム部から円滑、迅速に離脱させることができる。
【００３８】
これによって、タイヤＴが偏平タイヤでかつ金属製ワイヤによって補強された剛性の高いタイヤであっても、ビード案内部材６を上リム部ＷＲ２に充分に近接させた状態で、上ビード部ＴＢ２と上リム部ＷＲ２との間に挿入することができ、したがって上ビード部ＴＢ２を、ビード案内部材６によって大きな押圧力で押圧することなしに、円滑に挿入することができ、上ビード部ＴＢ２をビード案内部材６の挿入時に損傷することが防がれる。
【００３９】
このようにしてビード案内部材６をできるだけ上リム部ＷＲ２の外周面に近付けた位置で、上ビード部ＴＢ２との間に挿入することができるので、上ビード部ＴＢ２がむやみに大きな力で押圧されず、ビード案内部材６との接触による擦過傷または擦過痕などが生じず、タイヤＴの損傷を従来に比べて格段に少なくすることができる。
【００４０】
また、上ビード部ＴＢ２を上リム部ＷＲ２から離脱させるに際して、上ビード部ＴＢ２にビード案内部材６から大きな力が作用しないので、上ビード部ＴＢ２と上リム部ＷＲ２との間へのビード案内部材６の挿入を円滑に行うことができ、これによってタイヤ交換作業の容易化および迅速化を図ることができる。
【００４１】
次に、タイヤ装着時の動作について述べる。前記ビードローラ２１は、図２に示すように、回転テーブル４にホイールＷとともに搭載されたタイヤＴの上ビード部ＴＢ２の直上に上リム部ＷＲ２に近接して配置され、この押圧位置で上ビード部ＴＢ２を押下した状態で軸線Ｌ３まわりに回転自在であるため、回転テーブル４上でホイールＷに装着されたタイヤＴが回転軸線Ｌ１まわりに回転駆動されると、タイヤＴの回転に追従してビードローラ２１も軸線Ｌ３まわりに回転する。この状態で、ビードプレスアーム２０を下降させると、上ビード部ＴＢ２はビードローラ２１によって押し下げられながら周方向へ回転し、剛性の高いタイヤＴであっても、上ビード部ＴＢ２を大きな力で押圧して、上ビード部ＴＢ２を上リム部ＷＲ２からドロップ部まで押し込んで確実に分離することができる。
【００４２】
前記ビードローラ２１は、その押圧面２１ａが、底面を回転テーブル４の回転軸線Ｌ１に臨ませ、該回転軸線Ｌ１から離反するにつれて先細状となる円錐台の周面状に形成される。またこのビードローラ２１は、その軸線Ｌ３が、ビードプレスアーム２０の軸線Ｌ４および回転テーブル４の回転軸線Ｌ１を含む仮想一平面上で、下方になるにつれて前記回転軸線Ｌ１から離反する方向に傾斜し、この軸線Ｌ４まわりに回転自在に設けられる。
【００４３】
このように環状である円錐台の周面状の押圧面２１ａを有するビードローラ２１が傾斜して設けられるので、ビードローラ２１の押圧面２１ａの一部をビード部ＴＢに対して大きな面積で接触させることができるとともに、上ビード部ＴＢ２のビードローラ２１による押圧位置において、ビードローラ２１から上ビード部ＴＢ２に対して接線方向とは異なる方向に大きな摺動摩擦力が作用しない。これによって、上ビード部ＴＢ２をビードローラ２１によって大きな力で押圧しても、上ビード部ＴＢ２にビードローラ２１から局部的に大きな力が作用せず、また接線方向からずれた方向にビードローラ２１が上ビード部ＴＢ２を摺接する摺動摩擦力が小さく、上ビード部ＴＢ２がビードローラ２１によって損傷することが防がれる。
【００４４】
さらにまた、ビード案内部材６の外周面が円錐台の周面状であるので、ローラ移動手段２２によってビードローラ２１を上リム部ＷＲ２に近接した位置で回転テーブル４の回転軸線Ｌ１に近接する方向Ｅ１に移動させても、ビードローラ２１が上リム部ＷＲ２に干渉することが防がれ、ビード部ＴＢをドロップ部付近まで押し下げて、より確実にビード部ＴＢを上リム部ＷＲ２から分離することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ タイヤ着脱装置
４ 回転テーブル
５ 昇降アーム
６ ビード案内部材
８ 支柱
１１ ビード支持部
１２ 挿入部
２０ ビードプレスアーム
２１ ビードローラ
２２ アーム保持部
２１ａ 押圧面
３０ 昇降体
３１ 昇降手段
３２ 揺動アーム
３３ 第１アーム
３４ 第２アーム
３５ タイヤ押え部材
３６ 押圧部
３７ 側壁部
３８ａ，３８ｂ リブ
３９ 連結軸
３７ａ ボス部
４０ チャック手段
４１ チャック爪
４３ スライダ
５１ ディマウントローラ
５４ ブレード
Ａ ビード部案内装置
Ｂ ビードプレス装置
Ｃ マウントプレス装置
Ｃ１ 複動空気圧シリンダ
Ｄ 回転テーブル４の回転方向
Ｅ１ 前進方向
Ｅ２ 後退方向
Ｌ１ 回転軸線
Ｐｂ ビードブレーカペダル
Ｐｃ チャッキングペダル
ＴＢ１ 下ビード部
ＴＳ ショルダ部
Ｖ ホイールＷのバルブ
Ｗ ホイール
ＷＲ１ 下リム部
ＷＲ２ 上リム部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールの下リム部を着脱可能に保持し、前記ホイールを鉛直な回転軸線まわりに回転駆動する回転テーブルと、
前記ホイールの上リム部に、タイヤの下ビード部または上ビード部が嵌合するように前記下ビード部および前記上ビード部を案内するとともに、前記ホイールの前記上リム部に嵌合した前記タイヤの前記上ビード部を、前記上リム部から離脱させるように案内するビード案内部材と、
前記回転軸線から離反するにつれて小径となる円錐台の周面状の押圧面を有し、前記ビード案内部材に近接した位置であって、前記ビードローラが配置される位置よりも前記回転テーブルの回転方向下流側の位置で、前記ホイールに装着された前記タイヤの前記上ビード部を上方から前記押圧面の一部によって押圧するビードローラとを含むことを特徴とするタイヤ着脱装置。
【請求項２】
前記ビードローラは、前記回転軸線および前記ビード案内部材が配置される位置を含む第１の仮想一平面と、前記回転軸線および前記ビードローラによる押圧位置を含む第２の仮想一平面とが成す角度が３０°以上でかつ９０°未満の範囲に設けられることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ着脱装置。
【請求項３】
回転テーブルにホイールを固定し、
前記ホイールにタイヤを乗載し、
前記タイヤの下ビード部を、ビード案内部材に係止させた状態で、前記回転テーブルを回転させながらホイールに嵌合させた後、前記ホイールのドロップ部に上ビード部を位置させ、
前記タイヤの上ビード部を、前記ビード案内部材に係止させるとともに、ビード案内部材近傍であって、前記回転軸線から離反するにつれて小径となる円錐台の周面状の押圧面を有し、前記ビード案内部材が配置される位置よりも前記回転テーブルの回転方向下流側の位置に配置したビードローラによって、前記ホイールに装着された前記タイヤの前記上ビード部を上方から前記押圧面の一部によって押圧することを特徴とするタイヤ装着方法。
【請求項１】
ホイールの下リム部を着脱可能に保持し、前記ホイールを鉛直な回転軸線まわりに回転駆動する回転テーブルと、
前記ホイールの上リム部に、タイヤの下ビード部または上ビード部が嵌合するように前記下ビード部および前記上ビード部を案内するとともに、前記ホイールの前記上リム部に嵌合した前記タイヤの前記上ビード部を、前記上リム部から離脱させるように案内するビード案内部材と、
前記回転軸線から離反するにつれて小径となる円錐台の周面状の押圧面を有し、前記ビード案内部材に近接した位置であって、前記ビードローラが配置される位置よりも前記回転テーブルの回転方向下流側の位置で、前記ホイールに装着された前記タイヤの前記上ビード部を上方から前記押圧面の一部によって押圧するビードローラとを含むことを特徴とするタイヤ着脱装置。
【請求項２】
前記ビードローラは、前記回転軸線および前記ビード案内部材が配置される位置を含む第１の仮想一平面と、前記回転軸線および前記ビードローラによる押圧位置を含む第２の仮想一平面とが成す角度が３０°以上でかつ９０°未満の範囲に設けられることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ着脱装置。
【請求項３】
回転テーブルにホイールを固定し、
前記ホイールにタイヤを乗載し、
前記タイヤの下ビード部を、ビード案内部材に係止させた状態で、前記回転テーブルを回転させながらホイールに嵌合させた後、前記ホイールのドロップ部に上ビード部を位置させ、
前記タイヤの上ビード部を、前記ビード案内部材に係止させるとともに、ビード案内部材近傍であって、前記回転軸線から離反するにつれて小径となる円錐台の周面状の押圧面を有し、前記ビード案内部材が配置される位置よりも前記回転テーブルの回転方向下流側の位置に配置したビードローラによって、前記ホイールに装着された前記タイヤの前記上ビード部を上方から前記押圧面の一部によって押圧することを特徴とするタイヤ装着方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【公開番号】特開２０１２−１８００６９（Ｐ２０１２−１８００６９Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４５６９９（Ｐ２０１１−４５６９９）
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【出願人】（０００１８５９１６）小野谷機工株式会社 (38)
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【出願人】（０００１８５９１６）小野谷機工株式会社 (38)
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