(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピンドルハウジング内で複数の軸受を介して回転可能に支持されたスピンドルを回転させて、前記スピンドルに取り付けられたタイヤの動釣合試験又はユニフォーミティ試験を行うタイヤ試験装置であって、
前記スピンドルは、前記スピンドルに装着された第１リムと、前記第１リムと対向して配置され、前記第１リムに対して昇降可能且つ前記第１リムと同軸に回転自在な第２リムとにより前記タイヤを挟持し、
前記第２リムは、前記第２リムの回転軸から垂下延設された嵌合軸を有し、
前記スピンドルは前記嵌合軸が挿入される空洞部を有し、該空洞部の内周には前記嵌合軸と嵌合可能な嵌合部が設けられており、
前記スピンドルの嵌合部は、前記複数の軸受のうちの１つと略同じ高さに位置する
ことを特徴とするタイヤ試験装置。
【請求項２】
支持軸を介して前記スピンドルハウジングを剛体支持するベース
を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ試験装置。
【請求項３】
前記スピンドルは回転軸を鉛直方向に向けて配置され、
前記第１リムは前記スピンドルの上端に装着された下部リムであり、
前記第２リムは前記第１リムの上側に配置された上部リムである
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載のタイヤ試験装置。
【請求項４】
前記上部リムを所定位置に保持するロック部材
を更に備え、
前記下部リムは、
前記下部リムの回転軸から垂下延設された、前記嵌合軸が挿通される嵌合軸挿通筒と、
前記嵌合軸挿通筒の側面に穿孔されたロック部材係合孔と、
を有し、
前記嵌合軸挿通筒の先端は、前記スピンドルの一端上に固定され、
前記ロック部材は、前記ロック部材係合孔内を前記下部リムの半径方向に摺動可能に進退して、前記嵌合軸に形成されたロック溝に噛合して前記嵌合軸をロックし、
前記嵌合軸挿通筒の前記下部リムの回転軸方向の長さが、前記ロック部材の前記下部リムの回転軸方向の長さの１〜２倍である
ことを特徴とする、請求項３に記載のタイヤ試験装置。
【請求項５】
前記嵌合軸挿通筒の前記下部リムの回転軸方向の長さが、前記ロック部材の前記下部リムの回転軸方向の長さの１〜１．５倍であることを特徴とする、請求項４に記載のタイヤ試験装置。
【請求項６】
前記複数の軸受の少なくとも１つはラジアル円筒ころ軸受であることを特徴とする、請求項２に記載のタイヤ試験装置。
【請求項７】
前記ラジアル円筒ころ軸受が、複列円筒ころ軸受であることを特徴とする、請求項６に記載のタイヤ試験装置。
【請求項８】
前記スピンドルは、前記スピンドルハウジング内で、少なくとも１つのスラスト軸受によってさらに支持されていることを特徴とする、請求項６又は請求項７のいずれか一項に記載のタイヤ試験装置。
【請求項９】
前記スラスト軸受が、組合せアンギュラ玉軸受であることを特徴とする、請求項８に記載のタイヤ試験装置。
【請求項１０】
前記スピンドルの前記ラジアル円筒ころ軸受と係合する部分の外周がテーパ状に形成され、
前記ラジアル円筒ころ軸受の内周が、前記テーパ状に形成された前記スピンドルの外周部と同一勾配のテーパ状に形成され、
前記ラジアル円筒ころ軸受の内輪と、前記テーパ状に形成された前記スピンドルの外周部とが密接するように前記ラジアル円筒ころ軸受は前記スピンドルに挿着されていることを特徴とする、請求項６から請求項９のいずれか一項に記載のタイヤ試験装置。
【請求項１１】
前記ラジアル円筒ころ軸受は、前記テーパ状に形成された前記スピンドルの外周部の細径側から太径側に向かってスラスト方向に押し込まれることによって前記スピンドルに挿着されることを特徴とする、請求項１０に記載のタイヤ試験装置。
【請求項１２】
前記テーパ状に形成された前記スピンドルの外周部の細径側に隣接した部分におねじ部が螺設され、
前記ラジアル円筒ころ軸受が前記スピンドルに挿入された後に、前記スピンドルのおねじ部と螺接可能なめねじ部が内周に形成されたカラーを前記スピンドルに螺着することにより、前記ラジアル円筒ころ軸受は前記テーパ状に形成された前記スピンドルの外周部の細径側から太径側に向かってスラスト方向に押し込まれることを特徴とする、請求項１１に記載のタイヤ試験装置。
【請求項１３】
前記カラーは所定のトルクで前記スピンドルに螺着されることを特徴とする、請求項１２に記載のタイヤ試験装置。
【請求項１４】
前記スピンドルハウジング表面に当接して設置され、筒状に形成された圧電素子と、
前記支持軸により剛体支持され、前記スピンドルハウジングとの間で前記圧電素子を挟持する圧電素子固定部材と、
前記圧電素子によって検出された負荷変動に基づいて動釣合を計算する計算手段と、
を更に備え、
前記スピンドルハウジングは、前記圧電素子の筒内に挿通された固定ねじにより、前記圧電素子を介して前記圧電素子固定部材に固定され、
前記固定ねじは前記ラジアル円筒ころ軸受と略同じ高さに位置することを特徴とする、請求項２又は請求項６から１３のいずれか一項に記載のタイヤ試験装置。
【請求項１５】
前記固定ねじの先端が前記ラジアル円筒ころ軸受と当接することを特徴とする、請求項１４に記載のタイヤ試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤのユニフォーミティ試験装置及び／または動釣合試験装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、回転しているタイヤが発生する力のばらつきを測定するユニフォーミティ試験と、タイヤの偏心状態を測定する動釣合試験が知られている。ユニフォーミティ試験は、タイヤの外周面に回転ドラムを押し当てた状態でタイヤを回転させ、タイヤの径方向とスラスト方向の負荷変動を測定するよう構成されている。また、動釣合試験は、タイヤを回転させた時の振動状態の変化などからタイヤの偏心を検出するものである。
【０００３】
このユニフォーミティ試験や動釣合試験を行う試験装置としては、たとえば特開平１１−１８３２９８号記載のタイヤのユニフォーミティ及び動釣合複合試験装置がある。上記公報記載の試験装置は、スピンドルハウジング内で玉軸受を介して回転可能に支持されているスピンドルにタイヤを取り付けて所定の回転数で回転させる。
【０００４】
ユニフォーミティ試験時においてはタイヤの外周面に回転ドラムを数百ｋｇｆ以上の力で押し付けた状態でスピンドルごとタイヤを回転させ、そのときの負荷の変動を回転ドラム内に設置されたロードセルによって測定している。ここでロードセルはロードセル自身のひずみから負荷を検出するセンサであるので、ユニフォーミティ試験時にスピンドルがその回転軸に垂直な面方向に振動するとユニフォーミティ試験に必要な負荷変動の測定結果が不正確なものとなる。従って、上記公報記載の試験装置は、ユニフォーミティ試験時にはスピンドルの振動を抑えるために前記スピンドルハウジングを押さえつけている。
【０００５】
一方、動釣合試験時には回転ドラム無しでスピンドルごとタイヤを回転させ、そのときにタイヤの不釣合いから生じる加振力を前記スピンドルハウジングと装置のベースとの間に挿置されたロードセルによって測定している。ここで、ロードセルはロードセル自身のひずみからロードセルにかかる荷重を計測するセンサであるので、スピンドルハウジングが自由に振動できるようにする必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、上記のようなユニフォーミティ試験と動釣合試験とを実施可能な装置は、ユニフォーミティ試験時にはスピンドルハウジングの振動を防止し一方動釣合試験時にはスピンドルハウジングを自由に振動させなければならないため、装置構成が大掛かりかつ複雑なものとなっていた。
【０００７】
【発明の目的】
上述した事情に鑑み、本発明はより簡素な構成でユニフォーミティ試験と動釣合試験とを実施可能な装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明により、スピンドルハウジング内で複数の軸受を介して回転可能に支持されたスピンドルを回転させて、スピンドルに取り付けられたタイヤの動釣合試験又はユニフォーミティ試験を行うタイヤ試験装置が提供される。スピンドルは、該スピンドルに装着された第１リムと、第１リムと対向して配置され、第１リムに対して昇降可能且つ第１リムと同軸に回転自在な第２リムとによりタイヤを挟持する。第２リムは、第２リムの回転軸から垂下延設された嵌合軸を有し、スピンドルは嵌合軸が挿入される空洞部を有し、この空洞部の内周には嵌合軸と嵌合可能な嵌合部が設けられている。また、スピンドルの嵌合部は、複数の軸受のうちの１つと略同じ高さに位置する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態のユニフォーミティ及び動釣合複合試験装置１（以下、複合試験装置１とする）の基本構成を示す側面図である。なお、以下の説明では、図１に示すように「上」と「下」を定義するが、複合試験装置１の構成は上下逆であっても良く、あるいは横置きであっても良い。
【００１８】
複合試験装置１の装置フレームは、ベース５０と、ベース５０から鉛直上方に延びる支柱５２と、支柱５２に支えられた天板５４とから成っている。ベース５０には、タイヤＴを保持して回転させるスピンドル１２０が取り付けられている。
【００１９】
複合試験装置１は、タイヤＴを下部リム１０と上部リム２０とで上下に挟みこんで保持するよう構成されている。まず、このタイヤＴを支持するための構成について説明する。
【００２０】
図２は、スピンドル１２０を示す側断面図である。スピンドル１２０は、中空部１２０ａとブラケット部１２０ｂからなる。また、スピンドル１２０の中空部１２０ａの上端は水平方向に突出してフランジ部１２０ｅを成す。スピンドル１２０はスピンドルハウジング１１０によって（複列円筒ころ軸受１１２ａ及び１１２ｂ、及び組合せアンギュラ玉軸受１１３を介して）回転可能に支持されている。ここで、複列円筒ころ軸受１１２ａ及び１１２ｂはラジアル方向よりスピンドル軸を支持し、また組合せアンギュラ玉軸受１１３はラジアル方向とスラスト方向の双方よりスピンドル軸を支持する。
【００２１】
スピンドル１２０のフランジ部１２０ｅには中空シャフト１７０が同軸に（中心軸が一直線上に並ぶように）固定されている。さらに、中空シャフト１７０の上端部には下部リム１０が取り付けられている。上端部に上部リム２０が固定されたロックシャフト３００を、中空シャフト１７０を貫通してブラケット部１２０ｂに挿入することにより、下部リム１０と上部リム２０との間でタイヤＴを挟み込んで保持することができる。
【００２２】
ここで、ブラケット部１２０ｂのロックシャフト３００が挿入される空洞部の中途はくびれている。ブラケット部１２０ｂにロックシャフト３００が挿入されると、このくびれた部分である嵌合部はロックシャフト３００の側面と密着する。すなわち、ユニフォーミティ試験時においては、回転ドラムからロックシャフト３００に加えられる曲げ荷重をブラケット部１２０ｂの嵌合部は中空シャフト１７０と共に支持する。
【００２３】
また、嵌合部１２０ｅは複列円筒ころ軸受１１２ａと組合せアンギュラ玉軸受１１３との間に形成されているのでロックシャフト３００からブラケット部１２０ｂの嵌合部に印加されるラジアル方向の荷重は、複列円筒ころ軸受１１２ａと組合せアンギュラ玉軸受１１３の双方によって強固に支持される。
【００２４】
ロックシャフト３００の中部の外周にはロック溝３０２が多段状に形成されている。また、中空シャフト１７０の側面には貫通孔が穿孔されている。この貫通孔にはロック部材１６０が挿置されており、ロック部材１６０はロック用シリンダ１６５によって前記貫通孔内を、ロックシャフト３００の外周面に近接／離間する方向に駆動される。
【００２５】
なお、中空シャフト１７０の上下方向の長さは、中空シャフト１７０の側面に穿孔された貫通孔の上下方向の幅よりもわずかに大きい程度に抑えられている。従って、嵌合部１２０ｅの位置における曲げモーメントは最低限に抑えられるのでロックシャフト３００および中空シャフト１７０のラジアル方向の変形が抑えられ、より正確なユニフォーミティの測定が可能となる。
【００２６】
図３にスピンドル１２０およびロックシャフト３００の、ロック部材１６０周辺の拡大断面図を示す。ロック部材１６０とロック用シリンダ１６５は、ロックシャフト３００の中心軸に対して放射状に９０°おきに４組設けられている（図３では２組のみ示す）。ロック部材１６０のロックシャフト３００の外周面に対向する先端部にはロック爪１６２が形成されている。ロック爪１６２は縦に６段配列されており、このロック爪１６２がロックシャフト３００のロック溝３０２に係合する。
【００２７】
ロック部材１６０はロック用シリンダ１６５のプランジャー１６６の先端部に取り付けられている。ロック用シリンダ１６５へのエアの供給については後述する。プランジャー１６６は、ロック用シリンダ１６５の本体に設けられたばね１６８によってロックシャフト３００から離れる方向に付勢されている。即ち、ロック部材１６０はロックシャフト３００から離れる方向に付勢されている。かくして、ロック用シリンダ１６５がオンの時にはロック部材１６０がロックシャフト３００に係合し、ロック用シリンダ１６５がオフの時にはロック部材１６０がロックシャフト３００を解放する。
【００２８】
以上のように構成されているため、ロックシャフト３００をスピンドル１２０のブラケット部１２０ｂに挿入してロック用シリンダ１６５をオンすることによって、下部リム１０と上部リム２０の間でタイヤＴを挟んで確実に保持することができる。また、ロック用シリンダ１６５をオフしてロックを解除すると共にロックシャフト３００をスピンドル１２０から引き抜くことにより、下部リム１０と上部リム２０の間からタイヤＴを外すことができる。なお、ロックシャフト３００を駆動するための構成は後述する。
【００２９】
なお、ロック用シリンダ１６５のそれぞれに近接した位置には図示しない近接センサが備えられている。この近接センサはスピンドルハウジング１１０上に固定されており、ロック用シリンダ１６５と近接センサとの距離が１ｍｍ以内であるかどうかを検知可能である。ロック用シリンダ１６５がオフであるときロック用シリンダ１６５と近接センサとの距離が１ｍｍ以内となり、それ以外のときはロック用シリンダ１６５と近接センサとの距離が１ｍｍを越えるような位置に近接センサは設置されている。従って近接センサをモニタリングすることにより、ロック部材１６０がロックシャフト３００に係合する位置（ロック位置）にあるか、ロックシャフト３００から離れた位置（ロック解除位置）にあるかを確認することができる。
【００３０】
複列円筒ころ軸受１１２ａをスピンドル１２０に嵌入する方法を図４を用いて説明する。スピンドル１２０のブラケット部１２０ｂには方形断面のカラー１２１ａが嵌入されている。ここでカラー１２１ａの上面はブラケット部１２０ｂの上端に形成されたフランジ部の下面に当接する。
【００３１】
ここで、ブラケット部１２０ｂの、複列円筒ころ軸受１１２ａと係合する部分の外周は上方に向かって太くなるテーパ面１２０ｄを形成している。また、複列円筒ころ軸受１１２ａの内周は、テーパ面１２０ｄと同一勾配の、上方に向かって太くなるテーパ状に形成されている。また、テーパ面１２０ｄの上端部の径は複列円筒ころ軸受１１２ａの内周の径よりもわずかに大きい。
【００３２】
さらに、複列円筒ころ軸受１１２ａと組合せアンギュラ玉軸受１１３との間には方形断面のカラー１２１ｂが嵌入されている。ここでカラー１２１ｂの上面は複列円筒ころ軸受１１２ａの下端に当接する。同様に、カラー１２１ｂの下面は組合せアンギュラ玉軸受１１３の上端に当接する。さらに、ブラケット部１２０ｂには方形断面のカラー１２１ｃが嵌入されている。ここで、カラー１２１ｃの上面は組合せアンギュラ玉軸受１１３の下端に当接する。
【００３３】
さらに、ブラケット部１２０ｂにはおねじ部１２０ｃが螺設されている。なお、おねじ部１２０ｃはカラー１２１ａ、複列円筒ころ軸受１１２ａ、カラー１２１ｂ、組合せアンギュラ玉軸受１１３およびカラー１２１ｃをブラケット部１２０ｂに嵌入したときのカラー１２１ｃの下面より下方に螺接されている。
【００３４】
ここで、カラー１２１ａ、複列円筒ころ軸受１１２ａ、カラー１２１ｂ、組合せアンギュラ玉軸受１１３およびカラー１２１ｃをブラケット部１２０ｂに順次嵌入する。なお、このとき複列円筒ころ軸受１１２ａはブラケット部１２０ｂに嵌入される。
【００３５】
次いで、おねじ部１２０ｃと螺接可能なめねじ部が内周に形成された付勢ナット１１４ａをおねじ部１２０ｃに螺着し、さらに所定のトルクで締め付けることにより、複列円筒ころ軸受１１２ａは上方に押し込まれる。次いで、付勢ナット１１４ａのゆるみを防止するため、おねじ部１２０ｃにゆるみ止めナット１１４ｂを螺着し、ゆるみ止めナット１１４ｂの上面を付勢ナット１１４ａの下面に対して付勢させる。
【００３６】
前述のようにテーパ面１２０ｄの上端部の径は複列円筒ころ軸受１１２ａの内周の径よりもわずかに大きいので、この結果、テーパ面１２０ｄと複列円筒ころ軸受１１２ａの内周は密着する。よって、スピンドル１２０と複列円筒ころ軸受１１２ａの内輪が完全に一体化されるのでスピンドル１２０と複列円筒ころ軸受１１２ａとの間のガタツキが防止される。さらに、組合せアンギュラ玉軸受１１３の内輪と鋼球、および鋼球と外輪とのクリアランスが最小限に抑えられるため、組合せアンギュラ玉軸受１１３の内輪と鋼球、および鋼球と外輪との間のガタツキが防止される。
【００３７】
なお、複列円筒ころ軸受１１２ｂをスピンドル１２０に嵌入する方法は複列円筒ころ軸受１１２ａをスピンドル１２０に嵌入する方法と同様である。ここで、複列円筒ころ軸受１１２ｂにかかるラジアル方向の荷重は複列円筒ころ軸受１１２ａにかかるラジアル方向の荷重と比べて小さいので、付勢ナットが直接複列円筒ころ軸受１１２ｂを付勢するようにすればよく、ゆるみ止めナットは使用しない。すなわち、複列円筒ころ軸受１１２ｂをスピンドル１２０の中空部１２０ａに嵌入した後、中空部１２０ａの外周に螺接されたおねじ部に付勢ナット１１４ｃを螺着する。
【００３８】
スピンドルハウジング１１０は、角柱形状の部材であり、その中央部スラスト方向に複列円筒ころ軸受１１２ａ及び１１２ｂ、及び組合せアンギュラ玉軸受１１３を装着可能な貫通孔が穿孔されている。また、複合試験装置１の装置フレームから延出する図示しない支持軸によって、スピンドルハウジング１１０はベース５０に剛体支持されている。
【００３９】
ユニフォーミティ試験は、回転ドラムを数百ｋｇｆ以上の力で押し付けた状態でスピンドルごとタイヤを回転させ、そのときの負荷の変動から回転しているタイヤが発生する力のばらつきを測定する試験である。本発明の実施の形態においては、上記負荷の変動は、この回転ドラムに取り付けられた図示しないロードセルによって計測される。
【００４０】
また、動釣合試験は回転ドラム無しでスピンドルごとタイヤを回転させ、そのときにタイヤの不釣合いから生じる加振力からタイヤの偏心状態を測定する試験である。上記加振力はスピンドルハウジング１１０の一側面の４箇所に設置された圧電素子１８５によって計測される。
【００４１】
圧電素子１８５は、例えばＫＩＳＴＬＥＲ社製水晶式圧電式力センサ９１０３Ａのような、おおよそ０〜１００００ｋｇｆの測定範囲を有する円筒形状のセンサであり、その軸方向に印加された荷重を電気信号に変換する。スピンドル１２０が受ける荷重を正確に計測するため、圧電素子１８５はスピンドルハウジング１１０と一体化されている。
【００４２】
すなわち、圧電素子１８５をスピンドルハウジング１１０と一体化させるために、圧電素子固定プレート１０２とスピンドルハウジング１１０の一側面との間に圧電素子１８５は挟持されている。圧電素子固定プレート１０２の圧電素子１８５が当接している箇所には、圧電素子固定プレート１０２の板厚方向に圧電素子１８５の穴部と略同径の貫通孔１０２ａが穿孔されている。同様に、スピンドルハウジング１１０の圧電素子１８５が当接している箇所には、圧電素子１８５が取り付けられるスピンドルハウジング１１０の一側面の板厚方向に圧電素子１８５の穴部と略同径の貫通孔１１０ａが穿孔されている。なお、スピンドルハウジング１１０の貫通孔１１０ａの内周にはめねじが螺刻されている。
【００４３】
また、スピンドルハウジング１１０の貫通孔１１０ａのめねじと螺接可能なするおねじが全側面にわたって螺刻された円柱形上のバー１８６が、圧電素子固定プレート１０２の貫通孔１０２ａおよび圧電素子１８５に挿通されている。さらにバー１８６はスピンドルハウジング１１０の貫通孔１１０ａに螺嵌されている。なお、バー１８６の先端部は複列円筒ころ軸受１１２ａまたは１１２ｂと当接している。
【００４４】
ここで、バー１８６の圧電素子固定プレート１０２より突出している部分（図２中左側）はナット１８７が螺着されている。ナット１８７は所定のトルクで締め上げられており、その結果ナット１８７は約５０００ｋｇｆの軸力で圧電素子固定プレート１０２を押圧する。従って、圧電素子１８５は、圧電素子固定プレート１０２とスピンドルハウジング１１０の一側面との間に約５０００ｋｇｆの力で挟持され、圧電素子固定プレート１０２及びスピンドルハウジング１１０と一体化する。
【００４５】
スピンドル１２０の中空部１２０ａの下部には、スピンドル１２０を回転駆動するためのプーリ１４０が取り付けられている。プーリ１４０には無端ベルト１４２が掛け渡されており、ベース５０に固定されたスピンドル駆動モータ１３０により（無端ベルト１４２を介して）回転駆動される。即ち、スピンドル駆動モータ１３０を回転させると、下部リム１０と上部リム２０の間でタイヤＴを保持したままスピンドル１２０が回転する。
【００４６】
スピンドル１２０は、その中空部１２０ａのの下端に設けられたロータリージョイント１４５から空気をタイヤＴに送り込む（インフレートする）よう構成されている。そのため、スピンドル１２０の中空部１２０ａ内には、この中空部１２０ａを上下に貫通するエアパイプ１１５が設けられている。エアパイプ１１５の上端部はフランジ１１６によりエアパイプ１１５に固定され、下端部はロータリージョイント１４５に連結されている。
【００４７】
ロータリージョイント１４５には、エアパイプ１１５に空気を送り込むためのエアホース１３２が連結されている。エアホース１３２からロータリージョイント１４５を経由して送り込まれた空気は、エアパイプ１１５を上方に抜け、ブラケット部１２０ｂ内に形成されたエア通路１３８にさらに抜け、切換弁１３１に到達する。切換弁１３１はエア通路１３８に抜けた空気をブラケット部１２０ｂか中空シャフト１７０のエア通路１７２に向かうエア通路１３５のどちらに送るかを切り替えるものである。なお、ホイール未装着のタイヤＴを試験する場合は、エア通路１３８に抜けた空気はエア通路１３５に向かうよう設定されている。従って、エアホース１３２からロータリージョイント１４５を経由して送り込まれた空気は、中空シャフト１７０のエア通路１７２を通ってタイヤＴの内部に送り込まれる。
【００４８】
かくして、ロータリージョイント１４５からエア通路１７２までの部分が、タイヤＴにエアをインフレートするためのエア供給系を構成する。また、エア通路１３５からは、前述のロック用シリンダ１６５にエアを供給するためのエア通路１３６が分岐している。エア通路１３６の中途には開閉弁１３３が設置されている。すなわち、ロック用シリンダ１６５をオンにする場合は開閉弁１３３を開いてロック用シリンダ１６５にエアを供給する。
【００４９】
なお、上部リム２０をロックシャフト３００に取り付けるための取付部材３１０の先端には、後述のチャック爪２１０に外側から係合される係合フランジ部３２０が設けられている。
【００５０】
ロックシャフト３００を上下に駆動してスピンドル１２０に挿入する（あるいは引き抜く）インサーターユニット２００は、図１に示す天板５４のさらに上方に配置された昇降ハウジング６０に取り付けられている。昇降ハウジング６０は、４組の鉛直方向に延びるリニアガイド６１によって上下動可能に支持されている。また、昇降ハウジング６０はサーボモータ６６によって駆動されるボールねじ６５と、昇降ハウジング６０外面に設けられたボールねじ６５に螺合するねじ孔が穿孔されたアーム部６７によって上下に駆動される。
【００５１】
図５は、インサーターユニット２００の構造を示す側面図である。インサーターユニット２００は、略円筒形状のユニット本体２４０を有している。ユニット本体２４０は、略円筒形状のユニット本体２４０とスピンドル１２０とが同軸に（中心軸が一直線上に並ぶように）なるように昇降ハウジング６０に取り付けられている。
【００５２】
ユニット本体２４０の下部にはロックシャフト３００の係合フランジ部３２０に外側から係合する３本（図５中では２本のみ記載）のチャック爪２１０が設けられている。チャック爪２１０は図示しないバネ部材によってユニット本体２４０のラジアル方向外側に向けて付勢されている。
【００５３】
また、チャック爪２１０はエア圧によりユニット本体２４０のラジアル方向に駆動される。すなわち、ユニット本体２４０内に備えられた図示しないエア供給口にエアを供給すると、このエアはチャック爪２１０をユニット本体２４０のラジアル方向内側に向けて付勢する。従ってユニット本体２４０にエアを供給することにより、チャック爪２１０がユニット本体２４０のラジアル方向内側に移動し、ロックシャフト３００の係合フランジ部３２０をチャックする。一方この状態からユニット本体２４０よりエアを抜くと、バネ部材の付勢力によってチャック爪２１０はユニット本体２４０のラジアル方向外側に移動し、チャックが解除される。
【００５４】
以上のように構成された複合試験装置１によるタイヤＴの保持は以下のようにして行われる。まずインサーターユニット２００のユニット本体２４０にエアを供給してチャック爪２１０でロックシャフト３００をチャックし、ボールねじ６５を駆動して昇降ハウジング６０を上昇させてロックシャフト３００をスピンドル１２０から引き抜く。次いで、下部リム１０にタイヤＴをセットした後、ボールねじ６５を再び駆動して昇降ハウジング６０をタイヤＴのリム幅に応じた適切な位置に下降させる。次いで、ロック用シリンダ１６５をオンして、ロック部材１６０をロックシャフト３００に係合させる。さらに、インサーターユニット２００のユニット本体２４０からエアを抜いてチャック爪２１０によるチャックを解除し、上部リムがスピンドル１２０に伴って回転できるようにする。
【００５５】
なお、ロックシャフト３００の多段のロック溝３０２のどの段に（ロック部材１６０の）ロック爪１６２を係合させるかによって、上部リム１０と下部リム２０との間隔をタイヤ幅に合わせて調節することができる。この調節については、説明を省略する。
【００５６】
次に、複合試験装置１を用いたユニフォーミティ試験と動釣合試験について説明する。
【００５７】
動釣合試験を行う際には、複合試験装置１の制御部（図示せず）は、下部リム１０と上部リム２０の間で保持されたタイヤＴの内部に空気をインフレートした後、スピンドル１２０を回転させ、スピンドル１２０の回転中に圧電素子１８５にかかる負荷の変動を検出する。検出された負荷変動に基づいて動釣合を計算する方法は公知であるため、説明は省略する。複合試験装置１は、動釣合の計算結果に基づいてタイヤＴのどの部分にバランスウエイトを載せるべきかを算出し、図示しないマーキング装置によって、当該箇所にマーキングを施す。
【００５８】
ユニフォーミティ試験では、スピンドル１２０の側方に設けられた回転ドラム３００を用いる。回転ドラム３０は、タイヤＴに対して近接／離間する方向に延びるレール３１の上をスライド可能な可動ハウジング３２に搭載され、図示しないモータにより駆動されるラックピニオン機構３５（ピニオン３６・ラック３８）によってタイヤＴに対して近接／離間方向に移動する。
【００５９】
ユニフォーミティ試験の際には、複合試験装置１の制御部（図示せず）は、ラックピニオン機構３５により回転ドラム３０をタイヤＴに押し付け、スピンドル１２０を回転させる。そして、スピンドル１２０の回転中に回転ドラム３０に取り付けられたロードセルによりタイヤＴが受ける負荷変動を、回転ドラム３０がタイヤＴから受ける反力として検出する。検出された負荷変動に基づいてユニフォーミティを計算する方法は公知であるため、説明は省略する。複合試験装置１は、ユニフォーミティの計算結果に基づいてタイヤＴのどの部分をどれだけ削るかを算出し、図示しない切削装置によってタイヤＴの切削を行う。
【００６０】
このように構成されているため、この実施形態の複合測定装置１によれば、一台の装置でユニフォーミティと動釣合の両方を測定することができる。
【００６１】
また、この実施形態の複合測定装置１は上記のようなホイール装着前のタイヤのみにとどまらず、ホイール装着後のタイヤに対してもユニフォーミティと動釣合の両方を測定することができる。
【００６２】
ホイール装着後のタイヤに対してもユニフォーミティと動釣合の両方を測定する場合の複合測定装置１の構成を図６に示す。ホイール装着後のタイヤに対して測定する場合は、上部リム２０が固定されたロックシャフト３００の代わりにホイールを上から押圧するトップアダプタ５００を、また下部リム１０が固定された中空シャフト１７０の代わりにトップアダプタ５００を下方に引き込む引き込みシリンダユニット６００を用いている。
【００６３】
図７は、一般的なホイール付きタイヤＣの断面図（ａ）と正面図（ｂ）である。ホイールＷは、タイヤを取り付けるリム部Ｒと、車軸のハブなどに取り付けられるディスク部Ｄにより構成されている。ディスク部Ｄの中心にはハブ穴Ｈが形成されている。又、このハブ穴の周囲には、複数個（ここでは４個）のボルト穴Ｂが形成されている。
【００６４】
図８は、ホイール付きタイヤＣを保持する場合のスピンドル１２０の側断面図である。スピンドル１２０の上端部には引き込みシリンダユニット６００が図示しないボルトによって固定されている。引き込みシリンダユニット６００の上端部には、ホイール付きタイヤＣのホイールＷのディスク部Ｄに当接する当接面６０３が設けられている。
【００６５】
また、当接面６０３の中央部にはトップアダプタ５００の挿入シャフト５０３が摺動可能に装着されるシャフト係合孔６０４が穿孔されている。さらに、当接面６０３のシャフト係合孔６０４周縁部は所定高さ上方に突出して円環形状の突出部６０５を成す。突出部６０５の外径はホイール付きタイヤＣのホイールＷのハブ穴Ｈと略同一であるので、ハブ穴Ｈに突出部６０５が嵌入されるようホイール付きタイヤＣを当接面６０３上に設置することにより、ホイール付きタイヤＣはスピンドル１２０と同軸になるよう位置ぎめされる。
【００６６】
引き込みシリンダユニット６００の上方には、ホイールＷを当接面６０３に押しつけるトップアダプタ５００が設けられている。トップアダプタ５００は、ホイールのボルト穴Ｂの内部のブシュに係合する複数の（ここでは４本）ピン５０１と、これら複数のピンを突設した円板５０２からなっている。さらに、円板５０２の中心部からは、引き込みシリンダユニット６００の内部に軸方向に挿入される挿入シャフト５０３が下方に延びている。図８では、トップアダプタ５００の挿入シャフト５０３は引き込みシリンダユニット６００の内部に挿入されている。
【００６７】
さらに、インサーターユニット２００によってトップアダプタ５００を昇降させるため、円板５０２の上方には円柱形状の取付部材５１０が形成されていてる。取付部材５１０の先端には、インサーターユニット２００のチャック爪２１０に外側から係合される係合フランジ部５２０が設けられている。なお、トップアダプタ５００を昇降させる方法はロックシャフト３００を昇降させる方法と同一であるので、説明は省略する。
【００６８】
また、図８に示すように、挿入シャフト５０３を引き込みシリンダユニット６００の内部に引き込むため、引き込みシリンダユニット６００の内部の気室６２０には軸方向に摺動可能な円盤状のピストン６１０が設けられている。さらに、ピストン６１０がスピンドルの軸方向に摺動できるよう、ピストン６１０の中心部からは引き込みシリンダユニット６００の内部に軸方向に挿入されるガイドシャフト６１３が下方に延びている。ガイドシャフト６１３が引き込みシリンダユニット６００の下面に穿孔されたガイドシャフト係合孔６０６に摺動可能に係合することにより、ピストン６１０はスピンドル１２０の中心軸に対して常に略垂直に保たれる。なお、ガイドシャフト６１３の先端はガイドシャフト係合孔６０６を通過してスピンドル１２０のブラケット部１２０ｂに挿置される。
【００６９】
また、ピストン６１０をスピンドル１２０の中心軸方向に移動させるため、ガイドシャフト６１３およびピストン６１０には、スピンドル１２０のブラケット部１２０ｂから気室６２０のピストン６１０より上側の部分６２１に空気を供給するエア経路６１４が形成されている。
【００７０】
同様に、ピストン６１０をスピンドル１２０の中心軸方向に移動させるため、シリンダユニット６００の下面には、スピンドル１２０のエア経路１３５から気室６２０のピストン６１０より下側の部分６２２に空気を供給するエア経路６１５が形成されている。
【００７１】
従って、切換弁１３１を操作してエア通路１３８に抜けた空気をブラケット部１２０ｂに送ることにより、気室６２０のピストン６１０より上側の部分６２１の内圧が上がり、ピストン６１０は降下する。一方切換弁１３１を操作してエア通路１３８に抜けた空気をスピンドル１２０のエア経路１３５に送ることにより、気室６２０のピストン６１０より下側の部分６２２の内圧が上がり、ピストン６１０は上昇する。
【００７２】
ピストン６１０の上面には挿入シャフト連結部６３０が形成されている。挿入シャフト連結部６３０と上述の挿入シャフト５０３とはいわゆるコレットチャックによりチャックされるよう構成されている。即ち、挿入シャフト連結部６３０には、挿入シャフト５０３を挿入するための挿入孔６３１が形成されており、挿入シャフト５０３の外周と挿入孔６３１の間の壁６３２には、ボール６３３を保持する保持溝６３４が形成されている。保持溝６３４は、ボール６３３を脱落不能に且つ壁厚方向に移動可能に保持するよう構成されている。又、壁６３２の厚みはボール６３３の外径よりも小さいため、ボール６３３は挿入孔６３１の内部に突出するか、連結部６３０の外周よりも外側に突出するかのいずれかの状態にある。
【００７３】
連結部６３０の外周は引き込みシリンダユニット６００の連結部係合内周壁６４１に囲まれている。連結部係合内周壁６４１には、周方向に延びる溝（他よりも内径の大きな部分）６４２が形成されている。連結部６３０に保持されたボール６３３が溝６４２と同じ高さにある時には、ボール６３３は連結部６３０の外周よりも外側に突出する余地がある。この状態で、挿入シャフト５０３を連結部６３０の挿入孔６３１に（ボール６３３に邪魔されずに）挿入することができる。
【００７４】
挿入シャフト５０３を連結部６３０の挿入孔６３１に挿入した後、気室６２０のピストン６１０より上側の部分６２１にエアを送り、ピストン６１０ごと連結部６３０を下方に移動させると、（連結部６３０よりも外側に突出できなくなった）ボール６３３が挿入孔６３１の内側に突出し、挿入シャフト５０３の先端部に形成された係合溝５０３ａに係合する。これにより、挿入シャフト５０３は、引き込みシリンダユニット６００内で確実にチャックされる。又、この時、トップアダプタ５００のピン５０１はホイールＷのボルト穴Ｂに係合しており、ホイール付きタイヤＣを引き込みシリンダユニット６００の当接面６０３に対して押圧している。
【００７５】
一方、この状態から気室６２０のピストン６１０より下側の部分６２２にエアを送り、ピストン６１０ごと連結部６３０を上方に移動させると、（連結部６３０よりも外側に突出できなくなった）ボール６３３と係合溝５０３ａの係合が解除される。従って、トップアダプタ５００のピン５０１によるホイール付きタイヤＣの引き込みシリンダユニット６００の当接面６０３に対する押圧状態が解除される。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のタイヤのユニフォーミティ及び／または動釣合試験装置によれば、より簡素な構成でユニフォーミティ試験と動釣合試験とを実施可能な装置が実現できる。さらに、本発明のタイヤのユニフォーミティ及び／または動釣合試験装置によれば、より高精度のユニフォーミティ及び／または動釣合試験が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のユニフォーミティ及び動釣合複合試験装置の基本構成を示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態のスピンドルを示す側断面図である。
【図３】本発明の実施の形態のスピンドルおよびロックシャフトの、ロック部材周辺の拡大断面図である。
【図４】本発明の実施の形態のスピンドルおよびロックシャフトの、ロック部材周辺における一部切断した斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態のインサーターユニットの内部構造を示す側面図である。
【図６】本発明の実施の形態においてホイール装着後のタイヤに対して測定を実施するする場合の複合測定装置の構成を示す側面図である。
【図７】一般的なホイール付きタイヤの断面図と正面図である。
【図８】本発明の実施の形態において、ホイール付きタイヤを保持する場合のスピンドルの側断面図である。
【図９】本発明の実施の形態において、ホイール付きタイヤを保持する場合のスピンドルの側断面図である。
【符号の説明】
１        複合試験装置
１０        下部リム
２０        上部リム
３０        回転ドラム
５０        ベース
６０        昇降ハウジング
６５        ボールねじ
６６        サーボモータ
６７        アーム部
１０２      圧電素子固定プレート
１１０      スピンドルハウジング
１１２ａ    複列円筒ころ軸受
１１２ｂ    複列円筒ころ軸受
１１３      組合せアンギュラ玉軸受
１１４ａ    付勢ナット
１１４ｂ    ゆるみ止めナット
１１４ｃ    付勢ナット
１２０      スピンドル
１２０ｂ    ブラケット部
１２０ｃ    おねじ部
１２０ｄ    テーパ面
１６０      ロック部材
１６２      ロック爪
１８５      圧電素子
１８７      ナット
２００      インサータユニット
２４０      ユニット本体
２１０      チャック爪
３００      ロックシャフト
３０２      ロック溝
３２０      係合フランジ部
５００      トップアダプタ
５０１      ピン
５０３      挿入シャフト
５２０      係合フランジ部
６００      引き込みシリンダユニット
６０４      シャフト係合孔
６１０      ピストン
６１３      ガイドシャフト
６１４      エア経路
６２０      気室
６３０      挿入シャフト連結部
６３１      挿入孔
６３３      ボール
６３４      保持溝
【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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【図８】
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【図９】
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