JPS643681B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はホイールの製造方法および装置に関
する。特に、空気タイヤとホイールとの組立体に
おいて、ホイールの半径方向の振れ（ラジアル振
れ；radial run―out：即ち平面上で転動させた
場合の、ホイールと平面の接点とホイールの中心
との間の半径方向の距離の振れ）とタイヤの半径
方向力（半径方向に生ずる力）の変動の補正を行
うことに関するものである。 空気タイヤとホイールとの組立体を製造する技
術において、従来から長い間にわたつて問題とな
つていたことは、組み立てられた際に正しくその
回転軸心の回りに正確に回転するようにして、空
気タイヤおよびホイールを製造することである。
タイヤカーカスの何らかの円周方向における変動
や、タイヤまたはホイールが非円形であることに
より発生される力は振動の原因となり、従つて消
費者は満足せず、保証に関する多くの苦情が自動
車製造業者に寄せられる。今日においては、製造
業者はタイヤ膨張圧をより高く、自動車をより小
さくして燃料の節約を図るという傾向があること
により、問題点が強調される。このようにしてタ
イヤおよびホイール組立体における半径方向の振
れおよび半径方向力の変動の一様性を得ること
が、従来より更に重要なことになつてきた。 ホイールを製造するための当業者の技術におい
ては、現在ホイールはタイヤビード座における半
径の変動、即ち半径方向の振れが殆どない状態で
製造され得る。これはホイールデイスクとリムと
が組み立てられて、リムのビード座が穿孔工具と
同軸心の固定位置にクランプされている間に、車
輪取付ボルト用の開口および車輪のハブを受容す
るための中央開口をホイールデイスクに穿孔する
ことにより達成される。しかしし、タイヤ製造業
者はホイールと同じ程度に一様性を有する空気タ
イヤを大量に生産することができない。むしろ、
製造されたタイヤにおいては、タイヤカーカスの
弾性および肉厚の変動等により、使用時の動的な
条件下において半径方向力にかなりの変動が生ず
る。 近年、自動車製造業者は各タイヤおよびホイー
ルについてスピン―テストつまり動的なテストを
開始し、タイヤについて半径方向力の変動の一次
ハーモニツクのピーク点、即ち高い点および／ま
たは低い点を測定し、またホイールの半径方向の
振れの一次ハーモニツクのピーク点、即ち高い点
および／または低い点を測定し、それからそれぞ
れのハーモニツクに相殺するようにして、タイヤ
をホイール上に取り付けている。この「適合装着
（match mounting）」という作業は明らかに時間
を消費し、且つコストがかかる。自動車製造業者
は、タイヤ製造業者が各タイヤを動的にテスト
し、例えばタイヤカーカスの側壁上に、半径方向
力の変動の一次ハーモニツクの高い（または低
い）位置であることを示すマークを付けることを
提案した。しかし、このようにマークを付けられ
たタイヤをホイール上にどのようにして適合させ
るかという問題が残る。 この発明の一つの目的は、ビード座における半
径方向の振れの一次ハーモニツクの低いまたは高
い点を故意に作り出し、そのような点をホイール
上で識別可能なある所定の角度位置に位置決めす
ることにより、各々のホイールを別個にテストし
なければならないという前述の「適合装着」にお
ける問題点を除去する、ホイールの製造方法とそ
れを実施する装置を提供することである。この発
明の別の目的は、そのようにして位置決めされる
半径方向の振れの量を、ホイールにタイヤを装着
した場合において、タイヤの半径方向力の変動の
一次ハーモニツクを実質的に相殺するのに必要な
値（公称値）に適合させることである。この発明
の更に別の目的は、ホイールの中央開口の軸心
と、ボルト開口の円周列の軸心との間の偏心量を
減少させた、ホイールの製造方法と装置を提供す
ることである。 簡単に説明すると、この発明の前述並びに他の
目的は、ホイールデイスクのボルト取付開口およ
び／またはハブを受容するための中央開口を、ビ
ード座の平均軸心から故意に片寄らせ偏心させた
軸心をもつて形成することにより達成される。そ
して偏心は、ビード座の半径方向の振れの一次ハ
ーモニツクの低い点または高い点が、ホイールリ
ム上で選択されたある位置の付近に位置決めされ
るように予め定められた方向および量をもつて行
われる。好ましい実施例においては、半径方向の
振れの一次ハーモニツクの低い点が、リム上にあ
る弁ステム開口の周囲に中心を有するホイールの
四分円内に配置されるように偏心が行われる。半
径方向力の変動の一次ハーモニツクの高い点の位
置をマークされたタイヤが、この発明によりホイ
ール上に組み立てられるが、その際タイヤおよび
ホイールの各々の一次ハーモニツクが補完し合う
状態に組み立てられて、一次ハーモニツクは相互
に相殺される。 この発明の好ましい実施例、および付加的な目
的、特徴および利点は、図面を参照した以下に詳
細な説明から明らかになるであろう。 第１図を参照すると、空気タイヤ１０はホイー
ル１２に組み立てられる前に、動的作動条件下で
の半径方向力の変動を予めテストされる。このよ
うなテストは、タイヤをテスト用ホイールに取り
付けて膨張させ、膨張したタイヤを負荷ホイール
に対して回転させ、タイヤにより発生される半径
方向力の変動の量および位置を測定することによ
り、前述の如くタイヤ製造業者により実施され
る。それから該半径方向力の変動の一次ハーモニ
ツクのピーク点の円周方向における位置、例えば
高ピーク点の位置または低ピーク点の位置が通常
のフーリエ解析技術を利用して判定され、この位
置が第１図に１４で示したようにして、タイヤ側
壁のタイヤビード１６の側壁付近にマーク付けさ
れる。以下の説明では、マーク１４はタイヤの半
径方向力の変動の一次ハーモニツクの高い点を示
すものと仮定する。 ホイール１２はホイールリム１８を含み、この
リムには軸心方向に隔置された一対のビード座２
０，２２（第２図）と、ホイールを車輌に取り付
けるために、リム１８の内方に取り付けられたデ
イスク２４が備えられている。デイスク２４とリ
ム１８は所望とされる輪郭をもつて別々に製造さ
れ、それからデイスク２４が加圧嵌合および溶接
または他の結合法によりリム１８に永久的に固定
された状態となるよう、相互に組み立てられる。
図示のリムおよびデイスクの特別の輪郭は例示的
なものであり、この発明の一部を形成するもので
はない。 このようにして、リム１８とデイスク２４が組
み立てられてから、ホイール１８はデイスクに中
央開口２８とボルト開口３０を形成するため、第
２図及び第３図に概略的に示されたダイ装置２６
上に載置される。この発明においては、ビード座
の半径方向の振れの一次ハーモニツクの低い点が
リム１８上の円周方向で選択されたある位置の付
近に配置されるように実験的に計算された量３６
および方向へと、ホイール１２を車輌に取り付け
るための前記中央開口および／またはボルト開口
（好ましくは両者）の軸心線３２が、ビード座２
０，２２の平均中心軸線３４から故意に偏心され
ている。好ましくは前記ビード座の半径方向の振
れの一次ハーモニツクの低い点は、弁ステム開口
３８を中心とするホイール１２の四分円内、即ち
ホイール上で目印となる点である弁ステム開口３
８の両側の各々に約45゜ずつの範囲にわたる領域
内に配置される。 上記したような故意の偏心を行うため、まずホ
イール１２をダイ装置２６内に載置し、デイスク
２４の中央部をダイブロツク４４上に載置する。
次いで、半径方向に往復動自在な複数のジヨー
（第３図）、好ましくは12個のジヨー４６Ａ〜４６
Ｌがリム１８に対して閉鎖されて、各ジヨーの上
部および下部の接点４８及び５０がビード座２
０，２２の各々に係合する。好ましくはホイール
１２は、弁ステム開口３８が所定のジヨー、例え
ば第３図のジヨー４６Ｄ上に配置されるように位
置決めされる。かくしてジヨー４６Ａ〜４６Ｌは
ホイール１２を固定的にクランプし、ビード座の
平均中心軸線３４を画定する。次に、前記軸心線
３２と同じ軸心を有し、ボルト開口３０を貫通し
形成するため円周列に配列されたパンチ５４と、
中央開口２８を貫通し形成するための中央パンチ
５６を備えたパンチ装置５２がデイスク２４の中
央部へと下降されて、ボルト開口および中央開口
が貫通形成される。 この発明の作用を例示すると、ホイール１２は
ダイ装置２６内に載置され、35.6cm（14インチ）
というホイールの呼び径とは無関係に、ジヨー４
６Ａ〜４６Ｌが下の表１に示す位置へと各々調整
される。

【表】 ここで、数値は各ジヨーに対する各接点の、
（−）ホイール中心に向かう方向および（＋）ホ
イール中心から離れる方向への、0.0254mm（千分
の一インチ）単位の変位を示している。 特に、上述したこの発明の好ましい実施態様に
おいては、向かい合つた一対のジヨーの一つまた
はそれ以上が、弁ステム開口に関して対称をなす
ようにして、ダイブロツク４４およびパンチ装置
５２の中心線に関して片寄らされる。このこと
は、通常のホイール形成装置において、パンチ装
置５２とダイブロツク４４の軸心を半径方向に移
動することによつても達成できる。しかし、クラ
ンプ用のジヨーは通常、市販のホイールパンチ装
置において独立して調整できるが、上部および下
部のパンチ工具であるパンチ装置５２とダイブロ
ツク４４の間での整合は、非常に厳格さを必要と
されることである。従つて、まず総てのジヨーを
パンチ装置５２の軸心に対して中心合わせし、そ
れから一つまたはそれ以上の対のジヨー、例えば
ジヨー４６Ｃ〜４６Ｅおよび４６Ｉ〜４６Ｋのク
ランプ位置を、パンチ装置の軸心から半径方向に
物理的に移動することが好ましい。 こうして製造された200個のホイールにおいて、
中央開口２８の軸心から測定した半径方向の振れ
の一次ハーモニツクの平均は0.36mm（0.014in.）
で、標準偏差は0.08mm（0.003in.）であつた。こ
の測定について好ましい範囲は、0.13mm
（0.005in.）〜0.51mm（0.020in.）である。200個の
うち95％のホイールにおいて、弁ステム開口を0゜
としたとき一次ハーモニツクの低い点は60゜の角
度範囲内に入る。100％のホイールにおいて、一
次ハーモニツクの低い点は350゜と75゜間の85゜の範
囲に入る。これらの角度は第３図においてホイー
ルの反時計方向に測定された。ボルト開口と中央
開口の軸心間の平均偏心度は、0.13mm（0.005in.）
であつた。 これまでの説明はこの発明の原理を示してい
る。これは、半径方向の振れおよび一次ハーモニ
ツクの平均値を、他の場合に望ましい水準値より
上にするものではあるが、これによつてホイール
リムの円周方向で選択されたある位置、好ましく
は弁ステム開口に近接した位置に一次ハーモニツ
クの低い点を位置させるようになつている。そし
てタイヤ１０が、タイヤの半径方向力の変動の一
次ハーモニツクの高い点のマーク１４が弁ステム
開口３８と半径方向で隣接するようにして取り付
けられると、それぞれの一次ハーモニツクは全体
的または部分的に相互に相殺されるのである。今
までの説明から明らかなように、ホイールの半径
方向の振れの一次ハーモニツクの低い点でなく、
高い点が弁ステム開口に近接するように、或いは
ホイール上の他の所望とする位置に近接するよう
に、容易に位置決めを行うことができる。一次ハ
ーモニツクの低いまたは高い点に対する目視確認
位置決め部として弁ステム開口を利用する代わり
に、一次ハーモニツクの低いまたは高い点を作り
出すための前述のダイ装置による中央開口形成作
業時においてホイールリムに対し、角度領域の中
心を確認するための他の適当なマークを付けるこ
ともできる。この場合、開口の「形成」とは、開
口を形成するための貫通および同等の作業のみな
らず、開口の仕上げ作業のような貫通加工の後加
工をも含む、広範な意味を有しているものと解釈
すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明により組み立てられた、空気
タイヤおよびホイール組立体の立面図、第２図は
第１図のホイールの製造工程を示す、第３図の２
―２線に沿う側断面図、第３図はこの発明による
ホイール製造のための、第２図に示す装置の平面
図である。 １０…タイヤ、１２…ホイール、１４…マー
ク、１６…タイヤビード、１８…リム、２０，２
２…ビード座、２４…デイスク、２６…ダイ装
置、２８…中央開口、３０…ボルト開口、３８…
弁ステム開口、４４…ダイブロツク、４６Ａ〜Ｌ
…クランプ用ジヨー、５２…パンチ装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a)ホイールリムおよびデイスクの組立体であ
   つて、リムにタイヤビード座を備えると共にデイ
   スクに取付開口を有しており、該開口が前記ビー
   ド座の平均軸心に関して、ホイールの半径方向の
   振れの一次ハーモニツクのピーク点を前記ホイー
   ルリム上のある位置の付近に配置させるために必
   要な量だけ偏心して配置されている組立体を形成
   し、(b)前記ホイールの半径方向の振れの一次ハー
   モニツクのピーク点とは逆の位相を有する、タイ
   ヤの半径方向特性の一次ハーモニツクのピーク点
   を示すマークを備えたタイヤを、前記マークが前
   記ホイールリム上のある位置に対して半径方向で
   隣接するようにして前記ホイールリムのビード座
   に取り付け、前記ホイールの前記半径方向の振れ
   の一次ハーモニツクが前記タイヤの前記半径方向
   力の変動の一次ハーモニツクを相殺するようにし
   てタイヤおよびホイール組立体を形成する工程、
   からなるタイヤおよびホイール組立体の製造方
   法。 ２ 前記タイヤの半径方向特性はタイヤの半径方
   向力の変動であり、ホイールの半径方向の振れの
   一次ハーモニツクは前記タイヤの半径方向力の変
   動の一次ハーモニツクと相殺される、特許請求の
   範囲第１項に記載の方法。 ３ 前記取付開口は、ホイールの半径方向の振れ
   のピーク点を前記ホイールリム上のある位置を中
   心としたホイールの四分円内に配置させるために
   必要な量だけ、ビード座の平均軸心に関して偏心
   して配置されている、特許請求の範囲第１項に記
   載の方法。 ４ 前記ホイールリム上のある位置を弁ステム開
   口とした、特許請求の範囲第３項に記載の方法。 ５ 前記工程ａにおける開口の形成は、閉鎖され
   た時にビード座に係合するよう半径方向に可動な
   複数のジヨーと、軸心方向に往復動自在で取付開
   口を形成するパンチとを備えたダイにホイールを
   載置し、前記ビード座の軸心が前記パンチの中央
   軸心から片寄るようにして前記ジヨーを閉鎖し、
   前記ビード座を前記ジヨーにより固定的にクラン
   プし、前記パンチを前記ダイに対して往復動させ
   て前記開口を貫通させることにより行われる、特
   許請求の範囲第３項に記載の方法。 ６ ビード座を有するリムとデイスクを備えた車
   輌用デイスクホイールに取付用開口を形成する装
   置であつて、前記ビード座をクランプするため円
   周方向に配設された一連のクランプジヨーと、前
   記ジヨーによりクランプされたホイールに第１の
   軸心を中心とするデイスク開口を形成すべく往復
   動自在な装置とからなり、前記ジヨーは半径方向
   に向かい合つた対で配設されていると共に、少な
   くとも一対のジヨーはそのホイールクランプ位置
   において前記第１の軸心から偏心されたビード座
   の平均軸心と一致する第２の軸心に中心を有して
   前記ホイールを前記第１の軸心に関して偏心して
   クランプし、前記往復動自在な装置により前記ホ
   イールデイスクに形成される開口が前記ホイール
   リムに関して偏心して配置されることを特徴とす
   る装置。 ７ (a)ホイールリムおよびデイスクの組立体であ
   つて、リムにタイヤビード座を備えると共にデイ
   スクに取付開口を有しており、該開口が前記ビー
   ド座の平均軸心に関して、ホイールの半径方向の
   振れの一次ハーモニツクのピーク点を前記ホイー
   ルリム上のある位置の付近に配置させるために必
   要な量だけ偏心して配置されている組立体を形成
   し、(b)前記ホイールの半径方向の振れの一次ハー
   モニツクのピーク点とは逆の位相を有する、タイ
   ヤの半径方向特性の一次ハーモニツクのピーク点
   を示すマークを備えたタイヤを、前記マークが前
   記ホイールリム上のある位置に対して半径方向で
   隣接するようにして前記ホイールリムのビード座
   に取り付け、前記ホイールの前記半径方向の振れ
   の一次ハーモニツクが前記タイヤの前記半径方向
   力の変動の一次ハーモニツクを相殺するようにし
   てタイヤおよびホイール組立体を形成する工程、
   からなるタイヤおよびホイール組立体の製造方法
   において、(a)のホイール組立体を形成する方法で
   あつて；第１の軸線上に前記ホイールを位置せし
   め該第１の軸線と同軸に前記ビード座領域をクラ
   ンプする工程と、第１の軸線から偏心されている
   第２の軸線上で前記デイスクに取付開口を形成し
   て該取付開口が前記ビード座領域から偏心してい
   るようにする工程とからなる方法。 ８ 前記取付開口は車輪のハブを受け入れるに適
   した中央開口と、前記中央開口を取り巻き且つ車
   輪取付ボルトを受け入れるに適した円周状に配列
   した開口とからなり、前記中央開口の軸心が前記
   第２の軸心上にあり前記ボルト用開口が前記第２
   の軸線を中心とする円周上に配列されている、特
   許請求の範囲第７項に記載の方法。 ９ 前記偏心は前記ホイールリム上の選択された
   ある位置に隣接して前記ホイールの半径方向の振
   れの一次ハーモニツクのピーク点が位置するよう
   に行われる、特許請求の範囲第７項記載の方法。