JP3910848B2 - タイヤの残留コーナリングフォースの予測方法、タイヤの残留セルフアライニングトルクの予測方法、及びタイヤの測定装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤの残留コーナリングフォースの予測方法、タイヤの残留セルフアライニングトルクの予測方法、及びタイヤの残留コーナリングフォース及び残留セルフアライニングトルクを測定可能なタイヤの測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
乗用車等の車両の直進性及び片流れ現象は、前輪のタイヤの残留コーナリングフォース、残留セルフアライニングトルクに関係があり、その影響を受けることが知られている。
【0003】
この残留コーナリングフォース、及び残留セルフアライニングトルクは、以下のように定義される。
【0004】
タイヤ中心を原点として、車両の進行方向に直角の方向(横方向)にY軸、接地面に対して垂直の方向にZ軸をとると、スリップ角を与えたタイヤにおいて、車両に及ぼす横向きの力としてのコーナリングフォースの着力点は、タイヤ接地面の進行方向後半にあるため、コーナリングフォースはZ軸に対してモーメントを持ち、その方向は与えられたスリップ角を減少させる方向に働く。このモーメントをセルフアライニングトルクという。
【0005】
このスリップ角とコーナリングフォース(CF)及びセルフアライニングトルク(SAT)とは、スリップ角度±1度以内ではこれら特性はほぼ線形であることが知られており、この傾きをコーナリングフォース(CF)についてはコーナリングパワー(CP)、セルフアライニングトルク(SAT)についてはセルフアライニングトルクパワー(SATP)で定義され、セルフアライニングトルク(SAT)が0の時のスリップ角で発生するコーナリングフォース(CF)を残留コーナリングフォース(RCF)、コーナリングフォース(CF)0の時のスリップ角で発生するセルフアライニングトルク(SAT)を残留セルフアライニングトルク(RSAT)として読み取っている。
【0006】
コーナリングパワー(CP)やセルフアライニングトルクパワー(SATP)は操縦安定性の大きな指標となり、また残留コーナリングフォース(RCF)は0に近い値のものほど直進性が良いことが知られている。
【0007】
ただし、路面には雨水の排水性のために傾き(カント)を有しており、それゆえ、この路面カントに逆らって車両を直進させるように、右側通行地域向け、あるいは左側通行地域向け等に応じて、適当な残留コーナリングフォース(RCF)を与えて生産し出荷するのが普通である。
【0008】
残留コーナリングフォース(RCF)や残留セルフアライニングトルク(RSAT)、コーナリングパワー(CP)、セルフアライニングトルクパワー(SATP)は、生産するタイヤのそれぞれに応じて設計した適当な値に定めるが、特に残留コーナリングフォース(RCF)や残留セルフアライニングトルク(RSAT)はタイヤ製造段階でバラつきが生じ易く、その値が異なるのが常であり、車両の片流れを防ぐには、残留コーナリングフォース(RCF)及び残留セルフアライニングトルク(RSAT)を適当な値の範囲にコントロールする必要がある。
【0009】
そのため、製造段階において、何等かの手段によりタイヤの残留コーナリングフォース(RCF)及び残留セルフアライニングトルク(RSAT)を測定し、タイヤを選別する必要がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
従来、タイヤの残留コーナリングフォース、残留セルフアライニングトルクを測定するには、タイヤ分力計を備えた試験機でタイヤを負荷し、スリップ角を徐々に変化させることによりセルフアライニングトルクが0となる残留コーナリングフォース、またはコーナリングフォースが0となる残留セルフアライニングトルクを直接探して求めるか、または測定したデータにより補間して求める方法が一般的であった(例えば、特開平6−294709号公報。)
しかし、実際に測定するには、高価で大掛かりなコーナリング試験機で測定する必要があり、また、スリップ角を振るため、残留コーナリングフォースや残留セルフアライニングトルクを判別するには時間がかかった。
【0011】
また、残留コーナリングフォース値や残留セルフアライングトルク値を求めるには、事前に代用値との関係を確認したり、ばらつきを考慮する必要がある。
【0012】
判別する一つの代用値としてコニシティもあるが、通常の低速ユニフォミティ試験機では、モーメント成分を測定できないため、正確な残留コーナリングフォース値や残留セルフアライニングトルク値とは対応しない場合がある。
【0013】
本発明は、上記問題点を解消するために成されたもので、簡単に、タイヤの残留コーナリングフォースを予測できるタイヤの残留コーナリングフォース予測方法、タイヤの残留セルフアライニングトルクを予測できるタイヤの残留セルフアライニングトルク予測方法、及びタイヤの残留コーナリングフォースや残留セルフアライニングトルクを簡単に測定可能なタイヤの測定装置を提供することが目的である。
【0014】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載のタイヤの残留コーナリングフォースの予測方法は、同一構造の複数のタイヤのニューマチックトレールの平均値を求めて記憶する工程と、前記複数のタイヤと同一構造の被測定タイヤのスリップ角0度でのプライステアフォースを測定する工程と、前記被測定タイヤのスリップ角0度でのプライステアトルクを測定する工程と、前記ニューマチックトレールの平均値、測定されたプライステアフォース、及び測定されたプライステアトルクとから残留コーナリングフォースを求める工程と、を有することを特徴としている。
【0015】
次に、請求項1に記載のタイヤの残留コーナリングフォースの予測方法の作用を説明する。
【0016】
最初の工程では、被測定タイヤと同一構造とされた複数のタイヤのニューマチックトレールの平均値を求め、これを記憶しておく(データベースとして持つ)。
【0017】
このニューマチックトレールは、スリップ角を振って、SAT及びCFを測定できる試験装置で予め求めることができる。
【0018】
例えば、スリップ角を振った時のデータをX軸にSAT、Y軸にCFをプロットし、プロットした点を結ぶ直線の傾きCF/SATをニューマチックトレールの逆数と定義することができる。
【0019】
次に、被測定タイヤのプライステアフォース及びプライステアトルクを測定する。
【0020】
プライステアフォース、及びプライステアトルクは周知の方法で求めれば良い。例えば、プライステアフォース(PS)は、下式(1)から求められる。
【0021】
PS=(LFD(表)+LFD(裏))/2・・・・・・(1)
「LFD」はラテラルフォースディビエイションのことである。また、「LFD(表)+LFD(裏)」は、試験機にて被測定タイヤのLFDを測定した後、その被測定タイヤを逆向きに取り付けてLFDを測定することを意味している。これによりコニシティ(CON)の影響が除かれる。
【0022】
また、プライステアトルク(PSM)は、下式(2)から求められる。
【0023】
PSM=(ATD(表)+ATD(裏))/2・・・・・・(2)
「ATD」はアライニングトルクディビエイションのことである。また、「ATD(表)+ATD(裏)」は、試験機にて被測定タイヤのATDを測定した後、その被測定タイヤを逆向きに取り付けてATDを測定することを意味している。
【0024】
このプライステアフォース及びプライステアトルクは、例えば、所定のスリップ角度(例えば、スリップ角0度)で被測定タイヤに作用するCF及びSATを測定可能な構造の簡単な試験機にて測定することができ、高価で構造の複雑なコーナリング試験機を用いる必要はない。
【0025】
次に、ニューマチックトレールの平均値、測定されたプライステアフォース、及び測定されたプライステアトルクとから残留コーナリングフォースを求める。
【0026】
即ち、図6に示すように、X軸をSAT、Y軸をCFとし、所定のスリップ角度(例えば0度)での点(プライステアフォースPS、プライステアトルクPSM)を通る直線(傾きはニューマチックトレールの逆数)を引けば、SATが0のときのCFが、残留コーナリングフォース(RCF)となる。
【0027】
このように、請求項1のタイヤの残留コーナリングフォースの予測方法では、予めニューマチックトレールをデータベースとして持っていれば、あとはニューマチックトレールと測定したプライステアフォース及びプライステアトルクとから簡単な演算を行って残留コーナリングフォースを簡単に求めることができる。
【0028】
請求項2に記載のタイヤの残留セルフアライニングトルクの予測方法は、同一構造の複数のタイヤのニューマチックトレールの平均値を求めて記憶する工程と、前記複数のタイヤと同一構造の被測定タイヤのスリップ角0度でのプライステアフォースを測定する工程と、前記被測定タイヤのスリップ角0度でのプライステアトルクを測定する工程と、前記ニューマチックトレールの平均値、測定されたプライステアフォース、及び測定されたプライステアトルクから残留セルフアライニングトルクを求める工程と、を有することを特徴としている。
【0029】
次に、請求項2に記載のタイヤの残留セルフアライニングトルクの予測方法の作用を説明する。
【0030】
請求項2に記載の残留セルフアライニングトルクの予測方法は、請求項1に記載の残留コーナリングフォースと同様にして、ニューマチックトレールの平均値を求めてこれを記憶しておき、被測定タイヤのプライステアフォース及びプライステアトルクを測定する。
【0031】
その後、ニューマチックトレールの平均値、測定されたプライステアフォース、及び測定されたプライステアトルクとから残留セルフアライニングトルクを求める。
【0032】
即ち、図6に示すように、X軸をSAT、Y軸をCFとし、所定のスリップ角度(例えば0度)での点(プライステアフォース、プライステアトルク)を通る直線(傾きはニューマチックトレールの逆数)を引けば、CFが0のときのSATが、残留セルフアライニングトルク(RSAT)となる。
【0033】
このように、請求項2のタイヤの残留セルフアライニングトルクの予測方法では、予めニューマチックトレールをデータベースとして持っていれば、あとはニューマチックトレールと測定したプライステアフォース及びプライステアトルクとから簡単な演算を行って残留セルフアラインングトルクを簡単に求めることができる。
【0034】
請求項3に記載のタイヤの残留コーナリングフォースの予測方法は、被測定タイヤのプライステアフォース及びプライステアトルクを第1のスリップ角で測定する工程と、被測定タイヤのプライステアフォース及びプライステアトルクを第2のスリップ角で測定する工程と、第1のスリップ角で測定されたプライステアフォース及びプライステアトルクと、第2のスリップ角で測定されたプライステアフォース及びプライステアトルクから、残留コーナリングフォースを求める工程と、を有することを特徴としている。
【0035】
次に、請求項3に記載のタイヤの残留コーナリングフォースの予測方法の作用を説明する。
【0036】
請求項1に記載のタイヤの残留コーナリングフォースの予測方法では、予め被測定タイヤと同一構造とされた複数のタイヤのニューマチックトレールの平均値を求め、これをデータベースとして持っていたが、請求項3に記載の残留コーナリングフォースの予測方法では、データベースを持つ代わりに被測定タイヤを異なる2つのスリップ角で各々プライステアフォース及びプライステアトルクを求め、例えば、2つの異なるスリップ角のデータをX軸にSAT、Y軸にCFをプロットし、プロットした2点を結ぶ直線の傾きCF/SATをニューマチックトレールとしている。
【0037】
なお、その後、所定のスリップ角(例えば0度)で被測定タイヤのプライステアフォース及びプライステアトルクを測定し、請求項1に記載のタイヤの残留コーナリングフォースの予測方法と同様にしてニューマチックトレール、測定されたプライステアフォース、及び測定されたプライステアトルクとから残留コーナリングフォースを求めることができる。
【0038】
請求項4に記載のタイヤの残留セルフアライニングトルクの予測方法は、発明は、被測定タイヤのプライステアフォース及びプライステアトルクを第1のスリップ角で測定する工程と、被測定タイヤのプライステアフォース及びプライステアトルクを第2のスリップ角で測定する工程と、第1のスリップ角で測定されたプライステアフォース及びプライステアトルクと、第2のスリップ角で測定されたプライステアフォース及びプライステアトルクとから、残留セルフアライニングトルクを求める工程と、を有することを特徴としている。
【0039】
次に、請求項4に記載のタイヤの残留セルフアライニングトルクの予測方法の作用を説明する。
【0040】
請求項2に記載のタイヤの残留セルフアライニングトルクの予測方法では、予め被測定タイヤと同一構造とされた複数のタイヤのニューマチックトレールの平均値を求め、これをデータベースとして持っていたが、請求項4に記載の残留セルフアライニングトルクの予測方法では、データベースを持つ代わりに被測定タイヤを異なる2つのスリップ角で各々プライステアフォース及びプライステアトルクを求め、例えば、2つの異なるスリップ角のデータをX軸にSAT、Y軸にCFをプロットし、プロットした2点を結ぶ直線の傾きCF/SATをニューマチックトレールとしている。
【0041】
なお、その後、所定のスリップ角(例えば0度)で被測定タイヤのプライステアフォース及びプライステアトルクを測定し、請求項2に記載のタイヤの残留セルフアライニングトルクの予測方法と同様にしてニューマチックトレール、測定されたプライステアフォース、及び測定されたプライステアトルクとから残留セルフアライニングトルクを求めることができる。
【0042】
請求項5に記載のタイヤの測定装置は、被測定タイヤを回転可能に支持するタイヤ支持手段と、外周面が前記被測定タイヤの走行面とされるタイヤ回転手段と、前記タイヤ支持手段に支持された前記被測定タイヤのトレッドと、前記タイヤ回転手段の外周面とを荷重をかけて接触させる荷重付与手段と、前記タイヤ支持手段に支持された被測定タイヤを回転させる回転駆動手段と、前記タイヤ支持手段または前記タイヤ支持手段に設けられ、前記被測定タイヤに作用する力の方向及び値を測定する測定センサーと、記憶手段に予め記憶しておいたタイヤのニューマチックトレールと、測定センサーで測定されて得られた前記被測定タイヤのプライステアフォースとプライステアトルクとから残留コーナリングフォース、及び残留セルフアライニングトルクを求める演算装置と、を有することを特徴としている。
【0043】
次に、請求項5に記載のタイヤの測定装置の作用を説明する。
【0044】
この請求項5に記載のタイヤの測定装置は、前述したタイヤの残留コーナリングフォースの予測方法及びタイヤの残留セルフアライニングトルクの予測方法を簡単に行うためのものである。
【0045】
先ず、演算装置には、被測定タイヤと同一構造とされた複数のタイヤのニューマチックトレール(平均値)が記憶されている。
【0046】
被測定タイヤはタイヤ支持手段に支持され、該測定タイヤは、荷重付与手段によりタイヤ回転手段へ荷重をかけられた状態で接触し、回転駆動手段にて回転させられる。なお、このときのスリップ角は、例えば0度でよい。
【0047】
測定センサーは、回転する被測定タイヤに作用する力の方向及び値、請求項1の作用で説明したように、LFD及びATDを測定し、測定値から演算装置はプライステアフォース及びプライステアトルクを演算する。
【0048】
さらに演算装置は、ニューマチックトレール、演算したプライステアフォース、及びプライステアトルクとから残留コーナリングフォース、及び残留セルフアライニングトルクを演算する。この演算の過程は、請求項1、2で説明した方法と同一の方法である。
【0049】
このように、請求項5のタイヤの測定装置では、予め記憶しておいたニューマチックトレールと、測定して得たプライステアフォース及びプライステアトルクとから演算を行って残留コーナリングフォースや残留セルフアライニングトルクを簡単に求めることができる。
【0050】
なお、演算装置としては、例えば、パーソナルコンピュータ等を用いることができる。
【0051】
また、タイヤの測定装置の機構部分は、タイヤのスリップ角を振る必要がなく、コーナリング試験機よりも簡単な構成ですむ。
【0052】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係るタイヤの測定装置10を図面を照して詳細に説明する。
【0053】
図1に示すように、タイヤの測定装置10では、矩形枠体11の支柱12の略中央部間に、水平方向に平行に延びる一対のレール14が架け渡されている。
【0054】
このレール14には、レールと嵌合する一対の溝が底面に形成された矩形の支持枠16が、溝部でレールと嵌合され、レールに沿って移動可能に設けられてる。
【0055】
支持枠16には、図2にも示すように、扁平な円柱状でかつ中心に回転軸を備えた第1のロードドラム18が、鉛直方向を中心に回転可能に軸支されている(即ち、第1のロードドラム18の赤道面は水平。)。
【0056】
第1のロードドラム18の回転軸の下端には、第1のロードドラム18を回転させるためのモータ20が連結されている。
【0057】
また、支持枠16の底面略中央部には、中心部に雌螺子が形成されたブロック22が固定されており、このブロック22には、レール14に対して平行となるように矩形枠体11に回転可能に架け渡された螺子棒24が螺合されている。
【0058】
この螺子棒24の一端にはプーリが固定されており、このプーリはベルトを介してモータ26の回転軸に連結されている。
【0059】
ブロック22、螺子棒24、及びモータ26は、第1のロードドラム18をレール14に沿って水平方向に移動させる移動機構として作用し、モータ26を回転させることにより、支持枠16、第1のロードドラム18、及びモータ20を一体に水平方向、すなわち被測定タイヤ27に対して接近及び離反する方向に移動させることができる。
【0060】
矩形枠体11の側部には、多数の搬送ローラを水平面内で平行に支持枠28の上部に回転可能に支持して構成されたローラコンベア30が配置されている。
【0061】
このローラコンベア30は、搬送ローラが図示しないモータにより回転され、被測定タイヤ27を搬送する。
【0062】
ローラコンベア30の途中には、長さが短い搬送ローラを対向させて複数配置させることにより、下側ハーフリム通過用空間が形成されている。
【0063】
下側ハーフリム通過用空間より上流側のローラコンベア30を挟んだ位置には、固定配置されたストッパーアーム32Aと、ストッパーアーム32A方向に常時付勢されると共に揺動自在に設けられたセンタリングアーム32Bとで構成されたセンタリング機構が配置されている。
【0064】
ローラコンベア30により搬送されてきた被測定タイヤ27は、ストッパーアーム32Aにより停止され、ストッパーアーム32Aとセンタリングアーム32Bとで挟むようにして被測定タイヤ27をローラコンベア30のセンターに位置させ、以後被測定タイヤ27がローラコンベア30の中心位置を搬送されるように位置決めする。
【0065】
下側ハーフリム通過用空間の上流側位置には、通過する被測定タイヤ27を検出するための発光素子と受光素子とで構成されたタイヤ通過センサ31が設けられている。
【0066】
また、下側ハーフリム通過用空間を挟んだ左右の位置には、被測定タイヤ27を四方から挟んで下側ハーフリム通過用空間上に位置させる4本の位置決めアーム34が揺動自在に設けられている。
【0067】
位置決めアーム34は、図示しないモータの回転軸に連結されており、タイヤ通過センサ31によって被測定タイヤ27の通過が検出されたタイミングで被測定タイヤ27を四方から挟むように駆動される。
【0068】
また、下側ハーフリム通過用空間を挟んで下方には、回転軸を鉛直方向とした下側スピンドル37が油圧シリンダ36によって上下動可能に配置されている。
【0069】
この下側スピンドル37の先端には、第1のロック・アンロック機構を介して下側ハーフリム38が取り付けられている。
【0070】
油圧シリンダ36は、図示しない油圧配管を介して油圧発生装置に連結されている。
【0071】
この油圧発生装置は、空気源に接続された電磁弁に接続されており、電磁弁を切り換え制御することにより発生する油圧の大きさが制御される。
【0072】
下側ハーフリム通過用空間を挟んで上方には、スピンドル軸受けに軸支された上側スピンドル42が配置されている。
【0073】
上側スピンドル42も下側スピンドル37と同様に回転軸を鉛直方向としている。
【0074】
この上側スピンドル42のスピンドル軸受けは、2本のアームによって矩形枠体11の支柱12の側面に回転可能に支持されている。
【0075】
上側スピンドル42の上端は、ベルト44及びギヤボックス46を介して矩形枠体11の上部に固定されたスピンドルモータ48の回転軸に連結されている。
【0076】
また、上側スピンドル42の下端には、上側ハーフリム40が固定されている。
【0077】
図3に示すように、下側ハーフリム38の上側及び上側ハーフリム40の下側には、各ハーフリムをロック及びアンロックさせるための第2のロック・アンロック機構52が形成されている。
【0078】
第2のロック・アンロック機構52の側面には、被測定タイヤ27内に空気を導入すると共に被測定タイヤ27内の空気を排気するための電磁弁54、及び被測定タイヤ27の内圧を検出する圧力センサ56が設けられている。
【0079】
この電磁弁54は、配管を介して図示しない空気源に接続されている。
【0080】
また、上側スピンドル42には、x、y、z3軸方向(被測定タイヤ27の上下方向、前後方向、及び左右方向の3方向)の力の変動と各軸周りのモーメントを検出する3成分力型センサ58A(図3では図示せず。図4参照。)、上側スピンドル42の1回転あたりに1つのパルスを出力するエンコーダ58B(図3では図示せず。図4参照。)、及び第1のロードドラム18、及び後述する第2のロードドラム18’から被測定タイヤ27に作用する押し付け荷重を測定するロードセル38C(図3では図示せず。図4参照。)を備えた測定センサ58が内蔵されている。
【0081】
この3成分力型センサ58Aにより、タイヤ上下軸力Fz、タイヤ前後軸力Fx、タイヤ左右軸力Fy、タイヤ上下軸回りのモーメントを検出することができる。
【0082】
なお、タイヤ左右軸力Fyが残留コーナリングフォースに対応し、タイヤ上下軸回りのモーメントが残留セルフアライニングトルクに対応する。
【0083】
また、エンコーダ58Bから出力されるパルスにより測定タイミング、被測定タイヤ27の回転速度、被測定タイヤ27と接触して回転している状態でのロードドラムの回転速度を検出することができる。
【0084】
このセンサは、下側スピンドル37にも同様に取付可能である。
【0085】
図4に示すように、測定センサ58の3成分力型センサ58Aは、プリアンプ60及びフィルタ62を介して高速フーリエ変換(FFT)アナライザ64に接続されている。
【0086】
また、FFTアナライザ64には、エンコーダ58Bが接続されている。FFTアナライザ64は、パーソナルコンピュータ66に接続されており、パーソナルコンピュータによりフーリエ変換のタイミングが制御されると共に、フーリエ変換の結果をパーソナルコンピュータに入力する。
【0087】
また、第1のロック・アンロック機構、第2のロック・アンロック機構52、モータ20、26、36、スピンドルモータ48、電磁弁54、油圧を制御する電磁弁等の制御対象部MCは、シーケンス制御ユニット68を介してパーソナルコンピュータ66に接続されている。
【0088】
また、パーソナルコンピュータ66には、タイヤ内圧を検出する圧力センサ56、エンコーダ58B、及び被測定タイヤ27の押し付け荷重を検出するロードセル58Cが接続されている。
(作用)
以下、本実施形態のタイヤの測定装置の動作について図5のフローチャートを参照しながら説明する。
【0089】
ストッパーアーム32Aとセンタリングアーム32Bとでローラコンベア30のセンターに位置するように位置決めされ、ローラコンベア30で搬送されてきた被測定タイヤ27が、タイヤ通過センサ31により検出されると、ステップ200で測定位置に到達したと判断され、ステップ202で4本の位置決めアーム34を駆動して被測定タイヤ27を挟持することにより下側ハーフリム通過用空間上に被測定タイヤ27が停止される。
【0090】
ステップ204では、油圧シリンダ36を制御することにより下側スピンドル37を上昇させる。
【0091】
このとき、第1のロック・アンロック機構により下側スピンドル37の先端には下側ハーフリム38がロックされている。
【0092】
このため、下側スピンドル37の上昇に伴って下側ハーフリム38が上昇する。
【0093】
これにより、下側ハーフリム38に被測定タイヤ27が載置された状態で、下側スピンドル37は上側ハーフリム40が取り付けられた上側スピンドル42まで上昇される。
【0094】
このとき、下側スピンドル37は、予め規格で定められたリム幅で停止され、上側ハーフリム40と下側ハーフリム38との間に被測定タイヤ27が挟持される。
【0095】
次にステップ206で第2のロック・アンロック機構52を制御して上側ハーフリム及び下側ハーフリムをロックさせ、ステップ208で電磁弁54を制御することにより被測定タイヤ27に空気を圧入し、圧力センサ56からの信号を取り込み内圧が規定の圧力になるようにコントロールする。
【0096】
内圧が規定の圧力になるとステップ210で、下側スピンドルと下側ハーフリムとのロックを解除し、下側ハーフリムを下側スピンドルに対してフリーとする。
【0097】
これにより、被測定タイヤ27は、上側ハーフリム40及び下側ハーフリム38と共に回転可能になる。
【0098】
ステップ212で被測定タイヤ27の内圧を検査した後、ステップ214でモータ26を回転させて第1のロードドラム18を前進させて空気が圧入された被測定タイヤ27に第1のロードドラム18を押し付け、押し付け荷重をかける。
【0099】
ステップ216で測定センサ58に内臓されているロードセル38Cの出力に基づいて押し付け荷重が規定値になったか否かを判断し、押し付け荷重が規定値になったと判断されると、ステップ218に移行し、第1のロードドラム18またはスピンドルモータ48で被測定タイヤ27を予め定めた速度で第1の方向に回転させ、3成分力型センサ58Aで検出された信号をコンピュータで処理する。
【0100】
ここでは、少なくともLFDとATDの測定を行う。なお、スピンドル軸受け側に3成分力型センサ58Aを取り付けているので、このステップ218において、RFV等を測定することもできる。
【0101】
次のステップ220では、ステップ218の場合とは逆方向である第2の方向に被測定タイヤ27を予め定めた速度で回転させ、3成分力型センサ58Aで検出された信号をコンピュータで処理する。ここでは、ステップ118と同様に少なくともLFDとATDの測定を行う。
【0102】
次のステップ222では、コンピュータは、先ず、第1の方向に回転させたときのLFDと第2の方向に回転させたときのLFDとからPSを演算し、第1の方向に回転させたときのATDと第2の方向に回転させたときのATDとからPSMを演算し、その後、このPS、及びPSMと、予め記憶しておいたニューマチックトレールとからRCF、及びRSATを演算する。
【0103】
なお、演算して得られたRCFの値及びRSATの値は、コンピュータのディスプレイに表示される。
【0104】
次に、ステップ224に移行し、ロードドラム18を後退させて、待機位置まで移動させる。
【0105】
被測定タイヤ27の回転が停止した後、ステップ226で電磁弁54を制御することにより被測定タイヤ27内の空気を排気する。
【0106】
ステップ228で圧力センサ56出力に基づいて被測定タイヤ27の内圧が0になったか否かを判断し、被測定タイヤ27の内圧が0になったと判断されると、ステップ230で下側ハーフリムを下側スピンドルにロックし、ステップ232で第2のロック・アンロック機構を制御して上側ハーフリムと下側ハーフリムとのロックを解除する。
【0107】
上側ハーフリムと下側ハーフリムとのロック解除後、ステップ234で下側スピンドルを下降する。
【0108】
これにより、被測定タイヤ27が下側ハーフリムに載置された状態で下側スピンドルが下降される。
【0109】
下側スピンドルが下側スピンドル通過空間より下に下降すると被測定タイヤ27が搬送ローラに当接して下側ハーフリムよりリリースされ、次にステップ236へ移行し、リリースされた被測定タイヤ27はローラコンベア30により下流方向に搬送される。
【0110】
上記の動作を連続で行うことにより、全自動運転で連続して被測定タイヤ27を測定し、測定後の処理を自動的に行うことができる。
【0111】
本実施の形態によれば、タイヤの製造ラインで、残留コーナリングフォース及び残留セルフアライニングトルクを精度良く簡単に得ることができる。
【0112】
また、全自動で測定が行われるので、運転のための人手が不要になる。
[その他の実施形態]
上記実施形態では、予め記憶しておいたタイヤ(被測定タイヤ27と同一構造のタイヤ)のニューマチックトレール(複数のタイヤの平均値)を用いて残留コーナリングフォース及び残留セルフアライニングトルクを得たが、被測定タイヤ27のニューマチックトレールを用いても良い。
【0113】
例えば、スリップ角0度の時の点と、スリップ角1度の時の点とを結ぶ直線からニューマチックトレールを求めれば良い。
【0114】
上記実施形態のタイヤの測定装置10では、予め定めたスリップ角での測定しかできないが、例えば、ロードドラム18のタイヤに対する角度を変更可能に改造する、ロードドラム18とは被測定タイヤ27に対するスリップ角が異なる別のロードドラムを別に設ける、被測定タイヤを保持する機構部分(軸)の角度を変更可能に改造する等すれば良い。
【0115】
例えば、別のロードドラムを設ける例としては、図13(A)に示すように、上側スピンドル42及び下側スピンドル37の軸線を境にして第1のロードドラム18の反対側には、第1のロードドラム18と同様の機構(矩形枠体11’、支柱12’、レール14’、支持枠16’、モータ20’、ブロック22’、螺子棒24’、モータ26’等)で駆動される第2のロードドラム18’を配置する。
【0116】
図13(B)に示すように、この第2のロードドラム18’の赤道面CL’は、第2のロードドラム18’の中心と被測定タイヤ27の中心とを結ぶ軸Sの回りに、該被測定タイヤ27の赤道面CLに対して角度θ(例えば0.5度)で傾斜している。なお、この角度θは、スリップ角に相当するものである。
【0117】
図13の装置の場合、測定を2回行う必要はあるが、スリップアングルを徐々に変えながら測定する従来装置よりは機構も簡単であり、測定時間も短時間で済む。
【0118】
なお、図7には、RSATと車両操縦時の微小舵域での剛性感評点との関係が示されており、図8には、RSATと車両流れ評点との関係が示されている。
【0119】
また、図9及び図10に示すように、RSATを大きく振った場合に、従来通りRCFとは対応するが、コニシティ(CON)とは対応しないケースもある。
【0120】
図11は、ある種類のタイヤについて、従来の方法で測定された実測RSAT(横軸)と、本発明により求めた予測RSATとの関係が示されており、図12は、図11とは別のある種のタイヤについて従来の方法で測定された実測RSAT(横軸)と、本発明により求めた予測RSATとの関係が示されている。
【0121】
何れのケースも、RSAT精度良く予測できていることが分かる。
【0122】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載のタイヤの残留コーナリングフォースの予測方法によれば、簡単に精度良くタイヤの残留コーナリングフォースを求めることができる、という優れた効果を有する。
【0123】
請求項2に記載のタイヤの残留セルフアライニングトルクの予測方法によれば、簡単に精度良くタイヤの残留セルフアライニングトルクを求めることができる、という優れた効果を有する。
【0124】
請求項3に記載のタイヤの残留コーナリングフォースの予測方法によれば、簡単に精度良くタイヤの残留コーナリングフォースを求めることができる、という優れた効果を有する。
【0125】
請求項4に記載のタイヤの残留セルフアライニングトルクの予測方法によれば、簡単に精度良くタイヤの残留セルフアライニングトルクを求めることができる、という優れた効果を有する。
【0126】
また、請求項5に記載のタイヤの測定装置によれば、簡単に精度良くタイヤの残留コーナリングフォース、及び残留セルフアライニングトルクを求めることができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施の形態のタイヤの測定装置の側面図である。
【図2】 本実施の形態のタイヤの測定装置の測定部分を示す斜視図である。
【図3】 本実施の形態のタイヤの測定装置の測定部分を示す側面図である。
【図4】 本実施の形態のタイヤの測定装置の演算部分のブロック図である。
【図5】 本実施の形態のタイヤの測定装置による測定制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図6】 残留コーナリングフォース、及び残留セルフアライニングトルクの求め方を示すグラフである。
【図7】 RSATと車両操縦時の剛性感評点との関係を示したグラフである。
【図8】 RSATと車両流れ評点との関係を示したグラフである。
【図9】 RSATとRCFとの関係を示すグラフである。
【図10】 RSATとコニシティ(CON)との関係を示すグラフである。
【図11】 ある種類のタイヤについて、従来の方法で測定された実測RSATと、本発明により求めた予測RSATとの関係を示すグラフである。
【図12】 別のある種のタイヤについて従来の方法で測定された実測RSATと、本発明により求めた予測RSATとの関係を示したグラフである。
【図13】 (A)は他の実施形態に係るタイヤの測定装置の側面図であり、(B)は被測定タイヤと第2のロードドラムとの位置関係を示した説明図である。
【符号の説明】
10 タイヤの測定装置
11 矩形枠体(荷重付与手段)
12 支柱(荷重付与手段)
14 レール(荷重付与手段)
16 支持枠(荷重付与手段)
18 ロードドラム(タイヤ回転手段)
20 モータ(回転駆動手段)
22 ブロック(荷重付与手段)
24 螺子棒(荷重付与手段)
26 モータ(荷重付与手段)
27 被測定タイヤ
37 下側スピンドル(タイヤ支持手段)
38 下側ハーフリム(タイヤ支持手段)
40 上側ハーフリム(タイヤ支持手段)
42 上側スピンドル(タイヤ支持手段)
48 スピンドルモータ
58 測定センサ
64 FFTアナライザ(演算装置)
66 パーソナルコンピュータ(演算装置)
Claims (5)
- 同一構造の複数のタイヤのニューマチックトレールの平均値を求めて記憶する工程と、
前記複数のタイヤと同一構造の被測定タイヤのスリップ角0度でのプライステアフォースを測定する工程と、
前記被測定タイヤのスリップ角0度でのプライステアトルクを測定する工程と、
前記ニューマチックトレールの平均値、測定されたプライステアフォース、及び測定されたプライステアトルクとから残留コーナリングフォースを求める工程と、
を有するタイヤの残留コーナリングフォースの予測方法。 - 同一構造の複数のタイヤのニューマチックトレールの平均値を求めて記憶する工程と、
前記複数のタイヤと同一構造の被測定タイヤのスリップ角0度でのプライステアフォースを測定する工程と、
前記被測定タイヤのスリップ角0度でのプライステアトルクを測定する工程と、
前記ニューマチックトレールの平均値、測定されたプライステアフォース、及び測定されたプライステアトルクから残留セルフアライニングトルクを求める工程と、
を有するタイヤの残留セルフアライニングトルクの予測方法。 - 被測定タイヤのプライステアフォース及びプライステアトルクを第1のスリップ角で測定する工程と、
被測定タイヤのプライステアフォース及びプライステアトルクを第2のスリップ角で測定する工程と、
第1のスリップ角で測定されたプライステアフォース及びプライステアトルクと、第2のスリップ角で測定されたプライステアフォース及びプライステアトルクから、残留コーナリングフォースを求める工程と、
を有するタイヤの残留コーナリングフォースの予測方法。 - 被測定タイヤのプライステアフォース及びプライステアトルクを第1のスリップ角で測定する工程と、
被測定タイヤのプライステアフォース及びプライステアトルクを第2のスリップ角で測定する工程と、
第1のスリップ角で測定されたプライステアフォース及びプライステアトルクと、第2のスリップ角で測定されたプライステアフォース及びプライステアトルクとから、残留セルフアライニングトルクを求める工程と、
を有するタイヤの残留セルフアライニングトルクの予測方法。 - 被測定タイヤを回転可能に支持するタイヤ支持手段と、
外周面が前記被測定タイヤの走行面とされるタイヤ回転手段と、
前記タイヤ支持手段に支持された前記被測定タイヤのトレッドと、前記タイヤ回転手段の外周面とを荷重をかけて接触させる荷重付与手段と、
前記タイヤ支持手段に支持された被測定タイヤを回転させる回転駆動手段と、
前記タイヤ支持手段または前記タイヤ支持手段に設けられ、前記被測定タイヤに作用する力の方向及び値を測定する測定センサーと、
記憶手段に予め記憶しておいたタイヤのニューマチックトレールと、測定センサーで測定されて得られた前記被測定タイヤのプライステアフォースとプライステアトルクとから残留コーナリングフォース、及び残留セルフアライニングトルクを求める演算装置と、
を有することを特徴とするタイヤの測定装置。
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