JPH0449567Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、タイヤの乗心地特性のようなタイヤ
の性能上の可変要素の大きさ、特にタイヤの動的
不平衡状態を判定するための判定装置に関する。

動的な不平衡状態はタイヤの損耗および作用に
とつて有害な要因となることが知られている。ス
ピン平衡試験機が、タイヤの動的不平衡状態の測
定のため開発されてきて、動的不平衡状態を調べ
るためにタイヤ製造工場または自動車の生産工場
において使用することができる。しかし、このよ
うなスピン平衡試験機は、比較的高価であり余分
な空間を必要とする。また、このスピン平衡試験
機にタイヤを取付け、試験を行ない、またこれを
取外す工程を含む余計なタイヤの取扱い作業にお
ける余計な労務費がかかる。

本考案は、スピン平衡試験機の使用を必要とせ
ずにタイヤが動的不平衡状態を持つか否かを判定
する判定装置の提供を目的とするものである。こ
こで本考案の判定装置が判定の対象とするタイヤ
の動的不平衡は偶不つりあいにもとずくタイヤの
車軸方向の動的不平衡を指している（「偶不つり
あい」：コロナ社計量管理技術双書第25冊明石和
彦著「動つりあい試験」P.12参照）。更にまた、
このタイヤの車軸方向の動的不平衡（以下単にタ
イヤの動的不平衡と称する）の表示を得るために
タイヤを実質的に高速で回転させる必要がなくな
る。本考案の装置によれば、必要な判定装置を、
負荷変動試験機のような既存の試験機に内蔵する
ことができ、またタイヤの個々の取付けおよび取
外し作業を必要とせずに判定操作を実施すること
が可能である。

タイヤがその中心面に関して対称的である場合
には、仮りにタイヤの各側においてかなりの量の
振れ（基準からのずれ）があつても、動的不平衡
状態には悪影響を及ぼさない。しかし、タイヤが
非対称である時は、タイヤは通常動的に不平衡状
態になることが観察されている。タイヤの動的不
平衡状態を判定するために、タイヤを比較的遅い
速度で回転させて、トレツド・パターンの端部に
近い各位置におけるタイヤの両側のサイド・ウオ
ールにおける側方向の振れを測定することによつ
てタイヤの非対称性を測定する。次に、タイヤの
中心面に対する両側の振れ量の絶対値の差の基本
波を求める。タイヤの周部の各場所における振れ
量の絶対値の差の基本波の最大値が、タイヤの動
的不平衡状態の大きさを高い信頼度で表わすこと
が判つた。この情報はタイヤ工場または自動車メ
ーカの組立工場において、タイヤの検査に用いる
ことができる。このような装置機器を内蔵する別
の機械はまた、デイーラにより取扱われる新しい
タイヤや中古のタイヤの動的不平衡の大きさを検
査するため現場で使用することができる。

本考案の判定装置は側方の振れを測定すること
によつて、タイヤの動的不平衡状態を判定するた
めの判定装置を提供するものであるが、その構成
は、 タイヤの垂直軸と同軸に、上下よりタイヤをク
ランプして支持する上部チヤツクおよび下部チヤ
ツクと、 タイヤを前記上、下チヤツクを介して回転駆動
する手段と、 クランプされたタイヤの垂直軸から半径が等し
い位置において、前記タイヤの両側面に、その側
方から接触する、前記タイヤの中央円周中心面に
関して対称の位置に、対向して配置された一対
の、タイヤの側面の振れを測定する測定手段と、 各々の測定手段と連動し、タイヤの側面の円周
回りに沿つて測定された側面の振れを検出するト
ランスジユーサと、 前記トランスジユーサから出力された信号の絶
対値の差を検出する手段と、 前記信号の絶対値の差が有する、基本波成分と
高調波成分のうちから基本波成分のみの値を得
て、得られた基本波の値の最大値を検出する手段
と、前記基本波の最大値を、予め定めた限界値と
比較して、その比較結果からタイヤの側面非対称
性を探知する比較手段と、 前記側面の非対称性の探知結果から予測される
タイヤの動的不平衡状態を表示する手段とを有す
る。

また、本考案の判定装置は、前記測定手段が、
タイヤが膨張された状態でタイヤと係合すること
ができるようにタイヤを膨張させる手段を含んで
いてもよい。

また、前記下部チヤツクはタイヤを受入れるた
めに引き込み可能でありタイヤを取付けるために
上部チヤツクと係合するように軸方向に移動可能
であつてもよい。

さらに、本考案の判定装置は、タイヤを前記測
定手段に損傷を与えることなく前記下部チヤツク
に取付けることができるように、前記測定手段の
少なくとも１つが、隙間を生ぜしめるために引込
み可能であることが望ましい。

また、本考案の判定装置は、前記比較手段が、
予め定めた値を変更する手段を、さらに含んでい
てもよい。

前述の目的を達成するために、本考案は以下に
詳細に記述し、実用新案登録請求の範囲に特に指
摘された特徴を有するものであるが、本考案の原
理を使用した種々の実施例のうちから例示的な実
施例について以下に添付図面を参照して説明す
る。

第１図および第２図においては、負荷変動試験
機１０のように、上部フレーム１２上に回転自在
に取付けられた上部チヤツク１１を有するタイヤ
試験機が示される。下部フレーム１３は、これに
取付けられたスリーブ１５において回転運動をお
よび垂直方向運動を行なうように垂直スピンドル
１４を支持する。下部チヤツク１６は、前記垂直
スピンドル１４上に載置され、第１図に示された
開口状態の引込み位置から第２図に示された閉鎖
された伸長位置に向つて軸方向に運動可能であ
る。

本考案によれば、線形変位トランスジユーサに
対して結合されたフインガ１８上に取付けられた
ローラ１７のような側方振れ量測定装置が、第２
図に示したようなチヤツク１１および１６間に取
付けられたタイヤ１９と係合するように上部フレ
ーム１２と下部フレーム１３上に取付けられてい
る。フインガ１８は、上部フレーム１２と下部フ
レーム１３に対して垂直方向に調整可能な測定機
構支持部２０によつて、上部チヤツク１１および
下部チヤツク１６間にタイヤの移動を生ずる空隙
を提供するように支持されている。この垂直方向
の調整は、フレーム１２およびフレーム１３上に
載置され、ローラ１７をタイヤ１９と接触状態に
維持して、第１図に示された引込み位置から第２
図に示された伸長位置へ測定機構支持部２０を移
動させる、空気作動のピストン・シリンダ装置に
よつて行なわれる。

チヤツク１１および１６の一方における１つの
ポート（図示せず）のような膨張装置もまた、タ
イヤ１９により密閉された空間と空気圧力供給源
との間に流通するように設けられている。荷重ロ
ール２３は、タイヤ１９のトレツドと係合するよ
うにタイヤの半径方向に運動可能であり、タイヤ
を上部チヤツク１１と下部チヤツク１６のビード
座上に載置させるために使用することができる。

タイヤ１９と接触するローラ１７に代るものと
して、近接センサ２４を垂直方向の調節を行なう
ため測定機構支持部２０上のタイヤから離れた位
置に装着することができる。近接センサ２４は、
タイヤ１９がチヤツク１１，１６上で回転運動す
る時、側方の振れ量を表示する信号を発生する。

第４図に、本考案の一実施例を示すブロツク図
を示す。第１の線形変位トランスジユーサ２５
が、タイヤ１９が一方の側のローラ１７または近
接センサ２４の一つにより作動させられる測定機
構の１つに接続される。第２の同じ線形変位トラ
ンスジユーサ２６がローラ１７または近接センサ
２４の他方により作動させられる他方の測定機構
に接続される。

これらのトランスジユーサ２５，２６からの出
力電圧は、増大または減少させることができる。
この電圧の増減は演算増幅器によつて行なわれ、
本実施例では２分の１に減少されている。線形変
位トランスジユーサ２５からの出力電力の絶対値
Ｂは、線形変位トランスジユーサ２６の出力電圧
の絶対値Ａから差引かれる。どの点においても
（Ａ−Ｂ）の振幅を有するこの信号は、第２次高
調波およびそれ以上の高調波を含むひずみ波であ
るが、４極のローパスフイルタ２７のようなフイ
ルタを通すことにより、これらの第２次高調波以
上の高調波がのぞかれて基本波が送出される。こ
のろ波された（Ａ−Ｂ）信号は、その基本波成分
の最大のピーク・ツウ・ピーク値（以下、ｐ−ｐ
値と呼ぶ）と対応する出力電圧（Ａ−Ｂ）、ｐ−
ｐを生ずるｐ−ｐ値検出器２８に対して送られ
る。サンプル・タイマー２９がこのｐ−ｐ値検出
器２８に接続されて、0.5乃至16秒の時間間隔を
制御するが、この時間間隔においてｐ−ｐ値検出
器２８は、第３図のタイミング図に示す時間間隔
T2〜T3（サンプル時間）に亘つて入力信号の最
大値電圧ｐ−ｐ値を測定して検出する。このｐ−
ｐ値はデイジタル・メータ３２上に表示され、同
時に手動で選定された上下の限界値と比較され
る。

データが拾われランプ回路がリセツトするよう
に、タイヤ１９の1.5回転に対する0.5乃至16秒の
予備試験時間を制御する遅延タイマー３３が設け
られる。この予備試験時間は本装置が時点T1に
おいて作動スイツチ３４を作動させることによつ
て始動された後、および第３図における時間間隔
T2〜T3により示されるサンプル時間前に、時間
間隔T1〜T2により第３図のタイミング図上に示
される。

電圧（Ａ−Ｂ）のｐ−ｐ値の高低のレベルが視
覚的に表示される。電圧（Ａ−Ｂ）のｐ−ｐ値が
受入れ可能な動的不平衡状態の上限値に対応して
予め定められた上限値と等しいかあるいはこれに
より高い時、赤色灯３５が点灯される。この状態
が生ずると、タイマー３６を作動させることがで
き、上限値リレー３７が４乃至15秒間接点を閉じ
る。この時間間隔T4〜T5は第３図に示されてい
る。

同様に、電圧（Ａ−Ｂ）のｐ−ｐ値が動的不平
衡状態の特に小さい値に相当する予め定められた
限界値と等しいかあるいはこれにより小さい時、
緑色灯３８が点灯される。この状態が生ずると、
タイマー３９を作動させることができ、４乃至15
秒の時間間隔T4〜T5だけ下限値リレー４２が接
点を閉じる。

電圧（Ａ−Ｂ）のｐ−ｐ値が上下の限界値の間
にある時、赤色灯３５、緑色灯３８のいずれも点
灯されず、別の動的不平衡水準を示す。第３図の
タイミング図によれば、T3とT4の時間間隔は、
タイマー４３によつて、約１秒間にセツトされる
が、このT3とT4の時間間隔の間に、上限値コン
パレータ４４または下限値コンパレータ４５から
出力が、緑色灯３８に連結されたフリツプフロツ
プ回路と下限値リレー４２に、または、赤色灯３
５に連結されたフリツプフロツプ回路と上限値リ
レー３７へ送出される。

第３図のタイミング・チヤートにおけるサンプ
ル間隔T2〜T3において、ｐ−ｐ値検出器２８が
タイヤの少なくとも１回転の間に生ずる最大ｐ−
ｐ値を保持することが重要である。サンプル・タ
イマー２９はタイヤ１９の1.5回転に対してセツ
トされることが望ましい。

第５図のグラフにおいて、電圧の絶対値の基本
波であるＡおよびＢのｐ−ｐ値が縦座標軸上に示
され、それらのタイヤ１９の両側における、タイ
ヤの軸心と直交する中立面に対する関係は線０−
０によつて表示されている。これらの値はグラフ
の横座標上の点０ないし12によつて示されるタイ
ヤ１９の周部の各位置に示される。第５図に示さ
れた、ＡおよびＢのＰ−Ｐ値（2Aおよび2B）が
その周囲において示されるある位置において測定
できる。したがつて、第６図に示すように、絶対
値Ａから絶対値Ｂを差引いた差（Ａ−Ｂ）の値は
これらの位置において測定することができ、タイ
ヤ１９の動的不平衡状態の大きさの指標値とな
る。

例えば、第２図において、上部ローラ１７が側
方の振れのため伸長される時、この状態は線形変
位トランスジユーサ２６からの電圧Ａを生じる。
同様に、下部ローラ１７が側方の振れのため引込
められる時、この状態は線形変位トランスジユー
サ２５からの電圧（−Ｂ）を生じる。これらの電
圧の絶対値ＡおよびＢについて、ＡからＢを差引
いた値を得る時、その結果は第６図において示さ
れるような値Ａ−Ｂと等しく、また最大値Ａ−Ｂ
はグラフ上に点Ｘにより示される。ｐ−ｐ値検出
器２８により点Ｘにおいて確定されるこの最大の
Ａ−Ｂ値は、タイヤ１９の動的不平衡状態の大き
さの指標値である。

第２図に示すように、側方の振れ量は、タイヤ
の最大断面幅SDの区域とその外側の半径面域と
の間のタイヤの両側におけるトレツド・パターン
の終りに近い各位置４６，４７において測定され
る。ローラ１７は、タイヤ１９とタイヤ１９の平
滑な面において係合することが望ましい。このこ
とは、近接センサ２４を使用する場合にはタイヤ
との間に転がり接触がないため必要がない。

動作について説明すると、負荷変動試験機１０
は下部チヤツク１６を引込めることによつてタイ
ヤ１９を収容するように定置される。測定支持部
２０もまた引込められて、タイヤ１９が下部チヤ
ツク１６上に挿入されて支持される空間を提供す
る。次に、第２図に示すように、下部チヤツク１
６を垂直スピンドル１４上に持ち上げ、タイヤ１
９のビード部をチヤツク１１および１６のビード
座上に定置させる。タイヤ１９は、使用圧力まで
膨張されることが望ましい。必要に応じて、荷重
ロール２３をタイヤ１９のトレツド面と係合する
ように半径方向内方に移動してタイヤのビード部
のチヤツク１１，１６上への着座を助けるように
することもできる。測定機構支持部２０は、次
に、ローラ１７およびフインガ１８により、ある
いは近接センサ２４により側方の振れ量を測定す
るための位置に移動される。この動作は、第２図
に示すように、上部チヤツク１１を動力装置によ
つて予め定められた回転速度で駆動し、かつ下部
チヤツク１６を垂直スピンドル１４上の上部で上
部チヤツク１１により回転させて、タイヤ１９が
水平位置において回転運動させられる間に行なわ
れる。

第４図に示すように、判定は、データが得られ
ている時、最大値（Ａ−Ｂ，ｐ−ｐ）の信号がこ
のレベルに対して比較されるように、上限値コン
パレータ４４を所望の値に調節することによつて
行なわれる。もしこの信号がこの限界値と等しい
かあるいはこれより大きければ、赤色灯３５が点
灯する。本装置がデータを拾いつつある時、最大
値（Ａ−Ｂ，ｐ−ｐ）信号がこのレベルと比較さ
れるように、下限値コンパレータ４５が所望の下
限値に対して調整される。もし最大値（Ａ−Ｂ，
ｐ−ｐ）信号が下限値に等しいかあるいはこれよ
り小さければ、緑色灯３８が点灯される。

タイヤ１９をチヤツク１１，１６と共に回転運
動させて判定装置を始動した後、第４図に示すよ
うに、スイツチ３４を作動させることによつて、
線形トランスジユーサ２５，２６がローラ１７ま
たは近接センサ２４に側方振れ量を信号させる位
置におかれた後で回路を沈静させるに充分な長さ
の予め定められた時間間隔T1〜T2だけタイヤは
回転運転させられる。この時間は、タイヤ１９の
約1.5回転を与えるものであることが望ましい。
この後、できるだけ長く、少なくともタイヤ１９
の約1.5回転に対して設定されるサンプル時間間
隔T2〜T3においてデータが取られる。このサン
プル期間中に生じる最大値（Ａ−Ｂ，ｐ−ｐ）は
デイジタル・メータ３２に保持され、上下レベル
の視覚的表示が赤色灯３５または緑色灯３８によ
つて与えられる。このサンプル期間T2〜T3の
後、赤色灯３５または緑色灯３８が点灯される間
上限値リレー３７または下限値リレー４２が予め
定められた期間閉じられる。

タイヤの製造工場または自動車組立工場におい
て、前述の判定後の通常の行程は、タイヤ１９が
膨張状態にある間の測定機構支持部２０の引込め
行程、および次にタイヤにおける負荷の変動を試
験するため負荷ローラ２３をタイヤと係合関係に
なるように移動する行程を含む。この試験の後、
タイヤ１９は空気を抜かれて取外される。

本考案の実施例は以上のとおりである。

次に、本考案のタイヤの動的不平衡状態の判定
装置によつて、従来の動的平衡試験機の試験結果
とほぼ同等に近い結果が得られることについて説
明する。

第７図は、本考案の実施例に基づいて実際に行
なつたランダムに選ばれた50本の製品FR78−
14CPSタイヤの試験の結果を示すものである。

各タイヤは第４図に示された装置によつて試験
したのち、タイヤの両側の振れの絶対値の差の基
本波の最大値を示すデイジタル・メータ３２の読
みがＫ−Ｗフアクタとして記録された。次に、上
記と同じタイヤは、通常の動的平衡試験機によつ
て動的不平衡が試験され、試験の結果は動的不平
衡値（U_n）として記録された。そののち、本考
案の実施例によるＫ−Ｗフアクタと従来の試験機
によるU_n値とを比較するため第７図に示される
ように記入した。このデータから本願考案のＫ−
Ｗフアクタは、U_n値との間に0.85という高い相
関関係にあることが判る。

本実施例のタイヤの動的不平衡状態の判定装置
は、以上述べた実験結果に示されたように、タイ
ヤを高速で回転させたり、判定のためのタイヤの
取付けおよび取外し作業をしないですむように他
の機械に内蔵させ得る形態を持ちながら、高価で
かつ、大きな空間とタイヤの取付け、取外しに余
計な労務費を必要とする従来の動的平衡試験機と
遜色ない信頼度をもつ動的不平衡状態の判定がで
きる。

本考案を例示するためにある典型的な実施例お
よびその詳細について示したが、当業者にとつて
は、本考案から逸脱することなく多くの変更が可
能であることが明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の装置に必要とされる測定を行
なうためのタイヤの負荷変動測定兼研磨機械を示
す各部分を切断した部分図、第２図は側方の振れ
を測定するため所定位置に膨張状態で取付けられ
たタイヤとセンサを示す第１図と類似の図、第３
図はタイヤを取付けて膨らました後の操作順序を
示すタイミング図、第４図は図示の実施例の各構
成要素を示すブロツク図、第５図はタイヤの周囲
の各対応位置におけるタイヤの両側の振れの測定
値の絶対値の基本波の値を示すグラフ、第６図は
第５図に示した基本波の値の差を示す異なる目盛
の縦座標を有するグラフ、第７図は50本のタイヤ
のサンプルについて動的平衡試験機で測定された
動的不平衡の測定値（U_n）と本考案の一実施例
によつた測定値とを記録したグラフである。 １０……負荷変動試験機、１１……上部チヤツ
ク、１２……上部フレーム、１３……下部フレー
ム、１４……垂直スピンドル、１５……スリー
ブ、１６……下部チヤツク、１７……ローラ、１
８……フインガ、１９……タイヤ、２０……測定
機構支持部、２３……荷重ロール、２４……近接
センサ、２５，２６……線形変位トランスジユー
サ、２７……ローパスフイルタ、２８……ピー
ク・ツウ・ピーク（ｐ−ｐ）値検出器、２９……
サンプルタイマー、３２……デイジタル・メー
タ、３３……遅延タイマー、３４……作動スイツ
チ、３５……赤色灯、３６，３９，４３……タイ
マー、３７……上限値リレー、３８……緑色灯、
４２……下限値リレー、４４……上限値コンパレ
ータ、４５……下限値コンパレータ、４６，４７
……位置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ タイヤの垂直軸と同軸に、上下よりタイヤを
   クランプして支持する上部チヤツク１１および
   下部チヤツク１６と、 タイヤを前記上、下チヤツク１１，１６を介
   して回転駆動する手段１２，１３と、 クランプされたタイヤの垂直軸から半径が等
   しい位置において、前記タイヤの両側面に、そ
   の側方から接触する、前記タイヤの中央円周中
   心面に関して対称の位置に、対向して配置され
   た一対の、タイヤの側面の振れを測定する測定
   手段１７，１７または２４，２４と、 各々の測定手段１７，１７，２４，２４と連
   動し、タイヤの側面の円周回りに沿つて測定さ
   れた側面の振れを検出するトランスジユーサ２
   ６，２５と、 前記トランスジユーサ２６，２５から出力さ
   れた、信号の絶対値の差を検出する手段と、 前記信号の絶対値の差が有する、基本波成分
   と高調波成分のうちから基本波成分のみの値を
   得て、得られた基本波の値の最大値を検出する
   手段２７，２８と、 前記基本波の最大値を、予め定めた限界値と
   比較して、その比較結果からタイヤの側面非対
   称性を探知する比較手段２９，４３，４４，４
   ５と、 前記側面の非対称性の探知結果から予測され
   るタイヤの動的不平衡状態を表示する手段３
   ５，３８とを有するタイヤの動的不平衡状態の
   判定装置。 ２ 前記測定手段が、タイヤが膨張された状態で
   タイヤと係合することができるようにタイヤを
   膨張させる手段を含む実用新案登録請求の範囲
   第１項に記載のタイヤの動的不平衡状態の判定
   装置。 ３ 前記下部チヤツクはタイヤを受入れるために
   引き込み可能でありタイヤを取付けるために上
   部チヤツクと係合するように軸方向に移動可能
   である実用新案登録請求の範囲第１項または第
   ２項に記載のタイヤの動的不平衡状態の判定装
   置。 ４ タイヤを前記測定手段に損傷を与えることな
   く前記下部チヤツクに取付けることができるよ
   うに、前記測定手段の少なくとも１つが、隙間
   を生ぜしめるために引込み可能である実用新案
   登録請求の範囲第３項に記載のタイヤの動的不
   平衡状態の判定装置。 ５ 前記比較手段が、予め定めた値を変更する手
   段を、さらに含む実用新案登録請求の範囲第１
   項ないし第４項のいずれか１項に記載のタイヤ
   の動的不平衡状態の判定装置。