JP2017138195A - タイヤ試験装置のタイヤ空気充填機構及びタイヤ空気充填方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のタイヤ試験装置2のタイヤ空気充填機構1は、タイヤ軸4U、4Dの先端に取り付けられた一対のリム5U、5D間に装着されるタイヤTに対して、タイヤTの内部に空気を供給する空気供給源6を備えたものであって、空気供給源6からタイヤT内に供給された空気の噴出方向を、径方向に対して傾斜した方向とすることにより、空気供給源6から供給された空気をタイヤT内において旋回させる構成とされている。
【選択図】図1
Description
ここで、体積変化は少ないと考えると、ボイルシャルルの法則(圧力と体積の積を絶対温度で割った値は一定)より、圧力は、200kPa×1K/297K=0.7kPa低下する。また、テスト空気圧に移行した際のタイヤ内の空気温度が、リムやタイヤ温度(外気温度)よりも高ければ高いほど、計測時間中の温度変化量が増加して、圧力の変化量が増加することもわかる。
即ち、本発明のタイヤ試験装置のタイヤ空気充填機構は、タイヤ軸の先端に取り付けられた一対のリム間に装着されるタイヤに対して、当該タイヤの内部に空気を供給する空気供給源を備えたタイヤ試験装置のタイヤ空気充填機構であって、前記空気供給源からタイヤ内に供給された空気の噴出方向を、径方向に対して傾斜した方向とすることにより、前記空気供給源から供給された空気を前記タイヤ内において旋回させる構成とされていることを特徴とする。
好ましくは、前記空気噴出口から径方向に噴出された空気の噴出方向を径方向に対して傾斜した向きに変向させる湾曲した管部材が設けられているとよい。
一方、本発明のタイヤ試験装置のタイヤ空気充填方法は、上述したタイヤ空気充填機構を用いて、前記空気供給源から供給された空気を、径方向に対して傾斜した方向に噴出させることにより、前記タイヤの内部に空気を旋回させつつ供給することを特徴とする。
以降では、まず本発明のタイヤ空気充填機構1が設けられるタイヤ試験装置2を、図面に基づき詳しく説明する。
図1は、第1実施形態のタイヤ空気充填機構1が設けられるタイヤ試験装置2を模式的に示したものである。
図1に模式的に示されるように、タイヤ試験装置2は、床面にやぐら状に設けられたフレーム3と、このフレーム3に取り付けられた上下1組のタイヤ軸4U、4Dと、これらのタイヤ軸4U、4Dに設けられてタイヤTを固定する上下1組のリム5U、5Dと、を備えている。これらのタイヤ軸4U、4Dは上下方向を向くタイヤ軸4U、4D回りに回転自在に配備されている。さらに、リム5U、5Dで固定されたタイヤTの側方には外周面に模擬路面が形成されたドラム(図示略)が備えられている。このドラムは、上下方向を向く軸回りに駆動回転できるようになっており、また水平に移動してタイヤTに模擬路面を接触できる構成となっている。
タイヤ試験装置2のタイヤ軸は、フレーム3の上側に設けられる上タイヤ軸4Uと、この上タイヤ軸4Uと同軸に配備されると共に下方に距離をあけて昇降自在に設けられる下タイヤ軸4Dとを有している。上タイヤ軸4Uの下端には上リム5Uが、また下タイヤ軸4Dの上端には下リム5Dが設けられており、上下タイヤ軸4U、4Dを互いに接近させることで上下リム5U、5D間にタイヤTを挟み込んで固定できるようになっている。
図2に示されるように、空気圧回路9の基本構成は、空気供給源6で発生した圧縮空気を所定の空気圧に調整してタイヤTに供給するものである。空気圧回路9は、タイヤTに至る経路を2系統備えている。その1つはタイヤTを短時間で膨らましてタイヤTのビードをリムに押し付けるビードシート系統9bであり、もう1つがタイヤTを試験する際に用いられるテスト系統9tである。
これらの系統の配管については、ビードシート系統9bを介して流通される圧縮空気は400kPa程度の空気圧(ビード空気圧)に調整され、テスト系統9tを介して流通される圧縮空気はビードシート系統9bより低い200kPa程度の空気圧(テスト空気圧)に調整されている。これらのビードシート系統9bとテスト系統9tとは、空気供給源8からタイヤTに至る途中で分岐し、それぞれの空気圧に調整された後、再び1つの配管合流するようになっている。
テスト系統9tの経路は、上流側から下流側に向かって順番に、空気供給源6、圧力調整弁10、給排弁11、切替弁12、遮断弁13、圧力検知部14を備えている。また、ビードシート系統9bの配管系路は、空気供給源6の下流側でテスト系統の配管から分岐し、ビード圧調整弁15でビード空気圧に調整された後、切替弁12でテスト系統9tと同じ配管に合流するようになっている。
空気供給源6で発生した高圧の圧縮空気は、ビード圧調整弁15によってビード空気圧(例えば400kPa)に減圧し、テスト圧調整弁10によってテスト空気圧(例えば200kPa)に減圧している。
本実施形態の切替弁12は、オン状態のときにビードシート系統9bの配管からタイヤT内にビード空気圧に圧力調整された圧縮空気が供給され、作動していない(オフ状態の)ときにテスト系統9tの配管からテスト空気圧に圧力調整された圧縮空気がタイヤT内に供給できるようになっている。
給排弁11は、テスト圧調整弁10の下流側に設けられた方向制御弁であり、弁の切替によりタイヤTへの給気とタイヤからの排気(大気への放出)とを制御している。
上述したタイヤ試験装置2を用いれば、テスト圧調整弁10でタイヤT内に作用させる空気圧をテスト空気圧に圧力調整することができ、一定のテスト空気圧でタイヤ試験を行うことが可能となる。
つまり、常温の圧縮空気がビード空気圧でタイヤTに流入する際、もともとタイヤT内に存在した空気は圧縮されて断熱圧縮により温度上昇し、タイヤT内の空気が高温になる。その後、ビード空気圧からテスト空気圧に移行するときにタイヤT内の空気の圧力は急激に下がり、断熱膨張によりタイヤT内空気の温度は低下する。しかし、圧縮空気をタイヤTに流入する時の温度上昇量の方がテスト空気圧への移行時の温度低下量より大きいために、タイヤT内の空気の最終温度は一般に常温であるタイヤTやリムの温度よりも高くなる。その結果、タイヤT内の空気圧も微小に変化する。
そこで、本発明のタイヤ空気充填機構1は、タイヤT内へ空気を旋回させるように供給し、タイヤT内面と空気との間の熱伝達率を上げることで、タイヤT内の空気からタイヤTやリムへの熱移動を促進させ、可及的速やかにタイヤT内の空気の温度を常温へ近づけるようにするものである。
図3A及び図3Bに示すように、第1実施形態のタイヤ空気充填機構1は、空気供給源6からタイヤT内に供給された空気を噴出する空気噴出口8がタイヤ軸に形成されている。
この空気噴出口8は、タイヤ軸4Uの軸心回りに複数箇所(図例では4箇所)形成されており、それぞれの空気噴出口8からタイヤT内に圧縮空気を噴出可能とされている。また、第1実施形態のタイヤ空気充填機構1では、それぞれの空気噴出口8は、空気供給流路7の管壁に対して、この管壁の接線方向に沿うように形成されている。つまり、タイヤTの内周面上の一点(空気の吹き付け箇所)から見ると、空気噴出口8からの空気は、タイヤ軸4Uの軸心からではなく、空気供給流路7の流路径の分だけ、タイヤ軸4Uの軸心から少しずれた位置から噴出されてくることになる。そのため、第1実施形態の空気噴出口8から噴出される空気の向きは、空気の噴出方向を径方向に対して傾斜したものとなる。
なお、この図6は、タイヤT内の空気圧をビードシート圧まで高めて、その後に空気を排出してテスト圧(200kPa)としたときに、タイヤT内の圧力及び温度がどのように変化するかを示したものである。その際、温度と圧力変化の関係が分かりやすい様に、テスト圧に移行した直後に上述した遮断弁13を閉じて、圧力調整弁10が動作しないようにした。
「第2実施形態」
次に、第2実施形態のタイヤ空気充填機構1について図を用いて説明する。
具体的には、この管部材18は、上述した空気供給流路7から径外側に向かって伸びる中空の部材(チューブ)であり、内部に空気を流通可能とされている。この管部材18の内周側の端部は、タイヤ軸4Uに連結されており、空気供給流路7から空気を導入できるようになっている。また、管部材18の外周側の端部は、リム5Uより内周側に位置しており、リム5UへのタイヤT着脱において邪魔にならないようになっている。それぞれの管部材18の長手方向の中途側は水平方向に沿って湾曲しており、湾曲の角度はどの管部材18でも同じであり、また湾曲方向もどの管部材18でも同じとなっている。
「第3実施形態」
次に、第3実施形態のタイヤ空気充填機構1について図を用いて説明する。
具体的には、第3実施形態のタイヤ空気充填機構1が設けられるタイヤ軸4Uは、他の実施形態と同様に空気噴出口8を径方向に沿って形成したものであり、空気噴出口8からは径方向に空気が噴出されている。ただ、第3実施形態のタイヤ空気充填機構1では、上述した変向板19が空気噴出口8の径外側に設けられていて、径方向に沿って噴出された空気の流れを途中で変向するため、空気の噴出方向を径方向に対して傾斜した向きに変向させることができる。
そのため、第3実施形態のタイヤ空気充填機構1でも、タイヤT内で空気を旋回させて、タイヤT内面と空気との間に相対速度が生じさせることができ、空気が静止している場合に比べて空気の熱伝達率を高めることができる。
2 タイヤ試験装置
3 フレーム
4U 上側のタイヤ軸
4D 下側のタイヤ軸
5U 上側のリム
5D 下側のリム
T タイヤ
6 空気供給源
7 空気供給流路
8 空気噴出口
9 空気圧回路
9b ビードシート系統
9t テスト系統
10 圧力調整弁(テスト圧調整弁)
11 給排弁
12 切替弁
13 遮断弁
14 圧力検知部
15 ビード圧調整弁
16 エアフィルタ
17 圧力計
18 管部材
19 変向板
Claims (5)
- タイヤ軸の先端に取り付けられた一対のリム間に装着されるタイヤに対して、当該タイヤの内部に空気を供給する空気供給源を備えたタイヤ試験装置のタイヤ空気充填機構であって、
前記空気供給源からタイヤ内に供給された空気の噴出方向を、径方向に対して傾斜した方向とすることにより、
前記空気供給源から供給された空気を前記タイヤ内において旋回させる構成とされていることを特徴とするタイヤ試験装置のタイヤ空気充填機構。 - 前記空気供給源からタイヤ内に供給された空気を噴出する空気噴出口が前記タイヤ軸に形成されており、
前記空気噴出口が、径方向に対して傾斜する向きに形成され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のタイヤ空気充填機構。 - 前記空気噴出口から径方向に噴出された空気の噴出方向を径方向に対して傾斜した向きに変向させる湾曲した管部材が設けら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のタイヤ空気充填機構。
- 前記空気噴出口から径方向に噴出された空気の噴出方向を径方向に対して傾斜した向きに変向させる変向板が設けられていることを特徴とする請求項2または3に記載のタイヤ試験装置のタイヤ空気充填機構。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のタイヤ空気充填機構を用いて、前記空気供給源から供給された空気を、径方向に対して傾斜した方向に噴出させることにより、前記タイヤの内部に空気を旋回させつつ供給することを特徴とするタイヤ試験装置のタイヤ空気充填方法。
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