タイヤユニフォミティ試験装置及びタイヤユニフォミティ試験方法
【課題】タイヤユニフォミティ計測において、タイヤ正転時から逆転時への切り換えを行った直後から正確なタイヤユニフォミティを精度良く求める。
【解決手段】本発明のタイヤユニフォミティ試験装置１は、ドラム５を回転自在に支持すると共に、スピンドル軸３に装着されたタイヤを前記ドラム５の外周面に押し当て可能とするドラム機構６と、タイヤに対し圧縮空気を供給する空気圧回路７とを備えたものであって、ドラム機構６は、タイヤとの接触状態を維持しつつドラム５を後退させ、タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと切り換え、その後、ドラム５を前進させて負荷荷重をタイヤに与えることが可能に構成されており、空気圧回路７には、タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと反転動作を行う時に、ドラム５の後退前進の動作に併せて、タイヤ内部の体積の増減量に略一致する体積の圧縮空気を出し入れする体積調整機構２０が備えられている。
【解決手段】本発明のタイヤユニフォミティ試験装置１は、ドラム５を回転自在に支持すると共に、スピンドル軸３に装着されたタイヤを前記ドラム５の外周面に押し当て可能とするドラム機構６と、タイヤに対し圧縮空気を供給する空気圧回路７とを備えたものであって、ドラム機構６は、タイヤとの接触状態を維持しつつドラム５を後退させ、タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと切り換え、その後、ドラム５を前進させて負荷荷重をタイヤに与えることが可能に構成されており、空気圧回路７には、タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと反転動作を行う時に、ドラム５の後退前進の動作に併せて、タイヤ内部の体積の増減量に略一致する体積の圧縮空気を出し入れする体積調整機構２０が備えられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤユニフォミティマシンの試験技術に関するものであり、特に、タイヤ半径方向の力の変動（Radial Force Variation：ＲＦＶ）の測定精度を向上させることのできるタイヤユニフォミティの試験技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、製品上がりのタイヤに対してはユニフォミティ（均一性）などを計測して良否を判定するタイヤ試験（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、テスト圧にタイヤを膨らませた後でタイヤ試験を行うものである。
【０００３】
このタイヤ試験装置でタイヤ試験を行う場合は、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。次に空気圧回路の途中で２系統に分岐された一つの配管である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しリムに固定する。もう一つの配管であるテスト系統からの圧縮空気でテスト圧に保持されたタイヤにドラムを押し付けて正転させ、タイヤのユニフォミティを計測する。その後、タイヤを逆転させて、逆転時でのタイヤのユニフォミティも計測する。
【０００４】
ところで、上述のようなタイヤユニフォミティの測定方法において、負荷ドラムが一定方向に回転している状態から逆転させる時に、負荷ドラムは瞬間的に回転停止状態となる。タイヤに一定の圧力が作用している状態で、タイヤが回転停止状態になると、負荷ドラムの圧力により生じているタイヤの凹みが、後に残留凹みとなる（図５参照）。これはタイヤのゴム材料の粘弾性特性によるものである。この残留凹みは元の状態に復元するまでには時間がかかり、この状態でユニフォミティを測定するとこの測定精度に大きく影響することが、特許文献１で明らかにされている。タイヤの復元を待ちユニフォミティの波形が安定してから計測する必要があり、その分、時間がかかるという問題がある。
【０００５】
そこで、特許文献２では、上記した問題の解決方法の一つとして、タイヤ逆転時に負荷ドラムの接触面をタイヤトレッド面から後退させて、タイヤ停止時におけるタイヤに作用する圧力を軽減する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平６−９５０５７号公報
【特許文献２】特開平２−２２３８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献２に開示されたタイヤ試験装置を用いて、タイヤ逆転時のタイヤユニフォミティを計測するに際しては、タイヤから負荷ドラムを後退させると、負荷ドラムによる圧力で生じるタイヤの凹みがなくなる為に、タイヤ内の体積（内容積）が増加する。その結果、タイヤ内の圧力は低下する。圧力調整弁の働きにより、タイヤ内圧を試験圧力にしようと、タイヤ内部に圧縮空気が送り込まれる。逆転終了後に、負荷ドラムを正転時と同じ位置にまで前進させ負荷を付与するが、この時、タイヤには負荷ドラムの圧力により再度凹みが生じてタイヤ内体積が減少する。体積の減少によりタイヤ内圧が瞬間的に増加する。このタイヤ内圧が圧力調整弁により所定の試験圧力に安定するのに時間を要する。このタイヤ内圧の試験圧力が安定しない状態では、ユニフォミティの波形も安定しないことから、単純に負荷ドラムの後退・前進動作だけでは、測定時間の短縮には繋がらないことが明らかとなった。
【０００８】
本発明は、上述の問題を鑑みてなされたものであり、タイヤユニフォミティ計測において、タイヤ正転時から逆転時への切り換えを行った直後から正確なタイヤユニフォミティ、特にタイヤ半径方向の力の変動（ＲＦＶ）を精度良く求めることができるタイヤユニフォミティ試験装置及びタイヤユニフォミティ試験方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じている。
すなわち、本発明のタイヤユニフォミティ試験装置は、ドラムを回転自在に支持すると共に、スピンドル軸に装着されたタイヤを前記ドラムの外周面に押し当て可能とするドラム機構と、前記タイヤに対し圧縮空気を供給する空気圧回路とを備えたタイヤユニフォミティ試験装置において、前記ドラム機構は、タイヤの回転を反転させる際に、前記ドラムをタイヤとの接触状態を維持しつつ後退させ、タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと切り換え、その後、ドラムを前進させて負荷荷重をタイヤに与えることが可能に構成されており、前記空気圧回路には、タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと反転動作を行う時に、前記ドラムの後退前進の動作に併せて、タイヤ内部の体積の増減量に略一致する体積の圧縮空気を出し入れする体積調整機構が備えられていることを特徴とする。
【００１０】
好ましくは、前記空気圧回路は、圧縮空気を供給する空気供給源と、前記空気供給源から送られてきた圧縮空気の圧力をテスト空気圧に調整すると共に、タイヤに供給可能とする圧力調整弁と、を有しており、前記体積調整機構は、前記タイヤと圧力調整弁との間に設けられているとよい。
好ましくは、前記体積調整機構は、空気圧回路に連通し且つタイヤ内部の圧縮空気を貯蔵するシリンダと、当該シリンダ内を移動するピストンと、前記ピストンを移動させるサーボモータと、を有しているとよい。
【００１１】
好ましくは、前記体積調整機構は、前記サーボモータの動きの方向及び／又は速度を変化させることにより、タイヤ内部の圧縮空気の体積を調整する構成とされているとよい。
一方、本発明のタイヤユニフォミティ測定方法は、ドラムを回転自在に支持すると共に、スピンドル軸に装着されたタイヤを前記ドラムの外周面に押し当て可能とするドラム機構と、前記タイヤに対し圧縮空気を供給する空気圧回路とを備えたタイヤユニフォミティ試験装置を用いたタイヤユニフォミティ測定方法において、前記ドラム機構を、タイヤの回転を反転させる際に、前記ドラムをタイヤとの接触状態を維持しつつ後退させ、タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと切り換え、その後、ドラムを前進させて負荷荷重をタイヤに与えることが可能に構成しておき、前記タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと反転動作を行う時に、前記ドラムの後退前進の動作に併せて、タイヤ内部の体積の増減量に略一致する体積の圧縮空気を出し入れするようにして、タイヤのユニフォミティを測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のタイヤユニフォミティ試験技術によれば、タイヤユニフォミティ計測において、タイヤ正転時から逆転時への切り換えを行った直後から正確なタイヤユニフォミティ、特にタイヤ半径方向の力の変動（ＲＦＶ）を精度良く求めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るタイヤユニフォミティ試験装置の概略図である。
【図２】空気圧回路を示す図である。
【図３】タイヤユニフォミティ試験装置の動作パターンと計測されたユニフォミティ波形とを示す図である。
【図４】別形式の空気圧回路を示す図である。
【図５】負荷ドラムとタイヤ残留凹みの関係を示す図である（従来例）。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係るタイヤユニフォミティ試験装置１及びタイヤユニフォミティ試験方法を図面に基づき、説明する。
図１に示されるように、タイヤユニフォミティ試験装置１は、製品上がりのタイヤＴのタイヤユニフォミティ特性、特に、タイヤＴ半径方向の力の変動（Radial Force Variation：ＲＦＶ）を製品検査として評価するものである。
【００１５】
具体的には、タイヤユニフォミティ試験装置１は、軸心が上下を向くように配備された円筒状のフレーム本体２と、このフレーム本体２内に軸受部を介して上下軸回りに回転自在となるように取り付けられたスピンドル軸３と、を有している。スピンドル軸３は、フレーム本体２の上端から上方へ突出状とされており、スピンドル軸３の上方突出部分にタイヤＴを固定する上下一対のリム４が設けられている。さらに、リム４で固定されたタイヤＴの側方には、その外周面に模擬路面６ａが形成されたドラム５（負荷ドラム）が備えられている。このドラム５はドラム機構６に備えられている。
【００１６】
なお、本明細書の説明においては、図１の紙面の上下をタイヤユニフォミティ試験装置１を説明する際の上下としている。
本実施形態のドラム機構６は、ドラム５を上下軸回りに駆動回転できるように支持すると共に、水平に移動してタイヤＴに模擬路面６ａを接触できる構成となっている。ドラム機構６は、タイヤＴの回転を逆転させる際に、ドラム５をタイヤＴとの接触状態を維持しつつ後退させ、タイヤＴの回転を一方向回転（正転）から他方向回転（逆転）へと切り換え、その後、ドラム５を前進させて負荷荷重をタイヤＴに与えることが可能に構成されている。
【００１７】
図１に示すように、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、タイヤユニフォミティ試験装置１には、空気供給源９で発生した圧縮空気をタイヤＴ内部に供給したり、タイヤＴ内部から圧縮空気を大気などの外部に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７が配備されている。
詳しくは図２に示すように、この空気圧回路７は、２系統の供給配管系を備えている。その一つはタイヤＴを短時間で膨らまし、タイヤＴをリム４に装着するビードシート系統１０の配管であり、もう一つがタイヤＴを試験する際に用いられるテスト系統１１の配管である。
【００１８】
ビードシート系統１０を介して流通される圧縮空気は０．４ＭＰａ程度の空気圧（ビード圧）に調整され、テスト系統１１を介して流通される圧縮空気はビードシート系統１０より低い０．２ＭＰａ程度の空気圧（テスト圧）に調整されている。これらのビードシート系統１０とテスト系統１１とは、空気供給源９からタイヤＴに至る途中で空気流路が分岐し、それぞれの空気圧に調整された後、再び１つの配管に合流するようになっている。これらのビードシート系統１０の配管とテスト系統１１の配管とを切替弁１５を用いて切り替え可能となっている。
【００１９】
テスト系統１１の配管経路には、上流側（空気供給源９に近い側）から下流側に向かって順番に、空気供給源９、圧力調整弁（以降、テスト圧調整弁１３ということもある）、給排弁１４、切替弁１５、遮断弁１６、圧力検知部１７が配備されている。また、ビードシート系統１０の配管経路は、空気供給源９の下流側でテスト系統１１の配管から分岐し、別の圧力調整弁（以降、ビード圧調整弁１２ということもある）でビード圧に調整された後、切替弁１５でテスト系統１１の配管に合流する。
【００２０】
空気供給源９は、図示していないエアコンプレッサや工場エアの供給源につながっており、ビードシート系統１０を通じてタイヤＴを膨らませる際の空気圧と同等か又は高圧の圧縮空気を発生させている。その下流側には、空気供給源９から流入するダストなどを捕集するエアフィルタ１８が設けられており、またエアフィルタ１８の下流側には空気供給源９で発生する圧縮空気の圧力をチェックする圧力計１９が設けられている。
【００２１】
テスト系統１１に設けられるテスト圧調整弁１３と、ビートシート系統に設けられるビート圧調整弁１２は、いずれも空気供給源９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る。本実施形態の圧力調整弁は、リリーフ機能を備えた内部パイロット式で制御される減圧弁が用いられており、空気供給源９で発生した圧縮空気の圧力をビート圧（例えば０．４ＭＰａ）やテスト圧（例えば０．２ＭＰａ）に減圧して調整可能とされている。
【００２２】
給排弁１４は、テスト系統１１に設けられたテスト圧調整弁１３の下流側に設けられた方向制御弁（電磁式でパイロット圧が制御される方向制御弁）であり、弁の切替えにより、タイヤ試験開始前のタイヤＴへの給気とタイヤ試験終了後のタイヤＴからの排気（大気への放出）とを制御している。
切替弁１５は、圧縮空気の流路をテスト系統１１側とビードシート系統１０側との間で切り替えるものであり、タイヤＴ内の空気圧をビード圧とテスト圧とを切り替えるために用いられる。切替弁１５は、電磁式でパイロット圧が制御される方向制御弁で構成されている。
【００２３】
遮断弁１６は、切替弁１５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１６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。
圧力検知部１７は、給排弁１４の下流側に設けられた空気圧センサを備えており、タイヤＴ内に作用する空気圧を検知している。
【００２４】
ところで、上述したドラム機構６は、タイヤＴの回転を逆転させる際に、ドラム５をタイヤＴとの接触状態を維持しつつ後退させ、タイヤＴの回転を正転から逆転へと切り換え、その後、ドラム５を前進させて負荷荷重をタイヤＴに与えることが可能に構成されている。このようにドラム５を後前に移動させると、特許文献１で明らかにされた「タイヤＴの表面に残留凹みが発生する」ことは防止できるが、タイヤＴ回転方向の切り換え時に、ドラム５からタイヤＴに加えられていた負荷荷重が変化してタイヤＴ内の体積（内容積）も変動する。
【００２５】
例えば、回転方向の逆転前にドラム５をタイヤＴから後退させると、タイヤＴ内の内容積が増加して、タイヤＴ内の圧力が低下する。そうすると、テスト圧調整弁１３の働きにより、タイヤＴ内圧を試験圧力にしようと、タイヤＴ内部に圧縮空気が送り込まれる。その後、ドラム５を正転時と同じ位置にまで前進させ負荷荷重をかけると、今度はタイヤＴ内の内容積が減少しタイヤＴ内圧が瞬間的に増加する。
【００２６】
つまり、回転方向の逆転に伴ってタイヤＴの内圧が瞬間的に変動すると、この変動したタイヤＴ内圧を安定させようとしてテスト圧調整弁１３による余計な圧力調整が行われ、この内圧変動安定化に要する時間の間は、タイヤユニフォミティ試験の精度が保証できない状態となる。
そこで、本発明のタイヤユニフォミティ試験装置１の空気圧回路７には、タイヤＴの逆転動作を行う時に、ドラム５の後進前進の動作に併せて、タイヤＴ内容積の増減量に略一致する体積の圧縮空気を出し入れする体積調整機構２０が設けられている。
【００２７】
このような体積調整機構２０を設ければ、ドラム５の後退前進の動作に併せてタイヤＴ内部の体積の変動を抑えることができて、タイヤＴ内部の圧力を略一定にすることが可能となる。その結果、テスト圧調整弁１３が作動しなくなり、タイヤＴ内圧の安定化に要する無駄な時間を省くことが可能になって、タイヤＴユニフォミティ試験の効率を向上させることが可能となる。
【００２８】
言い換えれば、体積調整機構２０は、ドラム５の後退前進の動作に併せてタイヤＴ内部の体積の変動が起こり、それに伴ってテスト圧調整弁１３が作動することを防ぐものであり、テスト圧調整弁１３が作動しないような範囲でタイヤＴ内部の圧力を一定（略一定）にするように構成されたものである。
図２に示すように、体積調整機構２０は、空気圧回路７のテスト系統１１の配管に設けられていて、テスト圧調整弁１３の下流側であってさらに遮断弁１６の下流側の配管（遮断弁１６とタイヤＴとの間）に設けられている。
【００２９】
本実施形態の体積調整機構２０は、シリンダ２２とこのシリンダ２２内を移動するピストン２１とから構成されている。シリンダ２２は、内部が中空とされた筒状であり、その一端は遮断弁１６と圧力検知部１７との間の配管に連通しており、他端はサイレンサ２４を介して外部に開放されている。ピストン２１は、シリンダ２２の内部に挿入されており、シリンダ２２の内部を移動できるようになっている。空気流路に連通した側の区画の容積を増減することでタイヤＴへ供給する圧縮空気の体積を調整できるようになっている。
【００３０】
体積調整機構２０のピストン２１は、当該ピストン２１に連結されたピストン２１ロッドがラックアンドピニオンを介してサーボモータ２３に連結しており、サーボモータ２３を回転させることで、シリンダ２２の内を直線移動できるようになっている。
サーボモータ２３によるピストン２１の移動量は、タイヤＴのサイズ及びドラム５後退前進量の値が予め設定されていて、その値を基にタイヤＴ内の体積変化量を求め、得られた体積変化量をシリンダ２２内部断面積で除した値とされる。ピストン２１の移動速度は、ドラム５後退前進動作と略同一時間となる速度とされる。
【００３１】
次に、本発明のタイヤユニフォミティ試験装置１を用いてタイヤユニフォミティを計測する手順を説明する。
まず、ユニフォミティ計測を行う場合は、検査ラインの上流から流れてきたタイヤＴを上下に分割されたリム４,４で挟み込む。
そして、空気圧回路７のビードシート系統１０の配管を用いてタイヤＴを短時間で膨らます。このとき、空気供給源９で発生した圧縮空気はビードシート系統１０の配管の途中に設けられたビード圧調整弁１２でビード圧（例えば０．４ＭＰａ程度の高圧）に調整される。そして、ビード圧に調整された圧縮空気は切替弁１５や遮断弁１６を通ってタイヤＴに供給され、タイヤＴ内の空気圧がビード圧になってタイヤＴが瞬時に膨張し、タイヤＴのビード部がリム４に強固に装着される。
【００３２】
タイヤＴをリム４に装着させた後、タイヤＴ内の空気圧をテスト圧（例えば０．２ＭＰａ）に切り替えて、タイヤ試験の準備を行う。
テスト系統１１の配管には、テスト圧調整弁１３が設けられており、このテスト圧調整弁１３は空気供給源９で発生した圧縮空気をテスト圧に調整すると共にビード圧にされていたタイヤＴ内の圧縮空気を外部に開放してテスト圧に減圧できるようになっている。テスト圧調整弁１３でテスト圧に調整された圧縮空気は、給排弁１４、切替弁１５及び遮断弁１６を通ってタイヤＴに供給される。そして、この圧縮空気によりタイヤＴ内の空気圧がテスト圧に調整される。タイヤＴ内の空気圧がテスト圧になると圧力検知部１７で検知されて、遮断弁１６を作動させて切替弁１５とタイヤＴとの間の配管を遮断する。そうすると、遮断弁１６の下流側の配管及びタイヤＴ内が上流側から遮断され、タイヤ試験を行う準備が完了する。
【００３３】
その後、テスト圧に保持されたタイヤＴにドラム５を押付けて「正回転」させ、荷重検出器（ロードセル）などを用いてタイヤＴに発生する反発力を計測することにより、タイヤＴのＲＦＶ波形が計測される。
正回転でのＲＦＶ波形の計測が終わった後、タイヤＴを「逆回転」させＲＦＶ波形を計測する。
【００３４】
まず、タイヤ正転中（正回転でのＲＦＶ波形の計測の終盤）において、タイヤ回転数を変化させる直前にドラム５位置の後退を開始し、回転数を低下させると同時にドラム５をさらに後退させる。このドラム５後退に伴いドラム５荷重が低下するようになる。ドラム５の後退量は、タイヤＴとドラム５との間でスリップが生じない程度にドラム５荷重が残る量とすることが好ましい。なぜならば、ドラム５の回転は、モータ駆動のスピンドル軸３からタイヤＴを介してドラム５に伝えられているため、ドラム５とタイヤＴの接触圧力が小さいと、ドラム５回転の減速・加速時の慣性力によりタイヤＴがスリップする可能性があるからである。
【００３５】
その後、タイヤＴの回転数が０、すなわちドラム５の回転が停止したタイミングで、ドラム５荷重が最小となる様にドラム５位置を制御する。このドラム５位置において、今度はタイヤＴを逆転し始め、タイヤＴが逆転方向に加速する時にドラム５を徐々に前進させ、タイヤＴ回転数が所定の試験回転数になるタイミングで、ドラム５が所定の試験位置に達するようにする。その上で、タイヤＴを逆回転し、逆回転におけるユニフォミティ波形を計測するようにする。
【００３６】
上記したタイヤＴ逆転転切り換え時には、タイヤユニフォミティ試験装置１に備えられた体積調整機構２０を以下の方法で作動させる。
正転試験終了後でタイヤＴからドラム５を後退させるときに、体積調整機構２０を用いて、ドラム５の後退に合わせて増加するタイヤＴ内の体積（内容積）の増加量に略一致する体積の圧縮空気をタイヤＴ内に送り込む。具体的には、サーボモータ２３を回転させて、押し込み方向、言い換えればシリンダ２２内の容積が小さくなる方向にピストン２１を移動させ、タイヤＴ内の体積の増加量に略一致する体積の圧縮空気を配管内に送り込む。このようにして配管内に送り込まれた圧縮空気は、配管を通じてタイヤＴ内に送られタイヤＴ内に補充される。
【００３７】
タイヤＴを逆転させた上でドラム５を前進させる際には、ドラム５の前進に合わせて減少するタイヤＴ内の体積（内容積）に略一致する圧縮空気をタイヤＴ内から抜き取る。
具体的には、サーボモータ２３を回転させて、抜き出し方向、言い換えればシリンダ２２内の容積が大きくなる方向にピストン２１を移動させ、タイヤＴ内の体積の減少量に略一致する体積の圧縮空気をテスト系統１１の配管から抜き出す。
【００３８】
図３（ａ）〜図３（ｇ）には、タイヤＴを正転から逆転させる際において、タイヤＴ回転数、ドラム５位置、ドラム５荷重、従来技術のＲＦＶ波形、本発明のＲＦＶ波形、タイヤＴ内圧の変化が示されている。図３（ｄ）及び図３（ｆ）のＲＦＶ波形は、ユニフォミティ測定部８で計測されたものである。
体積調整機構２０が設けられていない場合は、タイヤＴ逆転時にドラム５後退前進動作を行うと、図３（ｅ）に示すように、タイヤＴ内圧は一旦減少した後に、ドラム５前進時に（計測時間で２．５〜３秒）には大幅に増加して、その後、タイヤＴ内の圧力は、所定の試験圧力に戻るまでにほぼ直線的に減少する（計測時間で３〜５秒間）。この間、図３（ｄ）に示すように、ＲＦＶ波形もある傾きを持って波形が上下にシフト移動している。このように、シフト移動しているＲＦＶ波形からでは、正しいＲＦＶを求めることは困難であり、得られたＲＦＶには誤差が含まれる。
【００３９】
一方、体積調整機構２０を用いた場合は、タイヤＴ逆転時にドラム５後退前進動作を行うと、図３（ｇ）示すように、前進完了後でもタイヤＴ内圧は常に一定である。この間、図３（ｆ）に示すように、ＲＦＶ波形もシフト移動しないものとなり、正しいＲＦＶを得ることが可能となる。
このように、本発明の体積調整機構２０を用いることで、タイヤＴ逆転直後であってもタイヤＴをテスト圧に維持することが可能となり、常に正確なユニフォミティ波形及びユニフォミティ計測値を得ることができ、計測時間の短縮、ひいては生産性の向上に寄与できるものとなる。
【００４０】
なお、タイヤ試験を行った後でタイヤＴを取り外す場合は、テスト系統１１の配管にした状態で給排弁１４を作動させ、タイヤＴ内及び体積調整機構２０の圧縮空気を大気中に放出する。そうすることで、次のタイヤＴの装着準備と体積調整機構２０のピストン２１の原点復帰とが行われる。
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。
【００４１】
例えば、体積調整機構２０の設置場所は、図２で示す位置に限定されない。図４に示されるように、テスト圧調整弁１３の下流側であって遮断弁１６の上流側の配管（テスト圧調整弁１３と給排弁１４との間）に体積調整機構２０を設けてもよい。この場合、遮断弁１６を連通状態としておけば、体積調整機構２０は、タイヤＴに対して圧縮空気を出し入れすることができ、ドラム５の後退前進時にタイヤＴ内部の圧力を略一定に保持することができる。
【００４２】
すなわち、テスト系統１１の配管上であれば、タイヤ試験装置に装着されたタイヤＴとテスト圧調整弁１３の間のいずれの位置においても、体積調整機構２０を設置することが可能である。
また、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。
【符号の説明】
【００４３】
１ タイヤユニフォミティ試験装置
２ フレーム本体
３ スピンドル軸
４ リム
５ ドラム
６ ドラム機構
６ａ 模擬路面
７ 空気圧回路
８ ユニフォミティ測定部
９ 空気供給源
１０ ビードシート系統
１１ テスト系統
１２ ビード圧調整弁
１３ テスト圧調整弁
１４ 給排弁
１５ 切替弁
１６ 遮断弁
１７ 圧力検知部
１８ エアフィルタ
１９ 圧力計
２０ 体積調整機構
２１ ピストン
２２ シリンダ
２３ サーボモータ
２４ サイレンサ
Ｔ タイヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤユニフォミティマシンの試験技術に関するものであり、特に、タイヤ半径方向の力の変動（Radial Force Variation：ＲＦＶ）の測定精度を向上させることのできるタイヤユニフォミティの試験技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、製品上がりのタイヤに対してはユニフォミティ（均一性）などを計測して良否を判定するタイヤ試験（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、テスト圧にタイヤを膨らませた後でタイヤ試験を行うものである。
【０００３】
このタイヤ試験装置でタイヤ試験を行う場合は、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。次に空気圧回路の途中で２系統に分岐された一つの配管である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しリムに固定する。もう一つの配管であるテスト系統からの圧縮空気でテスト圧に保持されたタイヤにドラムを押し付けて正転させ、タイヤのユニフォミティを計測する。その後、タイヤを逆転させて、逆転時でのタイヤのユニフォミティも計測する。
【０００４】
ところで、上述のようなタイヤユニフォミティの測定方法において、負荷ドラムが一定方向に回転している状態から逆転させる時に、負荷ドラムは瞬間的に回転停止状態となる。タイヤに一定の圧力が作用している状態で、タイヤが回転停止状態になると、負荷ドラムの圧力により生じているタイヤの凹みが、後に残留凹みとなる（図５参照）。これはタイヤのゴム材料の粘弾性特性によるものである。この残留凹みは元の状態に復元するまでには時間がかかり、この状態でユニフォミティを測定するとこの測定精度に大きく影響することが、特許文献１で明らかにされている。タイヤの復元を待ちユニフォミティの波形が安定してから計測する必要があり、その分、時間がかかるという問題がある。
【０００５】
そこで、特許文献２では、上記した問題の解決方法の一つとして、タイヤ逆転時に負荷ドラムの接触面をタイヤトレッド面から後退させて、タイヤ停止時におけるタイヤに作用する圧力を軽減する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平６−９５０５７号公報
【特許文献２】特開平２−２２３８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献２に開示されたタイヤ試験装置を用いて、タイヤ逆転時のタイヤユニフォミティを計測するに際しては、タイヤから負荷ドラムを後退させると、負荷ドラムによる圧力で生じるタイヤの凹みがなくなる為に、タイヤ内の体積（内容積）が増加する。その結果、タイヤ内の圧力は低下する。圧力調整弁の働きにより、タイヤ内圧を試験圧力にしようと、タイヤ内部に圧縮空気が送り込まれる。逆転終了後に、負荷ドラムを正転時と同じ位置にまで前進させ負荷を付与するが、この時、タイヤには負荷ドラムの圧力により再度凹みが生じてタイヤ内体積が減少する。体積の減少によりタイヤ内圧が瞬間的に増加する。このタイヤ内圧が圧力調整弁により所定の試験圧力に安定するのに時間を要する。このタイヤ内圧の試験圧力が安定しない状態では、ユニフォミティの波形も安定しないことから、単純に負荷ドラムの後退・前進動作だけでは、測定時間の短縮には繋がらないことが明らかとなった。
【０００８】
本発明は、上述の問題を鑑みてなされたものであり、タイヤユニフォミティ計測において、タイヤ正転時から逆転時への切り換えを行った直後から正確なタイヤユニフォミティ、特にタイヤ半径方向の力の変動（ＲＦＶ）を精度良く求めることができるタイヤユニフォミティ試験装置及びタイヤユニフォミティ試験方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じている。
すなわち、本発明のタイヤユニフォミティ試験装置は、ドラムを回転自在に支持すると共に、スピンドル軸に装着されたタイヤを前記ドラムの外周面に押し当て可能とするドラム機構と、前記タイヤに対し圧縮空気を供給する空気圧回路とを備えたタイヤユニフォミティ試験装置において、前記ドラム機構は、タイヤの回転を反転させる際に、前記ドラムをタイヤとの接触状態を維持しつつ後退させ、タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと切り換え、その後、ドラムを前進させて負荷荷重をタイヤに与えることが可能に構成されており、前記空気圧回路には、タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと反転動作を行う時に、前記ドラムの後退前進の動作に併せて、タイヤ内部の体積の増減量に略一致する体積の圧縮空気を出し入れする体積調整機構が備えられていることを特徴とする。
【００１０】
好ましくは、前記空気圧回路は、圧縮空気を供給する空気供給源と、前記空気供給源から送られてきた圧縮空気の圧力をテスト空気圧に調整すると共に、タイヤに供給可能とする圧力調整弁と、を有しており、前記体積調整機構は、前記タイヤと圧力調整弁との間に設けられているとよい。
好ましくは、前記体積調整機構は、空気圧回路に連通し且つタイヤ内部の圧縮空気を貯蔵するシリンダと、当該シリンダ内を移動するピストンと、前記ピストンを移動させるサーボモータと、を有しているとよい。
【００１１】
好ましくは、前記体積調整機構は、前記サーボモータの動きの方向及び／又は速度を変化させることにより、タイヤ内部の圧縮空気の体積を調整する構成とされているとよい。
一方、本発明のタイヤユニフォミティ測定方法は、ドラムを回転自在に支持すると共に、スピンドル軸に装着されたタイヤを前記ドラムの外周面に押し当て可能とするドラム機構と、前記タイヤに対し圧縮空気を供給する空気圧回路とを備えたタイヤユニフォミティ試験装置を用いたタイヤユニフォミティ測定方法において、前記ドラム機構を、タイヤの回転を反転させる際に、前記ドラムをタイヤとの接触状態を維持しつつ後退させ、タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと切り換え、その後、ドラムを前進させて負荷荷重をタイヤに与えることが可能に構成しておき、前記タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと反転動作を行う時に、前記ドラムの後退前進の動作に併せて、タイヤ内部の体積の増減量に略一致する体積の圧縮空気を出し入れするようにして、タイヤのユニフォミティを測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のタイヤユニフォミティ試験技術によれば、タイヤユニフォミティ計測において、タイヤ正転時から逆転時への切り換えを行った直後から正確なタイヤユニフォミティ、特にタイヤ半径方向の力の変動（ＲＦＶ）を精度良く求めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るタイヤユニフォミティ試験装置の概略図である。
【図２】空気圧回路を示す図である。
【図３】タイヤユニフォミティ試験装置の動作パターンと計測されたユニフォミティ波形とを示す図である。
【図４】別形式の空気圧回路を示す図である。
【図５】負荷ドラムとタイヤ残留凹みの関係を示す図である（従来例）。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係るタイヤユニフォミティ試験装置１及びタイヤユニフォミティ試験方法を図面に基づき、説明する。
図１に示されるように、タイヤユニフォミティ試験装置１は、製品上がりのタイヤＴのタイヤユニフォミティ特性、特に、タイヤＴ半径方向の力の変動（Radial Force Variation：ＲＦＶ）を製品検査として評価するものである。
【００１５】
具体的には、タイヤユニフォミティ試験装置１は、軸心が上下を向くように配備された円筒状のフレーム本体２と、このフレーム本体２内に軸受部を介して上下軸回りに回転自在となるように取り付けられたスピンドル軸３と、を有している。スピンドル軸３は、フレーム本体２の上端から上方へ突出状とされており、スピンドル軸３の上方突出部分にタイヤＴを固定する上下一対のリム４が設けられている。さらに、リム４で固定されたタイヤＴの側方には、その外周面に模擬路面６ａが形成されたドラム５（負荷ドラム）が備えられている。このドラム５はドラム機構６に備えられている。
【００１６】
なお、本明細書の説明においては、図１の紙面の上下をタイヤユニフォミティ試験装置１を説明する際の上下としている。
本実施形態のドラム機構６は、ドラム５を上下軸回りに駆動回転できるように支持すると共に、水平に移動してタイヤＴに模擬路面６ａを接触できる構成となっている。ドラム機構６は、タイヤＴの回転を逆転させる際に、ドラム５をタイヤＴとの接触状態を維持しつつ後退させ、タイヤＴの回転を一方向回転（正転）から他方向回転（逆転）へと切り換え、その後、ドラム５を前進させて負荷荷重をタイヤＴに与えることが可能に構成されている。
【００１７】
図１に示すように、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、タイヤユニフォミティ試験装置１には、空気供給源９で発生した圧縮空気をタイヤＴ内部に供給したり、タイヤＴ内部から圧縮空気を大気などの外部に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７が配備されている。
詳しくは図２に示すように、この空気圧回路７は、２系統の供給配管系を備えている。その一つはタイヤＴを短時間で膨らまし、タイヤＴをリム４に装着するビードシート系統１０の配管であり、もう一つがタイヤＴを試験する際に用いられるテスト系統１１の配管である。
【００１８】
ビードシート系統１０を介して流通される圧縮空気は０．４ＭＰａ程度の空気圧（ビード圧）に調整され、テスト系統１１を介して流通される圧縮空気はビードシート系統１０より低い０．２ＭＰａ程度の空気圧（テスト圧）に調整されている。これらのビードシート系統１０とテスト系統１１とは、空気供給源９からタイヤＴに至る途中で空気流路が分岐し、それぞれの空気圧に調整された後、再び１つの配管に合流するようになっている。これらのビードシート系統１０の配管とテスト系統１１の配管とを切替弁１５を用いて切り替え可能となっている。
【００１９】
テスト系統１１の配管経路には、上流側（空気供給源９に近い側）から下流側に向かって順番に、空気供給源９、圧力調整弁（以降、テスト圧調整弁１３ということもある）、給排弁１４、切替弁１５、遮断弁１６、圧力検知部１７が配備されている。また、ビードシート系統１０の配管経路は、空気供給源９の下流側でテスト系統１１の配管から分岐し、別の圧力調整弁（以降、ビード圧調整弁１２ということもある）でビード圧に調整された後、切替弁１５でテスト系統１１の配管に合流する。
【００２０】
空気供給源９は、図示していないエアコンプレッサや工場エアの供給源につながっており、ビードシート系統１０を通じてタイヤＴを膨らませる際の空気圧と同等か又は高圧の圧縮空気を発生させている。その下流側には、空気供給源９から流入するダストなどを捕集するエアフィルタ１８が設けられており、またエアフィルタ１８の下流側には空気供給源９で発生する圧縮空気の圧力をチェックする圧力計１９が設けられている。
【００２１】
テスト系統１１に設けられるテスト圧調整弁１３と、ビートシート系統に設けられるビート圧調整弁１２は、いずれも空気供給源９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る。本実施形態の圧力調整弁は、リリーフ機能を備えた内部パイロット式で制御される減圧弁が用いられており、空気供給源９で発生した圧縮空気の圧力をビート圧（例えば０．４ＭＰａ）やテスト圧（例えば０．２ＭＰａ）に減圧して調整可能とされている。
【００２２】
給排弁１４は、テスト系統１１に設けられたテスト圧調整弁１３の下流側に設けられた方向制御弁（電磁式でパイロット圧が制御される方向制御弁）であり、弁の切替えにより、タイヤ試験開始前のタイヤＴへの給気とタイヤ試験終了後のタイヤＴからの排気（大気への放出）とを制御している。
切替弁１５は、圧縮空気の流路をテスト系統１１側とビードシート系統１０側との間で切り替えるものであり、タイヤＴ内の空気圧をビード圧とテスト圧とを切り替えるために用いられる。切替弁１５は、電磁式でパイロット圧が制御される方向制御弁で構成されている。
【００２３】
遮断弁１６は、切替弁１５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１６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。
圧力検知部１７は、給排弁１４の下流側に設けられた空気圧センサを備えており、タイヤＴ内に作用する空気圧を検知している。
【００２４】
ところで、上述したドラム機構６は、タイヤＴの回転を逆転させる際に、ドラム５をタイヤＴとの接触状態を維持しつつ後退させ、タイヤＴの回転を正転から逆転へと切り換え、その後、ドラム５を前進させて負荷荷重をタイヤＴに与えることが可能に構成されている。このようにドラム５を後前に移動させると、特許文献１で明らかにされた「タイヤＴの表面に残留凹みが発生する」ことは防止できるが、タイヤＴ回転方向の切り換え時に、ドラム５からタイヤＴに加えられていた負荷荷重が変化してタイヤＴ内の体積（内容積）も変動する。
【００２５】
例えば、回転方向の逆転前にドラム５をタイヤＴから後退させると、タイヤＴ内の内容積が増加して、タイヤＴ内の圧力が低下する。そうすると、テスト圧調整弁１３の働きにより、タイヤＴ内圧を試験圧力にしようと、タイヤＴ内部に圧縮空気が送り込まれる。その後、ドラム５を正転時と同じ位置にまで前進させ負荷荷重をかけると、今度はタイヤＴ内の内容積が減少しタイヤＴ内圧が瞬間的に増加する。
【００２６】
つまり、回転方向の逆転に伴ってタイヤＴの内圧が瞬間的に変動すると、この変動したタイヤＴ内圧を安定させようとしてテスト圧調整弁１３による余計な圧力調整が行われ、この内圧変動安定化に要する時間の間は、タイヤユニフォミティ試験の精度が保証できない状態となる。
そこで、本発明のタイヤユニフォミティ試験装置１の空気圧回路７には、タイヤＴの逆転動作を行う時に、ドラム５の後進前進の動作に併せて、タイヤＴ内容積の増減量に略一致する体積の圧縮空気を出し入れする体積調整機構２０が設けられている。
【００２７】
このような体積調整機構２０を設ければ、ドラム５の後退前進の動作に併せてタイヤＴ内部の体積の変動を抑えることができて、タイヤＴ内部の圧力を略一定にすることが可能となる。その結果、テスト圧調整弁１３が作動しなくなり、タイヤＴ内圧の安定化に要する無駄な時間を省くことが可能になって、タイヤＴユニフォミティ試験の効率を向上させることが可能となる。
【００２８】
言い換えれば、体積調整機構２０は、ドラム５の後退前進の動作に併せてタイヤＴ内部の体積の変動が起こり、それに伴ってテスト圧調整弁１３が作動することを防ぐものであり、テスト圧調整弁１３が作動しないような範囲でタイヤＴ内部の圧力を一定（略一定）にするように構成されたものである。
図２に示すように、体積調整機構２０は、空気圧回路７のテスト系統１１の配管に設けられていて、テスト圧調整弁１３の下流側であってさらに遮断弁１６の下流側の配管（遮断弁１６とタイヤＴとの間）に設けられている。
【００２９】
本実施形態の体積調整機構２０は、シリンダ２２とこのシリンダ２２内を移動するピストン２１とから構成されている。シリンダ２２は、内部が中空とされた筒状であり、その一端は遮断弁１６と圧力検知部１７との間の配管に連通しており、他端はサイレンサ２４を介して外部に開放されている。ピストン２１は、シリンダ２２の内部に挿入されており、シリンダ２２の内部を移動できるようになっている。空気流路に連通した側の区画の容積を増減することでタイヤＴへ供給する圧縮空気の体積を調整できるようになっている。
【００３０】
体積調整機構２０のピストン２１は、当該ピストン２１に連結されたピストン２１ロッドがラックアンドピニオンを介してサーボモータ２３に連結しており、サーボモータ２３を回転させることで、シリンダ２２の内を直線移動できるようになっている。
サーボモータ２３によるピストン２１の移動量は、タイヤＴのサイズ及びドラム５後退前進量の値が予め設定されていて、その値を基にタイヤＴ内の体積変化量を求め、得られた体積変化量をシリンダ２２内部断面積で除した値とされる。ピストン２１の移動速度は、ドラム５後退前進動作と略同一時間となる速度とされる。
【００３１】
次に、本発明のタイヤユニフォミティ試験装置１を用いてタイヤユニフォミティを計測する手順を説明する。
まず、ユニフォミティ計測を行う場合は、検査ラインの上流から流れてきたタイヤＴを上下に分割されたリム４,４で挟み込む。
そして、空気圧回路７のビードシート系統１０の配管を用いてタイヤＴを短時間で膨らます。このとき、空気供給源９で発生した圧縮空気はビードシート系統１０の配管の途中に設けられたビード圧調整弁１２でビード圧（例えば０．４ＭＰａ程度の高圧）に調整される。そして、ビード圧に調整された圧縮空気は切替弁１５や遮断弁１６を通ってタイヤＴに供給され、タイヤＴ内の空気圧がビード圧になってタイヤＴが瞬時に膨張し、タイヤＴのビード部がリム４に強固に装着される。
【００３２】
タイヤＴをリム４に装着させた後、タイヤＴ内の空気圧をテスト圧（例えば０．２ＭＰａ）に切り替えて、タイヤ試験の準備を行う。
テスト系統１１の配管には、テスト圧調整弁１３が設けられており、このテスト圧調整弁１３は空気供給源９で発生した圧縮空気をテスト圧に調整すると共にビード圧にされていたタイヤＴ内の圧縮空気を外部に開放してテスト圧に減圧できるようになっている。テスト圧調整弁１３でテスト圧に調整された圧縮空気は、給排弁１４、切替弁１５及び遮断弁１６を通ってタイヤＴに供給される。そして、この圧縮空気によりタイヤＴ内の空気圧がテスト圧に調整される。タイヤＴ内の空気圧がテスト圧になると圧力検知部１７で検知されて、遮断弁１６を作動させて切替弁１５とタイヤＴとの間の配管を遮断する。そうすると、遮断弁１６の下流側の配管及びタイヤＴ内が上流側から遮断され、タイヤ試験を行う準備が完了する。
【００３３】
その後、テスト圧に保持されたタイヤＴにドラム５を押付けて「正回転」させ、荷重検出器（ロードセル）などを用いてタイヤＴに発生する反発力を計測することにより、タイヤＴのＲＦＶ波形が計測される。
正回転でのＲＦＶ波形の計測が終わった後、タイヤＴを「逆回転」させＲＦＶ波形を計測する。
【００３４】
まず、タイヤ正転中（正回転でのＲＦＶ波形の計測の終盤）において、タイヤ回転数を変化させる直前にドラム５位置の後退を開始し、回転数を低下させると同時にドラム５をさらに後退させる。このドラム５後退に伴いドラム５荷重が低下するようになる。ドラム５の後退量は、タイヤＴとドラム５との間でスリップが生じない程度にドラム５荷重が残る量とすることが好ましい。なぜならば、ドラム５の回転は、モータ駆動のスピンドル軸３からタイヤＴを介してドラム５に伝えられているため、ドラム５とタイヤＴの接触圧力が小さいと、ドラム５回転の減速・加速時の慣性力によりタイヤＴがスリップする可能性があるからである。
【００３５】
その後、タイヤＴの回転数が０、すなわちドラム５の回転が停止したタイミングで、ドラム５荷重が最小となる様にドラム５位置を制御する。このドラム５位置において、今度はタイヤＴを逆転し始め、タイヤＴが逆転方向に加速する時にドラム５を徐々に前進させ、タイヤＴ回転数が所定の試験回転数になるタイミングで、ドラム５が所定の試験位置に達するようにする。その上で、タイヤＴを逆回転し、逆回転におけるユニフォミティ波形を計測するようにする。
【００３６】
上記したタイヤＴ逆転転切り換え時には、タイヤユニフォミティ試験装置１に備えられた体積調整機構２０を以下の方法で作動させる。
正転試験終了後でタイヤＴからドラム５を後退させるときに、体積調整機構２０を用いて、ドラム５の後退に合わせて増加するタイヤＴ内の体積（内容積）の増加量に略一致する体積の圧縮空気をタイヤＴ内に送り込む。具体的には、サーボモータ２３を回転させて、押し込み方向、言い換えればシリンダ２２内の容積が小さくなる方向にピストン２１を移動させ、タイヤＴ内の体積の増加量に略一致する体積の圧縮空気を配管内に送り込む。このようにして配管内に送り込まれた圧縮空気は、配管を通じてタイヤＴ内に送られタイヤＴ内に補充される。
【００３７】
タイヤＴを逆転させた上でドラム５を前進させる際には、ドラム５の前進に合わせて減少するタイヤＴ内の体積（内容積）に略一致する圧縮空気をタイヤＴ内から抜き取る。
具体的には、サーボモータ２３を回転させて、抜き出し方向、言い換えればシリンダ２２内の容積が大きくなる方向にピストン２１を移動させ、タイヤＴ内の体積の減少量に略一致する体積の圧縮空気をテスト系統１１の配管から抜き出す。
【００３８】
図３（ａ）〜図３（ｇ）には、タイヤＴを正転から逆転させる際において、タイヤＴ回転数、ドラム５位置、ドラム５荷重、従来技術のＲＦＶ波形、本発明のＲＦＶ波形、タイヤＴ内圧の変化が示されている。図３（ｄ）及び図３（ｆ）のＲＦＶ波形は、ユニフォミティ測定部８で計測されたものである。
体積調整機構２０が設けられていない場合は、タイヤＴ逆転時にドラム５後退前進動作を行うと、図３（ｅ）に示すように、タイヤＴ内圧は一旦減少した後に、ドラム５前進時に（計測時間で２．５〜３秒）には大幅に増加して、その後、タイヤＴ内の圧力は、所定の試験圧力に戻るまでにほぼ直線的に減少する（計測時間で３〜５秒間）。この間、図３（ｄ）に示すように、ＲＦＶ波形もある傾きを持って波形が上下にシフト移動している。このように、シフト移動しているＲＦＶ波形からでは、正しいＲＦＶを求めることは困難であり、得られたＲＦＶには誤差が含まれる。
【００３９】
一方、体積調整機構２０を用いた場合は、タイヤＴ逆転時にドラム５後退前進動作を行うと、図３（ｇ）示すように、前進完了後でもタイヤＴ内圧は常に一定である。この間、図３（ｆ）に示すように、ＲＦＶ波形もシフト移動しないものとなり、正しいＲＦＶを得ることが可能となる。
このように、本発明の体積調整機構２０を用いることで、タイヤＴ逆転直後であってもタイヤＴをテスト圧に維持することが可能となり、常に正確なユニフォミティ波形及びユニフォミティ計測値を得ることができ、計測時間の短縮、ひいては生産性の向上に寄与できるものとなる。
【００４０】
なお、タイヤ試験を行った後でタイヤＴを取り外す場合は、テスト系統１１の配管にした状態で給排弁１４を作動させ、タイヤＴ内及び体積調整機構２０の圧縮空気を大気中に放出する。そうすることで、次のタイヤＴの装着準備と体積調整機構２０のピストン２１の原点復帰とが行われる。
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。
【００４１】
例えば、体積調整機構２０の設置場所は、図２で示す位置に限定されない。図４に示されるように、テスト圧調整弁１３の下流側であって遮断弁１６の上流側の配管（テスト圧調整弁１３と給排弁１４との間）に体積調整機構２０を設けてもよい。この場合、遮断弁１６を連通状態としておけば、体積調整機構２０は、タイヤＴに対して圧縮空気を出し入れすることができ、ドラム５の後退前進時にタイヤＴ内部の圧力を略一定に保持することができる。
【００４２】
すなわち、テスト系統１１の配管上であれば、タイヤ試験装置に装着されたタイヤＴとテスト圧調整弁１３の間のいずれの位置においても、体積調整機構２０を設置することが可能である。
また、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。
【符号の説明】
【００４３】
１ タイヤユニフォミティ試験装置
２ フレーム本体
３ スピンドル軸
４ リム
５ ドラム
６ ドラム機構
６ａ 模擬路面
７ 空気圧回路
８ ユニフォミティ測定部
９ 空気供給源
１０ ビードシート系統
１１ テスト系統
１２ ビード圧調整弁
１３ テスト圧調整弁
１４ 給排弁
１５ 切替弁
１６ 遮断弁
１７ 圧力検知部
１８ エアフィルタ
１９ 圧力計
２０ 体積調整機構
２１ ピストン
２２ シリンダ
２３ サーボモータ
２４ サイレンサ
Ｔ タイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドラムを回転自在に支持すると共に、スピンドル軸に装着されたタイヤを前記ドラムの外周面に押し当て可能とするドラム機構と、前記タイヤに対し圧縮空気を供給する空気圧回路とを備えたタイヤユニフォミティ試験装置において、
前記ドラム機構は、タイヤの回転を反転させる際に、前記ドラムをタイヤとの接触状態を維持しつつ後退させ、タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと切り換え、その後、ドラムを前進させて負荷荷重をタイヤに与えることが可能に構成されており、
前記空気圧回路には、タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと反転動作を行う時に、前記ドラムの後退前進の動作に併せて、タイヤ内部の体積の増減量に略一致する体積の圧縮空気を出し入れする体積調整機構が備えられていることを特徴とするタイヤユニフォミティ試験装置。
【請求項２】
前記空気圧回路は、圧縮空気を供給する空気供給源と、前記空気供給源から送られてきた圧縮空気の圧力をテスト空気圧に調整すると共に、タイヤに供給可能とする圧力調整弁と、を有しており、
前記体積調整機構は、前記タイヤと圧力調整弁との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤユニフォミティ試験装置。
【請求項３】
前記体積調整機構は、空気圧回路に連通し且つタイヤ内部の圧縮空気を貯蔵するシリンダと、当該シリンダ内を移動するピストンと、前記ピストンを移動させるサーボモータと、を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤユニフォミティ試験装置。
【請求項４】
前記体積調整機構は、前記サーボモータの動きの方向及び／又は速度を変化させることにより、タイヤ内部の圧縮空気の体積を調整する構成とされていることを特徴とする請求項３に記載のタイヤユニフォミティ試験装置。
【請求項５】
ドラムを回転自在に支持すると共に、スピンドル軸に装着されたタイヤを前記ドラムの外周面に押し当て可能とするドラム機構と、前記タイヤに対し圧縮空気を供給する空気圧回路とを備えたタイヤユニフォミティ試験装置を用いたタイヤユニフォミティ測定方法において、
前記ドラム機構を、タイヤの回転を反転させる際に、前記ドラムをタイヤとの接触状態を維持しつつ後退させ、タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと切り換え、その後、ドラムを前進させて負荷荷重をタイヤに与えることが可能に構成しておき、
前記タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと反転動作を行う時に、前記ドラムの後退前進の動作に併せて、タイヤ内部の体積の増減量に略一致する体積の圧縮空気を出し入れするようにして、タイヤのユニフォミティを測定することを特徴とするタイヤユニフォミティ試験方法。
【請求項１】
ドラムを回転自在に支持すると共に、スピンドル軸に装着されたタイヤを前記ドラムの外周面に押し当て可能とするドラム機構と、前記タイヤに対し圧縮空気を供給する空気圧回路とを備えたタイヤユニフォミティ試験装置において、
前記ドラム機構は、タイヤの回転を反転させる際に、前記ドラムをタイヤとの接触状態を維持しつつ後退させ、タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと切り換え、その後、ドラムを前進させて負荷荷重をタイヤに与えることが可能に構成されており、
前記空気圧回路には、タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと反転動作を行う時に、前記ドラムの後退前進の動作に併せて、タイヤ内部の体積の増減量に略一致する体積の圧縮空気を出し入れする体積調整機構が備えられていることを特徴とするタイヤユニフォミティ試験装置。
【請求項２】
前記空気圧回路は、圧縮空気を供給する空気供給源と、前記空気供給源から送られてきた圧縮空気の圧力をテスト空気圧に調整すると共に、タイヤに供給可能とする圧力調整弁と、を有しており、
前記体積調整機構は、前記タイヤと圧力調整弁との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤユニフォミティ試験装置。
【請求項３】
前記体積調整機構は、空気圧回路に連通し且つタイヤ内部の圧縮空気を貯蔵するシリンダと、当該シリンダ内を移動するピストンと、前記ピストンを移動させるサーボモータと、を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤユニフォミティ試験装置。
【請求項４】
前記体積調整機構は、前記サーボモータの動きの方向及び／又は速度を変化させることにより、タイヤ内部の圧縮空気の体積を調整する構成とされていることを特徴とする請求項３に記載のタイヤユニフォミティ試験装置。
【請求項５】
ドラムを回転自在に支持すると共に、スピンドル軸に装着されたタイヤを前記ドラムの外周面に押し当て可能とするドラム機構と、前記タイヤに対し圧縮空気を供給する空気圧回路とを備えたタイヤユニフォミティ試験装置を用いたタイヤユニフォミティ測定方法において、
前記ドラム機構を、タイヤの回転を反転させる際に、前記ドラムをタイヤとの接触状態を維持しつつ後退させ、タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと切り換え、その後、ドラムを前進させて負荷荷重をタイヤに与えることが可能に構成しておき、
前記タイヤの回転を一方向回転から他方向回転へと反転動作を行う時に、前記ドラムの後退前進の動作に併せて、タイヤ内部の体積の増減量に略一致する体積の圧縮空気を出し入れするようにして、タイヤのユニフォミティを測定することを特徴とするタイヤユニフォミティ試験方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−８３４７７（Ｐ２０１３−８３４７７Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２２０１４（Ｐ２０１１−２２２０１４）
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
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