タイヤ用ダイナミックバランサおよびその校正方法
【課題】任意の大きさのアンバランス量とアンバランス位置を持つ被測定タイヤに対して、ロードセルの荷重信号出力から前記任意のアンバランス量とアンバランス位置を求めるにあたって最も適切な係数を推定し、推定した係数を使用することによって精確な被測定タイヤのアンバランスベクトルを算出することができるタイヤ用ダイナミックバランサおよびその校正方法を提供する。
【解決手段】例えば、複数組の設定アンバランスベクトルのそれぞれに対応して上下の荷重センサ７ａ，７ｂから出力される荷重信号の測定値によって求められる複数組のアンバランスベクトル測定値に基づいて、稼働運転モードの際に、上下の荷重センサ７ａ，７ｂのそれぞれの荷重信号の測定値から被測定タイヤの持つアンバランスベクトルを求めるに適する上下の荷重センサ７ａ，７ｂについてのそれぞれ２種類の係数を推定するものとする。
【解決手段】例えば、複数組の設定アンバランスベクトルのそれぞれに対応して上下の荷重センサ７ａ，７ｂから出力される荷重信号の測定値によって求められる複数組のアンバランスベクトル測定値に基づいて、稼働運転モードの際に、上下の荷重センサ７ａ，７ｂのそれぞれの荷重信号の測定値から被測定タイヤの持つアンバランスベクトルを求めるに適する上下の荷重センサ７ａ，７ｂについてのそれぞれ２種類の係数を推定するものとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイナミックバランサ本体に回転自在に支持された回転軸に設けられた上部リムと下部リムの間に被測定タイヤを装着して前記回転軸を回転させ、被測定タイヤのダイナミックバランスを測定するタイヤ用ダイナミックバランサおよびその校正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のダイナミックバランサにおいては、タイヤの上修正面および下修正面のそれぞれのアンバランス量とアンバランス位置とを測定するために、稼働運転に先立って、回転軸の回転時にその回転軸を支持するダイナミックバランサ本体から作用する力を検出する上下の荷重センサ（ロードセル）からの出力を測定し、これらロードセルの測定値より、前記アンバランス量とアンバランス位置とを算出するのに必要な係数を求めるため、テスト用分銅を用いた校正テストが実施される。
校正テストとしては、タイヤを用いない校正方法（例えば、特許文献１参照。）と、タイヤを用いる校正方法とがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１７４６５８号公報
【０００４】
従来、タイヤを用いる校正方法では、稼働運転時に使用するタイヤと同じ仕様のテスト用タイヤを校正モードにおいてダイナミックバランサの回転軸に設けた上部リムと下部リムの間に装着し、回転軸を支持するダイナミックバランサ本体が、テスト用タイヤに発生する遠心力によって受ける荷重を測定することによって下記に述べるようにして、回転系の上初期アンバランスベクトルＺＵと下初期アンバランスベクトルＺＬと、テスト用タイヤが持つ上下アンバランスベクトルＴＵとＴＬを求めるようにされている。
【０００５】
上部リムと下部リムの間に稼働運転時に使用するタイヤと同仕様のテスト用タイヤを装着し、原点に対してタイヤを９０°，１８０°，２７０°，０°の順に４回ずらしてそれぞれ回転軸を回転させ、回転系の持つ初期アンバランスベクトルとタイヤの持つアンバランスベクトルが合成された値Ｐ´９０，Ｐ´１８０，Ｐ´２７０，Ｐ´０を上側、下側のロードセルについてそれぞれ検出し、それぞれを４回の測定結果を加算して４で割ることによって上初期アンバランスベクトルＺＵと下初期アンバランスベクトルＺＬを求める。
【０００６】
但し、テスト用タイヤを装着して測定した上下のロードセル出力によって測定されるベクトルＰ´Ｕ，Ｐ´Ｌには、零ベクトル取得で求めた上下初期アンバランスベクトルＺＵ、ＺＬとテスト用タイヤの持つ上下アンバランスベクトルＴＵ、ＴＬが含まれている。
【０００７】
テスト用タイヤの持つ上下アンバランスベクトルＴＵ，ＴＬとしては、零ベクトル取得時において、０°における下側のロードセル出力の測定結果Ｐ´Ｌ０および下初期アンバランスベクトルＺＬからＰＬ０を、上側のロードセル出力の測定結果Ｐ´Ｕ０および上初期アンバランスベクトルＺＵからＰＵ０を求め、ＴＬ＝ＰＬ０、ＴＵ＝ＰＵ０として使用する。
【０００８】
すなわち、次に述べるように、上部リムと下部リムの間にテスト用タイヤを装着し、更に上部リムと下部リムのいずれか片方に分銅を取り付けてテストするとき、テスト用タイヤの装着位置は０°で維持する。
【０００９】
回転系の持つ初期アンバランスベクトルＺＬ，ＺＵおよびタイヤを使用しての校正時のタイヤの持つアンバランスによる検出ベクトルＴＬおよびＴＵを差し引いた結果、取り付けた分銅による検出ベクトルＰＬおよびＰＵのみが残る。すなわち、
ＰＬ＝Ｐ´Ｌ−ＺＬ−ＴＬ
ＰＵ＝Ｐ´Ｕ−ＺＵ−ＴＵ
となる。
【００１０】
測定原理として、上下のロードセルに加わる不釣り合い力ＰＵ、ＰＬを検出することによるタイヤのアンバランス量ＵＵ、ＵＬは、以下の式にて求められる。
ＵＬ＝γ１ＰＬ＋γ２ＰＵ
ＵＵ＝δ１ＰＬ＋δ２ＰＵ
【００１１】
上部リムに質量ＷＵの分銅を位置ベクトルｒＵの位置に取り付けて回転させた場合における、上側のロードセルで検出される分銅によるアンバランスベクトルをＰＵＵ、下側のロードセルで検出される分銅によるアンバランスベクトルをＰＵＬとし、下部リムに質量ＷＬの分銅を位置ベクトルｒＬの位置に取り付けて回転させた場合における、上側のロードセルで検出される分銅によるアンバランスベクトルをＰＬＵ、下側のロードセルで検出される分銅によるアンバランスベクトルをＰＬＬとしたとき、以下の式から係数γ１，γ２，δ１，δ２が求められる。
γ１＝ＰＵＵ×ＷＬ・ｒＬ／（ＰＵＵ×ＰＬＬ−ＰＵＬ×ＰＬＵ）
γ２＝−ＰＵＬ×ＷＬ・ｒＬ／（ＰＵＵ×ＰＬＬ−ＰＵＬ×ＰＬＵ）
δ１＝−ＰＬＵ×ＷＵ・ｒＵ／（ＰＵＵ×ＰＬＬ−ＰＵＬ×ＰＬＵ）
δ２＝ＰＬＬ×ＷＵ・ｒＵ／（ＰＵＵ×ＰＬＬ−ＰＵＬ×ＰＬＵ）
【００１２】
しかしながら、従来のタイヤを用いた校正方法において、所定の質量の分銅を上部リムおよび下部リムの所定の位置に取り付けて測定する手法のものでは、以下のような問題点がある。
【００１３】
上下アンバランス量によって回転するタイヤはアンバランス量が存在すると、図３（ｃ）中記号Ｄ，Ｅ矢印の方向に遠心力が作用するので、
図４においてタイヤ２の回転軸８（シャフト）は上側のロードセル７ａと下側のロードセル７ｂの着力点間の中心付近を中心にして紙面を垂直に貫く方向に、上側のロードセル７ａと下側のロードセル７ｂとが逆位相の関係をもって変位運動を繰り返す。つまり、上側のロードセル７ａが紙面の表側に向けて変位したときは下側のロードセル７ｂは紙面の裏側に向けて変位している。
下側のロードセル７ｂの着力点から遠心力の作用点までの距離をａ、上側のロードセル７ａの着力点までの距離をｂ１とし、遠心力Ｆによってタイヤ２の回転軸８がα度だけ傾斜したとすると、上側のロードセル７ａに作用する力はＦ・（ｂ１／ａ）・ｃｏｓαの関係にあり遠心力Ｆの大きさに応じて比例関係に変化しない。下側のロードセル７ｂに作用する力についても同様である。
【００１４】
また、回転するタイヤ２に発生する遠心力Ｆの大きさに応じて回転軸８は傾斜するが、傾斜の大きさに応じてタイヤ２を装着した回転軸８にはタイヤ２の荷重によって曲げが生じる。そして、傾斜の大きさに応じて曲げ量は変化する。この遠心力Ｆの大きさに応じた曲げ量の変化はロードセル７ａ，７ｂよって測定する力に誤差を与える。すなわち、遠心力Ｆ、上下のアンバランス量、上下のロードセル７ａ，７ｂの出力、上下のロードセル７ａ，７ｂ間の着力点の距離および上下のロードセル７ａ，７ｂの着力点とタイヤ２の上下の修正面との距離を含むモーメントの釣り合い式が成立しなくなる。
【００１５】
さらに、回転軸８を支承するダイナミックバランサ本体３を支持する引っ張り吊り棒はスプリング特性を持ったバー（トーションバー４ａ，４ｂ，６ａ，６ｂ：図１参照）であり、その弾性力が遠心力Ｆによって生じる回転軸８の傾きに対して非線形に力を作用させてしまう。
また、タイヤ２が回転軸８に装着されると、回転軸８に曲げ歪みが生じる。そして、リム１２，２９を回転軸８の回転中心に対して完全に同心円に装着することができないので、タイヤ２やリム１２，２９の外周上の各点によって回転中心からの距離が異なる。すると、校正モードにおいてリム１２，２９の外周上に既知の質量のものを既知の角度に装着して回転させ、上下のロードセル７ａ，７ｂの出力を測定して求めたアンバランスベクトルを、装着した既知のアンバランスベクトルへ変換するように係数を求めても、この係数は、同じ質量のものを同じ位置に装着した場合にのみ有効になり、被測定タイヤのアンバランスベクトルが不明な場合に、従来のように一意に求めた係数を使用して上下のロードセル７ａ，７ｂの出力から被測定タイヤのアンバランスベクトルを精確に算出することはできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、任意の大きさのアンバランス量とアンバランス位置を持つ被測定タイヤに対して、ロードセルの荷重信号出力から前記任意のアンバランス量とアンバランス位置を求めるにあたって最も適切な係数を推定し、推定した係数を使用することによって精確な被測定タイヤのアンバランスベクトルを算出することができるタイヤ用ダイナミックバランサおよびその校正方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するために、第１発明によるタイヤ用ダイナミックバランサは、
平面上の一方向への変位を拘束し、前記一方向と直交する他方向への変位を可能にするように支持具によって基礎面から支持されたダイナミックバランサ本体に回転自在に回転軸が設けられ、
前記ダイナミックバランサ本体の上部と下部にそれぞれ、前記ダイナミックバランサ本体の変位を生じさせる荷重を検出するように前記基礎面から支持された上部荷重センサと下部荷重センサとが設けられ、
前記回転軸に対して同軸に上側と下側にそれぞれ上部リムと下部リムとが設けられ、
校正モードが選択されている際に、前記上部リムと下部リムのうちの一方に所定の質量の錘を所定の位置に取り付けた状態およびそれらリムの両方に錘を付けていない状態の３つの状態のそれぞれに対応する前記上部リムと下部リムについての設定アンバランスベクトルでもって前記回転軸を回転させることで、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値に基づいて、前記上部リムと下部リムについてのアンバランスベクトルを求め、求めたアンバランスベクトルと前記設定アンバランスベクトルとを関係付ける少なくとも２種類の係数を前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれについて算出する係数算出手段を備えたタイヤ用ダイナミックバランサであって、
前記係数算出手段は、前記錘の質量の大きさおよび／または前記錘の取り付け位置を変更することで設定される前記３つの状態を超える複数種類の状態に対応する前記上部リムと下部リムについての複数組の設定アンバランスベクトル毎に前記回転軸を回転させることで、各設定アンバランスベクトルに対応して前記上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値によって求められる複数組のアンバランスベクトル測定値、または、前記複数組の設定アンバランスベクトルと複数組のアンバランスベクトル測定値とをそれぞれ関係付ける２種類の係数に基づいて、稼働運転モードの際に、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値から被測定タイヤの持つアンバランスベクトルを求めるに適する前記上部荷重センサおよび下部荷重センサについてのそれぞれ２種類の係数を推定することを特徴とするものである。
【００１８】
第１発明において、
被測定タイヤの持つアンバランスベクトルを算出するアンバランスベクトル算出手段が設けられ、
前記アンバランスベクトル算出手段は、校正モード時に前記係数算出手段によって算出された前記２種類の係数を代表係数として、稼働運転モードの際に、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値と、前記代表係数とに基づいて、前記被測定タイヤのアンバランスベクトルを求め、求めた前記被測定タイヤのアンバランスベクトルの大きさに対応する前記上部荷重センサおよび下部荷重センサについてのそれぞれ２種類の係数を推定し、推定した２種類の係数と、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値とから前記被測定タイヤのアンバランスベクトルを再計算するのが好ましい（第２発明）。
【００１９】
次に、第３発明によるタイヤ用ダイナミックバランサの校正方法は、
平面上の一方向への変位を拘束し、前記一方向と直交する他方向への変位を可能にするように支持具によって基礎面から支持されたダイナミックバランサ本体に回転自在に回転軸が設けられ、
前記ダイナミックバランサ本体の上部と下部にそれぞれ、前記ダイナミックバランサ本体の変位を生じさせる荷重を検出するように前記基礎面から支持された上部荷重センサと下部荷重センサとが設けられ、
前記回転軸に対して同軸に上側と下側にそれぞれ上部リムと下部リムとが設けられてなるタイヤ用ダイナミックバランサにおいて、
校正モードが選択されている際に、前記上部リムと下部リムのうちの一方に所定の質量の錘を所定の位置に取り付けた状態およびそれらリムの両方に錘を付けていない状態の３つの状態のそれぞれに対応する前記上部リムと下部リムについての設定アンバランスベクトルでもって前記回転軸を回転させることで、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値に基づいて、前記上部リムと下部リムについてのアンバランスベクトルを求め、求めたアンバランスベクトルと前記設定アンバランスベクトルとを関係付ける少なくとも２種類の係数を前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれについて算出するタイヤ用ダイナミックバランサの校正方法であって、
前記錘の質量の大きさおよび／または前記錘の取り付け位置を変更することで設定される前記３つの状態を超える複数種類の状態に対応する前記上部リムと下部リムについての複数組の設定アンバランスベクトル毎に前記回転軸を回転させることで、各設定アンバランスベクトルに対応して前記上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値によって求められる複数組のアンバランスベクトル測定値、または、前記複数組の設定アンバランスベクトルと複数組のアンバランスベクトル測定値とをそれぞれ関係付ける２種類の係数に基づいて、稼働運転モードの際に、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値から被測定タイヤの持つアンバランスベクトルを求めるに適する前記上部荷重センサおよび下部荷重センサについてのそれぞれ２種類の係数を推定することを特徴とするものである。
【００２０】
第３発明において、
校正モード時に算出された前記２種類の係数を代表係数として、稼働運転モードの際に、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値と、前記代表係数とに基づいて、前記被測定タイヤのアンバランスベクトルを求め、求めた前記被測定タイヤのアンバランスベクトルの大きさに対応する前記上部荷重センサおよび下部荷重センサについてのそれぞれ２種類の係数を推定し、推定した２種類の係数と、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値とから前記被測定タイヤのアンバランスベクトルを再計算するのが好ましい（第４発明）。
【発明の効果】
【００２１】
本発明においては、校正モードが選択されている際に、上部リムと下部リムのうちの一方に所定の質量の錘を所定の位置に取り付けた状態およびそれらリムの両方に錘を付けていない状態の３つの状態のそれぞれに対応する上部リムと下部リムについての設定アンバランスベクトルでもって回転軸が回転される。
このとき、上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値に基づいて、上部リムと下部リムについてのアンバランスベクトルが求められ、当該アンバランスベクトルと上記の設定アンバランスベクトルとを関係付ける少なくとも２種類の係数が上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれについて算出される。
また、錘の質量の大きさおよび／または錘の取り付け位置を変更することで設定される上記の３つの状態を超える複数種類の状態に対応する上部リムと下部リムについての複数組の設定アンバランスベクトル毎に回転軸が回転される。
そして、各設定アンバランスベクトルに対応して上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値によって求められる複数組のアンバランスベクトル測定値、または、複数組の設定アンバランスベクトルと複数組のアンバランスベクトル測定値とをそれぞれ関係付ける２種類の係数に基づいて、稼働運転モードの際に、上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値から被測定タイヤの持つアンバランスベクトルを求めるに適する上部荷重センサおよび下部荷重センサについてのそれぞれ２種類の係数が推定される。
したがって、任意の大きさのアンバランス量とアンバランス位置を持つ被測定タイヤに対して、ロードセルの荷重信号出力から任意のアンバランス量とアンバランス位置を求めるにあたって最も適切な係数を推定することができる。また、推定した係数を使用することによって精確な被測定タイヤのアンバランスベクトルを算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るタイヤ用ダイナミックバランサの斜視図
【図２】本実施形態のタイヤ用ダイナミックバランサの縦断面図
【図３】ダイナミックアンバランスの定義説明図
【図４】ダイナミックアンバランスの測定原理説明図
【図５】タイヤ用ダイナミックバランサの概略システム構成を説明するブロック図（ａ）およびロードセルのサンプリング波形図（ｂ）
【図６】ダイナミックアンバランスの測定処理プログラムを説明するフローチャート
【図７】ロードセルによる検出アンバランスベクトルと回転系の持つ初期アンバランスベクトルとの合成ベクトルの説明図
【図８】上部リムに質量ＷＵの分銅を位置ベクトルｒＵの位置に取り付けた状態図（ａ）および下部リムに質量ＷＬの分銅を位置ベクトルｒＬの位置に取り付けた状態図（ｂ）
【図９】スタティックアンバランス演算の説明図
【図１０】カップルアンバランス演算の説明図
【図１１】位置補正の説明図
【図１２】上下アンバランスベクトル、アンバランス角、合成アンバランス量およびアンバランス角の関係を説明する図
【図１３】被測定タイヤの合成アンバランスベクトルの質量、角度を表すＰ点とそのＰ点に最も近いアンバランスベクトルの質量、角度を持つ基準点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの関係を表す図
【図１４】上下ロードセル出力によるアンバランスベクトルの推定方法の説明図
【図１５】上下アンバランスと上下アンバランスの値で表されるＰ点の近傍でＰ点を囲む質量、角度である基準点Ａ〜Ｄにおける上下ロードセル出力によるアンバランスベクトルの関係を表す図
【図１６】リムの上辺と下辺におけるアンバランス質量の大きさと位置を表す図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明によるタイヤ用ダイナミックバランサおよびその校正方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
図１には、本発明の一実施形態に係るタイヤ用ダイナミックバランサの斜視図が示されている。また、図２には、本実施形態のタイヤ用ダイナミックバランサの中央縦断面図が示されている。
【００２５】
本実施形態のタイヤ用ダイナミックバランサ（以下、単に「ダイナミックバランサ」という。）１は、片持ち式の二面不釣り合い試験機であり、図１に示されるように、当該ダイナミックバランサ１にタイヤ２を装着して回転させ、この装着したタイヤ２の上面側のアンバランスと下面側のアンバランスとを測定することができる装置である。
また、この測定により得られたタイヤ２の上面側および下面側のアンバランス、つまり重心の偏心に基づく偏心力を求めることができる。
そして、この偏心力に基づいて、必要に応じてタイヤ２の補正等をすることができ、これによってタイヤ２のダイナミックバランスを許容範囲内に収めることができる。
なお、タイヤ２の偏心力とは、タイヤ２の上面側の重心の偏心および下面側の重心の偏心に基づく各遠心力とその遠心力の方向（タイヤの回転位置）とから決定される力をいう。この偏心力が求められると、タイヤ２の上面側の重心の偏心および下面側の重心の偏心に基づく各遠心力と、各重心がタイヤ２の所定の基準位置から各重心位置までの角度を求めることができる。
【００２６】
このダイナミックバランサ１は、地面に対して垂直に取り付けられている。つまり、このダイナミックバランサ１の本体部分を構成する直方体形状のダイナミックバランサ本体３は、互いに平行な２本のトーションバー４ａ，４ｂを介して架台５に吊り下げられるとともに、これら２本のトーションバー４ａ，４ｂを通る平面に平行で、かつそれら２本のトーションバー４ａ，４ｂに直交する方向に配置された４本のトーションバー６ａ，６ｂ；６ａ，６ｂを介して架台５に結合されている。
これによって、ダイナミックバランサ本体３は、地面に対して垂直方向に配置された２本のトーションバー４ａ，４ｂと地面に対して平行な４本のトーションバー６ａ，６ｂ；６ａ，６ｂに対して直交する方向（図１中記号Ａ矢印方向）にのみ移動可能に設けられている。
【００２７】
ダイナミックバランサ本体３の側面の上部と下部の各位置には、合計２台の荷重センサ（ロードセル）７ａ，７ｂが設けられ、各ロードセル７ａ，７ｂは、架台５と結合されている。これによって、これらロードセル７ａ，７ｂは、ダイナミックバランサ本体３に作用する図１中記号Ａ矢印方向の力を検出することができる。
【００２８】
ダイナミックバランサ本体３の下面から回転軸８が下方に突出されており、この回転軸８には、ロータリエンコーダ９、プーリ１０およびロータリジョイント１１がそれぞれ設けられている。
ロータリエンコーダ９は、回転軸８の回転位置を測定するものであり、回転軸８の回転位置を測定することにより、この回転軸８と結合されている下部リム１２（図２参照）の回転位置を測定することができる。
プーリ１０は、例えばタイミングベルト１３等の駆動ベルトを介して別のプーリ１４と接続されており、このプーリ１４は、サーボモータ１５の回転軸に装着されている。つまり、回転軸８は、サーボモータ１５によって回転駆動される構成である。
なお、タイミングベルト１３の張力が４本のトーションバー６ａ，６ｂ；６ａ，６ｂの引張方向に働くようにサーボモータ１５が配置されているので、ロードセル７ａ，７ｂにはタイミングベルト１３の張力が働かないようになっている。
ロータリジョイント１１については後述する。
【００２９】
次に、ダイナミックバランサ１の内部構造について、主に図２を参照して説明する。
ダイナミックバランサ本体３には、中央に上下方向の貫通孔２１が穿設されており、この貫通孔２１の上側開口縁と下側開口縁には、それぞれ軸受２２ａ，２２ｂが装着されている。これら２つの軸受２２ａ，２２ｂの内側には、円筒状の回転軸８が嵌合されており、この回転軸８は、軸受２２ａ，２２ｂを介して回動自在にダイナミックバランサ本体３に支持されている。
この回転軸８の下端の開口には、ロータリジョイント１１が装着されており、このロータリジョイント１１には、エアホース２３を介して２つの電磁弁２４，２５が直列に接続されている。
２つの電磁弁２４，２５のうち、空気流れの上流側に配置される電磁弁２５には、高圧（約５ｋｇｆ／ｃｍ２）の圧力タンク（図示省略）と低圧（約５ｋｇｆ／ｃｍ２）の圧力タンク（図示省略）が連結されており、この電磁弁２５は、空気流れの下流側に配置される電磁弁２４に高圧の圧力タンクまたは低圧のお圧力タンクを連通させる切換弁として機能する。
電磁弁２４は、高圧または低圧の圧力タンクから供給される圧力流体（本例では圧力空気）を回転軸８側に供給する供給位置と、回転軸８側の圧力空気を大気に放出する排気位置とに切り換える切換弁として機能する。
なお、高圧の圧力空気は、このダイナミックバランサ１を校正するときに使用し、低圧の圧力空気は、このダイナミックバランサ１によりタイヤ２のダイナミックバランスを測定するときに使用する。
【００３０】
回転軸８の上面には、円筒状のシリンダ本体２６を介して下部リム１２が設けられており、このシリンダ本体２６と回転軸８が下部リム軸を構成している。
【００３１】
シリンダ本体２６内には、ピストン（上部リム軸）２７が挿入されており、このピストン２７の下部の外周には、複数の係合溝２８，２８，・・・が設けられている。これら複数の係合溝２８は、ピストン２７の外周に沿って環状に刻設されており、ピンスト２７の軸方向に沿って互いに隣接して配置されている。
このピストン２７の上端面には、上部リム２９が設けられている。
また、ピストン２７には、そのピストン２７の下面に開口する開口部３０とピストン３の上部の外周面に開口する開口部３１，３１とを連通する連通孔３２が穿設されている。
開口部３１，３１には、ワンタッチ式の弁装置３３，３３が設けられている。この弁装置３３は、例えば先端の突出部を指で押すことにより、開口部３１を開放したり、閉塞したりすることができる構造のものである。ここでは、弁装置３３としてワンタッチで開口部３１を開閉することができる構造のものを採用したが、弁体を回転させることにより開口部３１を開閉する形式のものを採用してもよい。
【００３２】
上部リム２９および下部リム１２は、いずれも円環状の板状体であり、双方の外周部の互いに向き合う各面には、直径の異なる３つの段部３４が形成されている。これら３つの各段部３４は、タイヤ２を上下のリム２９，１２の間に装着する際に、タイヤ２の内縁を係合させるためのものである。つまり、これら直径の異なる３組の段部３４を設けることにより、これら各組の段部３４の直径と対応する３種類の内径のタイヤ２をこの上下のリム２９，１２の間に装着することができる。
【００３３】
シリンダ本体２６の外周には、互いに対向配置される一対の結合部３５，３５が装着されている。これら一対の結合部３５，３５は、同一のものであり、溝カム３６と、溝カム３６に嵌合するカムフォロア３７と、カムフォロア３７に連結されるストッパ３８とにより構成されている。
ストッパ３８は、先端が係合溝２８に沿う円弧状に形成してある板状体であり、シリンダ本体２６の周壁に穿設された矩形の挿通孔に挿通されている。
そして、これら２つの溝カム３６をシリンダの筒方向（図２の上下方向）に沿って摺動させたときに、ストッパ３８の先端部が係合溝２８から外れた状態の非係合位置（図示省略）と、ストッパ３８の先端部が係合溝２８に係合した状態の係合位置（図２に示される状態）とにストッパ３８を移動させることができるようになっている。
なお、溝カム３６を上下方向に駆動する駆動部は図示されていないが、例えばエアシリンダを利用することができる。
【００３４】
このダイナミックバランサ１においては、種々の質量の分銅３９を上部リム２９の所定位置に装着することができるとともに、種々の質量の分銅４０を下部リム１２の所定位置に装着することができるようになっている。これにより、校正モードにおいて、異なる質量の分銅３９，４０を上下のリム２９，１２の所定の位置に取り付けて後述する係数を求めることができる。
また、下部リム１２を手で回して下部リム１２の予め定めた基準位置を上部リム２９の予め定めた基準位置に一致させ、この状態でストッパ３８を係合溝２８に係合させて、電磁弁２４を切り換えて支持軸８の内孔４１及びシリンダ本体２６内に校正用の高圧の圧力空気を供給することができる。シリンダ本体２６内の圧力空気は、ピストン２７を図２の上方に押し上げ、これによってストッパ３８の下面と係合溝２８の上面とが圧接し、その結果、シリンダ本体２６とピストン２７とをストッパ３８を介して強固に結合させることができる。
【００３５】
次に、ダイナミックバランサ１の計測原理・校正手順について説明する。
【００３６】
＜ダイナミックアンバランスの定義説明＞
図３（ａ）に示されるように、タイヤ２にアンバランスモーメントが図中記号Ｂ矢印方向に発生した場合、車に与える振動となる。
図３（ｂ）に示されるように、タイヤ２の中心から半径方向に同じ距離Ｒに同じアンバランス量が上面と下面にある場合、スタティックバランスは零となる。
図３（ｂ）の状態で、同図（ｃ）のようにタイヤ２を回転させた場合、図中記号Ｃ矢印方向にモーメントが発生する。このモーメントをカップルアンバランスという。
ダイナミックバランスとは、スタティックアンバランスとカップルアンバランスとを含むものである。
【００３７】
＜測定原理の説明＞
図４に示されるように、タイヤ２全体が持つアンバランスを下修正面（Ｚ１）および上修正面（Ｚ２）での２つのアンバランスとして代表して表す。
【００３８】
ここで、図４中で使用される記号を以下のように定義する。
ＵＬ：下修正面での半径ｒの位置にあるアンバランス量（下アンバランス量）。
θＬ：ＵＬのアンバランス角度（下アンバランス角度）。
ＵＵ：上修正面での半径ｒの位置にあるアンバランス量（上アンバランス量）。
θＵ：ＵＵのアンバランス角度（上アンバランス角度）。
ＰＬ：ＵＬが回転することにより、下側のロードセルで検出される出力。
ＰＵ：ＵＵが回転することにより、上側のロードセルで検出される出力。
Ｚ１：下側のロードセルの着力点とタイヤの下修正面との距離
Ｚ２：下側のロードセルの着力点とタイヤの上修正面との距離
Ｌ：上側のロードセルの着力点と下側のロードセルの着力点との距離
なお、図４（ｂ）中における分銅取り付け位置について、回転軸８の回転中心Ｏ点を定め、回転中心Ｏを原点とし、ロードセル７ａ，７ｂによる荷重検出位置を基準として定めたＸ−Ｙ座標上でＸ軸と所定の角度θＬとθＵをなし、Ｏ点を通る直線上でＯ点からｒの距離にある下部リム１２、上部リム２９上に分銅取り付け位置を定める。
【００３９】
回転角速度ωで回転しているとすると、上下のロードセル７ａ，７ｂに加わる力には、下記（１）（２）式のような関係がある。
ＰＬ＋ＰＵ＝ｒω２（ＵＬ＋ＵＵ） ・・・（１）
ＬＰＵ＝ｒω２（Ｚ１ＵＬ＋Ｚ２ＵＵ） ・・・（２）
軸受２２ａ，２２ｂ（図２参照）が殆ど振動せず不釣り合いの力がそのまま基礎に伝わるとすると、上記（１）（２）式より、下記（３）（４）式が成り立つ。
ＰＬ＝α１ＵＬ＋α２ＵＵ ・・・（３）
ＰＵ＝β１ＵＬ＋β２ＵＵ ・・・（４）
ここで、
α１＝ｒω２（１−Ｚ１／Ｌ）
α２＝ｒω２（１−Ｚ２／Ｌ）
β１＝ｒω２Ｚ１／Ｌ
β２＝ｒω２Ｚ２／Ｌ
よって、ロードセル７ａ，７ｂに加わる不釣り合い力ＰＵ，ＰＬを検出することにより、アンバランス量ＵＬ，ＵＵを求めることができる。上記（３）（４）式より、ＵＵ，ＵＬは、下記（５）（６）式で表される。
ＵＬ＝γ１ＰＬ＋γ２ＰＵ ・・・（５）
ＵＵ＝δ１ＰＬ＋δ２ＰＵ ・・・（６）
ここで、
γ１＝Ｚ２／ｒω２（Ｚ２−Ｚ１）
γ２＝−（Ｌ−Ｚ２）／ｒω２（Ｚ２−Ｚ１）
δ１＝−Ｚ１／ｒω２（Ｚ２−Ｚ１）
δ２＝（Ｌ−Ｚ１）／ｒω２（Ｚ２−Ｚ１）
【００４０】
＜計装部の説明＞
ところで、アンバランス量およびアンバランス角を求めるためには、ある決まった角度から回転を開始したときの時系列でのロードセル７ａ，７ｂの出力が必要となる。
そこで、本実施形態では、図５（ａ）に示されるように、ロードセル７ａ，７ｂからの出力信号およびロータリエンコーダ９からの出力信号をそれぞれＤＬＣ基板からなる測定回路５０に取り込み、図６のフローチャートに示されるアルゴリズムに基づいて作成された所定プログラムに従って所定の測定処理を実行するようにされている。
ここで、測定回路５０を構成するＤＬＣ基板とは、図示による詳細な説明は省略するが、アナログ荷重信号増幅回路や、Ａ／Ｄ変換回路、シリアル通信回路を含むＩ／Ｏ回路、ＣＰＵ回路、メモリ回路、ロードセル励磁用の電源回路、デジタル・アナログ回路駆動用の電源回路などを内蔵する基板である。
ロードセル７ａ，７ｂでのサンプリングは、ロータリエンコーダ９からのＺ相出力を開始トリガとして使用し、１°毎のパルス出力をサンプリングクロックとして使用する。したがって、サンプリングした波形は、図５（ｂ）に示されるように、３６０点周期の正弦波となっている。この波形をベクトル化することにより、アンバランスベクトルを検出している。
【００４１】
＜フローチャートの説明＞
ここで、図６のフローチャートに示される処理内容について説明する。なお、図６中記号「Ｓ」はステップを表す。
【００４２】
まず、ロードセル７ａ，７ｂからのアナログ荷重信号を上記の手法にてサンプリングしてデジタル荷重信号に変換し（Ｓ１）、このデジタル荷重信号に対して平均値処理（Ｓ２）、デジタルフィルタ処理（Ｓ３）およびベクトル化処理（Ｓ４）をそれぞれ施す。
次いで、校正モードおよび稼働モードのいずれのモードが選択されているかを判断する（Ｓ５）。
【００４３】
ステップＳ５において、校正モードが選択されている判断したときには、零ベクトルを取得するとともに、テスト用タイヤのアンバランス量を取得する（Ｓ６）。
次いで、種々の質量の分銅を上下のリム２９，１２の種々の位置に取り付けてテストを実施する（Ｓ７）。つまり、ｉ（２以上の整数）通りのアンバランスベクトルを与えてテストする。
次いで、零ベクトルをキャンセルするとともに、テスト用タイヤのアンバランス量をキャンセルする（Ｓ８）。
そして、ｉ回計測を実施したら（Ｓ９でＹｅｓ）、後述する基準係数リスト（表１参照）を作成し（Ｓ１０）、後述するγ１，γ２，δ１，δ２の各係数を取得する（Ｓ１１）。
【００４４】
一方、ステップＳ５において、稼働モードが選択されている判断したときには、零ベクトルをキャンセル（Ｓ１２）した後に、アンバランスベクトルを算出する（Ｓ１３）。
次いで、スタティックアンバランス演算、カップルアンバランス演算および位置補正をそれぞれ実行する（Ｓ１４〜Ｓ１５）。
【００４５】
次に、ステップＳ６における零ベクトル取得の手法、ステップＳ８，Ｓ１２における零ベクトルキャンセルの手法、ステップＳ１１における係数取得の手法、ステップＳ１３におけるアンバランスベクトル算出の手法、ステップＳ１４におけるスタティック・カップルアンバランス演算の手法およびステップＳ１５における位置補正の手法についてのそれぞれの具体的な内容について、以下に順を追って説明することとする。
【００４６】
＜零ベクトル取得の説明＞
リム１２，２９および回転軸８を含む回転系は、ある一定のアンバランス量およびアンバランス角度を持つ。実際にタイヤ２または分銅のアンバランスベクトルを計測する際は、それらを装着してアンバランスベクトルから初期アンバランスベクトル（Ｚ）を差し引く必要がある。
【００４７】
リム１２，２９にタイヤ２を取り付け、原点に対してタイヤ２を９０°，１８０°，２７０°，０°の順に４回ずらして回転させ測定する。それぞれの測定結果（Ｐ´９０，Ｐ´１８０，Ｐ´２７０，Ｐ´０）には、タイヤ２の持つアンバランスによりロードセル７ａ，７ｂで検出されるアンバランスベクトル（Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，Ｐ０）と回転系の持つ初期アンバランスベクトルＺとの合成ベクトル（Ｐ９０＋Ｚ，Ｐ１８０＋Ｚ，Ｐ２７０＋Ｚ，Ｐ０＋Ｚ）が測定されている。その様子が図７に示されている。
タイヤ２の持つアンバランスによりロードセル７ａ，７ｂで検出されるアンバランスベクトルは、９０°毎ずらして測定したことにより、下記（７）式で示されるように、全て加算すると零となる。
Ｐ９０＋Ｐ１８０＋Ｐ２７０＋Ｐ０＝０ ・・・（７）
よって、下記（８）式で示されるように、４回の測定結果のアンバランスベクトルを加算して４で割ることにより、回転系の持つ初期アンバランスベクトルＺを求めることができる。
Ｚ＝（Ｐ´９０＋Ｐ´１８０＋Ｐ´２７０＋Ｐ´０）／４ ・・・（８）
【００４８】
この方法により、上側のロードセル７ａの出力信号から求めた初期アンバランスベクトルを上初期アンバランスベクトル（ＺＵ）、下側のロードセル７ｂの出力信号から求めた初期アンバランスベクトルを下初期アンバランスベクトル（ＺＬ）とする。
すなわち、上側のロードセル７ａの出力信号から求めたアンバランスベクトルをＰ´Ｕ９０＋Ｐ´Ｕ１８０＋Ｐ´Ｕ２７０＋Ｐ´Ｕ０、下側のロードセル７ｂの出力信号から求めたアンバランスベクトルをＰ´Ｌ９０＋Ｐ´Ｌ１８０＋Ｐ´Ｌ２７０＋Ｐ´Ｌ０とすると、ＺＵ，ＺＬは、下記（９）（１０）のように表すことができる。
ＺＵ＝（Ｐ´Ｕ９０＋Ｐ´Ｕ１８０＋Ｐ´Ｕ２７０＋Ｐ´Ｕ０）／４ ・・・（９）
ＺＬ＝（Ｐ´Ｌ９０＋Ｐ´Ｌ１８０＋Ｐ´Ｌ２７０＋Ｐ´Ｌ０）／４ ・・・（１０）
【００４９】
＜零ベクトルキャンセルの説明＞
毎回のタイヤ２または分銅を取り付けての測定結果（Ｐ´Ｕ，Ｐ´Ｌ）には、零ベクトル取得で求めた上下初期アンバランスベクトル（ＺＵ，ＺＬ）と、タイヤ２または分銅３９，４０の持つアンバランスによりロードセル７ａ，７ｂで検出されるアンバランスベクトル（ＰＵ，ＰＬ）の合成ベクトルが測定されているため、上下初期アンバランスベクトル分を差し引く必要がある。下記（１１）（１２）式により、ＰＵ，ＰＬを求めることができる。
ＰＵ＝Ｐ´Ｕ−ＺＵ ・・・（１１）
ＰＬ＝Ｐ´Ｌ−ＺＬ ・・・（１２）
【００５０】
＜係数取得（１）の説明＞
前述した測定原理の説明での（５）式および（６）式はそれぞれγ１，γ２およびδ１，δ２に対する２元１次方程式であるから、ＵＬまたはＵＵとして２種類のアンバランスベクトルを付加したときのＰＵおよびＰＬを測定することによってγ１，γ２およびδ１，δ２の各係数を求めることができる。
【００５１】
ＵＬ，ＵＵ，ＰＬ，ＰＵは以下の手順で求められる。
図８（ａ）に示されるように、上部リム２９に質量ＷＵの分銅３９を位置ベクトルｒＵの位置に取り付けて回転させ、零キャンセルした後の下側のロードセル７ｂの測定値Ｐ´ＵＬおよび上側のロードセル７ａの測定値Ｐ´ＵＵを得る。
図８（ｂ）に示されるように、下部リム１２に質量ＷＬの分銅４０を位置ベクトルｒＬの位置に取り付けて回転させ、零キャンセルした後の下側のロードセル７ｂの測定値Ｐ´ＬＬおよび上側のロードセル７ａの測定値Ｐ´ＬＵを得る。
ロードセル７ａ，７ｂの測定値Ｐ´Ｌ，Ｐ´Ｕには、タイヤ２の持つアンバランスによる検出ベクトルＴＬ，ＴＵが含まれているため、これらを差し引く必要がある。このＴＬ，ＴＵとしては、前述の零ベクトル取得の説明での０°の測定結果Ｐ´Ｌ０およびＺＬからＰＬ０を、Ｐ´Ｕ０およびＺＵからＰＵ０を求め、ＴＬ＝ＰＬ０，ＴＵ＝ＰＵ０として使用する。
回転系の持つ初期アンバランスベクトルＺＬ，ＺＵおよびタイヤ２を使用して校正時のタイヤの持つアンバランスによる検出ベクトルＴＬ，ＴＵを差し引いた結果、取り付けた分銅３９，４０による検出ベクトルＰＬ，ＰＵのみが残る。すなわち、下記（１３）（１４）式が成り立つ。
ＰＬ＝Ｐ´Ｌ−ＺＬ−ＴＬ ・・・（１３）
ＰＵ＝Ｐ´Ｕ−ＺＵ−ＴＵ ・・・（１４）
【００５２】
＜係数取得（２）の説明＞
図８（ａ）に示される状態の場合、上側のロードセル７ａで検出される分銅３９によるアンバランスベクトルをＰＵＵ、下側のロードセル７ｂで検出される分銅３９によるアンバランスベクトルをＰＵＬとすると、下記（１５）（１６）式が得られる。
γ１×ＰＵＬ＋γ２×ＰＵＵ＝ｖｅｃ｛０｝ ・・・（１５）
δ１×ＰＵＬ＋δ２×ＰＵＵ＝ｖｅｃ｛ＷＵ｝ ・・・（１６）
【００５３】
図８（ｂ）に示される状態の場合、上側のロードセル７ａで検出される分銅４０によるアンバランスベクトルをＰＬＵ、下側のロードセル７ｂで検出される分銅４０によるアンバランスベクトルをＰＬＬとすると、下記（１７）（１８）式が得られる。
γ１×ＰＬＬ＋γ２×ＰＬＵ＝ｖｅｃ｛ＷＬ｝ ・・・（１７）
δ１×ＰＬＬ＋δ２×ＰＬＵ＝ｖｅｃ｛０｝ ・・・（１８）
【００５４】
ここで、（１５）（１８）式中のｖｅｃ｛０｝は各成分が全て０となるベクトル（零ベクトル）を表す。
また、
ＰＵＵ＝Ｐ´ＵＵ−ＺＵ−ＴＵ
ＰＵＬ＝Ｐ´ＵＬ−ＺＬ−ＴＬ
である。
また、
ＰＬＵ＝Ｐ´ＬＵ−ＺＵ−ＴＵ
ＰＬＬ＝Ｐ´ＬＬ−ＺＬ−ＴＬ
である。
また、（１６）（１７）式中のｖｅｃ｛ＷＵ｝，ｖｅｃ｛ＷＬ｝は、大きさがＷＵまたはＷＬで偏角がリム０°に対する分銅を取り付けた角度のベクトルである。すなわち、
ｖｅｃ｛ＷＵ｝＝ＷＵ・ｒＵ
ｖｅｃ｛ＷＬ｝＝ＷＬ・ｒＬ
と表される。
【００５５】
上記（１５）（１７）式より、γ１，γ２は下記（１９）（２０）式から求められる。
γ１＝ＰＵＵ×ＷＬ・ｒＬ／（ＰＵＵ×ＰＬＬ−ＰＵＬ×ＰＬＵ） ・・・（１９）
γ２＝−ＰＵＬ×ＷＬ・ｒＬ／（ＰＵＵ×ＰＬＬ−ＰＵＬ×ＰＬＵ） ・・・（２０）
上記（１６）（１８）式より、δ１，δ２は下記（２１）（２２）式から求められる。
δ１＝−ＰＬＵ×ＷＵ・ｒＵ／（ＰＵＵ×ＰＬＬ−ＰＵＬ×ＰＬＵ） ・・・（２１）
δ２＝ＰＬＬ×ＷＵ・ｒＵ／（ＰＵＵ×ＰＬＬ−ＰＵＬ×ＰＬＵ） ・・・（２２）
【００５６】
＜アンバランスベクトル算出の説明＞
零ベクトル取得で初期アンバランスベクトル（ＺＵ，ＺＬ）が決定し、係数取得でロードセル７ａ，７ｂの検出ベクトル（Ｐ´Ｕ，Ｐ´Ｌ）から上下修正面でのアンバランスベクトル（ＵＵ，ＵＬ）への変換係数（γ１，γ２，δ１，δ２）が決定したため、リム１２，２９に取り付けたタイヤ２または分銅３９，４０の上下修正面で表したアンバランスベクトルを測定することが可能となる。
上下修正面で表した上下アンバランスベクトルＵＵ，ＵＬは、下記（２３）（２４）式から求めることができる。
ＵＬ＝γ１×（Ｐ´Ｌ−ＺＬ）＋γ２×（Ｐ´Ｕ−ＺＵ） ・・・（２３）
ＵＵ＝δ１×（Ｐ´Ｌ−ＺＬ）＋δ２×（Ｐ´Ｕ−ＺＵ） ・・・（２４）
【００５７】
実際に出力するデータは上下アンバランス量および上下アンバランス角であるから、上記のアンバランスベクトルＵＵ，ＵＬからそれらを求める必要がある。
アンバランス量はアンバランスベクトルの大きさ、アンバランス角はアンバランスベクトルの偏角として定義されるので、上下アンバランスベクトルＵＵ，ＵＬの各成分を、下記のように定義する。
ＵＵ＝（ＵＵｘ，ＵＵｙ）
ＵＬ＝（ＵＬｘ，ＵＬｙ）
すると、アンバランス量は下記（２５）（２６）式によって求められ、アンバランス角は下記（２７）（２８）式から求められる。
｜ＵＵ｜＝（ＵＵｘ２＋ＵＵｙ２）１／２ ・・・（２５）
｜ＵＬ｜＝（ＵＬｘ２＋ＵＬｙ２）１／２ ・・・（２６）
∠ＵＵ＝ｔａｎ−１（ＵＵｙ／ＵＵｘ） ・・・（２７）
∠ＵＬ＝ｔａｎ−１（ＵＬｙ／ＵＬｘ） ・・・（２８）
【００５８】
＜スタティックアンバランス演算の説明＞
スタティックアンバランスベクトルＳは、図９に示されるように、上下アンバランスベクトルＵＵ，ＵＬから下記（２９）式のように定義される。
Ｓ=ＵＵ+ＵＬ ・・・（２９）
よって、上アンバランス量ＵＵ、下アンバランス量ＵＬおよび上下アンバランス量が有ると考えられる軸中心からの距離ｒを用いると、下記（３０）（３１）式のように表される。
｜Ｓ｜=｜ＵＵ+ＵＬ｜=（ＵＵ+ＵＬ）・ｒ ・・・（３０）
∠Ｓ=∠（ＵＵ+ＵＬ）=ｔａｎ−１（ＵＵｙ+ＵＬｙ）／（ＵＵｘ＋ＵＬｘ）
・・・（３１）
【００５９】
＜カップルアンバランス演算の説明＞
カップルアンバランスベクトルＣは、図１０に示されるように、上下アンバランスベクトルＵＵ，ＵＬ、上下修正面の距離ｄおよび係数取得時に分銅に取り付けた回転軸８からの距離ｒ´から下記（３２）式のように定義される。
Ｃ＝（ＵＵ／ｒ´）・（ｄ／２）−（ＵＬ／ｒ´）（ｄ／２）＝（ＵＵ−ＵＬ）・（１／ｒ´）・（ｄ／２） ・・・（３２）
よって、上下アンバランス量ＵＵ，ＵＬおよび上下アンバランス量が有ると考えられる軸中心からの距離ｒを用いると、下記（３３）（３４）式のように表される。
｜Ｃ｜=｜ＵＵ−ＵＬ｜・（１／ｒ´）・（ｄ／２）＝（ＵＵ−ＵＬ）・（ｒ／ｒ´）・（ｄ／２） ・・・（３３）
∠Ｃ=∠（ＵＵ−ＵＬ）=ｔａｎ−１（ＵＵｙ−ＵＬｙ）／（ＵＵｘ−ＵＬｘ）
・・・（３４）
【００６０】
＜位置補正の説明＞
アンバランスベクトル演算で求められたＵＵおよびＵＬは、校正時に分銅を取り付けた位置でのアンバランスベクトルである。
実際の測定時には、アンバランス位置を校正分銅位置からリムの付位置に変換する補正演算が必要となる。図１１にこのモデルを示す。
原則として、スタティックアンバランスベクトルおよびカップルアンバランスは修正面を変えても変わらないので、下記（３５）（３６）式が成立する。
ＵＵ+ＵＬ＝Ｕ´Ｕ＋Ｕ´Ｌ ・・・（３５）
（ＵＵ−ＵＬ）・（１／ｒ´）・（ｄ／２）＝（Ｕ´Ｕ−Ｕ´Ｌ）・（１／ｒ´）・（ｄ´／２） ・・・（３６）
上記（３５）（３６）式より、上下アンバランス量ＵＵ，ＵＬは、下記（３７）（３８）式のように表される。
ＵＵ＝｛Ｕ´Ｕ＋Ｕ´Ｌ＋（ｄ´／ｄ）・（Ｕ´Ｕ−Ｕ´Ｌ）｝／２ ・・・（３７）
ＵＬ＝｛Ｕ´Ｕ＋Ｕ´Ｌ−（ｄ´／ｄ）・（Ｕ´Ｕ−Ｕ´Ｌ）｝／２ ・・・（３８）
よって、位置補正後のアンバランス量は、下記（３９）（４０）式で表される
ＵＵ＝｜ＵＵ｜＝｛（ｒ´／ｒ）・（Ｕ´Ｕ＋Ｕ´Ｌ）＋（ｒ´／ｒ）・（ｄ´／ｄ）・（Ｕ´Ｕ−Ｕ´Ｌ）｝／２ ・・・（３９）
ＵＬ＝｜ＵＬ｜＝｛（ｒ´／ｒ）・（Ｕ´Ｕ＋Ｕ´Ｌ）−（ｒ´／ｒ）・（ｄ´／ｄ）・（Ｕ´Ｕ−Ｕ´Ｌ）｝／２ ・・・（４０）
【００６１】
次に、稼働運転時に使用する係数の推定法について述べる。より具体的には、稼働運転時に被測定タイヤを測定し、上下のロードセル７ａ，７ｂの出力測定値に基づいて被測定タイヤが持つアンバランスベクトルを算出するに適切な係数を、被測定タイヤが持つアンバランスベクトルの量（タイヤ２外周上でのアンバランス質量、アンバランス角度）に応じて推定する方法を以下に挙げる。
ただし、校正モードでは、上下のリム２９，１２の半径ｒの距離におけるアンバランス量として扱い（係数もこの条件で求められる）、測定時も半径ｒの距離におけるアンバランス量として求め、先の位置補正の説明で述べたようにタイヤ２に応じて位置補正される。
【００６２】
初めに校正モードにて前述した係数取得（１）の説明内容に基づき、表１に示される質量、角度に関する基準係数リストを作成する。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１に示されるように、基準質量Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の分銅３９，４０をそれぞれ所定の基準位置角０度、９０度、１８０度、２７０度の、リム２９，１２の上位置、および下位置に取り付け回転させ、上下のロードセル７ａ，７ｂの出力を測定し、上下のロードセル７ａ，７ｂの測定値とそれぞれ与えたアンバランスベクトルより、各質量と各位置における基準係数γ１〈１，１〉，γ２〈１，１〉，δ１〈１，１〉，δ２〈１，１〉〜γ１〈３，４〉，γ２〈３，４〉，δ１〈３，４〉，δ２〈３，４〉を算出して基準値リストとする。
こうした基準係数の他に、γ１〈１，１〉〜γ１〈３，４〉の平均値をもって代表係数γ１を決定する。γ２，δ１，δ２についても同様に決定する。
また、基準リストの中で任意に１つずつγ１，γ２，δ１，δ２を選択して決めても良い。
【００６５】
＜第１の方法の説明＞
稼働運転時には被測定タイヤの測定に当たって、
最初は、前述したアンバランスベクトル演算の説明での式を使用し、上記のように、あるいは従来の校正方式で求めた代表係数γ１，γ２，δ１，δ２を適用し、被測定タイヤの上下のアンバランスベクトルＵＵ，ＵＬとアンバランス角∠ＵＵ，∠ＵＬを求める。
スタティックアンバランス演算の説明で述べたとおり、被測定タイヤの上下のアンバランスベクトルＵＵ，ＵＬとアンバランス角∠ＵＵ，∠ＵＬとにより算出された合成アンバランス量Ｓとアンバランス角∠Ｓを図１２（ａ）に示す。
合成アンバランス量Ｓとアンバランス角∠Ｓよりアンバランス量としての質量ＷＳ、角度θＳを算出する。
表１の基準点の中で、被測定タイヤについて算出された合成アンバランスベクトルによる質量ＷＳと角度θＳに対して最も近傍にある質量、位置角を取り上げる。
【００６６】
図１３において、Ｐ点が被測定タイヤの合成アンバランスベクトルの質量、角度を表す点で、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点が表１における、Ｐ点に最も近いアンバランスベクトルの質量、角度を持つ基準点を表す。
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点には、上下のロードセル７ａ，７ｂの出力信号と、それぞれの点における基準の質量、角度とを関係づける基準の変換係数が付属しており、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点で囲まれる領域の中における任意の質量と角度の点の係数は、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各点の基準の質量と基準角度の大きさの違いに応じて比例的に変化するものとする。
【００６７】
例えば、上の計算より求めた被測定タイヤの上下のアンバランスベクトルＵＵ，ＵＬとアンバランス角∠ＵＵ，∠ＵＬと合成アンバランス量Ｓとアンバランス角∠Ｓを図１２（ａ）に示す。
これらの合成アンバランスベクトルによる質量ＷＳと角度θＳが図１３のＰ点に示すように質量ＷＳがＷ２＜ＷＳ＜Ｗ３で、角度θＳが０°＜θＳ＜９０°であったとする。
表１より、質量ＷＳ、角度θＳを表すＰ点の近傍の点としてＰ点を囲む基準点Ａ〜Ｄ点を選択する。
【００６８】
ここで、Ａ点は、表１において質量Ｗ２の分銅を角度０°の上リム２９の位置に取り付け、また質量Ｗ２の分銅を角度０°の上リム２９の位置に取り付けてタイヤ２を回転させ、上下のロードセル７ａ，７ｂの出力を測定することによって得られた係数γ１〈２，１〉，γ２〈２，１〉，δ１〈２，１〉，δ２〈２，１〉である。
Ｂ点は、表１において質量Ｗ３の分銅を角度０°の上リム２９の位置に取り付け、また、質量Ｗ２の分銅を角度０°の上リム２９の位置に取り付けてタイヤ２を回転させ上下のロードセル７ａ，７ｂの出力を測定することによって得られた係数γ１〈３，１〉，γ２〈３，１〉，δ１〈３，１〉，δ２〈３，１〉である。
Ｃ点は、表１において質量Ｗ３の分銅を角度９０°の上リム２９の位置に取り付け、また質量Ｗ３の分銅を角度９０°の上リム２９の位置に取り付けてタイヤ２を回転させ上下のロードセル７ａ，７ｂの出力を測定することによって得られた係数γ１〈３，２〉，γ２〈３，２〉，δ１〈３，２〉，δ２〈３，２〉である。
Ｄ点は、表１において質量Ｗ２の分銅を角度９０°の上リム２９の位置に取り付け、また質量Ｗ２の分銅を角度９０°の上リム２９の位置に取り付けてタイヤ２を回転させ上下のロードセル７ａ，７ｂの出力を測定することによって得られた係数γ１〈２，２〉，γ２〈２，２〉，δ１〈２，２〉，δ２〈２，２〉である。
【００６９】
図１３において斜線で示されるＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄで囲まれた領域の中におけるアンバランスベクトルによる係数は、これらＡ〜Ｄ点の係数から質量および角度の変化に応じて比例的に変化するものとして、被測定タイヤにおけるアンバランスベクトルに対応する係数をγ１〈ｘ，ｙ〉，γ２〈ｘ，ｙ〉，δ１〈ｘ，ｙ〉，δ２〈ｘ，ｙ〉とすると、
係数γ１〈ｘ，ｙ〉について、
Ｅ点の係数γ１〈ｘ，１〉は、
γ１〈ｘ，１〉＝γ１〈２，１〉
＋（γ１〈３，１〉−γ１〈２，１〉）・｛（ＷＳ−Ｗ２）／（Ｗ３−Ｗ２）｝
Ｆ点の係数γ１〈ｘ，２〉は、
γ１〈ｘ，２〉＝γ１〈２，２〉
＋（γ１〈３，２〉−γ１〈２，２〉）・｛（ＷＳ−Ｗ２）／（Ｗ３−Ｗ２）｝
Ｐ点の係数γ１〈ｘ，ｙ〉は、
γ１〈ｘ，ｙ〉＝（γ１〈ｘ，２〉−γ１〈ｘ，１〉）・（θＳ／９０°）
と算出する。
同様にしてγ２〈ｘ，ｙ〉，δ１〈ｘ，ｙ〉，δ１〈ｘ，ｙ〉を算出する。
【００７０】
これらの係数は上下のロードセル７ａ，７ｂの出力と被測定タイヤのアンバランスベクトルとを関係付けるために最初に一般的に用意されている代表係数より、被測定タイヤのアンバランスベクトルに対応した適切なものであるから、上下のロードセル７ａ，７ｂ出力を適用し、これらの係数を使用すれば被測定タイヤのアンバランスベクトルをより精確に算出することができる。
さらに精度を上げるには、上記のように算出した上下アンバランスベクトルより合成アンバランス量Ｓとアンバランス角∠Ｓよりアンバランス量としての質量ＷＳ、角度θＳを算出し、再び同じ手順で上記の計算を繰り返せばよい。
【００７１】
＜第２の方法の説明＞
図１４は、表１に与えられる基準点である基準質量の分銅３９，４０を上下のリム２９，１２の基準位置角に取り付けた場合に求まる上下のロードセル７ａ，７ｂの出力によるアンバランスベクトルを使用して被測定タイヤに対応する上下のロードセル７ａ，７ｂ出力によるアンバランスベクトルを推定する方法を示したものである。
【００７２】
質量ＷＳ、角度θＳが求まると、表１より、質量ＷＳ、角度θＳを表すＰ点の近傍でＰ点を囲むＡ〜Ｄの基準点を選択するところまでは第１の方法と同じである。
図１４には表１より得られた基準点Ａ〜Ｄのアンバランスベクトルが示されている。
上記と同様にＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄで囲まれた斜線の範囲のアンバランスベクトルは各基準点のアンバランスベクトルに対して質量と角度の大きさの変化に応じて比例的に変化するものとし、Ｐ点の上下のロードセル７ａ，７ｂ出力におけるアンバランスベクトルの推定値として、上記と同じ比例配分の計算にてＰ´ＵＬ〈ｘ、ｙ〉，Ｐ´ＵＵ〈ｘ、ｙ〉，Ｐ´ＬＬ〈ｘ、ｙ〉，Ｐ´ＬＵ〈ｘ、ｙ〉を求める。
合成アンバランス量Ｓとアンバランス角∠Ｓと推定値Ｐ´ＵＬ〈ｘ、ｙ〉，Ｐ´ＵＵ〈ｘ、ｙ〉，Ｐ´ＬＬ〈ｘ、ｙ〉，Ｐ´ＬＵ〈ｘ、ｙ〉を使用して前述した係数取得（２）の説明で用いた式によって係数γ１，γ２，δ１，δ２を推定する。
【００７３】
このことは、図１２（ａ）の被測定タイヤによる合成アンバランスベクトルから求めた質量ＷＳを図１２（ｂ）に示されるようにタイヤ上辺の角度θＳの位置に装着して上下のロードセル７ａ，７ｂの出力からＰ´ＵＬ〈ｘ、ｙ〉，Ｐ´ＵＵ〈ｘ、ｙ〉を得たものとして、また、図１２（ｃ）に示されるようにタイヤ下辺の角度θＳの位置に装着して上下のロードセル７ａ，７ｂの出力からＰ´ＬＬ〈ｘ、ｙ〉，Ｐ´ＬＵ〈ｘ、ｙ〉を得たものとして係数を推定していることになる。
【００７４】
回転する被測定タイヤのアンバランス合成ベクトルに応じた荷重をタイヤ２から受けたの上下のロードセル７ａ，７ｂの出力信号のピーク値を検出することによって被測定タイヤのアンバランスベクトルを求めるので、このようにして求めた係数は改めて被測定タイヤのアンバランスベクトルを求める係数として適切である。
係数γ１，γ２，δ１，δ２が求まると、推定した係数と、上下のロードセル７ａ，７ｂの出力から被測定タイヤのアンバランスベクトルを再計算する。
この値を最終結果としても良いが、さらに合成ベクトルを算出して上記の計算に戻って計算し直し、再び係数を求めて被測定タイヤのアンバランスベクトルを再計算する操作を繰り返してもよい。
【００７５】
＜第３の方法の説明＞
上記と同様に最初は、上記の代表係数γ１，γ２，δ１，δ２を使用し、前述したアンバランスベクトル演算の説明での式を使用して被測定タイヤの上下のアンバランスベクトルＵＵ，ＵＬとアンバランス角∠ＵＵ，∠ＵＬを求める。
上アンバランスベクトルＵＵと上アンバランス角∠ＵＵより上アンバランス質量ＷＵと上アンバランス角度θＵを算出する。
【００７６】
図１６（ａ）は上記に算出された結果によるリム２９，１２の上辺と下辺におけるアンバランス質量の大きさと位置を表したものである。
上記で算出された上アンバランス質量ＷＵと上アンバランス角度θＵの値で表されるＰ点の近傍でＰ点を囲む質量、角度である基準点Ａ〜Ｄにおける上下のロードセル７ａ，７ｂの出力によるアンバランスベクトルを表１より取り出し図１５（ａ）に表す。
但し、Ｐ点の質量ＷＵが、ＷＵ＞Ｗ３であるためＰ点はＢ，Ｃ点の右側に存在するとする。また、角度θＵは９０°＜θＵ＜１８０°であるとする。
【００７７】
Ｐ点における上下のロードセル７ａ，７ｂの出力から測定される推定アンバランスベクトルＰ´ＵＵ〈ｘ、ｙ〉とＰ´ＵＬ〈ｘ、ｙ〉は、近傍のＡ〜Ｄ点における基準のアンバランス質量、アンバランス角度の大きさに比例して変化するものとしてこれらの値を下記のように計算して求める。
【００７８】
Ｅ点のアンバランスベクトルＰ´ＵＬ〈ｘ、２〉，Ｐ´ＵＵ〈ｘ、２〉
Ｐ´ＵＬ〈ｘ，２〉＝Ｐ´ＵＬ〈３，２〉
＋（Ｐ´ＵＬ〈３，２〉−Ｐ´ＵＬ〈２，２〉）・｛（ＷＵ−Ｗ２）／（Ｗ３−Ｗ２）｝
Ｐ´ＵＵ〈ｘ，２〉についても同様に計算する。
【００７９】
Ｆ点のアンバランスベクトルＰ´ＵＬ〈ｘ，３〉，Ｐ´ＵＵ〈ｘ，３〉
Ｐ´ＵＬ〈ｘ，３〉＝Ｐ´ＵＬ〈３，３〉
＋（Ｐ´ＵＬ〈３，３〉−Ｐ´ＵＬ〈２，３〉）・｛（ＷＵ−Ｗ２）／（Ｗ３−Ｗ２）｝
Ｐ´ＵＵ〈ｘ，３〉についても同様に計算する。
【００８０】
Ｐ点のアンバランスベクトルＰ´ＵＬ〈ｘ，ｙ〉は、
Ｐ´ＵＬ〈ｘ，ｙ〉＝Ｐ´ＵＬ〈ｘ，２〉
＋（Ｐ´ＵＬ〈ｘ，３〉−Ｐ´ＵＬ〈ｘ，２〉）・｛（θＵ−９０°）／９０°｝
Ｐ´ＵＵ〈ｘ，ｙ〉についても同様に計算する。
【００８１】
以上の結果は、代表係数でもって算出された被測定タイヤの上アンバランスベクトルと、表１の基準値とにより、図１６（ｂ）に示される被測定タイヤの上アンバランスベクトルに対応して出力されるであろう上下のロードセル７ａ，７ｂの荷重信号によるアンバランスベクトルを推定したものである。
【００８２】
一方、上記に算出された下アンバランス質量ＷＬと下アンバランス角度θＬの値で表されるＰ点の近傍でＰ点を囲む質量、角度である基準点Ａ〜Ｄにおける上下のロードセル７ａ，７ｂの出力によるアンバランスベクトルを表１より取り出し図１５（ｂ）に表す。
但し、Ｐ点の質量ＷＬは、Ｗ２＜ＷＬ＜Ｗ３とする。
また、角度θＬは、１８０°＜θＵ＜２７０°であるとする。
【００８３】
上リム２９の場合と同様に計算して、代表的係数でもって算出された被測定タイヤの下アンバランスベクトルと、表１の基準値とにより、図１６（ｃ）に示される被測定タイヤの下アンバランスベクトルに対応して出力されるであろう上下ロードセルの荷重信号によるアンバランスベクトルＰ´ＬＬ〈ｘ，ｙ〉とＰ´ＬＵ〈ｘ，ｙ〉を推定する。
【００８４】
以上によって、上アンバランスベクトルＵＵ、下アンバランスベクトル０が与えられた場合の上下のロードセル７ａ，７ｂの出力から得られるアンバランスベクトルＰ´ＵＬ〈ｘ，２〉とＰ´ＵＵ〈ｘ，ｙ〉、および上アンバランスベクトル０、下アンバランスベクトルＵＬが与えられた場合の上下のロードセル７ａ，７ｂの出力から得られるアンバランスベクトルＰ´ＬＬ〈ｘ，ｙ〉とＰ´ＬＵ〈ｘ，ｙ〉により、前述した係数取得（２）の説明での式から係数γ１，γ２，δ１，δ２を推定する。
これらの係数を使用して先に測定した上下のロードセル７ａ，７ｂの出力によって算出したアンバランスベクトルよりタイヤ上辺のアンバランスベクトルＵＵと下アンバランスベクトルを計算し直す。
さらに測定精度を高めるには、一連の計算を繰り返せばよい。
【００８５】
なお、上記は被測定タイヤのアンバランス質量の大小およびアンバランス角度の大きさに応じて上下のロードセル７ａ，７ｂからの出力信号をもってタイヤ２のアンバランスベクトルに変換する係数が非線形に変化するものとして、質量と角度をパラメータに取った。
しかし、質量の大きさまたは角度の大きさの何れか一方のみをパラメータにとって係数を推定するようにしてもよい。
【００８６】
＜第４の方法の説明＞
例えば、アンバランス質量の大きさの違いによる非線形性が強く、位置による非線形性は小さい場合における対処法について述べる。
表１の０度の欄の測定データが集まった段階で、上リム２９に質量Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を取り付け（但し、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の値は実際にタイヤ２に存在するアンバランス質量の範囲で適当に相対差があれば任意の大きさで良く、個数も３個に限らず多い方が好ましい。）、下リム１２には取り付けずテストして上下のロードセル出力７ａ，７ｂから求めたアンバランスベクトルはそれぞれ、
Ｐ´ＵＬ〈１，１〉，Ｐ´ＵＬ〈２，１〉，Ｐ´ＵＬ〈３，１〉および
Ｐ´ＵＵ〈１，１〉，Ｐ´ＵＵ〈２，１〉，Ｐ´ＵＵ〈３，１〉
であるからデータ数に応じて最小２乗法などの方法によって、上部リム２９において角度０度の位置に任意の質量ＷＸを付けた場合における下側のロードセル７ｂの出力から検出されるアンバランスベクトルＰ´ＵＬ〈ＷＸ，１〉を表す関数としてＦＵＬ１（ＷＸ）と、角度０度の時の任意の質量ＷＸを付けた場合における上側のロードセル７ａの出力から検出されるアンバランスベクトルＰ´ＵＵ〈ＷＸ，１〉を表す関数としてＦＵＵ１（ＷＸ）を求める。
同様に、下部リム１２において角度０度の位置に任意の質量ＷＸを付けた場合における下側のロードセル７ｂの出力から検出されるアンバランスベクトルＰ´ＬＬ〈ＷＸ，１〉を表す関数としてＦＬＬ１（ＷＸ）と、角度０度の時の任意の質量ＷＸを付けた場合における上側のロードセル７ａの出力から検出されるアンバランスベクトルＰ´ＬＵ〈ＷＸ，１〉を表す関数としてＦＬＵ１（ＷＸ）を求める。
【００８７】
また、同様に、９０度の位置について、上部リム２９に任意の質量ＷＸを付けた場合における下側のロードセル７ｂの出力に基づく関数ＦＵＬ２（ＷＸ）と、上側のロードセル７ａの出力に基づく関数ＦＵＵ２（ＷＸ）とを求めるとともに、下部リム１２に任意の質量ＷＸを付けた場合における下側のロードセル７ｂの出力に基づく関数ＦＬＬ２（ＷＸ）と、上側のロードセル７ａの出力に基づく関数ＦＬＵ２（ＷＸ）とを求める。
同様に、１８０度、２７０度の場合も関数を決定する。
【００８８】
なお、０度で求めた関数は代表係数で求めた被測定タイヤのアンバランス位置の角度θＸが３１５°＜θＸ≦４５°の範囲の場合に使用する。
そして、９０度で求めた関数は４５°＜θＸ≦１３５°、１８０度で求めた関数は１３５°＜θＸ≦２２５°、２７０度で求めた関数は２２５°＜θＸ≦３１５°の範囲で使用する。
例えば、稼働運転において、被測定タイヤを測定し上記の代表係数で処理した結果、合成アンバランス質量がＷＳ、角度がθＳと算出され、θＳ＝３０度であったとすると、３１５°＜θＳ≦４５°であるから０度で求めた関数を選択し、ＦＵＬ１（ＷＳ），ＦＵＵ１（ＷＳ），ＦＬＬ１（ＷＳ），ＦＬＵ１（ＷＳ）によってアンバランスベクトルを算出し、続いて本被測定タイヤのアンバランスベクトルに適する係数γ１，γ２，δ１，δ２をＦＵＬ１（ＷＳ），ＦＵＵ１（ＷＳ），ＦＬＬ１（ＷＳ），ＦＬＵ１（ＷＳ）の値と上下のロードセル７ａ，７ｂの出力値より推定する。
要するに、被測定タイヤのアンバランスベクトルの大きさに応じて適切な係数を推定する方法は種々存在する。
【００８９】
以上、本発明のタイヤ用ダイナミックバランサおよびその校正方法について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明のタイヤ用ダイナミックバランサおよびその校正方法は、任意の大きさのアンバランス量とアンバランス位置を持つ被測定タイヤに対して、ロードセルの荷重信号出力から前記任意のアンバランス量とアンバランス位置を求めるにあたって最も適切な係数を推定し、推定した係数を使用することによって精確な被測定タイヤのアンバランスベクトルを算出することができるという特性を有していることから、タイヤ用ダイナミックバランサの校正の用途に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００９１】
１ タイヤ用ダイナミックバランサ
３ ダイナミックバランサ本体
４ａ，４ｂ トーションバー（支持具）
５ 架台（基礎面）
６ａ，６ｂ トーションバー（支持具）
８ 回転軸
７ａ ロードセル（上部荷重センサ）
７ｂ ロードセル（下部荷重センサ）
１２ 下部リム
２９ 上部リム
３９，４０ 分銅（錘）
５０ 測定回路（係数算出手段、アンバランスベクトル算出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイナミックバランサ本体に回転自在に支持された回転軸に設けられた上部リムと下部リムの間に被測定タイヤを装着して前記回転軸を回転させ、被測定タイヤのダイナミックバランスを測定するタイヤ用ダイナミックバランサおよびその校正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のダイナミックバランサにおいては、タイヤの上修正面および下修正面のそれぞれのアンバランス量とアンバランス位置とを測定するために、稼働運転に先立って、回転軸の回転時にその回転軸を支持するダイナミックバランサ本体から作用する力を検出する上下の荷重センサ（ロードセル）からの出力を測定し、これらロードセルの測定値より、前記アンバランス量とアンバランス位置とを算出するのに必要な係数を求めるため、テスト用分銅を用いた校正テストが実施される。
校正テストとしては、タイヤを用いない校正方法（例えば、特許文献１参照。）と、タイヤを用いる校正方法とがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１７４６５８号公報
【０００４】
従来、タイヤを用いる校正方法では、稼働運転時に使用するタイヤと同じ仕様のテスト用タイヤを校正モードにおいてダイナミックバランサの回転軸に設けた上部リムと下部リムの間に装着し、回転軸を支持するダイナミックバランサ本体が、テスト用タイヤに発生する遠心力によって受ける荷重を測定することによって下記に述べるようにして、回転系の上初期アンバランスベクトルＺＵと下初期アンバランスベクトルＺＬと、テスト用タイヤが持つ上下アンバランスベクトルＴＵとＴＬを求めるようにされている。
【０００５】
上部リムと下部リムの間に稼働運転時に使用するタイヤと同仕様のテスト用タイヤを装着し、原点に対してタイヤを９０°，１８０°，２７０°，０°の順に４回ずらしてそれぞれ回転軸を回転させ、回転系の持つ初期アンバランスベクトルとタイヤの持つアンバランスベクトルが合成された値Ｐ´９０，Ｐ´１８０，Ｐ´２７０，Ｐ´０を上側、下側のロードセルについてそれぞれ検出し、それぞれを４回の測定結果を加算して４で割ることによって上初期アンバランスベクトルＺＵと下初期アンバランスベクトルＺＬを求める。
【０００６】
但し、テスト用タイヤを装着して測定した上下のロードセル出力によって測定されるベクトルＰ´Ｕ，Ｐ´Ｌには、零ベクトル取得で求めた上下初期アンバランスベクトルＺＵ、ＺＬとテスト用タイヤの持つ上下アンバランスベクトルＴＵ、ＴＬが含まれている。
【０００７】
テスト用タイヤの持つ上下アンバランスベクトルＴＵ，ＴＬとしては、零ベクトル取得時において、０°における下側のロードセル出力の測定結果Ｐ´Ｌ０および下初期アンバランスベクトルＺＬからＰＬ０を、上側のロードセル出力の測定結果Ｐ´Ｕ０および上初期アンバランスベクトルＺＵからＰＵ０を求め、ＴＬ＝ＰＬ０、ＴＵ＝ＰＵ０として使用する。
【０００８】
すなわち、次に述べるように、上部リムと下部リムの間にテスト用タイヤを装着し、更に上部リムと下部リムのいずれか片方に分銅を取り付けてテストするとき、テスト用タイヤの装着位置は０°で維持する。
【０００９】
回転系の持つ初期アンバランスベクトルＺＬ，ＺＵおよびタイヤを使用しての校正時のタイヤの持つアンバランスによる検出ベクトルＴＬおよびＴＵを差し引いた結果、取り付けた分銅による検出ベクトルＰＬおよびＰＵのみが残る。すなわち、
ＰＬ＝Ｐ´Ｌ−ＺＬ−ＴＬ
ＰＵ＝Ｐ´Ｕ−ＺＵ−ＴＵ
となる。
【００１０】
測定原理として、上下のロードセルに加わる不釣り合い力ＰＵ、ＰＬを検出することによるタイヤのアンバランス量ＵＵ、ＵＬは、以下の式にて求められる。
ＵＬ＝γ１ＰＬ＋γ２ＰＵ
ＵＵ＝δ１ＰＬ＋δ２ＰＵ
【００１１】
上部リムに質量ＷＵの分銅を位置ベクトルｒＵの位置に取り付けて回転させた場合における、上側のロードセルで検出される分銅によるアンバランスベクトルをＰＵＵ、下側のロードセルで検出される分銅によるアンバランスベクトルをＰＵＬとし、下部リムに質量ＷＬの分銅を位置ベクトルｒＬの位置に取り付けて回転させた場合における、上側のロードセルで検出される分銅によるアンバランスベクトルをＰＬＵ、下側のロードセルで検出される分銅によるアンバランスベクトルをＰＬＬとしたとき、以下の式から係数γ１，γ２，δ１，δ２が求められる。
γ１＝ＰＵＵ×ＷＬ・ｒＬ／（ＰＵＵ×ＰＬＬ−ＰＵＬ×ＰＬＵ）
γ２＝−ＰＵＬ×ＷＬ・ｒＬ／（ＰＵＵ×ＰＬＬ−ＰＵＬ×ＰＬＵ）
δ１＝−ＰＬＵ×ＷＵ・ｒＵ／（ＰＵＵ×ＰＬＬ−ＰＵＬ×ＰＬＵ）
δ２＝ＰＬＬ×ＷＵ・ｒＵ／（ＰＵＵ×ＰＬＬ−ＰＵＬ×ＰＬＵ）
【００１２】
しかしながら、従来のタイヤを用いた校正方法において、所定の質量の分銅を上部リムおよび下部リムの所定の位置に取り付けて測定する手法のものでは、以下のような問題点がある。
【００１３】
上下アンバランス量によって回転するタイヤはアンバランス量が存在すると、図３（ｃ）中記号Ｄ，Ｅ矢印の方向に遠心力が作用するので、
図４においてタイヤ２の回転軸８（シャフト）は上側のロードセル７ａと下側のロードセル７ｂの着力点間の中心付近を中心にして紙面を垂直に貫く方向に、上側のロードセル７ａと下側のロードセル７ｂとが逆位相の関係をもって変位運動を繰り返す。つまり、上側のロードセル７ａが紙面の表側に向けて変位したときは下側のロードセル７ｂは紙面の裏側に向けて変位している。
下側のロードセル７ｂの着力点から遠心力の作用点までの距離をａ、上側のロードセル７ａの着力点までの距離をｂ１とし、遠心力Ｆによってタイヤ２の回転軸８がα度だけ傾斜したとすると、上側のロードセル７ａに作用する力はＦ・（ｂ１／ａ）・ｃｏｓαの関係にあり遠心力Ｆの大きさに応じて比例関係に変化しない。下側のロードセル７ｂに作用する力についても同様である。
【００１４】
また、回転するタイヤ２に発生する遠心力Ｆの大きさに応じて回転軸８は傾斜するが、傾斜の大きさに応じてタイヤ２を装着した回転軸８にはタイヤ２の荷重によって曲げが生じる。そして、傾斜の大きさに応じて曲げ量は変化する。この遠心力Ｆの大きさに応じた曲げ量の変化はロードセル７ａ，７ｂよって測定する力に誤差を与える。すなわち、遠心力Ｆ、上下のアンバランス量、上下のロードセル７ａ，７ｂの出力、上下のロードセル７ａ，７ｂ間の着力点の距離および上下のロードセル７ａ，７ｂの着力点とタイヤ２の上下の修正面との距離を含むモーメントの釣り合い式が成立しなくなる。
【００１５】
さらに、回転軸８を支承するダイナミックバランサ本体３を支持する引っ張り吊り棒はスプリング特性を持ったバー（トーションバー４ａ，４ｂ，６ａ，６ｂ：図１参照）であり、その弾性力が遠心力Ｆによって生じる回転軸８の傾きに対して非線形に力を作用させてしまう。
また、タイヤ２が回転軸８に装着されると、回転軸８に曲げ歪みが生じる。そして、リム１２，２９を回転軸８の回転中心に対して完全に同心円に装着することができないので、タイヤ２やリム１２，２９の外周上の各点によって回転中心からの距離が異なる。すると、校正モードにおいてリム１２，２９の外周上に既知の質量のものを既知の角度に装着して回転させ、上下のロードセル７ａ，７ｂの出力を測定して求めたアンバランスベクトルを、装着した既知のアンバランスベクトルへ変換するように係数を求めても、この係数は、同じ質量のものを同じ位置に装着した場合にのみ有効になり、被測定タイヤのアンバランスベクトルが不明な場合に、従来のように一意に求めた係数を使用して上下のロードセル７ａ，７ｂの出力から被測定タイヤのアンバランスベクトルを精確に算出することはできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、任意の大きさのアンバランス量とアンバランス位置を持つ被測定タイヤに対して、ロードセルの荷重信号出力から前記任意のアンバランス量とアンバランス位置を求めるにあたって最も適切な係数を推定し、推定した係数を使用することによって精確な被測定タイヤのアンバランスベクトルを算出することができるタイヤ用ダイナミックバランサおよびその校正方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するために、第１発明によるタイヤ用ダイナミックバランサは、
平面上の一方向への変位を拘束し、前記一方向と直交する他方向への変位を可能にするように支持具によって基礎面から支持されたダイナミックバランサ本体に回転自在に回転軸が設けられ、
前記ダイナミックバランサ本体の上部と下部にそれぞれ、前記ダイナミックバランサ本体の変位を生じさせる荷重を検出するように前記基礎面から支持された上部荷重センサと下部荷重センサとが設けられ、
前記回転軸に対して同軸に上側と下側にそれぞれ上部リムと下部リムとが設けられ、
校正モードが選択されている際に、前記上部リムと下部リムのうちの一方に所定の質量の錘を所定の位置に取り付けた状態およびそれらリムの両方に錘を付けていない状態の３つの状態のそれぞれに対応する前記上部リムと下部リムについての設定アンバランスベクトルでもって前記回転軸を回転させることで、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値に基づいて、前記上部リムと下部リムについてのアンバランスベクトルを求め、求めたアンバランスベクトルと前記設定アンバランスベクトルとを関係付ける少なくとも２種類の係数を前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれについて算出する係数算出手段を備えたタイヤ用ダイナミックバランサであって、
前記係数算出手段は、前記錘の質量の大きさおよび／または前記錘の取り付け位置を変更することで設定される前記３つの状態を超える複数種類の状態に対応する前記上部リムと下部リムについての複数組の設定アンバランスベクトル毎に前記回転軸を回転させることで、各設定アンバランスベクトルに対応して前記上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値によって求められる複数組のアンバランスベクトル測定値、または、前記複数組の設定アンバランスベクトルと複数組のアンバランスベクトル測定値とをそれぞれ関係付ける２種類の係数に基づいて、稼働運転モードの際に、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値から被測定タイヤの持つアンバランスベクトルを求めるに適する前記上部荷重センサおよび下部荷重センサについてのそれぞれ２種類の係数を推定することを特徴とするものである。
【００１８】
第１発明において、
被測定タイヤの持つアンバランスベクトルを算出するアンバランスベクトル算出手段が設けられ、
前記アンバランスベクトル算出手段は、校正モード時に前記係数算出手段によって算出された前記２種類の係数を代表係数として、稼働運転モードの際に、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値と、前記代表係数とに基づいて、前記被測定タイヤのアンバランスベクトルを求め、求めた前記被測定タイヤのアンバランスベクトルの大きさに対応する前記上部荷重センサおよび下部荷重センサについてのそれぞれ２種類の係数を推定し、推定した２種類の係数と、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値とから前記被測定タイヤのアンバランスベクトルを再計算するのが好ましい（第２発明）。
【００１９】
次に、第３発明によるタイヤ用ダイナミックバランサの校正方法は、
平面上の一方向への変位を拘束し、前記一方向と直交する他方向への変位を可能にするように支持具によって基礎面から支持されたダイナミックバランサ本体に回転自在に回転軸が設けられ、
前記ダイナミックバランサ本体の上部と下部にそれぞれ、前記ダイナミックバランサ本体の変位を生じさせる荷重を検出するように前記基礎面から支持された上部荷重センサと下部荷重センサとが設けられ、
前記回転軸に対して同軸に上側と下側にそれぞれ上部リムと下部リムとが設けられてなるタイヤ用ダイナミックバランサにおいて、
校正モードが選択されている際に、前記上部リムと下部リムのうちの一方に所定の質量の錘を所定の位置に取り付けた状態およびそれらリムの両方に錘を付けていない状態の３つの状態のそれぞれに対応する前記上部リムと下部リムについての設定アンバランスベクトルでもって前記回転軸を回転させることで、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値に基づいて、前記上部リムと下部リムについてのアンバランスベクトルを求め、求めたアンバランスベクトルと前記設定アンバランスベクトルとを関係付ける少なくとも２種類の係数を前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれについて算出するタイヤ用ダイナミックバランサの校正方法であって、
前記錘の質量の大きさおよび／または前記錘の取り付け位置を変更することで設定される前記３つの状態を超える複数種類の状態に対応する前記上部リムと下部リムについての複数組の設定アンバランスベクトル毎に前記回転軸を回転させることで、各設定アンバランスベクトルに対応して前記上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値によって求められる複数組のアンバランスベクトル測定値、または、前記複数組の設定アンバランスベクトルと複数組のアンバランスベクトル測定値とをそれぞれ関係付ける２種類の係数に基づいて、稼働運転モードの際に、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値から被測定タイヤの持つアンバランスベクトルを求めるに適する前記上部荷重センサおよび下部荷重センサについてのそれぞれ２種類の係数を推定することを特徴とするものである。
【００２０】
第３発明において、
校正モード時に算出された前記２種類の係数を代表係数として、稼働運転モードの際に、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値と、前記代表係数とに基づいて、前記被測定タイヤのアンバランスベクトルを求め、求めた前記被測定タイヤのアンバランスベクトルの大きさに対応する前記上部荷重センサおよび下部荷重センサについてのそれぞれ２種類の係数を推定し、推定した２種類の係数と、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値とから前記被測定タイヤのアンバランスベクトルを再計算するのが好ましい（第４発明）。
【発明の効果】
【００２１】
本発明においては、校正モードが選択されている際に、上部リムと下部リムのうちの一方に所定の質量の錘を所定の位置に取り付けた状態およびそれらリムの両方に錘を付けていない状態の３つの状態のそれぞれに対応する上部リムと下部リムについての設定アンバランスベクトルでもって回転軸が回転される。
このとき、上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値に基づいて、上部リムと下部リムについてのアンバランスベクトルが求められ、当該アンバランスベクトルと上記の設定アンバランスベクトルとを関係付ける少なくとも２種類の係数が上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれについて算出される。
また、錘の質量の大きさおよび／または錘の取り付け位置を変更することで設定される上記の３つの状態を超える複数種類の状態に対応する上部リムと下部リムについての複数組の設定アンバランスベクトル毎に回転軸が回転される。
そして、各設定アンバランスベクトルに対応して上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値によって求められる複数組のアンバランスベクトル測定値、または、複数組の設定アンバランスベクトルと複数組のアンバランスベクトル測定値とをそれぞれ関係付ける２種類の係数に基づいて、稼働運転モードの際に、上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値から被測定タイヤの持つアンバランスベクトルを求めるに適する上部荷重センサおよび下部荷重センサについてのそれぞれ２種類の係数が推定される。
したがって、任意の大きさのアンバランス量とアンバランス位置を持つ被測定タイヤに対して、ロードセルの荷重信号出力から任意のアンバランス量とアンバランス位置を求めるにあたって最も適切な係数を推定することができる。また、推定した係数を使用することによって精確な被測定タイヤのアンバランスベクトルを算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るタイヤ用ダイナミックバランサの斜視図
【図２】本実施形態のタイヤ用ダイナミックバランサの縦断面図
【図３】ダイナミックアンバランスの定義説明図
【図４】ダイナミックアンバランスの測定原理説明図
【図５】タイヤ用ダイナミックバランサの概略システム構成を説明するブロック図（ａ）およびロードセルのサンプリング波形図（ｂ）
【図６】ダイナミックアンバランスの測定処理プログラムを説明するフローチャート
【図７】ロードセルによる検出アンバランスベクトルと回転系の持つ初期アンバランスベクトルとの合成ベクトルの説明図
【図８】上部リムに質量ＷＵの分銅を位置ベクトルｒＵの位置に取り付けた状態図（ａ）および下部リムに質量ＷＬの分銅を位置ベクトルｒＬの位置に取り付けた状態図（ｂ）
【図９】スタティックアンバランス演算の説明図
【図１０】カップルアンバランス演算の説明図
【図１１】位置補正の説明図
【図１２】上下アンバランスベクトル、アンバランス角、合成アンバランス量およびアンバランス角の関係を説明する図
【図１３】被測定タイヤの合成アンバランスベクトルの質量、角度を表すＰ点とそのＰ点に最も近いアンバランスベクトルの質量、角度を持つ基準点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの関係を表す図
【図１４】上下ロードセル出力によるアンバランスベクトルの推定方法の説明図
【図１５】上下アンバランスと上下アンバランスの値で表されるＰ点の近傍でＰ点を囲む質量、角度である基準点Ａ〜Ｄにおける上下ロードセル出力によるアンバランスベクトルの関係を表す図
【図１６】リムの上辺と下辺におけるアンバランス質量の大きさと位置を表す図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明によるタイヤ用ダイナミックバランサおよびその校正方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
図１には、本発明の一実施形態に係るタイヤ用ダイナミックバランサの斜視図が示されている。また、図２には、本実施形態のタイヤ用ダイナミックバランサの中央縦断面図が示されている。
【００２５】
本実施形態のタイヤ用ダイナミックバランサ（以下、単に「ダイナミックバランサ」という。）１は、片持ち式の二面不釣り合い試験機であり、図１に示されるように、当該ダイナミックバランサ１にタイヤ２を装着して回転させ、この装着したタイヤ２の上面側のアンバランスと下面側のアンバランスとを測定することができる装置である。
また、この測定により得られたタイヤ２の上面側および下面側のアンバランス、つまり重心の偏心に基づく偏心力を求めることができる。
そして、この偏心力に基づいて、必要に応じてタイヤ２の補正等をすることができ、これによってタイヤ２のダイナミックバランスを許容範囲内に収めることができる。
なお、タイヤ２の偏心力とは、タイヤ２の上面側の重心の偏心および下面側の重心の偏心に基づく各遠心力とその遠心力の方向（タイヤの回転位置）とから決定される力をいう。この偏心力が求められると、タイヤ２の上面側の重心の偏心および下面側の重心の偏心に基づく各遠心力と、各重心がタイヤ２の所定の基準位置から各重心位置までの角度を求めることができる。
【００２６】
このダイナミックバランサ１は、地面に対して垂直に取り付けられている。つまり、このダイナミックバランサ１の本体部分を構成する直方体形状のダイナミックバランサ本体３は、互いに平行な２本のトーションバー４ａ，４ｂを介して架台５に吊り下げられるとともに、これら２本のトーションバー４ａ，４ｂを通る平面に平行で、かつそれら２本のトーションバー４ａ，４ｂに直交する方向に配置された４本のトーションバー６ａ，６ｂ；６ａ，６ｂを介して架台５に結合されている。
これによって、ダイナミックバランサ本体３は、地面に対して垂直方向に配置された２本のトーションバー４ａ，４ｂと地面に対して平行な４本のトーションバー６ａ，６ｂ；６ａ，６ｂに対して直交する方向（図１中記号Ａ矢印方向）にのみ移動可能に設けられている。
【００２７】
ダイナミックバランサ本体３の側面の上部と下部の各位置には、合計２台の荷重センサ（ロードセル）７ａ，７ｂが設けられ、各ロードセル７ａ，７ｂは、架台５と結合されている。これによって、これらロードセル７ａ，７ｂは、ダイナミックバランサ本体３に作用する図１中記号Ａ矢印方向の力を検出することができる。
【００２８】
ダイナミックバランサ本体３の下面から回転軸８が下方に突出されており、この回転軸８には、ロータリエンコーダ９、プーリ１０およびロータリジョイント１１がそれぞれ設けられている。
ロータリエンコーダ９は、回転軸８の回転位置を測定するものであり、回転軸８の回転位置を測定することにより、この回転軸８と結合されている下部リム１２（図２参照）の回転位置を測定することができる。
プーリ１０は、例えばタイミングベルト１３等の駆動ベルトを介して別のプーリ１４と接続されており、このプーリ１４は、サーボモータ１５の回転軸に装着されている。つまり、回転軸８は、サーボモータ１５によって回転駆動される構成である。
なお、タイミングベルト１３の張力が４本のトーションバー６ａ，６ｂ；６ａ，６ｂの引張方向に働くようにサーボモータ１５が配置されているので、ロードセル７ａ，７ｂにはタイミングベルト１３の張力が働かないようになっている。
ロータリジョイント１１については後述する。
【００２９】
次に、ダイナミックバランサ１の内部構造について、主に図２を参照して説明する。
ダイナミックバランサ本体３には、中央に上下方向の貫通孔２１が穿設されており、この貫通孔２１の上側開口縁と下側開口縁には、それぞれ軸受２２ａ，２２ｂが装着されている。これら２つの軸受２２ａ，２２ｂの内側には、円筒状の回転軸８が嵌合されており、この回転軸８は、軸受２２ａ，２２ｂを介して回動自在にダイナミックバランサ本体３に支持されている。
この回転軸８の下端の開口には、ロータリジョイント１１が装着されており、このロータリジョイント１１には、エアホース２３を介して２つの電磁弁２４，２５が直列に接続されている。
２つの電磁弁２４，２５のうち、空気流れの上流側に配置される電磁弁２５には、高圧（約５ｋｇｆ／ｃｍ２）の圧力タンク（図示省略）と低圧（約５ｋｇｆ／ｃｍ２）の圧力タンク（図示省略）が連結されており、この電磁弁２５は、空気流れの下流側に配置される電磁弁２４に高圧の圧力タンクまたは低圧のお圧力タンクを連通させる切換弁として機能する。
電磁弁２４は、高圧または低圧の圧力タンクから供給される圧力流体（本例では圧力空気）を回転軸８側に供給する供給位置と、回転軸８側の圧力空気を大気に放出する排気位置とに切り換える切換弁として機能する。
なお、高圧の圧力空気は、このダイナミックバランサ１を校正するときに使用し、低圧の圧力空気は、このダイナミックバランサ１によりタイヤ２のダイナミックバランスを測定するときに使用する。
【００３０】
回転軸８の上面には、円筒状のシリンダ本体２６を介して下部リム１２が設けられており、このシリンダ本体２６と回転軸８が下部リム軸を構成している。
【００３１】
シリンダ本体２６内には、ピストン（上部リム軸）２７が挿入されており、このピストン２７の下部の外周には、複数の係合溝２８，２８，・・・が設けられている。これら複数の係合溝２８は、ピストン２７の外周に沿って環状に刻設されており、ピンスト２７の軸方向に沿って互いに隣接して配置されている。
このピストン２７の上端面には、上部リム２９が設けられている。
また、ピストン２７には、そのピストン２７の下面に開口する開口部３０とピストン３の上部の外周面に開口する開口部３１，３１とを連通する連通孔３２が穿設されている。
開口部３１，３１には、ワンタッチ式の弁装置３３，３３が設けられている。この弁装置３３は、例えば先端の突出部を指で押すことにより、開口部３１を開放したり、閉塞したりすることができる構造のものである。ここでは、弁装置３３としてワンタッチで開口部３１を開閉することができる構造のものを採用したが、弁体を回転させることにより開口部３１を開閉する形式のものを採用してもよい。
【００３２】
上部リム２９および下部リム１２は、いずれも円環状の板状体であり、双方の外周部の互いに向き合う各面には、直径の異なる３つの段部３４が形成されている。これら３つの各段部３４は、タイヤ２を上下のリム２９，１２の間に装着する際に、タイヤ２の内縁を係合させるためのものである。つまり、これら直径の異なる３組の段部３４を設けることにより、これら各組の段部３４の直径と対応する３種類の内径のタイヤ２をこの上下のリム２９，１２の間に装着することができる。
【００３３】
シリンダ本体２６の外周には、互いに対向配置される一対の結合部３５，３５が装着されている。これら一対の結合部３５，３５は、同一のものであり、溝カム３６と、溝カム３６に嵌合するカムフォロア３７と、カムフォロア３７に連結されるストッパ３８とにより構成されている。
ストッパ３８は、先端が係合溝２８に沿う円弧状に形成してある板状体であり、シリンダ本体２６の周壁に穿設された矩形の挿通孔に挿通されている。
そして、これら２つの溝カム３６をシリンダの筒方向（図２の上下方向）に沿って摺動させたときに、ストッパ３８の先端部が係合溝２８から外れた状態の非係合位置（図示省略）と、ストッパ３８の先端部が係合溝２８に係合した状態の係合位置（図２に示される状態）とにストッパ３８を移動させることができるようになっている。
なお、溝カム３６を上下方向に駆動する駆動部は図示されていないが、例えばエアシリンダを利用することができる。
【００３４】
このダイナミックバランサ１においては、種々の質量の分銅３９を上部リム２９の所定位置に装着することができるとともに、種々の質量の分銅４０を下部リム１２の所定位置に装着することができるようになっている。これにより、校正モードにおいて、異なる質量の分銅３９，４０を上下のリム２９，１２の所定の位置に取り付けて後述する係数を求めることができる。
また、下部リム１２を手で回して下部リム１２の予め定めた基準位置を上部リム２９の予め定めた基準位置に一致させ、この状態でストッパ３８を係合溝２８に係合させて、電磁弁２４を切り換えて支持軸８の内孔４１及びシリンダ本体２６内に校正用の高圧の圧力空気を供給することができる。シリンダ本体２６内の圧力空気は、ピストン２７を図２の上方に押し上げ、これによってストッパ３８の下面と係合溝２８の上面とが圧接し、その結果、シリンダ本体２６とピストン２７とをストッパ３８を介して強固に結合させることができる。
【００３５】
次に、ダイナミックバランサ１の計測原理・校正手順について説明する。
【００３６】
＜ダイナミックアンバランスの定義説明＞
図３（ａ）に示されるように、タイヤ２にアンバランスモーメントが図中記号Ｂ矢印方向に発生した場合、車に与える振動となる。
図３（ｂ）に示されるように、タイヤ２の中心から半径方向に同じ距離Ｒに同じアンバランス量が上面と下面にある場合、スタティックバランスは零となる。
図３（ｂ）の状態で、同図（ｃ）のようにタイヤ２を回転させた場合、図中記号Ｃ矢印方向にモーメントが発生する。このモーメントをカップルアンバランスという。
ダイナミックバランスとは、スタティックアンバランスとカップルアンバランスとを含むものである。
【００３７】
＜測定原理の説明＞
図４に示されるように、タイヤ２全体が持つアンバランスを下修正面（Ｚ１）および上修正面（Ｚ２）での２つのアンバランスとして代表して表す。
【００３８】
ここで、図４中で使用される記号を以下のように定義する。
ＵＬ：下修正面での半径ｒの位置にあるアンバランス量（下アンバランス量）。
θＬ：ＵＬのアンバランス角度（下アンバランス角度）。
ＵＵ：上修正面での半径ｒの位置にあるアンバランス量（上アンバランス量）。
θＵ：ＵＵのアンバランス角度（上アンバランス角度）。
ＰＬ：ＵＬが回転することにより、下側のロードセルで検出される出力。
ＰＵ：ＵＵが回転することにより、上側のロードセルで検出される出力。
Ｚ１：下側のロードセルの着力点とタイヤの下修正面との距離
Ｚ２：下側のロードセルの着力点とタイヤの上修正面との距離
Ｌ：上側のロードセルの着力点と下側のロードセルの着力点との距離
なお、図４（ｂ）中における分銅取り付け位置について、回転軸８の回転中心Ｏ点を定め、回転中心Ｏを原点とし、ロードセル７ａ，７ｂによる荷重検出位置を基準として定めたＸ−Ｙ座標上でＸ軸と所定の角度θＬとθＵをなし、Ｏ点を通る直線上でＯ点からｒの距離にある下部リム１２、上部リム２９上に分銅取り付け位置を定める。
【００３９】
回転角速度ωで回転しているとすると、上下のロードセル７ａ，７ｂに加わる力には、下記（１）（２）式のような関係がある。
ＰＬ＋ＰＵ＝ｒω２（ＵＬ＋ＵＵ） ・・・（１）
ＬＰＵ＝ｒω２（Ｚ１ＵＬ＋Ｚ２ＵＵ） ・・・（２）
軸受２２ａ，２２ｂ（図２参照）が殆ど振動せず不釣り合いの力がそのまま基礎に伝わるとすると、上記（１）（２）式より、下記（３）（４）式が成り立つ。
ＰＬ＝α１ＵＬ＋α２ＵＵ ・・・（３）
ＰＵ＝β１ＵＬ＋β２ＵＵ ・・・（４）
ここで、
α１＝ｒω２（１−Ｚ１／Ｌ）
α２＝ｒω２（１−Ｚ２／Ｌ）
β１＝ｒω２Ｚ１／Ｌ
β２＝ｒω２Ｚ２／Ｌ
よって、ロードセル７ａ，７ｂに加わる不釣り合い力ＰＵ，ＰＬを検出することにより、アンバランス量ＵＬ，ＵＵを求めることができる。上記（３）（４）式より、ＵＵ，ＵＬは、下記（５）（６）式で表される。
ＵＬ＝γ１ＰＬ＋γ２ＰＵ ・・・（５）
ＵＵ＝δ１ＰＬ＋δ２ＰＵ ・・・（６）
ここで、
γ１＝Ｚ２／ｒω２（Ｚ２−Ｚ１）
γ２＝−（Ｌ−Ｚ２）／ｒω２（Ｚ２−Ｚ１）
δ１＝−Ｚ１／ｒω２（Ｚ２−Ｚ１）
δ２＝（Ｌ−Ｚ１）／ｒω２（Ｚ２−Ｚ１）
【００４０】
＜計装部の説明＞
ところで、アンバランス量およびアンバランス角を求めるためには、ある決まった角度から回転を開始したときの時系列でのロードセル７ａ，７ｂの出力が必要となる。
そこで、本実施形態では、図５（ａ）に示されるように、ロードセル７ａ，７ｂからの出力信号およびロータリエンコーダ９からの出力信号をそれぞれＤＬＣ基板からなる測定回路５０に取り込み、図６のフローチャートに示されるアルゴリズムに基づいて作成された所定プログラムに従って所定の測定処理を実行するようにされている。
ここで、測定回路５０を構成するＤＬＣ基板とは、図示による詳細な説明は省略するが、アナログ荷重信号増幅回路や、Ａ／Ｄ変換回路、シリアル通信回路を含むＩ／Ｏ回路、ＣＰＵ回路、メモリ回路、ロードセル励磁用の電源回路、デジタル・アナログ回路駆動用の電源回路などを内蔵する基板である。
ロードセル７ａ，７ｂでのサンプリングは、ロータリエンコーダ９からのＺ相出力を開始トリガとして使用し、１°毎のパルス出力をサンプリングクロックとして使用する。したがって、サンプリングした波形は、図５（ｂ）に示されるように、３６０点周期の正弦波となっている。この波形をベクトル化することにより、アンバランスベクトルを検出している。
【００４１】
＜フローチャートの説明＞
ここで、図６のフローチャートに示される処理内容について説明する。なお、図６中記号「Ｓ」はステップを表す。
【００４２】
まず、ロードセル７ａ，７ｂからのアナログ荷重信号を上記の手法にてサンプリングしてデジタル荷重信号に変換し（Ｓ１）、このデジタル荷重信号に対して平均値処理（Ｓ２）、デジタルフィルタ処理（Ｓ３）およびベクトル化処理（Ｓ４）をそれぞれ施す。
次いで、校正モードおよび稼働モードのいずれのモードが選択されているかを判断する（Ｓ５）。
【００４３】
ステップＳ５において、校正モードが選択されている判断したときには、零ベクトルを取得するとともに、テスト用タイヤのアンバランス量を取得する（Ｓ６）。
次いで、種々の質量の分銅を上下のリム２９，１２の種々の位置に取り付けてテストを実施する（Ｓ７）。つまり、ｉ（２以上の整数）通りのアンバランスベクトルを与えてテストする。
次いで、零ベクトルをキャンセルするとともに、テスト用タイヤのアンバランス量をキャンセルする（Ｓ８）。
そして、ｉ回計測を実施したら（Ｓ９でＹｅｓ）、後述する基準係数リスト（表１参照）を作成し（Ｓ１０）、後述するγ１，γ２，δ１，δ２の各係数を取得する（Ｓ１１）。
【００４４】
一方、ステップＳ５において、稼働モードが選択されている判断したときには、零ベクトルをキャンセル（Ｓ１２）した後に、アンバランスベクトルを算出する（Ｓ１３）。
次いで、スタティックアンバランス演算、カップルアンバランス演算および位置補正をそれぞれ実行する（Ｓ１４〜Ｓ１５）。
【００４５】
次に、ステップＳ６における零ベクトル取得の手法、ステップＳ８，Ｓ１２における零ベクトルキャンセルの手法、ステップＳ１１における係数取得の手法、ステップＳ１３におけるアンバランスベクトル算出の手法、ステップＳ１４におけるスタティック・カップルアンバランス演算の手法およびステップＳ１５における位置補正の手法についてのそれぞれの具体的な内容について、以下に順を追って説明することとする。
【００４６】
＜零ベクトル取得の説明＞
リム１２，２９および回転軸８を含む回転系は、ある一定のアンバランス量およびアンバランス角度を持つ。実際にタイヤ２または分銅のアンバランスベクトルを計測する際は、それらを装着してアンバランスベクトルから初期アンバランスベクトル（Ｚ）を差し引く必要がある。
【００４７】
リム１２，２９にタイヤ２を取り付け、原点に対してタイヤ２を９０°，１８０°，２７０°，０°の順に４回ずらして回転させ測定する。それぞれの測定結果（Ｐ´９０，Ｐ´１８０，Ｐ´２７０，Ｐ´０）には、タイヤ２の持つアンバランスによりロードセル７ａ，７ｂで検出されるアンバランスベクトル（Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，Ｐ０）と回転系の持つ初期アンバランスベクトルＺとの合成ベクトル（Ｐ９０＋Ｚ，Ｐ１８０＋Ｚ，Ｐ２７０＋Ｚ，Ｐ０＋Ｚ）が測定されている。その様子が図７に示されている。
タイヤ２の持つアンバランスによりロードセル７ａ，７ｂで検出されるアンバランスベクトルは、９０°毎ずらして測定したことにより、下記（７）式で示されるように、全て加算すると零となる。
Ｐ９０＋Ｐ１８０＋Ｐ２７０＋Ｐ０＝０ ・・・（７）
よって、下記（８）式で示されるように、４回の測定結果のアンバランスベクトルを加算して４で割ることにより、回転系の持つ初期アンバランスベクトルＺを求めることができる。
Ｚ＝（Ｐ´９０＋Ｐ´１８０＋Ｐ´２７０＋Ｐ´０）／４ ・・・（８）
【００４８】
この方法により、上側のロードセル７ａの出力信号から求めた初期アンバランスベクトルを上初期アンバランスベクトル（ＺＵ）、下側のロードセル７ｂの出力信号から求めた初期アンバランスベクトルを下初期アンバランスベクトル（ＺＬ）とする。
すなわち、上側のロードセル７ａの出力信号から求めたアンバランスベクトルをＰ´Ｕ９０＋Ｐ´Ｕ１８０＋Ｐ´Ｕ２７０＋Ｐ´Ｕ０、下側のロードセル７ｂの出力信号から求めたアンバランスベクトルをＰ´Ｌ９０＋Ｐ´Ｌ１８０＋Ｐ´Ｌ２７０＋Ｐ´Ｌ０とすると、ＺＵ，ＺＬは、下記（９）（１０）のように表すことができる。
ＺＵ＝（Ｐ´Ｕ９０＋Ｐ´Ｕ１８０＋Ｐ´Ｕ２７０＋Ｐ´Ｕ０）／４ ・・・（９）
ＺＬ＝（Ｐ´Ｌ９０＋Ｐ´Ｌ１８０＋Ｐ´Ｌ２７０＋Ｐ´Ｌ０）／４ ・・・（１０）
【００４９】
＜零ベクトルキャンセルの説明＞
毎回のタイヤ２または分銅を取り付けての測定結果（Ｐ´Ｕ，Ｐ´Ｌ）には、零ベクトル取得で求めた上下初期アンバランスベクトル（ＺＵ，ＺＬ）と、タイヤ２または分銅３９，４０の持つアンバランスによりロードセル７ａ，７ｂで検出されるアンバランスベクトル（ＰＵ，ＰＬ）の合成ベクトルが測定されているため、上下初期アンバランスベクトル分を差し引く必要がある。下記（１１）（１２）式により、ＰＵ，ＰＬを求めることができる。
ＰＵ＝Ｐ´Ｕ−ＺＵ ・・・（１１）
ＰＬ＝Ｐ´Ｌ−ＺＬ ・・・（１２）
【００５０】
＜係数取得（１）の説明＞
前述した測定原理の説明での（５）式および（６）式はそれぞれγ１，γ２およびδ１，δ２に対する２元１次方程式であるから、ＵＬまたはＵＵとして２種類のアンバランスベクトルを付加したときのＰＵおよびＰＬを測定することによってγ１，γ２およびδ１，δ２の各係数を求めることができる。
【００５１】
ＵＬ，ＵＵ，ＰＬ，ＰＵは以下の手順で求められる。
図８（ａ）に示されるように、上部リム２９に質量ＷＵの分銅３９を位置ベクトルｒＵの位置に取り付けて回転させ、零キャンセルした後の下側のロードセル７ｂの測定値Ｐ´ＵＬおよび上側のロードセル７ａの測定値Ｐ´ＵＵを得る。
図８（ｂ）に示されるように、下部リム１２に質量ＷＬの分銅４０を位置ベクトルｒＬの位置に取り付けて回転させ、零キャンセルした後の下側のロードセル７ｂの測定値Ｐ´ＬＬおよび上側のロードセル７ａの測定値Ｐ´ＬＵを得る。
ロードセル７ａ，７ｂの測定値Ｐ´Ｌ，Ｐ´Ｕには、タイヤ２の持つアンバランスによる検出ベクトルＴＬ，ＴＵが含まれているため、これらを差し引く必要がある。このＴＬ，ＴＵとしては、前述の零ベクトル取得の説明での０°の測定結果Ｐ´Ｌ０およびＺＬからＰＬ０を、Ｐ´Ｕ０およびＺＵからＰＵ０を求め、ＴＬ＝ＰＬ０，ＴＵ＝ＰＵ０として使用する。
回転系の持つ初期アンバランスベクトルＺＬ，ＺＵおよびタイヤ２を使用して校正時のタイヤの持つアンバランスによる検出ベクトルＴＬ，ＴＵを差し引いた結果、取り付けた分銅３９，４０による検出ベクトルＰＬ，ＰＵのみが残る。すなわち、下記（１３）（１４）式が成り立つ。
ＰＬ＝Ｐ´Ｌ−ＺＬ−ＴＬ ・・・（１３）
ＰＵ＝Ｐ´Ｕ−ＺＵ−ＴＵ ・・・（１４）
【００５２】
＜係数取得（２）の説明＞
図８（ａ）に示される状態の場合、上側のロードセル７ａで検出される分銅３９によるアンバランスベクトルをＰＵＵ、下側のロードセル７ｂで検出される分銅３９によるアンバランスベクトルをＰＵＬとすると、下記（１５）（１６）式が得られる。
γ１×ＰＵＬ＋γ２×ＰＵＵ＝ｖｅｃ｛０｝ ・・・（１５）
δ１×ＰＵＬ＋δ２×ＰＵＵ＝ｖｅｃ｛ＷＵ｝ ・・・（１６）
【００５３】
図８（ｂ）に示される状態の場合、上側のロードセル７ａで検出される分銅４０によるアンバランスベクトルをＰＬＵ、下側のロードセル７ｂで検出される分銅４０によるアンバランスベクトルをＰＬＬとすると、下記（１７）（１８）式が得られる。
γ１×ＰＬＬ＋γ２×ＰＬＵ＝ｖｅｃ｛ＷＬ｝ ・・・（１７）
δ１×ＰＬＬ＋δ２×ＰＬＵ＝ｖｅｃ｛０｝ ・・・（１８）
【００５４】
ここで、（１５）（１８）式中のｖｅｃ｛０｝は各成分が全て０となるベクトル（零ベクトル）を表す。
また、
ＰＵＵ＝Ｐ´ＵＵ−ＺＵ−ＴＵ
ＰＵＬ＝Ｐ´ＵＬ−ＺＬ−ＴＬ
である。
また、
ＰＬＵ＝Ｐ´ＬＵ−ＺＵ−ＴＵ
ＰＬＬ＝Ｐ´ＬＬ−ＺＬ−ＴＬ
である。
また、（１６）（１７）式中のｖｅｃ｛ＷＵ｝，ｖｅｃ｛ＷＬ｝は、大きさがＷＵまたはＷＬで偏角がリム０°に対する分銅を取り付けた角度のベクトルである。すなわち、
ｖｅｃ｛ＷＵ｝＝ＷＵ・ｒＵ
ｖｅｃ｛ＷＬ｝＝ＷＬ・ｒＬ
と表される。
【００５５】
上記（１５）（１７）式より、γ１，γ２は下記（１９）（２０）式から求められる。
γ１＝ＰＵＵ×ＷＬ・ｒＬ／（ＰＵＵ×ＰＬＬ−ＰＵＬ×ＰＬＵ） ・・・（１９）
γ２＝−ＰＵＬ×ＷＬ・ｒＬ／（ＰＵＵ×ＰＬＬ−ＰＵＬ×ＰＬＵ） ・・・（２０）
上記（１６）（１８）式より、δ１，δ２は下記（２１）（２２）式から求められる。
δ１＝−ＰＬＵ×ＷＵ・ｒＵ／（ＰＵＵ×ＰＬＬ−ＰＵＬ×ＰＬＵ） ・・・（２１）
δ２＝ＰＬＬ×ＷＵ・ｒＵ／（ＰＵＵ×ＰＬＬ−ＰＵＬ×ＰＬＵ） ・・・（２２）
【００５６】
＜アンバランスベクトル算出の説明＞
零ベクトル取得で初期アンバランスベクトル（ＺＵ，ＺＬ）が決定し、係数取得でロードセル７ａ，７ｂの検出ベクトル（Ｐ´Ｕ，Ｐ´Ｌ）から上下修正面でのアンバランスベクトル（ＵＵ，ＵＬ）への変換係数（γ１，γ２，δ１，δ２）が決定したため、リム１２，２９に取り付けたタイヤ２または分銅３９，４０の上下修正面で表したアンバランスベクトルを測定することが可能となる。
上下修正面で表した上下アンバランスベクトルＵＵ，ＵＬは、下記（２３）（２４）式から求めることができる。
ＵＬ＝γ１×（Ｐ´Ｌ−ＺＬ）＋γ２×（Ｐ´Ｕ−ＺＵ） ・・・（２３）
ＵＵ＝δ１×（Ｐ´Ｌ−ＺＬ）＋δ２×（Ｐ´Ｕ−ＺＵ） ・・・（２４）
【００５７】
実際に出力するデータは上下アンバランス量および上下アンバランス角であるから、上記のアンバランスベクトルＵＵ，ＵＬからそれらを求める必要がある。
アンバランス量はアンバランスベクトルの大きさ、アンバランス角はアンバランスベクトルの偏角として定義されるので、上下アンバランスベクトルＵＵ，ＵＬの各成分を、下記のように定義する。
ＵＵ＝（ＵＵｘ，ＵＵｙ）
ＵＬ＝（ＵＬｘ，ＵＬｙ）
すると、アンバランス量は下記（２５）（２６）式によって求められ、アンバランス角は下記（２７）（２８）式から求められる。
｜ＵＵ｜＝（ＵＵｘ２＋ＵＵｙ２）１／２ ・・・（２５）
｜ＵＬ｜＝（ＵＬｘ２＋ＵＬｙ２）１／２ ・・・（２６）
∠ＵＵ＝ｔａｎ−１（ＵＵｙ／ＵＵｘ） ・・・（２７）
∠ＵＬ＝ｔａｎ−１（ＵＬｙ／ＵＬｘ） ・・・（２８）
【００５８】
＜スタティックアンバランス演算の説明＞
スタティックアンバランスベクトルＳは、図９に示されるように、上下アンバランスベクトルＵＵ，ＵＬから下記（２９）式のように定義される。
Ｓ=ＵＵ+ＵＬ ・・・（２９）
よって、上アンバランス量ＵＵ、下アンバランス量ＵＬおよび上下アンバランス量が有ると考えられる軸中心からの距離ｒを用いると、下記（３０）（３１）式のように表される。
｜Ｓ｜=｜ＵＵ+ＵＬ｜=（ＵＵ+ＵＬ）・ｒ ・・・（３０）
∠Ｓ=∠（ＵＵ+ＵＬ）=ｔａｎ−１（ＵＵｙ+ＵＬｙ）／（ＵＵｘ＋ＵＬｘ）
・・・（３１）
【００５９】
＜カップルアンバランス演算の説明＞
カップルアンバランスベクトルＣは、図１０に示されるように、上下アンバランスベクトルＵＵ，ＵＬ、上下修正面の距離ｄおよび係数取得時に分銅に取り付けた回転軸８からの距離ｒ´から下記（３２）式のように定義される。
Ｃ＝（ＵＵ／ｒ´）・（ｄ／２）−（ＵＬ／ｒ´）（ｄ／２）＝（ＵＵ−ＵＬ）・（１／ｒ´）・（ｄ／２） ・・・（３２）
よって、上下アンバランス量ＵＵ，ＵＬおよび上下アンバランス量が有ると考えられる軸中心からの距離ｒを用いると、下記（３３）（３４）式のように表される。
｜Ｃ｜=｜ＵＵ−ＵＬ｜・（１／ｒ´）・（ｄ／２）＝（ＵＵ−ＵＬ）・（ｒ／ｒ´）・（ｄ／２） ・・・（３３）
∠Ｃ=∠（ＵＵ−ＵＬ）=ｔａｎ−１（ＵＵｙ−ＵＬｙ）／（ＵＵｘ−ＵＬｘ）
・・・（３４）
【００６０】
＜位置補正の説明＞
アンバランスベクトル演算で求められたＵＵおよびＵＬは、校正時に分銅を取り付けた位置でのアンバランスベクトルである。
実際の測定時には、アンバランス位置を校正分銅位置からリムの付位置に変換する補正演算が必要となる。図１１にこのモデルを示す。
原則として、スタティックアンバランスベクトルおよびカップルアンバランスは修正面を変えても変わらないので、下記（３５）（３６）式が成立する。
ＵＵ+ＵＬ＝Ｕ´Ｕ＋Ｕ´Ｌ ・・・（３５）
（ＵＵ−ＵＬ）・（１／ｒ´）・（ｄ／２）＝（Ｕ´Ｕ−Ｕ´Ｌ）・（１／ｒ´）・（ｄ´／２） ・・・（３６）
上記（３５）（３６）式より、上下アンバランス量ＵＵ，ＵＬは、下記（３７）（３８）式のように表される。
ＵＵ＝｛Ｕ´Ｕ＋Ｕ´Ｌ＋（ｄ´／ｄ）・（Ｕ´Ｕ−Ｕ´Ｌ）｝／２ ・・・（３７）
ＵＬ＝｛Ｕ´Ｕ＋Ｕ´Ｌ−（ｄ´／ｄ）・（Ｕ´Ｕ−Ｕ´Ｌ）｝／２ ・・・（３８）
よって、位置補正後のアンバランス量は、下記（３９）（４０）式で表される
ＵＵ＝｜ＵＵ｜＝｛（ｒ´／ｒ）・（Ｕ´Ｕ＋Ｕ´Ｌ）＋（ｒ´／ｒ）・（ｄ´／ｄ）・（Ｕ´Ｕ−Ｕ´Ｌ）｝／２ ・・・（３９）
ＵＬ＝｜ＵＬ｜＝｛（ｒ´／ｒ）・（Ｕ´Ｕ＋Ｕ´Ｌ）−（ｒ´／ｒ）・（ｄ´／ｄ）・（Ｕ´Ｕ−Ｕ´Ｌ）｝／２ ・・・（４０）
【００６１】
次に、稼働運転時に使用する係数の推定法について述べる。より具体的には、稼働運転時に被測定タイヤを測定し、上下のロードセル７ａ，７ｂの出力測定値に基づいて被測定タイヤが持つアンバランスベクトルを算出するに適切な係数を、被測定タイヤが持つアンバランスベクトルの量（タイヤ２外周上でのアンバランス質量、アンバランス角度）に応じて推定する方法を以下に挙げる。
ただし、校正モードでは、上下のリム２９，１２の半径ｒの距離におけるアンバランス量として扱い（係数もこの条件で求められる）、測定時も半径ｒの距離におけるアンバランス量として求め、先の位置補正の説明で述べたようにタイヤ２に応じて位置補正される。
【００６２】
初めに校正モードにて前述した係数取得（１）の説明内容に基づき、表１に示される質量、角度に関する基準係数リストを作成する。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１に示されるように、基準質量Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の分銅３９，４０をそれぞれ所定の基準位置角０度、９０度、１８０度、２７０度の、リム２９，１２の上位置、および下位置に取り付け回転させ、上下のロードセル７ａ，７ｂの出力を測定し、上下のロードセル７ａ，７ｂの測定値とそれぞれ与えたアンバランスベクトルより、各質量と各位置における基準係数γ１〈１，１〉，γ２〈１，１〉，δ１〈１，１〉，δ２〈１，１〉〜γ１〈３，４〉，γ２〈３，４〉，δ１〈３，４〉，δ２〈３，４〉を算出して基準値リストとする。
こうした基準係数の他に、γ１〈１，１〉〜γ１〈３，４〉の平均値をもって代表係数γ１を決定する。γ２，δ１，δ２についても同様に決定する。
また、基準リストの中で任意に１つずつγ１，γ２，δ１，δ２を選択して決めても良い。
【００６５】
＜第１の方法の説明＞
稼働運転時には被測定タイヤの測定に当たって、
最初は、前述したアンバランスベクトル演算の説明での式を使用し、上記のように、あるいは従来の校正方式で求めた代表係数γ１，γ２，δ１，δ２を適用し、被測定タイヤの上下のアンバランスベクトルＵＵ，ＵＬとアンバランス角∠ＵＵ，∠ＵＬを求める。
スタティックアンバランス演算の説明で述べたとおり、被測定タイヤの上下のアンバランスベクトルＵＵ，ＵＬとアンバランス角∠ＵＵ，∠ＵＬとにより算出された合成アンバランス量Ｓとアンバランス角∠Ｓを図１２（ａ）に示す。
合成アンバランス量Ｓとアンバランス角∠Ｓよりアンバランス量としての質量ＷＳ、角度θＳを算出する。
表１の基準点の中で、被測定タイヤについて算出された合成アンバランスベクトルによる質量ＷＳと角度θＳに対して最も近傍にある質量、位置角を取り上げる。
【００６６】
図１３において、Ｐ点が被測定タイヤの合成アンバランスベクトルの質量、角度を表す点で、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点が表１における、Ｐ点に最も近いアンバランスベクトルの質量、角度を持つ基準点を表す。
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点には、上下のロードセル７ａ，７ｂの出力信号と、それぞれの点における基準の質量、角度とを関係づける基準の変換係数が付属しており、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点で囲まれる領域の中における任意の質量と角度の点の係数は、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各点の基準の質量と基準角度の大きさの違いに応じて比例的に変化するものとする。
【００６７】
例えば、上の計算より求めた被測定タイヤの上下のアンバランスベクトルＵＵ，ＵＬとアンバランス角∠ＵＵ，∠ＵＬと合成アンバランス量Ｓとアンバランス角∠Ｓを図１２（ａ）に示す。
これらの合成アンバランスベクトルによる質量ＷＳと角度θＳが図１３のＰ点に示すように質量ＷＳがＷ２＜ＷＳ＜Ｗ３で、角度θＳが０°＜θＳ＜９０°であったとする。
表１より、質量ＷＳ、角度θＳを表すＰ点の近傍の点としてＰ点を囲む基準点Ａ〜Ｄ点を選択する。
【００６８】
ここで、Ａ点は、表１において質量Ｗ２の分銅を角度０°の上リム２９の位置に取り付け、また質量Ｗ２の分銅を角度０°の上リム２９の位置に取り付けてタイヤ２を回転させ、上下のロードセル７ａ，７ｂの出力を測定することによって得られた係数γ１〈２，１〉，γ２〈２，１〉，δ１〈２，１〉，δ２〈２，１〉である。
Ｂ点は、表１において質量Ｗ３の分銅を角度０°の上リム２９の位置に取り付け、また、質量Ｗ２の分銅を角度０°の上リム２９の位置に取り付けてタイヤ２を回転させ上下のロードセル７ａ，７ｂの出力を測定することによって得られた係数γ１〈３，１〉，γ２〈３，１〉，δ１〈３，１〉，δ２〈３，１〉である。
Ｃ点は、表１において質量Ｗ３の分銅を角度９０°の上リム２９の位置に取り付け、また質量Ｗ３の分銅を角度９０°の上リム２９の位置に取り付けてタイヤ２を回転させ上下のロードセル７ａ，７ｂの出力を測定することによって得られた係数γ１〈３，２〉，γ２〈３，２〉，δ１〈３，２〉，δ２〈３，２〉である。
Ｄ点は、表１において質量Ｗ２の分銅を角度９０°の上リム２９の位置に取り付け、また質量Ｗ２の分銅を角度９０°の上リム２９の位置に取り付けてタイヤ２を回転させ上下のロードセル７ａ，７ｂの出力を測定することによって得られた係数γ１〈２，２〉，γ２〈２，２〉，δ１〈２，２〉，δ２〈２，２〉である。
【００６９】
図１３において斜線で示されるＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄで囲まれた領域の中におけるアンバランスベクトルによる係数は、これらＡ〜Ｄ点の係数から質量および角度の変化に応じて比例的に変化するものとして、被測定タイヤにおけるアンバランスベクトルに対応する係数をγ１〈ｘ，ｙ〉，γ２〈ｘ，ｙ〉，δ１〈ｘ，ｙ〉，δ２〈ｘ，ｙ〉とすると、
係数γ１〈ｘ，ｙ〉について、
Ｅ点の係数γ１〈ｘ，１〉は、
γ１〈ｘ，１〉＝γ１〈２，１〉
＋（γ１〈３，１〉−γ１〈２，１〉）・｛（ＷＳ−Ｗ２）／（Ｗ３−Ｗ２）｝
Ｆ点の係数γ１〈ｘ，２〉は、
γ１〈ｘ，２〉＝γ１〈２，２〉
＋（γ１〈３，２〉−γ１〈２，２〉）・｛（ＷＳ−Ｗ２）／（Ｗ３−Ｗ２）｝
Ｐ点の係数γ１〈ｘ，ｙ〉は、
γ１〈ｘ，ｙ〉＝（γ１〈ｘ，２〉−γ１〈ｘ，１〉）・（θＳ／９０°）
と算出する。
同様にしてγ２〈ｘ，ｙ〉，δ１〈ｘ，ｙ〉，δ１〈ｘ，ｙ〉を算出する。
【００７０】
これらの係数は上下のロードセル７ａ，７ｂの出力と被測定タイヤのアンバランスベクトルとを関係付けるために最初に一般的に用意されている代表係数より、被測定タイヤのアンバランスベクトルに対応した適切なものであるから、上下のロードセル７ａ，７ｂ出力を適用し、これらの係数を使用すれば被測定タイヤのアンバランスベクトルをより精確に算出することができる。
さらに精度を上げるには、上記のように算出した上下アンバランスベクトルより合成アンバランス量Ｓとアンバランス角∠Ｓよりアンバランス量としての質量ＷＳ、角度θＳを算出し、再び同じ手順で上記の計算を繰り返せばよい。
【００７１】
＜第２の方法の説明＞
図１４は、表１に与えられる基準点である基準質量の分銅３９，４０を上下のリム２９，１２の基準位置角に取り付けた場合に求まる上下のロードセル７ａ，７ｂの出力によるアンバランスベクトルを使用して被測定タイヤに対応する上下のロードセル７ａ，７ｂ出力によるアンバランスベクトルを推定する方法を示したものである。
【００７２】
質量ＷＳ、角度θＳが求まると、表１より、質量ＷＳ、角度θＳを表すＰ点の近傍でＰ点を囲むＡ〜Ｄの基準点を選択するところまでは第１の方法と同じである。
図１４には表１より得られた基準点Ａ〜Ｄのアンバランスベクトルが示されている。
上記と同様にＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄで囲まれた斜線の範囲のアンバランスベクトルは各基準点のアンバランスベクトルに対して質量と角度の大きさの変化に応じて比例的に変化するものとし、Ｐ点の上下のロードセル７ａ，７ｂ出力におけるアンバランスベクトルの推定値として、上記と同じ比例配分の計算にてＰ´ＵＬ〈ｘ、ｙ〉，Ｐ´ＵＵ〈ｘ、ｙ〉，Ｐ´ＬＬ〈ｘ、ｙ〉，Ｐ´ＬＵ〈ｘ、ｙ〉を求める。
合成アンバランス量Ｓとアンバランス角∠Ｓと推定値Ｐ´ＵＬ〈ｘ、ｙ〉，Ｐ´ＵＵ〈ｘ、ｙ〉，Ｐ´ＬＬ〈ｘ、ｙ〉，Ｐ´ＬＵ〈ｘ、ｙ〉を使用して前述した係数取得（２）の説明で用いた式によって係数γ１，γ２，δ１，δ２を推定する。
【００７３】
このことは、図１２（ａ）の被測定タイヤによる合成アンバランスベクトルから求めた質量ＷＳを図１２（ｂ）に示されるようにタイヤ上辺の角度θＳの位置に装着して上下のロードセル７ａ，７ｂの出力からＰ´ＵＬ〈ｘ、ｙ〉，Ｐ´ＵＵ〈ｘ、ｙ〉を得たものとして、また、図１２（ｃ）に示されるようにタイヤ下辺の角度θＳの位置に装着して上下のロードセル７ａ，７ｂの出力からＰ´ＬＬ〈ｘ、ｙ〉，Ｐ´ＬＵ〈ｘ、ｙ〉を得たものとして係数を推定していることになる。
【００７４】
回転する被測定タイヤのアンバランス合成ベクトルに応じた荷重をタイヤ２から受けたの上下のロードセル７ａ，７ｂの出力信号のピーク値を検出することによって被測定タイヤのアンバランスベクトルを求めるので、このようにして求めた係数は改めて被測定タイヤのアンバランスベクトルを求める係数として適切である。
係数γ１，γ２，δ１，δ２が求まると、推定した係数と、上下のロードセル７ａ，７ｂの出力から被測定タイヤのアンバランスベクトルを再計算する。
この値を最終結果としても良いが、さらに合成ベクトルを算出して上記の計算に戻って計算し直し、再び係数を求めて被測定タイヤのアンバランスベクトルを再計算する操作を繰り返してもよい。
【００７５】
＜第３の方法の説明＞
上記と同様に最初は、上記の代表係数γ１，γ２，δ１，δ２を使用し、前述したアンバランスベクトル演算の説明での式を使用して被測定タイヤの上下のアンバランスベクトルＵＵ，ＵＬとアンバランス角∠ＵＵ，∠ＵＬを求める。
上アンバランスベクトルＵＵと上アンバランス角∠ＵＵより上アンバランス質量ＷＵと上アンバランス角度θＵを算出する。
【００７６】
図１６（ａ）は上記に算出された結果によるリム２９，１２の上辺と下辺におけるアンバランス質量の大きさと位置を表したものである。
上記で算出された上アンバランス質量ＷＵと上アンバランス角度θＵの値で表されるＰ点の近傍でＰ点を囲む質量、角度である基準点Ａ〜Ｄにおける上下のロードセル７ａ，７ｂの出力によるアンバランスベクトルを表１より取り出し図１５（ａ）に表す。
但し、Ｐ点の質量ＷＵが、ＷＵ＞Ｗ３であるためＰ点はＢ，Ｃ点の右側に存在するとする。また、角度θＵは９０°＜θＵ＜１８０°であるとする。
【００７７】
Ｐ点における上下のロードセル７ａ，７ｂの出力から測定される推定アンバランスベクトルＰ´ＵＵ〈ｘ、ｙ〉とＰ´ＵＬ〈ｘ、ｙ〉は、近傍のＡ〜Ｄ点における基準のアンバランス質量、アンバランス角度の大きさに比例して変化するものとしてこれらの値を下記のように計算して求める。
【００７８】
Ｅ点のアンバランスベクトルＰ´ＵＬ〈ｘ、２〉，Ｐ´ＵＵ〈ｘ、２〉
Ｐ´ＵＬ〈ｘ，２〉＝Ｐ´ＵＬ〈３，２〉
＋（Ｐ´ＵＬ〈３，２〉−Ｐ´ＵＬ〈２，２〉）・｛（ＷＵ−Ｗ２）／（Ｗ３−Ｗ２）｝
Ｐ´ＵＵ〈ｘ，２〉についても同様に計算する。
【００７９】
Ｆ点のアンバランスベクトルＰ´ＵＬ〈ｘ，３〉，Ｐ´ＵＵ〈ｘ，３〉
Ｐ´ＵＬ〈ｘ，３〉＝Ｐ´ＵＬ〈３，３〉
＋（Ｐ´ＵＬ〈３，３〉−Ｐ´ＵＬ〈２，３〉）・｛（ＷＵ−Ｗ２）／（Ｗ３−Ｗ２）｝
Ｐ´ＵＵ〈ｘ，３〉についても同様に計算する。
【００８０】
Ｐ点のアンバランスベクトルＰ´ＵＬ〈ｘ，ｙ〉は、
Ｐ´ＵＬ〈ｘ，ｙ〉＝Ｐ´ＵＬ〈ｘ，２〉
＋（Ｐ´ＵＬ〈ｘ，３〉−Ｐ´ＵＬ〈ｘ，２〉）・｛（θＵ−９０°）／９０°｝
Ｐ´ＵＵ〈ｘ，ｙ〉についても同様に計算する。
【００８１】
以上の結果は、代表係数でもって算出された被測定タイヤの上アンバランスベクトルと、表１の基準値とにより、図１６（ｂ）に示される被測定タイヤの上アンバランスベクトルに対応して出力されるであろう上下のロードセル７ａ，７ｂの荷重信号によるアンバランスベクトルを推定したものである。
【００８２】
一方、上記に算出された下アンバランス質量ＷＬと下アンバランス角度θＬの値で表されるＰ点の近傍でＰ点を囲む質量、角度である基準点Ａ〜Ｄにおける上下のロードセル７ａ，７ｂの出力によるアンバランスベクトルを表１より取り出し図１５（ｂ）に表す。
但し、Ｐ点の質量ＷＬは、Ｗ２＜ＷＬ＜Ｗ３とする。
また、角度θＬは、１８０°＜θＵ＜２７０°であるとする。
【００８３】
上リム２９の場合と同様に計算して、代表的係数でもって算出された被測定タイヤの下アンバランスベクトルと、表１の基準値とにより、図１６（ｃ）に示される被測定タイヤの下アンバランスベクトルに対応して出力されるであろう上下ロードセルの荷重信号によるアンバランスベクトルＰ´ＬＬ〈ｘ，ｙ〉とＰ´ＬＵ〈ｘ，ｙ〉を推定する。
【００８４】
以上によって、上アンバランスベクトルＵＵ、下アンバランスベクトル０が与えられた場合の上下のロードセル７ａ，７ｂの出力から得られるアンバランスベクトルＰ´ＵＬ〈ｘ，２〉とＰ´ＵＵ〈ｘ，ｙ〉、および上アンバランスベクトル０、下アンバランスベクトルＵＬが与えられた場合の上下のロードセル７ａ，７ｂの出力から得られるアンバランスベクトルＰ´ＬＬ〈ｘ，ｙ〉とＰ´ＬＵ〈ｘ，ｙ〉により、前述した係数取得（２）の説明での式から係数γ１，γ２，δ１，δ２を推定する。
これらの係数を使用して先に測定した上下のロードセル７ａ，７ｂの出力によって算出したアンバランスベクトルよりタイヤ上辺のアンバランスベクトルＵＵと下アンバランスベクトルを計算し直す。
さらに測定精度を高めるには、一連の計算を繰り返せばよい。
【００８５】
なお、上記は被測定タイヤのアンバランス質量の大小およびアンバランス角度の大きさに応じて上下のロードセル７ａ，７ｂからの出力信号をもってタイヤ２のアンバランスベクトルに変換する係数が非線形に変化するものとして、質量と角度をパラメータに取った。
しかし、質量の大きさまたは角度の大きさの何れか一方のみをパラメータにとって係数を推定するようにしてもよい。
【００８６】
＜第４の方法の説明＞
例えば、アンバランス質量の大きさの違いによる非線形性が強く、位置による非線形性は小さい場合における対処法について述べる。
表１の０度の欄の測定データが集まった段階で、上リム２９に質量Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を取り付け（但し、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の値は実際にタイヤ２に存在するアンバランス質量の範囲で適当に相対差があれば任意の大きさで良く、個数も３個に限らず多い方が好ましい。）、下リム１２には取り付けずテストして上下のロードセル出力７ａ，７ｂから求めたアンバランスベクトルはそれぞれ、
Ｐ´ＵＬ〈１，１〉，Ｐ´ＵＬ〈２，１〉，Ｐ´ＵＬ〈３，１〉および
Ｐ´ＵＵ〈１，１〉，Ｐ´ＵＵ〈２，１〉，Ｐ´ＵＵ〈３，１〉
であるからデータ数に応じて最小２乗法などの方法によって、上部リム２９において角度０度の位置に任意の質量ＷＸを付けた場合における下側のロードセル７ｂの出力から検出されるアンバランスベクトルＰ´ＵＬ〈ＷＸ，１〉を表す関数としてＦＵＬ１（ＷＸ）と、角度０度の時の任意の質量ＷＸを付けた場合における上側のロードセル７ａの出力から検出されるアンバランスベクトルＰ´ＵＵ〈ＷＸ，１〉を表す関数としてＦＵＵ１（ＷＸ）を求める。
同様に、下部リム１２において角度０度の位置に任意の質量ＷＸを付けた場合における下側のロードセル７ｂの出力から検出されるアンバランスベクトルＰ´ＬＬ〈ＷＸ，１〉を表す関数としてＦＬＬ１（ＷＸ）と、角度０度の時の任意の質量ＷＸを付けた場合における上側のロードセル７ａの出力から検出されるアンバランスベクトルＰ´ＬＵ〈ＷＸ，１〉を表す関数としてＦＬＵ１（ＷＸ）を求める。
【００８７】
また、同様に、９０度の位置について、上部リム２９に任意の質量ＷＸを付けた場合における下側のロードセル７ｂの出力に基づく関数ＦＵＬ２（ＷＸ）と、上側のロードセル７ａの出力に基づく関数ＦＵＵ２（ＷＸ）とを求めるとともに、下部リム１２に任意の質量ＷＸを付けた場合における下側のロードセル７ｂの出力に基づく関数ＦＬＬ２（ＷＸ）と、上側のロードセル７ａの出力に基づく関数ＦＬＵ２（ＷＸ）とを求める。
同様に、１８０度、２７０度の場合も関数を決定する。
【００８８】
なお、０度で求めた関数は代表係数で求めた被測定タイヤのアンバランス位置の角度θＸが３１５°＜θＸ≦４５°の範囲の場合に使用する。
そして、９０度で求めた関数は４５°＜θＸ≦１３５°、１８０度で求めた関数は１３５°＜θＸ≦２２５°、２７０度で求めた関数は２２５°＜θＸ≦３１５°の範囲で使用する。
例えば、稼働運転において、被測定タイヤを測定し上記の代表係数で処理した結果、合成アンバランス質量がＷＳ、角度がθＳと算出され、θＳ＝３０度であったとすると、３１５°＜θＳ≦４５°であるから０度で求めた関数を選択し、ＦＵＬ１（ＷＳ），ＦＵＵ１（ＷＳ），ＦＬＬ１（ＷＳ），ＦＬＵ１（ＷＳ）によってアンバランスベクトルを算出し、続いて本被測定タイヤのアンバランスベクトルに適する係数γ１，γ２，δ１，δ２をＦＵＬ１（ＷＳ），ＦＵＵ１（ＷＳ），ＦＬＬ１（ＷＳ），ＦＬＵ１（ＷＳ）の値と上下のロードセル７ａ，７ｂの出力値より推定する。
要するに、被測定タイヤのアンバランスベクトルの大きさに応じて適切な係数を推定する方法は種々存在する。
【００８９】
以上、本発明のタイヤ用ダイナミックバランサおよびその校正方法について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明のタイヤ用ダイナミックバランサおよびその校正方法は、任意の大きさのアンバランス量とアンバランス位置を持つ被測定タイヤに対して、ロードセルの荷重信号出力から前記任意のアンバランス量とアンバランス位置を求めるにあたって最も適切な係数を推定し、推定した係数を使用することによって精確な被測定タイヤのアンバランスベクトルを算出することができるという特性を有していることから、タイヤ用ダイナミックバランサの校正の用途に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００９１】
１ タイヤ用ダイナミックバランサ
３ ダイナミックバランサ本体
４ａ，４ｂ トーションバー（支持具）
５ 架台（基礎面）
６ａ，６ｂ トーションバー（支持具）
８ 回転軸
７ａ ロードセル（上部荷重センサ）
７ｂ ロードセル（下部荷重センサ）
１２ 下部リム
２９ 上部リム
３９，４０ 分銅（錘）
５０ 測定回路（係数算出手段、アンバランスベクトル算出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面上の一方向への変位を拘束し、前記一方向と直交する他方向への変位を可能にするように支持具によって基礎面から支持されたダイナミックバランサ本体に回転自在に回転軸が設けられ、
前記ダイナミックバランサ本体の上部と下部にそれぞれ、前記ダイナミックバランサ本体の変位を生じさせる荷重を検出するように前記基礎面から支持された上部荷重センサと下部荷重センサとが設けられ、
前記回転軸に対して同軸に上側と下側にそれぞれ上部リムと下部リムとが設けられ、
校正モードが選択されている際に、前記上部リムと下部リムのうちの一方に所定の質量の錘を所定の位置に取り付けた状態およびそれらリムの両方に錘を付けていない状態の３つの状態のそれぞれに対応する前記上部リムと下部リムについての設定アンバランスベクトルでもって前記回転軸を回転させることで、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値に基づいて、前記上部リムと下部リムについてのアンバランスベクトルを求め、求めたアンバランスベクトルと前記設定アンバランスベクトルとを関係付ける少なくとも２種類の係数を前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれについて算出する係数算出手段を備えたタイヤ用ダイナミックバランサであって、
前記係数算出手段は、前記錘の質量の大きさおよび／または前記錘の取り付け位置を変更することで設定される前記３つの状態を超える複数種類の状態に対応する前記上部リムと下部リムについての複数組の設定アンバランスベクトル毎に前記回転軸を回転させることで、各設定アンバランスベクトルに対応して前記上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値によって求められる複数組のアンバランスベクトル測定値、または、前記複数組の設定アンバランスベクトルと複数組のアンバランスベクトル測定値とをそれぞれ関係付ける２種類の係数に基づいて、稼働運転モードの際に、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値から被測定タイヤの持つアンバランスベクトルを求めるに適する前記上部荷重センサおよび下部荷重センサについてのそれぞれ２種類の係数を推定することを特徴とするタイヤ用ダイナミックバランサ。
【請求項２】
被測定タイヤの持つアンバランスベクトルを算出するアンバランスベクトル算出手段が設けられ、
前記アンバランスベクトル算出手段は、校正モード時に前記係数算出手段によって算出された前記２種類の係数を代表係数として、稼働運転モードの際に、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値と、前記代表係数とに基づいて、前記被測定タイヤのアンバランスベクトルを求め、求めた前記被測定タイヤのアンバランスベクトルの大きさに対応する前記上部荷重センサおよび下部荷重センサについてのそれぞれ２種類の係数を推定し、推定した２種類の係数と、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値とから前記被測定タイヤのアンバランスベクトルを再計算する請求項１に記載のタイヤ用ダイナミックバランサ。
【請求項３】
平面上の一方向への変位を拘束し、前記一方向と直交する他方向への変位を可能にするように支持具によって基礎面から支持されたダイナミックバランサ本体に回転自在に回転軸が設けられ、
前記ダイナミックバランサ本体の上部と下部にそれぞれ、前記ダイナミックバランサ本体の変位を生じさせる荷重を検出するように前記基礎面から支持された上部荷重センサと下部荷重センサとが設けられ、
前記回転軸に対して同軸に上側と下側にそれぞれ上部リムと下部リムとが設けられてなるタイヤ用ダイナミックバランサにおいて、
校正モードが選択されている際に、前記上部リムと下部リムのうちの一方に所定の質量の錘を所定の位置に取り付けた状態およびそれらリムの両方に錘を付けていない状態の３つの状態のそれぞれに対応する前記上部リムと下部リムについての設定アンバランスベクトルでもって前記回転軸を回転させることで、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値に基づいて、前記上部リムと下部リムについてのアンバランスベクトルを求め、求めたアンバランスベクトルと前記設定アンバランスベクトルとを関係付ける少なくとも２種類の係数を前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれについて算出するタイヤ用ダイナミックバランサの校正方法であって、
前記錘の質量の大きさおよび／または前記錘の取り付け位置を変更することで設定される前記３つの状態を超える複数種類の状態に対応する前記上部リムと下部リムについての複数組の設定アンバランスベクトル毎に前記回転軸を回転させることで、各設定アンバランスベクトルに対応して前記上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値によって求められる複数組のアンバランスベクトル測定値、または、前記複数組の設定アンバランスベクトルと複数組のアンバランスベクトル測定値とをそれぞれ関係付ける２種類の係数に基づいて、稼働運転モードの際に、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値から被測定タイヤの持つアンバランスベクトルを求めるに適する前記上部荷重センサおよび下部荷重センサについてのそれぞれ２種類の係数を推定することを特徴とするタイヤ用ダイナミックバランサの校正方法。
【請求項４】
校正モード時に算出された前記２種類の係数を代表係数として、稼働運転モードの際に、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値と、前記代表係数とに基づいて、前記被測定タイヤのアンバランスベクトルを求め、求めた前記被測定タイヤのアンバランスベクトルの大きさに対応する前記上部荷重センサおよび下部荷重センサについてのそれぞれ２種類の係数を推定し、推定した２種類の係数と、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値とから前記被測定タイヤのアンバランスベクトルを再計算する請求項２に記載のタイヤ用ダイナミックバランサの校正方法。
【請求項１】
平面上の一方向への変位を拘束し、前記一方向と直交する他方向への変位を可能にするように支持具によって基礎面から支持されたダイナミックバランサ本体に回転自在に回転軸が設けられ、
前記ダイナミックバランサ本体の上部と下部にそれぞれ、前記ダイナミックバランサ本体の変位を生じさせる荷重を検出するように前記基礎面から支持された上部荷重センサと下部荷重センサとが設けられ、
前記回転軸に対して同軸に上側と下側にそれぞれ上部リムと下部リムとが設けられ、
校正モードが選択されている際に、前記上部リムと下部リムのうちの一方に所定の質量の錘を所定の位置に取り付けた状態およびそれらリムの両方に錘を付けていない状態の３つの状態のそれぞれに対応する前記上部リムと下部リムについての設定アンバランスベクトルでもって前記回転軸を回転させることで、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値に基づいて、前記上部リムと下部リムについてのアンバランスベクトルを求め、求めたアンバランスベクトルと前記設定アンバランスベクトルとを関係付ける少なくとも２種類の係数を前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれについて算出する係数算出手段を備えたタイヤ用ダイナミックバランサであって、
前記係数算出手段は、前記錘の質量の大きさおよび／または前記錘の取り付け位置を変更することで設定される前記３つの状態を超える複数種類の状態に対応する前記上部リムと下部リムについての複数組の設定アンバランスベクトル毎に前記回転軸を回転させることで、各設定アンバランスベクトルに対応して前記上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値によって求められる複数組のアンバランスベクトル測定値、または、前記複数組の設定アンバランスベクトルと複数組のアンバランスベクトル測定値とをそれぞれ関係付ける２種類の係数に基づいて、稼働運転モードの際に、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値から被測定タイヤの持つアンバランスベクトルを求めるに適する前記上部荷重センサおよび下部荷重センサについてのそれぞれ２種類の係数を推定することを特徴とするタイヤ用ダイナミックバランサ。
【請求項２】
被測定タイヤの持つアンバランスベクトルを算出するアンバランスベクトル算出手段が設けられ、
前記アンバランスベクトル算出手段は、校正モード時に前記係数算出手段によって算出された前記２種類の係数を代表係数として、稼働運転モードの際に、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値と、前記代表係数とに基づいて、前記被測定タイヤのアンバランスベクトルを求め、求めた前記被測定タイヤのアンバランスベクトルの大きさに対応する前記上部荷重センサおよび下部荷重センサについてのそれぞれ２種類の係数を推定し、推定した２種類の係数と、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値とから前記被測定タイヤのアンバランスベクトルを再計算する請求項１に記載のタイヤ用ダイナミックバランサ。
【請求項３】
平面上の一方向への変位を拘束し、前記一方向と直交する他方向への変位を可能にするように支持具によって基礎面から支持されたダイナミックバランサ本体に回転自在に回転軸が設けられ、
前記ダイナミックバランサ本体の上部と下部にそれぞれ、前記ダイナミックバランサ本体の変位を生じさせる荷重を検出するように前記基礎面から支持された上部荷重センサと下部荷重センサとが設けられ、
前記回転軸に対して同軸に上側と下側にそれぞれ上部リムと下部リムとが設けられてなるタイヤ用ダイナミックバランサにおいて、
校正モードが選択されている際に、前記上部リムと下部リムのうちの一方に所定の質量の錘を所定の位置に取り付けた状態およびそれらリムの両方に錘を付けていない状態の３つの状態のそれぞれに対応する前記上部リムと下部リムについての設定アンバランスベクトルでもって前記回転軸を回転させることで、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値に基づいて、前記上部リムと下部リムについてのアンバランスベクトルを求め、求めたアンバランスベクトルと前記設定アンバランスベクトルとを関係付ける少なくとも２種類の係数を前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれについて算出するタイヤ用ダイナミックバランサの校正方法であって、
前記錘の質量の大きさおよび／または前記錘の取り付け位置を変更することで設定される前記３つの状態を超える複数種類の状態に対応する前記上部リムと下部リムについての複数組の設定アンバランスベクトル毎に前記回転軸を回転させることで、各設定アンバランスベクトルに対応して前記上部荷重センサおよび下部荷重センサからそれぞれ出力される荷重信号の測定値によって求められる複数組のアンバランスベクトル測定値、または、前記複数組の設定アンバランスベクトルと複数組のアンバランスベクトル測定値とをそれぞれ関係付ける２種類の係数に基づいて、稼働運転モードの際に、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値から被測定タイヤの持つアンバランスベクトルを求めるに適する前記上部荷重センサおよび下部荷重センサについてのそれぞれ２種類の係数を推定することを特徴とするタイヤ用ダイナミックバランサの校正方法。
【請求項４】
校正モード時に算出された前記２種類の係数を代表係数として、稼働運転モードの際に、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値と、前記代表係数とに基づいて、前記被測定タイヤのアンバランスベクトルを求め、求めた前記被測定タイヤのアンバランスベクトルの大きさに対応する前記上部荷重センサおよび下部荷重センサについてのそれぞれ２種類の係数を推定し、推定した２種類の係数と、前記上部荷重センサおよび下部荷重センサのそれぞれの荷重信号の測定値とから前記被測定タイヤのアンバランスベクトルを再計算する請求項２に記載のタイヤ用ダイナミックバランサの校正方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−２４７０５（Ｐ２０１３−２４７０５Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５９１７２（Ｐ２０１１−１５９１７２）
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
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