(57)【要約】【課題】室内におけるタイヤ走行試験における準備作業、片づけを含めたタイヤの検査時間を短縮すること【解決手段】試験タイヤＴを回転ドラムで回転させて動的タイヤ試験を実施するタイヤ試験装置１０であって、旋回手段（アーム部材１２，アーム固定ベース部材２０，旋回駆動手段３０，３２，３４）でタイヤ取付部材１６を旋回して、タイヤＴを片持ち支持するタイヤ軸１８を水平方向から垂直方向に９０°変更できるようにして、タイヤＴのタイヤ軸１８からの脱着を、前記タイヤ軸を上向きにして行う。タイヤＴの試験は、タイヤＴをタイヤ軸１８に取り付けた状態で、荷重、スリップ角、キャンバー角を任意に設定できるようにした。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験タイヤを回転ドラムで回転させて動的タイヤ試験を実施するタイヤ試験装置であって、
タイヤ軸を備えたタイヤ取付部材と、前記タイヤ軸が水平から垂直方向になるまでタイヤ取付部材を旋回し得る旋回手段と、を有し、
タイヤのタイヤ軸からの取り外しを、前記タイヤ軸を上向きにして行うようにしたことを特徴とするタイヤ試験装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたタイヤ試験装置において、
前記旋回手段は、タイヤ取付部材の両端部が枢止された側アームを有するアーム部材と、アーム部材を旋回可能に枢止したアーム固定ベース部材と、アーム部材をアーム固定ベース部材に対して旋回駆動する旋回駆動手段とから成ることを特徴とするタイヤ試験装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたタイヤ試験装置において、
タイヤを前記タイヤ軸に保持した状態で、荷重、スリップ角、キャンバー角の少なくとも一つを任意に設定する手段を有することを特徴とするタイヤ試験装置。
【請求項４】
請求項３に記載されたタイヤ試験装置において、
キャンバー角を設定する手段は、前記タイヤ取付部材の前記両端部と前記側アームを枢軸で枢止し、前記タイヤ軸を前記枢軸の回りで所定角度回動させる回動手段を有し、
前記タイヤ軸の回動角を設定することで、前記タイヤ軸に装着したタイヤのキャンバー角を設定することを特徴とするタイヤ試験装置。
【請求項５】
請求項３に記載されたタイヤ試験装置において、
タイヤを前記ドラムに押し当てる手段は、前記アーム固定ベース部材を回転ドラム側に押圧する押圧手段であることを特徴とするタイヤ試験装置。
【請求項６】
請求項３に記載されたタイヤ試験装置において、
タイヤのスリップ角を設定する手段は、前記アーム部材を前記アーム固定ベース部材に対して旋回させる前記旋回手段であることを特徴とするタイヤ試験装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載されたタイヤ試験装置において、
前記タイヤ軸がタイヤ取付部材に直立して取り付けた片持ちの軸であることを特徴とするタイヤ試験装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載されたタイヤ試験装置において、
タイヤ旋回時にタイヤ横方向に掛かる力を測定する歪みゲージを、前記タイヤ軸のタイヤ取付部材側端部に固定したことを特徴とするタイヤ試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ試験装置とくに超大型の建設車両用タイヤのドラム試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、タイヤの耐久試験などにおいて、回転ドラムを用いてタイヤを走行回転させる試験装置が広く知られている（特許文献１参照）。
このような回転ドラムを用いて室内においてタイヤを走行回転させて試験を行う場合、とくに建設車両用タイヤ等の重荷重用タイヤを試験するときは、実車のハンドル操作による旋回、車両設計上のキャンバー角を想定し、また、複数のタイヤサイズに合わせて試験する必要があるため、車両のように片側でタイヤ保持をする構造を採用するのは困難である。
そのため、従来は、タイヤのリム組み後に、タイヤを試験装置専用の軸に装着し、試験装置にその専用軸の両側を保持して固定させることが一般的であり、また、旋回時にタイヤにかかる横方向の力を計測する場合は、計測歪みゲージをタイヤ軸端に設置した低荷重時のみ使用できる専用軸で計測するのが一般的である。
【０００３】
そのため、試験装置にタイヤを装着するときのみタイヤを両側で固定する専用軸を使用する場合は、次に試験するタイヤの準備をしておかないと、リム組タイヤと軸を取り外しかつ次のタイヤを取り付ける間は試験装置を停止しなければならず、そのため試験装置の稼働率が下がり、試験コストの増大を招くことになる。
そこで、試験コストの増大を避けるため、専用軸の保有数を多くすると、軸の保管、軸に組み付けたタイヤの保管スペースを広く確保しなければならないという別の問題が出てくる。また、試験装置にタイヤを装着したとき、両側で固定する専用軸を使用した場合は、左右の重量が均衡していても移動すると水平バランスが崩れるため、荷振れ状態となってしまい振れが収まるのに時間を要する。
【０００４】
ところで、この荷振れを防止する水平バランス調整具は、その対象荷重は１トン程度まであり、タイヤ、リム、軸荷重が１トンを越えるものに対しての市販品はない。また、対象荷重が１トンを越えるものを専用に製作すると高額な費用が掛かかる。
従って、市販の吊り具（クレーン）を使用することになるが、荷振れを抑制しつつ、精度の高い加工で組み付けられる試験装置固定部とタイヤ軸を合わせる作業が必要であるため、市販の吊り具で専用軸に装着したタイヤの水平度を確保して試験装置に取り付ける作業は困難性が高く、時間を要する。また、それだけではなく、タイヤ、リム、軸荷重は重量があるため、試験装置側、軸側共に少しの荷振れでも、衝突することで損傷を発生させる恐れが高い。  
【０００５】
また、タイヤ軸を両側で保持する構造で、タイヤ特性、特に旋回時にタイヤにかかる横方向の力を計測する場合は、タイヤ軸端に設置した横方向の力を計測する歪みゲージで計測するのが一般的であるが、これを一本の軸で実施しようとすると、軸長が長くなり、タイヤ耐久性評価に使用できる強度を確保するため軸径を大きくしなければならず、試験を実施出来るタイヤ径範囲が狭くなるという問題がある。
そのため、計測用の細い軸と、耐久評価用の太い軸とを区分して準備することになり、旋回時にタイヤにかかる横方向の計測結果を受けて、次に耐久評価に移る場合には、計測用の軸から耐久評価用の軸に交換する必要があるため、その分試験装置を停止する時間が長くなってしまうという問題がある。
【特許文献１】特開２００５−１８０９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来における上記問題を解決すべくなされたものであって、その目的は、タイヤ試験における準備作業、片づけ作業を含めタイヤの検査時間を短縮することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明はタイヤ試験装置であって、試験タイヤを回転ドラムで回転させて動的タイヤ試験を実施するタイヤ試験装置であって、タイヤ軸を備えたタイヤ取付部材と、前記タイヤ軸が水平から垂直方向になるまでタイヤ取付部材を旋回し得る旋回手段と、を有し、タイヤのタイヤ軸からの取り外しを、前記タイヤ軸を上向きにして行うようにしたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載されたタイヤ試験装置において、前記旋回手段は、タイヤ取付部材の両端部が枢止された側アームを有するアーム部材と、アーム部材を旋回可能に枢止したアーム固定ベース部材と、アーム部材をアーム固定ベース部材に対して旋回駆動する旋回駆動手段とから成ることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載されたタイヤ試験装置において、タイヤを前記タイヤ軸に保持した状態で、荷重、スリップ角、キャンバー角の少なくとも一つを任意に設定する手段を有することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３に記載されたタイヤ試験装置において、キャンバー角を設定する手段は、前記タイヤ取付部材の前記両端部と前記側アームを枢軸で枢止し、前記タイヤ軸を前記枢軸の回りで所定角度回動させる回動手段を有し、前記タイヤ軸の回動角を設定することで、前記タイヤ軸に装着したタイヤのキャンバー角を設定することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項３に記載されたタイヤ試験装置において、タイヤを前記ドラムに押し当てる手段は、前記アーム固定ベース部材を回転ドラム側に押圧する押圧手段であることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項３に記載されたタイヤ試験装置において、タイヤのスリップ角を設定する手段は、前記アーム部材を前記アーム固定ベース部材に対して旋回させる前記旋回手段であることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載されたタイヤ試験装置において、前記タイヤ軸がタイヤ取付部材に直立して取り付けた片持ちの軸であることを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載されたタイヤ試験装置において、タイヤ旋回時にタイヤ横方向に掛かる力を測定する歪みゲージを、前記タイヤ軸のタイヤ取付部材側端部に固定したことを特徴とする。
【０００８】
（作用）
タイヤ軸を有するタイヤ支持板をアーム部材に回動自在に設けたことで、片側のみでタイヤを保持し、かつタイヤ姿勢制御（キャンバー角、旋回角）の機能を備え、強度を保つことができる。旋回角を付与する旋回手段の旋回角度を９０°とすることで、タイヤ軸は横向きから上向き、つまり水平から垂直に変更することができる。
キャンバー角は、タイヤ軸の端を油圧等の動力を用いて、タイヤの上下に位置するアーム部材の回転軸を利用し、押し引きすることで変更することができる。
旋回時にタイヤに掛かる横力は、軸端に固定された歪みゲージにより常時測定することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、タイヤ試験に際してタイヤに予め専用の軸を装着しておくことを要せず、しかも片側の車輪のみで試験を行うため、タイヤ試験における準備作業、試験終了後における片づけ作用、及び従来軸を換えて行っていたタイヤ試験における作業時間を大幅に短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のタイヤ試験装置の一実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本タイヤ試験装置の斜視図であり、図２は、図１においてタイヤ試験装置の一部の構成を透視して示した斜視図である。
図１において、Ｔは試験対象となるリム付きタイヤを示す。このタイヤＴは例えば建設機械用の重荷重タイヤである。
本タイヤ試験装置１０は、アーム部材である全体が門型の旋回角アーム１２と、中央部にタイヤ軸１８を備え、旋回角アーム１２に回転自在に取り付けられたタイヤ取付板１６と、旋回角アーム１２を旋回自在に支持するアーム固定ベース部材２０と、アーム固定ベース部材２０を進退させて、タイヤ軸１８に装着したタイヤＴを後述する走行試験用ドラム６０（図４）に対して押圧する押圧手段である、位置制御用ピストン・シリンダ機構２４とから成っている。
【００１１】
旋回角アーム１２は、平行な左右一対の側アーム１２ａ、１２ｂと各側アーム１２ａ、１２ｂの一端部を連結する連結アーム１２Ｃとから成っており、その連結アーム１２Ｃの中央部分でアーム固定ベース部材２０に枢着されている。他方、タイヤ取付部材であるタイヤ取付板１６は、平坦部分とその平坦部分の長手方向端部から直角に延在した側枠１６ａ、１６ｂから成り、側枠１６ａ，１６ｂがキャンバー角軸１４によって上記側アーム１２ａ、１２ｂに旋回自在に取り付けられ、上記平坦部分の中央部には、装着したタイヤＴを片持ち支持するためのタイヤ軸１８が直立して設けられている。タイヤ軸の一端部は平坦部から裏側に少し突出しているか又は露出している（図３参照）。
【００１２】
アーム固定ベース部材２０は、例えば図１に示すように、矩形の板状体又はブロックとして構成されており、その旋回角アーム１２側と反対側の面の中央部には、基台２２に軸２２ａで旋回自在に取り付けられた押圧手段である位置制御用ピストン・シリンダ機構２４が取り付けられている。位置制御用ピストン・シリンダ機構２４のピストン２４ａのアーム固定ベース部材２０の取付端（先端部）には、タイヤに作用する荷重を測定するための荷重測定用歪ゲージ２６が取り付けられている。
【００１３】
アーム固定ベース部材２０の中央部上面には、旋回角設定及び軸向き変更のための駆動手段となるモータ３０が取り付けられており、このモータ３０の出力軸には平歯車３２が取り付けられている。この平歯車３２は、図２に示すように、旋回角アーム１２がアーム固定ベース部材２０に旋回自在に連結されるその旋回軸（図示せず）と同軸の大径の平歯車３４と噛合している。
したがって、モータ３０を駆動すると、その出力軸の回転により上記平歯車３２，３４を介して旋回角アーム１２がアーム固定ベース部材２０の旋回軸（図示せず）の回りで旋回し、旋回角アーム１２に一体に取り付けられた取付板１６、取付板１６のタイヤ軸１８に装着されたタイヤＴが一体となって旋回する。
ここで、旋回角アーム１２と上記平歯車３２，３４とモータ３０は旋回手段を構成するが、旋回角アーム１２を旋回するための駆動手段は上記機構に限らず任意である。
【００１４】
コーナリング時におけるタイヤ検査は、位置制御用ピストン・シリンダ機構２４を作動させて、タイヤＴを後述する回転ドラム６０に押圧し、タイヤの走行中に上記のようにモータ３０を駆動することにより、旋回角アーム１２、従ってタイヤ取付板１６、タイヤＴを予め設定した所定角度旋回することで行うことができる。
また、位置制御用ピストン・シリンダ機構２４を作動させてタイヤＴを回転ドラム６０から離した（退却させた）状態で、同様にモータ３０を駆動することで、後述のようにタイヤＴを装着したタイヤ軸１８が上向きになるまで旋回し、その状態でタイヤＴを上下方向に移動させることで取り外し及び装着を行うことができる。
【００１５】
図３は、図１，２に示すタイヤ検査装置１０を検査対象であるタイヤＴを装着した状態で、タイヤＴの装着位置から９０°、即ちタイヤ軸１８を水平位置まで回動させた位置に配置した状態を裏面側からみた図である。
図示のように、タイヤ軸１８のタイヤ取付板１６側の端部にはタイヤの旋回時横方向力計測用歪ゲージ４０が固定されている。また、タイヤ取付板１６の裏面には、取付部４４を介して回動手段である一対のキャンバー角付与ピストン・シリンダ機構４２が取り付けられており、このキャンバー角付与ピストン・シリンダ機構４２の他端側は旋回角アーム１２の連結アーム１２Ｃの裏面側の厚みの部分に、取付部４３を介して取り付けられている。その状態でそのピストンロッド４５を伸縮すると、タイヤ取付板１６は図中上下のキャンバー軸１４の回りで回動し、試験タイヤＴのキャンバー角を調整することができる。
【００１６】
以上の構成において、タイヤＴをタイヤ試験装置１０のタイヤ軸１８に装着するときは、上記モータ３０を駆動させて、図１，２に示すように旋回角アーム１２，タイヤ取付板１８を水平な位置、つまりタイヤ軸１８を上向きに旋回させる。これにより重量のあるリム組みした大型タイヤＴをクレーンで吊り下げた状態でタイヤ軸１８の上方から下降させて装着し、図示しない固定手段でタイヤＴをタイヤ軸１８に固定する。
タイヤＴをタイヤ軸１８に固定した後、上記モータ３０を駆動して、上記歯車３２，大径の歯車３４を介して旋回角アーム１２、それと一体のタイヤ取付板１６を９０°回転させて、図３に示ようにタイヤＴが垂直、つまりタイヤ軸が水平になる位置にまで転回する。
【００１７】
タイヤ試験が終了したときは、上記モータ３０を逆転駆動して、上記歯車３２，大径の歯車３４を介して旋回角アーム１２、それと一体のタイヤ取付板１６を９０°回転させて、例えば、図２に示すタイヤ軸１８が上向きなる位置に転回する。その状態でタイヤ軸１８の固定を解除して、タイヤＴをクレーンで吊り上げて、タイヤＴの取り外しを行う。
【００１８】
図４は、タイヤ試験装置１０を用いてタイヤの走行試験を行うタイヤ試験装置全体を概略的に示す側面図である。
タイヤ試験装置１０は、図示のように、床面に敷設したレール５８上を走行する車輪５６が取り付けられた走行体５４の支柱５２の上端に取り付けられた機台５０上に一体に取り付けられている。
【００１９】
タイヤ試験装置１０に対応して図中左側には試験タイヤ走行用ドラム６０が配置されている。タイヤ回転ドラム６０は、床面に設置した支持台６２の先端の軸受部６４で支持台６２に回転自在に支持されている。回転ドラム６０は図示しない駆動機構により任意の速度で回転できるように構成されている。
タイヤ試験装置１０は、例えばその試験タイヤＴの径に応じて全体をレール５８に沿って回転ドラム６０に接離する方向に移動させることができる。
【００２０】
位置制御用ピストン・シリンダ機構２４は、基台２２に軸２２ａを介して旋回自在に取り付けられており、アーム固定ベース部材２０を介して、旋回角アーム１２、従ってタイヤＴを上記タイヤ走行用ドラム６０の表面に所定の負荷をかけて押し付けることができる。
２６は位置制御用ピストン・シリンダ機構２４の先端部分に取り付けた荷重測定用歪みゲージであって、タイヤを上記タイヤ走行用ドラム６０の表面に押し付けたときに、タイヤＴが走行ローラ６０から受ける荷重を測定する。
したがって、上記荷重の設定は上記位置制御用ピストン・シリンダ機構２４による上記加重の設定により行う。
タイヤＴのスリップ角の設定は、モータ３０を駆動して旋回角アーム１２を所定角度旋回させる旋回角を設定することによって行う。また、タイヤのキャンバー角の設定は、図３において、上記一対のキャンバー角付ピストン・シリンダ機構４２を作動させて、そのピストン４５でタイヤ取付板１８を上下一対のキャンバー角軸１４の回りで所定角度回転させるその回転角度を設定することで行う。このタイヤＴの旋回走行時におけるタイヤ横方向に掛かる力は、歪ゲージ４０により測定する。
ここで、従来は既に述べたように、タイヤ軸が太くなると歪みが小さくなるためその測定が難しく、特別な細いタイヤ軸を用いる必要があったが、本実施形態では、タイヤＴをタイヤ軸１８で片持ち状に支持するため、その軸端で歪みを測定することができ、タイヤ軸１８が太くても歪みを容易に測定できる利点がある。
【００２１】
以上のように、本タイヤ試験装置は、タイヤ軸をタイヤ取付板１６、即ち試験装置側に固定出来るため、従来の試験装置に比べて、軸太さの制約がタイヤ装着部のみとなり、固定部太さ及び構造等の制約が少なくなる。そのため、旋回時にタイヤ横方向に掛かる力を計測する歪みゲージを設置するタイプの軸構造で、タイヤ軸を変更することなくそのまま耐久評価試験も実施することができる。
また、試験準備時に従来必要であったタイヤを予め専用軸に装着しておく作業が不要であるため、試験するタイヤの準備作業時間は、後述のように大凡３０％削減することができる。実時間は、タイヤサイズで異なるが１〜２時間程度の時間短縮が可能となり、片づけと合わせるとその効果は、倍化することが分かった。
【００２２】
また、従来タイヤの専用軸を交換して行っていた試験を、本試験装置では、軸を交換することなく行えるためその効果が大きく発揮され、実時間で半日以上の短縮が可能であり、試験装置がタイヤ準備作業で停止する時間を大幅に短縮することができる。
【００２３】
さらに、試験準備のためのタイヤ軸及び軸とリム組タイヤを組み付ける装置、動力、場所が不要となり、試験室或いは保管用スペースが大幅に削減出来るため、試験コスト削減効果も大きい。
また、タイヤ試験装置１０へのタイヤの装着も、タイヤ軸１８に対してタイヤ中心位置の１カ所を合わせることで可能であるため、両側２カ所を同時に合わせなければならいない従来方法と比較して、格段に容易であり、試験装置側、リム側共に、損傷する危険が小さくなり、補修費用の削減にもつながる。
【００２４】
次に、本発明に係るタイヤ試験装置と従来のそれとの作業時間差について説明する。
図５〜７は、それぞれ、本タイヤ試験装置を用いた場合と、現状のタイヤ試験装置を用いた場合におけるそれぞれに掛かる時間について、現状のタイヤ試験において掛かる時間を１００として、指数化して対比した表である。
まず、試験準備作業時間については、図５に示すように、試験準備作業総指数では、現状１００に対して、本タイヤ試験装置は、７０であり３０パーセント削減された。内訳は、タイヤとリムの装着については両者に変わりはないが、リム組タイヤと軸装着では現状を２５とすると、本タイヤ試験装置ではこの作業は不要であるから、そのまま２５％削減される。更に、試験装置への装着作業では、現状を１５とすると本タイヤ試験装置は１０であり、５％削減することができた。
【００２５】
次に図６の試験片づけ作業についてみると、試験片付け作業全体について現状を１００とすると、本タイヤ試験装置は７０であるから、これも３０％削減された。内訳をみると、試験装置への脱着作業では、現状は１０であるのに対し、本タイヤ試験装置は５であるから、５％削減された。また、リム組タイヤと軸装着は現状を２５とすると、本タイヤ試験装置ではこの作業は不要であるから、そのまま２５％削減される。タイヤとリムの取り外しはいずれも６５で等しいため、全体としては、上述のとおり３０パーセントの節減可能である。
【００２６】
図７は、ステアリング（旋回時）にタイヤに掛かる力を計測後、耐久性評価を行う試験作業についてまとめた表である。
全体に時間は、現状を１００とすると本タイヤ試験装置は５５であるから、４５％削減された。
内訳は、タイヤとリム装着は、いずれも３２．５で変わらず、リム組とタイヤの軸装着は、現状は１２．５であるが、本タイヤ試験装置では不要であるからそのまま１２．５％削減された。試験装置への装着作業は、現状が５であるのに対し、本タイヤ試験装置は２．５であるから、２．５％削減された。試験に掛かる時間は、いずれも２０で同じである。また、試験にあたっての軸交換作業は現状では３０であるのに対し、本タイヤ試験装置では不要であるからそのまま３０％の時間削減ができた。本タイヤ試験装置自体の耐久性評価については比較を行っていないが実質的に変わらない。
【００２７】
以上のように、本タイヤ試験装置を用いてタイヤの試験を行う場合は、準備作業、片づけ作業のいずれにおいても３０％の時間短縮が得られ、かつ旋回時におけるタイヤにかかる力を計測後に耐久性評価を行う試験作業では全体として４５％の大幅な時間削減ができた。
このように本タイヤ試験装置は、作業時間の短縮に顕著な効果を有する外、既に述べたように場所をとらず、しかもタイヤの脱着も容易であるなどの特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本タイヤ試験装置の斜視図である。
【図２】図１と同様の図であるが、アーム固定ベース部材に隠れた回転機構を明示した図である。
【図３】図２に示すタイヤ検査装置１０を検査対象であるタイヤＴを装着した状態で９０°回転して裏面側からみた図である。
【図４】タイヤ試験装置１０を用いてタイヤの走行試験を行う装置全体を概略的に示す側面図である。
【図５】タイヤ試験準備作業の時間比較表である。
【図６】タイヤ試験片づけ作業時間の比較表である。
【図７】ステアリング時にタイヤに掛かる力を計測後、耐久性評価試験作業を行ったときの作業時間の比較表である。
【符号の説明】
【００２９】
１０・・・タイヤ試験装置、１２・・・旋回角アーム、１４・・・キャンバー角軸、１６・・・タイヤ取付板、１８・・・タイヤ軸、２０・・・アーム固定ベース部材、２２・・・基台、２４・・・位置制御用シリンダ、２６・・・荷重測定用歪ゲージ、３０・・・モータ（旋回角設定及び軸向き変更装置）、３２、３４・・・平歯車、４０・・・旋回時横方向力計測用ゲージ、４２・・・キャンバー角付与ピストン・シリンダ機構、５２・・・支柱、５６・・・車輪、５８・・・レール、６０・・・回転ドラム、６２・・・支持台。
【図１】
2009257915.tif 000003
【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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