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JP3832366B2 - Tire insertion load measuring device - Google Patents
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JP3832366B2 - Tire insertion load measuring device - Google Patents

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JP3832366B2 JP2002078712A JP2002078712A JP3832366B2 JP 3832366 B2 JP3832366 B2 JP 3832366B2 JP 2002078712 A JP2002078712 A JP 2002078712A JP 2002078712 A JP2002078712 A JP 2002078712A JP 3832366 B2 JP3832366 B2 JP 3832366B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホイールにタイヤを挿入させるとき、タイヤ側が受ける負荷を測定するタイヤ挿入負荷測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ホイールにタイヤを挿入させるとき、タイヤが受ける負荷を測定することは、タイヤを効率良くホイールに組み込む工法を検討する上で、重要なファクターになっている。ところが、タイヤはゴム製であって、負荷による変形が大きいため、タイヤで直接負荷を測定することは困難である。
【0003】
そこで、従来より、代用の測定として、種々のタイヤ挿入負荷測定方法が用いられている。例えば、ホイールに歪みゲージを貼り付け、該ホイールにタイヤを挿入させる際に、この歪みゲージから出力される歪み検知信号の大きさに基づいて、ホイールが受ける負荷を測定し、間接的にタイヤが受ける負荷を測定するタイヤ挿入負荷測定方法(第1の従来例)や、タイヤ組み込み設備のマウンタアーム部に歪みゲージを貼り付け、ホイールにタイヤを挿入させる際に、この歪みゲージより出力される歪み検知信号の大きさに基づいて、マウンタアーム部が受ける負荷を測定し、この測定結果から間接的にタイヤが受ける負荷を求めるタイヤ挿入負荷測定方法(第2の従来例)が知られている。更に、ホイールにタイヤを挿入させる際に、タイヤ組み込み設備の動力源(モータなど)の負荷トルクを測定し、この測定結果から間接的にタイヤが受ける負荷を求める方法(第3の従来例)等が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のタイヤ挿入負荷測定方法では、以下に示すような欠点を有していた。
【0005】
即ち、第1の従来例による方法では、ホイールに貼り付けた各歪みゲージより出力される歪み検知信号の大きさに基づいて、負荷の大きさと方向とを特定する際に、有限要素法等用いて、事前に各歪みと、各方向の負荷との関係を求めておかなければならず、その準備と解析とに多大な時間が必要になる。
【0006】
更に、高い剛性を持つホイールに歪みゲージを貼り付けることから、歪みゲージから出力される歪み検知信号の値が小さく、高い測定精度を得ることが難しいという欠点がある。
【0007】
また、第2及び第3の従来例による方法では、設備に加えられる負荷の大きさを測定する方法であるので、タイヤが受ける負荷と方向とを直接測定することができず、タイヤの負荷状況を正確に把握するのが難しいという欠点がある。
【0008】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ホイールにタイヤを挿入する際に、タイヤが受ける負荷、及びその方向を正確に測定することができ、ホイールにタイヤを組み込む工法を検討する際に、正確な資料を提示することのできるタイヤ挿入負荷測定装置を提供することにある。
【0009】
【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願請求項1に記載の発明は、タイヤマウンタを用いてホイールにタイヤを挿入する際に、前記タイヤが受ける負荷を測定するタイヤ挿入負荷測定装置において、前記タイヤマウンタが有するホイール固定台に載置される下ホイールと、前記下ホイール上に配置される上ホイールと、前記上ホイールと下ホイールとを所定距離だけ離間させるように、前記下ホイールと、前記上ホイールとの間に配置されたロードセルと、を具備したことを特徴とする。
【0010】
請求項2に記載の発明は、前記上ホイールとして、該上ホイールをリング状に切断して得られる外側上ホイールと、内側上ホイールとを用いると共に、前記外側上ホイールと前記内側上ホイールとを所定距離だけ離間させて、前記ロードセルを設置したことを特徴とする。
【0011】
請求項3に記載の発明は、前記ロードセルの下端と、前記下ホイールの下端との間に、所定寸法以上のクリアランスを設けることを特徴とする。
【0012】
請求項4に記載の発明は、前記ロードセルは、リング状の補強板を介して、前記下ホイールと前記上ホイール、または、前記下ホイールと前記外側上ホイールと前記内側上ホイールに連結したことを特徴とする。
【0013】
請求項5に記載の発明は、前記タイヤマウンタが有するアームに角速度センサを取り付け、前記ロードセルより出力される歪み検知信号の値を解析する際には、前記角速度センサより出力される角速度を積分して得られる角度と、前記歪み検知信号の解析結果とをリンクさせることを特徴とする。
【0014】
請求項6に記載の発明は、前記タイヤマウンタがシングルアーム形式のタイヤマウンタであるとき、前記ロードセルにて3軸方向の負荷Fx、Fy、Fz、3軸方向のモーメントMx、My、Mzを計測し、また、ダブルアーム形式のタイヤマウンタであるとき、前記ロードセルにて、2軸方向の負荷Fx、Fz、2軸方向のモーメントMx、Mzを計測することを特徴とする。
【0015】
【発明の効果】
請求項1の発明では、ホイールにタイヤを挿入する際に、上ホイールと下ホイールとの間に生じる負荷をロードセルにより測定するので、タイヤが受ける負荷を高精度に把握することができ、これによってホイールにタイヤを組み込む工法を検討する際に、正確な資料を得ることができる。
【0016】
請求項2の発明では、内側上ホイールを押さえて固定したときの負荷と、ホイールにタイヤを挿入したときの外側上ホイールの負荷とを分離して測定することができるので、内側上ホイールを押さえて固定しても、タイヤが受ける負荷を高精度に把握でき、ホイールにタイヤを組み込む工法を検討する際に、正確な資料を得ることができる。
【0017】
請求項3の発明では、ホイールの下端内側を押さえて固定するタイプのタイヤマウンタ等、各種のタイプのタイヤマウンタを使用した場合においても、対応して測定することができる。
【0018】
請求項4の発明では、補強板を用いて、ロードセルとホイール(内側上ホイール、外側上ホイール、及び下ホイール)とを連結するように構成しているので、ホイールのサイズが変化した場合であっても、補強板の大きさを適宜変更することにより、同一のロードセルを用いて複数種のサイズのホイールに対して柔軟に対応することができる。
【0019】
請求項5の発明では、ホイールにタイヤを挿入する際に、タイヤのどの部分を挿入しているときに、タイヤにどの程度の負荷が加えられるのかを、高精度に測定することができるので、ホイールにタイヤを組み込む工法を検討する際に、正確な資料を得ることができる。
【0020】
請求項6の発明では、ホイールにタイヤを挿入する際に、タイヤマウンタのアーム数に応じた最適な負荷測定種類で、タイヤが受ける負荷を高精度に測定することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係るタイヤ挿入負荷測定装置の一実施形態を示す概略構成図、図2は、本装置主要部の詳細な構成を示す断面図である。
【0022】
図1に示すように、タイヤ挿入負荷測定装置1は、下ホイール13と、外側上ホイール12と、内側上ホイール11から成るホイール4を具備し、更に、タイヤマウンタ2のホイール固定台3にホイール4を取り付けて、該ホイール4にタイヤ5を挿入する際の、ホイール4が受ける負荷、ひいてはタイヤ5が受ける負荷を測定するためのロードセル21を具備するタイヤ挿入負荷検知器6(図2参照)を有している。
【0023】
また、このロードセル21より出力される複数の歪み検知信号を取り込んで増幅する歪みアンプ7と、タイヤマウンタ2のアーム8に取り付けられ、アーム8を回転させながら、ホイール4にタイヤ5を挿入する際の角速度を検知する角速度センサ9と、この角速度センサ9より出力される角速度検知信号と歪みアンプ7より出力される各歪み検知信号とを取り込んで、予め設定されている信号処理アルゴリズムにて、ホイール4にタイヤ5を挿入させる際の、ホイール4が受ける負荷(ひいてはタイヤ5が受ける負荷)を解析するパソコン装置10と、を備えている。
【0024】
そして、ホイール固定台3に固定されたホイール4上にタイヤ5をセットした後、タイヤマウンタ2のアーム8を回転させ、ホイール4にタイヤ5を挿入させている際に、アーム8に取り付けられた角速度センサ9より出力される角速度検知信号と、ロードセル21から出力され、歪みアンプ7で増幅された歪み検知信号とをパソコン装置10で処理して、ホイール4が受ける負荷、ひいてはタイヤ5が受ける負荷を求める。
【0025】
ホイール4は、図2の断面図に示すように、切断面aで上下に切断することにより得られる上ホイールと下ホイール13とを有しており、更に、上ホイールは、切断面bでリング状に切断して得られる内側上ホイール11と、外側上ホイール12で構成されている。
【0026】
更に、ロードセル21と下ホイール13との間には、リング状の補強板14が配設され、ロードセル21と外側上ホイール12との間には、リング状の補強板15が配設され、更に、ロードセル21と内側上ホイール11との間には、リング状の補強板16が配設されている。この際、下ホイール13の下端は、ホイール固定台3(図1参照)の上面から所定距離L(例えば、L=60mm)以上となるようにクリアランスが設定されている。
【0027】
また、各補強板14,15,16は、外側上ホイール12と下ホイール13との間に数mm程度の隙間17が形成され、外側上ホイール12と内側上ホイール11との間に数mm程度の隙間18が形成されるように、固定されている。
【0028】
ロードセル21は、リング形状を成しており、タイヤマウンタ2のアーム8(図1)に取り付けられた押さえローラ20によって、タイヤ5のビード部24(図2)が下方向に押し付けられ、該タイヤ5がホイール4に挿入される際に、ホイール4に加えられる負荷を検知し、この負荷の大きさを示す歪み検知信号を出力する。なお、符号22は、このロードセル21より出力される各歪み検知信号を歪みアンプ7へ導くための信号線である。
【0029】
図3は、ロードセル21の構成を模式的に示す斜視図である。該ロードセル21は、剛体で構成される起歪体を有しており、該起歪体は、外周リング部21aと、内周リング部21bとの間に、4個の起歪部21cが、90度ずつ振り分けられた部位に設置されている。
【0030】
起歪部21cは、外周リング部21aと内周リング部21bとの間に生じる歪みを検知するものであり、ホイール4に加えられる6分力(3軸方向の負荷Fx、Fy、Fz、3軸方向のモーメントMx、My、Mz)を検知し、この検知信号を歪み検知信号として出力する。
【0031】
次に、本実施形態に係るタイヤ挿入負荷測定装置1の作用について説明する。まず、タイヤマウンタ2の、ホイール固定台3上にホイール4(3分割されたホイール)を設置する。次いで、図1に示すように、ホイール固定台3に対し傾斜させた状態で、タイヤ5の一部(図中左側)をホイール4にセットする。
【0032】
その後、タイヤマウンタ2が有するセンターコン23にて、内側上ホイール11の中心部を固定し、この状態で、タイヤマウンタ2のアーム8を回転させる。すると、該アーム8に取り付けられた押さえローラ20(図2参照)により、タイヤ5のビード部24が下方に押し付けられ、徐々にビード部24がホイール4に装着される。
【0033】
このとき、ロードセル21により、外側上ホイール12、及び下ホイール13の間に加えられる力が検知され、外側上ホイール12が受ける負荷、即ち、図1に示すX軸方向に向かう負荷Fx、Y軸方向に向かう負荷Fy、及び、Z軸方向に向かう負荷Fz、及び各軸方向のモーメントMx、My、Mzの、各種の歪み検知信号が出力される。
【0034】
その結果、例えば図4に示す特性曲線に示す如くの歪み検知信号を得ることができる。同図より、アーム(マウンタアーム)8の回転が開始されると、各負荷Fx、Fy、Fzが大きく変動していることが理解される。
【0035】
そして、ロードセル21より出力される歪み検知信号は、信号線22を介して歪みアンプ7に供給され、増幅される。
【0036】
また、この動作と並行し、パソコン装置10では、アーム8に取り付けられた角速度センサ9より出力される角速度検知信号を取り込み、該角速度検知信号を積分して、タイヤ5の、どの部分がホイール4に押し込まれているかを示す角度情報を得る。更に、予め設定されている信号処理アルゴリズムで、歪みアンプ7より出力される各歪み検知信号を処理し、上述の角度情報に基づいた、3軸方向の負荷Fx、Fy、Fz、及びモーメントMx、My、Mzを解析する。これにより、タイヤ5の剛性、タイヤマウンタ2の組み込み条件、タイヤ5のビード部24に塗布する潤滑剤の種類等が最適となる条件を得ることができる。
【0037】
このようにして、本実施形態では、1つのホイール4を、切断面aで上下に切断し、且つ、切断面bでリング状に切断して得られる内側上ホイール11と、外側上ホイール12と、下ホイール13とに分割される。そして、これらの各ホイール11,12,13に、補強板14、15、16を各々取り付け、これら内側上ホイール11、外側上ホイール12、及び下ホイール13の間に隙間17、18が形成されるように、各補強板14、15、16の間にロードセル21を取り付けている。
【0038】
そして、該ロードセル21により得られる検出結果に基づいて、ホイール4にタイヤ5を挿入する際の、センターコン23により加えられる負荷と、タイヤ挿入による負荷とを分離させた状態で、ホイール4が受ける3軸方向の負荷及びモーメント、ひいてはタイヤ5が受ける3軸方向の負荷及びモーメントを高精度に測定することができ、これによってホイール4にタイヤ5を組み込む工法を検討させる際の、正確な資料を得ることができる(請求項1、2に対応した効果)。
【0039】
また、この実施形態では、ロードセル21の下端と、下ホイール13の下端との間に所定距離L(例えば、L=60mm)以上のクリアランスを設けているので、センターコン23を有するタイヤマウンタ2のみならず、ホイール4の下端の内面を外方向に向けて押さえることにより固定するタイプのタイヤマウンタ等、各種のタイヤマウンタを用いた場合に適用することができる。
【0040】
これにより、既に設置されているタイヤマウンタに対し、タイヤ挿入負荷検知器6を取り付けるだけで、本実施形態に係るタイヤ挿入負荷測定装置1を構築することができる。従って、装置の改良等に係る手間を省くことができ、装置の構築コストを低減することができる(請求項3に対応した効果)。
【0041】
また、本実施形態では、内側上ホイール11と、外側上ホイール12と、下ホイール13とに補強板14、15、16を各々、取り付けると共に、複数のボルト19によって、これら各補強板14、15、16に、ロードセル21を取り付けるようにしているので、分割前の実際のホイールと同等の剛性を維持でき、また、ホイール4のサイズに応じて、補強板14,15,16の大きさを変更することにより、同一のロードセル21を複数種類のホイールに対して適用することができる。
【0042】
これにより、コスト的に高価であるロードセルを複数種類用意する必要がない(請求項4に対応した効果)。
【0043】
また、本実施形態では、タイヤマウンタ2のアーム8に角速度センサ9を取り付け、パソコン装置10によって、ロードセル21から出力される各歪み検知信号の値を解析する際に、角速度センサ9より出力される角速度を積分して得られた角度情報と、各歪み検知信号の解析結果とをリンクさせているので、ホイール4にタイヤ5を挿入する際に、タイヤ5のどの部分を挿入しているときに、タイヤ5にどの程度の負荷が加えられるのか、といったデータを高精度に得ることができる。従って、ホイール4にタイヤ5を組み込む工法を検討する際に、正確な資料を提示することができる(請求項5に対応した効果)。
【0044】
更に、本実施形態では、タイヤマウンタ2として、シングルアーム形式のタイヤマウンタを使用し、ロードセル21に3軸方向の負荷Fx、Fy、Fz、及び3軸方向のモーメントMx、My、Mzを計測しているので、シングルアーム形式のタイヤマウンタを使用して、ホイール4にタイヤ5を挿入するときに必要、且つ十分な負荷データを求めることができる(請求項6に対応した効果)。
【0045】
また、上述した実施形態では、センターコン23を具備したタイヤマウンタ2を用いたタイヤ挿入負荷測定装置1を例として説明したが、本発明は、センターコン23を搭載しないタイヤマウンタ2を用いる場合についても実施することができる。
【0046】
図5は、センターコンを具備しないタイヤマウンタ25を使用したタイヤ負荷測定装置の構成を示す断面図であり、同図に示すように、センターコンを持たないタイヤマウンタ25を使用するときには、1つのホイール4を切断面aで、切断した上ホイール26と、下ホイール27とに、それぞれリング状の補強板14、15を搭載し、複数のボルト19によって、各補強板14、15の間にロードセル21を固定する構成としている。
【0047】
このような構成においても、上述した実施形態と同様に、ホイール4にタイヤ5を挿入する際に、タイヤ5が受ける3軸方向の負荷及びモーメントを高精度に測定することができ、その結果ホイール4にタイヤ5を組み込む工法を検討する際に、正確な資料を提示することができる(請求項1、3、4、5、6に対応した効果)。
【0048】
また、上述した実施形態では、ホイール4にタイヤ5を押し込むアーム8の個数が1本とされたタイヤマウンタ2,25(特開平11−192823号公報)を例として、本発明に係るタイヤ挿入負荷測定装置1を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、アーム8(図1)の個数が2本とされたもの(特開平6−16023号公報)を使用する構成としても良い。
【0049】
このような構成においても、ホイール4にタイヤ5を挿入する際に、ロードセル21からホイール4に加えられる負荷Fx、Fzを示す歪み検知信号を出力して、ホイール4が受ける負荷、ひいてはタイヤ5が受ける負荷を高精度に測定することができる(請求項6に対応した効果)。
【0050】
なお、本実施形態では、図3に示したように、リング形状をなす一体型のロードセル21を用いて歪みを検知する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばロードセル21が有する4個の起歪部21c毎に分割されたロードセルを用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るタイヤ挿入負荷測定装置の構成を示す説明図である。
【図2】図1に示すタイヤ挿入負荷検知装置の主要部の詳細な構成例を示す断面図である。
【図3】ロードセルを模式的に示す説明図である。
【図4】図1に示すタイヤ挿入負荷測定装置を使用した測定例を示す特性図である。
【図5】本発明に係るタイヤ挿入負荷測定装置の、他の実施形態の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 タイヤ挿入負荷測定装置
2 タイヤマウンタ
3 ホイール固定台
4 ホイール
5 タイヤ
6 タイヤ挿入負荷検知器
7 歪みアンプ
8 アーム
9 角速度センサ
10 パソコン装置
11 内側上ホイール(上ホイール)
12 外側上ホイール(上ホイール)
13 下ホイール
14,15,16 補強板
17,18 隙間
19 ボルト
20 押さえローラ
21 ロードセル
21a 外周リング
21b 内周リング
21c 起歪部
22 信号線
23 センターコン
24 ビード部
25 タイヤマウンタ
26 上ホイール
27 下ホイール
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tire insertion load measuring device for measuring a load received on a tire side when a tire is inserted into a wheel.
[0002]
[Prior art]
Measuring a load applied to a tire when inserting the tire into the wheel is an important factor in considering a method of efficiently incorporating the tire into the wheel. However, since the tire is made of rubber and is greatly deformed by the load, it is difficult to directly measure the load with the tire.
[0003]
Therefore, various tire insertion load measuring methods have been conventionally used as a substitute measurement. For example, when a strain gauge is attached to a wheel and a tire is inserted into the wheel, the load received by the wheel is measured based on the magnitude of the strain detection signal output from the strain gauge. The strain output from this strain gauge when a tire gauge is attached to the mounter arm of the tire built-in equipment and the tire is inserted into the wheel. A tire insertion load measurement method (second conventional example) is known in which the load received by the mounter arm portion is measured based on the magnitude of the detection signal, and the load received by the tire is indirectly determined from the measurement result. Furthermore, when inserting a tire into the wheel, a method of measuring the load torque of a power source (motor, etc.) of the tire built-in equipment, and indirectly determining the load received by the tire from this measurement result (third conventional example), etc. It has been known.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional tire insertion load measuring method described above has the following drawbacks.
[0005]
That is, in the method according to the first conventional example, the finite element method or the like is used to specify the magnitude and direction of the load based on the magnitude of the strain detection signal output from each strain gauge attached to the wheel. Thus, the relationship between each strain and the load in each direction must be obtained in advance, and a great deal of time is required for preparation and analysis.
[0006]
Furthermore, since the strain gauge is attached to a wheel having high rigidity, there is a disadvantage that the value of the strain detection signal output from the strain gauge is small and it is difficult to obtain high measurement accuracy.
[0007]
Further, since the methods according to the second and third conventional examples are methods for measuring the magnitude of the load applied to the equipment, it is not possible to directly measure the load and direction received by the tire, and the tire load situation It is difficult to grasp accurately.
[0008]
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and the object of the present invention is to accurately measure the load applied to the tire and its direction when the tire is inserted into the wheel. It is an object of the present invention to provide a tire insertion load measuring device capable of presenting accurate data when examining a method of incorporating a tire into a wheel.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present application provides a tire insertion load measuring apparatus for measuring a load received by a tire when the tire is inserted into a wheel using the tire mounter. A lower wheel mounted on a wheel fixing base of the upper wheel, an upper wheel disposed on the lower wheel, and the lower wheel and the upper wheel so as to separate the upper wheel and the lower wheel by a predetermined distance. And a load cell arranged between the two.
[0010]
The invention according to claim 2 uses, as the upper wheel, an outer upper wheel obtained by cutting the upper wheel into a ring shape and an inner upper wheel, and the outer upper wheel and the inner upper wheel. The load cell is installed separated by a predetermined distance.
[0011]
The invention described in claim 3 is characterized in that a clearance of a predetermined dimension or more is provided between the lower end of the load cell and the lower end of the lower wheel.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, the load cell is connected to the lower wheel and the upper wheel or the lower wheel, the outer upper wheel, and the inner upper wheel via a ring-shaped reinforcing plate. Features.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, when an angular velocity sensor is attached to the arm of the tire mounter and the value of the strain detection signal output from the load cell is analyzed, the angular velocity output from the angular velocity sensor is integrated. The angle obtained in this way is linked to the analysis result of the distortion detection signal.
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, when the tire mounter is a single-arm type tire mounter, the load cells measure triaxial loads Fx, Fy, Fz, and triaxial moments Mx, My, Mz. In addition, when the tire mounter is of a double arm type, the load cell measures the biaxial loads Fx and Fz and biaxial moments Mx and Mz.
[0015]
【The invention's effect】
In the invention of claim 1, since the load generated between the upper wheel and the lower wheel is measured by the load cell when the tire is inserted into the wheel, the load received by the tire can be grasped with high accuracy. Accurate data can be obtained when considering the method of incorporating tires into wheels.
[0016]
In the invention of claim 2, since the load when the inner upper wheel is pressed and fixed and the load of the outer upper wheel when the tire is inserted into the wheel can be measured separately, the inner upper wheel is pressed. Even if it is fixed, the load received by the tire can be grasped with high accuracy, and accurate data can be obtained when examining the method of incorporating the tire into the wheel.
[0017]
In the invention of claim 3, even when various types of tire mounters such as a tire mounter of a type that presses and fixes the lower end inside the wheel are used, the measurement can be made correspondingly.
[0018]
In the invention of claim 4, since the load cell and the wheel (the inner upper wheel, the outer upper wheel, and the lower wheel) are connected using the reinforcing plate, the size of the wheel is changed. However, by appropriately changing the size of the reinforcing plate, it is possible to flexibly handle a plurality of types of wheels using the same load cell.
[0019]
In the invention of claim 5, when inserting the tire into the wheel, it is possible to measure with high accuracy how much load is applied to the tire when inserting which part of the tire. Accurate data can be obtained when considering the method of incorporating tires into wheels.
[0020]
According to the sixth aspect of the present invention, when the tire is inserted into the wheel, the load received by the tire can be measured with high accuracy by the optimum load measurement type corresponding to the number of arms of the tire mounter.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a tire insertion load measuring device according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of a main part of the device.
[0022]
As shown in FIG. 1, the tire insertion load measuring device 1 includes a wheel 4 including a lower wheel 13, an outer upper wheel 12, and an inner upper wheel 11, and a wheel fixing base 3 of the tire mounter 2 is provided with a wheel. 4 and a tire insertion load detector 6 having a load cell 21 for measuring the load received by the wheel 4 and the load received by the tire 5 when the tire 5 is inserted into the wheel 4 (see FIG. 2). have.
[0023]
Further, when the tire 5 is inserted into the wheel 4 while the arm 8 is rotated while being attached to the arm 8 of the tire mounter 2 and the distortion amplifier 7 that takes in and amplifies a plurality of strain detection signals output from the load cell 21. The angular velocity sensor 9 for detecting the angular velocity of the motor, the angular velocity detection signal output from the angular velocity sensor 9 and each distortion detection signal output from the distortion amplifier 7 are taken in, and the wheel is processed by a preset signal processing algorithm. And a personal computer device 10 that analyzes a load that the wheel 4 receives when the tire 5 is inserted into the tire 4 (and a load that the tire 5 receives).
[0024]
And after setting the tire 5 on the wheel 4 fixed to the wheel fixing base 3, the arm 8 of the tire mounter 2 was rotated, and when the tire 5 was inserted into the wheel 4, it was attached to the arm 8. The load received by the wheel 4 and thus the load received by the tire 5 is processed by the personal computer device 10 after the angular velocity detection signal output from the angular velocity sensor 9 and the distortion detection signal output from the load cell 21 and amplified by the distortion amplifier 7. Ask for.
[0025]
As shown in the sectional view of FIG. 2, the wheel 4 has an upper wheel and a lower wheel 13 obtained by cutting up and down at a cutting surface a, and the upper wheel is a ring at the cutting surface b. It is comprised by the inner upper wheel 11 obtained by cut | disconnecting in a shape, and the outer upper wheel 12. FIG.
[0026]
Further, a ring-shaped reinforcing plate 14 is disposed between the load cell 21 and the lower wheel 13, and a ring-shaped reinforcing plate 15 is disposed between the load cell 21 and the outer upper wheel 12. A ring-shaped reinforcing plate 16 is disposed between the load cell 21 and the inner upper wheel 11. At this time, the clearance is set so that the lower end of the lower wheel 13 is a predetermined distance L (for example, L = 60 mm) or more from the upper surface of the wheel fixing base 3 (see FIG. 1).
[0027]
Further, each reinforcing plate 14, 15, 16 has a gap 17 of about several mm between the outer upper wheel 12 and the lower wheel 13, and about several mm between the outer upper wheel 12 and the inner upper wheel 11. The gap 18 is fixed.
[0028]
The load cell 21 has a ring shape, and the bead portion 24 (FIG. 2) of the tire 5 is pressed downward by the pressing roller 20 attached to the arm 8 (FIG. 1) of the tire mounter 2. When 5 is inserted into the wheel 4, a load applied to the wheel 4 is detected, and a distortion detection signal indicating the magnitude of this load is output. Reference numeral 22 denotes a signal line for guiding each distortion detection signal output from the load cell 21 to the distortion amplifier 7.
[0029]
FIG. 3 is a perspective view schematically showing the configuration of the load cell 21. The load cell 21 has a strain generating body composed of a rigid body. The strain generating body includes four strain generating parts 21c between an outer ring part 21a and an inner ring part 21b. It is installed at the site that is distributed 90 degrees.
[0030]
The strain generating portion 21c detects strain generated between the outer peripheral ring portion 21a and the inner peripheral ring portion 21b, and 6 component forces (triaxial loads Fx, Fy, Fz, 3) applied to the wheel 4 are detected. Axial moments Mx, My, Mz) are detected, and this detection signal is output as a distortion detection signal.
[0031]
Next, the effect | action of the tire insertion load measuring apparatus 1 which concerns on this embodiment is demonstrated. First, the wheel 4 (the wheel divided into three) is installed on the wheel fixing base 3 of the tire mounter 2. Next, as shown in FIG. 1, a part of the tire 5 (left side in the figure) is set on the wheel 4 while being inclined with respect to the wheel fixing base 3.
[0032]
Thereafter, the center portion of the inner upper wheel 11 is fixed by the center control 23 of the tire mounter 2, and the arm 8 of the tire mounter 2 is rotated in this state. Then, the bead portion 24 of the tire 5 is pressed downward by the pressing roller 20 (see FIG. 2) attached to the arm 8, and the bead portion 24 is gradually attached to the wheel 4.
[0033]
At this time, the force applied between the outer upper wheel 12 and the lower wheel 13 is detected by the load cell 21, and the load received by the outer upper wheel 12, that is, the loads Fx and Y-axis directed in the X-axis direction shown in FIG. Various strain detection signals are output, including a load Fy directed in the direction, a load Fz directed in the Z-axis direction, and moments Mx, My, and Mz in each axial direction.
[0034]
As a result, for example, a distortion detection signal as shown in the characteristic curve shown in FIG. 4 can be obtained. From the figure, it is understood that when the rotation of the arm (mounter arm) 8 is started, the loads Fx, Fy, and Fz fluctuate greatly.
[0035]
The distortion detection signal output from the load cell 21 is supplied to the distortion amplifier 7 via the signal line 22 and amplified.
[0036]
In parallel with this operation, the personal computer device 10 takes in the angular velocity detection signal output from the angular velocity sensor 9 attached to the arm 8 and integrates the angular velocity detection signal to determine which part of the tire 5 is the wheel 4. The angle information indicating whether or not it has been pushed into is obtained. Furthermore, each distortion detection signal output from the distortion amplifier 7 is processed by a preset signal processing algorithm, and the loads Fx, Fy, Fz, and moment Mx in the three-axis directions based on the above-described angle information, My and Mz are analyzed. Thereby, conditions in which the rigidity of the tire 5, the mounting conditions of the tire mounter 2, the type of lubricant applied to the bead portion 24 of the tire 5 and the like are optimal can be obtained.
[0037]
In this way, in the present embodiment, the inner upper wheel 11 and the outer upper wheel 12 obtained by cutting one wheel 4 up and down at the cutting surface a and cutting into a ring shape at the cutting surface b. The lower wheel 13 is divided. Reinforcing plates 14, 15, and 16 are attached to the wheels 11, 12, and 13, and gaps 17 and 18 are formed between the inner upper wheel 11, the outer upper wheel 12, and the lower wheel 13. Thus, the load cell 21 is attached between the reinforcing plates 14, 15, 16.
[0038]
Based on the detection result obtained by the load cell 21, the wheel 4 receives the load applied by the center controller 23 and the load due to tire insertion when the tire 5 is inserted into the wheel 4. It is possible to measure the load and moment in three axes, and the load and moment in three axes that the tire 5 receives with high accuracy, thereby providing accurate data for examining the method of incorporating the tire 5 into the wheel 4. (Effect corresponding to claims 1 and 2).
[0039]
In this embodiment, since a clearance of a predetermined distance L (for example, L = 60 mm) or more is provided between the lower end of the load cell 21 and the lower end of the lower wheel 13, only the tire mounter 2 having the center control 23 is provided. In addition, the present invention can be applied to various tire mounters such as a tire mounter of a type that is fixed by pressing the inner surface of the lower end of the wheel 4 outward.
[0040]
Thereby, the tire insertion load measuring device 1 according to the present embodiment can be constructed only by attaching the tire insertion load detector 6 to the tire mounter that has already been installed. Accordingly, it is possible to save time and effort related to the improvement of the apparatus and to reduce the construction cost of the apparatus (effect corresponding to claim 3).
[0041]
In the present embodiment, the reinforcing plates 14, 15, 16 are respectively attached to the inner upper wheel 11, the outer upper wheel 12, and the lower wheel 13, and each of the reinforcing plates 14, 15 is provided by a plurality of bolts 19. 16, the load cell 21 is attached, so that the same rigidity as the actual wheel before the division can be maintained, and the sizes of the reinforcing plates 14, 15, 16 are changed according to the size of the wheel 4. Thus, the same load cell 21 can be applied to a plurality of types of wheels.
[0042]
Accordingly, it is not necessary to prepare a plurality of types of load cells that are expensive in cost (effect corresponding to claim 4).
[0043]
In the present embodiment, the angular velocity sensor 9 is attached to the arm 8 of the tire mounter 2 and is output from the angular velocity sensor 9 when the personal computer device 10 analyzes the value of each strain detection signal output from the load cell 21. Since the angle information obtained by integrating the angular velocity and the analysis result of each distortion detection signal are linked, when inserting the tire 5 into the wheel 4, any portion of the tire 5 is inserted. Data such as how much load is applied to the tire 5 can be obtained with high accuracy. Therefore, when examining the construction method for incorporating the tire 5 into the wheel 4, accurate data can be presented (effect corresponding to claim 5).
[0044]
Further, in this embodiment, a single arm type tire mounter is used as the tire mounter 2, and the loads Fx, Fy, Fz in the three axial directions and moments Mx, My, Mz in the three axial directions are measured on the load cell 21. Therefore, using a single-arm type tire mounter, necessary and sufficient load data can be obtained when the tire 5 is inserted into the wheel 4 (effect corresponding to claim 6).
[0045]
Moreover, although embodiment mentioned above demonstrated as an example the tire insertion load measuring apparatus 1 using the tire mounter 2 which equipped with the center condenser 23, this invention is about the case where the tire mounter 2 which does not mount the center condenser 23 is used. Can also be implemented.
[0046]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of a tire load measuring device using a tire mounter 25 that does not have a center capacitor. As shown in FIG. 5, when using a tire mounter 25 that does not have a center capacitor, Ring-shaped reinforcing plates 14 and 15 are mounted on the upper wheel 26 and the lower wheel 27 obtained by cutting the wheel 4 at the cut surface a, and a load cell is provided between the reinforcing plates 14 and 15 by a plurality of bolts 19. 21 is fixed.
[0047]
Even in such a configuration, as in the above-described embodiment, when the tire 5 is inserted into the wheel 4, the load and moment in the three axial directions that the tire 5 receives can be measured with high accuracy. When examining the construction method for incorporating the tire 5 into 4, accurate data can be presented (effect corresponding to claims 1, 3, 4, 5, 6).
[0048]
In the embodiment described above, the tire insertion load according to the present invention is exemplified by the tire mounters 2 and 25 (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 11-192823) in which the number of the arms 8 for pushing the tire 5 into the wheel 4 is one. Although the measuring apparatus 1 has been described, the present invention is not limited to this, and a configuration using two arms 8 (FIG. 1) (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-16023) may be used. good.
[0049]
Even in such a configuration, when the tire 5 is inserted into the wheel 4, a strain detection signal indicating the loads Fx and Fz applied to the wheel 4 is output from the load cell 21, and the load received by the wheel 4, and thus the tire 5 is The load to be received can be measured with high accuracy (effect corresponding to claim 6).
[0050]
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, an example in which distortion is detected using an integrated load cell 21 having a ring shape has been described, but the present invention is not limited to this, for example, It is also possible to use a load cell divided for each of the four strain generating portions 21c of the load cell 21.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a tire insertion load measuring device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating a detailed configuration example of a main part of the tire insertion load detection device illustrated in FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a load cell.
4 is a characteristic diagram showing a measurement example using the tire insertion load measuring device shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration example of another embodiment of the tire insertion load measuring device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tire insertion load measuring apparatus 2 Tire mounter 3 Wheel fixing stand 4 Wheel 5 Tire 6 Tire insertion load detector 7 Distortion amplifier 8 Arm 9 Angular velocity sensor 10 Personal computer apparatus 11 Inner upper wheel (upper wheel)
12 Outer upper wheel (upper wheel)
13 Lower wheel 14, 15, 16 Reinforcement plate 17, 18 Clearance 19 Bolt 20 Press roller 21 Load cell 21 a Outer ring 21 b Inner ring 21 c Strain generating part 22 Signal line 23 Center con 24 Bead part 25 Tire mounter 26 Upper wheel 27 Lower wheel

Claims (6)

タイヤマウンタを用いてホイールにタイヤを挿入する際に、前記タイヤが受ける負荷を測定するタイヤ挿入負荷測定装置において、
前記タイヤマウンタが有するホイール固定台に載置される下ホイールと、
前記下ホイール上に配置される上ホイールと、
前記上ホイールと下ホイールとを所定距離だけ離間させるように、前記下ホイールと、前記上ホイールとの間に配置されたロードセルと、
を具備したことを特徴とするタイヤ挿入負荷測定装置。
In a tire insertion load measuring device for measuring a load received by the tire when inserting the tire into the wheel using a tire mounter,
A lower wheel mounted on a wheel fixing base of the tire mounter;
An upper wheel disposed on the lower wheel;
A load cell disposed between the lower wheel and the upper wheel so as to separate the upper wheel and the lower wheel by a predetermined distance;
A tire insertion load measuring device comprising:
前記上ホイールとして、該上ホイールをリング状に切断して得られる外側上ホイールと、内側上ホイールとを用いると共に、前記外側上ホイールと前記内側上ホイールとを所定距離だけ離間させて、前記ロードセルを設置したことを特徴とする請求項1に記載のタイヤ挿入負荷測定装置。As the upper wheel, an outer upper wheel obtained by cutting the upper wheel into a ring shape and an inner upper wheel are used, and the outer upper wheel and the inner upper wheel are separated by a predetermined distance, and the load cell is used. The tire insertion load measuring device according to claim 1, wherein the tire insertion load measuring device is installed. 前記ロードセルの下端と、前記下ホイールの下端との間に、所定寸法以上のクリアランスを設けることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載のタイヤ挿入負荷測定装置。The tire insertion load measuring device according to claim 1, wherein a clearance of a predetermined dimension or more is provided between a lower end of the load cell and a lower end of the lower wheel. 前記ロードセルは、リング状の補強板を介して、前記下ホイールと前記上ホイール、または、前記下ホイールと前記外側上ホイールと前記内側上ホイールに連結したことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のタイヤ挿入負荷測定装置。The load cell is connected to the lower wheel and the upper wheel, or the lower wheel, the outer upper wheel, and the inner upper wheel via a ring-shaped reinforcing plate. 4. The tire insertion load measuring device according to any one of items 3. 前記タイヤマウンタが有するアームに角速度センサを取り付け、前記ロードセルより出力される歪み検知信号の値を解析する際には、前記角速度センサより出力される角速度を積分して得られる角度と、前記歪み検知信号の解析結果とをリンクさせることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のタイヤ挿入負荷測定装置。When the angular velocity sensor is attached to the arm of the tire mounter and the value of the distortion detection signal output from the load cell is analyzed, the angle obtained by integrating the angular velocity output from the angular velocity sensor and the distortion detection The tire insertion load measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein a signal analysis result is linked. 前記タイヤマウンタがシングルアーム形式のタイヤマウンタであるとき、前記ロードセルにて3軸方向の負荷Fx、Fy、Fz、3軸方向のモーメントMx、My、Mzを計測し、また、ダブルアーム形式のタイヤマウンタであるとき、前記ロードセルにて、2軸方向の負荷Fx、Fz、2軸方向のモーメントMx、Mzを計測することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のタイヤ挿入負荷測定装置。When the tire mounter is a single-arm type tire mounter, the load cell measures triaxial loads Fx, Fy, Fz, triaxial moments Mx, My, Mz, and double arm type tires. 6. The load cell according to claim 1, wherein when the loader is a mounter, the load cells measure loads Fx and Fz in two axial directions and moments Mx and Mz in two axial directions. Tire insertion load measuring device.
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