特許 7335857 ドラム進退装置およびこれを備えたタイヤ試験機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-22

(45)【発行日】2023-08-30

(54)【発明の名称】ドラム進退装置およびこれを備えたタイヤ試験機

(51)【国際特許分類】

   G01M 1/02 20060101AFI20230823BHJP

   G01M 1/16 20060101ALI20230823BHJP

   G01M 17/02 20060101ALI20230823BHJP

   B60C 19/00 20060101ALI20230823BHJP

【ＦＩ】

G01M1/02

G01M1/16

G01M17/02

B60C19/00 H

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020157634

(22)【出願日】2020-09-18

(65)【公開番号】P2022051255

(43)【公開日】2022-03-31

【審査請求日】2022-11-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100178582

【弁理士】

【氏名又は名称】行武 孝

(72)【発明者】

【氏名】住谷 敬志

【審査官】森口 正治

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－３５０２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３０８３２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ １／０２

Ｇ０１Ｍ １／１６

Ｇ０１Ｍ １７／０２

Ｂ６０Ｃ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タイヤ試験位置においてタイヤの回転中心軸が上下方向に延びる姿勢である水平姿勢とされた前記タイヤを前記回転中心軸回りに回転させ前記タイヤに所定の試験を行うタイヤ試験機に備えられるドラム進退装置であって、
上下方向に延びるドラム軸と前記タイヤの外周面に当接するドラム外周面とを有する円筒状の回転ドラムと、
前記回転ドラムを前記ドラム軸回りに回転可能に支持するドラムハウジングと、
前記ドラムハウジングの下方に配置されフレーム天板を有するベースフレームであって、前記回転ドラムの前記ドラム外周面が前記タイヤの外周面に対して接離するように前後方向に移動可能な前記ドラムハウジングを支持するベースフレームと、
前記回転ドラムが前記タイヤから受ける荷重を検出することが可能な荷重検出器と、
前後方向に延びる軸回りに回転可能なように前記フレーム天板に支持される少なくとも一つのボールねじと、
前記少なくとも一つのボールねじを前記軸回りに回転させることが可能な駆動源と、
前記ドラムハウジングに装着され、前記駆動源による前記少なくとも一つのボールねじの回転に伴って前記ドラムハウジングが前後方向に移動するように前記少なくとも一つのボールねじと係合する少なくとも一つのボールねじナットと、
前後方向に延びるとともに前記少なくとも一つのボールねじに対して左右方向に間隔をおいて配置されるように前記フレーム天板に装着され、前記ドラムハウジングを前後方向に沿って移動可能に支持する複数のリニアガイドと、
を備え、
前記ベースフレームは、
上下方向および前後方向にそれぞれ延びるとともに左右方向に並んで配置され前記フレーム天板をそれぞれ支持する複数の縦板であって、上下方向から見て前記少なくとも一つのボールねじと重なるように配置される少なくとも一つの第１縦板と、上下方向から見て前記複数のリニアガイドと重なるようにそれぞれ配置される複数の第２縦板とを含む複数の縦板と、
前記複数の縦板を左右方向においてそれぞれ接続する複数の横板と、
を有する、ドラム進退装置。

【請求項2】

前記少なくとも一つのボールねじは、左右方向に間隔をおいて配置されるように前記フレーム天板にそれぞれ回転可能に支持される複数のボールねじを含み、
前記少なくとも一つのボールねじナットは、前記複数のボールねじとそれぞれ係合する複数のボールねじナットを含み、
前記複数の縦板の前記少なくとも一つの第１縦板は、上下方向から見て前記複数のボールねじと重なるようにそれぞれ配置される複数の第１縦板を含む、請求項１に記載のドラム進退装置。

【請求項3】

前記複数のボールねじは左右方向において互いに対向して配置される２つのボールねじから構成され、
前記複数のリニアガイドは前記２つのボールねじの左右両外側に配置される２つのリニアガイドから構成され、
前記複数の第１縦板は、上下方向から見て前記２つのボールねじと重なるようにそれぞれ配置される２つの第１縦板から構成され、
前記複数の第２縦板は、上下方向から見て前記２つのリニアガイドと重なるようにそれぞれ配置される２つの第２縦板から構成される、請求項２に記載のドラム進退装置。

【請求項4】

前記複数のリニアガイドは左右方向において互いに対向して配置される２つのリニアガイドから構成され、
前記複数のボールねじは前記２つのリニアガイドの左右両外側に配置される２つのボールねじから構成され、
前記複数の第１縦板は、上下方向から見て前記２つのボールねじと重なるようにそれぞれ配置される２つの第１縦板から構成され、
前記複数の第２縦板は、上下方向から見て前記２つのリニアガイドと重なるようにそれぞれ配置される２つの第２縦板から構成される、請求項２に記載のドラム進退装置。

【請求項5】

前記２つの第１縦板および前記２つの第２縦板を含む４つの縦板のうち左右外側の２つの縦板の断面二次モーメントは、左右内側の２つの縦板の断面二次モーメントよりも大きく設定されている、請求項３または４に記載のドラム進退装置。

【請求項6】

前記２つの第２縦板の断面二次モーメントは、前記２つの第１縦板の断面二次モーメントよりも大きく設定されている、請求項３または４に記載のドラム進退装置。

【請求項7】

前記複数の縦板は、
上端部および下端部を含み、上下方向および前後方向に延びる縦板本体と、
前記縦板本体の前記上端部から左右方向にそれぞれ延びるように前記上端部に接続され、前記フレーム天板を支持する上側支持板と、
前記縦板本体の前記下端部から左右方向にそれぞれ延びるように前記下端部に接続され、床面に設置される下側設置板と、
をそれぞれ含む、請求項１乃至６の何れか１項に記載のドラム進退装置。

【請求項8】

前記複数の縦板は、それぞれＨ型鋼から構成される、請求項７に記載のドラム進退装置。

【請求項9】

前記ベースフレームは、前記タイヤ試験位置において前記タイヤを回転可能に支持するスピンドルを支持することが可能なように配置されるスピンドル支持板を更に備え、
前記複数の縦板の前記縦板本体の前記上端部は、
前記上側支持板に接続される後側上端部と、
前記後側上端部の前方において当該後側上端部よりも低い位置に配置され、前記スピンドル支持板を支持する前側上端部と、
をそれぞれ有する、請求項７または８に記載のドラム進退装置。

【請求項10】

前記ドラムハウジングは、
前記回転ドラムの上方に配置され、前記回転ドラムを回転可能に支持する上壁と、
前記回転ドラムの下方に配置され、前記回転ドラムを回転可能に支持する底壁と、
前記回転ドラムの左右両側にそれぞれ配置され、前記上壁と前記底壁とを互いに接続する左右一対の側壁と、
を有し、
前記ドラムハウジングの前記底壁は、前記ドラムハウジングが前記ベースフレームに対して前後方向に相対移動可能なように前記少なくとも一つのボールねじナットをそれぞれ保持する少なくとも一つのナット保持部を有する、請求項１乃至９の何れか１項に記載のドラム進退装置。

【請求項11】

前記ベースフレームの前記フレーム天板に装着され、前記少なくとも一つのボールねじの前端部を支持し前記ドラムハウジングから前記少なくとも一つのボールねじに掛かる荷重を受ける少なくとも一つのボールねじ支持部を更に備え、
前記少なくとも一つのナット保持部は、前記ドラム軸よりも前方に配置されている、請求項１０に記載のドラム進退装置。

【請求項12】

前記回転ドラムは前記タイヤ試験位置においてトラックバス用のタイヤに対する試験を行うためのものであり、前記回転ドラムの直径が１５００ｍｍ以上に設定されている、請求項１乃至１１の何れか１項に記載のドラム進退装置。

【請求項13】

前記タイヤ試験位置においてタイヤの回転中心軸が上下方向に延びる姿勢である水平姿勢とされた前記タイヤを前記回転中心軸回りに回転させることが可能なスピンドルと、
前記タイヤを前記タイヤ試験位置に搬入するとともに前記タイヤ試験位置から搬出することが可能である搬送装置と、
前記タイヤ試験位置に配置された前記タイヤの外周面に前記回転ドラムを接離させることが可能な、請求項１乃至１２の何れか１項に記載のドラム進退装置と、を備えるタイヤ試験機。

【請求項14】

前記スピンドルは、
前記水平姿勢とされた前記タイヤを上方から支持する上スピンドルと、
前記水平姿勢とされた前記タイヤを下方から支持する下スピンドルと、
を有し、
前記上スピンドルと前記下スピンドルとの間に前記タイヤが配置されることを可能とするように、前記上スピンドルを前記下スピンドルに対して相対的に昇降させる昇降機構を更に備え、
前記ドラム進退装置は、前記ベースフレームを囲むように配置される複数の支持脚であって、床面に設置される下端部と前記昇降機構を支持する上端部と前記ベースフレームに接続されるフレーム接続部とをそれぞれ有する複数の支持脚を更に有する、請求項１３に記載のタイヤ試験機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タイヤに所定の試験を行うために、回転ドラムをタイヤに向かって進退させるドラム進退装置およびこれを備えたタイヤ試験機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、タイヤのユニフォミティなどを測定するタイヤ試験機が知られている。当該タイヤ試験機は、タイヤを上下方向に延びる回転中心軸回りに回転可能に支持するスピンドルと、スピンドルの回転中心軸と平行な回転中心軸回りに回転可能に支持され且つタイヤの外周面に当接可能とされた回転ドラムと、回転ドラムに加わる荷重を計測可能なロードセルと、を有する。スピンドルに装着されたタイヤに空気が充填されタイヤの外周面に回転ドラムが押し付けられると、タイヤがスピンドルによって回転され、回転ドラムの軸部分に装着されたロードセルがタイヤの荷重変動データを計測する。計測された荷重変動データに基づいて、タイヤの均一性（ユニフォミティ）が評価される。

【0003】

このように、タイヤ試験機においてタイヤ回転中の荷重変動をロードセルによって計測するためには、装置に十分な剛性が要求される。特に、装置の剛性が不十分な場合、ロードセルに装置の振動が伝わり計測値に影響を及ぼすことがある。このため、日本工業規格ＪＩＳ Ｄ４２３３－２００１、団体規格ＪＡＳＯ Ｃ６７－２０００、ＳＡＥ Ｊ３３２ＲＥＶ．ＮＯＶ２００２などには、ロードセルによる計測値に影響を及ぼすことのないよう装置の振動を抑えることについての規格がそれぞれ制定されている。

【0004】

特許文献１には、回転ドラムをタイヤに対して接離可能に進退させるドラム進退装置が開示されている。当該装置は、試験場所に固定されたベースと、回転ドラムを回転可能に支持するとともにベースに対して進退可能なキャリッジフレームとを備える。ベースは前後方向に延びる箱型形状を有している、また、ベースの上面部には、それぞれ前後方向に延びる一対のレールと、当該一対のレールの間に前後方向に延びるボールスクリューとを有する。一方、キャリッジフレームの下面部には一対のレールにそれぞれ係合するベアリングブロックと、ボールスクリューと係合するボールナットとをそれぞれ有する。ボールスクリューが回転されると、その回転駆動力がボールナットを介してキャリッジフレームに伝達され、当該キャリッジフレームが一対のレールに沿って前後方向に移動する。この結果、キャリッジフレームに回転可能に支持された回転ドラムがタイヤの外周面に当接可能とされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特表２０１８－５０４５８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載されたようなドラム進退装置の構造では、一般的な普通乗用車のタイヤよりも大きなサイズのタイヤに対して試験を行うと、装置の剛性不足によって、その振動がロードセルの計測値に影響を及ぼしやすいという問題がある。具体的に、国際規格ＩＳＯ１３３２６ １９９８では、普通乗用車用のタイヤ、トラックバス用の大径のタイヤのそれぞれに対して回転ドラムのドラム径が規定されており、普通乗用車用のタイヤに対しては回転ドラムのドラム径が８３０ｍｍから１０００ｍｍの範囲（参考値８５４ｍｍ）に、トラックバス用のタイヤに対しては回転ドラムのドラム径が１５２０ｍｍから１７１０ｍｍの範囲（参考値１６００ｍｍ）にそれぞれ規定されている。後者の場合には、回転ドラムの重量が非常に重くなるため、装置の剛性が低く固有振動数が低い場合には、装置が振動しやすく、その振動がロードセルの計測値に影響を及ぼしやすくなる。特許文献１に記載された技術では、このような条件に対してもベースの剛性を維持するような具体的な技術が開示されていないため、普通乗用車のタイヤよりも大きなサイズのタイヤに対して試験を行う場合に、計測値に対する装置の振動の影響を無視できないという問題がある。

【0007】

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、普通乗用車のタイヤよりも大きなサイズのタイヤに対して試験を行う場合であっても、計測値に対する装置の振動の影響を低減することが可能なドラム進退装置およびこれを備えたタイヤ試験機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】

【0008】

本発明によって提供されるのは、タイヤ試験位置においてタイヤの回転中心軸が上下方向に延びる姿勢である水平姿勢とされた前記タイヤを前記回転中心軸回りに回転させ前記タイヤに所定の試験を行うタイヤ試験機に備えられるドラム進退装置である。当該ドラム進退装置は、上下方向に延びるドラム軸と前記タイヤの外周面に当接するドラム外周面とを有する円筒状の回転ドラムと、前記回転ドラムを前記ドラム軸周りに回転可能に支持するドラムハウジングと、前記ドラムハウジングの下方に配置されフレーム天板を有するベースフレームであって、前記回転ドラムの前記ドラム外周面が前記タイヤの外周面に対して接離するように前後方向に移動可能な前記ドラムハウジングを支持するベースフレームと、前記回転ドラムが前記タイヤから受ける荷重を検出することが可能な荷重検出器と、前後方向に延びる軸周りに回転可能なように前記フレーム天板に支持される少なくとも一つのボールねじと、前記少なくとも一つのボールねじを前記軸周りに回転させることが可能な駆動源と、前記ドラムハウジングに装着され、前記駆動源による前記少なくとも一つのボールねじの回転に伴って前記ドラムハウジングが前後方向に移動するように前記少なくとも一つのボールねじと係合する少なくとも一つのボールねじナットと、前後方向に延びるとともに前記少なくとも一つのボールねじに対して左右方向に間隔をおいて配置されるように前記フレーム天板に装着され、前記ドラムハウジングを前後方向に沿って移動可能に支持する複数のリニアガイドと、を備え、前記ベースフレームは、上下方向および前後方向にそれぞれ延びるとともに左右方向に並んで配置され前記フレーム天板をそれぞれ支持する複数の縦板であって、上下方向から見て前記少なくとも一つのボールねじと重なるように配置される少なくとも一つの第１縦板と、上下方向から見て前記複数のリニアガイドと重なるようにそれぞれ配置される複数の第２縦板とを含む複数の縦板と、前記複数の縦板を左右方向においてそれぞれ接続する複数の横板と、を有する。

【0009】

本構成によれば、回転ドラムがタイヤに対して進退可能なようにドラムハウジングを支持するベースフレームが、ボールねじに対応してその直下に配置される第１縦板と、リニアガイドに対応してその直下に配置される第２縦板とを有しているため、回転ドラムがタイヤから受ける荷重がドラムハウジングからボールねじおよびリニアガイドに掛かっても、各縦板が当該荷重を上下方向に沿って安定して受けとめることができる。このため、普通乗用車のタイヤよりも大きなサイズのタイヤに対して試験を行うために、所定の規格に沿って大きな重量を有する回転ドラムがドラムハウジングに支持される場合でも、ベースフレームの剛性および固有振動数を高く保持することができるため、回転ドラムの回転や回転ドラムがタイヤから受ける荷重によってドラム進退装置が振動することを抑制し、その振動が荷重検出器の計測値に影響を及ぼすことを低減することが可能となる。

【0010】

上記の構成において、前記少なくとも一つのボールねじは、左右方向に間隔をおいて配置されるように前記フレーム天板にそれぞれ回転可能に支持される複数のボールねじを含み、前記少なくとも一つのボールねじナットは、前記複数のボールねじとそれぞれ係合する複数のボールねじナットを含み、前記複数の縦板の前記少なくとも一つの第１縦板は、上下方向から見て前記複数のボールねじと重なるようにそれぞれ配置される複数の第１縦板を含むものでもよい。

【0011】

本構成によれば、複数のボールねじおよび複数のボールねじナットによって回転ドラムを含むドラムハウジングをタイヤに対して安定して進退させることができる。また、複数のボールねじの直下に複数の第１縦板がそれぞれ配置されているため、回転ドラムがタイヤから受ける荷重がドラムハウジングから複数のボールねじにそれぞれ掛かっても、各縦板が当該荷重を上下方向に沿って安定して受けとめることができる。

【0012】

上記の構成において、前記複数のボールねじは左右方向において互いに対向して配置される２つのボールねじから構成され、前記複数のリニアガイドは前記２つのボールねじの左右両外側に配置される２つのリニアガイドから構成され、前記複数の第１縦板は、上下方向から見て前記２つのボールねじと重なるようにそれぞれ配置される２つの第１縦板から構成され、前記複数の第２縦板は、上下方向から見て前記２つのリニアガイドと重なるようにそれぞれ配置される２つの第２縦板から構成されるものでもよい。

【0013】

本構成によれば、一対のリニアガイドがドラムハウジングの左右外側部分を安定して支持するため、ドラムハウジングの移動をより安定してガイドすることができる。また、リニアガイドとボールねじが全て縦板と重なるように配置されているので、縦板と重ならない様に配置した場合と比べて、固有振動数を相対的に高くすることができる。

【0014】

一方、上記の構成において、前記複数のリニアガイドは左右方向において互いに対向して配置される２つのリニアガイドから構成され、前記複数のボールねじは前記２つのリニアガイドの左右両外側に配置される２つのボールねじから構成され、前記複数の第１縦板は、上下方向から見て前記２つのボールねじと重なるようにそれぞれ配置される２つの第１縦板から構成され、前記複数の第２縦板は、上下方向から見て前記２つのリニアガイドと重なるようにそれぞれ配置される２つの第２縦板から構成されるものでもよい。

【0015】

本構成によれば、一対のボールねじが一対のリニアガイドよりも左右外側に配置されているため、作業者がボールねじおよびボールねじナットのメンテナンスを容易に行うことができる。また、リニアガイドとボールねじが全て縦板と重なるように配置されているので、縦板と重ならない様に配置した場合と比べて、固有振動数を相対的に高くすることができる。

【0016】

上記の構成において、前記２つの第１縦板および前記２つの第２縦板を含む４つの縦板のうち左右外側の２つの縦板の断面二次モーメントは、左右内側の２つの縦板の断面二次モーメントよりも大きく設定されていることが望ましい。

【0017】

本構成によれば、左右外側の縦板の剛性を高く維持することができるため、左右内側の縦板の厚みを薄くしてベースフレームの重量を低減することや、左右内側の縦板に開口部や切り欠きを設けることでベースフレームの溶接作業性を向上することができる。

【0018】

上記の構成において、前記２つの第２縦板の断面二次モーメントは、前記２つの第１縦板の断面二次モーメントよりも大きく設定されていることが望ましい。

【0019】

本構成によれば、相対的に振動の影響の出やすい２つのリニアガイド及びそれと重なる位置の下方に配置される２つの第２縦板によって剛性が高く維持されたベースフレームでドラムハウジングからの曲げモーメントを主に受けることができる。このため、相対的に振動の影響の出にくい２つのボールねじと重なるようにそれぞれ配置される２つの第１縦板の剛性を相対的に下げることができる。

【0020】

上記の構成において、前記複数の縦板は、上端部および下端部を含み、上下方向および前後方向に延びる縦板本体と、前記縦板本体の前記上端部から左右方向にそれぞれ延びるように前記上端部に接続され、前記フレーム天板を支持する上側支持板と、前記縦板本体の前記下端部から左右方向にそれぞれ延びるように前記下端部に接続され、床面に設置される下側設置板と、をそれぞれ含むことが望ましい。

【0021】

本構成によれば、複数の縦板が断面Ｉ字構造を有しその安定性を高めることができるため、回転ドラムがタイヤから受ける荷重がドラムハウジングからボールねじおよびリニアガイドに掛かっても、各縦板が当該荷重を上下方向に沿って更に安定して受けとめることができる。

【0022】

上記の構成において、前記複数の縦板は、それぞれＨ型鋼から構成されることが望ましい。

【0023】

本構成によれば、各縦板に高い剛性を有し汎用されているＨ型鋼を利用することで、専用の鋼材を用いる場合と比較して、複数の縦板を含むベースフレームの剛性を安価かつ確実に高めることができる。

【0024】

上記の構成において、前記ベースフレームは、前記タイヤ試験位置において前記タイヤを回転可能に支持するスピンドルを支持することが可能なように配置されるスピンドル支持板を更に備え、前記複数の縦板の前記縦板本体の前記上端部は、前記上側支持板に接続される後側上端部と、前記後側上端部の前方において当該後側上端部よりも低い位置に配置され、前記スピンドル支持板を支持する前側上端部と、をそれぞれ有することが望ましい。

【0025】

本構成によれば、ベースフレームの複数の縦板およびスピンドル支持板によってスピンドルを回転可能に支持することができるため、タイヤと回転ドラムとが互いに押圧される際の荷重をベースフレームによって安定して受け止めることができる。このため、ドラム進退装置の振動を低減するとともに、スピンドルの倒れを抑止することができる。

【0026】

上記の構成において、前記ドラムハウジングは、前記回転ドラムの上方に配置され、前記回転ドラムを回転可能に支持する上壁と、前記回転ドラムの下方に配置され、前記回転ドラムを回転可能に支持する底壁と、前記回転ドラムの左右両側にそれぞれ配置され、前記上壁と前記底壁とを互いに接続する左右一対の側壁と、を有し、前記ドラムハウジングの前記底壁は、前記ドラムハウジングが前記ベースフレームに対して前後方向に相対移動可能なように前記少なくとも一つのボールねじナットをそれぞれ保持する少なくとも一つのナット保持部を有することが望ましい。

【0027】

本構成によれば、ドラムハウジングの底壁が少なくとも一つのナット保持部を有するため、回転ドラムとボールねじとが上下方向において互いに近接して配置され、回転ドラムの倒れ、ねじれを抑制することができる。

【0028】

上記の構成において、前記ベースフレームの前記フレーム天板に装着され前記少なくとも一つのボールねじの前端部を支持し前記ドラムハウジングから前記少なくとも一つのボールねじに掛かる荷重を受ける少なくとも一つのボールねじ支持部を更に備え、前記少なくとも一つのナット保持部は前記ドラム軸よりも前方に配置されていることが望ましい。

【0029】

本構成によれば、ボールねじ支持部とボールねじナットとの前後方向における距離を小さくすることができるため、回転ドラムからボールねじ支持部への荷重の伝達経路が短くなり、ドラムハウジングの倒れやねじれを更に抑止することができる。

【0030】

上記の構成において、前記回転ドラムは前記タイヤ試験位置においてトラックバス用のタイヤに対する試験を行うためのものであり、前記回転ドラムの直径が１５００ｍｍ以上に設定されていることが望ましい。

【0031】

本構成によれば、トラック用やバス用の大きなサイズのタイヤに対して試験を行うために、所定の規格に沿って、直径１５００ｍｍ以上の回転ドラムがドラムハウジングに支持される場合でも、ベースフレームの剛性および固有振動数を高く保持することができるため、回転ドラムの回転や回転ドラムがタイヤから受ける荷重によってドラム進退装置が振動することを抑止し、その振動が荷重検出器の計測値に影響を及ぼすことを低減することが可能となる。

【0032】

本発明の他の局面に係るタイヤ試験機は、前記タイヤ試験位置においてタイヤの回転中心軸が上下方向に延びる姿勢である水平姿勢とされた前記タイヤを前記回転中心軸回りに回転させることが可能なスピンドルと、前記タイヤを前記タイヤ試験位置に搬入するとともに前記タイヤ試験位置から搬出することが可能である搬送装置と、前記タイヤ試験位置に配置された前記タイヤの外周面に前記回転ドラムを接離させることが可能な、上記の何れかに記載のドラム進退装置と、を備える。

【0033】

本構成によれば、普通乗用車のタイヤよりも大きなサイズのタイヤに対して試験を行う場合であっても、計測値に対する装置の振動の影響を低減することが可能なタイヤ試験機を提供することができる。

【0034】

上記の構成において、前記スピンドルは、前記水平姿勢とされた前記タイヤを上方から支持する上スピンドルと、前記水平姿勢とされた前記タイヤを下方から支持する下スピンドルと、を有し、前記上スピンドルと前記下スピンドルとの間に前記タイヤが配置されることを可能とするように、前記上スピンドルを前記下スピンドルに対して相対的に昇降させる昇降機構を更に備え、前記ドラム進退装置は、前記ベースフレームを囲むように配置される複数の支持脚であって、床面に設置される下端部と前記昇降機構を支持する上端部と前記ベースフレームに接続されるフレーム接続部とをそれぞれ有する複数の支持脚を更に有することが望ましい。

【0035】

本構成によれば、複数の支持脚が昇降機構の自重を受けるとともにベースフレームに接続されることで、ベースフレームの設置安定性を高め、計測値に対する装置の振動の影響を更に低減することが可能となる。

【発明の効果】

【0036】

本発明によれば、普通乗用車のタイヤよりも大きなサイズのタイヤに対して試験を行う場合であっても、計測値に対する装置の振動の影響を低減することが可能なドラム進退装置およびこれを備えたタイヤ試験機が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】本発明の一実施形態に係るタイヤ試験機の平面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るタイヤ試験機の側面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るタイヤ試験機の一部の斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るタイヤ試験機のドラム進退装置の斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態に係るドラム進退装置の斜視図である。

【図6】本発明の一実施形態に係るドラム進退装置の分解斜視図である。

【図7】本発明の一実施形態に係るドラム進退装置のベースフレームの斜視図である。

【図8】本発明の一実施形態に係るドラム進退装置のベースフレームの断面斜視図である。

【図9】本発明の一実施形態に係るドラム進退装置のベースフレームを構成する複数の縦板の斜視図である。

【図10】本発明の一実施形態に係るドラム進退装置のドラムハウジングの斜視図である。

【図11】本発明の一実施形態に係るドラム進退装置のドラムハウジングの分解斜視図である。

【図12】本発明の一実施形態に係るドラム進退装置のドラムハウジングの分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

以下、本発明のタイヤ試験機１の一実施形態を、図面に基づき詳しく説明する。図１、図２は、本実施形態に係るタイヤ試験機１の平面図および側面図である。また、図３は、本実施形態に係るタイヤ試験機１の一部の斜視図である。なお、以後の各図面では、タイヤ試験機１の一部を構成するドラム進退装置４００の回転ドラム４の進退方向を前後方向として、上下および左右の各方向が示されているが、当該方向は本発明に係るドラム進退装置およびタイヤ試験機の構造や使用態様を限定するものではない。

【0039】

タイヤ試験機１は、本体フレーム１Ｓと、スピンドル２と、タイヤ搬送機構３と、回転ドラム４および上下一対のロードセル４Ｌを含むドラム進退装置４００と、昇降ユニット５０（昇降機構）と、マーキングユニット６０と、を備える。タイヤ試験機１は、所定のタイヤ試験位置ＰにおいてタイヤＴ（図２）の回転中心軸が上下方向に延びる姿勢である水平姿勢とされた前記タイヤＴを前記タイヤ回転中心軸回りに回転させ前記タイヤＴに所定の試験を行う。本実施形態では、タイヤ試験機１はトラックバス用のタイヤＴに対して所定の試験を行う。

【0040】

本体フレーム１Ｓは、タイヤ試験機１の略中央部に配置されており、その内部にタイヤ試験位置Ｐが形成されている。また、本体フレーム１Ｓは、スピンドル２を回転可能に支持する。本体フレーム１Ｓは、ベースフレーム１００と、中間フレーム１０１と、上部フレーム１０２と、を有する（図２および図３）。

【0041】

スピンドル２は、タイヤ試験位置Ｐにおいて上下方向に延びる基準回転中心軸２Ｓ回りにタイヤＴを回転可能に支持する。スピンドル２は、下スピンドル２１と、上スピンドル２２と、を有する（図２および図３）。

【0042】

タイヤ搬送機構３（図２）は、平面視でタイヤ試験位置Ｐを通るように水平な搬送方向Ｄ１に沿って配設されており、水平姿勢とされたタイヤＴをタイヤ試験位置Ｐに搬入することが可能である一方、タイヤＴをタイヤ試験位置Ｐから搬送方向Ｄ１に沿って搬出することが可能とされている。

【0043】

回転ドラム４は、ドラム進退装置４００に回転可能に支持されている。回転ドラム４は、タイヤ搬送機構３で搬送されるタイヤＴの搬送方向Ｄ１とほぼ直交する方向（左右方向）において、タイヤ試験位置Ｐ（スピンドル２）に所定の間隔をおいて対向して配置されている。この回転ドラム４は、スピンドル２の基準回転中心軸２Ｓと平行な方向（上下方向）に延びるドラム軸４Ｓとドラム外周面とを有し、前記ドラム軸回りに回転自在とされた円筒状の部材であり、前記ドラム外周面にはタイヤＴが走行する模擬路面４Ａが形成されている。模擬路面４ＡがタイヤＴの外周面に当接することで、回転ドラム４がタイヤＴに従動して回転する。

【0044】

なお、本実施形態では、トラックバス用のタイヤＴに対応して、回転ドラム４のドラム径（直径）が１５２０ｍｍから１７１０ｍｍの範囲（参考値１６００ｍｍ）に設定されており、回転ドラム４は少なくとも１５００ｍｍ以上のドラム径を有する大型かつ大きな重量を有する回転体である。

【0045】

ドラム進退装置４００は、この回転ドラム４を水平方向に押し動かすことで、タイヤＴに対して接近（前進）および離脱（後退）させることができる。なお、本実施形態に係るドラム進退装置４００のその他の構造については後記で詳述する。

【0046】

上下一対のロードセル４Ｌ（荷重検出部）は、回転ドラム４の回転中心軸（ドラム軸４Ｓ）の上下延長線上にそれぞれ配置され（図１には上側のみ示している）、回転ドラム４がタイヤＴから受ける荷重を検出、測定する。ロードセル４Ｌは、回転ドラム４をドラム進退装置４００に支持するために用いられており、回転ドラム４の上部と下部とに１つずつ配備され、回転ドラム４に作用する軸垂直方向の荷重を測定する。なお、本実施形態では、ロードセル４Ｌは、２軸ロードセルであり、上記のタイヤ荷重を制御する（回転ドラム４のタイヤＴに対する押し付け荷重が所定の範囲となるように回転ドラム４の進退位置を制御する）とともに、ＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーション：タイヤ径方向の力の変動の大きさ）およびＬＦＶ（ラテラルフォースバリエーション：タイヤ軸方向の力の変動の大きさ）を計測する。すなわち、本実施形態に係るタイヤ試験機１は、後記のボールねじ及びモーターの組合せを用いて、回転ドラム４をスピンドル２に近接させ、回転ドラム４の模擬路面４ＡにタイヤＴを接触させつつタイヤ回転時の荷重変動をロードセル４Ｌで計測することで、タイヤＴの均一性を評価するタイヤユニフォミティマシンとして構成されている。

【0047】

タイヤ搬送機構３は、ベルトコンベア式の構造からなる。タイヤ搬送機構３は、搬入コンベア７と、搬送コンベア８と、搬出コンベア９と、搬入フレーム７Ｓと、搬出フレーム９Ｓと、を有する。図１では、タイヤＴが右側（上流側）から左側（下流側）に向かって搬送される。

【0048】

搬入コンベア７は、タイヤＴをタイヤ試験位置Ｐに向かって搬送する。搬入コンベア７によって搬送されたタイヤＴは、搬送コンベア８の上流側部分に受け渡される。搬送コンベア８は、搬入コンベア７からタイヤＴを受け入れるとともに、タイヤＴをタイヤ試験位置Ｐに搬入する。搬送コンベア８は、タイヤＴをタイヤ試験位置Ｐにおいて一時停止させる。その後、タイヤＴに所定の試験が施されると、搬送コンベア８は、タイヤＴを更に下流側に搬送する。搬送コンベア８によって搬送されたタイヤＴは、搬出コンベア９に受け渡される。搬出コンベア９は、搬送コンベア８からタイヤＴを受け入れるとともに、タイヤＴを更に下流側に搬送する。

【0049】

なお、搬入コンベア７、搬送コンベア８および搬出コンベア９は、タイヤ搬送機構３が有する不図示の駆動部によって周回駆動される。更に、搬送コンベア８は、前記駆動部に含まれる不図示のエアシリンダよって昇降可能とされている。タイヤ試験位置Ｐに搬入されたタイヤＴは、搬送コンベア８の下降によって下スピンドル２１に受け渡される。図３では、搬送コンベア８が最も下方の下方位置に移動した状態が示されている。搬送コンベア８が最も上方の上方位置に移動されると、搬送コンベア８は搬入コンベア７および搬出コンベア９と同じ高さに配置され、タイヤＴを搬送可能となる。

【0050】

搬入フレーム７Ｓは、搬入コンベア７を周回可能に支持しており、搬出フレーム９Ｓは、搬出コンベア９を周回可能に支持している。また、搬出フレーム９Ｓは、タイヤ試験位置Ｐにおける試験結果に応じてタイヤＴに所定のマーキングを施すマーキングユニット６０（図２）を支持している。

【0051】

昇降ユニット５０（図３）は、上スピンドル２２を昇降可能かつ回転可能に支持する。より詳しくは、昇降ユニット５０は、下スピンドル２１と上スピンドル２２との間にタイヤＴが配置されることを可能とするように、上スピンドル２２を下スピンドル２１に対して相対的に昇降させる。昇降ユニット５０は、図２、図３の上部フレーム１０２の左右一対のガイドフレーム１０２Ａ（図３）に沿って上下に移動することが可能である。

【0052】

下スピンドル２１は、前記水平姿勢とされたタイヤＴのうち下側に位置するビード部である下ビード部に装着される下リム６１を下方から保持することが可能であり、前記下リム６１を介してタイヤＴが基準回転中心軸２Ｓ周りに回転可能なようにタイヤＴを下方から支持する。

【0053】

上スピンドル２２は、前記水平姿勢とされたタイヤＴのうち上側に位置するビード部である上ビード部に装着される上リム６２を上方から保持することが可能であり、前記上リム６２を介してタイヤＴが基準回転中心軸２Ｓ周りに回転可能なようにタイヤＴを上方から支持する。

【0054】

なお、タイヤＴがタイヤ試験位置Ｐに配置されると、タイヤＴのタイヤ回転中心軸がスピンドル２の基準回転中心軸２Ｓと合致する。タイヤ試験機１は、タイヤ試験位置Ｐにおいて試験を受けるタイヤＴのサイズ（外径、内径、幅）、形状などに応じて、複数種の下リム６１および上リム６２を有しており、各タイヤＴに応じて適切な下リム６１および上リム６２がタイヤ試験位置Ｐに配置される。

【0055】

次に、本実施形態に係るドラム進退装置４００について更に詳述する。図４および図５は、それぞれ、本実施形態に係るタイヤ試験機１のドラム進退装置４００を前方および後方から見た斜視図である。図６は、図４に示されるドラム進退装置４００から回転ドラム４および後記のドラムハウジング４０を取り外した状態のドラム進退装置４００の分解斜視図である。図７は、図６に示されるドラム進退装置４００から下スピンドル２１およびドラム進退駆動部１５０などを取り外した状態を示す、ドラム進退装置４００のベースフレーム１００の斜視図である。図８は、図７に示されるベースフレーム１００の矢印ＶＩＩＩで示す切断面における断面斜視図である。図９は、ベースフレーム１００を構成する複数の縦板１１５の斜視図である。

【0056】

ドラム進退装置４００は、タイヤ試験機１に備えられ、タイヤ試験機１の一部を構成する。また、図３に示すように、ドラム進退装置４００は、タイヤ搬送機構３の搬送コンベア８を支持するとともに、下スピンドル２１および上スピンドル２２を含むスピンドル２を回転可能に支持している。

【0057】

ドラム進退装置４００は、ベースフレーム１００と、前述の回転ドラム４と、ドラムハウジング４０と、前述のロードセル４Ｌと、スピンドル回転駆動部１０５と、ドラム進退駆動部１５０と、を有する。

【0058】

ドラムハウジング４０は、回転ドラム４を前記ドラム軸４Ｓ回りに回転可能に支持する。

【0059】

ベースフレーム１００は、ドラムハウジング４０の下方に配置され水平なベースフレーム天板１１２を有する。ベースフレーム１００は、タイヤ試験機１が設置される試験現場の床面に設置され、回転ドラム４の模擬路面４Ａ（ドラム外周面）がタイヤＴの外周面に対して接離するように前後方向に移動可能なドラムハウジング４０を支持する。

【0060】

スピンドル回転駆動部１０５は、ベースフレーム１００の前端部に設けられており、スピンドル２の下スピンドル２１を基準回転中心軸２Ｓ回りに回転駆動する。スピンドル回転駆動部１０５は、モーター、ギヤボックス、駆動プーリー、駆動ベルト、従動プーリーから構成され、下スピンドル２１にモーターの回転力を伝達する。

【0061】

ドラム進退駆動部１５０は、回転ドラム４を支持するドラムハウジング４０を前後方向に沿って進退させる。ドラム進退駆動部１５０は、モーターＭ（駆動源）と、カップリング１５１と、一対の減速機１５２と、一対のボールねじ１５３と、一対のボールねじ支持部１５４と、一対のボールねじナット１５５と、一対のリニアガイド（ガイドレールともいう）１６１と、４つのハウジング支持部（スライダともいう）１６２と、を有する。

【0062】

モーターＭは、一対のボールねじ１５３を前後方向に延びる軸周りにそれぞれ回転させることが可能とされている。モーターＭは、正逆方向にそれぞれ回転可能とされている。モーターＭは、ベースフレーム１００のベースフレーム天板１１２の後端部にブラケットを介して固定されている。カップリング１５１は、モーターＭの出力を直交型の減速機１５２に伝達するように設けられており、当該カップリング１５１に一対の減速機１５２が連結されている。カップリング１５１および一対の減速機１５２は、モーターＭの回転駆動力を一対のボールねじ１５３に同期して伝達する。この結果、一対のボールねじ１５３が、各軸回りに正逆方向に同期して回転される。

【0063】

一対のボールねじ支持部１５４は、ベースフレーム天板１１２の前端部において左右方向に間隔をおいてそれぞれ配置されている。この際、一対のボールねじ１５３は、左右方向において間隔をおいて互いに対向して配置される。各ボールねじ支持部１５４は、ボールねじ１５３の前端部を内部の軸受で回転可能に支持するとともに前端部の前後方向の位置を固定する。なお、ボールねじ１５３の後端部は前述の減速機１５２のフォローシャフト部に挿入されることで減速機１５２に連結、支持されている。このとき、減速機１５２の出力部であるフォローシャフト部は、ボールねじ１５３の後端部を回転方向において固定するとともに前後方向の位置を固定しない。この結果、各ボールねじ１５３が、前後方向に延びる軸周りに回転可能なようにベースフレーム天板１１２に支持される。また、軸受および減速機１５２がボールねじ１５３から無理な力を受けることを防止する。

【0064】

図６に示される一対のボールねじナット１５５は、後記のドラムハウジング４０にそれぞれ装着、固定される。一対のボールねじナット１５５は、モーターＭによる一対のボールねじ１５３の回転に伴ってドラムハウジング４０が前後方向に移動するように各ボールねじ１５３と係合する。

【0065】

一対のリニアガイド１６１は、前後方向に延びるとともに一対のボールねじ１５３に対して左右方向に間隔をおいて配置されるようにベースフレーム天板１１２に装着され、ドラムハウジング４０を前後方向に沿って移動可能に支持する。本実施形態では、一対のリニアガイド１６１は、一対のボールねじ１５３の左右両外側に配置される。各リニアガイド１６１は、ベースフレーム天板１１２の前端部から後端部にかけて直線状に配設されている。また、４つのハウジング支持部１６２は、ドラムハウジング４０の後記のリニアガイド装着部４１４（図１２）にそれぞれ固定され、一対のリニアガイド１６１に沿って前後に移動可能なように各リニアガイド１６１に係合する。

【0066】

ベースフレーム１００は、スピンドル支持板１１１と、ベースフレーム天板１１２と、４つの縦板１１５と、複数の横板１１６と、を有する。

【0067】

スピンドル支持板１１１は、ベースフレーム１００の前側の上面部を画定する水平な板材である。図７に示すように、スピンドル支持板１１１の中央部には当該スピンドル支持板１１１を上下方向に貫通する円形のスピンドル受入孔１１１Ａが形成されている。そして、図６に示すようにスピンドル受入孔１１１Ａにスピンドル２の下スピンドル２１が上方から挿通されることで、スピンドル支持板１１１（ベースフレーム１００）が下スピンドル２１（スピンドル２）を回転可能に支持する。なお、スピンドル２の上スピンドル２２は、タイヤＴを介して下スピンドル２１の上方に配置され、試験時には下スピンドル２１、タイヤＴおよび上スピンドル２２が一体で基準回転中心軸２Ｓ回りに回転する。ベースフレーム１００がスピンドル支持板１１１を有しスピンドル２を支持することができるため、回転ドラム４がタイヤＴに当接し荷重を付加する際に、ベースフレーム１００の高い剛性によって下スピンドル２１の基準回転中心軸２Ｓに対する傾きを抑制することができる。

【0068】

ベースフレーム天板１１２は、ベースフレーム１００の後側の上面部を画定する水平な板材である。図６に示すように、前述のスピンドル支持板１１１は、ベースフレーム天板１１２よりも低い位置に配置されている。また、図７に示すように、ベースフレーム天板１１２は、一対のリニアガイド装着部１１２Ａと、一対の前側支持部１１２Ｂと、一対の後側支持部１１２Ｃとを有する。一対のリニアガイド装着部１１２Ａは、前述の一対のリニアガイド１６１が固定される部分である。また、一対の前側支持部１１２Ｂは、一対のボールねじ支持部１５４が固定される部分である。また、一対の後側支持部１１２Ｃは、図５、図６の減速機１５２のブラケットが固定される部分である。

【0069】

次に、図７に示されるベースフレーム１００において、スピンドル支持板１１１およびベースフレーム天板１１２を支持する構造について更に詳述する。図８、図９に示すように、ベースフレーム１００は、４つの縦板１１５および複数の横板１１６によって、ドラム進行方向および上下方向において特に高い剛性を備えた構造を有している。

【0070】

４つの縦板１１５は、上下方向および前後方向にそれぞれ延びるとともに左右方向に並んで配置され、スピンドル支持板１１１およびベースフレーム天板１１２をそれぞれ支持する。

【0071】

上記の４つの縦板１１５のうち、左右内側の２つの縦板１１５がそれぞれ第１縦板と定義される。２つの第１縦板は、上下方向から見て前述の一対のボールねじ１５３と重なるように配置されている。すなわち、各ボールねじ１５３を下方に投射すると、各第１縦板に重なる。換言すれば、各第１縦板は、ボールねじ１５３の鉛直下方においてボールねじ１５３と平行に配置されている。なお、各第１縦板は、上下方向から見て、図６に示されるボールねじ支持部１５４および減速機１５２ともそれぞれ重なるように配置されている。この結果、各第１縦板は、図７に示される一の前側支持部１１２Ｂの左右方向の中央部と一の後側支持部１１２Ｃの左右方向の中央部とを結ぶ直線の鉛直下方にそれぞれ位置している。

【0072】

同様に、上記の４つの縦板１１５のうち、左右外側の２つの縦板１１５がそれぞれ第２縦板と定義される。２つの第２縦板は、上下方向から見て前述の一対のリニアガイド１６１と重なるように配置されている。すなわち、各リニアガイド１６１を下方に投射すると、各第２縦板に重なる。換言すれば、各第２縦板は、リニアガイド１６１の鉛直下方においてリニアガイド１６１と平行に配置されている。また、各第２縦板は、図７に示されるリニアガイド装着部１１２Ａの鉛直下方にも位置している。

【0073】

また、複数の横板１１６は、上記の複数の縦板１１５を左右方向においてそれぞれ接続する。なお、図７に示すように、最も前側の横板１１６である前側横板１１６Ａには開口部１１６Ｂが形成されている。開口部１１６Ｂには、スピンドル回転駆動部１０５（図４）の駆動ベルトが挿通される。

【0074】

４つの縦板１１５の構造について更に詳述すると、各縦板１１５は、縦板本体１１５Ａと、上板１１５Ｂ（上側支持板）と、下板１１５Ｃ（下側設置板）とを有する。

【0075】

縦板本体１１５Ａは、上端部１１５Ａ１および下端部１１５Ａ２を含み、上下方向および前後方向に延びる板状部である。

【0076】

上板１１５Ｂは、縦板本体１１５Ａの上端部１１５Ａ１から左右方向にそれぞれ延びるように上端部１１５Ａ１に接続され、ベースフレーム天板１１２を支持する。本実施形態では、上板１１５Ｂは、縦板本体１１５Ａの後側部分にのみ配置されている。

【0077】

下板１１５Ｃは、縦板本体１１５Ａの下端部１１５Ａ２から左右方向にそれぞれ延びるように下端部１１５Ａ２に接続され、試験現場の床面に設置される。なお、当該床面と下板１１５Ｃとの間に他の部材が介在してもよい。

【0078】

更に、上記の各縦板１１５の縦板本体１１５Ａの上端部１１５Ａ１は、後側上端部１１５Ｆと、前側上端部１１５Ｄとを有する。後側上端部１１５Ｆは、前述の上板１１５Ｂに接続される。また、前側上端部１１５Ｄは、後側上端部１１５Ｆの前方において当該後側上端部１１５Ｆよりも低い位置に配置され、スピンドル支持板１１１を支持する。

【0079】

本実施形態では、上記の４つの縦板１１５は、公知のＨ型鋼から構成されている。すなわち、図９に示すように、４つのＨ型鋼が上下方向に沿ってＩ型となる姿勢とされ互いに隣接して配置されている。４つのＨ型鋼の後側の上面部には、ベースフレーム天板１１２を載置可能な天板載置面１１５Ｓが形成されている。一方、４つのＨ型鋼の前側上端部分がそれぞれ切り欠かれることによって、スピンドル支持板１１１を載置可能な支持板載置面１１５Ｔが形成されている。このように、大きな断面二次モーメントを有する４つのＨ型鋼によってベースフレーム１００の骨格部分を構成することによって、ベースフレーム１００内の溶接個所を少なくすることができるとともに、安価で高い剛性を備えたベースフレーム１００を実現することができる。

【0080】

更に、４つの縦板１１５のうち内側の２つの縦板１１５（第１縦板）には、矩形状の開口部１１５Ｅが形成されている。この結果、外側の２つの縦板１１５の断面二次モーメントは、内側の２つの縦板１１５（第２縦板）の断面二次モーメントよりも大きく設定されている。このように、左右外側の縦板１１５の剛性を高く維持することで、左右内側の縦板１１５の厚みを薄くすることや開口部や切り欠きを設けることができるため、ベースフレーム１００の溶接作業性を向上することができる。特に、内側の２つの縦板１１５に開口部１１５Ｅが形成されることで、内部へのアクセスがしやすく、４つの縦板１１５および複数の横板１１６の溶接による接合が容易となる。なお、本実施形態では、リニアガイド１６１の下方の縦板１１５には開口部１１５Ｅを形成せず、ボールねじ１５３の下方の縦板１１５に開口部１１５Ｅを形成している。リニアガイド１６１はドラムハウジング４０を支持する機能を有しているため、その直下の縦板１１５に開口部１１５Ｅを形成しないことで、曲げモーメントによる撓みに基づく振動のみならず上下方向の振動も生じることを抑止している。一方、ボールねじ１５３には、ドラムハウジング４０を直接的に支持する機能を有していないため、上記のような上下方向の振動は生じにくい。このため、その直下の縦板１１５に開口部１１５Ｅを形成することが可能となる。一方、左右両外側の縦板１１５に開口部１１５Ｅが形成されている場合には、外側からのアクセス性が向上するため、ベースフレーム１００内における溶接作業を容易に行うことができる。

【0081】

更に、ドラム進退装置４００は、４つの中間フレーム支持部１１３（支持脚）を有している。４つの中間フレーム支持部１１３は、ベースフレーム１００を囲むように、ベースフレーム１００の四隅にそれぞれ接続されている。各中間フレーム支持部１１３は、床面に設置される下端部と、中間フレーム１０１および上部フレーム１０２を支持することで昇降ユニット５０（昇降機構）を支持する上端部と、ベースフレーム１００に接続される上下２つのフレーム接続部と、をそれぞれ有する。複数の中間フレーム支持部１１３が昇降ユニット５０、中間フレーム１０１および上部フレーム１０２の自重を受けるとともにベースフレーム１００に接続されることで、ベースフレーム１００の設置安定性を高め、計測値に対する装置の振動の影響を更に低減することが可能となる。

【0082】

更に、図１０は、本実施形態に係るドラム進退装置４００のドラムハウジング４０の斜視図である。図１１および図１２は、ドラムハウジング４０の分解斜視図である。

【0083】

ドラムハウジング４０は、下部ハウジング４１と、上部ハウジング４２とを有する。下部ハウジング４１は、正面視でＵ字状の構造物であり、上部ハウジング４２は、下部ハウジング４１の上端部に接続される。この結果、下部ハウジング４１と上部ハウジング４２との間に、ドラム収容空間４０Ｓが形成される。ドラム収容空間４０Ｓは、回転ドラム４の模擬路面４Ａがドラムハウジング４０の前方に露出するように、回転ドラム４を収容可能な空間である。

【0084】

下部ハウジング４１は、底部４１１（底壁）と、左右一対の側部４１２（側壁）と、左右一対のボールねじブロック４１３（ナット保持部）と、４つのリニアガイド装着部４１４（被支持部）と、左右複数のサイド補強板４１５と、を有する。

【0085】

底部４１１は、回転ドラム４の下方に水平に延びるように配置され、回転ドラム４を回転可能に支持する。底部４１１は、底板４１１Ａと、複数の底部横板４１１Ｂと、複数の底部縦板４１１Ｃとを有する。底板４１１Ａは、底部４１１のベース部分となる板材である。底板４１１Ａの中央部には、円形のドラム軸受入孔４１Ｓが形成されている。ドラム軸受入孔４１Ｓは、回転ドラム４のドラム軸４Ｓの下端部を受け入れる。複数の底部横板４１１Ｂおよび複数の底部縦板４１１Ｃは、底板４１１Ａの下面部に格子状に接続されており、底部４１１の剛性を高めるものである。

【0086】

左右一対の側部４１２は、底部４１１の左右両端部から立設されている。各側部４１２は、側部ベース板４１２Ａと、側部上板４１２Ｂと、前後複数の側部横板４１２Ｃと、側部カバー４１２Ｄとを有する。側部ベース板４１２Ａは、側部４１２のベース部分となる板材であり、底板４１１Ａの端部に接続される。側部上板４１２Ｂは、側部ベース板４１２Ａの上端部に接続され、側部４１２の上端部を画定する。前後複数の側部横板４１２Ｃは、側部ベース板４１２Ａに固定されるとともに、底板４１１Ａの端部と側部上板４１２Ｂとを上下に接続する。側部カバー４１２Ｄは、図１２に示される側部ベース板４１２Ａ、底板４１１Ａ、側部上板４１２Ｂ、複数の側部横板４１２Ｃによって形成される空間を外側から塞ぐように、各板に固定される。この結果、側部４１２が箱型構造を有し、ドラムハウジング４０の剛性を高く維持する。

【0087】

左右一対のボールねじブロック４１３は、前記複数の底部横板４１１Ｂのうち最も前側の底部横板４１１Ｂの内側にそれぞれ配置されている。各ボールねじブロック４１３は、箱型形状を有しており、ボールねじ１５３を受け入れるボールねじ挿通孔４１３Ａが形成されている。また、ボールねじブロック４１３には、前述のボールねじナット１５５が固定される。すなわち、ボールねじブロック４１３は、ドラムハウジング４０がベースフレーム１００に対して前後方向に相対移動可能なようにボールねじナット１５５を保持する。なお、本実施形態では、各ボールねじブロック４１３は、ドラムハウジング４０のドラム軸４Ｓよりも前方に配置されている。また、図１０に示すように、前記最も前側の底部横板４１１Ｂにも、ボールねじ１５３を受け入れる孔部が形成されている。このように、ボールねじナット１５５が底部４１１に配置されることで、ボールねじ１５３と回転ドラム４との上下方向における距離（相対高さ）を小さくすることができる。このため、回転ドラム４がタイヤＴに当接した際に、発生する曲げモーメントを小さくすることが可能となり、ドラムハウジング４０の変形を抑えることができる。

【0088】

４つのリニアガイド装着部４１４は、底部４１１の前後左右の四隅にそれぞれ配置されており、前述のハウジング支持部１６２（図６）がそれぞれ固定される。この結果、ドラムハウジング４０が４つのハウジング支持部１６２を介して、左右一対のリニアガイド１６１に前後方向に移動可能に支持される。

【0089】

左右複数のサイド補強板４１５は、底部４１１の左右両端部に前後に並んで固定されており、底部４１１と左右一対の側部４１２との剛性を高める。

【0090】

上部ハウジング４２は、回転ドラム４の上方に水平に延びるように配置され、回転ドラム４を回転可能に支持する。上部ハウジング４２は、上部ハウジングベース板４２０と、前後一対の上部ハウジング横板４２１と、左右複数の上部ハウジング縦板４２２とを有する。このように上部ハウジング４２も格子状の構造を有しており、ドラムハウジング４０の剛性を高めることができる。上部ハウジングベース板４２０の中央部には、円形のドラム軸受入孔４２Ｓが形成されている。ドラム軸受入孔４２Ｓは、回転ドラム４のドラム軸４Ｓの上端部を受け入れる。なお、前述の左右一対の側部４１２は、底部４１１と上部ハウジング４２とを上下方向において互いに接続する。

【0091】

このように、ドラムハウジング４０を構成する下部ハウジング４１の各部分が小さな箱型構造を有しており、その集合体として製缶構造のドラムハウジング４０の剛性を高めることができる。このため、ドラムハウジング４０の軽量化が実現され、ドラムハウジング４０の固有振動数を相対的に大きくすることができる。なお、図１１に示すように、上部ハウジング４２の上面部は開放されており箱型構造を有していないが、複数の上部ハウジング横板４２１および複数の上部ハウジング縦板４２２によって上部ハウジング４２の剛性が高く維持されている。この結果、上部ハウジング４２の上面部を塞ぐ部材を有する場合と比較して、ドラムハウジング４０の軽量化が実現される。

【0092】

また、回転ドラム４がタイヤＴに押圧されると、図１０に一点鎖線周りに示す矢印のように、回転ドラム４は水平な軸周りにねじれて振動しようとする。しかしながら、本実施形態では、左右一対の側部４１２と底部４１１との接合部周辺に、複数のサイド補強板４１５（図１２）や斜めカバー４１６（図１０）が設けられているとともに、各側部４１２が箱型構造を有している。このため、回転ドラム４およびこれを支持するドラムハウジング４０の上記のようなねじれが抑止される。

【0093】

なお、前述の上下一対のロードセル４Ｌは、下部ハウジング４１のドラム軸受入孔４１Ｓおよび上部ハウジング４２のドラム軸受入孔４２Ｓにそれぞれ装着される。すなわち、上下一対のロードセル４Ｌのうちの上側のロードセル４Ｌ（上側ロードセル）は、ドラムハウジング４０の上部ハウジング４２（上壁）に装着され、前記ドラム軸４Ｓに掛かる荷重を検出する。また、上下一対のロードセル４Ｌのうちの下側のロードセル４Ｌ（下側ロードセル）は、下部ハウジング４１の底部４１１のドラム軸受入孔４１Ｓに装着され、前記ドラム軸４Ｓに掛かる荷重を検出する。特に、本実施形態では、下側のロードセル４Ｌの左右両外側に一対のボールねじナット１５５が配置されており、これらの部材は上下方向において略同じ高さに配置されている。このため、ドラムハウジング４０の倒れの影響をロードセル４Ｌが受けにくくなる。

【0094】

また、前述のように、左右のボールねじナット１５５およびこれを保持する一対のボールねじブロック４１３は、ドラムハウジング４０の底部４１１の前端部に配置されている。このため、ボールねじ１５３を支持するボールねじ支持部１５４とボールねじナット１５５との距離が短くなり、系の剛性を高めることができる。また、タイヤＴ、回転ドラム４、ドラムハウジング４０、ボールねじナット１５５、ボールねじ１５３およびボールねじ支持部１５４の順に伝わる荷重の伝達経路が短くなり、ドラムハウジング４０の倒れやねじれを抑止することができる。なお、ボールねじ１５３の後端部を支持する減速機１５２には、回転ドラム４（ドラムハウジング４０）がタイヤＴから受ける荷重はほとんど掛からない。

【0095】

以上のように、本実施形態では、回転ドラム４がタイヤＴに対して進退可能なようにドラムハウジング４０を支持するベースフレーム１００が、ボールねじ１５３に対応してその直下に配置される第１縦板と、リニアガイド１６１に対応してその直下に配置される第２縦板とを有しているため、回転ドラム４がタイヤＴから受ける荷重がドラムハウジング４０からボールねじ１５３およびリニアガイド１６１に掛かっても、各縦板が当該荷重を上下方向に沿って安定して受けとめることができる。このため、普通乗用車のタイヤＴよりも大きなサイズのタイヤＴに対して試験を行うために、所定の規格に沿って大きな重量を有する回転ドラム４がドラムハウジング４０に支持される場合でも、ベースフレーム１００の剛性および固有振動数を高く保持することができるため、ドラム進退装置４００が振動することを抑制し、その振動がロードセル４Ｌの計測値に影響を及ぼすことを低減することが可能となる。特に、各縦板が、ドラムハウジング４０の前後方向および上下方向の変形を抑え、ドラムハウジング４０を振動しにくくすることができる。また、本実施形態のように、回転ドラム４を含むドラムハウジング４０の重心高さと、ボールねじ１５３による駆動支持点及びリニアガイド１６１によるガイド位置とが上下にオフセットしている場合、ドラムハウジング４０を側面から見た時にドラムハウジング４０が前後方向に揺れやすくなる。この場合、ドラムハウジング４０がベースフレーム１００に大きな曲げモーメントを作用させ、ベースフレーム１００を変形させ揺れが生じやすくなる。このような場合でも、本実施形態に係るベースフレーム１００では、上記のような曲げモーメントに強い梁構造を有しているため、上記のように振動がロードセル４Ｌの計測値に影響を及ぼすことを低減することが可能となる。

【0096】

また、このような構成によれば、第１縦板および第２縦板を含むベースフレーム１００の構造によってドラム進退装置４００の小サイズ化が実現され、その重量およびコストも低減することが可能になる。この結果、試験現場への輸送、設置が容易となる。特に、ドラム進退装置４００およびこれを備えるタイヤ試験機１の輸送に際して船を利用する場合には、市場に流通しているコンテナを利用することが可能となり、輸送コストや輸送期間等を抑えることが可能となる。

【0097】

また、本実施形態では、複数のボールねじ１５３および複数のボールねじナット１５５によって回転ドラム４を含むドラムハウジング４０をタイヤＴに対して安定して進退させることができる。また、複数のボールねじ１５３の直下に複数の第１縦板がそれぞれ配置されているため、回転ドラム４がタイヤＴから受ける荷重がドラムハウジング４０から複数のボールねじ１５３に掛かっても、各縦板が当該荷重を上下方向に沿って安定して受けとめることができる。

【0098】

更に、本実施形態では、ボールねじ１５３の高さ方向の位置を、回転ドラム４を含むドラムハウジング４０の重心位置に近く配置することが可能であり、かつ、ドラムハウジング４０のボールねじブロック４１３の剛性を十分に確保することができる。このため、ドラムハウジング４０の振動を抑えることが可能であるとともに、当該振動をベースフレーム１００が上下方向に沿って安定して受けとめることができる。

【0099】

また、本実施形態のように、２つ（複数）のボールねじ１５３によってドラムハウジング４０を前後に移動させる場合、２つのボールねじブロック４１３が左右方向においてドラム軸４Ｓおよびロードセル４Ｌと異なる位置に配置可能とされる。これに対して、１本のボールねじ１５３によってドラムハウジング４０を前後に移動させる場合には、１つのボールねじブロック４１３がロードセル４Ｌの更に下方に配置されることとなり、回転ドラム４を含むドラムハウジング４０の重心位置に対するオフセットが大きくなる。この場合、２つ（複数）のボールねじ１５３を有する場合と比較すると、ベースフレーム１００の固有振動数を高く保持することが相対的に困難になる。

【0100】

また、本実施形態では、一対のリニアガイド１６１がドラムハウジング４０の左右外側部分を安定して支持するため、ドラムハウジング４０の移動をより安定してガイドすることができる。また、リニアガイド１６１とボールねじ１５３が全て縦板１１５と重なるように配置されているので、これらが縦板１１５と重ならない様に配置された場合と比べて、固有振動数を相対的に高くすることができる。更に、一対のリニアガイド１６１を一対のボールねじ１５３の両内側に設ける場合よりも相対的にドラムハウジング４０の左右一対の側部４１２（側壁）の近くに設けることができるので、回転ドラム４がタイヤＴからの荷重を受けた際のドラムハウジング４０の変形による固有振動数の低下を相対的に高くすることができる。

【0101】

また、本実施形態では、２つの第１縦板および２つの第２縦板を含む４つの縦板１１５のうち左右外側の２つの縦板の断面二次モーメントは、左右内側の２つの縦板の断面二次モーメントよりも大きく設定されている。このような構成によれば、左右外側の縦板の剛性を高く維持することができるため、左右内側の縦板の厚みを薄くしてベースフレーム１００の重量およびコストを低減することや、左右内側の縦板に開口部や切り欠きを設けることでベースフレーム１００の溶接作業性を向上することができる。

【0102】

更に、４つの縦板１１５のうち内側の２つ縦板１１５（第２縦板）の断面二次モーメントは、外側の２つの縦板（第１縦板）の断面二次モーメントよりも大きく設定されている。このような構成によれば、相対的に振動の影響の出やすい一対のリニアガイド１６１及びそれと重なる位置の下方に配置される２つの第２縦板によって剛性が高く維持されたベースフレーム１００でドラムハウジング４０からの曲げモーメントを主に受けることができる。このため、相対的に振動の影響の出にくい２つのボールねじ１５３と重なるようにそれぞれ配置される２つの第１縦板の剛性を相対的に下げることができる。

【0103】

また、本実施形態では、各縦板１１５が縦板本体１１５Ａと上板１１５Ｂと下板１１５Ｃとを有するため、各縦板１１５の安定性を高めることができる。このため、回転ドラム４がタイヤＴから受ける荷重がドラムハウジング４０からボールねじ１５３およびリニアガイド１６１に掛かっても、各縦板が当該荷重を上下方向に沿って更に安定して受けることができる。

【0104】

また、本実施形態では、高い剛性を有し汎用されているＨ型鋼を利用することで、専用の鋼材を用いる場合と比較して、複数の縦板１１５を含むベースフレーム１００の剛性を安価に高めることができる。なお、本実施形態のように、上記のようなＨ型鋼をＩ型に配置することで、ベースフレーム１００を構成する梁の断面二次モーメントを大きくし、曲げモーメントに対する変形を抑え、ドラムハウジング４０の振動を安定して抑えることができる。更に、Ｉ型構造の上面部には他の部材を配置しやすく、下面部によって床面への設置性を高めることができる。

【0105】

また、本実施形態では、ベースフレーム１００の複数の縦板１１５によってスピンドル支持板１１１を介してスピンドル２を回転可能に支持することができるため、タイヤＴと回転ドラム４とが互いに押圧される際の荷重をベースフレーム１００によって安定して受け止めることができる。このため、ドラム進退装置４００の振動を低減するとともに、スピンドル２の倒れを抑止することができる。

【0106】

また、本実施形態では、ドラムハウジング４０の底部４１１が２つのボールねじブロック４１３を有するため、回転ドラム４とボールねじ５１３とが上下方向において互いに近接して配置され、回転ドラム４の倒れ、ねじれを抑制することができる。

【0107】

また、本実施形態では、２つのボールねじブロック４１３は、回転ドラム４のドラム軸４Ｓよりも前方に配置される。また、ドラム進退装置４００は、ベースフレーム１００のベースフレーム天板１１２にそれぞれ装着され、ボールねじ１５３の前端部を支持しドラムハウジング４０からボールねじ１５３に掛かる荷重を受ける一対のボールねじ支持部１５４を更に有する。このような構成によれば、ボールねじ支持部１５４とボールねじナット１５５との前後方向における距離を小さくすることができるため、荷重の伝達経路が短くなり、ドラムハウジング４０の倒れやねじれを抑止し振動を抑えることができる。

【0108】

また、本実施形態では、トラック用やバス用の大きなサイズのタイヤＴに対して試験を行うために、所定の規格に沿って、直径１５００ｍｍ以上の回転ドラム４がドラムハウジング４０に支持される場合でも、ベースフレーム１００の剛性および固有振動数を高く保持することができるため、回転ドラム４の回転や回転ドラム４がタイヤＴから受ける荷重によってドラム進退装置４００が振動することを抑止し、その振動がロードセル４Ｌの計測値に影響を及ぼすことを低減することが可能となる。

【0109】

更に、本実施形態では、複数の中間フレーム支持部１１３が昇降ユニット５０（中間フレーム１０１、上部フレーム１０２）の自重を受けるとともにベースフレーム１００に接続されることで、ベースフレーム１００の設置安定性を高め、計測値に対する装置の振動の影響を更に低減することが可能となる。

【0110】

以上、本発明の一実施形態に係るドラム進退装置４００およびこれを備えたタイヤ試験機１について説明したが、本発明はこれらの形態に限定されるものではなく、以下のような変形実施形態が可能である。

【0111】

（１）上記の実施形態では、図６に示すように、ベースフレーム１００のベースフレーム天板１１２上には、一対のボールねじ１５３と一対のリニアガイド１６１とが配置される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。一対のリニアガイド１６１の間、望ましくはその中央部に、一つのボールねじ１５３が配置される態様でもよい。この場合、ドラムハウジング４０に装着されボールねじ１５３と係合するボールねじナット１５５も一つ設けられれば良い。また、ボールねじ１５３（減速機１５２およびボールねじ１５３）の鉛直下方に複数の縦板１１５のうちの一の縦板１１５が配置さればよい。

【0112】

また、図６において、左右方向の内側に一対のリニアガイド１６１が配置され、当該一対のリニアガイド１６１の左右両外側に一対のボールねじ１５３が配置されてもよい。この場合、一対のボールねじ１５３が一対のリニアガイド１６１よりも左右外側に配置されているため、作業者はボールねじ１５３およびボールねじナット１５５のメンテナンスを容易に行うことができる。また、リニアガイド１６１とボールねじ１５３が全て縦板１１５と重なるように配置されているので、これらが縦板１１５と重ならない様に配置された場合と比べて、固有振動数を相対的に高くすることができる。なお、この場合も、４つの縦板１１５が各リニアガイド１６１および各ボールねじ１５３の鉛直下方にそれぞれ配置されればよい。また、３以上のボールねじ１５３および３以上のリニアガイド１６１がベースフレーム天板１１２上に配置されてもよく、各ボールねじ１５３および各リニアガイド１６１の鉛直下方に縦板１１５がそれぞれ配置されればよい。換言すれば、ベースフレーム天板１１２上には、複数のボールねじ１５３および複数のリニアガイド１６１がそれぞれ配置されてもよい。この場合、ボールねじ１５３の鉛直下方に位置する縦板１１５が本発明の第１縦板を構成し、リニアガイド１６１の鉛直下方に位置する縦板１１５が本発明の第２縦板を構成する。

【0113】

（２）また、上記の実施形態では、左右のボールねじナット１５５およびこれを保持する一対のボールねじブロック４１３が、ドラムハウジング４０の底部４１１の前端部に配置される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、底部４１１の前後中央部または後端部に配置されてもよい。なお、これらの部材が底部４１１の後端部に配置される場合には、ボールねじ１５３の支持を減速機１５２に任せてもよいし、減速機１５２の直ぐ前側にボールねじ支持部１５４が配置されてもよい。

【符号の説明】

【0114】

１ タイヤ試験機
１Ｓ 本体フレーム
１００ ベースフレーム
１０１ 中間フレーム
１０２ 上部フレーム
１０２Ａ ガイドフレーム
１０５ スピンドル回転駆動部
１１１ スピンドル支持板
１１１Ａ スピンドル受入孔
１１２ ベースフレーム天板
１１２Ａ リニアガイド装着部
１１２Ｂ 前側支持部
１１２Ｃ 後側支持部
１１３ 中間フレーム支持部（支持脚）
１１５ 縦板
１１５Ａ 縦板本体
１１５Ｂ 上板（上側支持板）
１１５Ｃ 下板（下側設置板）
１１５Ｄ 前側上端部
１１５Ｅ 開口部
１１５Ｆ 後側上端部
１１５Ｓ 天板載置面
１１５Ｔ 支持板載置面
１１６ 横板
１５０ ドラム進退駆動部
１５１ カップリング
１５２ 減速機
１５３ ボールねじ
１５４ ボールねじ支持部
１５５ ボールねじナット
１６１ リニアガイド
１６２ ハウジング支持部
２ スピンドル
２１ 下スピンドル
２２ 上スピンドル
２Ｓ 基準回転中心軸
３ タイヤ搬送機構
４ 回転ドラム
４０ ドラムハウジング
４００ ドラム進退装置
４０Ｓ ドラム収容空間
４１ 下部ハウジング
４１１ 底部（底壁）
４１１Ａ 底板
４１１Ｂ 底部横板
４１１Ｃ 底部縦板
４１２ 側部（側壁）
４１２Ａ 側部ベース板
４１２Ｂ 側部上板
４１２Ｃ 側部横板
４１２Ｄ 側部カバー
４１３ ボールねじブロック（ナット保持部）
４１３Ａ ボールねじ挿通孔
４１４ リニアガイド装着部
４１５ サイド補強板
４１６ 斜めカバー
４１Ｓ、４２Ｓ ドラム軸受入孔
４２ 上部ハウジング（上壁）
４Ａ 模擬路面
４Ｌ ロードセル（荷重検出器）
４Ｓ ドラム軸
５０ 昇降ユニット（昇降機構）
６０ マーキングユニット
６１ 下リム
６２ 上リム
７ 搬入コンベア
８ 搬送コンベア
９ 搬出コンベア
Ｍ モーター
Ｐ タイヤ試験位置
Ｔ タイヤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】