JP4263296B2 - ユニフォーミティ試験装置における加重受け構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤのユニフォーミティ試験装置等において、タイヤを保持して回転するスピンドルにかかる加重を受けるための機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、回転しているタイヤが発生する力のばらつき（ゴムの密度のばらつき等に起因するもの）を測定するユニフォーミティ試験装置が知られている。ユニフォーミティ試験装置は、スピンドルに装着されたタイヤの外周面に回転ドラムを押し当て、そのままスピンドルを回転させて、回転中に回転ドラムがタイヤから受ける反力の変動を測定するものである。
【０００３】
一方、タイヤに負荷をかけずに（回転ドラム等を押し当てずに）スピンドルを回転させ、回転中のスピンドルの振動に基づいて、タイヤの回転釣合を測定する動釣合試験装置も知られている。
【０００４】
ユニフォーミティ試験と動釣合試験を一台の装置で行おうとすると、スピンドルの支持方式を切り替える必要がある。即ち、ユニフォーミティ試験では、回転ドラムによる押し当て加重に耐え得るようスピンドルを強固に両端支持する必要があるのに対し、動釣合試験ではスピンドルの振動を殺してしまわないようスピンドルを片持支持する必要がある。
【０００５】
そこで、スピンドルの一端部を回転可能な別の軸部材と（直列に）連結可能に構成すると同時に、スピンドルの他端部をサスペンション機構により支持する試験装置が考えられている（特願平９−３６３３９９号）。この試験装置では、ユニフォーミティ試験時には、スピンドルの一端部と軸部材とを連結し、スピンドルを両端で（軸部材とサスペンションの両方で）強固に保持する。一方、動釣合試験時には、スピンドルと軸部材との連結を解除し、スピンドルを片端で（サスペンションのみで）支持する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成では、スピンドルと軸部材とを直列に連結した状態で回転させるため、軸部材とスピンドルがどの方向に傾くかが制御できない。そのため、スピンドルに回転ぶれが生じて、試験精度が若干低下するという問題点がある。
【０００７】
上記の如き事情に鑑み、本発明は、スピンドルの回転ぶれを生じることなく、ユニフォーミティ試験時のスピンドルの加重を受ける構造を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するため、本発明によるユニフォーミティ試験装置における加重受け構造は、タイヤを取り付けた回転可能なスピンドルと、タイヤの外周に回転可能なドラムを押し当てるドラム機構とを備えたユニフォーミティ試験装置において、スピンドルの他端部の外周部に、摺接部材を、ドラムの押し当てに伴う加重を受ける方向に押し当てるよう構成したものである。
【０００９】
このように構成すれば、スピンドルに対する摺接部材の押し当て方向は一定なので、スピンドルが傾いたとしても、傾きの方向は常に一定であり、回転ぶれを招く恐れがない。従って、スピンドルの回転に影響を与えることなく、スピンドルにかかる負荷を受けることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、ユニフォーミティ試験と動釣合試験の両方を行うことができる試験装置１の主要部を示す図である。タイヤＴを保持して回転するスピンドル１００は、スピンドル軸１２０とブラケット１５０及び中空シャフト１７０を直列且つ同軸上に組み合わせたものである。スピンドル軸１２０は、スピンドルハウジング１１０により（ベアリング１１２を介して）回転可能に支持されている。又、スピンドルハウジング１１０は、後述のサスペンション５００（図７）により支持されている。
【００１１】
スピンドル１００には、一本のロックシャフト３００が（スピンドル上端から）軸方向に挿入される。タイヤＴを上下から挟み込む一対のリム２０，１０のうち、下側のリム（下リム）１０はスピンドル１００の上端に固定されており、上側のリム（上リム）２０はロックシャフト３００の上端に固定されている。即ち、ロックシャフト３００をスピンドル１００に挿入すると、上下のリム２０，１０の間でタイヤＴが保持される。
【００１２】
ロックシャフト３００の下端部の外周面には、複数段のロック溝３０２が形成されている。スピンドル１００のブラケット１５０には、エアシリンダ１６５により駆動されるロック部材１６０が設けられている。ロック部材１６０がロック溝３０２に係合することによって、ロックシャフト３００がスピンドル１００内でロックされる。尚、ロックシャフト３００をロックするための構成は、特願平１０−３９６３２号に記載されているため、説明を省略する。
【００１３】
スピンドル１００の下端にはプーリ１４０が取り付けられている。プーリ１４０は、無端ベルト１４２を介してモータ１３０（図６）に連結されている。プーリ１４０が回転すると、タイヤＴを保持したスピンドル１００が回転する。尚、上下リム２０，１０の間で保持されたタイヤＴには、スピンドル１００内に設けられたエア通路（１７２等）を経由して、エアがインフレートされる。
【００１４】
スピンドル１００に取り付けられたタイヤＴには、図中右側から、回転可能なドラム３０が押し当てられる。回転ドラム３０を押し当てた状態でスピンドル１００を回転させ、回転ドラム３０がタイヤＴから受ける反力を測定することにより、タイヤＴのユニフォーミティが検出される。回転ドラム３０をタイヤＴに押し当てるための構成及び反力を検知するための構成については後述する。
【００１５】
次に、スピンドル１００にかかる負荷を受ける加重受け機構４００について説明する。図２及び図３は、加重受け機構４００を示す上面図及び側面図である。尚、図２及び図３において、回転ドラム３０の押し当て方向を矢印Ｄで示す。加重受け機構４００は、スピンドル１００の上方に設けられた昇降台６０に取り付けられており、ロックシャフト３００の上端部３０４に、図中左側から一対のリング部材４０１を押し当てるよう構成されている。
【００１６】
一対のリング部材４０１は共通の可動ハウジング４１０によって回転可能に保持されている。図３に示すように、リング部材４０１は、可動ハウジング４１０に固定された支軸４０２の周囲に設けられたラジアルボールベアリングの外輪である。
【００１７】
又、可動ハウジング４１０は、固定ハウジング４２０によって、ロックシャフト３００の上端部３０４に対して近接／離間する方向に移動可能（即ち、Ｄ方向に移動可能）に支持されている。可動ハウジング４１０がロックシャフト上端部３０４に近接すると、リング部材４０１はロックシャフト上端部３０４の外周に当接する。この状態でリング部材４０１の回転中心とスピンドル１００の回転中心（図中Ｏで示す）を結ぶと正三角形になる。
【００１８】
可動ハウジング４１０をロックシャフト上端部３０４に対して近接／離間する方向に案内するため、固定ハウジング４２０には当該方向に平行な２つの案内孔４２２が形成されている。この案内孔４２２には、可動ハウジング４２０に設けられた２つの案内軸４１４が摺動可能に係合している。
【００１９】
可動ハウジング４１０を駆動するためのエアシリンダ４５０は、固定ハウジング４２０の左端に取り付けられている。エアシリンダ４５０は、そのプランジャ４５２の駆動方向が上記Ｄ方向と直交するように取り付けられている。エアシリンダ４５０のプランジャ４５２の先端には、プッシャー４５４が取り付けられている。プッシャー４５４の図中右端面には、プランジャ４５２の駆動方向に対して数度のテーパ角を有するテーパ面４５６が形成されている。
【００２０】
プッシャー４５４の移動を可動ハウジング４１０に伝達するため、固定ハウジング４２０にはＤ方向に延びる孔４２５が形成されている。孔４２５には、可動ハウジング４１０に取り付けられたロッド４１２と、当該ロッド４１２と一体に構成されたブロック４３０が配置されている。ブロック４３０の図中左側の端面が、プッシャー４５４のテーパ面４５６に摺接している。
【００２１】
エアシリンダ４５０が作動してプッシャー４５４が図中上方に移動すると、テーパ面４５６に付勢されてブロック４３０（及び駆動ロッド４１２）が図中右方に移動する。これにより、可動ハウジング４１０がロックシャフト上端部３０４に向けて移動し、２つのリング部材４０１がロックシャフト上端部３０４に当接する。
【００２２】
一方、プッシャー４５４が図中下方に移動すると、テーパ面４５６がブロック４３０から離れる。ブロック４３０はコイルバネ４２８によって図中左方向に付勢されているので、ブロック４３０と駆動ロッド４１２は中央孔４２５の内部に退却する。これにより、可動ハウジング４１０がロックシャフト上端部３０４から離れる方向に移動し、２つのリング部材４０１がロックシャフト上端部３０４から離れる。
【００２３】
このように構成されているため、図１に示すように、回転ドラム３０によってタイヤＴとスピンドル１００に加えられる加重を、加重受け機構４００（と後述のサスペンション５００）で受けることができる。
【００２４】
製造誤差などでスピンドル１００が傾く余地があったとしても、加重受け機構４００がスピンドル１００を付勢する方向は常に一定なので、スピンドル１００が傾く方向は常に一定になる。例えば、図１の例では、スピンドル１００は右側に傾く。従って、（スピンドルがどの方向に傾くか分からない場合と違い）スピンドル１００の回転ぶれが生ずることがない。
【００２５】
次に、ロックシャフト３００を引き抜くための構成について説明する。図１に示すように、ロックシャフト上端部３０４には、フランジ部３０６が形成されている。昇降台６０には、このフランジ部３０６を把持する把持ユニット６００が設けられている。
【００２６】
図４は、把持ユニット６００の、図１の矢印Ｄ方向から見た拡大図である。又、図５は、把持ユニット６００の、図１と同じ方向から見た拡大図である。図４に示すように、把持ユニット６００は、フランジ部３０６を左右から挟み込む一対のコの字フック６０２を有している。コの字フック６０２は夫々キャリッジ６０４に固定されており、このキャリッジ６０４は、水平支持板６１０の下面に設けられたガイドレール６１２に沿って左右に移動可能に支持されている。又、キャリッジ６０４は、ガイドレール６１２の両側に設けられた一対のエアシリンダ６０６によって駆動される。
【００２７】
ユニフォーミティ試験や動釣合試験が行われている時には、図４に示すように、フック６０２がフランジ部３０６から離れている。試験終了後、タイヤＴを取り外す際には、２つのエアシリンダ６０６を作動して、２つのコの字フック６０２でフランジ部３０６を左右から挟み込む。その状態で、昇降台６０が上昇すると、ロックシャフト３００がスピンドル１００から引き抜かれる。ロックシャフト３００がスピンドル１００から引き抜かれると、上下リム２０，１０からタイヤＴを外し、次のタイヤを装着することができる。
【００２８】
尚、把持ユニット６０には、ロックシャフト３００の回転を検知するための近接センサ６０８が設けられている。この近接センサ６０８は、フランジ部３０６の外周面に相対しており、フランジ部３０６に設けられた一つのマークを検知するものである。タイヤＴの装着の際には、上下リム２０，１０の相対角度が僅かにずれる可能性があり、タイヤＴの装着を繰り返すと、ずれが累積される可能性がある。そこで、近接センサ６０８により検知された上リム２０の回転角度と、モータ１３０（図６）に内蔵されたエンコーダにより検知されたスピンドル１００の回転角度（即ち下リム１０の回転角度）に２度以上のずれがあった場合には、次のタイヤを装着する前にスピンドル１００を上記ずれ分だけ回動させ、上下リム２０，１０の位置を合わせる。尚、上下リムの位置ずれが２度程度あっても、試験結果に影響は出ないことが分かっている。
【００２９】
最後に、試験装置の全体構成について説明する。図６は、試験装置の全体構成を示す正面図である。試験装置１の装置フレームは、ベース５０と、ベース５０から鉛直方向に延びる支柱５２と、支柱５２に支えられた天板５４からなっている。そして、スピンドル１００の下部を支持する前述のサスペンション５００はベース５０に設けられている。
【００３０】
又、天板５４には、加重受け機構４００及び把持ユニット３００を支持する昇降台６０が、昇降案内部材６１により上下に移動可能に支持されている。又、昇降案内部材６１の頂部には、昇降台６０を駆動する昇降シリンダ６５が設けられている。
【００３１】
スピンドル１００の側方（図中右側）には、上述の回転ドラム３０が設けられている。回転ドラム３０は、ベース５０上に敷設されたレール３１に沿って摺動可能なスライドハウジング３２に設けられている。回転ドラム３０の外周をタイヤＴの周面に押し当てる際には、ラックピニオン機構３５（ピニオン３６・ラック３８）によりスライドハウジング３２を駆動する。又、回転ドラム３０の回転軸には、回転ドラム３０がタイヤＴから受ける反力（半径方向及びスラスト方向）を検出するロードセル３３が取り付けられている。
【００３２】
図７は、図１のＡ−Ａ’断面図である。スピンドルハウジング１１０は、棒部材１０４によってベース５０から鉛直に吊り下げらている。又、スピンドルハウジング１１０とベース５０の間には水平に延びる棒バネ１０２が設けられている。棒バネ１０２は図中Ｗで示す撓み方向に弾性変形可能であり、スピンドルハウジング１１０はスピンドル軸に直交する面内における一方向（Ｘとする）に振動することができる。スピンドル１００のＸ方向における振動は、ベース５０とスピンドル１１０の間に（一対の取付バー１８０，１８２を介して）取り付けられたロードセル１８５によって検出される。
【００３３】
ベース５０には、振動規制シリンダ１９０により駆動される押圧部材１９２が設けられており、スピンドルハウジング１１０には（押圧部材１９２を受ける）凹部１９４が形成されている。振動規制シリンダ１９０によって押圧部材１９２が凹部１９４に押圧されている際には、スピンドルハウジング１１０の振動は抑えられている。一方、振動規制シリンダ１９０による押圧が解除されている時には、スピンドルハウジング１１０はＸ方向に振動することができる。
【００３４】
ユニフォーミティ試験時には、図７のサスペンション５００の振動規制シリンダ１９０を作動して、スピンドルハウジング１１０が振動しないようにする。そして、図１の加重受け機構４００の２つのリング部材４０１をロックシャフト上端部３０４に押し当てると共に、図６のスライドハウジング３２を図中左方向に移動して回転ドラム３０をタイヤＴに押し当てる。この状態で、スピンドル１００を回転させ、ロードセル３３により負荷変動を検知する。試験装置１は、ユニフォーミティ試験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でタイヤの切削を行う。尚、ユニフォーミティ試験方法の詳細は公知なので説明を省略する。
【００３５】
動釣合試験時には、サスペンション５００の振動規制シリンダ１９０による押圧を解除して、スピンドルハウジング１１０が振動できるようにする。そして、加重受け機構４００のリング部材４０１をタイヤＴから離すとと共に、スライドハウジング３２を図中右方向に移動して回転ドラム３０をタイヤＴから離す。この状態で、スピンドル１００を回転させ、ロードセル１８５により振動を検出する。試験装置１は、動釣合試験結果に基づいてタイヤＴのどの部分を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で当該箇所にマーキングする。尚、動釣合試験方法の詳細は公知なので説明を省略する。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のユニフォーミティ試験置における加重受け構造によると、タイヤ及びスピンドルに加えられる加重を摺動部材で受けることができる。摺動部材の当接方向は常に一定なので、仮にスピンドルが傾いたとしても、スピンドルが傾く方向は常に一定になる。従って、（スピンドルがどの方向に傾くか分からない場合と違い）スピンドルの回転ぶれが生ずることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１の試験装置の要部を拡大して示す図である。
【図２】実施形態の加重受け機構を示す図である。
【図３】図２の加重受け機構を示す図である。
【図４】ロックシャフトの把持部を拡大して示す図である。
【図５】ロックシャフトの把持部を拡大して示す図である。
【図６】実施形態の試験装置の正面図である。
【図７】サスペンション部分を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 試験装置
６０ 把持ユニット
１００ スピンドル
３００ ロックシャフト
４００ 加重受け機構
４０１ リング部材
４１０ 可動ハウジング
４２０ 固定ハウジング

Claims (7)

1. タイヤを保持して回転するスピンドルと、前記タイヤの外周に回転可能なドラムを押し当てるドラム機構と、を備えたユニフォーミティ試験装置において、該ドラムの押し当てに伴ってスピンドルに加わる加重を受ける加重受け構造であって、
   前記スピンドルの長手方向一端部の外周近傍に設けられ、スピンドルの回転を妨げることなくスピンドルの長手方向一端部の外周に摺接する摺接部材と、
   前記ドラムの押し当てに伴って前記スピンドルに加わる加重の方向と逆方向に前記摺接部材を移動させて、該逆方向に該摺接部材を該スピンドルに押し当てる移動手段と
   を有する、ユニフォーミティ試験装置における加重受け構造。
2. 前記摺接部材を前記スピンドルから離間させることによって、前記スピンドルを振動可能にし、
   前記ドラムを前記タイヤから離間させた状態で前記スピンドルを回転させ、前記スピンドルの振動を測定する動釣合試験装置を行うこともできるよう構成された、請求項１に記載のユニフォーミティ試験装置における加重受け構造。
3. 前記摺接部材は回転可能なリング部材であること、を特徴とする請求項２に記載のユニフォーミティ試験装置における加重受け構造。
4. 前記リング部材は、前記ドラムの押し当て方向に対して対称な位置に２つ設けられていること、を特徴とする請求項３に記載のユニフォーミティ試験装置における加重受け構造。
5. 前記２つのリング部材の回転中心と前記スピンドルの回転中心を結ぶと、略正三角形になること、を特徴とする請求項４に記載のユニフォーミティ試験装置における加重受け構造。
6. 前記リング部材はラジアルベアリングの外輪であること、を特徴とする請求項３から５のいずれかに記載のユニフォーミティ試験装置における加重受け構造。
7. 前記移動手段が、エアシリンダによって前記スピンドルに加わる加重の方向と逆方向に前記摺接部材を移動させること、を特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のユニフォーミティ試験装置における加重受け構造。

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