JP2019163979A - タイヤ付ホイールの支持装置および試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２種類よりも多い種類のタイヤ付ホイールに対応できる支持装置および試験装置を提供する。【解決手段】支持装置２９は、内側保持機構５３および下側保持機構５２を含む。内側保持機構５３は、タイヤ付ホイール４のハブ穴４Ａに嵌る３つ以上の円筒部７２Ｂが設けられたコレット７２と、コレット７２の貫通穴７２Ｇに挿通された挿通軸７１と、コレット７２を挿通軸７１に対して相対移動させるアクチュエータ７０とを含む。下側保持機構５２は、タイヤ付ホイール４を下側から支える支持部６６と、支持部６６を伴って昇降可能であって下面６１Ｇにエアが供給されるピストン６１と、ピストン６１を下向きに付勢する付勢部材６３と、ピストン６１の昇降範囲Ｘにおける途中位置と同じ高さ位置に設けられてピストン６１に対して進退可能な進退部５６とを含む。【選択図】図２

Description

この発明は、タイヤ付ホイールを支持する支持装置、および、この支持装置を含む試験装置に関する。

下記特許文献１では、ユニフォーミテイ試験や動釣合い試験のためにタイヤ付ホイールを支持する支持装置が開示されている。支持装置は、それぞれに外径が異なる２つの円筒部が上下に並んで設けられたコレットと、昇降可能な支持部とを含む。下側の第１円筒部は、タイヤ付ホイールのハブ穴に下側から嵌り、支持部は、このタイヤ付ホイールの内周部に接触することによってタイヤ付ホイールを下側から支える。ハブ穴の内径が小さい別のタイヤ付ホイールの場合には、第１円筒部よりも小径である上側の第２円筒部が、このタイヤ付ホイールのハブ穴に下側から嵌り、支持部は、先程よりも高い位置において、このタイヤ付ホイールを下側から支える。

特開２０１８−４３５５号公報

最近におけるハブ穴の内径の多種化に伴い、ハブ穴の内径が異なる多種類のタイヤ付ホイールに一台で対応できる支持装置が求められている。特許文献１の支持装置では、２種類のタイヤ付ホイールには対応できるが、タイヤ付ホイールを下側から支える支持部の高さ位置が２段階しか変更できない構造上、２種類よりも多い種類のタイヤ付ホイールには対応できない。

この発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、２種類よりも多い種類のタイヤ付ホイールに対応できる支持装置および試験装置を提供することを目的とする。

本発明は、タイヤ付ホイール（４）の試験装置（１）に用いられ、横になったタイヤ付ホイールを支持する支持装置（２９）であって、タイヤ付ホイールを径方向内側から保持する内側保持機構（５３）と、タイヤ付ホイールを下側から保持する下側保持機構（５２）とを含み、前記内側保持機構は、それぞれに外径が異なってタイヤ付ホイールのハブ穴（４Ａ）に下側から嵌る３つ以上の円筒部（７２Ｂ）が上側へ向けて次第に小径になるように上下方向に並んで設けられたコレット（７２）であって、これらの前記円筒部の中心を通って上側へ向けて小径になるテーパー状の貫通穴（７２Ｇ）と、前記円筒部の周方向に並ぶ複数の割溝（７２Ｈ）とが形成されたコレットと、上側へ向けて小径になるテーパー状の外周面（７１Ａ）を有し、前記貫通穴に対して下側から挿通された挿通軸（７１）と、前記コレットを前記挿通軸に対して上下方向に相対移動させるアクチュエータ（７０）とを含み、前記下側保持機構は、いずれかの前記円筒部がハブ穴に嵌った状態におけるタイヤ付ホイールを下側から支える支持部（６６）と、前記支持部を伴って昇降可能なピストン（６１）であって、下面（６１Ｇ）にエアが供給されるピストンと、前記ピストンを下向きに付勢する付勢部材（６３）と、前記ピストンの昇降範囲（Ｘ）における途中位置と同じ高さ位置に設けられた進退部（５６）であって、平面視において前記ピストンと重なる進出位置と、平面視において前記ピストンから外れる退避位置との間で進退可能な進退部とを含む、タイヤ付ホイールの支持装置である。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。以下、この項において同じ。

この構成によれば、支持装置の内側保持機構では、コレットにおける３つ以上の円筒部のうち、試験対象となるタイヤ付ホイールのハブ穴の内径とほぼ同じ大きさの外径を有するいずれかの円筒部がハブ穴に嵌められて、コレットが、その貫通穴に挿通された挿通軸に対して上下方向のいずれかに相対移動する。すると、コレットの各割溝が広がることによってハブ穴内の円筒部が僅かに拡径し、ハブ穴に対して強く圧入される。内側保持機構は、３つ以上の円筒部を有するコレットを用いたコレットチャック方式によって、ハブ穴の内径が異なる３種類以上のタイヤ付ホイールのそれぞれを径方向内側から強力に保持できる。
当該３種類以上のタイヤ付ホイールでは、ハブ穴に嵌る円筒部の高さ位置に応じて、高さ方向の搭載位置が異なる。
支持装置の下側保持機構では、ピストンにエアが供給されない状態において、ピストンが、付勢部材によって下向きに付勢されることにより、下限位置に配置される。進退部を進出位置まで進出させた状態でピストンにエアを供給すると、ピストンは、付勢部材の付勢力に抗して途中位置まで上昇するものの、進出位置の進退部に干渉されることによって当該途中位置で停止する。なお、進退部が高さ方向に並んで複数設けられる場合には、複数の途中位置が存在する。ピストンにエアを供給した状態で進退部を退避位置まで退避させると、ピストンは、途中位置を越えて最終的に上限位置まで上昇する。このようにピストンが下限位置と１箇所以上の途中位置と上限位置とに高さ位置を変更できるので、ピストンとともに昇降する支持部は、タイヤ付ホイールの種類毎の搭載位置に応じて高さ位置を３段階以上に変更することによって、３種類以上のタイヤ付ホイールのそれぞれを下側から支えることができる。
以上の結果、支持装置では、３種類以上のタイヤ付ホイールに対応できる。

また、本発明は、前記支持装置と、上下方向に延びる回転軸線（Ｊ）まわりに回転可能であって上端部（３０Ａ）に前記支持装置が設けられたスピンドル（３０）とを含む、タイヤ付ホイールの試験装置（１）である。

この構成によれば、試験装置では、３種類以上のタイヤ付ホイールの試験に対応できる。

図１は、この発明の一実施形態に係る試験装置の全体図である。 図２は、試験装置に含まれる支持装置の縦断面図である。 図３は、支持装置に含まれるコレットの平面図である。 図４は、図３のＡ−Ａ矢視断面図である。 図５は、支持装置の縦断面図である。 図６は、支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をする。図１は、この発明の一実施形態に係る試験装置１の全体図である。図１の上下方向は、試験装置１の上下方向である。図１の左右方向を試験装置１の横方向といい、横方向は、水平方向に含まれる。試験装置１は、タイヤ２が装着されたホイール３（タイヤ付ホイール４という）のユニフォーミテイ試験や動釣合い試験を行うための装置である。試験装置１は、ユニフォーミテイ試験の際にタイヤ付ホイール４に横から接地荷重を与える負荷装置（図示せず）と、タイヤ付ホイール４のユニフォーミテイや動不釣合いを測定する計測装置６とを含む。

計測装置６は、横になって水平に寝た状態のタイヤ付ホイール４を支持する支持装置２９と、上下に延びるスピンドル３０とを含む。支持装置２９は、スピンドル３０の上端部３０Ａに固定されている。スピンドル３０において上端部３０Ａよりも下側の部分には、プーリ３４が固定されている。

計測装置６は、マシンベース１０に固定された基台３５と、基台３５の上端部に固定され、スピンドル３０を振動可能に保持する保持フレーム３６と、マシンベース１０に固定された駆動装置３７とをさらに含む。駆動装置３７は、モータ３８を含み、モータ３８において駆動装置３７から上側へ突出した出力軸３９にはプーリ４０が固定されていて、プーリ４０とスピンドル３０のプーリ３４とは、ベルト４１によって連結されている。モータ３８が駆動されて出力軸３９が回転すると、出力軸３９の回転がベルト４１を介してスピンドル３０に伝達されるので、スピンドル３０が、上下方向に延びる回転軸線Ｊまわりに駆動回転される。これにより、支持装置２９によってスピンドル３０に固定されたタイヤ付ホイール４は、支持装置２９およびスピンドル３０と一体となって、所定の回転速度で回転する。

動釣合い試験を行う場合には、タイヤ付ホイール４が、モータ３８によって所定速度で駆動回転される。この状態におけるタイヤ付ホイール４の振動が計測装置６に検出されることによって、動釣合い試験が実施される。

次に、支持装置２９について詳しく説明する。図２は、支持装置２９の全体の縦断面図である。なお、支持装置２９を構成する複数の部品のうち、各図において黒く塗り潰して図示されたシール部材以外の部品は、全て金属製である。支持装置２９は、その筐体をなすシリンダ５０およびハウジング５１と、タイヤ付ホイール４を下側から保持する下側保持機構５２と、タイヤ付ホイール４を径方向内側から保持する内側保持機構５３とを含む。

シリンダ５０は、ボルトＢ１によってスピンドル３０の上端部３０Ａに上から固定された円板状の底壁５０Ａと、ボルトＢ２によって底壁５０Ａに上から固定された円筒状の下周壁５０Ｂと、ボルトＢ３によって下周壁５０Ｂに上から固定された円筒状の上周壁５０Ｃとを含む。シリンダ５０は、下周壁５０Ｂの上下方向における途中に一体的に設けられた円板状の下仕切壁５０Ｄと、上周壁５０Ｃの上下方向における途中に一体的に設けられた円板状の上仕切壁５０Ｅとをさらに含む。底壁５０Ａ、下周壁５０Ｂ、上周壁５０Ｃ、下仕切壁５０Ｄおよび上仕切壁５０Ｅは、スピンドル３０の回転軸線Ｊと同軸状に配置されている。シリンダ５０の内部空間は、底壁５０Ａと下仕切壁５０Ｄとの間の下空間Ｓ１と、下仕切壁５０Ｄと上仕切壁５０Ｅとの間の中空間Ｓ２と、上仕切壁５０Ｅによって下から塞がれた上空間Ｓ３とに仕切られている。下空間Ｓ１には、底壁５０Ａの上面から下周壁５０Ｂの内周面に沿って上側へ突出した円環状の内周壁５０Ｆが設けられている。内周壁５０Ｆの上端は、高さ方向における下空間Ｓ１の略中央に配置されている。

ハウジング５１は、回転軸線Ｊと同軸状に配置された円筒状の外周壁５１Ａと、外周壁５１Ａの上端から回転軸線Ｊ側つまり径方向内側へ張り出した円環状の天壁５１Ｂと、天壁５１Ｂの内周縁から下側へ延びる円筒状の内周壁５１Ｃと、内周壁５１Ｃの上下方向における途中から径方向内側へ張り出した円環状のフランジ部５１Ｄとを一体的に有する。ハウジング５１は、シリンダ５０の上側に配置されている。外周壁５１Ａの下端部は、径方向外側へ張り出したフランジ状に形成され、ボルトＢ４によってシリンダ５０の上周壁５０Ｃに上から固定されている。これにより、上周壁５０Ｃ内の上空間Ｓ３は、ハウジング５１によって上から塞がれている。

下側保持機構５２は、ピストン６１と、付勢部材６３と、ガイドロッド６４と、スペーサー６５と、支持部６６と、ストッパユニット５５とを含む。ピストン６１は、シリンダ５０の内周壁５０Ｆの内径とほぼ同じ外径を有する円板状の本体部６１Ａと、本体部６１Ａの外周縁から上側へ突出した円筒状の上突出部６１Ｂと、本体部６１Ａの外周縁から下側へ突出した円環状の下突出部６１Ｃとを一体的に有する。ピストン６１は、下空間Ｓ１において昇降可能である。ピストン６１は、上突出部６１Ｂにおいて径方向外側へ張り出したフランジ状の上端部が内周壁５０Ｆの上から接触するときの下限位置（図２参照）と、当該上端部がシリンダ５０の下仕切壁５０Ｄに下から接触するときの上限位置（図示せず）との間の昇降範囲Ｘにおいて昇降する。ピストン６１には、本体部６１Ａを上下に貫通した中心穴６１Ｄと、中心穴６１Ｄを縁取りつつピストン６１から上下に突出した円環状の突出部６１Ｅとが設けられている。

付勢部材６３は、上下に伸縮自在なコイルばねであり、複数存在し、下空間Ｓ１において周方向に等間隔で並んでいる。各付勢部材６３では、下端部が、ピストン６１の本体部６１Ａの上面に形成された凹部６１Ｆに上側から嵌まり込み、上端部が、シリンダ５０の下仕切壁５０Ｄの下面に形成された凹部５０Ｇに下側から嵌まり込んでいる。これにより、各付勢部材６３は、ピストン６１と下仕切壁５０Ｄとの間で圧縮されていて、ピストン６１を下限位置へ向けて下向きに付勢している。なお、図２では、各付勢部材６３における上下方向の途中部分の図示が省略されている（後述する弾性部材７５においても同様）。

ガイドロッド６４は、上下に延びる円柱状に形成され、複数存在し、周方向で等間隔に並んでいる。各ガイドロッド６４の下端部は、下空間Ｓ１に配置され、ボルトＢ５によってピストン６１の本体部６１Ａに固定されている。各ガイドロッド６４は、上側へ向けて、シリンダ５０の下仕切壁５０Ｄおよび上仕切壁５０Ｅを貫通し、ハウジング５１の外周壁５１Ａと内周壁５１Ｃとの間を通って天壁５１Ｂを貫通している。各ガイドロッド６４の上端部は、天壁５１Ｂよりも上側にはみ出している。

スペーサー６５および支持部６６は、回転軸線Ｊまわりの周方向に延びる円環状に形成されている。スペーサー６５は、天壁５１Ｂよりも上側に配置され、ボルトＢ６によって各ガイドロッド６４の上端部に上側から固定されている。支持部６６は、スペーサー６５上に載せられて、ボルトＢ７によってスペーサー６５に固定されている。ガイドロッド６４を介してピストン６１に連結されたスペーサー６５および支持部６６は、ピストン６１に伴われて昇降する。

ストッパユニット５５は、単数または複数存在し、この実施形態では、３つのストッパユニット５５が、周方向に並んだ状態で、シリンダ５０の下周壁５０Ｂに取り付けられている。下周壁５０Ｂにおいてストッパユニット５５が設けられた部分には、下周壁５０Ｂを径方向に貫通した円筒状の貫通穴５０Ｈが形成されている。貫通穴５０Ｈにおいて下周壁５０Ｂの内周面から下空間Ｓ１に露出された内領域５０Ｉは、貫通穴５０Ｈにおいて下周壁５０Ｂの外周面から露出された外領域５０Ｊよりも小径であり、貫通穴５０Ｈは、内領域５０Ｉと外領域５０Ｊとの境界において一段縮径されている。ストッパユニット５５は、進退部５６と、ホルダ５７と、カバー５８と、付勢部材５９とを含む。

進退部５６は、貫通穴５０Ｈに挿入されたピンである。進退部５６において、貫通穴５０Ｈの内領域５０Ｉに配置された円柱状の先端部５６Ａの外径は、外領域５０Ｊに配置された円筒状の根元部５６Ｂの外径よりも小さい。先端部５６Ａは、ピストン６１の昇降範囲Ｘにおける途中位置と同じ高さ位置に設けられている。図２に示す進退部５６は進出位置にあり、先端部５６Ａは、下空間Ｓ１内に突出しており、ピストン６１の上突出部６１Ｂの上端部と平面視において重なっている。

ホルダ５７は、円筒状に形成され、根元部５６Ｂを取り囲んだ状態で外領域５０Ｊに配置されている。ホルダ５７において回転軸線Ｊから離れた径方向外側の端部は、フランジ状に形成され、ボルトＢ８によってシリンダ５０の下周壁５０Ｂに固定されている。カバー５８は、キャップ状に形成され、進退部５６およびホルダ５７を径方向外側から覆った状態で、ボルトＢ９によってホルダ５７に固定されている。付勢部材５９は、径方向に伸縮自在なコイルばねである。付勢部材５９では、径方向内側の部分が、進退部５６の根元部５６Ｂ内に嵌まり込み、径方向外側の部分が、カバー５８において径方向外側から進退部５６に対向した対向面における凹部５８Ａ（後述する図５参照）に嵌まり込んでいる。これにより、付勢部材５９は、進退部５６とカバー５８との間で圧縮されていて、進退部５６を径方向内側の進出位置へ向けて付勢している。ホルダ５７は、進退部５６を径方向へスライド可能に支持している。

内側保持機構５３は、アクチュエータ７０と、挿通軸７１と、コレット７２とを含む。アクチュエータ７０は、メインピストン７３と、サブピストン７４と、弾性部材７５と、ディスタンスパイプ７６とを含む。メインピストン７３は、シリンダ５０の上周壁５０Ｃの内径とほぼ同じ外径を有する円板状に形成されており、シリンダ５０内の上空間Ｓ３において昇降可能である。メインピストン７３には、メインピストン７３を上下に貫通した中心穴７３Ａが設けられている。

サブピストン７４は、上周壁５０Ｃの内径とほぼ同じ外径を有する円板状の本体部７４Ａと、本体部７４Ａの上面の中心から上側へ突出した円柱状の上突出部７４Ｂと、本体部７４Ａの下面の中心から下側へ突出した円管状の下突出部７４Ｃとを一体的に有する。本体部７４Ａは、シリンダ５０内の中空間Ｓ２に配置されている。上突出部７４Ｂは、上周壁５０Ｃの上仕切壁５０Ｅを貫通して、メインピストン７３の中心穴７３Ａに下から挿通され、ナットＮによってメインピストン７３に固定されている。これにより、メインピストン７３およびサブピストン７４は、一体となって昇降可能である。下突出部７４Ｃは、シリンダ５０の下仕切壁５０Ｄを貫通して、ピストン６１の中心穴６１Ｄに上から挿通されている。なお、前述したガイドロッド６４は、メインピストン７３およびサブピストン７４を貫通しており、これらのピストンに対して上下に相対移動可能である。

下突出部７４Ｃに関連して、支持装置２９は、シリンダ５０の下空間Ｓ１に配置された流路部材７７を含む。流路部材７７は、シリンダ５０の底壁５０Ａ上に同軸状で配置されてボルトＢ１０によって底壁５０Ａに固定された円板状のベース部７７Ａと、ベース部７７Ａの中心から上側へ突出して下突出部７４Ｃ内に下から挿通された円管状の挿通部７７Ｂとを一体的に含む。支持装置２９には、底壁５０Ａを上下に貫通してからベース部７７Ａ内を斜め上側へ延びて下空間Ｓ１に下側からつながった第１流路Ｒ１と、底壁５０Ａを上下に貫通してからベース部７７Ａ内を斜め上側へ延びて挿通部７７Ｂ内および下突出部７４Ｃ内を順に通ってから折れ曲がって中空間Ｓ２の下領域につながった第２流路Ｒ２とが設けられている。第２流路Ｒ２は、中空間Ｓ２よりも高い位置で折れ曲がって上空間Ｓ３の下領域にもつながっている。支持装置２９には、シリンダ５０の下周壁５０Ｂ内で上下に延びて貫通穴５０Ｈの外領域５０Ｊに下側からつながった第３流路Ｒ３が設けられている。なお、第１流路Ｒ１、第２流路Ｒ２および第３流路Ｒ３の配置は任意に変更でき、例えば、第１流路Ｒ１や第２流路Ｒ２が第３流路Ｒ３と同様にシリンダ５０の周壁に設けられてもよい。

第１流路Ｒ１、第２流路Ｒ２および第３流路Ｒ３に関連して、試験装置１のスピンドル３０の下端部には、エアホース（図示せず）に接続されたロータリージョイント７８が設けられている（図１参照）。ロータリージョイント７８は、試験装置１に設けられた制御部（図示せず）の制御に応じてエア（圧縮空気）を供給したり、エアの供給を停止したりするエア供給部である。スピンドル３０には、ロータリージョイント７８から上側に延びて第１流路Ｒ１、第２流路Ｒ２および第３流路Ｒ３にそれぞれ接続された第１流路３０Ｂ、第２流路３０Ｃおよび第３流路３０Ｄが設けられている。なお、第１流路３０Ｂ、第２流路３０Ｃおよび第３流路３０Ｄの配置は任意に変更でき、例えば、第３流路３０Ｄが第１流路３０Ｂや第２流路３０Ｃと同様にスピンドル３０内に設けられてもよい。

ロータリージョイント７８からのエアが第１流路３０ＢおよびＲ１を通って下空間Ｓ１に下側から送り込まれると、下空間Ｓ１においてピストン６１よりも下側の領域の圧力が上昇し、ピストン６１は、付勢部材６３の付勢力に抗して上昇する。第１流路３０ＢおよびＲ１へのエアの供給が停止すると、ピストン６１は、付勢部材６３の付勢力によって元の下限位置まで下降する。

弾性部材７５は、上下に伸縮自在なコイルばねであり、複数存在し、ハウジング５１における外周壁５１Ａと内周壁５１Ｃとの間において周方向に等間隔で並んでいる。弾性部材７５は、周方向でガイドロッド６４と同じ位置に１つずつ配置されて、対応するガイドロッド６４を取り囲んでいる。各弾性部材７５では、下端部が、メインピストン７３の上面の凹部７３Ｂに上側から嵌まり込み、上端部が、ハウジング５１の天壁５１Ｂに下側から接触している。これにより、各弾性部材７５は、メインピストン７３と天壁５１Ｂとの間で圧縮されていて、メインピストン７３を下向きに付勢している。

ロータリージョイント７８からのエアが第２流路３０ＣおよびＲ２を通って中空間Ｓ２および上空間Ｓ３に下側から送り込まれると、中空間Ｓ２においてサブピストン７４よりも下側の領域の圧力が上昇し、上空間Ｓ３においてメインピストン７３よりも下側の領域の圧力が上昇する。これにより、メインピストン７３およびサブピストン７４は、弾性部材７５の付勢力に抗して上昇する。第２流路３０ＣおよびＲ２へのエアの供給が停止すると、メインピストン７３およびサブピストン７４は、弾性部材７５の付勢力によって元の位置（それぞれの下限位置）まで下降する。シリンダ５０には、サブピストン７４の上昇の際に中空間Ｓ２内においてサブピストン７４よりも上側の領域のエアを機外に逃がしたり、サブピストン７４の下降の際に機外のエアを当該領域に取り込んだりするための通気穴５０Ｋが形成されている。

ロータリージョイント７８からのエアが第３流路３０ＤおよびＲ３を通ってシリンダ５０の貫通穴５０Ｈの外領域５０Ｊに送り込まれると、外領域５０Ｊにおいて進退部５６の根元部５６Ｂよりも径方向内側の領域の圧力が上昇する。これにより、今まで進出位置にあった進退部５６は、付勢部材５９の付勢力に抗して径方向外側の退避位置（図示せず）まで退避する。退避位置にある進退部５６では、先端部５６Ａが、下空間Ｓ１の外に位置しており、平面視においてピストン６１から外れている。第３流路３０ＤおよびＲ３へのエアの供給が停止すると、進退部５６は、付勢部材５９の付勢力によって進出位置まで進出する。

ディスタンスパイプ７６は、メインピストン７３から上側へ延びる管状であり、複数存在し、ハウジング５１の内周壁５１Ｃよりも内側において周方向に等間隔で並んでいる。

挿通軸７１は、上下に延びる円錐台形状に形成されていて、その外周面７１Ａは、上側へ向けて小径になるテーパー状に形成されている。挿通軸７１の下部は、ハウジング５１の内周壁５１Ｃの内側において回転軸線Ｊと同軸状に配置されている。挿通軸７１の上部は、スペーサー６５の中心穴６５Ａおよび支持部６６の中心穴６６Ａを通って支持部６６よりも上側に突出している。挿通軸７１の下端部は、径方向外側へ張り出したフランジ状に形成され、ボルトＢ１１によってハウジング５１のフランジ部５１Ｄに上から固定されている。

コレット７２は、円筒状の全体形状を有する。具体的に、コレット７２は、略下半分をなす円筒状の基部７２Ａと、コレット７２の略上半分として基部７２Ａと同軸状に配置されて、それぞれに外径が異なる３つ以上の円筒部７２Ｂとを一体的に含む。基部７２Ａの下端部７２Ｃは、径方向外側へ張り出したフランジ状に形成されている。円筒部７２Ｂの数は、この実施形態では３つであるが、４つ以上であってもよい。この実施形態における３つの円筒部７２Ｂは、基部７２Ａに上側から連なった第１円筒部７２Ｄと、第１円筒部７２Ｄに上側から連なった第２円筒部７２Ｅと、第２円筒部７２Ｅに上側から連なった第３円筒部７２Ｆとを含む。第１円筒部７２Ｄの外周面は、基部７２Ａ、第２円筒部７２Ｅおよび第３円筒部７２Ｆのそれぞれの外周面よりも大径である。これら３つの円筒部７２Ｂは、上側へ向けて次第に小径になるように、つまり、小径のものが上側に位置するように、上下方向に並んでいる。各円筒部７２Ｂの外径は、タイヤ付ホイール４の中心に形成されたハブ穴４Ａの代表的な内径に合うように設定される。また、円筒部７２Ｂが円滑にハブ穴４Ａに嵌まることができるように、各円筒部７２Ｂの外周面の上端部には、面取りＭが形成されている（図４参照）。

コレット７２には、コレット７２を上下方向に貫通する貫通穴７２Ｇと、上下方向に延びる複数の割溝７２Ｈとが形成されている。貫通穴７２Ｇは、基部７２Ａおよび各円筒部７２Ｂのそれぞれの中心を通っていて、上側へ向けて小径になるテーパー状に形成されている。割溝７２Ｈは、スリットであり、この実施形態では１２本存在する（図３参照）。１２本のうち、６本の割溝７２Ｈは、コレット７２の周方向つまり各円筒部７２Ｂの周方向に等間隔で並んでいて、コレット７２の上端から下端の手前まで延びてコレット７２を径方向に切断した上割溝７２ＨＡである（図４参照）。残りの６本の割溝７２Ｈは、コレット７２の周方向に等間隔で並んでいて、コレット７２の下端から上端の手前まで延びてコレット７２を径方向に切断した下割溝７２ＨＢである（図４参照）。上割溝７２ＨＡと下割溝７２ＨＢとは、周方向において交互に並んでいる（図３参照）。各割溝７２Ｈが狭まることによって、コレット７２全体が縮径し、各割溝７２Ｈが広がることによって、コレット７２全体が拡径する。

コレット７２の貫通穴７２Ｇには、ハウジング５１に固定された挿通軸７１が下側から挿通されていて、この状態におけるコレット７２は、回転軸線Ｊと同軸状に配置されている。コレット７２では、基部７２Ａが、スペーサー６５の中心穴６５Ａおよび支持部６６の中心穴６６Ａの内側に配置されており、円筒部７２Ｂが支持部６６よりも上側にはみ出している。支持部６６には、コレット７２を回転軸線Ｊまわりに回転しないように位置決めする爪状の回り止め７９が、ボルトＢ１２によって取り付けられている。

コレット７２の基部７２Ａの下端部７２Ｃには、円環状のリング部材８０が上側から係合している。コレット７２をリング部材８０に対して回転軸線Ｊまわりに相対回転させることによって、下端部７２Ｃをリング部材８０から外して、サイズ違いの別のコレット７２に交換することができる。前述した各ディスタンスパイプ７６とメインピストン７３とリング部材８０とは、メインピストン７３およびリング部材８０のそれぞれに組み付けられて各ディスタンスパイプ７６の内側を通るボルトＢ１３によって、一体化されている。そのため、リング部材８０と各ディスタンスパイプ７６とは、メインピストン７３に伴われて昇降する。

内側保持機構５３が待機状態にある場合には、第２流路Ｒ２からシリンダ５０の中空間Ｓ２および上空間Ｓ３にエア（図２の太い破線矢印参照）が供給されているので、メインピストン７３およびサブピストン７４がそれぞれの上限位置にあって、コレット７２全体が縮径した状態にある。一方、図２に示す状態では、第１流路Ｒ１からシリンダ５０の下空間Ｓ１にエアが供給されていないので、下空間Ｓ１において、ピストン６１が下限位置にある。この状態における支持部６６は、コレット７２における第１円筒部７２Ｄよりも下側にずれた下限位置にあって、支持部６６の上面は、第１円筒部７２Ｄの下面とほぼ同じ高さ位置にある。ピストン６１では、上突出部６１Ｂの上端部がシリンダ５０の内周壁５０Ｆに上から接触し、かつ、下突出部６１Ｃがシリンダ５０の底壁５０Ａに上から接触しているので、ピストン６１が下限位置からさらに下降しないよう位置決めされている。

ユニフォーミテイ試験や動釣合い試験が実施される場合には、その準備として、横になったタイヤ付ホイール４が内側保持機構５３に対して上側からセットされる。図２のタイヤ付ホイール４のハブ穴４Ａの内径が、縮径状態のコレット７２における第１円筒部７２Ｄの外径とほぼ同じであり、詳しくは、第１円筒部７２Ｄの外径よりも僅かに大きい。第１円筒部７２Ｄは、セットされたタイヤ付ホイール４のハブ穴４Ａに下側から嵌り、タイヤ付ホイール４においてハブ穴４Ａを取り囲んだ内周部４Ｂは、下限位置にある支持部６６の上面に載ることによって支持部６６によって下側から支えられる。図２のタイヤ付ホイール４は、内側保持機構５３による保持がまだのアンチャック状態にある。

次に、中空間Ｓ２および上空間Ｓ３へのエアの供給が停止されると、メインピストン７３およびサブピストン７４は、弾性部材７５の付勢力によって下降する。すると、コレット７２の基部７２Ａの下端部７２Ｃに上側から係合したリング部材８０が、これらのピストンとともに下降しながら、コレット７２を引き下げる。これにより、コレット７２が、挿通軸７１のテーパー状の外周面７１Ａに対して下側へ相対移動するので、コレット７２の各割溝７２Ｈが広がることによってコレット７２が拡径する。そのため、コレット７２の第１円筒部７２Ｄは、タイヤ付ホイール４のハブ穴４Ａに下側から嵌った状態を維持しつつ若干下降しながら拡径し、最終的にハブ穴４Ａに対して強く圧入された状態になる。そのため、タイヤ付ホイール４は、内側保持機構５３によって保持されたチャック状態になる。

チャック状態において中空間Ｓ２および上空間Ｓ３に空気が供給されると、メインピストン７３およびサブピストン７４が、弾性部材７５の付勢力に抗して、リング部材８０を伴って上位置まで上昇する。これにより、リング部材８０がコレット７２を引き下げなくなるので、コレット７２が元の形状まで自然に縮径しながら浮き上がることによって挿通軸７１に対して上側へ相対移動する。これにより、ハブ穴４Ａに対する第１円筒部７２Ｄの圧入状態が解除されるので、タイヤ付ホイール４はアンチャック状態になる。

先ほどの大サイズのタイヤ付ホイール４よりもハブ穴４Ａの内径が小さい中サイズのタイヤ付ホイール４についてユニフォーミテイ試験や動釣合い試験が実施される場合には、待機状態の内側保持機構５３を維持しつつ、進退部５６が進出位置にある状態で、エア（図５の太い破線矢印参照）が第１流路Ｒ１からシリンダ５０の下空間Ｓ１に供給される。これにより、下空間Ｓ１において下面６１Ｇにエアが供給されたピストン６１が支持部６６を伴って上昇する。ピストン６１は、図５に示す途中位置まで上昇すると、進出位置にある進退部５６の先端部５６Ａに下から接触することによって、途中位置で停止する。この状態における支持部６６は、コレット７２における第２円筒部７２Ｅよりも下側にずれた途中位置にあって、支持部６６の上面は、第２円筒部７２Ｅよりも下側の第１円筒部７２Ｄの上面とほぼ同じ高さ位置にある。

次に、前述した中サイズのタイヤ付ホイール４が内側保持機構５３に対して上側からセットされる。セットされたタイヤ付ホイール４のハブ穴４Ａの内径は、縮径状態にあるコレット７２における第２円筒部７２Ｅの外径とほぼ同じであり、詳しくは、第２円筒部７２Ｅの外径よりも僅かに大きい。第２円筒部７２Ｅは、セットされたタイヤ付ホイール４のハブ穴４Ａに下側から嵌り、このタイヤ付ホイール４の内周部４Ｂは、途中位置にある支持部６６の上面に載ることによって支持部６６によって下側から支えられる。図５のタイヤ付ホイール４は、アンチャック状態にある。前述したように中空間Ｓ２および上空間Ｓ３へのエアの供給が停止されると、タイヤ付ホイール４は、チャック状態になる。

先ほどの中サイズのタイヤ付ホイール４よりもハブ穴４Ａの内径が小さい小サイズのタイヤ付ホイール４についてユニフォーミテイ試験や動釣合い試験が実施される場合には、待機状態の内側保持機構５３を維持しつつ、第１流路Ｒ１にエアが供給された状態で、第３流路Ｒ３にもエア（図５の太い１点鎖線の矢印参照）が供給される。これにより、進退部５６が退避位置まで退避してピストン６１に接触しなくなるので、今まで途中位置にあったピストン６１は、図６に示すように上限位置まで上昇して停止する。この状態における支持部６６は、コレット７２における第３円筒部７２Ｆよりも下側にずれた上限位置にあって、支持部６６の上面は、第３円筒部７２Ｆよりも下側の第２円筒部７２Ｅの上面とほぼ同じ高さ位置にある。ピストン６１が上限位置まで上昇したことに応じて、第３流路Ｒ３へのエアの供給が停止されて進退部５６が進出位置まで戻ってもよい。その場合、進出位置にある進退部５６の先端部５６Ａの上側部分は、ピストン６１の上突出部６１Ｂの上端部に設けられた溝６１Ｈに対して遊びを持って嵌り込む。そのため、進出位置にある進退部５６が、上限位置にあるピストン６１に接触していない。

次に、前述した小サイズのタイヤ付ホイール４が内側保持機構５３に対して上側からセットされる。セットされたタイヤ付ホイール４のハブ穴４Ａの内径は、縮径状態にあるコレット７２における第３円筒部７２Ｆの外径とほぼ同じであり、詳しくは、第３円筒部７２Ｆの外径よりも僅かに大きい。第３円筒部７２Ｆは、セットされたタイヤ付ホイール４のハブ穴４Ａに下側から嵌り、このタイヤ付ホイール４の内周部４Ｂは、上限位置にある支持部６６の上面に載ることによって支持部６６によって下側から支えられる。図６のタイヤ付ホイール４は、アンチャック状態にある。前述したように中空間Ｓ２および上空間Ｓ３へのエアの供給が停止されると、タイヤ付ホイール４は、チャック状態になる。なお、試験後にタイヤ付ホイール４を取り外した状態で、進退部５６を退避位置にまで退避させてから第１流路Ｒ１へのエアの供給を停止すると、付勢部材６３の付勢力により、ピストン６１および支持部６６は、それぞれの下限位置まで下降する。

以上のように、支持装置２９の内側保持機構５３では、３つの円筒部７２Ｂを有するコレット７２を用いたコレットチャック方式によって、ハブ穴４Ａの内径が異なる３種類のタイヤ付ホイール４のそれぞれを径方向内側から強力に保持できる。そのため、試験の際において回転時または停止時のタイヤ付ホイール４が内側保持機構５３に対して回転方向に滑ることを防止できる。特に、付勢力の強い弾性部材７５によってメインピストン７３およびサブピストン７４を下げてコレット７２の円筒部７２Ｂをハブ穴４Ａに対して強く圧入できるので、試験の際、タイヤ付ホイール４の回転数が一定値まで短時間で到達することができる。このような弾性部材７５を用いてもタイヤ付ホイール４をアンチャック状態にすることができるように、アクチュエータ７０では、メインピストン７３に加えてサブピストン７４も用いられている。

この場合には、当該３種類のタイヤ付ホイール４では、ハブ穴４Ａに嵌る円筒部７２Ｂの高さ位置に応じて、支持装置２９における高さ方向の搭載位置が異なるが、前述したようにピストン６１が下限位置と途中位置と上限位置とに高さ位置を変更できる。これにより、ピストン６１とともに昇降する支持部６６は、タイヤ付ホイール４の種類毎の搭載位置に応じて高さ位置を３段階に変更することによって、３種類のタイヤ付ホイール４のそれぞれを下側から支えることができる。

コレット７２が４つ以上の円筒部７２Ｂを有し、これに応じて進退部５６（ストッパユニット５５）が高さ方向に並んで複数設けられることによって、ピストン６１の前記途中位置には、高さ位置の異なる複数の途中位置が存在してもよい。この場合、内側保持機構５３は、ハブ穴４Ａの内径が異なる４種類以上のタイヤ付ホイール４のそれぞれを径方向内側から強力に保持できる。そして、ピストン６１が下限位置と１箇所以上の途中位置と上限位置とに高さ位置を変更できるので、ピストン６１とともに昇降する支持部６６は、タイヤ付ホイール４の種類毎の搭載位置に応じて高さ位置を４段階以上に変更することによって、４種類以上のタイヤ付ホイール４のそれぞれを下側から支えることができる。

以上の結果、支持装置２９では、３種類または４種類以上のタイヤ付ホイール４に対応でき、これらのタイヤ付ホイール４であればコレット７２を交換しなくても済むので、タイヤ付ホイール４の段取り換えに要する作業時間の短縮を図れる。

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、前述した実施形態では、試験装置１は、ユニフォーミテイ試験および動釣合い試験の両方を行う複合試験装置であるが、ユニフォーミテイ試験および動釣合い試験の少なくとも一方を行えればよい。

また、前述した実施形態では、内側保持機構５３において、挿通軸７１が固定されてコレット７２自体が上下方向に移動可能であったが、コレット７２が上下方向において固定されていて挿通軸７１がメインピストン７３とともに上下方向に移動可能であってもよい。この場合においても、コレット７２は、挿通軸７１に対して上下方向に相対移動しながら拡径したり縮径したりする。なお、コレット７２を挿通軸７１に対して相対移動させるアクチュエータ７０は、前述したようにエアを用いた構成に限らず、例えばモータの駆動力を用いた構成であってもよい。

１ 試験装置
４ タイヤ付ホイール
４Ａ ハブ穴
２９ 支持装置
３０ スピンドル
３０Ａ 上端部
５２ 下側保持機構
５３ 内側保持機構
５６ 進退部
６１ ピストン
６１Ｇ 下面
６３ 付勢部材
６６ 支持部
７０ アクチュエータ
７１ 挿通軸
７１Ａ 外周面
７２ コレット
７２Ｂ 円筒部
７２Ｇ 貫通穴
７２Ｈ 割溝
Ｊ 回転軸線
Ｘ 昇降範囲

Claims (2)

1. タイヤ付ホイールの試験装置に用いられ、横になったタイヤ付ホイールを支持する支持装置であって、タイヤ付ホイールを径方向内側から保持する内側保持機構と、タイヤ付ホイールを下側から保持する下側保持機構とを含み、
   前記内側保持機構は、
   それぞれに外径が異なってタイヤ付ホイールのハブ穴に下側から嵌る３つ以上の円筒部が上側へ向けて次第に小径になるように上下方向に並んで設けられたコレットであって、これらの前記円筒部の中心を通って上側へ向けて小径になるテーパー状の貫通穴と、前記円筒部の周方向に並ぶ複数の割溝とが形成されたコレットと、
   上側へ向けて小径になるテーパー状の外周面を有し、前記貫通穴に対して下側から挿通された挿通軸と、
   前記コレットを前記挿通軸に対して上下方向に相対移動させるアクチュエータとを含み、
   前記下側保持機構は、
   いずれかの前記円筒部がハブ穴に嵌った状態におけるタイヤ付ホイールを下側から支える支持部と、
   前記支持部を伴って昇降可能なピストンであって、下面にエアが供給されるピストンと、
   前記ピストンを下向きに付勢する付勢部材と、
   前記ピストンの昇降範囲における途中位置と同じ高さ位置に設けられた進退部であって、平面視において前記ピストンと重なる進出位置と、平面視において前記ピストンから外れる退避位置との間で進退可能な進退部とを含む、タイヤ付ホイールの支持装置。
2. 請求項１に記載の支持装置と、上下方向に延びる回転軸線まわりに回転可能であって上端部に前記支持装置が設けられたスピンドルとを含む、タイヤ付ホイールの試験装置。

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