(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤとホイールとを取り付けるためのシステムであって、
エンドエフェクタに揺動可能に連結されたロボットアームと、
支持面と、該支持面上に配置された一対のホイール係合及びタイヤ操作部と、を有するタイヤ支持部と、を備え、
前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部は、
前記支持面に設けられたレールに固定して配置された第１のホイール係合及びタイヤ操作部と、
前記支持面の前記レールに沿って移動可能に配置された第２のホイール係合及びタイヤ操作部と、を備え、
前記ロボットアームは、前記第１のホイール係合及びタイヤ操作部と、前記第２のホイール係合及びタイヤ操作部と、の間の前記レール上を前記ホイールを引きずることで前記タイヤを動かす、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記支持面から延び、第１のホイール係合及びタイヤ操作部に連結された第１の略鉛直なフランジと、
前記支持面によって移動可能に支持され、前記第２のホイール係合及びタイヤ操作部に連結された第２の略鉛直なフランジと、を更に備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１及び第２の略鉛直なフランジを連結する略水平なフランジを更に備え、
前記第２のホイール係合及びタイヤ操作部は、前記略水平なフランジ上にスライド可能に配置され、
前記略水平なフランジは、前記第２の略鉛直なフランジに形成された開口部を通って延びる、
ことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記支持面から延びる一対の前記レールを更に備え、
前記第２の略鉛直なフランジは、前記一対のレールを受ける一対の凹部を画定し、前記一対のレール上にスライド可能に配置されている、
ことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１及び第２のホイール係合及びタイヤ操作部の各々は、
前記第１のホイール係合及びタイヤ操作部と、前記第２のホイール係合及びタイヤ操作部とが、互いに対向する端面と、複数の開口部を画定する上面と、を有するハウジングと、
前記複数の開口部を通って、前記ハウジングから延びる複数の車輪又はローラと、を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
タイヤとホイールとを取り付けるためのシステムであって、
エンドエフェクタに揺動可能に連結されたロボットアームと、
支持面と、該支持面上に配置された一対のホイール係合及びタイヤ操作部と、を有するタイヤ支持部と、を備え、
前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部は、
前記支持面に対して固定して配置された第１のホイール係合及びタイヤ操作部と、
前記支持面に対して移動可能に配置された第２のホイール係合及びタイヤ操作部と、を備え、
前記第１及び第２のホイール係合及びタイヤ操作部の各々は、
前記第１のホイール係合及びタイヤ操作部と、前記第２のホイール係合及びタイヤ操作部とが、互いに対向する端面と、複数の開口部を画定する上面と、を有するハウジングと、
前記複数の開口部を通って、前記ハウジングから延びる複数の車輪又はローラと、を備える、
ことを特徴とするシステム。
【請求項７】
前記複数の車輪又はローラは、タイヤの第１及び第２のビードの少なくとも一つ以上を少なくともホイールの第１及び第２のビード座の一つ以上の近傍に据え付けるために、前記タイヤの軸方向端面／側壁と係合すると共に該軸方向端面／側壁を操作する手段を画定する、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載のシステム。
【請求項８】
前記ハウジングの前記端面は、前記ホイールの外周面の一部と係合する手段を画定する、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載のシステム。
【請求項９】
タイヤとホイールとを取り付けるための方法であって、
前記ホイールをロボットアームに解除可能に固定する工程と、
前記タイヤを、支持面を有するタイヤ支持部上に配置する工程と、
前記ロボットアームを使用して、前記ホイールを少なくとも前記タイヤの近傍に配置させる工程と、
前記ホイールの外周面の一部と係合するため、及び前記タイヤの軸方向端面／側壁と係合すると共に該軸方向端面／側壁を操作するために、前記支持面に設けられたレール上に配置された一対のホイール係合及びタイヤ操作部を使用する工程と、
前記ホイールが前記タイヤを、前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部の間の前記レール上を引きずるように、前記ホイール及び前記タイヤを前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部に対して動かすことにより、前記タイヤを前記ホイールに取り付けるために、前記ロボットアームを更に使用する工程と、を備える、
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記ホイールを前記ロボットアームに解除可能に固定する工程は、
前記ロボットアームの一端にジョイント／揺動点で揺動可能に連結されたエンドエフェクタに、前記ホイールを解除可能に固定する工程と、
前記ロボットアームと前記エンドエフェクタとの一つ以上を前記揺動点に対して揺動させる工程と、を備える、
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ロボットアームを使用して、前記ホイールを少なくとも前記タイヤの近傍に配置する工程は、
前記タイヤの第１の上方のビードの第１の部分を、少なくとも前記ホイールの第１の上方のビード座の近傍に配置させる工程と、
前記タイヤの前記第１の上方のビードの第２の部分を、少なくとも前記ホイールのドロップセンター部の近傍に配置させる工程と、
前記タイヤの第２の下方のビードの第１の部分を、少なくとも前記ホイールの前記ドロップセンター部の近傍に配置させる工程と、
前記タイヤの前記第２の下方のビードの第２の部分を、少なくとも前記ホイールの軸方向端部／側壁の近傍に配置させる工程と、を備える、
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記ロボットアームを使用して、前記ホイールを少なくとも前記タイヤの近傍に配置する工程は、
前記タイヤの第１の上方のビードの第１の部分を、前記ホイールの第１の上方のビード座の近傍に配置させる工程と、
前記ホイールの軸方向端部／側壁の一部を、前記タイヤの前記第１の上方のビードの第２の部分と、前記タイヤの第１の／上方の軸方向端部／側壁の一部と、の一つ以上に隣接して配置させる工程と、
前記タイヤの第２の下方のビードの第１の部分を、少なくとも前記ホイールのドロップセンター部と、第２の下方のビード座と、の一つ以上の近傍に配置させる工程と、を備える、
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記ホイール及び前記タイヤを前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部に対して動かす工程は、
前記ロボットアームを使用して、前記ホイールを、一つ以上の略直線的な経路と、略非直線的な経路と、に沿って動かす工程を備える、
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記ホイールを前記略非直線的な経路に沿って動かすことに応答して、
前記ホイールの前記外周面における互いに反対側を向いた部分を、前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部の前記第１及び第２のホイール係合及びタイヤ操作部の各々の端部に隣接するように係合させる工程と、
前記一対の第１及び第２のホイール係合及びタイヤ操作部の前記第２のホイール係合及びタイヤ操作部を、前記一対の第１及び第２のホイール係合及びタイヤ操作部の前記第１のホイール係合及びタイヤ操作部に対して離間又は接近するように移動させる工程と、を更に備える、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
タイヤとホイールとを取り付けるための方法であって、
前記ホイールをロボットアームに解除可能に固定する工程と、
前記タイヤを、支持面を有するタイヤ支持部上に配置する工程と、
前記ロボットアームを使用して、前記ホイールを少なくとも前記タイヤの近傍に配置させる工程と、
前記ホイールの外周面の一部と係合するため、及び前記タイヤの軸方向端面／側壁と係合すると共に該軸方向端面／側壁を操作するために、前記支持面上に配置された一対のホイール係合及びタイヤ操作部を使用する工程と、
前記ホイールが前記タイヤを前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部に対して引きずるように、前記ホイール及び前記タイヤを前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部に対して動かすことにより、前記タイヤを前記ホイールに取り付けるために、前記ロボットアームを更に使用する工程と、を備え、
前記ロボットアームを使用して、前記ホイールを少なくとも前記タイヤの近傍に配置する工程は、
前記タイヤの第１の上方のビードの第１の部分を、少なくとも前記ホイールの第１の上方のビード座の近傍に配置させる工程と、
前記タイヤの前記第１の上方のビードの第２の部分を、少なくとも前記ホイールのドロップセンター部の近傍に配置させる工程と、
前記タイヤの第２の下方のビードの第１の部分を、少なくとも前記ホイールの前記ドロップセンター部の近傍に配置させる工程と、
前記タイヤの前記第２の下方のビードの第２の部分を、少なくとも前記ホイールの軸方向端部／側壁の近傍に配置させる工程と、を備える、
ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
タイヤとホイールとを取り付けるための方法であって、
前記ホイールをロボットアームに解除可能に固定する工程と、
前記タイヤを、支持面を有するタイヤ支持部上に配置する工程と、
前記ロボットアームを使用して、前記ホイールを少なくとも前記タイヤの近傍に配置させる工程と、
前記ホイールの外周面の一部と係合するため、及び前記タイヤの軸方向端面／側壁と係合すると共に該軸方向端面／側壁を操作するために、前記支持面上に配置された一対のホイール係合及びタイヤ操作部を使用する工程と、
前記ホイールが前記タイヤを前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部に対して引きずるように、前記ホイール及び前記タイヤを前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部に対して動かすことにより、前記タイヤを前記ホイールに取り付けるために、前記ロボットアームを更に使用する工程と、を備え、
前記ロボットアームを使用して、前記ホイールを少なくとも前記タイヤの近傍に配置する工程は、
前記タイヤの第１の上方のビードの第１の部分を、前記ホイールの第１の上方のビード座の近傍に配置させる工程と、
前記ホイールの軸方向端部／側壁の一部を、前記タイヤの前記第１の上方のビードの第２の部分と、前記タイヤの第１の／上方の軸方向端部／側壁の一部と、の一つ以上に隣接して配置させる工程と、
前記タイヤの第２の下方のビードの第１の部分を、少なくとも前記ホイールのドロップセンター部と、第２の下方のビード座と、の一つ以上の近傍に配置させる工程と、を備える、
ことを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記ホイールの軸方向端部／側壁の一部を配置させる工程は、
前記タイヤの一部を実質的に押しつぶすことにより、前記タイヤの前記第１及び第２のビードの対向する部分を、実質的に互いに隣接して又は近傍に配置させる工程を備える、
ことを特徴とする請求項１２又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
タイヤとホイールとを取り付けるための方法であって、
前記ホイールをロボットアームに解除可能に固定する工程と、
前記タイヤを、支持面を有するタイヤ支持部上に配置する工程と、
前記ロボットアームを使用して、前記ホイールを少なくとも前記タイヤの近傍に配置させる工程と、
前記ホイールの外周面の一部と係合するため、及び前記タイヤの軸方向端面／側壁と係合すると共に該軸方向端面／側壁を操作するために、前記支持面上に配置された一対のホイール係合及びタイヤ操作部を使用する工程と、
前記ホイールが前記タイヤを前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部に対して引きずるように、前記ホイール及び前記タイヤを前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部に対して動かすことにより、前記タイヤを前記ホイールに取り付けるために、前記ロボットアームを更に使用する工程と、を備え、
前記ホイール及び前記タイヤを前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部に対して動かす工程は、
前記ロボットアームを使用して、前記ホイールを、一つ以上の略直線的な経路と、略非直線的な経路と、に沿って動かす工程を備え、
前記ホイールを前記略非直線的な経路に沿って動かすことに応答して、
前記ホイールの前記外周面における互いに反対側を向いた部分を、前記一対のホイール係合及びタイヤ操作部の前記第１及び第２のホイール係合及びタイヤ操作部の各々の端部に隣接するように係合させる工程と、
前記一対の第１及び第２のホイール係合及びタイヤ操作部の前記第２のホイール係合及びタイヤ操作部を、前記一対の第１及び第２のホイール係合及びタイヤ操作部の前記第１のホイール係合及びタイヤ操作部に対して離間又は接近するように移動させる工程と、を更に備える、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ・ホイール組立体に関し、さらにタイヤとホイールとを取り付けるためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための自動化装置は、一般に入手・利用可能である。この装置の幾つかは、例えば、タイヤとホイールとを取り付ける装置にタイヤ及びホイールが連続的に供給されるように、低容量のタイヤ・ホイール取付／取外装置が「完全に自動化」されている自動車修理工場のセッティングで使用されることを意図して設計されている。
【０００３】
車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための上記の方法及び他の伝統的な方法は効果的であるが、これらの方法は、装置の購入とメンテナンスとの両方のために、莫大な資本投資を必要とする。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、必要最小限の装置が使用されるような、タイヤとホイールとを取り付けるための簡易な方法を提供することにより、従来技術に付随する欠点を克服する。
【０００５】
本発明は、以下に、添付の図面を参照して例示的に説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】図１Ａ−図１Ｃは、本発明の第一の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａ−図１Ｃは、本発明の第一の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図１Ｃ】図１Ａ−図１Ｃは、本発明の第一の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａ−図２Ｄは、本発明の第二の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａ−図２Ｄは、本発明の第二の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ａ−図２Ｄは、本発明の第二の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図２Ｄ】図２Ａ−図２Ｄは、本発明の第二の好適な実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための装置及び方法を示す図である。
【図３】図２Ａ−図２Ｄによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す上面図である。
【図４Ａ】図４Ａ−図４Ｄは、本発明の好適な一実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａ−図４Ｄは、本発明の好適な一実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ａ−図４Ｄは、本発明の好適な一実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図４Ｄ】図４Ａ−図４Ｄは、本発明の好適な一実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａ−図５Ｄは、図４Ａ−図４Ｄによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す上面図である。
【図５Ｂ】図５Ａ−図５Ｄは、図４Ａ−図４Ｄによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す上面図である。
【図５Ｃ】図５Ａ−図５Ｄは、図４Ａ−図４Ｄによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す上面図である。
【図５Ｄ】図５Ａ−図５Ｄは、図４Ａ−図４Ｄによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す上面図である。
【図６】本発明の好適な一実施形態に係る車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるためのシステムを示す環境図である。
【図７Ａ】図７Ａ−図７Ｅは、図６に示されたシステムによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ａ−図７Ｅは、図６に示されたシステムによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ａ−図７Ｅは、図６に示されたシステムによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図７Ｄ】図７Ａ−図７Ｅは、図６に示されたシステムによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図７Ｅ】図７Ａ−図７Ｅは、図６に示されたシステムによる車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるための一連の工程を示す図である。
【図８】車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けた図６−図７Ｅのシステムを示す環境図である。
【図９】本発明の一実施形態による車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるためのシステムを示す斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態による車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるためのシステムを示す斜視図である。
【図１１Ａ】図１１Ａ−図１１Ｇは、実質的に図９の１１Ａ−１１Ａ線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図９−図１０のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａ−図１１Ｇは、実質的に図９の１１Ａ−１１Ａ線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図９−図１０のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図１１Ｃ】図１１Ａ−図１１Ｇは、実質的に図９の１１Ａ−１１Ａ線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図９−図１０のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図１１Ｄ】図１１Ａ−図１１Ｇは、実質的に図９の１１Ａ−１１Ａ線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図９−図１０のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図１１Ｅ】図１１Ａ−図１１Ｇは、実質的に図９の１１Ａ−１１Ａ線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図９−図１０のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図１１Ｆ】図１１Ａ−図１１Ｇは、実質的に図９の１１Ａ−１１Ａ線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図９−図１０のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図１１Ｇ】図１１Ａ−図１１Ｇは、実質的に図９の１１Ａ−１１Ａ線に沿う部分断面図であって、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図９−図１０のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図１１Ｈ】図１１Ｈ−図１１Ｊは、本発明の好適な一実施形態に係る、図１１Ｄ−図１１Ｆの線１１Ｈ−線１１Ｊによるシステムを示す、一連の上面図である。
【図１１Ｉ】図１１Ｈ−図１１Ｊは、本発明の好適な一実施形態に係る、図１１Ｄ−図１１Ｆの線１１Ｈ−線１１Ｊによるシステムを示す、一連の上面図である。
【図１１Ｊ】図１１Ｈ−図１１Ｊは、本発明の好適な一実施形態に係る、図１１Ｄ−図１１Ｆの線１１Ｈ−線１１Ｊによるシステムを示す、一連の上面図である。
【図１１Ｋ】図１１Ａの囲まれた部分に該当する拡大図である。
【図１２Ａ】図１２Ａ−図１２Ｈは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図９−図１０のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａ−図１２Ｈは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図９−図１０のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図１２Ｃ】図１２Ａ−図１２Ｈは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図９−図１０のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図１２Ｄ】図１２Ａ−図１２Ｈは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図９−図１０のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図１２Ｅ】図１２Ａ−図１２Ｈは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図９−図１０のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図１２Ｆ】図１２Ａ−図１２Ｈは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図９−図１０のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図１２Ｇ】図１２Ａ−図１２Ｈは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図９−図１０のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図１２Ｈ】図１２Ａ−図１２Ｈは、本発明の好適な一実施形態により、車両用タイヤと車両用ホイールとを取り付けるために図９−図１０のシステムを使用するための一連の工程を示す図である。
【図１２Ｉ】図１２Ｉ−図１２Ｌは、本発明の好適な一実施形態に係る、図１２Ｄ−図１２Ｇの線１２Ｉ−線１２Ｌによるシステムを示す、一連の上面図である。
【図１２Ｊ】図１２Ｉ−図１２Ｌは、本発明の好適な一実施形態に係る、図１２Ｄ−図１２Ｇの線１２Ｉ−線１２Ｌによるシステムを示す、一連の上面図である。
【図１２Ｋ】図１２Ｉ−図１２Ｌは、本発明の好適な一実施形態に係る、図１２Ｄ−図１２Ｇの線１２Ｉ−線１２Ｌによるシステムを示す、一連の上面図である。
【図１２Ｌ】図１２Ｉ−図１２Ｌは、本発明の好適な一実施形態に係る、図１２Ｄ−図１２Ｇの線１２Ｉ−線１２Ｌによるシステムを示す、一連の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図面は、本発明の一実施形態に係るタイヤとホイールとを取り付けるための装置及び方法の好適な一態様を示す。上の記載に基づき、本明細書に用いられた用語は、単に便宜のためであると、また発明を説明するために用いられた表現は、当該技術の分野に属する通常の知識を有する者によって最も広い意味を与えられるべきものと、概して理解される。
【０００８】
図１Ａ−図３を参照すると、一実施形態によるタイヤＴとホイールＷとを取り付けるための装置が、概ね符号１０で示されている。システム１０は、文脈から、タイヤを（ホイールに対して）固定した状態に保持して、ホイールを操作することにより、ホイールをタイヤに取り付けるものと説明されているが、システム１０は、ホイールを（タイヤに対して）固定した状態に保持して、タイヤを操作することにより、タイヤをホイールに取り付けるように使用されてもよいことが理解される。何れの取り付け手順においても、システム１０は、完全に又は部分的に取り付けられたタイヤ・ホイール組立体ＴＷを産出し得る（例えば図１Ｃ、図３、図４Ｄ、図６、図８参照）。
【０００９】
本発明は、タイヤのホイールへの取付作業に使用される伝統的なインストールツール（時として、フィッティングツール、圧力ローラホイール、ツールパックなどと呼ばれる）の使用を排除する点に、留意することが重要である。本発明のこの態様は、正確には、「ツール・レス」（"tool-less"）取付システムと特徴付けられる。ある実施形態では、本発明は、ホイールとタイヤとが取付ツールとして（又は取付ツールの少なくとも一部として）機能するように操作される取付システムとも理解され得る。ある実施形態では、タイヤ又はホイールの一方は原動機によって駆動され、他方は受け身のままでいる。システムにエネルギーを導入してホイールをタイヤに取り付けるために、他の原動機は使用されない。このアプローチは、タイヤをホイールに取り付けるために（例えばツールパックなどの）ツールの使用を含む全ての伝統的な方法とは、大幅に異なる。
【００１０】
ある実施形態では、タイヤＴとホイールＷとの「部分的な」取付作業は、タイヤＴのビードＢ１，Ｂ２の一方が、ホイールＷの外周面ＷＣの周囲に、部分的に又は完全に配置される作業を含んでもよい（例えば図１Ｃ及び図３参照）。ある実施形態では、タイヤＴとホイールＷとの「完全な」取付作業は、タイヤＴのビードＢ１，Ｂ２の一方が、ホイールＷの外周面ＷＣの周囲に、完全に配置される作業を含んでもよい（例えば図４Ｄ及び図６参照）。ある実施形態では、タイヤＴとホイールＷとの「完全な」取付作業は、さらに、タイヤＴのビードＢ１，Ｂ２の両方が、ホイールＷの外周面ＷＣの周囲に、完全に配置される作業を含んでもよい（例えば図８参照）。従って、タイヤＴとホイールＷとの取付作業は、タイヤＴのビードＢ１，Ｂ２の一つ以上を、ホイールＷの外周面ＷＣの周囲に、部分的に又は完全に配置する作業を含んでもよいと理解される。また、タイヤＴとホイールＷとは、例えば、取り付けられたタイヤ・ホイール組立体ＴＷの合致・マーキング、膨張、ビード据付、ユニフォーミティ試験、バランス調整などの、後続のステーション（図示せず）における更なる処理のために、任意の望ましい形態に取り付けられ得ると理解される。
【００１１】
最初に図１Ａを参照すると、システム１０は、一般的に、ベース１６とスピンドル１８との間に結合された回転アクチュエータ１４を有するホイール支持アームアセンブリ１２を備える。スピンドル１８はホイールＷに、例えばホイールＷの中心のハブ部に、結合される。
【００１２】
図示されるように、タイヤＴは、第１のビードＢ１と第２のビードＢ２とを有する。軸線ＡＴ−ＡＴは、タイヤＴの中心点又は回転軸を通って延びる。軸線ＡＴ−ＡＴは、以下、タイヤ軸と称する。
【００１３】
図示されるように、ホイールＷは、第１のビードＢ１を受け、据え付けるのに適合する第１のビード座Ｓ１と、第２のビードＢ２を受け、据え付けるのに適合する第２のビード座Ｓ２と、を有する。ホイールＷの外周面ＷＣが第１及び第２のビード座Ｓ１，Ｓ２を含むと理解される。
【００１４】
軸線ＡＷ−ＡＷは、ホイールＷの中心点又は回転軸を通って延び得る。軸線ＡＷ−ＡＷは、以下、ホイール軸と称する。
【００１５】
ベース１６は、ホイール支持アームアセンブリ１２の全体及びこれに付随するホイールＷを３次元空間内で動かすことのできる概ね符号２５で示されたアクチュエータに結合されていてもよい。図示されるように、ホイール軸ＡＷ−ＡＷは、ホイール支持アームアセンブリ１２を通って延びており、従って、アクチュエータ２５によるホイール支持アームアセンブリ１２の運動は、ホイール軸ＡＷ−ＡＷの運動をも生じさせる。
【００１６】
ある実施形態では、アクチュエータ２５は、例えば、概略直線運動Ｍ（例えば図１Ａ−１Ｃ参照）、ある実施形態では歳差運動Ｐ１−Ｐ４（例えば図２Ａ−図３参照）、ある実施形態では押し込み運動Ｐ（例えば図４Ａ−図５Ｄ参照）、ある実施形態では非歳差回転運動（例えば図７Ａ−７Ｅ）などのように、ホイール支持アームアセンブリ１２をあらゆる方向に動かすことができる。アクチュエータ２５は、プロセッサ（図示せず）によって制御される（例えばロボットなどのような）自動式装置であってもよく、あるいは、人（図示せず）によって監視され、体を使って操作される手動操作式装置であってもよい。
【００１７】
ある実施形態では、図１Ａ−１Ｃに示されるように、支持アームアセンブリ１２は、矢印Ｍの方向に沿って揺動、降下、あるいは移動される。運動Ｍは、任意の運動又は運動（直線運動又は振り子運動を含む）の組み合わせであってもよい。図１Ａにみられるように、アセンブリ１２は、ホイールＷをタイヤＴの近傍へ移動させる。次に、図１Ｂにおいて、アセンブリ１２は、ホイールＷのドロップセンター部（深底部）ＤＣを、タイヤＴの第１のビードＢ１の近傍へ移動させる。図１Ｃ／図２Ａを参照すると、アセンブリ１２は、タイヤＴの第１のビードＢ１の一部がホイールＷのドロップセンターの一部にしっかりと押し付けられるように、ホイールＷのドロップセンター部ＤＣをタイヤＴの第１のビードＢ１に隣接するように移動させる。
【００１８】
図２Ａにみられるように、アクチュエータ２５がアセンブリ１２及びホイールＷのさらなる運動を生じさせる前に、アクチュエータ２５は、ホイール軸ＡＷ−ＡＷが傾く（すなわちタイヤ軸ＡＴ−ＡＴと平行でない）ように、ホイールＷをタイヤＴに対して配置する。ある実施形態では、アクチュエータ２５は次に、ホイール支持アームアセンブリ１２、これに付随するホイールＷ、及びホイール軸ＡＷ−ＡＷを、タイヤＴ及びタイヤ軸ＡＴ−ＡＴに対して、矢印Ｐ１−Ｐ４（図２Ａ−図３）の方向に沿って歳差運動を掃引（sweep out）するように動かしてもよい。一般に、歳差運動Ｐ１−Ｐ４は、ホイール軸ＡＷ−ＡＷのタイヤ軸ＡＴ−ＡＴ周りの運動が円錐面を画定する領域を掃引するように、ホイール軸をタイヤ軸に対して傾け、そしてホイール軸ＡＷ−ＡＷをタイヤ軸ＡＴ−ＡＴ周りに回転させることによって定義される。
【００１９】
最初に図２Ａを参照すると、アクチュエータ２５は、ホイールＷをタイヤＴに対して矢印Ｐ１の時計回りの方向に沿って「１２時位置」（例えば図３参照）へと歳差運動させるために、ホイール支持アームアセンブリ１２に、ホイールＷをタイヤＴに対して例えば「９時位置」（例えば図３参照）に歳差的に配置させてもよい。次に、図２Ｂにみられるように、アクチュエータ２５は、ホイールＷをタイヤＴに対して矢印Ｐ２の時計回りの方向に沿って「３時位置」へと歳差運動させるために、ホイール支持アームアセンブリ１２に、ホイールＷをタイヤＴに対して例えば「１２時位置」に歳差的に配置させてもよい。次に、図２Ｃにみられるように、アクチュエータ２５は、ホイールＷをタイヤＴに対して矢印Ｐ３の時計回りの方向に沿って「６時位置」へと歳差運動させるために、ホイール支持アームアセンブリ１２に、ホイールＷをタイヤＴに対して例えば「３時位置」に歳差的に配置させてもよい。次に、図２Ｄにみられるように、アクチュエータ２５は、ホイールＷをタイヤＴに対して矢印Ｐ４の時計回りの方向に沿って「９時位置」へと歳差運動させるために、ホイール支持アームアセンブリ１２に、ホイールＷをタイヤＴに対して例えば「６時位置」に歳差的に配置させてもよい。
【００２０】
ホイール支持アームアセンブリ１２及びホイールＷの運動は、図２Ａ−図２Ｄにおいて別々のステップに説明されているが、歳差運動Ｐ１−Ｐ４は、連続的及び流動的であり得ると理解される。さらに、歳差運動Ｐ１−Ｐ４は時計回りの方向に限定されるものではなく、代わりに、歳差運動は反時計回りの方向に行われてもよいと理解される。さらに、上述のホイールＷ及び／又はホイール支持アームアセンブリ１２の特定の「時」位置への参照は、単に図２Ａ−図２Ｄと図３に示される内容とを相互に関連づける際の便宜のためにされたものであって、発明の開示は、タイヤＴとホイールＷとを取り付ける際の特定の「時」参照点、開始位置、又は終了位置に限定されないと理解される。
【００２１】
歳差運動Ｐ１−Ｐ４の間、図２Ａ−図３に示され説明されるように、タイヤＴのビードＢ１，Ｂ２の少なくとも一方が、ホイールＷの外周面ＷＣの上方（周囲）に引き込まれ、少なくとも部分的にホイールＷの外周面ＷＣの周囲に配置される。ある実施形態では、第１のビードＢ１は、第１のビード座Ｓ１の上方（周囲）に引き込まれ、少なくとも部分的に第１のビード座Ｓ１の近傍に配置されてもよい。一旦、ビードＢ１がビード座Ｓ１の近傍に引き込まれると、ホイール軸ＡＷ−ＡＷとタイヤ軸ＡＴ−ＡＴとは、略共軸になってもよい。従って、歳差運動Ｐ１−Ｐ４は、後続のタイヤＴとホイールＷとの部分的な又は完全な取付作業をもたらし得る。一旦、タイヤＴがホイールＷに取り付けられると、組み立てられた略共軸のタイヤＴとホイールＷとは、合致・マーキング、膨張、及びバランス調整のための、別のステーション（図示せず）へ移動されてもよい。
【００２２】
上述のタイヤ／ホイール取付作業の間、タイヤＴは、必要に応じて、その軸方向端面ＴＡの一方又はその外周面ＴＣで保持されつつ、上で説明されたようにホイールＷがタイヤＴに対して歳差的に動かされてもよいと理解される。しかし、反対に、ホイールＷが一定に保持され、タイヤＴがホイールＷ周りに歳差的に動かされる状況も起こり得ると理解される。
【００２３】
次に図４Ａ−図５Ｄを参照すると、一実施形態によるタイヤＴとホイールＷとを取り付けるためのシステムが、概ね符号１００で示されている。システム１００は、アクチュエータ２５及びホイール支持アームアセンブリ１２を使用してホイールＷの歳差運動Ｐ１−Ｐ４を具現化している点において、システム１０と概ね同様である；しかし、システム１００は、支持アームアセンブリ１２の運動によるホイールＷの歳差運動Ｐ１−Ｐ４と、概ね符号ＡＰ−ＡＰで示された軸線に沿う支持アームアセンブリ１２の軸方向押込運動と、を同時に組み合わせる。軸線ＡＰ−ＡＰは、以下、押込軸と称する。
【００２４】
図４Ａを参照すると、ホイール支持アームアセンブリ１２は、図１Ｃ／図２Ａに示され説明されたものと、概ね同様に配置され得る。タイヤＴの軸方向の端面ＴＡは、軸方向支持面Ｓによって保持され、これに配置され得る。
【００２５】
図４Ａ−図５Ｃに示されるように、ホイール支持アームアセンブリ１２及びホイールＷは、矢印Ｐ１−Ｐ４で図示された歳差運動と、押込軸ＡＰ−ＡＰに沿う矢印Ｐの方向に沿った軸方向押込運動と、による同時の複合運動で動かされてもよい。矢印Ｐ１−Ｐ４及び矢印Ｐの方向に沿う複合運動が上で説明されたが、本発明はアセンブリ１２及びホイールＷの複合運動に限定されるものではないと理解される；例えば、ホイールＷが歳差運動Ｐ１−Ｐ４で動かされつつ、タイヤＴがホイールＷに向けて軸方向に動かされ、これにより、ホイールＷの軸方向の位置が一定に維持されつつ、ホイールＷの場合とは略反対の軸方向の運動がタイヤＴに与えられるようにしてもよいと理解される。従って、タイヤＴがホイールＷに向けて軸方向に動かされつつ、ホイールＷが、軸方向に分離して、歳差的に動かされてもよいと理解される。
【００２６】
図４Ａ−図４Ｄにおける各後続の図面にみられるように、タイヤＴがホイールＷの複合運動Ｐ１−Ｐ４及びＰによってホイールＷ上に進められ、あるいは取り付けられるとき、ホイール軸ＡＷ−ＡＷとタイヤ軸ＡＴ−ＡＴとの角度θによる角度間隔がゼロまで減少することにより、ホイール軸ＡＷ−ＡＷとタイヤ軸ＡＴ−ＡＴとが互いに合致して、略共軸になり得る。
【００２７】
図４Ｄ及び図５Ｄにみられるように、タイヤＴは、第１のビードＢ１がホイールＷの外周面ＷＣの周囲に配置されるように、少なくとも部分的にホイールＷに取り付けられてもよい。図６を参照すると、ホイール支持アセンブリ１２は、ホイールＷに対して部分的に取り付けられたタイヤＴを、概ね符号１５０で示された仕上げステーションへ移動させてもよい。仕上げステーション１５０は、第１及び第２のビードＢ１，Ｂ２がホイールＷの外周面ＷＣの周囲に配置されるように、タイヤＴをホイールＷに完全に取り付ける。
【００２８】
ある実施形態では、仕上げステーション１５０は、一般的に、概ね符号１５２ａ−１５２ｃで示された複数の接地ローラと、概ね符号１５４で示された揺動「シーソーローラ」と、を有する。シーソーローラ１５４は、シーソーローラ１５４の上／下に揺動する「シーソー」運動を可能とするように、アクチュエータ１５６に連絡している。ある実施形態では、接地ローラ１５２ａ−１５２ｃ及びシーソーローラ１５４は、タイヤＴの軸方向端部ＴＡにおける外周面ＷＣの周囲に配置されている。
【００２９】
ある実施形態では、接地ローラ１５２ａは、シーソーローラ１５４とは略反対に、周方向に配置されている。三つの接地ローラ１５２ａ−１５２ｃだけが示されているが、仕上げステーション１５０の設計には、任意の望ましい数の接地ローラ１５２ａ−１５２ｃが含まれてもよいと理解される。
【００３０】
作業中、図７Ａを参照すると、ホイール支持アセンブリ１２は、タイヤＴの軸方向端部ＴＡが接地ローラ１５２ａ−１５２ｃ及びシーソーローラ１５４に接触するように、部分的に取り付けられたタイヤＴ及びホイールＷを矢印Ｚの方向に沿って仕上げステーション１５０へ移動させる。次に、アクチュエータ１５６は、シーソーローラ１５４を下方位置Ｄから上方位置Ｕへ動かし、タイヤＴの軸方向端部ＴＡの少なくとも一部を接地ローラ１５２ａ−１５２ｃから離れる方向に付勢する。
【００３１】
図７Ｂを参照すると、ホイール支持アセンブリ１２は、部分的に取り付けられたタイヤＴ及びホイールＷを、軸線ＡＴ−ＡＴ，ＡＷ−ＡＷと略共軸の軸線ＡＲ−ＡＲ周りに回転させる。軸線ＡＲ−ＡＲは、以下、仕上げステーション回転軸と称する。タイヤＴの軸方向端部ＴＡが接地ローラ１５２ａ−１５２ｃ及びシーソーローラ１５４に接触させられるため、ホイール支持アセンブリ１２の回転運動は、ホイールＷ及びタイヤＴから接地ローラ１５２ａ−１５２ｃ及びシーソーローラ１５４に伝達される。
【００３２】
部分的に取り付けられたタイヤＴ及びホイールＷが仕上げステーション回転軸ＡＲ−ＡＲ周りに回転を始めると、シーソーローラ１５４の上方位置Ｕは、第２のビードＢ２を、シーソーローラ１５４の近傍にあるホイールＷの外周面ＷＣの周囲に部分的に配置され始めるように付勢する（例えば図７Ｂ参照）。この位置では、第２のビードＢ２が、ホイールＷの外周面ＷＣの周囲に、約５％配置されていると言えるかもしれない。
【００３３】
次に、図７Ｃにみられるように、第２のビードＢ２は、シーソーローラ１５４に最も近い接地ローラ１５２ｃの近傍にあるホイールＷの外周面ＷＣの周囲に、さらに部分的に配置される。必要に応じて、アクチュエータ１５６は、シーソーローラ１５４の上方位置Ｕを上昇させて、第２のビードＢ２をホイールＷの外周面ＷＣの周囲にさらに付勢するようにしてもよい。この位置では、第２のビードＢ２が、ホイールＷの外周面ＷＣの周囲に、約１０％配置されていると言えるかもしれない。
【００３４】
次に、図７Ｄにみられるように、第２のビードＢ２は、接地ローラ１５２ｃよりもシーソーローラ１５４から遠いが接地ローラ１５２ａよりもシーソーローラ１５４に近い接地ローラ１５２ｂの近傍にあるホイールＷの外周面ＷＣの周囲に、さらに部分的に配置される。必要に応じて、アクチュエータ１５６は、シーソーローラ１５４の上方位置Ｕをさらに上昇させて、第２のビードＢ２をホイールＷの外周面ＷＣの周囲にさらに付勢するようにしてもよい。この位置では、第２のビードＢ２が、ホイールＷの外周面ＷＣの周囲に、約１５％配置されていると言えるかもしれない。
【００３５】
次に、図７Ｅにみられるように、第２のビードＢ２が、シーソーローラ１５４から最も遠い接地ローラ１５２ａの近傍にあるホイールＷの外周面ＷＣの周囲に配置されるように、第２のビードＢ２は、突然に、ホイールＷの外周面ＷＣの周囲に完全に配置される得る。部分的に配置された第２のビードＢ２がホイールＷの周囲に急激に配置される（すなわち、ホイールＷの外周面ＷＣの周囲に配置された第２のビードＢ２の割合が、１５％から１００％に上昇する）ため、大きなパチン（スナップ）又はポン（ポップ）という音が聞こえることにより、オペレータが、第２のビードがホイールＷの外周面ＷＣの周囲に配置されたことを知り得る可能性がある。図８を参照すると、ホイール支持アセンブリ１２は、次に矢印Ｚの方向とは略反対の矢印Ｚ’の方向に沿って動かされ、取り付けられたタイヤ・ホイール組立体ＴＷを、一つ以上の後続の合致・マーキング／膨張／ビード据付／バランス調整ステーションにおける更なる処理のために、仕上げステーション１５０から離れるように移動させる。
【００３６】
最初に図９を参照すると、本発明の一実施形態によるタイヤＴをホイールＷに取り付けるためのシステムが、概ね符号２００で示されている。ある実施形態では、システム２００はロボットアーム２０２を備え、ロボットアーム２０２はその端部２０６に配置されたエンドエフェクタ２０４を有してもよい。機能的に、エンドエフェクタ２０４は、ロボットアーム２０２の端部２０６の近傍にホイールＷを保持し、解除可能に固定する。さらに、ある実施形態では、システム２００は、例えば図１０に示されるように、タイヤＴを支持するための概ね符号２０８で示されたタイヤ支持部を備えてもよい。
【００３７】
ある実施形態では、タイヤ支持部２０８は、複数の脚部２１２に支持された支持面２１０を有するテーブルによって概ね画定されてもよい。ある実施形態では、タイヤ支持部２０８は、タイヤＴの軸方向端面／側壁ＴＡを支持しつつホイールＷの外周面ＷＣの一つ以上の部分と係合するための概ね符号２１６で示された一つ以上のホイール係合部を含む、ホイール係合及びタイヤ支持複合装置２１４を有してもよい。
【００３８】
ある実施形態では、一つ以上のホイール係合部２１６は、第１の部分２１６ａと第２の部分２１６ｂとを有する。ある実施形態では、第１及び第２の部分２１６ａ，２１６ｂは、それぞれハウジング２２２ａ，２２２ｂを有する。各ハウジングは、各ハウジング２２２にある複数の開口部２２０を通って延びる、タイヤＴの軸方向端面／側壁ＴＡと係合しこれを支持するための複数の車輪又はローラ２１８を収容している。
【００３９】
ある実施形態では、第１及び第２の部分２１６ａ，２１６ｂの一つ以上は支持面２１０に相対的に固定されていてもよく、あるいは、第１及び第２の部分２１６ａ，２１６ｂの一つ以上は支持面２１０によって概ね画定される平面と平行に移動可能であってもよい。ある実施形態では、第１の部分２１６ａは、第１の部分２１６ａを支持面２１０に対して固定するための鉛直フランジ部２２４ａを有してもよい。さらに、ある実施形態では、第２の部分２１６ｂは、移動可能部分２１６ｂを直接に支持するための鉛直フランジ部２２４ｂを有してもよい。従って、前述の開示において、第１の部分２１６ａは、以下、固定部分と称し、第２の部分２１６ｂは、以下、移動可能部分と称する；しかし、固定部分２１６ａ及び移動可能部分２１６ｂは本発明の一実施形態を現すものであって、システム２００は一つ以上の固定部分及び／又は移動可能部分を有することに限定されないと理解される。
【００４０】
ある実施形態では、移動可能部分２１６ｂは、矢印ＹーＹ’の方向に直線的に移動可能である。移動可能部分２１６ｂの矢印Ｙ−Ｙ’の方向に沿う運動は、移動可能部分２１６ｂの、より詳細に説明される運動を可能とする。
【００４１】
ある実施形態では、ロボットアーム２０２は、タイヤ支持部２０８に対して、矢印Ｘ，Ｘ’，Ｙ，Ｙ’、及びＺ，Ｚ’に沿う方向の一つ以上に、移動可能であると理解される。図示されるように、矢印Ｘ，Ｘ’に沿う方向は、方向又は矢印Ｙ，Ｙ’に対して略垂直であると同時に、矢印Ｚ，Ｚ’の方向は、矢印Ｘ，Ｘ’Ｙ，Ｙ’の方向に対して略直角である。
【００４２】
ある実施形態では、移動可能部分２１６ｂは、矢印Ｘ，Ｘ’の方向に対して略垂直に配置された略水平なトラック２２６上で、矢印Ｙ，Ｙ’の方向に沿って移動可能である。ある実施形態では、略水平なトラック２２６は、第２の略鉛直なフランジ２２４ｂに形成された通路を通って延びる。ある実施形態では、略水平なトラック２２６はまた、第１の略鉛直なフランジ２２４ａに固定／連結されている。
【００４３】
ある実施形態では、第２の略鉛直なフランジ２２４ｂは、各々が支持面２１０から延びるレール２３０を受ける、一対の凹部２２８を有してもよい。ある実施形態では、第２の略鉛直なフランジ２２４ｂは、第２の略鉛直なフランジ２２４ｂが矢印Ｙ，Ｙに沿う方向の何れかに移動されるときに、レール２３０とトラック２２６とによって案内される。鉛直フランジ２２４ｂは、例えばボールベアリング、スライドベアリング、潤滑などの任意の摩擦低減手段の援助を受けて、レール及び／又はトラック２２６に案内され得る。
【００４４】
次に図１１Ａを参照すると、本発明の一実施形態による、システム２００を使用してタイヤＴとホイールＷとを取り付けるための方法が説明されている。ある実施形態では、ホイールＷは、ロボットアーム２０２の端部２０６の近傍に解除可能に固定され、タイヤＴの軸方向端部／側壁ＴＡは、一部がタイヤ支持部２０８の表面２１０によって、また一部がホイール係合部２１６ａ，２１６ｂによって、支持されている。ある実施形態では、タイヤＴの軸方向端部／側壁ＴＡは、初期的に、固定及び移動可能部分２１６ａ，２１６ｂ上において、支持面２１０に対して角度θで傾いており、ホイールＷの軸方向端部／側壁ＷＡは、初期的に、支持面２１０に対して略平行に配置されている。
【００４５】
ある実施形態では、ロボットアーム２０２の運動は、上述のアクチュエータ２５と概ね同様のアクチュエータ（図示せず）によって制御されてもよい；しかし、ロボットアーム２０２の運動の制御はアクチュエータの制御に限定されるものではなく、ロボットアーム２０２は、任意の望ましい装置により、任意の望ましい方法で、制御され、動かされ、又は位置決めされてもよいと理解される。さらに、ある実施形態では、ロボットアーム２０２は、エンドエフェクタ２０４をロボットアーム２０２に対して可動に／揺動可能に接続する、概ね符号２３２で示されたジョイント／揺動点を有してもよい；このように、ロボットアーム２０２とエンドエフェクタ２０４との一つ以上の、ジョイント／揺動点に対する運動は、例えば上で説明されたアクチュエータによって制御されてもよいと理解される。
【００４６】
図１１Ａを参照すると、図１１Ｂに示されるようにホイールＷをタイヤＴに隣接するように配置させるために、ロボットアーム２０２及びエンドエフェクタ２０４が概ね矢印Ｚ’の方向に沿ってタイヤ支持部２０８に向けて動かされる際、エンドエフェクタ２０４はジョイント／揺動点２３２に対して矢印Ｐ１の方向に沿って反時計回りに揺動され、同時にロボットアーム２０２はジョイント／揺動点２３２に対して矢印Ｐ２の方向に沿って時計回りに揺動されてもよい。ある実施形態では、矢印Ｐ１及びＰ２の方向に沿う運動の結果、図１１Ｂにみられるように、ホイールＷのドロップセンター部ＤＣの一部がタイヤＴの第１及び第２のビードＢ１，Ｂ２の間に移動される。
【００４７】
さらに図１１Ｂを参照すると、図１１Ｃに示されるようにホイールＷの位置をタイヤＴに対してさらに調整するために、エンドエフェクタ２０４は次にジョイント／揺動点２３２に対して矢印Ｐ３の方向に沿って時計回りに揺動され、同時にロボットアーム２０２はジョイント／揺動点２３２に対して矢印Ｐ４の方向に沿って反時計回りに揺動される。ある実施形態では、矢印Ｐ３及びＰ４の方向に沿う運動の結果、図１１Ｃにみられるように、ホイールＷのビード座Ｓ（５２’及び５２’’から構成される）の全体が、タイヤＴの第１及び第２のビードＢ１（Ｂ１’及びＢ１’’から構成される），Ｂ２（Ｂ２’及びＢ２’’から構成される）の間に配置され、同時にタイヤＴの第１のビードＢ１がホイールＷの第１及び第２のビード座Ｓ１，Ｓ２の間に配置される。タイヤの柔軟性（及び他の要因）に依存して、タイヤＴの軸方向端部／側壁ＴＡは、固定／移動可能部分２１６ａ，２１６ｂから離れる（すなわち、一時的に固定／移動可能部分２１６ａ，２１６ｂに支持されない）ように運動し得る。
【００４８】
さらに図１１Ｃを参照すると、ロボットアーム２０２及びエンドエフェクタ２０４がタイヤ支持部２０８に向けて矢印Ｚ’の方向に沿って移動される際、エンドエフェクタ２０４はジョイント／揺動点２３２に対して矢印Ｐ５の方向に沿って時計回りに揺動され、同時にロボットアーム２０２はジョイント／揺動点２３２に対して矢印Ｐ６の方向に沿って反時計回りに揺動される。ある実施形態では、矢印Ｐ５及びＰ６の方向に沿う運動の結果、図１１Ｄにみられるように、タイヤＴの第１のビードの一部Ｂ１’は第１のビード座Ｓ１の近傍に据え付けられるように操作され、同時にタイヤＴの第１のビードの他の一部Ｂ１’’はホイールＷの第２のビード座Ｓ２’’の近傍にあるドロップセンター部ＤＣに隣接するように動かされるように、ホイールＷ及びタイヤＴの両方が動かされる。また、ある実施形態では、矢印Ｐ５及びＰ６の方向に沿う運動の結果（図１１Ｄ及び図１１Ｈ参照）、タイヤＴの第２のビードの一部Ｂ２’はホイールＷのドロップセンター部ＤＣの近傍に配置され、同時にタイヤＴの第２のビードの他の一部Ｂ２’’はホイールＷの軸方向端部／側壁ＷＡに隣接して配置されるように、ホイールＷ及びタイヤＴの両方が動かされる。
【００４９】
さらに、ある実施形態では、図１１Ｄにみられるように、矢印Ｐ５及びＰ６の方向に沿う運動の結果、ホイールＷの軸方向端部／側壁ＷＡは、タイヤ支持部２０８の支持面２１０に対して略平行に、かつこれから距離Ｄ１だけ離間して配置される。さらに、図１１Ｄにみられるように、矢印Ｐ５及びＰ６の方向に沿う運動の結果、ホイールＷのドロップセンター部ＤＣは、支持面２１０から距離Ｄ２だけ離間して配置され、さらに、複数の車輪又はローラ２１８の最上点／接触面２３４は、支持面２１０から、距離Ｄ２に概ね等しいがこれより大きい距離Ｄ３だけ離間している。
【００５０】
さらに図１１Ｄを参照すると、ある実施形態では、矢印Ｐ５及びＰ６の方向に沿う運動の結果、タイヤＴはホイールＷに対して、以下のように操作される。初めに、ある実施形態では、複数の車輪又はローラ２１８の一つ以上の接触面２３４がタイヤＴの軸方向端部／側壁ＴＡと係合し、タイヤＴの軸方向端部／側壁ＴＡの少なくとも一部を支持面２１０から距離Ｄ３だけ離間させる。次に、ホイールＷは、上方から視たときに（図１１Ｈ参照）ホイールＷの外周面の少なくとも一部がホイール係合部２１６ａ及び２１６ｂの間に配置されるように、位置Ｄ１へ下降される。
【００５１】
図１１Ｄ−図１１Ｆにみられるように、ある実施形態では、次に、ロボットアーム２０２が、ホイールＷの軸方向端部／側壁ＷＡとタイヤ支持部２０８の支持面２１０との間隔を距離Ｄ１に維持しつつ、タイヤ支持部２０８を横切るように矢印Ｐ７の方向に沿って動かされる。矢印Ｐ７の方向に沿う更なる運動の結果、例えば図１１Ｅ及び図１１Ｆにみられるように、タイヤＴの第２のビードＢ２を少なくともホイールＷの第２のビード座Ｓ２の近傍にさらに据え付けるために、タイヤＴの軸方向端部／側壁ＴＡが複数の車輪又はローラ２１８の最上点／接触面２３４に対して上で説明されたようにさらに操作される。
【００５２】
ある実施形態では、図１１Ｄ−図１１Ｆにみられるように、矢印Ｐ７は、矢印Ｘと概ね同一の方向に向けられている。しかし、図１１Ｈ−図１１Ｊを参照すると、ある実施形態では、ロボットアーム２０２の矢印Ｐ７に沿う運動は、矢印Ｘの方向に沿う一つ以上の略直線的なセグメントＰ７Ｌ１，Ｐ７Ｌ２と、矢印Ｘ及びＹ（例えば図１１Ｈ参照）の各々の成分あるいは矢印Ｘ及びＹ’（例えば図１１Ｊ参照）の各々の成分を含む一つ以上の略非直線的なセグメントＰ７ＮＬと、を含んでもよい。
【００５３】
ある実施形態では、例えば、矢印Ｐ７の略非直線的なセグメントＰＮＬは、ホイールＷの外周面ＷＣの一部が、固定部分２１６ａのハウジング２２２の端面２３６ａと係合し、その端面２３６ａを迂回して（又は「転がって」（"rolling over"））移動することによりもたらされる。ある実施形態では、ホイールＷの外周面ＷＣは、第２のビード座Ｓ２又はドロップセンター部ＤＣの一つ以上を含んでもよい。ホイールＷの外周面ＷＣは端面２３６ａを「転がる」と上で説明されたが、ホイールＷは、必ずしもハウジング２２２に対して又はホイールの回転軸Ａに対して「回転する」（"roll"）わけではなく、むしろ、ロボットアーム２０２及びエンドエフェクタ２０４が、端面２３６ａを「転がる」ホイールの外見が与えられるように、略非直線的なセグメントＰＮＬで定義される経路に沿って動かされると理解される。しかし、ホイールＷはハウジング２２２に対して「回転」しないと説明されたが、ロボットアーム２０２及びエンドエフェクタ２０４の一つ以上は、ホイールＷが矢印Ｐ１−Ｐ７の方向に沿って運動することを可能とするために、任意の望ましい方法で動かされてもよいと理解される。
【００５４】
図１１Ｈにみられるように、ホイールＷの外周面ＷＣの一部が固定部２１６ａの端面２３６ａと係合してこれを「転がる」とき、移動可能部分２１６ｂの対応する端面２３６ｂもまた、ホイールＷの外周面ＷＣにおける、固定部分２１６ａの端面２３６ａに当接する一部に対して直接的に反対側を向いた一部に当接する。従って、ホイールＷが固定部分２１６ａの端面２３６ａを「転がって」非直線的なセグメントＰ７ＮＬに沿って動かされるとき、ホイールＷの外周面ＷＣが移動可能部分２１６ｂの端面２３６ｂと係合するため、移動可能部分２１６ｂは、ホイールの外周面ＷＣの一部によって、固定部分２１６ａから矢印Ｙの方向に沿って押し離される。
【００５５】
図１１Ｉにみられるように、ホイールＷの軸心Ａが略水平なトラック２２６を通過する際、移動可能部分２１６ｂがもはや矢印Ｙの方向に沿って固定部分２１６ａから離れるように動かされなくなったとき、非直線的なセグメントＰ７ＮＬに沿う運動は概ね頂点となる。その後、図１１Ｊにみられるように、非直線的なセグメントＰ７ＮＬに沿う運動が更に継続され、移動可能部分２１６ｂが矢印Ｙの方向とは反対側の矢印Ｙ’の方向に沿って固定部分２１６ａに向けて動かされ、遂には固定及び移動可能部分２１６ａ，２１６ｂの端面２３６ａ，２３６ｂがもはやホイールＷの外周面ＷＣにおける互いに反対側を向いた部分に接触していないようになる（例えば図１１Ｇ参照）。移動可能部分２１６ｂは、固定部分２１６ａに向けて付勢されるように、例えばばね（図示せず）などによって付勢されていてもよい。
【００５６】
ある実施形態では、図１１Ｇを参照すると、一旦、ロボットアーム２０２がホイールＷ及びタイヤＴを矢印Ｐ７の方向に沿って動かすと、タイヤＴの第２のビードＢ２は、ホイールＷのドロップセンターＤＣと第２のビード座Ｓ２との一つ以上の近傍に完全に配置され得る。さらに、図１１Ｃから図１１Ｇまでに漸次的にみられるように、複数の車輪又はローラ２１８がタイヤＴの軸方向端部／側壁ＴＡの最初の３分の１（例えば図１１Ｄ参照）、最初の半分（例えば図１１Ｅ参照）、及び最後の３分の１（例えば図１１Ｆ参照）と係合するに従って、タイヤＴの第１のビードＢ１は、少なくともホイールＷの第１のビード座Ｓ１の近傍へさらに移動され又は据え付けられ得る。一旦、例えば図１１ＧにみられるようにタイヤＴがホイールＷに取り付けられると、ロボットアーム２０２がタイヤＴ及びホイールＷを後続のタイヤＴを膨張するためのワークステーションへ進めてもよく、あるいは、必要に応じて、エンドエフェクタ２０４がホイールＷをロボットアーム２０２から解放してもよい。
【００５７】
次に、図１２Ａを参照すると、本発明の一実施形態による、システム２００を使用してタイヤＴとホイールＷとを取り付けるためのもう一つの方法が説明されている。上で説明されたように、ロボットアーム２０２とエンドエフェクタ２０４との一つ以上をジョイント／揺動点２３２に対して矢印Ｐ１−Ｐ６に沿って揺動させるのでなく、ロボットアーム２０２とエンドエフェクタ２０４との一つ以上は、ジョイント／揺動点２３２に対して矢印Ｑ１，Ｑ２の方向に沿って揺動される。さらに、前述の開示において説明されるであろうように、ロボットアーム２０２とエンドエフェクタ２０４との一つ以上は、矢印Ｚ’及びＸの方向に沿う「ドロップ（降下）・アンド・スウィープ（通過）」運動で、動かされる。
【００５８】
最初に図１２Ａを参照すると、例えば図１２Ｂに示されるようにホイールＷの軸方向端部／側壁ＷＡをタイヤＴの第１の／上方の軸方向端部／側壁ＴＡ１の近傍に配置させるために、ロボットアーム２０２及びエンドエフェクタ２０４がタイヤ支持部２０８に向けて矢印Ｚ’の方向に沿って動かされる際、エンドエフェクタ２０４はジョイント／揺動点２３２に対して矢印Ｑ１の方向に沿って時計回りに揺動され、同時にロボットアーム２０２はジョイント／揺動点２３２に対して矢印Ｑ２の方向に沿って時計回りに揺動されてもよい。ある実施形態では、矢印Ｚ’の方向に沿う更なる運動の結果、図１２Ｃにみられるように、ホイールＷのドロップセンター部ＤＣの一部がタイヤＴの第１のビードの一部Ｂ１’の近傍に移動され、同時にホイールＷの第２のビード座Ｓ２の一部がタイヤＴの第１及び第２のビードＢ１’，Ｂ２’の間に配置される。
【００５９】
図１２Ｄを参照すると、ロボットアーム２０２及びエンドエフェクタ２０４の矢印Ｚ’の方向に沿う更なる運動の結果、タイヤＴの第２のビードの一部Ｂ２’はホイールＷのドロップセンター部ＤＣと第２のビード座Ｂ２’’の一つ以上に実質的に隣接して配置され、同時に、ホイールＷの一部がタイヤＴの一部を実質的に「押しつぶす」ことにより、タイヤＴの第１のビードの一部Ｂ１’’とタイヤＴの第２のビードの一部Ｂ２’’とを互いに実質的に隣接して又は近傍に配置させるように、ホイールＷの軸方向端部／側壁ＷＡの一部はタイヤＴの第１の／上方の軸方向端部／側壁ＴＡ１に隣接して配置される。さらに、図１２Ｄにみられるように、ロボットアーム２０２及びエンドエフェクタ２０４の矢印Ｚ’の方向に沿う更なる運動の結果、タイヤＴの第１のビードの一部Ｂ１’は、ホイールＷのドロップセンター部ＤＣからさらに離間して、ホイールＷの第１のビード座Ｓ１の近傍により近接して配置される。
【００６０】
図１２Ｄにおいて上で説明されたロボットアーム２０２及びエンドエフェクタ２０４の矢印Ｚ’の方向に沿う運動は、上で説明された「ドロップ・アンド・スウィープ」運動のの「ドロップ」運動を完了する。「スウィープ」運動は、次に、図１２Ｄ−図１２Ｈに示されるように、ロボットアーム２０２を矢印Ｑ３の方向に沿って動かすことによって開始される。
【００６１】
図１２Ｉ−図１２Ｌにみられるように、矢印Ｑ３の方向に沿う運動は、矢印Ｐ７の方向に関連して上で説明されたのと同様に、矢印Ｘの方向と概ね同一の方向に向けられている。さらに、ある実施形態では、ロボットアーム２０２の矢印Ｑ３の方向に沿う運動は、矢印Ｘの方向に沿う一つ以上の略直線的なセグメントＱ３Ｌ１，Ｑ３Ｌ２と、矢印Ｘ及びＹ（例えば図１２Ｉ及び図１２Ｊ参照）の各々の成分あるいは矢印Ｘ及びＹ’（例えば図１２Ｌ参照）の各々の成分を含む一つ以上の略非直線的なセグメントＱ３ＮＬと、を含んでもよい。
【００６２】
図１２Ｄ−図１２Ｌに図示されるように、固定及び移動可能部分２１６ａ，２１６ｂは、図１１Ａ−図１１Ｊにおいて上で説明されたのと同様に、タイヤＴの第１及び第２のビードＢ１，Ｂ２が最終的に少なくともホイールＷの第１及び第２のビード座Ｓ１，Ｓ２の近傍に据え付けられるように、タイヤＴとホイールＷとに作用する（例えば図１２Ｈに示されるように）。図１１Ａ−図１１Ｊ及び図１２Ａ−図１２Ｌに記載された実施形態の基本的な差異は、前者では、タイヤ操作プロセスの初期の段階でホイールＷの軸方向端部／側壁ＷＡの少なくとも一部を第１及び第２のビードＢ１，Ｂ２の間に配置させるために（例えば図１１Ｄ参照）、ロボットアーム２０２とエンドエフェクタ２０４との一つ以上が矢印Ｐ１−Ｐ６に沿う方向の一つ以上に揺動されたのに対し、後者においては、タイヤ操作プロセスの初期の段階で図１２Ｄに示されるようにホイールＷの軸方向端部／側壁ＷＡをタイヤＴの第１の／上方の軸方向端部／側壁ＴＡ１の一部に隣接して配置させるために、ロボットアーム２０２とエンドエフェクタ２０４とが矢印Ｐ１−Ｐ６に象徴されるような一つ以上の揺動運動に割り込まれることなしに実質的にドロップ（降下）されることである。
【００６３】
ある実施形態では、図１２Ａ−図１２Ｌにおいて説明された方法は、矢印又は方向Ｐ１−Ｐ６に沿う複数の運動がなく、取付プロセスに掛かる時間が節約され得るという事実から、図１１Ａ−図１１Ｊにおいて説明された方法に対して、より好適であり得ると理解される。さらに、ある実施形態では、図１２Ａ−図１２Ｌにおいて説明された方法は、比較的薄い又は柔らかいなどの軸方向端部／側壁ＴＡ１，ＴＡ２を有するタイヤＴに適合し得る一方で、図１１Ａ−図１１Ｊに示され説明された方法は、例えばラン・フラットタイヤなどのように、比較的堅い軸方向端部／側壁ＴＡ１，ＴＡ２を有するタイヤＴに適合し得ると理解される。しかし、何れの方法も、特定のタイプ又はスタイルのタイヤＴに限定されるものではなく、任意のタイプ又はスタイルのタイヤＴをホイールＷに取り付けるために採用し得ると理解される。
【００６４】
図９−図１２Ｇに記載された発明が、タイヤをホイールに取り付ける際に使用される伝統的なインストールツール（例えばフィッティングツール、圧力ローラホイール、ツールパックなど）の使用を排除する点に、留意することが重要である。本発明のこの態様は、正確には、「ツール・レス」取付システムと特徴付けられる。ある実施形態では、本発明は、ホイール及び／又はタイヤの少なくとも一つが取付ツールとして（又は取付ツールの少なくとも一つとして）機能するように操作される取付システムとも理解される。ある実施形態では、タイヤ又はホイールの一方は原動機によって操作され、他方は受け身のままでいる（すなわち、受け身のコンポーネントは、原動機によって駆動されるコンポーネントに対して、厳密な物理学的意味において、如何なる積極的な仕事をもしない）。このアプローチは、ホイールを固定された状態に維持しつつタイヤをホイールに取り付ける方法において、タイヤを変形させる（例えばツールパックなどの）ツールの使用を含む全ての伝統的な方法とは、大幅に異なる。
【００６５】
本発明は、特定の好適な実施形態を参照して説明された。しかし、上で説明された好適な実施形態以外の特定の形態によっても本発明を実施することができることは、当該技術の分野に精通する者にとって明らかであろう。これは、本発明の要旨から逸脱することなく、実施され得るものである。好適な実施形態は、単に説明のための一例に過ぎず、本発明を如何様にも限定するものとみなされるべきではない。本発明の範囲は、前述の説明によってではなく、添付の特許請求の範囲及びこれと均等の範囲によって定められる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
0005675644.tif 000003
【図１Ｃ】
0005675644.tif 000004
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
0005675644.tif 000006
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
0005675644.tif 000008
【図３】
0005675644.tif 000009
【図４Ａ】
0005675644.tif 000010
【図４Ｂ】
0005675644.tif 000011
【図４Ｃ】
0005675644.tif 000012
【図４Ｄ】
0005675644.tif 000013
【図５Ａ】
0005675644.tif 000014
【図５Ｂ】
0005675644.tif 000015
【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
0005675644.tif 000018
【図７Ａ】
0005675644.tif 000019
【図７Ｂ−７Ｄ】
0005675644.tif 000020
【図７Ｅ】
0005675644.tif 000021
【図８】
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【図９】
0005675644.tif 000023
【図１０】
0005675644.tif 000024
【図１１Ａ】
0005675644.tif 000025
【図１１Ｂ】
0005675644.tif 000026
【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
0005675644.tif 000028
【図１１Ｅ】
0005675644.tif 000029
【図１１Ｆ】
0005675644.tif 000030
【図１１Ｇ】
0005675644.tif 000031
【図１１Ｈ】
0005675644.tif 000032
【図１１Ｉ】
0005675644.tif 000033
【図１１Ｊ】
0005675644.tif 000034
【図１１Ｋ】
0005675644.tif 000035
【図１２Ａ】
0005675644.tif 000036
【図１２Ｂ】
0005675644.tif 000037
【図１２Ｃ】
0005675644.tif 000038
【図１２Ｄ】
0005675644.tif 000039
【図１２Ｅ】
0005675644.tif 000040
【図１２Ｆ】
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【図１２Ｇ】
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【図１２Ｈ】
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【図１２Ｉ】
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【図１２Ｊ】
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【図１２Ｋ】
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【図１２Ｌ】
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