タイヤ試験機の精度検査方法
【課題】タイヤ試験機の精度を検査するにつき、作業者の負担を軽減すると共にタイヤ試験機の実体的な精度を知り得る。
【解決手段】タイヤＴに代えて、ドラム４２とは異なる回転半径とタイヤＴよりも高い真円度とを有すると共に、荷重を径方向に受ける場合にも真円度を維持可能な剛性を有するダミータイヤ６０をスピンドル軸１１に装着し、ダミータイヤ６０をドラム４２からの荷重を与えた状態で回転させることにより生じる変動荷重を計測する。
【解決手段】タイヤＴに代えて、ドラム４２とは異なる回転半径とタイヤＴよりも高い真円度とを有すると共に、荷重を径方向に受ける場合にも真円度を維持可能な剛性を有するダミータイヤ６０をスピンドル軸１１に装着し、ダミータイヤ６０をドラム４２からの荷重を与えた状態で回転させることにより生じる変動荷重を計測する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ試験機の出荷時等に該タイヤ試験機自体の計測精度を検査する精度検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
走行中の車両は、路面上を回転するタイヤに作用する変動荷重(フォースバリエーションという)の影響を受ける。該変動荷重は、タイヤを形成するゴムの硬さ、肉厚の不均一性、タイヤの真円度等に起因して発生する。かかる変動荷重の内、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ものとして、タイヤ径方向の変動荷重(ラジアルフォースバリエーション、以下ＲＦＶという)、タイヤの幅方向の変動荷重(ラテラルフォースバリエーション、以下ＬＦＶという)、タイヤの接線方向の変動荷重(トラクティブフォースバリエーション、以下ＴＦＶという)が挙げられる。
【０００３】
タイヤユニフォーミティ測定装置（以下、タイヤ試験機という）は、タイヤを装着可能なスピンドル軸と、該スピンドル軸に平行なドラム軸を有するドラムとを備えている。リム組みしたタイヤをスピンドル軸に装着し、該タイヤにドラムに押し付けることによりタイヤに径方向の荷重を付与し、この状態でスピンドル軸とドラム軸間の距離を固定してタイヤを回転させることにより、上述の如き変動荷重を計測する。該タイヤ試験機においては、装置内の各部品の僅かな取付け角度や位置のずれ等も変動荷重に反映されてしまう。このため、この種のタイヤ試験機には極めて高い計測精度が要求されている。
【０００４】
従来、出荷されるタイヤ試験機が要求される計測精度を有しているか否かの確認すべく、多数のタイヤを順次適当な回数、繰り返し計測したデータをもとに、統計的手法をもってデータのばらつきの範囲が所定の値以下であるか否かを確認してタイヤ試験機の精度を検査する検査方法が実施されている。この種の検査方法として、１０本のタイヤを順次１０回ずつ繰り返し計測を行い、合計１００個のデータをもとに、タイヤ間と計測回間との二つの要因による分散解析を行い、残差(実験誤差、測定誤差)の標準偏差が規定値以内であるか否かを確認する１０×１０(テンバイテン)試験が知られている。
【０００５】
ところが、上記１０×１０試験は、多大な試験時間を要すると共に、試験毎に人為的作業によりタイヤを付け替えなければならず、数多くの試験を行うことによる計測ミスの発生を排除できない。また、タイヤ試験機１台につきタイヤの付替えを１００回も行わなければならないため、作業者の肉体的、精神的な疲労は極めて大きい。
そこで、タイヤの付替えに起因する計測ミスや作業者の疲労を軽減すべく、特許文献１においては、１本のタイヤに対して１０回の計測を効率的に行うために、スピンドル軸に対してタイヤの取付角度を自動的に変えることができる装置構成が開示されている。
【特許文献１】特開昭６４−６６５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の装置構成においても１０本のタイヤの付替え作業を作業者が行わなければならず、作業者の労力の負担及び検査に時間を要するという課題は完全には解消されない。
また、ＴＦＶを計測するために必要な高速ユニフォーミティ（高回転数試験）での計測精度を要求されるタイヤ試験機においては、ＴＦＶを計測するためのタイヤ回転数が規定されていないこと、タイヤの回転数とタイヤ試験機の固有振動数との共振関係を検証すること等を理由として１０×１０試験を複数の回転数下で行う必要がある。このため、１台のタイヤ試験機から得られる計測データは莫大となり、該データの処理にも多大な時間が割かれることとなって極めて効率が悪いという問題があった。
【０００７】
さらに、上記１０×１０試験は統計的手法によりタイヤ試験機の精度の間接的に知り得るものであって、タイヤ試験機の実体的な精度との間には若干のひらきがあることも否めない。
そこで、本発明は、作業者の負担を軽減できると共にタイヤ試験機の実体的な精度を知り得ることができる新たなタイヤ試験機の精度検査方法を提供するようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、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、タイヤを装着可能なスピンドル軸と、該スピンドル軸と平行なドラム軸廻りに回転すると共にタイヤに押し付けられて該タイヤに荷重を付与するドラムと、前記タイヤにドラムを押し付けた状態で回転させることにより生じる変動荷重を計測する計測装置とを備えているタイヤ試験機の精度検査方法において、
前記タイヤに代えて、前記ドラムとは異なる回転半径と前記タイヤよりも高い真円度とを有すると共に、前記荷重を径方向に受ける場合にも前記真円度を維持可能な剛性を有するダミータイヤをスピンドル軸に装着し、該ダミータイヤをドラムからの荷重を与えた状態で回転させることにより生じる変動荷重を前記計測装置により計測することを特徴としている。
【０００９】
これによれば、ダミータイヤをドラムからの荷重を与えた状態で回転させると、理論的には計測される変動荷重は０となる。変動荷重が計測されないということは、該タイヤ試験機は極めて高精度に形成され、該タイヤ試験機によって計測される変動荷重にはタイヤ試験機の装置構成に起因する変動荷重が全く含まれないことを示す。実際のタイヤ試験機においては上記試験方法により何らかの値が計測されるものであり、この場合はその計測値そのものがタイヤ試験機の計測精度になる。この様に、上記方法によれば、ダミータイヤによる試験を１回行うことにより、タイヤ試験機の精度を検査することができるのである。
【００１０】
また、上記検査方法によれば、ダミータイヤをドラムに接触させて計測された変動荷重をタイヤ試験機の精度とすることができるので、タイヤ試験機に起因する精度を実体的に把握することができることとなる。
また、タイヤの回転数と当該タイヤ試験機の固有振動数との共振関係を検査するために、高速ユニフォーミティ試験を複数の回転数下で行う場合にも、各試験を１回行うだけで該検査を行うことができ、作業時間の短縮化が図られる。
実際上、ドラムにダミータイヤを接触させて計測される変動荷重には、タイヤ試験機に起因する変動荷重に加えて、ダミータイヤをドラムに直接的に接触させることに起因した接触変動荷重が計測されることとなる。該接触変動荷重は、ダミータイヤの半径変動にダミータイヤとドラムの接触部間の剛性を乗じたものに相当し、タイヤ試験機自体の精度検査においては無視されるべきものである。
【００１１】
ところで、完全な真円のダミータイヤを製造することは実際上困難であり、また、完全に真円のダミータイヤを用意した場合であっても、該ダミータイヤがスピンドル軸に僅かに芯ずれした状態で取り付けられてしまうことも考えられる。この様な場合、ダミータイヤの半径変動は大きなものとなって接触変動荷重が大きくなる虞がある。また、一般的にドラムは金属等の硬い材料で構成されており、該ドラムに上述の如き剛性を有するダミータイヤを接触させて回転させると、ダミータイヤやドラムの損耗も大きなものとなって好ましくない。
【００１２】
かかる点に鑑みれば、前記ダミータイヤとドラムとの間に、前記ダミータイヤよりも低剛性とする緩衝体を介在させた上で、当該ダミータイヤを回転させることが好ましい。
これにより、ダミータイヤとドラム間の接触剛性の低減を図ることができ、ダミータイヤの半径変動に起因した接触変動荷重を極力低減することができるのである。
また、一般的に、タイヤ試験機の計測装置は、スピンドル軸に取り付けられた回転体（例えばタイヤ等）を回転させることにより発生する変動荷重を計測し、その中から該回転体の回転数成分及び高調波成分を周波数分析により抽出する構成を有している。
【００１３】
このため、例えばスピンドル軸にダミータイヤを装着し、ダミータイヤに該ダミータイヤと同じ周期で回転する緩衝体を接触させた状態で該ダミータイヤの変動荷重を計測すると、該緩衝体の不均一性や真円誤差に起因する変動荷重もダミータイヤの回転数成分やその近傍に現出し、これによってダミータイヤに起因する変動荷重と緩衝体に起因する変動荷重とが合成されて計測されてしまったり、互いの変動荷重が近接しすぎて何れの変動荷重がダミータイヤによるものであるか判断することが困難となる虞がある。
したがって、本願発明においては、緩衝体をダミータイヤとは異なる周期で回転させることとし、これによって該緩衝体に起因する変動荷重をダミータイヤとは異なる回転数成分に現出させ、該変動荷重がダミータイヤの回転数成分に現れて該変動荷重とダミータイヤに起因する変動荷重が合成されてしまうことを防止しているのである。
【００１４】
また、前記緩衝体を、前記ドラムの周囲に巻装して前記ドラムと共に回転させることが好ましい。
これによって、緩衝体をダミータイヤとドラムの間に容易に配備することができ、しかも、該緩衝体をダミータイヤとは異なる周期で回転させることができるのである。
また、前記緩衝体は、前記スピンドル軸と平行な回転軸に枢支され、該回転軸廻りに前記ダミータイヤとは異なる回転半径を有してダミータイヤとは異なる周期で回転する回転体状に形成されており、
前記緩衝体を前記ダミータイヤとドラムに挟んだ状態でこれらダミータイヤとドラムと共に回転させることが好ましい。
【００１５】
これによれば、ダミータイヤよりも接触剛性の低い部位を緩衝体の径方向に厚く形成することができ、ダミータイヤとの接触剛性をより低減することができる。
また、緩衝体として例えばタイヤ等を代用することができ、極めて容易にダミータイヤとドラムとの間に緩衝体を配備することができるばかりでなく、緩衝体の交換も容易に行うことができる。
また、前記計測装置は、前記スピンドル軸で前記変動荷重を計測するものであり、
前記ダミータイヤは、前記スピンドル軸に支持される回転中心から径外方向となる１又は複数の位置におもりを取付け可能なおもり取付部を備え、
該おもり取付部におもりを取り付け又は取り外してダミータイヤの重心を回転中心からずらした状態でダミータイヤを回転させ、前記計測装置によりスピンドル側で変動荷重を計測することが好ましい。
【００１６】
これによれば、ダミータイヤの回転中心に対して重心を偏心させることができる。また、おもりの重量及び位置を作業者によって設定することができる。このため、重心を偏心させたダミータイヤを回転させることにより生じるアンバランス力を既知とすることができる。これにより、ダミータイヤの回転によって生じ且つ計測装置に備えられたロードセルなどで計測される変動荷重と、アンバランス力とを比較することによるタイヤ試験機の精度検査を行うことができることとなる。
ここで、アンバランス力は、スピンドル軸を支持するロードセルに作用すると共に、ダミータイヤに接触する緩衝体にも作用する。ロードセルの剛性が緩衝体の剛性よりも著しく大きいため、ロードセルには殆ど全てのアンバランス力が作用する。
【００１７】
そこで、上述の如く前記計測装置によってスピンドル軸で変動荷重を計測することとし、これによってより正確にアンバランス力を計測することとしている。
また、前記計測装置は、前記スピンドル軸側で前記変動荷重を計測するものであり、
前記緩衝体は、前記ダミータイヤに当接した状態で前記スピンドル軸と平行な回転軸廻りに回転するロールと、該ロールをダミータイヤに弾性的に押しつけ且つ支持する弾性支持装置とを備え、
該ロールをドラム側からダミータイヤに向けて当接させた状態でダミータイヤを回転させ、前記計測装置によりスピンドル側で変動荷重を計測することが好ましい。
【００１８】
これによれば、弾性支持装置（緩衝体）の弾性力により、回転に伴うダミータイヤの半径変動にロールを追従させることができ、これによってダミータイヤとロールの間の接触剛性を均一に保つことができる。これにより、上記接触変動荷重の発生を抑えて精度良い計測を行うことができる。
また、前記ロールは、前記回転軸の軸方向に移動可能に支持されていることが好ましい。
これによれば、スピンドル軸とドラム軸の僅かな平行度の誤差によりダミータイヤに対してドラムが僅かに傾いた状態でこれらダミータイヤとドラムが回転する場合にも、緩衝体が回転軸の軸方向に移動することにより、この様な軸の振れに伴うドラムの回転のずれに追従することができるのである。これにより、半径変動が緩衝体によって良好に吸収されて変動荷重の発生が抑制されることとなり、より精度の高い検査を行うことができる。
【００１９】
さらに、前記ダミータイヤは、前記スピンドル軸に支持される回転中心から径外方向となる１又は複数の位置におもりを取付け可能なおもり取付部を備え、
該おもり取付部におもりを取付け又は取り外してダミータイヤの重心を回転中心からずらした状態でダミータイヤを回転させることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によるタイヤ試験機の精度検査方法によれば、作業者の負担を軽減できると共にタイヤ試験機の実体的な精度を知り得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
［第１実施形態］
図１に示す如く、本実施の形態のタイヤ試験機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、上下方向に延びるスピンドル軸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の上端部には、前記タイヤＴを装着するためのリム１３を配備可能であり、該リム１３にタイヤＴを装着することにより、タイヤ転動装置２にタイヤＴを配備することができる。
【００２２】
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、上端部をハウジング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、スピンドル軸１１は、上端部を軸受ハウジング１８から突出させた状態で該軸受ハウジング１８に収容されている。また、スピンドル軸１１は、その軸心を軸受けハウジング１８の軸心に一致させた状態で上下一対のベアリングを介して該軸受ハウジング１８に支持されている。
【００２３】
ドラム装置３は、外周面に代用路面体４１を備えてなる円柱状のドラム４２と、該ドラム４２の軸心に取り付けられたドラム軸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に回転力を付与してドラム４２を回転させる駆動装置４５とを備えている。ドラム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）等によってスピンドル軸１１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Ｖベルト等により構成されている。
【００２４】
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、タイヤＴの回転時に発生する変動荷重を計測する計測装置５２とを備えている。
該計測装置５２は、タイヤ転動装置２に配備されてタイヤＴに作用する各変動荷重（ＲＦＶ、ＬＦＶ、ＴＦＶ）を測定する測定器５３と、タイヤの回転数を計測する回転数計測手段（図示省略）と、測定器５３及び回転数計測手段に接続されてタイヤＴの回転時に発生する変動荷重を算出する算出手段５４とを備えている。
測定器５３は、タイヤ転動装置２のハウジング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５５と、該複数のロードセル５５に接続されて該複数のロードセル５５からの信号を増幅するロードセルアンプ５６とを備えている。
【００２５】
複数のロードセル５５は、軸受ハウジング１８の上端部側と下端部側に配備されている。該軸受ハウジング１８に配備される複数のロードセル５５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。
また、軸受ハウジング１８の上端部に、該軸受ハウジング１８の径外方向に突出してハウジング１７の上端部と重なり合う鍔部を形成し、該鍔部とハウジング１７の上端部の間に複数のロードセル５５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５５からの信号は、ロードセルアンプ５６に送られて増幅される。該信号は、タイヤＴの変動荷重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５６内又は別個に設けられたハイ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、算出手段５４に送られる。
【００２６】
該算出手段５４においては、測定器５３から得られた変動荷重と回転数計測手段から得られたタイヤＴの回転数とに基づいて周波数分析やトラッキング分析といった処理が行われる。これによってタイヤＴに作用する変動荷重成分の内、タイヤＴの回転数成分及びその高調波成分を抽出することができる。
図２（ａ）及び（ｂ）には、計測器５３から得られた変動荷重をＦＦＴ変換した結果が示されており、横軸が周波数、縦軸が変動荷重の大きさを示している。
図２（ａ）に示す如く、タイヤＴとドラム４２の回転周期の比が十分に異なるものであれば、タイヤＴの回転数成分における変動荷重（Ｂ1〜Ｂ3）とドラム４２の回転数成分における変動荷重（Ａ1〜Ａ5）とが十分に離れる。これにより、タイヤＴの各周波数成分での変動荷重と他の変動荷重とを容易に判別し、該タイヤＴの各周波数成分での変動荷重のみを抽出することができる。
【００２７】
一方、図２（ｂ）はドラム４２の径とタイヤＴの径の比を５：３としたときの結果を示している。この場合、図から明らかなように、タイヤ回転数の５倍成分はドラム回転数の３倍の周波数に一致することとなり、これによって、タイヤ回転数の５倍成分にて観測される変動荷重は、ドラム４２の不均一性等に起因した変動荷重の内、ドラム回転数の３倍成分での変動荷重がタイヤＴそのもので発生する変動荷重に加算されてしまう（Ｂ3＋Ａ5）。この様な場合は、タイヤＴ回転数の５倍成分の誤差成分は正しく評価できない。
したがって、タイヤＴとドラム４２の回転数の倍次成分が分析対象倍次成分以下で最小公倍数の関係とならないようにこれらタイヤＴの径とドラム４２の径を設定する必要があり、本実施形態においては、タイヤＴとドラム４２の径の比を例えば１１：１７としている。
【００２８】
なお、本実施形態においては、ロードセル５５をドラム装置３に配備することによりドラム軸４３側で変動荷重を計測する構成とすることも可能であり、この場合、タイヤＴに駆動を付与する必要がある。
また、処理制御装置４には、外部入力手段５７が接続されている。
本発明の検査方法に係るタイヤ試験機１は以上の構成からなるものである。
該タイヤ試験機１を用いたタイヤＴの試験においては、スピンドル軸１１のリム１３にタイヤＴを装着し、ドラム装置３をタイヤ転動装置２に近接させてドラム４２の代用路面体４１をタイヤＴのトレッド面に押し付けることによりドラム４２からタイヤＴに向けて荷重を付与し、スピンドル軸１１とドラム軸４３の間隔を一定に保持した状態でドラム４２を回転させることによりタイヤＴを回転させ、これにより発生する変動荷重が計測装置５２により計測される。
【００２９】
通常、この様に計測される変動荷重のデータにはばらつきがある。例えば、同じタイヤＴであってもスピンドル軸１１に対する取付角度を変えることにより、得られるデータにばらつきが生じることがある。
また、計測装置５２は、試験時の荷重変動を検出してそれを計測するものであるため、
計測される変動荷重には、タイヤＴの回転による変動荷重だけでなく、該変動荷重にタイヤ試験機１に起因する変動荷重が含まれて計測される。
かかる点に鑑みれば、変動荷重のデータのばらつきは、タイヤ試験機１に起因する変動荷重が計測される変動荷重に含まれることにより発生することが考えられる。タイヤ試験機１に起因する変動荷重の原因としては、装置内の機械的な誤差や電気的な誤差が挙げられる。機械的な誤差は、スピンドル軸１１の精度不良やスピンドル軸１１を支えるベアリングから発生する荷重や、タイヤＴの回転数やその倍次成分がタイヤ試験機１の固有振動数と近接した場合に発生する振動（荷重）によるものと考えられる。また、電気的な誤差は、変動荷重を計測するロードセル５５の計測精度や信号線に混入する電気ノイズなどの影響が考えられる。これらの誤差は試験の実施状況等により微妙に変化し、定量化することが困難である。また、これらタイヤ試験機１に不可避的に内在する誤差を完全に排除することは極めて困難である。
【００３０】
本発明は、この様なタイヤ試験機１に内在する誤差により現出する変動荷重の大きさをを把握することにより、タイヤ試験機１自体の精度を検査するものである。該検査は以下の試験を１回又は複数回行うことにより行われる。
先ず、タイヤＴに代えてダミータイヤ６０をスピンドル軸１１に装着する。
ここで、ダミータイヤ６０は、ドラム４２とは異なる回転半径を有する円形に形成されており、スピンドル軸１１を内嵌する支持筒部６１と、ドラム４２に接触する環状の外周壁部６２と、支持筒部６１と外周壁部６２の上端部を連結する円盤状の上面部６３とを備えている。また、ダミータイヤ６０は、タイヤＴよりも高い真円度を有すると共に、ドラム４２からの荷重を径方向に受ける場合にも当該真円度を維持可能な剛性を有する。
【００３１】
本実施形態においては、ダミータイヤ６０は鋼材によって形成されているが、アルミ等の他の金属や硬質プラスチック等の樹脂によっても形成することが可能である。また、真円度は１０μ以上が好ましく、完全な真円であることが最も好ましい。また、ダミータイヤ６０は支持筒部６１と外周壁部６２との間を空隙として形成されており、この様に軽量化を図ることによりタイヤＴと同程度の質量とされている。また、支持筒部６１から外周壁部６２まで延びるリブを複数位置に配備することも好ましい。
また、本実施形態においては、ダミータイヤ６０とドラム４２の径の比を異なるもの（例えば、１１：１７）としている。これにより、ドラム４２とダミータイヤ６０の回転周期が同一又は近接することが回避されると共に、これらの回転数の倍次成分が分析対象倍次成分以下で最小公倍数の関係にならない様に設定されている。これにより、ダミータイヤ６０の回転数成分及びその高調波成分のみを抽出する際に、ドラム４２の真円度などの不均一性により発生する変動荷重は除去される。
【００３２】
次に、ダミータイヤ６０にドラム４２の代用路面体４１を押し付けて該ダミータイヤ６０にドラム４２からの荷重を付与する。
そして、スピンドル軸１１とドラム軸４３の間隔を一定に保持した状態でドラム４２を回転させることによりタイヤＴを回転させ、発生する変動荷重を処理制御装置により計測する。その後、該試験を終了し、得られた計測値からタイヤ試験機１の精度を判断することにより、当該タイヤ試験機１の検査が完了する。
ここで、ダミータイヤ６０は真円度を維持した状態で回転するため、理論的には試験中にダミータイヤ６０に起因する変動荷重が発生することはなく、これによって、ダミータイヤ６０の回転数成分上には、タイヤ試験機１に起因する変動荷重が計測されることとなる。これによってタイヤ試験機１に起因する変動荷重が実体的に把握されることとなる。
【００３３】
また、この様に変動荷重によってタイヤ試験機１の精度が示されるため、本実施形態の精度検査方法によれば、ダミータイヤ６０による試験を少なくとも１回行うことによってタイヤ試験機１の精度が把握されることとなり、これによって、従来の精度検査方法で作業者が負担していたタイヤＴの付け替え等の労力は大幅に軽減されると共に、試験に要する時間の短縮化やデータ量の削減も図られ、極めて効率的にタイヤ試験機１の精度を検査することができるのである。もちろん、上記試験を複数回行うことによりタイヤ試験機１の精度を総合的に検査・判断することとしても構わない。
［第２実施形態］
本実施形態においては、タイヤ試験機１の精度の検査を行うための構成が上記第１実施形態とは異なるが、タイヤ試験機１の構成やダミータイヤ６０の構成は上記第１実施形態と同じであるので、これらの構成は上記第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
本実施形態の意図する所は、以下の通りである。
ドラム４２にダミータイヤ６０を接触させて計測される変動荷重には、タイヤ試験機１に起因する変動荷重に加えて、ダミータイヤ６０をドラム４２に直接的に接触させることに起因した接触変動荷重が計測されることとなる。該接触変動荷重は、ダミータイヤ６０の半径変動にダミータイヤ６０とドラム４２の接触部間の剛性を乗じたものに相当し、タイヤ試験機１自体の精度検査においては無視されるべきものである。なお、接触剛性は、ドラム４２の剛性とドラム４２に接触するダミータイヤ６０の両者の剛性に基づいて得られる。
【００３５】
しかしながら、一般的に、ドラム４２は金属等の硬い材料で作られているため、ドラム４２と該ドラム４２に接触するダミータイヤ６０間の接触剛性は、ドラム４２と該ドラム４２に接触するタイヤＴとの間の接触剛性よりも相当大きなものとなりる。このため、仮にダミータイヤ６０とタイヤＴの半径変動が同一であるとすると、ダミータイヤ６０とドラム４２間に発生する変動荷重はタイヤＴとドラム４２間に発生する変動荷重よりも著しく大きなものとなる。
また、完全に真円であるダミータイヤ６０を製造することは実際上極めて困難であり、そのようなダミータイヤを製造した場合であっても、該ダミータイヤ６０がスピンドル軸１１に僅かに芯ずれした状態で取り付けられてしまうことも考えられる。
【００３６】
この様な場合、第１実施形態の如く試験を行った場合にも、ダミータイヤ６０において半径変動が生じることは避けられない。このため、ドラム４２にダミータイヤ６０を接触させて変動荷重を計測すると、ダミータイヤ６０の半径変動は大きなものとなって接触変動荷重が大きくなる。そこで、本実施形態を考えるに至った。
本実施形態は、図３に示す如く、タイヤ試験機１の試験を行うに際し、ダミータイヤ６０とドラム４２との間に、少なくともダミータイヤ６０とは異なる周期で回転し且つダミータイヤ６０との接触部位をダミータイヤ６０よりも低剛性とする緩衝体７０を介在させることとしている。
【００３７】
該緩衝体７０は弾性樹脂を環状に形成して構成され、ドラム４２に巻装されている。これにより、緩衝体７０は、ドラム４２とダミータイヤ６０の間に介在すると共に、ダミータイヤ６０とは異なる周期で回転する。
本実施形態によれば、ドラム４２とダミータイヤ６０の間に緩衝体７０が介在することにより、ドラム４２にダミータイヤ６０を直接的に接触させることにより生じていた接触剛性が低減され、ダミータイヤ６０の半径変動により発生する荷重が小さくなる。これによって、ダミータイヤ６０をドラム４２に直接的に接触させることによる変動荷重の発生が抑制されることとなる。
【００３８】
また、緩衝体７０の不均一性（例えば、真円度誤差）等に起因する変動荷重はドラム４２の回転数成分上に現出することとなり、ダミータイヤ６０の回転数成分上には、上記第１実施形態の試験と同じくタイヤ試験機１に起因する変動荷重が現出することとなる。このため、緩衝体７０が介在する状態であってもタイヤ試験機１を精度良く検査することができるのである。
なお、本実施形態においても、ロードセル５５をドラム装置３に配備することによりドラム軸４３側で変動荷重を計測する構成とすることも可能である。
［第３実施形態］
本実施形態においては、緩衝体７０の構成が上記第２実施形態とは異なるが、タイヤ試験機１の構成やダミータイヤ６０の構成は上記第２実施形態、即ち第１実施形態と同じであるので、緩衝体７０の構成についてのみ説明し、他の構成は上記第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
図４に示す如く、本実施形態の緩衝体７０は、スピンドル軸１１と平行な回転軸７１に枢支され、該回転軸７１廻りにダミータイヤ６０とは異なる回転半径で介する回転体状に形成されている。これにより、緩衝体７０はダミータイヤ６０とは異なる周期で回転することとなって、緩衝体７０に起因した変動荷重は、図２（ａ）のＤに示す如く、ダミータイヤ６０やドラム４２とは異なった周波数成分上に現出し、該変動荷重がタイヤ試験機に起因する変動荷重の計測に支障を来す虞はない。
なお、ダミータイヤ６０、緩衝体７０、ドラム７２の回転数の倍次成分を分析対象倍次成分以下で最小公倍数の関係としないことが好ましく、本実施形態においては、これらの比を１１：９：１７に設定している。
【００４０】
また、該緩衝体７０は、ダミータイヤ６０よりも低剛性とした弾性樹脂製のロール部材７２に金属製の内嵌部材７３を嵌め込むことにより形成されている。これにより、ダミータイヤ６０に接触し且つ該ダミータイヤ６０よりも低剛性である部分の厚さが十分に確保される。緩衝体７０としてタイヤＴを代用することは好ましい。
回転軸７１の軸心は、スピンドル軸１１の軸心とドラム軸４３の軸心を含む平面上を上下方向に延びており、回転軸７１の下端部に緩衝体７０が枢支されると共に、上端部が前記平面に垂直な揺動軸７４廻りに枢支されている。これにより、緩衝体７０は、揺動軸７４廻りに揺動自在となる。
【００４１】
本実施形態は以上の構成からなる。
本実施形態によりタイヤ試験機１の試験を行う場合には、先ず、緩衝体７０をダミータイヤ６０とドラム４２に配備すると共に、これらダミータイヤ６０とドラム４２に接触させる。
そして、この状態でドラム４２からダミータイヤ６０に荷重を付与し、スピンドル軸１１とドラム軸４３の間隔を一定に保持した状態でドラム４２を回転させることによりダミータイヤ６０を回転させる。そして、ダミータイヤ６０の回転時に発生する変動荷重を計測装置５２により計測するのである。
【００４２】
ところで、本発明に係る検査方法においては、ドラム４２からダミータイヤ６０に向けて極めて大きな荷重（例えば５００ｋｇ）を付与した状態で回転させる。このため、上記第２実施形態の如き試験を行うにつき、例えば低剛性の緩衝体７０を採用すると、上述の如き高負荷を継続的に受けることにより緩衝体７０が容易に破断してしまう虞がある。一方、該高負荷に対する耐性を備えた高剛性の材料により緩衝体７０を採用すると、緩衝体７０は曲がりにくいものとなり、緩衝体７０をドラム４２に巻装する作業が極めて困難となる。
【００４３】
これに対して、本実施形態によれば、ダミータイヤ６０とドラム４２の間に独立して回転可能な緩衝体７０を設置しているため、緩衝体７０の設置や取替え作業を極めて容易に行うことができる。
また、ダミータイヤ６０に接触し且つ該ダミータイヤ６０よりも接触剛性の低い部位が緩衝体７０の径方向に十分に厚く形成され、これによってダミータイヤ６０と緩衝体７０の接触剛性がより低減されることとなる。
また、本実施の形態によれば、スピンドル軸１１とドラム軸４３の僅かな平行度の誤差によりダミータイヤ６０に対してドラム４２が僅かに傾いた状態でこれらダミータイヤ６０とドラム４２が回転してしまう場合にも、緩衝体７０が揺動軸７４廻りに揺動することにより、ドラム４２の異常回転に追従可能となる。これにより、スピンドル軸１１とドラム軸４３の僅かな平行度の誤差に起因する半径変動が緩衝体７０によって良好に吸収されて変動荷重の発生が抑制されることとなり、より精度の高い検査が行われることとなる。
【００４４】
なお、本実施形態においても、ロードセル５５をドラム装置３に配備することによりドラム軸４３側で変動荷重を計測する構成とすることも可能である。この場合、タイヤＴに駆動を付与する必要がある。
［第４実施形態］
本実施形態においては、緩衝体７０の構成が上記第２実施形態とは異なるが、タイヤ試験機１の構成やダミータイヤ６０の構成は上記第２実施形態、即ち第１実施形態と同じであるので、緩衝体７０の構成についてのみ説明し、他の構成は上記第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
図５に示す如く、本実施形態の緩衝体７０は、スピンドル軸１１と平行な回転軸７１ａに枢支されたロール７５ａと、該ロール７５ａを支持する弾性支持装置７５とを備えている。ロール７５ａは、回転軸７１ａ廻りにダミータイヤ６０とは異なる径を有する回転体状に形成されており、これによってダミータイヤ６０とは異なる周期で回転可能である。
なお、回転軸７１ａの軸心は、スピンドル軸１１の軸心とドラム４２の軸心を含む平面上に位置している。
該弾性支持装置７５は、静止状態のドラム４２に当接するシリンダチューブ７６と、該シリンダチューブ７６に収容されてロール７５ａの回転軸７１ａの両端を支持するピストンロッド７７と、ピストンロッド７７の基端部とシリンダチューブ７６によって形成される部屋Ｒに空気を圧送／排出可能なポンプ７８とを備えている。部屋Ｒに空気が充填されることにより、シリンダチューブ７６とピストンロッド７７とはエアシリンダとして機能し、ピストンロッド７７をシリンダチューブ７６に押し込む外力の付与又は除去により、該エアシリンダは収縮又は伸長することとなる。
【００４６】
また、本実施形態においては、ダミータイヤ６０に回転力を付与する回転装置８０が設けられている。該回転装置８０は、スピンドル軸１１と平行な回転軸７１廻りに回転すると共にダミータイヤ６０に接触するタイヤＴ状の回転部材８１と、該回転部材８１に回転力を付与する回転モータ８２とを備えている。回転部材８１はダミータイヤ６０に触れる程度に接触しており（スキムタッチ）、これにより、回転部材８１からダミータイヤ６０に過大な荷重が付与されることが極力回避されている。
なお、本実施形態においては、後述の如くドラム４２を作動させないため、ロードセル５５はタイヤ転動装置２に配備してスピンドル軸１１側で変動荷重を計測する構成とし、ドラム軸４３側にロードセル５５を配備する構成とはしない。
【００４７】
本実施の形態は以上の構成からなる。
本実施形態により試験を行うには、先ず、ロール７５ａをタイヤに接触させると共にシリンダチューブ７６をドラム４２に当接させ、ポンプ７８により部屋Ｒに空気を充填する。次に、スピンドル軸１１とドラム軸４３の間隔を調整することにより、緩衝体７０を介してダミータイヤ６０にドラム４２からの荷重を付与する。そして、スピンドル軸１１とドラム軸４３の間隔を一定に保持した状態で回転装置８０を作動させることによりダミータイヤ６０を回転させる。そして、発生する変動荷重を計測装置５２により計測するのである。
【００４８】
本実施形態によれば、ダミータイヤ６０にロール７５ａを直接的に接触させることにより生じる接触剛性が緩衝体７０のエアシリンダの弾性作用により低減され、ダミータイヤ６０の半径変動により発生する荷重が小さくなる。この結果、ダミータイヤ６０をロール７５ａに直接的に接触させることによる変動荷重（接触変動荷重）の発生が抑制されることとなる。
［第５実施形態］
本実施形態においては、緩衝体７０、特に弾性支持装置７５の構成が上記第４実施形態とは異なるが、他の構成は上記第４実施形態、即ち第１実施形態と同じであるので、弾性支持装置７５の構成についてのみ説明し、他の構成は上記第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
図６に示す如く、本実施形態の弾性支持装置７５は、ロール７５ａの回転軸７１ａの両端を支持する支持部材８５と、支持部材８５の端部とドラム４２の間に配備されたエアバネ８５ａと、回転軸７１ａに回転力を付与する回転装置８６と、該回転装置８６及びロール７５ａをドラム軸４３とスピンドル軸１１の間で移動させる移動装置８７とを備えている。
該弾性支持装置７５によれば、ロール７５ａは支持部材８５を介してエアバネ８５ａに支持される。これによって該ロール７５ａは、軸心に垂直な方向に移動可能となっている。また、該ロール７５ａの移動は移動装置８７によって案内されているのである。
【００５０】
なお、本実施形態においてもドラム４２を作動させないため、ロードセル５５はタイヤ転動装置２に配備してスピンドル軸１１側で変動荷重を計測する構成とし、ドラム軸４３側にロードセル５５を配備する構成とはしない。
本実施の形態は以上の構成からなる。
本実施形態により試験を行うには、先ず、弾性支持装置のエアバネ８５ａをドラム４２に当接させると共にロール７５ａをダミータイヤ６０に当接させた状態でスピンドル軸１１とドラム軸４３の間隔を調整し、緩衝体７０を介してダミータイヤ６０にドラム４２からの荷重を付与する。そして、スピンドル軸１１とドラム軸４３の間隔を一定に保持した状態で回転装置８６を作動させることによりタイヤＴを回転させる。そして、発生する変動荷重を計測装置５２により計測するのである。
【００５１】
本実施形態においても、ダミータイヤ６０にロール７５ａを直接的に接触させることにより生じる接触剛性が緩衝体７０のエアバネ８５ａの弾性作用により低減され、この結果、ダミータイヤ６０をロール７５ａに直接的に接触させることによる変動荷重（接触変動荷重）の発生が抑制されることとなる。
［第６実施形態］
本実施形態においては、ダミータイヤ６０の構成が第２の実施形態とは異なるが、他の構成は同じであるので、ダミータイヤ６０の構成についてのみ説明し、他の構成は第２実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５２】
図７に示す如く、本実施形態のダミータイヤ６０は、上面部６３にスピンドル軸１１に支持される回転中心から径外方向となる１又は複数の位置におもり６７を取付け可能なおもり取付部６５を備えている。
該おもり取付部６５は、ダミータイヤ６０の径方向に複数個（本実施の形態においては３個）のねじ穴６６を開設することにより形成されている。隣り合うねじ穴６６の間隔は互いに等間隔であることが好ましい。また、隣り合うおもり取付部６５の間隔も等間隔であることが好ましく、本実施形態においては上面部６３に８つのおもり取付部６５が設けられている。
【００５３】
図８に示す如く、おもり取付部６５の何れかのねじ穴６６におもり６７を上面部６３の上方から螺合することにより、ダミータイヤ６０におもり６７が取り付けられることとなる。この様におもり６７を取り付けることにより、ダミータイヤ６０の重心が回転中心からずれ、これによってダミータイヤ６０は偏心したアンバランス状態となる。この状態でダミータイヤ６０を回転させることにより、ダミータイヤ６０にはアンバランスによる変動荷重（以下、アンバランス力という）が作用する。おもり６７の質量をｍ、ダミータイヤ６０の回転中心からおもり６７を取付対置までの距離をｒ、ダミータイヤ６０の回転角速度をωとすると、アンバランス力ｆはｆ＝ｍｒω2となる。
【００５４】
ここで、アンバランス力は、スピンドル軸１１を支持するロードセル５５に作用すると共に、ダミータイヤ６０に接触する緩衝体７０にも作用する。ロードセル５５の剛性が緩衝体７０の剛性よりも著しく大きいため、ロードセル５５には殆ど全てのアンバランス力が作用する。
本実施の形態は以上の構成からなる。
本実施形態により試験を行うには、先ず、ダミータイヤ６０のおもり取付部６５におもり６７を取り付ける。そして、ドラム４２を緩衝体７０を介してダミータイヤ６０に押し付けることによりダミータイヤ６０に荷重を付与する。次に、スピンドル軸１１とドラム軸４３の間隔を一定に保持した状態で駆動装置４５を作動させることによりタイヤＴを回転させる。そして、発生する変動荷重を計測装置５２により計測する。
【００５５】
本実施の形態によれば、ダミータイヤ６０の回転によって生じる変動荷重とアンバランス力とを比較するタイヤ試験機１の試験を行うことが可能である。また、おもり６７の位置を必要に応じて変更することができるため、同一のおもり６７により同一回転数で複数の条件を設定することが可能となる。
また、おもり取付部６５によりおもり６７の位置が定められるため、該おもり６７によって重心が偏心した状態となったダミータイヤ６０のアンバランス力を予め算出することにより既知とすることができる。
【００５６】
また、おもり６７の位置だけでなく、ダミータイヤの回転数速度ωやおもり６７の質量ｍや等を変えて複数の実験を行うことにより、ロードセル５５等の計測装置５２の計測精度をより詳細に検査することができる。
なお、本実施形態においては、全てのねじ穴６６におもり６７を取り付け、その中の複数のおもり６７を取り外すことによりダミータイヤ６０の重心を回転中心からずらすことも可能である。また、本実施形態のダミータイヤ６０は、第２実施形態はもちろんのこと、第３〜第５の実施形態においても採用することができる。
【００５７】
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、ドラム軸４３及びスピンドル軸１１を水平とし、ドラム４２やダミータイヤ６０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。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態を示す側部断面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、計測装置により計測される変動荷重を周波数分析した結果を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す側部断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態を示す側部断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態を示す側部断面図である。
【図６】本発明の第５実施形態を示す側部断面図である。
【図７】本発明の第６実施形態のダミータイヤを示す平面図である。
【図８】ダミータイヤをタイヤ転動装置に配備した状態を示す側部断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ タイヤ試験機
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
４２ ドラム
４５ 駆動装置
５２ 計測装置
５３ 測定器
５４ 算出手段
６０ ダミータイヤ
６５ おもり取付部
６７ おもり
７０ 緩衝体
７１ 回転軸
７１ａ 回転軸
７５ 弾性支持装置
７５ａ ロール
Ｔ タイヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ試験機の出荷時等に該タイヤ試験機自体の計測精度を検査する精度検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
走行中の車両は、路面上を回転するタイヤに作用する変動荷重(フォースバリエーションという)の影響を受ける。該変動荷重は、タイヤを形成するゴムの硬さ、肉厚の不均一性、タイヤの真円度等に起因して発生する。かかる変動荷重の内、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ものとして、タイヤ径方向の変動荷重(ラジアルフォースバリエーション、以下ＲＦＶという)、タイヤの幅方向の変動荷重(ラテラルフォースバリエーション、以下ＬＦＶという)、タイヤの接線方向の変動荷重(トラクティブフォースバリエーション、以下ＴＦＶという)が挙げられる。
【０００３】
タイヤユニフォーミティ測定装置（以下、タイヤ試験機という）は、タイヤを装着可能なスピンドル軸と、該スピンドル軸に平行なドラム軸を有するドラムとを備えている。リム組みしたタイヤをスピンドル軸に装着し、該タイヤにドラムに押し付けることによりタイヤに径方向の荷重を付与し、この状態でスピンドル軸とドラム軸間の距離を固定してタイヤを回転させることにより、上述の如き変動荷重を計測する。該タイヤ試験機においては、装置内の各部品の僅かな取付け角度や位置のずれ等も変動荷重に反映されてしまう。このため、この種のタイヤ試験機には極めて高い計測精度が要求されている。
【０００４】
従来、出荷されるタイヤ試験機が要求される計測精度を有しているか否かの確認すべく、多数のタイヤを順次適当な回数、繰り返し計測したデータをもとに、統計的手法をもってデータのばらつきの範囲が所定の値以下であるか否かを確認してタイヤ試験機の精度を検査する検査方法が実施されている。この種の検査方法として、１０本のタイヤを順次１０回ずつ繰り返し計測を行い、合計１００個のデータをもとに、タイヤ間と計測回間との二つの要因による分散解析を行い、残差(実験誤差、測定誤差)の標準偏差が規定値以内であるか否かを確認する１０×１０(テンバイテン)試験が知られている。
【０００５】
ところが、上記１０×１０試験は、多大な試験時間を要すると共に、試験毎に人為的作業によりタイヤを付け替えなければならず、数多くの試験を行うことによる計測ミスの発生を排除できない。また、タイヤ試験機１台につきタイヤの付替えを１００回も行わなければならないため、作業者の肉体的、精神的な疲労は極めて大きい。
そこで、タイヤの付替えに起因する計測ミスや作業者の疲労を軽減すべく、特許文献１においては、１本のタイヤに対して１０回の計測を効率的に行うために、スピンドル軸に対してタイヤの取付角度を自動的に変えることができる装置構成が開示されている。
【特許文献１】特開昭６４−６６５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の装置構成においても１０本のタイヤの付替え作業を作業者が行わなければならず、作業者の労力の負担及び検査に時間を要するという課題は完全には解消されない。
また、ＴＦＶを計測するために必要な高速ユニフォーミティ（高回転数試験）での計測精度を要求されるタイヤ試験機においては、ＴＦＶを計測するためのタイヤ回転数が規定されていないこと、タイヤの回転数とタイヤ試験機の固有振動数との共振関係を検証すること等を理由として１０×１０試験を複数の回転数下で行う必要がある。このため、１台のタイヤ試験機から得られる計測データは莫大となり、該データの処理にも多大な時間が割かれることとなって極めて効率が悪いという問題があった。
【０００７】
さらに、上記１０×１０試験は統計的手法によりタイヤ試験機の精度の間接的に知り得るものであって、タイヤ試験機の実体的な精度との間には若干のひらきがあることも否めない。
そこで、本発明は、作業者の負担を軽減できると共にタイヤ試験機の実体的な精度を知り得ることができる新たなタイヤ試験機の精度検査方法を提供するようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、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、タイヤを装着可能なスピンドル軸と、該スピンドル軸と平行なドラム軸廻りに回転すると共にタイヤに押し付けられて該タイヤに荷重を付与するドラムと、前記タイヤにドラムを押し付けた状態で回転させることにより生じる変動荷重を計測する計測装置とを備えているタイヤ試験機の精度検査方法において、
前記タイヤに代えて、前記ドラムとは異なる回転半径と前記タイヤよりも高い真円度とを有すると共に、前記荷重を径方向に受ける場合にも前記真円度を維持可能な剛性を有するダミータイヤをスピンドル軸に装着し、該ダミータイヤをドラムからの荷重を与えた状態で回転させることにより生じる変動荷重を前記計測装置により計測することを特徴としている。
【０００９】
これによれば、ダミータイヤをドラムからの荷重を与えた状態で回転させると、理論的には計測される変動荷重は０となる。変動荷重が計測されないということは、該タイヤ試験機は極めて高精度に形成され、該タイヤ試験機によって計測される変動荷重にはタイヤ試験機の装置構成に起因する変動荷重が全く含まれないことを示す。実際のタイヤ試験機においては上記試験方法により何らかの値が計測されるものであり、この場合はその計測値そのものがタイヤ試験機の計測精度になる。この様に、上記方法によれば、ダミータイヤによる試験を１回行うことにより、タイヤ試験機の精度を検査することができるのである。
【００１０】
また、上記検査方法によれば、ダミータイヤをドラムに接触させて計測された変動荷重をタイヤ試験機の精度とすることができるので、タイヤ試験機に起因する精度を実体的に把握することができることとなる。
また、タイヤの回転数と当該タイヤ試験機の固有振動数との共振関係を検査するために、高速ユニフォーミティ試験を複数の回転数下で行う場合にも、各試験を１回行うだけで該検査を行うことができ、作業時間の短縮化が図られる。
実際上、ドラムにダミータイヤを接触させて計測される変動荷重には、タイヤ試験機に起因する変動荷重に加えて、ダミータイヤをドラムに直接的に接触させることに起因した接触変動荷重が計測されることとなる。該接触変動荷重は、ダミータイヤの半径変動にダミータイヤとドラムの接触部間の剛性を乗じたものに相当し、タイヤ試験機自体の精度検査においては無視されるべきものである。
【００１１】
ところで、完全な真円のダミータイヤを製造することは実際上困難であり、また、完全に真円のダミータイヤを用意した場合であっても、該ダミータイヤがスピンドル軸に僅かに芯ずれした状態で取り付けられてしまうことも考えられる。この様な場合、ダミータイヤの半径変動は大きなものとなって接触変動荷重が大きくなる虞がある。また、一般的にドラムは金属等の硬い材料で構成されており、該ドラムに上述の如き剛性を有するダミータイヤを接触させて回転させると、ダミータイヤやドラムの損耗も大きなものとなって好ましくない。
【００１２】
かかる点に鑑みれば、前記ダミータイヤとドラムとの間に、前記ダミータイヤよりも低剛性とする緩衝体を介在させた上で、当該ダミータイヤを回転させることが好ましい。
これにより、ダミータイヤとドラム間の接触剛性の低減を図ることができ、ダミータイヤの半径変動に起因した接触変動荷重を極力低減することができるのである。
また、一般的に、タイヤ試験機の計測装置は、スピンドル軸に取り付けられた回転体（例えばタイヤ等）を回転させることにより発生する変動荷重を計測し、その中から該回転体の回転数成分及び高調波成分を周波数分析により抽出する構成を有している。
【００１３】
このため、例えばスピンドル軸にダミータイヤを装着し、ダミータイヤに該ダミータイヤと同じ周期で回転する緩衝体を接触させた状態で該ダミータイヤの変動荷重を計測すると、該緩衝体の不均一性や真円誤差に起因する変動荷重もダミータイヤの回転数成分やその近傍に現出し、これによってダミータイヤに起因する変動荷重と緩衝体に起因する変動荷重とが合成されて計測されてしまったり、互いの変動荷重が近接しすぎて何れの変動荷重がダミータイヤによるものであるか判断することが困難となる虞がある。
したがって、本願発明においては、緩衝体をダミータイヤとは異なる周期で回転させることとし、これによって該緩衝体に起因する変動荷重をダミータイヤとは異なる回転数成分に現出させ、該変動荷重がダミータイヤの回転数成分に現れて該変動荷重とダミータイヤに起因する変動荷重が合成されてしまうことを防止しているのである。
【００１４】
また、前記緩衝体を、前記ドラムの周囲に巻装して前記ドラムと共に回転させることが好ましい。
これによって、緩衝体をダミータイヤとドラムの間に容易に配備することができ、しかも、該緩衝体をダミータイヤとは異なる周期で回転させることができるのである。
また、前記緩衝体は、前記スピンドル軸と平行な回転軸に枢支され、該回転軸廻りに前記ダミータイヤとは異なる回転半径を有してダミータイヤとは異なる周期で回転する回転体状に形成されており、
前記緩衝体を前記ダミータイヤとドラムに挟んだ状態でこれらダミータイヤとドラムと共に回転させることが好ましい。
【００１５】
これによれば、ダミータイヤよりも接触剛性の低い部位を緩衝体の径方向に厚く形成することができ、ダミータイヤとの接触剛性をより低減することができる。
また、緩衝体として例えばタイヤ等を代用することができ、極めて容易にダミータイヤとドラムとの間に緩衝体を配備することができるばかりでなく、緩衝体の交換も容易に行うことができる。
また、前記計測装置は、前記スピンドル軸で前記変動荷重を計測するものであり、
前記ダミータイヤは、前記スピンドル軸に支持される回転中心から径外方向となる１又は複数の位置におもりを取付け可能なおもり取付部を備え、
該おもり取付部におもりを取り付け又は取り外してダミータイヤの重心を回転中心からずらした状態でダミータイヤを回転させ、前記計測装置によりスピンドル側で変動荷重を計測することが好ましい。
【００１６】
これによれば、ダミータイヤの回転中心に対して重心を偏心させることができる。また、おもりの重量及び位置を作業者によって設定することができる。このため、重心を偏心させたダミータイヤを回転させることにより生じるアンバランス力を既知とすることができる。これにより、ダミータイヤの回転によって生じ且つ計測装置に備えられたロードセルなどで計測される変動荷重と、アンバランス力とを比較することによるタイヤ試験機の精度検査を行うことができることとなる。
ここで、アンバランス力は、スピンドル軸を支持するロードセルに作用すると共に、ダミータイヤに接触する緩衝体にも作用する。ロードセルの剛性が緩衝体の剛性よりも著しく大きいため、ロードセルには殆ど全てのアンバランス力が作用する。
【００１７】
そこで、上述の如く前記計測装置によってスピンドル軸で変動荷重を計測することとし、これによってより正確にアンバランス力を計測することとしている。
また、前記計測装置は、前記スピンドル軸側で前記変動荷重を計測するものであり、
前記緩衝体は、前記ダミータイヤに当接した状態で前記スピンドル軸と平行な回転軸廻りに回転するロールと、該ロールをダミータイヤに弾性的に押しつけ且つ支持する弾性支持装置とを備え、
該ロールをドラム側からダミータイヤに向けて当接させた状態でダミータイヤを回転させ、前記計測装置によりスピンドル側で変動荷重を計測することが好ましい。
【００１８】
これによれば、弾性支持装置（緩衝体）の弾性力により、回転に伴うダミータイヤの半径変動にロールを追従させることができ、これによってダミータイヤとロールの間の接触剛性を均一に保つことができる。これにより、上記接触変動荷重の発生を抑えて精度良い計測を行うことができる。
また、前記ロールは、前記回転軸の軸方向に移動可能に支持されていることが好ましい。
これによれば、スピンドル軸とドラム軸の僅かな平行度の誤差によりダミータイヤに対してドラムが僅かに傾いた状態でこれらダミータイヤとドラムが回転する場合にも、緩衝体が回転軸の軸方向に移動することにより、この様な軸の振れに伴うドラムの回転のずれに追従することができるのである。これにより、半径変動が緩衝体によって良好に吸収されて変動荷重の発生が抑制されることとなり、より精度の高い検査を行うことができる。
【００１９】
さらに、前記ダミータイヤは、前記スピンドル軸に支持される回転中心から径外方向となる１又は複数の位置におもりを取付け可能なおもり取付部を備え、
該おもり取付部におもりを取付け又は取り外してダミータイヤの重心を回転中心からずらした状態でダミータイヤを回転させることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によるタイヤ試験機の精度検査方法によれば、作業者の負担を軽減できると共にタイヤ試験機の実体的な精度を知り得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
［第１実施形態］
図１に示す如く、本実施の形態のタイヤ試験機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、上下方向に延びるスピンドル軸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の上端部には、前記タイヤＴを装着するためのリム１３を配備可能であり、該リム１３にタイヤＴを装着することにより、タイヤ転動装置２にタイヤＴを配備することができる。
【００２２】
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、上端部をハウジング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、スピンドル軸１１は、上端部を軸受ハウジング１８から突出させた状態で該軸受ハウジング１８に収容されている。また、スピンドル軸１１は、その軸心を軸受けハウジング１８の軸心に一致させた状態で上下一対のベアリングを介して該軸受ハウジング１８に支持されている。
【００２３】
ドラム装置３は、外周面に代用路面体４１を備えてなる円柱状のドラム４２と、該ドラム４２の軸心に取り付けられたドラム軸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に回転力を付与してドラム４２を回転させる駆動装置４５とを備えている。ドラム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）等によってスピンドル軸１１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Ｖベルト等により構成されている。
【００２４】
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、タイヤＴの回転時に発生する変動荷重を計測する計測装置５２とを備えている。
該計測装置５２は、タイヤ転動装置２に配備されてタイヤＴに作用する各変動荷重（ＲＦＶ、ＬＦＶ、ＴＦＶ）を測定する測定器５３と、タイヤの回転数を計測する回転数計測手段（図示省略）と、測定器５３及び回転数計測手段に接続されてタイヤＴの回転時に発生する変動荷重を算出する算出手段５４とを備えている。
測定器５３は、タイヤ転動装置２のハウジング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５５と、該複数のロードセル５５に接続されて該複数のロードセル５５からの信号を増幅するロードセルアンプ５６とを備えている。
【００２５】
複数のロードセル５５は、軸受ハウジング１８の上端部側と下端部側に配備されている。該軸受ハウジング１８に配備される複数のロードセル５５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。
また、軸受ハウジング１８の上端部に、該軸受ハウジング１８の径外方向に突出してハウジング１７の上端部と重なり合う鍔部を形成し、該鍔部とハウジング１７の上端部の間に複数のロードセル５５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５５からの信号は、ロードセルアンプ５６に送られて増幅される。該信号は、タイヤＴの変動荷重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５６内又は別個に設けられたハイ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、算出手段５４に送られる。
【００２６】
該算出手段５４においては、測定器５３から得られた変動荷重と回転数計測手段から得られたタイヤＴの回転数とに基づいて周波数分析やトラッキング分析といった処理が行われる。これによってタイヤＴに作用する変動荷重成分の内、タイヤＴの回転数成分及びその高調波成分を抽出することができる。
図２（ａ）及び（ｂ）には、計測器５３から得られた変動荷重をＦＦＴ変換した結果が示されており、横軸が周波数、縦軸が変動荷重の大きさを示している。
図２（ａ）に示す如く、タイヤＴとドラム４２の回転周期の比が十分に異なるものであれば、タイヤＴの回転数成分における変動荷重（Ｂ1〜Ｂ3）とドラム４２の回転数成分における変動荷重（Ａ1〜Ａ5）とが十分に離れる。これにより、タイヤＴの各周波数成分での変動荷重と他の変動荷重とを容易に判別し、該タイヤＴの各周波数成分での変動荷重のみを抽出することができる。
【００２７】
一方、図２（ｂ）はドラム４２の径とタイヤＴの径の比を５：３としたときの結果を示している。この場合、図から明らかなように、タイヤ回転数の５倍成分はドラム回転数の３倍の周波数に一致することとなり、これによって、タイヤ回転数の５倍成分にて観測される変動荷重は、ドラム４２の不均一性等に起因した変動荷重の内、ドラム回転数の３倍成分での変動荷重がタイヤＴそのもので発生する変動荷重に加算されてしまう（Ｂ3＋Ａ5）。この様な場合は、タイヤＴ回転数の５倍成分の誤差成分は正しく評価できない。
したがって、タイヤＴとドラム４２の回転数の倍次成分が分析対象倍次成分以下で最小公倍数の関係とならないようにこれらタイヤＴの径とドラム４２の径を設定する必要があり、本実施形態においては、タイヤＴとドラム４２の径の比を例えば１１：１７としている。
【００２８】
なお、本実施形態においては、ロードセル５５をドラム装置３に配備することによりドラム軸４３側で変動荷重を計測する構成とすることも可能であり、この場合、タイヤＴに駆動を付与する必要がある。
また、処理制御装置４には、外部入力手段５７が接続されている。
本発明の検査方法に係るタイヤ試験機１は以上の構成からなるものである。
該タイヤ試験機１を用いたタイヤＴの試験においては、スピンドル軸１１のリム１３にタイヤＴを装着し、ドラム装置３をタイヤ転動装置２に近接させてドラム４２の代用路面体４１をタイヤＴのトレッド面に押し付けることによりドラム４２からタイヤＴに向けて荷重を付与し、スピンドル軸１１とドラム軸４３の間隔を一定に保持した状態でドラム４２を回転させることによりタイヤＴを回転させ、これにより発生する変動荷重が計測装置５２により計測される。
【００２９】
通常、この様に計測される変動荷重のデータにはばらつきがある。例えば、同じタイヤＴであってもスピンドル軸１１に対する取付角度を変えることにより、得られるデータにばらつきが生じることがある。
また、計測装置５２は、試験時の荷重変動を検出してそれを計測するものであるため、
計測される変動荷重には、タイヤＴの回転による変動荷重だけでなく、該変動荷重にタイヤ試験機１に起因する変動荷重が含まれて計測される。
かかる点に鑑みれば、変動荷重のデータのばらつきは、タイヤ試験機１に起因する変動荷重が計測される変動荷重に含まれることにより発生することが考えられる。タイヤ試験機１に起因する変動荷重の原因としては、装置内の機械的な誤差や電気的な誤差が挙げられる。機械的な誤差は、スピンドル軸１１の精度不良やスピンドル軸１１を支えるベアリングから発生する荷重や、タイヤＴの回転数やその倍次成分がタイヤ試験機１の固有振動数と近接した場合に発生する振動（荷重）によるものと考えられる。また、電気的な誤差は、変動荷重を計測するロードセル５５の計測精度や信号線に混入する電気ノイズなどの影響が考えられる。これらの誤差は試験の実施状況等により微妙に変化し、定量化することが困難である。また、これらタイヤ試験機１に不可避的に内在する誤差を完全に排除することは極めて困難である。
【００３０】
本発明は、この様なタイヤ試験機１に内在する誤差により現出する変動荷重の大きさをを把握することにより、タイヤ試験機１自体の精度を検査するものである。該検査は以下の試験を１回又は複数回行うことにより行われる。
先ず、タイヤＴに代えてダミータイヤ６０をスピンドル軸１１に装着する。
ここで、ダミータイヤ６０は、ドラム４２とは異なる回転半径を有する円形に形成されており、スピンドル軸１１を内嵌する支持筒部６１と、ドラム４２に接触する環状の外周壁部６２と、支持筒部６１と外周壁部６２の上端部を連結する円盤状の上面部６３とを備えている。また、ダミータイヤ６０は、タイヤＴよりも高い真円度を有すると共に、ドラム４２からの荷重を径方向に受ける場合にも当該真円度を維持可能な剛性を有する。
【００３１】
本実施形態においては、ダミータイヤ６０は鋼材によって形成されているが、アルミ等の他の金属や硬質プラスチック等の樹脂によっても形成することが可能である。また、真円度は１０μ以上が好ましく、完全な真円であることが最も好ましい。また、ダミータイヤ６０は支持筒部６１と外周壁部６２との間を空隙として形成されており、この様に軽量化を図ることによりタイヤＴと同程度の質量とされている。また、支持筒部６１から外周壁部６２まで延びるリブを複数位置に配備することも好ましい。
また、本実施形態においては、ダミータイヤ６０とドラム４２の径の比を異なるもの（例えば、１１：１７）としている。これにより、ドラム４２とダミータイヤ６０の回転周期が同一又は近接することが回避されると共に、これらの回転数の倍次成分が分析対象倍次成分以下で最小公倍数の関係にならない様に設定されている。これにより、ダミータイヤ６０の回転数成分及びその高調波成分のみを抽出する際に、ドラム４２の真円度などの不均一性により発生する変動荷重は除去される。
【００３２】
次に、ダミータイヤ６０にドラム４２の代用路面体４１を押し付けて該ダミータイヤ６０にドラム４２からの荷重を付与する。
そして、スピンドル軸１１とドラム軸４３の間隔を一定に保持した状態でドラム４２を回転させることによりタイヤＴを回転させ、発生する変動荷重を処理制御装置により計測する。その後、該試験を終了し、得られた計測値からタイヤ試験機１の精度を判断することにより、当該タイヤ試験機１の検査が完了する。
ここで、ダミータイヤ６０は真円度を維持した状態で回転するため、理論的には試験中にダミータイヤ６０に起因する変動荷重が発生することはなく、これによって、ダミータイヤ６０の回転数成分上には、タイヤ試験機１に起因する変動荷重が計測されることとなる。これによってタイヤ試験機１に起因する変動荷重が実体的に把握されることとなる。
【００３３】
また、この様に変動荷重によってタイヤ試験機１の精度が示されるため、本実施形態の精度検査方法によれば、ダミータイヤ６０による試験を少なくとも１回行うことによってタイヤ試験機１の精度が把握されることとなり、これによって、従来の精度検査方法で作業者が負担していたタイヤＴの付け替え等の労力は大幅に軽減されると共に、試験に要する時間の短縮化やデータ量の削減も図られ、極めて効率的にタイヤ試験機１の精度を検査することができるのである。もちろん、上記試験を複数回行うことによりタイヤ試験機１の精度を総合的に検査・判断することとしても構わない。
［第２実施形態］
本実施形態においては、タイヤ試験機１の精度の検査を行うための構成が上記第１実施形態とは異なるが、タイヤ試験機１の構成やダミータイヤ６０の構成は上記第１実施形態と同じであるので、これらの構成は上記第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
本実施形態の意図する所は、以下の通りである。
ドラム４２にダミータイヤ６０を接触させて計測される変動荷重には、タイヤ試験機１に起因する変動荷重に加えて、ダミータイヤ６０をドラム４２に直接的に接触させることに起因した接触変動荷重が計測されることとなる。該接触変動荷重は、ダミータイヤ６０の半径変動にダミータイヤ６０とドラム４２の接触部間の剛性を乗じたものに相当し、タイヤ試験機１自体の精度検査においては無視されるべきものである。なお、接触剛性は、ドラム４２の剛性とドラム４２に接触するダミータイヤ６０の両者の剛性に基づいて得られる。
【００３５】
しかしながら、一般的に、ドラム４２は金属等の硬い材料で作られているため、ドラム４２と該ドラム４２に接触するダミータイヤ６０間の接触剛性は、ドラム４２と該ドラム４２に接触するタイヤＴとの間の接触剛性よりも相当大きなものとなりる。このため、仮にダミータイヤ６０とタイヤＴの半径変動が同一であるとすると、ダミータイヤ６０とドラム４２間に発生する変動荷重はタイヤＴとドラム４２間に発生する変動荷重よりも著しく大きなものとなる。
また、完全に真円であるダミータイヤ６０を製造することは実際上極めて困難であり、そのようなダミータイヤを製造した場合であっても、該ダミータイヤ６０がスピンドル軸１１に僅かに芯ずれした状態で取り付けられてしまうことも考えられる。
【００３６】
この様な場合、第１実施形態の如く試験を行った場合にも、ダミータイヤ６０において半径変動が生じることは避けられない。このため、ドラム４２にダミータイヤ６０を接触させて変動荷重を計測すると、ダミータイヤ６０の半径変動は大きなものとなって接触変動荷重が大きくなる。そこで、本実施形態を考えるに至った。
本実施形態は、図３に示す如く、タイヤ試験機１の試験を行うに際し、ダミータイヤ６０とドラム４２との間に、少なくともダミータイヤ６０とは異なる周期で回転し且つダミータイヤ６０との接触部位をダミータイヤ６０よりも低剛性とする緩衝体７０を介在させることとしている。
【００３７】
該緩衝体７０は弾性樹脂を環状に形成して構成され、ドラム４２に巻装されている。これにより、緩衝体７０は、ドラム４２とダミータイヤ６０の間に介在すると共に、ダミータイヤ６０とは異なる周期で回転する。
本実施形態によれば、ドラム４２とダミータイヤ６０の間に緩衝体７０が介在することにより、ドラム４２にダミータイヤ６０を直接的に接触させることにより生じていた接触剛性が低減され、ダミータイヤ６０の半径変動により発生する荷重が小さくなる。これによって、ダミータイヤ６０をドラム４２に直接的に接触させることによる変動荷重の発生が抑制されることとなる。
【００３８】
また、緩衝体７０の不均一性（例えば、真円度誤差）等に起因する変動荷重はドラム４２の回転数成分上に現出することとなり、ダミータイヤ６０の回転数成分上には、上記第１実施形態の試験と同じくタイヤ試験機１に起因する変動荷重が現出することとなる。このため、緩衝体７０が介在する状態であってもタイヤ試験機１を精度良く検査することができるのである。
なお、本実施形態においても、ロードセル５５をドラム装置３に配備することによりドラム軸４３側で変動荷重を計測する構成とすることも可能である。
［第３実施形態］
本実施形態においては、緩衝体７０の構成が上記第２実施形態とは異なるが、タイヤ試験機１の構成やダミータイヤ６０の構成は上記第２実施形態、即ち第１実施形態と同じであるので、緩衝体７０の構成についてのみ説明し、他の構成は上記第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
図４に示す如く、本実施形態の緩衝体７０は、スピンドル軸１１と平行な回転軸７１に枢支され、該回転軸７１廻りにダミータイヤ６０とは異なる回転半径で介する回転体状に形成されている。これにより、緩衝体７０はダミータイヤ６０とは異なる周期で回転することとなって、緩衝体７０に起因した変動荷重は、図２（ａ）のＤに示す如く、ダミータイヤ６０やドラム４２とは異なった周波数成分上に現出し、該変動荷重がタイヤ試験機に起因する変動荷重の計測に支障を来す虞はない。
なお、ダミータイヤ６０、緩衝体７０、ドラム７２の回転数の倍次成分を分析対象倍次成分以下で最小公倍数の関係としないことが好ましく、本実施形態においては、これらの比を１１：９：１７に設定している。
【００４０】
また、該緩衝体７０は、ダミータイヤ６０よりも低剛性とした弾性樹脂製のロール部材７２に金属製の内嵌部材７３を嵌め込むことにより形成されている。これにより、ダミータイヤ６０に接触し且つ該ダミータイヤ６０よりも低剛性である部分の厚さが十分に確保される。緩衝体７０としてタイヤＴを代用することは好ましい。
回転軸７１の軸心は、スピンドル軸１１の軸心とドラム軸４３の軸心を含む平面上を上下方向に延びており、回転軸７１の下端部に緩衝体７０が枢支されると共に、上端部が前記平面に垂直な揺動軸７４廻りに枢支されている。これにより、緩衝体７０は、揺動軸７４廻りに揺動自在となる。
【００４１】
本実施形態は以上の構成からなる。
本実施形態によりタイヤ試験機１の試験を行う場合には、先ず、緩衝体７０をダミータイヤ６０とドラム４２に配備すると共に、これらダミータイヤ６０とドラム４２に接触させる。
そして、この状態でドラム４２からダミータイヤ６０に荷重を付与し、スピンドル軸１１とドラム軸４３の間隔を一定に保持した状態でドラム４２を回転させることによりダミータイヤ６０を回転させる。そして、ダミータイヤ６０の回転時に発生する変動荷重を計測装置５２により計測するのである。
【００４２】
ところで、本発明に係る検査方法においては、ドラム４２からダミータイヤ６０に向けて極めて大きな荷重（例えば５００ｋｇ）を付与した状態で回転させる。このため、上記第２実施形態の如き試験を行うにつき、例えば低剛性の緩衝体７０を採用すると、上述の如き高負荷を継続的に受けることにより緩衝体７０が容易に破断してしまう虞がある。一方、該高負荷に対する耐性を備えた高剛性の材料により緩衝体７０を採用すると、緩衝体７０は曲がりにくいものとなり、緩衝体７０をドラム４２に巻装する作業が極めて困難となる。
【００４３】
これに対して、本実施形態によれば、ダミータイヤ６０とドラム４２の間に独立して回転可能な緩衝体７０を設置しているため、緩衝体７０の設置や取替え作業を極めて容易に行うことができる。
また、ダミータイヤ６０に接触し且つ該ダミータイヤ６０よりも接触剛性の低い部位が緩衝体７０の径方向に十分に厚く形成され、これによってダミータイヤ６０と緩衝体７０の接触剛性がより低減されることとなる。
また、本実施の形態によれば、スピンドル軸１１とドラム軸４３の僅かな平行度の誤差によりダミータイヤ６０に対してドラム４２が僅かに傾いた状態でこれらダミータイヤ６０とドラム４２が回転してしまう場合にも、緩衝体７０が揺動軸７４廻りに揺動することにより、ドラム４２の異常回転に追従可能となる。これにより、スピンドル軸１１とドラム軸４３の僅かな平行度の誤差に起因する半径変動が緩衝体７０によって良好に吸収されて変動荷重の発生が抑制されることとなり、より精度の高い検査が行われることとなる。
【００４４】
なお、本実施形態においても、ロードセル５５をドラム装置３に配備することによりドラム軸４３側で変動荷重を計測する構成とすることも可能である。この場合、タイヤＴに駆動を付与する必要がある。
［第４実施形態］
本実施形態においては、緩衝体７０の構成が上記第２実施形態とは異なるが、タイヤ試験機１の構成やダミータイヤ６０の構成は上記第２実施形態、即ち第１実施形態と同じであるので、緩衝体７０の構成についてのみ説明し、他の構成は上記第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
図５に示す如く、本実施形態の緩衝体７０は、スピンドル軸１１と平行な回転軸７１ａに枢支されたロール７５ａと、該ロール７５ａを支持する弾性支持装置７５とを備えている。ロール７５ａは、回転軸７１ａ廻りにダミータイヤ６０とは異なる径を有する回転体状に形成されており、これによってダミータイヤ６０とは異なる周期で回転可能である。
なお、回転軸７１ａの軸心は、スピンドル軸１１の軸心とドラム４２の軸心を含む平面上に位置している。
該弾性支持装置７５は、静止状態のドラム４２に当接するシリンダチューブ７６と、該シリンダチューブ７６に収容されてロール７５ａの回転軸７１ａの両端を支持するピストンロッド７７と、ピストンロッド７７の基端部とシリンダチューブ７６によって形成される部屋Ｒに空気を圧送／排出可能なポンプ７８とを備えている。部屋Ｒに空気が充填されることにより、シリンダチューブ７６とピストンロッド７７とはエアシリンダとして機能し、ピストンロッド７７をシリンダチューブ７６に押し込む外力の付与又は除去により、該エアシリンダは収縮又は伸長することとなる。
【００４６】
また、本実施形態においては、ダミータイヤ６０に回転力を付与する回転装置８０が設けられている。該回転装置８０は、スピンドル軸１１と平行な回転軸７１廻りに回転すると共にダミータイヤ６０に接触するタイヤＴ状の回転部材８１と、該回転部材８１に回転力を付与する回転モータ８２とを備えている。回転部材８１はダミータイヤ６０に触れる程度に接触しており（スキムタッチ）、これにより、回転部材８１からダミータイヤ６０に過大な荷重が付与されることが極力回避されている。
なお、本実施形態においては、後述の如くドラム４２を作動させないため、ロードセル５５はタイヤ転動装置２に配備してスピンドル軸１１側で変動荷重を計測する構成とし、ドラム軸４３側にロードセル５５を配備する構成とはしない。
【００４７】
本実施の形態は以上の構成からなる。
本実施形態により試験を行うには、先ず、ロール７５ａをタイヤに接触させると共にシリンダチューブ７６をドラム４２に当接させ、ポンプ７８により部屋Ｒに空気を充填する。次に、スピンドル軸１１とドラム軸４３の間隔を調整することにより、緩衝体７０を介してダミータイヤ６０にドラム４２からの荷重を付与する。そして、スピンドル軸１１とドラム軸４３の間隔を一定に保持した状態で回転装置８０を作動させることによりダミータイヤ６０を回転させる。そして、発生する変動荷重を計測装置５２により計測するのである。
【００４８】
本実施形態によれば、ダミータイヤ６０にロール７５ａを直接的に接触させることにより生じる接触剛性が緩衝体７０のエアシリンダの弾性作用により低減され、ダミータイヤ６０の半径変動により発生する荷重が小さくなる。この結果、ダミータイヤ６０をロール７５ａに直接的に接触させることによる変動荷重（接触変動荷重）の発生が抑制されることとなる。
［第５実施形態］
本実施形態においては、緩衝体７０、特に弾性支持装置７５の構成が上記第４実施形態とは異なるが、他の構成は上記第４実施形態、即ち第１実施形態と同じであるので、弾性支持装置７５の構成についてのみ説明し、他の構成は上記第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
図６に示す如く、本実施形態の弾性支持装置７５は、ロール７５ａの回転軸７１ａの両端を支持する支持部材８５と、支持部材８５の端部とドラム４２の間に配備されたエアバネ８５ａと、回転軸７１ａに回転力を付与する回転装置８６と、該回転装置８６及びロール７５ａをドラム軸４３とスピンドル軸１１の間で移動させる移動装置８７とを備えている。
該弾性支持装置７５によれば、ロール７５ａは支持部材８５を介してエアバネ８５ａに支持される。これによって該ロール７５ａは、軸心に垂直な方向に移動可能となっている。また、該ロール７５ａの移動は移動装置８７によって案内されているのである。
【００５０】
なお、本実施形態においてもドラム４２を作動させないため、ロードセル５５はタイヤ転動装置２に配備してスピンドル軸１１側で変動荷重を計測する構成とし、ドラム軸４３側にロードセル５５を配備する構成とはしない。
本実施の形態は以上の構成からなる。
本実施形態により試験を行うには、先ず、弾性支持装置のエアバネ８５ａをドラム４２に当接させると共にロール７５ａをダミータイヤ６０に当接させた状態でスピンドル軸１１とドラム軸４３の間隔を調整し、緩衝体７０を介してダミータイヤ６０にドラム４２からの荷重を付与する。そして、スピンドル軸１１とドラム軸４３の間隔を一定に保持した状態で回転装置８６を作動させることによりタイヤＴを回転させる。そして、発生する変動荷重を計測装置５２により計測するのである。
【００５１】
本実施形態においても、ダミータイヤ６０にロール７５ａを直接的に接触させることにより生じる接触剛性が緩衝体７０のエアバネ８５ａの弾性作用により低減され、この結果、ダミータイヤ６０をロール７５ａに直接的に接触させることによる変動荷重（接触変動荷重）の発生が抑制されることとなる。
［第６実施形態］
本実施形態においては、ダミータイヤ６０の構成が第２の実施形態とは異なるが、他の構成は同じであるので、ダミータイヤ６０の構成についてのみ説明し、他の構成は第２実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５２】
図７に示す如く、本実施形態のダミータイヤ６０は、上面部６３にスピンドル軸１１に支持される回転中心から径外方向となる１又は複数の位置におもり６７を取付け可能なおもり取付部６５を備えている。
該おもり取付部６５は、ダミータイヤ６０の径方向に複数個（本実施の形態においては３個）のねじ穴６６を開設することにより形成されている。隣り合うねじ穴６６の間隔は互いに等間隔であることが好ましい。また、隣り合うおもり取付部６５の間隔も等間隔であることが好ましく、本実施形態においては上面部６３に８つのおもり取付部６５が設けられている。
【００５３】
図８に示す如く、おもり取付部６５の何れかのねじ穴６６におもり６７を上面部６３の上方から螺合することにより、ダミータイヤ６０におもり６７が取り付けられることとなる。この様におもり６７を取り付けることにより、ダミータイヤ６０の重心が回転中心からずれ、これによってダミータイヤ６０は偏心したアンバランス状態となる。この状態でダミータイヤ６０を回転させることにより、ダミータイヤ６０にはアンバランスによる変動荷重（以下、アンバランス力という）が作用する。おもり６７の質量をｍ、ダミータイヤ６０の回転中心からおもり６７を取付対置までの距離をｒ、ダミータイヤ６０の回転角速度をωとすると、アンバランス力ｆはｆ＝ｍｒω2となる。
【００５４】
ここで、アンバランス力は、スピンドル軸１１を支持するロードセル５５に作用すると共に、ダミータイヤ６０に接触する緩衝体７０にも作用する。ロードセル５５の剛性が緩衝体７０の剛性よりも著しく大きいため、ロードセル５５には殆ど全てのアンバランス力が作用する。
本実施の形態は以上の構成からなる。
本実施形態により試験を行うには、先ず、ダミータイヤ６０のおもり取付部６５におもり６７を取り付ける。そして、ドラム４２を緩衝体７０を介してダミータイヤ６０に押し付けることによりダミータイヤ６０に荷重を付与する。次に、スピンドル軸１１とドラム軸４３の間隔を一定に保持した状態で駆動装置４５を作動させることによりタイヤＴを回転させる。そして、発生する変動荷重を計測装置５２により計測する。
【００５５】
本実施の形態によれば、ダミータイヤ６０の回転によって生じる変動荷重とアンバランス力とを比較するタイヤ試験機１の試験を行うことが可能である。また、おもり６７の位置を必要に応じて変更することができるため、同一のおもり６７により同一回転数で複数の条件を設定することが可能となる。
また、おもり取付部６５によりおもり６７の位置が定められるため、該おもり６７によって重心が偏心した状態となったダミータイヤ６０のアンバランス力を予め算出することにより既知とすることができる。
【００５６】
また、おもり６７の位置だけでなく、ダミータイヤの回転数速度ωやおもり６７の質量ｍや等を変えて複数の実験を行うことにより、ロードセル５５等の計測装置５２の計測精度をより詳細に検査することができる。
なお、本実施形態においては、全てのねじ穴６６におもり６７を取り付け、その中の複数のおもり６７を取り外すことによりダミータイヤ６０の重心を回転中心からずらすことも可能である。また、本実施形態のダミータイヤ６０は、第２実施形態はもちろんのこと、第３〜第５の実施形態においても採用することができる。
【００５７】
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、ドラム軸４３及びスピンドル軸１１を水平とし、ドラム４２やダミータイヤ６０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。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態を示す側部断面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、計測装置により計測される変動荷重を周波数分析した結果を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す側部断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態を示す側部断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態を示す側部断面図である。
【図６】本発明の第５実施形態を示す側部断面図である。
【図７】本発明の第６実施形態のダミータイヤを示す平面図である。
【図８】ダミータイヤをタイヤ転動装置に配備した状態を示す側部断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ タイヤ試験機
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
４２ ドラム
４５ 駆動装置
５２ 計測装置
５３ 測定器
５４ 算出手段
６０ ダミータイヤ
６５ おもり取付部
６７ おもり
７０ 緩衝体
７１ 回転軸
７１ａ 回転軸
７５ 弾性支持装置
７５ａ ロール
Ｔ タイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを装着可能なスピンドル軸と、該スピンドル軸と平行なドラム軸廻りに回転すると共にタイヤに押し付けられて該タイヤに荷重を付与するドラムと、前記タイヤにドラムを押し付けた状態で回転させることにより生じる変動荷重を計測する計測装置とを備えているタイヤ試験機の精度検査方法において、
前記タイヤに代えて、前記ドラムとは異なる回転半径と前記タイヤよりも高い真円度とを有すると共に、前記荷重を径方向に受ける場合にも前記真円度を維持可能な剛性を有するダミータイヤをスピンドル軸に装着し、該ダミータイヤをドラムからの荷重を与えた状態で回転させることにより生じる変動荷重を前記計測装置により計測することを特徴とするタイヤ試験機の精度検査方法。
【請求項２】
前記ダミータイヤとドラムとの間に、前記ダミータイヤよりも低剛性とする緩衝体を介在させた上で、当該ダミータイヤを回転させることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ試験機の精度検査方法。
【請求項３】
前記緩衝体を、前記ドラムの周囲に巻装して前記ドラムと共に回転させることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ試験機の精度検査方法。
【請求項４】
前記緩衝体は、前記スピンドル軸と平行な回転軸に枢支され、該回転軸廻りに前記ダミータイヤとは異なる回転半径を有してダミータイヤとは異なる周期で回転する回転体状に形成されており、
前記緩衝体を前記ダミータイヤとドラムに挟んだ状態でこれらダミータイヤとドラムと共に回転させることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ試験機の精度検査方法。
【請求項５】
前記計測装置は、前記スピンドル軸で前記変動荷重を計測するものであり、
前記ダミータイヤは、前記スピンドル軸に支持される回転中心から径外方向となる１又は複数の位置におもりを取付け可能なおもり取付部を備え、
該おもり取付部におもりを取り付け又は取り外してダミータイヤの重心を回転中心からずらした状態でダミータイヤを回転させ、前記計測装置によりスピンドル側で変動荷重を計測することを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れかに記載のタイヤ試験機の精度検査方法。
【請求項６】
前記計測装置は、前記スピンドル軸側で前記変動荷重を計測するものであり、
前記緩衝体は、前記ダミータイヤに当接した状態で前記スピンドル軸と平行な回転軸廻りに回転するロールと、該ロールをダミータイヤに弾性的に押しつけ且つ支持する弾性支持装置とを備え、
該ロールをドラム側からダミータイヤに向けて当接させた状態でダミータイヤを回転させ、前記計測装置によりスピンドル側で変動荷重を計測することを特徴とする請求項２に記載のタイヤ試験機の精度検査方法。
【請求項７】
前記ロールは、前記回転軸の軸方向に移動可能に支持されていることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ試験機の精度検査方法。
【請求項８】
前記ダミータイヤは、前記スピンドル軸に支持される回転中心から径外方向となる１又は複数の位置におもりを取付け可能なおもり取付部を備え、
該おもり取付部におもりを取付け又は取り外してダミータイヤの重心を回転中心からずらした状態でダミータイヤを回転させることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のタイヤ試験機の精度検査方法。
【請求項１】
タイヤを装着可能なスピンドル軸と、該スピンドル軸と平行なドラム軸廻りに回転すると共にタイヤに押し付けられて該タイヤに荷重を付与するドラムと、前記タイヤにドラムを押し付けた状態で回転させることにより生じる変動荷重を計測する計測装置とを備えているタイヤ試験機の精度検査方法において、
前記タイヤに代えて、前記ドラムとは異なる回転半径と前記タイヤよりも高い真円度とを有すると共に、前記荷重を径方向に受ける場合にも前記真円度を維持可能な剛性を有するダミータイヤをスピンドル軸に装着し、該ダミータイヤをドラムからの荷重を与えた状態で回転させることにより生じる変動荷重を前記計測装置により計測することを特徴とするタイヤ試験機の精度検査方法。
【請求項２】
前記ダミータイヤとドラムとの間に、前記ダミータイヤよりも低剛性とする緩衝体を介在させた上で、当該ダミータイヤを回転させることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ試験機の精度検査方法。
【請求項３】
前記緩衝体を、前記ドラムの周囲に巻装して前記ドラムと共に回転させることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ試験機の精度検査方法。
【請求項４】
前記緩衝体は、前記スピンドル軸と平行な回転軸に枢支され、該回転軸廻りに前記ダミータイヤとは異なる回転半径を有してダミータイヤとは異なる周期で回転する回転体状に形成されており、
前記緩衝体を前記ダミータイヤとドラムに挟んだ状態でこれらダミータイヤとドラムと共に回転させることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ試験機の精度検査方法。
【請求項５】
前記計測装置は、前記スピンドル軸で前記変動荷重を計測するものであり、
前記ダミータイヤは、前記スピンドル軸に支持される回転中心から径外方向となる１又は複数の位置におもりを取付け可能なおもり取付部を備え、
該おもり取付部におもりを取り付け又は取り外してダミータイヤの重心を回転中心からずらした状態でダミータイヤを回転させ、前記計測装置によりスピンドル側で変動荷重を計測することを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れかに記載のタイヤ試験機の精度検査方法。
【請求項６】
前記計測装置は、前記スピンドル軸側で前記変動荷重を計測するものであり、
前記緩衝体は、前記ダミータイヤに当接した状態で前記スピンドル軸と平行な回転軸廻りに回転するロールと、該ロールをダミータイヤに弾性的に押しつけ且つ支持する弾性支持装置とを備え、
該ロールをドラム側からダミータイヤに向けて当接させた状態でダミータイヤを回転させ、前記計測装置によりスピンドル側で変動荷重を計測することを特徴とする請求項２に記載のタイヤ試験機の精度検査方法。
【請求項７】
前記ロールは、前記回転軸の軸方向に移動可能に支持されていることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ試験機の精度検査方法。
【請求項８】
前記ダミータイヤは、前記スピンドル軸に支持される回転中心から径外方向となる１又は複数の位置におもりを取付け可能なおもり取付部を備え、
該おもり取付部におもりを取付け又は取り外してダミータイヤの重心を回転中心からずらした状態でダミータイヤを回転させることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のタイヤ試験機の精度検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−８９４６７（Ｐ２００８−８９４６７Ａ）
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７２００１（Ｐ２００６−２７２００１）
【出願日】平成１８年１０月３日（２００６．１０．３）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月３日（２００６．１０．３）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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