JPH11183298A - タイヤのユニフォーミティ及び動釣合複合試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】タイヤのユニフォーミティ試験と動釣合試験を
一台の装置で行うこと。 【解決手段】（ａ）タイヤの一対のリムを保持する回転
可能な回転支持部材と、（ｂ）該回転支持部材を所定の
方向に振動できるよう保持する保持手段と、（ｃ）回転
支持部材の振動を規制する振動規制手段と、（ｄ）回転
支持部材を回転させて、タイヤの動釣り合いを測定する
動釣り合い試験手段と、（ｅ）回転ドラムをタイヤに押
し当てた状態で回転支持部材を回転させ、タイヤのユニ
フォーミティを測定するユニフォーミティ試験手段と、
を設けると共に、ユニフォーミティ試験時には振動規制
手段によって回転支持部材の振動を規制し、動釣り合い
試験時には振動規制手段による規制を解除して回転支持
部材を振動可能にするよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤのユニフォ
ーミティ試験装置と動釣合試験装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、回転しているタイヤが発生す
る力のばらつきを測定するユニフォーミティ試験装置
と、タイヤの偏心状態を測定する動釣合試験装置が知ら
れている。ユニフォーミティ試験装置は、タイヤの外周
面に回転ドラムを押し当てた状態でタイヤを回転させ、
タイヤの径方向とスラスト方向の負荷変動を測定するよ
う構成されている。タイヤに回転ドラムを押し当てる際
の荷重は百ｋｇ以上に達するため、試験装置はタイヤを
強固に支持する必要がある。一方、動釣合試験装置は、
タイヤを回転させた時の振動状態の変化などからタイヤ
の偏心を検出するものなので、タイヤが振動できるよう
に支持する必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、ユニフォ
ーミティ試験装置と動釣合試験装置とは、そのタイヤの
支持の仕方が全くことなることから、一つの装置でユニ
フォーミティ試験と動釣合試験の両方を行うことができ
なかった。そのため、ユニフォーミティ試験装置と動釣
合試験装置の両方が必要になり、スペースを取る上、コ
ストがかさむという問題点があった。

【０００４】

【発明の目的】上述した事情に鑑み、本発明は、一つの
装置でタイヤのユニフォーミティ試験と動釣合試験を行
うことができる複合試験装置を提供することを目的する
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によるタイヤのユニフォーミティ及び動釣
合複合試験装置は、（ａ）タイヤの一対のリムを保持し
て回転する回転支持部材と、（ｂ）回転支持部材を所定
の方向に振動できるよう保持する保持手段と、（ｃ）回
転支持部材の振動を規制する振動規制手段と、（ｄ）回
転支持部材を回転させて、タイヤの動釣合を測定する動
釣合試験手段と、（ｅ）回転ドラムをタイヤに押し当て
た状態で回転支持部材を回転させ、タイヤのユニフォー
ミティを測定するユニフォーミティ試験手段と、を備え
て構成されている。そして、ユニフォーミティ試験時に
は振動規制手段によって回転支持部材の振動を規制し、
動釣合試験時には振動規制手段による規制を解除して回
転支持部材を振動可能にするよう構成されたものであ
る。

【０００６】このように構成すれば、タイヤを強固に
（振動させないように）保持してユニフォーミティ試験
を行い、タイヤを振動可能に保持して動釣合試験を行う
ことが可能になる。従って、一台の装置でユニフォーミ
ティ試験と動釣合試験の両方を行うことが可能になり、
設置スペースを節約すると共にコストを低減することが
できる。なお、上記の回転支持部材の振動の方向は、回
転支持部材の回転軸の方向と直交する方向である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１及び図２は、この実施の形態
のユニフォーミティ及び動釣合複合試験装置１（以下、
複合試験装置１とする）の基本構成を示す側面図及び上
面図である。なお、以下の説明では、図１に示すように
「上」と「下」を定義するが、複合試験装置１の構成は
上下逆であっても良く、あるいは横置きであっても良
い。

【０００８】複合試験装置１の装置フレームは、ベース
５０と、ベース５０から鉛直上方に延びる支柱５２と、
支柱５２に支えられた天板５４とから成っている。ベー
ス５０には、タイヤＴを保持して回転させるスピンドル
１００が取り付けられている。

【０００９】複合試験装置１は、タイヤＴを下リム１０
と上リム２０とで上下に挟みこんで保持するよう構成さ
れている。まず、このタイヤＴを支持するための構成に
ついて説明する。

【００１０】図３は、スピンドル１００を示す側断面図
である。スピンドル１００は、中空のスピンドル軸１２
０とブラケット１５０及び中空シャフト１７０を同軸に
（中心軸が一直線上に並ぶように）組み合わせて構成さ
れたものである。スピンドル軸１２０はスピンドルハウ
ジング１１０によって（ベアリング１１２を介して）回
転可能に支持されている。スピンドルハウジング１１０
は、４本の水平な棒ばね１０２（後述）を介してベース
５０（図１）に取り付けられている。

【００１１】スピンドル１００の中空シャフト１７０の
上端部には下リム１０が取り付けられている。上端部に
上リム２０が固定されたロックシャフト３００を、中空
シャフト１７０を貫通してブラケット１５０に挿入する
ことにより、下リム１０と上リム２０との間でタイヤＴ
を挟み込んで保持することができる。

【００１２】ロックシャフト３００の下部の外周にはロ
ック溝３０２が多段状に形成されており、ブラケット１
５０にはロックシャフト３００の外周面に対向するロッ
ク部材１６０が設けられている。ロック部材１６０は、
ブラケット１５０に取り付けられたロック用シリンダ１
６５によってロックシャフト３００の外周面に近接／離
間する方向に駆動される。

【００１３】ロック部材１６０とロック用シリンダ１６
５は、ロックシャフト３００の中心軸に対して放射状に
９０°おきに４組設けられている（図３では２組のみ示
す）。ロック部材１６０は縦に配列された６段のロック
爪１６２を有しており、このロック爪１６２がロックシ
ャフト３００のロック溝３０２に係合する。

【００１４】ロック部材１６０はロック用シリンダ１６
５のプランジャー１６６の先端部に取り付けられてい
る。ロック用シリンダ１６５へのエアの供給については
後述する。プランジャー１６６は、ロック用シリンダ１
６５の本体に設けられたばね１６８によってロックシャ
フト３００から離れる方向に付勢されている。即ち、ロ
ック部材１６０はロックシャフト３００から離れる方向
に付勢されている。かくして、ロック用シリンダ１６５
がオンの時にはロック部材１６０がロックシャフト３０
０に係合し、ロック用シリンダ１６５がオフの時にはロ
ック部材１６０がロックシャフト３００を解放する。

【００１５】以上のように構成されているため、ロック
シャフト３００をスピンドル１００のブラケット１５０
に挿入してロック用シリンダ１６５をオンすることによ
って、下リム１０と上リム２０の間でタイヤＴを挟んで
確実に保持することができる。また、ロック用シリンダ
１６０をオフしてロックを解除すると共にロックシャフ
ト３００をスピンドル１００から引き抜くことにより、
下リム１０と上リム２０の間からタイヤＴを外すことが
できる。なお、ロックシャフト３００を駆動するための
構成は後述する。

【００１６】なお、ブラケット１５０にはロック部材１
６０の移動に伴って上下するピン１５４が設けられてい
る。このピン１５４はロック部材１６０が摺動する面か
ら上方に突出し、ロック部材１６０の底面に形成された
凹部１６４に押し当てられている。そして、ピン１５４
の下端部に取り付けられた円板１５６を図示しない検知
装置で検知することによって、ロック部材１６０がロッ
クシャフト３００に係合する位置（ロック位置）にある
か、ロックシャフト３００から離れた位置（ロック解除
位置）にあるかを確認することができる。

【００１７】スピンドル軸１２０の下端には、スピンド
ル軸１２０を回転駆動するためのプーリ１４０が取り付
けられている。プーリ１４０には無端ベルト１４２が掛
け渡されており、ベース５０に固定されたスピンドル駆
動モータ１３０により（無端ベルト１４２を介して）回
転駆動される。即ち、スピンドル駆動モータ１３０を回
転させると、下リム１０と上リム２０の間でタイヤＴを
保持したままスピンドル１００が回転する。

【００１８】スピンドル１００は、そのスピンドル軸１
２０の下端に設けられたロータリージョイント１４５か
ら空気をタイヤＴに送り込む（インフレートする）よう
構成されている。そのため、スピンドル軸１２０の中空
部分には、このスピンドル軸１２０を上下に貫通するエ
アパイプ１１５が設けられている。エアパイプ１１５の
上端部はフランジ１１６によりエアパイプ１１５に固定
され、下端部はロータリージョイント１４５に連結され
ている。

【００１９】ロータリージョイント１４５には、エアパ
イプ１１５に空気を送り込むためのエアホース１３２が
連結されている。エアホース１３２からロータリージョ
イント１４５を経由して送り込まれた空気は、エアパイ
プ１１５を上方に抜け、フランジ１１６の上方に形成さ
れたキャビティ１１７から（ブラケット１５０内に形成
された）図示しないエア通路にさらに抜け、中空シャフ
ト１７０のエア通路１７２を通ってタイヤＴの内部に送
り込まれる。

【Ｎ】かくして、ロータリージョイント１４５からエア
通路１７２までの部分が、タイヤＴにエアをインフレー
トするためのエア供給系を構成する。また、このエア供
給系からは、前述のロック用シリンダ１６５にエアを供
給するための図示しないエア通路が分岐している。な
お、ここでは、エア通路の詳細については説明を省略す
る。

【００２０】なお、上リム２０をロックシャフト３００
に取り付けるための取付部材３１０には、後述のチャッ
ク爪２２２に内側から係合される固定リング３２０が設
けられている。

【００２１】ロックシャフト３００を上下に駆動してス
ピンドル１００に挿入する（あるいは引き抜く）インサ
ーターユニット２００は、図１に示す天板５４のさらに
上方に配置された昇降ハウジング６０に取り付けられて
いる。昇降ハウジング６０は、４組の鉛直方向に延びる
リニアガイド６１とキャリッジ６２（図１では一組のみ
示す）によって上下動可能に支持されており、一対の昇
降シリンダ６５によって上下に駆動される。

【００２２】図４は、インサーターユニット２００の内
部構造を示す断面図である。インサーターユニット２０
０は、スピンドル１００に追従して回転できるよう回転
可能に支持された中間シャフト２４０を有している。中
間シャフト２４０は、昇降ハウジング６０に（ベアリン
グ２５５を介して）回転可能に支持されている回転シャ
フト２５０の下端に取り付けられている。

【００２３】中間シャフト２４０の下端にはロックシャ
フト３００の固定リング３２０に内側から係合するチャ
ック爪２２２が設けられている。チャック爪２２２はバ
ネ部材２２４によって内側に向けて付勢されている。中
間シャフト２４０には、円錐状の先端部を持つチャック
駆動部材２３０が上下に移動可能に保持されており、そ
の円錐状の先端部がチャック爪２２２のテーパ面に上方
から当接している。

【００２４】チャック駆動部材２３０はエア圧により上
下に駆動される。即ち、中間シャフト２４０の内部には
キャビティ２４２が形成されており、このキャビティ２
４２にはチャック駆動部材２３０の上端に固定されたダ
イアフラム２３５が設けられている。また、キャビティ
２４２にエアを供給するため、回転シャフト２５０及び
中間シャフト２４０の内部の中空部分をエアパイプ２６
２が貫通している。回転シャフト２５０の上端にはエア
パイプ２６２にエアを供給するためのロータリージョイ
ント２６０が設けられ、ロータリージョイント２６０に
は図示しないエア供給源に連結されたエアホース２６６
が接続されている。

【００２５】このように構成されているため、ロータリ
ージョイント２６０からエアを供給してキャビティ２４
２の内圧を上げると、チャック駆動部材２３０が下降す
る。これにより、チャック爪２２２が外側に（バネ部材
２２４の弾性力に抗して）移動して、固定リング３２に
係合する。一方、ロータリージョイント２６０からエア
を排出してキャビティ２４２の内圧を下げると、チャッ
ク駆動部材２３０が上昇する。これにより、チャック爪
２２２がバネ部材２２４の弾性力によって内側に移動
し、チャック爪２２２による固定リング３２のロックが
解除される。なお、図４では、チャック爪２２２が固定
リング３２をロックした状態（一点鎖線の左側）とロッ
クが解除された状態（一点鎖線の右側）の両方を示す。

【００２６】かくして、ロータリージョイント２６０か
らエアを供給することにより、チャック爪２２２が（ス
ピンドル１００に挿入された）ロックシャフト３００の
固定リング３２０をチャックする。この状態でスピンド
ル１００を回転させると、回転シャフト２５０と中間シ
ャフト２４０も従動回転する。

【００２７】図１に示すように、天板５４上には、ロッ
クシャフト３００の上下方向の位置調節のための階段状
の調節部材７０が設けられている。調節部材７０は天板
５４上に配設されたガイドレール７１の上をスライド可
能に構成されており、モータ７２によりベルト７３を介
して駆動されるボールネジ機構７４によってガイドレー
ル７１に沿って移動する。昇降ハウジング６０には、調
節部材７０の階段部分に上方から当接する昇降ストッパ
ー６８（図２）が設けられている。

【００２８】以上のように構成された複合試験装置１に
よるタイヤＴの保持は以下のようにして行われる。まず
ロータリージョイント２６０からエアを供給してチャッ
ク爪２２２でロックシャフト３００をチャックし、昇降
シリンダ６５を駆動して昇降ハウジング６０を上昇させ
てロックシャフト３００をスピンドル１００から引き抜
く。次いで、下リム１０にタイヤＴをセットした後、モ
ータ７２を駆動して調節部材７０を適切な位置まで移動
させる。そして、昇降シリンダ６５を再び駆動して昇降
ハウジング６０を（昇降ストッパ６８が調節部材７０に
当接するまで）下降させる。昇降ストッパ６８が調節部
材７０に当接したところで、ロック用シリンダ１６５を
オンして、ロック部材１６０をロックシャフト３００に
再び係合させる。

【００２９】なお、ロックシャフト３００の多段のロッ
ク溝３０２のどの段に（ロック部材１６０の）ロック爪
１６２を係合させるかによって、上リム１０と下リム２
０との間隔をタイヤ幅に合わせて調節することができ
る。この調節については、説明を省略する。

【００３０】次に、複合試験装置１を用いたユニフォー
ミティ試験と動釣合試験について説明する。図５は、図
１のＡ−Ａ’断面図である。スピンドルハウジング１１
０は、水平に延びる棒ばね１０２を介してベース５０に
取り付けられており、同時にベース５０から図１に示す
ように鉛直に吊り下げられた棒部材１０４によって支持
されている。棒部材１０２は図中Ｗで示す撓み方向に弾
性変形可能であり、スピンドルハウジング１１０はスピ
ンドル１００の中心軸に対し直交する面内における一方
向（Ｘとする）に振動可能である。

【００３１】タイヤＴを装着してスピンドル１００を回
転させた時のＸ方向の振動を検出するため、スピンドル
ハウジング１１０にはＸ方向とスピンドル軸方向の両方
に直交する方向に延びる取付バー１８０が取り付けられ
ている。また、取付バー１８０に対向して、ベース５０
からも取付バー１８２が延びている。２つの取付バー１
８０，１８２の間には、Ｘ方向にかかる負荷を検出する
ロードセル１８５が挟まれている。

【００３２】ここで、スピンドル軸１２０に大きな荷重
がかかるユニフォーミティ測定時には、スピンドルハウ
ジング１１０が振動しないよう押さえる必要がある。そ
こで、図５に示すように、ベース５０には円錐状の先端
を持つ押圧部材１９２が設けられ、スピンドルハウジン
グ１１０には押圧部材１９２を受けるテーパのついた一
対の凹部１９４が形成されている。押圧部材１９２は振
動規制シリンダ１９０により駆動される。

【００３３】即ち、ユニフォーミティ試験時には、振動
規制シリンダ１９０をオンして押圧部材１１２を凹部１
０２に押し当てることによりスピンドルハウジング１１
０を振動しないよう押さえつけ、動釣合試験時には、振
動規制シリンダ１９０をオフして押圧部材１１２を凹部
１０２から離し、スピンドルハウジング１１０がＸ方向
に振動できるようにする。

【００３４】また、ユニフォーミティ試験時には、チャ
ック爪２２２がロックシャフト３００の固定リング３２
０に係合する。即ち、タイヤを上下（スピンドル１００
側とインサーターユニット２００側）でホールドし、回
転ドラム３０を押し当てる際の荷重に耐えられるようタ
イヤを強固に支持する。一方、動釣合試験時には、チャ
ック爪２２２によるチャックを解除してスピンドルハウ
ジング１１０がＸ方向に振動できるようにする。

【００３５】動釣合試験を行う際には、複合試験装置１
の制御部（図示せず）は、下リム１０と上リム２０の間
で保持されたタイヤＴの内部に空気をインフレートした
後、スピンドル１００を回転させ、スピンドル１００の
回転中にロードセル１８５にかかる負荷の変動を検出す
る。検出された負荷変動に基づいて動釣合を計算する方
法は公知であるため、説明は省略する。複合試験装置１
は、動釣合の計算結果に基づいてタイヤＴのどの部分に
バランスウエイトを載せるべきかを算出し、図示しない
マーキング装置によって、当該箇所にマーキングを施
す。

【００３６】ユニフォーミティ試験では、スピンドル１
００の側方に設けられた回転ドラム３００を用いる。回
転ドラム３０は、タイヤＴに対して近接／離間する方向
に延びるレール３１の上をスライド可能な可動ハウジン
グ３２に搭載され、モータ３４（図２）により駆動され
るラックピニオン機構３５（ピニオン３６・ラック３
８）によってタイヤＴに対して近接／離間方向に移動す
る。また、回転ドラム３０の回転軸には、回転ドラム３
０がタイヤＴから受ける反力（半径方向及びスラスト方
向）を検出するロードセル３３が取り付けられている。

【００３７】ユニフォーミティ試験の際には、複合試験
装置１の制御部（図示せず）は、モータ３４を駆動して
回転ドラム３０をタイヤＴに押し付け、スピンドル１０
０を回転させる。そして、スピンドル１００の回転中に
ロードセル３３にかかる負荷の変動を検出する。検出さ
れた負荷変動に基づいてユニフォーミティを計算する方
法は公知であるため、説明は省略する。複合試験装置１
は、ユニフォーミティの計算結果に基づいてタイヤＴの
どの部分をどれだけ削るかを算出し、図示しない切削装
置によってタイヤＴの切削を行う。

【００３８】このように構成されているため、この実施
形態の複合測定装置１によれば、一台の装置でユニフォ
ーミティと動釣合の両方を測定することができる。

【００３９】最後に、本発明の特徴的構成と実施形態と
の対応関係について説明する。本発明によるタイヤのユ
ニフォーミティ及び動釣合複合試験装置は、（ａ）タイ
ヤの一対のリムを保持して回転する回転支持部材と、
（ｂ）回転支持部材を所定の方向に振動できるよう保持
する保持手段と、（ｃ）回転支持部材の振動を規制する
振動規制手段と、（ｄ）回転支持部材を回転させて、タ
イヤの動釣合を測定する動釣合試験手段と、（ｅ）回転
ドラムをタイヤに押し当てた状態で回転支持部材を回転
させ、タイヤのユニフォーミティを測定するユニフォー
ミティ試験手段と、を備えて構成されている。そして、
ユニフォーミティ試験時には振動規制手段によって回転
支持部材の振動を規制し、動釣合試験時には振動規制手
段による規制を解除して回転支持部材を振動可能にする
よう構成されたものである。

【００４０】ここで、上記の「回転支持部材」は、実施
形態中のスピンドル１００とロックシャフト３００及び
２つの上下リム１０，２０に対応している。また、「保
持手段」は、実施形態中のスピンドルハウジング１１
０、棒バネ１０２、棒部材１０４及びベース５０に対応
している。さらに、「振動規制手段」は、実施形態中の
振動規制シリンダ１９０と押圧部材１９２及び凹部１９
４に対応している。但し、いずれも実施形態中の構成要
素に限定されるものではなく、様々な設計変更が可能で
ある。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のタイヤの
ユニフォーミティ及び動釣合試験装置によれば、タイヤ
を強固に保持してユニフォーミティ試験を行い、タイヤ
を振動可能に保持して動釣合試験を行うことが可能にな
る。従って、一台の装置でユニフォーミティ試験と動釣
合試験を行うことが可能になり、設置スペースを節約す
ると共にコストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態のタイヤのユニフォーミティ及び動釣
合試験装置を示す側断面図である。

【図２】図１の試験装置の平面図である。

【図３】図１の試験装置のスピンドルを示す側断面図で
ある。

【図４】図１の試験装置のインサーターユニットを示す
側断面図である。

【図５】スピンドルハウジングの支持構造を示す断面図
である。

【符号の説明】

１ 複合測定器 １０ 下リム ２０ 上リム ３０ 回転ドラム ５０ ベース ６０ 昇降ハウジング １００ スピンドル １１０ スピンドルハウジング １９０ 振動規制シリンダ １９２ 押圧部材 １９４ 凹部 ２００ インサーターユニット ２２２ チャック爪 ２６０ ロータリージョイント ３００ ロックシャフト

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タイヤを保持して回転する回転支持部材
   と、 前記回転支持部材を所定の方向に振動できるよう保持す
   る保持手段と、 前記回転支持部材の振動を規制する振動規制手段と、 前記回転支持部材を回転させて、前記タイヤの動釣合を
   測定する動釣合試験手段と、 回転ドラムを前記タイヤに押し当てた状態で前記回転支
   持部材を回転させ、前記タイヤのユニフォーミティを測
   定するユニフォーミティ試験手段と、 を備えると共に、 ユニフォーミティ試験時には前記振動規制手段によって
   前記回転支持部材の振動を規制し、動釣合試験時には前
   記振動規制手段による規制を解除して前記回転支持部材
   を振動可能にするよう構成された、タイヤのユニフォー
   ミティ及び動釣合複合試験装置。
2. 【請求項２】前記保持手段は、 前記回転支持部材を回転可能に保持するハウジングと、 前記ハウジングと装置本体との間に設けられた弾性部材
   と、 を備えて構成されること、を特徴とする請求項１に記載
   のタイヤのユニフォーミティ及び動釣合複合試験装置。
3. 【請求項３】前記回転支持部材の、前記タイヤを挟んで
   前記保持部材と反対の側をチャックするチャック機構を
   備えると共に、 前記チャック機構は、ユニフォーミティ試験時には前記
   回転支持部材をチャックし、動釣合試験時にはチャック
   を解除するよう構成されていること、 を特徴とする請求項２に記載のタイヤのユニフォーミテ
   ィ及び動釣合複合試験装置。
4. 【請求項４】前記チャック機構は、前記回転支持部材の
   回転軸の延長線上に設けられた回転可能な軸部材の一端
   に設けられており、 前記回転支持部材が回転すると、前記軸部材も従動回転
   するよう構成されていること、を特徴とする請求項３に
   記載のタイヤのユニフォーミティ及び動釣合複合試験装
   置。
5. 【請求項５】タイヤのユニフォーミティ試験と動釣合試
   験とを両方行うことができるよう構成された、タイヤの
   ユニフォーミティ及び動釣合複合試験装置。