JP5839579B2 - タイヤバランス測定装置 - Google Patents
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Description
(タイヤバランス測定装置の構成)
図1〜3は第1実施形態を示す図である。タイヤバランス測定装置1は、環状の下部リム4と環状の上部リム5との間にタイヤを挟み込んで保持し、タイヤ内に空気を供給して膨らませ、その後タイヤを鉛直軸まわりに回転させるように構成されている。
スピンドル2は、筒状の下部スピンドル軸11と、中空の上部スピンドル軸12とを同軸に結合し、固定してなるものである。下から順に、下部スピンドル軸11、上部スピンドル軸12が配置される。
下部スピンドル軸11は、スピンドルハウジング19によって軸受け(不図示)を介して鉛直且つ回転自在に支持されている。スピンドルハウジング19は、本発明におけるハウジングに相当する。下部スピンドル軸11は、駆動モータ(不図示)によって回転させられる。上記軸受けは、下部スピンドル軸11とスピンドルハウジング19との間に設置される。この下部スピンドル軸11の中心部にはタイヤに空気を供給するためのエア通路11aが形成され、エア通路11aの外側の下部スピンドル軸11内には空圧シリンダ17に空気を供給するためのエア通路11bが形成されている。
上部スピンドル軸12の中心にはロックシャフト3が挿入される嵌合穴12aがあけられている。上部スピンドル軸12の軸方向の中途部にロックピース9が保持される。
ロックシャフト3は、ロックピース9を介して上部スピンドル軸12に係合されて固定される部材である。ロックシャフト3には、下部リム4と上部リム5との間隔(タイヤの幅)が調整可能となるよう複数段の溝を有するロック部3bがその外周面に形成されている。下部リム4と上部リム5との間隔は、溝のピッチ単位で任意の間隔に調整可能である。また、ロックシャフト3の中心部にはタイヤに空気を供給するためのエア通路3aが形成されている。
ロックピース9は、スピンドル2に対してロックシャフト3を任意の高さで(ロック部3bの溝のピッチ単位で)係合させて固定するための部材である。ロックピース9は、スピンドル2の径方向には進退可能、スピンドル2の鉛直方向および回転方向には当該スピンドル2に対して固定されている。
本実施形態のタイヤバランス測定装置1は、ロックシャフト3の傾きを計測するための第1センサ6および第2センサ7、ならびにタイヤのダイナミックバランス計測結果を補正するための演算装置8(補正手段)を具備している。センサ6・7は、例えばレーザセンサである(後述する第2実施形態におけるセンサも同様)。なお、タイヤのダイナミックバランスを測定するための計器は図示していない。以下の説明では、レーザセンサを用いていることとして説明している。
センサ6・7からの出力信号(出力値)は、センサ内で変換された後、またはそのまま、演算装置8(補正手段)に取り込まれる。演算装置8は、タイヤへの空気供給後のセンサ6・7の出力値からタイヤの動バランス変化量を算出し、算出した当該動バランス変化量を用いてタイヤのダイナミックバランス計測結果を補正するためのものである。
タイヤバランス測定装置1の動作について記載しつつ、タイヤのダイナミックバランス計測結果の補正について説明する。なお、タイヤバランス測定装置1は、図示しない制御部によりその動作が制御されている。
ここで、タイヤの空気圧が所定の圧力に達し、タイヤへの空気の供給が停止されたとき、タイヤが回転される前にロックシャフト3の変位がセンサ6・7にて測定される。直接的には、上部リム5の変位(変位後の上部リム5の半径方向の位置)がセンサ6・7にて測定される。
Zc=ec(cosφc+isinφc)
Zd=ed(cosφd+isinφd)
Zc:第2センサ7の測定値、Zd:第1センサ6の測定値
Δθ=(ΔZc−ΔZd)/lc
ΔZc:第2センサ7の測定値変化量(Zc−Zc0)
ΔZd:第1センサ6の測定値変化量(Zd−Zd0)
ΔZe=ΔZd−ld×Δθ
ΔUe=m×ΔZe
ΔUθ=I×Δθ
m:上部リム5が装着されたロックシャフト3の質量(ロックシャフト3に装着されている上部リム5などの部品を全て含んだ質量)
I:上部リム5が装着されたロックシャフト3の慣性モーメント(ロックシャフト3に装着されている上部リム5などの部品を全て含んだ慣性モーメント)
ΔUa=(ΔUe×lb+I×Δθ)/(la+lb)
ΔUb=(ΔUe×la−I×Δθ)/(la+lb)
タイヤバランス測定装置1は、ロックシャフト3の傾きを計測するための第1センサ6および第2センサ7、ならびにタイヤのダイナミックバランス計測結果を補正するための演算装置8(補正手段)を具備している。例示として上記で説明したように、これら2つのセンサ6・7、および演算装置8により、ダイナミックバランスの測定結果を補正することで、タイヤへの空気供給の都度ロックシャフト3が不規則な方向に嵌合公差分傾いたとしても、その傾いたことによる測定値への影響を極小にすることが可能となる。これにより、タイヤのダイナミックバランスが従来よりも精度良く測定(算出)可能となる。
図4、5は第2実施形態を示す図である。第1実施形態との違いは、センサの数・配置であり、その他の構成は第1実施形態と同じである。第1実施形態と同様の構成機器については同一の符号を付している。
第1センサ6、第2センサ10、第3センサ13の測定値を、それぞれ、(eb、φb)、(ec、φc)、(ed、φd)とする。
Zb=eb(cosφb+isinφb)
Zc=ec(cosφc+isinφc)
Zd=ed(cosφd+isinφd)
Zb:第1センサ6の測定値、Zc:第2センサ10の測定値、Zd:第3センサ13の測定値
Δθ=(ΔZc−ΔZd)/lc
ΔZc:第2センサ10の測定値変化量(Zc−Zc0)
ΔZd:第3センサ13の測定値変化量(Zd−Zd0)
Zc0:第2センサ10の基準となる上部リム5の位置測定データ
Zd0:第3センサ13の基準となる上部リム5の位置測定データ
ΔZe=ΔZb−lb×Δθ
ΔZb:第1センサ6の測定値変化量(Zb−Zb0)
Zb0:第1センサ6の基準となる上部リム5の位置測定データ
ここで、ロックシャフト3の軸方向に沿って(ロックシャフト3の側方に)配置できるセンサが、スペース上、1つだけである場合がある。また、ロックシャフト3の側方になんとか2つのセンサを配置することができるものの、これらセンサ間の距離(lc)を十分に確保することができない場合がある。lcを十分に確保できないと、タイヤの動バランス変化量の算出結果に、lcの値の誤差の影響がでる。
2:スピンドル(リム回転支持軸)
3:ロックシャフト(ロック軸)
4:下部リム
5:上部リム
6:第1センサ
7:第2センサ
8:演算装置(補正手段)
9:ロックピース(ロック手段)
Claims (3)
- 軸受けを介して鉛直且つ回転自在にハウジングに支持されたリム回転支持軸と、
前記リム回転支持軸に装着された下部リムと、
前記リム回転支持軸の嵌合穴に挿入されたロック軸と、
前記ロック軸に装着され、前記下部リムの上方に配置された上部リムと、
前記リム回転支持軸に対して前記ロック軸を任意の高さで係合させて固定するロック手段と、
を備える、タイヤのダイナミックバランスを測定するタイヤバランス測定装置において、
前記ロック軸の傾きを計測する、少なくとも2つのセンサと、
タイヤへのガス供給後の前記センサの出力値からタイヤの動バランス変化量を算出し、算出した当該動バランス変化量を用いてタイヤのダイナミックバランス計測結果を補正する補正手段と、
をさらに備え、
前記補正手段は、前記ロック軸の基準となる傾きからの前記ロック軸の傾き変化量、および前記ロック軸の基準となる傾きからの前記上部リムが装着された前記ロック軸の重心位置の偏芯変化量を前記出力値から算出し、これらの算出結果を用いて前記動バランス変化量を算出することを特徴とする、タイヤバランス測定装置。 - 請求項1に記載のタイヤバランス測定装置において、
前記センサは、少なくとも、
前記上部リムの半径方向の位置を検出する第1センサと、
前記第1センサの上方に設置され、前記上部リムの半径方向の位置を検出する第2センサと、からなることを特徴とする、タイヤバランス測定装置。 - 請求項1に記載のタイヤバランス測定装置において、
前記センサは、少なくとも、
前記上部リムの半径方向の位置を検出する第1センサと、
前記上部リムの軸方向の位置を検出する第2センサと、
前記ロック軸の前記第2センサが位置する側とは反対側に設置され、前記上部リムの軸方向の位置を検出する第3センサと、からなることを特徴とする、タイヤバランス測定装置。
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