JP2017181090A - タイヤ保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リム幅の変更のスピードアップを図れるタイヤ保持装置を提供する。【解決手段】寝かせてインフレートするタイヤＴを上リム１３と下リム１８との間で挟んで保持するタイヤ保持装置３０は、雄部材１５と雌部材１６と切替部とを含む。雄部材１５の外周面１５Ｅには、複数の雄側係合部２２が上下方向に並んで設けられる。雌部材１６は、下リム１８と、雌側係合部２５が設けられて外周面１５Ｅを同軸状で取り囲む内周面１７Ｃと、中心軸線Ｊまわりの周方向Ｓにおいて隣り合う雌側係合部２５の間に隙間を形成する切り欠きとを有する。切替部は、周方向Ｓにおける雌部材１６に対する雄部材１５の相対位置を、雄側係合部２２と雌側係合部２５とが上下方向において係合する係合位置と、雄側係合部２２と切り欠きとが上下方向において整合して雄側係合部２２と雌側係合部２５との係合が解除される解除位置とに切り替える。【選択図】図２

Description

この発明は、動釣合い試験のためにタイヤを保持するタイヤ保持装置に関する。

特許文献１に開示されたタイヤ保持装置は、鉛直方向に配置された回転軸と、回転軸に取り付けられた下ユニットと、下ユニットの鉛直上方に配置された上ユニットとを備える。タイヤは、寝かされて下ユニットの下リムと上ユニットの上リムとの間で挟まれることによって保持される。下リムが回転軸に対して上下に変位することによって、下リムと上リムとの上下の間隔（リム幅）を調整できる。

特許第３９７４５９８号公報

特許文献１に開示されたタイヤ保持装置では、ねじ機構を用いて下ユニットを上下させるので、リム幅の変更に時間がかかる。そのため、リム幅の変更のスピードアップが望まれる。また、サイズ違いのタイヤを保持するためにリムのサイズ交換が必要な場合には、スピーディかつ容易にリムをサイズ交換できることが望まれる。

この発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、リム幅の変更のスピードアップを図れるタイヤ保持装置を提供することを目的とする。また、スピーディかつ容易にリムをサイズ交換できるタイヤ保持装置を提供することを別の目的とする。

本発明は、上リム（１３）と前記上リムに下側から対向する下リム（１８）とを有し、寝かせてインフレートするタイヤ（Ｔ）を前記上リムと前記下リムとの間で挟んで保持するタイヤ保持装置（３０）であって、上下方向に延びる中心軸線（Ｊ）を有する外周面（１５Ｅ）と、前記外周面において上下方向に並んで設けられた複数の雄側係合部（２２）とを有する雄部材（１５）と、前記下リムと、前記外周面を同軸状に取り囲む内周面（１７Ｃ）と、前記内周面において前記中心軸線まわりの周方向（Ｓ）に並んで設けられた複数の雌側係合部（２５）と、前記周方向において隣り合う前記雌側係合部の間に隙間を形成する切り欠き（１６Ａ）とを有する雌部材（１６）と、前記周方向における前記雌部材に対する前記雄部材の相対位置を、前記雄側係合部と前記雌側係合部とが上下方向において係合する係合位置と、前記雄側係合部と前記切り欠きとが上下方向において整合して前記雄側係合部と前記雌側係合部との係合が解除される解除位置とに切り替える切替部（９）とを含む、タイヤ保持装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。

この構成によれば、雄部材が係合位置にある場合には、下リムの高さ位置が固定され、上リムと下リムとの間隔であるリム幅が一定となるので、タイヤは、安定した姿勢で保持される。一方、雄部材を解除位置にすれば、雌部材を目的の高さ位置まで一気に上下させてリム幅を変更できる。そのため、リム幅の変更のスピードアップを図れる。

また、本発明は、前記雌部材は、そのサイズ交換のために、前記解除位置にある前記雄部材から上側へ離脱可能であることを特徴とする。

この構成によれば、雄部材を解除位置にするだけで、雌部材を雄部材から上側へ離脱させて、下リムのサイズの異なる別の雌部材と交換できる。これにより、スピーディかつ容易にリムをサイズ交換できる。

また、本発明は、前記雌部材は、前記雄部材に対して外嵌されて前記下リムが外嵌される円筒部（１７）を有し、前記下リムおよび前記円筒部の互いの接触面（１８Ａ、１７Ｂ）は、下側へ向かうにつれて拡径するテーパー状に形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、タイヤをインフレートさせたときに下リムに加わる下向きの推力が、下リムおよび円筒部の互いの接触面において雄部材の中心軸線側に作用するので、この推力を利用することによって、雌部材を雄部材と同心になるように求心させることができる。

また、本発明は、前記中心軸線（Ｊ）から放射状に延びて前記周方向に等間隔で並び、円形状の外周面（２１Ａ）を有し、前記雄部材によって支持されて前記雄部材の径方向（Ｒ）に沿って移動可能な複数のチャック爪（２１）と、前記上リムが固定され、前記チャック爪と同数の丸穴（１２Ａ）が前記周方向に等間隔で並んで形成され、前記複数のチャック爪が前記丸穴に１つずつ進入することによって前記雄部材に対して前記周方向および上下方向において位置決めされる位置決め部（１２）とを含むことを特徴とする。

この構成によれば、雄部材側で放射状に等間隔で並ぶ複数のチャック爪が上リム側の位置決め部の丸穴に１つずつ進入した状態では、タイヤをインフレートさせたときに上リムに加わる上向きの推力が、各丸穴の内周面をチャック爪の円形状の外周面に下側から押し付け、丸穴およびチャック爪の互いの接触面において雄部材の中心軸線側に作用する。この推力を利用することによって、位置決め部を雄部材と同心になるように求心させることができる。

図１は、この発明の一実施形態に係るタイヤ保持装置を備えた動釣合い試験機の概要図である。 図２は、タイヤ保持装置の縦断面図である。 図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。 図４は、動釣合い試験を開始できる状態におけるタイヤ保持装置の縦断面図である。 図５は、図４において雄部材を側面図にした図である。 図６は、図３において雄部材が３０度回転した状態を示す図である。 図７は、リム幅が狭まった状態におけるタイヤ保持装置の縦断面図である。

以下では、この発明の実施形態について詳細に説明する。図１に示す動釣合い試験機１は、床面Ｘに固定されたベース２と、ベース２から上側へ延びた第１縦フレーム３および第２縦フレーム４と、第１縦フレーム３から第２縦フレーム４側へ水平に延びたアーム５と、アーム５に支持された上ユニット６と、上下方向に延びてバネ７を介して第１縦フレーム３によって弾性支持された回転軸８と、切替部の一例として回転軸８に取り付けられた下ユニット９と、第２縦フレーム４によって支持されたリフタ１０と、動釣合い試験機１の動作を制御する制御部（図示せず）とを含む。

アーム５は、リニアガイド１１を介して第１縦フレーム３によって支持されていて、ボールねじ機構（図示せず）を介してモータ（図示せず）の駆動力を受けることによって上下方向にスライドする。リフタ１０も、アーム５と同様に、上下方向にスライドする。なお、ボールねじ機構およびモータの代わりにエアシリンダを用いてもよい。

上ユニット６は、円筒状の位置決め部１２と、位置決め部１２の上端に固定された環状の上リム１３とを有する。位置決め部１２には、位置決め部１２を径方向に貫通した複数（ここでは６つ）の丸穴１２Ａが、位置決め部１２の周方向において等間隔で並んで形成されている。上リム１３の下面には、複数の環状のリム面１３Ａが階段状に上下に並んで形成されている。アーム５の先端部から下側に延びた一対の爪部１４の下端部１４Ａが、上ユニット６の上面の中心の穴６Ａに上側から挿通されて穴６Ａの縁に引っ掛かることによって、上ユニット６がアーム５から吊り下がっている。

下ユニット９は、上下方向に延びる中心軸線Ｊを有する円筒状に形成されて回転軸８の上端部に固定された雄部材１５と、雄部材１５に対して外嵌された雌部材１６とを有する。図２を参照して、雄部材１５には、複数（ここでは６つ）の丸い挿通穴１５Ｃが形成され、円筒状または円柱状のチャック爪２１が各挿通穴１５Ｃに１つずつ挿通されている。

チャック爪２１は、位置決め部１２の丸穴１２Ａと同数存在し、中心軸線Ｊから放射状に延びて、中心軸線Ｊまわりの周方向Ｓに等間隔で並んでいる。各チャック爪２１は、雄部材１５の内部空間１５Ｂ内のピストン１９の上下の移動に連動して雄部材１５の径方向Ｒに沿って移動可能である。動釣合い試験機１が待機状態にある場合には、雄部材１５内のエア供給路１５Ｄから内部空間１５Ｂに供給されたエアによってピストン１９が押し下げられ、各チャック爪２１は、雄部材１５において各挿通穴１５Ｃを取り囲んだ環状溝１５Ａよりも径方向内側Ｒ１へ退避した状態にある。

雄部材１５の外周面１５Ｅの下側部分には、上下方向に等間隔で並ぶ複数の雄側係合部２２が設けられている。各雄側係合部２２は、外周面１５Ｅから径方向外側Ｒ２に張り出して周方向Ｓに例えば約３０度延びるフランジ状に等間隔で形成されている。雄側係合部２２は、高さ方向にも等間隔に複数設けられている。外周面１５Ｅにおいて周方向Ｓで各雄側係合部２２から外れた位置には、径方向外側Ｒ２へ突出した突出部２３が設けられている（図３参照）。

雌部材１６は、雄部材１５の下側部分に対して外嵌された円筒部１７と、円筒部１７の上端の小径部１７Ａに対して外嵌された環状の下リム１８とを有する。円筒部１７と下リム１８とは、テーパー軸で結合されている。下リム１８は、略Ｓ字状の断面を有する環状の弾性部材２４に装着されている。

図３を参照して、円筒部１７において雄部材１５の外周面１５Ｅを同軸状に取り囲んだ内周面１７Ｃには、複数の雌側係合部２５が設けられている。各雌側係合部２５は、内周面１７Ｃまで径方向内側Ｒ１に張り出して周方向Ｓに例えば約３０度とびに等間隔で並んだフランジ状に形成されている。隣り合う雌側係合部２５の間には、切り欠き１６Ａが周方向Ｓに等間隔で複数設けられている。雌側係合部２５は、上下の列をなして設けられてもよい。

通常状態の動釣合い試験機１では、試験するタイヤＴに合せて各雌側係合部２５がいずれかの雄側係合部２２と周方向Ｓで同じ位置にあって上下方向において互いに係合することによって、雄部材１５と雌部材１６とが上下方向において位置決めされて、下リム１８の高さ位置が固定されている。また、円筒部１７から径方向内側Ｒ１へ延びた位置決めピン２６の先端部が、少なくともいずれかの切り欠き１６Ａに嵌まり込んだ雄部材１５の突出部２３の凹部２３Ａに挿入されることによって、雄部材１５と雌部材１６とが周方向Ｓにおいて位置決めされている。

タイヤＴの動釣合い試験をする場合、図２に示すように、タイヤＴを水平方向に寝かして下リム１８に対して上からセットし、上ユニット６を待機位置（図１参照）から定位置まで下降させる。上リム１３および下リム１８の周方向Ｓの位相は、常に一定になるように定められている。上ユニット６が定位置まで下降すると、上ユニット６の位置決め部１２が下ユニット９の雄部材１５の環状溝１５Ａに上側から挿入される。このとき、タイヤＴの上側のビード部分ＴＢが上リム１３におけるいずれかのリム面１３Ａに嵌まり、タイヤＴの下側のビード部分ＴＢが下リム１８におけるいずれかのリム面１８Ｂに嵌まることによって、タイヤＴが上リム１３と下リム１８との間で挟まれて保持される。このとき、上リム１３と下リム１８との上下の間隔（リム幅）が一定になっているので、タイヤＴは、安定した姿勢で保持される。

上ユニット６の下降後には、雄部材１５のエア供給路１５Ｄから内部空間１５Ｂへのエアの供給が停止され、図４に示すように、ピストン１９は、バネ２０の付勢力によって上昇する。これにより、各チャック爪２１が径方向外側Ｒ２へ移動して位置決め部１２の丸穴１２Ａに１つずつ進入するので、位置決め部１２が雄部材１５に対して周方向Ｓおよび上下方向において位置決めされ、上ユニット６と下ユニット９とが一体化される。

次に、雄部材１５内の別のエア供給路１５Ｆからのエアが、破線矢印で示すように雄部材１５の環状溝１５Ａを通ってタイヤＴ内に供給されることにより、タイヤＴがインフレートされる。インフレートによって下リム１８に加わる下向きの推力が、弾性部材２４を縮ませながら下リム１８および円筒部１７の互いの接触面１８Ａ，１７Ｂにおいて円筒部１７を中心軸線Ｊ側へ絞るように作用するので、雌部材１６が雄部材１５と同心になるよう下ユニット９全体を求心させることができる。また、インフレートによって上リム１３に加わる上向きの推力が、雄部材１５側で放射状に等間隔で並ぶチャック爪２１を１つずつ受け入れた位置決め部１２の丸穴１２Ａの内周面１２Ｂを、チャック爪２１の円形状の外周面２１Ａ（図５も参照）に下側から押し付け、各丸穴１２Ａおよび各チャック爪２１の互いの接触面において中心軸線Ｊ側に作用する。これにより、位置決め部１２が雄部材１５と同心になるように上ユニット６全体を求心させることができる。

インフレート後には、アーム５の一対の爪部１４の間隔が狭まって下端部１４Ａが上ユニット６の穴６Ａの縁から外れることによって、上ユニット６がアーム５から分離される。この状態で、回転軸８が、例えばベース２に設けられた切替部であるモータ２７（図１参照）の駆動力をベルト２８（図１参照）で受けることによって回転し、タイヤＴと上ユニット６と下ユニット９とが回転軸８と一体回転する。この際に生じた振動は、バネ７に設けられたピックアップ２９（図１参照）によって検出される。動釣合い試験機１では、検出された振動の値に基づいて、タイヤＴの動的不釣合いが算出される。その後、回転軸８の回転が停止して、間隔が広がった一対の爪部１４によって上ユニット６が引っ掛けられて待機位置まで上昇し、タイヤＴが取り外される。

タイヤ保持装置３０においてリム幅を変更したい場合には、上下ユニット６、９が原位置にある状態で、リフタ１０（図１参照）が、雌部材１６から径方向外側Ｒ２に突出した突出部１６Ｂに下側から接触することによって、雌部材１６を下側から支える。次に、リフタ１０に設けられたアクチュエータ３１（図３参照）が作動することによって、雌部材１６側の位置決めピン２６が雄部材１５側の突出部２３の凹部２３Ａから径方向外側Ｒ２へ外れる。これにより、雄部材１５と雌部材１６との周方向Ｓにおける位置決めが解除される。このときの周方向Ｓにおける雌部材１６に対する雄部材１５の相対位置は、引き続き雌側係合部２５と雄側係合部２２とが上下方向において係合した係合位置（図３参照）にある。

次に、モータ２７が駆動されることにより、雄部材１５が、例えば３０度だけ雌部材１６に対して相対回転して、係合位置から図６に示す解除位置に切り替わり、雄側係合部２２と切り欠き１６Ａとが上下方向において整合する。雄部材１５の突出部２３が雌部材１６の切り欠き１６Ａ内にあることにより、雄部材１５が３０度を超えて回転することが規制される。雄部材１５が解除位置に切り替わることにより、雄側係合部２２と雌側係合部２５との係合が解除されるので、雌側係合部２５は、雄側係合部２２に対して上下方向に相対移動できる。

この状態において、雌部材１６を下側から支えるリフタ１０（図１参照）が昇降することによって、雌部材１６の高さ位置が変更される。つまり、雄部材１５を解除位置にして
雄側係合部２２と雌側係合部２５との係合を解除すれば、雌部材１６を目的の高さ位置まで一気に上下させてリム幅を容易かつ素早く変更できる。そして、雌部材１６が変更後の高さ位置にある状態で、モータ２７が駆動されて雄部材１５が逆回転し、雌部材１６に対する雄部材１５の相対位置が解除位置から係合位置に切り替わる。これにより、雌部材１６が変更後の高さ位置で固定される。その後、位置決めピン２６が突出部２３の凹部２３Ａに嵌まって雄部材１５と雌部材１６とが周方向Ｓにおいて位置決めされた後に、リフタ１０が雌部材１６から下側へ退避すると、動釣合い試験機１では次の試験が可能になる。

別サイズのタイヤＴを試験するために、上リム１３および下リム１８をサイズ交換したい場合がある。その場合、まず、図７に示すように、上ユニット６の位置決め部１２が下ユニット９の雄部材１５の環状溝１５Ａに上側から挿入された状態において、チャック爪２１を位置決め部１２の丸穴１２Ａから退避させておく。その後、アーム５の爪部１４を上ユニット６から上側へ退避させる。そして、モータ２７が駆動されて雄部材１５を解除位置にしてから、リフタ１０によって上ユニット６および雌部材１６を持ち上げて雄部材１５から上側へ離脱させる。そして、別サイズの上ユニット６および雌部材１６を上側から雄部材１５に取り付け、リフタ１０を昇降させて雌部材１６の高さ位置を調整した後に雄部材１５を係合位置にすれば、上リム１３および下リム１８のサイズ交換が完了する。このように、雄部材１５を解除位置にするだけで、雌部材１６を雄部材１５から上側へ離脱させて、下リム１８のサイズの異なる別の雌部材１６へとスピーディかつ容易に交換できる。

この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項に記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、雄部材１５でなく雌部材１６を回転させることによって、周方向Ｓにおける雌部材１６に対する雄部材１５の相対位置を係合位置と解除位置とに切り替えてもよい。また、動釣合い試験のためにタイヤＴを回転させるモータ２７の駆動力を流用して雄部材１５の相対位置を係合位置と解除位置とに切り替える場合には、部品点数の削減を図れるが、モータ２７とは別の切替部を設けて雄部材１５の相対位置を切り替えても構わない。

９ 下ユニット
１２ 位置決め部
１２Ａ 丸穴
１３ 上リム
１５ 雄部材
１５Ｅ 外周面
１６ 雌部材
１６Ａ 切り欠き
１７ 円筒部
１７Ｂ 外周面
１７Ｃ 内周面
１８ 下リム
１８Ａ 内周面
２１ チャック爪
２１Ａ 外周面
２２ 雄側係合部
２５ 雌側係合部
２７ モータ
３０ タイヤ保持装置
Ｊ 中心軸線
Ｒ 径方向
Ｓ 周方向
Ｔ タイヤ

Claims (4)

1. 上リムと前記上リムに下側から対向する下リムとを有し、寝かせてインフレートするタイヤを前記上リムと前記下リムとの間で挟んで保持するタイヤ保持装置であって、
   上下方向に延びる中心軸線を有する外周面と、前記外周面において上下方向に並んで設けられた複数の雄側係合部とを有する雄部材と、
   前記下リムと、前記外周面を同軸状に取り囲む内周面と、前記内周面において前記中心軸線まわりの周方向に並んで設けられた複数の雌側係合部と、前記周方向において隣り合う前記雌側係合部の間に隙間を形成する切り欠きとを有する雌部材と、
   前記周方向における前記雌部材に対する前記雄部材の相対位置を、前記雄側係合部と前記雌側係合部とが上下方向において係合する係合位置と、前記雄側係合部と前記切り欠きとが上下方向において整合して前記雄側係合部と前記雌側係合部との係合が解除される解除位置とに切り替える切替部とを含む、タイヤ保持装置。
2. 前記雌部材は、そのサイズ交換のために、前記解除位置にある前記雄部材から上側へ離脱可能である、請求項１に記載のタイヤ保持装置。
3. 前記雌部材は、前記雄部材に対して外嵌されて前記下リムが外嵌される円筒部を有し、
   前記下リムおよび前記円筒部の互いの接触面は、下側へ向かうにつれて拡径するテーパー状に形成されている、請求項１または２に記載のタイヤ保持装置。
4. 前記中心軸線から放射状に延びて前記周方向に等間隔で並び、円形状の外周面を有し、前記雄部材によって支持されて前記雄部材の径方向に沿って移動可能な複数のチャック爪と、
   前記上リムが固定され、前記チャック爪と同数の丸穴が前記周方向に等間隔で並んで形成され、前記複数のチャック爪が前記丸穴に１つずつ進入することによって前記雄部材に対して前記周方向および上下方向において位置決めされる位置決め部とを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のタイヤ保持装置。

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