特許 7507526 ビード分離装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-20

(45)【発行日】2024-06-28

(54)【発明の名称】ビード分離装置

(51)【国際特許分類】

   B60C 25/13 20060101AFI20240621BHJP

   B60C 25/125 20060101ALI20240621BHJP

【ＦＩ】

B60C25/13

B60C25/125 B

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2023171959

(22)【出願日】2023-10-03

【審査請求日】2023-10-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000185916

【氏名又は名称】小野谷機工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075557

【弁理士】

【氏名又は名称】西教 圭一郎

(72)【発明者】

【氏名】宇田 公郎

【審査官】高島 壮基

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－３１６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１９２８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１２１５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－１１３１０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｃ ２５／１２５－２５／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タイヤ付きホイールを保持して回転軸線まわりに回転可能な回転テーブルを備える本体部と、
遊端部および前記回転軸線に平行な軸線まわりに回動自在に前記本体部に連結される基端部を有するアームと、
前記アームの前記遊端部に設けられ、前記本体部の側方に起立させた状態で配置されたタイヤ付きホイールのタイヤのビード部を押圧するためのブレードと、
圧縮空気を発生する圧縮空気圧源と、
第１方向または前記第１方向とは逆方向の第２方向に移動し、前記アームに連結されるピストン棒と、前記ピストン棒を前記第１方向に移動させるとき、前記圧縮空気が供給される第１ポートと、前記ピストン棒を前記第２方向に移動させるとき、前記圧縮空気が供給される第２ポートと、を有する複動空気圧シリンダと、
前記圧縮空気を前記第１ポートに導き、前記第２ポートから大気開放する第１流路、前記圧縮空気を前記第２ポートに導き、前記第１ポートから大気開放する第２流路、前記圧縮空気を前記第２ポートに導き、前記第１ポートに前記圧縮空気を減圧して導く第３流路のいずれかに切換可能に構成された流路構成部と、
前記圧縮空気圧源と前記第１ポートとを接続する流路に介在され、前記流路に導かれた前記圧縮空気の圧力を減圧する減圧弁と、
前記第１流路、前記第２流路、および前記第３流路のいずれかを選択可能な操作部と、を含むことを特徴とするビード分離装置。

【請求項2】

前記ブレードを、前記回転軸線に平行な軸線まわりに角変位可能に前記アームの遊端部に連結する第１連結部を含むことを特徴とする請求項１に記載のビード分離装置。

【請求項3】

前記ブレードを、水平な軸線まわりに角変位可能に前記第１連結部に連結する第２連結部を含むことを特徴とする請求項２に記載のビード分離装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、タイヤ交換機などに備えられるビード分離装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ワイヤまたはカーボン繊維によって補強された偏平タイヤ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、またはホイールへの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交換装置が用いられている。このタイヤ交換装置には、剛性の高いタイヤのビード部をホイールのリブ部から分離するためのビード分離装置が備えられている。このようなビード分離装置は、たとえば特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１１－ ３１６４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１のビード分離装置では、タイヤのビード部をホイールのリム部から分離するとき、ビード部は、複動空気圧シリンダによって駆動されるブレードによって高い押圧力で押圧された状態で分離されるので、ビード部がリム部から外れたとき、ブレードが受けるビード部からの反力が急激に低下し、ブレードが複動空気圧シリンダの圧力の作用によってリム部に接触し、リム部を損傷してしまうおそれがある。

【0005】

本発明の目的は、ビード部がリム部から分離されたとき、ブレードの急激な反力の低下によって、ブレードがリム部に接触して損傷することが抑制されたビード分離装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、タイヤ付きホイールを保持して回転軸線まわりに回転可能な回転テーブルを備える本体部と、
遊端部および前記回転軸線に平行な軸線まわりに回動自在に前記本体部に連結される基端部を有するアームと、
前記アームの前記遊端部に設けられ、前記本体部の側方に起立させた状態で配置されたタイヤ付きホイールのタイヤのビード部を押圧するためのブレードと、
圧縮空気を発生する圧縮空気圧源と、
第１方向または前記第１方向とは逆方向の第２方向に移動し、前記アームに連結されるピストン棒と、前記ピストン棒を前記第１方向に移動させるとき、前記圧縮空気が供給される第１ポートと、前記ピストン棒を前記第２方向に移動させるとき、前記圧縮空気が供給される第２ポートと、を有する複動空気圧シリンダと、
前記圧縮空気を前記第１ポートに導き、前記第２ポートから大気開放する第１流路、前記圧縮空気を前記第２ポートに導き、前記第１ポートから大気開放する第２流路、前記圧縮空気を前記第２ポートに導き、前記第１ポートに前記圧縮空気を減圧して導く第３流路のいずれかに切換可能に構成された流路構成部と、
前記圧縮空気圧源と前記第１ポートとを接続する流路に介在され、前記流路に導かれた前記圧縮空気の圧力を減圧する減圧弁と、
前記第１流路、前記第２流路、および前記第３流路のいずれかを選択可能な操作部と、を含むことを特徴とするビード分離装置である。

【0007】

また本発明は、前記ブレードを、前記回転軸線に平行な軸線まわりに角変位可能に前記アームの遊端部に連結する第１連結部を含むことを特徴とする。

【0008】

また本発明は、前記ブレードを、水平な軸線まわりに角変位可能に前記第１連結部に連結する第２連結部を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、流路選択部は、第１流路、第２流路、および第３流路のいずれかが操作部によって選択される。第１流路が選択された場合には、第１ポートに圧縮空気が供給され、第２ポートから圧縮空気が大気開放されるので、複動空気圧シリンダのピストン棒を第１方向に移動させて、ブレードを本体部から離反させ、本体部とブレードとの間にタイヤの搬入空間を形成することができる。また操作部によって第２流路が選択された場合には、第２ポートに圧縮空気が供給され、第１ポートから圧縮空気が大気開放されるので、ピストン棒を第２方向に移動させて、ブレードによってビード部を押圧し、ビード部リム部から分離することができる。ビード部がリム部から分離される直前のタイミングで、作業者によって操作部が操作されて第３流路が選択されると、第２ポートに圧縮空気が供給され、第１ポートに減圧弁によって減圧された圧縮空気が供給される。これによってビード部がリム部から分離してブレードへのビード部からの反力が急激に低下しても、ピストン棒の第２方向への移動は、減圧弁によって減圧された圧縮空気の圧力によって制動され、ブレードの第２方向への急激な変位が抑制される。これによってブレードの第２方向への衝撃が緩和され、ホイールのブレードの接触による損傷が抑制される。

【0010】

また本発明によれば、ブレードが第１連結部によってアームの遊端部に連結されるので、ホイールに装着されるタイヤのサイズに応じてブレードの位置を、回転軸線に平行な軸線まわりに調整して、タイヤのビード部のホイールのリム部近傍に位置決めすることができる。これによって、ブレードの押圧位置をビード部に対向する位置に配置して、ビード分離作業を行うことができ、タイヤのサイズが異なる場合であっても、ビード分離作業を円滑に行うことができ、作業性を向上することができる。

【0011】

また本発明によれば、ブレードと第１連結部とが第２連結部によって連結されるので、ホイールに装着されるタイヤのサイズに応じてブレードの位置を、水平な軸線まわりに調整して、ブレードの押圧位置をビード部に対向する位置に位置決めすることができる。これによって、ブレードをタイヤの大きさに応じて適切な位置に配置し、ビード分離作業を行うことができ、ビード分離作業を円滑化し、作業性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態のビード分離装置１を簡略化して示す平面図である。

【図2】ビード分離装置１を図１の下方から見た側面図である。

【図3】ビード分離装置１のプレート３とアーム５との連結構造を示す断面図である。

【図4】図３の切断面線ＩＶ－ＩＶから見た断面図である。

【図5】第１連結部１１および第２連結部１２の分解斜視図である。

【図6A】流路構成部１０の構成を示す空気圧回路図である。

【図6B】流路構成部１０の第１流路を説明するための空気圧回路図である。

【図6C】流路構成部１０の第２流路を説明するための空気圧回路図である。

【図6D】流路構成部１０の第３流路を説明するための空気圧回路図である。

【図7】衝撃緩和効果の確認試験による空気圧反力Ｒ１およびばね反力Ｒ２を示すグラフである。

【図8】ばね反力Ｒ２の測定に用いた単動空気圧シリンダＣＹ２を示す断面図である。

【図9】ビード分離装置１を備えるタイヤ着脱装置３１の一例を示す正面図である。

【図10】タイヤ着脱装置３１の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１は、本発明の一実施形態のビード分離装置１を簡略化して示す平面図であり、図２は、ビード分離装置１を図１の下方から見た側面図である。以下では、タイヤＴは、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ランフラットタイヤおよび偏平タイヤなどの高剛性タイヤを想定して説明する。

【0014】

本実施形態のビード分離装置１は、本体部２と、アーム５と、ブレード３と、圧縮空気圧源６と、複動空気圧シリンダＣＹ１と、流路構成部１０と、減圧弁Ｖ５（後述の図６Ａを参照）と、操作部９とを備える。本体部２は、後述の図９および図１０に示されるように、タイヤ付きホイールを保持して鉛直方向に延びる回転軸線Ｌ３１まわりに回転可能な回転テーブル３４を備える。アーム５は、遊端部５ａおよび回転軸線Ｌ３１に平行な軸線Ｌ１まわりに回動自在に本体部２に連結される基端部５ｂを有する。

【0015】

ブレード３は、アーム５の遊端部５ａに設けられ、本体部２の側方に起立させた状態で配置されたタイヤ付きホイールのタイヤ（以下、「ホイール既着タイヤ」または単に「タイヤ」という場合がある）Ｔのビード部ＴＢを押圧するための部材である。圧縮空気圧源６は、圧縮空気を発生する。圧縮空気圧源６は、たとえば工場内に設置される空気圧縮装置および空気圧縮装置から吐出される圧縮空気が供給される工場内配管などを含んで構成されてもよい。圧縮空気圧源６からの圧縮空気は、第１管路ｍ１に供給される。第１管路ｍ１には、第２管路ｍ２（後述の図６を参照）が分岐して接続される。圧縮空気圧源６が発生する圧縮空気の圧力は、たとえば１．０ＭＰａに設定されている。

【0016】

複動空気圧シリンダＣＹ１は、ピストン棒７と、第１ポート８ａと、第２ポート８ｂとを有する。ピストン棒７は、第１方向Ａ１または第１方向Ａ１とは逆方向の第２方向Ａ２に移動し、アーム５に連結される。第１ポート８ａには、ピストン棒７を第１方向Ａ１に移動させるとき、圧縮空気圧源６の圧縮空気が供給される。第２ポート８ｂは、ピストン棒７を第２方向Ａ２に移動させるとき、圧縮空気圧源６の圧縮空気が供給される。流路構成部１０は、圧縮空気を第１ポート８ａに導き、第２ポート８ｂから大気開放する第１流路（図６Ｂを参照）、圧縮空気を第２ポート８ｂに導き、第１ポート８ａから大気開放する第２流路（図６Ｃを参照）、圧縮空気を第２ポート８ｂに導き、第１ポート８ａに圧縮空気を減圧して導く第３流路（図６Ｄを参照）のいずれかに切換可能に構成される。減圧弁Ｖ５は、圧縮空気圧源６と第１ポート８ａとを接続する流路、すなわち後述する第６管路ｍ６に介在され、この流路に導かれた圧縮空気の圧力を減圧する。操作部９は、第１流路、第２流路、および第３流路のいずれか１つまたは複数を選択可能である。

【0017】

図３は、ビード分離装置１のブレート３とアーム５との連結構造を示す断面図であり、図４は、図３の切断面線ＩＶ－ＩＶから見た断面図である。図５は、第１連結部１１および第２連結部１２の分解斜視図である。なお、図３は図解を容易にするため、アーム５の側板８９が省略されている。ビード分離装置１は、ブレード３を、アーム５の遊端部５ａに、回転軸線Ｌ３１に平行な軸線Ｌ２まわりに角変位可能に連結する第１連結部１１と、ブレード３を第１連結部１１の軸線Ｌ２に垂直な２つの軸線Ｌ３，Ｌ４まわりに角変位可能に連結する第２連結部１２と、を含む。

【0018】

本発明の他の実施形態では、ビード分離装置１は、第１連結部１１および第２連結部１２のいずれか一方だけを備える構成であってもよく、または自在継手などによって全方向に角変位可能に連結する構成が採用されてもよい。

【0019】

第１連結部１１は、第１軸１４と、第１軸１４の軸線方向両端部がたとえば溶接して固定されるブラケット１５とを有する。これらの第１軸１４およびブラケット１５は、たとえば構造用鋼材から成る。

【0020】

ブラケット１５は、たとえば直方体状であり、第１軸１４が装着される第１孔１５ａと、第１孔１５ａに平行な第２孔１５ｂとを有する。第２孔１５ｂには、第２軸８０が挿脱可能に装着される。アーム５は、上板８１と、下板８２と、側板８９とを有する。上板８１および下板８２の遊端部５ａ側の部分には、第２軸８０を挿脱可能な２つ透孔８４ａ，８４ｂがそれぞれ形成される。また、上板８１および下板８２には、第１軸１４が挿通可能な挿通孔８８がそれぞれ形成される。第２軸８０の一端部は、外ねじが刻設された突片を有し、突片には、抜止めナット８７が螺着される。抜止めナット８７は、透孔８４ａ，８４ｂよりも大径であり、第２軸８０を透孔８４ａ，８４ｂのいずれか一方を介してブラケット１５の第２孔１５ｂに装着したとき、上板８１に抜止めナット８７が係止され、第２軸８０の抜け落ちが防がれる。

【0021】

各透孔８４ａ，８４ｂの軸線は、第１孔１５ａの軸線に対して、各透孔８４ａ，８４ｂおよび第１孔１５ａの軸線に垂直な仮想一平面上において、挿通孔８８の軸線に関して角度θを成す。この角度θは、たとえば１０°以上２０°以下であってもよく、１５°であってもよい。これによって、ブラケット１５およびこれに連結されるブレード３を、タイヤＴの大きさに応じて第１軸１４の軸線まわりに、一方の透孔８４ａと第２孔１５ｂとが連通する第１位置と、他方の透孔８４ｂと第２孔１５ｂとが連通する第２位置とに角変位させ、第２孔１５ｂに連通している透孔８４ａ，８４ｂのいずれか一方を介して第２孔１５ｂに第２軸８０を挿入して、ブラケット１５およびブレード３の角変位を阻止し、タイヤＴにより適切な角度にブラケット１５およびブレード３の向きを調整し、リム部にブレード３を当接させずにビード部ＴＢを押圧することができる。

【0022】

第２連結部１２は、ブラケット１５に溶接して固定される取付片１６と、取付片１６がたとえば溶接して固定され、軸孔１７ａを有する第１案内部材１７と、第１案内部材１７の軸孔１７ａに挿入される案内軸１８と、案内軸１８の一端部にたとえば溶接して固定され、径孔１９ａを有する第２案内部材１９と、第２案内部材１９の径孔１９ａにボルト１２１およびナット２１によって連結され、ブレード３の背面にたとえば溶接して固定されるブラケット２５と、を有する。

【0023】

ブレード３は、普通乗用自動車のタイヤＴのビード部ＴＢの標準的な形状に対応する曲率で湾曲する円筒体の一部を成す鋼板またはステンレス鋼板から成り、ブレード３の一側縁部には、先細状に形成された略円弧状に延びる先端部３ａが設けられる。

【0024】

ブレード３は、上記の第１連結部１１によって、アーム５の遊端部５ａに、回転軸線Ｌ３１に平行な軸線Ｌ２まわりにそれぞれ角変位可能に連結され、第２連結部１２によって、第１連結部１１に、水平な軸線Ｌ３まわりに角変位可能に連結されるので、タイヤＴのサイズが異なっても、ブレード３の先端部３ａをビード部ＴＢのリム部近傍に正確に位置決めしてビード部ＴＢを押圧することができる。

【0025】

図６Ａは、流路構成部１０の構成を示す空気圧回路図であり、図６Ｂは、流路構成部１０の第１流路を説明するための空気圧回路図であり、図６Ｃは、流路構成部１０の第２流路を説明するための空気圧回路図であり、図６Ｄは、流路構成部１０の第３流路を説明するための空気圧回路図である。まず、図６Ａを参照して流路構成部１０について説明する。流路構成部１０は、第１操作弁Ｖ１、第２操作弁Ｖ２、第１切換弁Ｖ３、第２切換弁Ｖ４、第１逆止弁Ｖ６、および第２逆止弁Ｖ７を含む。第１操作弁Ｖ１は、第１位置から第２位置に切換えるための押ボタン８５と、第２位置から第１位置に復帰するためのばねＳとを有する５ポート２位置切換弁によって構成される。第２操作弁Ｖ２は、５ポート３位置切換弁によって構成され、操作しない状態では中立位置に自動復帰する。第１切換弁Ｖ３は、５ポート３位置切換弁によって構成され、２つのパイロットポートｃ１，ｃ２を有し、各パイロットポートｃ１，ｃ２にパイロット圧が作用しなければ中立位置に自動復帰する。第２切換弁Ｖ４は、３ポート２位置切換弁によって構成され、１つパイロットポートｃ１と復帰ばねＳとを有する。減圧弁Ｖ５は、リリーフ付き減圧弁によって構成される。第２切換弁Ｖ４は、第１位置にあるとき、第１入力ポートａ１は、テーパプラグが挿入されて閉鎖され、第２入力ポートａ２には第３管路ｍ３が接続されても、圧縮空気の放出が遮断される。

【0026】

流路構成部１０は、作業者による操作部９の押ボタン８５の操作によって、圧縮空気を複動空気圧シリンダＣＹ１の第１ポート８ａに導き、第２ポート８ｂを大気開放する第１流路（図６Ｂを参照）、圧縮空気を第２ポート８ｂに導き、第１ポート８ａを大気開放する第２流路（図６Ｃを参照）、圧縮空気を第２ポート８ｂに導き、第１ポート８ａに圧縮空気を減圧して導く第３流路（図６Ｄを参照）のいずれかに切換可能に構成される。

【0027】

第１操作弁Ｖ１の押ボタン８５が操作されていない未操作状態では、図６Ａに示されるように、第１操作弁Ｖ１は第１位置に位置し、圧縮空気圧源６から圧縮空気が供給される第１管路ｍ１は第３管路ｍ３に接続され、第１管路ｍ１の圧縮空気が第３管路ｍ３に供給される。第３管路ｍ３の圧縮空気は、第２操作弁Ｖ２が中立位置にあるので、第２入力ポートａ２は閉鎖されている。この状態では、ピストン棒７は、複動空気圧シリンダＣＹ１によって停止している。

【0028】

また作業者が操作部９の操作レバー８６を矢符ｄ１方向に操作すると、図６Ｂに示されるように、第２操作弁Ｖ２は中立位置から第１位置に移動して第１流路となる。したがって、圧縮空気圧源６から第１管路ｍ１に供給される圧縮空気は、第１位置にある第１操作弁Ｖ１の第２入力ポートａ２および第１出力ポートｂ１を経て第３管路ｍ３に導かれ、第１位置にある第２操作弁Ｖ２の第２入力ポートａ２および第１出力ポートｂ１を経て第７管路ｍ７に導かれる。第７管路ｍ７の圧縮空気は、第１切換弁Ｖ３の一方のパイロットポートｃ１に導かれ、第１切換弁Ｖ３を中立位置から第１位置に移動させる。したがって、圧縮空気圧源６からの圧縮空気は、第２管路ｍ２から第１位置にある第１切換弁Ｖ３の第２入力ポートａ２および第１出力ポートｂ１を経て第９管路ｍ９へ導かれ、複動空気圧シリンダＣＹ１の第１ポート８ａから一方の圧力室に供給される。他方の圧力室内の空気は、第２ポート８ｂから第１０管路ｍ１０、第２出力ポートｂ２および第３入力ポートａ３から大気に放出される。これによってピストン棒７が第１方向Ａ１に移動し、ブレード３と本体部２との間にタイヤＴを搬入するための空間が形成される。この空間には、作業者によってタイヤＴが搬入される。

【0029】

次に作業者が操作部９の操作レバー８６を矢符ｄ２方向に操作すると、図６Ｃに示されるように、第２操作弁Ｖ２は中立位置から第２位置に移動して第２流路となる。したがって、圧縮空気圧源６から第１管路ｍ１に供給される圧縮空気は、第１位置にある第１操作弁Ｖ１の第２入力ポートａ２および第１出力ポートｂ１を経て、第３管路ｍ３に導かれ、第２位置にある第２操作弁Ｖ２の第２入力ポートａ２および第２出力ポートｂ２を経て第８管路ｍ８に導かれる。第８管路ｍ８の圧縮空気は、第１切換弁Ｖ３の他方のパイロットポートｃ２に導かれ、第１切換弁Ｖ３を中立位置から第２位置に移動させる。圧縮空気圧源６からの圧縮空気は、第２管路ｍ２から第２位置にある第１切換弁Ｖ３の第２入力ポートａ２および第２出力ポートｂ２を経て第１０管路ｍ１０に導かれ、複動空気圧シリンダＣＹ１の第２ポート８ｂから他方の圧力室に供給される。一方の圧力室内の空気は、第１ポート８ａから第９管路ｍ９を経て第１切換弁Ｖ３の第１出力ポートｂ１および第１入力ポートａ１から大気に放散される。これによってピストン棒７は矢符Ａ２方向に移動し、ブレード３によってビード部ＴＢを押圧し、ビード部ＴＢをリム部から分離することができる。

【0030】

ビード部ＴＢがリム部から分離しようとすることは、ブレード３のビード部ＴＢへの押圧力の微妙な変化によって作業者が認識できる。作業者がビード部ＴＢがリム部から分離し始めていることを認識すると、作業者は押ボタン８５を押圧する。これによって、図６Ｄに示されるように、第１操作弁Ｖ１は第１位置から第２位置に移動するとともに、第２切換弁Ｖ４は第１位置から第２位置に移動する。第２操作弁Ｖ２は中立位置に自動復帰する。したがって圧縮空気圧源６の圧縮空気は、第１管路ｍ１から第２位置にある第１操作弁Ｖ１の第２入力ポートａ２および第２出力ポートｂ２を経て、第４管路ｍ４に導かれる。第４管路ｍ４の圧縮空気は、第５管路ｍ５および第６管路ｍ６へ導かれる。第５管路ｍ５からの圧縮空気は、第１０管路ｍ１０を経て、複動空気圧シリンダＣＹ１の第２ポート８ｂから他方の圧力室に供給される。また、第６管路ｍ６の圧縮空気は、減圧弁Ｖ５によって減圧され、第２位置にある第２切換弁Ｖ４の第２入力ポートａ２および第１出力ポートｂ１を経て第１１管路ｍ１１へ導かれ、複動空気圧シリンダＣＹ１の第１ポート８ａから一方の圧力室に供給される。

【0031】

このようにして押ボタン８５を押圧すると、複動空気圧シリンダＣＹ１の他方の圧力室に圧縮空気が供給され、一方の圧力室には減圧された圧縮空気が供給されるので、ビード部ＴＢがリム部から離脱しても、ピストン棒７の矢符Ａ２方向の移動が制動され、衝撃を抑制することができる。

【0032】

操作部９は、前述の第１操作弁Ｖ１を含んで構成される。流路構成部１０は、前述したように、作業者が操作レバー８６を矢符ｄ１方向に操作することによって、図６Ｂに示される第１流路、図６Ｃに示される第２流路、および図６Ｄに示される第３流路のいずれかに切換可能に構成される。押ボタン８５が操作されていない未操作状態では、第１操作弁Ｖ１は第１位置に位置し、圧縮空気圧源６から圧縮空気が供給される第１管路ｍ１が第１操作弁Ｖ１の第２入力ポートａ２に接続され、第１管路ｍ１の圧縮空気は第１出力ポートｂ１から第３管路ｍ３に供給される。このとき、第２操作弁Ｖ２は中立位置にあり、第１切換弁Ｖ３も中立位置に復帰している。複動空気圧シリンダＣＹ１の第１ポート８ａおよび第２ポート８ｂのいずれにも圧縮空気は供給されず、作動圧力は与えられない。この状態で作業者は、ブレード３の先端部３ａがビード部ＴＢのリム部近傍に位置するように、操作レバー１３を把持してブレード３を移動させて位置決め作業を行うことができる。

【0033】

再び図２を参照して、作業者が操作レバー１３を把持してブレード３を移動させると、その移動がアーム５を経てピストン棒７に伝達される。ピストン棒７は、作業者が操作レバー８６を矢符ｄ１方向に操作して第２操作弁Ｖ２を中立位置から第１位置に移動させると、第１管路ｍ１の圧縮空気は第１操作弁Ｖ１の第２入力ポートａ２および第１出力ポートｂ１を経て第３管路ｍ３に流入する。第３管路ｍ３の圧縮空気は、第１位置に位置する第２操作弁Ｖ２の第２入力ポートａ２から第１出力ポートｂ１を経て、第７管路ｍ７に供給される。第７管路ｍ７の圧縮空気によって第１切換弁Ｖ３の第１パイロットポートｃ１が加圧され、第１切換弁Ｖ３は、中立位置から第１位置に移動される。これによって第２管路ｍ２の圧縮空気は、第２入力ポートａ２から第１出力ポートｂ１を経て、第９管路ｍ９に供給される。第９管路ｍ９の圧縮空気は、複動空気圧シリンダＣＹ１の第１ポート８ａを経て一方の圧力室に供給され、ピストン棒７は第１方向Ａ１に駆動される。このようなピストン棒７の第１方向Ａ１の変位によって、ピストン棒７はブレード３の本体部２から離反する方向への変位を許容可能な状態となるので、ブレード３を本体部２から離反する方向（矢符Ａ１方向）へ移動させ、本体部２の側方には、ホイールＷが装着されたタイヤＴの収容空間が形成される。前記許容可能な状態とは、ブレード３を作業者が手作業によって本体部２から矢符Ａ１方向に離反させることができる状態をいう。

【0034】

タイヤ交換のためにホイールＷが装着されたタイヤＴが、作業者によって本体部２の側方の収容空間に起立状態で搬入され、押ボタン８５が押圧されると、第１操作弁Ｖ１は第１位置から第２位置へ移動し、第１管路ｍ１が第２入力ポートａ２に接続される。第２入力ポートａ２に供給された圧縮空気は、第２出力ポートｂ２から第４管路ｍ４に供給される。第４管路ｍ４の圧縮空気は、第５管路ｍ５および第１０管路ｍ１０を経て、複動空気圧シリンダＣＹ１の第２ポート８ｂから他方の圧力室に供給される。これによって、ピストン棒７は第２方向Ａ２へ移動し、ブレード３の先端部３ａによってビード部ＴＢが押圧され、ビード部ＴＢをリム部から分離させることができる。このとき、第４管路ｍ４の圧縮空気は、第２切換弁Ｖ４のパイロットポートｃ１にも供給されるので、第２切換弁Ｖ４は第１位置から第２位置に移動されている。したがって、第６管路ｍ６の圧縮空気は、減圧弁Ｖ５によって減圧され、第２入力ポートａ２および第１出力ポートｂ１を経て、第１１管路ｍ１１に供給される。複動空気圧シリンダＣＹ１の一方の圧力室は、他方の圧力室に供給される圧縮空気の圧力よりも低い圧力の圧縮空気であるので、ピストン棒７の第２方向Ａ２への変位を許容しながら、ピストン棒７の第２方向Ａ２への急激な変位を抑制して、ピストン棒７の第２方向Ａ２への移動を制動し、ビード部ＴＢがリム部から外れたときに発生する衝撃を緩和することができる。

【0035】

図７は、衝撃緩和効果の確認試験による空気圧反力Ｒ１およびばね反力Ｒ２を示すグラフであり、図８は、ばね反力Ｒ２の測定に用いた単動空気圧シリンダＣＹ２を示す断面図である。図７において、縦軸は反力の大きさを示し、横軸はブレード３の変位量を示す。本実施形態のビード分離装置１によるビード部ＴＢのリム部からの分離時の衝撃に対する衝撃緩和効果を確認するため、前述の複動空気圧シリンダＣＹ１を用いた場合を実施例とし、複動空気圧シリンダＣＹ１に代えて図８の単動空気圧シリンダＣＹ２を用いた場合を比較例とし、ブレード３の変位量ｙに対する反力の大きさを測定した。単動空気圧シリンダＣＹ２は、内径２００ｍｍのシリンダケース１２０と、シリンダケース１２０内に収容され、シリンダケース１２０内の空間を２つの圧力室２１ａ，２１ｂに仕切るピストン２２と、ピストン２２に一端部が固定されたピストン棒２３と、一方の圧力室２１ａに収容され、ピストン２２を第１方向Ａ１にばね付勢する緩衝用ばね２４とを含む。緩衝用ばね２４は、ばね定数が０．７５３ｋｇｆ／ｍｍ、自由長２７０ｍｍの圧縮コイルばねである。

【0036】

上記の空気圧反力Ｒ１は、ポートから入る空気圧力×ピストン２２の受圧面積によって算出した値である。ばね反力Ｒ２は、ブレード３の複数位置に対応するピストン２２の位置を図面上で決定し、各位置での緩衝用ばね２４の圧縮量×ばね定数によって算出した値である。図７に示されるように、緩衝用ばね２４によるばね反力Ｒ２は、ブレード３の変位量が大きくなるにつれて小さくなるのに対し、圧縮空気による空気圧反力Ｒ１は、ブレード３の位置に関わらず一定である。したがって空気圧反力Ｒ１を用いる本実施形態の複動空気圧シリンダＣＹ１によれば、ブレード３の位置に関わらずビード部ＴＢがリム部から離脱したときに一定の衝撃緩和効果を得ることができる。

【0037】

実施例で用いた複動空気圧シリンダＣＹ１の第１ポート８ａには、圧力が０．２ＭＰａの圧縮空気を供給し、第２ポート８ｂには、圧力１．０ＭＰａの圧縮空気を供給し、ピストン棒２３の反力を測定したところ、ビード部ＴＢがブレード３による押圧中にリム部から離脱しても、ブレード３の押圧位置に関わらずブレード３が急激に押圧方向へ変位する衝撃が緩和されることを確認した。

【0038】

図９は、ビード分離装置１を備えるタイヤ着脱装置３１の一例を示す正面図であり、図１０は、タイヤ着脱装置３１の平面図である。タイヤ着脱装置３１は、ホイールＷに装着されたタイヤＴを新たなタイヤＴの交換するために用いられる。タイヤ着脱装置３１は、基本的に、前述のビード分離装置１と、ビード部案内装置Ａと、ビードプレス装置Ｂと、第１タイヤ押え装置Ｃと、第２タイヤ押え装置Ｄとを含む。

【0039】

ビード部案内装置Ａは、ホイールＷが搭載され、ホイールＷの下リム部を着脱可能に保持して回転軸線Ｌ３１まわりに矢符Ｅ方向に回転駆動する回転テーブル３４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３５と、昇降アーム３５の下端部に設けられるビード案内部材３６と、昇降アーム３５を保持し、回転軸線Ｌ３１に近接／離反する前後方向に変位する水平アーム３７と、下端部を回動中心にして回転軸線Ｌ３１に近接／離反する方向に傾動する支柱３８とを含む。

【0040】

回転テーブル３４は、回転軸線Ｌ３１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７０を備える。このチャック手段７０は、回転軸線Ｌ３１に関して軸対称に４つのチャック爪７１を有し、各チャック爪７１は、スライダ７３に搭載され、複動空気圧シリンダＣＹ３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７１は、載置されたホイールＷの下リム部を半径方向外方から挟着し、ホイールＷを回転軸線Ｌ３１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７１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３４上から取り外すことができる。

【0041】

回転テーブル３４の基台８３には、支柱３８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７３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、ビード分離装置１のブレード３をビード押圧方向、すなわち基台８３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押ボタン８５、ならびに回転テーブル３４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。

【0042】

ビード案内部材３６は、鋼鉄またはステンレス鋼から成る昇降アーム３５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３４上にセットされたタイヤＴのホイールＷに対して、ホイールＷの上リム部に掛合した状態で、上ビード部ＴＢを下方から支持して該上ビード部ＴＢを回転方向Ｅの下流側になるにつれて上方に案内するビード支持部４１と、上リム部およびこの上リム部に密着する上ビード部ＴＢ間に割り込んで挿入される挿入部４２とを備える。ビード支持部４１は、回転軸線Ｌ３１に垂直な仮想水平面に平行である。また挿入部４２は、回転テーブル３４の回転方向Ｅの下流側に臨んで先細状となる棒状に形成される。

【0043】

ビードプレス装置Ｂは、回転テーブル３４上で、回転テーブル３４から離反する上昇方向および回転テーブル３４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３４の回転軸線Ｌ３１に直交する水平な軸線Ｌ３４に沿って、回転軸線Ｌ３１に近接する前進方向および回転軸線Ｌ３１から離反する後退方向に変位可能に設けられるビードプレスアーム５０と、ビードプレスアーム５０の回転軸線Ｌ３１寄りに配置される長手方向一端部８（図１０を参照）に保持され、回転テーブル３４に搭載されたタイヤＴの上ビード部ＴＢを押下した状態で回転自在に設けられるビードローラ５１と、ビードプレスアーム５０を長手方向に移動自在に保持するアーム保持部５２とを含む。アーム保持部５２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。

【0044】

ビードローラ５１は、回転軸線Ｌ３１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５１ａを有し、ビードプレスアーム５０の軸線Ｌ３４および回転テーブル３４の回転軸線Ｌ３１を含む回転軸線Ｌ３１な仮想一平面上で、底面を回転軸線Ｌ３１に臨ませて、下方になるにつれて回転軸線Ｌ３１から離反する方向に傾斜した軸線Ｌ３３まわりに回転自在に設けられる。

【0045】

このようなビードローラ５１は、ビード案内部材３６が配置される位置よりも回転方向Ｅの下流側の予め定める角度φを成す近傍位置で、ホイールＷに装着されたタイヤＴの上ビード部ＴＢを上方から押圧面の一部によって押圧することができる。タイヤＴは、たとえば剛性の高いランフラットタイヤである。予め定める角度φは、回転軸線Ｌ３１およびビード案内部材３６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３４の回転方向Ｅ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、ビードローラ５１は、回転軸線Ｌ３１およびビード案内部材３６が配置される位置を含む第１の仮想一平面と、回転軸線Ｌ３１およびビードローラ５１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。

【0046】

第１タイヤ押え装置Ｃは、回転テーブル３４に隣接して設けられ、回転テーブル３４の回転軸線Ｌ３１に平行な移動経路に沿って昇降移動する昇降体６０を有する昇降手段６１と、昇降手段６１の昇降体６０に、回転テーブル３４の回転軸線Ｌ３１に平行な軸線Ｌ４１まわりに回転自在に連結されるアーム６２と、アーム６２に、回転テーブル３４の回転軸線Ｌ３１に平行な軸線Ｌ４０まわりに回転自在に連結される、アーム６２よりも上方で軸線Ｌ４０まわりに回転自在に連結されるアーム６３と、アーム６３に、このアーム６３よりも下方で軸線Ｌ３５まわりに回転自在に連結されるアーム６４と、アーム６４に該アーム６４に沿って移動可能に設けられるタイヤ押え部材６５と、を含む。昇降手段６１は、複動空気圧シリンダによって実現される。

【0047】

タイヤ押え部材６５は、ビードローラ５１が配置される位置よりも回転方向Ｅ下流側でかつビード案内部材３６が配置される位置よりも回転方向Ｅ上流側の領域で、タイヤＴを上方から押圧する板状の押圧部６６を有し、この押圧部６６によってタイヤＴを上方から押圧した状態で、アーム６２、アーム６３，アーム６４が角変位して、タイヤＴの回転に追従して移動自在である。

【0048】

タイヤ押え部材６５は、前述の板状の押圧部６６と、押圧部６６の一側部から上方へ立上がる側壁部６７と、アーム６４とタイヤ押え部材６５とを連結する連結軸６９の下端部が挿入されて連結軸６９の軸線Ｌ３６まわりに回動自在に連結され、側壁部６７および押圧部６６に一体的に形成されるボス部６８とを有する。このようなタイヤ押え部材６５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。

【0049】

第２タイヤ押え装置Ｄは、タイヤＴの回転に追従して移動する押圧体５３を有し、ビードローラ５１よりもタイヤＴの回転方向Ｅ下流側で、かつ第１タイヤ押え装置Ｃの押圧部６６よりもタイヤＴの回転方向Ｅ上流側の位置で、タイヤＴの上サイドウォール部を押圧する。押圧体５３は、たとえばアセタールコポリマーおよびホモポリマーを原料とした、たとえば日本ポリペンコ株式会社製のポリペンコアセタールを用いて作製される、下方に向かって拡径された円錐台状部材である。押圧体５３は、円錐台状部材の下面がタイヤＴの上サイドウォール部に当接してタイヤＴの上サイドウォール部を押圧する。第２タイヤ押え装置Ｄは、ホイールＷにタイヤＴを装着するときに使用される。

【0050】

第２タイヤ押え装置Ｄは、軸線Ｌ３７まわりに回転自在に連結されるアーム７５と、アーム７５に、軸線Ｌ３７に平行な軸線Ｌ３８まわりに回転自在に連結されるアーム７６と、アーム７６の先端部の、軸線Ｌ３８上に沿って昇降移動する駆動部７４と、を有し、押圧体５３は、軸線Ｌ３８に平行な軸線Ｌ３９まわりに回転自在に配設されている。軸線Ｌ３７～Ｌ３９は、回転軸線Ｌ３１から上方に向かうにつれて回転軸線Ｌ３１から離反する方向に傾斜させることもできる。このようにすると、押圧体５３は、タイヤＴを押圧していない状態では、回転軸線Ｌ３１から離反する方向に移動するので、押圧体５３が不用意に、ビードプレス装置Ｂなどに接触することを抑制して、上ビード部ＴＢをホイールＷのリム部から分離することができる。

【0051】

ホイール既着タイヤＴを起立させた状態でビード分離装置１のブレード３をホイールＷより１０ｍｍ～２０ｍｍ程度離した位置にセットする。この状態でビード分離装置１の押ボタン８５を押下すると、ブレード３がタイヤＴに近づく第２方向Ａ２に移動し、タイヤＴの上ビード部ＴＢを押圧し、上ビード部ＴＢをホイールＷのドロップ部へ落とし込む。次にタイヤＴを裏返して、ブレード３をホイールＷより１０ｍｍ～２０ｍｍ程度離れた位置にセットする。この状態でビード分離装置１の押ボタン８５を押下すると、ブレード３がタイヤＴに近づく第２方向Ａ２に移動し、タイヤＴの下ビード部ＴＢを押圧し、下ビード部ＴＢをホイールＷのドロップ部へ落とし込む。この後、タイヤＴを回転テーブル３４に乗載し、タイヤ交換作業が行われる。

【0052】

タイヤ交換作業では、ビード部ＴＢがリム部から分離されたホイール既着タイヤＴを作業者が回転テーブル３４に乗載する。次に、作業者がチャッキングペダルＰｃを踏込むことによって、下リム部がチャック爪７１によって把持されて、ホイールＷが回転テーブル３４に固定され、作業者が回転指令ペダルＰｒを踏込んで、ホイール既着タイヤＴを回転軸線Ｌ３１まわりに回転させ、ビード案内部材３６によって上ビード部ＴＢをホイールＷの上リム部から離脱させる。その後、タイヤＴの下サイドウォール部を押上げローラ７８によって押し上げ、タイヤＴをホイールＷから離脱させることができる。

【0053】

次に、作業者が新たなタイヤＴをホイールＷに乗載し、タイヤ押え部材６５によってタイヤＴの上サイドウォール部を押えた状態で、上ビード部ＴＢをビード案内部材３６に掛止め、前述のチャッキングペダルＰｃを作業者が踏込んで、タイヤＴをホイールＷとともに回転軸線Ｌ３１まわりに回転させることによって、上ビード部ＴＢがビード案内部材３６によって上リム部の下へ案内され、新たなタイヤＴがホイールＷに装着される。

【0054】

新たなタイヤＴがホイールＷに装着されると、作業者は回転指令ペダルＰｒを踏込んで回転テーブル３４の回転を停止させた後、チャッキングペダルＰｃを踏込むことによって、各チャック爪７１をホイールＷの下リム部から離反させてホイールＷのチャック状態を解除する。その後、作業者は回転テーブル３４から新たなタイヤＴに交換されたホイール既着タイヤＴを降ろして、タイヤ交換作業が終了する。

【0055】

本発明によれば、第１流路、第２流路、および第３流路のいずれかが操作部９によって選択される。ビード部ＴＢがリム部から分離する直前のタイミングで、作業者によって操作部９が操作されて第３流路が選択されると、複動空気圧シリンダＣＹ１の第２ポート８ｂに圧縮空気が供給され、複動空気圧シリンダＣＹ１の第１ポート８ａに減圧された圧力の圧縮空気が供給される。これによってピストン棒７は、第２方向Ａ２への移動が減圧された圧縮空気の圧力によって制動され、急激なブレード３の第２方向Ａ２への変位が抑制され、ホイールＷのリム部のブレード３の接触による損傷が抑制される。

【0056】

また本発明によれば、ブレード３が第１連結部１１によって回転軸線Ｌ３１に平行な軸線まわり角変位可能に連結されるので、ホイールＷに装着されるタイヤＴのサイズに応じてブレード３のビード部ＴＢへの押圧位置を回転軸線Ｌ３１に平行な軸線まわりに調整することができる。したがって、高精度でビード部ＴＢのリム部近傍にブレード３の先端部３ａが位置するように押圧位置を調整し、適切な押圧位置にブレード３を位置決めして配置することができ、これによって、ビード部ＴＢをリム部からより確実に分離することができる。

【0057】

また本発明によれば、第１連結部１１が第２連結部１２によって水平な軸線まわりに角変位可能に連結されるので、ホイールＷに装着されるタイヤＴのサイズに応じてブレード３のビード部ＴＢへの押圧位置を水平な軸線まわりに調整することができる。したがって、高精度でビード部ＴＢのリム部近傍にブレード３の押圧位置を調整し、適切な押圧位置にブレード３を位置決めして配置することができ、これによって、ビード部ＴＢをリム部からより確実に分離することができる。

【0058】

また本発明によれば、第１ポート８ａに導かれる圧縮空気の圧力が減圧弁Ｖ５によって減圧されるので、減圧弁Ｖ５の設定圧力をビード部ＴＢの硬さに応じた最適な値に容易に設定可能であり、ビード部ＴＢがリム部から分離したときの衝撃の発生をより確実に抑制することができる。

【0059】

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、また、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。上記各実施形態をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。

【符号の説明】

【0060】

１ ビード分離装置
２ 本体部
３ ブレード
５ アーム
５ａ 遊端部
５ｂ 基端部
６ 圧縮空気圧源
７ ピストン棒
８ａ 第１ポート
８ｂ 第２ポート
９ 操作部
１０ 流路構成部
１１ 第１連結部
１２ 第２連結部
Ａ１ 第１方向
Ａ２ 第２方向
ＣＹ１ 複動空気圧シリンダ
Ｌ１ 軸線
Ｌ３１ 回転軸線
ｍ１～ｍ１１ 第１管路～第１１管路
Ｔ ホイール装着タイヤ
ＴＢ ビード部
Ｖ１ 第１操作弁
Ｖ２ 第２操作弁
Ｖ３ 第１切換弁
Ｖ４ 第２切換弁
Ｖ５ 減圧弁
Ｖ６ 第１逆止弁
Ｖ７ 第２逆止弁

【要約】

【課題】 ビード分離装置を提供する。
【解決手段】 ビード分離装置１は、本体部２と、アーム５と、アーム５の遊端部に設けられるブレード３と、圧縮空気圧源６と、第１ポート８ａと第２ポート８ｂとを有する複動空気圧シリンダＣＹ１と、圧縮空気を第１ポート８ａに導き、第２ポート８ｂから大気開放する第１流路、圧縮空気を第２ポート８ｂに導き、第１ポート８ａから大気開放する第２流路、圧縮空気を第２ポート８ｂに導き、第１ポート８ａに圧縮空気を減圧して導く第３流路のいずれかに切換可能に構成された流路構成部１０と、圧縮空気圧源６と第１ポート８ａとを接続する流路に介在され、該流路に導かれた圧縮空気の圧力を減圧する減圧弁Ｖ５と、第１流路、第２流路、および第３流路のいずれかを選択可能な操作部９と、を含む。
【選択図】 図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】