JP3779678B2 - タイヤユニフォミティマシン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤに圧力空気を供給しながら回転させることによりタイヤの均一性を検査するタイヤユニフォミティマシンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、タイヤユニフォミティマシンは、タイヤの上・下ビード部を上・下リムにより両側から挟み込んでそれぞれ保持した後、タイヤ内に圧力空気を供給し、上・下リムと共にタイヤを回転させたときのタイヤの均一性を検査するように構成されている。そして、このように構成されたタイヤユニフォミティマシンは、各種のビード幅のタイヤを同一工場で生産する多品種少量生産の形態に対応するため、１台の装置で各種のビード幅のタイヤを検査できることが望まれている。
【０００３】
そこで、従来は、下リムを同芯状に装着された下スピンドルの下面に上・下リムを連結する油圧シリンダからなるリム間連結機構を設けると共に、リム間連結機構の下面に油圧シリンダからなるリム幅設定機構を設け、リム幅設定機構によりリム間連結機構と共に下リム（下スピンドル）を移動させてリム幅をタイヤのビード幅に対応させた後、リム間連結機構により上・下リムを締結および固定する構成が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１６０６４３号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、リム幅設定機構とリム間連結機構とが下スピンドルの下方に直列配置されるため、タイヤユニフォミティマシンが上下方向（上・下リムの回転軸方向）に大型化することになる。これにより、例えば上・下リムによりタイヤを保持する高さ位置を低くしたり、天井高さとの関係からタイヤユニフォミティマシンを低くしようとすると、ピットを十分に深く掘ってリム幅設定機構やリム間連結機構を収容することが必要となる。この結果、タイヤユニフォミティマシンを導入する際の設備費用が高騰するという問題がある。そして、この問題は、近年における多品種少量生産の要求に対応するため、リム間距離の可変範囲を一層拡大しようとしたときに顕著になる。
【０００６】
従って、本発明は、上・下リムの回転軸方向の大型化を抑制しながらリム幅を変更することができるタイヤユニフォミティマシンを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明のタイヤユニフォミティマシンは、一方のリムが着脱可能に設けられる一方のスピンドルと他方のリムが着脱可能に設けられる他方のスピンドルとを連結したときのリム幅をタイヤのビード幅に対応させるように変更可能なリム幅調整機構を備えたものであり、前記リム幅調整機構は、前記一方のスピンドルの内部に回転可能に備えられたネジ軸部材と、前記他方のスピンドルに連結可能にされ、前記ネジ軸部材に対する回転により前記一方のリムに対してリム幅方向に進退移動するように前記ネジ軸部材の外周に螺合された内筒部材とを有することを特徴としている。
【０００８】
上記の構成によれば、一方のスピンドル内にリム幅調整機構が備えられているため、スピンドルの外部にリム幅調整機構を配置した場合と比較してタイヤユニフォミティマシンのリムの回転軸方向の大型化を抑制しながらリム幅を変更することができる。これにより、例えば回転軸方向が鉛直方向に一致した状態となるようにタイヤユニフォミティマシンを導入する場合には、スピンドルを収容するためのピットを浅くすることができるため、設備を導入する際に要する費用を抑制することができる。また、ネジ軸部材に対して内筒部材を回転させれば、内筒部材を進退移動させてリム幅を調整することができるため、構造が簡単である。さらに、ネジ軸部材の回転は、一般的な検出センサや制御装置を用いて容易に制御できるため、例えばタイヤのビード幅が予め判明していれば、このビード幅にリム幅を自動で容易に設定することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のタイヤユニフォミティマシンであって、前記内筒部材の内周面に形成された凹凸部と、前記他方のスピンドルの内部に設けられ、外周面に凹凸部が形成された爪部材を有し、前記爪部材の凹凸部を前記内筒部材の凹凸部に噛合させることにより前記一方のスピンドルと前記他方のスピンドルとを軸芯方向に固定した状態に連結するメカロック機構とを更に有することを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明のタイヤユニフォミティマシンは、一方のリムが着脱可能に設けられる一方のスピンドルと他方のリムが着脱可能に設けられる他方のスピンドルとを連結したときのリム幅をタイヤのビード幅に対応させるように変更可能なリム幅調整機構を備えたものであり、前記リム幅調整機構は、前記一方のスピンドルの内部に回転可能に備えられたネジ軸部材と、前記一方のリムが着脱可能に設けられる外筒部材と、前記他方のスピンドルに連結可能にされ、前記ネジ軸部材の回転により前記外筒部材に対してリム幅方向に進退移動するように前記ネジ軸部材の外周に螺合された内筒部材と、前記外筒部材を回転駆動するスピンドル駆動装置と、前記外筒部材と前記ネジ軸部材との連結および連結解除を切り替え可能なクラッチ機構とを有することを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、クラッチ機構の切り替えによりスピンドル駆動装置のリム幅を調整する用途と、リムを回転させてタイヤを検査する用途とにスピンドル駆動装置を兼用することができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３に記載のタイヤユニフォミティマシンであって、前記外筒部材に前記ネジ軸部材と内筒部材とが内挿されており、前記内筒部材の外周面には、キー溝が前記リム幅方向に形成されており、前記外筒部材には、ガイドキーが前記キー溝に移動自在に嵌合されていることを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、ネジ軸部材の回転による内筒部材のリム幅方向の移動を簡単な構成により実現することができる。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項３または４に記載のタイヤユニフォミティマシンであって、前記リム幅調整機構は、前記ネジ軸部材の回転を禁止可能なブレーキ機構を備えていることを特徴としている。
【００１５】
上記の構成によれば、ネジ軸部材を確実に停止することができるため、リム幅を正確に調整することができる。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項３ないし５の何れか１項に記載のタイヤユニフォミティマシンであって、前記外筒部材と前記ネジ軸部材との回転状況をそれぞれ検出する回転検出機構と、前記各回転状況に基づいて動作状態を監視する機能を備えた制御装置を有することを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、リム幅調整時やタイヤ検査時における誤動作を検出することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１ないし図８に基づいて以下に説明する。
本実施の形態に係るタイヤユニフォミティマシンは、図２に示すように、タイヤ１の上ビード部を保持する上リム２と、タイヤ１の下ビード部を保持する下リム３とを有している。上リム２は、上スピンドル４の先端部（下端部）に着脱可能に設けられている。一方、下リム３は、下スピンドル５の先端部（上端部）に着脱可能に設けられている。両スピンドル４・５は、上リム２および下リム３を対向させていると共に、両リム２・３の軸芯を同一直線上で一致させている。
【００１９】
上記の上スピンドル４と下スピンドル５とは、天井フレーム６とベースフレーム８とにそれぞれ設けられている。これらのフレーム６・８は、天井フレーム６が上側位置で水平配置され、ベースフレーム８が下側位置で水平配置されるように、複数の縦設フレーム７により支持されている。各縦設フレーム７は、敷地面９から鉛直方向に立設されている。敷地面９は、縦設フレーム７で囲まれた領域の中央部分にピット１０を備えている。
【００２０】
上記のピット１０は、下スピンドル５の下部を収容可能にしている。下スピンドル５は、下リム３を着脱可能に保持する下リム保持機構１１と、下リム保持機構１１を昇降させる第１昇降機構１２と、下リム保持機構１１を第１昇降機構１２と共に昇降させる第２昇降機構１３とを備えている。第２昇降機構１３は、下リム保持機構１１を支持する水平支持部材１４と、水平支持部材１４の基部に設けられたナット部材１５と、ナット部材１５が螺合され、鉛直方向に設けられたボールネジ部材１６と、ボールネジ部材１６を回転駆動するボールネジ駆動モータ１７とを有している。
【００２１】
そして、このように構成された第２昇降機構１３は、ボールネジ駆動モータ１７によりボールネジ部材１６を所望の方向および角度で回転させることによりナット部材１５を昇降させ、このナット部材１５に連結された水平支持部材１４を介して第１昇降機構１２を所望の高さ位置に位置決め可能になっている。さらに、第１昇降機構１２は、下リム保持機構１１をタイヤ保持位置まで移動可能になっている。
【００２２】
上記の第２昇降機構１３における水平支持部材１４は、第１昇降機構１２を鉛直方向に支持している。第１昇降機構１２は、第２昇降機構１３の側方に並列配置されている。これにより、第１昇降機構１２および第２昇降機構１３は、これら両機構１２・１３で下リム保持機構１１を昇降させる最大距離を１台の油圧シリンダのストローク量で実現する場合よりも短尺化し、ピット１０の必要深さを低減している。
【００２３】
上記の第１昇降機構１２は、シリンダロッド１２ａが上側に位置するように配置された油圧シリンダからなっている。シリンダロッド１２ａの先端（上端）は、下リム保持機構１１に連結されている。また、第１昇降機構１２は、第２昇降機構１３によりタイヤ着脱位置に上昇されたときに、シリンダロッド１２ａの進退移動により両リム２・３によるタイヤ１の着脱を可能にしている。
【００２４】
上記のように両昇降機構１２・１３で昇降される下リム保持機構１１は、図１に示すように、下リム３を保持する下リム支持部材２０を有している。ここで、図１は、回転軸Ｓを挟んでリム２・３間を大きく開いた状態（図中右側）とリム２・３間を小さく開いた状態（図中左側）とを示している。下リム支持部材２０は、上端面の中央部に形成された凹部２０ａと、上端部の外周壁に形成された摺動側周面２０ｂと、摺動側周面２０ｂの下端側に形成されたフランジ部２０ｃとを有している。凹部２０ａおよび摺動側周面２０ｂは、後述のメカロック機構３０および調芯機構５０をそれぞれ支持している。フランジ部２０ｃは、下リム３の内周側下面を支持するように形成されている。
【００２５】
また、下リム支持部材２０は、フランジ部２０ｃの下方の側周面が外筒支持体２２に囲まれている。外筒支持体２２は、下リム支持部材２０を回転自在に支持していると共に、外筒支持体２２を介して下リム保持機構１１を昇降させるように、第１昇降機構１２のシリンダロッド１２ａで支持されている。外筒支持体２２の下部には、空気供給穴２２ａが外周面から内周面にかけて形成されている。空気供給穴２２ａには、空気配管２６の上端部が接続されている。空気配管２６は、図２に示すように、下リム保持機構１１から第１昇降機構１２に沿って垂下され、水平支持部材１４で昇降自在に支持された後、ピット１０内に下端部が位置されている。尚、空気配管２６の下端部は、図示しないエアーホースを介して空気供給措置に接続されている。
【００２６】
また。図１に示すように、下リム支持部材２０の内部には、回転軸Ｓ（下リム３の軸芯）に一致したロッド挿通穴２０ｄが形成されていると共に、ロッド挿通穴２０ｄに沿って空気供給穴２０ｅが形成されている。空気供給穴２０ｅは、上端部が下リム支持部材２０のフランジ部２０ｃの上方位置で開口され、下端部が外筒支持体２２の空気供給穴２２ａに連通されることによって、上述の空気供給装置からの圧力空気をリム２・３で保持されたタイヤ１内に供給可能になっている。
【００２７】
一方、ロッド挿通穴２０ｄには、ロッド部材２４が昇降自在に挿通されている。ロッド部材２４の下端部は、ロッド昇降シリンダ２３のシリンダロッド２３ａに回転自在に連結されている。ロッド昇降シリンダ２３は、外筒支持体２２の下面に固設されている。そして、ロッド昇降シリンダ２３は、下リム支持部材２０に対してロッド部材２４を上下方向に相対移動させるようになっている。
【００２８】
上記のロッド部材２４の上端部は、メカロック機構３０に連結されている。メカロック機構３０は、側周面が傾斜された円錐状の傾斜部材３１と、傾斜部材３１の側周面に内周面が摺動自在に当接された爪部材３２と、爪部材３２を半径方向に移動自在に支持する爪支持体３３とを備えている。爪部材３２は、外周面に凹凸部３２ａを有していている。爪部材３２の凹凸部３２ａは、上スピンドル４の内筒部材４１に形成された凹凸部４１ａに噛合可能にされている。これにより、メカロック機構３０は、傾斜部材３１の昇降により爪部材３２を傾斜部材３１の側周面に沿って半径方向に進退移動させることが可能になっている。そして、メカロック機構３０は、爪部材３２の進出により凹凸部３２ａを上スピンドル４の内筒部材４１の凹凸部４１ａに噛合させることによって、上スピンドル４と下スピンドル５とを上下方向に固定した状態に連結するようになっている。
【００２９】
上記のメカロック機構３０の外周方向の下側には、調芯機構５０が設けられる。調芯機構５０は、下リム支持部材２０の軸芯を内筒部材４１の軸芯に一致させるコレット部材５１と、コレット部材５１を上方向に付勢する複数の付勢機構５２とを備えている。
【００３０】
上記のコレット部材５１は、図６に示すように、下リム支持部材２０の摺動側周面２０ｂに嵌挿されており、軸芯が下リム支持部材２０の軸芯、即ち、下リム３（下スピンドル５）の軸芯に一致するように設けられている。コレット部材５１は、弾性力を備えており、外周面５１ａが上側から下側にかけて外径が増大するように傾斜されている。また、コレット部材５１の外周面５１ａには、上下方向に複数のスリット５１ｂが等間隔で形成されている。これらのスリット５１ｂは、開放端が交互に位置するように形成されており、内周方向の押圧力でコレット部材５１の内径を容易且つ大幅に減少可能にしている。
【００３１】
上記のコレット部材５１は、図７に示すように、内筒部材４１の下端部に嵌合されるようになっている。内筒部材４１は、下端部の内周壁に上側から下側にかけて内径を増大させた内周傾斜面４１ｂを有している。内周傾斜面４１ｂは、内筒部材４１にコレット部材５１が嵌合されたときに、コレット部材５１の外周面５１ａに対して内周方向の押圧力を付与することによって、コレット部材５１を縮径させるようになっている。これにより、調芯機構５０は、コレット部材５１が弾性的に縮径して摺動側周面２０ｂの全周を締め付けながら下リム支持部材２０の軸芯を内筒部材４１の軸芯に一致させる調芯機能を発揮するようになっている。
【００３２】
上記のコレット部材５１は、付勢機構５２により上方向に付勢されている。付勢機構５２は、下リム支持部材２０のフランジ部２０ｃの付け根部分に等間隔で配置されている。付勢機構５２は、ボルト形状に形成され、コレット部材５１の下面に当接される押上部材５３と、押上部材５３を上方向に付勢するバネ部材５４とを有している。バネ部材５４の付勢力は、調芯機能を発揮させたときのコレット部材５１と下リム支持部材２０の摺動側周面２０ｂとの摩擦力よりも大きな値となるように設定されている。これにより、内筒部材４１がコレット部材５１を縮径させて調芯機能を発揮させているときに、下スピンドル５が下降した場合には、コレット部材５１を押し上げて内筒部材４１との位置関係を一定に維持させることによって、調芯機能の低下が防止される。
【００３３】
また、バネ部材５４の付勢力は、インフレーション状態のタイヤ１に図２のドラム１０２を押し付けたときの横荷重が作用した場合でも、コレット部材５１と内筒部材４１との位置関係を変化させない値に設定されている。これにより、タイヤ１の検査時においても、調芯機能を確実に発揮させることが可能になっている。
【００３４】
上記の内筒部材４１は、図１に示すように、外筒部材４２に収容されている。これらの内筒部材４１および外筒部材４２は、後述のネジ軸部材４５と共にリム幅調整機構５８の一部を構成している。外筒部材４２は、上リム保持機構としての機能を有するように、下部外周部にフランジ部４２ａを備えている。また、フランジ部４２ａの外側には、天井フレーム６に固設された上リム検出センサ２８が配置されている。
【００３５】
また、内筒部材４１は、上述の凹凸部４１ａおよび内周傾斜面４１ｂが内周面に形成されていると共に、横設部４１ｃが内部に形成されている。横設部４１ｃは、爪支持体３３の上面に当接したときに、爪部材３２の凹凸部３２ａを内筒部材４１の凹凸部４１ａに対向させるように設定されている。また、内筒部材４１の外周面には、キー溝４１ｅが上下方向に形成されている。キー溝４１ｅには、ガイドキー４３が移動自在に嵌合されている。ガイドキー４３は、外筒部材４２に対して内筒部材４１の回転を禁止するように外筒部材４２に固設されている。
【００３６】
さらに、内筒部材４１の上端部には、雌ネジ部４１ｄが形成されている。雌ネジ部４１ｄは、ネジ軸部材４５の下部に形成された雄ネジ部４５ａに螺合されている。ネジ軸部材４５は、図４に示すように、軸芯が回転軸Ｓに一致するように配設されており、上部がスピンドル筒部材４６に回転自在に支持されている。スピンドル筒部材４６は、天井フレーム６に回転自在に支持されており、下端部が外筒部材４２の上端部に連結されている。
【００３７】
また、ネジ軸部材４５の上端部には、クラッチ機構４７が設けられている。クラッチ機構４７は、ネジ軸部材４５とスピンドル筒部材４６との連結と連結解除とを切り替え可能になっている。具体的には、クラッチ機構４７は、ＯＮ状態においてネジ軸部材４５とスピンドル筒部材４６とを固定した状態に連結し、両部材４５・４６を一体的に回転可能にしている。一方、クラッチ機構４７は、ＯＦＦ状態においてネジ軸部材４５とスピンドル筒部材４６との連結を解除し、各部材４５・４６を独立して回転可能にしている。
【００３８】
さらに、ネジ軸部材４５の上端部には、ブレーキ用ディスク４８が設けられている。ブレーキ用ディスク４８は、ブレーキ装置４９により挟持可能にされている。ブレーキ装置４９は、天井フレーム６に図示しない支持部材を介して固設されている。ブレーキ装置４９は、ネジ軸部材４５の回転を禁止するときに、ＯＮ状態となってブレーキ用ディスク４８を挟持し、ネジ軸部材４５の回転を許可するときに、ＯＦＦ状態となってブレーキ用ディスク４８を開放するようになっている。
【００３９】
また、天井フレーム６には、スピンドル駆動装置５６が設けられている。スピンドル駆動装置５６は、駆動ベルト５７を介してスピンドル筒部材４６に連結されており、スピンドル筒部材４６を任意の方向および速度で回転可能になっている。そして、このように内筒部材４１や外筒部材４２、ネジ軸部材４５、スピンドル筒部材４６を軸芯方向に備えた上スピンドル４は、クラッチ機構４７をＯＮ状態およびブレーキ装置４９をＯＦＦ状態としながらスピンドル駆動装置５６を作動させることによって、軸芯方向の全部材４１・４２・４５・４６を一体的に回転させることを可能にしている。また、上スピンドル４は、クラッチ機構４７をＯＦＦ状態およびブレーキ装置４９をＯＮ状態としながらスピンドル駆動装置５６を作動させ、固定されたネジ軸部材４５に対して内筒部材４１を回転させることによって、内筒部材４１を外筒部材４２に対して進退移動（昇降）させることを可能にしている。
【００４０】
上記の上スピンドル４は、ネジ軸部材４５およびスピンドル筒部材４６の回転方向、回転数および回転角度が回転検出機構６０により検出可能にされている。回転検出機構６０は、図５に示すように、ネジ軸部材４５に第１ベルト６１を介して連結された第１プーリ６３と、スピンドル筒部材４６に第２ベルト６２を介して連結された第２プーリ６４とを有している。第１プーリ６３は、筐体６５に回転自在に軸支された第１回転軸６６を介して筐体６５内の第１ギア６７に連結されている。
【００４１】
一方、第２プーリ６４は、筐体６５に回転自在に軸支された第２回転軸６８を介して筐体６５内の第２ギア６９に連結されていると共に、筐体６５外の第３プーリ７０に連結されている。第３プーリ７０は、第３ベルト７１を介して第４プーリ７２に連結されており、第４プーリ７２は、第３回転軸７３を介してインクリメンタル方式のエンコーダからなる第１回転検出器７４に接続されている。これにより、第１回転検出器７４は、図４のスピンドル筒部材４６の回転が第２ベルト６２や第３プーリ７０、第４プーリ７２等を介して伝達されることによって、スピンドル筒部材４６の回転数（回転角度）を検出し、角度検出信号として出力可能になっている。
【００４２】
また、第１回転検出器７４と共に回転する筐体６５内の第２ギア６９は、第４ギア７５を介して第１ベベルギア７６に噛合されている。第１ベベルギア７６は、筐体６５に回転自在に支持された軸部材７７に回転自在に設けられている。軸部材７７には、固定部材７８が固設されていると共に、この固定部材７８を挟んで第２ベベルギア７９が回転自在に設けられている。第２ベベルギア７９は、図４のネジ軸部材４５の回転が伝達される上述の第１ギア６７に噛合されている。また、第１ベベルギア７６と第２ベベルギア７９とは、遊星ギア８０に噛合されている。遊星ギア８０は、固定部材７８の側面に回転自在に軸支されている。
【００４３】
これにより、図４のネジ軸部材４５の停止により第１ギア６７が固定された状態で図４のスピンドル筒部材４６が回転された場合には、第１ギア６７に噛合された第２ベベルギア７９も固定された状態であるため、図４のスピンドル筒部材４６の回転により第２ギア６９が回転したときに第１ベベルギア７６を介して遊星ギア８０が軸部材７７の回りを回転する結果、軸部材７７が回転することになる。また、図４のネジ軸部材４５の回転により第１ギア６７が回転された状態で図４のスピンドル筒部材４６が回転された場合には、第１ギア６７に噛合された第２ベベルギア７９も同一方向に回転するため、図４のスピンドル筒部材４６の回転により第２ギア６９が回転したときに第１ベベルギア７６が一定位置で回転する結果、軸部材７７が停止した状態となる。
【００４４】
上記の軸部材７７の一端部には、第５プーリ８１が設けられている。第５プーリ８１は、第４ベルト８２および第５プーリ８３を介してアブソリュート方式のエンコーダからなる第２回転検出器８４に接続されている。そして、第２回転検出器８４は、図４のネジ軸部材４５が停止してスピンドル筒部材４６が回転しているときにのみ、スピンドル筒部材４６の原点を検出し、原点検出信号として出力可能になっている。
【００４５】
上記のように構成された回転検出機構６０は、図示しない制御装置に接続されている。制御装置は、演算部や記憶部、入出力部等を備えている。記憶部には、タイヤデータ領域やリム幅データ領域、試験データ領域等の各種のデータ領域が形成されている。尚、タイヤデータ領域は、タイヤ１の品種や、各品種のビード幅、各品種に対応した回転速度等のデータを格納する。リム幅データ領域は、上リム２および下リム３の間隔であるリム幅データを格納する。試験データ領域は、タイヤ１を回転させて得られた検査データを格納する。
【００４６】
また、記憶部には、タイヤユニフォミティマシンの動作を制御する制御プログラムも格納されている。この制御プログラムは、入出力部を操作して入力された品種データに基づいてタイヤ１のビード幅を求め、このビード幅に対応したリム幅となるように原点検出信号と角度検出信号とに基づいて内筒部材４１を外筒部材４２に対して進退移動させるリム幅設定機能や、入出力部のスタートボタンの操作等による検査指令に基づいて品種データに対応した回転速度や回転数等の検査仕様となるように角度検出信号に基づいて検査を行う検査機能、原点検出信号および角度検出信号に基づいて異常動作の有無を確認する異常動作検出機能、検査が終了したタイヤ１をリム２・３から取り外して搬出すると共に検査前のタイヤ１をリム２・３に装着する搬入出機能等の各種の機能を備えている。
【００４７】
上記のように制御装置に原点信号や角度検出信号を出力する回転検出機構６０は、図２に示すように、天井フレーム６に設けられている。天井フレーム６を支持する縦設フレーム７の略中央部には、中間フレーム８５が横設されている。中間フレーム８５には、一対のタイヤ載置台８６・８６が左右対称に設けられている。これらのタイヤ載置台８６・８６は、間隔をリム２・３の外径に応じて拡縮可能にされており、リム２・３よりも僅かに広い間隔に調整されることによって、下リム３に対するタイヤ１の着脱を可能にしている。
【００４８】
また、各タイヤ載置台８６・８６の外側には、タイヤ搬送機構８７・８７がそれぞれ設けられている。タイヤ搬送機構８７は、図３に示すように、タイヤ１のトレッド部を把持する把持部材８８・８８と、各把持部材８８・８８をタイヤ１方向に回動させる回動装置８９・８９とを備えた把持機構９０を搬送方向（水平方向）に２セット備えていると共に、これら把持機構９０・９０を搬送方向に進退移動させる搬送シリンダ９１とを有している。上スピンドル４および下スピンドル５の配置位置を中心として搬送方向の前後には、搬入ローラ９２および搬出ローラ９３がそれぞれ設けられている。そして、上述のタイヤ搬送機構８７は、搬送シリンダ９１を進出させることによって、搬入ローラ９２上における検査前のタイヤ１を一方の把持機構９０で把持すると共に検査位置（リム２・３間）における検査後のタイヤ１を他方の把持機構９０で把持し、搬送シリンダ９１を後退させることによって、検査前のタイヤ１を検査位置に移動させると共に検査後のタイヤ１を搬出ローラ９３上に移動させることが可能になっている。
【００４９】
また、図２に示すように、中間フレーム８５と天井フレーム６との間である上スピンドル４の下端部の側方には、測定機構９７が設けられている。測定機構９７は、検査用の路面を模擬するドラム１０２と、このドラム１０２の回転軸がタイヤ１（上・下リム）の回転中心に平行となるように、ドラム１０２を回転自在に支持するドラム支持体９９と、ドラム１０２の軸芯に設けられ、ドラム１０２を介してタイヤ１の均一性（ユニフォミティ）を測定する図示しないロードセルと、ドラム１０２をタイヤ１に所定の押圧力で押し付けるボールジャッキ１００とを備えている。
【００５０】
上記の構成において、タイヤユニフォミティマシンの動作について説明する。
【００５１】
（データ入力工程）
先ず、図示しない制御装置における入出力部の例えばキーボードが操作されることによって、次に検査するタイヤ１の品種データや数量データ等がオペレータにより入力される。品種データは、予め格納されていた品種データに対応するタイヤ１のビード幅等の仕様の収集に使用される。この後、検査対象となるタイヤ１のビード幅に上・下スピンドル４・５のリム幅が対応しているか否かが判定され、ビード幅に対応していなければ、リム幅調整工程が実行される。そして、リム幅の設定が完了すると、タイヤ１のユニフォミティ測定を行う検査工程が実行される。
【００５２】
（リム幅調整工程）
タイヤ１のビード幅に上・下スピンドル４・５のリム幅が対応していない場合は、本工程が実行される。先ず、図４に示すように、現在のリム幅を設定している外筒部材４２と内筒部材４１との位置関係が確認される。そして、この位置関係に基づいて次回のリム幅に設置するために必要な内筒部材４１の移動量（昇降量）が求められた後、この移動量となる内筒部材４１の回転方向および回転数が求められる。
【００５３】
次に、クラッチ機構４７がＯＦＦ状態となるように作動され、ネジ軸部材４５とスピンドル筒部材４６との連結が解除されると共に、ブレーキ装置４９がＯＮ状態に作動され、ブレーキ用ディスク４８が挟持されることによりネジ軸部材４５の回転が禁止される。この結果、スピンドル筒部材４６のみが回転可能な状態とされる。
【００５４】
次に、スピンドル駆動装置５６が作動され、スピンドル筒部材４６が所定方向に回転される。これにより、スピンドル筒部材４６に連結された外筒部材４２が回転する。また、外筒部材４２と内筒部材４１とがガイドキー４３を介して上下方向にのみ移動自在に連結されているため、外筒部材４２と共に内筒部材４１も回転する。この結果、固定されたネジ軸部材４５を中心として内筒部材４１が回転することによって、内筒部材４１の雌ネジ部４１ｄがネジ軸部材４５の雄ネジ部４５ａに螺合しながら上下方向に移動する。
【００５５】
上記のようにしてスピンドル筒部材４６が回転されると、この回転は、第２ベルト６２を介して回転検出機構６０に伝達される。これにより、図５に示すように、第２ベルト６２に第２プーリ６４を介して連結された第３プーリ７０が回転し、第１回転検出器７４が回転されることによって、スピンドル筒部材４６の回転数（回転角度）が角度検出信号として図示しない制御装置に出力される。
【００５６】
また、第２ベルト６２に第２プーリ６４を介して連結された第２ギア６９も回転し、第１ベベルギア７６が回転する。この際、上述のように、図４のネジ軸部材４５が固定された状態であるため、このネジ軸部材４５に第１ベルト６１および第１プーリ６３を介して連結された第１ギア６７および第２ベベルギア７９が固定された状態に維持されている。従って、第１ベベルギア７６を介して遊星ギア８０が軸部材７７の回りを回転する結果、軸部材７７が回転する。この結果、第５プーリ８１を介して第２回転検出器８４が回転し、第２回転検出器８４から原点検出信号が図示しない制御装置に出力される。
【００５７】
制御装置に出力された角度検出信号および原点信号は、両信号の位相が求められ、この位相の変化に基づいてリム幅調整が正確に実行されているか否かが判定される。また、原点信号に基づいて基準位置が設定されると共に、少なくとも角度検出信号に基づいてスピンドル筒部材４６の回転数が求められ、この回転数に基づいて内筒部材４１の移動量（昇降量）が検出される。そして、目標とする移動量になったときに、図４に示すように、スピンドル駆動装置５６の停止によりスピンドル筒部材４６の回転が停止される。
【００５８】
（検査工程）
検査対象となるタイヤ１に対応したリム幅である場合は、本工程が実行される。先ず、図２に示すように、第１昇降機構１２と共に下リム保持機構１１が第２昇降機構１３により所定の高さ位置に設定される。この後、第１昇降機構１２が下降され、下リム３の上面がタイヤ載置台８６・８６の下方に位置される。
【００５９】
次に、図３に示すように、搬入ローラ９２に載置された検査前のタイヤ１が把持機構９０により把持され、上・下リム２・３間に位置したタイヤ載置台８６・８６に移載される。この後、図４に示すように、第１昇降機構１２により下リム３が上昇され、タイヤ１の下ビード部を保持する。そして、タイヤ１を保持した状態で下リム３がさらに上昇され、タイヤ１の上ビード部が上リム２に装着されると共に、上・下リム２・３を備えた上スピンドル４と下スピンドル５とが連結される。
【００６０】
即ち、図１に示すように、下スピンドル５の下リム保持機構１１が上昇すると、下リム支持部材２０の先端部が内筒部材４１内に挿入される。そして、図７に示すように、下リム支持部材２０の摺動側周面２０ｂに嵌挿されたコレット部材５１が内筒部材４１の内周傾斜面４１ｂに当接し、下リム支持部材２０の上昇に従ってコレット部材５１の外周面５１ａ全体が内筒部材４１の内周傾斜面４１ｂにより内周方向に押圧される。この結果、コレット部材５１が縮径しながら内筒部材４１の軸芯を内筒部材４１の軸芯に一致させるように調芯することになる。
【００６１】
また、このときに、コレット部材５１は、弾性的に縮径すると共に、付勢機構５２より上方向に付勢されて上側部分に位置している。従って、急速に下リム支持部材２０を上昇して嵌合させた場合でも、弾性的なコレット部材５１の縮径動作および付勢機構５２がクッションとして機能するため、コレット部材５１が損傷し難いにものになっている。さらに、コレット部材５１の上端部の外径と内筒部材４１における内周傾斜面４１ｂの下端部の内径との差によって、コレット部材５１を内筒部材４１に嵌合させるときに径方向に大きな隙間が発生する。従って、従来のように高い加工精度で各部材を作成しなくても、コレット部材５１を確実に内筒部材４１に嵌合させることができると共に、下リム保持機構１１を上昇させるときの位置調整能力が不十分であったり、大きな上昇速度であっても、コレット部材５１を内筒部材４１に確実に且つ損傷させることなく嵌合させることができる。
【００６２】
コレット部材５１や付勢機構５２を備えた調芯機構５０によって、上記の調芯動作が実施されるときに、内筒部材４１の内部においては、メカロック機構３０により軸芯方向の固定動作が実施される。即ち、メカロック機構３０の上端面が横設部４１ｃに当接することによって、爪部材３２の凹凸部３２ａが内筒部材４１の凹凸部４１ａに対向される。そして、図１に示すように、ロッド昇降シリンダ２３によりロッド部材２４を介して傾斜部材３１が上昇され、傾斜部材３１の上昇により爪部材３２が外周方向に押し出されることによって、爪部材３２の凹凸部３２ａが内筒部材４１の凹凸部４１ａに嵌合される。これにより、上スピンドル４と下スピンドル５とがメカロック機構３０により軸芯方向に固定された状態となる。
【００６３】
次に、図４に示すように、ブレーキ装置４９がＯＦＦ状態とされてブレーキ用ディスク４８が開放されると共に、クラッチ機構４７がＯＮ状態とされてスピンドル筒部材４６とネジ軸部材４５とが固定状態に連結される。また、図１に示すように、タイヤ１に所定圧の圧力空気が供給され、タイヤ１がインフレーション状態にされる。
【００６４】
タイヤ１がインフレーション状態にされると、タイヤ１の反力が上・下リム２・３（上・下スピンドル４・５）を引き離すように作用する。従って、上・下スピンドル４・５間に軸芯方向の遊び分が存在すると、この遊び分について下スピンドル５の下リム支持部材２０が下降して両スピンドル４・５が離反されることになる。この際、下リム支持部材２０に設けられたコレット部材５１は、付勢機構５２により上方に付勢されているため、下リム支持部材２０が下降しても、コレット部材５１は、内筒部材４１の内周傾斜面４１ｂで押圧された位置に留まる。これにより、コレット部材５１を内周傾斜面４１ｂで押圧することによる調芯機能が維持される。
【００６５】
また、図１に示すように、上スピンドル４と下スピンドル５とは、メカロック機構３０により軸芯方向に固定されている。従って、タイヤ１の反力が非常に大きなものであっても、上・下スピンドル４・５の間隔が遊び分以上に引き離されることはない。また、メカロック機構３０が上・下スピンドル４・５の軸芯方向の固定に使用されることによって、第１昇降機構１２の油圧シリンダのみで上・下スピンドル４・５を固定する場合よりも、下スピンドル５を上昇して押圧する第１昇降機構１２等の部品や機構を小型化することができる。
【００６６】
この後、ドラム１０２が所定の押圧力でタイヤ１に押し付けられる。尚、この場合、ドラム１０２によるタイヤ１への押圧力（横荷重）がコレット部材５１を押し下げるように作用することになるが、付勢機構５２が押し下げる以上の付勢力でコレット部材５１を押し上げているため、コレット部材５１による調芯機能が維持される。
【００６７】
次に、図４に示すように、スピンドル駆動装置５６が作動され、スピンドル筒部材４６が回転されることによって、ネジ軸部材４５や内筒部材４１、外筒部材４２が回転される。この結果、調芯機構５０とメカロック機構３０とで連結された下リム支持部材２０を含む下スピンドル５が回転することになる。そして、図２に示すように、タイヤ１が回転し、ドラム１０２を回転および振動させることによりタイヤの均一性（ユニフォミティ）が測定される。
【００６８】
上記のようにしてスピンドル筒部材４６が回転されると、この回転は、第２ベルト６２を介して回転検出機構６０に伝達される。これにより、図５に示すように、第２ベルト６２に第２プーリ６４を介して連結された第３プーリ７０が回転し、第１回転検出器７４が回転されることによって、スピンドル筒部材４６の回転数（回転角度）が角度検出信号として図示しない制御装置に出力される。
【００６９】
また、第２ベルト６２に第２プーリ６４を介して連結された第２ギア６９も回転し、第１ベベルギア７６が回転する。この際、上述のように、図４のネジ軸部材４５がスピンドル筒部材４６と共に回転されているため、このネジ軸部材４５に第１ベルト６１および第１プーリ６３を介して連結された第１ギア６７および第２ベベルギア７９が第１ベベルギア７６と同一速度で回転された状態にされている。従って、遊星ギア８０が第１ベベルギア７６と第２ベベルギア７９との回転を受けて同一位置で回転する結果、軸部材７７が停止した状態になる。この結果、第２回転検出器８４が停止した状態を維持するため、第２回転検出器８４から原点検出信号が出力されることはない。
【００７０】
制御装置に角度検出信号が出力されると、制御装置は、角度検出信号に基づいてタイヤ１の回転数や回転速度を求めると共に、均一性の測定値とタイヤ１との位置関係を特定する。また、制御装置は、原点信号の出力状態を監視し、原点信号が入力された場合は、図４のクラッチ機構４７等に異常が発生したとしてオペレータに報知する。
【００７１】
上記のようにしてタイヤ１の検査が完了すると、図２に示すように、上述の動作とは逆の動作が行われ、下リム３の下降により検査後のタイヤ１がタイヤ載置台８６・８６に載置されると共に、下リム３がタイヤ１から切り離される。そして、図３に示すように、搬入ローラ９２上の検査前のタイヤ１と上・下リム２・３間の検査後のタイヤ１とが把持機構９０・９０でそれぞれ把持され、検査前のタイヤ１が上・下リム２・３間に移載されると共に、検査後のタイヤ１が搬出ローラ９３上に移載される。そして、次のタイヤ１の検査が繰り返される。
【００７２】
以上のように、本実施形態のタイヤユニフォミティマシンは、図１に示すように、上・下スピンドル４・５同士を連結したときの上・下リム２・３のリム幅をタイヤ１のビード幅に対応させるように変更可能なリム幅調整機構５８を備えたものであり、リム幅調整機構５８は、上スピンドル４（一方のスピンドル）の内部に回転可能に備えられたネジ軸部材４５と、下スピンドル５（他方のスピンドル）に連結可能にされ、ネジ軸部材４５に対する回転により上リム２に対してリム幅方向に進退移動するようにネジ軸部材４５の外周に螺合された内筒部材４１とを有した構成にされている。
【００７３】
尚、本実施形態においては、図２に示すように、タイヤ１を水平配置して上下から挟み込んで検査するタイヤユニフォミティマシンについて説明したため、説明の便宜上、上・下スピンドル４・５および上・下リム２・３と表現したが、これに限定されるものではなく、タイヤ１を任意の方向に配置して検査するタイヤユニフォミティマシンに適用することができる。従って、上・下スピンドル４・５および上・下リム２・３は、例えば水平方向等の任意の方向に配置することができる。また、本実施形態においては、下スピンドル５を上スピンドル４に移動させる場合について説明しているが、これに限定されるものでもなく、上・下スピンドル４・５の内の少なくとも一方を移動させるものであれば良い。さらに、スピンドル移動機構は、図８に示すように、１本の油圧シリンダ１０３で構成されていても良い。
【００７４】
上記の構成によれば、上スピンドル４内にリム幅調整機構５８が備えられているため、例えば下スピンドル５の下方に油圧シリンダ等のリム幅調整機構を配置した場合と比較してタイヤ１ユニフォミティマシンの上・下リム２・３の回転軸方向の大型化を抑制しながらリム幅を変更することができる。これにより、例えば回転軸方向が鉛直方向に一致した状態となるようにタイヤ１ユニフォミティマシンを導入する場合には、図２に示すように、下スピンドル５を収容するためのピット１０を浅くすることができるため、設備を導入する際に要する費用を抑制することができる。また、ネジ軸部材４５を回転させれば、内筒部材４１を進退移動させて上・下リム２・３のリム幅を調整することができるため、構造が簡単である。さらに、ネジ軸部材４５の回転は、一般的な検出センサや制御装置を用いて容易に制御できるため、例えばタイヤ１のビード幅が予め判明していれば、このビード幅にリム幅を自動で容易に設定することができる。
【００７５】
また、本実施形態のタイヤユニフォミティマシンは、図１に示すように、内筒部材４１の内周面に形成された凹凸部４１ａと、下スピンドル５の内部に設けられ、外周面に凹凸部３２ａが形成された爪部材３２を有し、爪部材３２の凹凸部３２ａを内筒部材４１の凹凸部４１ａに噛合させることにより上スピンドル４と下スピンドル５とを軸芯方向に固定した状態に連結するメカロック機構３０とを更に有した構成にされている。
【００７６】
また、本実施形態におけるリム幅調整機構５８は、図３に示すように、上スピンドル４の内部に回転可能に備えられたネジ軸部材４５と、上リム２が着脱可能に設けられる外筒部材４２と、下スピンドル５に連結可能にされ、ネジ軸部材４５に対する回転により外筒部材４２に対してリム幅方向に進退移動するようにネジ軸部材４５の外周に螺合された内筒部材４１と、外筒部材４２を回転駆動するスピンドル駆動装置５６と、外筒部材４２とネジ軸部材４５との連結および連結解除を切り替え可能なクラッチ機構４７とを有した構成にされている。
【００７７】
上記の構成によれば、クラッチ機構４７の切り替えによりスピンドル駆動装置５６のリム幅を調整する用途と、リムを回転させてタイヤ１を検査する用途とにスピンドル駆動装置５６を兼用することができる。
【００７８】
さらに、本実施形態におけるリム幅調整機構５８は、図１に示すように、外筒部材４２にネジ軸部材４５と内筒部材４１とが内挿されており、内筒部材４１の外周面には、キー溝４１ｅがリム幅方向に形成されており、外筒部材４２には、ガイドキー４３がキー溝４１ｅに移動自在に嵌合された構成にされている。これにより、ネジ軸部材４５の回転による内筒部材４１のリム幅方向の移動を簡単な構成により実現することができる。
【００７９】
さらに、本実施形態におけるリム幅調整機構５８は、図４に示すように、ネジ軸部材４５の回転を禁止可能なブレーキ用ディスク４８およびブレーキ装置４９（ブレーキ機構）を備えた構成にされている。これにより、ネジ軸部材４５を確実に停止することができるため、リム幅を正確に調整することができる。
【００８０】
また、本実施形態におけるタイヤユニフォミティマシンは、外筒部材４２とネジ軸部材４５との回転状況をそれぞれ検出して角度検出信号および原点検出信号を出力する回転検出機構６０と、これらの信号で示された各回転状況に基づいて動作状態を監視する機能を備えた図示しない制御装置を有した構成にされている。これにより、リム幅調整時やタイヤ検査時における誤動作を検出することができる。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、一方のスピンドル内にリム幅調整機構が備えられているため、スピンドルの外部にリム幅調整機構を配置した場合と比較してタイヤユニフォミティマシンのリムの回転軸方向の大型化を抑制しながらリム幅を変更することができる。また、ネジ軸部材を回転させれば、内筒部材を進退移動させてリム幅を調整することができるため、構造が簡単である。さらに、ネジ軸部材の回転は、一般的な検出センサや制御装置を用いて容易に制御できるため、例えばタイヤのビード幅が予め判明していれば、このビード幅にリム幅を自動で容易に設定することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】タイヤユニフォミティマシンの要部を示す説明図である。
【図２】タイヤユニフォミティマシンを正面視した全体構成を示す説明図である。
【図３】タイヤユニフォミティマシンを平面視した全体構成を示す説明図である。
【図４】タイヤユニフォミティマシンの要部を示す説明図である。
【図５】回転検出機構の概略構成図である。
【図６】メカロック機構および調芯機構の概略構成図である。
【図７】メカロック機構および調芯機構の説明図である。
【図８】タイヤユニフォミティマシンを正面視した全体構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１ タイヤ
２ 上リム
３ 下リム
４ 上スピンドル
５ 下スピンドル
１１ 下リム保持機構
１２ 第１昇降機構
１３ 第２昇降機構
１５ ナット部材
１６ ボールネジ部材
２０ 下リム支持部材
２０ａ 凹部
２０ｂ 摺動側周面
２０ｃ フランジ部
２０ｄ ロッド挿通穴
２０ｅ 空気供給穴
２２ 外筒支持体
２３ ロッド昇降シリンダ
２４ ロッド部材
２７ 上リム押出機構
３０ メカロック機構
３１ 傾斜部材
３２ 爪部材
３２ａ 凹凸部
３３ 爪支持体
４１ 内筒部材
４１ａ 凹凸部
４１ｂ 内周傾斜面
４１ｃ 横設部
４１ｄ 雌ネジ部
４１ｅ キー溝
４２ 外筒部材
４２ａ フランジ部
４３ ガイドキー
４５ ネジ軸部材
４６ スピンドル筒部材
４７ クラッチ機構
４８ ブレーキ用ディスク
４９ ブレーキ装置
５０ 調芯機構
５１ コレット部材
５１ａ 外周面
５１ｂ スリット
５２ 付勢機構
５３ 押上部材
５４ バネ部材
５６ スピンドル駆動装置
５７ 駆動ベルト
６０ 回転検出機構
７４ 第１回転検出器
８４ 第２回転検出器
８７ タイヤ搬送機構
９０ 把持機構
９１ 搬送シリンダ
９５ リム保管機構
９６ リム載置台
９７ 載置台回動装置
９７ 測定機構
９８ 載置台スライド装置
９９ ドラム支持体
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤに圧力空気を供給しながら回転させることによりタイヤの均一性を検査するタイヤユニフォミティマシンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、タイヤユニフォミティマシンは、タイヤの上・下ビード部を上・下リムにより両側から挟み込んでそれぞれ保持した後、タイヤ内に圧力空気を供給し、上・下リムと共にタイヤを回転させたときのタイヤの均一性を検査するように構成されている。そして、このように構成されたタイヤユニフォミティマシンは、各種のビード幅のタイヤを同一工場で生産する多品種少量生産の形態に対応するため、１台の装置で各種のビード幅のタイヤを検査できることが望まれている。
【０００３】
そこで、従来は、下リムを同芯状に装着された下スピンドルの下面に上・下リムを連結する油圧シリンダからなるリム間連結機構を設けると共に、リム間連結機構の下面に油圧シリンダからなるリム幅設定機構を設け、リム幅設定機構によりリム間連結機構と共に下リム（下スピンドル）を移動させてリム幅をタイヤのビード幅に対応させた後、リム間連結機構により上・下リムを締結および固定する構成が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１６０６４３号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、リム幅設定機構とリム間連結機構とが下スピンドルの下方に直列配置されるため、タイヤユニフォミティマシンが上下方向（上・下リムの回転軸方向）に大型化することになる。これにより、例えば上・下リムによりタイヤを保持する高さ位置を低くしたり、天井高さとの関係からタイヤユニフォミティマシンを低くしようとすると、ピットを十分に深く掘ってリム幅設定機構やリム間連結機構を収容することが必要となる。この結果、タイヤユニフォミティマシンを導入する際の設備費用が高騰するという問題がある。そして、この問題は、近年における多品種少量生産の要求に対応するため、リム間距離の可変範囲を一層拡大しようとしたときに顕著になる。
【０００６】
従って、本発明は、上・下リムの回転軸方向の大型化を抑制しながらリム幅を変更することができるタイヤユニフォミティマシンを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明のタイヤユニフォミティマシンは、一方のリムが着脱可能に設けられる一方のスピンドルと他方のリムが着脱可能に設けられる他方のスピンドルとを連結したときのリム幅をタイヤのビード幅に対応させるように変更可能なリム幅調整機構を備えたものであり、前記リム幅調整機構は、前記一方のスピンドルの内部に回転可能に備えられたネジ軸部材と、前記他方のスピンドルに連結可能にされ、前記ネジ軸部材に対する回転により前記一方のリムに対してリム幅方向に進退移動するように前記ネジ軸部材の外周に螺合された内筒部材とを有することを特徴としている。
【０００８】
上記の構成によれば、一方のスピンドル内にリム幅調整機構が備えられているため、スピンドルの外部にリム幅調整機構を配置した場合と比較してタイヤユニフォミティマシンのリムの回転軸方向の大型化を抑制しながらリム幅を変更することができる。これにより、例えば回転軸方向が鉛直方向に一致した状態となるようにタイヤユニフォミティマシンを導入する場合には、スピンドルを収容するためのピットを浅くすることができるため、設備を導入する際に要する費用を抑制することができる。また、ネジ軸部材に対して内筒部材を回転させれば、内筒部材を進退移動させてリム幅を調整することができるため、構造が簡単である。さらに、ネジ軸部材の回転は、一般的な検出センサや制御装置を用いて容易に制御できるため、例えばタイヤのビード幅が予め判明していれば、このビード幅にリム幅を自動で容易に設定することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のタイヤユニフォミティマシンであって、前記内筒部材の内周面に形成された凹凸部と、前記他方のスピンドルの内部に設けられ、外周面に凹凸部が形成された爪部材を有し、前記爪部材の凹凸部を前記内筒部材の凹凸部に噛合させることにより前記一方のスピンドルと前記他方のスピンドルとを軸芯方向に固定した状態に連結するメカロック機構とを更に有することを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明のタイヤユニフォミティマシンは、一方のリムが着脱可能に設けられる一方のスピンドルと他方のリムが着脱可能に設けられる他方のスピンドルとを連結したときのリム幅をタイヤのビード幅に対応させるように変更可能なリム幅調整機構を備えたものであり、前記リム幅調整機構は、前記一方のスピンドルの内部に回転可能に備えられたネジ軸部材と、前記一方のリムが着脱可能に設けられる外筒部材と、前記他方のスピンドルに連結可能にされ、前記ネジ軸部材の回転により前記外筒部材に対してリム幅方向に進退移動するように前記ネジ軸部材の外周に螺合された内筒部材と、前記外筒部材を回転駆動するスピンドル駆動装置と、前記外筒部材と前記ネジ軸部材との連結および連結解除を切り替え可能なクラッチ機構とを有することを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、クラッチ機構の切り替えによりスピンドル駆動装置のリム幅を調整する用途と、リムを回転させてタイヤを検査する用途とにスピンドル駆動装置を兼用することができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３に記載のタイヤユニフォミティマシンであって、前記外筒部材に前記ネジ軸部材と内筒部材とが内挿されており、前記内筒部材の外周面には、キー溝が前記リム幅方向に形成されており、前記外筒部材には、ガイドキーが前記キー溝に移動自在に嵌合されていることを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、ネジ軸部材の回転による内筒部材のリム幅方向の移動を簡単な構成により実現することができる。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項３または４に記載のタイヤユニフォミティマシンであって、前記リム幅調整機構は、前記ネジ軸部材の回転を禁止可能なブレーキ機構を備えていることを特徴としている。
【００１５】
上記の構成によれば、ネジ軸部材を確実に停止することができるため、リム幅を正確に調整することができる。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項３ないし５の何れか１項に記載のタイヤユニフォミティマシンであって、前記外筒部材と前記ネジ軸部材との回転状況をそれぞれ検出する回転検出機構と、前記各回転状況に基づいて動作状態を監視する機能を備えた制御装置を有することを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、リム幅調整時やタイヤ検査時における誤動作を検出することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１ないし図８に基づいて以下に説明する。
本実施の形態に係るタイヤユニフォミティマシンは、図２に示すように、タイヤ１の上ビード部を保持する上リム２と、タイヤ１の下ビード部を保持する下リム３とを有している。上リム２は、上スピンドル４の先端部（下端部）に着脱可能に設けられている。一方、下リム３は、下スピンドル５の先端部（上端部）に着脱可能に設けられている。両スピンドル４・５は、上リム２および下リム３を対向させていると共に、両リム２・３の軸芯を同一直線上で一致させている。
【００１９】
上記の上スピンドル４と下スピンドル５とは、天井フレーム６とベースフレーム８とにそれぞれ設けられている。これらのフレーム６・８は、天井フレーム６が上側位置で水平配置され、ベースフレーム８が下側位置で水平配置されるように、複数の縦設フレーム７により支持されている。各縦設フレーム７は、敷地面９から鉛直方向に立設されている。敷地面９は、縦設フレーム７で囲まれた領域の中央部分にピット１０を備えている。
【００２０】
上記のピット１０は、下スピンドル５の下部を収容可能にしている。下スピンドル５は、下リム３を着脱可能に保持する下リム保持機構１１と、下リム保持機構１１を昇降させる第１昇降機構１２と、下リム保持機構１１を第１昇降機構１２と共に昇降させる第２昇降機構１３とを備えている。第２昇降機構１３は、下リム保持機構１１を支持する水平支持部材１４と、水平支持部材１４の基部に設けられたナット部材１５と、ナット部材１５が螺合され、鉛直方向に設けられたボールネジ部材１６と、ボールネジ部材１６を回転駆動するボールネジ駆動モータ１７とを有している。
【００２１】
そして、このように構成された第２昇降機構１３は、ボールネジ駆動モータ１７によりボールネジ部材１６を所望の方向および角度で回転させることによりナット部材１５を昇降させ、このナット部材１５に連結された水平支持部材１４を介して第１昇降機構１２を所望の高さ位置に位置決め可能になっている。さらに、第１昇降機構１２は、下リム保持機構１１をタイヤ保持位置まで移動可能になっている。
【００２２】
上記の第２昇降機構１３における水平支持部材１４は、第１昇降機構１２を鉛直方向に支持している。第１昇降機構１２は、第２昇降機構１３の側方に並列配置されている。これにより、第１昇降機構１２および第２昇降機構１３は、これら両機構１２・１３で下リム保持機構１１を昇降させる最大距離を１台の油圧シリンダのストローク量で実現する場合よりも短尺化し、ピット１０の必要深さを低減している。
【００２３】
上記の第１昇降機構１２は、シリンダロッド１２ａが上側に位置するように配置された油圧シリンダからなっている。シリンダロッド１２ａの先端（上端）は、下リム保持機構１１に連結されている。また、第１昇降機構１２は、第２昇降機構１３によりタイヤ着脱位置に上昇されたときに、シリンダロッド１２ａの進退移動により両リム２・３によるタイヤ１の着脱を可能にしている。
【００２４】
上記のように両昇降機構１２・１３で昇降される下リム保持機構１１は、図１に示すように、下リム３を保持する下リム支持部材２０を有している。ここで、図１は、回転軸Ｓを挟んでリム２・３間を大きく開いた状態（図中右側）とリム２・３間を小さく開いた状態（図中左側）とを示している。下リム支持部材２０は、上端面の中央部に形成された凹部２０ａと、上端部の外周壁に形成された摺動側周面２０ｂと、摺動側周面２０ｂの下端側に形成されたフランジ部２０ｃとを有している。凹部２０ａおよび摺動側周面２０ｂは、後述のメカロック機構３０および調芯機構５０をそれぞれ支持している。フランジ部２０ｃは、下リム３の内周側下面を支持するように形成されている。
【００２５】
また、下リム支持部材２０は、フランジ部２０ｃの下方の側周面が外筒支持体２２に囲まれている。外筒支持体２２は、下リム支持部材２０を回転自在に支持していると共に、外筒支持体２２を介して下リム保持機構１１を昇降させるように、第１昇降機構１２のシリンダロッド１２ａで支持されている。外筒支持体２２の下部には、空気供給穴２２ａが外周面から内周面にかけて形成されている。空気供給穴２２ａには、空気配管２６の上端部が接続されている。空気配管２６は、図２に示すように、下リム保持機構１１から第１昇降機構１２に沿って垂下され、水平支持部材１４で昇降自在に支持された後、ピット１０内に下端部が位置されている。尚、空気配管２６の下端部は、図示しないエアーホースを介して空気供給措置に接続されている。
【００２６】
また。図１に示すように、下リム支持部材２０の内部には、回転軸Ｓ（下リム３の軸芯）に一致したロッド挿通穴２０ｄが形成されていると共に、ロッド挿通穴２０ｄに沿って空気供給穴２０ｅが形成されている。空気供給穴２０ｅは、上端部が下リム支持部材２０のフランジ部２０ｃの上方位置で開口され、下端部が外筒支持体２２の空気供給穴２２ａに連通されることによって、上述の空気供給装置からの圧力空気をリム２・３で保持されたタイヤ１内に供給可能になっている。
【００２７】
一方、ロッド挿通穴２０ｄには、ロッド部材２４が昇降自在に挿通されている。ロッド部材２４の下端部は、ロッド昇降シリンダ２３のシリンダロッド２３ａに回転自在に連結されている。ロッド昇降シリンダ２３は、外筒支持体２２の下面に固設されている。そして、ロッド昇降シリンダ２３は、下リム支持部材２０に対してロッド部材２４を上下方向に相対移動させるようになっている。
【００２８】
上記のロッド部材２４の上端部は、メカロック機構３０に連結されている。メカロック機構３０は、側周面が傾斜された円錐状の傾斜部材３１と、傾斜部材３１の側周面に内周面が摺動自在に当接された爪部材３２と、爪部材３２を半径方向に移動自在に支持する爪支持体３３とを備えている。爪部材３２は、外周面に凹凸部３２ａを有していている。爪部材３２の凹凸部３２ａは、上スピンドル４の内筒部材４１に形成された凹凸部４１ａに噛合可能にされている。これにより、メカロック機構３０は、傾斜部材３１の昇降により爪部材３２を傾斜部材３１の側周面に沿って半径方向に進退移動させることが可能になっている。そして、メカロック機構３０は、爪部材３２の進出により凹凸部３２ａを上スピンドル４の内筒部材４１の凹凸部４１ａに噛合させることによって、上スピンドル４と下スピンドル５とを上下方向に固定した状態に連結するようになっている。
【００２９】
上記のメカロック機構３０の外周方向の下側には、調芯機構５０が設けられる。調芯機構５０は、下リム支持部材２０の軸芯を内筒部材４１の軸芯に一致させるコレット部材５１と、コレット部材５１を上方向に付勢する複数の付勢機構５２とを備えている。
【００３０】
上記のコレット部材５１は、図６に示すように、下リム支持部材２０の摺動側周面２０ｂに嵌挿されており、軸芯が下リム支持部材２０の軸芯、即ち、下リム３（下スピンドル５）の軸芯に一致するように設けられている。コレット部材５１は、弾性力を備えており、外周面５１ａが上側から下側にかけて外径が増大するように傾斜されている。また、コレット部材５１の外周面５１ａには、上下方向に複数のスリット５１ｂが等間隔で形成されている。これらのスリット５１ｂは、開放端が交互に位置するように形成されており、内周方向の押圧力でコレット部材５１の内径を容易且つ大幅に減少可能にしている。
【００３１】
上記のコレット部材５１は、図７に示すように、内筒部材４１の下端部に嵌合されるようになっている。内筒部材４１は、下端部の内周壁に上側から下側にかけて内径を増大させた内周傾斜面４１ｂを有している。内周傾斜面４１ｂは、内筒部材４１にコレット部材５１が嵌合されたときに、コレット部材５１の外周面５１ａに対して内周方向の押圧力を付与することによって、コレット部材５１を縮径させるようになっている。これにより、調芯機構５０は、コレット部材５１が弾性的に縮径して摺動側周面２０ｂの全周を締め付けながら下リム支持部材２０の軸芯を内筒部材４１の軸芯に一致させる調芯機能を発揮するようになっている。
【００３２】
上記のコレット部材５１は、付勢機構５２により上方向に付勢されている。付勢機構５２は、下リム支持部材２０のフランジ部２０ｃの付け根部分に等間隔で配置されている。付勢機構５２は、ボルト形状に形成され、コレット部材５１の下面に当接される押上部材５３と、押上部材５３を上方向に付勢するバネ部材５４とを有している。バネ部材５４の付勢力は、調芯機能を発揮させたときのコレット部材５１と下リム支持部材２０の摺動側周面２０ｂとの摩擦力よりも大きな値となるように設定されている。これにより、内筒部材４１がコレット部材５１を縮径させて調芯機能を発揮させているときに、下スピンドル５が下降した場合には、コレット部材５１を押し上げて内筒部材４１との位置関係を一定に維持させることによって、調芯機能の低下が防止される。
【００３３】
また、バネ部材５４の付勢力は、インフレーション状態のタイヤ１に図２のドラム１０２を押し付けたときの横荷重が作用した場合でも、コレット部材５１と内筒部材４１との位置関係を変化させない値に設定されている。これにより、タイヤ１の検査時においても、調芯機能を確実に発揮させることが可能になっている。
【００３４】
上記の内筒部材４１は、図１に示すように、外筒部材４２に収容されている。これらの内筒部材４１および外筒部材４２は、後述のネジ軸部材４５と共にリム幅調整機構５８の一部を構成している。外筒部材４２は、上リム保持機構としての機能を有するように、下部外周部にフランジ部４２ａを備えている。また、フランジ部４２ａの外側には、天井フレーム６に固設された上リム検出センサ２８が配置されている。
【００３５】
また、内筒部材４１は、上述の凹凸部４１ａおよび内周傾斜面４１ｂが内周面に形成されていると共に、横設部４１ｃが内部に形成されている。横設部４１ｃは、爪支持体３３の上面に当接したときに、爪部材３２の凹凸部３２ａを内筒部材４１の凹凸部４１ａに対向させるように設定されている。また、内筒部材４１の外周面には、キー溝４１ｅが上下方向に形成されている。キー溝４１ｅには、ガイドキー４３が移動自在に嵌合されている。ガイドキー４３は、外筒部材４２に対して内筒部材４１の回転を禁止するように外筒部材４２に固設されている。
【００３６】
さらに、内筒部材４１の上端部には、雌ネジ部４１ｄが形成されている。雌ネジ部４１ｄは、ネジ軸部材４５の下部に形成された雄ネジ部４５ａに螺合されている。ネジ軸部材４５は、図４に示すように、軸芯が回転軸Ｓに一致するように配設されており、上部がスピンドル筒部材４６に回転自在に支持されている。スピンドル筒部材４６は、天井フレーム６に回転自在に支持されており、下端部が外筒部材４２の上端部に連結されている。
【００３７】
また、ネジ軸部材４５の上端部には、クラッチ機構４７が設けられている。クラッチ機構４７は、ネジ軸部材４５とスピンドル筒部材４６との連結と連結解除とを切り替え可能になっている。具体的には、クラッチ機構４７は、ＯＮ状態においてネジ軸部材４５とスピンドル筒部材４６とを固定した状態に連結し、両部材４５・４６を一体的に回転可能にしている。一方、クラッチ機構４７は、ＯＦＦ状態においてネジ軸部材４５とスピンドル筒部材４６との連結を解除し、各部材４５・４６を独立して回転可能にしている。
【００３８】
さらに、ネジ軸部材４５の上端部には、ブレーキ用ディスク４８が設けられている。ブレーキ用ディスク４８は、ブレーキ装置４９により挟持可能にされている。ブレーキ装置４９は、天井フレーム６に図示しない支持部材を介して固設されている。ブレーキ装置４９は、ネジ軸部材４５の回転を禁止するときに、ＯＮ状態となってブレーキ用ディスク４８を挟持し、ネジ軸部材４５の回転を許可するときに、ＯＦＦ状態となってブレーキ用ディスク４８を開放するようになっている。
【００３９】
また、天井フレーム６には、スピンドル駆動装置５６が設けられている。スピンドル駆動装置５６は、駆動ベルト５７を介してスピンドル筒部材４６に連結されており、スピンドル筒部材４６を任意の方向および速度で回転可能になっている。そして、このように内筒部材４１や外筒部材４２、ネジ軸部材４５、スピンドル筒部材４６を軸芯方向に備えた上スピンドル４は、クラッチ機構４７をＯＮ状態およびブレーキ装置４９をＯＦＦ状態としながらスピンドル駆動装置５６を作動させることによって、軸芯方向の全部材４１・４２・４５・４６を一体的に回転させることを可能にしている。また、上スピンドル４は、クラッチ機構４７をＯＦＦ状態およびブレーキ装置４９をＯＮ状態としながらスピンドル駆動装置５６を作動させ、固定されたネジ軸部材４５に対して内筒部材４１を回転させることによって、内筒部材４１を外筒部材４２に対して進退移動（昇降）させることを可能にしている。
【００４０】
上記の上スピンドル４は、ネジ軸部材４５およびスピンドル筒部材４６の回転方向、回転数および回転角度が回転検出機構６０により検出可能にされている。回転検出機構６０は、図５に示すように、ネジ軸部材４５に第１ベルト６１を介して連結された第１プーリ６３と、スピンドル筒部材４６に第２ベルト６２を介して連結された第２プーリ６４とを有している。第１プーリ６３は、筐体６５に回転自在に軸支された第１回転軸６６を介して筐体６５内の第１ギア６７に連結されている。
【００４１】
一方、第２プーリ６４は、筐体６５に回転自在に軸支された第２回転軸６８を介して筐体６５内の第２ギア６９に連結されていると共に、筐体６５外の第３プーリ７０に連結されている。第３プーリ７０は、第３ベルト７１を介して第４プーリ７２に連結されており、第４プーリ７２は、第３回転軸７３を介してインクリメンタル方式のエンコーダからなる第１回転検出器７４に接続されている。これにより、第１回転検出器７４は、図４のスピンドル筒部材４６の回転が第２ベルト６２や第３プーリ７０、第４プーリ７２等を介して伝達されることによって、スピンドル筒部材４６の回転数（回転角度）を検出し、角度検出信号として出力可能になっている。
【００４２】
また、第１回転検出器７４と共に回転する筐体６５内の第２ギア６９は、第４ギア７５を介して第１ベベルギア７６に噛合されている。第１ベベルギア７６は、筐体６５に回転自在に支持された軸部材７７に回転自在に設けられている。軸部材７７には、固定部材７８が固設されていると共に、この固定部材７８を挟んで第２ベベルギア７９が回転自在に設けられている。第２ベベルギア７９は、図４のネジ軸部材４５の回転が伝達される上述の第１ギア６７に噛合されている。また、第１ベベルギア７６と第２ベベルギア７９とは、遊星ギア８０に噛合されている。遊星ギア８０は、固定部材７８の側面に回転自在に軸支されている。
【００４３】
これにより、図４のネジ軸部材４５の停止により第１ギア６７が固定された状態で図４のスピンドル筒部材４６が回転された場合には、第１ギア６７に噛合された第２ベベルギア７９も固定された状態であるため、図４のスピンドル筒部材４６の回転により第２ギア６９が回転したときに第１ベベルギア７６を介して遊星ギア８０が軸部材７７の回りを回転する結果、軸部材７７が回転することになる。また、図４のネジ軸部材４５の回転により第１ギア６７が回転された状態で図４のスピンドル筒部材４６が回転された場合には、第１ギア６７に噛合された第２ベベルギア７９も同一方向に回転するため、図４のスピンドル筒部材４６の回転により第２ギア６９が回転したときに第１ベベルギア７６が一定位置で回転する結果、軸部材７７が停止した状態となる。
【００４４】
上記の軸部材７７の一端部には、第５プーリ８１が設けられている。第５プーリ８１は、第４ベルト８２および第５プーリ８３を介してアブソリュート方式のエンコーダからなる第２回転検出器８４に接続されている。そして、第２回転検出器８４は、図４のネジ軸部材４５が停止してスピンドル筒部材４６が回転しているときにのみ、スピンドル筒部材４６の原点を検出し、原点検出信号として出力可能になっている。
【００４５】
上記のように構成された回転検出機構６０は、図示しない制御装置に接続されている。制御装置は、演算部や記憶部、入出力部等を備えている。記憶部には、タイヤデータ領域やリム幅データ領域、試験データ領域等の各種のデータ領域が形成されている。尚、タイヤデータ領域は、タイヤ１の品種や、各品種のビード幅、各品種に対応した回転速度等のデータを格納する。リム幅データ領域は、上リム２および下リム３の間隔であるリム幅データを格納する。試験データ領域は、タイヤ１を回転させて得られた検査データを格納する。
【００４６】
また、記憶部には、タイヤユニフォミティマシンの動作を制御する制御プログラムも格納されている。この制御プログラムは、入出力部を操作して入力された品種データに基づいてタイヤ１のビード幅を求め、このビード幅に対応したリム幅となるように原点検出信号と角度検出信号とに基づいて内筒部材４１を外筒部材４２に対して進退移動させるリム幅設定機能や、入出力部のスタートボタンの操作等による検査指令に基づいて品種データに対応した回転速度や回転数等の検査仕様となるように角度検出信号に基づいて検査を行う検査機能、原点検出信号および角度検出信号に基づいて異常動作の有無を確認する異常動作検出機能、検査が終了したタイヤ１をリム２・３から取り外して搬出すると共に検査前のタイヤ１をリム２・３に装着する搬入出機能等の各種の機能を備えている。
【００４７】
上記のように制御装置に原点信号や角度検出信号を出力する回転検出機構６０は、図２に示すように、天井フレーム６に設けられている。天井フレーム６を支持する縦設フレーム７の略中央部には、中間フレーム８５が横設されている。中間フレーム８５には、一対のタイヤ載置台８６・８６が左右対称に設けられている。これらのタイヤ載置台８６・８６は、間隔をリム２・３の外径に応じて拡縮可能にされており、リム２・３よりも僅かに広い間隔に調整されることによって、下リム３に対するタイヤ１の着脱を可能にしている。
【００４８】
また、各タイヤ載置台８６・８６の外側には、タイヤ搬送機構８７・８７がそれぞれ設けられている。タイヤ搬送機構８７は、図３に示すように、タイヤ１のトレッド部を把持する把持部材８８・８８と、各把持部材８８・８８をタイヤ１方向に回動させる回動装置８９・８９とを備えた把持機構９０を搬送方向（水平方向）に２セット備えていると共に、これら把持機構９０・９０を搬送方向に進退移動させる搬送シリンダ９１とを有している。上スピンドル４および下スピンドル５の配置位置を中心として搬送方向の前後には、搬入ローラ９２および搬出ローラ９３がそれぞれ設けられている。そして、上述のタイヤ搬送機構８７は、搬送シリンダ９１を進出させることによって、搬入ローラ９２上における検査前のタイヤ１を一方の把持機構９０で把持すると共に検査位置（リム２・３間）における検査後のタイヤ１を他方の把持機構９０で把持し、搬送シリンダ９１を後退させることによって、検査前のタイヤ１を検査位置に移動させると共に検査後のタイヤ１を搬出ローラ９３上に移動させることが可能になっている。
【００４９】
また、図２に示すように、中間フレーム８５と天井フレーム６との間である上スピンドル４の下端部の側方には、測定機構９７が設けられている。測定機構９７は、検査用の路面を模擬するドラム１０２と、このドラム１０２の回転軸がタイヤ１（上・下リム）の回転中心に平行となるように、ドラム１０２を回転自在に支持するドラム支持体９９と、ドラム１０２の軸芯に設けられ、ドラム１０２を介してタイヤ１の均一性（ユニフォミティ）を測定する図示しないロードセルと、ドラム１０２をタイヤ１に所定の押圧力で押し付けるボールジャッキ１００とを備えている。
【００５０】
上記の構成において、タイヤユニフォミティマシンの動作について説明する。
【００５１】
（データ入力工程）
先ず、図示しない制御装置における入出力部の例えばキーボードが操作されることによって、次に検査するタイヤ１の品種データや数量データ等がオペレータにより入力される。品種データは、予め格納されていた品種データに対応するタイヤ１のビード幅等の仕様の収集に使用される。この後、検査対象となるタイヤ１のビード幅に上・下スピンドル４・５のリム幅が対応しているか否かが判定され、ビード幅に対応していなければ、リム幅調整工程が実行される。そして、リム幅の設定が完了すると、タイヤ１のユニフォミティ測定を行う検査工程が実行される。
【００５２】
（リム幅調整工程）
タイヤ１のビード幅に上・下スピンドル４・５のリム幅が対応していない場合は、本工程が実行される。先ず、図４に示すように、現在のリム幅を設定している外筒部材４２と内筒部材４１との位置関係が確認される。そして、この位置関係に基づいて次回のリム幅に設置するために必要な内筒部材４１の移動量（昇降量）が求められた後、この移動量となる内筒部材４１の回転方向および回転数が求められる。
【００５３】
次に、クラッチ機構４７がＯＦＦ状態となるように作動され、ネジ軸部材４５とスピンドル筒部材４６との連結が解除されると共に、ブレーキ装置４９がＯＮ状態に作動され、ブレーキ用ディスク４８が挟持されることによりネジ軸部材４５の回転が禁止される。この結果、スピンドル筒部材４６のみが回転可能な状態とされる。
【００５４】
次に、スピンドル駆動装置５６が作動され、スピンドル筒部材４６が所定方向に回転される。これにより、スピンドル筒部材４６に連結された外筒部材４２が回転する。また、外筒部材４２と内筒部材４１とがガイドキー４３を介して上下方向にのみ移動自在に連結されているため、外筒部材４２と共に内筒部材４１も回転する。この結果、固定されたネジ軸部材４５を中心として内筒部材４１が回転することによって、内筒部材４１の雌ネジ部４１ｄがネジ軸部材４５の雄ネジ部４５ａに螺合しながら上下方向に移動する。
【００５５】
上記のようにしてスピンドル筒部材４６が回転されると、この回転は、第２ベルト６２を介して回転検出機構６０に伝達される。これにより、図５に示すように、第２ベルト６２に第２プーリ６４を介して連結された第３プーリ７０が回転し、第１回転検出器７４が回転されることによって、スピンドル筒部材４６の回転数（回転角度）が角度検出信号として図示しない制御装置に出力される。
【００５６】
また、第２ベルト６２に第２プーリ６４を介して連結された第２ギア６９も回転し、第１ベベルギア７６が回転する。この際、上述のように、図４のネジ軸部材４５が固定された状態であるため、このネジ軸部材４５に第１ベルト６１および第１プーリ６３を介して連結された第１ギア６７および第２ベベルギア７９が固定された状態に維持されている。従って、第１ベベルギア７６を介して遊星ギア８０が軸部材７７の回りを回転する結果、軸部材７７が回転する。この結果、第５プーリ８１を介して第２回転検出器８４が回転し、第２回転検出器８４から原点検出信号が図示しない制御装置に出力される。
【００５７】
制御装置に出力された角度検出信号および原点信号は、両信号の位相が求められ、この位相の変化に基づいてリム幅調整が正確に実行されているか否かが判定される。また、原点信号に基づいて基準位置が設定されると共に、少なくとも角度検出信号に基づいてスピンドル筒部材４６の回転数が求められ、この回転数に基づいて内筒部材４１の移動量（昇降量）が検出される。そして、目標とする移動量になったときに、図４に示すように、スピンドル駆動装置５６の停止によりスピンドル筒部材４６の回転が停止される。
【００５８】
（検査工程）
検査対象となるタイヤ１に対応したリム幅である場合は、本工程が実行される。先ず、図２に示すように、第１昇降機構１２と共に下リム保持機構１１が第２昇降機構１３により所定の高さ位置に設定される。この後、第１昇降機構１２が下降され、下リム３の上面がタイヤ載置台８６・８６の下方に位置される。
【００５９】
次に、図３に示すように、搬入ローラ９２に載置された検査前のタイヤ１が把持機構９０により把持され、上・下リム２・３間に位置したタイヤ載置台８６・８６に移載される。この後、図４に示すように、第１昇降機構１２により下リム３が上昇され、タイヤ１の下ビード部を保持する。そして、タイヤ１を保持した状態で下リム３がさらに上昇され、タイヤ１の上ビード部が上リム２に装着されると共に、上・下リム２・３を備えた上スピンドル４と下スピンドル５とが連結される。
【００６０】
即ち、図１に示すように、下スピンドル５の下リム保持機構１１が上昇すると、下リム支持部材２０の先端部が内筒部材４１内に挿入される。そして、図７に示すように、下リム支持部材２０の摺動側周面２０ｂに嵌挿されたコレット部材５１が内筒部材４１の内周傾斜面４１ｂに当接し、下リム支持部材２０の上昇に従ってコレット部材５１の外周面５１ａ全体が内筒部材４１の内周傾斜面４１ｂにより内周方向に押圧される。この結果、コレット部材５１が縮径しながら内筒部材４１の軸芯を内筒部材４１の軸芯に一致させるように調芯することになる。
【００６１】
また、このときに、コレット部材５１は、弾性的に縮径すると共に、付勢機構５２より上方向に付勢されて上側部分に位置している。従って、急速に下リム支持部材２０を上昇して嵌合させた場合でも、弾性的なコレット部材５１の縮径動作および付勢機構５２がクッションとして機能するため、コレット部材５１が損傷し難いにものになっている。さらに、コレット部材５１の上端部の外径と内筒部材４１における内周傾斜面４１ｂの下端部の内径との差によって、コレット部材５１を内筒部材４１に嵌合させるときに径方向に大きな隙間が発生する。従って、従来のように高い加工精度で各部材を作成しなくても、コレット部材５１を確実に内筒部材４１に嵌合させることができると共に、下リム保持機構１１を上昇させるときの位置調整能力が不十分であったり、大きな上昇速度であっても、コレット部材５１を内筒部材４１に確実に且つ損傷させることなく嵌合させることができる。
【００６２】
コレット部材５１や付勢機構５２を備えた調芯機構５０によって、上記の調芯動作が実施されるときに、内筒部材４１の内部においては、メカロック機構３０により軸芯方向の固定動作が実施される。即ち、メカロック機構３０の上端面が横設部４１ｃに当接することによって、爪部材３２の凹凸部３２ａが内筒部材４１の凹凸部４１ａに対向される。そして、図１に示すように、ロッド昇降シリンダ２３によりロッド部材２４を介して傾斜部材３１が上昇され、傾斜部材３１の上昇により爪部材３２が外周方向に押し出されることによって、爪部材３２の凹凸部３２ａが内筒部材４１の凹凸部４１ａに嵌合される。これにより、上スピンドル４と下スピンドル５とがメカロック機構３０により軸芯方向に固定された状態となる。
【００６３】
次に、図４に示すように、ブレーキ装置４９がＯＦＦ状態とされてブレーキ用ディスク４８が開放されると共に、クラッチ機構４７がＯＮ状態とされてスピンドル筒部材４６とネジ軸部材４５とが固定状態に連結される。また、図１に示すように、タイヤ１に所定圧の圧力空気が供給され、タイヤ１がインフレーション状態にされる。
【００６４】
タイヤ１がインフレーション状態にされると、タイヤ１の反力が上・下リム２・３（上・下スピンドル４・５）を引き離すように作用する。従って、上・下スピンドル４・５間に軸芯方向の遊び分が存在すると、この遊び分について下スピンドル５の下リム支持部材２０が下降して両スピンドル４・５が離反されることになる。この際、下リム支持部材２０に設けられたコレット部材５１は、付勢機構５２により上方に付勢されているため、下リム支持部材２０が下降しても、コレット部材５１は、内筒部材４１の内周傾斜面４１ｂで押圧された位置に留まる。これにより、コレット部材５１を内周傾斜面４１ｂで押圧することによる調芯機能が維持される。
【００６５】
また、図１に示すように、上スピンドル４と下スピンドル５とは、メカロック機構３０により軸芯方向に固定されている。従って、タイヤ１の反力が非常に大きなものであっても、上・下スピンドル４・５の間隔が遊び分以上に引き離されることはない。また、メカロック機構３０が上・下スピンドル４・５の軸芯方向の固定に使用されることによって、第１昇降機構１２の油圧シリンダのみで上・下スピンドル４・５を固定する場合よりも、下スピンドル５を上昇して押圧する第１昇降機構１２等の部品や機構を小型化することができる。
【００６６】
この後、ドラム１０２が所定の押圧力でタイヤ１に押し付けられる。尚、この場合、ドラム１０２によるタイヤ１への押圧力（横荷重）がコレット部材５１を押し下げるように作用することになるが、付勢機構５２が押し下げる以上の付勢力でコレット部材５１を押し上げているため、コレット部材５１による調芯機能が維持される。
【００６７】
次に、図４に示すように、スピンドル駆動装置５６が作動され、スピンドル筒部材４６が回転されることによって、ネジ軸部材４５や内筒部材４１、外筒部材４２が回転される。この結果、調芯機構５０とメカロック機構３０とで連結された下リム支持部材２０を含む下スピンドル５が回転することになる。そして、図２に示すように、タイヤ１が回転し、ドラム１０２を回転および振動させることによりタイヤの均一性（ユニフォミティ）が測定される。
【００６８】
上記のようにしてスピンドル筒部材４６が回転されると、この回転は、第２ベルト６２を介して回転検出機構６０に伝達される。これにより、図５に示すように、第２ベルト６２に第２プーリ６４を介して連結された第３プーリ７０が回転し、第１回転検出器７４が回転されることによって、スピンドル筒部材４６の回転数（回転角度）が角度検出信号として図示しない制御装置に出力される。
【００６９】
また、第２ベルト６２に第２プーリ６４を介して連結された第２ギア６９も回転し、第１ベベルギア７６が回転する。この際、上述のように、図４のネジ軸部材４５がスピンドル筒部材４６と共に回転されているため、このネジ軸部材４５に第１ベルト６１および第１プーリ６３を介して連結された第１ギア６７および第２ベベルギア７９が第１ベベルギア７６と同一速度で回転された状態にされている。従って、遊星ギア８０が第１ベベルギア７６と第２ベベルギア７９との回転を受けて同一位置で回転する結果、軸部材７７が停止した状態になる。この結果、第２回転検出器８４が停止した状態を維持するため、第２回転検出器８４から原点検出信号が出力されることはない。
【００７０】
制御装置に角度検出信号が出力されると、制御装置は、角度検出信号に基づいてタイヤ１の回転数や回転速度を求めると共に、均一性の測定値とタイヤ１との位置関係を特定する。また、制御装置は、原点信号の出力状態を監視し、原点信号が入力された場合は、図４のクラッチ機構４７等に異常が発生したとしてオペレータに報知する。
【００７１】
上記のようにしてタイヤ１の検査が完了すると、図２に示すように、上述の動作とは逆の動作が行われ、下リム３の下降により検査後のタイヤ１がタイヤ載置台８６・８６に載置されると共に、下リム３がタイヤ１から切り離される。そして、図３に示すように、搬入ローラ９２上の検査前のタイヤ１と上・下リム２・３間の検査後のタイヤ１とが把持機構９０・９０でそれぞれ把持され、検査前のタイヤ１が上・下リム２・３間に移載されると共に、検査後のタイヤ１が搬出ローラ９３上に移載される。そして、次のタイヤ１の検査が繰り返される。
【００７２】
以上のように、本実施形態のタイヤユニフォミティマシンは、図１に示すように、上・下スピンドル４・５同士を連結したときの上・下リム２・３のリム幅をタイヤ１のビード幅に対応させるように変更可能なリム幅調整機構５８を備えたものであり、リム幅調整機構５８は、上スピンドル４（一方のスピンドル）の内部に回転可能に備えられたネジ軸部材４５と、下スピンドル５（他方のスピンドル）に連結可能にされ、ネジ軸部材４５に対する回転により上リム２に対してリム幅方向に進退移動するようにネジ軸部材４５の外周に螺合された内筒部材４１とを有した構成にされている。
【００７３】
尚、本実施形態においては、図２に示すように、タイヤ１を水平配置して上下から挟み込んで検査するタイヤユニフォミティマシンについて説明したため、説明の便宜上、上・下スピンドル４・５および上・下リム２・３と表現したが、これに限定されるものではなく、タイヤ１を任意の方向に配置して検査するタイヤユニフォミティマシンに適用することができる。従って、上・下スピンドル４・５および上・下リム２・３は、例えば水平方向等の任意の方向に配置することができる。また、本実施形態においては、下スピンドル５を上スピンドル４に移動させる場合について説明しているが、これに限定されるものでもなく、上・下スピンドル４・５の内の少なくとも一方を移動させるものであれば良い。さらに、スピンドル移動機構は、図８に示すように、１本の油圧シリンダ１０３で構成されていても良い。
【００７４】
上記の構成によれば、上スピンドル４内にリム幅調整機構５８が備えられているため、例えば下スピンドル５の下方に油圧シリンダ等のリム幅調整機構を配置した場合と比較してタイヤ１ユニフォミティマシンの上・下リム２・３の回転軸方向の大型化を抑制しながらリム幅を変更することができる。これにより、例えば回転軸方向が鉛直方向に一致した状態となるようにタイヤ１ユニフォミティマシンを導入する場合には、図２に示すように、下スピンドル５を収容するためのピット１０を浅くすることができるため、設備を導入する際に要する費用を抑制することができる。また、ネジ軸部材４５を回転させれば、内筒部材４１を進退移動させて上・下リム２・３のリム幅を調整することができるため、構造が簡単である。さらに、ネジ軸部材４５の回転は、一般的な検出センサや制御装置を用いて容易に制御できるため、例えばタイヤ１のビード幅が予め判明していれば、このビード幅にリム幅を自動で容易に設定することができる。
【００７５】
また、本実施形態のタイヤユニフォミティマシンは、図１に示すように、内筒部材４１の内周面に形成された凹凸部４１ａと、下スピンドル５の内部に設けられ、外周面に凹凸部３２ａが形成された爪部材３２を有し、爪部材３２の凹凸部３２ａを内筒部材４１の凹凸部４１ａに噛合させることにより上スピンドル４と下スピンドル５とを軸芯方向に固定した状態に連結するメカロック機構３０とを更に有した構成にされている。
【００７６】
また、本実施形態におけるリム幅調整機構５８は、図３に示すように、上スピンドル４の内部に回転可能に備えられたネジ軸部材４５と、上リム２が着脱可能に設けられる外筒部材４２と、下スピンドル５に連結可能にされ、ネジ軸部材４５に対する回転により外筒部材４２に対してリム幅方向に進退移動するようにネジ軸部材４５の外周に螺合された内筒部材４１と、外筒部材４２を回転駆動するスピンドル駆動装置５６と、外筒部材４２とネジ軸部材４５との連結および連結解除を切り替え可能なクラッチ機構４７とを有した構成にされている。
【００７７】
上記の構成によれば、クラッチ機構４７の切り替えによりスピンドル駆動装置５６のリム幅を調整する用途と、リムを回転させてタイヤ１を検査する用途とにスピンドル駆動装置５６を兼用することができる。
【００７８】
さらに、本実施形態におけるリム幅調整機構５８は、図１に示すように、外筒部材４２にネジ軸部材４５と内筒部材４１とが内挿されており、内筒部材４１の外周面には、キー溝４１ｅがリム幅方向に形成されており、外筒部材４２には、ガイドキー４３がキー溝４１ｅに移動自在に嵌合された構成にされている。これにより、ネジ軸部材４５の回転による内筒部材４１のリム幅方向の移動を簡単な構成により実現することができる。
【００７９】
さらに、本実施形態におけるリム幅調整機構５８は、図４に示すように、ネジ軸部材４５の回転を禁止可能なブレーキ用ディスク４８およびブレーキ装置４９（ブレーキ機構）を備えた構成にされている。これにより、ネジ軸部材４５を確実に停止することができるため、リム幅を正確に調整することができる。
【００８０】
また、本実施形態におけるタイヤユニフォミティマシンは、外筒部材４２とネジ軸部材４５との回転状況をそれぞれ検出して角度検出信号および原点検出信号を出力する回転検出機構６０と、これらの信号で示された各回転状況に基づいて動作状態を監視する機能を備えた図示しない制御装置を有した構成にされている。これにより、リム幅調整時やタイヤ検査時における誤動作を検出することができる。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、一方のスピンドル内にリム幅調整機構が備えられているため、スピンドルの外部にリム幅調整機構を配置した場合と比較してタイヤユニフォミティマシンのリムの回転軸方向の大型化を抑制しながらリム幅を変更することができる。また、ネジ軸部材を回転させれば、内筒部材を進退移動させてリム幅を調整することができるため、構造が簡単である。さらに、ネジ軸部材の回転は、一般的な検出センサや制御装置を用いて容易に制御できるため、例えばタイヤのビード幅が予め判明していれば、このビード幅にリム幅を自動で容易に設定することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】タイヤユニフォミティマシンの要部を示す説明図である。
【図２】タイヤユニフォミティマシンを正面視した全体構成を示す説明図である。
【図３】タイヤユニフォミティマシンを平面視した全体構成を示す説明図である。
【図４】タイヤユニフォミティマシンの要部を示す説明図である。
【図５】回転検出機構の概略構成図である。
【図６】メカロック機構および調芯機構の概略構成図である。
【図７】メカロック機構および調芯機構の説明図である。
【図８】タイヤユニフォミティマシンを正面視した全体構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１ タイヤ
２ 上リム
３ 下リム
４ 上スピンドル
５ 下スピンドル
１１ 下リム保持機構
１２ 第１昇降機構
１３ 第２昇降機構
１５ ナット部材
１６ ボールネジ部材
２０ 下リム支持部材
２０ａ 凹部
２０ｂ 摺動側周面
２０ｃ フランジ部
２０ｄ ロッド挿通穴
２０ｅ 空気供給穴
２２ 外筒支持体
２３ ロッド昇降シリンダ
２４ ロッド部材
２７ 上リム押出機構
３０ メカロック機構
３１ 傾斜部材
３２ 爪部材
３２ａ 凹凸部
３３ 爪支持体
４１ 内筒部材
４１ａ 凹凸部
４１ｂ 内周傾斜面
４１ｃ 横設部
４１ｄ 雌ネジ部
４１ｅ キー溝
４２ 外筒部材
４２ａ フランジ部
４３ ガイドキー
４５ ネジ軸部材
４６ スピンドル筒部材
４７ クラッチ機構
４８ ブレーキ用ディスク
４９ ブレーキ装置
５０ 調芯機構
５１ コレット部材
５１ａ 外周面
５１ｂ スリット
５２ 付勢機構
５３ 押上部材
５４ バネ部材
５６ スピンドル駆動装置
５７ 駆動ベルト
６０ 回転検出機構
７４ 第１回転検出器
８４ 第２回転検出器
８７ タイヤ搬送機構
９０ 把持機構
９１ 搬送シリンダ
９５ リム保管機構
９６ リム載置台
９７ 載置台回動装置
９７ 測定機構
９８ 載置台スライド装置
９９ ドラム支持体
Claims (6)
- 一方のリムが着脱可能に設けられる一方のスピンドルと他方のリムが着脱可能に設けられる他方のスピンドルとを連結したときのリム幅をタイヤのビード幅に対応させるように変更可能なリム幅調整機構を備えたタイヤユニフォミティマシンにおいて、
前記リム幅調整機構は、
前記一方のスピンドルの内部に回転可能に備えられたネジ軸部材と、
前記他方のスピンドルに連結可能にされ、前記ネジ軸部材に対する回転により前記一方のリムに対してリム幅方向に進退移動するように前記ネジ軸部材の外周に螺合された内筒部材と
を有することを特徴とするタイヤユニフォミティマシン。 - 前記内筒部材の内周面に形成された凹凸部と、
前記他方のスピンドルの内部に設けられ、外周面に凹凸部が形成された爪部材を有し、前記爪部材の凹凸部を前記内筒部材の凹凸部に噛合させることにより前記一方のスピンドルと前記他方のスピンドルとを軸芯方向に固定した状態に連結するメカロック機構と
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のタイヤユニフォミティマシン。 - 一方のリムが着脱可能に設けられる一方のスピンドルと他方のリムが着脱可能に設けられる他方のスピンドルとを連結したときのリム幅をタイヤのビード幅に対応させるように変更可能なリム幅調整機構を備えたタイヤユニフォミティマシンにおいて、
前記リム幅調整機構は、
前記一方のスピンドルの内部に回転可能に備えられたネジ軸部材と、
前記一方のリムが着脱可能に設けられる外筒部材と、
前記他方のスピンドルに連結可能にされ、前記ネジ軸部材の回転により前記外筒部材に対してリム幅方向に進退移動するように前記ネジ軸部材の外周に螺合された内筒部材と、
前記外筒部材を回転駆動するスピンドル駆動装置と、
前記外筒部材と前記ネジ軸部材との連結および連結解除を切り替え可能なクラッチ機構と
を有することを特徴とするタイヤユニフォミティマシン。 - 前記外筒部材に前記ネジ軸部材と内筒部材とが内挿されており、
前記内筒部材の外周面には、キー溝が前記リム幅方向に形成されており、
前記外筒部材には、ガイドキーが前記キー溝に移動自在に嵌合されていることを特徴とする請求項３に記載のタイヤユニフォミティマシン。 - 前記リム幅調整機構は、
前記ネジ軸部材の回転を禁止可能なブレーキ機構を備えていることを特徴とする請求項３または４に記載のタイヤユニフォミティマシン。 - 前記外筒部材と前記ネジ軸部材との回転状況をそれぞれ検出する回転検出機構と、前記各回転状況に基づいて動作状態を監視する機能を備えた制御装置を有することを特徴とする請求項３ないし５の何れか１項に記載のタイヤユニフォミティマシン。
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