(57)【要約】【課題】硬いタイヤでも回転中心がずれないように確実に固定するタイヤ固定機構と、それを利用したタイヤチェンジャを提供する。【解決手段】タイヤチャンジャのベース上面には、先端側にテーパ部３２が形成された回転軸３０が突出し、その先端からは、外周面に多数の溝３６を有する突出部材３４が突出している。突出部材３４の下端側は、回転軸３０の内部に設けられたバネ４４により上方に付勢される。ホイール７０と着脱可能な連結部材５０は、フランジ部５２と筒部５６よりなり、筒部５６の中空部６０にはテーパ部６２Ａと多数の溝６６が形成される。前記テーパ部３２，６２Ａとバネ４４を利用して、溝３６，６６を噛み合わせ、ストッパ８８により上方から固定する。前記ベース上に支持機構を介して支持された工具１９０は、工具ホルダ側を支点として回動する２本のリンクにより、所定の姿勢を保つように支持される。【選択図】図３
2014162271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールからタイヤを取り外すためのタイヤチェンジャ用のタイヤ固定機構であって、
ベース側に立設支持されており、駆動手段によって回転可能な回転軸と、
前記ホイールのディスク部に着脱可能に固定されるフランジ部と、該フランジ部の中央に設けられており前記回転軸に着脱可能に外嵌して、回転軸と一体に回転可能な筒部とからなる連結部材と、
前記回転軸に連結した連結部材を、前記ベース側に押え付けるストッパと、
を備えており、
前記回転軸と前記筒部とが、双方に多数形成された溝の噛み合いにより連結されることを特徴とするタイヤチェンジャ用のタイヤ固定機構。
【請求項２】
前記回転軸が、
該回転軸の先端に向けて径が小さくなるように形成されたテーパ部と、
一端側が前記回転軸の先端から突出し、他端側が前記回転軸の内側に収納されるとともに、前記突出する部分の外周面に前記溝が垂直方向に多数形成されている突出部材と、
前記回転軸の内側に設けられており、前記突出部材の他端側を受けて、前記回転軸の内側に押し込まれた前記突出部材を回転軸の先端側へ付勢する付勢手段と、
を備えており、
前記連結部材の筒部の内周面に、
前記回転軸のテーパ部と略同一の傾斜を有するテーパ部と、
前記突出部材に形成された溝と噛み合う溝部と、
が形成されていることを特徴とする請求項１記載のタイヤチェンジャのタイヤ固定機構。
【請求項３】
前記突出部材が中空状に形成され、中空部の内周面に第１のネジ部が設けられており、
前記ストッパが、
先端の外周面に、前記第１のネジ部と螺合する第２のネジ部が形成された軸部と、
該軸部に対して回転可能であって、前記第２のネジ部が露出するように前記軸部に外嵌し、かつ、前記連結部材のテーパ部と略同一の傾斜のテーパ部を有する外筒と、
前記軸部を回転させるための操作用ハンドルと、
を備えたことを特徴とする請求項２記載のタイヤチェンジャのタイヤ固定機構。
【請求項４】
前記連結部材のフランジ部に、前記ホイールのディスク部のボルト穴に対応するボルト穴が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のタイヤチェンジャのタイヤ固定機構。
【請求項５】
前記連結部材のフランジ部に、前記ディスク部の径が異なる複数のホイールが着脱可能となるように、前記フランジ部の中心からの距離が異なる複数のボルト穴を設けたことを特徴とする請求項４記載のタイヤチェンジャのタイヤ固定機構。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のタイヤ固定機構と、
該タイヤ固定機構の回転軸を回転させる駆動手段と、
前記タイヤのビード部をホイールのリムから外して隙間を形成するビードブレーカーと、
前記ホイールのリムとタイヤの間に形成された隙間に先端を差し込んで、該先端を前記タイヤのビード部に引っ掛ける工具と、
前記工具の昇降及び前記タイヤの径方向への揺動をガイドするためのガイド溝を有する工具ホルダと、
該工具を昇降させるためのアクチュエータと、
該アクチュエータによって伸縮可能であって、先端が、前記ガイド溝に沿ってスライドするピンを介して前記工具の上端側に回動可能に接続されている伸縮ロッドと、
一端が前記工具ホルダに回動可能に支持され、他端側に前記工具の所定位置に設けられたピンがスライド可能な溝を有しており、前記ガイド溝に沿った工具の昇降及び揺動を支持する複数のリンク手段と、
前記工具ホルダ及びアクチュエータを、水平方向に進退可能かつ垂直方向に昇降可能に支持する支持機構と、
を備えたことを特徴とするタイヤチェンジャ。
【請求項７】
前記支持機構が、
前記ベース上に立設された昇降ガイド用の主軸と、
該主軸に対して略直交方向に配置されており、一端側に前記工具用ホルダ及びアクチュエータが固定される水平アームと、
前記主軸に沿って昇降可能となるように前記水平アームを支持するとともに、該水平アームを水平方向に進退可能に支持するアーム支持手段と、
該アーム支持手段を昇降させるためのアーム用昇降手段と、
前記アーム支持手段に対して前記水平アームを水平方向にスライドさせるためのアーム用スライド手段と、
を備えたことを特徴とする請求項６記載のタイヤチェンジャ。
【請求項８】
前記水平アームの先端に固定されたヘッドと、
該ヘッドに対して垂直方向に昇降する駆動軸と、
該駆動軸を昇降させるための駆動軸用昇降手段と、
前記駆動軸の先端に設けられており、タイヤをホイールに取り付けるための補助具と、
を備えており、
前記工具ホルダが、前記駆動軸と一体に動くように該駆動軸に複数箇所で固定されていることを特徴とする請求項７記載のタイヤチェンジャ。
【請求項９】
前記ベース側の回転軸を、前記タイヤの径に合わせて水平方向にスライドさせる回転軸用スライド機構と、
該スライド機構による回転軸のスライドに応じて、前記ベース面に沿って水平方向に揺動するプレートと、
を備えており、
前記昇降ガイド用の主軸が、前記プレート上に立設されていることを特徴とする請求項７又は８記載のタイヤチェンジャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ固定機構及びタイヤチェンジャに関し、更に具体的には、ランフラットタイヤのようにビード部やサイドウォール部を強化したタイヤの交換にも対応可能なタイヤ固定機構及びタイヤチェンジャに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ホイールからタイヤを取り外す技術としては、例えば、下記特許文献１に記載のタイヤレバー、及びタイヤ取り外し方法がある。当該技術のタイヤレバーは、リム組みされたタイヤをリムから取り外すためのタイヤチェンジャーと共に用いられ、前記リムと前記タイヤとの間の隙間に一部分を挿入してタイヤ径方向内側へ揺動させることで、前記タイヤのビード部を前記リムから離脱させるもので、第１の方向に延びる第１の部分と、前記第１の部分の一端から前記第１の方向とは交差する方向に延びる第２の部分と、前記第２の部分に設けられ、前記タイヤチェンジャーのマウンティングヘッドに引っ掛かる係合部と、を有することを特徴としている。そして、前記タイヤチェンジャーとタイヤレバーを用いてリムからタイヤを取り外すにあたり、リム組みされたタイヤは、当該文献の第１図に符号１８で示すクランピング及びスライドシュー（別名チャック）によりタイヤチェンジャーに固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２３４９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ランフラットタイヤのように、パンクしても形状を維持して走行可能なタイヤは、ビード部やサイドウォール部を強化しているものがあるため、従来のタイヤチェンジャでは取り外すのが困難であった。すなわち、従来は、上述した背景技術に示すように、タイヤを４箇所の爪で固定する機構であるため、ビード部やサイドウォール部が強化されたタイヤの場合は、工具をホイールのリムとタイヤのビード部の間に挿入できたとしても、その状態を維持するためには工具側から強力にタイヤを押える必要がある。従って、その状態でタイヤを回転させようとしても、タイヤが中心で固定されておらず、固定力が足りないため、回転しなかったり、回転したとしても回転中心がずれてしまったりするという不都合が生じていた。一方、仮にタイヤ側を強固に固定していたとしても、反対に、工具側がガタついて所望の姿勢を保つことができないため、タイヤの取り外しが正しく行われないという不都合が生じる。
【０００５】
本発明は、以上の点に着目したものであって、ランフラットタイヤのようにビード部やサイドウォール部を強化したタイプのタイヤであっても、タイヤの回転中心がずれないように確実に固定することができるタイヤ固定機構を提供することを、その目的とする。他の目的は、前記タイヤ固定機構を用いたタイヤチェンジャにおいて、タイヤを取り外す工具の保持機構の改善により、タイヤの取り外しをスムースに行うことができるタイヤチェンジャを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のタイヤチェンジャ用のタイヤ固定機構は、ホイールからタイヤを取り外すためのタイヤチェンジャ用のタイヤ固定機構であって、ベース側に立設支持されており、駆動手段によって回転可能な回転軸と、前記ホイールのディスク部に着脱可能に固定されるフランジ部と、該フランジ部の中央に設けられており前記回転軸に着脱可能に外嵌して、回転軸と一体に回転可能な筒部とからなる連結部材と、前記回転軸に連結した連結部材を、前記ベース側に押え付けるストッパと、を備えており、前記回転軸と前記筒部とが、双方に多数形成された溝の噛み合いにより連結されることを特徴とする。
【０００７】
本発明のタイヤチェンジャは、前記タイヤ固定機構と、該タイヤ固定機構の回転軸を回転させる駆動手段と、前記タイヤのビード部をホイールのリムから外して隙間を形成するビードブレーカーと、前記ホイールのリムとタイヤの間に形成された隙間に先端を差し込んで、該先端を前記タイヤのビード部に引っ掛ける工具と、前記工具の昇降及び前記タイヤの径方向への揺動をガイドするためのガイド溝を有する工具ホルダと、該工具を昇降させるためのアクチュエータと、該アクチュエータによって伸縮可能であって、先端が、前記ガイド溝に沿ってスライドするピンを介して前記工具の上端側に回動可能に接続されている伸縮ロッドと、一端が前記工具ホルダに回動可能に支持され、他端側に前記工具の所定位置に設けられたピンがスライド可能な溝を有しており、前記ガイド溝に沿った工具の昇降及び揺動を支持する複数のリンク手段と、前記工具ホルダ及びアクチュエータを、水平方向に進退可能かつ垂直方向に昇降可能に支持する支持機構と、を備えたことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ベース側に立設支持された回転軸と、ホイールのディスク部に着脱可能な連結部材の筒部の双方に多数の溝を形成し、前記溝が噛み合うように前記回転軸に前記筒部を外嵌することで、回転軸の回転が連結部材を介してホイール及びタイヤに伝わる。前記連結部材は、ストッパによりベース側に押え付けられる。このようにタイヤを中心で固定しているため、ランフラットタイヤのようにビード部やサイドウォール部が強化されたようなタイヤであっても、作業中に回転中心がずれないように確実にタイヤを固定できる。
【０００９】
また、このようなタイヤ固定機構を備えたタイヤチェンジャにおいて、タイヤを取り外すための工具を昇降させ、かつ、タイヤの径方向に揺動させるにあたり、工具ホルダに一端が回動可能に支持され、他端側に、前記工具の所定位置に設けられたピンがスライド可能な溝を有するリンクを複数設けて、前記工具の昇降及び揺動を支持することとした。このため、工具を所望の姿勢に維持することができ、硬いタイヤも確実に取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１のタイヤチェンジャの全体構成を示す外観斜視図である。
【図２】前記図１を矢印Ｆ２方向からみた図である。
【図３】前記実施例１のタイヤ固定機構を示す図である。
【図４】タイヤ固定機構の作用を示す図である。
【図５】タイヤ固定機構のストッパの作用を示す図である。
【図６】前記実施例１の工具によるタイヤの取り外しの様子を示す図である。
【図７】前記実施例１の工具によるタイヤの取り外しの様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
最初に、図１〜図７を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１は、本実施例のタイヤチェンジャの全体構成を示す外観斜視図，図２は、前記図１を矢印Ｆ２方向から見た背面側の図であり、(A)は工具及び工具ホルダを上昇させた状態，(B)は工具及び工具ホルダを下降させた状態を示す。図３は、本実施例のタイヤ固定機構を示す図であり、(A)は主要部を示す断面図，(B)は回転軸の先端側の構造を示す斜視図，(C)はストッパの構造を示す断面図である。図４は、本実施例のタイヤ固定機構の作用を示す図である。図５は、タイヤ固定機構のストッパの作用を示す図である。図６及び図７は、本実施例によるタイヤの取り外しの様子を示す図である。本実施例では、ビード部やサイドウォール部を強化することでパンク時にも走行可能なランフラットタイヤをホイールから取り外す場合を例に挙げて説明するが、その他の公知の各種のタイヤの取り外しに本発明のタイヤ固定機構及びタイヤチェンジャは適用可能である。
【００１３】
本実施例のタイヤチェンジャ（ないしタイヤ交換機）１０は、図１に示すベース１２側に設けられたタイヤ固定機構によりタイヤを固定し、工具１９０によりホイールからタイヤを取り外すものである。前記タイヤチェンジャ１０には、前記工具１９０を保持する工具ホルダ１８０を水平方向にスライド可能かつ垂直方向に昇降可能に支持する支持機構や、前記工具１９０の昇降やタイヤの径方向への揺動をガイドするためのガイド機構が含まれる。このほか、前記ベース１２側のタイヤ固定機構を、タイヤの径に合わせて水平方向へスライドさせるための機構や、前記タイヤ固定機構のスライドに合わせて工具１９０の位置を調整する機構なども含まれる。
【００１４】
まず、タイヤの固定機構について説明する。図１に示すように、ベース１２の内側には、正面１２Ａと背面１２Ｂを結ぶ方向にレール１８が設けられており、該レール１８上には、スライドベース２０が設けられている。該スライドベース２０は、ベース１２の背面１２Ｂ側に設けられた油圧装置２６によって、前記レール１８に沿って図１に矢印ＦＡで示す方向にスライド可能となっている。前記スライドベース２０の上面には、フランジ部２２と筒部２４が設けられており、これらフランジ部２２及び筒部２４は、ベース上面１４に形成された開口１６から突出している。前記筒部２４の内側には、ベース１２の内側に設けられたモータ２８によって、図１に矢印ＦＢで示す方向に回転可能な回転軸３０が立設支持されている。前記回転軸３０を連結部材５０と連結することにより、前記連結部材５０を介してホイール及びタイヤが固定される。回転軸３０に固定された連結部材５０は、ストッパ８８によってベース１２側へ押し付けられる。
【００１５】
図３(A)及び(B)に示すように、回転軸３０は、先端（上端）に向けて径が小さくなるようにテーパ部３２が形成されており、前記先端からは突出部材３４の一端側が突出し、他端側は中空部４０に収納されている。該中空部４０の下方には、バネ４４を収納するための中空部４２が連続形成されており、前記バネ４４が前記突出部材３４の他端側を受けている。前記突出部材３４の外周面には、垂直方向に多数の平行な溝３６が形成されている。前記中空部４０の内周面にも、前記溝３６と噛み合う溝４０Ａが形成されているため、突出部材３４は回転軸３０とともに回転する。前記溝４０Ａに沿って突出部材３４が下方に押し込まれると、前記バネ４４により突出部材３４は上方へ付勢される。また、前記突出部材３４は中空に形成されており、その内周面には、後述するストッパ８８の先端のネジ部９６Ａと螺合するネジ部３８が形成されている。
【００１６】
一方、連結部材５０は、図３(A)に示すように、ホイール７０のディスク部７２に着脱可能に固定されるフランジ部５２と、該フランジ部５２の中央に設けられており、前記回転軸３０と着脱可能に連結する筒部５６とによって構成されている。前記フランジ部５２には、前記ディスク部７２のボルト穴７４に対応する位置にボルト穴５４が設けられており、ボルト８６によって前記フランジ部５２とディスク部７２が結合される。本実施例では、複数の種類の径のタイヤ（ディスク部の径が異なる複数種類のホイール）に対応するため、図１に示すように、フランジ部５２の中心からの距離が異なる多数のボルト穴５４を設けている。なお、一種類のタイヤの固定のみを行う場合には、ボルト穴５４は、４つ程度設けていればよい。
【００１７】
前記筒部５６の内側には中空部６０が形成されている。前記中空部６０は、筒部先端５６Ａに向けて径が拡大したテーパ部６２Ａを有する下部６２と、該下部６２よりも径が小さい中間部６４と、該中間部６４からディスク部５２に向けて径が拡大したテーパ部６８Ａを有する上部６８に分けられる。本実施例では、前記下部６２，中間部６４，上部６８からなる中空部６０の形状は上下対称となっている。すなわち、図３(A)の例では、ディスク部５２が上側となるように連結部材５０を使用しているが、筒部５６を上側にして使用することも可能な構成となっている。従って、前記テーパ部６２Ａ，６８Ａは、前記回転軸３０のテーパ部３２と略同一の傾斜を有しており、前記中間部６４の内周面には、前記突出部材３４の溝３６と噛み合う多数の平行な溝６６が形成されている。
【００１８】
次に、ストッパ８８について説明する。図３(C)に示すように、ストッパ８８は、本体９０と、該本体９０を回転操作するためのハンドル９０Ａと、前記本体９０と一体に回転する軸部９６と、該軸部９６に外嵌した外筒９２により構成されている。前記軸部９６は、一端が前記本体９０の内側に固定されて該本体９０と一体に回転可能となっており、その他端側には、前記回転軸３０側の突出部材３４の内周面のネジ部３８と螺合するネジ部９６Ａが外周面に形成されている。前記外筒９２は、一端側が前記本体９２内にベアリング９７Ａによって回転可能に支持されており、他端側には膨出部９４が形成されている。更に、前記外筒９２は、前記軸部９６に対してもベアリング９７Ｂによって回転可能となっている。すなわち、外筒９２が動かない状態であっても、ハンドル９０Ａの操作により、本体９０及び軸部９６が一体に回転可能となっている。前記外筒９２の膨出部９４は、筒部９４Ｂとその上下に形成されたテーパ部９４Ａ，９４Ｃを有している。そして、前記軸部９６の先端のネジ部９６Ａは、前記膨出部９４から露出している。なお、前記膨出部９４のテーパ部９４Ｃは、前記連結部材５０の中空部６０のテーパ部６８Ａ，６２Ａと略同一の傾斜を有している。
【００１９】
前記回転軸３０と連結部材５０を連結する際には、まず、図４(A-1)に示すように、連結部材５０の筒部先端５６Ａ側を回転軸３０の先端に向けて嵌める。図４(A-2)には、図４(A-1)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面が示されている。図４(A-2)に示すように、連結部材５０を回転軸３０に嵌めたときに、連結部材５０側の溝６６と、回転軸３０側の溝３６の位置が一致しない状態で連結部材５０を押し下げると、連結部材５０で突出部材３４を押し下げるようになる（図４(B-1)及び(B-2)参照）。突出部材３４は、連結部材５０のテーパ部６２Ａと、回転軸３０のテーパ部３２が接するまで押し下げされる。このとき、押し下げられた突出部材３４により回転軸３０の内部に収納されたバネ４４が縮み、突出部材３４を上方に付勢する力が生じる。
【００２０】
そして、図４(B-1)に示すように、テーパ部３２，６２Ａが接した状態で連結部材５０を回すと、溝３６と溝６６の位置が一致したところで、バネ４４の付勢力により突出部材３４が上方に押し出され、図４(C-1)及び(C-2)に示すように、突出部材３４の先端が連結部材５０の筒部５６の中間部６４に収納される。この状態では、連結部材５０の溝６６と突出部材３４の溝３６が噛み合い、更に、前記溝３６が回転軸３０の内周面に形成された溝４０Ａとも噛み合っているので、回転軸３０が回転すると、前記突出部材３４を介して連結部材５０も回転するようになる。すなわち、連結部材５０のフランジ部５２に結合されたホイール７０及びタイヤ８０が、回転軸３０を中心に回転する。なお、タイヤ８０を回転させる前に、図３(A)に示すストッパ８８を連結部材５０の中空部６０に差し込み、連結部材５０を回転軸３０に押しつける。具体的には、以下の手順によりストッパ８８による連結部材５０の固定を行う。
【００２１】
図４(C-1)及び(C-2)に示す状態では、回転軸３０と連結部材５０は、テーパ部３２，６２Ａの接触と、溝３６，６６の噛み合いによって連結しているから、回転軸３０の回転力を確実に伝達するには十分であるが、連結部材５０が上下にぶれる可能性がある。そこで、本実施例では、図３(C)に示すストッパ８８を用いて、連結部材５０を回転軸３０に連結した状態で、ベース１２側へ向けて押し付けることとしている。図４(C-1)及び(C-2)に示すように連結部材５０を連結した後、図５(A)に示すように、ストッパ８８を連結部材５０の上方から近付け、軸部９６のネジ部９６Ａを、連結部材５０の中間部６４に嵌った突出部材３４の位置に合わせる。
【００２２】
次に、その状態で、ストッパ８８のハンドル９０Ａを図５(B)に矢印Ｆ５ａで示す方向に回転させると、ストッパ８８の全体が矢印Ｆ５ｂで示すように回転しながら下降し、突出部材３４の内周面のネジ部３８と、ストッパ８８の軸部９６のネジ部９６Ａが螺合する。ネジ部３８と９６Ａの螺合（ストッパ８８の下降）は、ストッパ８８の外筒９２のテーパ部９４Ｃと連結部材５０のテーパ部６８Ａが当接するまで継続する（図５(B)）。そして、図５(B)に示すように、テーパ部９４Ｃと６８Ａが当接した状態で、更にハンドル９０Ａを矢印Ｆ５ａ方向に回すと、テーパ９４Ｃと６８Ａが密接するまでネジ部９６Ａと３８が締結し、ストッパ８８が連結部材５０をベース１２側へ押し付けるように連結される。この状態では、連結部材５０の上下方向のぶれを抑制することができる。
【００２３】
以上のようなタイヤ固定機構が設けられたベース１２の上面１４の後端側（背面１２Ｂ側）には、支柱１００が立設されている。該支柱１００の上方の適宜位置にはプレート１０２，１０４，１０６が設けられている。前記プレート１０６上には、回転支持機構１０８によってアーム１１０が回転可能に支持されている。該アーム１１０の先端には、エアシリンダ１１２が設けられており、該エアシリンダ１１２によってロッド１１４が垂直方向に昇降可能となっている。前記ロッド１１４の先端には、補助的にタイヤ８０を押さえるための押え具１１６が設けられている。前記回転支持機構１０８により、前記押え具１１６をタイヤ固定機構に固定されたタイヤ８０の所望の位置に移動させ、エアシリンダ１１２によって下降させてタイヤ８０を押さえる。また、前記支柱１００の隣には、ビードブレーカー１２０が設けられており、該ビードブレーカー１２０の上端は、前記プレート１０４に接続されている。ビードブレーカー１２０は、上下一対のディスク部１２２，１２４を備えており、これらディスク部１２２，１２４によってホイール７０に固定されたタイヤ８０を上下から挟み込むことで、タイヤ８０のビード部８２を、ホイール７０のリム７６から内側に落とし込むものである。このようなタイヤ８０を補助的に押える機構や、ビードブレーカー１２０については公知である。
【００２４】
更に、前記ベース上面１４には、タイヤ８０をホイール７０から取り外すための工具１９０を支持する機構が設けられている。本実施例では、タイヤ８０の径（ないしホイール７０の径）に合わせてタイヤ固定機構の回転軸３０を図１に矢印ＦＡで示す方向にスライド可能な構成としているため、工具１９０の支持機構は、前記上面１４に直接ではなく、該上面１４に沿って揺動する角度調整プレート１３０上に設けられている。角度調整プレート１３０は、先端１３０Ａ側がフレーム状に形成されており、後端１３０Ｂ側には、工具１９０の昇降用の主軸１４０と、該主軸１４０に支持された水平アーム１６０を昇降させるための油圧シリンダ１５０が設けられている。前記油圧シリンダ１５０は、角度調整プレート１３０を上下に貫通しているが、角度調整プレート１３０が揺動したときに、その下側の部分がベース１２０に接触しない位置に設けられている。
【００２５】
前記角度調整プレート１３０のフレーム部１３２の一対の長辺が、前記スライドベース２０のフランジ部２２の外周面を挟んでいるため、前記スライドベース２０が図１に矢印ＦＡ方向にスライドすると、前記フランジ部２２を支点として角度調整プレート１３０が、ベース上面１４に沿って図１に矢印ＦＣ方向に揺動する。従って、角度調整プレート後端１３０Ｂ側に立設された主軸１４０に支持された水平アーム１６０は、角度調整プレート１３０の長手方向に対して常に同じ角度（図示の例では平行状態）を維持する。このため、前記水平アーム１６０によって支持された工具１９０が、常にタイヤ８０に対して、該タイヤ８０の径方向から押し付けられるようになる。このとき、前記主軸１４０の上端に設けられたプレート１４８は、前記支柱１００側のプレート１０６とは接していないため、角度調整プレート１３０による揺動が妨げられることはない。なお、本実施例では、異なる径のタイヤ８０に対応可能とするため、タイヤ固定機構のスライドに合わせて工具１９０の昇降用の主軸１４０を角度調整プレート１３０上に固定することとしたが、一種類のタイヤの取り外しのみを行う場合には、前記主軸１４０をベース上面１４に直接設置するようにしてもよい。
【００２６】
次に、工具１９０の支持機構について説明する。図１及び図２に示すように、工具１９０は、工具ホルダ１８０によって支持されており、前記工具ホルダ１８０は、水平アーム１６０の先端に設けられたヘッド１７０の駆動軸１７２に固定されている。前記水平アーム１６０は、前記主軸１４０に沿って昇降する昇降部材１４２に対して、連結部材１６４及びアームホルダ１６２を介して支持される。前記角度調整プレート１３０上には、前記主軸１４０に近接して油圧シリンダ１５０が設けられている。該油圧シリンダ１５０のロッド１５２は、前記主軸１４０と略平行に立設されており、その上端は、フード１５４に固定されている。該フード１５４が、主軸１４０側の連結部材１６４に接続されている。このため、油圧シリンダ１５０の駆動によりロッド１５２が伸縮すると、その先端に接続されたフード１５４及び連結部材１６４を介して、アームホルダ１６２に保持された水平アーム１６０が、図１に矢印ＦＤで示す方向に昇降する。また、前記連結部材１６４上に設けられたモータ１６６により、前記水平アーム１６０が、図１に矢印ＦＥで示す方向にスライドする。
【００２７】
このような水平アーム１６０の先端にはヘッド１７０が固定されており、該ヘッド１７０に対して垂直方向に昇降する駆動軸１７２が設けられている。駆動軸１７２の昇降は、ヘッド１７０の後方に設けられたモータ１７８により行われる。前記ヘッド１７０には、ハンドル１７０Ａとボタン１７０Ｂが設けられている。前記ボタン１７０Ｂは、後述する爪１９８をホイール７０に接触させた後に押すことによって、前記爪１９８とホイール７０の間に、所定のクリアランスを自動的に設けるための作動ボタンである。また、前記駆動軸１７２の先端には、前記タイヤ８０をホイール７０に取り付ける際に用いられる補助具１７４が設けられている。更に、前記駆動軸１７２には、固定用リング１８８，１８９及び連結具２３２，２３４を介して、工具ホルダ１８０が固定されている。このように、駆動軸１７２に対して上方と下方の２箇所で工具ホルダ１８０を固定することにより、該工具ホルダ１８０を所定の姿勢に保つことができる。
【００２８】
前記工具ホルダ１８０は、図１に示すように、中間部１８４が上部１８２及び下部１８６よりも幅が狭く形成されており、一対のプレート１８０Ａ，１８０Ｂが所定の間隔で対向している。前記工具ホルダ１８０の下部１８６の内側には、工具１９０がピン２０６によって回動可能に支持されている。また、工具ホルダ下部１８６の一対のプレート１８０Ａ，１８０Ｂには、前記工具１９０の昇降及びタイヤ８０の径方向への揺動をガイドするためのガイド溝１９６Ａ，１９６Ｂが形成されている。更に、前記工具ホルダ１８０の上方には、前記工具１９０を昇降させるためのアクチュエータ２００が設けられている。該アクチュエータ２００は、伸縮するロッド２０２を備えており、該ロッド２０２が、前記工具ホルダ１８０の上部１８２に連結具２３０によって固定されている。前記連結具２３０は、前記ロッド２０２の昇降が可能であって、かつ、前記ガイド溝１９６Ａ，１９６Ｂに沿ったタイヤ径方向への揺動に応じて若干傾くことが可能となるようにロッド２０２を支持する。
【００２９】
前記工具１９０は、ビードブレーカー１２０によって前記ホイール７０のリム７６とタイヤのビード部８２の間に形成された隙間９８（図６(A)参照）に先端を差し込んでタイヤ８０のビード部８２をリム７６から外すためのもので、下端側にはフック１９２が形成され、上部１９４は若干幅広に形成されている。前記アクチュエータ２００のロッド２０２の先端には、図７(C)に示すように平坦部２０４が形成されており、前記工具１９０の上部１９４を貫通し、かつ、一対のガイド溝１９６Ａ，１９６Ｂに沿ってスライドするピン２０６が回動可能に接続されている。前記ピン２０６の先端にはロッド２０２が外れないようにナット２０８が設けられている。また、前記工具ホルダ１８０には、工具１９０と連結するためのリンク２１０，２２０が設けられている。リンク２１０，２２０は、一端が前記工具ホルダ下部１８６にピン２１２，２２２によって回動可能に支持されており、他端側には、前記工具１９０の所定位置に設けられたピン２１４，２２４がスライド可能な溝（ないし長穴）２１６，２２６を有している。
【００３０】
前記アクチュエータ２００の駆動によりロッド２０２を伸縮させると、該ロッド２０２にピン２０６を介して接続された工具１９０が昇降するが、その際、リンク２１０，２２０の溝２１６，２２６に沿ってピン２１４，２２４がスライドする。このため、図６(C)〜図７(C)に示すように、ガイド溝１９６Ａ，１９６Ｂに沿ったピン２０６の上下動に応じて工具１９０が上下するにあたり、タイヤ８０の径方向（図６の左右方向）へ工具１９０が揺動するようになる。このように上下動とタイヤ径方向への揺動を組み合わせることにより、工具１９０によるタイヤ８０の取り外しが可能となる。以上のような工具ホルダ１８０の下面には、前記工具１９０の使用前に、該工具１９０とホイール７０の間に所定のクリアランスを設けるために使用される爪１９８が設けられている。該爪１９８は、ホイール７０が傷つかないように、例えば、プラスチックなどの素材により形成されている。
【００３１】
次に、本実施例の作用を説明する。まず、タイヤ８０の径に合わせてスライドベース２０の位置を調整する。スライドベース２０の位置調整は、ベース１２の背面１２Ｂ側に設けられたスライド用の油圧装置２６により行う。スライドベース２０の移動に応じて、角度調整プレート１３０がスライドベース２０のフランジ部２２を支点として、ベース上面１４に沿って揺動し、角度調整プレート１３０上に、主軸１４０，水平アーム１６０，ヘッド１７０，工具ホルダ１８０を介して支持された工具１９０が、常にタイヤ８０の径方向からタイヤ８０の中心に向けて当たるように調節される。このようなタイヤ径に合わせた位置調整は、後述するタイヤ８０の固定後に行うようにしてもよい。
【００３２】
次に、連結部材５０のボルト穴５４と、ホイール７０のボルト穴７４の位置を合わせ、ボルト８６で固定する。そして、連結部材５０の筒部５６をベース１２の回転軸３０に被せ、上述した図４(A-1)〜(C-2)に示す通り、回転軸３０側の突出部材３４の溝３６と、連結部材５０側の溝６６を噛み合わせる。その後、ストッパ８８を連結部材５０の上方から中空部５８に差し込み、図５(A)〜(C)に示すようにネジ部３８と９６Ａを螺合させ、テーパ部６８Ａと９４Ｃを密着させることで、連結部材５０が回転軸３０に対して上方から押さえつけられる。
【００３３】
次に、上述したビードブレーカー１２０のディスク部１２２，１２４により、図６(A)に示すように、タイヤ８０を上下から挟み込み、回転軸３０を回転させる。すると、タイヤ８０のビード部８２がホイール７０のリム７６から外れて、ビード部８２が内側に落とし込まれ、タイヤ８０とホイール７０の間に隙間９８が形成される。ビード部８２を落とし込んだら、一旦タイヤ８０の回転を停止させ、主軸１４０に設けられたモータ１６６の駆動により、水平アーム１６０を矢印ＦＥ方向にスライドさせ、タイヤ８０に対する工具１９０及び補助具１７４の径方向の位置を合わせる。そして、油圧シリンダ１５０の駆動によりロッド１５２を下降させると、フード１５４及び連結部材１６４を介して接続されたアームホルダ１６２が、主軸１４０に沿って下降する。これにより、タイヤ８０に対する工具１９０と補助具１７４のおおよその上下位置を合わせる。そして、必要に応じて、回転支持機構１０８によりアーム１１０の左右位置を調整し、更に、エアシリンダ１１２によって押え具１１６の上下位置を合わせて、タイヤ８０の所望の位置を押える。
【００３４】
次に、工具ホルダ１８０を若干下降させて、工具ホルダ１８０の下面に設けた補助具１９８がホイール７０のリム７６に当たるように微調整する（図６(B)）。そして、ヘッド１７０のハンドル１７０Ａに設けられたボタン１７０Ｂを押すと、図６(C)に示すように前記爪１９８とホイール７０の間に所定のクリアランスを維持するように、工具ホルダ１８０の位置が自動的に調整される。このように所定のクリアランスを確保することにより、工具ホルダ１８０や工具１９０がホイール７０に接触して傷めることがないよう防止することができる。次に、アクチュエータ２００を駆動して工具１９０の下降を開始する。図６(D)には、ピン２０６がガイド溝１９６Ａ，１９６Ｂの中央付近にくるまでロッド２０２を下降させた状態が示されている。ピン２０６がガイド溝１９６Ａ，１９６Ｂに沿って下降するにつれて、工具１９０も下降するが、その際、リンク２１０，２２０によって工具１９０がタイヤ８０の径方向（図６の左側）へ向けて押し出される。従って、図６(D)に示すように、工具１９０は、フック１９２がリム７６に接触することなく、タイヤ８０とリム７６の隙間９８に挿入される。
【００３５】
図６(D)に示す状態から、更に工具１９０の下降を続けると、ピン２０６がガイド溝１９６Ａ，１９６Ｂの下端に達した時点では、工具１９０のフック１９２が、タイヤ８０のビード部８２の内側に入り込むようになる（図７(A)）。その後、アクチュエータ２００により工具１９０を引き上げると、ガイド溝１９６Ａ，１９６Ｂに沿ってピン２０６が移動するのに応じて工具１９０が上昇し、図７(B)に示すように、フック１９２がタイヤ８０のビード部８２に掛かる。この状態を維持したまま、ベース１２側の回転用のモータ２８を駆動すると、突出部材３４及び連結部材５０を介して回転軸３０に固定されたホイール７０が回転し、図７(C)に示すように、フック１９２でビード部８２を持ち上げた部分が徐々に増えていき、最終的には、ビード部８２をホイール７０のリム７６から全周にわたって外すことができる。
【００３６】
本実施例では、アクチュエータ２００の駆動を工具１９０に伝達するにあたり、２本のリンク２１０，２２０を用いているため、タイヤ８０のビード部８２やサイドウォール部８４が硬くでも、タイヤ８０のビード部８２をフック１９２に引っ掛けたまま、工具１９０を所定の姿勢に保ちながら上昇させて、確実にタイヤ８０をホイール７０から外すことができる。そして、図６及び図７に示すようにしてタイヤ８０の一方のビード部８２をホイール７０から外したら、次に、工具ホルダ１８０の位置を調整して（下降させて）、図６(A)に示す下側のビード部８２も、同様の手順によってホイール７０から取り外す。その後、交換したタイヤ８０を取り付けるときには、上述した補助具１７４を利用し、公知の手順によってタイヤ８０を取り付ける。
【００３７】
このように、実施例１によれば、次のような効果がある。
(1)ベース１２側の回転軸３０と、ホイール７０のディスク部７２に連結可能な連結部材５０の筒部５６とを、前記回転軸３０側に設けた突出部材３４の外周面の多数の溝３６と、前記筒部５６の内周面の多数の溝６６の噛み合いにより連結して、回転軸３０の駆動をホイール７０及びタイヤ８０に伝達することとした。このため、タイヤ８０を確実に固定し、工具１９０による取り外し作業中であっても、タイヤ８０が回転中心からずれることがない。ランフラットタイヤのような硬いタイヤ８０であっても確実に固定できる。
(2)前記回転軸３０の先端側にテーパ部３２を設け、前記連結部材５０の筒部５６の下端側にも前記テーパ部３２と略同一の傾斜を有するテーパ部６２を形成する。そして、前記突出部材３４の下端側を、前記回転軸３０の内側に配置したバネ４４で受けて上方に付勢することとしたので、突出部材３４と連結部材５０の溝３６，６６が噛み合うようにガイドすることができる。
【００３８】
(3)先端にネジ部９６Ａが形成された軸部９６と、該軸部９６に対して回転可能に外嵌するとともにテーパ部９４Ｃを有する外筒９２を有するストッパ８８を用い、前記ネジ部９６Ａと回転軸３０側の突出部材３４のネジ部３８を螺合し、連結部材５０のテーパ部６８Ａと前記テーパ部９４Ｃを密着させることとした。このため、連結部材５０をベース１２側に向けて押し付けることができ、連結部材５０の上下方向へのがたつきを防止して安定してタイヤ８０を回転させることができる。
(4)連結部材５０のフランジ部５２に多数のボルト穴５４を設けることとしたので、径の異なる複数種類のタイヤ８０の交換に利用できる。
(5)爪１９８をホイール７０のリム７６に当接させた後、ヘッド１７０に設けたボタン１７０Ｂの操作により、工具ホルダ１８０とホイール７０の間に所定のクリアランスを自動的に設けることとしたので、ホイオール７０の損傷を防止することができる。
【００３９】
(6)連結部材５０の中空部６０を、上下対称の形状としたので、ディスク部５２が下側（ベース１２側）を向くようにしても使用可能である。
(7)ベース１２上で回転軸３０をスライド可能とし、該回転軸３０のスライドに応じて揺動する角度調整プレート１３０上に、工具１９０を支持するための機構を設けたので、タイヤの径が変わっても、常のタイヤ８０に対して径方向から工具１９０が当たるように調整することができる。
(8)工具ホルダ１８０に対向する一対のガイド溝１９６Ａ、１９６Ｂを設け、これらガイド溝に沿ってスライド可能なピン２０６を介してアクチュエータ２００の駆動を工具１９０に伝達するとともに、前記工具ホルダ１８０と工具１９０を、前記工具ホルダ１８０側を支点として回転する２本のリンク２１０，２２０により連結することとした。これにより工具１９０の昇降と同時にタイヤ径方向への揺動を行うため、タイヤ８０が硬くても、工具１９０を所望の姿勢に保持し、確実にタイヤ８０をリム７６から外すことができる。
【００４０】
なお、本発明は、上述した実施例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変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例で示したタイヤ８０の固定方向は一例であり、ホイール７０が下側になるように（図３(A)の上下反転状態となるように）、ホイール７０及びタイヤ８０を回転軸３０に連結するようにしてもよい。連結部材５０についても同様に、ディスク部５２が下側になり、筒部５６が上側になるようにホイール７０に固定するようにしてもよい。
(2)前記実施例で示した形状，寸法，材質は一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。
(3)前記実施例では、径の異なる複数のタイヤに対応するため、タイヤの固定機構に複数のボルト穴５４を設けるとともに、回転軸３０の水平方向へのスライドに応じてベース上面１４に沿って揺動する角度調整プレート１３０上に工具１９０の支持機構を設けることとしたが、これも一例であり、一種類のタイヤの交換を行うものであれば、これらの機構は省略可能である。あるいは複数の径のタイヤ８０に対応するため、フランジ部５２に形成されるボルト穴５４の位置が異なる連結部材を複数種類用意して、タイヤ８０の径に応じて使い分けるようにしてもよい。
(4)前記実施例で示したタイヤ交換手順は一例であり、同様の効果を奏する範囲内で適宜変更可能である。
(5)前記実施例では、ランフラットタイヤをホイールから取り外す場合を例に挙げて説明したが、本発明のタイヤ固定機構及びタイヤチェンジャは、他の公知の各種のタイヤの取り外しに適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明によれば、ベース側に立設支持されており、駆動手段によって回転可能な回転軸と、ホイールのディスク部に着脱可能に固定されるフランジ部と、該フランジ部の中央に設けられており、前記回転軸と着脱可能に接続される筒部とからなる連結部材とが、前記回転軸側と前記筒部側の双方に垂直方向に多数形成された溝の噛み合いにより連結される。前記連結部材は、ストッパによりベース側に押え付けられる。このため、タイヤの回転中心がずれず、上下方向へのブレもないため、タイヤチェンジャのタイヤ固定機構の用途に適用できる。
【００４２】
また、タイヤを取り外すための工具と、それを保持する工具ホルダとを、複数のリンクで接続して、工具の昇降及びタイヤ径方向への揺動を支持することで、工具を所望の姿勢に保持することとしたので、タイヤをホイールから取り外すためのタイヤチェンジャの用途に適用できる。特に、ランフラットタイヤのように強化されたタイヤをホイールから取り外すときのタイヤの固定機構や、タイヤチェンジャとして好適である。
【符号の説明】
【００４３】
１０：タイヤチェンジャ（タイヤ交換機）
１２：ベース
１２Ａ：正面
１２Ｂ：背面
１４：上面
１６：開口
１８：レール
２０：スライドベース
２２：フランジ部
２４：筒部
２６：油圧装置
２８：モータ
３０：回転軸
３２：テーパ部
３４：突出部材
３６：溝
３８：ネジ部
４０，４２：中空部
４０Ａ：溝
４４：バネ
５０：連結部材
５２：フランジ部
５４：ボルト穴
５６：筒部
５６Ａ：先端
６０：中空部
６２：下部
６２Ａ：テーパ部
６４：中間部
６６：溝
６８：上部
６８Ａ：テーパ部
７０：ホイール
７２：ディスク部
７４：ボルト穴
７６：リム
８０：タイヤ
８２：ビード部
８４：サイドウォール部
８６：ボルト
８８：ストッパ
９０：本体
９０Ａ：ハンドル
９２：外筒
９４：膨出部
９４Ａ，９４Ｃ：テーパ部
９４Ｂ：筒部
９６：軸部
９６Ａ：ネジ部
９７Ａ，９７Ｂ：ベアリング
９８：隙間
１００：支柱
１０２，１０４，１０６：プレート
１０８：回転支持機構
１１０：アーム
１１２：エアシリンダ
１１４：ロッド
１１６：押え具
１２０：ビードブレーカー
１２２，１２４：ディスク部
１３０：角度調整プレート
１３０Ａ：先端
１３０Ｂ：後端
１３２：フレーム部
１４０：主軸
１４２：昇降部材
１４８：プレート
１５０：油圧シリンダ
１５２：ロッド
１５４：フード
１６０：水平アーム
１６２：アームホルダ
１６４：連結部材
１６６：モータ
１６８：ケーブルガイド
１７０：ヘッド
１７０Ａ：ハンドル
１７０Ｂ：ボタン
１７２：主軸
１７４：補助具
１７６：プレート
１７８：モータ
１８０：工具ホルダ
１８０Ａ，１８０Ｂ：プレート
１８２：上部
１８４：中間部
１８６：下部
１８８，１８９：固定用リング
１９０：工具
１９２：フック
１９４：上部
１９６Ａ，１９６Ｂ：ガイド溝
１９８：爪
２００：モータ
２０２：ロッド
２０４：平面部
２０６：ピン
２０８：ナット
２１０，２２０：リンク
２１２，２１４，２２２，２２４：ピン
２１６，２２６：長穴
２３０，２３２，２３４：連結具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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