JP2002350293A - タイヤのユニフォーミティ試験装置 - Google Patents
タイヤのユニフォーミティ試験装置Info
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Abstract
験を実施可能なタイヤのユニフォーミティ試験装置を提
供することである。 【解決手段】 スピンドルが剛体支持されたスピンドル
ハウジング内で回転自在に支持されており、前記スピン
ドルハウジング表面に当接して設置された圧電素子によ
ってタイヤの受ける負荷変動が計測され、前記圧電素子
は任意の方向に作用する力の直交3成分を同時に測定可
能とすることにより、上記課題を解決した。
Description
ーミティ試験装置に関するものである。
る力のばらつきを測定するユニフォーミティ試験が知ら
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。
行う試験装置としては、たとえば特開平11−1832
98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。
部リムとでタイヤの回転軸方向にタイヤを挟み込むこと
により、タイヤはスピンドルに取り付けられる。
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。
規格「JASO(日本自動車規格会議) C607」に
基づいて実施される。規格「JASO C607」にお
いては、タイヤの回転数は60rpmとされている。
は自動車の速度に換算すると時速7km程度であるの
で、上記規格によるユニフォーミティ試験は運転時のタ
イヤの挙動を必ずしも反映しているとはいえない。そこ
で、より速い回転数でタイヤを回転させて前述の負荷変
動を測定する、いわゆる高速ユニフォーミティ試験が望
まれている。
よるユニフォーミティ試験では検出されにくいタイヤの
円周方向の力の変動、すなわちトラクティブ・フォース
・バリエーション(TFV)による不具合が生じやす
い。従って高速ユニフォーミティ試験においてはTFV
を正確に測定可能であることが望まれている。
ニフォーミティ試験装置は、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との双方を実施
可能であることが望ましい。
報記載の試験装置は、回転ドラム側に取り付けられたひ
ずみゲージによって負荷の変動を計測しているために、
特にTFVの負荷の変動幅が大きくなりがちな高速ユニ
フォーミティ試験時には、回転ドラム自身のひずみによ
る誤差が無視できないレベルまで高くなるため、上記公
報記載の試験装置によって高速ユニフォーミティを正確
に測定することはできなかった。
速ユニフォーミティ試験を行おうとすると、ユニフォー
ミティ試験時にタイヤを挟み込んで固定する上部リム及
び下部リムの重量アンバランスによってTFVに測定誤
差が生じるという問題があった。
ォーミティ試験時と動釣合試験時とでは異なる荷重セン
サを使用するため、装置構成が大掛かりかつ複雑なもの
となっていた。
転するタイヤのユニフォーミティを正確に測定可能なユ
ニフォーミティ試験装置を提供することを目的とする。
めに、本発明のタイヤのユニフォーミティ試験装置は、
スピンドルが剛体支持されたスピンドルハウジング内で
回転自在に支持されており、前記スピンドルハウジング
表面に当接して設置された圧電素子によってタイヤの受
ける負荷変動が計測される。さらに、前記圧電素子は任
意の方向に作用する力を直交3成分力として計測可能な
3成分圧電素子である。
可能であるため、剛体支持されたスピンドルにこの圧電
素子を取り付けてユニフォーミティ試験時にタイヤの受
ける負荷変動を測定することが可能となる。従って、回
転ドラムやひずみゲージのひずみの影響による測定誤差
を除去して、高速ユニフォーミティ試験時であっても正
確にタイヤの受ける負荷変動を測定することが可能とな
る。
ルハウジングに荷重センサを取り付けているので、スピ
ンドルに取り付けられたタイヤを高速で空転させ、その
ときのタイヤの周方向の負荷変動から、上部リム及び下
部リム等のタイヤをスピンドルに固定する部材の重量ア
ンバランスをあらかじめ計測することが可能となる。従
って、この重量アンバランスをもとにTFVを較正する
ことにより、高速ユニフォーミティ試験時においても正
確なユニフォーミティの測定が実現できる。
って、タイヤを回転させてユニフォーミティ試験を行う
構成としてもよい(請求項12)。
と、スピンドルからタイヤにタイヤの周方向の力が加え
られる。このような力は測定における外乱成分であり正
確なユニフォーミティの測定を阻害するものである。従
ってこのような構成とすることにより、上記外乱成分の
発生が防止され、特に高速ユニフォーミティ試験時によ
り正確なユニフォーミティの測定が可能となる。
と動釣合試験の両方を実施可能とするために、回転ドラ
ムとスピンドルの双方がそれぞれ回転駆動可能とし、ユ
ニフォーミティ試験時は前記回転ドラムが回転駆動さ
れ、動釣合試験時は前記スピンドルが回転駆動される構
成としてもよい(請求項13)。
転駆動する構成としてもよい(請求項14)。
を駆動する駆動プーリと、前記伝動ベルトの進行に従動
して回転可能な少なくとも1つの従動プーリとに掛けら
れており、前記駆動プーリ及び/または前記従動プーリ
は、前記伝動ベルトをスピンドルのプーリに着脱自在に
移動可能であり、動釣合試験時は前記伝動ベルトを前記
スピンドルのプーリに当接させるように前記駆動プーリ
及び/または前記従動プーリが移動することにより、前
記スピンドルが回転駆動され、ユニフォーミティ試験時
は前記伝動ベルトを前記スピンドルのプーリから離間さ
せるように前記駆動プーリおよび前記従動プーリが移動
する構成としてもよい(請求項15)。
トとが一種の摩擦クラッチを形成している。ユニフォー
ミティ試験時は伝動ベルトをスピンドルのプーリから離
間させる。従って、ユニフォーミティ試験時は伝動ベル
トがスピンドルに力を印加しないので、この力による外
乱が防止され、より正確なユニフォーミティが測定可能
となる。
る及び/または前記スピンドルからタイヤを取り外すと
きは、前記駆動プーリの回転が停止している状態で前記
前記伝動ベルトが前記スピンドルのプーリに当接されて
いるような構成としてもよい(請求項16)。
る及び/またはスピンドルからタイヤを取り外す時に、
停止している伝動ベルトとスピンドルのプーリとの摩擦
力によってスピンドルが固定されるので、不具合無くス
ピンドルにタイヤを取り付ける及び/またはスピンドル
からタイヤを取り外すことができる。
び動釣合試験装置が、ユニフォーミティ試験後に引き続
き動釣合試験を行うよう構成されており、動釣合試験の
実施前に、前記駆動プーリの回転数を前記伝動ベルトが
前記スピンドルのプーリに当接したときの前記スピンド
ルの回転数がユニフォーミティ試験時の前記スピンドル
の回転数と一致する回転数となるように、あらかじめ前
記駆動プーリが駆動されてる構成としてもよい(請求項
17)。
フォーミティ試験終了直後、タイヤの回転数を維持した
まま引き続き動釣合試験を実施可能となる。従って、1
つのタイヤに対する試験時間を短縮することが可能であ
る。
リに当接させる方法としては、前記伝動ベルトが前記駆
動プーリと前記従動プーリとにオープン掛けされ、動釣
合試験時は前記スピンドルのプーリはオープン掛けされ
た前記伝動ベルトに外接する、といった方法がある(請
求項19)。
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。
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。
0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。
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1
20e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11
2b、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1
12a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。
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17
0の上端部は下部リム10に嵌入されている。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。
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。
2a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12
0b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。
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。
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、ブラケット部120bの嵌合部の位置にお
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。
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1
62がロックシャフト300のロック溝302に係合す
る。
5のプランジャー166の先端部に取り付けられてい
る。このロック用シリンダ165にエアを供給すること
によって、プランジャー166およびロック爪162は
ロックシャフト300に向かって押圧される。なお、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。また、プランジャー166は、ロック用シリンダ1
65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(ロック用シリンダ165にエアが供給された状
態)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(ロック用シ
リンダ165にエアが供給されていない状態)の時には
ロック部材160がロックシャフト300を解放する。
シャフト300をスピンドル120のブラケット部12
0b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。
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30
0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。
20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。
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。
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1
13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1
13の下端に当接する。
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。
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112
aはブラケット部120bに嵌入される。
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。
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1
12a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。
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。
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。
20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。
また、回転ドラム30は図示しないモータによって任意
の回転数で回転可能である。
ラックピニオン機構35によってこの回転ドラム30を
タイヤTに当接させ、さらに回転ドラム30をタイヤT
に数百kgf以上の力で押し付ける。次いで、この状態
で回転ドラム30を回転させ(従って回転ドラム30に
当接しているタイヤTも回転ドラム30に伴って回転す
る)、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。
ヤTから離間させた状態でスピンドル120ごとタイヤ
Tを回転させ、そのときにタイヤT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。
ーミティ試験における上記負荷の変動および動釣合試験
におけ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3軸圧電素子185によって
計測される。
社製水晶式圧電式力センサ9067のような円筒形状の
センサであり、任意の方向に印加された荷重を直交3成
分力として検出し、電気信号に変換する。なお、圧電素
子185の測定範囲はその円筒軸方向(すなわち、ユニ
フォーミティ試験時に回転ドラムがタイヤを押圧する方
向)成分がおよそ0〜20000kgf、他の2成分が
およそ−2000〜2000kgfである。また、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。
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1
85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。
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1
85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。
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50
00kgf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。
時にスピンドル120を回転駆動するためのプーリ14
0が取り付けられている。また、ベース50には図示し
ないラックピニオン機構によってスピンドルに向かって
水平に進退可能なスピンドル駆動モータ130が設置さ
れている。スピンドル駆動モータ130の回転軸には駆
動プーリ144がスピンドル120のプーリ140と同
じ高さに取り付けられている。また、駆動プーリ144
およびスピンドル120のプーリ140と同一平面上に
一対の従動プーリ144が回転可能に設置されている。
なお、従動プーリ144は上記の図示しないラックピニ
オン機構によってスピンドル駆動モータ130と共に進
退する。ここで無端ベルト142が駆動プーリ144お
よび従動プーリ143に掛け渡されており、スピンドル
駆動モータ130により無端ベルト142を所定速度で
進行させることができる。
ベルト142を介して)スピンドル120のプーリ14
0を回転駆動する方法を図6に示す。スピンドル駆動モ
ータ130に駆動プーリ144は所定方向(図6中では
反時計回り)に所定回転数で回転している。
ンドル120のプーリ140を回転駆動しないときは、
スピンドル駆動モータ130、駆動プーリ144、従動
プーリ143および無端ベルト142は、無端ベルト1
42がスピンドル120のプーリ140に当接しないよ
うに退避している(図6中破線部分)。この状態からス
ピンドル駆動モータ130、駆動プーリ144、従動プ
ーリ143および無端ベルト142を上記の図示しない
ラックピニオン機構によりスピンドル120に向かって
移動させ、無端ベルト142がスピンドル120のプー
リ140を付勢するようにする。無端ベルト142はス
ピンドル駆動モータ130、駆動プーリ144および従
動プーリ143によって所定方向(図中矢印方向)に進
行しているので、無端ベルト142と当接するスピンド
ル120のプーリ140は駆動プーリ144の回転方向
と反対方向(図6中では時計回り)に回転する。従っ
て、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。
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12
0a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。
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1
72を通ってタイヤTの内部に送り込まれる。
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。
0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。
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。
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。
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。
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21
0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。
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。
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。
ミティ試験と動釣合試験について説明する。本発明の実
施の形態においては、1つのタイヤについて、JASO
C607規格によるユニフォーミティ試験、高速ユニ
フォーミティ試験、動釣合試験を連続して実施する。
いて下部リム10と上部リム20の間にタイヤTを保持
し、次いでタイヤTの内部に空気をインフレートする。
このときスピンドル駆動モータ130、駆動プーリ14
4、従動プーリ143および無端ベルト142はスピン
ドル120側にあり、無端ベルト142はスピンドル1
20のプーリ140を付勢している。スピンドル駆動モ
ータ130は停止しているので無端ベルト142とスピ
ンドル120のプーリ140との摩擦力によりスピンド
ルが回転するのを防止している。
ニフォーミティ試験を実施する。ここで、ユニフォーミ
ティ試験の実施に先立って、スピンドル駆動モータ13
0、駆動プーリ144、従動プーリ143および無端ベ
ルト142は、無端ベルト142がスピンドル120の
プーリ140に当接しないように退避する。次いで、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を所定の荷重でタイヤT
に押し付ける。なお、回転ドラム30がタイヤTを押圧
する荷重はタイヤの種類によって異なり、例えば乗用車
用タイヤであれば約1トンである。
イヤTを60rpmで回転させる。そして、圧電素子1
85によりタイヤTが受ける負荷変動を検出する。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。
高速ユニフォーミティ試験を行う。高速ユニフォーミテ
ィ試験時のタイヤTの回転数はタイヤの外径によって異
なるが、例えば外径600mmの乗用車用タイヤを試験
する場合は、タイヤTの周速が140km/hとなるよ
うに、回転ドラム30によってタイヤTは1238.5
rpmで回転駆動される。そして、圧電素子185によ
りタイヤTが受ける負荷変動を検出する。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。なお、このとき、無端
ベルト142の進行速度がスピンドル120と共に回転
するプーリ140の周速と同一となるように、スピンド
ル駆動モータ130は駆動プーリ144を駆動してい
る。
る。すなわち、スピンドル駆動モータ130、駆動プー
リ144、従動プーリ143および無端ベルト142を
前記ラックピニオン機構によりスピンドル120に向か
って移動させるとともにラックピニオン機構35により
回転ドラム30をタイヤTから離間させる。このスピン
ドル駆動モータ130、駆動プーリ144、従動プーリ
143および無端ベルト142の移動、及び回転ドラム
30の離間はきわめて短時間のうちに行われるので、タ
イヤTの駆動源は(タイヤTは減速されることなく)ス
ムースにスピンドル駆動モータ130に切り替わる。
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。また、このとき検出された負荷
変動から上部リム及び下部リムのアンバランスを算出
し、このアンバランスからユニフォーミティのTFVを
較正する。
格によるユニフォーミティの計算結果および高速ユニフ
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。同様に、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。
速ユニフォーミティ試験時にタイヤTを周速140km
/h相当の回転数で回転させているが、より高い回転数
でタイヤTを回転させる構成としても構わない。例え
ば、外径600mmのタイヤTを周速340km/h相
当の周速で回転させるように3000rpm程度の回転
数でタイヤTを回転させて高速ユニフォーミティ試験を
行ってもよい。
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。ホイール装着後
のタイヤに対して試験を行う場合は、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、タイヤのホイ
ールを下方より支持すると共に前記トップアダプタを下
方に引き込む引き込みユニットを用いている。すなわ
ち、ホイールつきのタイヤはそのホイール部分を前記ト
ップアダプタと前記引き込みユニットとに挟持される。
ユニフォーミティ試験装置によれば、高速回転するタイ
ヤのユニフォーミティをより正確に測定可能となる。さ
らに、本発明のタイヤのユニフォーミティ試験装置によ
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。
釣合複合試験装置の基本構成を示す側面図である。
図である。
シャフトの、ロック部材周辺の拡大断面図である。
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。
内部構造を示す側面図である。
モータによりスピンドルを回転駆動する方法を模式的に
示したものである。
Claims (30)
- 【請求項1】 回転可能なスピンドルに取り付けられた
タイヤのユニフォーミティ試験を行うよう構成されたタ
イヤのユニフォーミティ試験装置であって、 前記スピンドルは剛体支持されたスピンドルハウジング
内で回転自在に支持されており、 前記スピンドルハウジング表面に当接して設置された圧
電素子によって、タイヤの受ける負荷変動が計測され、 前記圧電素子は、任意の方向に作用する力を直交3成分
力として計測可能な3成分圧電素子であることを特徴と
する、タイヤのユニフォーミティ試験装置。 - 【請求項2】 ユニフォーミティ試験を行う際、前記タ
イヤの回転数は60〜3300rpmであることを特徴
とする、請求項1に記載のタイヤのユニフォーミティ試
験装置。 - 【請求項3】 ユニフォーミティ試験を行う際、前記タ
イヤの回転数は750〜1400rpmであることを特
徴とする、請求項2に記載のタイヤのユニフォーミティ
試験装置。 - 【請求項4】 前記圧電素子は、前記スピンドルハウジ
ングと、剛体支持された圧電素子固定部材との間に挟持
されていることを特徴とする、請求項1から請求項3の
いずれかに記載のタイヤのユニフォーミティ試験装置。 - 【請求項5】 前記圧電素子が前記前記スピンドルハウ
ジング及び前記圧電素子固定部材から圧縮荷重を受ける
ことを特徴とする、請求項4に記載のタイヤのユニフォ
ーミティ試験装置。 - 【請求項6】 前記圧縮荷重の方向が、前記圧電素子が
測定する直交3成分のうちの1成分と同一方向であり、 前記圧縮荷重が、前記圧電素子が測定する前記1成分の
測定可能荷重の30%〜70%であることを特徴とす
る、請求項5に記載のタイヤのユニフォーミティ試験装
置。 - 【請求項7】 前記圧縮荷重が、前記圧電素子が測定す
る前記1成分の測定可能荷重の45%〜55%であるこ
とを特徴とする、請求項6に記載のタイヤのユニフォー
ミティ試験装置。 - 【請求項8】 前記スピンドルハウジングが、そのスラ
スト方向に前記スピンドルが挿通支持される穴部が形成
された多角形柱状に形成され、 前記圧電素子固定部材が平板状に形成され、 前記圧電素子固定部材と前記スピンドルハウジングの一
側面が平行であることを特徴とする、請求項4から請求
項7のいずれかに記載のタイヤのユニフォーミティ試験
装置。 - 【請求項9】 前記多角形柱状が四角形柱状であること
を特徴とする、請求項8に記載のタイヤのユニフォーミ
ティ試験装置。 - 【請求項10】 前記圧電素子固定部材が前記スピンド
ルハウジングの一側面にねじ止めされていることを特徴
とする、請求項4から請求項9のいずれかに記載のタイ
ヤのユニフォーミティ試験装置。 - 【請求項11】 前記圧電素子が筒状に形成され、前記
圧電素子固定部材と前記スピンドルハウジングとを固定
するねじが前記圧電素子の筒内に挿通されることを特徴
とする、請求項10に記載のタイヤのユニフォーミティ
試験装置。 - 【請求項12】 前記タイヤのユニフォーミティ試験装
置の回転ドラムを回転駆動することによって、タイヤを
回転させてユニフォーミティ試験を行うことを特徴とす
る、請求項1から請求項11のいずれかに記載のタイヤ
のユニフォーミティ試験装置。 - 【請求項13】 回転可能なスピンドルに取り付けられ
たタイヤのユニフォーミティ試験及び動釣合試験をを行
うよう構成されたタイヤのユニフォーミティ試験及び動
釣合試験装置であって、 ユニフォーミティ試験時にタイヤを押圧する回転ドラム
と前記スピンドルの双方がそれぞれ回転駆動可能であ
り、 ユニフォーミティ試験時は前記回転ドラムが回転駆動さ
れ、 動釣合試験時は前記スピンドルが回転駆動されることを
特徴とする、タイヤのユニフォーミティ試験及び動釣合
試験装置。 - 【請求項14】 動釣合試験時は前記スピンドルは伝動
ベルトによって回転駆動されることを特徴とする、請求
項13に記載のタイヤのユニフォーミティ及び動釣合試
験装置。 - 【請求項15】 前記伝動ベルトは、前記伝動ベルトを
駆動する駆動プーリと、前記伝動ベルトの進行に従動し
て回転可能な少なくとも1つの従動プーリとに掛けられ
ており、 前記駆動プーリ及び/または前記従動プーリは、前記伝
動ベルトを前記スピンドルのプーリに着脱自在に移動可
能であり、 動釣合試験時は前記伝動ベルトを前記スピンドルのプー
リに当接させるように前記駆動プーリ及び/または前記
従動プーリが移動することにより、前記スピンドルが回
転駆動され、 ユニフォーミティ試験時は前記伝動ベルトを前記スピン
ドルのプーリから離間させるように前記駆動プーリ及び
/または前記従動プーリが移動することを特徴とする、
請求項14に記載のタイヤのユニフォーミティ及び動釣
合試験装置。 - 【請求項16】 前記スピンドルにタイヤを取り付ける
及び/または前記スピンドルからタイヤを取り外すとき
は、前記駆動プーリの回転が停止している状態で前記前
記伝動ベルトが前記スピンドルのプーリに当接されてい
ることを特徴とする、請求項15に記載の、タイヤのユ
ニフォーミティ及び動釣合試験装置。 - 【請求項17】 ユニフォーミティ試験後に引き続き動
釣合試験を行うよう構成されたタイヤのユニフォーミテ
ィ及び動釣合試験装置であって、 動釣合試験の実施前に、前記駆動プーリの回転数を前記
伝動ベルトが前記スピンドルのプーリに当接したときの
前記スピンドルの回転数がユニフォーミティ試験時の前
記スピンドルの回転数と一致する回転数となるように、
あらかじめ前記駆動プーリが駆動されていることを特徴
とする、請求項15または請求項16に記載のタイヤの
ユニフォーミティ及び動釣合試験装置。 - 【請求項18】 前記伝動ベルトは、前記駆動プーリと
前記従動プーリとにオープン掛けされていることを特徴
とする、請求項15から請求項17のいずれかに記載の
タイヤのユニフォーミティ及び動釣合試験装置。 - 【請求項19】 動釣合試験時は前記スピンドルのプー
リは、前記駆動プーリと前記従動プーリとにオープン掛
けされた前記伝動ベルトに外接することを特徴とする、
請求項18に記載のタイヤのユニフォーミティ及び動釣
合試験装置。 - 【請求項20】 ユニフォーミティ試験を行う際、前記
タイヤの回転数は60〜3000rpmであることを特
徴とする、請求項13から請求項19のいずれかに記載
のタイヤのユニフォーミティ及び動釣合試験装置。 - 【請求項21】 ユニフォーミティ試験を行う際、前記
タイヤの回転数は750〜1400rpmであることを
特徴とする、請求項20に記載のタイヤのユニフォーミ
ティ及び動釣合試験装置。 - 【請求項22】 前記スピンドルは剛体支持されたスピ
ンドルハウジング内で回転自在に支持されており、 前記スピンドルハウジング表面に当接して設置された圧
電素子によって、タイヤの受ける負荷変動が計測され、 前記圧電素子が、任意の方向に作用する力を直交3成分
力として計測可能な3成分圧電素子であることを特徴と
する、請求項13から請求項21のいずれかに記載のタ
イヤのユニフォーミティ及び動釣合試験装置。 - 【請求項23】 前記圧電素子は、前記スピンドルハウ
ジングと、剛体支持された圧電素子固定部材との間に挟
持されていることを特徴とする、請求項22に記載のタ
イヤのユニフォーミティ及び動釣合試験装置。 - 【請求項24】 前記圧電素子が前記前記スピンドルハ
ウジング及び前記圧電素子固定部材から圧縮荷重を受け
ることを特徴とする、請求項23に記載のタイヤのユニ
フォーミティ及び動釣合試験装置。 - 【請求項25】 前記圧縮荷重の方向が、前記圧電素子
が測定する直交3成分のうちの1成分と同一方向であ
り、 前記圧縮荷重が、前記圧電素子が測定する前記1成分の
測定可能荷重の30%〜70%であることを特徴とす
る、請求項24に記載のタイヤのユニフォーミティ試験
装置。 - 【請求項26】 前記圧縮荷重が、前記圧電素子が測定
する前記1成分の測定可能荷重の45%〜55%である
ことを特徴とする、請求項25に記載のタイヤのユニフ
ォーミティ試験装置。 - 【請求項27】 前記スピンドルハウジングが、そのス
ラスト方向に前記スピンドルが挿通支持される穴部が形
成された多角形柱状に形成され、 前記圧電素子固定部材が平板状に形成され、 前記圧電素子固定部材と前記スピンドルハウジングの一
側面が平行であることを特徴とする、請求項23から請
求項26のいずれかに記載のタイヤのユニフォーミティ
及び動釣合試験装置。 - 【請求項28】 前記多角形柱状が四角形柱状であるこ
とを特徴とする、請求項27に記載のタイヤのユニフォ
ーミティ及び動釣合試験装置。 - 【請求項29】 前記圧電素子固定部材が前記スピンド
ルハウジングの一側面にねじ止めされていることを特徴
とする、請求項23から請求項28のいずれかに記載の
タイヤのユニフォーミティ及び動釣合試験装置。 - 【請求項30】 前記圧電素子が筒状に形成され、前記
圧電素子固定部材と前記スピンドルハウジングとを固定
するねじが前記圧電素子の筒内に挿通されることを特徴
とする、請求項29に記載のタイヤのユニフォーミティ
及び動釣合試験装置。
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