JPS63182543A - タイヤユニフオミテイ機の測定誤差補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、タイヤの乗心地に関るユニフオミティ　（Ｌ
ｌｎｉｆｏｒｍｔｔｙ）値を測定するタイヤユニフォミ
ティ機の測定誤差の補正方法に関する。

（従来の技術） タイヤのユニフォミティを測定するユニフォミティ機と
して、例えば、特公昭５１−２１５７号公報、並びに特
願昭５７−１７９４５６号明細書及び図面に記載のもの
が公知である。

前記従来のユニフォミティ機では、代用路面であるロー
ドホイールの支持軸両端に、２個の２軸力検出用ロード
セル（以下、「２軸ロードセル」と云う）を設けて、タ
イヤの発生する半径（Ｒａｄ−ｉａｌ）方向の力と、横
（Ｌａｔｅｒａｌ）方向の力の双方を検出している。

２軸ロードセルは、可能な限り正確にユニフオミティ機
に取付け、２個の２軸ロードセルが検出する半径方向の
力と横方向の力の互いに干渉の生じることのないように
しているが、機械加工上、または取付作業上の誤差が若
干化じる。

半径方向の力の変動成分（Ｒａｄｉａｌ　Ｆｏｒｃｅ　
Ｖａｒｉ−ａｔｉｏｎ、　　以下、略してｒＲＦＶｊと
云う）や、横方向の力の変動成分（Ｌａｔｅｒａｌ　Ｆ
ｏｒｃｅ　Ｖａｒｉａｔｉｏｎ＋以下、略してｒＬＦＶ
Ｊと云う）は、その変動分に注目するため、前述の干渉
が若干加わって、その絶対値が少し変化しても、変動成
分への影響は極めて少ないため、前記干渉は実際上無視
できる。

しかし、横方向力（Ｌａｔｅｒａｌ　Ｆｏｒｃｅ＋　　
以下、略して［ＬＦｊと云う）、横方向力の積分平均（
Ｌａｔｅｒａｌ　Ｆｏｒｃｅ　Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ、　
　以下、略して「ＬＦＤＪと云う）、コニシティ（Ｃｏ
ｎｉｃｉｔｙ）並びにプライステア　（Ｐｌｙｓｔｅｅ
ｒ）は、前記干渉による影響を直接受ける。

即ち、第３図に示すタイヤユニフォミティ機では、タイ
ヤＴを回転自在に支持するタイヤ軸１と、代用路面であ
るロードホイール２をヘアリング３を介して回転自在に
支持するロードホイール軸４とが、互いに平行に配置さ
れ、ロードホイール軸４の両端部４ａ、　４ｂは、ビン
５ａ、　５ｂを介して２軸ロードセルＡ、Ｂにより支持
されている。

そして、回転中のタイヤＴとロードホイール２の両性周
面を所定の力Ｆで圧接させ、各２軸ロードセルＡ、　　
Ｂに作用する半径方向力、及び横方向力を検出する。

具体的には第４図に示すように、一方の２軸ロードセル
Ａで検出された半径方向力に対応する電気信号出力ｅＲ
Ａは、安定増中器７によって安定化され、又横方向力に
対応する電気信号出力ｅＬＡも安定増中器７によって安
定化され、電気信号Ｅ　ＲＡ　＋ＥＬＡとなる。

また同じように、他方の２軸ロードセルＢで検出された
各力も安定増中器７，７を経て安定化され、電気信号Ｅ
ＲＢ＋　ＥＬＢとなる。

前記半径方向力の電気信号Ｅ　ＲＡ　ｒ　Ｅ　ＲＢは加
算器８に入力され、電気信号ＥＲとなってユニフォミテ
ィ演算装置９に入力される。また、横方向力の電気信号
Ｂ　ＬＡ　＋　Ｅ　ＬＢも加算器８に入力され、電気信
号ＥＬとなってユニフォミティ演算装置９に入力される
。

そして、このユニフォミティ演算装置９により、ＲＦＶ
、ＬＦＶ、ＬＦＤ、コニシティ、プライステア等のユニ
フォミティ値が計算されている。このユニフォミティ値
は、タイヤＴの不均一を修正するための基準値として使
用される。従って、このユニフォミティ値は正確で誤差
のないものが要求される。

しかし、第５図に示すように、２軸ロードセルＡが角度
θだけずれて取付けられると、その値は不正確なものと
なる。

即ち、タイヤＴからの半径方向力Ｆがロードホイール２
の中方向の中央に作用すると、ピン５ａ＋５ｂにはその
力が分力されてそれぞれＦ／２づつ加わる。ロードセル
八がθ度回転されて取付けられており、他方ロードセル
Ｂが正確に取付けられているとすると、ロードセルＡの
方ではその中心のピン５ａ部にはＦ／２の力が作用して
いるにもかかわらず第５図に示すごとく、 半径方向力　Ｆ／２・ｃｏｓθ　　□（１）横方向力　
　Ｆ／２・ｓｉｎθ　　□（２）が発生する。よって、
２軸ロードセルＡ、Ｂの検出した力の和は、 となり、２軸ロードセルＡが正確に取付けられている場
合、 半径方向力　　Ｆ　　　　　−（５１ 横方向力　　　０　　　　−　＋６１ に比較し 半径方向力として　Ｆ　　　（１＋ｃｏｓθ）一（１ｃ
ｏｓθ）　　□　＋７１ 横方向力として　　−５ｉｎθ　　□（８）の干渉（誤
差）があると言える。

これらの干渉を減少するため、現在では、２個ある２軸
ロードセルのうち１個の２軸ロードセルのみを若干回転
させ、故意に回転角による成分を発生させ修正している
。

すなわち、（ｉ）タイヤを正転表（タイヤの製造番号側
を上にして時計方向に回転させる）でテストした場合の
横方向力と（ｉｉ）タイヤを逆転裏（タイヤの製造番号
側を下にして反時計方向に回転させる）でテストした場
合の横方向力の大きさく絶対値）と向きは、大きさは同
じで、向きのみ反転するというタイヤの性質を利用する
ものである。

具体的には、タイヤを実際に使用して、正転表と逆転裏
の条件でＬＦＤを測定し、その２つのしＦＤの絶対値が
等しくなるように、Ｎ［Ｉｉｌの２軸ロードセルを若干
回転させていた。

具体的には、２個の２軸ロードセルＡ、Ｂがある場合、 （イ）２軸ロードセルＡが正確に取付けられていて、２
軸ロードセルＢがθ°面回転れて取付けられている場合 （ロ）２軸ロードセルＡがθ°面回転れて取付けられて
いて、２軸ロードセルＢが正確に取付けられている場合 （ハ）２軸ロードセルＡがθ°、２軸ロードセルＢがα
°何回転れて取付けられている場合が考えられるが、（
イ）の場合は２軸ロードセルＢを大略−θ°面回転て干
渉を減少させる。また、（ロ）（ハ）の場合も２軸ロー
ドセルＢを大略−θ。

θ　＋α。

または〜□回転して干渉を減少させていた。

（発明が解決しようとする問題点） 前記ロードセルの修正作業は、テストを重ねながら、少
しづつ２軸ロードセルを回転し、正転表と逆転裏のＬＦ
Ｄが同じになるまで調節するもので、相当の時間と労力
を費やしていた。

そこで、本発明は、２軸ロードセルの取付は誤差を機械
的に修正するのではなく、電気的な処理で補正すること
により、高精度なタイヤユニフォミティを簡単に得るこ
とができるタイヤユニフォミティ機の測定誤差補正方法
を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の特徴とする処は、タイヤを回転自在に支持する
タイヤ軸と、ロードホイールを回転自在に支持するロー
ドホイール軸のいずれか一方の両端部を２軸ロードセル
で支持し、回転中のタイヤとロードホイールの両性周面
を圧接させて、前記２軸ロードセルによりタイヤ半径方
向力と横方向力とを検出し、該検出値からタイヤユニフ
ォミティを算出するタイヤユニフォミティ機を用い、予
じめ基準タイヤを使用して、タイヤ正転表の測定で検出
した横方向力ＬＦ１、又はその積分平均ＬＰＤ　Ｉと、
逆転裏の測定で検出した横方向力ＬＰ２、又はその積分
平均ＬＦ（１２とから、横方向力の誤差成分Ｘを、 又は、 として求め、 前記誤差成分Ｘと、前記測定で付与した半径方向力Ｆと
から、補正係数βを、 β＝□ として求め、 次に、被検査タイヤを使用して横方向力ＬＰと半径方向
力Ｆとを検出し、前記補正係数βを用いて、当該被検査
タイヤの真の横方向力ＬＰを、ＬＦ＝ＬＦ−β・Ｆ として求める点にある。

（作　用） 本発明の詳細な説明すれば、従来の２軸ロ一ドセル取付
位置修正作業は、２軸ロードセルを回転するという作業
であり、これはＦという大きさと向きを持つ半径方向力
が２軸ロードセルに作用している場合、角度（−θ°）
を２軸ロードセルに与えることにより、半径方向力に対
してはＦをＦ　ｃｏｓ　（−θ）に変え、横方向力に対
してはＦ・ｓｉｎ　（−θ）を発生させることと同じで
ある。

この変換は機械的に２軸ロードセルを回転させなくとも
、電気的に処理することが可能である。

すなわち、自由に選択できる設定値としての回転角度θ
を電気的に発生させ、関数変換器（回路）でｓｉｎθ、
　　ｃｏｓθに変換したのち（イ）半径方向力に対して
はその力Ｆにｃｏｓθを積し、 （ロ）横方向力に対してはＦにｓｉｎθを積したものを
加えてやる。

この電気的処理は、機械的に２軸ロードセルをθ度回転
させることと等価である。

そこで、このθを知れば、電気的処理が出来る。

ところで、前記（８）式より、横方向力の干渉（誤実際
にタイヤを使用して取付誤差による横方向力の誤差成分
Ｘが判明すれば、 と表わされる。ここで、半径方向力Ｆは既知であるから
、（９）式より として補正係数βを求めることができる。（βを求める
ことはθを求めることと等価である。）そこで、前記補
正係数βを求めるために誤差成分Ｘを知らねばならない
が、この誤差成分Ｘは、冊 タイヤ正転表と逆転裏の測定で求めることができる。

即ち、タイヤを正転表でテストした場合の横方向力と、
タイヤを逆転裏でテストした場合の横方向力の大きさと
向きは、大きさは同じで向きのみ反転すると云うタイヤ
の性質から求めることができる。

即ち、例えば、タイヤの真の正転哀詩ＬＦＤ　１が、＋
１１ｋｇで、２軸ロードセルの誤差成分が＋２ｋｇであ
ったと仮定すると、実際に測定した値は、正転哀詩はＬ
ＦＤｌ　−（＋１１ｋｇ）＋（＋　２　ｋｇ）　＝　＋
１３ｋｇ逆転裏時はＬＦＤ２−（４１ｋｇ）＋（＋　２
　ｋｇ）　−−９ｋｇとなる。

従って、誤差成分Ｘは、 として求められる。

しかして、誤差成分Ｘは、予じめ測定により求めること
ができ、かつそのときのＦを用いて前記００１式より補
正係数βを求めることができる。

この補正係数βは、２軸ロードセルの取付は誤差に起因
するものであるから、当該ユニフォミティ機の固有の値
として、すべての被検査タイヤに適用される。

従って、被検査タイヤ測定時における横方向力の誤差成
分Ｘは、００）式より Ｘ＝β・Ｆ となり、真の横方向力ＬＰは、 ＵＦ＝ＬＰ−Ｘ ＝ＬＦ−β・Ｆ　　　　　　　　　　　（１２）但し、
■は被検査タイヤの測定された横方向力、 Ｆは被検査タイヤの径方向力 となる。

尚、上記説明で、Ｘを求めるのにＬＦＤを用いたが、Ｌ
Ｐを用いても同じである。

また、前記βはθと等価であるが、θを用いて補正する
こともできる。

即ち、ＧＯ）式より、 θ　−５ｉｎ−’　　−−（１３） Ｆ としてθを求めて補正することも本発明においては等価
である。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。

本発明方法に使用するタイヤユニフォミティ機本体は、
従来のものと同じであるので、第３図を参照して説明す
る。

第３図において、タイヤＴは精密リム（図示せず）に組
込まれてタイヤ回転軸１に回転可能に取付けられている
。タイヤＴに対応して代用路面であるロードホイール２
がヘアリング３を介してロードホイール軸４に回転可能
に取付けられている。

ロードホイール軸４の両端４ａ、　４ｂはビン５ａ、　
５ｂで２軸ロードセルＡ、Ｂに固定されており、２軸ロ
ードセルＡ、Ｂはボルト（図示せず）でキャリッジ６に
固定されている。

タイヤユニフォミティ機では、タイヤ回転軸１を電動機
（図示せず）で回転させ、キャリッジ６を適当な移動手
段（図示せず）でタイヤの方向へ移動させタイヤＴに所
定の荷重（半径方向力）を与えたのち、タイヤ回転軸１
の軸芯とロードホイール軸４の軸芯の距離を一定に固定
し、タイヤＴの回転に伴なう半径方向力と横方向力を２
軸ロードセルＡ、Ｂで検出し分析するものである。

第１図はユニフォミティ機の回路図であり、ユニフォミ
ティ機の半径方向力及び横方向力の検出用２軸ロードセ
ルＡ、Ｂの出力信号の安定化及び加算回路とユニフォミ
ティ値を演算するユニフオミティ演算装置を示した。

２軸ロードセルＡで検出された半径方向力に対応する電
気信号出力ｅＲＡは安定槽ｌ〕器７によって安定化され
、また横方向力に対応する電気信号出力ｅＬＡも安定増
巾器７によって安定化され、電気信号Ｅ　ＲＡ　、　Ｅ
　ＬＡとなる。

また同じように、２軸ロードセルＢで検出された力も安
定化され、電気信号Ｅ　Ｒｅ　、　Ｅ　ＬＢとなる。

半径方向力の電気信号ＥＲＡ、　ＥＲＲは加算器８に入
力され、電気信号ＥＲとなってユニフオミテイ演算装置
９に入力される。また、横方向力の電気信号Ｅ　ＬＡ　
＋　Ｅ　Ｌ［ｌも加算器８に入力され、電気信号Ｅ、と
なる。

この電気信号ＥＬは、補正回路９”によって補正され、
電気信号Ｅ　Ｌ＋　となってユニフォミティ演算装置９
に入力される。この補正回路９゛は、関数変換・乗算器
１１と、回転角度θを設定する設定器１０等から構成さ
れている。

次に、前記装置を用いた本発明方法の具体例を説明する
。

今、２軸ロードセルＡが角度θだけずれて取付けられて
いると仮定する。まず基準タイヤＴをユニフォミティ機
に取付けて横方向力の誤差成分Ｘを求める。

この誤差成分Ｘは、（１１）式より基準タイヤＴの正転
哀詩のＬＦＤ　１と、逆転表時のＬＦＤ２とからとして
求める。このとき半径方向力Ｆは既知であるから、００
）式より、 ｓｉｎθ　　　　Ｘ Ｆ を求めて、回転角度θを設定器１０に設定する。

次に、被検査タイヤＴをユニフォミティ機に取付け、測
定を開始する。各２軸ロードセルＡ、　Ｂで検出された
半径方向力の測定値は、前述の如く、加算器８を経て電
気信号ＥＲとなってユニフオミティ演算装置９に入力さ
れる。横方向力は、加算器８を経て電気信号ＥＬとされ
ているが、このとき、回転角度θを設定する設定器１０
によりθに相当する電気信号を発生して前記関数変換乗
算器１１に加える。関数変換乗算器１１には電気信号Ｅ
Ｒすなわち半径方向力Ｆに相当する電気信号も加えられ
て、 の処理が行われ、加算器１２にて電気信号ＥＬに加算さ
れ、Ｅ　Ｌ＋　となってユニフォミティ演算装置９に入
力される。

以上の回路構成により、２軸ロードセルＡ、　　Ｂの取
付上の不正確さから発生する横方向力の誤差成分を、θ
を設定してやることで電気的に補正が可能となった。

以上は、理論に基づいて、θを用いた具体例であるが、
実際は、α０）式のβを用いる方が作業性が良くなる。

即ち、第２図に示す如く、ユニフオミテイ演算装置９に
補正回路を組込み、 （イ）電気回路的には関数変換（ｓｉｎθ）の代りので
□と同程度となる。） （ロ）誤差成分力を知ってから手で設定して入力してや
らずに、数回の正転表と逆転裏のテストを実施するとユ
ニフオミテイ演算装置が自動的に誤差成分力の平均値と
半径方向力から本発明によれば、電気的処理で対応でき
ることから、製作時の機械的な修正（キャリブレーショ
ン）をする場合の労力・時間を削減できると共に、メン
テナンス時も機械的修正が不要となり容易に機械の干渉
を補正でき、機械の品質を高く維持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に使用する装置の回路図、第２図は
第１図の変形回路図、第３図はタイヤユニフォミティ機
の構造を示す説明図、第４図は従来の回路図、第５図は
従来の問題点を説明するための説明図である。 １・・・タイヤ軸、２・・・ロードホイール、４・・・
ロードホイール軸、９・・・ユニフォミティ演算装置、
Ｔ・・・タイヤ、Ａ、Ｂ・・・２軸ロードセル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）タイヤを回転自在に支持するタイヤ軸と、ロード
   ホィールを回転自在に支持するロードホィール軸のいず
   れか一方の両端部を２軸ロードセルで支持し、回転中の
   タイヤとロードホィールの両外周面を圧接させて、前記
   ２軸ロードセルによりタイヤ半径方向力と横方向力とを
   検出し、該検出値からタイヤユニフォミティを算出する
   タイヤユニフォミティ機を用い、 予じめ基準タイヤを使用して、タイヤ正転表の測定で検
   出した横方向力ＬＦ＿１、又はその積分平均ＬＦＤ＿１
   と、逆転裏の測定で検出した横方向力ＬＦ＿２、又はそ
   の積分平均ＬＦＤ＿２とから、横方向力の誤差成分Ｘを
   、 Ｘ＝（｜ＬＦ＿１｜−｜ＬＦ＿２｜）／２ 又は、 Ｘ＝（｜ＬＦＤ＿１｜−｜ＬＦＤ＿２｜）／２として求
   め、 前記誤差成分Ｘと、前記測定で付与した半径方向力Ｆと
   から、補正係数βを、 β＝Ｘ／Ｆ として求め、 次に、被検査タイヤを使用して横方向力＠ＬＦ＠と半径
   方向力＠Ｆ＠とを検出し、前記補正係数βを用いて、当
   該被検査タイヤの真の横方向力＠ＬＦ＠を、ＬＦ＝＠Ｌ
   Ｆ＠−β・＠Ｆ＠ として求めることを特徴とするタイヤユニフォミティ機
   の測定誤差補正方法。