JP4781944B2 - タイヤ試験方法及びタイヤ試験装置 - Google Patents

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Description

本発明は、タイヤユニフォミティ測定装置等、タイヤの試験を行うタイヤ試験方法及びタイヤ試験装置に関するものである。
路面上を転動するタイヤに作用する力やモーメントの内、車両に悪影響を及ぼす振動や異音等の原因として特に発生を望まれない力成分としては、タイヤ径方向の変動力(荷重の変動成分であって、ラジアルフォースバリエーション、RFV等という)、タイヤの幅方向の変動力(横力の変動成分であって、ラテラルフォースバリエーション、LFV等という)、タイヤの接線方向の変動力(前後力の変動成分であって、トラクティブフォースバリエーション、TFV等という)等がある。
従来、荷重をかけたタイヤを回転半径一定で回転させることにより上記力成分を測定するタイヤユニフォミティ装置等のタイヤ試験装置が知られている。
ところで、TFVの大きさはRFVやLFVの大きさと比較すると小さいため、該TFVの測定は難しい。また、同じタイヤを用いて同一条件下で測定するにも拘わらず、タイヤ試験器によって得られるTFVのデータにはばらつきがあり、相関性に乏しい等の問題があった。
この様に測定困難な前後力の変動成分を精度良く且つ容易に測定する装置として、例えば特許文献1には、測定対象となるタイヤをチャッキングするリムを備えた主軸に一対のロードセルを設けたタイヤバランス測定マシンと、タイヤに接触離反可能なドラムを備えたドラム装置とを設置し、一対のロードセルに、タイヤの遠心力による変動力とタイヤの接線方向の変動力とを合成した合力からタイヤの遠心力による変動力を減算して該タイヤの接線方向の変動力を測定する比較演算装置を接続したタイヤユニフォミティ装置が提案されている。
特開平6−18352号公報
しかしながら、上記タイヤユニフォミティ装置によれば、例えばタイヤの回転に伴って形成されるタイヤとドラムとによる回転振動系の固有振動に前後力の変動成分の振動が近づくと、共振現象が発生してしまう。この結果、測定される前後力の変動成分には前記回転振動系による振動成分が含まれてしまうこととなり、精度良く前後力の変動成分を測定することができない問題があった。
かかる問題は、上記回転振動系の振動を抑制することにより解決を図ることが考えられるものの、この種の試験を行うタイヤの断面形状や荷重に対する強度等の性能は、全体に亘って均一ではなく、装置構成において回転振動系の振動を除去することは極めて困難である。
そこで、本発明は、タイヤの回転に伴って該タイヤを含む回転振動系に振動が発生するにも拘わらず、該タイヤに作用する前後力の変動成分を精度よく測定することができるタイヤ試験方法及びタイヤ試験装置を提供するようにしたものである。
上述の如く、通常のタイヤの断面形状や荷重に対する強度等の性能は、全体に亘って均一ではない。このため、例えば、タイヤを装着したタイヤ回転体をドラム回転体等に接触させて回転させると、該タイヤ回転体は、一定速度で回転するのではなく、その回転に伴って周期的な速度変動を起こしながら回転する。
かかる点につき、本願発明者らは、タイヤ回転体を含む図9の如き回転振動系において、タイヤの接線方向に以下の式(1)の運動方程式が成立することを見出している。
Figure 0004781944
上記式(1)によれば、タイヤ回転体の回転振動が大きなものとなると、以下の式(2)に示すタイヤ接線方向の振動成分が顕著なものとなる。
Figure 0004781944
本願発明者らは、タイヤの特性試験においてタイヤの前後力の変動成分を測定するにつき、実際に測定される前後力に基づいて求められる前後力の変動成分には、上記式(2)で示される振動成分が含まれていることを知見した。
かかる点に鑑み、前記目的を達成すべく本発明においては以下の技術的手段を講じた。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、
リムを備えて回転自在に支持されたスピンドル軸と、該スピンドル軸と平行なドラム軸廻りに回転可能なドラム回転体とを用い、前記リムにタイヤを装着してなるタイヤ回転体を前記ドラム回転体に接触させ、何れか一方の回転体に回転力を付与することによりタイヤ回転体を回転させて前記タイヤの特性を測定するタイヤ試験方法において、
前記回転しているタイヤ回転体の回転加速度と、該タイヤ回転体のタイヤに作用する前後力の変動成分とを求め、
前記回転加速度に基づいて、両回転体の回転に起因する振動により発生し且つ前記前後力の変動成分に含まれる振動成分を算出し、
前記前後力の変動成分から前記振動成分を取り除く補正をする
ことを特徴としている。
これによれば、測定された前後力の変動成分から前記回転振動系の振動に起因する振動成分が取り除かれることとなり、これによって前後力の変動成分を高精度に得ることができる。
また、前記振動成分を、前記回転加速度と前記タイヤ回転体の回転慣性モーメントとに基づいて算出することが好ましい。
さらに好ましくは、前記タイヤ回転体の回転慣性モーメントを、前記タイヤ回転体を一定加速度で加速又は減速させたときにタイヤに作用する前後力の直流成分に基づいて推定することが好ましい。
タイヤ回転体の回転慣性モーメントは、予め計算によって求めておくことも可能であるが、上記構成によれば、予備試験によって導出することができる。
また、各試験にてタイヤ回転体を試験速度まで加速する際又は試験速度から停止するまで減速する際に前記回転慣性モーメントを導出することができ、装着するタイヤによって異なる値を示すこととなる回転慣性モーメントを当該タイヤの試験中に導出することができる。
また、前記前後力の変動成分の補正を、前記前後力の変動成分の振動と前記両回転体の回転によって形成される回転振動系の固有振動とが共振したときに行うことが好ましい。
タイヤ回転体に作用する前後力の変動成分の振動がタイヤ回転体とドラム回転体からなる回転振動系の固有振動に近づくと、これらは互いに共振状態となる。該共振状態でタイヤの前後力を測定すると、該測定に基づく前後力の変動成分には、タイヤに実際に作用している前後力の変動成分に該タイヤ回転体の振動に伴って顕著となった振動成分が含まれてしまうこととなる。
該振動成分は、上述の如き共振状態となると著しく大きなものとなり、この様な振動域での前後力の変動成分の正確な測定を困難なものとしている。一方、該振動域を外れている場合においても、タイヤ回転体が速度変動を伴って回転することにより上述の如き振動成分は発生するものの、該振動成分は共振を伴っていないため、その大きさは無視できるほど小さいことを本願発明者らは知見している。
そこで、特に前後力の変動成分の振動が回転振動系の固有振動に共振する振動域に達したときに上述の如く求められた前後力の変動成分の補正をすることとし、これによって、前記振動域においてもタイヤ回転体の変動成分を高精度に得ることとしている。
また、本発明における課題解決のための他の技術的手段は、
リムを配備したスピンドル軸を回転自在に支持してなるタイヤ転動装置と、該スピンドル軸と平行なドラム軸廻りに回転可能なドラム回転体を備えるドラム装置と、これら両装置を制御すると共に該両装置から得られるデータを処理する処理制御装置とを備え、前記リムにタイヤを装着して該タイヤ、リム及びスピンドル軸からなるタイヤ回転体を構成し、該タイヤ回転体を前記ドラム回転体に接触させた状態で何れか一方の回転体に回転力を付与することによりタイヤ回転体を回転させて前記タイヤの特性を測定するタイヤ試験装置であって、
前記ドラム装置とタイヤ転動装置の何れか一方の装置にタイヤに作用する前後力を測定する前後力測定手段を備えると共に、前記タイヤ転動装置にタイヤ回転体の回転加速度を検出する回転加速度検出手段を備え、
前記処理制御装置は、前記回転加速度検出手段から得られたタイヤ回転体の回転中の回転加速度に基づいて、両回転体の回転に起因する振動により発生し且つ前記前後力の変動成分に含まれる振動成分を算出し、前記前後力の変動成分から前記振動成分を取り除く補正をする補正手段を備えていることを特徴としている。
これによれば、前後力測定手段により測定された前後力に基づいて前後力の変動成分が求められ、該前後力の変動成分が回転加速度検出手段から得られた回転加速度に基づいて補正手段により処理される。この結果、求められた前後力の変動成分から両回転体の振動に起因する振動成分が取り除かれることとなり、これによって真のタイヤの前後力の変動成分を高精度に測定することができる。
また、前記補正手段は、前記振動成分を前記回転加速度と前記タイヤ回転体の回転慣性モーメントとに基づいて算出する算出手段を備えていることが好ましい。
さらに好ましくは、前記補正手段は、前記タイヤ回転体を一定加速度で加速又は減速させたときにタイヤに作用する前後力の直流成分に基づいて前記回転慣性モーメントを推定する推定手段を備えていることが好ましい。
これによれば、装着するタイヤによって異なる値を示すこととなる回転慣性モーメントを算出手段によって当該タイヤの試験中に又は予備試験によって導出することができ、しかも、該回転慣性モーメントに基づいてタイヤの前後力の変動成分を測定することができる。
また、前記処理制御装置は、前記前後力の変動成分と前記両回転体の回転によって形成される回転振動系とが共振状態となっているか否かを判断し、共振状態であると判断したときに前記補正手段を作動させる作動手段を備えていることが好ましい。
これによれば、作動手段によって、前記前後力の変動成分の測定値に特に補正が必要とされるときのみ補正手段を立ち上げることができ、より効率的に前後力の変動成分の測定を行うことができる。
さらに、前記ドラム装置は、前記ドラム軸を一対備え、前記ドラム回転体は、各ドラム軸廻りに回転するドラムプーリと、一方のドラムプーリから他方のドラムプーリに亘って巻き掛けられたベルトと備えており、該ベルトに前記タイヤ回転体を接触させた状態で前記タイヤの特性を測定することは好ましい。
これによれば、タイヤ回転体のタイヤは一対のドラムプーリに巻き掛けられたベルト上を転動することとなるので、タイヤの転動に起因するタイヤ試験時の騒音や振動を低減させることができる。
なお、本発明の最も好ましいタイヤ試験方法は、リムを備えて回転自在に支持されたスピンドル軸と、該スピンドル軸と平行なドラム軸廻りに回転可能なドラム回転体とを用い、前記リムにタイヤを装着してなるタイヤ回転体を前記ドラム回転体に接触させ、何れか一方の回転体に回転力を付与することによりタイヤ回転体を回転させて前記タイヤの特性を測定するタイヤ試験方法において、前記タイヤ回転体のタイヤに作用する前後力の変動成分の振動と、前記タイヤ回転体及びドラム回転体の回転によって形成される回転振動系の固有振動とが共振した際には、前記回転しているタイヤ回転体の回転加速度と、該タイヤ回転体のタイヤに作用する前後力の変動成分とを求め、前記回転加速度に基づいて、両回転体の回転に起因する振動により発生し且つ前記前後力の変動成分に含まれる共振に伴った振動成分を算出し、前記前後力の変動成分から前記振動成分を取り除く補正をする
ことを特徴とする。
また、本発明の最も好ましいタイヤ試験装置は、リムを配備したスピンドル軸を回転自在に支持してなるタイヤ転動装置と、該スピンドル軸と平行なドラム軸廻りに回転可能なドラム回転体を備えるドラム装置と、これら両装置を制御すると共に該両装置から得られるデータを処理する処理制御装置とを備え、前記リムにタイヤを装着して該タイヤ、リム及びスピンドル軸からなるタイヤ回転体を構成し、該タイヤ回転体を前記ドラム回転体に接触させた状態で何れか一方の回転体に回転力を付与することによりタイヤ回転体を回転させて前記タイヤの特性を測定するタイヤ試験装置であって、前記ドラム装置とタイヤ転
動装置の何れか一方の装置にタイヤに作用する前後力を測定する前後力測定手段を備えると共に、前記タイヤ転動装置にタイヤ回転体の回転加速度を検出する回転加速度検出手段を備え、前記処理制御装置は、前記回転加速度検出手段から得られたタイヤ回転体の回転中の回転加速度に基づいて、両回転体の回転に起因する振動により発生し且つ前記前後力の変動成分に含まれる共振に伴った振動成分を算出し、前記前後力の変動成分から前記振動成分を取り除く補正をする補正手段と、前記前後力の変動成分と前記両回転体の回転によって形成される回転振動系とが共振状態となっているか否かを判断し、共振状態であると判断したときに前記補正手段を作動させる作動手段と、を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、タイヤの回転に伴って該タイヤを含む回転振動系に振動が発生するにも拘わらず、該タイヤに作用する前後力の変動成分を精度よく測定することができる。
以下、本発明を実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明していく。
図1に示す如く、本実施の形態のタイヤ試験装置1は、タイヤTを装着可能なタイヤ転動装置2と、該タイヤ転動装置2の側方に配備されたドラム装置3と、これらタイヤ転動装置2及びドラム装置3を制御すると共に該両装置2、3から得られるデータを処理する処理制御装置4とを備えている。
タイヤ転動装置2は、スピンドル軸11と、該スピンドル軸11を回転自在に支持する支持体12とを備えている。該スピンドル軸11の一方の端部には、前記タイヤTを装着可能なリム13が配備されている。該リム13にタイヤTを装着することにより、スピンドル軸11、リム13及びタイヤTからなるタイヤ回転体14が形成される。
また、支持体12は、支持台16と、該支持台16に立設された筒状のハウジング17と、該ハウジング17に収容される円筒状の軸受ハウジング18とを備えている。軸受ハウジング18は、一方の端部をハウジング17から突出させた状態で該ハウジング17に収容されている。
また、前記スピンドル軸11は、一対のベアリングを介して軸受ハウジング18の軸心上に配備されている。軸受ハウジング18に収容されたスピンドル軸11は、リム13を備えた一方の端部が軸受ハウジング18の一方の端部及びハウジング17から突出している。また、スピンドル軸11の他方の端部は、軸受ハウジング18の他方の端部から突出し、ハウジング17の内周面に対向している。
また、タイヤ転動装置2には、タイヤ回転体14のタイヤTに作用する前後力を測定する前後力測定手段21と、タイヤ回転体14の回転加速度を検出する回転加速度検出手段31とが配備されている。
前後力測定手段21は、ハウジング17と軸受ハウジング18の間に配備された複数のロードセル22と、該複数のロードセル22に接続されて該複数のロードセル22からの信号を増幅するロードセルアンプ23とを備えている。
複数のロードセル22は、軸受ハウジング18の一方の端部側と他方の端部側に配備されている。該軸受ハウジング18の一方の端部側に配備される複数のロードセル22は、スピンドル軸11の軸心を中心とした円周上に互いの間隔を等間隔として複数個(例えば4個)配備されている。該軸受ハウジング18の他方の端部側に配備される複数のロードセル22についても同様である。
また、軸受ハウジング18の一方の端部に径外方向に突出してハウジング17の一方の端部と対向する鍔部を形成し、該鍔部とハウジング17の一方の端部との間に複数のロードセル22を上述の如く配備する構成を採用することも可能である。
複数のロードセル22からの信号は、ロードセルアンプ23に送られて増幅される。該信号は、タイヤTの前後力についての直流成分と変動成分が含むものであって、ロードセルアンプ23内又は別個に設けられたローパスフィルタを通過することにより直流成分と変動成分とに分離され、処理制御装置4に送られる。
回転加速度検出手段31は、ハウジング17とスピンドル軸11の他方の端部の間に配備されたロータリエンコーダ32と、該ロータリエンコーダ32に接続された速度検出器33と、該速度検出器33に接続された微分器34とを備えている。
ロータリエンコーダ32は、発光ダイオードやレーザ等からなる光源と、該光源に対向する位置に配備された受光部とを備えた検出器32aと、スピンドル軸11の他方の端部に配備されて前記検出器の光源と受光部の間を通過する遮蔽板32bとを備えている。また、該ロータリエンコーダ32に代えてタコジェネレータ等の他の装置を採用することも可能である。
また、ロータリエンコーダ32の検出器32aが速度検出器33に接続されており、検出器32aの受光部で得られたパルス信号は該速度検出器33にて回転速度信号に変換され、該回転速度信号は、微分器34にて回転加速度信号に変換された後、処理制御装置4に送られる。
ドラム装置3は、タイヤ転動装置2の側部に配備されており、外周面に代用路面体41を備えてなる円柱状のドラム回転体42と、該ドラム回転体42の軸心に配備されて該ドラム回転体42の回転軸となるドラム軸43と、該ドラム軸43を枢支するフレーム44と、該ドラム軸43に回転力を付与する駆動装置45とを備えている。ドラム回転体42は、フレーム44と共にサーボモータやスクリュジャッキ(図示省略)等によってタイヤ転動装置2に近接離間可能とされている。
該駆動装置45としては公知のものが採用されており、例えば、ドラム軸43の一方の端部に配備されたプーリと、フレーム44の端面に装着された駆動モータと、該駆動モータの軸に装着されたプーリと、これら一対のプーリに巻き掛けられたベルト等により構成されている。
処理制御装置4は、タイヤ転動装置2及びドラム装置3を制御する制御手段51と、前記回転加速度検出手段31及び前後力測定手段21に接続されてタイヤTに作用する前後力の変動成分の補正をする補正手段52とを備えている。
該補正手段52においては、回転加速度検出手段31から得られたタイヤ回転体14の回転中の回転加速度に基づいて、両回転体14、42の回転に起因する振動により発生し且つ前後力の変動成分に含まれる振動成分を算出し、該前後力の変動成分から振動成分を取り除く補正をする処理が行われる。
ここで、両回転体14、42の回転に起因する振動について説明する。
通常のタイヤTの断面形状や荷重に対する強度等の性能は、全体に亘って均一ではない。このため、例えば、タイヤ回転体14をドラム回転体42に押し付け、回転半径を一定として回転させると、該タイヤ回転体14は、一定速度で回転せずにその回転に伴って周期的な速度変動を起こしながら回転し、これによって前後力は振動することとなる。
そして、タイヤ回転体14に作用する前後力の変動成分の振動がタイヤ回転体14とドラム回転体42からなる回転振動系の固有振動に近づくと、これらは互いに共振状態となる。該共振状態でタイヤTの前後力を測定すると、該測定に基づく前後力の変動成分には、タイヤに実際に作用している前後力の変動成分に該タイヤ回転体の振動に伴って顕著となった振動成分が含まれてしまうこととなる。
上記補正手段52は、前後力測定手段21から求められる前後力の変動成分から振動成分を取り除くことを目的として設けられているのである。
また、補正手段52は、前記回転振動系として図9の如き振動モデルMを仮定し、該振動モデルMに基づいて振動成分を算出する算出手段52aを有している。該振動モデルMにおいては、タイヤTの接線方向に以下の式(3)の運動方程式が成立する。
Figure 0004781944
上記式(3)によれば、タイヤ回転体14の速度変動が大きなものとなると、以下の式(4)に示すタイヤT接線方向の振動成分が顕著なものとなる。
Figure 0004781944
このため、該補正手段52は、以下の式(5)による処理によって前後力測定手段21から求められた前後力の変動成分から振動成分を取り除くこととしている。
Figure 0004781944
また、上記式(3)〜式(5)に示されるタイヤ回転体14の回転慣性モーメントは、補正手段52に設けられた推定手段53によって算出される。
該推定手段53においては、タイヤ回転体14を一定加速度で加速させたときに該タイヤ回転体14に発生する前後力に基づき、以下の式(6)によってタイヤ回転体14の回転慣性モーメントを推定している。
Figure 0004781944
また、上述の如き振動成分は、タイヤ回転体14に作用する前後力の変動成分の振動がタイヤ回転体14とドラム回転体42からなる回転振動系の固有振動に共振する共振状態となると著しく大きなものとなり、この様な振動域での前後力の変動成分の正確な測定を困難なものとしている。一方、該振動域を外れている場合においても、タイヤ回転体14が速度変動を伴って回転することにより上述の如き振動成分は発生するものの、該振動成分は共振を伴っていないため、その大きさは無視できるほど小さいことを本願発明者らは知見している。
そこで、本実施の形態においては、前後力の変動成分と両回転体14、42の回転によって形成される回転振動系とが共振状態となっているか否かを判断し、共振状態であると判断したときに補正手段52を作動させる作動手段54を処理制御装置4に配備し、特に前後力の変動成分の振動が回転振動系の固有振動に共振する振動域に達したときに上述の如くタイヤ回転体14の回転から求められた前後力の変動成分の補正をすることとしている。
上述の如く前後力の変動成分の振動が回転振動系の固有振動に共振する振動域とタイヤ回転体14の回転速度との相関性は、予備試験や経験則に基づいてある程度把握することができる。そこで、本実施の形態の作動手段54は、回転加速度検出手段31の速度検出器33から得られる回転速度が、前後力の変動成分の振動が上記振動域に到達する速度となっているか否かを判断するプログラム等によって構成している。
また、処理制御装置4は、外部入出力手段55に接続されており、これによって該処理制御装置4によって得られたデータを出力可能であると共に該処理制御装置4に指令を入力可能となっている。また、これら処理制御装置4と外部入出力手段55とを一体としたパーソナルコンピュータを採用することも可能である。
本実施の形態は以上の構成からなるものであって、次に、図2に基づき、上記タイヤT試験装置1を用いてタイヤTに作用する前後力を導出する方法について説明する。
先ず、タイヤ転動装置2のリム13にタイヤTを装着してタイヤ回転体14を構成する。そして、ドラム装置3のフレーム44をタイヤ転動装置2に近接させることによりタイヤ回転体14にタイヤTのトレッド面をドラム装置3のドラム回転体42の代用路面体41に押し付ける。これによりタイヤTに荷重が付与されることとなる。そして、ステップ1に移行して、試験速度に達するまで回転半径及び回転加速度を一定としてタイヤ回転体14を回転させる。
次に、ステップ2に移行し、回転半径及び回転加速度を一定としてタイヤ回転体14を回転させたときにタイヤTに作用する前後力の直流成分を前後力測定手段21によって求める。そして、該前後力の直流成分と回転加速度に基づき、推定手段53によってタイヤTの回転慣性モーメントを推定しておく。
そして、ステップ3に移行し、試験速度に達したタイヤ回転体14を該試験速度にて回転させる。そして、ステップ4に移行して、回転加速度検出手段31により該試験速度におけるタイヤ回転体14の回転加速度を求めると共に、前後力測定手段21により前後力の変動成分を求める。
そして、ステップ5に移行して、作動手段54により、回転加速度検出手段31から得られる回転加速度から前後力の変動成分の振動と回転振動系の固有振動とが共振状態となっているか否かを判断する。該作動手段54にてノーと判断された場合には、前後力測定手段21から求められた前後力の変動成分を測定値として工程を完了する。
また、作動手段54にてイエスと判断された場合には、ステップ6に移行し、該作動手段54によって補正手段52が起動する。そして、補正手段52の算出手段52aにより、推定手段53から得られたタイヤ回転体14の回転慣性モーメント及び回転加速度検出手段31から得られた回転加速度に基づいてこのときの共振に伴う共振成分を算出する。そして、ステップ7に移行し、該共振成分に基づいて前後力測定手段21から求められた前後力の変動成分に対し上述の式(6)による補正を施し、補正後の変動成分を真の変動成分として工程を完了する。
本実施の形態によれば、実際に荷重を付与された状態で回転しているタイヤTから得られる前後力の変動成分から前記回転振動系の振動に起因する振動成分が取り除かれることとなり、これによって真の前後力の変動成分を高精度に得ることが可能である。したがって、タイヤTの回転に伴って該タイヤTを含む回転振動系に振動が発生するにも拘わらず、該タイヤTに作用する前後力の変動成分を精度よく測定されるのである。
また、上述の如く前後力の変動成分を補正することにより、装置の違いによる変動成分のばらつきが低減されることとなり、異なる構成を有する装置間の相関性が向上することとなる。
また、本実施の形態によれば、タイヤ回転体14の回転慣性モーメントを上述の如く各試験にてタイヤ回転体14を試験速度まで加速する際に前記回転慣性モーメントを導出することができる。これにより、装着するタイヤTによって異なる値を示すこととなる回転慣性モーメントを当該タイヤTの試験中に導出することができて至便である。
図3は、本発明の第2の実施の形態を示しており、該実施の形態においては、タイヤ転動装置2の軸受ハウジング18はハウジング17に内嵌している。また、タイヤ転動装置2は、スピンドル軸11に回転力を付与するための駆動装置19を備えている。該駆動装置19の構成は、上記第1の実施の形態の駆動装置45と略同様である。
また、ドラム装置3のドラム軸43は、ベアリングを介して軸受ハウジング46に支持されており、該軸受ハウジング46がフレーム44に支持されている。
また、該軸受ハウジング46とフレーム44の間に複数のロードセル22が配備されている。該複数のロードセル22は、軸受ハウジング18の一方の端部と他方の端部とに配備されており、該一方の端部に配備されたロードセル22は、ドラム軸43を中心とした円周上に互いの間隔を等間隔として配備されている。軸受ハウジング46の他方の端部に配備される複数のロードセル22についても同様である。
本実施の形態においては、駆動装置45によりタイヤ回転体14を直接回転させると共に、タイヤ回転体14の回転により生じる前後力をドラム回転体42によって測定する。これによっても、上記第1の実施の形態と同様の工程によりタイヤTの前後力の変動成分が高精度に測定される。
また、図4は、本発明の第3の実施の形態を示しており、該実施の形態においては、処理制御装置4に作動手段54を設けていない。本実施の形態によれば、タイヤTに作用する前後力の変動成分の振動と回転振動系の固有振動とが共振状態であるか否かに拘わらず、試験を通じて補正手段52によって前後力の変動成分の補正を行うことが可能となる。これによって、試験を通じて振動成分の影響が排除されることとなり、タイヤTの前後力の変動成分が高精度に測定される。
また、本実施の形態においては、作業者が外部入出力手段55の表示画面に示される前後力の変動成分の変化から共振の発生の有無を判断し、共振状態にあると判断したときのみ入力手段を介して補正手段52を起動させることも可能である。
また、図5及び図6は本発明の第4の実施の形態を示しており、該実施の形態において、タイヤ転動装置2は、スピンドル軸11を水平に配備すべく横向きに配備されている。これに伴ってドラム装置3も横向きに配備されており、該ドラム装置3は、スピンドル軸11に平行な一対のドラム軸43を備え、ドラム回転体42は、各ドラム軸43廻りに回転するドラムプーリ47と、一方のドラムプーリ47から他方のドラムプーリ47に亘って巻き掛けられたベルト(フラットベルト)48とから構成されている。
また、一対のドラム軸43は軸受け具49にそれぞれ支持され、該軸受け具49は板状のベース板50aに支持され、該ベース板50aは台座50b上に載置されている。また、一方の軸受け具49にドラムプーリ47を転動させてドラム回転体42を駆動させる駆動装置45が配備されている。
なお、上記第1の実施の形態と同様、前後力測定手段21の複数のロードセル22はタイヤ転動装置2に配備されている。
本実施の形態においては、ベルト48にタイヤ回転体14のタイヤTを接触させた状態で該タイヤTの特性を測定することとし、これによって、タイヤ試験時に発生する騒音や振動の発生が抑制されることとなる。
さらに、図7及び図8は本発明の第5の実施の形態を示しており、該実施の形態は、タイヤ転動装置2の軸受ハウジング18がハウジング17に内嵌すると共に、前後力測定手段21のロードセル22がドラム装置3のベース板50aと台座50bの間に配備されており、他の構成は前記第4の実施の形態と同様である。
本実施の形態においても、タイヤ試験時に発生する騒音や振動の発生が抑制されることとなる。
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、タイヤ回転体14の回転慣性モーメントを算出するにつき、タイヤ回転体14を試験速度から停止するまで一定加速度で減速し、このときにタイヤ回転体14に発生する前後力の直流成分から導出することとしても可能である。また、タイヤTの回転慣性モーメントを予め算出しておき、外部入出力手段55を介して該算出値を処理制御装置4に入力する構成も可能である。
また、上記第1〜第3の実施の形態において、スピンドル軸11及びドラム軸43を水平とし、両回転体14、42を縦回転とした構成を採用する場合にも、本実施の形態と同様の効果を奏する。同様に、上記第4及び第5の実施の形態において、スピンドル軸11及びドラム軸43を鉛直とし、両回転体14、42を横回転とした構成を採用する場合にも、本実施の形態と同様の効果を奏する。
本発明の第1の実施の形態のタイヤ試験装置の概略図である。 該タイヤ試験装置を用いて前後力の変動成分を測定する過程を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施の形態のタイヤ試験装置の概略図である。 本発明の第3の実施の形態のタイヤ試験装置の概略図である。 本発明の第4の実施の形態のタイヤ試験装置の正面概略図である。 本発明の第4の実施の形態のタイヤ試験装置の側面概略図である。 本発明の第5の実施の形態のタイヤ試験装置の正面概略図である。 本発明の第5の実施の形態のタイヤ試験装置の側面概略図である。 回転振動系の振動モデルを示す概略図である。
符号の説明
1 タイヤ試験装置
2 タイヤ転動装置
3 ドラム装置
4 処理制御装置
11 スピンドル軸
13 リム
14 タイヤ回転体
21 前後力測定手段
31 回転加速度検出手段
42 ドラム回転体
52 補正手段
52a 算出手段
53 推定手段
54 作動手段
T タイヤ

Claims (7)

  1. リムを備えて回転自在に支持されたスピンドル軸と、該スピンドル軸と平行なドラム軸廻りに回転可能なドラム回転体とを用い、前記リムにタイヤを装着してなるタイヤ回転体を前記ドラム回転体に接触させ、何れか一方の回転体に回転力を付与することによりタイヤ回転体を回転させて前記タイヤの特性を測定するタイヤ試験方法において、
    前記タイヤ回転体のタイヤに作用する前後力の変動成分の振動と、前記タイヤ回転体及びドラム回転体の回転によって形成される回転振動系の固有振動とが共振した際には、前記回転しているタイヤ回転体の回転加速度と、該タイヤ回転体のタイヤに作用する前後力の変動成分とを求め、
    前記回転加速度に基づいて、両回転体の回転に起因する振動により発生し且つ前記前後力の変動成分に含まれる共振に伴った振動成分を算出し、
    前記前後力の変動成分から前記振動成分を取り除く補正をする
    ことを特徴とするタイヤ試験方法。
  2. 前記振動成分を、前記回転加速度と前記タイヤ回転体の回転慣性モーメントとに基づいて算出することを特徴とする請求項1に記載のタイヤ試験方法。
  3. 前記タイヤ回転体の回転慣性モーメントを、前記タイヤ回転体を一定加速度で加速又は減速させたときにタイヤに作用する前後力の直流成分に基づいて推定することを特徴とする請求項2に記載のタイヤ試験方法。
  4. リムを配備したスピンドル軸を回転自在に支持してなるタイヤ転動装置と、該スピンドル軸と平行なドラム軸廻りに回転可能なドラム回転体を備えるドラム装置と、これら両装置を制御すると共に該両装置から得られるデータを処理する処理制御装置とを備え、前記リムにタイヤを装着して該タイヤ、リム及びスピンドル軸からなるタイヤ回転体を構成し、該タイヤ回転体を前記ドラム回転体に接触させた状態で何れか一方の回転体に回転力を付与することによりタイヤ回転体を回転させて前記タイヤの特性を測定するタイヤ試験装置であって、
    前記ドラム装置とタイヤ転動装置の何れか一方の装置にタイヤに作用する前後力を測定する前後力測定手段を備えると共に、前記タイヤ転動装置にタイヤ回転体の回転加速度を
    検出する回転加速度検出手段を備え、
    前記処理制御装置は、前記回転加速度検出手段から得られたタイヤ回転体の回転中の回転加速度に基づいて、両回転体の回転に起因する振動により発生し且つ前記前後力の変動成分に含まれる共振に伴った振動成分を算出し、前記前後力の変動成分から前記振動成分を取り除く補正をする補正手段と、前記前後力の変動成分と前記両回転体の回転によって形成される回転振動系とが共振状態となっているか否かを判断し、共振状態であると判断したときに前記補正手段を作動させる作動手段と、を備えていることを特徴とするタイヤ試験装置。
  5. 前記補正手段は、前記振動成分を前記回転加速度と前記タイヤ回転体の回転慣性モーメントとに基づいて算出する算出手段を備えていることを特徴とする請求項に記載のタイヤ試験装置。
  6. 前記補正手段は、前記タイヤ回転体を一定加速度で加速又は減速させたときにタイヤに作用する前後力の直流成分に基づいて前記回転慣性モーメントを推定する推定手段を備えていることを特徴とする請求項に記載のタイヤ試験装置。
  7. 前記ドラム装置は、前記ドラム軸を一対備え、前記ドラム回転体は、各ドラム軸廻りに回転するドラムプーリと、一方のドラムプーリから他方のドラムプーリに亘って巻き掛けられたベルトと備えており、該ベルトに前記タイヤ回転体を接触させた状態で前記タイヤの特性を測定することを特徴とする請求項4乃至請求項6の何れかに記載のタイヤ試験装置。
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