KR101667846B1 - 타이어 시험 방법 및 타이어 시험기 - Google Patents

Abstract

타이어의 시험을 행할 때, 타이어와 드럼의 슬립 및 타이어의 플랫 스폿 발생을 방지하고, 사이클 타임을 단축하기 위해, 본 발명의 타이어 시험 방법에서는, 센터 컨베이어 상을 반송된 타이어를 상부 스핀들 및 하부 스핀들에 의해 끼움 지지시킨 것을 리니어 센서가 검지하면, 제어 기구는 타이어를 규정 회전수 미만의 소정 회전수로 회전시키도록 모터를 구동시켜, 소정 회전수로 회전하는 타이어에 접촉할 때까지 이동 기구에 의해 드럼을 이동시킨다. 로드 셀이, 타이어와 드럼의 접촉을 검지하면, 타이어의 회전을 소정 회전수로부터 규정 회전수까지 증속시킴과 함께, 드럼의 타이어에 대한 하중을 테스트 하중까지 증가시켜, 타이어의 시험을 행한다.

Description

타이어 시험 방법 및 타이어 시험기 {TIRE TESTING METHOD AND TIRE TESTING MACHINE}

본 발명은, 타이어의 시험을 행하기 위한 방법 및 타이어 시험기에 관한 것이다.

자동차 등에 장착되는 타이어는, 고무나 화학 섬유, 스틸 코드 등 각종 재료를 적층하여 제작되어 있으므로, 주위 방향에서 탄성률이나 치수 형상에 불균일한 부분이 발생하는 경우가 있다. 타이어의 이러한 불균일한 부분은 고속 회전시에 노면으로부터 주기적으로 변동되는 성분의 반력이 발생하고, 진동을 발생시켜 주행 성능을 저하시키는 요인으로 된다. 이들 타이어의 균일성을 총칭하여 타이어의 유니포미티라 한다. 이로 인해, 타이어는, 그 유니포미티 시험을 행하기 위해, 가황 성형 후에 타이어 시험기에 의해 주위 방향의 균일성을 검사하고 있다. 이 타이어 시험기는, 타이어 내주의 비드부를 림 부재에 끼워넣어, 회전하는 스핀들에 장착하고, 타이어에 소정의 내압을 부여한 후, 타이어의 외주를 드럼(노면 대용 부재)에 압박하면서 회전 구동시켜, 시험을 행한다.

그리고, 타이어 시험기에서는, 시험할 타이어를 스핀들의 중심 위치로 송입하는 타이어 시험기용 컨베이어에서는, 복수의 컨베이어가 접속되어 있고, 복수의 컨베이어에서, 타이어를 도복(倒伏) 상태로 스핀들의 중심 위치로 송입하도록 하고 있다. 또한, 스핀들을 횡방향으로 하여, 타이어를 기립 상태로 장착하도록 한 타이어 시험기도 있다.

종래부터, 타이어 시험기에서는, 타이어를 척킹한 후, 먼저, 타이어의 회전수를 규정 회전수(유니포미티 시험의 경우, 60rpm)까지 가속하여, 타이어를 회전시키고 나서, 규정 회전수로 회전하는 타이어에 드럼을 접촉시켜, 타이어의 시험을 행하고 있다. 그러나, 회전하고 있는 타이어에 드럼을 접촉시켜, 타이어의 회전에 의해 드럼이 회전되므로, 드럼의 회전 초기에서는, 타이어와 드럼이 슬립하여, 타이어 표면이 드럼 표면에 의해 깎여, 드럼 표면이 타이어 고무에 의해 조기에 오염된다고 하는 문제가 있었다.

따라서, 드럼의 조기 오염을 방지하기 위해, 미국 특허 제6016695호에 개시된 타이어 시험기에서는, 타이어를 척킹한 후, 정지하고 있는 타이어에 드럼을 접촉시키고 나서, 타이어를 시험의 규정 회전수까지 가속 회전시켜, 타이어의 시험을 행하고 있다.

그러나, 상기 특허에 기재된 타이어 시험기에서는, 정지하고 있는 타이어에 드럼이 접촉한 상태에서 타이어의 회전수를 규정 회전수까지 가속하여, 타이어를 회전시킬 때, 갑자기 가속시키면, 드럼이 접촉하는 타이어 표면이 깎여 플랫 스폿이 발생하여, 타이어의 품질이 떨어져 버림과 함께, 시험을 고정밀도로 행할 수 없다고 하는 문제가 있다. 한편, 정지하고 있는 타이어에 드럼이 접촉한 상태에서 타이어를 규정 회전수까지 회전시킬 때, 타이어의 회전수를 규정 회전수까지 가속시키는 데 필요로 하는 웜업 시간이 길어져, 시험에 관한 사이클 타임이 길어진다고 하는 문제가 발생한다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 타이어의 시험을 행할 때, 타이어와 드럼의 슬립 및 타이어의 플랫 스폿 발생을 방지함과 함께, 시험의 사이클 타임을 단축할 수 있는 타이어 시험 방법 및 타이어 시험기를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 타이어 시험 방법은, 타이어를 끼움 지지 및 해방 가능하게 설치되는 한 쌍의 스핀들과, 상기 한 쌍의 스핀들에 구비되어 상기 한 쌍의 스핀들에 끼움 지지된 타이어를 회전시키는 회전 기구와, 상기 한 쌍의 스핀들에 끼움 지지된 타이어에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동시키는 이동 기구를 구비하여 타이어에 압박되어 타이어와 함께 회전하면서 타이어에 부하를 부여하는 드럼을 구비하는 타이어 시험기에 있어서의 타이어 시험 방법이며, 상기 한 쌍의 스핀들에 의해 타이어를 끼움 지지시키는 타이어 끼움 지지 공정과, 상기 한 쌍의 스핀들에 의해 끼움 지지된 타이어를 규정 회전수 미만의 소정의 회전수로 회전시키도록 상기 회전 기구를 구동시키는 타이어 소정 회전 공정과, 상기 소정의 회전수로 회전하는 타이어에 접촉할 때까지 상기 이동 기구에 의해 상기 드럼을 이동시키는 드럼 접촉 공정과, 상기 드럼과 상기 타이어를 접촉시킨 후에, 상기 한 쌍의 스핀들에 의해 끼움 지지된 타이어의 회전을 상기 소정의 회전수로부터 상기 규정 회전수까지 증속시키는 타이어 규정 회전 공정과, 상기 규정 회전수로 회전하는 타이어를 시험하는 타이어 시험 공정을 구비한다.

본 발명에 관한 타이어 시험기는, 타이어를 끼움 지지 및 해방 가능하게 설치되는 한 쌍의 스핀들과, 상기 한 쌍의 스핀들에 구비되어 상기 한 쌍의 스핀들에 끼움 지지된 타이어를 회전시키는 회전 기구와, 타이어에 압박되어 타이어와 함께 회전하면서 타이어에 부하를 부여하는 드럼과, 상기 드럼을 상기 한 쌍의 스핀들에 끼움 지지된 타이어에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동시키는 이동 기구와, 상기 한 쌍의 스핀들에 의해 타이어를 끼움 지지시키고, 상기 한 쌍의 스핀들에 의해 끼움 지지된 타이어를 규정 회전수 미만의 소정의 회전수로 회전시키도록 상기 회전 기구를 구동시키고, 상기 소정의 회전수로 회전하는 타이어에 접촉할 때까지 상기 이동 기구에 의해 상기 드럼을 이동시키고, 상기 드럼과 상기 타이어를 접촉시킨 후에, 상기 한 쌍의 스핀들에 의해 끼움 지지된 타이어의 회전을 상기 소정의 회전수로부터 상기 규정 회전수까지 증속시키고, 그 후에 타이어를 시험하기 위해 상기 규정 회전수로 회전시키는 제어 기구를 구비한다.

본 발명의 타이어 시험 방법 및 타이어 시험기에 의하면, 타이어 표면에 드럼이 압박될 때까지, 타이어가 이미 소정의 회전수로 회전을 시작하고 있으므로, 타이어 표면에 드럼을 압박해도 플랫 스폿이 발생하기 어렵고, 또한 규정 회전수보다도 낮은 회전수로 회전하고 있는 타이어에 드럼을 접촉시키므로, 드럼의 회전 초기에 있어서, 타이어와 드럼 사이의 슬립이 발생하기 어렵기 때문에, 드럼 표면이 타이어 고무에 의해 오염되기 어렵다. 또한, 타이어를 드럼과 접촉시킬 때의 회전수까지 회전시키기 위해 필요로 하는 웜업 시간이 짧아져(규정 회전수까지가 소정의 회전수까지이면 됨), 시험의 사이클 타임의 단축을 도모할 수 있다.

여기서, 본 발명에 관한 타이어 시험 방법은, 상기 타이어 규정 회전 공정에 있어서, 상기 한 쌍의 스핀들에 의해 끼움 지지된 타이어의 회전을 상기 소정의 회전수로부터 상기 규정 회전수까지 증속시킬 때까지의 동안에, 상기 드럼의 상기 타이어에 대한 하중을 소정의 하중까지 증가시켜도 된다. 또한, 본 발명에 관한 타이어 시험기는, 상기 제어 기구가, 상기 한 쌍의 스핀들에 의해 끼움 지지된 타이어의 회전을 상기 소정의 회전수로부터 상기 규정 회전수까지 증속시킬 때까지의 동안에, 상기 드럼의 상기 타이어에 대한 하중을 소정의 하중까지 증가시켜도 된다.

이러한 타이어 시험 방법 및 타이어 시험기에 의하면, 타이어와 드럼이 접촉하면, 즉시 타이어의 회전수를 소정의 회전수로부터 규정 회전수까지 증속함과 함께, 타이어의 회전수가 소정의 회전수로부터 규정 회전수에 도달하는 시간을 이용하여 드럼의 타이어에 대한 하중(드럼 하중)을 테스트 하중인 소정의 하중까지 높임으로써, 타이어의 회전수를 증속하는 시간을 유효하게 이용하여, 드럼 하중을 테스트 하중까지 높일 수 있어, 시험의 사이클 타임의 단축으로 이어진다.

본 발명의 타이어 시험 방법 및 타이어 시험기는, 타이어의 시험을 행할 때, 타이어와 드럼의 슬립 및 타이어의 플랫 스폿 발생을 방지함과 함께, 시험의 사이클 타임을 단축할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 타이어 시험기를 도시하는 측면도.
도 2는 본 실시 형태에 관한 타이어 시험기의 원형 디스크를 도시하는 평면도.
도 3은 본 실시 형태에 관한 타이어 시험기를 포함하는 타이어 시험 장치의 전체를 도시하는 평면도.
도 4는 본 실시 형태에 관한 타이어 시험기의 하부 스핀들을 도시하는 측면도.
도 5는 본 실시 형태에 관한 타이어 시험기의 제어 기구를 도시하는 블록도.
도 6은 본 실시 형태에 관한 타이어 시험 방법의 처리 순서를 나타내는 흐름도.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명에 관한 타이어 시험기용 컨베이어를 실시하기 위한 형태에 대해, 구체적인 일례에 입각하여 설명한다.

또한, 이하에 설명하는 것은 예시한 것에 불과하며, 본 발명에 관한 타이어 시험 방법 및 타이어 시험기의 적용 한계를 나타내는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 관한 타이어 시험 방법 및 타이어 시험기는, 하기의 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재한 한에 있어서 다양한 변경이 가능한 것이다.

(타이어 시험 장치의 구성)

먼저, 도 3을 참조하여, 본 실시 형태에 관한 타이어 시험기(100)를 포함하는 타이어 시험 장치(101)의 전체 구성에 대해 설명한다.

타이어 시험 장치(101)는, 타이어 시험기(100)에 더하여, 입구 컨베이어(35), 센터 컨베이어(28) 및 출구 컨베이어(34)를 갖는다. 각 컨베이어(35, 28, 34)는, 시험 대상으로 되는 타이어(10)를 반송 방향 D로 반송하도록 배치되어 있다.

(타이어 시험기의 구성)

다음으로, 도 1, 도 2, 도 4를 참조하여, 타이어 시험기(100)의 구성에 대해 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 타이어 시험기(100)는, 하부 프레임(1), 하부 프레임(1) 상에 장착된 한 쌍의 연직 프레임(3a, 3b), 연직 프레임(3a, 3b)에 장착된 슬라이드 가이드부로서의 리니어 가이드(40a, 40b), 리니어 가이드(40a, 40b) 사이에 걸쳐진 가동 빔(4), 하부 프레임(1)에 장착된 고정측 척으로서의 하부 척(2) 및 가동 빔(4)에 장착된 이동측 척으로서의 상부 척(5)을 갖는다.

하부 프레임(1)은, 예를 들어 강판의 용접 접합 구조나, H형, I형 등의 강재로 이루어지고, 수평 방향으로 연장되어 있다.

연직 프레임(3a, 3b)은, 예를 들어 강판의 용접 접합 구조나, 각형 강관으로 이루어지고, 하부 프레임(1)의 상면에 볼트·너트 등을 통해 고정되어 있다. 연직 프레임(3a, 3b)은, 각각 하부 프레임(1)의 양단부에 고정되어 있고, 하부 프레임(1)으로부터 연직 방향 상방을 향해 연장되어 있다. 또한, 연직 프레임(3a, 3b)에 있어서의 서로 대향하는 측면에는, 각각 리니어 가이드(40a, 40b)가 장착되어 있다. 연직 프레임(3a, 3b)에는, 각각 볼 나사(7a, 7b)(나사축)가 장착되어 있다. 볼 나사(7a, 7b)는, 연직 프레임(3a, 3b) 각각의 내부 공간 내에 있어서, 연직 방향으로 연장되어 있다.

가동 빔(4)은, 예를 들어 강판의 용접 접합 구조나, H형, I형 등의 강재로 이루어지고, 그 양단부가 볼 나사(7a, 7b) 각각의 너트 부분과 접속되어 있다. 가동 빔(4)은, 볼 나사(7a, 7b) 및 리니어 가이드(40a, 40b)를 통해 한 쌍의 연직 프레임(3a, 3b)에 지지되어 있다. 또한, 가동 빔(4)은 리니어 가이드(40a, 40b)에 가이드되면서 볼 나사(7a, 7b)의 회전에 의해 상승 또는 하강한다. 가동 빔(4)의 연직 방향 위치는, 어느 한쪽의 연직 프레임(3a, 3b)[본 실시 형태에서는 연직 프레임(3b)]에 설치된 직선 센서(리니어 센서)(8)에 의해 검출된다.

볼 나사(7a, 7b)의 하단부에는, 각각, 모터(41a, 41b)가 직접 연결되어 있다. 이들 모터(41a, 41b)에 의해 볼 나사(7a, 7b)는 회전된다. 또한, 모터(41a, 41b)는 동기 구동된다.

볼 나사(7a, 7b)의, 모터(41a, 41b)와 가동 빔(4) 사이의 부분에는, 각각 도 2에 도시하는 원반에 다수의 구멍(14)이 천공된 원형 디스크(13a, 13b)가 설치되어 있다. 원형 디스크(13a, 13b)는, 각각 볼 나사(7a, 7b)의, 모터(41a, 41b)와 가동 빔(4) 사이의 부분에 고정되어 있다. 원형 디스크(13a, 13b)의 중심과 볼 나사(7a, 7b)의 축심은 일치되어 있다.

원형 디스크(13a, 13b) 각각의 구멍(14)에 에어 실린더(44a, 44b)에 의해 구동되는 핀을 삽입하여, 원형 디스크(13a, 13b) 각각이 고정되고, 이에 의해 볼 나사(7a, 7b)의 회전을 정지시킨다. 이에 의해, 원형 디스크(13a, 13b) 및 각각의 구멍(14)과, 에어 실린더(44a, 44b) 및 에어 실린더(44a, 44b)에 의해 구동되는 핀은, 가동 빔 정지 기구로서 기능한다. 그리고, 하부 척(2)과 상부 척(5) 사이에 끼움 지지된 타이어(10)의 내부 공간에 공기 또는 가스(질소 가스 등)가 공급되었을 때, 가동 빔(4)을 상승 불가능하게 고정한다. 이에 의해, 상부 척(5)은 가동 빔(4)을 통해 하부 척(2)에 대해 상승 불가능하게 고정된다.

또한, 도 2에 도시하는 원형 디스크(13a, 13b) 각각의 구멍(14)의 개수, 각 부 치수, 배치[원형 디스크(13a, 13b)의 중심으로부터의 거리 등]는, 볼 나사(7a, 7b)의 피치 등에 기초하여 결정되고, 본 실시 형태의 것에 한정되는 일은 없다. 또한, 「긴 구멍」이 아닌, 진원의 구멍이어도 된다.

에어 실린더(44a, 44b)는, 각각, 실린더 본체와 단면 형상이 원형인 핀으로 구성되어 있다. 에어 실린더(44a, 44b)를 구성하는 각각의 핀은, 실린더 본체에 급배되는 공기의 압력에 의해, 실린더 본체로부터 진퇴하도록 되어 있다. 또한, 에어 실린더(44a, 44b)를 구성하는 실린더 본체는, 각각, 연직 프레임(3a, 3b) 등의 정지물(고정물)에 고정된다.

또한, 에어 실린더(44a, 44b) 대신에, 유압 실린더 등을 사용해도 되고, 나아가서는 작업원이 수동으로 원형 디스크(13a, 13b) 각각의 구멍(14)에 에어 실린더(44a, 44b)에 의해 구동되는 핀을 삽입해도 된다.

상부 척(5)은, 가동 빔(4)의 길이 방향 중앙이며 그 하면으로부터 하방으로 연장되도록 가동 빔(4)에 장착되어 있다.

상부 척(5)은, 가동 빔(4)에 고정된 외측 하우징(23)과, 외측 하우징(23) 내에 배치된 회전 가능한 상부 스핀들(24)과, 상부 스핀들(24)의 하단부의 외주측에 고정된 상부 림(30)과 상부 스핀들(24)의 하단부의 중앙측에 형성된 연직 하방을 향해 확대되면서 개구되는 암형 테이퍼부(27)를 갖는다.

이 암형 테이퍼부(27)에, 하부 척(2)의 후술하는 플런저(20)의 상단부에 형성되는 수형 테이퍼(21)가 삽입되어 결합된다. 상부 스핀들(24)의 하단부의 암형 테이퍼부(27), 즉, 상부 스핀들(24)의 하단부의 내측면은, 플런저(20)의 상단부와 동일한 각도로 연직 방향에 대해 경사진 경사면으로 되어 있다.

상부 림(30)은, 상부 스핀들(24)의 하단부를 둘러싸도록 배치되어 있고, 상부 스핀들(24)과 함께 연직 방향을 따른 축을 중심으로 하여 회전 가능하다.

또한, 상부 스핀들(24)의 내부에는, 연직 방향을 따라, 상단부로부터 하단부까지 공기가 통과하는 구멍인 공기 공급 통로(25a)가 설치되어 있다. 공기 공급 통로(25a)는, 가동 빔(4)의 상단부에 배치된 로터리 조인트(26)에 접속되어 있다.

하부 척(2)은, 하부 프레임(1)의 길이 방향 중앙이며 그 상면으로부터 상방으로 연장되도록 하부 프레임(1)에 장착되어 있다.

하부 척(2)은, 하부 프레임(1)에 고정된 외측 하우징(18)과, 외측 하우징(18) 내에 배치된 회전 가능한 하부 스핀들(19)과, 하부 스핀들(19) 내에 배치된 신축 가능한 플런저(20)와, 하부 스핀들(19)의 상단부에 고정된 하부 림(29)을 갖는다.

하부 스핀들(19)은, 도 3에 도시하는 모터(회전 기구)(31)와 접속되어 있다. 그리고, 모터(31)의 구동에 의해, 하부 스핀들(19)은 연직 방향을 따른 축을 중심으로 하여 회전한다. 여기서, 하부 스핀들(19)의 회전수는, 모터(31)가 구비하는 구동 기구에 의해 제어된다. 플런저(20)는, 하부 스핀들(19)과 함께 연직 방향을 따른 축을 중심으로 하여 회전 가능함과 함께, 하부 스핀들(19)이 연직 방향으로 신축 불가능한 것에 반해, 에어 실린더(22a, 22b)의 구동에 의해 연직 방향으로 신축[하부 스핀들(19)에 대해 상대 이동함] 가능하다.

플런저(20)는 막대 형상 부재이며, 그 상단부는, 선단을 향함에 따라 좁아지도록 외측면이 연직 방향에 대해 경사진 경사면을 갖는 테이퍼 형상의 볼록부(수형 테이퍼)(21)가 형성된다. 하부 림(29)은, 하부 스핀들(19)의 상단부를 둘러싸도록 배치되어 있고, 하부 스핀들(19)과 함께 연직 방향을 따른 축을 중심으로 하여 회전 가능하다.

플런저(20)의 가이드 부재(20a)에는, 도 4에 도시하는 리니어 센서(직선 센서)(36)가 장착되어 있다. 가이드 부재(20a)는 플런저(20)에 고정되어 있고, 플런저(20)와 함께 움직인다. 이 리니어 센서(36)는 상부 척(5)[상부 림(30)]의 하부 척(2)[하부 림(29)]에 대한 위치(연직 방향 위치)를 검출하기 위한 센서로, 디지털식 직선 센서로 되어 있다. 디지털식 직선 센서는 분해능이 높으므로, 디지털식 직선 센서를 사용함으로써 상부 척(5)[상부 림(30)]의 하부 척(2)[하부 림(29)]에 대한 위치를 고정밀도로 검출할 수 있다. 이 플런저(20)의 연신량에 의해 상부 척(5)의 하부 척(2)에 대한 위치 결정이 행해지고, 또한 그 결정된 위치에서 원형 디스크(13a, 13b)의 구멍에 핀이 삽입된다.

또한, 리니어 센서(36)는 디지털식일 필요는 없고, 아날로그식 리니어 센서를 사용해도 된다. 또한, 리니어 센서(36)는 플런저(28) 자체에 장착되어 있지만, 에어 실린더(22a, 22b)에 내장된 디지털식 또는 아날로그식 리니어 센서여도 된다. 또한, 플런저(20)의 양 스트로크 단부를 검출하기 위해, 양 스트로크 단부에 리미트 스위치를 장착해도 된다.

플런저(20)의 상단부의 내부에는 공기 공급 통로(25b)가 설치되어 있다. 이 공기 공급 통로(25b)는, 상부 스핀들(24)에 설치된 공기 공급 통로(25a)와 타이어(10)의 내부 공간을 연통시키는 통로이다.

상부 척(5) 및 하부 척(2)은, 하부 프레임(1)의 길이 방향 중앙에 있어서, 서로 연직 방향으로 대향하는 위치에 배치되어 있다. 즉, 하부 척(2)의 하부 스핀들(19), 플런저(20) 및 하부 림(29)의 회전축은, 상부 척(5)의 상부 스핀들(24) 및 상부 림(30)의 회전축과 일치하고 있다.

또한, 드럼(50)에는, 후술하는 드럼(50)에 의한 타이어(10)의 압박 하중을 검출하는 도시하지 않은 로드 셀(37)(도 5 참조)이 배치되어 있다.

(타이어 시험기의 드럼의 구성)

다음으로, 도 3을 참조하여, 타이어 시험기(100)의 드럼(50)의 구성에 대해 설명한다.

드럼(50)은, 편평한 원기둥 형상이며 또한 중심에 회전축을 구비하고, 지지 프레임(52)에 연직 방향을 중심으로 회전 가능하게 축지지되어 있다. 드럼(50)의 회전축의 하단부에는, 드럼(50)을 회전시키기 위한 도시하지 않은 모터가 연결되는 것도 가능하다.

지지 프레임(52)에는, 이동 기구(51)가 구비된다. 이동 기구(51)는, 지지 프레임(52)을 통해 드럼(50)을 반송 방향 D와 거의 직교하는 방향을 따라 수평 방향으로 이동시키는 것이며, 드럼(50) 및 지지 프레임(52)을 일체로 수평 방향, 즉, 하부 척(2)의 하부 스핀들(19)과 상부 척(5)의 상부 스핀들(24) 사이에 끼움 지지된 타이어(10)에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동시킬 수 있다. 이동 기구는, 이송 부분을 볼 나사, 에어 실린더, 가이드 부분을 롤러가 내장된 리니어 레일웨이, 기계 가공면끼리를 맞춘 레일 등으로 구성할 수 있다.

(타이어 시험기의 제어 기구의 구성)

다음으로, 도 5를 참조하여, 타이어 시험기(100)의 제어 기구(60)의 구성에 대해 설명한다.

제어 기구(60)는, 퍼스널 컴퓨터 등을 포함한 컨트롤러에 의해 구성되어, 모터(31), 이동 기구(51), 리니어 센서(36)가 접속되어 있다. 제어 기구(60)는, 리니어 센서(36)에 의해 하부 스핀들(19)과 상부 스핀들(24)로 타이어(10)를 끼움 지지한 것을 검지함과 함께, 로드 셀(37)에 의해 드럼(50)과 타이어(10)가 접촉한 것을 검지한다. 또한, 제어 기구(60)는, 모터(31)에 의해 하부 스핀들(19)과 상부 스핀들(24)로 끼움 지지한 타이어(10)를 회전시킴과 함께, 이동 기구(51)에 의해 드럼(50)을 이동시킨다.

보다 상세하게는, 제어 기구(60)는 하부 스핀들(19)과 상부 스핀들(24)로 타이어(10)를 끼움 지지한 것을 리니어 센서(36)가 검지하면, 하부 스핀들(19)과 상부 스핀들(24)로 끼움 지지된 타이어(10)를 규정 회전수 미만의 소정의 회전수로 회전시키도록 모터(31)를 구동시킨다. 또한, 제어 기구(60)는 소정의 회전수로 회전하는 타이어에 접촉한 것을 로드 셀(37)이 검지할 때까지, 이동 기구(51)에 의해 드럼(50)을 이동시키도록 지시한다. 그리고, 제어 기구(60)는 드럼(50)과 타이어(10)가 접촉한 것을 로드 셀(37)이 검지하면, 하부 스핀들(19)과 상부 스핀들(24)로 끼움 지지된 타이어(10)의 회전을 소정의 회전수로부터 규정 회전수까지 증속시키도록 모터(31)를 구동시킨다.

또한, 제어 기구(60)는 드럼(50)과 타이어(10)가 접촉한 것을 로드 셀(37)이 검지하여, 하부 스핀들(19)과 상부 스핀들(24)로 끼움 지지된 타이어(10)의 회전을 소정의 회전수로부터 규정 회전수까지 증속시키도록 모터(31)를 구동시킴과 함께, 로드 셀(37)이 검지하는 드럼(50)의 타이어(10)에 대한 하중이 테스트 하중으로 될 때까지, 이동 기구(51)에 의해 드럼(50)을 이동시키도록 지시한다.

여기서, 규정 회전수는, 유니포미티 시험의 규정 회전수의 경우는 60rpm이고, 소정의 회전수는 60rpm 미만이며, 바람직하게는 10∼30rpm의 저속인 것이 바람직하다. 소정의 회전수를 10∼30rpm으로 함으로써, 10rpm 미만의 회전수로 회전시키고 있는 상태보다, 타이어(10)의 표면에 드럼(50)을 압박해도 플랫 스폿이 발생하기 어려워짐과 함께, 규정 회전수인 60rpm에 가까운 회전수로 회전시키고 있는 상태보다도 드럼(50)의 회전 초기에 있어서, 타이어(10)와 드럼(50) 사이의 슬립이 발생하기 어려워진다.

(타이어 시험기에서의 타이어 시험 방법)

다음으로, 상술한 타이어 시험기(100)에 있어서의 타이어(10)의 타이어 시험 방법의 처리 순서에 대해 도 6에 기초하여 설명한다.

우선, 상술한 타이어 시험기(100)에 있어서, 타이어(10)가 상부 스핀들(24) 및 하부 스핀들(19)에 의해 끼움 지지된다(S1 : 타이어 끼움 지지 공정). 여기서, 타이어 끼움 지지 공정의 상세한 처리 순서를 설명한다.

타이어(10)는, 도 3에 도시하는 입구 컨베이어(35) 상에 투입된다. 입구 컨베이어(35) 상에서, 요동 가능한 아암 부재(202a, 202b)의 선단에 설치된 보유 지지 롤러(201a, 201b)를 타이어(10)의 외주면에 접촉시켜, 타이어(10)를 그 입구 컨베이어(35) 상의 소정의 위치에 보유 지지한다. 그리고, 보유 지지 롤러의 회전에 수반하여 타이어(10)는 그 위치에서 회전되고, 타이어(10)의 비드부에 도시하지 않은 비드 루브리케이션 장치에 의해 윤활제가 도포된다. 그 후, 타이어(10)는 입구 컨베이어(35)로부터 센터 컨베이어(28) 상으로 송출되고, 도 1에 도시하는 하부 척(2)의 하부 림(29)의 상방(바로 위)으로 반송된다.

타이어(10)가 입구 컨베이어(35)로부터 센터 컨베이어(28) 상의 하부 림(29)의 바로 위로 송출되는 동안, 가동 빔(4)은, 대기 위치로 되는 최상승 위치 또는 상부 척(5)이 타이어(10)의 폭에 따른 타이어(10)에 간섭하지 않은 대기 위치에서 정지하고 있다. 가동 빔(4)의 대기 위치가, 타이어(10)의 폭에 따라서, 상부 림(30)이 타이어(10)에 간섭하지 않을 정도의 가능한 한 하방의 위치에 설정됨으로써, 상부 척(5)의 대기 위치로부터 후술하는 시험 위치를 향한 하강에 걸리는 시간을 단축할 수 있다.

센터 컨베이어(28)는, 타이어(10)를 하부 림(29)의 바로 위로 반송한 후, 타이어(10)를 보유 지지하면서 하강시켜, 타이어(10)를 하부 림(29) 상에 적재한다. 가동 빔(4)은 센터 컨베이어(28)의 하강 개시와 거의 동시에, 대기 위치로부터 하방으로의 이동(하강)을 개시한다. 가동 빔(4)의 하강은 볼 나사(7a, 7b)의 회전에 수반되는 것이며, 직선 센서(8)에 의해 가동 빔(4)의 위치가 감시되면서 모터(41a, 41b)의 구동이 제어된다. 그리고, 플런저(20)의 상단부에 있는 수형 테이퍼(21)와 상부 스핀들(47)의 하단부에 있는 암형 테이퍼(27)가 결합되어 시험 위치[림(29, 30)의 간격이 타이어(10)에 따른 규정의 비드 폭으로 되는 위치]에 이른 것을 직선 센서(8)가 검출할 때까지, 가동 빔(4)을 하강시켜, 타이어(10)를 상부 척(5)과 하부 척(2) 사이에 척한다.

가동 빔(4)을 통한 상부 척(5)의 하강의 개시와 거의 동시 혹은 하강한 후에, 에어 실린더(22a, 22b)의 구동에 의해 하부 척(2)의 플런저(20)가 상방으로의 연신을 개시한다. 그리고, 플런저(30)의 상단부에 있는 수형 테이퍼(21)가 상부 스핀들(47)의 하단부에 있는 암형 테이퍼부(27)에 결합됨으로써 하부 척(5)의 축심과 상부 척(2)의 축심이 일치한다. 플런저(30)의 연신량은 리니어 센서(36)에 의해 감시되고, 이에 의해 상부 척(5)의 하부 척(2)에 대한 위치가 감시된다. 리니어 센서(36)에 의해 검출된 플런저(30)의 연신량에 기초하여, 척된 타이어(10)에 적절한 림 폭 간격으로 상부 척(5)이 위치 결정된다. 여기서, 리니어 센서(36)는 제어 기구(60)에 대해 위치 결정된 것을 출력한다. 이때, 가동 빔 정지 기구에 의해, 에어 실린더(44a, 44b)에 의해 원형 디스크(13a, 13b)의 구멍(14)에 핀이 삽입되어, 볼 나사(7a, 7b)가 고정되고, 상부 척(5)은 가동 빔(4)을 통해 상승 불가능하게 고정된다. 이에 의해, 타이어(10)의 인플레이션 후의 분리력을 유지한다.

상부 척(5)[상부 림(30)]이 연직 방향에 관하여 하부 척(2)[하부 림(29)]에 대해 위치 결정되었을 때, 상하 척(2, 5) 사이에 끼움 지지된 타이어(10)의 내부 공간은 밀봉되어 있다. 이 상태에서, 로터리 조인트(26)에 연결되는 전자 밸브(도시하지 않음)가 구동되고, 공기 공급 통로(25a) 및 공기 공급 통로(25b)를 통해 타이어(10)의 내부 공간에 압축 공기가 공급되어, 타이어(10)가 인플레이션된다. 그리고, 도시하지 않은 타이어 내압 측정 장치에 의해 타이어(10)의 공기압이 소정의 압력으로 되면, 압축 공기의 공급이 정지된다.

다음으로, 상술한 타이어 시험기(100)에 있어서, 타이어(10)가 소정의 회전수로 회전된다(S2 : 타이어 소정 회전 공정). 여기서, 타이어 소정 회전 공정의 상세한 처리 순서를 설명한다.

제어 기구(60)는, 하부 스핀들(19)과 상부 스핀들(24)에 의해 타이어(10)를 끼움 지지한 것을 리니어 센서(36)가 검지하면, 하부 스핀들(19)과 상부 스핀들(24)에 의해 끼움 지지된 타이어(10)를 상술한 규정 회전수 미만의 소정의 회전수로 회전시키도록, 도 3에 도시하는 모터(31)의 구동을 개시시킨다. 모터(31)의 구동이 개시되면, 하부 스핀들(19)과 함께 플런저(20), 하부 림(29), 상부 스핀들(24) 및 상부 림(30)이 동일한 축 주위로 회전함으로써, 끼움 지지된 타이어(10)가 회전한다.

다음으로, 상술한 타이어 시험기(100)에 있어서, 소정의 회전수로 회전하는 타이어(10)에 접촉할 때까지 이동 기구(51)에 의해 드럼(50)을 이동시킨다(S3 : 드럼 접촉 공정). 여기서, 드럼 접촉 공정의 상세한 처리 순서를 설명한다.

제어 기구(60)는, 이동 기구(51)에 의해, 반송 방향 D와 거의 직교하는 방향을 따라 드럼(50)을 전진시키고, 소정의 회전수로 회전하는 타이어(10)에 접촉한 것을 로드 셀(37)이 검지할 때까지, 드럼(50)을 이동시킨다.

다음으로, 상술한 타이어 시험기(100)에 있어서, 드럼(50)과 소정의 회전수로 회전하는 타이어(10)를 접촉시킨 후에, 타이어(10)의 회전을, 소정의 회전수로부터 상술한 규정 회전수까지 증속시킨다(S4 : 타이어 규정 회전 공정). 여기서, 타이어 규정 회전 공정의 상세한 처리 순서를 설명한다.

제어 기구(60)는, 드럼(50)과 타이어(10)가 접촉한 것을 로드 셀(37)이 검지하면, 하부 스핀들(19)과 상부 스핀들(24)에 의해 끼움 지지된 타이어(10)의 회전을 소정의 회전수로부터 규정 회전수까지 증속시키도록 모터(31)를 구동시킨다.

이때, 제어 기구(60)는 타이어(10)의 회전을 소정의 회전수로부터 규정 회전수까지 증속시키도록 모터(31)를 구동시키는 동시에, 로드 셀(37)이 검지하는 드럼(50)의 타이어(10)에 대한 하중이 테스트 하중으로 될 때까지, 이동 기구(51)에 의해 드럼(50)을 이동시킨다.

다음으로, 타이어(10)가 규정 회전수로 회전하고, 드럼(50)이 타이어(10)에 대해 테스트 하중을 가한 상태에서 타이어(10)의 시험을 행한다(S5 : 타이어 시험 공정). 이하, 타이어(10)의 시험이 종료된 후의 공정에 대해, 상세하게 설명한다.

타이어(10)의 시험이 종료되면, 상하 스핀들(24, 19)은 타이어(10)를 마크 위치에 위치 결정하기 위해, 모터(31)의 회전을 계속시킨다. 그리고, 타이어(10) 상에서 마크해야 할 위치가 타이어(10)의 흐름 하류 방향을 향한 시점에서, 모터(31)의 회전을 정지시켜, 상하 스핀들(24, 19)을 정지시킨다. 이때 타이어(10)의 시험이 종료된 직후부터, 이동 기구(51)에 의해 타이어(10)로부터, 드럼(50)을 이격시킬 수 있다. 이 경우는 사이클 타임을 단축할 수 있다. 혹은, 타이어(10)를 마크 위치에 위치 결정하고 나서, 이동 기구(51)에 의해 타이어(10)로부터 드럼(50)을 이격시키는 것도 가능하다. 이 경우는 드럼(50)을 확실하게 정지시켜 다음 타이어 시험에 임할 수 있다. 혹은, 모터(31)의 회전을 감속시키기 시작하여 어느 회전수로 된 시점에서, 이동 기구(51)에 의해 타이어(10)로부터 드럼(50)을 이격시키는 것도 가능하다. 이 경우는 사이클 타임의 단축을 도모함과 함께, 드럼(50)의 다음 타이어 시험까지 정지시키는 것이 가능해진다.

다음으로, 타이어(10)의 내압이 로터리 조인트(26)에 연결된 전자 밸브로부터 해방된다. 에어 실린더(44a, 44b)를 구동시켜 원형 디스크(13a, 13b)의 구멍(14)으로부터 핀을 뺌으로써, 볼 나사(7a, 7b)의 로크가 해방된다. 이에 의해, 가동 빔(4)이 상승되고, 타이어(10)가 타이어 스트리퍼(33)와 접촉함으로써, 타이어(10)가 상부 림(30)으로부터 해방된다. 그리고, 가동 빔(4)을 통해 상부 척(5)이 상승되는 동시에, 센터 컨베이어(28)가 상승하여, 하부 림(29)으로부터 타이어(10)를 해방한다. 상하 스핀들(19, 24)로부터 해방된 타이어(10)는, 센터 컨베이어(28)에 의해 출구 컨베이어(34)로 이동하고, 여기서 필요한 마킹이 타이어(10)에 실시된다.

이와 같이, 본 실시 형태의 타이어 시험기 및 타이어 시험 방법에 의하면, 타이어(10)의 표면에 드럼(50)이 압박될 때까지, 타이어(10)가 이미 소정의 회전수로 회전을 시작하고 있으므로, 타이어(10)의 표면에 드럼(50)을 압박해도 플랫 스폿이 발생하기 어렵고, 또한 규정 회전수보다도 낮은 회전수로 회전하고 있는 타이어(10)에 드럼(50)을 접촉시키므로, 드럼(50)의 회전 초기에 있어서, 타이어(10)와 드럼(50) 사이의 슬립이 발생하기 어렵기 때문에, 드럼(50)의 표면이 타이어 고무에 의해 오염되기 어렵다. 또한, 타이어(10)를 드럼(50)과 접촉시킬 때의 회전수까지 회전시키기 위해 필요로 하는 웜업 시간이 짧아져(즉, 종래 기술에서는, 정지 상태로부터 규정 회전수까지가 웜업 시간인 것에 반해, 본 실시 형태에서는, 정지 상태로부터 규정 회전수 미만의 소정의 회전수까지가 웜업 시간으로 됨), 시험의 사이클 타임의 단축을 도모할 수 있다.

또한, 타이어(10)와 드럼(50)이 접촉하면, 즉시 타이어(10)의 회전수를 소정의 회전수(유니포미티 시험의 경우, 60rpm 미만. 특히, 10∼30rpm이 바람직함)로부터 규정 회전수(유니포미티 시험의 경우, 60rpm)까지 증속함과 함께, 타이어(10)의 회전수가 소정의 회전수로부터 규정 회전수에 도달하는 시간을 이용하여 드럼(50)의 타이어(10)에 대한 하중(드럼 하중)을 테스트 하중까지 높임으로써, 타이어(10)의 회전수를 증속하는 시간을 유효하게 이용하여, 드럼 하중을 테스트 하중까지 높일 수 있어, 시험의 사이클 타임의 단축으로 이어진다.

이상, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재한 한에 있어서 다양한 변경이 가능한 것이다.

예를 들어, 상술한 타이어 시험기(100)에 있어서의 제어 장치(60) 및 타이어 시험 방법의 타이어 규정 회전 공정 S4에 있어서, 제어 기구(60)는 타이어(10)의 회전을 소정의 회전수로부터 규정 회전수까지 증속시키도록 모터(31)를 구동시키는 동시에, 로드 셀(37)이 검지하는 드럼(50)의 타이어(10)에 대한 하중이 테스트 하중으로 될 때까지, 이동 기구(51)에 의해 드럼(50)을 이동시키고 있지만, 그것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 타이어 규정 회전 공정 S4에 있어서, 제어 기구(60)는 로드 셀(37)이 드럼(50)과 타이어(10)의 접촉을 검지하면, 이동 기구(51)의 이동을 정지시켜 드럼(50)과 타이어(10)가 접촉하였을 때의 하중을 유지한 채, 타이어(10)의 회전을 소정의 회전수로부터 규정 회전수까지 증속시키도록 모터(31)를 구동시킨다. 그 후, 타이어(10)의 회전이 규정 회전수로 된 후에, 로드 셀(37)이 검지하는 드럼(50)의 타이어(10)에 대한 하중이 테스트 하중으로 될 때까지, 이동 기구(51)에 의해 드럼(50)을 이동시켜도 된다.

Claims (4)

1. 타이어를 끼움 지지 및 해방 가능하게 설치되는 한 쌍의 스핀들과, 상기 한 쌍의 스핀들에 구비되어 상기 한 쌍의 스핀들에 끼움 지지된 타이어를 회전시키는 회전 기구와, 상기 한 쌍의 스핀들에 끼움 지지된 타이어에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동시키는 이동 기구를 구비하여 타이어에 압박되어 타이어와 함께 회전하면서 타이어에 부하를 부여하는 드럼을 구비하는 타이어 시험기에 있어서의 타이어 시험 방법이며,
   상기 한 쌍의 스핀들에 의해 타이어를 끼움 지지시키는 타이어 끼움 지지 공정과,
   상기 한 쌍의 스핀들에 의해 끼움 지지된 타이어를 규정 회전수 미만의 소정의 회전수로 회전시키도록 상기 회전 기구를 구동시키는 타이어 소정 회전 공정과,
   상기 소정의 회전수로 회전하는 타이어에 접촉할 때까지 상기 이동 기구에 의해 상기 드럼을 이동시키는 드럼 접촉 공정과,
   상기 드럼과 상기 타이어를 접촉시킨 후에, 상기 한 쌍의 스핀들에 의해 끼움 지지된 타이어의 회전을 상기 소정의 회전수로부터 상기 규정 회전수까지 증속시키는 타이어 규정 회전 공정과,
   상기 규정 회전수로 회전하는 타이어를 시험하는 타이어 시험 공정을 구비하는, 타이어 시험 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 타이어 규정 회전 공정에 있어서,
   상기 한 쌍의 스핀들에 의해 끼움 지지된 타이어의 회전을 상기 소정의 회전수로부터 상기 규정 회전수까지 증속시킬 때까지의 동안에, 상기 드럼의 상기 타이어에 대한 하중을 소정의 하중까지 증가시키는, 타이어 시험 방법.
3. 타이어 시험기이며,
   타이어를 끼움 지지 및 해방 가능하게 설치되는 한 쌍의 스핀들과,
   상기 한 쌍의 스핀들에 구비되어 상기 한 쌍의 스핀들에 끼움 지지된 타이어를 회전시키는 회전 기구와,
   타이어에 압박되어 타이어와 함께 회전하면서 타이어에 부하를 부여하는 드럼과,
   상기 드럼을, 상기 한 쌍의 스핀들에 끼움 지지된 타이어에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동시키는 이동 기구와,
   상기 한 쌍의 스핀들에 의해 타이어를 끼움 지지시키고, 상기 한 쌍의 스핀들에 의해 끼움 지지된 타이어를 규정 회전수 미만의 소정의 회전수로 회전시키도록 상기 회전 기구를 구동시키고, 상기 소정의 회전수로 회전하는 타이어에 접촉할 때까지 상기 이동 기구에 의해 상기 드럼을 이동시키고, 상기 드럼과 상기 타이어를 접촉시킨 후에, 상기 한 쌍의 스핀들에 의해 끼움 지지된 타이어의 회전을 상기 소정의 회전수로부터 상기 규정 회전수까지 증속시키고, 그 후에 타이어를 시험하기 위해 상기 규정 회전수로 회전시키는 제어 기구를 구비하는, 타이어 시험기.
4. 제3항에 있어서, 상기 제어 기구가,
   상기 한 쌍의 스핀들에 의해 끼움 지지된 타이어의 회전을 상기 소정의 회전수로부터 상기 규정 회전수까지 증속시킬 때까지의 동안에, 상기 드럼의 상기 타이어에 대한 하중을 소정의 하중까지 증가시키는, 타이어 시험기.

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