JP5997107B2

JP5997107B2 - タイヤ試験機

Info

Publication number: JP5997107B2
Application number: JP2013128108A
Authority: JP
Inventors: 武彦若園
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2033-06-19
Also published as: EP2816338B1; TW201512639A; EP2816338A1; CN104236930A; CN104236930B; KR101667846B1; TWI491864B; JP2015004513A; KR20140147703A; US9322745B2; US20140373613A1

Description

本発明は、タイヤの試験を行うためのタイヤ試験機及びタイヤ試験方法に関する。

自動車等に装着されるタイヤは、ゴムや化学繊維、スチールコードなど各種材料を積層して作られているため、周方向で弾性率や寸法形状に不均一な部分が生じる場合がある。タイヤのこのような不均一な部分は高速回転時に路面より周期的に変動する成分の反力が発生し、振動を生じさせて走行性能を低下させる要因となる。これらのタイヤの不均一性を総称してタイヤのユニフォミティという。このため、タイヤは、そのユニフォミティ試験を行うべく、加硫成形後にタイヤ試験機により周方向の均一性を検査されている。このタイヤ試験機は、タイヤ内周のビード部をリム部材に嵌め込んで、回転するスピンドルに取り付け、タイヤに所定の内圧を付与したのち、タイヤの外周をドラム（路面代用部材）に押圧しながら回転駆動して、試験を行う。

そして、タイヤ試験機では、試験するタイヤをスピンドルの中心位置に送り込むタイヤ試験機用コンベアでは、複数のコンベアが接続されており、複数のコンベアにて、タイヤを倒伏状態でスピンドルの中心位置に送り込むようにしている。尚、スピンドルを横向きとして、タイヤを起立状態で取り付けるようにしたタイヤ試験機もある。

従来から、タイヤ試験機では、タイヤをチャッキングした後、まずタイヤの回転数を規定回転数（ユニフォミティ試験の場合、６０ｒｐｍ）まで加速して、タイヤを回転させてから、規定回転数で回転するタイヤにドラムを接触させて、タイヤの試験を行っている。しかしながら、回転しているタイヤにドラムを接触させて、タイヤの回転によりドラムが回されるため、ドラムの回転初期では、タイヤとドラムがスリップし、タイヤ表面がドラム表面によって削られて、ドラム表面がタイヤゴムによって早期に汚染されるという問題があった。

そこで、ドラムの早期汚染を防止する為に、特許文献１で開示されたタイヤ試験機では、タイヤをチャッキングした後、静止しているタイヤにドラムを接触させてから、タイヤを試験の規定回転数まで加速回転させて、タイヤの試験を行っている。

米国特許第６０１６６９５号明細書

しかしながら、引用文献１に記載されたタイヤ試験機では、静止しているタイヤにドラムが接触した状態でタイヤの回転数を規定回転数まで加速して、タイヤを回転させる際に、急に加速させると、ドラムの接触するタイヤ表面が削られてフラットスポットが発生し、タイヤの品質が低下してしまうとともに、試験の精度よく行うことができないという問題がある。一方、静止しているタイヤにドラムが接触した状態でタイヤを規定回転数まで回転させる際に、タイヤの回転数を規定回転数まで加速させるのに要するウォームアップ時間が長くなり、試験に関するサイクルタイムが長くなるという問題が生じる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、タイヤの試験を行う際に、タイヤとドラムのスリップ及びタイヤのフラットスポット発生を防止するとともに、試験のサイクルタイムを短縮することができるタイヤ試験機及びタイヤ試験方法を提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係るタイヤ試験方法は、タイヤを挟持及び解放可能に設けられる一対のスピンドルと、前記一対のスピンドルに備えられて前記一対のスピンドルに挟持されたタイヤを回転させる回転機構と、前記一対のスピンドルに挟持されたタイヤに対して接近及び離間する方向に移動させる移動機構を備えてタイヤに押し付けられてタイヤと共に回転しながらタイヤに負荷を与えるドラムと、を備えるタイヤ試験機におけるタイヤ試験方法であって、前記一対のスピンドルでタイヤを挟持させるタイヤ挟持工程と、前記一対のスピンドルで挟持されたタイヤを規定回転数未満の所定の回転数で回転させるように前記回転機構を駆動させるタイヤ所定回転工程と、前記所定の回転数で回転するタイヤに接触するまで前記移動機構で前記ドラムを移動させるドラム接触工程と、前記ドラムと前記タイヤとを接触させた後に、前記一対のスピンドルで挟持されたタイヤの回転を前記所定の回転数から前記規定回転数まで増速させるタイヤ規定回転工程と、前記規定回転数で回転するタイヤを試験するタイヤ試験工程と、を備えることを特徴とする。

本発明に係るタイヤ試験機は、タイヤを挟持及び解放可能に設けられる一対のスピンドルと、前記一対のスピンドルに備えられて前記一対のスピンドルに挟持されたタイヤを回転させる回転機構と、前記一対のスピンドルに挟持されたタイヤに対して接近及び離間する方向に移動させる移動機構を備えてタイヤに押し付けられてタイヤと共に回転しながらタイヤに負荷を与えるドラムと、前記一対のスピンドルでタイヤを挟持させ、前記一対のスピンドルで挟持されたタイヤを規定回転数未満の所定の回転数で回転させるように前記回転機構を駆動させ、前記所定の回転数で回転するタイヤに接触するまで前記移動機構で前記ドラムを移動させ、前記ドラムと前記タイヤとを接触させた後に、前記一対のスピンドルで挟持されたタイヤの回転を前記所定の回転数から前記規定回転数まで増速させ、その後に前記規定回転数で回転するタイヤを試験する制御機構と、を備えることを特徴とする。

これによると、タイヤ表面にドラムが押し付けられるまでに、タイヤがすでに所定の回転数で回転を始めているため、タイヤ表面にドラムを押し付けてもフラットスポットが発生しにくく、また、規定回転数よりも低い回転数で回転しているタイヤにドラムを接触させるため、ドラムの回転初期において、タイヤとドラム間のスリップが発生しにくいため、ドラム表面がタイヤゴムで汚染されにくい。更に、タイヤをドラムと接触させる際の回転数まで回転させるために要するウォームアップの時間が短くなり（規定回転数までが所定の回転数までで済む）、試験のサイクルタイムの短縮を図ることができる。
尚、ユニフォミティ試験の場合、規定回転数は６０ｒｐｍであり、所定の回転数は、１０ｒｐｍから６０ｒｐｍの間（特に、１０ｒｐｍ〜３０ｒｐｍ）の回転数であることが好ましい。

ここで、本発明に係るタイヤ試験方法は、前記タイヤ規定回転工程において、前記一対のスピンドルで挟持されたタイヤの回転を前記所定の回転数から前記規定回転数まで増速させるまでの間に、前記ドラムの前記タイヤに対する荷重を所定の荷重まで増加させて良い。

また、本発明に係るタイヤ試験機は、前記制御機構が、前記一対のスピンドルで挟持されたタイヤの回転を前記所定の回転数から前記規定回転数まで増速させるまでの間に、前記ドラムの前記タイヤに対する荷重を所定の荷重まで増加させて良い。

これによると、タイヤとドラムが接触したら、すぐにタイヤの回転数を所定の回転数から規定回転数まで増速すると共に、タイヤの回転数が所定の回転数から規定回転数に達する時間を利用してドラムのタイヤに対する荷重（ドラム荷重）をテスト荷重である所定の荷重まで上げることにより、タイヤの回転数を増速する時間を有効に利用して、ドラム荷重をテスト荷重まで高めることができ、試験のサイクルタイムの短縮につながる。

本発明のタイヤ試験方法及びタイヤ試験機は、タイヤの試験を行う際に、タイヤとドラムのスリップ及びタイヤのフラットスポット発生を防止するとともに、試験のサイクルタイムを短縮することができる。

本実施形態に係るタイヤ試験機を示す側面図である。本実施形態に係るタイヤ試験機の円形ディスクを示す平面図である。本実施形態に係るタイヤ試験機を含むタイヤ試験装置の全体を示す平面図である。本実施形態に係るタイヤ試験機の下スピンドルを示す側面図である。本実施形態に係るタイヤ試験機の制御機構を示すブロック図である。本実施形態に係るタイヤ試験方法の処理の手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るタイヤ試験機用コンベアを実施するための形態について、具体的な一例に即して説明する。

尚、以下に説明するものは、例示したものにすぎず、本発明に係るタイヤ試験方法及びタイヤ試験機の適用限界を示すものではない。すなわち、本発明に係るタイヤ試験方法及びタイヤ試験機は、下記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいてさまざまな変更が可能なものである。

（タイヤ試験装置の構成）
まず、図３を参照し、本実施形態に係るタイヤ試験機１００を含むタイヤ試験装置１０１の全体構成について説明する。

タイヤ試験装置１０１は、タイヤ試験機１００に加え、入口コンベア３５、センターコンベア２８、および出口コンベア３４を有する。各コンベア３５，２８，３４は、試験対象となるタイヤ１０を搬送方向Ｄに搬送するように配置されている。

（タイヤ試験機の構成）
次に、図１，２，４を参照し、タイヤ試験機１００の構成について説明する。

図１に示したように、タイヤ試験機１００は、下フレーム１、下フレーム１上に取り付けられた一対の鉛直フレーム３ａ，３ｂ、鉛直フレーム３ａ，３ｂに取り付けられたスライドガイド部としてのリニアガイド４０ａ，４０ｂ、リニアガイド４０ａ，４０ｂ間に架け渡された可動ビーム４、下フレーム１に取り付けられた固定側チャックとしての下チャック２、および、可動ビーム４に取り付けられた移動側チャックとしての上チャック５を有する。

下フレーム１は、例えば鋼板の溶接はり合わせ構造や、Ｈ型、Ｉ型等の鋼材からなり、水平方向に延在している。

鉛直フレーム３ａ，３ｂは、例えば鋼板の溶接はり合わせ構造や、角型鋼管からなり、下フレーム１の上面にボルト・ナット等を介して固定されている。鉛直フレーム３ａ，３ｂは、それぞれ下フレーム１の両端部に固定されており、下フレーム１から鉛直方向上方に向けて延在させられている。また、鉛直フレーム３ａ，３ｂにおける互いに対向する側面には、それぞれリニアガイド４０ａ，４０ｂが取り付けられている。鉛直フレーム３ａ，３ｂには、それぞれボールねじ７ａ，７ｂ（ねじ軸）が取り付けられている。ボールねじ７ａ，７ｂは、鉛直フレーム３ａ，３ｂそれぞれの内部空間内において、鉛直方向に延在させられている。

可動ビーム４は、例えば鋼板の溶接はり合わせ構造や、Ｈ型、Ｉ型等の鋼材からなり、その両端がボールねじ７ａ，７ｂそれぞれのナット部分と接続されている。可動ビーム４は、ボールねじ７ａ，７ｂおよびリニアガイド４０ａ，４０ｂを介して一対の鉛直フレーム３ａ，３ｂに支持されている。また、可動ビーム４は、リニアガイド４０ａ，４０ｂにガイドされつつボールねじ７ａ，７ｂの回転により上昇または下降する。可動ビーム４の鉛直方向位置は、いずれか一方の鉛直フレーム３ａ，３ｂ（本実施形態では鉛直フレーム３ｂ）に設けられた直線センサ（リニアセンサ）８により検出される。

ボールねじ７ａ，７ｂの下端には、それぞれ、モータ４１ａ，４１ｂが直接連結されている。これらのモータ４１ａ，４１ｂによりボールねじ７ａ，７ｂは回転させられる。なお、モータ４１ａ，４１ｂは同期駆動される。

ボールねじ７ａ，７ｂの、モータ４１ａ，４１ｂと可動ビーム４との間の部分には、それぞれ、図２に示す円盤に多数の穴１４が穿孔された円形ディスク１３ａ，１３ｂが設けられている。円形ディスク１３ａ，１３ｂは、それぞれ、ボールねじ７ａ，７ｂの、モータ４１ａ，４１ｂと可動ビーム４との間の部分に固定されている。円形ディスク１３ａ，１３ｂの中心とボールねじ７ａ，７ｂの軸心とは一致させられている。

円形ディスク１３ａ，１３ｂそれぞれの穴１４にエアシリンダ４４ａ，４４ｂで駆動されるピンを挿入し、円形ディスク１３ａ，１３ｂそれぞれが固定され、これによってボールねじ７ａ，７ｂの回転を停止させる。これにより、円形ディスク１３ａ，１３ｂ及びそれぞれの穴１４と、エアシリンダ４４ａ，４４ｂ及びエアシリンダ４４ａ，４４ｂで駆動されるピンは、可動ビーム停止機構として機能する。そして、下チャック２と上チャック５との間に挟持されたタイヤ１０の内部空間に空気またはガス（窒素ガスなど）が供給された際に、可動ビーム４を上昇不能に固定する。これにより、上チャック５は可動ビーム４を介して下チャック２に対して上昇不能に固定される。

なお、図２に示す円形ディスク１３ａ，１３ｂそれぞれの穴１４の個数、各部寸法、配置（円形ディスク１３ａ，１３ｂの中心からの距離など）は、ボールねじ７ａ，７ｂのピッチなどに基づいて決定され、本実施形態のものに限られることはない。また、「長孔」ではなく、真円の孔であってもよい。

エアシリンダ４４ａ，４４ｂは、それぞれ、シリンダ本体と断面形状が円形のピンとから構成されている。エアシリンダ４４ａ，４４ｂを構成するそれぞれのピンは、シリンダ本体に給排される空気の圧により、シリンダ本体から進退するようになっている。なお、エアシリンダ４４ａ，４４ｂを構成するシリンダ本体は、それぞれ、鉛直フレーム３ａ，３ｂなどの静止物（固定物）に固定される。

なお、エアシリンダ４４ａ，４４ｂに換えて、油圧シリンダなどを用いてもよいし、さらには、作業員が手動で円形ディスク１３ａ，１３ｂそれぞれの穴１４にエアシリンダ４４ａ，４４ｂで駆動されるピンを挿入してもよい。

上チャック５は、可動ビーム４の長手方向中央であってその下面から下方に延在するように可動ビーム４に取り付けられている。

上チャック５は、可動ビーム４に固定された外側ハウジング２３と、外側ハウジング２３内に配置された回転可能な上スピンドル２４と、上スピンドル２４の下端部の外周側に固定された上リム３０と上スピンドル２４の下端部の中央側に形成された鉛直下方に向かって拡がりつつ開口するメス状テーパ部２７とを有する。

このメス状テーパ部２７に、下チャック２の後述するプランジャ２０の上端部に形成されるオス状テーパ２１が挿入されて係合する。上スピンドル２４の下端部のメス状テーパ部２７、すなわち、上スピンドル２４の下端部の内側面は、プランジャ２０の上端部と同じ角度で鉛直方向に対して傾斜した傾斜面とされている。

上リム３０は、上スピンドル２４の下端部を囲むように配置されており、上スピンドル２４とともに鉛直方向に沿った軸を中心として回転可能である。

また、上スピンドル２４の内部には、鉛直方向に沿って、上端から下端まで空気が通る穴である空気供給通路２５ａが設けられている。空気供給通路２５ａは、可動ビーム４の上端に配置されたロータリージョイント２６に接続されている。

下チャック２は、下フレーム１の長手方向中央であってその上面から上方に延在するように下フレーム１に取り付けられている。

下チャック２は、下フレーム１に固定された外側ハウジング１８と、外側ハウジング１８内に配置された回転可能な下スピンドル１９と、下スピンドル１９内に配置された伸縮可能なプランジャ２０と、下スピンドル１９の上端部に固定された下リム２９とを有する。

下スピンドル１９は、図３に示すモータ（回転機構）３１と接続されている。そして、モータ３１の駆動により、下スピンドル１９は、鉛直方向に沿った軸を中心として回転する。ここで、下スピンドル１９の回転数は、モータ３１が備える駆動機構により制御される。プランジャ２０は、下スピンドル１９とともに鉛直方向に沿った軸を中心として回転可能であるとともに、下スピンドル１９が鉛直方向に伸縮不能であるのに対し、エアシリンダ２２ａ，２２ｂの駆動により鉛直方向に伸縮（下スピンドル１９に対して相対移動する）可能である。

プランジャ２０は、棒形状部材であり、その上端部は、先端に向かうにつれて狭くなるように外側面が鉛直方向に対して傾斜した傾斜面を有するテーパ形状の凸部（オス状テーパ）２１が形成される。下リム２９は、下スピンドル１９の上端部を囲むように配置されており、下スピンドル１９とともに鉛直方向に沿った軸を中心として回転可能である。

プランジャ２０のガイド部材２０ａには、図４に示すリニアセンサ（直線センサ）３６が取り付けられている。ガイド部材２０ａはプランジャ２０に固定されており、プランジャ２０と一緒に動く。このリニアセンサ３６は、上チャック５（上リム３０）の下チャック２（下リム２９）に対する位置（鉛直方向位置）を検出するためのセンサであり、デジタル式の直線センサとされている。デジタル式の直線センサは分解能が高いので、デジタル式の直線センサを用いることで、上チャック５（上リム３０）の下チャック２（下リム２９）に対する位置を精度良く検出することができる。このプランジャ２０の延伸量によって上チャック５の下チャック２に対する位置決めが行われ、またその決められた位置にて円形ディスク１３ａ，１３ｂの穴にピンが挿入される。

なお、リニアセンサ３６は、デジタル式である必要はなく、アナログ式のリニアセンサを用いてもよい。また、リニアセンサ３６はプランジャ２８自体に取り付けられているが、エアシリンダ２２ａ，２２ｂに内蔵されたデジタル式またはアナログ式のリニアセンサであってもよい。また、プランジャ２０の両ストローク端を検出するために、両ストローク端にリミットスイッチを取り付けても良い。

プランジャ２０の上端部の内部には空気供給通路２５ｂが設けられている。この空気供給通路２５ｂは、上スピンドル２４に設けられた空気供給通路２５ａとタイヤ１０の内部空間とを連通させる通路である。

上チャック５および下チャック２は、下フレーム１の長手方向中央において、互いに鉛直方向に対向する位置に配置されている。すなわち、下チャック２の下スピンドル１９、プランジャ２０、および下リム２９の回転軸は、上チャック５の上スピンドル２４、および上リム３０の回転軸と一致している。

更に、下スピンドル１９には、後述するドラム５０によるタイヤ１０の押し付け荷重を検出する図示しないロードセル３７（図５参照）が配置されている。

（タイヤ試験機のドラムの構成）
次に、図３を参照し、タイヤ試験機１００のドラム５０の構成について説明する。

ドラム５０は、扁平な円柱状でかつ中心に回転軸を備え、支持枠５２に鉛直方向を中心に回転可能に軸支されている。ドラム５０の回転軸の下端には、ドラム５０を回転させるための図示しないモータが連結されることも可能である。

支持枠５２には、移動機構５１が備えられる。移動機構５１は、支持枠５２を介してドラム５０を搬送方向Ｄとほぼ直交する方向に沿って水平方向に移動させるものであり、ドラム５０及び支持枠５２を一体に水平方向、すなわち下チャック２の下スピンドル１９と上チャック５の上スピンドル２４との間に挟持されたタイヤ１０に対して接近及び離反する方向に移動させることができる。移動機構は、送り部分をボールねじ、エアシリンダ、ガイド部分のころ入りのリニアレールウェイ、機械加工面どうしを合わせたレール等で構成することができる。

（タイヤ試験機の制御機構の構成）
次に、図５を参照し、タイヤ試験機１００の制御機構６０の構成について説明する。

制御機構６０は、パーソナルコンピュータ等を含めたコントローラにより構成されて、モータ３１、移動機構５１、リニアセンサ３６が接続されている。制御機構６０は、リニアセンサ３６により下スピンドル１９と上スピンドル２４とでタイヤ１０を挟持したことを検知すると共に、ロードセル３７によりドラム５０とタイヤ１０とが接触したことを検知する。また、制御機構６０は、モータ３１により下スピンドル１９と上スピンドル２４とで挟持したタイヤ１０を回転させると共に、移動機構５１によりドラム５０を移動させる。

より詳細には、制御機構６０は、下スピンドル１９と上スピンドル２４とでタイヤ１０を挟持したことをリニアセンサ３６が検知すると、下スピンドル１９と上スピンドル２４と挟持されたタイヤ１０を規定回転数未満の所定の回転数で回転させるようにモータ３１を駆動させる。また、制御機構６０は、所定の回転数で回転するタイヤに接触したことをロードセル３７が検知するまで、移動機構５１でドラム５０を移動させるように指示する。そして、制御機構６０は、ドラム５０とタイヤ１０とが接触したことをロードセル３７が検知すると、下スピンドル１９と上スピンドル２４とで挟持されたタイヤ１０の回転を所定の回転数から規定回転数まで増速させるようにモータ３１を駆動させる。

尚、制御機構６０は、ドラム５０とタイヤ１０とが接触したことをロードセル３７が検知して、下スピンドル１９と上スピンドル２４とで挟持されたタイヤ１０の回転を所定の回転数から規定回転数まで増速させるようにモータ３１を駆動させると共に、ロードセル３７が検知するドラム５０のタイヤ１０に対する荷重がテスト荷重になるまで、移動機構５１でドラム５０を移動させるように指示する。

ここで、規定回転数は、ユニフォミティ試験の規定回転数の場合は６０ｒｐｍであり、所定の回転数は、６０ｒｐｍ未満であって、好ましくは１０〜３０ｒｐｍの低速であることが好ましい。所定の回転数を１０〜３０ｒｐｍとすることにより、１０ｒｐｍ未満の回転数で回転させている状態より、タイヤ１０の表面にドラム５０を押し付けてもフラットスポットが発生しにくくなるとともに、規定回転数である６０ｒｐｍに近い回転数で回転させている状態よりもドラム５０の回転初期において、タイヤ１０とドラム５０間のスリップが発生しにくくなる。

（タイヤ試験機でのタイヤ試験方法）
次に、上述したタイヤ試験機１００におけるタイヤ１０のタイヤ試験方法の処理の手順について図６に基づいて説明する。

まず、上述したタイヤ試験機１００において、タイヤ１０が上スピンドル２４及び下スピンドル１９により挟持される（Ｓ１：タイヤ挟持工程）。ここで、タイヤ挟持工程の詳細な処理の手順を説明する。

タイヤ１０は、図３に示す入口コンベア３５上に投入される。入口コンベア３５上で、揺動可能なアーム部材の先端に設けられた保持ローラをタイヤ１０の外周面に接触させて、タイヤ１０をその入口コンベア３５上の所定の位置に保持する。そして、保持ローラの回転に伴ってタイヤ１０はその位置で回転され、タイヤ１０のビード部に図示しないビードルブリ装置により潤滑剤が塗布される。その後、タイヤ１０は、入口コンベア３５からセンターコンベア２８上に送り出され、図１に示す下チャック２の下リム２９の上方（真上）に搬送される。

タイヤ１０が入口コンベア３５からセンターコンベア２８上の下リム２９の真上に送り出される間、可動ビーム４は、待機位置となる最上昇位置または上チャック５がタイヤ１０の幅に応じたタイヤ１０に干渉しない待機位置にて停止している。可動ビーム４の待機位置が、タイヤ１０の幅に応じて、上リム３０がタイヤ１０に干渉しない程度のできるだけ下方の位置に設定されることにより、上チャック５の待機位置から後述の試験位置に向けての下降にかかる時間を短縮することができる。

センターコンベア２８は、タイヤ１０を下リム２９の真上搬送した後、タイヤ１０を保持しつつ下降し、タイヤ１０を下リム２９上に載置する。可動ビーム４は、センターコンベア２８の下降開始とほぼ同時に、待機位置から下方への移動（下降）を開始する。可動ビーム４の下降はボールねじ７ａ，７ｂの回転に伴うものであり、直線センサ８によって可動ビーム４の位置が監視されつつモータ４１ａ，４１ｂの駆動が制御される。そして、プランジャ２０の上端部にあるオス状テーパ２１と上スピンドル４７の下端部にあるメス状テーパ２７と係合して試験位置（リム２９，３０の間隔がタイヤ１０に応じた規定のビード幅となる位置）に至ったことを直線センサ８が検出するまで、可動ビーム４を下降させて、タイヤ１０をした上チャック５と下チャック２との間にチャックする。

可動ビーム４を介した上チャック５の下降の開始とほぼ同時あるいは下降した後に、エアシリンダ２２ａ，２２ｂの駆動によって下チャック２のプランジャ２０が上方への延伸を開始する。そして、プランジャ３０の上端部にあるオス状テーパ２１が上スピンドル４７の下端部にあるメス状テーパ部２７に係合することで下チャック５の軸心と上チャック２の軸心とが一致する。プランジャ３０の延伸量はリニアセンサ３６により監視され、これによって上チャック５の下チャック２に対する位置が監視される。リニアセンサ３６により検出されたプランジャ３０の延伸量に基づいて、チャックされたタイヤ１０に適切なリム幅間隔に上チャック５が位置決めされる。ここで、リニアセンサ３６は、制御機構６０に対して、位置決めされたことを出力する。この時、可動ビーム停止機構により、エアシリンダ４４ａ，４４ｂにより円形ディスク１３ａ，１３ｂの穴１４にピンが挿入されて、ボールねじ７ａ，７ｂが固定され、上チャック５は可動ビーム４を介して上昇不能に固定される。これにより、タイヤ１０のインフレーション後の分離力を保持する。

上チャック５（上リム３０）が鉛直方向に関して下チャック２（下リム２９）に対して位置決めされたとき、上下チャック２，５間に挟持されたタイヤ１０の内部空間は封止されている。この状態で、ロータリージョイント２６につながる電磁弁（図示せず）が駆動され、空気供給通路２５ａおよび空気供給通路２５ｂを介してタイヤ１０の内部空間に圧縮空気が供給されて、タイヤ１０がインフレーションされる。そして、図示しないタイヤ内圧測定装置によりタイヤ１０の空気圧が所定の圧力となると、圧縮空気の供給が停止される。

次に、上述したタイヤ試験機１００において、タイヤ１０が所定の回転数で回転される（Ｓ２：タイヤ所定回転工程）。ここで、タイヤ所定回転工程の詳細な処理の手順を説明する。

制御機構６０は、下スピンドル１９と上スピンドル２４とでタイヤ１０を挟持したことをリニアセンサ３６が検知すると、下スピンドル１９と上スピンドル２４と挟持されたタイヤ１０を、上述した規定回転数未満の所定の回転数で回転させるように、図３に示すモータ３１の駆動を開始させる。モータ３１の駆動が開始されると、下スピンドル１９とともにプランジャ２０、下リム２９、上スピンドル２４、および上リム３０が同じ軸回りに回転することで、挟持されたタイヤ１０が回転する。

次に、上述したタイヤ試験機１００において、所定の回転数で回転するタイヤ１０に接触するまで移動機構５１でドラム５０を移動させる（Ｓ３：ドラム接触工程）。ここで、ドラム接触工程の詳細な処理の手順を説明する。

制御機構６０は、移動機構５１により、搬送方向Ｄとほぼ直交する方向に沿ってドラム５０を前進させ、所定の回転数で回転するタイヤ１０に接触したことをロードセル３７が検知するまで、ドラム５０を移動させる。

次に、上述したタイヤ試験機１００において、ドラム５０と所定の回転数で回転するタイヤ１０とを接触させた後に、タイヤ１０の回転を、所定の回転数から上述した規定回転数まで増速させる（Ｓ４：タイヤ規定回転工程）。ここで、タイヤ規定回転工程の詳細な処理の手順を説明する。

制御機構６０は、ドラム５０とタイヤ１０とが接触したことをロードセル３７が検知すると、下スピンドル１９と上スピンドル２４とで挟持されたタイヤ１０の回転を所定の回転数から規定回転数まで増速させるようにモータ３１を駆動させる。

この際、制御機構６０は、タイヤ１０の回転を所定の回転数から規定回転数まで増速させるようにモータ３１を駆動させると同時に、ロードセル３７が検知するドラム５０のタイヤ１０に対する荷重がテスト荷重になるまで、移動機構５１でドラム５０を移動させる。

次に、タイヤ１０が規定回転数で回転し、ドラム５０がタイヤ１０に対しテスト荷重をかけた状態でタイヤ１０の試験を行う（Ｓ５：タイヤ試験工程）。以下、タイヤ１０の試験が終わった後の工程について、詳細に説明する。

タイヤ１０の試験が終わると、上下スピンドル２４，１９はタイヤ１０をマーク位置に位置決めすべく、モータ３１の回転を継続させる。そして、タイヤ１０上でマークすべき位置がタイヤ１０の流れ下流方向に向いた時点で、モータ３１の回転を停止させて、上下スピンドル２４，１９を停止させる。このときタイヤ１０の試験が終わった直後から、移動機構５１によりタイヤ１０から、ドラム５０を離間させることができる。この場合はサイクルタイム短縮できる。あるいは、タイヤ１０をマーク位置に位置決めされてから、移動機構５１によりタイヤ１０からドラム５０を離間させることも可能である。この場合はドラム５０を確実に停止させて次のタイヤ試験に臨むことができる。あるいは、モータ３１の回転を減速させ始めてある回転数となった時点で、移動機構５１によりタイヤ１０からドラム５０を離間させることも可能である。この場合はサイクルタイムの短縮を図るとともに、ドラム５０の次のタイヤ試験までに停止させることが可能となる。

次に、タイヤ１０の内圧がロータリージョイント２６につながった電磁弁より解放される。エアシリンダ４４ａ，４４ｂを駆動させて円形ディスク１３ａ，１３ｂの穴１４からピンを抜くことにより、ボールねじ７ａ，７ｂのロックが解放される。これにより、可動ビーム４が上昇され、タイヤ１０がタイヤストリッパ３３と当接することにより、タイヤ１０が上リム３０から解放される。そして、可動ビーム４を介して上チャック５が上昇されると同時に、センターコンベア２８が上昇して、下リム２９からタイヤ１０を解放する。上下スピンドル１９，２４から解放されたタイヤ１０は、センターコンベア２８によって出口コンベア３４に移動し、ここで必要なマーキングがタイヤ１０に施される。

このように、本実施形態のタイヤ試験機及びタイヤ試験方法によると、タイヤ１０の表面にドラム５０が押し付けられるまでに、タイヤ１０がすでに所定の回転数で回転を始めているため、タイヤ１０の表面にドラム５０を押し付けてもフラットスポットが発生しにくく、また、規定回転数よりも低い回転数で回転しているタイヤ１０にドラム５０を接触させるため、ドラム５０の回転初期において、タイヤ１０とドラム５０間のスリップが発生しにくいため、ドラム５０の表面がタイヤゴムで汚染されにくい。更に、タイヤ１０をドラム５０と接触させる際の回転数まで回転させるために要するウォームアップの時間が短くなり（即ち、従来技術では、停止状態から規定回転数までがウォームアップの時間であるのに対して、本実施形態では、停止状態から規定回転数未満の所定の回転数までがウォームアップの時間となる。）、試験のサイクルタイムの短縮を図ることができる。

また、タイヤ１０とドラム５０が接触したら、すぐにタイヤ１０の回転数を所定の回転数（ユニフォミティ試験の場合、６０ｒｐｍ未満。特に、１０〜３０ｒｐｍが好ましい。）から規定回転数（ユニフォミティ試験の場合、６０ｒｐｍ）まで増速すると共に、タイヤ１０の回転数が所定の回転数から規定回転数に達する時間を利用してドラム５０のタイヤ１０に対する荷重（ドラム荷重）をテスト荷重まで上げることにより、タイヤ１０の回転数を増速する時間を有効に利用して、ドラム荷重をテスト荷重まで高めることができ、試験のサイクルタイムの短縮につながる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいてさまざまな変更が可能なものである。

例えば、上述したタイヤ試験機１００における制御装置６０及びタイヤ試験方法のタイヤ規定回工程Ｓ４において、制御機構６０は、タイヤ１０の回転を所定の回転数から規定回転数まで増速させるようにモータ３１を駆動させると同時に、ロードセル３７が検知するドラム５０のタイヤ１０に対する荷重がテスト荷重になるまで、移動機構５１でドラム５０を移動させているが、それに限らない。例えば、タイヤ規定回工程Ｓ４において、制御機構６０は、ロードセル３７がドラム５０とタイヤ１０との接触を検知すると、移動機構５１の移動を停止させてドラム５０とタイヤ１０とが接触した際の荷重を維持したまま、タイヤ１０の回転を所定の回転数から規定回転数まで増速させるようにモータ３１を駆動させる。その後、タイヤ１０の回転が規定回転数になった後に、ロードセル３７が検知するドラム５０のタイヤ１０に対する荷重がテスト荷重になるまで、移動機構５１でドラム５０を移動させてもよい。

１０タイヤ
１９下スピンドル
２４上スピンドル
２８センターコンベア
３１モータ（回転機構）
３６リニアセンサ
３７ロードセル
５０ドラム
５１移動機構
６０制御機構
１００タイヤ試験機

Claims

タイヤを挟持及び解放可能に設けられる一対のスピンドルと、前記一対のスピンドルに備えられて前記一対のスピンドルに挟持されたタイヤを回転させる回転機構と、前記一対のスピンドルに挟持されたタイヤに対して接近及び離間する方向に移動させる移動機構を備えてタイヤに押し付けられてタイヤと共に回転しながらタイヤに負荷を与えるドラムと、を備えるタイヤ試験機におけるタイヤ試験方法であって、
前記一対のスピンドルでタイヤを挟持させるタイヤ挟持工程と、
前記一対のスピンドルで挟持されたタイヤを規定回転数未満の所定の回転数で回転させるように前記回転機構を駆動させるタイヤ所定回転工程と、
前記所定の回転数で回転するタイヤに接触するまで前記移動機構で前記ドラムを移動させるドラム接触工程と、
前記ドラムと前記タイヤとを接触させた後に、前記一対のスピンドルで挟持されたタイヤの回転を前記所定の回転数から前記規定回転数まで増速させるタイヤ規定回転工程と、
前記規定回転数で回転するタイヤを試験するタイヤ試験工程と、
を備えることを特徴とするタイヤ試験方法。
前記タイヤ規定回転工程において、
前記一対のスピンドルで挟持されたタイヤの回転を前記所定の回転数から前記規定回転数まで増速させるまでの間に、前記ドラムの前記タイヤに対する荷重を所定の荷重まで増加させることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ試験方法。
タイヤを挟持及び解放可能に設けられる一対のスピンドルと、
前記一対のスピンドルに備えられて前記一対のスピンドルに挟持されたタイヤを回転させる回転機構と、
前記一対のスピンドルに挟持されたタイヤに対して接近及び離間する方向に移動させる移動機構を備えてタイヤに押し付けられてタイヤと共に回転しながらタイヤに負荷を与えるドラムと、
前記一対のスピンドルでタイヤを挟持させ、前記一対のスピンドルで挟持されたタイヤを規定回転数未満の所定の回転数で回転させるように前記回転機構を駆動させ、前記所定の回転数で回転するタイヤに接触するまで前記移動機構で前記ドラムを移動させ、前記ドラムと前記タイヤとを接触させた後に、前記一対のスピンドルで挟持されたタイヤの回転を前記所定の回転数から前記規定回転数まで増速させ、その後に前記規定回転数で回転するタイヤを試験する制御機構と、
を備えることを特徴とするタイヤ試験機。
前記制御機構が、
前記一対のスピンドルで挟持されたタイヤの回転を前記所定の回転数から前記規定回転数まで増速させるまでの間に、前記ドラムの前記タイヤに対する荷重を所定の荷重まで増加させることを特徴とする請求項３に記載のタイヤ試験機。