JP2013195389A - Multi-component force measurement spindle unit of tire tester - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タイヤの各種特性を測定可能な多分力計測スピンドルユニットに関するものである。 The present invention relates to a multi-component force measuring spindle unit capable of measuring various characteristics of a tire.
一般的に、タイヤと路面との接地状態を模擬的に作りだしてタイヤが路面から受ける力やモーメントを動的に計測する装置としてタイヤ試験機が知られている。このタイヤ試験機は、スピンドルユニットのスピンドル軸に支持されたタイヤを所定の荷重をもって路面の代わりとなる回転ドラム等に接地させ、回転するタイヤに回転ドラム等から作用する各方向の力（荷重）やモーメントを、スピンドルユニットに組み込まれた多分力計によって計測する構成となっている。 In general, a tire testing machine is known as a device that dynamically creates a ground contact state between a tire and a road surface and dynamically measures the force and moment that the tire receives from the road surface. In this tire testing machine, a tire supported on a spindle shaft of a spindle unit is grounded to a rotating drum or the like serving as a road surface with a predetermined load, and a force (load) in each direction acting on the rotating tire from the rotating drum or the like. And moment are measured by a multi-component force meter built into the spindle unit.
例えば、回転ドラムへのタイヤの押し付け方向をｚ方向、タイヤの進行方向（接線方向）をｘ方向、タイヤの回転軸に沿った方向をｙ方向とおいた場合に、ｚ方向を向く力Ｆｚ（接地荷重）、ｘ方向を向く力Ｆｘ（前後方向力または転がり抵抗力）、ｙ方向を向く力Ｆｙ（コーナーリングフォース）、ｚ方向を向く軸回りのモーメントＭｚ（セルフアライニングトルク）、ｘ方向を向く軸回りのモーメントＭｘ（オーバーターニングモーメント）、ｙ方向を向く軸回りのモーメントＭｙ（転がり抵抗モーメント）などを一般的なタイヤ試験機では計測可能となっている。 For example, when the tire pressing direction on the rotating drum is the z direction, the tire traveling direction (tangential direction) is the x direction, and the direction along the tire rotation axis is the y direction, the force Fz (ground contact) Load), force Fx in the x direction (front-rear direction force or rolling resistance force), force Fy in the y direction (cornering force), moment around the axis in the z direction Mz (self-aligning torque), in the x direction A general tire testing machine can measure a moment Mx (overturning moment) around the axis, a moment My (rolling resistance moment) around the axis in the y direction, and the like.
ところで、上述した多分力計にはひずみゲージ式のものがよく利用されている。このひずみゲージ式の多分力計は、例えば特許文献１などに示されるように内周側の着力体と外周側の固定体とを、径方向に沿って伸びる複数の棒状の起歪体を介して連結した構造となっている。
このような多分力計を用いたタイヤ試験機としては、例えば特許文献２に示すものが知られている。このようなタイヤ試験機では、ハウジング（以下、インナースリーブという）の両端に多分力計をそれぞれ１つずつ設置しておき、ハウジングを軸心方向に距離をあけた２箇所の多分力計で支持する構成となっている。そして、多分力計の内周側の着力体はインナースリーブに固定され、また外周側の固定体はハウジング保持部材（以下、アウタースリーブという）を介してスピンドルユニットを支える支持フレーム（基体）などに固定されていて、タイヤに作用した力やモーメントがインナースリーブを介して起歪体に伝達すると、起歪体が変形し、起歪体の変形をひずみゲージで測定することでタイヤに対して作用する力やモーメントを計測できるようになっている。
By the way, a strain gauge type is often used as the above-described multi-force meter. In this strain gauge type multi-force meter, for example, as shown in Patent Literature 1, an inner peripheral force applying body and an outer peripheral fixed body are interposed through a plurality of rod-shaped strain generating bodies extending in the radial direction. Are connected to each other.
As a tire testing machine using such a multi-force meter, for example, the one disclosed in Patent Document 2 is known. In such a tire testing machine, one multi-force meter is installed at each end of the housing (hereinafter referred to as the inner sleeve), and the housing is supported by two multi-force meters spaced apart in the axial direction. It is the composition to do. The force applying member on the inner peripheral side of the multi-force meter is fixed to the inner sleeve, and the fixing member on the outer peripheral side is attached to a support frame (base) that supports the spindle unit via a housing holding member (hereinafter referred to as an outer sleeve). When a force or moment acting on the tire is fixed and transmitted to the strain body via the inner sleeve, the strain body is deformed, and the deformation of the strain body is measured with a strain gauge to act on the tire. The force and moment to be able to be measured can be measured.
ところで、特許文献２のスピンドルユニットでは、２つの多分力計の間で並進と回転とが拘束された状態、言い換えれば不静定状態乃至は過拘束状態となっている。
また、インナースリーブとスピンドル軸との間には、スピンドル軸を回転自在に支持する軸受部が設けられており、この軸受部ではスピンドル軸の回転に伴って熱が発生し、発生した熱がインナースリーブとアウタースリーブとの双方に伝達する。このようにして伝達した熱によりインナースリーブとアウタースリーブとは膨張するが、その膨張状態はそれぞれ異なっており、膨張状態の差が歪みとなって両者に連結された両多分力計に作用する。つまり、両多分力計間において上述したような過拘束状態にあるスピンドルユニットでは、インナースリーブとアウタースリーブの膨張状態の差に起因する歪みが多分力計に生じ、その歪分の計測誤差が荷重やモーメントの計測値に加わるので、タイヤに発生する荷重やモーメントを精度良く計測することが困難になる。
By the way, in the spindle unit of Patent Document 2, the translation and rotation are constrained between the two multi-force meters, in other words, the static state or the over-constrained state.
In addition, a bearing portion that rotatably supports the spindle shaft is provided between the inner sleeve and the spindle shaft. In this bearing portion, heat is generated as the spindle shaft rotates, and the generated heat is It is transmitted to both the sleeve and the outer sleeve. Although the inner sleeve and the outer sleeve are expanded by the heat transmitted in this manner, the expanded states are different from each other, and the difference between the expanded states is distorted and acts on both multi-force meters connected to both. In other words, in a spindle unit that is in an over-constrained state between the two multi-force gauges as described above, distortion due to the difference between the expansion states of the inner sleeve and the outer sleeve occurs in the multi-force meter, and the measurement error corresponding to the distortion is a load. Therefore, it is difficult to accurately measure the load and moment generated in the tire.
このような問題を回避すべく、本発明者等は軸受の潤滑油を循環させて軸受部を積極的に冷却する冷却機構を設けることを試みたが、軸受部で発生する熱は非常に大きいため、冷却機構を設けても軸受で発生する熱を十分に除去できない場合があった。また、熱の除去を意図し多量の潤滑油を供給すると、逆に潤滑油が攪拌熱で加熱されてかえって軸受部で熱が発生する場合もあることが判明した。 In order to avoid such a problem, the present inventors tried to provide a cooling mechanism for actively cooling the bearing portion by circulating the lubricating oil of the bearing, but the heat generated in the bearing portion is very large. For this reason, even if a cooling mechanism is provided, heat generated by the bearing may not be sufficiently removed. Further, it has been found that when a large amount of lubricating oil is supplied with the intention of removing heat, the lubricating oil is heated by stirring heat and heat is generated in the bearing portion.
本発明者等は、更に検討を重ね、発熱した軸受を潤滑油で積極的に冷却しなくても、インナースリーブに対して所定の冷却を与えることで多分力計の精度を向上させ得ることを知見して本発明を成したものである。
本発明は、タイヤに加わる力やモーメントを精度良く測定できるようにしたタイヤ試験機の多分力計測スピンドルユニットを提供することを目的とする。
The inventors of the present invention have further studied and can improve the accuracy of the multi-force meter by giving a predetermined cooling to the inner sleeve without actively cooling the heated bearing with lubricating oil. The present invention has been made based on knowledge.
An object of the present invention is to provide a multi-component force measuring spindle unit of a tire testing machine that can accurately measure a force and a moment applied to a tire.
上記課題を解決するため、本発明のタイヤ試験機の多分力計測スピンドルユニット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機の多分力計測スピンドルユニットは、タイヤを装着可能なスピンドル軸と、軸受部を介して該スピンドル軸を回転自在に支持するインナースリーブと、スピンドル軸の軸心方向に沿ってインナースリーブの外側に配備されたアウタースリーブと、前記インナースリーブの端部とアウタースリーブの端部とを連結すると共にインナースリーブからアウタースリーブに作用する荷重を計測可能な（前後）一対の多分力計測センサと、を備えたタイヤ試験機の多分力計測スピンドルユニットにおいて、前記インナースリーブを軸方向に亘って冷却する冷却手段が設けられていることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the multi-component force measuring spindle unit of the tire testing machine of the present invention employs the following technical means.
That is, the multi-component force measuring spindle unit of the tire testing machine according to the present invention includes a spindle shaft on which a tire can be mounted, an inner sleeve that rotatably supports the spindle shaft via a bearing portion, and an axial center direction of the spindle shaft. A pair of outer sleeves arranged on the outer side of the inner sleeve along with the end of the inner sleeve and the end of the outer sleeve, and capable of measuring the load acting on the outer sleeve from the inner sleeve (front and rear) A multi-component force measuring spindle unit of a tire testing machine provided with a force measuring sensor is provided with cooling means for cooling the inner sleeve in the axial direction.
なお、好ましくは、前記冷却手段は、前記インナースリーブの外周面に沿って形成された冷媒流路を備えており、前記冷媒流路に沿って冷却用の冷媒を流通させることで、インナースリーブを冷却するように構成されているとよい。
なお、好ましくは、前記冷媒流路は、前記インナースリーブの軸方向に沿って螺旋状に形成されているとよい。
Preferably, the cooling means includes a coolant channel formed along the outer peripheral surface of the inner sleeve, and the coolant is circulated along the coolant channel so that the inner sleeve is It is good to be comprised so that it may cool.
Preferably, the refrigerant flow path is formed in a spiral shape along the axial direction of the inner sleeve.
なお、好ましくは、前記冷媒流路は、前記インナースリーブの軸方向に２分割されていて、当該インナースリーブ前半部と当該インナースリーブ後半部に、それぞれ独立して形成されていて、それぞれの冷媒流路により、インナースリーブ前半部とインナースリーブ後半部とが個別に冷却可能とされているとよい。
なお、好ましくは、前記アウタースリーブには、前記インナースリーブとの温度差が小さくなるようにアウタースリーブを昇温する昇温手段が設けられているとよい。
Preferably, the refrigerant flow path is divided into two in the axial direction of the inner sleeve, and is formed independently in the inner sleeve front half and the inner sleeve rear half, respectively. It is preferable that the front half of the inner sleeve and the rear half of the inner sleeve can be individually cooled by the path.
Preferably, the outer sleeve is provided with a temperature raising means for raising the temperature of the outer sleeve so that the temperature difference with the inner sleeve is small.
本発明のタイヤ試験機の多分力計測スピンドルユニットによれば、ハウジング（インナースリーブ）に対する熱変形を抑制して、タイヤに加わる力やモーメントを精度良く測定できる。 According to the multiple force measuring spindle unit of the tire testing machine of the present invention, it is possible to accurately measure the force and moment applied to the tire while suppressing thermal deformation of the housing (inner sleeve).
本発明の実施形態を、転がり抵抗試験機を例に説明する。なお、以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
「第１実施形態」
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本実施形態に係る多分力計測スピンドルユニット１が設けられたタイヤ試験機２の模式的に示している。
An embodiment of the present invention will be described by taking a rolling resistance tester as an example. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
“First Embodiment”
FIG. 1A and FIG. 1B schematically show a tire testing machine 2 provided with a multi-component force measuring spindle unit 1 according to this embodiment.
タイヤ試験機２はモータなどにより回転する円筒状の回転ドラム３を備えている。また、タイヤ試験機２は、タイヤＴを取り付けるスピンドル軸４と、スピンドル軸４を回転自在に支持すると共に荷重やモーメントを計測する多分力計測スピンドルユニット１とを備えている。上述したタイヤ試験機２では、スピンドル軸４に取り付けられたタイヤＴを、回転する回転ドラム３に接触させることで、走行状態にあるタイヤＴの動的特性、例えば、タイヤＴの転がり抵抗などが測定される。 The tire testing machine 2 includes a cylindrical rotating drum 3 that is rotated by a motor or the like. The tire testing machine 2 also includes a spindle shaft 4 to which the tire T is attached, and a multi-component force measuring spindle unit 1 that rotatably supports the spindle shaft 4 and measures a load and a moment. In the tire testing machine 2 described above, the tire T attached to the spindle shaft 4 is brought into contact with the rotating drum 3 so that the dynamic characteristics of the tire T in the running state, such as the rolling resistance of the tire T, can be obtained. Measured.
図２に模式的に示すように、多分力計測スピンドルユニット１は、軸受部５を介して上述したスピンドル軸４を回転自在に支持する円筒状のインナースリーブ６を備えている。また、インナースリーブ６の外側には、スピンドル軸４の軸心方向に沿って配備されると共にインナースリーブ６と同軸な円筒状の孔が形成されたアウタースリーブ７が外套状に設けられている。このアウタースリーブ７は、多分力計測スピンドルユニット１自体を基体フレーム(図示せず)などに対して支持する支持フレーム８に連結されている。さらに、多分力計測スピンドルユニット１には、インナースリーブ６の端部とアウタースリーブ７の端部とを連結すると共に、インナースリーブ６からアウタースリーブ７に作用する荷重、すなわちタイヤＴに作用する様々な荷重を計測可能な一対の多分力計測センサ９がスリーブ両端にそれぞれ設けられている（固定されている）。 As schematically shown in FIG. 2, the multiple force measurement spindle unit 1 includes a cylindrical inner sleeve 6 that rotatably supports the spindle shaft 4 described above via a bearing portion 5. An outer sleeve 7 is provided outside the inner sleeve 6 in the form of a mantle that is disposed along the axial direction of the spindle shaft 4 and has a cylindrical hole coaxial with the inner sleeve 6. The outer sleeve 7 is connected to a support frame 8 that supports the force measuring spindle unit 1 itself with respect to a base frame (not shown). Further, the multi-force measuring spindle unit 1 connects the end portion of the inner sleeve 6 and the end portion of the outer sleeve 7, and various loads acting on the tire T from the inner sleeve 6 to the outer sleeve 7. A pair of multiple force measuring sensors 9 capable of measuring the load are provided (fixed) at both ends of the sleeve.
なお、図１（ｂ）に示すように配備されたタイヤ試験機２において、紙面の左右方向（タイヤの進行方向ｘ）を、多分力計測スピンドルユニット１を説明する際の左右方向という。また、同じく図１（ｂ）のタイヤ試験機２において、紙面貫通方向（タイヤ軸に沿った方向ｙ）を、多分力計測スピンドルユニット１を説明する際の前後方向という。さらに、図１（ｂ）のタイヤ試験機２において、紙面の上下方向（回転ドラムに対するタイヤの押し付け方向ｚ）を、多分力計測スピンドルユニット１を説明する際の上下方向という。 In the tire testing machine 2 arranged as shown in FIG. 1B, the left-right direction of the paper (the tire traveling direction x) is referred to as the left-right direction when describing the force measuring spindle unit 1. Similarly, in the tire testing machine 2 in FIG. 1B, the paper surface penetration direction (direction y along the tire axis) is referred to as the front-rear direction when the multi-component force measuring spindle unit 1 is described. Further, in the tire testing machine 2 of FIG. 1B, the vertical direction of the paper surface (the pressing direction z of the tire against the rotating drum) is referred to as the vertical direction when the force measuring spindle unit 1 is described.
次に、本発明の多分力計測スピンドルユニット１を構成するスピンドル軸４、インナースリーブ６、アウタースリーブ７、支持フレーム８、軸受部５、及び多分力計測センサ９について、それぞれ説明する。
図２（ａ）は、本発明の多分力計測スピンドルユニット１を模式的に示したものであり、便宜的に冷媒流路１８への冷媒の供給路と排出路が上向きに作図されている。
Next, the spindle shaft 4, the inner sleeve 6, the outer sleeve 7, the support frame 8, the bearing portion 5, and the multiple force measurement sensor 9 that constitute the multiple force measurement spindle unit 1 of the present invention will be described.
FIG. 2 (a) schematically shows the multi-component force measuring spindle unit 1 of the present invention, and the refrigerant supply path and the discharge path to the refrigerant flow path 18 are drawn upward for convenience.
図２（ｂ）は、従来例の多分力計測スピンドルユニットを模式的に示したものである。
図２（ａ）に示すように、この第１実施形態の多分力計測スピンドルユニット１は、軸心が水平方向を向く長尺棒状のスピンドル軸４を備えている。スピンドル軸４の一端側（図２の左側）には図示しないリムを介してタイヤＴが取り付けられている。スピンドル軸４は、インナースリーブ６に対して回転自在となっている。
FIG. 2B schematically shows a conventional multi-component force measuring spindle unit.
As shown in FIG. 2A, the multi-component force measuring spindle unit 1 according to the first embodiment includes a long rod-shaped spindle shaft 4 whose axis is oriented in the horizontal direction. A tire T is attached to one end side (left side in FIG. 2) of the spindle shaft 4 via a rim (not shown). The spindle shaft 4 is rotatable with respect to the inner sleeve 6.
インナースリーブ６は、軸心が水平方向を向く円筒状に形成されており、その内部には上述したスピンドル軸４が水平方向に軸心を向けて挿入されている。インナースリーブ６とこのインナースリーブ６に挿入されるスピンドル軸４との間には、インナースリーブ６に対してスピンドル軸４を回転自在に支持する複数の軸受（軸受部５）が設けられている。すなわち、多分力計測スピンドルユニット１には、スピンドル軸４の長手方向の中途部に複数の軸受部５が軸心方向に並んで設けられていて、これら複数の軸受（軸受部５）を介してスピンドル軸４はインナースリーブ６により回転自在に支持されている。 The inner sleeve 6 is formed in a cylindrical shape whose axis is oriented in the horizontal direction, and the spindle shaft 4 is inserted into the inner sleeve 6 with the axis oriented in the horizontal direction. Between the inner sleeve 6 and the spindle shaft 4 inserted into the inner sleeve 6, a plurality of bearings (bearing portions 5) that rotatably support the spindle shaft 4 with respect to the inner sleeve 6 are provided. That is, the multi-component force measuring spindle unit 1 is provided with a plurality of bearing portions 5 arranged in the longitudinal direction in the longitudinal direction of the spindle shaft 4 in the axial direction, and through the plurality of bearings (bearing portions 5). The spindle shaft 4 is rotatably supported by an inner sleeve 6.
インナースリーブ６の外周側には、後述する多分力計測センサ９を介してインナースリーブ６を支持するアウタースリーブ７が外套状に取り付けられている。アウタースリーブ７は、インナースリーブ６の外周側に配備された筒状の部材であり、内部に形成された円筒状の孔がインナースリーブ６と同軸となるようにその軸心を水平方向に向けて配備されている。アウタースリーブ７の内部にはインナースリーブ６が収容可能となっており、アウタースリーブ７の軸心方向に沿った長さはインナースリーブ６と略等しくされている。それゆえ、アウタースリーブ７の内部に収容された状態では、インナースリーブ６の両端の位置はアウタースリーブ７の両端の位置とは軸心方向で同じ場所に位置し、互いに同じ位置に設けられる両スリーブ６、７の端部同士が後述する多分力計測センサ９で接続されている。 An outer sleeve 7 that supports the inner sleeve 6 is attached to the outer peripheral side of the inner sleeve 6 via a multi-component force measuring sensor 9 described later. The outer sleeve 7 is a cylindrical member arranged on the outer peripheral side of the inner sleeve 6, and its axial center is directed horizontally so that a cylindrical hole formed inside is coaxial with the inner sleeve 6. Has been deployed. The inner sleeve 6 can be accommodated inside the outer sleeve 7, and the length of the outer sleeve 7 along the axial direction is substantially equal to the inner sleeve 6. Therefore, in the state of being accommodated in the outer sleeve 7, both ends of the inner sleeve 6 are positioned at the same position in the axial direction as the positions of both ends of the outer sleeve 7, and both sleeves are provided at the same position. The ends of 6 and 7 are connected by a force measuring sensor 9 described later.
アウタースリーブ７の上側には、アウタースリーブ７を支持する支持フレーム８が設けられている。この支持フレーム８により、アウタースリーブ７だけでなくアウタースリーブ７に接続するインナースリーブ６、スピンドル軸４、多分力計測センサ９などが基体フレームへ吊下状態で支持される。
図３は、図２に示す多分力計測スピンドルユニット１の断面構造をより詳細に示したものである。図５は、多分力計測スピンドルユニット１の前部（タイヤ側）の断面構造を拡大して示したものである。
A support frame 8 that supports the outer sleeve 7 is provided on the upper side of the outer sleeve 7. The support frame 8 supports not only the outer sleeve 7 but also the inner sleeve 6 connected to the outer sleeve 7, the spindle shaft 4, and the force measuring sensor 9 in a suspended state on the base frame.
FIG. 3 shows the cross-sectional structure of the multi-component force measuring spindle unit 1 shown in FIG. 2 in more detail. FIG. 5 is an enlarged view of the cross-sectional structure of the front portion (tire side) of the multi-component force measuring spindle unit 1.
図３に示すように、複数の軸受部５はラジアル方向及び／又はスラスト方向の荷重を受けられるようになっており、本実施形態の多分力計測スピンドルユニット１には４つの軸受部５が設けられている。４つの軸受部５は、スピンドル軸４の軸心方向（ｙ方向）に沿って所定の間隔をあけつつ並んで配備されており、インナースリーブ６の前後両端側に分かれて配備されている。それぞれの軸受部５の間には、それぞれの軸受部５を軸心方向に沿った所定の位置に位置決めするスペーサ１０が配備されている。 As shown in FIG. 3, the plurality of bearing portions 5 can receive a load in the radial direction and / or the thrust direction, and the multi-component force measuring spindle unit 1 of the present embodiment is provided with four bearing portions 5. It has been. The four bearing portions 5 are arranged side by side at a predetermined interval along the axial direction (y direction) of the spindle shaft 4, and are arranged separately on the front and rear end sides of the inner sleeve 6. Between each bearing part 5, the spacer 10 which positions each bearing part 5 in the predetermined position along an axial center direction is arrange | positioned.
具体的には、図３及び図５に示すように、上述したインナースリーブ６及びアウタースリーブ７の前後両端側には、アウタースリーブ７の外側からアウタースリーブ７及びインナースリーブ６を径方向に貫通するようにエア配管１１が設けられている。また、これらのエア配管１１よりも軸心方向の中央側には、スピンドル軸４の表面に接触することなく潤滑油をシールする非接触シール１２（ラビリンスシール）がそれぞれ設けられている。非接触シール１２を設けることにより、接触シールを用いる場合のようなシール部の温度変化に伴うシール抵抗変化に起因する測定誤差を無くすことができる。このエア配管１１は、アウタースリーブ７の外側から高圧エアをスピンドル軸４とインナースリーブ６との間に導き、高圧エアを非接触シール１２に向けて作用させる。この高圧エア及び非接触シール１２の作用により、軸受部５に供給された潤滑油が外部に漏れ出ることを防止するものとしている。 Specifically, as shown in FIGS. 3 and 5, the outer sleeve 7 and the inner sleeve 6 are radially penetrated from the outer side of the outer sleeve 7 on both the front and rear ends of the inner sleeve 6 and the outer sleeve 7 described above. Thus, an air pipe 11 is provided. Further, a non-contact seal 12 (labyrinth seal) that seals lubricating oil without contacting the surface of the spindle shaft 4 is provided on the center side in the axial direction from these air pipes 11. By providing the non-contact seal 12, it is possible to eliminate a measurement error caused by a change in seal resistance accompanying a change in temperature of the seal portion as in the case of using a contact seal. The air pipe 11 guides high-pressure air from the outside of the outer sleeve 7 between the spindle shaft 4 and the inner sleeve 6, and causes the high-pressure air to act on the non-contact seal 12. The action of the high pressure air and the non-contact seal 12 prevents the lubricating oil supplied to the bearing portion 5 from leaking outside.
なお、図示は省略するが、多分力計測スピンドルユニット１には、軸受部５に供給された潤滑油を回収するオイル回収路や、必要に応じて作動させる図外の吸引手段に接続されて、非接触シール１２から意図せずに漏れ出た潤滑油を回収する図３、図５に示すようなオイル回収路２６が設けられていてもよい。
上述したインナースリーブ６の端部とアウタースリーブ７の端部との間には、両スリーブに跨るようにして多分力計測センサ９（ロードセル）が配備されている。具体的には、インナースリーブ６の前端部とアウタースリーブ７の前端部とを連結するように、前側の多分力計測センサ９が配備される。また、インナースリーブ６の後端部とアウタースリーブ７の後端部とを連結するように、後側の多分力計測センサ９が配備される。前側の多分力計測センサ９と後側の多分力計測センサ９とは、取り付け方向が左右で反対であるものの、略同一の構造をしている（図４参照）。
Although not shown, the multi-component force measuring spindle unit 1 is connected to an oil recovery path for recovering the lubricating oil supplied to the bearing portion 5 and an unillustrated suction means that operates as necessary. An oil recovery path 26 as shown in FIG. 3 and FIG. 5 for recovering the lubricating oil that leaks unintentionally from the non-contact seal 12 may be provided.
A force measuring sensor 9 (load cell) is provided between the end portion of the inner sleeve 6 and the end portion of the outer sleeve 7 as described above so as to straddle both sleeves. Specifically, a front-side multiple force measuring sensor 9 is provided so as to connect the front end portion of the inner sleeve 6 and the front end portion of the outer sleeve 7. Further, a rear-side multi-force measuring sensor 9 is provided so as to connect the rear end portion of the inner sleeve 6 and the rear end portion of the outer sleeve 7. The front multi-force measuring sensor 9 and the rear multi-force measuring sensor 9 have substantially the same structure although the mounting directions are opposite on the left and right (see FIG. 4).
図４（ａ）に示すように、第１実施形態の多分力計測センサ９は、略円盤状の外観を備えており、着力体１３、固定体１４、これら両者を繋ぐ起歪体１５とから構成されている。
多分力計測センサ９は、その中央部にリング形状の着力体１３を有している。このリング形状に形成された着力体１３の開口中央をスピンドル軸４が遊嵌状態で貫通している。
As shown in FIG. 4 (a), the multi-component force measuring sensor 9 of the first embodiment has a substantially disk-like appearance, and includes a force applying body 13, a fixed body 14, and a strain generating body 15 that connects these two. It is configured.
The multi-component force sensor 9 has a ring-shaped force body 13 at the center thereof. The spindle shaft 4 passes through the center of the opening of the force applying member 13 formed in the ring shape in a loosely fitted state.
この着力体１３の径外側には、着力体１３の外径より大きな内径を有するリング形状の固定体１４が配備されている。着力体１３と固定体１４とは互いに同軸心となるように配備されていて、内周側の着力体１３と外周側の固定体１４とは、複数の起歪体１５で径方向に連結されている。本実施形態の多分力計測センサ９では、これらの起歪体１５は、着力体１３から上方、左方、下方、右方の４方向に向かって径方向に放射状に伸びる角棒状に形成されており、スピンドル軸４の軸心回りに４つ設けられている。 A ring-shaped fixed body 14 having an inner diameter larger than the outer diameter of the force applying body 13 is arranged on the outer side of the force applying body 13. The force applying body 13 and the fixed body 14 are arranged so as to be coaxial with each other, and the inner peripheral force applying body 13 and the outer peripheral fixed body 14 are radially connected by a plurality of strain generating bodies 15. ing. In the multi-component force measuring sensor 9 of the present embodiment, these strain generating bodies 15 are formed in the shape of square bars that extend radially from the force applying body 13 in the four directions of upper, left, lower, and right. And four are provided around the axis of the spindle shaft 4.
多分力計測センサ９の着力体１３と上述したインナースリーブ６の端縁とはボルト等の締結具（図示略）により強固に固定されていて、スピンドル軸４→軸受部５→インナースリーブ６の順に伝達された力を着力体１３に伝達できるようになっている。また、多分力計測センサ９の固定体１４とアウタースリーブ７の端縁との間にもボルト等の締結具（図示略）が設けられていて、両者は強固に結合されており、スピンドル軸４からアウタースリーブ７に伝達する力（タイヤに作用する様々な荷重）をその伝達経路の途中に設けられた起歪体１５に発生する歪みにより計測できるようになっている。 The force applying body 13 of the multi-component force sensor 9 and the edge of the inner sleeve 6 described above are firmly fixed by a fastener (not shown) such as a bolt, and the spindle shaft 4 → the bearing portion 5 → the inner sleeve 6 in this order. The transmitted force can be transmitted to the force applying body 13. Further, a fastener (not shown) such as a bolt is also provided between the fixed body 14 of the force measuring sensor 9 and the edge of the outer sleeve 7, both of which are firmly coupled to each other, and the spindle shaft 4. The force transmitted to the outer sleeve 7 (various loads acting on the tire) can be measured by the strain generated in the strain body 15 provided in the middle of the transmission path.
図４（ａ）に示すように、それぞれの起歪体１５には、厚みが薄くなっている薄肉部分が設けられていて、着力体１３と固定体１４との間に力が作用するとこの薄肉部分が起点となって起歪体１５が変形するようになっている。また、それぞれの起歪体１５には力やモーメントを検知可能な歪ゲージ１６が貼り付けられている。この歪ゲージ１６には、着力体１３に近い側に貼り付けられて並進荷重を計測する歪ゲージ１６と、固定体１４に近い側に貼り付けられてモーメントを計測する歪ゲージ１６とがある。 As shown in FIG. 4 (a), each strain body 15 is provided with a thin portion having a small thickness, and when a force acts between the force applying body 13 and the fixed body 14, the thin wall portion is provided. The strain body 15 is deformed starting from the portion. In addition, a strain gauge 16 capable of detecting a force and a moment is attached to each strain generating body 15. The strain gauge 16 includes a strain gauge 16 that is attached to the side close to the force applying body 13 and measures a translational load, and a strain gauge 16 that is attached to the side close to the fixed body 14 and measures a moment.
つまり、本発明の多分力計測スピンドルユニット１においては、インナースリーブ６（アウタースリーブ７）の両端部に配備された多分力計測センサ９を用いて、ｘ、ｙ、ｘ方向の並進荷重（ｆｘ、ｆｙ、ｆｚ）と、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸回りのモーメント（ｍｘ、ｍｙ、ｍｚ）との６分力を計測可能となっている。
特に、転がり抵抗試験機においては上述した６分力のなかでも転がり抵抗ｆｘはタイヤＴの特性を評価する上で重要であるため、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように本発明のロードセル９では上下方向に伸びる起歪体１５を左右方向に伸びる起歪体１５より細く（薄く）形成することができる。このようにすれば、従来のように全ての起歪体１５を同一で太く形成する場合と比べて、ｘ方向に小さな荷重が加わった場合においても上下方向に伸びる起歪体１５が変形し易く、転がり抵抗ｆｘを高感度に計測することができるからである。
That is, in the multi-component force measuring spindle unit 1 of the present invention, the multi-component force measuring sensors 9 provided at both ends of the inner sleeve 6 (outer sleeve 7) are used to translate the loads in the x, y, and x directions (fx, fy, fz) and the six component forces of the moments (mx, my, mz) around the x-axis, y-axis, and z-axis can be measured.
In particular, in the rolling resistance tester, the rolling resistance fx is important in evaluating the characteristics of the tire T among the above-described six component forces, and therefore, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). In the load cell 9 of the invention, the strain body 15 extending in the vertical direction can be formed thinner (thin) than the strain body 15 extending in the left and right direction. In this way, the strain body 15 extending in the vertical direction is more easily deformed even when a small load is applied in the x direction, compared to the case where all the strain body 15 is formed to be the same and thick as in the prior art. This is because the rolling resistance fx can be measured with high sensitivity.
このようにして起歪体１５の歪ゲージ１６で計測されたアナログ信号は、ノイズが乗らないようにロードセル１６の近くに配備されたアンプ（図示略）に入力されて増幅、Ａ／Ｄ変換され、アンプに接続された処理部（パソコン）により校正行列などの校正式を用いて校正されて、転がり抵抗ｆｘが算出される。
ところで、タイヤ試験機２には、キャンバ角や押し付け荷重が大きい場合や、制動乃至は駆動を伴う場合のように過酷な試験条件で試験が行われるものがある。このようなタイヤ試験機２では、スピンドル軸４に曲げ方向に大きな負荷（力やモーメント）が加わる虞がある。それゆえ、このようなタイヤ試験機２では、大きな負荷を支持することができるように、インナースリーブ６（スピンドル軸４）を上述したように前後２箇所のロードセル９（多分力計測センサ）で強固に支持する構成を採用している。
The analog signal measured by the strain gauge 16 of the strain generating body 15 in this way is input to an amplifier (not shown) disposed near the load cell 16 so as not to be subjected to noise, and is amplified and A / D converted. The rolling resistance fx is calculated by calibration using a calibration formula such as a calibration matrix by a processing unit (personal computer) connected to the amplifier.
By the way, some tire testing machines 2 perform tests under severe test conditions such as when the camber angle and the pressing load are large, or when braking or driving is involved. In such a tire testing machine 2, there is a possibility that a large load (force or moment) is applied to the spindle shaft 4 in the bending direction. Therefore, in such a tire testing machine 2, the inner sleeve 6 (spindle shaft 4) is firmly supported by the two load cells 9 (multiple force measurement sensors) as described above so that a large load can be supported. The structure which supports is adopted.
加えて、インナースリーブとスピンドル軸との間には、スピンドル軸を回転自在に支持する軸受部が設けられており、この軸受部ではスピンドル軸の回転に伴って熱が発生し、発生した熱がインナースリーブとアウタースリーブとの双方に伝達する。このようにして伝達した熱によりインナースリーブとアウタースリーブとは膨張するが、その膨張状態はそれぞれ異なっており、膨張状態の差が歪みとなって両多分力計に作用する。つまり、上述したような過拘束状態にあるスピンドルユニットでは、インナースリーブとアウタースリーブの膨張状態の差に起因する歪みが多分力計に生じ、その歪分の計測誤差が荷重やモーメントの計測値に加わるので、タイヤに発生する荷重やモーメントを精度良く計測することが困難になる。 In addition, a bearing portion that rotatably supports the spindle shaft is provided between the inner sleeve and the spindle shaft. In this bearing portion, heat is generated as the spindle shaft rotates, and the generated heat is It is transmitted to both the inner sleeve and the outer sleeve. Although the inner sleeve and the outer sleeve are expanded by the heat transmitted in this manner, the expanded states are different from each other, and the difference between the expanded states is distorted and acts on both multi-force meters. That is, in the spindle unit in the over-constrained state as described above, distortion due to the difference between the expansion states of the inner sleeve and the outer sleeve occurs in the multi-force meter, and the measurement error of the distortion becomes a measurement value of the load or moment. Therefore, it becomes difficult to accurately measure the load and moment generated in the tire.
そこで、本発明の多分力計測スピンドルユニット１には、インナースリーブ６を軸方向に亘って冷却する冷却手段１７が設けられている。
具体的には、図２（ａ）模式的に示すように、この冷却手段１７は、インナースリーブ６に対して冷媒を送り込んで、インナースリーブ６を内部から直接冷却する構成となっている。冷媒は、インナースリーブ６の外周面側であって軸方向に沿って螺旋状に形成された冷媒流路１８、より具体的にはインナースリーブ６の軸心の回りを複数回に亘って周回するように形成された冷媒流路１８を経由して流通し、インナースリーブ６自体を冷却するものとなっている。
Therefore, the multi-component force measuring spindle unit 1 of the present invention is provided with a cooling means 17 for cooling the inner sleeve 6 in the axial direction.
Specifically, as schematically shown in FIG. 2A, the cooling means 17 is configured to send a coolant to the inner sleeve 6 and to cool the inner sleeve 6 directly from the inside. The refrigerant circulates a plurality of times around the refrigerant flow path 18 formed in a spiral shape along the axial direction on the outer peripheral surface side of the inner sleeve 6, more specifically, around the axis of the inner sleeve 6. The refrigerant flows through the refrigerant flow path 18 formed as described above, and cools the inner sleeve 6 itself.
以下、第１実施形態の冷却手段１７及びこの冷却手段１７を構成する冷媒流路１８について説明する。
図３に示すように、第１実施形態の多分力計測スピンドルユニット１では、インナースリーブ６は、軸心方向にほぼ同じ設置長さの前後で別系統の冷媒流路１８を備えた構造となっている。
Hereinafter, the cooling means 17 of the first embodiment and the refrigerant flow path 18 constituting the cooling means 17 will be described.
As shown in FIG. 3, in the multi-component force measuring spindle unit 1 of the first embodiment, the inner sleeve 6 has a structure including a refrigerant passage 18 of a different system before and after substantially the same installation length in the axial direction. ing.
すなわち、上述した冷媒流路１８は、インナースリーブの前側（インナースリーブ前半部）６Ｆと後側（インナースリーブ後半部）６Ｒとの双方にそれぞれ独立して形成されている。
例えば、インナースリーブ前半部（以下、単に前半部という。）６Ｆにおいては、その外周面に軸方向に沿って（前半部６Ｆの前端側から後端側にかけて）螺旋状の溝が周回形成されている。この螺旋状の溝は前半部６Ｆの前端側から後端側へ交差することなく１条のまま連続して形成されており、この１条の螺旋状の溝が冷媒流路１８とされている。なお、冷媒流路１８を形成する螺旋状の溝は、１条に限定されず、２条以上であってもよい。また、冷媒流路１８は、前半部６Ｆの軸方向に亘って冷却するものであれば外周面に沿ってどのような位置に設けられていても良いが、前半部６Ｆに配備される軸受部５を外套する位置には必ず形成されることが好ましい。
That is, the refrigerant flow path 18 described above is formed independently on both the front side (the inner sleeve front half) 6F and the rear side (the inner sleeve rear half) 6R of the inner sleeve.
For example, in the inner sleeve front half (hereinafter simply referred to as the front half) 6F, spiral grooves are formed around the outer circumferential surface along the axial direction (from the front end side to the rear end side of the front half 6F). Yes. The spiral groove is continuously formed as one line without intersecting from the front end side to the rear end side of the front half 6F, and the one spiral groove serves as the refrigerant flow path 18. . In addition, the helical groove | channel which forms the refrigerant | coolant flow path 18 is not limited to 1 item | strip | row, and may be 2 or more item | stripes. Further, the coolant channel 18 may be provided at any position along the outer peripheral surface as long as it cools in the axial direction of the front half 6F, but the bearing portion provided in the front half 6F. Preferably, it is always formed at a position covering 5.
前半部６Ｆの外周面に形成された冷媒流路１８の一方端（前方端）は、前半部６Ｆの内部を連通する連通流路（第１連通流路１９）に繋がっている。この連通流路１９は、前半部６Ｆの周壁内部を軸心方向に沿って貫通し、外部に繋がるものとなっている。同じように、前半部６Ｆの冷媒流路１８の他方端（後方端）は、前半部６Ｆの内部を連通する連通流路（第２連通流路２０）に繋がっている。第２連通流路２０は、第１連通流路１９とは別の流路であって、前半部６Ｆの周壁内部を軸心方向に沿って貫通し、外部に繋がるものとなっている。 One end (front end) of the refrigerant flow path 18 formed on the outer peripheral surface of the front half 6F is connected to a communication flow path (first communication flow path 19) that communicates with the inside of the front half 6F. The communication channel 19 penetrates the inside of the peripheral wall of the front half 6F along the axial direction and is connected to the outside. Similarly, the other end (rear end) of the refrigerant flow path 18 of the front half 6F is connected to a communication flow path (second communication flow path 20) that communicates with the inside of the front half 6F. The second communication channel 20 is a channel different from the first communication channel 19 and penetrates the inside of the peripheral wall of the front half 6F along the axial direction and is connected to the outside.
第１連通流路１９を介して導入された冷媒は、冷媒流路１８の前方端へ達した後、冷媒流路１８を流れながら、前半部６Ｆの表面近傍を周回しインナースリーブ６の外周面側から前半部６Ｆを軸方向に亘って冷却する。冷媒流路１８の後端へ達した冷媒は、第２連通流路２０を介して前半部６Ｆの外側へ排出される。冷媒の導入方向は、上記の逆の流れ、すなわち第２連通流路２０→冷媒流路１８→第１連通流路１９であってもよい。 The refrigerant introduced through the first communication flow path 19 reaches the front end of the refrigerant flow path 18 and then circulates in the vicinity of the surface of the front half 6 </ b> F while flowing through the refrigerant flow path 18. The front half 6F is cooled in the axial direction from the side. The refrigerant that has reached the rear end of the refrigerant flow path 18 is discharged to the outside of the front half 6F through the second communication flow path 20. The direction in which the refrigerant is introduced may be the reverse flow, that is, the second communication channel 20 → the refrigerant channel 18 → the first communication channel 19.
一方、後半部（以下、単に後半部という。）６Ｒの外周面に形成された冷媒流路１８の構成、冷媒の流通態様も、前半部６Ｆと略同様である。
つまり、後半部６Ｒにおいては、その外周面に沿って、後半部６Ｒの後端側から前端側にかけて螺旋状の溝が形成されている。そして、この１条の螺旋状の溝が上述した冷媒流路１８とされている。後半部６Ｒの外周面側に形成された冷媒流路１８の前端および後端は、後半部６Ｒの周壁内部を連通する連通流路（第３連通流路２１、第４連通流路２２）により、外部と繋がっている。
On the other hand, the configuration of the refrigerant flow path 18 formed on the outer peripheral surface of the rear half (hereinafter, simply referred to as the rear half) 6R and the flow mode of the refrigerant are substantially the same as those of the front half 6F.
That is, in the rear half portion 6R, a spiral groove is formed along the outer peripheral surface from the rear end side to the front end side of the rear half portion 6R. The single spiral groove is the refrigerant flow path 18 described above. The front end and the rear end of the refrigerant flow path 18 formed on the outer peripheral surface side of the rear half 6R are communicated with the inside of the peripheral wall of the rear half 6R (third communication flow path 21 and fourth communication flow path 22). , Connected to the outside.
第３連通流路２１を介して導入された冷媒は、冷媒流路１８の後端へ達した後、冷媒流路１８を流れながら、後半部６Ｒの表面近傍を周回しインナースリーブ６の外周面側から後半部６Ｒを軸方向に亘って冷却する。冷媒流路１８の前端へ達した冷媒は、第４連通流路２２を介して後半部６Ｒの外側へ排出される。冷媒の導入方向は、上記の逆であってもよい。 The refrigerant introduced through the third communication channel 21 reaches the rear end of the refrigerant channel 18 and then circulates in the vicinity of the surface of the rear half 6 </ b> R while flowing through the refrigerant channel 18. The rear half 6R is cooled in the axial direction from the side. The refrigerant that has reached the front end of the refrigerant flow path 18 is discharged to the outside of the rear half 6R through the fourth communication flow path 22. The direction of introduction of the refrigerant may be the reverse of the above.
なお、上述するような螺旋状の冷媒流路１８を、インナースリーブ６の外周面側に形成するには、例えば、次のような加工を行えばよい。
すなわち、図３に示すように、上述したインナースリーブ６を、円筒状のインナースリーブ本体２４と、この本体に外套する円筒状で薄肉の外殻体２５と、から構成するとよい。その上で、インナースリーブ本体２４の外周面に軸心方向に沿って螺旋周回状の溝を加工する。このとき加工される溝の幅や深さ、ピッチなどは、インナースリーブ６の大きさや冷却能に応じて適宜変更可能である。その後、インナースリーブ本体２４に外殻体２５を嵌め込み、溝の開口を外殻体２５で被覆する。その際、必要に応じてインナースリーブ本体２４と外殻体２５との間に両者の端部をシールするシール部材を設けてもよく、インナースリーブ本体２４に外殻体２５を溶接して両者の端部をシールしてもよい。このようにすることで、インナースリーブ６の外周面（正確には、表面直下の内部）に沿って冷媒流路１８を形成することができる。
In order to form the spiral refrigerant flow path 18 as described above on the outer peripheral surface side of the inner sleeve 6, for example, the following processing may be performed.
That is, as shown in FIG. 3, the inner sleeve 6 described above may be composed of a cylindrical inner sleeve main body 24 and a cylindrical thin-walled outer shell body 25 that covers the main body. Then, a spirally-circular groove is processed along the axial direction on the outer peripheral surface of the inner sleeve main body 24. The width, depth, pitch, and the like of the groove to be processed at this time can be appropriately changed according to the size of the inner sleeve 6 and the cooling capacity. Thereafter, the outer shell 25 is fitted into the inner sleeve body 24, and the opening of the groove is covered with the outer shell 25. At that time, if necessary, a seal member for sealing both ends of the inner sleeve main body 24 and the outer shell body 25 may be provided, and the outer shell body 25 is welded to the inner sleeve main body 24 to The end may be sealed. By doing in this way, the coolant flow path 18 can be formed along the outer peripheral surface of the inner sleeve 6 (precisely, the inside immediately under the surface).
また、冷媒流路１８に流される冷媒としては、代替フロンのような有機化合物のクーラントを用いることができる。有機化合物のクーラントに代えて、水や油を用いても良い。この冷媒は、タイヤ試験機２の外部に設けられた図示しない冷却装置などで冷却されて、冷媒流路１８に供給されている。
上述したようにインナースリーブ６の外周面に螺旋状に形成された冷媒流路１８に冷媒を流通させれば、インナースリーブ６を軸方向及び周方向に全域に亘ってムラなく冷却することが可能となる。その結果、インナースリーブ６だけがアウタースリーブ７に比べて高温になることがなくなり、インナースリーブ６とアウタースリーブ７との長さを軸方向に略等しくすることが可能となる。つまり、インナースリーブ６とアウタースリーブ７との間に軸心方向に沿って伸びの差が生じなくなり、伸びの差に基づく歪み（内力）が多分力計測センサ９に誤差成分として作用することもなくなる。それゆえ、軸受部５で発生した熱が原因で多分力計測センサ９の精度が低下することもない。
Further, as the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 18, an organic compound coolant such as alternative chlorofluorocarbon can be used. Instead of the organic compound coolant, water or oil may be used. This refrigerant is cooled by a cooling device (not shown) provided outside the tire testing machine 2 and supplied to the refrigerant flow path 18.
As described above, if the refrigerant is circulated through the refrigerant flow path 18 formed in a spiral shape on the outer peripheral surface of the inner sleeve 6, the inner sleeve 6 can be uniformly cooled in the axial direction and the circumferential direction. It becomes. As a result, only the inner sleeve 6 does not reach a higher temperature than the outer sleeve 7, and the lengths of the inner sleeve 6 and the outer sleeve 7 can be made substantially equal in the axial direction. That is, there is no difference in elongation along the axial direction between the inner sleeve 6 and the outer sleeve 7, and distortion (internal force) based on the difference in elongation does not possibly act on the force measurement sensor 9 as an error component. . Therefore, the accuracy of the multi-force measuring sensor 9 is not lowered due to the heat generated in the bearing portion 5.
特に、インナースリーブ６とアウタースリーブ７とを前後２箇所のロードセル９で過拘束する支持構造を採用する多分力計測スピンドルユニット１において、上下方向に伸びる起歪体１５を左右方向に伸びる起歪体１５より細く（薄く）形成してｆｘを高感度に計測するようにしたロードセル９を用いて転がり抵抗ｆｘを計測しようとする場合には、軸受部５の発熱によりインナースリーブ６が熱膨張して計測精度が著しく低下してしまう可能性があるので、上述したような冷却手段１７を設けるのが好ましい。 In particular, in the multi-component force measuring spindle unit 1 that employs a support structure in which the inner sleeve 6 and the outer sleeve 7 are over-constrained by two load cells 9 at the front and rear, the strain body 15 that extends in the vertical direction is the strain body that extends in the left and right direction. When the rolling resistance fx is to be measured by using the load cell 9 formed so as to be thinner (thinner) than 15 and measure fx with high sensitivity, the inner sleeve 6 is thermally expanded due to heat generation of the bearing portion 5. It is preferable to provide the cooling means 17 as described above because the measurement accuracy may be significantly reduced.
また、インナースリーブ６の前側（インナースリーブ前半部）６Ｆと後側（インナースリーブ後半部）６Ｒとに軸方向に２分割された冷媒流路１８を設けておいて、それぞれ独立した冷媒流路１８を用いて個別に冷媒を供給すれば、インナースリーブ６の発熱状況に合わせて独立に冷却することが可能となる。例えば、スピンドル軸４に加わる力の分布や軸受部５の配置によっては、インナースリーブ前半部６Ｆがインナースリーブ後半部６Ｒより大きく発熱する場合が考えられる。このような場合、インナースリーブ前半部６Ｆを流通する冷媒の流量をインナースリーブ後半部６Ｒのものより大きくすることで、発熱の大きいインナースリーブ６の前側を効果的に冷却することができ、多分力計の精度低下をより確実に防止することが可能となる。
「第２実施形態」
次に、本発明の多分力計測スピンドルユニット１の第２実施形態を説明する。
In addition, a refrigerant flow path 18 that is divided into two in the axial direction is provided on the front side (front half of the inner sleeve) 6F and the rear side (latter half of the inner sleeve) 6R of the inner sleeve 6, and the independent refrigerant flow paths 18 are respectively provided. If the refrigerant is supplied individually using the, the cooling can be performed independently according to the heat generation state of the inner sleeve 6. For example, depending on the distribution of the force applied to the spindle shaft 4 and the arrangement of the bearing portion 5, the inner sleeve front half 6F may generate more heat than the inner sleeve rear half 6R. In such a case, the front side of the inner sleeve 6 that generates a large amount of heat can be effectively cooled by making the flow rate of the refrigerant flowing through the inner sleeve front half 6F larger than that of the inner sleeve rear half 6R. It becomes possible to prevent a decrease in accuracy of the meter more reliably.
“Second Embodiment”
Next, a second embodiment of the multi-component force measuring spindle unit 1 of the present invention will be described.
図６に模式的に示すように、第２実施形態の多分力計測スピンドルユニット１は、アウタースリーブ７とインナースリーブ６との温度差が小さくなるように、アウタースリーブ７に、当該アウタースリーブ７を昇温する昇温手段２３が設けられている点が特徴である。
他の構成に関しては、第２実施形態の多分力計測スピンドルユニット１は、第１実施形態と略同じであり、インナースリーブ６には、当該インナースリーブ６を軸方向に亘って冷却する冷媒流路１８（冷却手段１７）が設けられている。なお、図６では、便宜的に冷媒流路１８への冷媒の供給路と排出路が上向きに作図されている。
As schematically shown in FIG. 6, the multi-component force measuring spindle unit 1 of the second embodiment has the outer sleeve 7 attached to the outer sleeve 7 so that the temperature difference between the outer sleeve 7 and the inner sleeve 6 becomes small. It is characterized in that a temperature raising means 23 for raising the temperature is provided.
Regarding the other configuration, the multi-component force measuring spindle unit 1 of the second embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, and the inner sleeve 6 has a coolant channel for cooling the inner sleeve 6 in the axial direction. 18 (cooling means 17) is provided. In FIG. 6, the refrigerant supply path and the discharge path to the refrigerant flow path 18 are drawn upward for convenience.
図６に示すように、第２実施形態のアウタースリーブ７に設けられた昇温手段２３は、アウタースリーブ７を直接的に加熱する加熱手段を有している。また、アウタースリーブ７の外周面を被覆することでアウタースリーブ７の内部から外部に熱が拡散（流出）することを抑える断熱手段を有していてもよい。
加熱手段（加熱タイプ）の昇温手段２３は、ラバーヒータやリボンヒータなどのようにシート状に形成されたヒータを備える構成を有している。これらのヒータは、アウタースリーブ７の外周面に巻き付けることで取り付け可能となっており、アウタースリーブ７を外側から積極的に加熱することでアウタースリーブ７を所定の温度に保持する。
As shown in FIG. 6, the temperature raising means 23 provided on the outer sleeve 7 of the second embodiment has a heating means for directly heating the outer sleeve 7. Moreover, you may have the heat insulation means which suppresses a heat | fever spreading | diffusion (outflow) from the inside of the outer sleeve 7 to the exterior by coat | covering the outer peripheral surface of the outer sleeve 7. FIG.
The temperature raising means 23 of the heating means (heating type) has a configuration including a heater formed in a sheet shape such as a rubber heater or a ribbon heater. These heaters can be attached by being wound around the outer peripheral surface of the outer sleeve 7, and the outer sleeve 7 is maintained at a predetermined temperature by positively heating the outer sleeve 7 from the outside.
断熱手段（断熱タイプ）の昇温手段２３は、シート状に形成された断熱材などから構成される。これらの断熱材も、アウタースリーブ７の外周面に巻き付けて取り付けられ、アウタースリーブ７から外部に流出する熱の量を減少させることでアウタースリーブ７の温度を所定の状態に保持する。
このように昇温手段２３を用いてアウタースリーブ７の温度を所定の状態に保持すれば、インナースリーブ６の温度とアウタースリーブ７の温度との差をさらに小さくすることが可能になる。また、外気温度の影響を少なくすることも可能になる。
The temperature raising means 23 of the heat insulating means (heat insulating type) is configured by a heat insulating material formed in a sheet shape. These heat insulating materials are also wound around and attached to the outer peripheral surface of the outer sleeve 7, and the temperature of the outer sleeve 7 is maintained in a predetermined state by reducing the amount of heat flowing out from the outer sleeve 7.
If the temperature of the outer sleeve 7 is maintained in a predetermined state using the temperature raising means 23 in this way, the difference between the temperature of the inner sleeve 6 and the temperature of the outer sleeve 7 can be further reduced. In addition, the influence of the outside air temperature can be reduced.
例えば、軸受部５で発生する熱が予想以上に大きい場合を考える。この場合、上述した冷却手段１７を用いて冷却したとしても、インナースリーブ６の温度を十分に下げることは困難であり、インナースリーブ６の温度がアウタースリーブ７の温度より若干高くなることがある。
このような場合に、上述した加熱タイプの昇温手段２３を用いてアウタースリーブ７を加熱し所定の温度に保持すれば、アウタースリーブ７の温度をインナースリーブ６の温度に近づけることができ、両者の間に軸心方向に沿って伸びの差が生じ難くなり、多分力計測センサ９の精度低下をさらに確実に防止することができる。
For example, consider the case where the heat generated in the bearing portion 5 is greater than expected. In this case, even if the cooling means 17 is used for cooling, it is difficult to sufficiently lower the temperature of the inner sleeve 6, and the temperature of the inner sleeve 6 may be slightly higher than the temperature of the outer sleeve 7.
In such a case, if the outer sleeve 7 is heated and maintained at a predetermined temperature using the heating type temperature raising means 23 described above, the temperature of the outer sleeve 7 can be brought close to the temperature of the inner sleeve 6. It is difficult for a difference in elongation to occur along the axial direction during this period, and it is possible to more reliably prevent the accuracy of the force measuring sensor 9 from being lowered.
なお、上述した昇温手段２３を用いて、アウタースリーブ７とインナースリーブ６との温度差を小さくする際には、アウタースリーブ７とインナースリーブ６との双方に温度計測手段などを設けておき、温度計測手段で計測されたアウタースリーブ７及びインナースリーブ６の温度に基づいて、上述した冷却手段１７及び／又は加熱タイプの昇温手段２３を制御するのが好ましい。 When the temperature difference between the outer sleeve 7 and the inner sleeve 6 is reduced using the temperature raising means 23 described above, a temperature measuring means or the like is provided on both the outer sleeve 7 and the inner sleeve 6. Based on the temperatures of the outer sleeve 7 and the inner sleeve 6 measured by the temperature measuring means, it is preferable to control the cooling means 17 and / or the heating type temperature raising means 23 described above.
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。例えば、今回開示された実施形態においては、回転ドラムを用いたタイヤ試験機を例示しているがこれに限らない。また、今回開示された実施形態においては、転がり抵抗試験機を例示しているがこれに限らない。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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. For example, in the embodiment disclosed this time, a tire testing machine using a rotating drum is illustrated, but the present invention is not limited thereto. Moreover, in embodiment disclosed this time, although the rolling resistance tester is illustrated, it is not restricted to this. In particular, in the embodiment disclosed this time, matters that are not explicitly disclosed, for example, operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, and the like of a component deviate from a range that a person skilled in the art normally performs. Instead, values that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.
なお、上述した軸受部５を設ける場合には、ベアリングナットなどを用いて前後２つの軸受部５に対して軸方向に適切な予圧を加えるのが望ましい。このように適切な予圧を加えれば、軸受部５の転動体と転動面との間に隙間ができることを防止でき、転動体の変形も生じにくくなって、軸受部５の発熱を小さいものに留めることができるからである。
また、上述した多分力計測センサ９は、６分力計以外のもの、すなわち３分力計でも５分力計でも良く、また、全ての起歪体の太さが同一であってもよい。
In addition, when providing the bearing part 5 mentioned above, it is desirable to apply an appropriate preload to the two front and rear bearing parts 5 in the axial direction using a bearing nut or the like. By applying an appropriate preload in this way, it is possible to prevent a gap from being formed between the rolling elements of the bearing portion 5 and the rolling surface, and it is difficult for deformation of the rolling elements to occur, thereby reducing the heat generation of the bearing portion 5. Because it can be fastened.
Further, the above-described multi-component force measuring sensor 9 may be other than the six-component force meter, that is, a three-component force meter or a five-component force meter, and all the strain generating bodies may have the same thickness.
また、冷媒流路１８への冷媒の供給は、インナースリーブ６の外周側に接続した管路によって行ってもよい。その場合、アウタースリーブ７径方向に非接触状態で貫通するように冷媒供給用の管路を設けることが望ましい。同様に、冷媒流路１８からの冷媒の排出は、インナースリーブ６の外周側に接続した管路によって行ってもよい。その場合、アウタースリーブ７径方向に非接触状態で貫通するように冷媒排出用の管路を設けることが望ましい。このように管路を設けることにより、インナースリーブに流路を形成するよりもインナースリーブ６の周方向の温度をより均一に冷却し易いものとなる。 Further, the supply of the refrigerant to the refrigerant flow path 18 may be performed by a pipe line connected to the outer peripheral side of the inner sleeve 6. In this case, it is desirable to provide a refrigerant supply conduit so as to penetrate the outer sleeve 7 in the radial direction in a non-contact state. Similarly, the discharge of the refrigerant from the refrigerant flow path 18 may be performed by a pipe line connected to the outer peripheral side of the inner sleeve 6. In that case, it is desirable to provide a refrigerant discharge conduit so as to penetrate the outer sleeve 7 in the radial direction in a non-contact state. By providing the pipe line in this way, it becomes easier to cool the temperature in the circumferential direction of the inner sleeve 6 more uniformly than when the flow path is formed in the inner sleeve.
１ 多分力計測スピンドルユニット
２ タイヤ試験機
３ 回転ドラム
４ スピンドル軸
５ 軸受部
６ インナースリーブ
６Ｆ インナースリーブ前半部
６Ｒ インナースリーブ後半部
７ アウタースリーブ
８ 支持フレーム
９ 多分力計測センサ
１０ スペーサ
１１ エア配管
１２ 非接触シール
１３ 着力体
１４ 固定体
１５ 起歪体
１６ 歪ゲージ
１７ 冷却手段
１８ 冷媒流路
１９ 第１連通流路
２０ 第２連通流路
２１ 第３連通流路
２２ 第４連通流路
２３ 昇温手段
Ｔ タイヤ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multi-component force measuring spindle unit 2 Tire testing machine 3 Rotating drum 4 Spindle shaft 5 Bearing part 6 Inner sleeve 6F Inner sleeve front half part 6R Inner sleeve latter half part 7 Outer sleeve 8 Support frame 9 Multi-component force measuring sensor 10 Spacer 11 Air piping 12 Non Contact seal 13 Forced body 14 Fixed body 15 Straining body 16 Strain gauge 17 Cooling means 18 Refrigerant flow path 19 First communication flow path 20 Second communication flow path 21 Third communication flow path 22 Fourth communication flow path 23 Temperature rising means T tire
Claims (5)
前記インナースリーブを軸方向に亘って冷却する冷却手段が設けられていることを特徴とするタイヤ試験機の多分力計測スピンドルユニット。 A spindle shaft on which a tire can be mounted, an inner sleeve that rotatably supports the spindle shaft via a bearing portion, an outer sleeve disposed outside the inner sleeve along the axial direction of the spindle shaft, and the inner sleeve In a multi-component force measuring spindle unit of a tire testing machine comprising a pair of multi-component force measuring sensors that connect the end of the sleeve and the end of the outer sleeve and can measure a load acting on the outer sleeve from the inner sleeve,
A multi-component force measuring spindle unit for a tire testing machine, wherein cooling means for cooling the inner sleeve in the axial direction is provided.
前記冷媒流路に沿って冷却用の冷媒を流通させることで、インナースリーブを冷却するように構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機の多分力計測スピンドルユニット。 The cooling means includes a coolant channel formed along the outer peripheral surface of the inner sleeve,
2. The multi-component force measuring spindle unit of the tire testing machine according to claim 1, wherein the inner sleeve is cooled by circulating a cooling refrigerant along the refrigerant flow path.
それぞれの冷媒流路により、インナースリーブ前半部とインナースリーブ後半部とが個別に冷却可能とされていることを特徴とする請求項２または３に記載のタイヤ試験機の多分力計測スピンドルユニット。 The refrigerant flow path is divided into two in the axial direction of the inner sleeve, and is formed independently in the inner sleeve front half and the inner sleeve rear half, respectively.
The multi-force measuring spindle unit for a tire testing machine according to claim 2 or 3, wherein the inner sleeve front half and the inner sleeve rear half can be individually cooled by each refrigerant flow path.
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