WO2017135100A1

WO2017135100A1 - タイヤ試験装置のタイヤ空気充填機構及びタイヤ空気充填方法

Info

Publication number: WO2017135100A1
Application number: PCT/JP2017/002262
Authority: WO
Inventors: 徹岡田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2016-02-03
Filing date: 2017-01-24
Publication date: 2017-08-10
Anticipated expiration: 2018-08-03
Also published as: DE112017000638B4; US20200041384A1; CN108603815A; DE112017000638T5; US10718691B2; JP6657520B2; JP2017138195A; CN108603815B

Abstract

タイヤ試験中に生じる空気圧の変動を抑えて、低コストで精度良くタイヤユニフォミティを計測する。本発明のタイヤ試験装置（２）のタイヤ空気充填機構（１）は、タイヤ軸（４Ｕ、４Ｄ）の先端に取り付けられた一対のリム（５Ｕ、５Ｄ）間に装着されるタイヤ（Ｔ）に対して、タイヤ（Ｔ）の内部に空気を供給する空気供給源（６）を備えたものであって、空気供給源（６）からタイヤ（Ｔ）内に供給された空気の噴出方向を、径方向に対して傾斜した方向とすることにより、空気供給源（６）から供給された空気をタイヤ（Ｔ）内において旋回させる構成とされている。

Description

タイヤ試験装置のタイヤ空気充填機構及びタイヤ空気充填方法

　本発明は、タイヤユニフォミティマシンなどのタイヤ試験装置に用いられるタイヤに空気を供給してタイヤをインフレーションする技術に関するものである。

　従来より、製品上がりのタイヤに対してはタイヤユニフォミティ（均一性）などを計測して良否を判定するタイヤ試験（タイヤユニフォミティ検査）が行われている。例えば乗用車用のタイヤについてタイヤユニフォミティを計測する場合であれば、このタイヤ試験は概ね特許文献１に示されるようなタイヤ試験装置を用いて以下のような手順で行われる。

　すなわち、特許文献１のタイヤ試験装置は、リム上に着座するタイヤに対して工場空気源（空気供給源）から供給された圧縮空気を圧力調整して供給する空気圧回路を備えており、タイヤを膨らませた後でタイヤユニフォミティ検査を行うものである。この空気圧回路は、途中で分岐した２系統の配管を備えている。その１つはタイヤを短時間で膨らまし、タイヤをリムに装着するビードシート系統の配管であり、もう１つがタイヤを試験する際に用いられるテスト系統の配管である。そして、これらのビードシート系統の配管とテスト系統の配管とを切替弁を用いて切り替えることで、空気圧回路は２系統の配管経路でタイヤを膨らますことができるようになっている。

　このタイヤ試験装置でタイヤ試験を行う場合は、まず検査ラインの上流から流れてきたタイヤを上下に分割されたリムで挟み込む。そして、次にビードシート系統の配管を用いてタイヤを短時間で膨らます。このときビードシート系統の配管を用いてタイヤに供給される圧縮空気の空気圧は、タイヤ試験時のテスト圧（テスト空気圧）よりも高圧（例えば、約４００ｋＰａ）とされるのが一般的であり、タイヤは、圧力上昇時間も含めて前記テスト圧に１秒程度に亘り保持される。

　次に、このタイヤ試験装置では、切替弁を用いて圧縮空気の流路をビードシート系統の配管からテスト系統の配管に切り替える。このテスト系統の配管の途中には圧力調整弁が設けられており、高圧の圧縮空気をテスト圧（例えば、約２００ｋＰａ）に減圧可能となっている。それゆえ、テスト系統の配管を通じて圧縮空気を供給することでタイヤ内の空気圧がテスト圧に調整される。そして、テスト圧に保持されたタイヤを回転させるとともに、ドラムを押し付けて、ドラムに設けた荷重計測器を用いてタイヤに発生する反発力を計測することにより、タイヤのユニフォミティが計測される。

　なお、上述した圧力調整弁としては、特許文献２に示されるようにサーボ式の圧力レギュレータが用いられることもある。

日本国特公平６－９５０５７号公報米国特許第５２９１７７６号明細書日本国特開２０１１―６９７７２号公報

　ところで、タイヤ試験においては、試験中のタイヤ内の空気圧が少しでも変動するとユニフォミティの計測結果が大きく変動することが知られている。それゆえ、不良品を市場に出さないためにも、また間違って良品を不良品と判定しないためにも、タイヤ内の空気圧をテスト圧に一定に保つ事が重要になる。ところが、実際のタイヤ試験においては、テスト中に空気圧が低下したり、まれに上昇したりすることがある。

　このようなタイヤ内の空気圧の変化は、０．５ｋＰａ程度と小さい場合もあれば１ｋＰａ程度と大きい場合もある。しかし、０．５ｋＰａ程度と空気圧の変化が小さい場合であってもタイヤ内の空気圧の変化はユニフォミティの計測結果に大きく影響する。ユニフォミティはタイヤ１回転におけるタイヤの反発力の変化を計測するものであり、タイヤ自体が持っているこの反発力の変動特性に、この圧力変化による反発力の変化が加わった値で計測されてしまう。同一タイヤにおいても、計測タイミングによって、変動特性の重なりの位相関係が変わることにより、試験の度に計測結果が異なったものとなり、試験装置の繰り返し安定性が確実に判別できなくなる可能性があり、試験装置・試験ラインとしての品質確保に難を来たすおそれがある。

　しかしながら、特許文献１のタイヤ試験装置に使われるような一般的な圧力調整弁では上述のような微小な空気圧の変化を調整することは困難である。なぜなら、一般的な圧力調整弁では圧力調整範囲は１０００ｋＰａ程度であり、圧力調整精度は良くても±０．１％つまり１ｋＰａ程度である。したがって、１ｋＰａ程度の圧力調整精度しか持たない圧力調整弁を用いてもタイヤ試験中に０．５ｋＰａ程度で変動するタイヤ内の空気圧を調整することは到底不可能である。

　一方、特許文献２には圧力調整弁としてサーボ式のものが開示されている。このサーボ式の圧力調整弁は、圧力調整精度には優れるものの応答性が低く、価格も高価である。それゆえ、緩やかで定常的な空気圧の変動には対応できても、１秒程度しかないタイヤ試験時間内でタイムリーにタイヤ内の空気圧を調整できるほどの応答性は持っていない。また、サーボ式の圧力調整弁のように高価なものを用いるとタイヤ試験装置の価格が高騰するという問題もある。それゆえ、特許文献２のようにサーボ式の圧力調整弁を用いたタイヤ試験装置でタイヤ試験中に変動するタイヤ内の空気圧を調整することも現実的でない。

　特許文献３において、タイヤ試験中に圧力が低下する原因の１つとしてタイヤ内の空気温度の低下が影響していることが明らかにされている。ここで、タイヤ試験中の圧力低下を詳しく説明する。常温の圧縮空気がビード空気圧でタイヤに流入する際、もともとタイヤ内に存在した空気は圧縮されて断熱圧縮により温度上昇し、タイヤ内の空気が高温になる。その後、ビード空気圧からテスト空気圧に移行するときにタイヤ内圧力は急激に下がり断熱膨張によりタイヤ内空気の温度は低下する。しかし、もともとの温度上昇量が大きいために、タイヤ内の空気の最終温度は一般に常温であるタイヤやリムの温度よりも高くなる。その結果、タイヤ試験中にタイヤ内空気の熱がタイヤやリムに伝熱して、タイヤ内部の空気温度が低下する。

　例えば、タイヤや配管に２００ｋＰａの圧縮空気が０．０５ｍ^３封じ込められている場合、計測時間１秒の間にその空気温度が２５℃から２４℃に１℃下がると仮定する。
　ここで、体積変化は少ないと考えると、ボイルシャルルの法則（圧力と体積の積を絶対温度で割った値は一定）より、圧力は、２００ｋＰａ×１Ｋ／２９７Ｋ＝０．７ｋＰａ低下する。また、テスト空気圧に移行した際のタイヤ内の空気温度が、リムやタイヤ温度（外気温度）よりも高ければ高いほど、計測時間中の温度変化量が増加して、圧力の変化量が増加することもわかる。

　そこで、特許文献３では、最初のビードシート系統の高圧の空気を予め冷却しておくことにより、テスト空気圧の空気温度を下げて外気温度付近にすることを提案している。しかしながら、約３０秒に１回のテストサイクルにおいて、タンク等の空気供給源に空気温度を冷却するためには、大がかりな冷却設備が必要となり、製品コストの大幅な増加につながるという課題がある。

　本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、タイヤに空気を供給するときに、タイヤ内空気の温度上昇を抑制することにより、タイヤ試験中に生じる空気圧の変動を抑えることができ、低コストで精度良くタイヤユニフォミティを計測することができるタイヤ試験装置のタイヤ空気充填機構及びタイヤ空気充填方法を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するため、本発明のタイヤ試験装置のタイヤ空気充填機構は以下の技術的手段を講じている。
　即ち、本発明のタイヤ試験装置のタイヤ空気充填機構は、タイヤ軸の先端に取り付けられた一対のリム間に装着されるタイヤに対して、当該タイヤの内部に空気を供給する空気供給源を備えたタイヤ試験装置のタイヤ空気充填機構であって、前記空気供給源からタイヤ内に供給された空気の噴出方向を、径方向に対して傾斜した方向とすることにより、前記空気供給源から供給された空気を前記タイヤ内において旋回させる構成とされていることを特徴とする。

　好ましくは、前記空気供給源からタイヤ内に供給された空気を噴出する空気噴出口が前記タイヤ軸に形成されており、前記空気噴出口が、径方向に対して傾斜する向きに形成されているとよい。
　好ましくは、前記空気噴出口から径方向に噴出された空気の噴出方向を径方向に対して傾斜した向きに変向させる湾曲した管部材が設けられているとよい。

　好ましくは、前記空気噴出口から径方向に噴出された空気の噴出方向を径方向に対して傾斜した向きに変向させる変向板が設けられているとよい。
　一方、本発明のタイヤ試験装置のタイヤ空気充填方法は、上述したタイヤ空気充填機構を用いて、前記空気供給源から供給された空気を、径方向に対して傾斜した方向に噴出させることにより、前記タイヤの内部に空気を旋回させつつ供給することを特徴とする。

　本発明のタイヤ試験装置のタイヤ空気充填機構及びタイヤ空気充填方法によれば、タイヤに空気を供給するときに、タイヤ内空気の温度上昇を抑制することにより、タイヤ試験中に生じる空気圧の変動を抑えることができ、低コストで精度良くタイヤユニフォミティを計測することができる。

第１実施形態のタイヤ空気充填機構が設けられたタイヤ試験装置を示した図である。第１実施形態のタイヤ空気充填機構の構成（回路）を示す図である。第１実施形態のタイヤ空気充填機構を拡大して示した図である。第１実施形態のタイヤ空気充填機構の空気噴出方向と、タイヤ内での空気の旋回状態を示した図である。第２実施形態のタイヤ空気充填機構を拡大して図である。第２実施形態のタイヤ空気充填機構の空気噴出方向と、タイヤ内での空気の旋回状態を示した図である。第３実施形態のタイヤ空気充填機構を拡大して図である。第３実施形態のタイヤ空気充填機構の空気噴出方向と、タイヤ内での空気の旋回状態を示した図である。タイヤ内の空気圧及びタイヤ内の空気温度の変化を示した図である。従来例のタイヤ空気充填機構の構成を示す図である。

［第１実施形態］
　以降では、まず本発明のタイヤ空気充填機構１が設けられるタイヤ試験装置２を、図面に基づき詳しく説明する。
　図１は、第１実施形態のタイヤ空気充填機構１が設けられるタイヤ試験装置２を模式的に示したものである。

　このタイヤ試験装置２は、製品上がりのタイヤＴに対してタイヤユニフォミティなどの製品検査を行うものであり、一般にタイヤユニフォミティマシンと言われるものである。このようなタイヤ試験装置２は、例えば図１に示されるような構成となっている。
　図１に模式的に示されるように、タイヤ試験装置２は、床面にやぐら状に設けられたフレーム３と、このフレーム３に取り付けられた上下１組のタイヤ軸４Ｕ、４Ｄと、これらのタイヤ軸４Ｕ、４Ｄに設けられてタイヤＴを固定する上下１組のリム５Ｕ、５Ｄと、を備えている。これらのタイヤ軸４Ｕ、４Ｄは上下方向を向くタイヤ軸４Ｕ、４Ｄ回りに回転自在に配備されている。さらに、リム５Ｕ、５Ｄで固定されたタイヤＴの側方には外周面に模擬路面が形成されたドラム（図示略）が備えられている。このドラムは、上下方向を向く軸回りに駆動回転できるようになっており、また水平に移動してタイヤＴに模擬路面を接触できる構成となっている。

　以降の説明において、図１の紙面の上下をタイヤ試験装置２を説明する際の上下という。
　タイヤ試験装置２のタイヤ軸は、フレーム３の上側に設けられる上タイヤ軸４Ｕと、この上タイヤ軸４Ｕと同軸に配備されると共に下方に距離をあけて昇降自在に設けられる下タイヤ軸４Ｄとを有している。上タイヤ軸４Ｕの下端には上リム５Ｕが、また下タイヤ軸４Ｄの上端には下リム５Ｄが設けられており、上下タイヤ軸４Ｕ、４Ｄを互いに接近させることで上下リム５Ｕ、５Ｄ間にタイヤＴを挟み込んで固定できるようになっている。

　上下リム５Ｕ、５Ｄ又はドラムには、走行中のタイヤＴに発生する力を計測する荷重計測器などが設けられており、タイヤＴのタイヤユニフォミティを計測できるようになっている。ところで、上述のようなタイヤ試験を行う際には、タイヤＴを所定の空気圧に調整しておく必要がある。そこで、タイヤ試験装置２には、タイヤＴ内に圧縮空気を供給したりタイヤＴから圧縮空気を排出したりしてタイヤＴ内の空気圧を調整する空気圧回路９（タイヤ空気充填機構１）が配備されている。

　図１に示されるように、空気圧回路９は、空気供給源６からタイヤＴ内へ至る配管を備えており、上タイヤ軸４Ｕの内部を上下に貫通するように設けられた空気供給流路７の下側に開口した空気噴出口８でタイヤＴ内に連通している。空気圧回路９は空気供給流路７及び空気噴出口８を通じて圧縮空気をタイヤＴ内に流通できるようになっている。
　図２に示されるように、空気圧回路９の基本構成は、空気供給源６で発生した圧縮空気を所定の空気圧に調整してタイヤＴに供給するものである。空気圧回路９は、タイヤＴに至る経路を２系統備えている。その１つはタイヤＴを短時間で膨らましてタイヤＴのビードをリムに押し付けるビードシート系統９ｂであり、もう１つがタイヤＴを試験する際に用いられるテスト系統９ｔである。

　なお、図２の空気圧回路９の基本構成図において、空気供給源６側を空気圧回路９を説明する際の上流側と、またタイヤＴ側を空気圧回路９を説明する際の下流側とする。この上流側及び下流側は、タイヤＴ内に圧縮空気を供給する際の圧縮空気の流れ（図中の矢印の方向）における上流側及び下流側と一致する。
　これらの系統の配管については、ビードシート系統９ｂを介して流通される圧縮空気は４００ｋＰａ程度の空気圧（ビード空気圧）に調整され、テスト系統９ｔを介して流通される圧縮空気はビードシート系統９ｂより低い２００ｋＰａ程度の空気圧（テスト空気圧）に調整されている。これらのビードシート系統９ｂとテスト系統９ｔとは、空気供給源６からタイヤＴに至る途中で分岐し、それぞれの空気圧に調整された後、再び１つの配管合流するようになっている。

　次に、テスト系統９ｔとビードシート系統９ｂとについて詳しく説明する。
　テスト系統９ｔの経路は、上流側から下流側に向かって順番に、空気供給源６、圧力調整弁１０、給排弁１１、切替弁１２、遮断弁１３、圧力検知部１４を備えている。また、ビードシート系統９ｂの配管系路は、空気供給源６の下流側でテスト系統の配管から分岐し、ビード圧調整弁１５でビード空気圧に調整された後、切替弁１２でテスト系統９ｔと同じ配管に合流するようになっている。

　空気供給源６は、図示していないコンプレッサなどで加圧された工場エアの供給源であり、ビードシート系統９ｂを通じてタイヤＴを膨らませる際の空気圧（ビード空気圧）と同等か又は高圧の圧縮空気を発生させている。空気供給源６の下流側には、空気供給源６から流入するダストなどを捕集するエアフィルタ１６が設けられており、またエアフィルタ１６の下流側には空気供給源で発生する圧縮空気の圧力をチェックする圧力計１７が設けられている。そして、テスト系統９ｔにおいては、この圧力計１７の下流には圧力調整弁１０が配備されている。

　圧力調整弁１０（テスト圧調整弁）は、空気供給源６から送られてきた圧縮空気を所定の圧力に調整する圧力レギュレータであり、空気供給源６の下流側で分岐したテスト系統９ｔの配管に設けられている。また、ビードシート系統９ｂの配管には、テスト圧調整弁１０と同様な構成を備えたビード圧調整弁１５が設けられている。
　空気供給源６で発生した高圧の圧縮空気は、ビード圧調整弁１５によってビード空気圧（例えば４００ｋＰａ）に減圧し、テスト圧調整弁１０によってテスト空気圧（例えば２００ｋＰａ）に減圧している。

　切替弁１２は、圧縮空気の流路をテスト系統９ｔ側とビードシート系統９ｂ側とで切り替えて、タイヤＴ内の空気圧をビード空気圧とテスト空気圧とを切り替える。
　本実施形態の切替弁１２は、オン状態のときにビードシート系統９ｂの配管からタイヤＴ内にビード空気圧に圧力調整された圧縮空気が供給され、作動していないとき（オフ状態のとき）にテスト系統９ｔの配管からテスト空気圧に圧力調整された圧縮空気がタイヤＴ内に供給できるようになっている。

　遮断弁１３は、切替弁１２の下流側に設けられた方向制御弁であり、弁を切り替えることで圧縮空気の流路を遮断して、遮断弁１３の下流側のタイヤＴ内へ至る配管内に圧縮空気を封じ込めることができるようになっている。
　給排弁１１は、テスト圧調整弁１０の下流側に設けられた方向制御弁であり、弁の切替によりタイヤＴへの給気とタイヤからの排気（大気への放出）とを制御している。

　また、圧力検知部として、給排弁１１の下流側に設けられた空気圧センサを備えている。
　上述したタイヤ試験装置２を用いれば、テスト圧調整弁１０でタイヤＴ内に作用させる空気圧をテスト空気圧に圧力調整することができ、一定のテスト空気圧でタイヤ試験を行うことが可能となる。

　ところが、解決しようとする課題において述べたように、上述したテスト圧調整弁１０を用いても、タイヤＴ内の空気温度の低下に起因して、タイヤ試験中に圧力が低下することがある。
　つまり、常温の圧縮空気がビード空気圧でタイヤＴに流入する際、もともとタイヤＴ内に存在した空気は圧縮されて断熱圧縮により温度上昇し、タイヤＴ内の空気が高温になる。その後、ビード空気圧からテスト空気圧に移行するときにタイヤＴ内の空気の圧力は急激に下がり、断熱膨張によりタイヤＴ内空気の温度は低下する。しかし、圧縮空気をタイヤＴに流入する時の温度上昇量の方がテスト空気圧への移行時の温度低下量より大きいために、タイヤＴ内の空気の最終温度は一般に常温であるタイヤＴやリムの温度よりも高くなる。その結果、タイヤＴ内の空気圧も微小に変化する。

　このようなタイヤＴ内の空気圧の微小な変化は０．５ｋＰａ～１ｋＰａと小さいものであり、圧力調整精度が±０．１％（例えば、１０００ｋＰａを定格とする圧力レギュレータの場合であれば１ｋＰａ程度）しかないテスト圧調整弁ではその調整は困難である。
　そこで、本発明のタイヤ空気充填機構１は、タイヤＴ内へ空気を旋回させるように供給し、タイヤＴ内面と空気との間の熱伝達率を上げることで、タイヤＴ内の空気からタイヤＴやリムへの熱移動を促進させ、可及的速やかにタイヤＴ内の空気の温度を常温へ近づけるようにするものである。

　次に、本発明のタイヤ試験装置２に設けられるタイヤ空気充填機構１について、詳しく説明する。
　図３Ａ及び図３Ｂに示すように、第１実施形態のタイヤ空気充填機構１は、空気供給源６からタイヤＴ内に供給された空気を噴出する空気噴出口８がタイヤ軸に形成されている。

　具体的には、タイヤ軸４Ｕの内部には、タイヤ軸４Ｕの軸心に沿って上下方向に延びる空気供給流路７が形成されており、空気供給流路７におけるタイヤＴに対応した下端側には、タイヤＴ内に圧縮空気を噴出する空気噴出口８が水平方向を向くように形成されている。
　この空気噴出口８は、タイヤ軸４Ｕの軸心回りに複数箇所（図例では４箇所）形成されており、それぞれの空気噴出口８からタイヤＴ内に圧縮空気を噴出可能とされている。また、第１実施形態のタイヤ空気充填機構１では、それぞれの空気噴出口８は、空気供給流路７の管壁に対して、この管壁の接線方向に沿うように形成されている。つまり、タイヤＴの内周面上の一点（空気の吹き付け箇所）から見ると、空気噴出口８からの空気は、タイヤ軸４Ｕの軸心からではなく、空気供給流路７の流路径の分だけ、タイヤ軸４Ｕの軸心から少しずれた位置から噴出されてくることになる。そのため、第１実施形態の空気噴出口８から噴出される空気の向きは、空気の噴出方向を径方向に対して傾斜したものとなる。

　このようにタイヤＴ内部の空気を旋回させれば、停止しているタイヤＴ内面と、空気噴出口８から噴出された空気との間に相対速度が生じる。その結果、供給された空気からタイヤＴやリムへの熱伝達率を大きくすることができる。つまり、タイヤＴ内の空気が静止している場合は、熱伝達率は４ｋｃａｌ／（ｍ^２・ｈ・℃）となる。これに対して、タイヤＴ内の空気が流れている場合は、熱伝達率は１０～２５０ｋｃａｌ／（ｍ^２・ｈ・℃）と、大きく向上する。

　それゆえ、タイヤＴ内に供給された空気は、ビードシート圧まで断熱圧縮される過程で高温となるが、この空気の熱はタイヤＴやリムへ熱伝達し、温度が低下する。タイヤＴやリム自体は熱容量が大きいために、温度の上昇量は僅かである。空気に旋回流を与えることにより、特に中心から離れたタイヤトレッド裏面の流速が高く、そこの空気の熱伝達率が高くなるために、従来のタイヤ空気が非旋回の時に比べて大きな温度低下が生じる。ビードシート圧からテスト圧に移行する際には、上述した空気噴出口８は空気を吐き出す口になるために、タイヤＴ内の空気に旋回は生じない。急激な空気の吐き出しによる断熱膨張により、タイヤＴ内空気温度は低下する。このとき、上述した熱伝達率が小さいと、タイヤＴ内の空気からタイヤＴやリムへの熱移動が十分に促進せずに、タイヤＴ内の空気の温度が高いままとなるが、上述した旋回流を発生させタイヤＴに対する熱移動を促進させることができれば、従来に比べてタイヤ内の温度は常温に近い状態となり、試験中のタイヤ温度の変化、これに対応する圧力の変化は小さくなる。

　例えば、空気充填後のタイヤＴ内の空気圧と空気温度の変化を、第１実施形態のタイヤ空気充填機構１と、図７Ａ及び図７Ｂに示すような従来のタイヤ空気充填機構とで比較すると、図６に示すようになる。
　なお、この図６は、タイヤＴ内の空気圧をビードシート圧まで高めて、その後に空気を排出してテスト圧（２００ｋＰａ）としたときに、タイヤＴ内の圧力及び温度がどのように変化するかを示したものである。その際、温度と圧力変化の関係が分かりやすい様に、テスト圧に移行した直後に上述した遮断弁１３を閉じて、圧力調整弁１０が動作しないようにした。

　この図６から明らかなように、本実施形態では、ビードシート圧に高める際にタイヤＴ内の空気に旋回流を与えることにより、断熱圧縮により温度が上昇したタイヤＴ内の空気からタイヤＴやリムへの熱移動が十分に促進し、空気を排出したときのタイヤＴ内の空気が従来よりも低い温度となり、ほぼ室温となるタイヤＴやリムとの温度差は少なくなる。そのため、テスト圧（２００ｋＰａ）近傍にセットされたタイヤＴ内の圧力の変化は少ない。

　つまり、従来のタイヤ空気充填機構１０１に比べ、第１実施形態のタイヤ空気充填機構１では、タイヤＴ内の空気の温度上昇が抑制されており、タイヤ試験中に生じる空気圧の変動を抑えることができることがわかる。なお、実際の運転では圧力調整弁１０を動作させるために、従来と本発明いずれにおいても図６の結果より圧力変化は小さくなるが、本発明の方が圧力変動はより小さくなることを確認している。それゆえ、第１実施形態のタイヤ空気充填機構１では、低コストでより精度の良いタイヤユニフォミティの計測が可能になる。

　なお、上述した第１実施形態のタイヤ空気充填機構１において、さらなる旋回流を発生させることを意図する際には、空気供給流路７の内部（特に空気噴出口８の近傍）に、螺旋状にねじられたフィン体を設けるとよい。このフィン体としては、例えば上下方向に長い長方形の板体を、タイヤ軸４Ｕの軸心回りに捻ったものを用いるとよい。このようなフィン体を空気供給流路の内部に設ければ、空気供給流路７の内部を空気が螺旋状に旋回しながら移動するようになり、旋回している空気が勢いを保ったまま空気噴出口８に流れ込むので、空気噴出口８から噴出される空気の流れにより強く旋回流を生起することができるようになる。なお、上述したフィン体のねじり方向とタイヤＴ内での空気の旋回方向は、当然のことながら同じ方向とされる。

「第２実施形態」
　次に、第２実施形態のタイヤ空気充填機構１について図を用いて説明する。

　図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第２実施形態のタイヤ空気充填機構１は、空気噴出口８から径方向に噴出された空気の噴出方向を径方向に対して傾斜した向きに変向させる湾曲した管部材１８が設けられたものとなっている。
　具体的には、この管部材１８は、上述した空気供給流路７から径外側に向かって伸びる中空の部材（チューブ）であり、内部に空気を流通可能とされている。この管部材１８の内周側の端部は、タイヤ軸４Ｕに連結されており、空気供給流路７から空気を導入できるようになっている。また、管部材１８の外周側の端部は、リム５Ｕより内周側に位置しており、リム５ＵへのタイヤＴ着脱において邪魔にならないようになっている。それぞれの管部材１８の長手方向の中途側は水平方向に沿って湾曲しており、湾曲の角度はどの管部材１８でも同じであり、また湾曲方向もどの管部材１８でも同じとなっている。

　つまり、第２実施形態の管部材１８でも、タイヤＴの内周面から見た空気の噴出方向は、管部材１８の長さの分だけタイヤ軸４Ｕの軸心からオフセットされた位置となり、径方向（空気噴出口８とこの空気が噴出されるタイヤＴ内周面上の点を結んだ方向）に対して傾斜した向きに空気の噴出方向が変向されている。それゆえ、第２実施形態のタイヤ空気充填機構１でも、タイヤＴ内で空気を旋回させて、タイヤＴ内面と空気との間に相対速度が生じさせることができ、空気が静止している場合に比べて空気の熱伝達率を高めることができる。

「第３実施形態」
　次に、第３実施形態のタイヤ空気充填機構１について図を用いて説明する。

　図５Ａ及び図５Ｂに示すように、第３実施形態のタイヤ空気充填機構１は、空気噴出口８から径方向に噴出された空気の噴出方向を径方向に対して傾斜した向きに変向させる変向板１９が設けられたものとなっている。
　具体的には、第３実施形態のタイヤ空気充填機構１が設けられるタイヤ軸４Ｕは、他の実施形態と同様に空気噴出口８を径方向に沿って形成したものであり、空気噴出口８からは径方向に空気が噴出されている。ただ、第３実施形態のタイヤ空気充填機構１では、上述した変向板１９が空気噴出口８の径外側に設けられていて、径方向に沿って噴出された空気の流れを途中で変向するため、空気の噴出方向を径方向に対して傾斜した向きに変向させることができる。

　つまり、この変向板１９は、空気噴出口８が形成されたタイヤ軸４Ｕの外周面に覆い被さるように取り付けられた部材であり、周方向の一方に向かって開口している。そして、複数の空気噴出口８のそれぞれに設けられる変向板１９が、開口方向を揃えて配備されることで、他の実施形態と同様にタイヤＴ内の空気に旋回流を形成可能となっている。
　そのため、第３実施形態のタイヤ空気充填機構１でも、タイヤＴ内で空気を旋回させて、タイヤＴ内面と空気との間に相対速度が生じさせることができ、空気が静止している場合に比べて空気の熱伝達率を高めることができる。

　なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。

　なお、上記実施形態では、タイヤ試験装置２として、タイヤユニフォミティ装置を用いて説明を行ったが、本発明のタイヤ空気充填機構１は、タイヤバランサや、転がり抵抗試験機、走行試験機、フラットベルト試験機などの、他の形式のタイヤ試験機に対しても適用できる。

　本出願は、２０１６年２月３日出願の日本国特許出願（特願２０１６－０１９１６７）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　１　　タイヤ空気充填機構
　２　　タイヤ試験装置
　３　　フレーム
　４Ｕ　上側のタイヤ軸
　４Ｄ　下側のタイヤ軸
　５Ｕ　上側のリム
　５Ｄ　下側のリム
　Ｔ　　タイヤ
　６　　空気供給源
　７　　空気供給流路
　８　　空気噴出口
　９　　空気圧回路
　９ｂ　ビードシート系統
　９ｔ　テスト系統
　１０　圧力調整弁（テスト圧調整弁）
　１１　給排弁
　１２　切替弁
　１３　遮断弁
　１４　圧力検知部
　１５　ビード圧調整弁
　１６　エアフィルタ
　１７　圧力計
　１８　管部材
　１９　変向板

Claims

　タイヤ軸の先端に取り付けられた一対のリム間に装着されるタイヤに対して、当該タイヤの内部に空気を供給する空気供給源を備えたタイヤ試験装置のタイヤ空気充填機構であって、
　前記空気供給源からタイヤ内に供給された空気の噴出方向を、径方向に対して傾斜した方向とすることにより、
　前記空気供給源から供給された空気を前記タイヤ内において旋回させる構成とされていることを特徴とするタイヤ試験装置のタイヤ空気充填機構。
　前記空気供給源からタイヤ内に供給された空気を噴出する空気噴出口が前記タイヤ軸に形成されており、
　前記空気噴出口が、径方向に対して傾斜する向きに形成されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ試験装置のタイヤ空気充填機構。
　前記空気噴出口から径方向に噴出された空気の噴出方向を径方向に対して傾斜した向きに変向させる湾曲した管部材が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ試験装置のタイヤ空気充填機構。
　前記空気噴出口から径方向に噴出された空気の噴出方向を径方向に対して傾斜した向きに変向させる変向板が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ試験装置のタイヤ空気充填機構。
　前記空気噴出口から径方向に噴出された空気の噴出方向を径方向に対して傾斜した向きに変向させる変向板が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のタイヤ試験装置のタイヤ空気充填機構。
　請求項１～５のいずれか１項に記載のタイヤ空気充填機構を用いて、前記空気供給源から供給された空気を、径方向に対して傾斜した方向に噴出させることにより、前記タイヤの内部に空気を旋回させつつ供給することを特徴とするタイヤ試験装置のタイヤ空気充填方法。