TWI495863B - The air pressure circuit of the tire test device - Google Patents

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TWI495863B
TWI495863B TW103109046A TW103109046A TWI495863B TW I495863 B TWI495863 B TW I495863B TW 103109046 A TW103109046 A TW 103109046A TW 103109046 A TW103109046 A TW 103109046A TW I495863 B TWI495863 B TW I495863B
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Description

輪胎試驗裝置之空氣壓回路
本發明係關於例如輪胎均勻性機器(tire uniformity machine)等輪胎試驗裝置之空氣壓回路。
自以往已知一種專利文獻1所揭示之輪胎試驗裝置。該輪胎試驗裝置係測定使被安裝在輪緣(rim)的狀態的輪胎旋轉時的該輪胎的均一性(uniformity)。如圖5所示，該輪胎試驗裝置係具備有空氣壓回路510，該空氣壓回路510具有在測定前述均一性時調整輪胎550的內壓的測試系統520。該空氣壓回路510的測試系統520係具有：空氣供給配管521、控制器523、及壓力調節器(壓力比例控制閥)525。
空氣供給配管521係將壓縮機等空氣源530及輪胎550相連接，將來自空氣源530的壓縮空氣導引至輪胎550。控制器523係將測定前述均一性時作為目標的輪胎550的內壓(目標指令壓)輸出至壓力調節器525。壓力調節器525係被設在空氣供給配管521，以輪胎550的內壓成為目標指令壓的方式調整空氣供給配管521內的 空氣流量。具體上，壓力調節器525係以成為和來自控制器523的目標指令壓與輪胎550的內壓的差壓(以下亦僅稱之為「差壓」)成正比的流量的方式，將來自空氣源530的空氣進氣排氣至輪胎550，藉此將輪胎550的內壓保持為目標指令壓。
以上之輪胎試驗裝置500係在空氣壓回路510的測試系統520將輪胎550的內壓保持在目標指令壓的狀態下，將省略圖示的輪鼓(drum)按壓在輪胎550來使輪胎550旋轉，藉由被設在前述輪鼓的省略圖示的荷重計測器等，計測在輪胎550所發生的斥力，藉此測定輪胎550的均一性。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特公平6-95057號公報
在測定輪胎550的均一性的輪胎試驗中，由於為測定在將輪鼓按壓在輪胎550的狀態下使輪胎550旋轉時的輪胎550的斥力的變化者，因此在進行前述斥力的測定時，將輪胎550的內壓以預定的壓力(目標指令壓)保持為一定乃極為重要。
但是，在上述之輪胎試驗裝置500中，會有 在輪胎試驗中，輪胎550的內壓降低或上升的情形。在如上所示之情形下，由於前述內壓的變化會影響均一性的測定結果，因此測定結果會依輪胎試驗的計測時序而異，輪胎試驗裝置500中的測定精度會降低。該輪胎試驗中的輪胎550的內壓的變動係如以下產生。
壓力調節器525係如圖6所示，由於在目標指令壓與輪胎550的內壓的差壓為包含0的預定的範圍(無感帶)內不進行進氣排氣，因此若為了進行輪胎試驗，輪胎550的內壓被調整為目標指令壓時，即停止進氣排氣。在該狀態下進行輪胎550的均一性的測定。此時，會有在輪胎550內的空氣溫度與輪胎550本身或輪緣等的周圍的溫度之間產生溫度差的情形，此時，在輪胎試驗中，輪胎550的空氣溫度會改變，但是由於前述差壓處於無感帶，因此壓力調節器525不進行進氣排氣，藉此，輪胎550的內壓伴隨前述空氣溫度的變化而變化。
此外，亦考慮藉由該輪胎550內的空氣溫度的變化，前述差壓通過無感帶而等待輪胎550的內壓呈安定來進行均一性測定，但是在均一性的測定耗費時間，檢査效率會降低。
因此，本發明係鑑於上述問題，目的在提供一種可以短時間且精度佳地調整輪胎的內壓之輪胎試驗裝置之空氣壓回路。
為解決上述課題，本發明係一種輪胎試驗裝置之空氣壓回路，其係測定輪胎均一性之輪胎試驗裝置之空氣壓回路，其係具備有：配管，其係將來自空氣供給源的空氣導引至前述輪胎；控制部，其係輸出作為預定的空氣壓的值的目標指令壓；壓力比例控制閥部，其係被設在前述配管，以前述輪胎的內壓成為前述目標指令壓的方式，將和前述內壓與前述目標指令壓的差壓成正比的流量的空氣進行進氣排氣，具有前述差壓在包含0的預定範圍內不進行進氣排氣的無感帶；及定量排氣部，其係被設在前述配管中的前述壓力比例控制閥部與前述輪胎之間，可將前述配管內的空氣以一定流量排氣至外部。
藉由該構成，可將配管內的空氣由定量排氣部以一定流量排氣至外部，藉此使根據配管系全體中的前述差壓的進氣排氣的特性曲線(以下亦僅稱之為「特性曲線」)，以前述一定流量份移位至排氣側(參照圖2A)，藉此，該特性曲線所包含的無感帶亦被移位至前述排氣側，可以短時間且精度佳地調整輪胎的內壓。具體而言，如以下所示。
藉由使無感帶移位至排氣側，在壓力比例控制閥不進行進氣排氣的無感帶中，亦藉由來自定量排氣部的排氣而輪胎內壓持續減少，若目標指令壓與輪胎的內壓的差壓(以下亦僅稱之為「差壓」)成為比圖2A所示之特性曲線中的無感帶更為負側時，即開始壓力比例控制閥部的進氣動作，且在預定值(A點)被維持。藉此，與藉 由無感帶維持差壓的習知的空氣回路相比，可以短時間且精度佳地調整輪胎的內壓。
在本發明之輪胎試驗裝置之空氣壓回路中，較佳為前述定量排氣部係在前述均一性測定時，即使在前述輪胎內的空氣溫度上升時，亦以前述無感帶位於排氣側的流量，將空氣排氣至外部。
包含無感帶的特性曲線係藉由輪胎內的空氣溫度上升而移位至進氣側(參照圖2B)。因此，以在該特性曲線移位至進氣側的狀態下，無感帶位於排氣側的方式設定由定量排氣部被排氣的空氣的流量，藉此可更確實地以短時間且精度佳地調整輪胎的內壓。
此時，例如具體而言，前述定量排氣部排氣至外部的空氣的質量流量Q(kg/s)係比以下列(1)式所表示的值為更大，藉此，特性曲線中的無感帶確實地成為排氣側。
Q=(V/RT)γ......(1)
在此，V係前述輪胎的內部、及由前述輪胎至前述壓力比例控制閥部的前述配管內部的體積(m3 )，T係前述配管內的空氣的絕對溫度(K)，R係乾燥空氣的氣體常數(J/kg/K)，γ係在前述輪胎的內壓為前述均一性測定時之測試壓的狀態下，使前述壓力比例控制閥部及前述定量排氣部的動作停止時的該輪胎的內壓中平均每1秒鐘的增加量(Pa/s)。
此外，前述定量排氣部排氣至外部的空氣的 質量流量Q(kg/s)係以下列(2)式表示為更佳。
Q=(V/RT)γ+(αΔPh/2)......(2)
在此，α係進氣質量的變化相對前述壓力比例控制閥部的進氣側的差壓變化的比(kg/Pa)，ΔPh係前述無感帶的差壓的範圍(Pa)。
藉由該構成，由於可將在特性曲線中包含無感帶的排氣側的差壓的調整，以與進氣側的差壓的調整為相同程度的時間進行調整，因此可一面達成調整輪胎的內壓的時間的短縮化，一面抑制空氣的使用量。
基於以上，藉由本發明，可提供可以短時間且精度佳地調整輪胎的內壓之輪胎試驗裝置之空氣壓回路。
1‧‧‧均勻性機器(輪胎試驗裝置)
2‧‧‧輪緣
10‧‧‧空氣壓回路
12‧‧‧空氣供給源
14‧‧‧控制器(控制部)
16‧‧‧壓力計
20‧‧‧胎圈座系統
30‧‧‧測試系統
50‧‧‧輪胎
200‧‧‧胎圈座系統的配管
201‧‧‧第1配管
202‧‧‧第2配管
203‧‧‧胎圈座側配管
205‧‧‧第1關斷閥
300‧‧‧測試系統的配管
303‧‧‧測試側配管
305‧‧‧第2關斷閥
306‧‧‧壓力感測器(壓力測定部)
307‧‧‧進排氣閥
310‧‧‧壓力比例控制閥部
312‧‧‧電空調整器
314‧‧‧容量補助器
315‧‧‧引導壓力輸入埠
316‧‧‧調整器用配管
320‧‧‧定量排氣部
321‧‧‧排氣用配管
322‧‧‧針閥
323‧‧‧排氣部關斷閥
324‧‧‧消音器
500‧‧‧輪胎試驗裝置
510‧‧‧空氣壓回路
520‧‧‧測試系統
521‧‧‧空氣供給配管
523‧‧‧控制器
525‧‧‧壓力調節器(壓力比例控制閥)
530‧‧‧空氣源
550‧‧‧輪胎
c‧‧‧壓力比例控制閥部中的進氣排氣的特性曲線
d‧‧‧無感帶
圖1係本實施形態之輪胎試驗裝置的概略構成圖。
圖2A係顯示在前述輪胎試驗裝置之空氣壓回路中的壓力比例控制閥部的進氣排氣的特性曲線中，藉由利用定量排氣部所為之空氣的排氣，配管系全體的前述特性曲線移位至排氣側的說明圖。
圖2B係顯示在前述輪胎試驗裝置之空氣壓回路中的壓力比例控制閥部的進氣排氣的特性曲線中，輪胎內的空 氣溫度上升或降低時，配管系全體的前述特性曲線移位至排氣側或進氣側的說明圖。
圖2C係顯示在前述輪胎試驗裝置之空氣壓回路中的壓力比例控制閥部的進氣排氣的特性曲線中，對於無感帶的差壓範圍，以與考慮為壓力比例控制閥部進行作動的情形為同等的速度由定量排氣部進行排氣的空氣流量的說明圖。
圖3A係顯示在前述輪胎試驗裝置之輪胎的內壓的變化特性圖，顯示輪胎的空氣溫度降低時之變化特性的圖表。
圖3B係顯示在前述輪胎試驗裝置之輪胎的內壓的變化特性圖，顯示輪胎內的空氣溫度上升時之變化特性的圖表。
圖4A係顯示在習知之輪胎試驗裝置之輪胎的內壓的變化特性圖，顯示輪胎內的空氣溫度降低時之變化特性的圖表。
圖4B係顯示在習知之輪胎試驗裝置之輪胎的內壓的變化特性圖，顯示輪胎內的空氣溫度上升時之變化特性的圖表。
圖5係習知之輪胎試驗裝置的概略構成圖。
圖6係顯示習知之輪胎試驗裝置之空氣壓回路中的壓力調節器的進氣排氣的特性曲線的圖表。
以下一面參照圖1、圖2A、圖2B、圖2C，一面說明本發明之一實施形態。圖1係本實施形態之輪胎試驗裝置的概略構成圖。圖2A係顯示在前述輪胎試驗裝置之空氣壓回路中的壓力比例控制閥部的進氣排氣的特性曲線中，藉由利用定量排氣部所為之空氣的排氣，配管系全體的前述特性曲線移位至排氣側的說明圖。圖2B係顯示在輪胎內的空氣溫度上升或降低時，配管系全體的前述特性曲線移位至排氣側或進氣側的說明圖。圖2C係用以說明對於無感帶的差壓範圍，以與考慮為壓力比例控制閥部進行作動的情形為同等的速度由定量排氣部進行排氣的空氣流量的圖。
本實施形態之輪胎試驗裝置之空氣壓回路係例如被使用在對製品完成的輪胎進行均勻性(均一性)之製品檢査的均勻性機器，將壓縮空氣(以下亦僅稱之為「空氣」)對輪胎進行進氣排氣來調整輪胎的內壓(空氣壓)。該空氣壓回路係如圖1所示，具備有：空氣供給源12、作為由空氣供給源12至輪胎50之空氣路徑的2系統的配管系統(胎圈座系統20及測試系統30)、及控制器(控制部)14。本實施形態之胎圈座系統20及測試系統30係共有配管的一部分。亦即，胎圈座系統20及測試系統30係在由空氣供給源12至輪胎50的途中分歧，在下游側再度合流成一個配管之後被連接在輪胎50。其中，胎圈座系統20與測試系統30亦可由空氣供給源12至輪胎50各自配設。此外，空氣壓回路10亦可為利用外部的 空氣供給源的構成(亦即未具備有空氣供給源12的構成)。
空氣供給源12係例如以工廠空氣蓄積空氣的空氣槽、或空氣壓縮機等，供給與通過胎圈座系統20而使輪胎50膨脹時的空氣壓為相同的壓力的空氣。在該空氣供給源12的下游側(本實施形態之例中為第1配管201)係設有用以觀測省略圖示的空氣過濾器、及由空氣供給源12所被供給的空氣(壓縮空氣)的壓力(空氣壓)的壓力計16。
胎圈座系統20係具有：將空氣由空氣供給源12導引至輪胎50的配管201、及第1關斷閥205，由於使輪胎50在短時間膨脹而將輪胎50的胎圈部按壓在被設在均勻性機器1的輪緣2，因此將預定的壓力(胎圈座壓)的空氣供給至輪胎50。本實施形態之胎圈座壓為例如0.4MPa左右。
配管200係具有：與空氣供給源12相連接的第1配管201、與輪胎50相連接的第2配管202、及在與測試系統30分歧的狀態下將第1配管201與第2配管202相連接的胎圈座側配管203。其中，第1配管201與第2配管202亦構成測試系統30的配管300的一部分。
第1關斷閥205係被設在胎圈座側配管203，根據來自控制器14的指示訊號，切換閥的位置，進行胎圈座側配管203(亦即胎圈座系統20的配管200)的開閉。
測試系統30係具有：將空氣由空氣供給源12導引至輪胎50的配管300、第2關斷閥305、壓力感測器(壓力測定部)306、壓力比例控制閥部310、進排氣閥307、及定量排氣部320。該測試系統30係以在測試(測定)輪胎50的均勻性時的輪胎50的內壓成為低於胎圈座壓的預定壓力(測試壓)的方式進行調整。本實施形態之測試壓係例如0.2MPa左右。
配管300係具有：與空氣供給源12相連接的第1配管201、與輪胎50相連接的第2配管202、及在與胎圈座系統20分歧的狀態下將第1配管201與第2配管202相連接的測試側配管303。
第2關斷閥305係被設在測試側配管303，根據來自控制器14的指示訊號，切換閥的位置，且進行測試側配管303(亦即測試系統30的配管300)的開閉。
壓力感測器306係被設在第2配管202，測定第2配管202內的空氣的壓力，亦即輪胎50的內壓。該壓力感測器306係將對應所測定出的輪胎50的內壓的壓力訊號輸出至控制器14。
壓力比例控制閥部310係被設在測試系統30的測試側配管303，以所被輸入的目標指令壓(預定的空氣壓的值)為目標，調整輪胎50的內壓，亦即該壓力比例控制閥部310的下游側的配管300內的空氣壓。本實施形態之壓力比例控制閥部310係具有：電空調整器312、容量補助器314、及由測試側配管303分歧而延伸至容量 補助器314的調整器用配管316。
電空調整器312係被設在調整器用配管316，按照來自控制器14的電訊號(目標指令壓)，調整通過調整器用配管316而被供給至容量補助器314的空氣的壓力。亦即，電空調整器312係藉由來自控制器14的電訊號來設定目標壓力，將該目標壓力(引導壓力)的空氣供給至容量補助器314的引導壓力輸入埠315。
其中，本實施形態之目標指令壓係根據由定量排氣部320所被排氣的空氣流量、及測試壓來設定。亦即，目標指令壓係在第2配管202內的空氣以預定的流量(後述之質量流量Q)由定量排氣部320被排氣至外部的狀態下，以輪胎50的內壓成為測試壓的方式作設定的壓力值。
容量補助器314係在測試側配管303中，設在比調整器用配管316的分歧位置更為下游側。容量補助器314係以測試側配管303中的容量補助器314的下游側的部位內的壓力(線壓力)與被輸入至引導壓力輸入埠315的目標壓力為相同的方式進行調整。具體而言，容量補助器314係構成為：若線壓力比目標壓力更為上升時，將測試側配管303中的前述下游側的部位內的空氣排氣至外部，若線壓力比目標壓力更為降低時，則將來自空氣供給源12的空氣供給至測試側配管303的前述下游側的部位內。
在具有如上所示之電空調整器312與容量補 助器314的壓力比例控制閥部310中，與圖6所示之習知之空氣壓回路中的壓力調節器的進氣排氣的特性曲線同樣地，進氣排氣的特性曲線c(以下亦僅稱之為「特性曲線c」)具有無感帶d。該特性曲線c係將橫軸設為目標指令壓與壓力比例控制閥部(本實施形態之例中為容量補助器314)的出側的壓力(線壓力、輪胎的內壓)的差壓(以下亦僅稱之為「差壓」)，將縱軸設為當將輪胎50內的空氣排氣至外部時(以下亦僅稱之為「排氣側」)的流量及使來自空氣供給源12的空氣進氣(供給)至輪胎時(以下亦僅稱之為「進氣側」)的流量時之顯示壓力比例控制閥部310的進氣排氣特性的曲線。其中，在前述縱軸中與前述橫軸的交叉位置的流量為0(亦即未進行進氣或排氣的狀態)。
在此，無感帶d係指在特性曲線c中，包含差壓0而且壓力比例控制閥部310不進行進氣排氣的差壓的範圍。
其中，本實施形態之壓力比例控制閥部310係藉由電空調整器312及容量補助器314所構成，惟並非限定於該構成，亦可藉由1個壓力比例控制閥所構成。
進排氣閥307係被設在第2配管202，藉由根據來自控制器14的指示訊號的閥的位置的切換，進行空氣壓回路10中由空氣供給源12對輪胎50的進氣與由輪胎50內對外部的排氣的切換。藉由進排氣閥307被切換至排氣側，可使被上升至胎圈座壓的輪胎50的內壓，在 短時間降低至測試壓或測試壓近傍。
定量排氣部320係被設在配管300中的壓力比例控制閥部310(詳言之為容量補助器314)與輪胎50之間，構成為可將配管300內的空氣以一定流量排氣至外部。本實施形態之定量排氣部320係被設在第2配管202中的進排氣閥307與壓力感測器306之間。該定量排氣部320係具備有：排氣用配管321、被設在該排氣用配管321的針閥322、排氣部關斷閥323、及消音器324。該定量排氣部320將第2配管202內的空氣以一定流量排氣至外部，藉此可使特性曲線c以前述一定流量份移位至排氣側(參照圖2A)。藉此，差壓藉由壓力比例控制閥部310而以比無感帶d更為負側的預定值(收斂值：參照圖2A的點A)予以維持。結果，與在壓力比例控制閥不進行進氣排氣的無感帶d內維持差壓的習知的空氣回路相比，可在短時間調整輪胎50的內壓。亦即，第2配管202內的空氣以一定流量被排氣，藉此若差壓由高壓側朝向收斂值時，將壓力比例控制閥部310不進行進氣排氣的無感帶，以差壓在短時間(對應前述一定流量的時間)通過的方式進行變化。因此，可使差壓在短時間收斂成收斂值，亦即，可將輪胎50的內壓在短時間內調整為測試壓。
排氣用配管321係由第2配管202中的進排氣閥307與壓力感測器306之間分歧，將第2配管202內與外部相連通。
針閥322係可藉由變更開度來調整通過排氣 用配管321而被排氣至外部的空氣流量。該針閥322係通過排氣用配管321而被排氣至外部的空氣的質量流量Q(kg/s)以比下列(3)式所表示之值為更大的方式調整開度。
Q=(V/RT)γ+(αΔPh/2)......(3)
在此，V係輪胎50的內部及由輪胎50至壓力比例控制閥部310的配管300內部的體積(m3 )，T係配管300內的空氣的絕對溫度(K)，R係乾燥空氣的氣體常數(J/kg/K)，γ係在輪胎50的內壓為測試壓的狀態下使壓力比例控制閥部310及定量排氣部320的動作停止時的輪胎50的內壓中平均每1秒鐘的增加量(Pa/s)，α係進氣質量的變化相對壓力比例控制閥部310的進氣側的差壓變化的比(kg/Pa)，ΔPh係無感帶d的差壓的範圍(Pa)。其中，γ係在各種輪胎中被假想的各種駕駛狀態下所被觀測的正側的最大值，為藉由實驗等而預先求出的值。
如上所示之針閥322的開度，亦即由定量排氣部320被排氣至外部的空氣流量係如以下進行設定。
當輪胎50的內壓依輪胎50內的空氣溫度的變化而變動時，該內壓的變動、與輪胎50內的空氣被排氣或進氣係為等效。因此，當內壓依輪胎50內的空氣溫度降低而降低時，如圖2B所示，特性曲線c係移位至排氣側，當內壓依空氣溫度上升而上升時，特性曲線c移位至進氣側。因此，當輪胎50內的空氣溫度上升時，特性 曲線c的無感帶d接近縱軸的流量0。在本實施形態之空氣壓回路10中，藉由使無感帶d位於比流量0更為排氣側，實現以短時間且精度佳地調整輪胎50的內壓。因此，在該空氣溫度上升時，亦必須為特性曲線c的無感帶d位於排氣側。因此，如以下所示，求出輪胎50內的空氣溫度上升時，無感帶d成為流量0的空氣的質量流量Q1，將由針閥322所被排氣的空氣的質量流量Q以大於該質量流量Q1的方式進行設定。
若將由針閥322所被排氣的空氣的質量流量設為Q1(kg/s)時，以t秒鐘變化的空氣質量Δm(kg)係成為Q1t。此外，若將因輪胎50內的空氣溫度變化所致之內壓變化中的單位時間的變化率設為γ(Pa/s)時，以t秒鐘變化的內壓ΔP(Pa)係成為γt。在此，由於空氣的狀態方程式為PV=mRT，因此若將P及m置換成其變化率ΔP、Δm時，即成為ΔPV=ΔmRT。若在該式中代入上述Δm=Q1t、ΔP=γt，即得γV=Q1RT。由該式求出在輪胎50內的空氣溫度上升時，無感帶d成為流量0的空氣的質量流量Q1=(V/RT)γ。
此外，在本實施形態之空氣壓回路10中，係酌量調整輪胎50的內壓的時間與空氣消耗量的平衡，來調整來自針閥322的空氣排氣量，藉此設定空氣的質量流量Q。具體而言，如以下所示。
愈加大來自針閥322的空氣的排氣量，在排氣側，差壓通過無感帶d的時間愈短，亦即，可以短時間 調整輪胎50的內壓，但是空氣壓回路10中的空氣消耗量會增大。因此，在本實施形態之空氣壓回路10中，係以與在特性曲線c中未設有無感帶d的進氣側的壓力控制(壓力變化)為同等的速度，進行排氣側的壓力控制的方式設定由針閥322所被排氣的空氣的質量流量Q。
在壓力比例控制閥部310，係進氣及排氣的流量按照差壓來進行調整。將其感度(進氣質量的變化相對壓力比例控制閥部310的進氣側的差壓變化的比)如圖2C所示設為α時，在壓力比例控制閥部310以與以感度α控制輪胎50的內壓為同等的速度，藉由針閥322的排氣控制無感帶d的壓力區域ΔPh中的輪胎50的內壓的情形，即為圖2C中的該等面積為大致一致之時。亦即，為由針閥322被排氣的空氣的質量流量Q2成為αΔPh的一半(αΔPh/2)之時。
因此，本實施形態之空氣壓回路10的針閥322係以在如上所述在輪胎50內的空氣溫度上升時，無感帶d位於比流量0更為排氣側的質量流量Q1，加上考量到輪胎50的內壓的調整時間與空氣消耗量的質量流量Q2後的質量流量Q(=(V/RT)γ+(αΔPh/2))將空氣進行排氣的方式進行設定。
排氣部關斷閥323係根據來自控制器14的指示訊號，切換閥的位置，藉此進行排氣用配管321的開閉。本實施形態之排氣部關斷閥323係被配置在排氣用配管321中的針閥322的下游側，但是亦可被配置在上游 側。
消音器324係被設在排氣用配管321的下游端，將空氣由排氣用配管321被排氣至外部時的排氣音進行消音。
控制器14係分別控制空氣壓回路10的各閥205、305、307、310、323等，俾以在均勻性機器1中測定輪胎50的均勻性。例如，控制器14係對壓力比例控制閥部310輸出目標指令壓，對第1及第2關斷閥205、305、進排氣閥307、及排氣部關斷閥323輸出指示訊號等。
在具備有如上所示之空氣壓回路10的輪胎試驗裝置1中，如以下所示進行輪胎50的均勻性測試。
若輪胎50被裝設在均勻性機器1的輪緣2時，控制器14打開第1關斷閥205，關閉第2關斷閥305，將進排氣閥307形成為進氣，且關閉排氣部關斷閥323。藉此，由空氣供給源12所被供給的胎圈座壓的空氣(在本實施形態之例中為例如0.4MPa左右的壓縮空氣)通過胎圈座系統20而被供給至輪胎50，輪胎50的內壓上升，胎圈部被按壓在輪緣而密接。
若藉由壓力感測器306所被檢測的輪胎50的內壓達到胎圈座壓時，在由達到胎圈座壓經過預定時間後，控制器14係在關閉第1關斷閥205，關閉第2關斷閥305的狀態下維持，將進排氣閥307形成為排氣，在關閉排氣部關斷閥323的狀態下維持。藉此，遮斷對輪胎 50供給空氣，並且輪胎50內的空氣由進排氣閥307被排氣至外部。
藉由該排氣，輪胎的內壓由胎圈座壓朝向測試壓(在本實施形態之例中係由0.4MPa至0.2MPa)減少。接著，若藉由壓力感測器306所被檢測的輪胎50的內壓接近測試壓時，控制器14維持關閉第1關斷閥205的狀態，打開第2關斷閥305，將進排氣閥307形成為進氣，且打開排氣部關斷閥323。藉此，空氣一面由定量排氣部320以一定流量(質量流量)Q被排氣，一面以輪胎50的內壓成為測試壓的方式藉由測試系統30(壓力比例控制閥部310)予以調整。具體而言，藉由壓力比例控制閥部310進行進氣排氣，使差壓收斂成收斂值(參照圖2A的A點)。藉此，輪胎的內壓被調整為測試壓。
若輪胎50的內壓成為測試壓時，省略圖示的輪鼓被按壓在輪胎50，在該狀態下，輪胎50進行旋轉，藉此被設在輪鼓內的省略圖示的荷重計測器等計測在輪胎50所發生的斥力。如上所示測試輪胎50的均勻性。
測試結束後，控制器14維持關閉第1關斷閥205的狀態，關閉第2關斷閥305，將進排氣閥307形成為排氣，關閉排氣部關斷閥323。藉此，輪胎內的空氣被完全排氣，輪胎50可由輪緣2卸下。
藉由以上之空氣壓回路10，由定量排氣部320將第2配管202內的空氣以一定的質量流量Q排氣至外部，藉此可使特性曲線c以前述質量流量Q份移位至排 氣側(參照圖2A)，藉此，可以短時間且精度佳地調整輪胎50的內壓。具體而言，如以下所示。
藉由使特性曲線c移位至排氣側，差壓以無感帶d的負側的收斂值(參照圖2A的A點)被維持，因此與在壓力比例控制閥不進行進氣排氣的無感帶中維持差壓的習知的空氣回路相比，可以短時間且精度佳地調整輪胎50的內壓。
特性曲線c係藉由輪胎50內的空氣溫度上升而移位至進氣側(參照圖2B)，因此在本實施形態之空氣壓回路10中，在移位至該進氣側的狀態下，以無感帶d位於比流量0更為排氣側的方式設定由定量排氣部320所被排氣的空氣的質量流量Q。因此，可更確實地以短時間且精度佳地調整輪胎50的內壓。
此外，在本實施形態之空氣壓回路10中，係將在特性曲線c中包含無感帶d的排氣側中的差壓的調整，以與進氣側中的差壓的調整為相同程度的時間進行調整，藉此一面達成調整輪胎50的內壓的時間短縮化，一面抑制所使用的空氣量。
其中，本發明之輪胎試驗裝置之空氣壓回路並非限定於上述實施形態，當然可在未脫離本發明之要旨的範圍內，施加各種變更。
定量排氣部320的具體構成並未被限定。例如，亦可在定量排氣部320未設有排氣部關斷閥323及/或消音器324。此外，定量排氣部320若為可以一定流量 將空氣排氣至外部的構成即可，亦可為例如在第2配管202設有孔口的構成等。
此外，輪胎50的均勻性測試時之由定量排氣部320被排氣的空氣的質量流量Q(kg/s)並非限定為藉由式(3)(Q=(V/RT)γ+(αΔPh/2))所表示的值。
例如，若前述空氣的質量流量Q大於Q=(V/RT)γ即可。藉由該構成，可以短時間且精度佳地調整輪胎的內壓。此外，前述空氣的質量流量Q亦可大於Q=(V/RT)γ+(αΔPh/2)。藉由該構成，空氣的消耗量雖會增大，但是可以更短時間調整輪胎50的內壓。
實施例
在此，為確認上述實施形態之空氣壓回路的效果，進行使用上述實施形態之空氣壓回路10、及除了沒有定量排氣部以外，與前述空氣壓回路10為相同構成之空氣壓回路(習知之空氣壓回路)，來調整輪胎50的內壓的實驗。
具體而言，如以下所示。
若使輪胎50的內壓上升至胎圈座壓，藉由絕熱壓縮，輪胎50內的空氣溫度係大幅上升。因此，若在使輪胎50的內壓上升至胎圈座壓之後，立即減壓至測試壓時，輪胎50內的空氣溫度係成為比周圍的溫度為更高的狀態。另一方面，在使輪胎50的內壓上升至胎圈座壓之後，保持該壓力至輪胎50內的空氣溫度傳至周圍而下 降為止，若輪胎50內的空氣溫度下降之後減壓至測試壓時，輪胎50內的空氣溫度係成為比周圍的溫度為更低的狀態。如上所示，在使輪胎50的內壓上升至胎圈座壓之後使其降下至測試壓時，藉由調整胎圈座壓的保持時間，使輪胎50內的空氣壓溫度改變來進行實驗。
此外，當由胎圈座壓移至測試壓時，改變根據壓力感測器306的測定值而將進排氣閥307由排氣(減壓)切換成進氣(壓力調整開始)的時序，藉此進行輪胎50的內壓相對目標指令壓為由高壓側接近的情形下、及由低壓側接近的情形下的實驗。
將以上之實驗結果顯示於圖3A、圖3B、圖4A、圖4B。圖3A係顯示在使用上述實施形態之空氣壓回路10的情形下，輪胎50內的空氣溫度降低時的輪胎內壓的變化特性。圖3B係顯示在使用上述實施形態之空氣壓回路10的情形下，輪胎50內的空氣溫度上升時的輪胎內壓的變化特性。圖4A係顯示在使用習知之空氣壓回路的情形下，輪胎50內的空氣溫度降低時的輪胎內壓的變化特性。圖4B係顯示在使用習知之空氣壓回路的情形下，輪胎50內的空氣溫度上升時的輪胎內壓的變化特性。
由該等結果可確認出使用上述實施形態之空氣壓回路10，在輪胎50的內壓由高壓側接近目標指令壓的情形下、或由低壓側接近目標指令壓的情形下，均為輪胎50的內壓以短時間以一定值(測試壓)呈安定。
此外，無論在輪胎50內的空氣溫度比周圍的溫度更高的情形下、或更低的情形下，均確認出使用上述實施形態之空氣壓回路10，輪胎50的內壓以短時間以一定值(測試壓)呈安定。
以上參照詳細且特定的實施形態來說明本發明，惟該領域熟習該項技術者可在未脫離本發明之精神及範圍的情形下施加各種變更或修正。
本申請案係根據2013年4月3日申請之日本專利申請案(日本特願2013-077410)者，其內容係作為參照而被取入於此。
1‧‧‧均勻性機器(輪胎試驗裝置)
2‧‧‧輪緣
10‧‧‧空氣壓回路
12‧‧‧空氣供給源
14‧‧‧控制器(控制部)
16‧‧‧壓力計
20‧‧‧胎圈座系統
30‧‧‧測試系統
50‧‧‧輪胎
200‧‧‧胎圈座系統的配管
201‧‧‧第1配管
202‧‧‧第2配管
203‧‧‧胎圈座側配管
205‧‧‧第1關斷閥
300‧‧‧測試系統的配管
303‧‧‧測試側配管
305‧‧‧第2關斷閥
307‧‧‧進排氣閥
306‧‧‧壓力感測器(壓力測定部)
310‧‧‧壓力比例控制閥部
312‧‧‧電空調整器
314‧‧‧容量補助器
315‧‧‧引導壓力輸入埠
316‧‧‧調整器用配管
320‧‧‧定量排氣部
321‧‧‧排氣用配管
322‧‧‧針閥
323‧‧‧排氣部關斷閥
324‧‧‧消音器

Claims (4)

  1. 一種輪胎試驗裝置之空氣壓回路，其係測定輪胎均一性之輪胎試驗裝置之空氣壓回路，其係具備有：配管，其係將來自空氣供給源的空氣導引至前述輪胎；控制部，其係輸出作為預定的空氣壓的值的目標指令壓；壓力比例控制閥部，其係被設在前述配管，以前述輪胎的內壓成為前述目標指令壓的方式，將和前述內壓與前述目標指令壓的差壓成正比的流量的空氣進行進氣排氣，具有前述差壓在包含0的預定範圍內不進行進氣排氣的無感帶；及定量排氣部，其係被設在前述配管中的前述壓力比例控制閥部與前述輪胎之間，可將前述配管內的空氣以一定流量排氣至外部。
  2. 如申請專利範圍第1項之輪胎試驗裝置之空氣壓回路，其中，前述定量排氣部係在前述均一性測定時，即使在前述輪胎內的空氣溫度上升時，亦以前述無感帶位於排氣側的流量，將空氣排氣至外部。
  3. 如申請專利範圍第1項之輪胎試驗裝置之空氣壓回路，其中，前述定量排氣部排氣至外部的空氣的質量流量Q(kg/s)係比以下列(1)式所表示的值為更大：Q=(V/RT)γ......(1)在此，V係前述輪胎的內部、及由前述輪胎至前述壓 力比例控制閥部的前述配管內部的體積(m3 )，T係前述配管內的空氣的絕對溫度(K)，R係乾燥空氣的氣體常數(J/kg/K)，γ係在前述輪胎的內壓為前述均一性測定時之測試壓的狀態下，使前述壓力比例控制閥部及前述定量排氣部的動作停止時的該輪胎的內壓中平均每1秒鐘的增加量(Pa/s)。
  4. 如申請專利範圍第3項之輪胎試驗裝置之空氣壓回路，其中，前述定量排氣部排氣至外部的空氣的質量流量Q(kg/s)係以下列(2)式表示：Q=(V/RT)γ+(αΔPh/2)......(2)，在此，α係進氣質量的變化相對前述壓力比例控制閥部的進氣側的差壓變化的比(kg/Pa)，ΔPh係前述無感帶的差壓的範圍(Pa)。
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