輪胎試驗裝置的製作方法
2023-06-26 21:36:21
專利名稱：輪胎試驗裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種輪胎試驗裝置。
背景技術：
作為這種輪胎試驗裝置，公知的有測量輪胎產生的力的離散的一致性試驗裝置。
一致性試驗構成為，在將輪胎以可旋轉的狀態推抵到旋轉滾筒上的狀態下，用某些方法使輪胎旋轉，並對輪胎的徑向和前後方向以及輪胎的旋轉軸方向中的任一方向，或者同時對多個方向的力變動進行計測。
又，計測輪胎的不平衡量的動態平衡試驗也為人熟知，儘管其需要可以使輪胎在不推壓到旋轉滾筒上的狀態下旋轉的機構和對由於不平衡而作用在輪胎或者安裝有輪胎的主軸上的旋轉離心力進行檢測的機構，但有時由和前述同樣的機器構成。
作為用於進行該一致性試驗和動態平衡試驗的輪胎試驗裝置，例如特開平11-223571號公報和特開2002-350293號公報中記載的輪胎試驗裝置已被公知。
這些以往的試驗裝置是在由某些套支承構造支承的主軸套內收納有軸承，在經由該軸承被可轉動地支承著的主軸上安裝輪胎，並使其以規定的轉速旋轉的試驗裝置。
在一致性試驗中，通常輪胎被規定的力推壓在旋轉滾筒上，因此，此時，在輪胎和旋轉滾筒之間產生的力是對前述的規定的推壓力和輪胎產生的力的變動進行合算而得到的。
一致性試驗裝置是通過安裝在主軸套一側或者旋轉滾筒一側的任一側的力檢測裝置對在輪胎和旋轉滾筒之間產生的這種力的變動進行測量，並在扣除規定的推壓力後求得輪胎所產生的力的變動的試驗裝置。
又，在動態平衡試驗中，通常輪胎並不被推壓在旋轉滾筒上，因此，此時，通過安裝在主軸套一側的力檢測裝置來對由於不平衡而作用在輪胎或者安裝有輪胎的主軸上的旋轉離心力進行測量，並運算出殘留不平衡量(參照JIS B0905)。
在一致性試驗中，通常，是在輪胎的轉速為60rpm左右，即1Hz左右的低速下實施的。在輪胎產生的力的變動中，在需要測量到輪胎的轉速的高次成分頻率的情況下，需要測量的頻率範圍為最大10Hz左右以下。
在動態平衡試驗中，通常，輪胎的轉速為數十到1500rpm的範圍，即數Hz到20Hz左右，與一致性試驗相比可以認為是高速，但由於只測量輪胎轉速同步成分即可，所以可以認為需要測量的頻率範圍為最大20Hz左右以下。
又，在使用前述那樣的構成的裝置測量力的情況下，在由支承主軸的軸承和收納軸承的套以及支承套的支承構造等的剛性和其重量決定的機械系統固有振動頻率存在於應該測量的頻率頻帶內或者其附近的情況下，有受共振的影響而造成力檢測精度下降的問題。
為排除機械系統固有振動頻率下的共振的影響，優選地，必須把機械系統固有振動頻率設置在應該測量的最高頻率的3至4倍以上。
因此，在一致性試驗或者動態平衡試驗中，從前述的測量所必要的頻率範圍考慮，必須把機械系統固有振動頻率設為例如30到60Hz以上，而且，把機械系統固有振動頻率保持在該頻率以上，在以往技術的範圍內可認為是可以比較容易地達到的。
但是，近年來，希望得到精度良好地測量與實際使用輪胎的情況同樣地、使輪胎高速旋轉的狀態下的一致性的試驗裝置，即，所謂高速一致性試驗裝置。
可以認為在高速一致性試驗中必要的輪胎轉速最高為2000rpm左右，即35Hz左右。因此，如果在輪胎產生的力的變動中需要測量到輪胎轉速的高次成分頻率，則需要測量的最高頻率就會增大。
但是，如前所述，可以進行精度良好地測量的頻率範圍的上限是由機械系統固有振動頻率決定的。
因此，對高速一致性試驗來說，儘可能高地保持機械系統固有振動頻率可以說是決定可測量的頻率的上限的重要技術。
作為將機械系統固有振動頻率保持得高的方法，例如，在前述特開平11-223571號公報和特開2002-350293號公報中記載的輪胎試驗裝置中，有使用剛性高的軸承和力檢測器等方法，但關於套支承構造，儘管實際上是為將機械系統固有振動頻率保持得高的重要的要素，卻並沒有特別地載明。
一般地，增大構成套支承構造的要素的板厚或者增加構成部件等對策可以認為是有效的，但是如果胡亂地實施就會導致重量和製造成本的增大。
發明內容
鑑於以上問題，本發明目的在於提供一種可以以儘可能低的重量和製造成本實現在高頻頻帶內進行高精度的計測所必要的具有高固有振動頻率的套支承構造的輪胎試驗裝置。
為達到前述目的，本發明採取下述機構。即，本發明的特徵在於，在具有對裝卸自如地裝配輪胎的主軸裝置進行轉動自如的支承的主軸套裝置和將該套裝置支承在固定側的支承裝置的輪胎試驗裝置中，前述支承裝置具有固定在固定側的底板、和立設在底板上並且上部固定在前述主軸套裝置上的支架部，前述支架部的形狀形成為，其水平面內的截面積越往垂直上方越減小。
其中，所說的支架部的截面積指的只是除去中空部分的僅鋼板部分的截面積。
根據前述構成的本發明，由於具有底板，所以可以使支承構造的截面變化減少，從而可以提高構造整體的剛性。
即，在用地腳螺栓等將支架部個別地固定在地基上的方法中，存在下述幾個問題，難以確保高的剛性。
(1)不能將與地基接觸的部位的面積取得大，所以不利於確保剛性。
(2)由於空間等的制約，地腳螺栓尺寸(即截面積)必須變小，其結果，不利於確保剛性。
(3)實際施工時各個支架部間的校平等操作非常困難。如果是在不完全地進行校平的狀態下，就會在地基和支架接地部位之間產生空隙，從而產生局部的變形等並使該部位的剛性極度下降。即，受到現場的施工狀況、技術水平、地基狀況的影響大。
但是，在本發明中，為避免上述問題，首先準備牢固的底板，然後通過焊接等工作法將支架部直接接合在底板上，再用地腳螺栓等將底板牢固地固定在地基上。如果這樣做，就可以避免前述那樣的各問題，並且，由於有牢固的底板，就不會像如前述(3)那樣受地基等的施工狀況(接地部平面度等)的影響大，結果，可以穩定地確保高的剛性。
通常地，提高機械系統的動態剛性的方法是通過重量(特別是遠離固定部的部分)的減輕或者剛性的增加，但根據本發明，在向上減少截面積時，是在不使剛性損失大的情況下減輕重量的，結果，有助於動態剛性(頻率響應函數的一種，將助振力和位移的比(力/位移)作為頻率的函數表示)的提高。
優選地，前述支架部由多個柱構成。
通過作成這樣的柱構造，下部的空間空出，所以機械的維護和調整就變得容易。
優選地，前述柱配置成，在前述主軸套裝置的圓周方向上以等間隔支承前述主軸套裝置，而且配置成，多根前述柱的各截面中心越往垂直下方相互間的距離越大。
通過作成這樣的構造，可以進一步提高固有振動頻率。即，通過將支架部配置成在垂直方向上越往上越朝向裝置中心軸的傾斜狀，相對於只是減少了截面積的情況，特別是關於支承構造的橫傾，可以得到大的剛性，結果，有助於固有振動頻率的提高。
根據本發明，可以以儘可能低的重量和製造成本實現在高頻頻帶內進行高精度的計測所必要的具有高固有振動頻率的套支承構造。
圖1圖1為本發明的輪胎試驗裝置的整體圖。
圖2圖2為本發明的輪胎試驗裝置的要部主視圖。
圖3圖3為本發明的輪胎試驗裝置的支承裝置的俯視圖。
圖4圖4為圖2的A-A線剖視圖。
圖5圖5為圖2的B-B線剖視圖。
圖6圖6為用於求固有振動頻率的FEM解析模型圖。
具體實施例方式
以下，基於附圖對本發明的實施方式進行說明。
圖1所示的是輪胎試驗裝置的整體圖。該試驗裝置具有對裝卸自如地裝配輪胎1(在圖1中省略，故參照圖2)的主軸裝置2進行旋轉自如的支承的主軸套裝置3、將該套裝置3支承在固定側的支承裝置4。在該實施方式中，固定側是指地基地面。進而，該試驗裝置還具有賦予裝配在主軸套裝置3上的輪胎旋轉和負荷的滾筒裝置5。
前述主軸裝置2上下方向分離自如地具有配置在同一垂直軸心上的上部主軸6和下部主軸7。上部主軸6旋轉自如地設置在升降杆8的下端，該升降杆8上下自由移動地設置在升降壓力缸9上。升降壓力缸9固定在立設在作為固定側的地基上的框架10上。
前述下部主軸7旋轉自如地支承在前述主軸套裝置3上。設置有對該下部主軸7進行旋轉驅動的驅動裝置(省略圖示)。又，下部主軸7以邊緣被該驅動裝置切掉而空轉自如的方式構成。
在前述上部主軸6的下端設置有上部凸緣11，在下部主軸7的上端設置有下部凸緣12，在該上下部凸緣11、12之間夾持輪胎。
前述主軸套裝置3形成為筒狀，通過軸承(省略圖示)等旋轉自如地支承著前述下部主軸7。在該主軸套裝置3上，設置有由用於測量輪胎的一致性的三軸測力傳感器等構成的負載傳感器(省略圖示)。
前述支承裝置4具有固定在作為固定側的地基地面上的底板13、立設在底板13上而且上部固定在前述主軸套裝置3上的支架部14。該支架部14以其水平面內的截面積向上逐漸減少的形狀形成(其詳細情況通過後述的圖2～5說明)。
前述滾筒裝置5具有配置在前述支承裝置4的側面、並固定在作為固定側的地基上的架臺15，和水平方向移動自如地設置在該架臺15上的滾筒套16。在滾筒套16上，以垂直軸姿勢旋轉自如地支承有滾筒17。又，在滾筒套16上，設置有對滾筒17進行旋轉驅動的驅動裝置18。
在前述滾筒套16和架臺15之間設置有進退機構19，前述滾筒17外周面通過該進退機構19被規定的力推壓在裝配在主軸裝置2上的輪胎外周面上。該進退機構19由液壓缸構成。在滾筒套16上，設置有用於檢測滾筒17的移動位置的滾筒傳感器20。
圖2～5中表示前述支承裝置4的詳細情況。支承裝置4的底板13為厚板，其周圍通過螺栓等連接機構21牢固地固定在固定側上的地基上。在該實施方式中，底板13由四角形的鋼板作成厚度100mm，並在其中心部設置有圓孔22，用外周每邊四個、內周4個的總共16個螺栓固定在地基上。
前述支架部14由多個柱23構成，在該實施方式中，由靠近底板13的四角立設的四個柱23構成。該柱23形成為截面中空四角形。即，用板厚38～50mm的鋼板焊接四邊形成截面中空四角形。柱23的下端通過焊接固定在底板13上。
在柱23的上端上，以連結四個柱23的方式通過焊接固定有固定框架24。固定框架24形成為比底板13小的相似形的四角形，並在其中心部上固定有前述主軸套裝置3。
固定框架24具有四角形的下部板25和比該下部板25小的呈四角形的上部板26，上下部板25、26之間通過中空的四角筒27焊接固定。在該四角筒27的外周圍面和下部板25之間設置有肋28。
於是，前述柱23以圓周方向等間隔地支承前述主軸套裝置3的方式配置。而且，以多個柱23的各截面的中心越往垂直下方相互間的距離越大的方式配置。(在圖2中，用單點劃線表示柱23的各截面的中心)在支承在支承裝置4上的主軸套裝置3的下端和地基地面之間，形成有維護用的空間。
進而，從圖1～5可知，支架部14形成為其水平面內的截面積向上逐漸減少的形狀。
根據前述構成的實施方式，支承裝置4越往垂直上方截面積越減小，由此，具有減輕固有振動頻率下降的主要原因之一的遠離成為上述支承構造的固定點的地基的部分的重量的效果。
又，因為支架部14採用了由具有閉合截面、並且越往垂直上方截面的形心越接近主軸套裝置中心軸的4個柱23支承的構造，所以可以在保持高固有振動頻率的狀態下，在主軸套裝置3的下部設置空間，從而在裝置的維護等方面有利。
又，因為支承裝置4採用了通過焊接等連結在具有比較厚的板厚的底板13上、並用地基螺栓21等將該底板13連結在地基上的構造，所以在抑制這些支承構造的變形從而提高構造整體的剛性的同時，可以不受地基的施工狀況等較大影響地保持高固有振動頻率。
實施例相對於圖6所示的支承裝置，作成FEM解析模型，並求出固有振動頻率。其結果，相對於最低次的振動模式(橫傾)的固有振動頻率為約275Hz，得到了實用上足夠的數值。
又，本發明不僅限於前述實施方式所示，例如，支架部也可以為不是多個柱構造，而是在中心部上對主軸套進行支承的一個中空的圓錐臺形。
權利要求
1.一種輪胎試驗裝置，具有對裝卸自如地裝配輪胎的主軸裝置進行轉動自如的支承的主軸套裝置、和將該套裝置支承在固定側的支承裝置，其特徵在於，前述支承裝置具有固定在固定側的底板、和立設在底板上並且上部固定在上述主軸套裝置上的支架部，前述支架部的形狀形成為，其水平面內的截面積越往垂直上方越減小。
2.如權利要求1所述的輪胎試驗裝置，其特徵在於，前述支架部由多個柱構成。
3.如權利要求2所述的輪胎試驗裝置，其特徵在於，前述柱配置成，在前述主軸套裝置的圓周方向上以等間隔支承前述主軸套裝置，而且配置成，多根前述柱的各截面中心越往垂直下方相互間的距離越大。
全文摘要
本發明提供一種輪胎試驗裝置，具有對裝卸自如地裝配輪胎的主軸裝置進行轉動自如的支承的主軸套裝置、和將該套裝置支承在固定側的支承裝置，前述支承裝置具有固定在固定側上的底板、和立設在底板上並且上部固定在前述主軸套裝置上的支架部，前述支架部形成為其水平面內的截面積越往上方越減小的形狀。根據這樣的構成，可以以儘可能低的重量和製造成本實現在高頻頻帶內進行高精度的計測所必要的具有高固有振動頻率的套支承構造。
文檔編號B60C19/00GK1609576SQ20041008824
公開日2005年4月27日 申請日期2004年10月21日 優先權日2003年10月21日
發明者井出聰 申請人:株式會社神戶制鋼所