(57)【要約】【課題】装着時に上リムが上スピンドルに接触するときの衝撃を緩和する。【解決手段】本発明のタイヤ試験機のリム交換機構５０は、上リム１２ａの上面１１２Ｓに対して下向きの押圧力を加えるための押圧面６２Ｓを有する本体部６２Ａとばね体６３とを含む押圧部材６２と、本体部６２Ａを上方位置と下方位置との間で上下方向に変位させるアクチュエータ６１と、を備える。下方位置は、本体部６２Ａの押圧面６２Ｓが上リム１２ａの上面１２Ｓに対して下向きの押圧力を加えながら本体部６２Ａが当該下方位置に向かって下方に移動することにより上リム１２ａの上面１２Ｓを上スピンドル９ａの下面９Ｓから下方に離すことを可能にする位置である。ばね体６３は、下方位置に位置する本体部６２Ａに対して下向きの押圧力を加えるように構成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを挟持するための複数のリムであって当該複数のリムのそれぞれが上リム及び下リムを有するものと、前記複数のリムから選ばれる何れかのリムの上リムが装着されること及び取り外されることが可能な上スピンドルであって当該上スピンドルに装着された前記上リムの上面に接する下面を有するとともに前記上スピンドルに装着された前記上リムを磁力により当該上スピンドルに固定するための永久磁石を有する上スピンドルと、前記下リムが装着される下スピンドルと、を備えたタイヤ試験機に設けられ、前記上スピンドルに固定された前記上リムを交換するためのリム交換機構であって、
前記上リムの前記上面に対して下向きの押圧力を加えるための押圧面を有する本体部とばね体とを含む押圧部材と、
前記本体部を上方位置と下方位置とを含む範囲において上下方向に変位させるアクチュエータと、を備え、
前記上方位置は、前記上スピンドルに装着された前記上リムの前記上面よりも前記本体部の前記押圧面が上方に位置する位置であり、
前記下方位置は、前記上方位置よりも下方の位置であり、前記本体部の前記押圧面が前記上リムの前記上面に対して前記下向きの押圧力を加えながら前記本体部が当該下方位置に向かって下方に移動することにより前記上リムの前記上面を前記上スピンドルの前記下面から下方に離すことを可能にする位置であり、
前記ばね体は、前記下方位置に配置される前記本体部に対して下向きの押圧力を加えるように構成されている、タイヤ試験機のリム交換機構。
【請求項２】
請求項１に記載のタイヤ試験機のリム交換機構であって、
前記上スピンドルは、前記タイヤ試験機のフレームに対して回転自在に支持され、
前記アクチュエータは、前記フレームに対して固定されている、タイヤ試験機のリム交換機構。
【請求項３】
請求項１に記載のタイヤ試験機のリム交換機構であって、
前記ばね体は、上下方向に伸縮するように構成され、
前記押圧部材の前記本体部は、上下方向に前記ばね体を貫通し当該ばね体を支持する棒体を含む、タイヤ試験機のリム交換機構。
【請求項４】
請求項１に記載のタイヤ試験機のリム交換機構であって、
前記アクチュエータは、シリンダ室を画定するシリンダ本体と、前記シリンダ室に収容されて前記シリンダ室を上室と下室とに区画するピストンであって前記シリンダ室において上下方向に昇降可能なピストンと、を有するエアシリンダであり、
前記本体部は、前記ピストンが上下方向に昇降するのに伴って上下方向に変位するように構成されている、タイヤ試験機のリム交換機構。
【請求項５】
請求項４に記載のタイヤ試験機のリム交換機構であって、
前記シリンダ本体との相対位置が一定である支持部材であって前記ばね体の一端部を支持する支持部材をさらに備え、
前記押圧部材の前記本体部は、前記ばね体の他端部を支持し、
前記ばね体は、前記支持部材に対する前記本体部の上下方向の相対位置が変化するのに伴って上下方向に伸縮するように構成されている、タイヤ試験機のリム交換機構。
【請求項６】
請求項４に記載のタイヤ試験機のリム交換機構であって、
前記シリンダ本体との相対位置が一定である支持部材であって前記ばね体の一端部を支持する支持部材をさらに備え、
前記押圧部材の前記本体部は、前記ピストンの昇降動作に連動して上下に移動可能な上
側部材と、当該上側部材の下方に位置する下側部材と、前記上側部材から前記下側部材まで下方に延びて前記上側部材と前記下側部材とを連結する棒体と、を含み、
前記支持部材は、前記上側部材と前記下側部材との間に介在し、
前記支持部材は、当該支持部材を上下方向に貫通し前記棒体が挿通される挿通孔を有し、
前記リム交換機構は、前記支持部材の前記挿通孔に配置されるすべりブシュをさらに備え、
前記すべりブシュは、当該すべりブシュを上下方向に貫通し前記棒体が摺動可能に挿通される貫通孔を有し、
前記棒体は、前記すべりブシュに支持されながら前記上側部材に連動して上下に移動するように構成されている、タイヤ試験機のリム交換機構。
【請求項７】
請求項４に記載のタイヤ試験機のリム交換機構であって、
圧縮空気が前記シリンダ室の前記下室に供給されることを許容するとともに前記シリンダ室の前記上室から空気が排出されることを許容する第１許容状態と前記圧縮空気が前記上室に供給されることを許容するとともに前記下室から空気が排出されることを許容する第２許容状態と前記上室及び前記下室から空気が排出されることを許容するとともに前記圧縮空気が前記上室及び前記下室に供給されることを阻止する阻止状態とに切り替え可能な切替弁と、
前記切替弁の動作を制御する切替弁制御部と、をさらに備え、
前記切替弁制御部は、
前記タイヤ試験が行われる場合には、前記押圧部材の前記本体部が前記上方位置に配置されるように前記切替弁を前記第１許容状態に切り替える制御を行い、
前記上リムが前記上スピンドルから取り外される場合には、前記押圧部材の前記本体部が前記下方位置に配置されるように前記切替弁を前記第２許容状態に切り替える制御を行い、
前記上リムが前記上スピンドルに装着される場合には、前記上リムが前記上スピンドルから取り外された状態で前記切替弁を前記阻止状態に切り替える制御を行う、タイヤ試験機のリム交換機構。
【請求項８】
請求項１に記載のタイヤ試験機のリム交換機構であって、
前記上リムが前記上スピンドルに装着された状態において前記ばね体が前記本体部に対して加える前記下向きの押圧力は、前記永久磁石による磁力から、前記複数のリムにおける複数の上リムのうち最大の重量を有する上リムの重量を減算した値より小さくなるように設定されている、タイヤ試験機のリム交換機構。
【請求項９】
請求項１に記載のタイヤ試験機のリム交換機構であって、
前記上スピンドルとの相対位置が一定である支持部材をさらに備え、
前記押圧部材の前記本体部は、前記支持部材よりも下方に位置する下側部材を含み、
前記押圧部材の前記ばね体は、前記支持部材と前記下側部材との間に介在するように配置され、当該ばね体の上端部が前記支持部材に支持されるとともに前記ばね体の下端部が前記下側部材に支持されており、
当該ばね体は、収縮することにより前記下側部材が前記支持部材に近づくことを許容し、当該ばね体は、前記本体部が少なくとも前記上方位置と前記下方位置との間に位置するときに当該ばね体の弾性力により前記本体部の前記下側部材に対して下向きの押圧力を加えるように構成されている、タイヤ試験機のリム交換機構。
【請求項１０】
請求項９に記載のタイヤ試験機のリム交換機構であって、
前記押圧部材の前記本体部は、前記支持部材よりも上方に位置する上側部材と、前記上側部材から前記下側部材まで下方に延びて前記上側部材と前記下側部材とを連結する棒体
と、を含み、
前記押圧部材の前記ばね体は、前記支持部材と前記下側部材との間に介在する第１のばね体であり、当該第１のばね体の上端部が前記支持部材に支持されるとともに前記第１のばね体の下端部が前記下側部材に支持されており、
前記押圧部材は、前記支持部材と前記上側部材との間に介在する第２のばね体をさらに含み、当該第２のばね体の上端部が前記上側部材に支持されるとともに前記第２のばね体の下端部が前記支持部材に支持されており、
前記第１のばね体は、収縮することにより前記下側部材が前記支持部材に近づくことを許容し、前記第１のばね体は、当該第１のばね体が収縮しているときに当該第１のばね体の弾性力により前記本体部の前記下側部材に対して下向きの押圧力を加えるように構成され、
前記第２のばね体は、収縮することにより前記上側部材が前記支持部材に近づくことを許容し、前記第２のばね体は、当該第２のばね体が収縮しているときに当該第２のばね体の弾性力により前記本体部の前記上側部材に対して上向きの押圧力を加えるように構成されている、タイヤ試験機のリム交換機構。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか１項に記載のタイヤ試験機のリム交換機構を用いたリム交換方法であって、
前記本体部が前記下方位置にある状態又は前記本体部が当該下方位置よりもさらに下方にある状態において前記上スピンドルよりも下方に位置する前記上リムを前記上スピンドルに近づけ、前記上リムの前記上面を前記上スピンドルの前記下面よりも先に前記本体部の前記押圧面に接触させる、タイヤ試験機のリム交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ試験機に備えられたリム交換機構及びリム交換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、互いに異なる内周径またはトレッド面の幅を有する複数のタイヤの試験を実施することが可能なタイヤ試験機が知られている。このようなタイヤ試験機では、複数のタイヤのサイズにそれぞれ対応する複数のリムが用いられる。上記のようなタイヤ試験機では、スピンドルに対して、複数のリムのうち、試験対象のタイヤのサイズに適合するリムが取り付けられる。したがって、当該タイヤ試験機は、スピンドルに対してリムを取り付けること及び取り外すことが可能なリム交換機構を備える。
【０００３】
例えば、特許文献１は、タイヤを挟持可能な上リム及び下リムと、これら上下の各リムをそれぞれの軸心を同軸にさせて保持する上スピンドル及び下スピンドルと、上スピンドルを軸心回りに回転自在に支持する上スピンドルハウジングと、この上スピンドルハウジングを保持する上部フレームと、を有するタイヤ検査装置を開示する。この特許文献１のタイヤ検査装置は、上スピンドルに永久磁石で固定された上リムを交換するリム交換機構を備えている。このタイヤ検査装置の上スピンドルには上リムを磁着する永久磁石が当該上スピンドルの軸心まわりに複数設けられており、上部フレームには上スピンドルから径外側に離れた上リムの表面を押圧して永久磁石により磁着された上リムを上スピンドルから引き離す離脱手段が設けられている。この離脱手段は、上部フレームに固定され、上スピンドルと一体に回転不能な構成とされている。
【０００４】
特許文献１に開示されているように、従来のタイヤ試験機におけるリム交換機構は、磁石を組込んだ下スピンドルと、交換用のリムが載置されているリムテーブルと、をさらに有する。特許文献１のリム交換機構において、スピンドルに取り付けられているリムを取り外す手順は、以下の通りである。
【０００５】
まず、離脱手段により上リムが下方に押圧されて、上リムが上スピンドルから取り外され、下リムの上に上リムが配置される。その後、上下リムがセットになった状態（下リムの上に上リムが配置された状態）で下スピンドルが下降する。上下リムがセットになった状態で下リムがリムテーブルに当たると、上下リムが下スピンドルからリムテーブルに移載される。下スピンドルは、さらに下降し、リムテーブルよりも下方の下限位置で停止する。
【０００６】
一方、前記リム交換機構において、上下リムをそれぞれのスピンドルに取り付ける手順（装着手順）は、以下の通りである。まず、上述した下限位置から下スピンドルが上昇し、リムテーブル上に載置された上下リムが下スピンドルに移載される。
【０００７】
その後、下スピンドルがさらに上昇し、上下リムが上スピンドルに近づくと、上下リムのうち上リムが、上スピンドルに設けられた磁石の磁力により上スピンドルに吸着する。
上述したリムの交換が行われる場合、特に上リムが上スピンドルに装着される場合には、以下に述べる課題が生じる。
【０００８】
すなわち、上下リムのセットが上スピンドルに向かって上昇し、上リムが上スピンドルに装着される過程において、上リムは磁石の磁力（吸着力）により急速に上スピンドルに引き寄せられる。このため、上リムは上スピンドルに対して勢いよく接触する。この接触時の衝撃力は非常に大きいため、この衝撃により上リムと上スピンドルとの接触面（密着面）が傷みやすいという課題がある。また、上リムが上スピンドルに対して接触する時（磁着時）には大きな衝撃音が発生し、作業環境を悪化させる虞もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１２７８４８号公報（図２など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上スピンドルに対して上リムを装着する際に前記上リムが前記上スピンドルに接触するときの衝撃を緩和することが可能なタイヤ試験機のリム交換機構及びリム交換方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
提供されるのは、タイヤを挟持するための上リム及び下リムと、前記上リムが装着されること及び取り外されることが可能な上スピンドルであって当該上スピンドルに装着された前記上リムの上面に接する下面を有するとともに前記上スピンドルに装着された前記上リムを磁力により当該上スピンドルに固定するための永久磁石を有する上スピンドルと、前記下リムが装着される下スピンドルと、を備えたタイヤ試験機に設けられ、前記上スピンドルに固定された前記上リムを交換するためのリム交換機構である。当該リム交換機構は、前記上リムの前記上面に対して下向きの押圧力を加えるための押圧面を有する本体部とばね体とを含む押圧部材と、前記本体部を上方位置と下方位置とを含む範囲において上下方向に変位させるアクチュエータと、を備える。前記上方位置は、前記上スピンドルに装着された前記上リムの前記上面よりも前記本体部の前記押圧面が上方に位置する位置である。前記下方位置は、前記上方位置よりも下方の位置である。前記下方位置は、前記本体部の前記押圧面が前記上リムの前記上面に対して前記下向きの押圧力を加えながら前記本体部が当該下方位置に向かって下方に移動することにより前記上リムの前記上面を前記上スピンドルの前記下面から下方に離すことを可能にする位置である。前記ばね体は、前記下方位置に配置される前記本体部に対して下向きの押圧力を加えるように構成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のタイヤ試験機のリム交換機構及びリム交換方法によれば、上スピンドルに対して上リムを装着する際に上リムが上スピンドルに接触するときの衝撃を緩和することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るリム交換機構を備えるタイヤ試験機の概略を示した平面図（上側から見た図）である。
【図２】本実施形態に係る前記リム交換機構を備えるタイヤ試験機の概略を示した正面図である。
【図３】本実施形態に係る前記リム交換機構を備えるタイヤ試験機の概略を示した側面図である。
【図４】本実施形態に係る前記リム交換機構を備えるタイヤ試験機の主要な構成要素を模式的に示した平面図である。
【図５】本実施形態に係るリム交換機構を示した正面図であり、上リムが上スピンドルに対して装着される時の状態を示している。
【図６】本実施形態に係るリム交換機構を示した正面図であり、タイヤ試験が行われる時の状態を示している。
【図７】本実施形態に係るリム交換機構を示した正面図であり、上リムが上スピンドルから取り外される時（上リム脱離時）の状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明はその具体例に限定されるものではない。
図１〜図４は、前記実施形態に係るリム交換機構を備えるタイヤ試験機１を示す。以降のタイヤ試験機１の説明において、タイヤＴの搬送方向についての当該タイヤＴの搬送経路Ｆの長さがタイヤ試験機１の全長に相当する。前記搬送経路Ｆに対して交差する水平方向、より正確には当該搬送経路Ｆに対して略直交する水平方向がタイヤ試験機１の奥行き方向に相当する。当該奥行き方向はタイヤ試験機１の左右方向又は幅方向とも称される。
【００１５】
前記タイヤ試験機１は、ルブリケーション部２と、タイヤ試験部３と、マーキング部４と、を備える。前記ルブリケーション部２は、前記タイヤＴを回転させつつ当該タイヤＴのビード部Ｂにルブリケーション液を塗布する。前記タイヤ試験部３は、前記ルブリケーション部２でルブリケーション液が塗布されたタイヤＴをスピンドルユニット９において回転させつつタイヤ試験を行ってタイヤＴに存在する特異点を検出する。前記マーキング部４は、前記タイヤＴにおいて前記特異点が存在するタイヤＴの周方向の位置にマーキングを施す。
【００１６】
前記ルブリケーション部２、前記タイヤ試験部３及び前記マーキング部４は、前記搬送経路Ｆに沿って上流側から下流側に向かってその順番に並んでいる。
前記ルブリケーション部２は、搬入されたタイヤＴのビード部Ｂに対してルブリケーション液を塗布する部分である。前記ルブリケーション部２は、タイヤＴが水平に寝た姿勢で当該タイヤＴを搬送する左右一対の第１コンベア５と、前記一対の第１コンベア５により搬入されたタイヤＴを狭持する左右一対のアーム部６と、前記一対のアーム部６により保持されたタイヤＴのビード部Ｂ（内周縁）に、ルブリケーション液を塗布する塗布部７と、を有する。
【００１７】
なお、この実施形態において、前記一対の第１コンベア５のそれぞれは、無限軌道を形成するループ状の帯体である搬送ベルトを有するベルトコンベアであるが、第１コンベア５はベルトコンベア方式に限定されるものではない。
前記一対のアーム部６のそれぞれの先端には回転ローラ８が回転可能に設けられている。ルブリケーション部２では、当該一対のアーム部６は、搬送されてきたタイヤＴを左右両外側から挟み込んで、前記回転ローラ８を前記タイヤＴの外周面であるトレッド面に接触させる。前記回転ローラ８は、前記タイヤＴが上下方向を向く軸心回りに回転することを許容するように回転する。前記塗布部７は、上下方向に移動可能に構成されている。前記塗布部７は、ブラシ状をなし、前記一対のアーム部６に保持されている前記タイヤＴのビード部Ｂに接触する位置まで上昇して当該ビード部Ｂにルブリケーション液を塗布する。当該塗布部７は、塗布後に第１コンベア５の下方の位置に戻されて格納される。
【００１８】
前記一対の第１コンベア５は、前記ルブリケーション液の塗布が施されたタイヤＴを前記ルブリケーション部２から前記タイヤ試験部３へ搬送する。
前記タイヤ試験部３は、スピンドルユニット９と、ドラム１０と、左右一対の第２コンベア１１と、リムテーブル１３と、を有する。
前記スピンドルユニット９は、前記タイヤＴが上下方向を向く軸心回りに回転するのを許容するように当該タイヤＴを保持する。前記ドラム１０は、上下方向を向く中心軸をもつ円筒状の外周面を有するとともに前記中心軸回りに回転可能となるように前記スピンドルユニット９の側方に配置される。
前記一対の第２のコンベア１１は、前記ルブリケーション部２から搬送されてきたタイヤＴを当該タイヤＴが水平に寝た姿勢のまま搬送する。前記リムテーブル１３は、その上に複数のリム１２が搭載されることが可能な水平なリム搭載面を有する。
【００１９】
この実施形態において、前記一対の第２コンベア１１のそれぞれは、上流側コンベア１１ａと、前記搬送方向について前記上流側コンベア１１ａの下流側に配置された下流側コンベア１１ｂとにより構成される。当該上流側及び下流側コンベア１１ａ，１１ｂのそれぞれは、無限軌道を形成するループ状の帯体である搬送ベルトを有するベルトコンベアである。
前記タイヤ試験部３は、スピンドルユニット９を回転駆動する図略の回転駆動部をさらに有する。
スピンドルユニット９は、上スピンドル９ａと下スピンドル９ｂとを有する。当該上スピンドル９ａ及び当該下スピンドル９ｂは上下方向を向く共通の軸心回りに回転可能な棒状の部材である。
前記複数のリム１２のそれぞれは、前記上スピンドル９ａの下端部に取付けられる上リム１２ａと、前記下スピンドル９ｂの上端部に取付けられる下リム１２ｂと、により構成される。当該上リム１２ａ及び当該下リム１２ｂは前記一対の第２コンベア１１上のタイヤＴを上下方向に挟み込むことが可能となるように配置されている。各リム１２は、上リム１２ａと、下リム１２ｂとに２分割された構造を有する。
【００２０】
なお、スピンドルユニット９の構成の詳細は、後述する。
前記ドラム１０は、前記スピンドルユニット９に保持されたタイヤＴのトレッド面に対して前記ドラム１０の外周面が当該タイヤＴの径方向に接離することが可能となるように、スピンドルユニット９の近傍に配置されている。前記ドラム１０の外周面がスピンドルユニット９に保持されたタイヤＴのトレッド面に接触した状態で当該タイヤＴを所定の回転数で回転させることにより、当該タイヤＴの試験が行われる。このドラム１０は回転軸を有し、当該回転軸には、回転中のタイヤＴからドラム１０に加わる力やモーメントなどを計測する図略のロードセルが取り付けられている。
【００２１】
前記ロードセルで計測された結果に基づき、タイヤユニフォミティなどが計算され、タイヤＴの反発力が最も大きくなる周方向位置や軸方向位置などが「特異点」として計測される。前記タイヤ試験部３で行われるタイヤ試験は、上記したタイヤユニフォミティの測定だけでなく、外形形状の計測なども含む。「特異点」が計測されたタイヤＴは、タイヤ試験部３で所定の角度だけ回転させられた後、当該タイヤ試験部３から前記マーキング部４に送られる。
【００２２】
前記マーキング部４は、左右一対の第３コンベア１４と、刻印装置１５と、を有する。前記一対の第３コンベア１４は、タイヤＴが水平に寝た姿勢のまま当該タイヤＴを前記搬送方向に移動させる。前記刻印装置１５は、前記一対の第３コンベア１４上に位置決めされたタイヤＴの所定位置（例えばタイヤＴの内周側の所定位置）に対してマーキングを施す。この実施形態において、前記一対の第３コンベア１４のそれぞれは、無限軌道を形成するループ状の帯体である搬送ベルトを有するベルトコンベアである。
【００２３】
例えば、タイヤ試験部３でタイヤＴのタイヤユニフォミティについてのタイヤ試験が行われている場合、前記刻印装置１５は、前記タイヤ試験で特定された「特異点」を示すユニフォミティマークなどのマークを、前記タイヤユニフォミティに特異性があるタイヤＴの周方向位置に与える。外形形状の計測などについてのタイヤ試験が行われている場合には、前記ユニフォミティマーク以外のマークがタイヤＴに与えられてもよい。
【００２４】
前記タイヤ試験部３は、スライド機構２２をさらに有する。当該スライド機構２２は、前記一対の第２コンベア１１における前記一対の上流側コンベア１１ａを左右方向に沿って互いに接離する向きに移動させることにより当該一対の上流側コンベア１１ａ同士の左右方向の間隔を変更する間隔変更機構である。前記スライド機構２２は、前記接離する向きに当該一対の上流側コンベア１１ａをスライドさせることが可能である。
当該一対の上流側コンベア１１ａが互いに接離する方向のスライドは、試験対象のタイヤＴのサイズが変更された際に、その変更されたサイズに対応するリム１２を前記第２コンベア１１の下方に位置する前記リムテーブル１３から取り出すことを可能にする。このタイヤ試験機１では、前記一対の上流側コンベア１１ａの間隔をリムの外周径に応じて変更することが可能である。
【００２５】
前記リムテーブル１３は、円盤状の板材からなり、下方に退避した状態の下スピンドル９ｂの上端よりも上方に配置されている。前記タイヤ試験部３は、回転駆動機構１８をさらに含む。当該回転駆動機構１８は、前記リムテーブル１３が上下方向を向く軸心回りに回転自在となるように当該リムテーブル１３を支持するとともに、当該リムテーブル１３を回転させることが可能である。つまり、本実施形態では、リムテーブル１３はロータリテーブルである。
前記リムテーブル１３の前記リム搭載面の上には、互いに異なるサイズを有する前記複数のリム１２が載置されることが可能である。前記複数のリム１２は、前記リムテーブル１３の回転周方向に並ぶ複数の位置のそれぞれにおいて載置されることが可能である。当該リムテーブル１３に搭載された複数のリム１２のそれぞれを構成する前記上リム１２ａ及び前記下リム１２ｂは上下に積層された状態で前記リム搭載面上に搭載され、前記上スピンドル９ａ及び前記下スピンドル９ｂにそれぞれ取付けられることが可能である。
【００２６】
本実施形態では、前記リムテーブル１３は、そのリム搭載面上において回転周方向に並ぶ４つの位置に対して、互いに異なるサイズを有する４つのリム１２を搭載することが可能である。前記リムテーブル１３は、当該リムテーブル１３の回転中心軸が前記搬送方向について前記スピンドルユニット９よりも搬出側（出口側）に位置するように、配置されている。
前記タイヤ試験部３は、自動リムチェンジ機能を備える。当該自動リムチェンジ機能は、当該タイヤ試験部３に互いに異なる内周径やトレッド面の幅を有する様々なサイズのタイヤＴが搬入されても、搬入されたタイヤＴのサイズに合致したサイズを有するリム１２に自動で交換し、タイヤＴのタイヤ試験を停滞なく継続することを可能にする。
【００２７】
具体的に、前記自動リムチェンジ機能は、上流のルブリケーション部２から搬入される次のタイヤＴのサイズなどの情報に基づいて、前記スピンドルユニット９に取付けられているリム１２を自動的にそのタイヤＴのサイズなどに対応するリム１２に変更することで、様々なサイズのタイヤＴのタイヤ試験に対応することを可能にする機能である。
図５〜図７に示す本実施形態では、スピンドルユニット９、具体的には上スピンドル９ａにおいて上リム１２ａを交換するための従来にはない構成を備えたリム交換機構５０（詳しくはリム離脱機構５１）が設けられている。以下、その詳細を説明する。
【００２８】
図２及び図３に示すように、本実施形態に係るタイヤ試験機１は、フレーム５２と、ハウジング５３と、を備える。当該フレーム５２の一部は、試験対象のタイヤＴを水平な姿勢のまま搬送する上流側コンベア１１ａの上方に配置されている。当該フレーム５２の一部は、前記上流側コンベア１１ａの上方において当該上流側コンベア１１ａに跨がるように設けられている。
前記フレーム５２は、上スピンドル９ａを回転自在に支持する上部フレーム５２ａと、上部フレーム５２ａを支持する下部フレーム５２ｂと、を備えている。この上スピンドル９ａの下方には下スピンドル９ｂが設けられている。前記ハウジング５３は、下部フレーム５２ｂに設けられ、下スピンドル９ｂを回転自在に支持する。
【００２９】
上スピンドル９ａは、係合部を有する。当該係合部は、前記上スピンドル９ａの下端面に設けられ、当該下端面から上方に凹む凹部を有する。この係合部に下スピンドル９ｂの上端が嵌合されることで上下スピンドル９ａ、９ｂが連結されて１本の棒のように繋がる。
また、図５に示すように、上スピンドル９ａは、スピンドル本体と、フランジ部５５と、を有する。当該スピンドル本体は、上スピンドル９ａの回転中心軸を中心として上下方向に延びる円柱形状の部分であり、前記フランジ部５５は、当該スピンドル本体の外周面から径方向外側に円環状に広がる部分である。当該フランジ部５５は、前記スピンドル本体の下端部に設けられている。当該フランジ部５５は、前記スピンドル本体の下端部の外周面から径方向外側に張り出す形状を有する。前記上スピンドル９ａのうち前記フランジ部５５より下側の部分は、前記係合部が設けられた部分である。
前記上スピンドル９ａは下面９Ｓを有し、前記上リム１２ａは上面１２Ｓを有する。前記上リム１２ａの上面１２Ｓは、当該上リム１２ａが前記上スピンドル９ａに装着された状態で前記上スピンドル９ａの下面９Ｓに接する面である。言い換えると、前記上スピンドル９ａの下面９Ｓは、前記上リム１２ａの上面１２Ｓに対して上下方向に対向する面である。
本実施形態では、前記上スピンドル９ａの前記下面９Ｓは、前記フランジ部５５の下面により構成される。具体的には、当該下面９Ｓは、底面視において前記上スピンドル９ａの回転中心軸を中心とする環状の面により構成される。当該環状の面は、底面視において、前記回転中心軸を中心とする互いに径の異なる２つの同心円により囲まれる領域により構成される面である。本実施形態では、前記上スピンドル９ａのフランジ部５５の下面９Ｓは平面であり、より具体的には、当該上スピンドル９ａの回転中心軸に直交する平面である。ただし、前記下面９Ｓは平面に限られず、曲面を含むものであってもよい。また、前記下面９Ｓは、前記上スピンドル９ａのうち前記フランジ部５５以外の部分に形成された面であってもよい。前記上スピンドル９ａの前記下面９Ｓは、当該上スピンドル９ａの表面のうち最下部に位置する面でなくてもよい。前記上スピンドル９ａの前記下面９Ｓは、下方に向いた面であって前記上リム１２ａの前記上面１２Ｓに対して上下方向に対向する面であればよい。
前記上リム１２ａの前記上面１２Ｓは、平面視において当該上リム１２ａの回転中心軸を中心とする環状の面により構成される。当該環状の面は、平面視において、前記上リム１２ａの回転中心軸を中心とする互いに径の異なる２つの同心円により囲まれる領域により構成される面である。本実施形態では、前記上リム１２ａの上面１２Ｓは平面であり、より具体的には、当該上リム１２ａの回転中心軸に直交する平面である。ただし、前記上面１２Ｓは平面に限られず、曲面を含むものであってもよい。前記上リム１２ａの前記上面１２Ｓは、当該上リム１２ａの表面のうち最上部に位置する面でなくてもよい。前記上リム１２ａの前記上面１２Ｓは、上方に向いた面であって前記上スピンドル９ａの前記下面９Ｓに対して上下方向に対向する面であればよい。
前記上リム１２ａの前記上面１２Ｓは、後述する押圧部材６２の押圧面６２Ｓに対して上下方向に対向する面であり、当該押圧面６２Ｓにより下向きの押圧力を受ける面である。また、当該上面１２Ｓは、上リム１２ａが上スピンドル９ａに装着されたときに上スピンドル９ａの下面９Ｓに接する面である。本実施形態では、前記上リム１２ａの前記上面１２Ｓのうち、前記押圧面６２Ｓが接する部分と、前記下面９Ｓが接する部分とは、同じ高さであるが、これに限られず、異なる高さであってもよい。
前記フランジ部５５は、少なくとも１つの装着部７１を有する。本実施形態では、フランジ部５５は複数の装着部７１を有する。各装着部７１は、前記フランジ部５５の下面９Ｓから上方に向かって窪む凹部により構成される。前記複数の装着部７１は、前記下面９Ｓに周方向に間隔をおいて並んでいる。
前記上スピンドル９ａは複数の永久磁石５６を有する。当該複数の永久磁石５６は、上スピンドル９ａの回転中心軸回りに周方向に間隔をおいて配置されている。当該複数の永久磁石５６は、これらの磁力により上リム１２ａを上スピンドル９ａに固定する（磁着する）機能を有する。上リム１２ａは、永久磁石５６につく材質により形成されている。
【００３０】
前記複数の永久磁石５６は、上スピンドル９ａのフランジ部５５の下面９Ｓに形成された前記複数の装着部７１に収容されている。これらの永久磁石５６は、下方にそれぞれ開口するとともに天井面をそれぞれ有する複数の装着部７１に収容されている。前記複数の永久磁石５６は、上スピンドル９ａのフランジ部５５の下面９Ｓよりも下方に強い磁力を発生している。このことは、上リム１２ａが上スピンドル９ａに磁着されること、具体的には、上スピンドル９ａのフランジ部５５の下面９Ｓに磁着されることを可能にする。
【００３１】
下スピンドル９ｂはハウジング５３に対して回転可能に取り付けられている。タイヤ試験機１は、昇降シリンダ７２をさらに備える。当該昇降シリンダ７２は、ハウジング５３から下方に延びるように設けられている。当該昇降シリンダ７２は、下スピンドル９ｂを上下方向に昇降させることができる。
下スピンドル９ｂの上端部は上方に向かうにつれて細くなるテーパ状に形成されている。当該下スピンドル９ｂの前記上端部は、上スピンドル９ａの前記係合部に係合可能である。また、下スピンドル９ｂは、前記テーパ状に形成された部分の下側に、上スピンドル９ａと同様なフランジ部を有する。このフランジ部の上面には、図略の永久磁石が複数装着されている。
【００３２】
リム交換機構５０では、上下リム１２ａ、１２ｂの装着の際には、下スピンドル９ｂの前記永久磁石の磁力により下リム１２ｂが下スピンドル９ｂに固定される。当該下リム１２ｂの上には前記上リム１２ａが積層された状態で配置されている。次に、昇降シリンダ７２を用いて下スピンドル９ｂが上方に伸ばされ（下スピンドル９ｂが上方に変位し）、上スピンドル９ａのフランジ部５５に設けられた上側の永久磁石５６の磁力により上リム１２ａが上スピンドル９ａに固定される。
一方、下リム１２ｂを下スピンドル９ｂから取り外す際には、昇降シリンダ７２を用いて下スピンドル９ｂが下方に変位することにより下リム１２ｂがリムテーブル１３の上面に載置される。リムテーブル１３は、これに載置された下リム１２ｂが下方に移動することを規制する。したがって、下スピンドル９ｂがさらに下方に移動することにより下リム１２ｂは下スピンドル９ｂから取り外されて前記リムテーブル１３上に配置される。
【００３３】
ところで、タイヤ試験機１では、上スピンドル９ａは上下に移動しないようにフレーム５２に固定されている。このため、上リム１２ａを上スピンドル９ａから取り外す方法（離脱方法）は、下リム１２ｂに係る上述の離脱方法とは異なる。
具体的には、本実施形態に係るリム交換機構５０は、永久磁石５６により上スピンドル９ａに固定された上リム１２ａを上スピンドル９ａから強制的に引き離すリム離脱機構５１を備える。このリム離脱機構５１は、前記上リム１２ａの上面１２Ｓのうち上スピンドル９ａから径方向外側に離れた部分を下方へ押圧するための構成を備える。以下、リム離脱機構５１について具体的に説明する。
【００３４】
図５〜図７に示されるように、リム交換機構５０におけるリム離脱機構５１は、上スピンドル９ａにおける前記複数の永久磁石５６が上リム１２ａを上スピンドル９ａに引き寄せる磁力から前記上リム１２ａの重量を減算した値よりも大きな力で上リム１２ａの前記上面１２Ｓを下向きに押圧するためのものである。
リム交換機構５０（リム離脱機構５１）は、少なくとも１つの押圧部材６２と、少なくとも１つのエアシリンダ６１（アクチュエータ）と、を備える。具体的に、本実施形態に係るリム交換機構５０は、１つの押圧部材６２と、複数のエアシリンダ６１とを有する。図５−７では、１つの押圧部材６２と１つのエアシリンダ６１のみが図示されている。前記複数のエアシリンダ６１は、上スピンドル９ａの周りに周方向に互いに間隔をおいて配置されている。前記押圧部材６２は、前記複数のエアシリンダ６１の下方に配置されている。
前記押圧部材６２は、本体部６２Ａと、弾性部６３と、を有する。前記本体部６２Ａは、前記上リム１２ａの前記上面１２Ｓに対して下向きの押圧力を加えるための少なくとも一つの押圧面６２Ｓを有する。前記弾性部６３は、その弾性力により前記本体部６２Ａに対して上下方向の力を加えるために設けられている。
当該弾性部６３は、少なくとも一つの第１のばね体６３ａと、少なくとも一つの第２のばね体６３ｂと、を含む。前記第１のばね体６３ａは、後述する中間部材６８の下側に配置されており、主として、前記本体部６２Ａに対して下向きの押圧力（弾性力）を加えるために設けられている。前記第２のばね体６３ｂは、当該中間部材６８の上側に配置されており、主として、当該本体部６２Ａに対して上向きの押圧力（弾性力）を加えて当該本体部６２Ａを支えるために設けられている。
各エアシリンダ６１は、前記押圧部材６２の前記本体部６２Ａを上方位置と下方位置とを含む範囲において上下方向に変位させるためのものである。前記上方位置は、図６に示すように、前記上スピンドル９ａに装着された前記上リム１２ａの前記上面１２Ｓよりも前記本体部６２Ａの前記押圧面６２Ｓが上方に位置する位置である。前記下方位置は、前記上方位置よりも下方の位置である。前記下方位置は、前記本体部６２Ａの前記押圧面６２Ｓが前記上リム１２ａの前記上面１２Ｓに対して前記下向きの押圧力を加えながら前記本体部６２Ａが当該下方位置に向かって下方に移動することにより、図５に示すように、前記上リム１２ａの前記上面１２Ｓを前記上スピンドル９ａの前記下面９Ｓから下方に離すことを可能にする位置である。本実施形態では、前記上方位置は、前記押圧面６２Ｓが前記上スピンドル９ａの前記下面９Ｓよりも上方に配置される位置であり、前記下方位置は、前記押圧面６２Ｓが前記上スピンドル９ａの前記下面９Ｓよりも下方に配置される位置である。
前記本体部６２Ａは、本体部下限位置と本体部上限位置との間で上下方向に変位可能に構成されている。前記本体部下限位置は、当該本体部６２Ａが上下方向に変位可能な範囲のうちの最も下方の位置であり、エアシリンダ６１における実質的な下側のストロークエンドに対応する本体部６２Ａの位置である。前記本体部上限位置は、当該本体部６２Ａが上下方向に変位可能な範囲のうちの最も上方の位置であり、エアシリンダ６１における実質的な上側のストロークエンドに対応する本体部６２Ａの位置である。
前記本体部６２Ａの前記下方位置は、前記本体部下限位置でなくてもよく、当該本体部下限位置よりも上方の位置であってもよい。また、前記本体部６２Ａの前記上方位置は、前記本体部上限位置でなくてもよく、当該本体部上限位置よりも下方の位置であってもよい。前記アクチュエータとしてのエアシリンダ６１は、前記本体部６２Ａを前記本体部下限位置と前記本体部上限位置との間において変位させるように作動する。
図５は、本体部６２Ａが待機位置にある状態を示している。当該待機位置は、前記弾性部６３による弾性力と、本体部６２Ａの重量とがつり合った状態にあるときの前記本体部６２Ａの位置である。前記本体部６２Ａが当該待機位置に配置されているときには、前記本体部６２Ａの前記押圧面６２Ｓが前記上スピンドル９ａの前記下面９Ｓよりも下方に配置される。当該待機位置は、前記下方位置と同じであってもよく、前記下方位置と前記本体部下限位置との間の位置であってもよく、前記本体部下限位置と同じ位置であってもよい。
前記本体部６２Ａが前記下方位置に配置されているときには、前記第１のばね体６３ａは、その弾性力により前記本体部６２Ａに対して下向きの押圧力を加える。前記待機位置が前記下方位置よりもさらに下方の位置である場合、前記本体部６２Ａが当該待機位置に配置されているときに、前記第１のばね体６３ａは、前記本体部６２Ａに対して下向きの押圧力を加えるように構成されていることが好ましいが、必ずしも前記本体部６２Ａに対して下向きの押圧力を加えるように構成されていなくてもよい。すなわち、前記本体部６２Ａが前記下方位置よりもさらに下方の位置に配置されているときには、前記第１のばね体６３ａが最大限伸びた状態であってもよい。
各エアシリンダ６１は、シリンダ本体６１Ａと、ピストン７４と、シリンダロッド７５と、を有する。前記シリンダ本体６１Ａは、シリンダ室７３を区画する筒形状（具体的には、円筒形状）を有する部材である。前記ピストン７４は、前記シリンダ室７３に収容されて前記シリンダ室７３を上室７３Ｕと下室７３Ｄとに画定する。前記ピストン７４は、前記シリンダ室７３において上下方向に昇降可能に構成されている。前記押圧部材６２の前記本体部６２Ａは、前記ピストン７４が上下方向に昇降するのに伴って上下方向に変位するように構成されている。各エアシリンダ６１の前記シリンダ本体６１Ａは、ブラケットを介してフレーム５２に取り付けられている。
【００３５】
エアシリンダ６１は、下向きに押圧力を発生させることが可能である。エアシリンダ６１の設置数は、複数の永久磁石５６の設置数や磁力の強さに応じて適宜設定される。図５〜図７に示す実施形態では、リム交換機構５０は、２つのエアシリンダ６１を備える。なお、複数のエアシリンダ６１は周方向に等間隔で配置されるのが好ましい。全てのエアシリンダ６１は互いに同期して作動するように構成される。
【００３６】
エアシリンダ６１の前記シリンダ室７３には、図略のコンプレッサにおいて生成された圧縮空気が供給される。
前記シリンダロッド７５は、ピストン７４の下端に連結され、ピストン７４の上下移動に伴って上下方向に移動可能に構成されている。本実施形態では、前記シリンダロッド７５は、ピストン７４から下方に延びる棒状の部材により構成される。当該シリンダロッド７５の下端部には、前記押圧部材６２の前記本体部６２Ａが連結されている。
【００３７】
図５に示すように、リム交換機構５０は、切替弁７８と、コントローラ８０と、複数のセンサと、をさらに備える。
前記エアシリンダ６１のシリンダ本体６１Ａは、シリンダ室７３の前記上室７３Ｕに連通する上側のポート７６と、前記下室７３Ｄに連通する下側のポート７７と、を有する。上側のポート７６及び下側のポート７７のそれぞれには、図示しないコンプレッサから圧縮空気が供給されることが可能である。前記コンプレッサと２つのポート７６、７７のそれぞれとは、２本の配管により接続されている。前記切替弁７８は、前記コンプレッサと前記エアシリンダ６１との間に介在し、前記２つのポート７６、７７への圧縮空気の供給状態を切り替えることが可能である。
【００３８】
前記切替弁７８は、電磁式の切替弁などにより構成される。当該切替弁７８は、流路を選択的に切り替え可能な弁である。前記切替弁７８は、圧縮空気の供給状態を、「上側のポート７６に圧縮空気を供給すると共に下側のポート７７を開放する状態」、「下側のポート７７に圧縮空気を供給すると共に上側のポート７６を開放する状態」、「上下双方のポート７６、７７を開放する状態」のいずれかに切り替え可能に構成されている。
前記複数のセンサは、前記上リム１２ａが前記上スピンドル９ａに装着されたことを検知可能な図略の第１センサと、前記エアシリンダ６１の前記ピストン７４の位置を検知可能な図略の第２センサと、を含む。これらのセンサから出力される信号は、コントローラ８０に入力される。
前記コントローラ８０は、コンピュータなどにより構成される。前記コントローラ８０は、切替弁制御部８１と、装着状態判定部８２と、ピストン位置判定部８３と、を機能として有する。
前記切替弁制御部８１は、前記切替弁７８の動作を制御する。前記装着状態判定部８３は、前記第１センサから入力される信号に基づいて前記上リム１２ａが前記上スピンドル９ａに装着されたか否かを判定する。前記ピストン位置判定部８３は、前記第２センサから入力される信号に基づいて前記エアシリンダ６１のピストン７４が上限位置に達したか否かを判定する。
前記切替弁７８は、例えば、コントローラ８０から出力される指令信号に基づいて、第１許容状態と、第２許容状態と、阻止状態との間で切り替わる電磁式の切替弁として構成されている。
前記第１許容状態は、前記コンプレッサからの圧縮空気が前記エアシリンダ６１の前記下室７３Ｄに供給されることを許容するとともに前記上室７３Ｕから空気が排出されることを許容する。前記第２許容状態は、前記コンプレッサからの圧縮空気が前記上室７３Ｕに供給されることを許容するとともに前記下室７３Ｄから空気が排出されることを許容する。前記阻止状態は、前記上室７３Ｕ及び前記下室７３Ｄから空気が排出されることを許容するとともに前記コンプレッサからの前記圧縮空気が前記上室７３Ｕ及び前記下室７３Ｄに供給されることを阻止する。
【００３９】
前記押圧部材６２は、エアシリンダ６１の下方に設けられている。本実施形態では、前記押圧部材６２の前記弾性部６３は、複数の第１のばね体６３ａと、複数の第２のばね体６３ｂと、を含む。前記複数の第１のばね体６３ａ及び前記複数の第２のばね体６３ｂのそれぞれは、圧縮ばね（コイルばね）であるが、圧縮ばねに限られず、他の種類のばねであってもよい。
前記押圧部材６２の前記本体部６２Ａは、少なくとも一つのコネクタ部材６５（上側部材の一例）と、少なくとも１つの棒体６４と、少なくとも一つの下部構造体と、を有する。本実施形態では、本体部６２Ａは、複数のコネクタ部材６５と、複数の棒体６４と、１つの下部構造体（下側部材の一例）と、を有し、前記下部構造体は、少なくとも一つのリング体６７と、少なくとも一つの押圧片７０と、を含む。具体的に、本実施形態では、前記下部構造体は、１つのリング体６７と、複数の押圧片７０と、を含む。なお、本実施形態では、前記第１のばね体６３ａは、前記本体部６２Ａが前記下方位置に配置されるときに、前記本体部６２Ａのうちの前記下部構造体に対して下向きの押圧力を加えるように構成され、より具体的には、前記下部構造体のうちの前記リング体６７に対して下向きの押圧力を加えるように構成されている。
前記複数のコネクタ部材６５は、前記複数のエアシリンダ６１にそれぞれ対応する位置に配置されている。前記複数のコネクタ部材６５のそれぞれは、対応するエアシリンダ６１のシリンダロッド７５の下端部に連結されている。具体的には、前記シリンダロッド７５の下端部は、前記コネクタ部材６５に対して上下方向の遊びを有して相対移動可能に連結されている。
各コネクタ部材６５と前記下部構造体との間には、前記複数の棒体６４のうちの少なくとも一つの棒体６４が介在している。前記複数の棒体６４のそれぞれは、対応するコネクタ部材６５から下方に延びる棒状の部材である。複数の棒体６４のそれぞれは、対応するコネクタ部材６５と前記下部構造体のリング体６７との間で上下方向に延びてこれらを連結する。各棒体６４は、対応する前記第１のばね体６３ａ及び前記第２のばね体６３ｂを貫通して当該第１のばね体６３ａ及び前記第２のばね体６３ｂを支持する。具体的に、各棒体６４は、後述する中間部材６８を介して上下に並ぶ前記第１のばね体６３ａと前記第２のばね体６３ｂの中心部を上下に貫通するように配置されている。各棒体６４は、外力が加わっていない状態（自由長さの状態）の前記第１のばね体６３ａ及び前記第２のばね体６３ｂの上下方向の長さよりやや短い長さに設定されている。押圧部材６２は、エアシリンダ６１で発生した押圧力を上リム１２ａの上面１２Ｓに伝えて上リム１２ａを下方へ押圧する。
前記下部構造体の前記リング体６７は、前記複数の棒体６４の下端部に連結されている。前記複数の押圧片７０は、前記リング体６７の下面から下方にそれぞれ延びている。本実施形態では、前記本体部６２Ａの前記下部構造体は、複数の押圧面６２Ｓを有し、当該複数の押圧面６２Ｓは、前記複数の押圧片７０の下面によってそれぞれ構成されている。なお、前記複数の押圧片７０の位置及び個数は、前記複数のエアシリンダ６１の位置及び個数に対応していなくてもよい。
前記リム交換機構５０は、前記コネクタ部材６５と前記下部構造体との間に配置された中間部材６８（本発明における支持部材の一例）をさらに備える。当該中間部材６８は、前記シリンダ本体６１Ａとの相対位置が一定であり、前記上スピンドル９ａとの相対位置が一定である。前記中間部材６８及び前記シリンダ本体６１Ａの取り付け位置は、互いの相対位置を固定できる場所であれば特に限定されない。前記中間部材６８及び前記シリンダ本体６１Ａは、例えば、図略のブラケット等を介して前記フレーム５２に支持されてもよい。また、これらは、上スピンドル９ａを構成する部材のうち回転しない部分（例えば上スピンドル９ａの胴部など）に支持されてもよい。また、中間部材６８（支持部材）は、上スピンドル９ａとは別の部材ではなく、上スピンドルの一部であってもよい。
【００４０】
コネクタ部材６５はフランジ部６６を有する。当該フランジ部６６は、水平方向（例えば前後方向）に張り出す形状を有する。各フランジ部６６の下面には前記棒体６４の上端が接続されている。当該棒体６４を取り巻くように前記第１のばね体６３ａ及び前記第２のばね体６３ｂが配置されている。各棒体６４は押圧部材６２の機能の一つである押し棒としての役目を果たす。各棒体６４の下端は、リング体６７の上面に接続されている。
図５に示す具体例では、上述したように前記弾性部６３を構成するばね体のそれぞれは、圧縮ばねである。前記複数の第１のばね体６３ａは、前記リング体６７と前記中間部材６８との間に介在する。前記複数の第２のばね体６３ｂは、前記中間部材６８と対応する前記コネクタ部材６５との間に介在する。  前記複数の第１のばね体６３ａ及び前記複数の第２のばね体６３ｂのそれぞれは、上下方向に長い形状を有し、上下方向に伸縮するように構成される。前記中間部材６８は、前記複数の第１のばね体６３ａのぞれぞれの一端部（上端部）を支持し、前記リング体６７は、前記複数の第１のばね体６３ａのそれぞれの他端部（下端部）を支持する。これにより、前記複数の第１のばね体６３ａのそれぞれは、中間部材６８により上方への移動が規制され、前記リング体６７により下方への移動が規制されている。前記複数の第１のばね体６３ａのそれぞれは、前記中間部材６８に対して前記本体部６２Ａが上方に相対移動するのに伴って収縮し、前記中間部材６８に対して前記本体部６２Ａが下方に相対移動するのに伴って伸張する。
前記中間部材６８は、前記複数の第２のばね体６３ｂのそれぞれの一端部（下端部）を支持し、前記複数のコネクタ部材６５のそれぞれは、前記複数の第２のばね体６３ｂのうちの対応する第２のばね体６３ｂの他端部（上端部）を支持する。これにより、前記複数の第２のばね体６３ｂのそれぞれは、前記中間部材６８により下方への移動が規制され、前記コネクタ部材６５により上方への移動が規制されている。前記複数の第２のばね体６３ｂのそれぞれは、前記中間部材６８に対して前記本体部６２Ａが上方に相対移動するのに伴って伸張し、前記中間部材６８に対して前記本体部６２Ａが下方に相対移動するのに伴って収縮する。
前記中間部材６８は、当該中間部材６８を上下方向に貫通する複数の挿通孔を有する。当該複数の挿通孔には、前記複数の棒体６４がそれぞれ挿通されている。この中間部材６８の前記複数の挿通孔のそれぞれにはすべりブシュ６８ａが配置されている。当該すべりブシュ６８ａは、前記棒体６４と前記中間部材６８との抵抗を小さくしつつ前記棒体６４をガイドする。
このすべりブシュ６８ａは、当該すべりブシュ６８ａを上下方向に貫通する貫通孔を有する円筒形状を呈している。当該すべりブシュ６８ａの前記貫通孔には、対応する前記棒体６４が摺動可能に挿通されている。すなわち、前記中間部材６８の前記複数の挿通孔のそれぞれの内周面と、当該挿通孔に挿通された棒体６４との間には、前記すべりブシュ６８ａが介在している。
前記中間部材６８は、複数の前記すべりブシュ６８ａを介して前記複数の棒体６４をそれぞれ支えている。このため、前記複数の棒体６４のそれぞれは、一方向にのみ（上下方向にのみ）変位し、上下方向以外の方向、例えば左右方向（水平方向）に変位することが抑制される。したがって、前記複数の棒体６４のそれぞれにおいて、当該棒体６４の軸振れ等の問題が発生することが抑制される。すなわち、前記すべりブシュ６８ａは棒体６４が上下方向の移動のみを行うように棒体６４の動作を制限する。その結果として、リング体６７が傾いて押圧片７０の下面である押圧面６２Ｓが上リム１２ａの上面１２Ｓを不均等に押圧するのを防ぐことができる。
また、前記押圧部材６２の本体部６２Ａが複数のエアシリンダ６１のそれぞれのシリンダロッド７５と連結されている場合に、前記すべりブシュ６８ａは前記押圧部材６２の本体部６２Ａが上下方向に安定して動作することを可能にする。具体的には、前記中間部材６８及び前記複数のすべりブシュ６８ａは前記複数の棒体６４のそれぞれの動作方向を上下方向に制限している。当該複数の棒体６４は前記押圧部材６２の本体部６２Ａの一部であるので、本体部６２Ａが上下方向に動作するときには、当該本体部６２Ａが上下方向に対して傾斜した方向に動作すること、及び前記本体部６２Ａの姿勢が傾くことが抑制される。より具体的には、例えば、前記複数のエアシリンダ６１のうちの一部のエアシリンダ６１においてエアの詰まりやゴミの噛み込み等の不具合が生じて当該一部のエアシリンダ６１が正常に動作しない場合に、仮に、前記すべりブシュ６８ａが設けられていなければ、前記本体部６２Ａ（具体的には、リング体６７及び押圧片７０）の姿勢が傾いてしまうことがある。一方、中間部材６８の前記複数の挿通孔のそれぞれに前記すべりブシュ６８ａが設けられることにより、前記複数のエアシリンダ６１に連結された前記本体部６２Ａの動作方向が上下方向に対して傾斜すること、及び前記本体部６２Ａの姿勢が傾くことが抑制される。
【００４１】
上記のようにシリンダ本体６１Ａとの相対位置が固定されている中間部材６８を境にして第１のばね体６３ａと第２のばね体６３ｂとを上下に分けて配置した理由は、本体部６２Ａの重量に応じた弾性部６３の適切なストロークとバネ力を設定するときの設計の自由度を高めるためである。具体的には次の通りである。仮に、前記第１のばね体６３ａ及び前記第２のばね体６３ｂを一体のばねとして設計すると、弾性部６３として要求される条件が一般的な市販品では満たされ難いため、特注品のばねを用意する必要があり、コストが上がる。本実施形態のように、中間部材６８を境にして上下に分割された前記第１のばね体６３ａ及び前記第２のばね体６３ｂが弾性部６３として用いられる場合、弾性部６３の設計自由度が高まる。このことは、前記第１のばね体６３ａ及び前記第２のばね体６３ｂを選定するときの選択肢が広がることを可能にし、これにより、コストを下げることができる。なお、前記弾性部６３を構成するばねのストロークとバネ力は、以下の複数の条件を満たす必要があり、これらの条件に対応することは、一般的な市販品では難しい。
［条件１］後述する待機状態（エアシリンダ６１に対してエアによる加圧がされていない状態）では、押圧部材６２の下面６２Ｓが、上スピンドル９ａのフランジ部５５の下面９Ｓよりも下方に位置する。
［条件２］上リム１２ａが上スピンドル９ａに装着される過程におけるバネ力（弾性部６３全体の弾性力）は、上リム１２ａの上面１２Ｓが押圧部材６２の下面６２Ｓに接した時点（ａ）から、上リム１２ａの上面１２Ｓがフランジ部５５の下面９Ｓに接する時点（ｂ）までの間に変化する。具体的には、前記時点（ａ）では、前記バネ力は、前記本体部６２Ａを支えるために上向きに働いているが、前記時点（ａ）から前記時点（ｂ）までの間に下向きに転じ、前記時点（ｂ）においては下向きに働く。
［条件３］上リム１２ａが上スピンドル９ａに装着された直後の状態（上リム１２ａの上面１２Ｓがフランジ部５５の下面９Ｓに接しており、かつ、エアシリンダ６１に対してエアによる加圧がされていない状態）では、前記バネ力は、下向きに働いているが、上リム１２ａを上スピンドル９ａから離脱させない程度の力である。
前記上リム１２ａが前記上スピンドル９ａに装着された状態において前記第１のばね体６３ａが前記本体部６２Ａに対して加える前記下向きの押圧力（弾性部６３の前記バネ力）は、前記永久磁石５６による磁力から前記上リム１２ａの重量を減算した値よりも小さくなるように設定されている。
押圧部材６２の下端に位置する押圧面６２Ｓ、すなわち、押圧片７０の下端に位置する押圧面６２Ｓは、前記上リム１２ａの上面１２Ｓに対して上下方向に対向している。当該押圧面６２Ｓは、上スピンドル９ａに固定された（保持された）上リム１２ａの上面１２Ｓに押圧力を加えることができる。当該押圧面６２Ｓが前記上リム１２ａの上面１２Ｓを押圧する位置は、フランジ部５５において永久磁石５６が取り付けられた位置よりも上スピンドル９ａの径方向外側の位置である。具体的には、前記押圧面６２Ｓが前記上面１２Ｓを押圧する位置は、平面視において、フランジ部５５の外周面よりも径方向外側に離れた位置である。
【００４２】
押圧部材６２の押圧面６２Ｓは、上スピンドル９ａを取り囲むように設けられたリング体６７に接続されて下方に延びる押圧片７０の下端面である。このリング体６７の中央に穿孔された貫通孔６９には、上スピンドル９ａが遊嵌されている。リング体６７の下面からは、複数の押圧片７０（リム押し部材）が下方に延びるように設けられている。本実施形態では、一対の押圧片７０が設けられている。各押圧片７０は、平面視において、上スピンドル９ａの外周に沿った円弧形状を有する。
【００４３】
次に、本実施形態に係るリム交換機構５０を用いたリム交換方法について説明する。
図６は、タイヤ試験が行われているときのリム交換機構５０の状態を示す。この状態では、切替弁７８は、第１許容状態に切り替えられている。当該第１許容状態は、前記コンプレッサからの圧縮空気が下側のポート７７に連通する前記下室７３Ｄに供給されることを許容すると共に上側のポート７６を通じて前記上室７３Ｕの空気が排出されることを許容する。つまり、ピストン７４により区画されるシリンダ室７３の下室７３Ｄのみにコンプレッサで圧縮された圧縮空気が供給され、ピストン７４が上方に向かって移動する。これにより、エアシリンダ６１のピストン７４及びシリンダロッド７５は上方に移動し、押圧部材６２の前記本体部６２Ａ（押圧片７０、リング体６７、棒体６４及びコネクタ部材６５）も上方に移動する。前記押圧部材６２の本体部６２Ａは、前記上方位置にあり、押圧片７０の下端面、すなわち、押圧部材６２の押圧面６２Ｓは、上スピンドル９ａの前記下面９Ｓ及び永久磁石５６の下面よりも上方に位置し、上リム１２ａの上面１２Ｓから上方に離れている。
【００４４】
また、図６に示す状態では、上リム１２ａは上スピンドル９ａに装着されるとともに永久磁石５６の磁力により上スピンドル９ａに固定されている。また、下リム１２ｂは下スピンドル９ｂに装着されるとともに前記永久磁石の磁力により下スピンドル９ｂに固定されている。図６に示す状態では、上下リム１２ａ、１２ｂは上下に間隔をおいて配置されている。
図７は、上リム１２ａが上スピンドル９ａから取り外される時の状態を示している。図６に示す状態（タイヤ試験中の状態）から図７に示す取り外し時の状態に切り替えるために、コントローラ８０の切替弁制御部８１は、切替弁７８が前記第１許容状態から第２許容状態に切り替わるように切替弁７８の動作を制御する。
具体的に、当該第２許容状態は、前記コンプレッサからの圧縮空気が上側のポート７６に連通する上室７３Ｕに供給されることを許容すると共に下側のポート７７に連通する下室７３Ｄから空気が排出されることを許容する。これにより、ピストン７４により区画されるシリンダ室７３の上室７３Ｕのみにコンプレッサで圧縮された圧縮空気が供給され、ピストン７４及びシリンダロッド７５が下方に向かって移動する。このときのエアシリンダ６１による下向きの押圧力は、永久磁石５６が上リム１２ａを上スピンドル９ａに引き寄せる力から上リム１２ａの重量を減算した値を上回っている。この下向きの押圧力はコネクタ部材６５、棒体６４、リング体６７、及び押圧片７０を介して上リム１２ａの上面１２Ｓに伝達される。当該押圧力は、上リム１２ａを下方に向かって強く押圧する。このため、前記押圧部材６２の本体部６２Ａは、図７に示す位置からさらに下方に移動し、前記下方位置に到達する。
当該下方位置は、前記本体部６２Ａの前記押圧面６２Ｓが前記上リム１２ａの前記上面１２Ｓに対して前記下向きの押圧力を加えながら前記本体部６２Ａが当該下方位置に向かって下方に移動することにより前記上リム１２ａの前記上面１２Ｓを前記上スピンドル９ａの前記下面９Ｓから下方に離すことを可能にする位置である。したがって、前記本体部６２Ａが前記下方位置に到達すると、前記上リム１２ａの前記上面１２Ｓは、前記上スピンドル９ａの前記下面９Ｓに対して下方に距離をおいた位置に配置される。
前記下方位置が、前記本体部下限位置、すなわち、アクチュエータにおける下側のストロークエンドに対応する位置でない場合には、前記圧縮空気により生じる下向きの押圧力により、ピストン７４及びシリンダロッド７５がさらに下方に向かって移動し、前記本体部６２Ａは、前記本体部下限位置に到達する。これにより、上スピンドル９ａから上リム１２ａが確実且つ迅速に離脱する。
【００４５】
このようにして上スピンドル９ａから離脱した上リム１２ａは、下リム１２ｂの上に配置された状態で下スピンドル９ｂと共に下降する。これにより、上リム１２ａが上スピンドル９ａから取り外される。そして、前記下スピンドル９ｂがさらに下降して下リム１２ｂが前記リムテーブル１３の上面に到達すると、当該下リム１２ｂが下スピンドル９ｂから取り外され、前記リムテーブル１３の上面に当該下リム１２ｂ及びこの上に重なる前記上リム１２ａが配置される。
図５は、上リム１２ａが上スピンドル９ａに対して装着される時の状態を示している。上リム１２ａが上スピンドル９ａから取り外された状態で且つ前記押圧部材６２の前記本体部６２Ａが図５に示す前記待機位置にある状態において、上リム１２ａを上スピンドル９ａに装着するための制御が行われる。前記上リム１２ａが前記上スピンドル９ａに装着される場合には、前記コントローラ８０の切替弁制御部８１は、前記上リム１２ａが前記上スピンドル９ａから取り外された状態で前記切替弁７８を前記阻止状態に切り替える制御を行う。これにより、前記本体部６２Ａが前記待機位置に配置される。
前記切替弁７８が前記阻止状態に切り換わると、図５に示すように前記切替弁７８は、上下双方のポート７６、７７が開放された状態になる。
【００４６】
前記切替弁７８が図５に示す状態にある場合には、前記上室７３Ｕ及び前記下室７３Ｄの何れにも圧縮空気が供給されないので、前記上室７３Ｕの空気圧と前記下室７３Ｄの空気圧との差はほとんどない。しかも、前記上室７３Ｕ及び前記下室７３Ｄからの空気の排出が許容されているので、ピストン７４はシリンダ室７３内を上方にも下方にも移動可能である。前記本体部６２Ａが図５に示す待機位置に配置されているとき、前記第１のばね体６３ａによる下向きの押圧力（弾性力）は押圧部材６２の前記本体部６２Ａに作用していることが好ましいが、このことは必須ではない。すなわち、上述したように、前記待機位置が前記下方位置よりもさらに下方にある場合には、前記本体部６２Ａが前記待機位置に配置されているときに前記第１のばね体６３ａによる下向きの押圧力は必ずしも前記本体部６２Ａに作用していなくてもよく、前記本体部６２Ａが前記待機位置よりも上方の前記下方位置に配置されているときに前記第１のばね体６３ａによる下向きの押圧力が前記本体部６２Ａに作用していればよい。当該第１のばね体６３ａの押圧力（弾性力）は、新たに上リム１２ａを上スピンドル９ａに装着する際の衝撃を緩和することを可能にする。
上記のように、図５に示すリム交換機構５０の状態は、上リム１２ａが上スピンドル９ａに装着されるのを待機する待機状態である。当該待機状態では、前記本体部６２Ａが前記待機位置に配置され、押圧片７０の下端面（すなわち、押圧部材６２の本体部６２Ａの下面６２Ｓ）がフランジ部５５の下面９Ｓよりも下方に突出している。このように前記待機状態において前記本体部６２Ａの前記下面６２Ｓが前記上スピンドル９ａの下面９Ｓよりも下方に位置するように弾性部６３のバネ定数が設定される。
具体的には、当該ばね体６３ａ，６３ｂのバネ定数やばね体６３ａ，６３ｂの長さは、例えば上述した条件１〜条件３を考慮して設定される。
本実施形態では、上述したように、前記弾性部６３は、中間部材６８の下側に配置される第１のばね体６３ａと、中間部材６８の上側に配置される第２のばね体６３ｂとを含む。このように複数のばね体６３ａ，６３ｂを、位置が固定されている中間部材６８を介して上下に分けて配置することにより、弾性部６３によるバネ力の働く方向を上下２方向に作用させることが可能になる。また、それぞれのばね体の長さの調整などによる前記弾性部６３のバネ力の調節が可能になるので、設計の自由度が確保される。
【００４７】
このような待機状態（図５に示す状態）のリム交換機構５０において、上リム１２ａ及び下リム１２ｂを上端部に載せた下スピンドル９ｂが上昇し、上リム１２ａの上面１２Ｓが永久磁石５６の磁力による前記影響範囲に含まれるような位置まで上リム１２ａが前記永久磁石５６に接近すると、永久磁石５６の磁力が上リム１２ａに作用し、上リム１２ａが上スピンドル９ａに向かって上方に引き寄せられる。
前記待機状態では、押圧片７０の下端面６２Ｓ、すなわち、押圧部材６２の本体部６２Ａの下面６２Ｓがフランジ部５５の下面９Ｓよりも下方に位置しているので、磁力により上スピンドル９ａに引き寄せられる上リム１２ａの上面１２Ｓは、フランジ部５５の下面９Ｓよりも先に押圧部材６２の本体部６２Ａの下面６２Ｓに接触する。この接触時に前記待機位置にある前記本体部６２Ａは、前記磁力により前記上リム１２ａが上スピンドル９ａの前記下面９Ｓに近づくように上昇するのに伴って上昇する。このとき、前記本体部６２Ａには、前記第１のばね体６３ａの押圧力が下方に作用するため、上リム１２ａの上面１２Ｓが上スピンドル９ａの下面９Ｓに接するときの衝撃は、前記第１のばね体６３ａが縮むことにより緩和される。これにより、磁着面（密着面）である前記上面１２Ｓ及び前記下面９Ｓに傷が形成されることや大きな衝撃音が発生することなどが抑制される。すなわち、上リム１２ａの上面１２Ｓが前記本体部６２Ａの下面６２Ｓに接触してから前記上スピンドル９ａのフランジ部５５の下面９Ｓに接触するまでの過程のうちの少なくとも一部の時間帯において、上リム１２ａは前記第１のばね体６３ａによる下向きの押圧力を受けるので、上リム１２ａが上スピンドル９ａに装着されるときの衝撃が緩和される。
【００４８】
このようにして上リム１２ａが上スピンドル９ａに固定されると、リム交換機構５０は、再び図６に示す状態に切り替わる。かかる状態では、ピストン７４が上方に移動し、押圧片７０が上リム１２ａの上面１２Ｓから上方に離れる。この図６に示す状態は、タイヤ試験が可能な状態である。図６に示す状態からリム交換機構５０によって上リム１２ａが取り外される手順は上述した通りである。
【００４９】
本実施形態に係るリム交換機構５０においては、エアシリンダ６１やこのエアシリンダ６１を支えるブラケットが上スピンドル９ａと一体に回転しないように上部フレーム５２ａに固定されている。すなわち、リム交換機構５０は、上スピンドル９ａの回転とともに回転しない構造を有する。したがって、タイヤ試験において、リム交換機構５０の回転に起因する誤差成分がユニフォミティの計測系に加わることが抑制される。その結果、ユニフォミティを精度良く計測できる。
【００５０】
本実施形態に係るリム交換機構５０（リム離脱機構５１）は、上スピンドル９ａに対して上リム１２ａを装着する際に様々な悪影響が生じることを抑制できる。
具体的には、リム交換機構５０において、押圧部材６２の本体部６２Ａに下向きの押圧力が加わるように棒体６４の長さとばね体６３ａ，６３ｂの長さと前記中間部材６８の位置が調節されている。このため、上リム１２ａが上スピンドル９ａに装着される時の衝撃力を前記弾性部６３が緩和し、上リム１２ａの上面１２Ｓ及び上スピンドル９ａの下面９Ｓにおける傷つきや衝撃音が緩和される。
【００５１】
さらに、前記待機状態においては、エアシリンダ６１の両ポート７６、７７が共に開放されるようなエア回路が構成される。すなわち、前記待機状態においては、エアシリンダ６１のシリンダロッド７５の伸縮が自在である。この待機状態において、上リム１２ａが上スピンドル９ａに装着されたことを前記第１センサが検知すると、その信号が入力されるコントローラ８０は、エアシリンダ６１のピストン７４が上昇するように前記切替弁７８の動作を制御する。そして、エアシリンダ６１のピストン７４が上限位置に達したことを前記第２センサが検知すると、その信号が入力されるコントローラ８０は、下スピンドル９ｂが下降するように前記昇降シリンダ７２の動作を制御する。これにより、上リム１２ａ及び下リム１２ｂが上スピンドル９ａ及び下スピンドル９ｂにそれぞれ迅速に固定される。
【００５２】
上リム１２ａの上面１２Ｓを押圧する前記押圧部材６２の押圧面６２Ｓは、タイヤ試験に用いられる上リム１２ａのうち、最小径の上リム１２ａから最大径の上リム１２ａまでの範囲に含まれるいずれのサイズを有する上リム１２ａであっても押圧可能な位置に配置されている。本実施形態では、図６に示すように、リング体６７の下面に当該下面から下方に延びる押圧片７０（リム１２押し部材）が設けられている。このことは、前記押圧面６２Ｓが前記上リム１２ａの上面１２Ｓを押圧する位置が径方向の小さな範囲に限られたとしても、前記押圧面６２Ｓが前記上リム１２ａの上面１２Ｓを適切に押圧することを可能にし、しかも、エアシリンダ６１の取付位置が制限されたとしても、前記押圧面６２Ｓが前記上リム１２ａの上面１２Ｓを適切に押圧することを可能にする。
図６に示すように、前記弾性部６３は、中間部材６８を介して上側の第２のばね体６３ｂと下側の第１のばね体６３ａに分かれている。このことは、押圧部材６２の前記本体部６２Ａを押圧するばね体６３ａ，６３ｂのバネ定数を調整する自由度を高めることを可能にする。加えて、図６に示すように、コネクタ部材６５には、前記シリンダロッド７５の下端部が当該コネクタ部材６５に対して上下方向に相対移動可能となるような遊びが設けられている。この遊びは、エアシリンダ６１のシリンダロッド７５のストロークよりも前記押圧部材６２の移動量を小さくする（短くする）ために設けられたものである。
また、上述したように、前記リムテーブル１３の前記リム搭載面の上には、互いに異なるサイズを有する前記複数のリム１２が載置される。すなわち、本実施形態では、互いに異なるサイズと重量を有する前記複数の上リム１２ａの何れかを上スピンドル９ａに装着することが可能である。そして、前記上リム１２ａが前記上スピンドル９ａに装着された状態において前記第１のばね体６３ａが前記本体部６２Ａに対して加える前記下向きの押圧力は、前記永久磁石５６による磁力から、前記上スピンドル９ａに装着可能な前記複数の上リム１２ａのうち最大の重量を有する上リム１２ａの重量を減算した値より小さくなるように設定されている。
【００５３】
以上述べたように、本実施形態に係るタイヤ試験機１におけるリム交換機構５０は、リム離脱機構５１を有しており、このリム離脱機構５１の押圧部材６２が前記弾性部６３を含むため、上スピンドル９ａに対して上リム１２ａを装着する際の様々な悪影響が生じることを抑制することが可能となる。
【００５４】
なお、上記のように前記上リムが前記上スピンドルに接触するときの衝撃に関する問題に対して、タイヤ試験機において、リム離脱機構として油圧シリンダ（油圧ジャッキ）を採用し、当該油圧シリンダを衝撃緩和に利用するという対応策が考えられる。すなわち、当該対応策に係るタイヤ試験機は、上スピンドルから上リムを取り外すためのリム離脱機構を備え、当該リム離脱機構は、上部フレームに垂下状態で設けられて下向きに押圧力を発生する油圧シリンダと、この油圧シリンダの押圧力を用いて上リムを押圧する下端部を有する押圧部材と、を備えている。つまり、当該タイヤ試験機では、このリム離脱機構の油圧シリンダが、上リムの磁着時における衝撃緩和のための手段としても使用される。
【００５５】
具体的には、上リムの交換時に上リムが取り外され、別の上リムが上スピンドルに装着されるまで油圧シリンダを下方に伸長させ、押圧部材を下側へ押し出す（リム押し操作）。この状態で、上リムを上スピンドルに磁着させた場合、油圧シリンダの下方への押圧力と下スピンドルの上昇力との差により、油圧シリンダが押し戻される時のクッション効果を利用して、上リム装着時の衝撃力が緩和される。また、上リムが上スピンドルに装着された後は、センサで上リムが確実に装着されたことを検知して油圧ジャッキの圧力が抜かれ、下スピンドルが下降することによりリムの交換動作が終了する。
【００５６】
上記のような動作を行うことで、上リムの装着時の課題（例えば、衝撃音の発生）などを解消可能である。しかし、この対応策では、以下に示す課題が生じることがある。例えば、上記した油圧シリンダの動作（上リムの磁着時における課題解決のための動作）は、自動リムチェンジにおける一連の動作に含まれる動作である。しかし、リムの交換作業が手動操作によって行われる場合がある。かかる場合においては、例えば、前記リム押し操作と前記下スピンドルの上昇操作とが個別に行われる手動操作においては、前記リム押し操作が行われていない状態で、上下リムを搭載した下スピンドルを上昇させる操作が行われることがある。この場合、上リムが上スピンドルに装着されるときの衝撃が緩和されない。
【００５７】
また、上スピンドルに上リムが装着されていることを検知するためのセンサが設けられる場合がある。当該センサが上リムを検知していない場合には、上スピンドルから上リムを取り外す動作が行われない。しかし、上リムを検知するための前記センサが何らかの原因で誤作動し、上リムが上スピンドルに装着されているにもかかわらず、上リムが装着されていないと判断され、前記油圧シリンダが上リムを下方へ押す動作が行われた結果、リムが落ちるといった問題が発生する虞がある。すなわち、油圧シリンダが、上リムの離脱と上リムの装着時の衝撃緩衝という２つの機能を達成するために利用されている場合には、この兼用動作に起因する上記の種々の問題は完全に解決されない。また、前記対応策では、上リムが上スピンドルに確実に密着したことをセンサが検知したのち、油圧シリンダの圧力が抜かれ、圧力が十分抜けきる時間がタイマでカウントされる。このような対応策では、前記圧力が抜けるまでに長い時間がかかり、下スピンドルが所定の位置まで下降して動作が完了するまで長い時間がかかるという問題もある。
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は、例えば次のような態様を含むことが可能である。
（Ａ）前記実施形態では、例えば図５に示すように、中間部材６８を介して第１のばね体６３ａと第２のばね体６３ｂとが配置されていたが、本発明は、この実施形態に限られない。例えば、図５において、前記弾性部６３は、第１のばね体６３ａを有する一方で、第２のばね体６３ｂを有していないものであってもよい。この場合、前記本体部６２Ａが前記本体部下限位置に配置されているときには、当該本体部６２Ａは、例えば、エアシリンダ６１のシリンダロッド７５の下端部により支持されてもよく、また、コネクタ部材６５の下面が中間部材６８の上面に接することにより支持されてもよい。
（Ｂ）前記実施形態では、例えば図５に示すように、前記リム交換機構５０が支持部材（中間部材６８）を備えていたが、本発明は、この実施形態に限られない。例えば、図５において、前記支持部材（中間部材６８）を省略し、前記弾性部６３が少なくとも一つの第１のばね体６３ａのみからなるものであってもよい。この場合、例えば、棒体６４の下端部は、前記下部構造体のリング体６７に固定される一方で、棒体６４の上端部は、上側部材（コネクタ部材６５）に設けられた貫通孔に挿通されていてもよい。この構成では、本体部６２Ａが上下方向に昇降するときに、棒体６４が前記コネクタ部材６５に対して上下方向に相対移動可能となる。
（Ｃ）前記実施形態では、永久磁石５６の磁力による前記影響範囲に含まれるような位置まで上リム１２ａが前記永久磁石５６に接近すると、その磁力により上リム１２ａが上スピンドル９ａに引き寄せられ、その後、上リム１２ａの上面１２Ｓがフランジ部５５の下面９Ｓよりも先に押圧部材６２の本体部６２Ａの下面６２Ｓに接触する。本発明では、このような実施形態に限られない。例えば、上昇する前記上リム１２ａの上面１２Ｓが押圧部材６２の本体部６２Ａの下面６２Ｓに接触した後に、当該上リム１２ａがさらに上昇することにより、前記磁力により前記上スピンドル９ａに引き寄せられるような形態であってもよい。
【００５８】
特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
上記のように、本発明は、上スピンドルに対して上リムを装着する際に上リムが上スピンドルに接触するときの衝撃を緩和することが可能なタイヤ試験機のリム交換機構及びリム交換方法を提供することを目的とする。
提供されるのは、タイヤ試験機のリム交換機構である。当該リム交換機構は、タイヤ試験機に設けられる。当該タイヤ試験機は、タイヤを挟持するための複数のリムであって当該複数のリムのそれぞれが上リム及び下リムを有するものと、前記複数のリムから選ばれる何れかのリムの前記上リムが装着されること及び取り外されることが可能な上スピンドルであって当該上スピンドルに装着された前記上リムの上面に接する下面を有するとともに前記上スピンドルに装着された前記上リムを磁力により当該上スピンドルに固定するための永久磁石を有する上スピンドルと、前記下リムが装着される下スピンドルと、を備える。前記リム交換機構は、前記上スピンドルに固定された前記上リムを交換するための機構である。当該リム交換機構は、前記上リムの前記上面に対して下向きの押圧力を加えるための押圧面を有する本体部とばね体とを含む押圧部材と、前記本体部を上方位置と下方位置とを含む範囲において上下方向に変位させるアクチュエータと、を備える。前記上方位置は、前記上スピンドルに装着された前記上リムの前記上面よりも前記本体部の前記押圧面が上方に位置する位置である。前記下方位置は、前記上方位置よりも下方の位置であり、前記本体部の前記押圧面が前記上リムの前記上面に対して前記下向きの押圧力を加えながら前記本体部が当該下方位置に向かって下方に移動することにより前記上リムの前記上面を前記上スピンドルの前記下面から下方に離すことを可能にする位置である。前記ばね体は、前記下方位置に配置される前記本体部に対して下向きの押圧力を加えるように構成されている。
このタイヤ試験機のリム交換機構では、上下のリム及び上下のスピンドルの回転を伴うタイヤ試験が行われる場合には、前記アクチュエータにより前記押圧部材の前記本体部が前記上方位置に配置される。前記本体部が当該上方位置に配置されると、前記上スピンドルに装着された前記上リムの前記上面よりも前記本体部の前記押圧面が上方に位置するので、前記押圧部材の本体部が前記上リム及び前記上スピンドルの回転を阻害しない。また、前記上スピンドルに固定された上リムを別の上リムに交換するために上リムが上スピンドルから取り外される場合には、前記アクチュエータにより前記押圧部材の前記本体部が下方に移動して前記下方位置又は当該下方位置よりも下方の位置（例えば前記待機位置）に配置される。このことは、前記本体部の前記押圧面が前記上リムの前記上面に対して前記下向きの押圧力を加えながら前記本体部が当該下方位置に移動することにより前記上リムの前記上面を前記上スピンドルの前記下面から下方に離すことを可能にする。さらに、前記別の上リムが前記上スピンドルに装着される場合には、前記本体部が前記待機位置に配置された状態で前記上スピンドルよりも下方にある前記別の上リムが前記上スピンドルに近づけられる。そして、当該上リムは、前記上スピンドルにおける永久磁石の磁力の影響を十分に受ける距離まで近づくと、当該磁力により引き寄せられて前記上スピンドルに向かって移動する。この移動過程において、前記本体部が前記待機位置に配置されている場合には、前記上リムの前記上面は前記上スピンドルの前記下面よりも先に前記本体部の前記押圧面に接触する。そして、前記リム交換機構では、前記ばね体は、前記下方位置に配置される前記本体部に対して下向きの押圧力を加えるように構成されている。このばね体による前記下向きの押圧力によって前記本体部及び上リムの上方への移動速度が抑えられる。このことは、前記上リムの前記上面が前記上スピンドルの前記下面に接するときの衝撃が前記ばね体による前記下向きの押圧力により緩和されることを可能にする。
前記タイヤ試験機のリム交換機構において、前記上スピンドルは、前記タイヤ試験機のフレームに対して回転自在に支持され、前記アクチュエータは、前記フレームに対して固定されていることが好ましい。仮に、前記アクチュエータが上スピンドルに固定されて当該上スピンドルの回転とともに回転する場合には、前記アクチュエータの回転に起因する誤差成分がタイヤ試験の計測結果に加わるので、タイヤ試験の精度が低下する。一方、本態様では、前記アクチュエータは、上スピンドルに固定されるのではなく前記フレームに固定されているので、前記上スピンドルが回転しても当該アクチュエータは回転しない。このことは、タイヤ試験において、前記アクチュエータの回転に起因する誤差成分がタイヤ試験の計測結果に加わることを抑制できる。これにより、タイヤ試験の精度が低下するのを抑制できる。
前記タイヤ試験機のリム交換機構において、前記ばね体は、上下方向に伸縮するように構成され、前記押圧部材の前記本体部は、上下方向に前記ばね体を貫通し当該ばね体を支持する棒体を含んでいることが好ましい。この態様では、上下方向に伸縮するように構成されたばね体が上下方向に前記ばね体を貫通する前記棒体により支持されるので、前記ばね体が上下方向以外の方向に変形することが抑制される。このことは、前記ばね体が前記本体部に加える下向きの押圧力がばらつくことを抑制する。
前記タイヤ試験機のリム交換機構において、前記アクチュエータは、シリンダ室を画定するシリンダ本体と、前記シリンダ室に収容されて前記シリンダ室を上室と下室とに区画するピストンであって前記シリンダ室において上下方向に昇降可能なピストンと、を有するエアシリンダであり、前記本体部は、前記ピストンが上下方向に昇降するのに伴って上下方向に変位するように構成されていてもよい。この態様では、前記本体部の上下方向の変位が前記エアシリンダにより達成される。
前記タイヤ試験機のリム交換機構は、前記シリンダ本体との相対位置が一定である支持部材であって前記ばね体の一端部を支持する支持部材をさらに備え、前記押圧部材の前記本体部は、前記ばね体の他端部を支持し、前記ばね体は、前記支持部材に対する前記本体部の上下方向の相対位置が変化するのに伴って上下方向に伸縮するように構成されていてもよい。この態様では、前記ばね体の一端部は、前記シリンダ本体との相対位置が不変である支持部材に支持され、前記ばね体の他端部は、前記シリンダ本体との相対位置がピストンの上下方向の昇降に伴って変化する前記本体部に支持されている。したがって、前記ばね体は、前記支持部材に対する前記本体部の上下方向の相対位置が変化するのに伴って上下方向に伸縮する。このことは、前記のような支持部材を設けるという簡単な構成で、前記上リムの前記上面が前記上スピンドルの前記下面に接するときの衝撃を緩和することを可能にする。
前記タイヤ試験機のリム交換機構は、前記シリンダ本体との相対位置が一定である支持部材であって前記ばね体の一端部を支持する支持部材をさらに備え、前記押圧部材の前記本体部は、前記ピストンの昇降動作に連動して上下に移動可能な上側部材と、当該上側部材の下方に位置する下側部材と、前記上側部材から前記下側部材まで下方に延びて前記上側部材と前記下側部材とを連結する棒体と、を含み、前記支持部材は、前記上側部材と前記下側部材との間に介在し、前記支持部材は、当該支持部材を上下方向に貫通し前記棒体が挿通される挿通孔を有し、前記リム交換機構は、前記支持部材の前記挿通孔に配置されるすべりブシュをさらに備え、前記すべりブシュは、当該すべりブシュを上下方向に貫通し前記棒体が摺動可能に挿通される貫通孔を有し、前記棒体は、前記すべりブシュに支持されながら前記上側部材に連動して上下に移動するように構成されている。この態様では、前記支持部材は、前記すべりブシュを介して前記棒体を支えている。このため、前記棒体は、上下方向に変位するときに当該上下方向以外の方向、例えば水平方向に変位することが抑制される。したがって、前記棒体において当該棒体の軸振れ等の問題が発生することが抑制される。
前記タイヤ試験機のリム交換機構は、圧縮空気が前記シリンダ室の前記下室に供給されることを許容するとともに前記シリンダ室の前記上室から空気が排出されることを許容する第１許容状態と前記圧縮空気が前記上室に供給されることを許容するとともに前記下室から空気が排出されることを許容する第２許容状態と前記上室及び前記下室から空気が排出されることを許容するとともに前記圧縮空気が前記上室及び前記下室に供給されることを阻止する阻止状態とに切り替え可能な切替弁と、前記切替弁の動作を制御する切替弁制御部と、をさらに備え、前記切替弁制御部は、前記タイヤ試験が行われる場合には、前記押圧部材の前記本体部が前記上方位置に配置されるように前記切替弁を前記第１許容状態に切り替える制御を行い、前記上リムが前記上スピンドルから取り外される場合には、前記押圧部材の前記本体部が前記下方位置に配置されるように前記切替弁を前記第２許容状態に切り替える制御を行い、前記上リムが前記上スピンドルに装着される場合には、前記上リムが前記上スピンドルから取り外された状態で前記切替弁を前記阻止状態に切り替える制御を行うことが好ましい。この態様では、前記タイヤ試験、前記上リムの取り外し、及び前記上リムの装着のそれぞれに必要とされる前記押圧部材の動作がコントローラの前記切替弁制御部により自動でかつ確実に達成される。
前記タイヤ試験機のリム交換機構において、前記上リムが前記上スピンドルに装着された状態において前記ばね体が前記本体部に対して加える前記下向きの押圧力は、前記永久磁石による磁力から、前記複数のリムにおける複数の上リムのうち最大の重量を有する上リムの重量を減算した値よりも小さくなるように設定されているのが好ましい。タイヤ試験は、前記上リムが前記上スピンドルに装着された状態で行われる。したがって、この装着状態において前記ばね体が前記本体部に対して加える前記下向きの押圧力が前記磁力から前記重量を減算した値よりも小さいことは、上リムが上スピンドルにより保持されることを可能にする。
前記タイヤ試験機のリム交換機構は、前記上スピンドルとの相対位置が一定である支持部材をさらに備え、前記押圧部材の前記本体部は、前記支持部材よりも下方に位置する下側部材を含み、前記押圧部材の前記ばね体は、前記支持部材と前記下側部材との間に介在するように配置され、当該ばね体の上端部が前記支持部材に支持されるとともに前記ばね体の下端部が前記下側部材に支持されており、当該ばね体は、収縮することにより前記下側部材が前記支持部材に近づくことを許容し、当該ばね体は、前記本体部が少なくとも前記上方位置と前記下方位置との間に位置するときに当該ばね体の弾性力により前記本体部の前記下側部材に対して下向きの押圧力を加えるように構成されていてもよい。この態様は、前記のような支持部材を設けるという簡単な構成で、前記上リムの前記上面が前記上スピンドルの前記下面に接するときの衝撃を緩和することを可能にする。
前記タイヤ試験機のリム交換機構において、前記押圧部材の前記本体部は、前記支持部材よりも上方に位置する上側部材と、前記上側部材から前記下側部材まで下方に延びて前記上側部材と前記下側部材とを連結する棒体と、を含み、前記押圧部材の前記ばね体は、前記支持部材と前記下側部材との間に介在する第１のばね体であり、当該第１のばね体の上端部が前記支持部材に支持されるとともに前記第１のばね体の下端部が前記下側部材に支持されており、前記押圧部材は、前記支持部材と前記上側部材との間に介在する第２のばね体をさらに含み、当該第２のばね体の上端部が前記上側部材に支持されるとともに前記第２のばね体の下端部が前記支持部材に支持されており、前記第１のばね体は、収縮することにより前記下側部材が前記支持部材に近づくことを許容し、前記第１のばね体は、当該第１のばね体が収縮しているときに当該第１のばね体の弾性力により前記本体部の前記下側部材に対して下向きの押圧力を加えるように構成され、前記第２のばね体は、収縮することにより前記上側部材が前記支持部材に近づくことを許容し、前記第２のばね体は、当該第２のばね体が収縮しているときに当該第２のばね体の弾性力により前記本体部の前記上側部材に対して上向きの押圧力を加えるように構成されていてもよい。この態様は、前記支持部材の下側に前記第１のばね体を配置し、前記支持部材の上側に前記第２のばね体を配置することにより、上述したように、前記第１のばね体及び前記第２のばね体を含む弾性部を設計するときの自由度を高めることを可能にする。
前記タイヤ試験機のリム交換機構を用いたリム交換方法では、前記本体部が前記下方位置にある状態又は前記本体部が当該下方位置よりもさらに下方にある状態において前記上スピンドルよりも下方に位置する前記上リムを前記上スピンドルに近づけ、前記上リムの前記上面を前記上スピンドルの前記下面よりも先に前記本体部の前記押圧面に接触させる。これにより、前記上リムの前記上面が前記本体部の前記下面に接するときの衝撃が前記ばね体による前記押圧力により緩和される。
【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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