JPH09329510A - 力の検査機を用いるタイヤの均一性分析方法 - Google Patents

力の検査機を用いるタイヤの均一性分析方法

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JPH09329510A
JPH09329510A JP9043690A JP4369097A JPH09329510A JP H09329510 A JPH09329510 A JP H09329510A JP 9043690 A JP9043690 A JP 9043690A JP 4369097 A JP4369097 A JP 4369097A JP H09329510 A JPH09329510 A JP H09329510A
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waveform
derivative
force
tire
radial
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JP9043690A
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John Michael Maloney
マイケル マロウニー ジョン
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Goodyear Tire and Rubber Co
Original Assignee
Goodyear Tire and Rubber Co
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/02—Tyres
    • G01M17/022—Tyres the tyre co-operating with rotatable rolls

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Balance (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 力の検査機を用いタイヤの均一性を分析する
ための方法であって、タイヤの半径方向、横方向及び接
線方向の力の測定データをコンピュータに導入して、導
関数の計算をさせて、その数値により能率的に検査す
る。 【解決手段】 本発明の方法は、これらの力を測定し、
これらの測定値に基づき各方向の波形を生成し、そして
好ましくは２地点間の勾配の計算を用いて、これら波形
の第１次、第２次導関数を計算する。これらの導関数
は、平均自乗平均当たりのポンドを単位とする最高から
最低までの力、または周波数スペクトル、または最大変
化率、または平方自乗平均として表し得る。次に、導関
数は所定の均一性仕様と比較され、この仕様から外れた
タイヤは販売向けから除去される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的には、タイヤ
の均一性特性を測定しかつ分析するための方法の技術に
関し、そしてより特定的に云えば、半径方向と横方向と
の力の波形とそしてこれらの波形の第１次および第２次
導関数を用いて行われる、半径方向と横方向との力の測
定および分析に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の均一性検査機の測定と計算は、半
径方向と横方向とそして接線方向の力の最高最低振幅と
分光成分とに関するタイヤの均一性特性を表したもので
ある。これには、プライステアと円錐性と膨らみとそし
て谷の半径方向と横方向の振れも含まれる。
【０００３】製造タイヤは均一性検査機により検査さ
れ、そして測定され、計算された情報は次に合格または
不合格の選別のために委託製造（以下ＯＥＭという。）
の仕様と比較される。
【０００４】ＯＥＭの仕様の全てに合格したタイヤであ
っても、不快な乗り心地やその他の望ましくない車両効
果を引き起こす可能性があることを走行試験が示してい
る。
【０００５】上述の幾つかのパラメータのうちで最高最
低振幅は重要であるが、これらのパラメータの変化率も
また重要である。これらのパラメータの変化率は、時間
に対する当該の測定されたパラメータの第１次および第
２の導関数によって明確に示すことができる。
【０００６】最高から最低までの変化は仕様の中に含ま
れている筈であるが、これらのパラメータの変化率は、
非常に局部的であり、そして速度と加速度の瞬間的な変
動を引き起こす。今日の敏感な自動車サスペンション
は、車両を経由して局部的な変化を捉え、そして伝達す
る。そのうえ、乗り心地の悪いタイヤの研削をすると上
述のパラメータの最高から最低までの測定値を低下させ
ることは可能であるとしても、研削により力の高い変化
率を取り除くことはできない。このような場合には、タ
イヤはやはり許容できない乗り心地になる。
【０００７】ターピニアン等に与えられた米国特許Ｒ
ｅ．２８，７７５号は、タイヤを選別するために力の高
周波を使用することを開示している。
【０００８】フィシャー３世に与えられている米国特許
第４，２５８，５６７号は、タイヤにおけるサイドウォ
ールのゆがみを識別するために力のデータを使用するこ
とを示している。
【０００９】ヨビチンに与えられた米国特許第５，３１
３，８２７号は、タイヤにおけるサイドウォールのゆが
みを識別するために、振れの測定を用いることを示して
いる。
【００１０】スパーバーグに与えられた米国特許第３，
８９４，４２１号とデラダー等に与えられた米国特許第
４，９３８，０５６号とは、均一性の問題を検出するた
めにタイヤ内の空気圧を測定することを開示している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、設計が単純
であり使用すれば効果的であって、そのうえ上述の問題
やその他の問題を解決する一方、より良くかつ有利な全
体的成果をもたらす、タイヤの均一性を分析するための
改良された新しい方法の提供を企図している。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、半径方
向と横方向の力の波形の第１次と第２次の導関数を用い
る、タイヤの均一性を分析する改良された新しい方法が
提供される。
【００１３】より特定的に云えば、本発明により、力の
検査機を含むタイヤの均一性を分析する方法であって、
タイヤの半径方向の力を測定する段階と、そしてタイヤ
の横方向の力を測定する段階とを含む方法が提供され
る。この方法は更に、タイヤの半径方向の力の測定から
半径方向波形を測定する段階と、タイヤの横方向の力の
測定から横方向波形を測定する段階と、半径方向波形の
第１次導関数を計算する段階と、横方向波形の第１次導
関数を計算する段階と、半径方向波形の第２次導関数を
計算する段階と、そして横方向波形の第２次導関数を計
算する段階とを含む。
【００１４】本発明の１つの側面においては、導関数は
２地点間の勾配の計算によって算出される。
【００１５】本発明のもう１つの側面では、この方法は
また、半径方向波形の第１次導関数を所定の仕様と比較
する段階と、半径方向波形の第２次導関数を所定の仕様
と比較する段階と、横方向波形の第１次導関数を所定の
仕様と比較する段階と、そして横方向波形の第２次導関
数を所定の仕様と比較する段階とを含む。
【００１６】本発明の利点の１つは、最高から最低まで
の力の計算によっても検出されないタイヤの不均一性を
分析しかつ認識することができることである。
【００１７】本発明のもう１つの利点は、均一性の最高
から最低までの力の特性の範囲内であっても、許容でき
ない乗り心地が生ずることがあり得るタイヤを認識する
ことができることである。
【００１８】本発明の更にもう１つの利点は、データの
分析においてほんの小さな補修を施すだけで既存の力の
検査機を利用できることである。
【００１９】本発明のまたもう１つの利点は、力のデー
タセットでは見分けがつかないトレッドの重ね継ぎ、プ
ライの重ね継ぎ、成形の不均一性、成形の振れおよびト
レッドパターン効果のようなタイヤの異常を明らかでき
ることである。
【００２０】本発明のその他の利益と利点は、以下の詳
細な説明を読みそして理解すれば、当該の技術に熟達し
ている専門家とっては明らかでろうう。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の１つの好ましい実施例を
示すだけの目的であって、本発明を限定する目的は持た
ない幾つかの図面を以下に説明する。
【００２２】図１は、タイヤの不均一性によって生ずる
横方向と半径方向の力を測定するために用いられる力の
検査機１０の概略図である。荷重輪１４が、駆動輪１８
によって回転させられるタイヤ１６に荷重をかける。計
器２２が、タイヤ１６に生ずる横方向と、接線方向と、
そして半径方向の力を測定する。横方向の力は、タイヤ
１６が回転する面に垂直に発生する。接線方向の力はタ
イヤの足跡に対して接線方向に作用する。半径方向の力
はタイヤ１６の半径に平行に作用する。測定は力の検査
機１０によって電子光学的に電圧でなされ、そして式
（１）として以下に示されている数式によって力の測定
値に変換される。すなわち、 力i ＝ 力（ボルト）i ／ ０．０２０ （１） この式（１）において、「力（ボルト）i 」は力の検査
機１０によってボルト単位で測定された電子光学的な力
の測定値であり、そして「力i 」はポンド単位に変換さ
れた力の測定値である。均一性のデータは分析のために
コンピュータ２６に転送されることが好ましい。
【００２３】図２は、力の検査機１０によって測定され
た半径方向の力の変化の波形３０のグラフである。横方
向の力の変化または接線方向の力の変化のグラフ（図示
されていない。）は、半径方向の力の変化のグラフと同
様な方法で導かれるので、冗長を避けるためにここでは
図示されていない。波形の最高最低、すなわち振幅
「Ａ」は、波形３０の１回転における最高の力と最低の
力との差である。このグラフにおいて、ｘ軸３２は「時
間」を表し、そしてｙ軸３４は「半径方向の力」を表
す。
【００２４】図３は、タイヤの１回転における波形３０
の拡大図を示す。波形の振幅は測定値Ａによって示され
る。
【００２５】図４は、タイヤの高調波を表す周波数スペ
クトルのグラフ３８であある。半径方向の力の周波数成
分の量は、１回転ごとに記録された力の測定回数を測定
することによって算出される。タイヤの１回転ごとに１
回生ずる力の変化は、「第１の高調波」と呼ばれる。タ
イヤの１回転ごとに２回生ずる力の変化は、「第２の高
調波」と呼ばれ、以下同様である。この周波数スペクト
ルのグラフ３８は、実施例における特殊なタイヤ（図示
されていない。）の第１の高調波４０と、第３の高調波
４２と、そして第５の高調波４４とを示している。
【００２６】図５は、波形の第１次導関数４８のグラフ
である。この第１次導関数は、次式（２）として示され
ている数式を用いて２地点間法により計算される。すな
わち、 半径方向導関数j ＝（半径方向力j+1 −半径方向力j ）／ΔＴ （２） この式において、「半径方向の導関数j 」は可変点ｊに
おける半径方向の力の波形の導関数を表し、そして「半
径方向力j+1 −半径方向力j 」は、可変点「ｊ＋１」と
可変点「ｊ」との波形間の増分の差を表す。実際の適用
では、「ΔＴ」の値は０．００３５秒であったが、この
値は複数の力のサンプル間の増分を表すものである。こ
のようにして半径方向の第１次導関数は１点ごとにグラ
フ上に表される。次に、その波形の最高最低振幅が当該
のタイヤに適宜な仕様の範囲内にあっても、半径方向の
力の第１次導関数が力の変化において許容不可能な変化
率を示すタイヤは、コンピュータまたは技術者によっ
て、不合格にされる。第２次導関数もまた、次式（３）
として示されている数式を用いて計算された後に、グラ
フに表示される（図示されていない）。
【００２７】 半径方向第２次導関数j ＝（半径方向導関数j+1−半径方向導関数j）／０．００３５ （３） この式（３）において、「半径方向の第２次導関数j 」
は可変点ｊにおける半径方向の力の波形の第２次導関数
を表し、そして「半径方向j+1 −半径方向j 」は、可変
点「ｊ＋１」と可変点「ｊ」とにおける波形の第１次導
関数間の増分の差を表す。この第２次導関数によって、
コンピュータまたは技術者は、その波形が第１次導関数
の変化率に許容できない揺らぎを示し、またこれによっ
て許容できない乗車性能を引き起こすタイヤを不合格に
することができる。
【００２８】既存の力の検査機でも、データの収拾と分
析のために必要な小さな変更を加えるだけで、均一性の
分析のために必要な測定を行うために使用することが可
能である。このような変更は、第１次と第２次の導関数
の計算とグラフの表示に備えることも含まれる。タイヤ
の不均一性が検出されたり、もしくは当該の特種な力の
変化の導関数がＯＥＭの仕様の枠外にあると判明した場
合、こうした乗り心地の悪いタイヤは生産ラインから外
すことができる。仕様範囲から外れるタイヤは不均一性
のために研削されることもある。また、不均一性を補正
するために、生産工程に変更が加えられることもある。
【００２９】図６は、波形の第１次導関数の周波数スペ
クトルのグラフを示す。第１次導関数の周波数スペクト
ルによって、波形の周波数スペクトル（図４参照）では
見分けが困難であるトレッドの重ね継ぎ、プライの重ね
継ぎ、成形の不均一性、成形の振れおよびトレッドパタ
ーン効果のようなタイヤの異常が拡大される。
【００３０】タイヤ１６の半径方向と横方向の力とそし
て波形３０の導関数とは、タイヤの力の最大の揺らぎを
ＯＥＭの仕様と比較するために、最大変化率を決定する
ように解析することができる。導関数はまた、力のデー
タをＯＥＭの仕様と比較するために、平方自乗平均値を
決定するように解析することもできる。
【００３１】本発明は上述において、好ましい１つの実
施態様について説明された。この明細書を読みそして理
解された専門家は、本発明に関する修正や変更があり得
ることは、明らかであろう。全てのこうした修正や変更
は、上述の請求の範囲かまたはこれと同等なものの範囲
に含まれている限り、申請者によって本発明に含まれる
ものとされる。
【００３２】本発明は幾つかの部品において、そして幾
つかの部品の配置において具体的な形態をとっている。
これらの部品の好ましい実施態様は、本明細に詳細に説
明され、そして添付の図面に示されているが、これらは
本発明の開示の一部を成すものである。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、力の検査
機を用いて、タイヤの半径方向、横方向及び接線方向の
力を測定し、これらのデータをコンピュータに導入し
て、導関数の計算をさせて、その数値により能率的に検
査する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤの均一性分析方法に用いられる
タイヤの力の検査機の概略図である。
【図２】あるタイヤの典型的なタイヤの力の変化を表す
グラフである。
【図３】図２のタイヤが１回転する間のタイヤの力の典
型的な変化を表すグラフである。
【図４】図２のタイヤの力の変化の周波数スペクトルの
グラフである。
【図５】図２のタイヤの力の変化の波形の第１次導関数
のグラフである。
【図６】図２のタイヤの力の変化の第１次導関数の周波
数スペクトルのグラフである。
【符号の説明】
１０ タイヤの力の検査機 １４ 負荷輪 １６ タイヤ １８ 駆動軸 ２２ 測定器 ２６ コンピュータ ３０ 波形 ３２ ｘ軸 ３４ ｙ軸 ３８ 周波数スペクトル ４０ 第１の高周波 ４２ 第３の高周波 ４４ 第５の高周波 ４８ 第１次導関数（力変化波形の） ５２ 第１次導関数の周波数スペクトル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590002976 1144 Ｅａｓｔ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒｅ ｅｔ，Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ 44316− 0001，Ｕ．Ｓ．Ａ.

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 力の検査機を用いてタイヤの均一性を分
    析するための方法であって、該方法は、 あるタイヤの半径方向の力を測定する段階と、 該タイヤの前記半径方向の力の複数の測定値から半径方
    向波形を生成する段階と、 半径方向の力の連続的な測定値間のデータ変化率を得る
    ために、前記半径方向波形の第１次導関数を計算する段
    階と、 半径方向の力の変化率を比較する工程と、 前記半径方向波形の第１次導関数についてのデータを得
    るために、前記半径方向波形の第２次導関数を計算する
    段階と、そして、 前記半径方向波形の前記第１次導関数についてのデータ
    を所定の仕様と比較する段階と、を含むことを特徴とす
    る、力の検査機を用いるタイヤの均一性分析方法。
  2. 【請求項２】 更に、 前記タイヤの横方向の力を測定する段階と、 前記タイヤの前記横方向の力の複数の測定値から横方向
    波形を生成する段階と、 横方向の力の連続的な測定値間のデータ変化率を得るた
    めに、前記横方向波形の第１次導関数を計算する段階
    と、 横方向の力のデータ変化率を所定の仕様と比較する工程
    と、 前記横方向波形の第１次導関数についてのデータを得る
    ために、前記横方向波形の第２次導関数を計算する段階
    と、そして、 前記横方向波形の前記第１次導関数についてのデータを
    所定の仕様と比較する段階と、を含む請求項１記載のタ
    イヤの均一性分析方法。
  3. 【請求項３】 半径方向及び横方向波形が力−時間の関
    数として表され、前記分析方法が、更に、 前記半径方向波形の前記第１次導関数を秒当たりのポン
    ド単位の力として表す段階と、 前記半径方向波形の前記第２次導関数を平方秒当たりの
    ポンド単位の力として表す段階と、 前記横方向波形の前記第１次導関数を秒当たりのポンド
    単位の力として表す段階と、そして前記横方向波形の前
    記第２次導関数を平方秒当たりのポンド単位の力として
    表す段階と、を含む請求項２記載のタイヤの均一性分析
    方法。
  4. 【請求項４】 更に、 データ変化率の平方自乗平均を決定する工程と、 前記平方自乗平均を所定の仕様と比較する工程と、を含
    む請求項１記載のタイヤの均一性分析方法。
  5. 【請求項５】 更に、 前記タイヤの接線方向の力を測定する段階と、 該タイヤの前記接線方向の力の複数の測定値から接線方
    向波形を生成する段階と、 接線方向の力の連続的な測定値間のデータ変化率を得る
    ために、前記接線方向波形の第１次導関数を計算する段
    階と、 前記接線方向波形の前記第１次導関数についてのデータ
    を得るために、前記接線方向波形の第２次導関数を計算
    する段階と、 前記接線方向の力のデータ変化率を所定の仕様と比較す
    る段階と、 前記接線方向波形の前記第１次導関数についてのデータ
    を所定の仕様と比較する段階と、 前記接線方向波形の前記第１次導関数が前記所定の仕様
    内に収まっていないときは該タイヤを販売から外す段階
    と、そして前記接線方向波形の前記第２次導関数が前記
    所定の仕様内に収まっていないときは該タイヤを販売か
    ら外す段階と、を含む請求項１記載のタイヤの均一性分
    析方法。
  6. 【請求項６】 力の検査機を用いてタイヤの不均一性を
    解析する方法において、 前記タイヤの横方向の力を測定する段階と、 前記タイヤの前記横方向の力の複数の測定値から横方向
    波形を生成する段階と、 横方向の力の連続的な測定値間のデータ変化率を得るた
    めに、前記横方向波形の第１次導関数を計算する段階
    と、 横方向の力のデータ変化率を所定の仕様と比較する工程
    と、 前記横方向波形の第１次導関数についてのデータを得る
    ために、前記横方向波形の第２次導関数を計算する段階
    と、そして、 前記横方向波形の前記第１次導関数についてのデータを
    所定の仕様と比較する段階と、を含むことを特徴とする
    タイヤの均一性分析方法。
  7. 【請求項７】 更に、 前記タイヤの半径方向の力を測定する段階と、 該タイヤの前記半径方向の力の複数の測定値から半径方
    向波形を生成する段階と、 半径方向の力の連続的な測定値間のデータ変化率を得る
    ために、前記半径方向波形の第１次導関数を計算する段
    階と、 前記半径方向波形の前記第１次導関数についてのデータ
    を得るために、前記半径方向波形の第２次導関数を計算
    する段階と、 前記半径方向の力のデータ変化率を所定の仕様と比較す
    る段階と、 前記半径方向波形の前記第１次導関数についてのデータ
    を所定の仕様と比較する段階と、 前記半径方向波形の前記第１次導関数が前記所定の仕様
    内に収まっていないときは該タイヤを販売から外す段階
    と、そして前記半径方向波形の前記第２次導関数が前記
    所定の仕様内に収まっていないときは該タイヤを販売か
    ら外す段階と、を含む請求項６記載のタイヤの均一性分
    析方法。
  8. 【請求項８】 更に、 前記タイヤの接線方向の力を測定する段階と、 該タイヤの前記接線方向の力の複数の測定値から接線方
    向波形を生成する段階と、 接線方向の力の連続的な測定値間のデータ変化率を得る
    ために、前記接線方向波形の第１次導関数を計算する段
    階と、 前記接線方向波形の前記第１次導関数についてのデータ
    を得るために、前記接線方向波形の第２次導関数を計算
    する段階と、 前記接線方向の力のデータ変化率を所定の仕様と比較す
    る段階と、 前記接線方向波形の前記第１次導関数についてのデータ
    を所定の仕様と比較する段階と、 前記接線方向波形の前記第１次導関数が前記所定の仕様
    内に収まっていないときは該タイヤを販売から外す段階
    と、そして前記接線方向波形の前記第２次導関数が前記
    所定の仕様内に収まっていないときは該タイヤを販売か
    ら外す段階と、を含む請求項６記載のタイヤの均一性分
    析方法。
  9. 【請求項９】 横方向及び接線方向波形が力−時間の関
    数として表され、前記分析方法が、更に、 前記横方向波形の前記第１次導関数の最大値を秒当たり
    のポンド単位の力として表す段階と、 前記横方向波形の前記第２次導関数の最大値を平方秒当
    たりのポンド単位の力として表す段階と、 前記接線方向波形の前記第１次導関数の最大値を秒当た
    りのポンド単位の力として表す段階と、そして前記接線
    方向波形の前記第２次導関数の最大値を平方秒当たりの
    ポンド単位の力として表す段階と、を含む請求項８記載
    のタイヤの均一性分析方法。
  10. 【請求項１０】 前記横方向及び接線方向波形が周波数
    スペクトルとして表される請求項９記載のタイヤの均一
    性分析方法。
JP9043690A 1996-03-06 1997-02-27 力の検査機を用いるタイヤの均一性分析方法 Pending JPH09329510A (ja)

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