(57)【要約】【課題】過剰な剛性を有したＴＵＭを用いることなく、高速で回転する各種タイヤの高次成分の周波数に対しても正確な（精度の高い）タイヤユニフォミティデータを求めることが可能なタイヤユニフォミティデータの補正方法およびＴＵＭを提供する。【解決手段】何も付加されていない第１の状態のＴＵＭ１の固有振動特性を予め計測する装置固有振動特性計測工程と、実際のタイヤ２および実際のタイヤ２に対応した実際のリム３が取り付けられた状態のＴＵＭ１の荷重伝達特性を補正する第１の補正伝達関数Ｚ１を導出する補正伝達関数Ｚ導出工程と、実際のタイヤ２および前記実際のリムを取り付けた状態のタイヤユニフォミティデータに、前記補正伝達関数Ｚ導出工程で導出した前記第１の補正伝達関数Ｚ１を乗ずる演算処理を行なうタイヤユニフォミティデータ補正工程と、を有する。【選択図】図１
2020037299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ドラムと接触して従動回転しているタイヤを保持するタイヤ軸に発生するタイヤユニフォミティ波形を測定する前記タイヤ軸側のハウジングに設置した力センサと、前記力センサで測定したタイヤユニフォミティ波形に所定の信号処理を施し、タイヤユニフォミティデータとして出力する信号処理演算部と、を有するタイヤユニフォミティ測定部を備えたタイヤユニフォミティマシンにおける、タイヤユニフォミティデータの補正方法であって、
何も付加されていない第１の状態の前記タイヤユニフォミティマシンの固有振動特性を予め計測する装置固有振動特性計測工程と、
前記装置固有振動特性計測工程を前記第１の状態で実施した場合を考慮に入れ、前記タイヤユニフォミティ波形を測定する対象の実際のタイヤとこの実際のタイヤに対応した実際のリムが取り付けられた状態の前記タイヤユニフォミティマシンの荷重伝達特性を補正する補正伝達関数Ｚとしての第１の補正伝達関数Ｚ１を導出する補正伝達関数Ｚ導出工程と、
前記実際のタイヤおよび前記実際のリムを取り付けた状態で前記タイヤユニフォミティ波形を前記力センサで測定し、前記所定の信号処理を施し出力されるタイヤユニフォミティデータに、前記補正伝達関数Ｚ導出工程で導出した前記第１の補正伝達関数Ｚ１を乗ずる演算処理を行なうタイヤユニフォミティデータ補正工程と、
を有したことを特徴とするタイヤユニフォミティデータの補正方法。
【請求項２】
回転ドラムと接触して従動回転しているタイヤを保持するタイヤ軸に発生するタイヤユニフォミティ波形を測定する前記タイヤ軸側のハウジングに設置した力センサと、前記力センサで測定したタイヤユニフォミティ波形に所定の信号処理を施し、タイヤユニフォミティデータとして出力する信号処理演算部と、を有するタイヤユニフォミティ測定部を備えたタイヤユニフォミティマシンにおける、タイヤユニフォミティデータの補正方法であって、
任意の質量体が取り付けられた第２の状態の前記タイヤユニフォミティマシンの固有振動特性を予め計測する装置固有振動特性計測工程と、
前記装置固有振動特性計測工程を前記第２の状態で実施した場合を考慮に入れ、前記タイヤユニフォミティ波形を測定する対象の実際のタイヤとこの実際のタイヤに対応した実際のリムが取り付けられた状態の前記タイヤユニフォミティマシンの荷重伝達特性を補正する補正伝達関数Ｚとしての第２の補正伝達関数Ｚ２を導出する補正伝達関数Ｚ導出工程と、
前記実際のタイヤおよび前記実際のリムを取り付けた状態で前記タイヤユニフォミティ波形を前記力センサで測定し、前記所定の信号処理を施し出力されるタイヤユニフォミティデータに、前記補正伝達関数Ｚ導出工程で導出した前記第２の補正伝達関数Ｚ２を乗ずる演算処理を行なうタイヤユニフォミティデータ補正工程と、
を有したことを特徴とするタイヤユニフォミティデータの補正方法。
【請求項３】
請求項２に記載のタイヤユニフォミティデータの補正方法において、
前記任意の質量体は、前記実際のリム、または、前記実際のリムと同一仕様のリムであり、
前記実際のリム、または、前記実際のリムと同一仕様のリムが取り付けられた第３の状態の前記タイヤユニフォミティマシンの固有振動特性を予め計測する装置固有振動特性計測工程と、
前記装置固有振動特性計測工程を前記第３の状態で実施した場合を考慮に入れ、前記実際のタイヤと前記実際のリムが取り付けられた状態の前記タイヤユニフォミティマシンの荷重伝達特性を補正する補正伝達関数Ｚとしての第３の補正伝達関数Ｚ３を導出する補正伝達関数Ｚ導出工程と、
前記実際のタイヤおよび前記実際のリムを取り付けた状態で前記タイヤユニフォミティ波形を前記力センサで測定し、前記所定の信号処理を施し出力されるタイヤユニフォミティデータに、前記補正伝達関数Ｚ導出工程で導出した前記第３の補正伝達関数Ｚ３を乗ずる演算処理を行なうタイヤユニフォミティデータ補正工程と、
を有したことを特徴とするタイヤユニフォミティデータの補正方法。
【請求項４】
請求項３に記載のタイヤユニフォミティデータの補正方法において、
前記任意の質量体として、前記実際のタイヤ、または、前記実際のタイヤと同一仕様のタイヤがさらに付加され、
前記実際のタイヤ、または、前記実際のタイヤと同一仕様のタイヤがさらに付加された第４の状態の前記タイヤユニフォミティマシンの固有振動特性を予め計測する装置固有振動特性計測工程と、
前記装置固有振動特性計測工程を前記第４の状態で実施した場合を考慮に入れ、前記実際のタイヤと前記実際のリムが取り付けられた状態の前記タイヤユニフォミティマシンの荷重伝達特性を補正する補正伝達関数Ｚとしての第４の補正伝達関数Ｚ４を導出する補正伝達関数Ｚ導出工程と、
前記実際のタイヤおよび前記実際のリムを取り付けた状態で前記タイヤユニフォミティ波形を前記力センサで測定し、前記所定の信号処理を施し出力されるタイヤユニフォミティデータに、前記補正伝達関数Ｚ導出工程で導出した前記第４の補正伝達関数Ｚ４を乗ずる演算処理を行なうタイヤユニフォミティデータ補正工程と、
を有したことを特徴とするタイヤユニフォミティデータの補正方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤユニフォミティデータの補正方法における前記装置固有振動特性計測工程は、前記第１、第２、第３および第４の状態のうちの対応するいずれか一つの状態の前記タイヤユニフォミティマシンの基準位置に対して１次独立となるような３条件以上の加振力を加える加振工程を有することを特徴とするタイヤユニフォミティデータの補正方法。
【請求項６】
請求項５に記載のタイヤユニフォミティデータの補正方法において、
前記装置固有振動特性計測工程は、前記加振力と前記力センサで測定した測定荷重の関係を示す荷重伝達関数行列Ｇを予め導出する荷重伝達関数行列Ｇ導出工程を有することを特徴とするタイヤユニフォミティデータの補正方法。
【請求項７】
請求項６に記載のタイヤユニフォミティデータの補正方法において、
前記装置固有振動特性計測工程は、前記加振力と前記加振力が加えられた位置とは別の任意の位置に設置した加速度センサで測定した測定加速度の関係を示す加速度伝達関数行列Ｈを予め導出する加速度伝達関数行列Ｈ導出工程を有することを特徴とするタイヤユニフォミティデータの補正方法。
【請求項８】
請求項７に記載のタイヤユニフォミティデータの補正方法において、
前記補正伝達関数Ｚ導出工程は、
前記第１、第２、第３および第４の状態のうちの対応するいずれか一つの状態並びに前記実際のタイヤと前記実際のリムを考慮に入れ、質量行列Ｍを導出する質量行列Ｍ導出工程と、
前記加振力を前記基準位置から前記実際のタイヤと前記回転ドラムが接触する任意の接触部における加振力に変換するための加振力ベクトル変換行列Ｔfeを導出する加振力ベクトル変換行列Ｔfe導出工程と、
を有し、
前記荷重伝達関数行列Ｇ、前記加速度伝達関数行列Ｈ、前記質量行列Ｍおよび前記加振力ベクトル変換行列Ｔfeを用いて下記式（１）に基づいて前記補正伝達関数Ｚを導出するものである、ことを特徴とするタイヤユニフォミティデータの補正方法。
【数１】
2020037299.tif 000041
【請求項９】
タイヤを保持するタイヤ軸と、
このタイヤ軸を前記タイヤ軸の軸心回りに軸受部を介して回転自在に支持するハウジングと、
前記タイヤ軸と平行な駆動軸の軸心回りに駆動回転自在に且つ前記タイヤに対して接離自在に配備された回転ドラムと、
前記回転ドラムと接触して従動回転している前記タイヤを保持する前記タイヤ軸に発生するタイヤユニフォミティ波形を測定する前記タイヤ軸側の前記ハウジングに設置した力センサと、前記力センサで測定したタイヤユニフォミティ波形に所定の信号処理を施し、タイヤユニフォミティデータとして出力する信号処理演算部と、を有するタイヤユニフォミティ測定部と、
前記タイヤ軸側の前記ハウジングを前記力センサを介して支持する支持部と、
を備えたタイヤユニフォミティマシンであって、
実際のタイヤと実際のリムを取り付けた状態で前記タイヤユニフォミティ波形を前記力センサで測定し、前記所定の信号処理を施し出力されるタイヤユニフォミティデータに、前記実際のタイヤと前記実際のリムが取り付けられた状態の前記タイヤユニフォミティマシンの荷重伝達特性を補正する補正伝達関数Ｚを乗ずる演算処理が前記信号処理演算部または別の信号処理演算部で行なわれるように構成されていることを特徴とするタイヤユニフォミティマシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤユニフォミティデータの補正方法およびタイヤユニフォミティマシン（ＴＵＭとも称す）に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車、トラック、バス等のタイヤの振動特性は、これらの車輌の乗り心地や騒音に影響を与える。したがって、タイヤの振動特性は、従来からＴＵＭを用いて評価している。
【０００３】
上記ＴＵＭとしては、タイヤを装着可能なタイヤ軸と、このタイヤ軸と平行な駆動軸廻りに回転する回転ドラムと、前記タイヤに前記回転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前記タイヤの各方向の変動荷重波形（ユニフォミティ波形と称す）を計測する前記タイヤ軸側のハウジングに取付けられたロードセルと、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記特許文献１に開示された技術の場合、前記回転ドラムを押し付けた状態で回転する前記タイヤの各方向のユニフォミティ波形（すなわち、前記タイヤの加振力）に対する、前記ロードセルにより計測した計測荷重の応答伝達関数｛これを「計測荷重伝達関数（応答倍率）」と称す｝は、図９に示すような関係になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１８３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図９に示すような計測荷重伝達関数（応答倍率）の場合、上記タイヤの低速回転（すなわち、低い周波数帯）においては、上記計測荷重伝達関数（応答倍率）が1であるため、上記ロードセルで計測した計測荷重から正確な（精度の高い）タイヤユニフォミティ波形を求めることが可能である。したがって、この波形に所定の信号処理（例えば、ＦＦＴ計算による回転数成分、および高次成分の振幅と位相の抽出）を施し、正確な（精度の高い）タイヤユニフォミティデータを出力できる。
【０００７】
しかし、上記タイヤが高速回転（すなわち、高い周波数帯）になるにつれ、その高次成分の周波数は、ＴＵＭ単体の固有振動数に接近し、ＴＵＭ単体の固有振動数とタイヤやリムなどの付加された質量による慣性力の影響も受け、上記ロードセルで計測した計測荷重から正確な（精度の高い）タイヤユニフォミティ波形を求めることが困難になる。したがって、このような波形に上記所定の信号処理を施したところで、正確な（精度の高い）タイヤユニフォミティデータは得られないという問題点があった。
【０００８】
近年、自動車メーカやタイヤメーカからは、さらなる高速回転による高次成分の周波数におけるタイヤユニフォミティ波形およびタイヤユニフォミティデータが求められるため、この問題はより深刻である。
【０００９】
これらの問題点を解決する一つの手段として、ＴＵＭの構造を変更し剛性を高めることも考えられるが、これにも限界があり、上記問題点の解消に至っていないのが現状である。
【００１０】
本発明の目的は、過剰な剛性を有したＴＵＭ（タイヤユニフォミティマシン）を用いることなく、高速で回転する各種タイヤの高次成分の周波数に対しても正確な（精度の高い）タイヤユニフォミティデータを求めることが可能なタイヤユニフォミティデータの補正方法およびタイヤユニフォミティマシンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するために、本発明のタイヤユニフォミティデータの補正方法は、
回転ドラムと接触して従動回転しているタイヤを保持するタイヤ軸に発生するタイヤユニフォミティ波形を測定する前記タイヤ軸側のハウジングに設置した力センサと、前記力センサで測定したタイヤユニフォミティ波形に所定の信号処理を施し、タイヤユニフォミティデータとして出力する信号処理演算部と、を有するタイヤユニフォミティ測定部を備えたタイヤユニフォミティマシンにおける、タイヤユニフォミティデータの補正方法であって、
何も付加されていない第１の状態の前記タイヤユニフォミティマシンの固有振動特性を予め計測する装置固有振動特性計測工程と、
前記装置固有振動特性計測工程を前記第１の状態で実施した場合を考慮に入れ、前記タイヤユニフォミティ波形を測定する対象の実際のタイヤとこの実際のタイヤに対応した実際のリムが取り付けられた状態の前記タイヤユニフォミティマシンの荷重伝達特性を補正する補正伝達関数Ｚとしての第１の補正伝達関数Ｚ１（詳細は後記にて定義する）を導出する補正伝達関数Ｚ導出工程と、
前記実際のタイヤおよび前記実際のリムを取り付けた状態で前記タイヤユニフォミティ波形を前記力センサで測定し、前記所定の信号処理を施し出力されるタイヤユニフォミティデータに、前記補正伝達関数Ｚ導出工程で導出した前記第１の補正伝達関数Ｚ１を乗ずる演算処理を行なうタイヤユニフォミティデータ補正工程と、
を有したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の別のタイヤユニフォミティデータの補正方法は、
回転ドラムと接触して従動回転しているタイヤを保持するタイヤ軸に発生するタイヤユニフォミティ波形を測定する前記タイヤ軸側のハウジングに設置した力センサと、前記力センサで測定したタイヤユニフォミティ波形に所定の信号処理を施し、タイヤユニフォミティデータとして出力する信号処理演算部と、を有するタイヤユニフォミティ測定部を備えたタイヤユニフォミティマシンにおける、タイヤユニフォミティデータの補正方法であって、
任意の質量体が取り付けられた第２の状態の前記タイヤユニフォミティマシンの固有振動特性を予め計測する装置固有振動特性計測工程と、
前記装置固有振動特性計測工程を前記第２の状態で実施した場合を考慮に入れ、前記タイヤユニフォミティ波形を測定する対象の実際のタイヤとこの実際のタイヤに対応した実際のリムが取り付けられた状態の前記タイヤユニフォミティマシンの荷重伝達特性を補正する補正伝達関数Ｚとしての第２の補正伝達関数Ｚ２（詳細は後記にて定義する）を導出する補正伝達関数Ｚ導出工程と、
前記実際のタイヤおよび前記実際のリムを取り付けた状態で前記タイヤユニフォミティ波形を前記力センサで測定し、前記所定の信号処理を施し出力されるタイヤユニフォミティデータに、前記補正伝達関数Ｚ導出工程で導出した前記第２の補正伝達関数Ｚ２を乗ずる演算処理を行なうタイヤユニフォミティデータ補正工程と、
を有したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のタイヤユニフォミティマシンは、
タイヤを保持するタイヤ軸と、
このタイヤ軸を前記タイヤ軸の軸心回りに軸受部を介して回転自在に支持するハウジングと、
前記タイヤ軸と平行な駆動軸の軸心回りに駆動回転自在に且つ前記タイヤに対して接離自在に配備された回転ドラムと、
前記回転ドラムと接触して従動回転している前記タイヤを保持する前記タイヤ軸に発生するタイヤユニフォミティ波形を測定する前記タイヤ軸側の前記ハウジングに設置した力センサと、前記力センサで測定したタイヤユニフォミティ波形に所定の信号処理を施し、タイヤユニフォミティデータとして出力する信号処理演算部と、を有するタイヤユニフォミティ測定部と、
前記タイヤ軸側の前記ハウジングを前記力センサを介して支持する支持部と、
を備えたタイヤユニフォミティマシンであって、
実際のタイヤと実際のリムを取り付けた状態で前記タイヤユニフォミティ波形を前記力センサで測定し、前記所定の信号処理を施し出力されるタイヤユニフォミティデータに、前記実際のタイヤと前記実際のリムが取り付けられた状態の前記タイヤユニフォミティマシンの荷重伝達特性を補正する補正伝達関数Ｚを乗ずる演算処理が前記信号処理演算部または別の信号処理演算部で行なわれるように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成により、過剰な剛性を有したＴＵＭ（タイヤユニフォミティマシン）を用いることなく、高速で回転する各種タイヤの高次成分の周波数に対しても正確な（精度の高い）タイヤユニフォミティデータを求めることが可能なタイヤユニフォミティデータの補正方法およびタイヤユニフォミティマシンを提供することが可能である。
【００１５】
また、上述した装置固有振動特性計測工程において、上記第２の状態を採用した場合は、上記第１の状態を採用した場合に比べて、実際のタイヤと実際のリムを取り付けて上記タイヤユニフォミティ波形を測定する状態により近づけることが可能であるため、上記補正伝達関数Ｚ導出工程で導出される上記補正伝達関数Ｚの精度もより向上するという作用効果を奏する。したがって、上記タイヤユニフォミティデータの補正精度もより向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のタイヤユニフォミティデータの補正方法に係るＴＵＭを説明するための模式側面図である。
【図２】図１に示すＴＵＭに何も付加されていない第１の状態の構造と加振力の概念を説明するための説明図である。
【図３】図２に示す概念構造における、（ａ）は基準位置に対して１次独立となるような３つの加振力を加える加振点の説明図、（ｂ）は加速度を計測する３つの計測点の説明図である。
【図４】図３に示す概念構造における、力センサで計測した計測荷重および基準位置周りの計測荷重を説明するための説明図である。
【図５】質量行列Ｍを導出するにあたっての第１、第２、第３および第４の状態のｍ、Ｉ、ｓの定義を説明するための説明図である。
【図６】加振力を基準位置から実際のタイヤと回転ドラムが接触する任意の接触部における加振力に変換するための加振力ベクトル変換行列Ｔfeを説明するための説明図である。
【図７】図３に示す基準位置における荷重伝達関数行列Ｇ、変移荷重伝達関数行列Ｇ´を説明するための説明図である。
【図８】本発明のタイヤユニフォミティデータの補正方法を説明するためのフローチャートである。
【図９】従来のＴＵＭ｛（タイヤおよびリム）付き｝の計測荷重伝達関数（応答倍率）を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明者は、如何にすれば、過剰な剛性を有したＴＵＭ（タイヤユニフォミティマシン）を用いることなく、高速で回転する各種タイヤの高次成分の周波数に対しても、タイヤ軸側のハウジングに設置された力センサ（後記）で測定したタイヤユニフォミティ波形から正確な（精度の高い）タイヤユニフォミティデータを求めることが可能であるのか鋭意研究を行った。その結果、以下に説明するような構成を採用することで初めて目的を達成できることを見出した。ここで、各種タイヤとは、質量やサイズ等の異なるタイヤを言う。また、タイヤユニフォミティ波形とは、力センサで測定したタイヤのラジアル方向の変動荷重波形（タイヤＲＦＶ波形）およびトラクティブ方向の変動荷重波形（タイヤＴＦＶ波形）およびラテラル方向の変動荷重波形（タイヤＬＦＶ波形）の総称を言う。また、タイヤユニフォミティデータとは、前記タイヤユニフォミティ波形に所定の信号処理を施す｛例えば、ＦＦＴ計算による回転数成分、および高次成分の振幅と位相の抽出を行う｝ことによって、得られるデータの総称を言う。また、正確な（精度の高い）タイヤユニフォミティデータとは、計測したい周波数範囲（高次成分）において、タイヤとドラムの間で発生する変動荷重と力センサで計測される荷重が1対1に対応するデータを言う。この周波数範囲にＴＵＭの固有振動数があると、計測される荷重が増幅される。
【００１８】
（本発明のタイヤユニフォミティデータの補正方法）
すなわち、本発明のタイヤユニフォミティデータの補正方法に係る第１の発明は、
回転ドラムと接触して従動回転しているタイヤを保持するタイヤ軸に発生するタイヤユニフォミティ波形を測定する前記タイヤ軸側のハウジングに設置した力センサと、前記力センサで測定したタイヤユニフォミティ波形に所定の信号処理を施し、タイヤユニフォミティデータとして出力する信号処理演算部と、を有するタイヤユニフォミティ測定部を備えたタイヤユニフォミティマシンにおける、タイヤユニフォミティデータの補正方法であって、
何も付加されていない第１の状態の前記タイヤユニフォミティマシンの固有振動特性を予め計測する装置固有振動特性計測工程と、
前記装置固有振動特性計測工程を前記第１の状態で実施した場合を考慮に入れ、前記タイヤユニフォミティ波形を測定する対象の実際のタイヤとこの実際のタイヤに対応した実際のリムが取り付けられた状態の前記タイヤユニフォミティマシンの荷重伝達特性を補正する補正伝達関数Ｚとしての第１の補正伝達関数Ｚ１を導出する補正伝達関数Ｚ導出工程と、
前記実際のタイヤおよび前記実際のリムを取り付けた状態で前記タイヤユニフォミティ波形を前記力センサで測定し、前記所定の信号処理を施し出力されるタイヤユニフォミティデータに、前記補正伝達関数Ｚ導出工程で導出した前記第１の補正伝達関数Ｚ１を乗ずる演算処理を行なうタイヤユニフォミティデータ補正工程と、
を有したことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明のタイヤユニフォミティデータの補正方法に係る第２の発明は、
回転ドラムと接触して従動回転しているタイヤを保持するタイヤ軸に発生するタイヤユニフォミティ波形を測定する前記タイヤ軸側のハウジングに設置した力センサと、前記力センサで測定したタイヤユニフォミティ波形に所定の信号処理を施し、タイヤユニフォミティデータとして出力する信号処理演算部と、を有するタイヤユニフォミティ測定部を備えたタイヤユニフォミティマシンにおける、タイヤユニフォミティデータの補正方法であって、
任意の質量体が取り付けられた第２の状態の前記タイヤユニフォミティマシンの固有振動特性を予め計測する装置固有振動特性計測工程と、
前記装置固有振動特性計測工程を前記第２の状態で実施した場合を考慮に入れ、前記タイヤユニフォミティ波形を測定する対象の実際のタイヤとこの実際のタイヤに対応した実際のリムが取り付けられた状態の前記タイヤユニフォミティマシンの荷重伝達特性を補正する補正伝達関数Ｚとしての第２の補正伝達関数Ｚ２を導出する補正伝達関数Ｚ導出工程と、
前記実際のタイヤおよび前記実際のリムを取り付けた状態で前記タイヤユニフォミティ波形を前記力センサで測定し、前記所定の信号処理を施し出力されるタイヤユニフォミティデータに、前記補正伝達関数Ｚ導出工程で導出した前記第２の補正伝達関数Ｚ２を乗ずる演算処理を行なうタイヤユニフォミティデータ補正工程と、
を有したことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明のタイヤユニフォミティデータの補正方法に係る第３の発明は、
前記任意の質量体は、前記実際のリム、または、前記実際のリムと同一仕様のリムであり、
前記実際のリム、または、前記実際のリムと同一仕様のリムが取り付けられた第３の状態の前記タイヤユニフォミティマシンの固有振動特性を予め計測する装置固有振動特性計測工程と、
前記装置固有振動特性計測工程を前記第３の状態で実施した場合を考慮に入れ、前記実際のタイヤと前記実際のリムが取り付けられた状態の前記タイヤユニフォミティマシンの荷重伝達特性を補正する補正伝達関数Ｚとしての第３の補正伝達関数Ｚ３（詳細は後記にて定義する）を導出する補正伝達関数Ｚ導出工程と、
前記実際のタイヤおよび前記実際のリムを取り付けた状態で前記タイヤユニフォミティ波形を前記力センサで測定し、前記所定の信号処理を施し出力されるタイヤユニフォミティデータに、前記補正伝達関数Ｚ導出工程で導出した前記第３の補正伝達関数Ｚ３を乗ずる演算処理を行なうタイヤユニフォミティデータ補正工程と、
を有したことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明のタイヤユニフォミティデータの補正方法に係る第４の発明は、
前記任意の質量体として、前記実際のタイヤ、または、前記実際のタイヤと同一仕様のタイヤがさらに付加され、
前記実際のタイヤ、または、前記実際のタイヤと同一仕様のタイヤがさらに付加された第４の状態の前記タイヤユニフォミティマシンの固有振動特性を予め計測する装置固有振動特性計測工程と、
前記装置固有振動特性計測工程を前記第４の状態で実施した場合を考慮に入れ、前記実際のタイヤと前記実際のリムが取り付けられた状態の前記タイヤユニフォミティマシンの荷重伝達特性を補正する補正伝達関数Ｚとしての第４の補正伝達関数Ｚ４（詳細は後記にて定義する）を導出する補正伝達関数Ｚ導出工程と、
前記実際のタイヤおよび前記実際のリムを取り付けた状態で前記タイヤユニフォミティ波形を前記力センサで測定し、前記所定の信号処理を施し出力されるタイヤユニフォミティデータに、前記補正伝達関数Ｚ導出工程で導出した前記第４の補正伝達関数Ｚ４を乗ずる演算処理を行なうタイヤユニフォミティデータ補正工程と、
を有したことを特徴とする。
【００２２】
（本発明のタイヤユニフォミティマシン（ＴＵＭ））
すなわち、本発明のタイヤユニフォミティマシンは、
タイヤを保持するタイヤ軸と、
このタイヤ軸を前記タイヤ軸の軸心回りに軸受部を介して回転自在に支持するハウジングと、
前記タイヤ軸と平行な駆動軸の軸心回りに駆動回転自在に且つ前記タイヤに対して接離自在に配備された回転ドラムと、
前記回転ドラムと接触して従動回転している前記タイヤを保持する前記タイヤ軸に発生するタイヤユニフォミティ波形を測定する前記タイヤ軸側の前記ハウジングに設置した力センサと、前記力センサで測定したタイヤユニフォミティ波形に所定の信号処理を施し、タイヤユニフォミティデータとして出力する信号処理演算部と、を有するタイヤユニフォミティ測定部と、
前記タイヤ軸側の前記ハウジングを前記力センサを介して支持する支持部と、
を備えたタイヤユニフォミティマシンであって、
実際のタイヤと実際のリムを取り付けた状態で前記タイヤユニフォミティ波形を前記力センサで測定し、前記所定の信号処理を施し出力されるタイヤユニフォミティデータに、前記実際のタイヤと前記実際のリムが取り付けられた状態の前記タイヤユニフォミティマシンの荷重伝達特性を補正する補正伝達関数Ｚを乗ずる演算処理が前記信号処理演算部または別の信号処理演算部で行なわれるように構成されていることを特徴とする。
【００２３】
以下、図１〜図８を参照しつつ、本発明のタイヤユニフォミティデータの補正方法およびタイヤユニフォミティマシン（ＴＵＭ）について説明する。
【００２４】
図１は本発明のタイヤユニフォミティデータの補正方法に係るＴＵＭを説明するための模式側面図である。図１において、１はＴＵＭ、２は評価対象物としてのタイヤ、３はタイヤ２を装着するリム、４はタイヤ２を保持するタイヤ軸、５、６は軸受部、７はタイヤ軸４をタイヤ軸４の軸心回りに軸受部５、６を介して回転自在に支持するハウジング、８、９は軸受部、１０はタイヤ軸４と平行な駆動軸、１１は駆動軸１０の軸心回りに駆動回転自在に且つタイヤ２に対して接離自在に配備された回転ドラム、１２はタイヤ軸４に発生するタイヤＲＦＶ波形、タイヤＬＦＶ波形およびタイヤＴＦＶ波形を測定する３軸方向計測可能な力センサとしてのロードセル、１３はハウジング７をロードセル１２を介して支持する支持部としての架台、１５はタイヤＲＦＶ波形、タイヤＴＦＶ波形およびタイヤＬＦＶ波形にそれぞれ所定の信号処理を施す｛例えば、タイヤ２に回転ドラム１１を押し付ける時の負荷（ＤＣ成分）を分離する｝ことによって、タイヤユニフォミティデータとしてのタイヤＲＦＶデータ、タイヤＴＦＶデータおよびタイヤＬＦＶデータとして出力する信号処理演算部、１６はロードセル１２および信号処理演算部１５から構成されたタイヤユニフォミティ測定部である。なお、駆動軸１０は駆動軸１０の軸心回りに軸受部８、９を介してハウジング７に回転自在に支持されている。
【００２５】
また、本実施形態においては、リムとして一体型構造のリム３のようなタイヤ２を装着可能である例について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、上リム、下リムのような分割構造リムや実際のタイヤに対応したリムや市販のタイヤホイール等の所定リムを採用することも可能である。
【００２６】
例えば、本発明に係るタイヤユニフォミティデータの補正方法（上記第１の発明）は、
上述した何も付加されていない第１の状態のタイヤユニフォミティマシン（ＴＵＭ）１の固有振動特性を予め計測する装置固有振動特性計測工程と、
タイヤユニフォミティ波形を測定する対象の実際のタイヤ２とこの実際のタイヤ２に対応した実際のリム（所定リム）としてのリム３が取り付けられた状態のＴＵＭ１の荷重伝達特性を補正する補正伝達関数Ｚとしての第１の補正伝達関数Ｚ１を導出する補正伝達関数Ｚ導出工程と、
実際のタイヤ２（以下、単に「タイヤ２」とも言う）およびリム３を取り付けた状態でタイヤユニフォミティ波形（タイヤＲＦＶ波形、タイヤＴＦＶ波形およびタイヤＬＦＶ波形）をロードセル１２で測定し、前記所定の信号処理を施し出力されるタイヤユニフォミティデータ（タイヤＲＦＶデータ、タイヤＴＦＶデータおよびタイヤＬＦＶデータ）に、前記補正伝達関数Ｚ導出工程で導出した前記第１の補正伝達関数Ｚ１を乗ずる演算処理を行なうタイヤユニフォミティデータ補正工程と、から構成されている。
【００２７】
そこで、上述した何も付加されていない第１の状態を中心に、上記各工程について、図２〜図８を用いながら順番に説明する。
【００２８】
（装置固有振動特性計測工程）
まず初めに、タイヤ２およびリム３が取り付けられていない状態のタイヤユニフォミティマシン（ＴＵＭ）１の固有振動特性を予め計測する手順について説明する。図２は図１に示すＴＵＭ１｛（タイヤおよびリム）なし｝の構造の概念を説明するための説明図を示す。また、図３は図２に示す概念構造における、（ａ）は基準位置に対して１次独立となるような３つの加振力を加える加振点の説明図、（ｂ）は加速度を計測する３つの計測点の説明図である。なお、基準位置はリム取り付け部や、リム取り付け部に対して剛体的な挙動を示す周辺部の任意の点とする。
【００２９】
ＴＵＭ１｛（タイヤおよびリム）なし｝の構造を図２に示すように表現し、前記ＴＵＭ１の基準位置を２０と定め、この基準位置２０に対して１次独立な加振力としてのＦｘ、Ｆｙ、Ｍｚが加わる場合を仮定する。また、図２においては、図１に示すロードセル１２に代えて、ロードセル３０、４０を仮定し（実際には、３軸のロードセルが４つ取り付けられているが、ここでは説明を簡略化するため２軸のロードセルを２個として）、２次元での説明を行う。図２において、ＴＵＭ１の基準位置２０に対して１次独立な加振力としてのＦｘ、Ｆｙ、Ｍｚを総称して加振力Ｆと表し、加振力ＦがＴＵＭ１に加えられた時のロードセル３０、４０で計測される計測荷重を総称してＰと表している。また、図２に示すＴＵＭ１の基準位置２０に対して１次独立な加振力としてのＦｘ、Ｆｙ、Ｍｚが加えられた時の発生する基準位置２０におけるＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の各加速度（すなわち、Ｘ、Ｙおよびθのそれぞれ時間による２階微分である。以下、それぞれニュートンの記法も用いて表記する。また、これらのニュートンの記法で表記された各加速度は、エックスツードット、ワイツードット、シータツードットと称する。）の関係を示す。
【００３０】
加振力Ｆと計測荷重Ｐの関係は、下記式（１）および式（２）で表される。
【数１】
2020037299.tif 000003
【数２】
2020037299.tif 000004
ここで、Ｇ（ｆ）は、荷重伝達関数行列である。
【００３１】
ここで、上記加振力Ｆと計測荷重Ｐの関係は、図１に示す回転ドラム１１と接触して従動回転しているタイヤ２を保持するタイヤ軸４に発生するタイヤ変動荷重（タイヤＲＦＶ、タイヤＴＦＶおよびタイヤＬＦＶ）とロードセル１２でそれぞれ測定されたタイヤ変動荷重波形（タイヤＲＦＶ波形、タイヤＴＦＶ波形およびタイヤＬＦＶ波形）の関係に通ずるものである。
【００３２】
また、上記加振力Ｆと加速度Xの関係は、下記式（３）または式（５）で表される。
【数３】
2020037299.tif 000005
【数４】
2020037299.tif 000006
【数５】
2020037299.tif 000007
ここで、Ｈ（ｆ）は、加速度伝達関数行列である。
【００３３】
ここで、上記加振力Ｆと加速度Ｘの関係は、図１に示す回転ドラム１１と接触して従動回転しているタイヤ２を保持するタイヤ軸４に発生するタイヤ変動荷重（タイヤＲＦＶ、タイヤＴＦＶおよびタイヤＬＦＶ）とＴＵＭ１｛（タイヤおよびリム）付き｝の任意の位置に設置した加速度センサで測定した測定加速度の関係に通ずるものである。
【００３４】
予め上記式（２）のＧ（ｆ）を実験により計測で求めておくことで、ＴＵＭ１の固有振動数による共振の影響を補正する手法の一歩になると考えた。ここで、Ｇ（ｆ）は、１次独立となるような加振力Ｆをｎ回与えた場合の計測荷重Ｐとの関係から、下記式（６）のように導出可能である。
【数６】
2020037299.tif 000008
【００３５】
また、上記式（６）より、１次独立となるような加振力Ｆを３条件与えた場合（ｎ＝３）の計測荷重Ｐとの概略関係は、下記式（７）および式（８）のように表現される。
【数７】
2020037299.tif 000009
【数８】
2020037299.tif 000010
【００３６】
次に、図８に記載するフローチャートおよび図３を用いて、上記式（８）に示す行列Ｇ（ｆ）を導出する手順を説明する。
【００３７】
例えば、何も付加されていない第１の状態のタイヤユニフォミティマシン（ＴＵＭ）について、図３（ａ）に示す３箇所の１次独立の加振点を順次加振し、図３（ｂ）に示す計測点の加速度、及びロードセル３０、４０による荷重を計測する（図８に記載する工程Ｓ−１）。ここで、図３（ａ）に示す任意加振点の加振力ｆｘ、ｆｙ1、ｆｙ2を加えた場合におけるロードセル３０、４０で計測される計測荷重Ｐ（図４に示すＰｘ1、Ｐｘ2、Ｐｙ1、Ｐｙ2）の関係は、それぞれｆｘ、ｆｙ１、ｆｙ２の加振力を与えた３回の試験の伝達関数を用いると下記式（９）となる。
【数９】
2020037299.tif 000011
【００３８】
一方、基準位置２０における加振力（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｍｚ）と上述した加振力（ｆｘ、ｆｙ1、ｆｙ2）の間には、下記式（１０）に示すような関係式が成立する。
【数１０】
2020037299.tif 000012
【００３９】
したがって、上記式（９）は、下記式（１１）のように表される。
【数１１】
2020037299.tif 000013
【００４０】
（荷重伝達関数行列Ｇ導出工程）
基準位置２０に加振力を加えた場合における荷重伝達関数行列Ｇは、下記式(１２)のようになる（図８に記載する工程Ｓ−２）。
【数１２】
2020037299.tif 000014
【００４１】
上記式（１２）における計測荷重Ｐ（Ｐx、Ｐy、Ｐθ）に関して、例えば図４に示す仮に定義したロードセル荷重計算点２１、および４つの計測荷重（Ｐｘ1、Ｐｘ2、Ｐｙ1、Ｐｙ2）を用いると、下記式（１３）〜（１５）のように定義することができる。
【数１３】
2020037299.tif 000015
【数１４】
2020037299.tif 000016
【数１５】
2020037299.tif 000017
【００４２】
また、図３（ａ）に示すような、ＴＵＭ１の基準位置２０に対して１次独立となるような加振力ｆｘ、ｆｙ1、ｆｙ2を加えた場合に、基準位置２０におけるＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の各加速度（すなわち、Ｘ、Ｙおよびθのそれぞれ時間による２階微分）は、上記式（４）および上記式（１０）の関係から下記式（１６）のようになる。
【数１６】
2020037299.tif 000018
【００４３】
ここで、基準位置２０の加速度と上記３点（図３（ｂ）に示す任意計測点）の加速度の関係は、下記式（１７）のように表される。
【数１７】
2020037299.tif 000019
【００４４】
ここで、加速度ベクトル変換行列ＴX  を下記式（１８）のように定義する。
【数１８】
2020037299.tif 000020
【００４５】
したがって、上記式（１６）は下記式（１９）のように座標変換することができる。
【数１９】
2020037299.tif 000021
【００４６】
（加速度伝達関数行列Ｈ導出工程）
基準位置２０に加振力を加えた場合における基準位置２０の加速度伝達関数行列Ｈは、上記式（５）および上記式（１９）より、下記式（２０）のように導出される（図８に記載する工程Ｓ−３）。
【数２０】
2020037299.tif 000022
【００４７】
以上により、タイヤユニフォミティマシン（ＴＵＭ）１に何も付加されていない第１の状態のＴＵＭ１の固有振動特性を予め計測することが可能である。
【００４８】
なお、本実施形態においては、図３（ａ）に示すように、基準位置２０に対して１次独立となるような加振力ｆｘ、ｆｙ1、ｆｙ2を加えた場合におけるロードセル３０、４０で計測される計測荷重Ｐの関係より、図３（ｂ）に示すように、前記加振力が加えられた位置とは別の任意の位置に設置した３つの加速度センサで測定したｘ方向、ｙ１方向およびｙ２方向の各加速度（すなわち、ｘ、ｙ１およびｙ２のそれぞれ時間による２階微分）の関係より、基準位置２０に加振力を加えた場合における基準位置２０の加速度伝達関数行列Ｈを導出する例について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００４９】
また、本実施形態においては、１次独立となるような加振力ｆｘ、ｆｙ1、ｆｙ2を与えた場合の計測荷重Ｐとの関係について説明したが、これに必ずしも限定されるものではなく、1次独立となるような、少なくとも３条件以上の加振を行い、その際の計測荷重Ｐとの関係を導出すればよい。
【００５０】
また、本実施形態においては、装置固有振動特性計測工程は、上述したように、タイヤユニフォミティマシン（ＴＵＭ）１に何も付加されていない第１の状態のＴＵＭ１の固有振動特性を予め計測する例について説明したが、これに必ずしも限定されるものではない。例えば、ＴＵＭ１に任意の質量体が取り付けられた第２の状態、ＴＵＭ１に任意の質量体として実際のリム、または、前記実際のリムと同一仕様のリムが取り付けられた第３の状態、および、ＴＵＭ１に任意の質量体として第３の状態に加えてさらに実際のタイヤ、または、前記実際のタイヤと同一仕様のタイヤが取り付けられた第４の状態のうちのいずれか一つの状態のＴＵＭ１の固有振動特性を予め計測する構成も可能である。次に、導出した荷重伝達関数行列Ｇ、加速度伝達関数行列Ｈを信号処理演算部１５に記憶しておく。さらに、任意の質量体の質量ｍ0、慣性モーメントＩ0および基準位置から任意の質量体の重心位置までの距離ｓ0も信号処理演算部１５に記憶しておく。ただし、任意の質量体が付加されていない場合は、ｍ0、Ｉ0およびｓ0は、すべて「０」となる（図８に記載する工程Ｓ−４）。
【００５１】
（補正伝達関数Ｚ導出工程）
上述した装置固有振動特性計測工程において、タイヤユニフォミティマシン（ＴＵＭ）１に何も付加されていない第１の状態からＴＵＭ１に任意の質量体が取り付けられた第２の状態になると、取り付けられた任意の質量体の質量ｍ0、任意の質量体の重心回り（θ方向）の慣性モーメントＩ0の影響を受けて、上記式（８）に示す荷重伝達関数行列Ｇ（ｆ）｛以降、単に「荷重伝達関数Ｇ」、「伝達関数行列Ｇ」、「伝達関数Ｇ」、「Ｇ」とも称す｝は、変化する。また、上記第３の状態や上記第４の状態の場合の伝達関数Ｇも、上記第１の状態の場合の伝達関数Ｇから変化する。すなわち、任意の質量体としての中身が変化すれば、上述した装置固有振動特性計測工程における伝達関数Ｇも変化する。当然、上記第１〜第４の状態のいずれか一つの状態から、上記実際のタイヤと上記実際のリムが取り付けられた状態に変移すれば、伝達関数Ｇも変化する。この場合の伝達関数Ｇを改めて、後述するような変移荷重伝達関数行列Ｇ´（ｆ）｛以降、単に「変移荷重伝達関数Ｇ´」、「変移伝達関数行列Ｇ´」、「変移伝達関数Ｇ´」、「Ｇ´」とも称す｝と定義する。そこで、例えば上記第１〜第４の状態のうちのいずれか一つの状態において、装置固有振動特性計測工程を１回実施しておきさえすれば、この計測工程により得られた荷重伝達関数行列Ｇを基にして、計算により変移荷重伝達関数行列Ｇ´（詳細は、後記する）を算出し、さらに任意加振点から基準位置２０へ座標変換された加振力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｍｚを加振力ベクトル変換行列Ｔfe導出工程により、前記基準位置２０から前記実際のタイヤ２と前記回転ドラム１１が接触する任意の接触部２７または前記実際のリムの中心部における加振力に変換するための加振力ベクトル変換行列Ｔfeを導出し、Ｇ´Ｔfe｛＝Ｇ´´（詳細は、後記する）｝の逆数である補正伝達関数Ｚを導出することが可能な本発明の中核となる技術思想を着想した（詳細は、後述する）。以下に、上述した第１の状態の場合を中心に、実際のタイヤ２と実際のリム３が取り付けられた状態のＴＵＭ１の荷重伝達特性を補正する補正伝達関数Ｚを導出する手順について説明する。
【００５２】
次に、補正伝達関数Ｚ導出工程において、基準位置における質量行列Ｍ導出工程（図８に記載する工程Ｓ−５）、加振力ベクトル変換行列Ｔfe導出工程（図８に記載する工程Ｓ−６）および補正伝達関数Ｚとしての第１の補正伝達関数Ｚ１を導出する補正伝達関数Ｚ導出工程（図８に記載する工程Ｓ−７）について詳述する。
【００５３】
（基準位置における質量行列Ｍ導出工程）
基準位置２０における質量行列Ｍの導出方法は、まず基準位置２０におけるＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の各加速度（すなわち、Ｘ、Ｙおよびθのそれぞれ時間による２階微分）を図５に示す付加質量体の重心位置２５に座標変換し、付加質量体の重心周りの質量行列Ｍｃと掛け合わせて荷重を算出する。ここで、付加質量体とは、ＴＵＭに装着する質量体を意味し、具体的には、実際に計測するタイヤ、リムなどの質量体または任意の質量体を意味する。そして、再び付加質量体の重心位置２５から基準位置２０へ変換し、基準位置２０における質量行列Ｍが導出される（図８に記載する工程Ｓ−５）。図５に示す例の場合、基準位置２０における荷重の関係は、下記式（２１）のようになる。ここで、ｍは付加質量体の質量、Ｉは付加質量体の重心回りの慣性モーメント、sは基準位置２０から付加質量体の重心位置２５までの距離を示す。
【数２１】
2020037299.tif 000023
【００５４】
よって、基準位置２０における質量行列Ｍは、下記式（２２）のようになる。
【数２２】
2020037299.tif 000024
【００５５】
なお、付加質量体の重心位置２５が基準位置２０よりも下にある場合は、ｓの値が負になる。
【００５６】
本補正法において、基準位置２０における質量行列Ｍを導出する際は、上記第１、第２、第３および第４の状態のような任意の質量体の重心位置の質量行列と実際に装着するタイヤとリムを合わせた重心位置の質量行列の差分を考慮して質量行列Ｍを算出する必要がある。そのため、最終的に演算に使用される基準位置２０の質量行列Ｍは、下記式（２３）のようになる。
【数２３】
2020037299.tif 000025
ここで、
（第１の状態の場合）
・実際に計測するタイヤとリムを合わせた質量をm1、
・実際に計測するタイヤとリムを合わせた重心回り（θ方向）の慣性モーメントをI1、
・基準位置２０から実際に計測するタイヤとリムを合わせた重心位置までの距離をs1とする。
・ＴＵＭ１に取り付けられた任意の質量体をm0、
・任意の質量体の重心回り（θ方向）の慣性モーメントをI0、
・基準位置２０から任意の質量体の重心位置２５までの距離をs0とする。
但し、ＴＵＭ１に何も付加されていないため、上記式（２１）で表されるｍ0、Ｉ0、ｓ0は０とする。
（第２の状態の場合）
・実際に計測するタイヤとリムを合わせた質量をm1、
・実際に計測するタイヤとリムを合わせた重心回り（θ方向）の慣性モーメントをI1、
・基準位置２０から実際に計測するタイヤとリムを合わせた重心位置までの距離をs1とする。
・ＴＵＭ１に取り付けられた任意の質量体をm0、
・任意の質量体の重心回り（θ方向）の慣性モーメントをI0、
・基準位置２０から任意の質量体の重心位置２５までの距離をs0とする。
（第３の状態の場合）
・実際に計測するタイヤとリムを合わせた質量をm1、
・実際に計測するタイヤとリムを合わせた重心回り（θ方向）の慣性モーメントをI1、
・基準位置２０から実際に計測するタイヤとリムを合わせた重心位置までの距離をs1とする。
・ＴＵＭ１に取り付けられた任意の質量体としての実際に計測するリム、または、前記実際に計測するリムと同一仕様のリムの質量体をm0、
・上記リムの重心回り（θ方向）の慣性モーメントをI0、
・基準位置２０から上記リムの重心位置２５までの距離をs0とする。
（第４の状態の場合）
・実際に計測するタイヤとリムを合わせた質量をm1、
・実際に計測するタイヤとリムを合わせた重心回り（θ方向）の慣性モーメントをI1、
・基準位置２０から実際に計測するタイヤとリムを合わせた重心位置までの距離をs1とする。
・ＴＵＭ１に取り付けられた、上記第３の状態（実際に計測するリム、または、実際に計測するリムと同一仕様のリム）にさらに付加された実際に計測するタイヤ、または、前記実際に計測するタイヤと同一仕様のタイヤを合わせた質量をm0、
・上記リムと上記タイヤを合わせた重心回り（θ方向）の慣性モーメントをI0、
・基準位置２０から上記リムと上記タイヤを合わせた重心位置までの距離をs0とする。
【００５７】
例えば、上記第１の状態の場合のように、実際に計測するタイヤとリムが付加された後の加振力Ｆ´、実際に計測するタイヤとリムが付加される前（すなわち、ＴＵＭ１に何も付加されていない状態）の加振力Ｆ、質量行列Ｍ、ＴＵＭ１の基準位置２０の加速度を用いた関係は、下記式（２４）で表される。これを簡易式で表すと下記式（２５）のようになる。
【数２４】
2020037299.tif 000026
【数２５】
2020037299.tif 000027
【００５８】
また、上述した式（４）は、上記加振力Ｆ´に対しても、下記式（２６）のように成立する。
【数２６】
2020037299.tif 000028
【００５９】
ＴＵＭ１の基準位置２０の加速度は、上記式（２６）を下記式（２７）のように展開し経由し整理すると、下記式（２８）のように表される。
【数２７】
2020037299.tif 000029
【数２８】
2020037299.tif 000030
【００６０】
また、上述した式（２）は、上記加振力Ｆ´｛すなわち、実際にタイヤ２およびリム３を取り付けた状態でのタイヤユニフォミティ（タイヤ変動荷重）｝に対しても、下記式（２９）のように成立する。
【数２９】
2020037299.tif 000031
【００６１】
上記式（２９）を下記式（３０）のように展開し経由し整理すると、下記式（３１）のように表される。
【数３０】
2020037299.tif 000032
【数３１】
2020037299.tif 000033
【００６２】
すなわち、正確な（精度の高い）タイヤユニフォミティデータＦとタイヤ軸側のハウジングに設置された力センサとしてのロードセルで測定され、所定の信号処理を施す｛例えば、タイヤ２に回転ドラム１１を押し付ける時の負荷（ＤＣ成分）を分離する、または、そのまま含有する（分離せず、そのまま含む）｝ことにより得られたタイヤユニフォミティ波形Ｐとは、上記式（３１）によって表現できることが分かる。
【００６３】
よって、上記式（３１）中に記載される荷重伝達関数行列に関する項を下記式（３２）を用いて、変移荷重伝達関数行列Ｇ´と表現する。
【数３２】
2020037299.tif 000034
【００６４】
また、上記式（３２）より、タイヤ２およびリム３がＴＵＭ１に取り付けられていない時（すなわち、第１の状態の場合に相当する時）の荷重伝達関数行列Ｇを基にして、実際のタイヤ２および実際のリム３がＴＵＭ１に取り付けられる時の変移荷重伝達関数行列Ｇ´が計算可能であることも分かる。
【００６５】
図７は図１に示す構造におけるＴＵＭ１の基準位置２０の荷重伝達関数行列Ｇ、変移荷重伝達関数行列Ｇ´を説明するための説明図である。図７における基準データは、リムとタイヤを装着していない「第１の状態に相当する」ＴＵＭの荷重伝達関数行列Ｇ、推定対象の結果（解析結果）は実際のリムと実際のタイヤを装着したＴＵＭの荷重伝達関数行列Ｇ、本発明による推定結果は上記基準データに本発明の補正手法を適用して実際のリムと実際のタイヤ装着時の変移荷重伝達関数行列Ｇ´を推定したものである。なお、図７の縦軸は、Ｇ、Ｇ´（応答倍率）を示し、横軸は、周波数を基準データの１次の固有振動数で無次元化して表示している。図７より、有限要素法（ＦＥＭ）によるＧ（応答倍率）の解析結果と本発明のタイヤユニフォミティデータの補正方法によるＧ´（応答倍率）の推定結果が良く一致することが分かる。なお、この結果は、実際のタイヤと実際のリムを集中質量と仮定して解析したものである。
【００６６】
（加振力ベクトル変換行列Ｔfe導出工程）
図６は加振力を基準位置２０から実際に計測する（実際の）タイヤと回転ドラムが接触する任意の接触部２７における加振力に変換するための加振力ベクトル変換行列Ｔfe（図８に記載する工程Ｓ−６）を説明するための説明図である。
【００６７】
図６のような場合を例にあげると、基準位置２０の加振力と実際に計測する（実際の）タイヤと回転ドラムが接触する任意の接触部２７における加振力の関係は、下記式（３３）のようになる。
【数３３】
2020037299.tif 000035
ここで、ｆex、ｆeyおよびｍezは、タイヤ２と回転ドラム１１が接触する任意の接触部２７におけるｘ方向、ｙ方向、および回転方向の加振力を示す。
【００６８】
よって、図６に示す数値ｅx1、ｅy1を用いると加振力ベクトル変換行列Ｔfeは、下記式（３４）のようになる。
【数３４】
2020037299.tif 000036
【００６９】
（補正伝達関数Ｚ導出工程）
したがって、基準位置２０から実際に計測する（実際の）タイヤと回転ドラムが接触する任意の接触部２７における変移荷重伝達関数行列Ｇ´´は、下記式（３５）のように表される。
【数３５】
2020037299.tif 000037
【００７０】
また、上記式（３５）で表現される変移荷重伝達関数行列Ｇ´´の逆数を下記式（３６）または下記式（３７）のように、補正伝達関数Ｚと改めて設定する（図８に記載する工程Ｓ−７）。
【数３６】
2020037299.tif 000038
【数３７】
2020037299.tif 000039
ここで、補正伝達関数Ｚとしての第１の補正伝達関数Ｚ１、第２の補正伝達関数Ｚ２、第３の補正伝達関数Ｚ３および第４の補正伝達関数Ｚ４を以下のように定義する。
＜第１の補正伝達関数Ｚ１＞
上述した第１の状態における装置固有振動特性計測工程で得られた荷重伝達関数行列Ｇと加速度伝達関数行列Ｈ、および、前記第１の状態と実際のリムと実際のタイヤを装着した状態との差分を考慮して上記式（２３）から算出した質量行列Ｍを上記式（３２）に代入し、実際のリムと実際のタイヤ装着時の変移荷重伝達関数行列Ｇ´を求める。そして、この変移荷重伝達関数行列Ｇ´を上記式（３５）に代入し、実際のタイヤと回転ドラムが接触する任意の接触部における変移荷重伝達関数行列Ｇ´´を求める。この変移荷重伝達関数行列Ｇ´´は、前記第１の状態から実際のタイヤと実際のリムが付加されたことによる慣性力の増加およびＴＵＭ単体の固有振動数の影響を受け、実際のタイヤと回転ドラムが接触する任意の接触部におけるユニフォミティ波形（すなわち、ロードセルで計測した計測荷重）がどのような挙動（荷重伝達特性、応答）となるかを示す。したがって、この変移荷重伝達関数行列Ｇ´´の逆数（補正伝達関数Ｚ）を下記式（３８）に代入すれば、正確な（精度の高い）タイヤユニフォミティデータＦが得られる（すなわち、上記影響を排除するように補正できる）。この場合の補正伝達関数Ｚを第１の補正伝達関数Ｚ１と称す。
＜第２の補正伝達関数Ｚ２＞
上述した第２の状態における装置固有振動特性計測工程で得られた荷重伝達関数行列Ｇと加速度伝達関数行列Ｈ、および、前記第２の状態と実際のリムと実際のタイヤを装着した状態との差分を考慮して上記式（２３）から算出した質量行列Ｍを上記式（３２）に代入し、実際のリムと実際のタイヤ装着時の変移荷重伝達関数行列Ｇ´を求める。そして、この変移荷重伝達関数行列Ｇ´を上記式（３５）に代入し、実際のタイヤと回転ドラムが接触する任意の接触部における変移荷重伝達関数行列Ｇ´´を求める。この変移荷重伝達関数行列Ｇ´´は、前記第２の状態から実際のタイヤと実際のリムが付加されたことによる慣性力の増加およびＴＵＭ単体の固有振動数の影響を受け、実際のタイヤと回転ドラムが接触する任意の接触部におけるユニフォミティ波形（すなわち、ロードセルで計測した計測荷重）がどのような挙動（荷重伝達特性、応答）となるかを示す。したがって、この変移荷重伝達関数行列Ｇ´´の逆数（補正伝達関数Ｚ）を下記式（３８）に代入すれば、正確な（精度の高い）タイヤユニフォミティデータＦが得られる（すなわち、上記影響を排除するように補正できる）。この場合の補正伝達関数Ｚを第２の補正伝達関数Ｚ２と称す。
＜第３の補正伝達関数Ｚ３＞
上述した第３の状態における装置固有振動特性計測工程で得られた荷重伝達関数行列Ｇと加速度伝達関数行列Ｈ、および、前記第３の状態と実際のリムと実際のタイヤを装着した状態との差分を考慮して上記式（２３）から算出した質量行列Ｍを上記式（３２）に代入し、実際のリムと実際のタイヤ装着時の変移荷重伝達関数行列Ｇ´を求める。そして、この変移荷重伝達関数行列Ｇ´を上記式（３５）に代入し、実際のタイヤと回転ドラムが接触する任意の接触部における変移荷重伝達関数行列Ｇ´´を求める。この変移荷重伝達関数行列Ｇ´´は、前記第３の状態から実際のタイヤと実際のリムが付加されたことによる慣性力の増加およびＴＵＭ単体の固有振動数の影響を受け、実際のタイヤと回転ドラムが接触する任意の接触部におけるユニフォミティ波形（すなわち、ロードセルで計測した計測荷重）がどのような挙動（荷重伝達特性、応答）となるかを示す。したがって、この変移荷重伝達関数行列Ｇ´´の逆数（補正伝達関数Ｚ）を下記式（３８）に代入すれば、正確な（精度の高い）タイヤユニフォミティデータＦが得られる（すなわち、上記影響を排除するように補正できる）。この場合の補正伝達関数Ｚを第３の補正伝達関数Ｚ３と称す。
＜第４の補正伝達関数Ｚ４＞
上述した第４の状態における装置固有振動特性計測工程で得られた荷重伝達関数行列Ｇと加速度伝達関数行列Ｈ、および、前記第４の状態と実際のリムと実際のタイヤを装着した状態との差分を考慮して上記式（２３）から算出した質量行列Ｍを上記式（３２）に代入し、実際のリムと実際のタイヤ装着時の変移荷重伝達関数行列Ｇ´を求める。そして、この変移荷重伝達関数行列Ｇ´を上記式（３５）に代入し、実際のタイヤと回転ドラムが接触する任意の接触部における変移荷重伝達関数行列Ｇ´´を求める。この変移荷重伝達関数行列Ｇ´´は、前記第４の状態から実際のタイヤと実際のリムが付加されたことによる慣性力の増加およびＴＵＭ単体の固有振動数の影響を受け、実際のタイヤと回転ドラムが接触する任意の接触部におけるユニフォミティ波形（すなわち、ロードセルで計測した計測荷重）がどのような挙動（荷重伝達特性、応答）となるかを示す。したがって、この変移荷重伝達関数行列Ｇ´´の逆数（補正伝達関数Ｚ）を下記式（３８）に代入すれば、正確な（精度の高い）タイヤユニフォミティデータＦが得られる（すなわち、上記影響を排除するように補正できる）。この場合の補正伝達関数Ｚを第４の補正伝達関数Ｚ４と称す。なお、前記第４の状態と実際のリムと実際のタイヤを装着した状態との差分は実質的にゼロであるため、上記式（３２）において、実際のリムと実際のタイヤ装着時の変移荷重伝達関数行列Ｇ´と、前記第４の状態における装置固有振動特性計測工程で得られた荷重伝達関数行列Ｇは、同等になる。
【００７１】
（タイヤユニフォミティデータ補正工程）
したがって、下記式（３８）に示すように、実際にタイヤ２およびリム３をＴＵＭ１に取り付けた状態でタイヤユニフォミティ波形を力センサとしてのロードセルで測定し、上述した所定の信号処理を施し出力されるタイヤユニフォミティデータＰに、上述した補正伝達関数Ｚ導出工程で導出した上記式（３６）または上記式（３７）で表される補正伝達関数Ｚ（例えば、第１の補正伝達関数Ｚ１）を乗ずる演算処理を行なうことで、正確な（精度の高い）タイヤユニフォミティデータＦが得られる（図８に記載する工程Ｓ−８、Ｓ−９）。
【数３８】
2020037299.tif 000040
【００７２】
本発明のタイヤユニフォミティデータの補正方法は、上述したような各工程を有したことにより、過剰な剛性を有したＴＵＭ（タイヤユニフォミティマシン）を用いることなく、高速で回転する各種タイヤの高次成分の周波数に対しても正確な（精度の高い）タイヤユニフォミティデータを求めることが可能となる。
【００７３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７４】
１  ＴＵＭ
２  タイヤ
３  リム
４  タイヤ軸
５、６、８、９  軸受部
７  ハウジング
１０  駆動軸
１１  回転ドラム
１２、３０、４０  ロードセル
１３  架台
１５  信号処理演算部
１６  タイヤユニフォミティ測定部
２０  基準位置
２１  ロードセル荷重計算点
２５  付加質量体の重心位置
２７  接触部
【図１】
2020037299.tif 000042
【図２】
2020037299.tif 000043
【図３】
2020037299.tif 000044
【図４】
2020037299.tif 000045
【図５】
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【図６】
2020037299.tif 000047
【図７】
2020037299.tif 000048
【図８】
2020037299.tif 000049
【図９】
2020037299.tif 000050