タイヤ試験機

【課題】タイヤＴの回転中の均一性を検査するタイヤ試験機において、タイヤ自体のユニフォミティを高精度で得ることができるようにする。
【解決手段】タイヤＴをその両側のビードで挟む上リム１６及び下リム１５と、これらを保持する上下スピンドル１４，１３と、そのうち一方を昇降させるスピンドル昇降装置２０と、上下スピンドル１４，１３を上下動不能にロックするロック機構２５とを有し、上スピンドル１４の上方で且つ同軸位置にロック機構２５用のロック駆動部４５が設けられ、このロック駆動部４５が、タイヤＴの回転中には上方待避可能とされている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ試験機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤの回転中の均一性（ユニフォミティ）を試験し測定するタイヤ試験機（例えば、特許文献１等参照）は、タイヤをその両側のビードで挟む上リム及び下リムと、これら上下のリムを上下方向の軸心回りでそれぞれ回転自在に保持する上リム用上スピンドル及び下リム用下スピンドルと、これら上下のスピンドルの少なくとも一方を昇降させることによって上リムと下リムとの間でタイヤの着脱を可能にさせるスピンドル昇降装置とを有している。
またこの種のタイヤ試験機では、上リムと下リムとの間でタイヤを挟持した状態のときに回転軸心に交差する方向で上スピンドルと下スピンドルとの両者間にわたる凹凸係合を起こして、これら上下のスピンドルが上下方向で反発移動するのをロックするためのロック機構が設けられているのが一般的である。
【０００３】
このロック機構の一例（特許文献１では図３）を挙げると、下リムを保持する中空のスピンドルに対し、上リムから下方突出状に設けられたロックシャフトが挿通され、ロックシャフトの外周面には雄ねじ状のロック溝が設けられている。そして、このロック溝に対応する位置付けでスピンドルに横貫通孔が設けられ、この横貫通孔に、ロック溝に対して噛合状に当接するロック部材が設けられている。このロック部材は、スピンドルの側方に突出して設けられたシリンダにより横移動可能とされることで、必要に応じてロック溝に噛合したり離反したりする。
【０００４】
このシリンダは１台で１個のロック部材を駆動させるようになっており、これらロック部材及びシリンダは、ロックシャフトを中心としてその回りに９０°おきに計４組、設けられている。
なお、この種のタイヤ試験機では、試験するタイヤの交換時に上リムと下リムとの上下間を遮るものを無くす必要があるため、スピンドルに対して挿通状態としたロックシャフトは、スピンドルの上方へ完全に引き抜くようにしている。そのため、上リム及びロックシャフトを昇降させるためのシリンダとして、十分に長い昇降ストロークを有したものが用いられていた。
【特許文献１】特開２００２−２６７５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、ロック機構は上下のスピンドルが上下方向で反発移動するのをロックするためのものであって、このロックにより、試験中にタイヤを挟持した上下のリム相互間が開かないようにする。そのためこのロック機構（４組のロック部材とシリンダ）は、試験中にタイヤを回転させるときにはこれと一体回転することになり、結果、タイヤを除いて回転する質量がいたずらに大きくなっているということがあった。
そのため試験結果として得られるデータには、これらロック機構をはじめとして装置側の影響が無視できないほどに含まれていることになり、タイヤ自体の（純粋な）ユニフォミティを高精度で得ようとするには不都合であった。
【０００６】
特に、近年においてタイヤユニフォミティ試験には、自動車の実走行速度下での試験結果が求められる傾向にあり、これに伴って試験中のタイヤ回転数を高速化させる要請があるが、上記従来のタイヤ試験機において高速試験を実施すると、ロックシャフトの側方へロック部材やシリンダが突出していることを原因として大きな遠心力が発生することになる。そのため慣性モーメントが増大して固有振動数が小さくなり、装置側で起こる共振等の外乱が大きくなってしまうため、結果、タイヤユニフォミティについて高精度の試験結果を得ることは益々困難になるということがあった。
【０００７】
また、４組ものロック部材及びシリンダが回りに突出する構造のロックシャフトを、試験するタイヤの交換のたびにスピンドルの上方へ完全に引き抜くようにする構造は、装置の大型化を招来するものとなっていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、タイヤ自体のユニフォミティを高精度で得ることができるタイヤ試験機を提供することを目的とする。また本発明は、装置の大型化を抑制できるタイヤ試験機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係るタイヤ試験機は、タイヤを挟持可能な上リム及び下リムと、これら上下のリムを上下方向の軸心回りでそれぞれ回転自在に保持する上リム用上スピンドル及び下リム用下スピンドルと、これら上下スピンドルの少なくとも一方を昇降させて上下リム間でのタイヤの着脱を可能にさせるスピンドル昇降装置とを有し、上下リム間で挟持したタイヤの回転中の均一性（ユニフォミティ）を検査するものである。
また本発明に係るタイヤ試験機は、上下リム間でタイヤを挟持したときに上下スピンドルの相互間で回転軸心に交差する凹凸係合を行わせて、これら上下スピンドルの両者を上下動不能にロックするロック機構を有している。
【０００９】
そして、上記上スピンドルの上方であって、且つ上下スピンドルの回転軸心と同軸となる位置に、上記ロック機構に対して上下スピンドル間での凹凸係合動作を駆動伝達するロック駆動部が設けられており、このロック駆動部は、上下リム間で挟持したタイヤの回転中にはロック機構に対する駆動伝達部分を上方へ待避させて非回転状態に保持可能とされている。
このようにロック機構のロック駆動部は、タイヤの回転時にはロック機構へ駆動を伝達する部分を上方へ待避させ、縁切り状態にすることができるので、タイヤの回転にロック駆動部の質量が外乱として負荷されることがない。そのため、タイヤ自体の均一性を高精度で得ることができる。
【００１０】
また、ロック駆動部を上スピンドルの上方へ設け、且つ上下スピンドルの回転軸心と同軸となるように配置しているので、装置として回転中心に集約されたかたちとなって側方への突出を抑えることができ、もって装置の大型化抑制に繋がっている。
スピンドル昇降装置は、上スピンドルの上方に設けられる昇降駆動部と、この昇降駆動部によって上スピンドルの上方域で昇降自在に設けられるフックフレームと、このフックフレームの下降時に当該フックフレームと上スピンドルとの連結及び解放を切り替え可能にするフック機構とを有したものとすることができる。
【００１１】
この場合、昇降駆動部は短ストローク駆動部と長ストローク駆動部とを有したものとする。短ストローク駆動部は、フック機構がフックフレームと上スピンドルとを連結可能にするフックレベルと、この連結を解放させた後にフックフレームを少しだけ上昇させるアンフックレベルとの上下間を昇降ストロークとする。
これに対し、長ストローク駆動部は、フックフレームと上スピンドルとの連結レベルと、上下リム間でタイヤの着脱が可能となる上スピンドルの上方待避レベルとの上下間を昇降ストロークとする。
【００１２】
このようにすることで、試験対象タイヤの交換時などには長ストローク駆動部だけ又は長ストローク駆動部と短ストローク駆動部との双方を用い、ロック機構のロック駆動部においてロック機構へ駆動を伝達する部分を上方へ待避させるときには、短ストローク駆動部だけを用いるといった使いかたができる。
すなわち、ロック機構のロック駆動部においてロック機構へ駆動を伝達する部分を上方へ待避させるときに、わざわざ長ストローク駆動部を用いなくてよい。そのためサイクルタイム短縮が可能になる。
【００１３】
上スピンドルは、上リムの下方へ突出する雄側嵌合部を有し、下スピンドルは下リムの下方へ向けて上記上スピンドルの雄側嵌合部を嵌め入れる雌側嵌合部を有したものとすることができる。
これであれば、ロック機構のロック駆動部においてロック機構へ駆動を伝達する部分を上方へ待避させることにより、上スピンドルの上部に接続するもの（タイヤの回転時に一緒に回転する機械構造類）を殆ど無い状態にできる。すなわち、上スピンドルにおける上方の質量を小さくできるので、それだけタイヤ回転時の外乱発生要因を排除できる。
【００１４】
ロック機構は、下スピンドル内で上下動自在に保持されたロックシャフトと、このロックシャフトを上方へ向けて付勢するバネと、ロックシャフトが１回下降及び上方復帰動作をするたびに当該ロックシャフトを上部停止位置と下部停止位置とに切り替えるノック機構と、ロックシャフトが停止位置を上下に切り替えるのに伴って上下スピンドル間での凹凸係合状態とこの係合状態の解除とを切り替える出力変換機構とを有し、上記ロックシャフトの上端部で前記ロック駆動部からの押下駆動を受ける構造とすることができる。
また、ノック機構は、以下の構造を採用することができる。すなわち、下スピンドル内で上下動不動で且つ回転自在に保持され中心部にロックシャフトを上下動自在に貫通させるシャフト孔が設けられた下カム部材と、この下カム部材より上位置でロックシャフトに対して串刺し状に固定されて当該ロックシャフトの上下動に伴って上記下カム部材に近接離反する上カム部材と、ロックシャフトの側面から突出して下カム部材の下端に当接可能とされることでロックシャフトの上昇位置を制限するカムピンとを有している。
【００１５】
下カム部材の上端面には片側傾斜面となった鋸歯状の回動制限カムが周方向で連続して設けられ、上カム部材の下端面には下カム部材の回動制限カムと同一ピッチ且つ同一傾斜向きで片側斜面となった鋸歯状の回動制限カムが周方向で連続して設けられて、これら下カム部材と上カム部材とが互いの回動制限カムを傾斜面同士で当接させつつ噛合するようになっている。
下カム部材の下端面には当該下カム部材の回動制限カムと同一ピッチであるが傾斜向きが逆となる片側斜面となった鋸歯状の高さ制限カムがこの回動制限カムと周方向にズレを生じつつ周方向に連続して設けられ、この高さ制限カムは周方向に隣接するもの同士間でカムピンとの係合位置を高位規制レベルと低位規制レベルを交互に繰り返す配置とされて設けられている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るタイヤ試験機は、タイヤ自体のユニフォミティを高精度で得ることができる。また装置の大型化を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１乃至図６は、本発明に係るタイヤ試験機１の第１実施形態を示している。図２に例示するように、このタイヤ試験機１は、搬入ステーション２と搬出ステーション３とに挟まれて設置されたセンタフレーム４内等に配置されており、搬入ステーション２から搬出ステーション３へ向けて搬送される途中のタイヤＴを一旦、横倒姿勢のまま支持状態にして、このタイヤＴへ回転ドラム（図示略）を押しつけて回転させ、この回転中の均一性（ユニフォミティ）を試験し測定する。
【００１８】
搬入ステーション２には、タイヤＴのビード部へ離ケイ剤を塗布するビードルブリケータ５が設けられていると共に、離ケイ剤塗布後のタイヤＴを立体箱形搬送動作（上昇−水平前進−下降）によってステーション上から試験位置に送り渡すタイヤ搬入装置６が設けられている。また搬出ステーション３には、試験後のタイヤＴを立体箱形搬送動作によって試験位置からステーション上へ取り出すタイヤ搬出装置８が設けられていると共に、試験により得られた結果を加熱押圧、刻印、印刷、塗料塗布、シール貼付等の適宜方法でタイヤＴの側面へ表示するマーキング装置７が設けられている。
【００１９】
図例では、搬入ステーション２から搬出ステーション３にわたるタイヤ搬送レベルに対し、タイヤ試験機１においてタイヤＴを支持して試験するレベルが下方に設定されているため、センタフレーム４にはこれらのレベル差間でタイヤＴを昇降させるためのタイヤリフト装置９が設けられたものとしてある。またセンタフレーム４には、タイヤ試験機１の上方域に昇降フレーム１０が設けられている。
タイヤリフト装置９と昇降フレーム１０とは図示しない連結棒で同時に昇降可能となっており、上昇時はタイヤリフト装置９は搬入ステーション２，搬出ステーション３の搬送レベルまでタイヤＴを持ち上げる。図２では、タイヤリフト装置９，昇降フレーム１０が下降状態を示している。
【００２０】
なお、前記昇降フレーム１０を、タイヤリフト装置９とは別個独立して昇降動作可能としてもよい。
図１において、このタイヤ試験機１は、スピンドルベース１１内で円錐コロ軸受け等のベアリング１２を介して上下方向の軸心回りに回転自在に保持された下スピンドル１３と、この下スピンドル１３の上方に同軸で設けられた上スピンドル１４とを有している。スピンドルベース１１に対し、下スピンドル１３の上部寄りを支持しているベアリング１２と略同じ位置の外周側に、プリロードボルト１７によってセンサ２４が固定されている。このセンサ２４には水晶式荷重検出器などが採用され、下スピンドル１３を取り囲むように周方向に均等配置で４個程度、配されている。
【００２１】
下スピンドル１３にはタイヤＴの下向きとされたビード部を支持する下リム１５が設けられ、上スピンドル１４にはタイヤＴの上向きとされたビード部を押下する上リム１６が設けられており、これら下リム１５と上リム１６との間でタイヤＴを挟持できるようになっている。
上スピンドル１４は上リム１６の下方へ円柱状に突出する雄側嵌合部１８を有し、これに対して下スピンドル１３は、下リム１５の下方へ向けて、上スピンドル１４の雄側嵌合部１８をガタツキなく嵌合可能な円筒形状をした雌側嵌合部１９を有している。下リム１５と上リム１６との上下間では、試験対象のタイヤＴを横出し入れして交換する必要があるため、雌側嵌合部１９に対し、雄側嵌合部１８は上方へ抜き差しできるように上下動自在となっている。
【００２２】
雄側嵌合部１８を含めた上スピンドル１４の上下動は、この上スピンドル１４の上方に設けられたスピンドル昇降装置２０により行われる。このスピンドル昇降装置２０は、センタフレーム４の上記昇降フレーム１０（図２参照）を取付用のベースとして設けられた昇降駆動部２１により、上スピンドル１４を吊り下げる構造となっている。
またこのスピンドル昇降装置２０は、上スピンドル１４の吊り下げ状態を必要に応じて解除し、上スピンドル１４を離脱させたり、再び上スピンドル１４を連結して元の吊り下げ状態に戻したりできるように、昇降駆動部２１と上スピンドル１４との上下間にフックフレーム２２が設けられ、このフックフレーム２２にフック機構２３が設けられたものとなっている。フック機構２３及び昇降駆動部２１の詳細については後述する。
【００２３】
上記のような上スピンドル１４の雄側嵌合部１８と下スピンドル１３の雌側嵌合部１９とが互いに嵌合する部分には、ロック機構２５が設けられている。このロック機構２５は、下リム１５と上リム１６との間でタイヤＴを挟持したときに、上スピンドル１４と下スピンドル１３との相互間でそれらの回転軸心に交差する凹凸係合を行わせて、これら上下スピンドル１４，１３が相対的に上下動することがないように両スピンドル間をロックするためのものである。
図例のロック機構２５は、図４及び図５に示すように、雄側嵌合部１８の外周面に設けられたロックピース２７を、出力変換機構２８の動作を介して径方向に動作させ、雌側嵌合部１９の内周面に押しつけたり離反させたりする構造としてある。ロックピース２７の外面とこの外面が当接する雌側嵌合部１９の内周面との双方には互い違いに噛み合う凹凸が設けられており、これら凹凸の噛み合いによって上記の凹凸係合が生じるようになっている。
【００２４】
雄側嵌合部１８の外周面にはその周方向に均等配置で４カ所の凹部３０が設けられており、上記のロックピース２７はこれらの各凹部３０に対して１個ずつ（即ち、計４個）嵌め込まれている。各ロックピース２７には下方へ突出するアーム３１が接続されており、これらアーム３１の下端部には平面視でＴ字状を呈するスライダ突起３２が設けられている。
また雄側嵌合部１８にはその回転軸心に沿って軸孔３３が設けられており、この軸孔３３に対して、雄側嵌合部１８の上方から回転軸心に沿ってロックシャフト３４が串刺し状に挿入されている。また、この軸孔３３の下端側は内径が径大化された空洞部３５とされており、この空洞部３５には円錐台状をしたロックウエッジ３６が収納され、このロックウエッジ３６の中心部に対して上記ロックシャフト３４が突き刺し状に連結固定されている。軸孔３３に対してロックシャフト３４は上下動自在とされており、このロックシャフト３４の上下動に伴い、空洞部３５内ではロックウエッジ３６が同じように上下動する。
【００２５】
雄側嵌合部１８の下端部には空洞部３５の下部開口を塞ぐようになるバネ受け３８が連結されており、このバネ受け３８上にはコイルバネ等のバネ３９が支持されている。このバネ３９が上記ロックウエッジ３６の下面に当接してこのロックウエッジ３６を上方へ押し上げる方向に付勢するようになっている。
ロックウエッジ３６のテーパ面には、周方向において各ロックピース２７に対応する位置付けで上下方向に貫通するＴ溝４０が形成されている。これら各Ｔ溝４０は、ロックウエッジ３６の（円錐台形の）テーパ付き外周面に沿って末広がり方向の傾きを有しており、各ロックピース２７からアーム３１を介して設けられたスライダ突起３２が嵌められている。
【００２６】
これらのことから、ロックシャフト３４を下降させると空洞部３５内でロックウエッジ３６が下降し、Ｔ溝４０に各スライダ突起３２が係合した部位でＴ溝４０の傾きが径小側に移行するのに伴って、このスライダ突起３２は雄側嵌合部１８の回転軸心寄りに引き寄せられることになる。そのため各ロックピース２７も回転軸心寄り、即ち凹部３０内へ引き込まれるように径方向内方へ移動し、ロックピース２７の外面が雌側嵌合部１９の内周面から離れて凹凸係合が解除されることになる。
一方、ロックシャフト３４を下降させる力を解除させると、バネ３９による押し上げ付勢力を受けてロックウエッジ３６が空洞部３５内で押し上げられるので、Ｔ溝４０に各スライダ突起３２が係合した部位でＴ溝４０の傾きが径大側に移行するのに伴って、このスライダ突起３２は雄側嵌合部１８の回転軸心から遠ざけられることになる。そのため各ロックピース２７も凹部３０から押し出されるように径方向外方へ移動し、ロックピース２７の外面が雌側嵌合部１９の内周面に当接して凹凸係合を生じることになる。
【００２７】
このようなロック機構２５を駆動させるためのロック駆動部４５は、上スピンドル１４の上方のフックフレーム２２に対して設けられている。このロック駆動部４５は、例えば流体圧シリンダ等であって、伸縮動作するロッド端でロックシャフト３４の上端部を下方へ押し込むようになっている。なお、このロック駆動部４５は、流体圧シリンダに限定されず、モータ駆動のカム機構やソレノイドなどに置換することも可能である。
このロック駆動部４５は、ロックシャフト３４を押し込む部分（ロック駆動部４５が流体圧シリンダであればロッド端に相当するものであり要はロック機構２５に対する駆動伝達部分である）が上下スピンドル１４，１３の回転軸心と同軸となる位置に設けられている。
【００２８】
図６に示すように、このロック駆動部４５はロックシャフト３４とは連結されておらず、必要時にロックシャフト３４の上端部へ下方への押し込み力（駆動力）を伝えるだけとなっている。そのためこのロック駆動部４５は、上記したフックフレーム２２に設けられたフック機構２３が上スピンドル１４の吊り下げを解除しているときであって、且つスピンドル昇降装置２０がフックフレーム２２を上昇させる場合には、ロックシャフト３４から離反してフックフレーム２２と共に上昇する。
即ち、上リム１６と下リム１５の上下間でタイヤＴを挟持し、このタイヤＴを回転させる際には、ロック駆動部４５がロックシャフト３４を押し込む部分（上記したロック機構２５に対する駆動伝達部分）は、上スピンドル１４の上方へ待避させることができ、このロック駆動部４５を非回転状態に保持できる。
【００２９】
フックフレーム２２と上スピンドル１４との連結部分にはテーパ結合構造４７が採用され、両者が連結されるときに自動的に芯合わせがなされる。図例ではフックフレーム２２の下端部に雄テーパ面４７ａが設けられ、上スピンドル１４の上端部にはロックシャフト３４のまわりで冠状に突出する環状壁４８の内面に、上記雄テーパ面４７ａと面対偶する雌テーパ面４７ｂが設けられたものを示している。
上スピンドル１４において、雌テーパ面４７ｂが設けられた環状壁４８の上端部外周には、外向きの鉤型に突設されたフック受４９が設けられている。このフック受４９が上記したフック機構２３によって係合される。
【００３０】
このフック機構２３（図３も併せて参照）は、上スピンドル１４の上記フック受４９に係合離脱可能とされたフック５２と、このフック５２に係合離脱動作を行わせるフック駆動部５３とを有している。フック駆動部５３には例えば流体圧シリンダ等を採用可能であって、伸縮動作するロッド端で直接的又は平行リンク機構等の伝動機構５５を介して間接的にフック５２の係合離脱動作（揺動）を取り出すようになっている。
スピンドル昇降装置２０の昇降駆動部２１（図２参照）は、短ストローク駆動部５７と長ストローク駆動部５８とを有している。短ストローク駆動部５７や長ストローク駆動部５８には、空気圧又は油圧の流体圧シリンダやモータ駆動によるねじジャッキ等を採用することができる。
【００３１】
図２では、昇降フレーム１０の上部に長ストローク駆動部５８が設けられ、この長ストローク駆動部５８によって昇降されるロッド端側に短ストローク駆動部５７が設けられ、この短ストローク駆動部５７の下部にフックフレーム２２が設けられたものとなっている。なお、これら短ストローク駆動部５７と長ストローク駆動部５８との上下関係などは特に限定されるものではない。
短ストローク駆動部５７は、フック機構２３がフックフレーム２２と上スピンドル１４とを連結可能にするフックレベルと、この連結を解放させた後にフックフレーム２２を少しだけ上昇させるアンフックレベルとの上下間を昇降ストロークとしている。
【００３２】
長ストローク駆動部５８は、フックフレーム２２と上スピンドル１４との連結レベルと、上リム１６と下リム１５との上下間でタイヤＴの着脱が可能となる上スピンドル１４の上方待避レベルとの上下間を昇降ストロークとしている。
次に、上記構成を具備する本発明のタイヤ試験機１の動作状況を説明する。
いまフック機構２３がフック状態（フックフレーム２２と上スピンドル１４とを連結させた状態）にあり、またロック駆動部４５が駆動伝達部分（ロッド端）を下降させてロック機構２５をアンロック状態（ロックピース２７の外面が雌側嵌合部１９の内周面から離反した状態）にさせている。また、スピンドル昇降装置２０の短ストローク駆動部５７及び長ストローク駆動部５８の双方が上昇動作を行って、フックフレーム２２と共に上スピンドル１４が上昇され、上スピンドル１４の雄側嵌合部１８が下スピンドル１３の雌側嵌合部１９から完全に引き抜かれた状態にあるとする。
【００３３】
またセンタフレーム４内で昇降フレーム１０が上昇してしているものとして、搬入ステーション２のタイヤ搬入装置６及びタイヤリフト装置９の動作で試験対象のタイヤＴが下リム１５上へ移載されたとする。
下リム１５上にタイヤＴが移載された段階で昇降フレーム１０が下降すると、まずスピンドル昇降装置２０の短ストローク駆動部５７及び長ストローク駆動部５８の双方が下降動作を行い、フックフレーム２２と共に上スピンドル１４が下降する。これにより、上スピンドル１４の雄側嵌合部１８が下スピンドル１３の雌側嵌合部１９に嵌め入れられる。
【００３４】
これによってタイヤＴは、下向きのビード部が下リム１５上に支持され上向きのビード部が上リム１６で押圧されたかたちで下リム１５と上リム１６との上下間に挟持される。このときロック駆動部４５は駆動伝達部分を当初の下降位置から上昇待避させ、ロック機構２５のロックシャフト３４を押し込み状態から解放する。
従ってロック機構２５は、バネ３９による押し上げ方向の付勢作用に支配され、ロック動作を行う（ロックピース２７の外面が雌側嵌合部１９の内周面に当接し凹凸係合を生じさせる）。そこでタイヤＴ内へエアを供給して所定内圧に膨らませる。
【００３５】
次にフック機構２３がアンフック動作して、フックフレーム２２と上スピンドル１４との連結を解除させる。そしてスピンドル昇降装置２０は短ストローク駆動部５７だけを上昇動作させ、ロック駆動部４５を含めてフックフレーム２２を全体的に上昇させる（図６に示す状態）。
この状況下でタイヤＴの外周面（トレッド面）に回転ドラム（図示略）を押しつけて、回転ドラムからの回転駆動でタイヤＴを回転させる。このようにしてタイヤＴの回転中における均一性（ユニフォミティ）を試験しセンサ２４にて測定する。
【００３６】
このときロック機構２５に対するロック駆動部４５による駆動伝達部分は、未だ上スピンドル１４の上方へ待避しているので、このロック駆動部４５はタイヤＴの回転とは縁切り状態にある。
すなわち、上スピンドル１４の上部には機械構造類が何も接続されていない状態にあるから、上スピンドル１４における上方の質量は小さく、それだけタイヤ回転時の外乱発生要因を排除できる。従って高精度の測定が可能である。またタイヤＴを高速回転域（例えば１０００ｒｐｍ以上、或いはタイヤ周速度に換算したときの実走速度２００ｋｍ／ｈ相当）で回転させて試験を行い、正確な測定データを得ることも可能になる。
【００３７】
試験後は、スピンドル昇降装置２０が短ストローク駆動部５７だけを下降動作させ、これに伴ってフックフレーム２２が上スピンドル１４と連結可能な高さまで下降したときに、フック機構２３がフック５２をフック受４９へ係合させるフック動作を行い、フックフレーム２２と上スピンドル１４とが連結される。
また、ロック駆動部４５がロック機構２５のロックシャフト３４を下方へ押し込み、ロック機構２５にアンロック動作を行わせる（ロックピース２７の外面を雌側嵌合部１９の内周面から離反させ凹凸係合を解除させる）。
【００３８】
次にスピンドル昇降装置２０が短ストローク駆動部５７及び長ストローク駆動部５８の双方に上昇動作を行わせ、フックフレーム２２と共に上スピンドル１４を上昇させる。上スピンドル１４の雄側嵌合部１８が下スピンドル１３の雌側嵌合部１９から完全に引き抜かれたところで、タイヤリフト装置９及び搬出ステーション３のタイヤ搬出装置８の動作で試験済みのタイヤＴが装置外へ取り出される。これにて１サイクル動作が完了する。
また搬入ステーション２のタイヤ搬入装置６及びタイヤリフト装置９の動作で試験対象のタイヤＴが下リム１５上へ新たに移載され、上記したサイクル動作が繰り返される。
【００３９】
図７乃至図１０は、本発明に係るタイヤ試験機１の第２実施形態を示している。この第２実施形態のタイヤ試験機１が上記した第１実施形態と最も異なるところは、下スピンドル１３が下リム１５の下方へ突出する下部主軸６０と下リム１５の上方へ突出する上部主軸６１とを有していると共に、上スピンドル１４が下スピンドル１３の上部主軸６１を同心で外嵌する筒軸６２を上リム１６の上方へ突出させるかたちで有している点にある。
そして、下スピンドル１３における上部主軸６１の外周面と上スピンドル１４における筒軸６２の内周面との周間に、コレットチャック方式のチャッキング機構６５が設けられることで、下スピンドル１３と上スピンドル１４との一体結合化を図り、もって固有振動数を高められるものとして高速試験に適用できるようにしてある。
【００４０】
なお、下スピンドル１３の下部主軸６０がスピンドルベース１１内で円錐コロ軸受け等のベアリング１２を介して上下方向の軸心回りに回転自在に保持されている。またスピンドルベース１１の上端部に、下スピンドル１３の上部寄りを支持しているベアリング１２を取り囲むようにセンサ２４が固定されている。
言うまでもなく、下リム１５と上リム１６との上下間では試験対象のタイヤＴを横出し入れして交換する必要があるため、下スピンドル１３の上部主軸６１に対し、上スピンドル１４の筒軸６２は上方へ抜き差しできるように上下動自在となっている。
【００４１】
この筒軸６２を含め、上スピンドル１４を昇降させるために、センタフレーム４に対してスピンドル昇降装置２０が設けられ、このスピンドル昇降装置２０の昇降駆動部２１が短ストローク駆動部５７と長ストローク駆動部５８とを有している点や、上スピンドル１４の吊り下げ状態を必要に応じて解除できるようにするために昇降駆動部２１と上スピンドル１４との上下間にフックフレーム２２が設けられ、このフックフレーム２２にフック機構２３が設けられている点などは、第１実施形態と略同様である。更にフック機構２３自体の構造も第１実施形態のそれと略同様である。
【００４２】
この第２実施形態のタイヤ試験機１において採用されたロック機構２５も、基本的には、ロックシャフト３４の下方への押し込み動作で出力変換機構２８はロックウエッジ３６を下降させ、下スピンドル１３における上部主軸６１の外周面に設けられたロックピース２７を径方向に引き込ませて、上スピンドル１４における筒軸６２の内周面から離反させたり、反対に、ロックシャフト３４の押し込みを解除することによってロックウエッジ３６がバネ（外バネ９２及び内バネ９３）の押し上げ付勢力で上昇され、ロックピース２７が径方向に押し出されて、上スピンドル１４における筒軸６２の内周面へ当接させる（ロックピース２７の外面とこの外面が当接する筒軸６２の内周面との双方には互い違いに噛み合う凹凸が設けられており、これら凹凸の噛み合いによって凹凸係合が生じる）構造である。
【００４３】
ただ、この第２実施形態で採用されたロック機構２５では、ロックシャフト３４が１回下降及び上方復帰動作をするたびに、このロックシャフト３４を上部停止位置と下部停止位置とに切り替えるためのノック機構７０が設けられており、この点で第１実施形態と相違する。
図９及び図１０に示すように、このノック機構７０は、下カム部材７１と上カム部材７２とカムピン７３とを有している。
下カム部材７１は円筒形に形成され、その中心部に上下貫通して設けられたシャフト孔７５にロックシャフト３４が上下動自在に挿通されている。この下カム部材７１は、円筒形をしたバネケース７６に対し、その下半部に収納されている。バネケース７６内にはベアリング７７が嵌め込まれており、下カム部材７１はこのベアリング７７によって回転自在とされている。ベアリング７７がバネケース７６の内周面及び下カム部材７１の外周面との双方に対して軸移動しないように係合固定されていることから、下カム部材７１もバネケース７６内でその上下動（ロックシャフト３４に沿った軸移動）が不能とされている。
【００４４】
バネケース７６自体も下スピンドル１３内に設けられた段部８０と止め輪８１とに挟まれて固定されているので、結果、下カム部材７１は、下スピンドル１３（上部主軸６１）内で上下動不動で、且つ回転自在となっている。
この下カム部材７１の上端面には、片側傾斜面となった鋸歯状の回動制限カム８３が周方向で連続して設けられている。またこの下カム部材７１の下端面には、回動制限カム８３と同一ピッチであるが傾斜向きが逆の片側斜面となった鋸歯状の高さ制限カム８４が周方向に連続して設けられている。回動制限カム８３と高さ制限カム８４とは、周方向に半ピッチのズレを生じている。
【００４５】
この高さ制限カム８４は、周方向に隣接するもの同士間で、上方への（下カム部材７１に対する）食い込み深さの異なるものが交互に並んでいる。食い込み深さの深いものは高位規制レベルを生じさせるものとされ、食い込み深さの浅いものは低位規制レベルを生じさせるものとされている（作用の詳細は後述する）。
上カム部材７２も円筒形に形成され、その中心部に上下貫通して設けられたシャフト孔８７にロックシャフト３４が串刺し状に挿通され、このロックシャフト３４との間にノックピン８８が打ち込まれて両者は固定されている。この上カム部材７２は、下カム部材７１を収納するバネケース７６に対し、その上半側に仕切筒９０を介して収納されている。
【００４６】
この仕切筒９０は、上カム部材７２の外周面とバネケース７６の内周面との間にできる周間を、その中間位置で同心円状に仕切るようになっており、バネケース７６の上方へ延長する部分でロックウエッジ３６と連結されている。即ち、この仕切筒９０の上下動がロックウエッジ３６の上下動（要するにロック機構２５のロック−アンロック切り替え動作）を支配する。
なお、上カム部材７２と仕切筒９０とは機械的に固定されてはいないが、バネケース７６に仕切筒９０を引き込ませるように作用する外バネ９２と、上カム部材７２と下カム部材７１とを離反させるように作用する内バネ９３とが設けられていることで、これら外バネ９２及び内バネ９３の釣り合いとして、結果的に上カム部材７２と仕切筒９０とは一体的に随伴動作する関係にある。
【００４７】
上カム部材７２の下端面には、片側傾斜面となった鋸歯状の回動制限カム９５が周方向で連続して設けられている。この回動制限カム９５は、下カム部材７１の回動制限カム８３と同一ピッチであり、しかも同一傾斜向きとなっている。そのため、この上カム部材７２は、下カム部材７１と互いの回動制限カム９５，８３の傾斜面同士を当接させつつ、噛合するようになっている。
カムピン７３は、下カム部材７１の下端に当接可能となる高さで、ロックシャフト３４の側面から突出されている。これにより、下カム部材７１の高さ制限カム８４に係合可能になっている。
【００４８】
次に、図１０（Ａ）〜（Ｅ）に基づいて上記構造を有するロック機構２５の動作状況を説明する。
図１０（Ａ）はロック状態を示してあり、ロックウエッジ３６がロックピース２７を径方向外方へ押し出している。このときロックシャフト３４に設けられたカムピン７３は、下カム部材７１の高さ制限カム８４のうち切れ込みの深い部分に係合しており、従ってロックシャフト３４は高位規制レベルまで上昇して停止し、これに伴って上カム部材７２も下カム部材７１の上方へ離れた上昇状態にある。これによって仕切筒９０も当然に上昇されているために、ロックウエッジ３６がロックピース２７を径方向外方へ押し出す状況が保持されている。
【００４９】
フックフレーム２２に設けられたロック駆動部４５がロックシャフト３４の上端部を下方へ１回押し込むと、上カム部材７２及び仕切筒９０が下降し、ロックウエッジ３６も下降するので、ロックピース２７は径方向内方へ引き込まれ、アンロック状態になる。このとき図１０（Ｂ）〜（Ｃ）に示すように、上カム部材７２の下降でその回動制限カム９５が下カム部材７１の回動制限カム８３と傾斜面同士を当接し、同時にロックシャフト３４と共にカムピン７３が下降することで、このカムピン７３が下カム部材７１の高さ制限カム８４から外れる。
【００５０】
回動制限カム９５，８３同士の当接で、下カム部材７１は傾斜面の有効長分（回動制限カム９５，８３の半ピッチ分）だけ部分回動する。下カム部材７１の回転角度で言えばおおよそ４５°程度である。これにより、高さ制限カム８４のうち食い込み深さの浅い部分がカムピン７３に対向するようになる。
ロック駆動部４５が、ロックシャフト３４への押し込み力を伝える駆動伝達部を上方へ待避させると、ロックシャフト３４はバネ（外バネ９２及び内バネ９３）が上カム部材７２を押し上げる作用を受けて上昇する。
【００５１】
そのため図１０（Ｄ）〜（Ｅ）に示すように、カムピン７３が下カム部材７１の高さ制限カム８４のうち切れ込みの浅い部分に当接して、その傾斜に沿った回動作用が下カム部材７１に伝えられるようになる。カムピン７３は、高さ制限カム８４のうち切れ込みの浅い部分によって低位規制レベルで停止するので、これに伴って上カム部材７２が下カム部材７１の上方へ離れる距離は制限され、仕切筒９０の上昇程度も制限される。
結果、ロックウエッジ３６はロックピース２７を径方向外方へ押し出すことがなく、上記したアンロック状態は維持される。
【００５２】
このような動作状況が、ロック駆動部４５によるロックシャフト３４の押し込みのたびに繰り替えされ、ロックシャフト３４が高位規制レベルと低位規制レベルとを交互に繰り返し、もってその都度、ロック状態とアンロック状態とが切り替えられるというものである。
なお、この第２実施形態のタイヤ試験機１におけるその他の動作状況及び作用効果などについては第１実施形態と略同様であるので、ここでの詳説は省略する。
第１実施形態のタイヤ試験機１に比べれば、この第２実施形態のタイヤ試験機１ではタイヤ回転中（試験中）において上スピンドル１４の上部の質量はやや大型化しているが、それでもロック駆動部４５などの負荷は縁切り状態にできるのは第１実施形態の場合と同じであり、結果、高精度の測定が可能であり、タイヤＴを高速回転域（例えばタイヤ周速度に換算したときの実走速度１２０ｋｍ／ｈ相当）で回転させて試験を行い、正確な測定データを得ることも可能である。
【００５３】
ところで、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係るタイヤ試験機の第１実施形態を示した正面断面図である。
【図２】第１実施形態のタイヤ試験機の設置例を示した正面図である。
【図３】図１中の一部（フック機構）を抽出し拡大した図である。
【図４】図１中の一部（ロック機構）を抽出し拡大した図である。
【図５】ロック機構の一部を示す分解斜視図である。
【図６】図１からの動作状況（タイヤ試験時）を示した正面断面図である。
【図７】本発明に係るタイヤ試験機の第２実施形態を示した正面断面図である。
【図８】第２実施形態のタイヤ試験機の設置例を示した正面図である。
【図９】図８中の一部（ロック機構及びノック機構）を抽出し拡大した図である。
【図１０】ロック機構及びノック機構の動作説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１タイヤ試験機
１３下スピンドル
１４上スピンドル
１５下リム
１６上リム
１８雄側嵌合部
１９雌側嵌合部
２０スピンドル昇降装置
２１昇降駆動部
２２フックフレーム
２３フック機構
２５ロック機構
２８出力変換機構
３４ロックシャフト
３９バネ
４５ロック駆動部
５７短ストローク駆動部
５８長ストローク駆動部
７０ノック機構
７５シャフト孔
７１下カム部材
７２上カム部材
７３カムピン
８３下カム部材の回動制限カム
８４高さ制限カム
９２外バネ
９３内バネ
９５上カム部材の回動制限カム

【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ（Ｔ）を挟持可能な上リム（１６）及び下リム（１５）と、これら上下のリム（１６，１５）を上下方向の軸心回りでそれぞれ回転自在に保持する上リム用上スピンドル（１４）及び下リム用下スピンドル（１３）と、これら上下スピンドル（１４，１３）の少なくとも一方を昇降させて上下リム（１６，１５）間でのタイヤ（Ｔ）の着脱を可能にさせるスピンドル昇降装置（２０）と、上下リム（１６，１５）間でタイヤ（Ｔ）を挟持したときに上下スピンドル（１４，１３）の相互間で回転軸心に交差する凹凸係合を行わせて両者を上下動不能にロックするロック機構（２５）とを有し、タイヤのユニフォミティを測定するタイヤ試験機において、
上記上スピンドル（１４）の上方であって且つ上下スピンドル（１４，１３）の回転軸心と同軸となる位置に上記ロック機構（２５）に対して上下スピンドル（１４，１３）間での凹凸係合動作を駆動伝達するロック駆動部（４５）が設けられており、このロック駆動部（４５）は、上下リム（１６，１５）間で挟持したタイヤ（Ｔ）の回転中にはロック機構（２５）に対する駆動伝達部分を上方へ待避させて非回転状態に保持可能とされていることを特徴とするタイヤ試験機。
【請求項２】
前記スピンドル昇降装置（２０）は、上スピンドル（１４）の上方に設けられる昇降駆動部（２１）と、
この昇降駆動部（２１）によって上スピンドル（１４）の上方域で昇降自在に設けられるフックフレーム（２２）と、
このフックフレーム（２２）と上スピンドル（１４）との連結及び解放を切り替え可能にするフック機構（２３）とを有しており、
上記昇降駆動部（２１）は、上記フック機構（２３）がフックフレーム（２２）と上スピンドル（１４）とを連結するフックレベルから解放後にフックフレーム（２２）を少しだけ上昇させるアンフックレベルまでの上下間を昇降ストロークとする短ストローク駆動部（５７）と、
フックフレーム（２２）と上スピンドル（１４）との連結レベルから上下リム（１６，１５）間でタイヤ（Ｔ）の着脱が可能となる上スピンドル（１４）の上方待避レベルまでの上下間を昇降ストロークとする長ストローク駆動部（５８）とを有していることを特徴とする請求項１記載のタイヤ試験機。
【請求項３】
前記上スピンドル（１４）は上リム（１６）の下方へ突出する雄側嵌合部（１８）を有し、前記下スピンドル（１３）は下リム（１５）の下方へ向けて上記上スピンドル（１４）の雄側嵌合部（１８）を嵌め入れる雌側嵌合部（１９）を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のタイヤ試験機。
【請求項４】
前記ロック機構（２５）は、下スピンドル（１３）内で上下動自在に保持されたロックシャフト（３４）と、
このロックシャフト（３４）を上方へ向けて付勢するバネ（９２，９３）と、ロックシャフト（３４）が１回下降及び上方復帰動作をするたびに当該ロックシャフト（３４）を上部停止位置と下部停止位置とに切り替えるノック機構（７０）と、
ロックシャフト（３４）が停止位置を上下に切り替えるのに伴って上下スピンドル（１４，１３）間での凹凸係合状態とこの係合状態の解除とを切り替える出力変換機構（２８）とを有しており、
上記ロックシャフト（３４）の上端部で前記ロック駆動部（４５）からの押下駆動を受ける構造となっていることを特徴とする請求項２記載のタイヤ試験機。
【請求項５】
前記ノック機構（７０）は、下スピンドル（１３）内で上下動不動で且つ回転自在に保持され中心部にロックシャフト（３４）を上下動自在に貫通させるシャフト孔（７５）が設けられた下カム部材（７１）と、
この下カム部材（７１）より上位置でロックシャフト（３４）に対して串刺し状に固定されて当該ロックシャフト（３４）の上下動に伴って上記下カム部材（７１）に近接離反する上カム部材（７２）と、
ロックシャフト（３４）の側面から突出して下カム部材（７１）の下端に当接可能とされることでロックシャフト（３４）の上昇位置を制限するカムピン（７３）とを有し、
下カム部材（７１）の上端面には片側傾斜面となった鋸歯状の回動制限カム（８３）が周方向で連続して設けられ、上カム部材（７２）の下端面には下カム部材（７１）の回動制限カム（８３）と同一ピッチ且つ同一傾斜向きで片側斜面となった鋸歯状の回動制限カム（９５）が周方向で連続して設けられて、これら下カム部材（７１）と上カム部材（７２）とが互いの回動制限カム（８３，９５）を傾斜面同士で当接させつつ噛合するようになされ、
下カム部材（７１）の下端面には当該下カム部材（７１）の回動制限カム（８３）と同一ピッチであるが傾斜向きが逆となる片側斜面となった鋸歯状の高さ制限カム（８４）がこの回動制限カム（８３）と周方向にズレを生じつつ周方向に連続して設けられ、この高さ制限カム（８４）は周方向に隣接するもの同士間でカムピン（７３）との係合位置を高位規制レベルと低位規制レベルを交互に繰り返す配置とされて設けられていることを特徴とする請求項４記載のタイヤ試験機。

【図１】