(57)【要約】  タイヤユニフォミティマシン内にタイヤを位置決めするためのチャッキング装置が、上部チャックアセンブリと、当該上部チャックアセンブリと協働してタイヤをそれらの間に捕捉する下部チャックアセンブリと、前記タイヤを前記上部チャックアセンブリと係合させるように移動させる前記下部チャックアセンブリに結合されたデュアルピストンシリンダと、を備える。前記デュアルピストンシリンダは、軸方向に伸びる内側ピストンロッドを有しており、そこから軸方向に、現場で交換可能な内側ピストンステムが延びている。
2021518825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤユニフォミティマシン内にタイヤを位置決めするためのチャッキング装置であって、
上部チャックアセンブリと、
前記上部チャックアセンブリと協働してタイヤをそれらの間に捕捉する下部チャックアセンブリと、
前記タイヤを前記上部チャックアセンブリと係合させるように移動させる前記下部チャックアセンブリに結合されたデュアルピストンシリンダと、
を備え、
前記デュアルピストンシリンダは、軸方向に伸びる内側ピストンロッドを有しており、そこから軸方向に、現場で交換可能な内側ピストンステムが延びている
ことを特徴とするチャッキング装置。
【請求項２】
前記下部チャックアセンブリは、更に、
軸方向に貫通して延びるノーズコーン開口を有するノーズコーンシャフトであって、前記ノーズコーン開口は内壁によって形成されており、ベースシートが前記内壁から内向きに延びている、ノーズコーンシャフトと、
前記現場で交換可能な内側ピストンステムの一端に固定されたロックナットと、
前記ベースシートによって支持されたニードルスラストベアリングと、
前記ロックナットと前記ニードルスラストベアリングとの間に介在されたバネと、
を有している
ことを特徴とする請求項１に記載のチャッキング装置。
【請求項３】
前記ノーズコーンシャフトは、それを横切って延在して前記ニードルスラストベアリングと位置合わせされてその近傍に潤滑流体を供給するバネ潤滑穴を有する
ことを特徴とする請求項２に記載のチャッキング装置。
【請求項４】
前記現場で交換可能な内側ピストンステムは、前記内側ピストンロッドに固定されるカラーとは反対側にナット端部を有するステム本体を有しており、
前記ステム本体は、それを横切って延在して前記バネ潤滑穴と実質的に位置合わせされた中央クロス穴を有する
ことを特徴とする請求項３に記載のチャッキング装置。
【請求項５】
前記ステム本体は、前記バネ潤滑穴と交差してそれを通る潤滑流体の通過を促す軸方向オリフィスを有する
ことを特徴とする請求項４に記載のチャッキング装置。
【請求項６】
前記下部チャックアセンブリは、更に、
軸方向に貫通して延びるノーズコーン開口を有するノーズコーンシャフトであって、前記ノーズコーン開口は内壁によって形成されており、スペーサシートが前記内壁から内向きに延びている、ノーズコーンシャフトと、
スペーサであって、それを横切って延在するスペーサクロス穴を有し、前記スペーサシートに隣接して位置決めされた、スペーサと、
前記スペーサと前記スペーサシートとの間に受容されたニードルスラストベアリングと、
を有しており、
前記現場で交換可能な内側ピストンステムは、前記ニードルスラストベアリングと前記スペーサとを通って延びている
ことを特徴とする請求項１に記載のチャッキング装置。
【請求項７】
前記ノーズコーンシャフトは、それを横切って延在して前記スペーサクロス穴と位置合わせされてその近傍に潤滑流体を供給するスペーサ潤滑穴を有する
ことを特徴とする請求項６に記載のチャッキング装置。
【請求項８】
前記現場で交換可能な内側ピストンステムは、前記内側ピストンロッドに固定されるカラーとは反対側にナット端部を有するステム本体を有しており、
前記ステム本体は、それを横切って延在して前記スペーサクロス穴と実質的に位置合わせされた下方クロス穴を有する
ことを特徴とする請求項７に記載のチャッキング装置。
【請求項９】
前記ステム本体は、前記下方クロス穴と交差してそれを通る潤滑流体の通過を促す軸方向オリフィスを有する
ことを特徴とする請求項８に記載のチャッキング装置。
【請求項１０】
前記下部チャックアセンブリは、更に、
軸方向に貫通して延びるノーズコーン開口を有するノーズコーンシャフトであって、前記ノーズコーン開口は内壁によって形成されており、前記内壁を横切って延在するバネ潤滑穴及びスペーサ潤滑穴を有している、ノーズコーンシャフト
を有しており、
前記現場で交換可能な内側ピストンステムは、前記ノーズコーン開口内に延びており、
前記現場で交換可能な内側ピストンステムは、軸方向オリフィスを有し、それを横切って延在して前記軸方向オリフィスと交差する中央クロス穴及び下方クロス穴を有し、
前記中央クロス穴は、前記バネ潤滑穴と実質的に位置合わせされており、
前記下方クロス穴は、前記スペーサ潤滑穴と実質的に位置合わせされている
ことを特徴とする請求項１に記載のチャッキング装置。
【請求項１１】
タイヤユニフォミティマシンのチャッキング装置内で用いられる下部チャックアセンブリであって、
軸方向に移動可能な外側ピストンロッドと、当該外側ピストンロッドに対して軸方向に移動可能であってステム開口を有する内側ピストンロッドと、を有するデュアルピストンシリンダと、
前記ステム開口内に取り外し可能に受容され、前記内側ピストンロッドから軸方向に延びる内側ピストンステムと、
前記内側ピストンステムを摺動可能に受け入れるノーズコーン開口を有するノーズコーンシャフトと、
を備えたことを特徴とする下部チャックアセンブリ。
【請求項１２】
前記ノーズコーン開口は、内壁によって形成され、
ベースシートが、前記ノーズコーンシャフトの一端に近位の前記内壁から内向きに延在しており、
グリースフィッティングを有するノーズコーンプラグが、前記ベースシートとは反対側の一端で前記ノーズコーン開口内に受容されており、
潤滑流体が、前記グリースフィッティングを介して、前記ノーズコーン開口内に供給される
ことを特徴とする請求項１１に記載の下部チャックアセンブリ。
【請求項１３】
前記内側ピストンステムを前記ノーズコーン開口内に固定する付勢機構
を更に備え、
前記内側ピストンステムは、軸方向オリフィスと、それを貫通して延在して前記軸方向オリフィスと交差して潤滑流体がそれを通過することを許容する少なくとも１つのクロス穴と、を有している
ことを特徴とする請求項１２に記載の下部チャックアセンブリ。
【請求項１４】
前記ノーズコーンシャフトは、それを横切って延在して前記ノーズコーン開口と連通する少なくとも１つの潤滑穴を有しており、
前記少なくとも１つのクロス穴は、前記少なくとも１つの潤滑穴と実質的に整列されている
ことを特徴とする請求項１３に記載の下部チャックアセンブリ。
【請求項１５】
前記ノーズコーンシャフトは、前記ノーズコーンプラグとは反対側の一端で前記内壁から延在するスペーサシートを有しており、
スペーサが、前記スペーサシートに受容されており、
前記スペーサは、スペーサスラストベアリングを保持すると共に、それを貫通するスペーサクロス孔を有しており、
前記スペーサクロス孔は、前記少なくとも１つのクロス穴及び前記少なくとも１つの潤滑穴と実質的に整列されている
ことを特徴とする請求項１４に記載の下部チャックアセンブリ。
【請求項１６】
前記付勢機構は、
前記内側ピストンステムの一端に固定されたネジ付きナットと、
前記ベースシートによって支持されたシートスラストベアリングと、
前記ネジ付きナットと前記シートスラストベアリングとの間に介在されたバネと、
を有する
ことを特徴とする請求項１５に記載の下部チャックアセンブリ。
【請求項１７】
前記内側ピストンステムは、中央クロス穴及び下方クロス穴を有しており、それらの両方がそれを通って横方向に延在しており、及び、それらの両方が前記軸方向オリフィスと交差しており、
前記ノーズコーンシャフトは、前記中央クロス穴と実質的に整列されたバネ潤滑穴と、前記下方クロス穴と実質的に整列されたスペーサ潤滑穴と、を有している
ことを特徴とする請求項１６に記載の下部チャックアセンブリ。
【請求項１８】
前記内側ピストンステムを前記ノーズコーン開口内に固定する付勢機構
を更に備え、
前記内側ピストンステムは、軸方向オリフィスと、それを横切って延在して前記軸方向オリフィスと交差する中央クロス穴及び下方クロス穴と、を有しており、
前記ノーズコーンシャフトは、それを横切って延在して前記中央クロス穴と実質的に整列されたバネ潤滑穴と、それを横切って延在して前記下方クロス穴と実質的に整列されたスペーサ潤滑穴と、を有しており、
前記ノーズコーン開口内に充填された潤滑流体が、前記軸方向オリフィスを通って、前記中央クロス穴及び前記バネ潤滑穴内、並びに、前記下方クロス穴及び前記スペーサ潤滑穴内、に流入可能であって、前記ノーズコーンの外部へと流動可能である
ことを特徴とする請求項１２に記載の下部チャックアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ試験、及び、そのような試験を実施するために使用されるタイヤユニフォミティマシン、に関しており、より具体的には、異なるビード幅間隔のタイヤに対応するように試験に先立ってそのようなマシン内で迅速かつ正確にタイヤをチャッキングするための自動調整シリンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、必ずしもタイヤユニフォミティマシンに限定されないが、そのようなマシンに特に適用可能である。そのようなタイヤユニフォミティマシンは、一般に、対向する関係で配置された上リムと下リムとを含み、下リムは、上リムに向かうように、または上リムから離れるように、移動可能である。
【０００３】
下リムは、最初は、コンベヤの高さに配置され、試験対象の各タイヤを当該コンベヤから受容し、タイヤビードが当該リム上に着座する。これに続いて、当該リム及びタイヤが上昇され、タイヤの反対側のビードが上リムに係合する。このために、下リムは、一般に、上リムの中央凹部と係合可能なセンタリングコーンを保持しており、それらのリムを互いに対して正確に位置決めする。
【０００４】
タイヤが位置決めされて膨張されると、上リムは所定の速度で回転され、タイヤに負荷をかけるべくロードホイールがタイヤのトレッドとの係合状態に入って出るように移動され、実際の動作条件をシミュレートする。このようにシミュレーションされる動作条件の下で、タイヤの様々な特性を測定するべく、複数の感知及び試験装置が通常これらの機械に関連付けられている。
【０００５】
精度は、勿論、あらゆる試験手順において最も重要である。従って、タイヤの適切な着座は、当該手順での正確な試験にとって重要である。更に、この精度を達成するという問題は、通常のタイヤ製造施設では悪化される。なぜなら、タイヤは、多かれ少なかれ連続ベースで試験機のコンベヤに提供され、あるタイヤから次のタイヤへと様々な異なるビード幅の間隔での試験要求を有するからである。これらの異なるビード幅の間隔に対応するための手段を提供することが望ましいため、上リムと下リムとの間のギャップを何らかの態様で調整することが必要である。
【０００６】
ビード幅の間隔を変更する最も基本的な方法は、特定の固定されたビード幅の間隔を有する複数のリムを製造することである。この時、リムは、様々なビード幅の間隔に対応するべく、交換される。従来技術において一般的な別の実践法は、下リムアセンブリのソケットからコーンを取り外し、それらを異なる長さのものと交換することによって、ビードの幅を調整することである。この態様では、ユニットが閉じられる時、上リムと下リムとの間の間隔が調整され得る。しかしながら、明らかに、両方法ともに時間を要し、動作が実質的に連続的であることが意図されてダウンタイムが回避されるべきである生産シナリオでは、実際には実践的ではない。
【０００７】
この問題に対する別の従来技術の解決策は、上リムと下リムとの間のスペースが要求されるビード幅の間隔よりも小さくなるまで下リムを持ち上げ、タイヤを膨張させ、次いで、下リムを要求されるビード幅の間隔まで下げることである。これは、タイヤの幅を感知して所望のリム間隔に調整する一連のセンサ及び制御デバイスによって達成される。このアプローチの難点は、主に速度の欠如である。生産環境では、生産ラインの動作に干渉しない程度に迅速に当該調整を実施可能であることが望まれる。
【０００８】
前述の問題を解決する１つの試みが、タイヤユニフォミティマシンのためのビード幅調整装置という名称の米国特許第５，７１９，３３１号に開示されている。当該特許文献は、当該参照により本明細書に組み込まれる（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ  ｂｙ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）。当該従来技術の構成が、図１に示されている。ビード幅調整装置が、全体として符号１０で示されており、タイヤユニフォミティマシンによって保持されている。タイヤユニフォミティマシンの一部が、フレーム１２によって示されている。装置１０は、大文字Ｔで示されたタイヤを受容する。タイヤは、対向するビードを有しており、その各々が、大文字Ｂで示されている。当該対向するビードが、タイヤの内径を形成している。装置１０は、対向するビードと係合して、膨張、試験及び検査のためにタイヤを密封する。タイヤは、コンベアテーブル（不図示）によって、装置１０に送られる。
【０００９】
装置１０は、コンベヤテーブル（不図示）上に位置決めされた上部チャックアセンブリ１４と、テーブルの下方に位置決めされた下部チャックアセンブリ１６と、を備えている。テーブルは、それを貫く開口を有している。下部チャックアセンブリ１６が、必要に応じて、当該開口内に伸長し得て、及び、当該開口から後退し得て、タイヤＴが当該チャックアセンブリ１６の直上に位置決めされたときに当該タイヤＴに係合し得る。
【００１０】
図１及び図２に最も良く見られるように、符号２０によって全体的に示されるデュアルピストンシリンダが、下部チャックアセンブリ１６に接続され、下部チャックアセンブリ１６を支持している。デュアルピストンシリンダ２０は、シリンダハウジング２２を有しており、当該シリンダハウジング２２は、油圧流体ポート２４を提供している。当該油圧流体ポート２４は、ピストンシリンダ２０内に維持されたピストンを操作するための油圧流体を受容する。
【００１１】
特に、デュアルピストンシリンダは、内側ピストンシリンダ２６を含み、当該内側ピストンシリンダ２６から軸方向に内側ピストンロッド２８が延びている。シリンダハウジング２２は、外側チャンバ３２を形成しており、当該外側チャンバ３２は、外側ピストンシリンダ３４を摺動可能に受容している。当該外側ピストンシリンダ３４から、外側ピストンロッド３６が延びている。外側ピストンロッド３６は、外側チャンバ３２内で環状に維持される。外側ピストンロッド３６が、内側チャンバ４０を形成し、当該内側チャンバ４０内で、内側ピストンシリンダ２６及び内側ピストンロッド２８が摺動可能に受容され、軸方向に移動可能となっている。外側ピストンロッド３６はまた、内側チャンバシート４２を形成しており、内側ピストンシリンダ２６がその上に載っている。内側チャンバ４０はまた、内側チャンバシート４２から軸方向に離れた内側チャンバシール４４を提供する。
【００１２】
当該シート４２及び当該シール４４が、外側ピストンロッド３６に対する内側ピストンロッド２８の伸長及び後退を許容するストロークを規定する。換言すれば、油圧流体がデュアルピストンシリンダを満たす時、油圧流体は最初に内側ピストンシリンダ２６に作用して、それを軸方向上方に移動する。内側ピストンシリンダが移動を開始した後、油圧流体は、外側ピストンシリンダ３４及びそれに取り付けられた外側ピストンロッド３６を軸方向上方に移動するような態様で、デュアルピストンシリンダを満たす。後に詳細に説明されるように、内側ピストンロッドと外側ピストンロッドとによるこの作用は、タイヤと係合するように下部チャックアセンブリ１６を持ち上げるように機能する。
【００１３】
内側ピストンロッド２８は、軸方向に延びるステム４８を含んでおり、当該ステム４８は、ステム棚部５０から延びている。当該ステム４８は、ステム棚部５０の反対側においてネジ付き端部５２を含み得る、ないし、提供し得る。
【００１４】
図１を再び参照して、下部チャックアセンブリ１６は、一端で外側ピストンロッド３６に固定された外側スピンドル装置５６を含んでいる。当該スピンドル装置５６の反対側の端部は、下リム６０に接続されている。下リム６０は、半径方向に延びるリップ６２を提供している。当該リップ６２は、アセンブリが組み合わされる時、タイヤの下部ビードをシールする。
【００１５】
内側スピンドル装置６６が、外側スピンドル装置５６内に回転可能に受容されている。当該内側スピンドル装置６６は、内側ピストンロッド２８、特にステム４８、に付勢的に固定されている。細長ノーズコーンシャフト６８が、内側スピンドル装置６６からステム４８と反対側の端部で軸方向に延びている。細長ノーズコーンシャフト６８は、先細ノーズ６９を有しており、当該先細ノーズ６９は、内側スピンドル装置と共に、軸方向に移動して回転する。ノーズコーンシャフト６８は、それを貫く軸方向コーン開口７０を有している。ベースシート７２が、コーン開口７０を形成するノーズコーンシャフト６８の内面から半径方向内向きに延びている。当該ベースシート７２は、ステム４８を摺動可能に受容するステム開口７３を提供している。詳細図の図１Ａで最も良く分かるように、ファスナ７４が、内側ピストンロッド２８を内側スピンドル装置６６に固定するように、ネジ付き端部５２に接続している。図示の実施形態では、バネ７６が、ファスナ７４の下面とベースシート７２との間に介在していてもよい。
【００１６】
下リム６０の反対側に位置決めされた内側スピンドル装置６６の一端に、端部ボア７８が設けられ得る。当該端部ボア７８は、軸方向端部ボア面８０を含み得て、当該軸方向端部ボア面８０から端部ボア側壁８２が実質的に垂直に延びている。スペーサ８４が、内側ピストンロッドのステム棚部５０によって保持され得る。当該スペーサ８４は、スペーサ棚部８６を提供する。シール８８が、当該スペーサの外側半径方向面と端部ボア側壁８２との間に環状に延び得る。スラストベアリング９０が、端部ボア面８０とスペーサ棚部８６との間に位置決めされ得る。
【００１７】
グリースフィッティング９１を有するプラグが、コーン開口７０内に受容されている。当該フィッティング９１とベースシート７２との間の当該開口の領域７０’が、ステム開口７３内のステム４８の摺動可能な動きを潤滑するようにグリースで満たされている。ノーズコーンシャフトはまた、グリースが領域７０’とノーズコーンシャフト６８の外面との間で流動的に移送され得るように、選択された位置にクロス潤滑穴９３を有する。
【００１８】
内側チャックアセンブリ１６及びノーズコーン６８は、上部チャックアセンブリ１４と軸方向に整列している。上部チャックアセンブリ１４は、ノーズコーン６８を受容するように軸方向に整列された凹部９４を有する本体部９２を含んでいる。当業者は、空気供給部が当該凹部９４を通して接続され、タイヤＴ内にその膨張のために流入する、ということを理解するであろう。本体部９２は、チャックアセンブリが組み合わされる時、タイヤの上部ビードと係合してそれをシールする上リム９６を提供する。
【００１９】
作動時、チャッキング装置１０は、タイヤユニフォミティマシンに関連する制御システムに関連付けられる。タイヤがチャッキング装置に入る前に、タイヤのサイズ及びタイヤに関する他の関連情報が制御システムによって受信される。この情報は、受け取ったタイヤのビード幅を決定するために使用される。タイヤが上部チャックアセンブリと下部チャックアセンブリの間に位置決めされると、制御システムは、油圧油または油圧流体をデュアルピストンシリンダ２０内に流入させて、内側ピストンが上方に延びるようにする。これにより、ノーズコーンがすぐに上向きに延び、その後すぐに、外側ピストンロッドが延び始め、タイヤが下リム６０に受け入れられるようにする。ピストンロッド２８、３６が延びているとき、ユニフォミティマシンに関連付けられたセンサが下部チャックアセンブリ１６の動きを追跡し、その情報を制御システムにフィードバックする。次に、ノーズコーンが上部チャックアセンブリの凹部にしっかりと着座されるまで、下部チャックアセンブリは上昇し続ける。この時、ノーズコーンと上部チャックアセンブリとの間に適切な力が発生するまで、油圧油はデュアルピストンシリンダ内に送られ続ける。ノーズコーンがしっかりと着座されると、下リムが所定のタイヤ膨張位置に到達して、そこでタイヤが膨張され得る。タイヤが凹部９４を通じて膨張されると、制御システムは、必要に応じて、外側ピストンロッド３６及び内側ピストンロッド２８を介して、下リムを所定の情報で提供されるような設定位置に移動させる。結果として、タイヤは、様々なビード幅の間隔に対応するように正確に位置決めされる。この時、膨張されたタイヤに対して任意の適切な試験及び検査が行われ得る。
【００２０】
試験が完了すると、流体は、デュアルピストンシリンダから抜き出される。これが生じると、ファスナ７４及び関連するバネ７６が細長いノーズコーンを下向きに引っ張り、有意な（大きな）力が内側ピストンロッド２８及び関連する付勢構成要素、すなわち、バネ及びスラストベアリング９０、に加えられる。
【００２１】
前述のチャッキングアセンブリ及び装置は有効であるが、ノーズコーンへの取り付けのための内側ピストンロッド及び関連機構の設計及び構成は、幾つかの問題を呈している。具体的には、内側ピストンロッド及び関連する付勢機構に適用される動作応力により、内側ピストンロッドが破損し得る。別の欠点は、バネ７６とスラストベアリング９０の周りの不十分な潤滑剤到達領域の結果であると考えられる。結果として、バネ７６とベアリング９０は、長期間の使用後には壊れてしまい、壊れた部品がステムの破損を招いてしまう。結果として、内側ピストンロッドを交換するために、有意な（顕著な）ダウンタイムが発生し、また、当該交換部品は非常に高価である。更に、内側ピストンロッドを外側ピストンロッドに正確に位置決めするために、内側ピストンシリンダが、デュアルピストンシリンダの他の構成要素に対してサイズ決定されなければならない。従って、内側ピストンシリンダ及び／または内側ピストンロッドが破損する場合、デュアルピストンシリンダ７０の全体が交換される必要がある。
【００２２】
従って、応力をより良好に吸収し、潤滑を改善し、破損しにくく、デュアルピストンシリンダの全体の交換ではなく内側ピストンシリンダのみまたは内側ピストンシリンダの一部のみの現場での交換を許容するような、デュアルピストンシリンダ内で利用される内側ピストンロッドに対するニーズが、当該技術分野において存在している。
【発明の概要】
【００２３】
前記に照らして、本発明の第１の特徴は、ビード幅調整装置と共に使用される自動調整シリンダを提供することである。
【００２４】
本発明の別の特徴は、タイヤユニフォミティマシン内にタイヤを位置決めするためのチャッキング装置であって、上部チャックアセンブリと、前記上部チャックアセンブリと協働してタイヤをそれらの間に捕捉する下部チャックアセンブリと、前記タイヤを前記上部チャックアセンブリと係合させるように移動させる前記下部チャックアセンブリに結合されたデュアルピストンシリンダと、を備え、前記デュアルピストンシリンダは、軸方向に伸びる内側ピストンロッドを有しており、そこから軸方向に、現場で交換可能な内側ピストンステムが延びていることを特徴とするチャッキング装置を提供することである。
【００２５】
本発明の更に別の特徴は、タイヤユニフォミティマシンのチャッキング装置内で用いられる下部チャックアセンブリであって、軸方向に移動可能な外側ピストンロッドと、当該外側ピストンロッドに対して軸方向に移動可能であってステム開口を有する内側ピストンロッドと、を有するデュアルピストンシリンダと、前記ステム開口内に取り外し可能に受容され、前記内側ピストンロッドから軸方向に延びる内側ピストンステムと、前記内側ピストンステムを摺動可能に受け入れるノーズコーン開口を有するノーズコーンシャフトと、を備えたことを特徴とする下部チャックアセンブリを提供することである。
【００２６】
本発明のこれらの及び他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、及び、添付の図面に関連して、より良好に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来技術のビード幅調整装置の正面図である。
【図１Ａ】従来技術のビード幅調整装置内で用いられる内側ピストンロッド及び関連する付勢機構の詳細図である。
【図２】従来技術のビード幅調整装置と共に用いられる従来技術のデュアルピストンシリンダの断面図である。
【図３】本発明の概念に従う、部分断面で示された、チャッキング装置の一部である下部チャックアセンブリの正面図である。
【図４】本発明の概念に従う、畳み位置にある下部チャックアセンブリ内で用いられるデュアルピストンシリンダの正面図である。
【図４Ａ】本発明の概念に従う、デュアルピストンシリンダから延びる内側ピストンロッドの拡大分解図である。
【図５】本発明の概念に従う、部分断面で示された、チャッキング装置の一部である、部分的に延びた内側ピストンロッドである。
【図６】本発明の概念に従う、完全に延びた位置での、下部チャックアセンブリ内で用いられる内側ピストンロッド及び外側ピストンロッドである。
【図７】本発明の概念に従う、デュアルピストンシリンダの内側ピストンロッドに接続されたノーズコーンシャフトの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図３を参照すると、下部チャックアセンブリが全体として符号１００で示されている。下部チャックアセンブリ１００は、図１及び図２に示されるチャッキング装置１０において利用され得る。詳細な説明が進むにつれて理解されるように、下部チャックアセンブリ１００は、前述の下部チャックアセンブリ１６とは異なる多くの修正点を有する。全体として、下部チャックアセンブリ１００及び選択された構成要素は、前述の従来技術のチャックアセンブリで指摘された欠陥を克服する利点を提供する。
【００２９】
図３、図４、図４Ａ、図５及び図６を参照すると、デュアルピストンシリンダが全体として符号１０２で示されている。当該シリンダ１０２は、下部チャックアセンブリと共に用いられ得て、従来技術と同じ構成要素のほとんどを組み込んでいるが、幾つかの構成要素は、後で説明されるように、異なって構成されている。そして、デュアルピストンシリンダ１０２は、下部チャックアセンブリを介して上部チャックアセンブリ１４に対して依然として協働する。特に、デュアルピストンシリンダ１０２は、内側ピストンロッド１０６を提供する。デュアルピストンシリンダ１０２の多くの外側の構成要素は、デュアルピストンシリンダ２０と類似または同一である。特に、シリンダハウジング２２、作動流体ポート２４、内側ピストンシリンダ２６、外側チャンバ３２、外側ピストンシリンダ３４、外側ピストンロッド３６、内側チャンバ４０、内側チャンバシート４２、及び、内側チャンバシール４４は、デュアルピストンシリンダ２０と同様に、デュアルピストンシリンダ１０２でも実質的に同様である。様々な構成要素の配置に幾つかの変更があり得るが、デュアルピストンシリンダ１０２の全体的な動作は、背景技術の欄で説明したように上部チャックアセンブリ１４と協働するように下部チャックアセンブリ１６を上昇させるために用いられるという点でデュアルピストンシリンダ２０のそれと同様である、ということを当業者は理解するであろう。
【００３０】
内側ピストンロッド１０６は、従来技術の構成によって提供される内側ピストンロッド２８と区別可能である。特に、ロッド１０６は、軸方向ステム開口１１２を提供する。当該開口１１２は、ステムボア１１４によって形成されており、当該ステムボア１１４は、ボア半径方向面１１６を含んでいる。ボア軸方向面１１８が、ボア半径方向面１１６から実質的に垂直に延びている。ボア１１４は、更に、幾つかの実施形態において、雌ネジが設けられ得るロッド内面１２０を含み得る。
【００３１】
全体として符号１３０で示される現場で交換可能な内側ピストンステムが、ステム開口１１２内に受容されている。ステム１３０は、ステム本体１３２を含み、当該ステム本体１３２は、一端において、ネジ切りされ得るナット端部１３４を有している。ランディング面１３６が、ステム本体１３２から実質的に垂直に延在している。当該ランディング面は、ナット端部１３４に近接し得て、特にネジが設けられている場合には、最も下方のネジ山に近接し得る。カラー１４２もまた、ステム本体１３２から実質的に垂直に延在している。当該カラー１４２は、ボア半径方向面１１６内に嵌合し、当該カラー１４２の下縁１４３が、ボア軸方向面１１８と接触する。カラー１４２から更に、ネジ付きシャフト１４４が延在し得る。当該ネジ付きシャフト１４４は、ステムボア１１４内に受容されて、ロッド内面１２０と噛み合い得る。
【００３２】
図４Ａで最も良く理解されるように、ネジ付きシャフト１４４は、軸方向ステム開口１１２、特にロッド内面１２０、に取り外し可能に受容される。これにより、使用中に損傷または破損した場合に、内側ピストンステム１３０の現場での交換が可能である。
【００３３】
内側ピストンステム１３０はまた、ナット端部１３４からカラー１４２の上方の位置までステム本体１３２を通って内側に延びる軸方向オリフィス１５０を提供する。幾つかの実施形態では、中央クロス穴１５２が、ステム本体１３２を通って横方向に延びて、軸方向オリフィス１５０と交差している。また、幾つかの実施形態では、下方クロス穴１５４が、ステム本体１３２を通って横方向に延びて、軸方向オリフィス１５０と交差している。下方クロス穴１５４は、中央クロス穴１５２とカラー１４２との間に配置され得る。軸方向オリフィス１５０、中央クロス穴１５２、及び、下方クロス穴１５４の目的は、詳細な説明が進むにつれて明らかになるであろう。
【００３４】
図７を参照すると、ノーズコーンシャフトが、全体として符号１６０で示されている。当該シャフト１６０は、前述の従来技術のシャフトすなわち細長ノーズコーン６８と類似している。但し、説明されるように、内側ピストンロッド１０６及び他の特徴部と共に使用するための幾つかの修正点が存在する。当該シャフト１６０は、一端において、円錐形ノーズコーン１６２を有する。ノーズクロス穴１６４が、ノーズコーンシャフト１６０を横切って延びている。ノーズコーン開口１６６が、ノーズコーンシャフト１６０を通って軸方向に延びている。シャフト１６０は、外壁１６８と、ノーズコーン開口１６６を形成し得る内壁１７０と、を提供する。円錐形ノーズ１６２とは反対側の開口１６６の端部には、内向きに延びるベースシート１７４がある。図示の実施形態では、ベースシート１７４は、内壁１７０から実質的に垂直に内向きに延びている。
【００３５】
円錐形ノーズ１６２とは反対側の端部で、ノーズコーンシャフト１６０は、ステム端１７６を提供する。ノーズコーン開口１６６と同軸であるステム開口１７７が、ベースシート１７４からステム端１７６まで延在している。当該開口１７７は、内側ピストンステム１３０のステム本体１３２を摺動可能かつ回転可能に受容している。スペーサ側壁１８０が、ステム端部１７６から軸方向内向きに延びている。スペーサシート１７８が、スペーサ側壁１８０からステム開口１７７まで半径方向内側に延びている。
【００３６】
ステム端部１７６と円錐形ノーズ１６２との間のほぼ中間点に位置決めされたシャフト潤滑穴１８４が、外壁１６８から内壁１７０までノーズコーンシャフト１６０を貫通して延在し得る。図示のように、シャフト潤滑穴１８４は、ノーズコーンシャフトを通って直径方向に延在し得るが、幾つかの実施形態では、任意の数の穴１８４が設けられ得て、それらは任意の半径方向に延在し得る。また、ベースシート１７４の僅かに上方に位置するように位置決めされたバネ潤滑穴１８６が、ノーズコーンシャフト１６０を通って横方向に外壁から内壁まで延在し得る。また、スペーサシート１７８の僅かに下方に位置するように位置決めされたスペーサ潤滑穴１８８が、ステム端部１７６の近位でノーズコーンシャフト１６０を通って延在し得る。他の潤滑穴１８４、１８６と同様に、当該穴１８８は、ノーズコーンシャフト１６０を通って横方向に外壁から内壁１７０まで延在し得る。そして、潤滑穴１８４と同様に、潤滑穴１８６、１８８は、ノーズコーンシャフトを通って直径方向に延在し得て、任意の数であり得て、任意の半径方向に延在し得る。
【００３７】
ノーズコーンシャフト１６０はまた、その両側に、潤滑チャネル１９０を提供する。潤滑チャネル１９０は、シャフト潤滑穴１８４からバネ潤滑穴１８６及びスペーサ潤滑穴１８８まで延在している。当該チャネル１９０は、前記穴１８４、１８６、１８８によって提供される開口と交差するように構成され、それによって、内側スピンドル装置６６内に受容される時に、ノーズコーンシャフト１６０の外面上の潤滑材料の流れを促す。これは、図１の従来技術の図で最も良く理解される。また、チャネル１９０は、選択された潤滑穴１８４、１８６、１８８のみと交差してもよい、ということも理解されよう。そして、幾つかの実施形態では、潤滑チャネル１９０は、潤滑穴１８４、１８６、１８８の全てと流体的に接続されるように、シャフト１６０の減少した直径の形態であり得る。
【００３８】
それを通って軸方向に延在するプラグ穴１９６を有するノーズコーンプラグ１９４が、ノーズコーン開口１６６内に受容されている。グリースザークとも呼ばれるグリースフィッティング２００が、ノーズコーンプラグ１９４の上端に固定されている。延長部２０２が、プラグ１９４とフィッティング２００との間に延びている。当該延長部は、デブリが開口１６６内に蓄積した場合に、フィッティング２００へのより容易なアクセスを提供するように機能する。当業者は、汚染物が内部に入るのを防止するために、ザーク２００を包囲するためにザークキャップ２０４が用いられ得る、ということを理解するであろう。当該キャップはまた、タイヤの試験中に生成される空気圧がグリースザークを強制的に開いてキャビティからグリースを除去してしまうことを防止する。下部チャックアセンブリの動作の前に、当業者は、プラグ１９４からベースシート１７４までのノーズコーンシャフトの内部が潤滑流体で満たされる、ということを理解するであろう。これは、ノーズコーンプラグ１９４によってシールされたノーズコーン開口１６６の内部を、フィッティング２００を介して潤滑流体で満たすことによって、達成される。潤滑流体がノーズコーンシャフト内に満たされると、当該潤滑流体はシャフト潤滑穴１８４及びバネ潤滑穴１８６からチャネル１９０内に外向きに発散する。さらに、潤滑流体は、軸方向オリフィス１５０内に受容され、そこを通ってリブクロス穴１５２及び下方クロス穴１５４内に流れる、ということが理解されよう。ノーズコーンシャフト１６０の動き並びに当該シャフトの外部及び内部の構成要素の動きに応じて、潤滑流体はまた、様々な穴、ボア、チャネル及びオリフィスを通って、任意の方向に流れることができる。
【００３９】
付勢機構が、全体として符号２１０で示され、ステム本体１３２上に受容され得る。特に、付勢機構２１０は、ステム本体１３２の周りに嵌合し得るバネ２１２を有する。
ロックナット２１４が、当該ロックナット２１４とベースシート１７４との間にバネ２１２を保持するべく、ネジ付きナット端部１３４上に受容され得る。ベースニードルスラストベアリング２１６が、バネ２１２の一端とベースシート１７４との間に位置決めされ得る。また、バネ２１２とベースシート１７４との間に、シートブッシュ２２０も設けられており、当該シートブッシュ２２０は、ニードルスラストベアリング２１６とバネ２１２の一端との間に介在している。ステム本体は、ベースニードルスラストベアリング２１６とスペーサとによって提供される開口を通って延在している。さらに、ニードルスラストベアリング２１６及びシートブッシュ２２０は、バネ潤滑穴１８６及びステム本体１３２の中央クロス穴１５２と整列（位置合わせ）されていることが理解されよう。結果として、潤滑流体は、下部チャックアセンブリの動作中に有意な量の機械的応力を受ける付勢機構２１０内に意図的に（合目的的に）向けられる。
【００４０】
スペーサ側壁１８０とスペーサシート１７８とによって形成される領域内に、スペーサニードルスラストベアリング２２２と、当該ニードルスラストベアリング２２２を部分的に包囲し得るステムスペーサ２２４と、が受容されている。下方クロス穴１５４及びスペーサ潤滑穴１８８と全体的に整列（位置合わせ）されたスペーサクロス穴２２６が、ステムスペーサ２２４を横切って延在している。クロス穴２２６、下方クロス穴１５４及びスペーサ潤滑穴１８８のこの整列（位置合わせ）は、下部チャックアセンブリの動作中に有意な機械的応力を受ける領域に潤滑流体を供給する。実際、潤滑穴１８６、１８８の対応するクロス穴１５２、１５４との整列（位置合わせ）は、ノーズコーン開口１６６から潤滑チャネル１９０を介してノーズコーンシャフト１６０の外部への潤滑流体の流れを促す。この整列（位置合わせ）は、スラストベアリング及びバネ２１２の内部及び周囲の潤滑流体の流れを促す。
【００４１】
前述のように、作動時、内側ピストンステムは、内側ピストンロッドのネジ付き開口内に螺合されている。内側スピンドル装置の一部であるノーズコーンシャフトは、ステム１３０に対して摺動可能に組み付けられており、ロックナット２１４によって所定位置に保持されている。チャッキング動作中、内側ピストンロッド２８が外側ピストンロッドに対して伸長及び後退される時、ノーズコーンシャフトもまた伸長及び後退される。換言すれば、内側ピストンロッドが後退される時、バネ２１２が僅かに圧縮され、これらの力が、ニードルスラストベアリング２２２及びベースニードルスラストベアリング２１６によって更に吸収される。このノーズコーンシャフトの伸長及び後退の動きは、ノーズコーン開口とノーズコーンシャフトの外部との間の潤滑流体の動きを促す。更に、ノーズコーンシャフトは、外側スピンドル装置に対する内側スピンドル装置による回転を経験している可能性があることも理解されよう。これは、それらの間の潤滑流体の流れを更に促す。潤滑穴１８６、１８８に対するクロス穴１５２、１５４の整列（位置合わせ）により、（２種類の）スラストベアリングは、バネ２１２と共に十分に潤滑される。これにより、内側ピストンステムによって吸収される応力の量が顕著に減少する。異常な応力が内側ピストンステムにかかって、それが曲がったり壊れたりする場合、従来技術の構成とは対照的に、内側ピストンステムが容易に交換され得る。これは、ノーズコーン開口１６６からノーズコーンプラグを取り外し、残っている潤滑剤を排出し、ロックナット２１４を緩めることで、達成される。その後、ノーズコーンシャフトが取り外され、壊れた内側ピストンステムが取り外され得る。そして、新しい内側ピストンステムが設置され得て、ノーズコーンシャフトが再設置され得る。これは、デュアルピストンシリンダ全体が下部チャック装置から分解される必要がなく、従ってタイヤユニフォミティマシンのダウンタイムの有意な量を節約できるという点で有利である、ということを当業者は理解するであろう。
【００４２】
従って、本発明の目的が以上に提示された構造及びその使用方法によって満たされることが、理解され得る。特許法に従って、最良の実施形態及び好適な実施形態のみが提示され詳細に説明されたが、本発明はそれらに限定されないことが理解される。本発明の真の範囲及び広さを理解するためには、以下の特許請求の範囲が参照されるべきである。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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