(57)【要約】【課題】スピンドル軸受の内輪と転動体又は外輪と転動体との隙間を補正してタイヤのユニフォミティ測定の精度を向上する。【解決手段】タイヤ３を着脱自在に装着するスピンドル９と、このスピンドル９を回転自在に支持するスピンドル軸受１０とを有するスピンドル装置４を備えたタイヤ３試験装置において、スピンドル９の回転時に、スピンドル軸受の内輪とスピンドル軸受の転動体との隙間又はスピンドル軸受の外輪とスピンドル軸受の転動体との隙間を補正する補正装置が設けられている。【選択図】図３
2005331355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを着脱自在に装着するスピンドルと、このスピンドルを回転自在に支持するスピンドル軸受とを有するスピンドル装置を備えたタイヤ試験装置において、
前記スピンドルの回転時に、前記スピンドル軸受の内輪とスピンドル軸受の転動体との隙間又はスピンドル軸受の外輪とスピンドル軸受の転動体との隙間を補正する補正装置が設けられていることを特徴とするタイヤ試験装置。
【請求項２】
前記補正装置は、スピンドル軸心方向に移動自在に設けられていて移動により前記外輪を押圧して前記隙間を補正する押圧体と、この押圧体を流体の圧力により移動させるべく前記流体の圧力を押圧体に付与する圧力供給路とを有してい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】
前記流体は、前記スピンドル装置を冷却する冷却流体と兼用されていることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のタイヤ試験装置として、タイヤが発生する力のバラツキを測定するユニフォミティ試験装置が知られている。
このユニフォミティ試験装置は、タイヤを軸芯廻りに回転自在に保持するスピンドル装置と、このスピンドル装置に保持されたタイヤをドラムを介して回転させるドラム装置とから主構成されている（例えば、特許文献１）。
スピンドル装置は、同一軸心状に配置された上部スピンドルと下部スピンドルとを上下分離自在に有している。この下部スピンドルは、ベアリングハウジング内に収められており、この下部スピンドルとベアリングハウジングとの間に設けられたスピンドル軸受によって回転自在に支持されている。
【０００３】
通常、スピンドルを回転させた場合、スピンドル軸受のころと内外輪との転がり摩擦によってスピンドル軸受が発熱しベアリングハウジングやスピンドル軸受が膨張するため、タイヤの試験前のスピンドル軸受の内外輪と前記ころとの隙間と、タイヤの試験時におけるスピンドル軸受の内外輪と前記ころとの隙間とは異なる。
そのため、スピンドル軸受をベアリングハウジングに取り付けたとき、スピンドル軸受の内外輪ところとの試験開始前の隙間は、通常、試験時におけるタイヤの回転速度や試験時間からスピンドル軸受の発熱を考慮して、出来る限り試験時におけるスピンドル軸受の内外輪ところの試験時の隙間が、最適になるように設定されている。
【特許文献１】特開２００４−２８７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スピンドル軸受の試験時における発熱量は、タイヤの回転数や時間と共に変動するため、前記隙間は温度によって変化する。
したがって、試験時における隙間が最適な隙間となるように予めスピンドル軸受の取付時に設定していたとしても、試験時に隙間が変動するという問題がある。
この隙間の変動は、回転するスピンドルにぶれを生じさせる要因となるため、タイヤのユニフォミティ測定の精度が著しく低下する恐れがあった。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、スピンドル軸受の内外輪と転動体との隙間を補正してタイヤのユニフォミティ測定の精度を向上できるタイヤ試験装置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】
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。即ち、本願発明の特徴とするところは、タイヤを着脱自在に装着するスピンドルと、このスピンドルを回転自在に支持するスピンドル軸受とを有するスピンドル装置を備えたタイヤ試験装置において、
前記スピンドルの回転時に、前記スピンドル軸受の内輪とスピンドル軸受の転動体との隙間又はスピンドル軸受の外輪とスピンドル軸受の転動体との隙間を補正する補正装置が設けられている点にある。
これによれば、スピンドル軸受の内輪と転動体又は外輪と転動体の隙間を補正する補正装置を設けたので、タイヤ試験時において、スピンドル軸受の発熱量が変動してスピンドル軸受の内外輪と転動体との隙間が最適な隙間から外れようとしても、補正装置によってタイヤ試験時におけるスピンドル軸受の内外輪と転動体との隙間を最適な隙間に補正することができ、これにより、回転するスピンドルにぶれを減少させ、タイヤのユニフォミティ測定の精度を向上させることができる。
【０００６】
前記補正装置は、スピンドル軸心方向に移動自在に設けられていて移動により前記外輪を押圧して前記隙間を補正する押圧体と、この押圧体を流体の圧力により移動させるべく前記流体の圧力を押圧体に付与する圧力供給路とを有していることが好ましい。
これによれば、押圧体に流体の圧力を付与することでこの押圧体を移動させてスピンドル軸受の内輪と外輪との軸方向の距離を調整し、これにより、スピンドル軸受の内外輪と転動体との隙間を補正している。
したがって、圧力供給路内における流体の圧力を変化させることによって、スピンドル軸受の内輪と外輪との微少な距離の変化にも対応することが可能になるので前記隙間のコントロールが行いやすい。
【０００７】
前記流体は、前記スピンドル装置を冷却する冷却流体と兼用されていることが好ましい。これによれば、冷却流体でスピンドル装置を冷却することで、タイヤ試験時においてスピンドル軸受の発熱を抑えることができ、スピンドル軸受やベアリングハウジングの熱膨張による試験時における隙間の変動を極力少なくすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
スピンドル軸受の内輪と転動体又は外輪と転動体との隙間を補正してタイヤのユニフォミティ測定の精度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１，２に示すものは、タイヤ試験装置の全体正面図である。
なお、図１，２において紙面左右を左右方向、紙面貫通方向を前後方向とする。
このタイヤ試験装置１は、メインフレーム２と、このメインフレーム２に支持されていてタイヤ３を着脱自在に装着するスピンドル装置４とを有している。
また、このタイヤ試験装置１は、スピンドル装置４に装着されたタイヤ３に回転と負荷を付与するドラム装置５を有している。
【００１０】
メインフレーム２は、設置面から前後及び左右に立脚した支柱６と、これら支柱６の上下端部をそれぞれ前後及び左右に連結する連結バー７と、前後及び左右の支柱６に囲まれた枠内に設けられていてスピンドル装置４を取り付ける取付台８とを有している。
図１，３に示すように、スピンドル装置４は、タイヤ３を着脱自在に装着するスピンドル９と、このスピンドル９を回転自在に支持するスピンドル軸受１０と、を有している。  また、スピンドル装置４は、スピンドル軸受１０及びスピンドル９を支持するハウジング１１を有している。
【００１１】
このスピンドル装置４には、スピンドル９の回転時におけるスピンドル軸受１０の内外輪と転動体との隙間を補正することが可能な補正装置１４が設けられている。
スピンドル９は、上下方向に分離自在に形成されており、メインフレーム２の上部側に配置された上部スピンドル１５と、メインフレーム２の下部側に配置された下部スピンドル１６とから構成されている。
上部スピンドル１５は、メインフレーム２の上部に支持された昇降装置１７に上下動自在に支持されている。下部スピンドル１６はハウジング１１に回転自在に支持されている。
【００１２】
この上部スピンドル１５には、上部リム１８が設けられ、下部スピンドル１６の上端には、下部リム１９が設けられており、これら上下部リム１８，１９間でタイヤ３を挟持するよう構成されている。
前記昇降装置１７は、メインフレーム２の支柱６に支持された一対のサイド昇降シリンダ２０と、このサイド昇降シリンダ２０を左右に連結したセンタフレーム２１とを有している。また、昇降装置１７は、センタフレーム２１に支持されたセンタ昇降シリンダ２２と、上下方向に出退自在となるようにセンタ昇降シリンダ２２に挿通された昇降ロッド２３と、を有している。
【００１３】
この昇降ロッド２３の下部には、上部スピンドル１５の上部が連結されて、昇降ロッド２３の上下動により上部スピンドル１５が下部スピンドル１６に内嵌可能となっている。
センタフレーム２１の左右両端部には、このセンタフレーム２１の昇降に連動して昇降するタイヤ載せ台２４が連結されており、このセンタフレーム２１が下降したときにタイヤ載せ台２４も下降して下部スピンドル１６に設けた下部リム１９にタイヤ３を載置できるようになっている。
図３に示すように、ハウジング１１は、取付台８に溶接等により装着されている筒状のスピンドルベース２５と、このスピンドルベース２５の上部から内嵌された筒状のベアリングハウジング２６と、を有している。
【００１４】
このベアリングハウジング２６に下部スピンドル１６が内嵌されている。このベアリングハウジング２６の上部には、このベアリングハウジング２６の外周から径方向に突出する鍔部２７が設けられいる。
この鍔部２７とスピンドルベース２５の上端との間には、タイヤ３のユニフォミティ測定を行う荷重検出器２８が設けられている。この荷重検出器２８はロードセル等で構成されている。
スピンドル軸受１０は、下部スピンドル１６を回転自在に支持するものであり、下部スピンドル１６とベアリングハウジング２６との間の上下に２個設けられている。
【００１５】
このスピンドル軸受１０は、アキシャル荷重を受けることのできる円錐ころ軸受であり、下部スピンドル１６の上下を支持している。なお、スピンドル軸受１０は、アンギュラコンタクト形玉軸受であってもよい。
上部スピンドル軸受３０の内輪３１は、下部スピンドル１６の上部に設けられた段部３２の周面に下方から嵌合して下部スピンドル１６を支持しており、前記段部３２の軸心方向端面に当接することでスピンドル軸心方向（上方向）に移動不能となっている。上部スピンドル軸受３０の外輪３３は、ベアリングハウジング２６の上部に設けられた段部３４の周面に上方から嵌合していて前記段部３２の軸心方向端面に当接することでスピンドル軸心方向（下方向）に移動不能となっている。
【００１６】
下部スピンドル軸受３５の内輪３６は、下部スピンドル１６の下部に設けられた段部３７の周面に下側から嵌合すると共に、支持部２９及びその外周に螺着される固定部材３８により下側からスピンドル軸心方向に移動不能に固定されている。
即ち、この固定部材３８は、支持部２９の外周にねじ込まれたナットで構成されている。このナット３８を支持部２９にねじ込んでナット３８の上面で下部スピンドル軸受３５の内輪３６を下部スピンドル１６に対して固定している。
なお、図３に示すように、固定部材３８は、ナット（ベアリングナット）により構成されているが、これに代え、支持部２９と一体的なフランジにより下部スピンドル軸受３５の内輪３６を固定するように構成してもよい。
【００１７】
下部スピンドル軸受３５の外輪３９は、スピンドル軸心方向に移動可能にベアリングハウジング２６に支持されている。
図３、４に示すように、補正装置１４は、下部スピンドル１６がタイヤ試験により回転したときに、下部スピンドル軸受３５の内輪３６と下部スピンドル軸受３５の転動体１２との隙間、又は、外輪３９と転動体１２との隙間を最適な隙間に補正するものである。
より詳しくは、補正装置１４は、スピンドル軸心方向に移動可能な下部スピンドル軸受３５の外輪３９をスピンドル軸心方向に移動させることで、この下部スピンドル軸受３５の内輪３８及び外輪３９のテーパ面１３間で円錐ころからなる転動体１２を締め付けることにより、前記隙間を補正するものである。
【００１８】
ここで、最適な隙間とは、下部スピンドル１６が回転したときに、下部スピンドル１６の芯ぶれが極力少なく、この下部スピンドル１６の芯ぶれがタイヤ３のユニフォミティ測定に殆ど影響を与えない程度に前記隙間を設定していることを言う。
この補正装置１４は、スピンドル９の軸方向に移動自在に設けられていて移動により下部スピンドル軸受３５の外輪３９を押圧してこの下部スピンドル軸受３５の内外輪３６，３９と転動体１２との隙間を補正する押圧体４０を有している。
下部スピンドル軸受３５の上側に位置する下部スピンドル１６を取り囲むように、下部スピンドル軸受３５に潤滑油を供給する円形状の潤滑油リング４１がベアリングハウジング２６に内嵌されており、この潤滑油リング４１の下部の外周面に、押圧体４０を液密状態で嵌合する嵌合凹部４２が形成されている。
【００１９】
この押圧体４０は、リング状のピストンで形成されており、この押圧体４０が潤滑油リング４１の環状の嵌合凹部４２に嵌合されている。この嵌合凹部４２と押圧体４０の壁面とによって空間部６６が形成されている。押圧体４０は、この潤滑油リング４１に対して軸方向に移動自在になっている。
押圧体４０は下部スピンドル軸受３５の外輪３９の上側に位置していて、上側からその外輪３９を下側に押圧するようになっている。
この押圧体４０と潤滑油リング４１との間にはＯリング４３が介在され、押圧体４０とベアリングハウジング２６との間にもＯリング４４が介在されている。
【００２０】
この潤滑油リング４１は、ベアリングハウジング２６の内周面から径内方向に突起する突起部４５に下側から当接していて、スピンドル軸心方向に移動不能になっており、下部スピンドル軸受３５に上方から潤滑油を供給するように構成されている。スピンドル装置４には、潤滑油リング４１に潤滑油を供給する潤滑油供給路７０が設けられている。
この潤滑油供給路７０は、外部の圧力調整弁４７ａに接続されており、この圧力調整弁４７ａはポンプ４９や畜圧器４８に接続されていて、潤滑油が潤滑油リング４１に供給可能となっている。
【００２１】
補正装置１４は、この押圧体４０を流体の圧力により移動させることができるよう流体の圧力を押圧体４０に付与するための圧力供給路４６を有している。
図３〜５に示すように、この圧力供給路４６は、ベアリングハウジング２６内に設けられており、スピンドル装置４の外部に設けられたポンプ４９、畜圧器４８及び圧力調整弁４７を介して流体がこの圧力供給路４６に供給可能となっている。
圧力供給路４６は、ベアリングハウジング２６の外周面の上下中途部から径内方向に穿孔されており、さらに中途部で下方に屈曲するようベアリングハウジング２６内を軸方向に穿孔されている。圧力供給路４６は、径内方向に分岐する分岐路５０を有している。この分岐路５０は、押圧体４０の上端側に至り、押圧体４０の壁面と潤滑油リング４１の嵌合凹部４２とで構成された空間部６６に流体を供給可能にしている。
【００２２】
圧力供給路４６の上下端部に開口している開口部のうち少なくとも１つは流体を注入する注入口５１とされ、他の開口部はプラグにより栓をされている。
この実施の形態では図３に示すように、スピンドルベース２５には、圧力供給路４６に対応する位置に孔５５が設けられている。この孔５５側の開口部が注入口５１とされ、この孔５５内にパイプ５３が設けられ、このパイプ５３の一端側に注入口５１が接続され、他端側に外部に設けられた圧力調整弁４７が接続されている。
この孔５５の径はパイプ５３よりも大きくこの孔５５とパイプ５３との間には隙間（非接触部）が設けられている。
【００２３】
この非接触部は、タイヤ３の測定荷重（タイヤ３から発生する力）が下部スピンドル１６から下部スピンドル軸受３５を経て、ベアリングハウジング２６の鍔部２７とスピンドルベース２５間のロードセル２８で検出される際に、パイプ５３とスピンドルベース２５とが直接接触してタイヤ３の測定荷重がスピンドルベース２５側に逃げることを防止している。
即ち、タイヤ３の測定荷重が圧力調整弁４７や畜圧器４８等の他の機器へ分散して伝わるのを防止しており、パイプ５３とスピンドルベース２５とは直接的に接触しておらず、非接触状態となっている。
【００２４】
パイプ５３には弾性を有するリング５４（Ｖリング）が外嵌されており、リング５４によって埃の進入を防止している。
圧力供給路４６の経路は、ハウジング１１内において様々なルートが考えられるが、この実施の形態では、下部スピンドル軸受３５の近傍を通過している。
押圧体４０を移動させる流体は、液体や気体で構成され、スピンドル装置４を冷却する冷却流体と兼用されており、この実施の形態では、この流体は押圧体４０を移動させる作動油で構成されいる。作動油の油圧によって押圧体４０を軸方向に移動させることができる。
【００２５】
図５に示すように、押圧体４０を移動させる作動油と潤滑油とは共通のポンプ４９から供給されるようになっていて、これら作動油と潤滑油とは兼用されている。
この構成によれば、タイヤ３試験前において、まず、タイヤ３の回転数、下部スピンドル軸受３５にかかる負荷を考慮して、試験時における内輪３６と転動体１２との隙間と、外輪３９と転動体１２との最適な隙間を考慮して、下部スピンドル軸受３５の外輪にかける予圧を設定する。
そして、ポンプ４９によって作動油を圧力供給路４６に送り込み、この作動油の圧力によって押圧体４０を内輪３６側に近づくように移動させて外輪３９をスピンドル軸心方向に押す（内輪３６と外輪３９とのスピンドル軸心方向の距離を短くする）ことによって試験開始後に、内輪３６と転動体１２との隙間及び外輪３９と転動体１２との隙間が最適な隙間になるように、静止時における下部スピンドル軸受３５の内輪３６と転動体１２との隙間及び外輪３９と転動体１２との隙間を補正する。圧力供給路４６内の圧力は圧力調整弁４７で調整されるようになっている。
【００２６】
タイヤ３試験を開始してタイヤ３を回転させると、その直後は、前記隙間が最適な隙間になるが、時間が経過すると下部スピンドル軸受３５の発熱することで、下部スピンドル軸受３５の内輪３６と転動体１２との隙間及び外輪３９と転動体１２との隙間が最適な隙間から外れて大きくなろうとするが、所定値に圧力調整された作動油の圧力によって押圧体４０を押動させて下部スピンドル軸受３５の外輪を押しているため、その隙間は大きくなることはなく最適な隙間に保つことが可能である。
このとき、時間の経過に伴い下部スピンドル軸受３５の発熱量が増加するため下部スピンドル軸受３５の内輪３６と転動体１２との隙間及び外輪３９と転動体１２と隙間が最適な隙間から外れて大きくなろうとする変化量は増加するので、予め、これら隙間を最適な隙間に保つために下部スピンドル軸受３５の外輪にかける押圧体４０の押圧力を大きくすることが考えられる。
【００２７】
しかしながら、試験開始前、即ち、初めから下部スピンドル軸受３５の外輪にかける押圧体４０の押圧力を大きくした場合、下部スピンドル軸受３５の剛性を上げて、下部スピンドル１６芯ぶれを極力小さくすることができるが、逆に、初めから押圧力が大きければ負荷が大きな状態となり下部スピンドル軸受３５の寿命を短くする要因になる。
したがって、時間の経過に伴って、言い換えれば、下部スピンドル軸受３５の内輪３６と転動体１２との隙間及び外輪３９と転動体１２と隙間が最適な隙間から外れて大きくなろうとする変化量に応じて、圧力供給路４６内の流体の圧力を増加させて外輪３９を押圧するのが好ましい。
【００２８】
なお、上記のように下部スピンドル軸受３５の外輪３９をスピンドル軸心方向に移動させたとき、上部スピンドル軸受３０の内輪３２にもその押圧力が作用して内輪３２と共に転動体１２がスピンドル軸方向、即ち、下側に移動するため上部スピンドル軸受３０にも予圧を与えることができる。
また、下部スピンドル軸受３５の近傍に熱電対等の温度センサを配置し、温度センサから得られる温度情報を基に圧力供給路４６内の圧力を変化させることによって、温度変化による内輪３６と転動体１２との隙間及び外輪３９と転動体１２と隙間の補正を行うようにしてもよい。
【００２９】
押圧体４０を作動させる作動油は、ベアリングハウジング２６を冷却する冷却流体と兼用しているので、ベアリングハウジング２６自体やベアリングハウジング２６を介して下部スピンドル軸受３５を冷却することができ、下部スピンドル軸受３５及びベアリングハウジング２６の発熱を抑え下部スピンドル１６の内輪３６と転動体１２との隙間及び外輪３９と転動体１２との隙間の変動やベアリングハウジング２６と下部スピンドル軸受３５との本体の隙間の変動を抑制することができる。
本願発明は、上記の実施の形態に限定されない。
【００３０】
即ち、上記の実施の形態では、押圧体４０で下部スピンドル軸受３５の外輪３９を押圧して、この下部スピンドル軸受３５の内輪３６と転動体１２との隙間及び外輪３９と転動体１２との隙間を補正していたが、押圧体４０の位置を変え内輪３６を押圧するようにしてもよい。
また、圧力供給路４６は、押圧体４０を流体の圧力により移動させるべく流体の圧力を押圧体４０に付与するためにベアリングハウジング２６内に設けられているが、このとき、圧力供給路４６をハウジング１１内やベアリングハウジング２６内に全体に亘って巡らせて、前記流体を冷却流体で兼用することでこれらハウジング１１全体、或いはベアリングハウジング２６全体を冷却するようにしてもよい。
【００３１】
好ましくは、上部スピンドル軸受３０や下部スピンドル軸受３５を設けている廻りのベアリングハウジング２６を冷却流体で冷却できるように圧力供給路４６を巡らすのが良い。
上記の補正装置１４は、リング状のピストンからなる押圧体４０を流体で移動させることによって、下部スピンドル軸受３５に予圧を与えるようにしていたが、これに代え、下部スピンドル軸受３５に対して周方向に複数個設置したピストンを用いるようにしてもよい。また、下部スピンドル軸受３５とベアリングハウジング２６との間にスプリングを設け、このスプリング力で下部スピンドル軸受３５の内輪３６と転動体１２との隙間又は外輪３９と転動体１２との隙間を補正するようにしてもよい。
【００３２】
また、図５に示すように、圧力供給路４６と潤滑油供給路７０とに流体を供給する供給回路を兼用しているが、この供給回路を別々に構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のタイヤ試験装置の全体正面図である。
【図２】タイヤを装着したときのタイヤ試験装置の全体正面図である。
【図３】スピンドル装置の断面詳細図である。
【図４】スピンドル装置の部分詳細図である。
【図５】外部からスピンドル装置に流体を送る供給回路図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    タイヤ試験装置
３    タイヤ
４    スピンドル装置
９    スピンドル
１０  スピンドル軸受
１４  補正装置
３６  下部スピンドル軸受の内輪
３９  下部スピンドル軸受の外輪
４０  押圧体
４６  圧力供給路
【図１】
2005331355.tif 000003
【図２】
2005331355.tif 000004
【図３】
2005331355.tif 000005
【図４】
2005331355.tif 000006
【図５】
2005331355.tif 000007