(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを保持して回転する回転支持部材と、
前記回転支持部材を所定の方向に振動できるよう保持する保持手段と、
前記回転支持部材の振動を規制する振動規制手段と、
前記回転支持部材を回転させて、前記タイヤの動釣合を測定する動釣合試験手段と、
回転ドラムを前記タイヤに押し当てた状態で前記回転支持部材を回転させ、前記タイヤのユニフォーミティを測定するユニフォーミティ試験手段と、
を備えると共に、
ユニフォーミティ試験時には前記振動規制手段によって前記回転支持部材の振動を規制し、動釣合試験時には前記振動規制手段による規制を解除して前記回転支持部材を振動可能にするよう構成された、タイヤのユニフォーミティ及び動釣合複合試験装置。
【請求項２】
前記保持手段は、
前記回転支持部材を回転可能に保持するハウジングと、
前記ハウジングと装置本体との間に設けられた弾性部材と、
を備えて構成されること、を特徴とする請求項１に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。
【請求項３】
前記回転支持部材の、前記タイヤを挟んで前記保持部材と反対の側をチャックするチャック機構を備えると共に、
前記チャック機構は、ユニフォーミティ試験時には前記回転支持部材をチャックし、動釣合試験時にはチャックを解除するよう構成されていること、
を特徴とする請求項２に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。
【請求項４】
前記チャック機構は、前記回転支持部材の回転軸の延長線上に設けられた回転可能な軸部材の一端に設けられており、
前記回転支持部材が回転すると、前記軸部材も従動回転するよう構成されていること、を特徴とする請求項３に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。
【請求項５】
タイヤのユニフォーミティ試験と動釣合試験とを両方行うことができるよう構成された、タイヤのユニフォーミティ及び動釣合複合試験装置。
【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と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装置と、タイヤの偏心状態を測定する動釣合試験装置が知られている。ユニフォーミティ試験装置は、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。タイヤに回転ドラムを押し当てる際の荷重は百ｋｇ以上に達するため、試験装置はタイヤを強固に支持する必要がある。一方、動釣合試験装置は、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なので、タイヤが振動できるように支持する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ユニフォーミティ試験装置と動釣合試験装置とは、そのタイヤの支持の仕方が全くことなることから、一つの装置でユニフォーミティ試験と動釣合試験の両方を行うことができなかった。そのため、ユニフォーミティ試験装置と動釣合試験装置の両方が必要になり、スペースを取る上、コストがかさむという問題点があった。
【０００４】
【発明の目的】
上述した事情に鑑み、本発明は、一つの装置でタイヤのユニフォーミティ試験と動釣合試験を行うことができる複合試験装置を提供することを目的するものである。
【０００５】
【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、本発明によるタイヤのユニフォーミティ及び動釣合複合試験装置は、（ａ）タイヤの一対のリムを保持して回転する回転支持部材と、（ｂ）回転支持部材を所定の方向に振動できるよう保持する保持手段と、（ｃ）回転支持部材の振動を規制する振動規制手段と、（ｄ）回転支持部材を回転させて、タイヤの動釣合を測定する動釣合試験手段と、（ｅ）回転ドラムをタイヤに押し当てた状態で回転支持部材を回転させ、タイヤのユニフォーミティを測定するユニフォーミティ試験手段と、を備えて構成されている。そして、ユニフォーミティ試験時には振動規制手段によって回転支持部材の振動を規制し、動釣合試験時には振動規制手段による規制を解除して回転支持部材を振動可能にするよう構成されたものである。
【０００６】
このように構成すれば、タイヤを強固に（振動させないように）保持してユニフォーミティ試験を行い、タイヤを振動可能に保持して動釣合試験を行うことが可能になる。従って、一台の装置でユニフォーミティ試験と動釣合試験の両方を行うことが可能になり、設置スペースを節約すると共にコストを低減することができる。なお、上記の回転支持部材の振動の方向は、回転支持部材の回転軸の方向と直交する方向である。
【０００７】
【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及び図２は、こ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及び上面図である。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。
【０００８】
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１００が取り付けられている。
【０００９】
複合試験装置１は、タイヤＴを下リム１０と上リム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。
【００１０】
図３は、スピンドル１００を示す側断面図である。スピンドル１００は、中空のスピンドル軸１２０とブラケット１５０及び中空シャフト１７０を同軸に（中心軸が一直線上に並ぶように）組み合わせて構成されたものである。スピンドル軸１２０はスピンドルハウジング１１０によって（ベアリング１１２を介して）回転可能に支持されている。スピンドルハウジング１１０は、４本の水平な棒ばね１０２（後述）を介してベース５０（図１）に取り付けられている。
【００１１】
スピンドル１００の中空シャフト１７０の上端部には下リム１０が取り付けられている。上端部に上リム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１５０に挿入することにより、下リム１０と上リム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。
【００１２】
ロックシャフト３００の下部の外周にはロック溝３０２が多段状に形成されており、ブラケット１５０にはロックシャフト３００の外周面に対向するロック部材１６０が設けられている。ロック部材１６０は、ブラケット１５０に取り付けられたロック用シリンダ１６５によってロックシャフト３００の外周面に近接／離間する方向に駆動される。
【００１３】
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は縦に配列された６段のロック爪１６２を有しており、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。
【００１４】
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。
【００１５】
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１００のブラケット１５０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、下リム１０と上リム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１６０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１００から引き抜くことにより、下リム１０と上リム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。
【００１６】
なお、ブラケット１５０にはロック部材１６０の移動に伴って上下するピン１５４が設けられている。このピン１５４はロック部材１６０が摺動する面から上方に突出し、ロック部材１６０の底面に形成された凹部１６４に押し当てられている。そして、ピン１５４の下端部に取り付けられた円板１５６を図示しない検知装置で検知することによって、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。
【００１７】
スピンドル軸１２０の下端には、スピンドル軸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、下リム１０と上リム２０の間でタイヤＴを保持したままスピンドル１００が回転する。
【００１８】
スピンドル１００は、そのスピンドル軸１２０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、スピンドル軸１２０の中空部分には、このスピンドル軸１２０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。
【００１９】
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、フランジ１１６の上方に形成されたキャビティ１１７から（ブラケット１５０内に形成された）図示しないエア通路にさらに抜け、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。
【Ｎ】
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、このエア供給系からは、前述のロック用シリンダ１６５にエアを供給するための図示しないエア通路が分岐している。なお、ここでは、エア通路の詳細については説明を省略する。
【００２０】
なお、上リム２０をロックシャフト３００に取り付けるための取付部材３１０には、後述のチャック爪２２２に内側から係合される固定リング３２０が設けられている。
【００２１】
ロックシャフト３００を上下に駆動してスピンドル１００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とキャリッジ６２（図１では一組のみ示す）によって上下動可能に支持されており、一対の昇降シリンダ６５によって上下に駆動される。
【００２２】
図４は、インサーターユニット２００の内部構造を示す断面図である。インサーターユニット２００は、スピンドル１００に追従して回転できるよう回転可能に支持された中間シャフト２４０を有している。中間シャフト２４０は、昇降ハウジング６０に（ベアリング２５５を介して）回転可能に支持されている回転シャフト２５０の下端に取り付けられている。
【００２３】
中間シャフト２４０の下端にはロックシャフト３００の固定リング３２０に内側から係合するチャック爪２２２が設けられている。チャック爪２２２はバネ部材２２４によって内側に向けて付勢されている。中間シャフト２４０には、円錐状の先端部を持つチャック駆動部材２３０が上下に移動可能に保持されており、その円錐状の先端部がチャック爪２２２のテーパ面に上方から当接している。
【００２４】
チャック駆動部材２３０はエア圧により上下に駆動される。即ち、中間シャフト２４０の内部にはキャビティ２４２が形成されており、このキャビティ２４２にはチャック駆動部材２３０の上端に固定されたダイアフラム２３５が設けられている。また、キャビティ２４２にエアを供給するため、回転シャフト２５０及び中間シャフト２４０の内部の中空部分をエアパイプ２６２が貫通している。回転シャフト２５０の上端にはエアパイプ２６２にエアを供給するためのロータリージョイント２６０が設けられ、ロータリージョイント２６０には図示しないエア供給源に連結されたエアホース２６６が接続されている。
【００２５】
このように構成されているため、ロータリージョイント２６０からエアを供給してキャビティ２４２の内圧を上げると、チャック駆動部材２３０が下降する。これにより、チャック爪２２２が外側に（バネ部材２２４の弾性力に抗して）移動して、固定リング３２に係合する。一方、ロータリージョイント２６０からエアを排出してキャビティ２４２の内圧を下げると、チャック駆動部材２３０が上昇する。これにより、チャック爪２２２がバネ部材２２４の弾性力によって内側に移動し、チャック爪２２２による固定リング３２のロックが解除される。なお、図４では、チャック爪２２２が固定リング３２をロックした状態（一点鎖線の左側）とロックが解除された状態（一点鎖線の右側）の両方を示す。
【００２６】
かくして、ロータリージョイント２６０からエアを供給することにより、チャック爪２２２が（スピンドル１００に挿入された）ロックシャフト３００の固定リング３２０をチャックする。この状態でスピンドル１００を回転させると、回転シャフト２５０と中間シャフト２４０も従動回転する。
【００２７】
図１に示すように、天板５４上には、ロックシャフト３００の上下方向の位置調節のための階段状の調節部材７０が設けられている。調節部材７０は天板５４上に配設されたガイドレール７１の上をスライド可能に構成されており、モータ７２によりベルト７３を介して駆動されるボールネジ機構７４によってガイドレール７１に沿って移動する。昇降ハウジング６０には、調節部材７０の階段部分に上方から当接する昇降ストッパー６８（図２）が設けられている。
【００２８】
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。まずロータリージョイント２６０からエアを供給してチャック爪２２２でロックシャフト３００をチャックし、昇降シリンダ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１００から引き抜く。次いで、下リム１０にタイヤＴをセットした後、モータ７２を駆動して調節部材７０を適切な位置まで移動させる。そして、昇降シリンダ６５を再び駆動して昇降ハウジング６０を（昇降ストッパ６８が調節部材７０に当接するまで）下降させる。昇降ストッパ６８が調節部材７０に当接したところで、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に再び係合させる。
【００２９】
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、上リム１０と下リム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。
【００３０】
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。
図５は、図１のＡ−Ａ’断面図である。スピンドルハウジング１１０は、水平に延びる棒ばね１０２を介してベース５０に取り付けられており、同時にベース５０から図１に示すように鉛直に吊り下げられた棒部材１０４によって支持されている。棒部材１０２は図中Ｗで示す撓み方向に弾性変形可能であり、スピンドルハウジング１１０はスピンドル１００の中心軸に対し直交する面内における一方向（Ｘとする）に振動可能である。
【００３１】
タイヤＴを装着してスピンドル１００を回転させた時のＸ方向の振動を検出するため、スピンドルハウジング１１０にはＸ方向とスピンドル軸方向の両方に直交する方向に延びる取付バー１８０が取り付けられている。また、取付バー１８０に対向して、ベース５０からも取付バー１８２が延びている。２つの取付バー１８０，１８２の間には、Ｘ方向にかかる負荷を検出するロードセル１８５が挟まれている。
【００３２】
ここで、スピンドル軸１２０に大きな荷重がかかるユニフォーミティ測定時には、スピンドルハウジング１１０が振動しないよう押さえる必要がある。そこで、図５に示すように、ベース５０には円錐状の先端を持つ押圧部材１９２が設けられ、スピンドルハウジング１１０には押圧部材１９２を受けるテーパのついた一対の凹部１９４が形成されている。押圧部材１９２は振動規制シリンダ１９０により駆動される。
【００３３】
即ち、ユニフォーミティ試験時には、振動規制シリンダ１９０をオンして押圧部材１１２を凹部１０２に押し当てることによりスピンドルハウジング１１０を振動しないよう押さえつけ、動釣合試験時には、振動規制シリンダ１９０をオフして押圧部材１１２を凹部１０２から離し、スピンドルハウジング１１０がＸ方向に振動できるようにする。
【００３４】
また、ユニフォーミティ試験時には、チャック爪２２２がロックシャフト３００の固定リング３２０に係合する。即ち、タイヤを上下（スピンドル１００側とインサーターユニット２００側）でホールドし、回転ドラム３０を押し当てる際の荷重に耐えられるようタイヤを強固に支持する。一方、動釣合試験時には、チャック爪２２２によるチャックを解除してスピンドルハウジング１１０がＸ方向に振動できるようにする。
【００３５】
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、下リム１０と上リム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１００を回転させ、スピンドル１００の回転中にロードセル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。
【００３６】
ユニフォーミティ試験では、スピンドル１００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、モータ３４（図２）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。また、回転ドラム３０の回転軸には、回転ドラム３０がタイヤＴから受ける反力（半径方向及びスラスト方向）を検出するロードセル３３が取り付けられている。
【００３７】
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、モータ３４を駆動して回転ドラム３０をタイヤＴに押し付け、スピンドル１００を回転させる。そして、スピンドル１００の回転中にロードセル３３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。
【００３８】
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。
【００３９】
最後に、本発明の特徴的構成と実施形態との対応関係について説明する。本発明によるタイヤのユニフォーミティ及び動釣合複合試験装置は、（ａ）タイヤの一対のリムを保持して回転する回転支持部材と、（ｂ）回転支持部材を所定の方向に振動できるよう保持する保持手段と、（ｃ）回転支持部材の振動を規制する振動規制手段と、（ｄ）回転支持部材を回転させて、タイヤの動釣合を測定する動釣合試験手段と、（ｅ）回転ドラムをタイヤに押し当てた状態で回転支持部材を回転させ、タイヤのユニフォーミティを測定するユニフォーミティ試験手段と、を備えて構成されている。そして、ユニフォーミティ試験時には振動規制手段によって回転支持部材の振動を規制し、動釣合試験時には振動規制手段による規制を解除して回転支持部材を振動可能にするよう構成されたものである。
【００４０】
ここで、上記の「回転支持部材」は、実施形態中のスピンドル１００とロックシャフト３００及び２つの上下リム１０，２０に対応している。また、「保持手段」は、実施形態中のスピンドルハウジング１１０、棒バネ１０２、棒部材１０４及びベース５０に対応している。さらに、「振動規制手段」は、実施形態中の振動規制シリンダ１９０と押圧部材１９２及び凹部１９４に対応している。
但し、いずれも実施形態中の構成要素に限定されるものではなく、様々な設計変更が可能である。
【００４１】
【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動釣合試験装置によれば、タイヤを強固に保持してユニフォーミティ試験を行い、タイヤを振動可能に保持して動釣合試験を行うことが可能になる。従って、一台の装置でユニフォーミティ試験と動釣合試験を行うことが可能になり、設置スペースを節約すると共にコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のタイヤのユニフォーミティ及び動釣合試験装置を示す側断面図である。
【図２】図１の試験装置の平面図である。
【図３】図１の試験装置のスピンドルを示す側断面図である。
【図４】図１の試験装置のインサーターユニットを示す側断面図である。
【図５】スピンドルハウジングの支持構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１          複合測定器
１０        下リム
２０        上リム
３０        回転ドラム
５０        ベース
６０        昇降ハウジング
１００      スピンドル
１１０      スピンドルハウジング
１９０      振動規制シリンダ
１９２      押圧部材
１９４      凹部
２００      インサーターユニット
２２２      チャック爪
２６０      ロータリージョイント
３００      ロックシャフト
【図１】
0003977500.tif 000002
【図２】
0003977500.tif 000003
【図３】
0003977500.tif 000004
【図４】
0003977500.tif 000005
【図５】
0003977500.tif 000006