JPH09257662A - タイヤ試験用負荷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤの正転時及び逆転時におけるＲＦＶ等
を測定する装置において、タイヤの回転方向を反転させ
た直後の測定が、迅速且つ正確に行えるようにする。 【解決手段】 タイヤＴの回転方向を反転させる場合に
は、タイヤＴへ荷重を付加するための従回転ドラム１２
に対して設けられた反転助成手段１５により、従回転ド
ラム１２にも、制動力及び反転推力を与えるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤ試験に用い
られる負荷装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】タイヤのユニフォミティ（均一性）等を
調べる場合に用いるタイヤ試験装置は、タイヤを所定の
負荷条件に設定するための負荷装置と、この負荷装置に
よる設定条件下でのＲＦＶ（径方向の力変動）やＬＦＶ
（幅方向の力変動）等を測定するデータ採取装置とを有
している。

【０００３】上記負荷装置は、タイヤをその軸心が鉛直
となるように保持して所定速度で水平回転させる保持タ
イヤ回転手段と、保持されたタイヤの外周面（トレッド
面）へ従回転ドラムを所定加圧力で押し付けることによ
り、タイヤが車両に実装された走行状況をつくり出す荷
重付加手段とを有している（例えば、特公昭５８−５３
７４号公報、特願平５−１０８５９０号公報等参照）。

【０００４】なお、従回転ドラムに対しては回転駆動装
置が設けられておらず、回転自在に保持されただけであ
るので、その回転はタイヤの実回転に支配されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ＲＦＶやＬＦＶ等は、
タイヤの回転方向を正逆に切り換えてその双方での測定
データを採取する必要がある。そのため上記タイヤ試験
装置では、負荷装置により設定した所定条件のもと、デ
ータ採取装置により１回目の測定をし、その後、負荷装
置によりタイヤの回転方向の反転及び所定条件の設定制
御（主に速度制御）を行って、再びデータ採取装置によ
り２回目の測定をするという手順を採っていた。

【０００６】ところが、このようにタイヤの回転方向を
反転させる場合、反転後しばらくの間は、ＲＦＶやＬＦ
Ｖ等の測定データがタイヤ本来のデータよりも異常に高
くなる現象が続くということがあった。すなわち、図６
はＲＦＶを測定した結果であって、図中のＸ領域が１回
目（正転時）のデータであり、Ｙ領域が２回目（逆転
時）のデータであり、Ｒ領域が回転方向の反転乃至所定
条件設定制御時を示しているが、この図６から明らかな
ようにＲ領域からＹ領域へ至るＴ領域では、Ｙ領域での
安定波形に比べて不規則な異常波形が現れている。

【０００７】このようなことから、タイヤの回転方向を
反転させた直後は、上記Ｔ領域を消化させるためにタイ
ヤを数回転（タイヤサイズにもよるが一般には４〜５回
転）だけ余計に空転させざるを得ないということが生じ
ていた。従って、それだけ１本のタイヤに費やす測定の
サイクルタイムが長引く（１回転当たり１秒以上）とい
う難点があった。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、タイヤの回転方向を反転させて行う各種測定
のサイクルタイムを短縮できるようにしたタイヤ試験用
負荷装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次の技術的手段を講じた。即ち、請求
項１記載の本発明では、保持タイヤ回転手段と、該保持
タイヤ回転手段に保持されるタイヤの外周面に従回転ド
ラムを当接・離反可能な荷重付加手段とを有するタイヤ
試験用負荷装置において、前記荷重付加手段には、保持
タイヤ回転手段がタイヤの回転方向を反転させるのに伴
って従回転ドラムへ制動力及び／又は反転推力を付与す
る反転助成手段が設けられていることを特徴としてい
る。

【００１０】このような構成であれば、タイヤにつき１
回目（例えば正転時）の測定をした後、保持タイヤ回転
手段によりその回転方向を反転させた（即ち、逆転にす
る）場合、反転助成手段が従回転ドラムの回転を制動さ
せたり、更に反転推力を与えたりするようになるので、
タイヤの外周面と従回転ドラムの外周面との接点部間に
生じる慣性力（タイヤ及び従回転ドラムにおいて互いに
共通する接線方向へ向く力）を小さく抑えることができ
る。

【００１１】この慣性力は、大きくなればなるほどＲＦ
ＶやＬＦＶ等の測定データに異常波形を生じさせるもの
であるので、これの抑制化が可能であることは、それだ
けタイヤの回転方向反転後における２回目の測定データ
を安定化させることが迅速化できるということになる。
前記荷重付加手段には、従回転ドラムの周速度と、保持
タイヤ回転手段に保持されたタイヤ中心に対する従回転
ドラムの回転中心までの軸間距離とから、従回転ドラム
の実回転数に適応したタイヤ回転数を演算して保持タイ
ヤ回転手段を加減速制御する速度補正制御手段が設けら
れた構成とすることが可能である（請求項２）。

【００１２】このような構成であれば、反転助成手段に
よって従回転ドラムの回転方向が反転される際に、この
従回転ドラムの周速度に合わせるようにタイヤの回転速
度が制御される（即ち、一旦減速した後、また徐々に高
速化してゆく）ものであるから、タイヤの外周面と従回
転ドラムの外周面との接点部間に生じる上記慣性力を小
さくさせるうえで、より一層好適なものとなる。

【００１３】前記反転助成手段は、従回転ドラムの支持
枠から引戻し付勢体を介して設けられたフック具と、該
フック具を従回転ドラムの径方向面へ向けて近接・離反
可能にする係脱操作機構と、従回転ドラムの径方向面に
おいて上記フック具に係合可能と設けられた係合部とを
有している構成とすることができる（請求項３）。この
ような構成であれば、モータやクラッチ等を用いた構成
にするよりも構造の簡潔化、低コスト化、制御の容易化
等が図れる利点がある。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図１はタイヤ試験装置として組み
込まれた本発明実施形態の負荷装置１を示しており、こ
の負荷装置１は、保持タイヤ回転手段２と荷重付加手段
３とを有している。

【００１５】保持タイヤ回転手段２は、装置フレーム５
によって鉛直方向に一軸配置された上部回転支軸６と下
部回転支軸７とを有し、上部回転支軸６には回転駆動装
置８が、また下部回転支軸７には昇降駆動装置９が、そ
れぞれ設けられている。従って、上下の回転支軸６，７
間でタイヤＴをその軸心が鉛直となるように保持して所
定速度で水平回転させることができる。

【００１６】一方、荷重付加手段３は、従回転ドラム１
２と、この従回転ドラム１２を保持タイヤ回転手段２に
よって保持されたタイヤＴに対して近接・離反させる進
退駆動装置１３と、この進退駆動装置１３の駆動制御手
段１４と、従回転ドラム１２を反転させる際に当該従回
転ドラム１２に対して制動力及び反転推力を付与する反
転助成手段１５と、更に上記駆動制御手段１４の構成を
一部共用するかたちで構成された速度補正制御手段１６
とを有している。

【００１７】従回転ドラム１２は、側面形状がコ字状に
形成された支持枠１７により軸心が鉛直となるように回
転自在に保持されている。進退駆動装置１３は、装置フ
レーム５の天枠部に設けられて上記支持枠１７を水平動
自在に保持する吊レール２０と、この吊レール２０の一
端寄りで装置フレーム５から垂設された取付板２１に対
して設けられ一端部が支持枠１７に接続されたネジ送り
機構２２と、このネジ送り機構２２を駆動するサーボモ
ータ２３とを有している。

【００１８】駆動制御手段１４は、サーボモータ２３に
付設のパルス発信器２６からカウンタ２７によってパル
ス数を計数することで従回転ドラム１２の位置検出を随
時行ってこれを位置制御手段２８へ入力すると共に、支
持枠１７の回転軸支持部に付設のロードセル３２からロ
ードセルアンプ３３を介して従回転ドラム１２に対する
荷重反力検出を随時行ってこれを荷重制御手段３４へ入
力するようにし、これら位置制御手段２８及び荷重制御
手段３４により、共同して、サーボモータドライバー２
９によるサーボモータ２３の制御を行うようになってい
る。

【００１９】なお、上記した従回転ドラム１２の位置検
出は、経験則等に基づいてドラム位置プリセット設定器
３５から入力された概要値又は記憶手段３６に保存され
た前回データ等を目標値とし、これをリアルタイムで入
力される実測値との比較においてフィードバック制御す
るようにして、制御の迅速化を図ってある。反転助成手
段１５は、図２に示すように従回転ドラム１２の支持枠
１７から引戻し付勢体４０を介して設けられたフック具
４１と、このフック具４１を従回転ドラム１２の径方向
面へ向けて近接・離反可能にする係脱操作機構４２と、
従回転ドラム１２の径方向面において上記フック具４１
と係合可能に設けられた係合部４３とを有している。

【００２０】すなわち、従回転ドラム１２は図３に示す
ように上側の径方向面に対して同心円的な凹部４６が形
成され、この凹部４６の内周面に沿って複数の凹凸が形
成されている。そして、この凹凸のうち凸側を成す部分
がそれぞれ係合部４３とされている。これに対し、フッ
ク具４１は先端部に鉤形状の折曲部を有した棒材によっ
て形成されており、このフック具４１がシリンダケース
４７内に収納されて摺動自在に保持されている。そし
て、このシリンダケース４７内において、フック具４１
が引き込まれる状態を保持するようにバネにより構成さ
れた引戻し付勢体４０が連結されている。

【００２１】また、上記シリンダケース４７の底部端に
は支持枠１７に対する揺動支点部５０が設けられてお
り、このシリンダケース４７の先端寄り外周面と支持枠
１７の適所との間に流体圧シリンダ等の昇降駆動具５１
が設けられることで上記係脱操作機構４２が構成されて
いる。結局、従回転ドラム１２の回転時にあって、係脱
操作機構４２の昇降駆動具５１が進出動作するとシリン
ダケース４７が下向きに揺動し、これによってフック具
４１が従回転ドラム１２におけるいずれかの係合部４３
と係合するようになる。このため、従回転ドラム１２の
回転力に引っ張られてフック具４１がシリンダケース４
７から引き出されるようになるが、フック具４１は引戻
し付勢体４０による付勢力を受けているため、フック具
４１がシリンダケース４７内へ戻ろうとする作用によっ
て従回転ドラム１２に制動力が与えられ、更に従回転ド
ラム１２の停止後に続けて反転推力が与えられるという
ものである。

【００２２】図１に示すように速度補正制御手段１６
は、従回転ドラム１２の支持枠１７に対し当該従回転ド
ラム１２の回転軸５３からその回転数を計測可能なよう
に設けられたロータリーエンコーダ５４（図２参照）
と、上記駆動制御手段１４において従回転ドラム１２の
位置検出を行うための構成（サーボモータ２３に付設の
パルス発信器２６及びカウンタ２７）と、保持タイヤ回
転手段２の回転駆動装置８に付設された回転検出器５５
と、これらから得られる制御因子に基づいて保持タイヤ
回転手段２を加減速制御する回転制御手段５６とを有し
ている。

【００２３】すなわち、回転制御手段５６は、ロータリ
ーエンコーダ５４によって計測された回転数から従回転
ドラム１２の周速度（表面速度）を求めると共に、カウ
ンタ２７によって得られる計数値から、保持タイヤ回転
手段２に保持されたタイヤ中心に対する従回転ドラム１
２の回転中心までの軸間距離を求める。そして、これら
から従回転ドラム１２の実回転数に適応する（即ち、同
速とさせるための理想上の）タイヤＴの周速度（表面速
度）を演算する。

【００２４】そして更に、回転検出器５５から得られる
タイヤＴの実回転数から周速度（表面速度）を求め、上
記従回転ドラム１２から求めた周速度と比較する。この
ように得られた偏差を基に、保持タイヤ回転手段２の回
転駆動装置８をフィードバック制御するものである。こ
の制御は、タイヤＴの外周面と従回転ドラム１２の外周
面との接点部間に過大な滑りが生じない状態が保持され
るように、当初は回転駆動装置８（即ち、タイヤＴの回
転数）を減速させる方向で制御するものであり、従回転
ドラム１２が反転に転じた後は徐々に昇速させる方向で
制御するものである。

【００２５】図４はこのような制御手順を示したフロー
チャートである。いま、ステップ１００において、タイ
ヤＴを例えば正転方向へ回転させた状態でデータ採取装
置による１回目の測定を行い、各種必要処理を行ってデ
ータ採取が終了し、続けて回転駆動装置８に反転指令が
発せられたとする（ステップ２００）。

【００２６】これにより、回転駆動装置８に対し、タイ
ヤＴの回転方向を反転させるべく制御が開始されるが、
これと同時に反転助成手段１５が従回転ドラム１２の回
転を逆転させるべく作動を開始する（ステップ２０
１）。またこのとき、速度補正制御手段１６は、従回転
ドラム１２が停止へ向けて減速してゆくのとタイヤＴの
減速とが同調するように、回転駆動装置８を制御する
（ステップ２０２）。従って、この時点において、タイ
ヤＴの外周面と従回転ドラム１２の外周面との接点部間
に過大な滑りが生じることが防止される。

【００２７】従回転ドラム１２がバネ４０に蓄えられた
エネルギーにより反転に転じた後、（ステップ２０３参
照）、反転助成手段１５は係脱操作機構４２の昇降駆動
具５１を退入させることで復帰（即ち、従回転ドラム１
２の解放）を行う（ステップ２０４）。そして、上記速
度補正制御手段１６は、従回転ドラム１２が反転助成手
段１５による反転推力を受けて一定速度まで昇速してゆ
くのとタイヤＴの昇速とが同調するように、回転駆動装
置８を制御する（ステップ２０５）。

【００２８】その後は、回転駆動装置８が回転検出器５
５に基づいてタイヤＴの昇速（勿論、これに伴って従回
転ドラム１２も昇速する）を行って所定速度（例えば６
０ｒｐｍ）に合わせるようにし（ステップ２０６）、デ
ータ採取装置による２回目の測定へと臨む（ステップ２
０７）。このような手順により、ＲＦＶの測定を行った
結果を図５に示す。

【００２９】この図５から明らかなように回転方向の反
転乃至所定条件設定制御を行っているＲ領域から２回目
（逆転時）測定時のＹ領域へ至るまでのＴ領域（即ち、
不規則波形が生じている時間）は、従来（図６参照）と
比べて極めて短いものである。従って、１回目（正転
時）測定時のＸ領域から２回目（逆転時）測定時のＹ領
域までの時間が極めて短縮されたことになる。実際上
は、タイヤ１本あたりに要される測定のサイクルタイム
が１０％以上、短縮できる成果が得られた。

【００３０】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではない。例えば、反転助成手段１５の構成として、従
回転ドラム１２の回転軸５３に電動クラッチ等を介して
モータやブレーキ等を接続しておき、これによって必要
時（即ち、反転時）にのみ従回転ドラム１２へ制動力を
与えたり、又は反転推力を与えたりすることができる。

【００３１】なお、反転助成手段１５は、従回転ドラム
１２に対して制動力だけを与える構成や、反転推力だけ
を与える構成のものとすることが可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
記載の本発明では、保持タイヤ回転手段がタイヤを反転
させるときに従回転ドラムに対して制動力及び／又は反
転推力を付与する反転助成手段が、荷重付加手段に対し
て設けられているので、タイヤの反転時においてタイヤ
外周面と従回転ドラム外周面との接点部間に生じる慣性
力は小さく抑えられるものとなる。そのため、タイヤの
回転方向反転後における２回目の測定データを安定化さ
せることが迅速化できる。

【００３３】従って、タイヤ１本あたりに要される測定
のサイクルタイムを大幅に短縮することができる。前記
荷重付加手段に対し、従回転ドラムの周速度と、タイヤ
中心に対する従回転ドラムの回転中心までの軸間距離と
から、従回転ドラムの実回転数に適応したタイヤ回転数
を演算して保持タイヤ回転手段を加減速制御する速度補
正制御手段を設けた場合であれば（請求項２）、従回転
ドラムの反転時に、この従回転ドラムにタイヤの回転速
度を同調させることができるため、上記慣性力を小さく
させるうえで、より一層好適なものとなる。

【００３４】前記反転助成手段において、従回転ドラム
の支持枠から引戻し付勢体を介して設けられたフック具
と、該フック具を従回転ドラムの径方向面へ向けて近接
・離反可能にする係脱操作機構と、従回転ドラムの径方
向面において上記フック具に係合可能と設けられた係合
部とを有した構成とする場合（請求項３）、モータやク
ラッチ等を用いた構成にするよりも構造の簡潔化、低コ
スト化、制御の容易化等が図れる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】タイヤ試験装置として組み込まれた本発明実施
形態の負荷装置を示す側面図である。

【図２】従回転ドラムに対して設けられた反転助成手段
を拡大して示す一部破砕側面図である。

【図３】従回転ドラムを示す斜視図である。

【図４】使用手順を示すフローチャートである。

【図５】本発明に係る負荷装置を用いてＲＦＶを測定し
た結果を示すグラフである。

【図６】従来の負荷装置を用いてＲＦＶを測定した結果
を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 負荷装置 ２ 保持タイヤ回転手段 ３ 荷重付加手段 １２ 従回転ドラム １５ 反転助成手段 １６ 速度補正制御手段 １７ 支持枠 ４０ 引戻し付勢体 ４１ フック具 ４２ 係脱操作機構 ４３ 係合部 Ｔ タイヤ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 保持タイヤ回転手段（２）と、該保持タ
   イヤ回転手段（２）に保持されるタイヤ（Ｔ）の外周面
   に従回転ドラム（１２）を当接・離反可能な荷重付加手
   段（３）とを有するタイヤ試験用負荷装置において、 前記荷重付加手段（３）には、保持タイヤ回転手段
   （２）がタイヤ（Ｔ）の回転方向を反転させるのに伴っ
   て従回転ドラム（１２）へ制動力及び／又は反転推力を
   付与する反転助成手段（１５）が設けられていることを
   特徴とするタイヤ試験用負荷装置。
2. 【請求項２】 前記荷重付加手段（３）には、従回転ド
   ラム（１２）の周速度と、保持タイヤ回転手段（２）に
   保持されたタイヤ中心に対する従回転ドラム（１２）の
   回転中心までの軸間距離とから、従回転ドラム（１２）
   の実回転数に適応したタイヤ回転数を演算して保持タイ
   ヤ回転手段（２）を加減速制御する速度補正制御手段
   （１６）が設けられていることを特徴とする請求項１記
   載のタイヤ試験用負荷装置。
3. 【請求項３】 前記反転助成手段（１５）は、従回転ド
   ラム（１２）の支持枠（１７）から引戻し付勢体（４
   ０）を介して設けられたフック具（４１）と、該フック
   具（４１）を従回転ドラム（１２）の径方向面へ向けて
   近接・離反可能にする係脱操作機構（４２）と、従回転
   ドラム（１２）の径方向面において上記フック具（４
   １）と係合可能に設けられた係合部（４３）とを有して
   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
   ヤ試験用負荷装置。