JP2018091789A - タイヤの動バランス及びユニフォーミティの測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転ドラムの押圧荷重に対する支持能力を高めて、ユニフォーミティの測定精度、及び耐久性を向上させる。【解決手段】 スピンドル吊下げ具４０とスピンドル上端脱着手段８とを具える。スピンドル上端脱着手段８は、昇降台３１に上下動可能に支持されるスリーブ３２と、その内孔内に回転可能に保持されかつ下端部にスピンドル２上端の接続凹部３８と嵌合可能な突起部３７を設けた保持軸３０とを具える。スピンドル吊下げ具４０は、昇降台３１に支持されかつ軸心ｊに向かって近離移動可能な一対の把持片４１を有し、この把持片４１間でフランジ部３Ｃを係止する。【選択図】図４

Description

本発明は、１つの装置でタイヤの動バランスとユニフォーミティとを測定しうる測定装置に関する。

１つの装置で、タイヤの動バランスとユニフォーミティとを測定しうる測定装置として、例えば下記の特許文献１のものが知られている。

この測定装置は、上リムが取り付くロックシャフトと、下リムが取り付くスピンドルとを具え、前記ロックシャフトが、前記スピンドルの中心孔内でロック部材を介して連結される。これにより、上リムと下リムとの間でタイヤが固定される。

またタイヤ着脱時には、インサーターユニットにより、ロックシャフトのスピンドルの中心孔への挿入（あるいは中心孔からの引き抜き）が行われる。

前記インサーターユニットは、昇降ハウジングに回転可能に支持される中間シャフトを具え、その下端には、前記ロックシャフト上端に設ける固定リングに内側から係合するチャック爪が設けられている。また前記中間シャフトには、円錐状先端部を有するチャック駆動部材が上下に移動可能に保持されており、その下降により、円錐状先端部は前記チャック爪のテーパ面に当接する。これにより、各チャック爪が半径方向外側に移動して、固定リングと係合しうる。この係合状態において、前記昇降ハウジングを上昇させることにより、ロックシャフトをスピンドルの中心孔から引き抜きでき、タイヤを交換しうる。また交換後、ハウジングを下降させ、ロックシャフトをスピンドルの中心孔に挿入することで、タイヤの固定が行われる。

またユニフォーミティ測定時には、前記係合状態（円錐状先端部が下降し、各チャック爪が半径方向外側に移動して固定リングと係合した状態）とすることで、ロックシャフトの上端側を支持できる。これにより、タイヤに回転ドラムを押し当てた際の押圧荷重を支承させることができる。また動バランス測定時には、円錐状先端部を上昇させて、チャック爪による係合を解除する。

しかし上記の構造では、半径方向内外に移動可能なチャック爪を介してロックシャフトの上端側が支持されるため、その支持部における剛性を十分確保することが難しい。そのため、回転ドラムによる押圧荷重を十分に支持できず、ユニフォーミティの測定精度の低下を招いたり、また耐久性の低下を招くという問題がある。

特開平１１−１８３２９８号公報

本発明は、回転ドラムの押圧荷重に対する支持能力を高めて、ユニフォーミティの測定精度、及び耐久性を向上させうるタイヤの動バランス及びユニフォーミティの測定装置を提供することを課題としている。

本発明は、上側のリムを支持する第１スピンドル部と、この第１スピンドル部を同心かつ一体回転可能に挿入して保持する挿入孔を有しかつ下側のリムを支持する第２スピンドル部とに分割可能なスピンドルを具えるタイヤの動バランス及びユニフォーミティの測定装置であって、
前記第１スピンドル部を吊り下げて前記挿入孔内に挿入可能なスピンドル吊下げ具と、
ユニフォーミティ測定時、前記スピンドルの上端部と接続でき、かつ動バランス測定時、前記接続を解除しうるスピンドル上端脱着手段とを具えるとともに、
前記スピンドルの上端部は、周方向に張り出すフランジ部と、下方に向かって同心にのびる先細コーン状の接続凹部とを有し、
前記スピンドル上端脱着手段は、上下動可能な昇降台と、この昇降台に上下動可能に支持されるスリーブと、該スリーブの内孔内に回転可能に保持されかつ下端部に前記接続凹部と嵌合可能な先細コーン状の突起部を設けた保持軸とを具え、
前記スピンドル吊下げ具は、前記昇降台に支持されるとともに前記スピンドルの軸心に向かって半径方向に近離移動可能な一対の把持片を有し、この把持片同士の接近により把持片間で前記フランジ部を係止することを特徴としている。

本発明に係るタイヤの動バランス及びユニフォーミティの測定装置では、各前記把持片は、前記軸心に向かってＶ字状に開く係止溝を具え、この係止溝間で、第１スピンドル部のうちのフランジ部より下方部分の外周を挟むことが好ましい。

本発明に係るタイヤの動バランス及びユニフォーミティの測定装置では、前記スピンドル吊下げ具は、前記昇降台に取り付きかつ前記把持片を前記軸心に向かって移動させるシリンダを具えることが好ましい。

本発明に係るタイヤの動バランス及びユニフォーミティの測定装置では、前記突起部の外周面は、前記軸心に対する傾斜の角度θが１５〜４５度であることが好ましい。

本発明の測定装置は、スピンドル吊下げ具と、スピンドル上端脱着手段とを別々に構成している。

スピンドル吊下げ具は、昇降台に支持される一対の把持片を有し、この一対の把持片は、スピンドルの軸心に向かって近離移動可能である。従って、把持片同士の接近により、把持片間でスピンドル上端のフランジ部を係止でき、またこの係止状態にて、昇降台を上昇させることにより、第１スピンドル部を吊り下げうる。

またスピンドル上端脱着手段は、前記昇降台に上下動可能に支持されたスリーブの内孔内に、保持軸が回転可能に保持されている。即ち、保持軸は、昇降台に対して上下動可能かつ回転可能である。そのため、保持軸の下降により、前記スピンドル吊下げ具に干渉することなく、保持軸下端の突起部とスピンドル上端の接続凹部とを直接嵌合させることでき、両者を強固に接続しうる。その結果、回転ドラムの押圧荷重に対する支持能力を高めて、ユニフォーミティの測定精度、及び耐久性を向上させることができる。

本発明のタイヤの動バランス及びユニフォーミティの測定装置の一施形態を示す側面図である。 第１スピンドル部と第２スピンドル部との連結状態を示す断面図である。 第１スピンドル部と第２スピンドル部との連結前の状態を示す断面図である。 （Ａ）は、スピンドル上端脱着手段をスピンドル吊下げ具ともに示す断面図、（Ｂ）はスピンドル吊下げ具を下方から見た底面図である。 測定装置によるユニフォーミティの測定状態を概念的に示す断面図である。 測定装置による動バランスの測定状態を概念的に示す断面図である。 測定方法の、フローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態のタイヤの動バランス及びユニフォーミティの測定装置１（以下に、「測定装置１」という。）は、タイヤＴを装着するスピンドル２と、スピンドル上端脱着手段８と、スピンドル吊下げ具４０とを具える。本例の前記測定装置１は、さらに前記スピンドル２の第２スピンドル部４を回転可能に支持するスピンドルハウジング５と、ユニフォーミティ測定用の第１駆動手段６と、動バランス測定用の第２駆動手段７とを含んで構成される。

前記スピンドル２は、上側リム９Ｕを支持する第１スピンドル部３と、下側のリム９Ｌを支持する第２スピンドル部４とに分割可能であり、前記リム９Ｕ、９Ｌ間にタイヤＴが装着される。

図３に示すように、第１スピンドル部３は、中心軸部３Ａと、その上端に配される大径の頭部３Ｂとを含み、前記頭部３Ｂに、上側のリム９Ｕが一体に固定される。本例では、前記中心軸部３Ａの外周には、断面略半円弧状の複数本の周溝１０が等間隔で形成される。

第２スピンドル部４は、前記第１スピンドル部３が挿入される挿入孔１１を有する。第２スピンドル部４と第１スピンドル部３とは、前記挿入孔１１内で連結手段１２を介して同心かつ一体回転可能に連結される。

本例の第２スピンドル部４は、上下のスピンドル部分４Ｕ、４Ｌに区分されるとともに、上のスピンドル部分４Ｕに、前記下側のリム９Ｌが一体に固定される。また上のスピンドル部分４Ｕに、前記連結手段１２が設けられる。

本例では連結手段１２として、ボールロック機構が採用される。具体的には、本例の上のスピンドル部分４Ｕは、前記挿入孔１１を有する円筒状をなし、その周壁Ｗ内には、スピンドル２と同心な円環状をなす気密なシリンダ孔１３が形成される。前記周壁Ｗは、シリンダ孔１３によって区分される半径方向内外の周壁部分Ｗｉ、Ｗｏを有する。そして内の周壁部分Ｗｉには、複数の剛性ボール１４が、周壁部分Ｗｉの内周面及び外周面から出没可能に保持される。本例では、周方向に分散配置された剛性ボール１４の周方向列が、軸心ｊ方向に複数本（本例では３本）形成される。

前記シリンダ孔１３内には、軸心ｊ方向にスライド移動可能な円筒状のピストン１５が収納される。このピストン１５は、シリンダ孔１３への圧縮空気の給排によりスライド移動しうる。またピストン１５の内周面には、剛性ボール１４の突出部分を収容する断面略半円弧状の周溝１６が複数形成される。前記周溝１０、１６と剛性ボール１４とは半径同一である。

従って、本例では図３に示すように、ピストン１５の軸心ｊ方向一方側（本例では下側）のスライド位置において、剛性ボール１４が周溝１６内に落ち込み可能となる。これにより、挿入孔１１内に第１スピンドル部３が挿入可能となる。また図２に示すように、挿入後、ピストン１５が軸心ｊ方向他方側（本例では上側）のスライド位置に移動することにより、剛性ボール１４が周溝１６から押し出される。これにより、剛性ボール１４が第１スピンドル部３の周溝１０に填り込んでロックされる。このように、本例のボールロック機構は、前記シリンダ孔１３、ピストン１５、周溝１０、１６、及び剛性ボール１４を含んで構成される。

前記スピンドルハウジング５は筒状をなし、その中心孔５Ｈ内に、軸受け手段１７を介して第２スピンドル部４が回転可能に支持される。軸受け手段１７としては、円筒ころ軸受、アンギュラ玉軸受などが適宜採用される。またスピンドルハウジング５は、図１に示すように、例えばフレーム１８のベース部１８Ａに立設される剛体壁１９に支持される。また剛体壁１９とスピンドルハウジング５との間には、動バランス測定用の第２センサＳ２が配され、タイヤのアンバランスによる荷重変化を測定する。第２センサＳ２として本例ではロードセルが採用される。

第１駆動手段６は、スピンドル２と平行な軸心ｉ回りで回転駆動されるドラム２０を有し、ユニフォーミティ測定時、前記ドラム２０をタイヤＴのトレッド部に所定の荷重Ｆ（図５に示す）で押圧することにより、タイヤＴを荷重負荷状態で回転させる。具体的には、第１駆動手段６は、タイヤＴに対して近接／離間する方向にのびるレール２１上をスライド可能な可動ハウジング２２と、この可動ハウジング２２に枢支される前記ドラム２０とを具える。ドラム２０は、可動ハウジング２２に支持されるモータ（図示しない）により、任意の回転数で回転駆動される。またドラム２０は、フレーム１８に支持される押圧手段２３により、タイヤＴに対して近接／離間する方向に移動し、かつ所定の荷重Ｆでタイヤに押圧される。本例では、押圧手段２３としてシリンダが示されるが、例えばモータにより駆動されるラックピニオン機構など種々のものが採用される。

なおユニフォーミティは、ドラム２０側に配される第１センサＳ１により測定される。第１センサＳ１は、ドラム２０の回転軸部２０Ａと可動ハウジング２２との間に設けられ、タイヤＴに接触したドラム２０から可動ハウジング２２に加わる力（例えばタイヤ径方向、タイヤ幅方向、及び接線方向など）を測定し、これによりタイヤＴに発生するユニフォミティが測定される。第１センサＳ１としては、例えば車軸分力計などが好適に採用される。

第２駆動手段７は、第２スピンドル部４の下端に配されるプーリ２５とこのプーリ２５に巻装される駆動用のベルト２６とを有し、動バランス測定時、タイヤＴを無負荷状態で回転させる。前記プーリ２５は、第２スピンドル部４と同心かつ一体回転可能に取り付く。また前記ベルト２６は、本例では、フレーム１８に支持されるモータＭに接続される駆動側プーリ２７と前記プーリ２５との間に巻装される。

前記第２センサＳ２は、スピンドル２の軸心ｊと直角かつベルト２６のテンション方向と直角な向きの荷重を測定するように配されることが好ましい。これにより、アンバランスの荷重を、ベルト２６のテンション力の影響を受けることなく測定できる。なお図１、５、６には、図面の都合上、第２センサＳ２がテンション方向の荷重を測定する向きで配されている。

次に、スピンドル上端脱着手段８は、昇降自在かつスピンドル２と同一軸心ｊ上で回転自在に枢支される保持軸３０を有する。スピンドル上端脱着手段８では、ユニフォーミティ測定時（図５に示す）、保持軸３０が、その下降によりスピンドル２の上端と接続する。即ち、ドラム２０による押圧の荷重Ｆに対して、スピンドル２が両持ち状に支持される。そのため、スピンドル２の撓みが小さくなってユニフォーミティの測定精度を向上させることができる。また保持軸３０によって押圧の荷重Ｆの一部が支承されるため、スピンドルハウジング５による支持部分での荷重を軽減でき、摩耗など損傷を抑えて耐久性を向上させうる。また動バランス測定時（図６に示す）には、保持軸３０が、その上昇によりスピンドル２の上端と離間し、前記接続は解除される。これにより、保持軸３０に干渉されることなくアンバランスの荷重変動を第２センサＳ２により適正に測定でき、動バランスの測定精度を向上させうる。

図１に示すように、スピンドル上端脱着手段８は、昇降台３１と、スリーブ３２と、前記保持軸３０とを具える。

前記昇降台３１は、フレーム１８の支柱部１８Ｂに設けるレール１８Ｂ１によって、上下動可能に案内される。なお昇降台３１は、例えばシリンダ等からなる駆動手段３３によって駆動され、上昇状態Ｐ１と下降状態Ｐ２との間を上下動しうる。また図４（Ａ）に示すように、昇降台３１は、前記保持軸３０が通る貫通孔３１Ａ、及びこの貫通孔３１Ａの周囲を囲みかつ前記昇降台３１から立ち上がる円筒状のガイド部３１Ｂを具える。

スリーブ３２は、前記ガイド部３１Ｂの内周面により上下動可能に案内される円筒状の胴部３２Ａを具える。このスリーブ３２は、前記昇降台３１に取り付く例えば一対のシリンダ等からなる駆動手段３５により駆動され、上昇状態Ｑ１と下降状態Ｑ２との間を上下動しうる。

また保持軸３０は、前記スリーブ３２の内孔内に、軸受け手段３６を介して、軸心ｊの回りで回転自在かつスリーブ３２とは一体に上下動可能に保持される。また前記保持軸３０の下端部には、先細コーン状の突起部３７が突設される。

なおスピンドル２の上端部、即ち第１スピンドル部３の上端部には、周方向に張り出すフランジ部３Ｃと、下方に向かって同心にのびる先細コーン状の接続凹部３８とが形成される。この接続凹部３８は、前記突起部３７と同勾配をなす受け面部３８Ｓを有し、保持軸３０の下降により、突起部３７が接続凹部３８と嵌合し（図２に示す）、スピンドル２の上端と同心に接続できる。

なお突起部３７の外周面における軸心ｊに対する傾斜の角度θは、１５〜４５度の範囲が好ましく、４５度を越えると、荷重Ｆに対する支承能力が低下し、前述のユニフォーミティの測定精度の向上、及び耐久性の向上を充分に達成することが難しくなる。また角度θが１５度を下回ると、突起部３７の強度が低下し、荷重Ｆによって損傷しやすくなる。

次に、スピンドル吊下げ具４０は、図３に示すように、タイヤＴ装着時に、第１スピンドル部３を吊り下げて前記挿入孔１１内に挿入させる。このスピンドル吊下げ具４０は前記昇降台３１に、昇降台３１とは一体に上下動可能に支持される。なお図１、２、５、６では、スピンドル吊下げ具４０を省略して描いており、図３ではスピンドル上端脱着手段８を省略して描いている。

スピンドル吊下げ具４０は、軸心ｊに向かって半径方向に近離移動可能な一対の把持片４１を有する。この把持片４１同士の接近により、把持片４１、４１間で前記フランジ部３Ｃを係止して第１スピンドル部３を吊り下げる。

具体的には、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本例のスピンドル吊下げ具４０は、前記昇降台３１の下面に設けるレール４２により軸心ｊに向かって移動可能に案内される一対の移動片４４と、各移動片４４に取り付く把持片４１とを含む。前記把持片４１は、軸心ｊに向かってＶ字状に開く係止溝４１Ａを具え、この係止溝４１Ａ、４１Ａ間で、第１スピンドル部３のうちのフランジ部３Ｃより下方部分の外周を挟んで把持しうる。各把持片４１は、昇降台３１に取り付く例えばシリンダ等からなる駆動手段４５によって同時に駆動され、軸心ｊに向かって近離移動しうる。

次に、前記測定装置１を用いて、タイヤＴの動バランスとユニフォーミティとをそれぞれ測定する方法を以下に説明する。本例の測定方法では、図７に示すように、装着ステップと、第２回転ステップと、バランス測定ステップと、減速ステップと、第１回転ステップと、ユニフォーミティ測定ステップとがこの順番で行われる。

前記装着ステップでは、図３に示すように、スピンドル吊下げ具４０を用い、第２スピンドル部４の挿入孔１１内に、第１スピンドル部３を吊り下げて挿入するとともに、第１スピンドル部３と第２スピンドル部４とを連結手段１２を介して一体回転可能に連結する。これにより、スピンドル２にタイヤＴを装着する。

前記第２回転ステップでは、図６に示すように、保持軸３０がスピンドル２の上端と離間する離間状態において、第２駆動手段７によりスピンドル２を回転させる。これにより、タイヤＴを無負荷状態かつ第２回転速度で回転させる。このときドラム２０は、後方に待機し、タイヤＴとは非接触である。

前記バランス測定ステップでは、前記第２回転ステップの状態において、第２センサＳ２によりタイヤＴの動バランスを測定する。

前記減速ステップでは、動バランス測定後、第２駆動手段７による駆動を停止し、タイヤＴの回転速度を減速させる。

前記第１回転ステップでは、図５に示すように、保持軸３０を下降させ、この保持軸３０とスピンドル２の上端とを接続させる。しかる後、第１回転速度で回転するドラム２０（第１駆動手段６）をタイヤＴに所定の荷重Ｆで押し付ける。これにより、タイヤＴを荷重負荷状態かつ第１回転速度で回転させる。

前記ユニフォーミティ測定ステップでは、前記第１回転ステップの状態において、第１センサＳ１によりタイヤＴのユニフォーミティを測定する。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

１ 測定装置
２ スピンドル
３ 第１スピンドル部
３Ｃ フランジ部
４ 第２スピンドル部
８ スピンドル上端脱着手段
９Ｕ、９Ｌ リム
１１ 挿入孔
３０ 保持軸
３１ 昇降台
３２ スリーブ
３７ 突起部
３８ 接続凹部
４０ スピンドル吊下げ具
４１ 把持片
４１Ａ 係止溝
ｊ 軸心

Claims (4)

1. 上側のリムを支持する第１スピンドル部と、この第１スピンドル部を同心かつ一体回転可能に挿入して保持する挿入孔を有しかつ下側のリムを支持する第２スピンドル部とに分割可能なスピンドルを具えるタイヤの動バランス及びユニフォーミティの測定装置であって、
   前記第１スピンドル部を吊り下げて前記挿入孔内に挿入可能なスピンドル吊下げ具と、
   ユニフォーミティ測定時、前記スピンドルの上端部と接続でき、かつ動バランス測定時、前記接続を解除しうるスピンドル上端脱着手段とを具えるとともに、
   前記スピンドルの上端部は、周方向に張り出すフランジ部と、下方に向かって同心にのびる先細コーン状の接続凹部とを有し、
   前記スピンドル上端脱着手段は、上下動可能な昇降台と、この昇降台に上下動可能に支持されるスリーブと、該スリーブの内孔内に回転可能に保持されかつ下端部に前記接続凹部と嵌合可能な先細コーン状の突起部を設けた保持軸とを具え、
   前記スピンドル吊下げ具は、前記昇降台に支持されるとともに前記スピンドルの軸心に向かって半径方向に近離移動可能な一対の把持片を有し、この把持片同士の接近により把持片間で前記フランジ部を係止することを特徴とするタイヤの動バランス及びユニフォーミティの測定装置。
2. 各前記把持片は、前記軸心に向かってＶ字状に開く係止溝を具え、この係止溝間で、第１スピンドル部のうちのフランジ部より下方部分の外周を挟むことを特徴とする請求項１記載のタイヤの動バランス及びユニフォーミティの測定装置。
3. 前記スピンドル吊下げ具は、前記昇降台に取り付きかつ前記把持片を前記軸心に向かって移動させるシリンダを具えることを特徴とする請求項１または２記載のタイヤの動バランス及びユニフォーミティの測定装置。
4. 前記突起部の外周面は、前記軸心に対する傾斜の角度θが１５〜４５度であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のタイヤの動バランス及びユニフォーミティの測定装置。

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