(57)【要約】【課題】タイヤ試験機の精度検査を容易かつ確実に行なうマスタータイヤを提供する。【解決手段】本発明のマスタータイヤ１００は、上下のリム部材１２０と、タイヤのトレッド部に相当する円筒部材１１０と、円筒部材１１０及びリム部材１２０にボルト１４０及びボルト１４２により締結された板ばね１３０とから構成される。リム部材１２０には、中心軸がずれないようにスピンドル軸２１が締結される。リム部材１２０とスピンドル軸２１とは垂直又は若干斜めとなっている。円筒部材１１０は、鉄、アルミニウム等の金属材料や、特性の安定した硬質プラスチック等である。【選択図】図２
2010032248.tif 000002
【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、回転可能なドラムを前記タイヤの外周に押し当てるドラム機構とを備えたタイヤユニフォミティ試験機の計測精度を検査するためのマスタータイヤであって、
前記スピンドル軸に取り付けられるリム部材と、
加硫物より弾性特性が安定している部材で構成され、且つタイヤのトレッド部を模擬する円筒部材と、
加硫物より弾性特性が安定している部材で構成され、且つ前記円筒部材とリム部材との間で当該円筒部材の周方向に分布されて設けられた複数の弾性部材と、
を有することを特徴とするマスタータイヤ。
【請求項２】
タイヤを装着可能なスピンドル軸と、回転可能なドラムを前記タイヤの外周に押し当てるドラム機構とを備えたタイヤユニフォミティ試験機の計測精度を検査するためのマスタータイヤであって、
前記スピンドル軸に取り付けられる上下一対のリム部材と、
前記上下一対のリム部材を連結する複数の弾性連結部材と、
加硫物より弾性特性が安定している部材で構成され、且つタイヤのトレッド部を模擬する円筒部材と、
加硫物より弾性特性が安定している部材で構成され、且つ前記円筒部材とリム部材との間で当該円筒部材の周方向に分布されて設けられた複数の弾性部材と、
を有することを特徴とするマスタータイヤ。
【請求項３】
前記円筒部材及び弾性部材は、加硫物より経年特性が安定している部材で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のマスタータイヤ。
【請求項４】
前記弾性部材は、金属製の板ばねで構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマスタータイヤ。
【請求項５】
前記複数の弾性部材は、周方向に沿って当該弾性部材の剛性が異なることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマスタータイヤ。
【請求項６】
前記円筒部材の中心軸が、前記スピンドル軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のマスタータイヤ。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載のマスタータイヤを用いて、タイヤユニフォミティ試験機の計測精度の検査を実施することを特徴とするタイヤユニフォミティ試験機の検査方法。
【請求項８】
前記マスタータイヤと前記スピンドル軸との位相関係を少なくとも２回以上変更して計測を行ない、その計測結果を用いて前記計測精度を検査することを特徴とする請求項７に記載のタイヤユニフォミティ試験機の検査方法。
【請求項９】
前記マスタータイヤに静的な荷重を印加した際のタイヤ径方向の変動力（静的ＲＦＶ）及びタイヤの幅方向の変動力（静的ＬＦＶ）を求め、
求められた静的ＲＦＶと静的ＬＦＶとを基に前記計測精度を検査することを特徴とする請求項７又は８に記載のタイヤユニフォミティ試験機の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスタータイヤ（基準タイヤ）、及びそのマスタータイヤを用いたタイヤユニフォミティ試験機の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通常のゴム製空気タイヤ（以下、単にタイヤと記載する）の製造工程においては、加硫工程を終えて最終的にでき上がったタイヤについて、外観検査やユニフォミティ検査が行なわれ、これらの検査を合格したものが出荷される。このようなユニフォミティ試験においては、例えば、試験対象のタイヤを試験装置の装着用リムのリム本体に組み込み、リム本体に取付けられた気体充填部からタイヤ内に気体を所定の圧力で充填して特性測定試験を行なう。
例えば、この特性測定試験においてはタイヤユニフォミティ試験機が用いられ、リム組みしたタイヤに、ある荷重を負荷して回転ドラムに押し付け、スピンドル軸とドラム軸との間の距離を固定した上で、タイヤを回転させて、タイヤに発生する変動力(フォースバリエーション、Force Variation)を測定する。この変動力は、主に、タイヤ径方向の変動力(ラジアルフォースバリエーション、以下、ＲＦＶと記載する)、タイヤの幅方向の変動力(ラテラルフォースバリエーション、以下、ＬＦＶと記載する)、タイヤの接線方向の変動力(トラクティブフォースバリエーション、以下、ＴＦＶと記載する)の３つがある。
【０００３】
これらの変動力を測定する場合、通常、駆動方法としてスピンドル軸を駆動しドラム軸を従動させる方法、ドラム軸を駆動しスピンドル軸を従動させる方法があり、また、変動力の測定場所としてドラム軸で測定する場合とスピンドル軸で測定する場合がある。なお、タイヤから発生する変動力は、主に、ゴムの堅さや肉厚の不均一性、真円精度により発生する。計測された荷重は周波数分析やトラッキング分析により、タイヤの回転数成分およびその高調波成分のみ抽出される。
タイヤに作用させる荷重は、乗用車用のタイヤの場合は数百ｋｇｆとなる。タイヤの回転数は、低速ユニフォミティでは６０ｒｐｍに規定されており（ＪＩＳ−Ｄ４２３３，２００１）、主にＲＦＶとＬＦＶの計測を行なう。
【０００４】
このようなタイヤユニフォミティ試験機では、一般の測定装置と異なり、既知の量を有するテストピース（例えば、一般の測定装置が重量測定装置の場合にはキログラム原器）があって、それを基準にして測定装置全体の性能をチェックすることが不可能である。なぜなら各ＦＶ値が完全に知られたタイヤは存在しないからである。
これは、タイヤは、温度の影響や、繰り返しの使用による劣化により、特性が変化するためである。すなわち、測定装置内部の演算装置に関しては、電気的模擬信号を入力することによって精度チェックができるものの、機械的要因による測定誤差を調べようとしても、基準入力なるものが存在しないため、装置全体としての精度を検査することは非常に困難である。
【０００５】
そこで、タイヤユニフォミティ試験機においては、特開昭６４−６６５３６号公報（特許文献１）に開示されるように、装置全体としての精度の検査は、多数のタイヤを順次適当な回数、繰り返し測定したデータに基づく統計的手法を用いて、データのばらつきの範囲が所定の値以下であることにより、行なわれている。従来は、１０本のタイヤを順次おのおの１０回ずつ繰り返し測定して、合計１００個のデータに基づいて、タイヤ間と測定回間との２つの要因による２元配置による分散分析を行ない、残差（実験誤差、測定誤差）の標準偏差が規定範囲内であることを確認している(１０×１０（テンバイテン）試験と呼ばれる)。
【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、上述した特許文献１に開示された技術であっても、以下のような問題がある。
まず、特許文献１の１０×１０試験では、多大な試験時間を要するとともに、数多くの実験を行なうことによる測定ミスが生じる可能性がある。また、作業者の肉体的、精神的な疲労は大きい。
さらに、特許文献１に開示されたタイヤユニフォミティ試験機の精度検査方法では、実際のタイヤを用いてデータの分散を分析しているものであって（データの再現性を確認しているものであって）、計測された荷重の絶対的な信頼性を評価するものとは異なる。また、実際のタイヤを用いているので、温度環境の変化により大きな影響を受ける。すなわち、特性の安定性を確保しにくい。
【０００７】
さらに、ユニフォミティ試験機の計測誤差要因の一つとして、フィッティングの問題がある。これは、タイヤとリムの装着は単に内圧充填時の力のみで行なっているため、タイヤのビード部の状態により、タイヤがリムに十分にフィットしない場合もある。このような状態では、ＲＦＶ又はＬＦＶの計測値に誤差やばらつきが生じる。上述の１０×１０試験において、標準偏差が大きな結果になっても、試験機本体に問題があるのか、タイヤとリムのフィッティングに問題があるのかが判断できない。
そこで、本発明は、上記問題点を鑑み、タイヤユニフォミティ試験機の精度検査を容易かつ確実に行なうことを目的として、従来のゴム製空気タイヤの代わりに、特性が安定し既知のＲＦＶ，ＬＦＶを設定できる基準タイヤ(マスタータイヤ)、及び、そのマスタータイヤを利用した精度検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の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。
すなわち、本発明に係るマスタータイヤは、タイヤを装着可能なスピンドル軸と、回転可能なドラムを前記タイヤの外周に押し当てるドラム機構とを備えたタイヤユニフォミティ試験機の計測精度を検査するためのマスタータイヤであって、 前記スピンドル軸に取り付けられるリム部材と、加硫物より弾性特性が安定している部材で構成され且つタイヤのトレッド部を模擬する円筒部材と、加硫物より弾性特性が安定している部材で構成され、且つ前記円筒部材とリム部材との間で当該円筒部材の周方向に分布されて設けられた複数の弾性部材と、を有することを特徴とする。
【０００９】
これによれば、実際のゴムタイヤ（加硫物）のように、温度などの環境条件や使用回数による劣化の影響で特性が変化せずに、特性の安定し且つ既知のＲＦＶ，ＬＦＶを発生するマスタータイヤが構成される。このマスタータイヤを用いることで、タイヤユニフォミティ試験機の精度検査を精確かつ確実に行なうことができる。
また、本発明に係るマスタータイヤは、タイヤを装着可能なスピンドル軸と、回転可能なドラムを前記タイヤの外周に押し当てるドラム機構とを備えたタイヤユニフォミティ試験機の計測精度を検査するためのマスタータイヤであって、前記スピンドル軸に取り付けられる上下一対のリム部材と、前記上下一対のリム部材を連結する複数の弾性連結部材と、加硫物より弾性特性が安定している部材で構成され且つタイヤのトレッド部を模擬する円筒部材と、加硫物より弾性特性が安定している部材で構成され、且つ前記円筒部材とリム部材との間で当該円筒部材の周方向に分布されて設けられた複数の弾性部材と、を有することを特徴とする。
【００１０】
これによれば、実際のゴムタイヤ（加硫物）のように、温度などの環境条件や使用回数による劣化の影響で特性が変化せずに、特性の安定し且つ既知のＲＦＶ，ＬＦＶを発生するマスタータイヤが構成される。このマスタータイヤを用いることで、上下リム分割方式のタイヤユニフォミティ試験機の精度検査を精確かつ確実に行なうことができる。
また、本発明に係るマスタータイヤにおいて、前記円筒部材及び弾性部材は、加硫物より経年特性が安定している部材で構成されているとよい。
また、前記弾性部材は、金属製の板ばねで構成されているとよい。特に、板ばねを利用することにより、マスタータイヤの径方向及び幅方向の剛性特性の自由度が増す。
【００１１】
なお、上述したマスタータイヤにおいて、前記複数の弾性部材は、周方向に沿って当該弾性部材の剛性が異なることが好ましい。
こうすることで、マスタータイヤに所望とするＲＦＶ発生させることができる。なお、弾性部材の板厚を変えることで、その剛性を容易に変えることができる。
さらに好ましくは、マスタータイヤの前記円筒部材の中心軸が、前記スピンドル軸に対して傾斜しているとよい。
理論上、円筒部材の軸心とスピンドル軸心とが一致していると、タイヤ幅方向の荷重は発生しない。軸心に傾きがあると、マスタータイヤにドラムを押し当てた際に、円筒部内の軸心がスピンドル軸心と平行になるようにモーメントが発生し、そのモーメントによりタイヤ幅方向に荷重が発生する。タイヤ回転に応じて、モーメントの方向が変わり、その変化がＬＦＶとなって現れる。円筒部材の傾き角度を大きくするほど、発生するＬＦＶは増加する。すなわち、本発明のマスタータイヤにより所望とするＬＦＶ発生させることができる。
【００１２】
一方、本発明のタイヤユニフォミティ試験機の検査方法は、上述したマスタータイヤを用いて、タイヤユニフォミティ試験機の計測精度の検査を実施することを特徴とする。
こうすることで、温度などの外的環境の影響を極力受けず、繰り返し使用による経年変化の影響の少ない計測精度検査を実施することができる。また、マスタータイヤは、タイヤユニフォミティ試験機への精度よい取り付けが可能であるため、フィッティングの影響を排除した計測精度検査を行える。
特に、前記マスタータイヤと前記スピンドル軸との位相関係を少なくとも２回以上変更して計測を行ない、その計測結果を用いて前記計測精度を検査するとよい。
【００１３】
少なくとも２回分の計測値から得られたＲＦＶ，ＬＦＶの平均値や標準偏差を用いることで、従来の空気タイヤを利用した１０×１０試験に相当する又はそれ以上の精度検査試験を行うことができるようになる。
また、前記マスタータイヤに静的な荷重を印加した際のタイヤ径方向の変動力（静的ＲＦＶ）及びタイヤの幅方向の変動力（静的ＬＦＶ）を求め、求められた静的ＲＦＶと静的ＬＦＶとを基に前記計測精度を検査してもよい。
特に、低速のタイヤユニフォミティ試験機においては、回転数が６０ｒｐｍと遅いため、遠心力等の動的な影響は小さいと考えられる。そこで、マスタータイヤの特性を静的試験により求め、その値をもって、タイヤユニフォミティ試験機の計測精度を評価することは好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るマスタータイヤによると、温度などの環境条件や使用回数による劣化の影響で特性が変化せずに、既知のＲＦＶ，ＬＦＶを安定して発生することができる。このマスタータイヤを用いると、タイヤ試験機の精度検査を容易かつ確実に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、図を基に説明する。
なお、以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
［第１実施形態］
本実施形態に係るマスタータイヤにより精度検査が行なわれるタイヤユニフォミティ試験機（以下、タイヤ試験機）について説明する。
なお、以下に示すタイヤ試験機は、第１実施形態に係るマスタータイヤ及び第２実施形態に係るマスタータイヤを用いて精度検査が行なわれる。
【００１６】
図１に示すように、このタイヤ試験機１は、実際のタイヤＴやマスタータイヤ１００を装着可能なタイヤ転動装置２と、タイヤ転動装置２の側方に配備されたドラム装置３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２１と、スピンドル軸２１を回転自在に支持する支持体２２とを備えている。スピンドル軸２１の上端部には、タイヤＴを装着するためのリム２３を配備可能であり、このリム２３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を装着することができる。また、スピンドル軸２１は、上端部を突出させた状態で軸受ハウジング２４に収容されている。また、スピンドル軸２１は、その軸心を軸受ハウジング２４の軸心に一致させた状態で上下一対のベアリング２５を介して軸受ハウジング２４に支持されている。
【００１７】
ドラム装置３は、外周面に代用路面体を備えてなる円柱状の回転ドラム３１と、回転ドラム３１の軸心に取り付けられた回転ドラム軸３２と、回転ドラム軸３２を枢支するフレーム３３と、回転ドラム軸３２に回転力を付与して回転ドラム３１を回転させる駆動装置３４とを備えている。タイヤ転動装置２の支持体２２と軸受ハウジング２４との間には複数のロードセル２６が設けられている。
次に、上述したタイヤ試験機１の精度検査に用いられる第１実施形態に係るマスタータイヤについて説明する。
【００１８】
図２（Ａ）に本実施形態に係るマスタータイヤ１００の断面図を、図２（Ｂ）にその上面図をそれぞれ示す。
図２に示すように、このマスタータイヤ１００の上下のリム部材１２０は一体化した構造を有する。リム部材１２０とスピンドル軸２１とは、それぞれの中心軸がズレないように、かつ、スピンドル軸２１がリム部材１２０に対して斜めにならないように、タイヤ試験機１へのマスタータイヤ１００が装着され高い精度で締結される。
タイヤのトレッド部に相当する円筒部材１１０は、外側方向に凸状となっている板ばね１３０により保持された構造を備える。板ばね１３０は、円筒部材１１０及びリム部材１２０に、ボルト１４０及びボルト１４２により、それぞれ締結されている。なお、円筒部材１１０は、鉄、アルミニウム等の金属材料や、特性の安定した硬質樹脂（硬質プラスチック等）が利用できる。
【００１９】
なお、本実施形態の板ばね１３０は、一本のバネ部材からなり、その一端がリム部材１２０の上部に固定されて外側に張り出し、中途部が円筒部材１１０の裏面に沿って配備され且つ締結されていて、その他端がリム部材１２０の下部に固定されて外側に張り出すものとなっている。しかしながら、板ばね１３０はこの形状・取り付け構造に限定されるものではない。例えば、リム部材１２０の上部と円筒部材１１０上部を繋ぐ板ばね１３０と、リム部材１２０の下部と円筒部材１１０下部を繋ぐ板ばね１３０とが別々にあってもよい。板ばねは内側に凸状に曲げられている構成であってもよい。
【００２０】
実際のタイヤの材料であるゴム（加硫物）は、温度などの環境条件の影響や使用回数による劣化の影響で弾性特性が変化する。このゴムの代わりに、特性の安定した金属（鉄、アルミニウム等）や硬質樹脂のみから構成されるマスタータイヤ１００とすることにより、特性が安定し、既知のＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーション）やＬＦＶ（ラテラルフォースバリエーション）を発生させることができる。マスタータイヤ１００の円筒部材１１０とリム部材１２０の間の板ばね１３０は、タイヤ試験機１で検査対象とするタイヤＴ（空気タイヤ）の剛性と近くなるように、ばね定数等を設定するのが望ましい。
【００２１】
タイヤ試験機１においては、回転ドラム軸３２とタイヤＴの回転軸（スピンドル軸２１）の軸間距離は、タイヤＴからの反力が所望の荷重となる距離で固定され、その状態でタイヤＴを回転させた時の発生荷重の変動を測定する。このため、マスタータイヤ１００としてばねを有しない構造やばね剛性が大きすぎる構造では、タイヤ試験機１の回転ドラム軸３２とスピンドル軸２１との僅かな軸心ぶれでも、大きな荷重変動（ＦＶ）が発生する。発生荷重は、Ｆ＝ｋ（θ）・（ｘ＋Δｘ）となる。ここで、θはタイヤ回転角度、ｋ（θ）はタイヤ回転角度に応じたばね剛性、ｘは押し付け量（≒検査押し付け荷重／ｋ）、ｋは、ばね剛性の平均値、Δｘは軸心ぶれ等による押し付け量の変動である。ｋ（θ）の値が実際のタイヤＴと比べて大きいと、押し付け量ｘに対するΔｘの割合が相対的に増加する。過度の軸心ぶれ精度を要求することとなり、精度検査用のマスタータイヤとしては適さない。また、このマスタータイヤ１００から発生するＦＶも、計測対象タイヤと近い値であることが望ましい。
【００２２】
なお、マスタータイヤ１００を製作するにあたり、円筒部材１１０が完全な真円で、かつ、スピンドル軸２１と軸心が一致し、周方向に複数配置した板ばね１３０の特性が完全に同一であれば、ＦＶが発生しないマスタータイヤとなる。実際には、マスタータイヤの製作時の誤差や、ばね特性の不均一によりＦＶが発生する。
図３に、回転ドラム３１から荷重を与えた時のマスタータイヤ１００の変形状態を示す。図３（Ａ）が図２（Ａ）に対応する断面図であって、図３（Ｂ）が図２（Ｂ）に対応する上面図である。
【００２３】
円筒部材１１０が高い剛性を有すれば、マスタータイヤ１００の円筒部材１１０が単純に水平移動し、板ばね１３０のみが変形して反力が発生する。一方、円筒部材１１０の肉厚を調整して、円筒部材１１０も弾性変形させることにより、実際のタイヤに近い変形状態も実現できる。これは、実際のタイヤは、荷重作用部以外のタイヤの変形は僅かであることに起因する。
板ばね１３０とリム部材１２０および円筒部材１１０の結合はボルト結合としているが、マスタータイヤ１００の特性を変更する必要がない場合には、恒久的な結合方法である溶接による結合や接着結合であってもよい。なお、この結合部分は、滑りが生じないようにする必要がある。マスタータイヤ１００の変形に応じて結合部分に滑りが生じると、摩擦のヒステリシス特性により、マスタータイヤ１００の特性に、ばらつきが生じるためである。
【００２４】
図２及び図３に示すように、リム部材１２０と板ばね１３０の結合部分は、２本のボルトで結合するとともに、板ばね１３０を９０°折り曲げて、リム部材１２０の端面に沿うように結合している。リム部材１２０と円筒部材１１０を繋ぐばね部材は、板ばね１３０以外にもコイルばねや、線材を利用したばねの利用も可能である。板ばね１３０を利用すると、板厚や幅、形状(カーブ部)を変更することにより、比較的容易にばね剛性の調整が行なえるという長所がある。このような板ばね１３０の設計は、簡単な形状であれば公式集に記載されているが、図３（Ｂ）に示すように、板ばね１３０の変形状態は、位置により異なるため、ＦＥＭ解析により求める方が簡便かつ精度も高い。
【００２５】
周方向の複数のばね剛性を変えることにより、タイヤ回転角度に応じてドラム接触部の半径方向のばね剛性は変化する。タイヤ試験機１では、回転ドラム軸３２とスピンドル軸２１との軸間距離が固定された状態でタイヤＴを回転させるため、ばね剛性の変化が径方向の荷重変動すなわちＲＦＶとなって現れる。また、円筒部材１１０の真円度誤差によっても、径方向の荷重変動となって現れる。
回転ドラム３１と接触する円筒部材１１０の周囲は、円筒部材１１０の表面及び回転ドラム３１の表面の損傷を防ぐために、ゴムライニング処理を施すことが望ましい。ライニング部材は耐摩耗性に優れ、回転ドラム３１に疵を付けない硬さである。
【００２６】
ライニング部材は、円筒部材１１０の弾性変形に追従するとともに、円筒部材１１０から剥離しないことが好ましい。ライニング部材は、例えば、ウレタンゴムやフッ素ゴム等のゴム材料、アクリル、ＰＥＴ、フッ素樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂等のプラスチック材料などの、強度が高く特性変化が少ないものを選択して、その影響を最小限に抑えるためにライニングはできる限り薄くすることが望ましい。さらに、ライニング部材は、回転ドラム３１との間で滑りが生じない摩擦係数の大きなものが望まれる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係るマスタータイヤについて説明する。
【００２７】
なお、本実施形態において前述の実施形態と同じ構成については同じ参照符号を付してある。それらの機能も同じである。
図４に、本実施形態に係るマスタータイヤ１６０の断面図を示す。このマスタータイヤ１６０は、円筒部材１１０がスピンドル軸２１に対して予め所定の角度傾けて取り付けられるように構成されている。これにより、図５に示すように回転ドラム３１が押し付けられた時には円筒部材１１０が水平位置に戻されようとする。その時にモーメントカが発生し、そのモーメントと釣り合う幅方向の荷重が発生する。
【００２８】
マスタータイヤ１６０の回転に伴い、上記のモーメントが変化するために、タイヤ幅方向の荷重が変動してＬＦＶとなって現れる。
図６に、本実施形態に係るマスタータイヤ１６０をＦＥＭにより解析した例を示す。円筒部材１１０の外径を６６０ｍｍ、高さ２１０ｍｍ、板厚８ｍｍのアルミニウムとした。板ばね１３０は幅２０ｍｍ、板厚１ｍｍのばね鋼とした。図６（Ａ）に示すように、部分的に５本の板ばね１３０のみ板厚０．９ｍｍとした。円筒部材１１０は１ｍｍの傾き角を持ってセットした。各部材はシェル要素でモデル化した。このモデルにφ１２００ｍｍの回転ドラム３１を約５００ｋｇｆの荷重で押し当て、マスタータイヤ１６０を２回転させた。
【００２９】
図６（Ｂ）に示すように、このマスタータイヤ１６０について、ＲＦＶは約３０ｋｇ、ＬＦＶは１０ｋｇの荷重変動が生じていることが確認できる。
なお、本実施形態のように、一部の板ばね１３０のばね剛性を変化させたり、トレッド部に相当する円筒部材１１０を傾けたりすることは、第３実施形態に係るマスタータイヤ（後述）に適用することもできる。
さてここで、上述した第１実施形態のマスタータイヤ１００や第２実施形態のマスタータイヤ１６０を用いたタイヤ試験機１の精度検査方法について説明する。以下、マスタータイヤは第２実施形態のもので説明する。
【００３０】
マスタータイヤ１６０は、一部の板ばね１３０のばね剛性を変化させたり、トレッド部に相当する円筒部材１１０を傾けたりすることにより、その回転に応じた荷重変動成分ＲＦＶやＬＦＶが発生するものである。
このマスタータイヤ１６０をタイヤ試験機１のスピンドル軸２１に精度良く締結する。このとき、マスタータイヤ１６０の嵌合部にスピンドル軸２１を嵌入することにより締結する。後は、通常のタイヤＴの場合と同様に、回転ドラム３１をマスタータイヤ１６０に押し当てて、所定の回転速度を与えて荷重を計測する。
【００３１】
さらに、マスタータイヤ１６０とスピンドル軸２１との位相を複数変えて測定することもできる。計測値のばらつきや再現性の確認を行ない、別途定めた精度検査方法を適用して、判定する。マスタータイヤ１６０とスピンドル軸２１との位相関係を少なくとも２回以上変化させて測定して、そのばらつきを標準偏差で評価する。
具体的には、
（手順ａ）上述の方法によりマスタータイヤ１６０をタイヤ試験機１にセットする。
（手順ｂ）所定の荷重が発生するまで回転ドラム３１をマスタータイヤ１６０に押し付ける。
（手順ｃ）スピンドル軸２１と回転ドラム軸３２の軸間距離を固定する。
（手順ｄ）径方向の荷重ＲＦと幅方向の荷重ＬＦとを計測する。
（手順ｅ）スピンドル軸２１と回転ドラム軸３２との軸間距離を固定したまま、スピンドル軸２１を少し回転させて（例えば１０°)、マスタータイヤ１６０と回転ドラム３１との接触位置を変更する。
（手順ｆ）手順ｄ〜手順ｅを繰り返して、マスタータイヤ１６０の７２位相分（２回転）の計測を行ない、データの再現性を確認する。
（手順ｇ）ＲＦ及びＬＦをプロットし、ＲＦＶ及びＬＦＶを求める。
【００３２】
このようにして行なわれた結果（ＲＦＶ，ＬＦＶの平均値や標準偏差）をタイヤ試験機１の代表特性値とする。
以上のようにして、本実施形態に係るマスタータイヤによると、トレッドを模擬する円筒部材と板ばねとを組み合わせた構造により、径方向および幅方向の剛性は、試験対象タイヤと同程度のものになる。金属材料等を利用するので、温度などの外的環境の影響が少なく、繰り返し使用による経時変化もない。また、タイヤ試験機への精度の良い確実な取りつけが可能となり、フィッティングの影響を排除した精度検査が可能になる。
［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係るマスタータイヤについて説明する。
【００３３】
本実施形態に係るマスタータイヤは、図７に示すようなタイヤ試験機５１に好適なものである。
図７に示すように、このタイヤ試験機５１は、床面の上に門型に立設されたメインフレーム６０を備えている。メインフレーム６０には、図示しない昇降機構により上下に伸縮自在とされた上シャフト６１と、上シャフト６１の下端に着脱自在に設けられた上リム６２とを備えている。上リム６２の下方には上リム６２と協働してタイヤＴを保持する下リム６３が設けられている。
【００３４】
スピンドル軸６４は、メインフレーム６０に固定されたスピンドルハウジング６５に回転自在に支持されており、モータ６６の駆動によりスピンドルハウジング６５に対して相対回転可能となっている。スピンドル軸６４の側方には、スピンドル軸６４に保持されたタイヤＴに接触可能な回転ドラム７０が従動回転自在に設けられている。上リム６２は、上下方向の中途部がタイヤＴの内径サイズに合わせた外径を備える円盤状に形成されており、この中途部をタイヤＴの内側に対して上方から挿し込めるようになっている。
回転ドラム７０はその上方と下方とに延設された軸部７１に回転自在に支持されている。軸部７１には、タイヤＴから回転ドラム７０を介して伝わる力を計測するロードセンサ７２が設けられている。
【００３５】
次に、本実施形態のマスタータイヤ２００について説明する。本マスタータイヤ２００は、上下分割リム方式のタイヤ試験機５１に特に好適なマスタータイヤである。
図８にマスタータイヤ２００の断面図を示す。マスタータイヤ２００は、スピンドル軸６２に取り付けられる上下一対のリム部材２１０，２２０と、上下一対のリム部材２１０，２２０を連結する複数の弾性連結部材２３０と、タイヤＴより弾性特性が安定している部材で構成され且つタイヤＴのトレッド部を模擬する円筒部材１１０と、タイヤＴより弾性特性が安定している部材で構成され、且つ円筒部材１１０とリム部材２１０，２２０との間で周方向に分布されて設けられた複数の弾性部材１３０とを有している。
【００３６】
分割リム方式のタイヤ試験機５１は、幅の異なる各種タイヤに対応した試験機であり、上リム６２及び下リム６３は、上昇及び下降できる構造で、タイヤＴを挟み込む構造であるため、リムへのタイヤＴの組み込みが簡便かつ高速で行なえる。タイヤＴに空気を入れることにより、内圧によりリムとタイヤＴは固結されてリムに保持される。
しかし、マスタータイヤ２００をタイヤ試験機５１のリムに取り付ける際には、空気タイヤのように内圧での組み込みは不可能である。そこで、内圧の代わりに、マスタータイヤ２００の上リム部材２１０と下リム部材２２０との間に弾性連結部材として圧縮コイルばね２３０を組み込み、タイヤ試験機５１の上下リムの接近距離に応じて反力が発生するようにしている。圧縮コイルばね２３０は、ばね取り付け部材２４０により、上リム部材２１０と下リム部材２２０とに取り付けられている。
【００３７】
このマスタータイヤ２００をタイヤ試験機５１の下リム６３にセットし、その後、タイヤ試験機５１の上リム６２を下降させてセットする。圧縮コイルばね２３０の剛性及び長さは、タイヤ試験機５１の所定リム間距離で、マスタータイヤ２００のリムがタイヤ試験機５１のリムに完全に保持される荷重が発生するように設計する。
なお、タイヤ試験機５１では、上下リムの軸心ずれや傾きによりＲＦＶやＬＦＶ等の計測値に誤差が生じる。図８に示すマスタータイヤ２００の上下リムを分割して圧縮コイルばね２３０で連結した構造により、図９に示すようにマスタータイヤ２００も実際の空気タイヤと同様の変形状態となり、軸心ずれの影響を反映した、タイヤ試験機５１の精度検査を確実に行なうことが可能になる。
【００３８】
換言すれば、第１実施形態のマスタータイヤ１００であれば、図９のような「上下リムの軸心ずれ」を押さえ込んでしまって再現できず、タイヤ試験機５１の誤った精度検査を行う可能性がある。しかしながら、本実施形態のマスタータイヤ１６０は、軸心ずれを残したままの「タイヤ試験機５１の真の精度」を計測することができる。
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、マスタータイヤ自体の静的検査、及びその結果を用いたタイヤ試験機の精度検査に関するものである。使用するマスタータイヤは第１実施形態のものとして説明を行う。
【００３９】
低速（例えば、回転数が６０ｒｐｍ）のタイヤユニフォミティ試験機では、遠心力等の動的な影響は小さいと考え、予めマスタータイヤ１００の特性を静的試験により求め、その値をもって、タイヤユニフォミティ試験機の計測精度を評価するようにしている。
特に、マスタータイヤ１００の静的試験には、１軸のシリンダを利用した装置を用いている。この装置は、マスタータイヤ１００の軸心を専用ジグにより固定し、垂直に所定の変位を与え、その時の発生荷重を計測する。
図１０（Ａ）に示すように、この静的試験装置は、マスタータイヤ１００を垂直に固定し、上から１軸のジャッキ３００により荷重を与えるものである。ジャッキ３００先端に取り付けた押し板３４０には、タイヤ幅方向位置が固定されるようにガイドを設けている。これは、マスタータイヤ１００の円筒部材１１０が傾けて取り付けられていても、タイヤ試験機の回転ドラムにより回転を与える場合には、摩擦の拘束力により、幅方向でバランスがとれる一定位置に留まって回転することを模擬している。
【００４０】
押し板３４０の上部にＲＦ計測用のＲＦ用ロードセル３６０、マスタータイヤ１００の幅方向の横にＬＦ計測用のＬＦ用ロードセル３７０を配置した構造である。ＲＦ反力プレート３５０は、タイヤ幅方向の荷重を拘束しないように薄板で構成している。反力プレート３５０がＲＦ荷重を支えつつ、曲げ変形し得ることから、ＬＦ伝達ピン３８０を介してＬＦ用ロードセル３７０により幅方向の荷重が計測できる構造となっている。
この装置におけるマスタータイヤ１００の静的特性の計測方法について説明する。
（手順Ａ）マスタータイヤ１００をこの装置にセットする。固定ボルト３３０を締めることにより、マスタータイヤ１００が回転しないように拘束する。
（手順Ｂ）所定の荷重が発生するまでジャッキ３００を伸ばして、押し板３４０をマスタータイヤ１００に押し付ける。
（手順Ｃ）ジャッキ３００の変位を計測して、その変位を押し込み基準変位ｘ０とする。
（手順Ｄ）径方向の荷重ＲＦと幅方向の荷重ＬＦとを計測し、ジャッキ３００を戻して押し板３４０をマスタータイヤ１００から離す。
（手順Ｅ）固定ボルト３３０を緩めて、マスタータイヤ１００を少し回転させて(例えば１０°)、マスタータイヤ１００と押し板３４０との接触位置を変更する。
（手順Ｆ）ジャッキ３００の変位がｘ０になるまで伸長する。
（手順Ｇ）手順ｄ〜手順Ｆを繰り返して、マスタータイヤ１００の７２位相分（２回転）の計測を行ない、データの再現性を確認する.
（手順Ｈ）ＲＦ及びＬＦをプロットし、静的ＲＦＶ及び静的ＬＦＶを求める。
【００４１】
このようにして行なわれる静的試験で求まったマスタータイヤ１００の特性（ＲＦＶやＬＦＶの平均値や標準偏差）を代表値（静的ＲＦＶ及び静的ＬＦＶ）とする。
一方、精度検査を行なうタイヤ試験機に上述の静的試験を行なったマスタータイヤ１００を用いて、このマスタータイヤ１００を所定の回転速度で回転させながら、ＲＦＶ及びＬＦＶを計測する。この計測されたＲＦＶ及びＬＦＶと、静的試験で求まったマスタータイヤ１００の代表値（静的ＲＦＶ及び静的ＬＦＶ）とを比較して、精度検査を行なう。
例えば、低速回転で遠心力の影響を無視できる試験時において、タイヤ試験機で計測されたＲＦＶ，ＬＦＶが、静的ＲＦＶ、静的ＬＦＶを略同様な場合、当該タイヤ試験機の精度は非常に高いものと判断できる。逆に、タイヤ試験機で計測されたＲＦＶ，ＬＦＶが、静的ＲＦＶ、静的ＬＦＶと大きく異なる際には、当該タイヤ試験機の計測値には何らかの誤差が含まれていると判断できる。
【００４２】
なお、本発明は、以下のような変形例として適用しても構わない。
形式の異なる複数のタイヤ試験機で、マスタータイヤのＲＦＶ及びＬＦＶを計測して、それらの平均値をマスタータイヤの基本特性とし、その基本特性と、精度検査を行なうタイヤ試験機によるＲＦＶ及びＬＦＶの計測結果との比較により、当該タイヤ試験機の評価を行ってもよい。
すなわち、マスタータイヤの動的な変動荷重を求め、その試験を複数のタイヤ試験機で行ない、全実験データの平均値、標準偏差値を本マスタータイヤの特性代表値とする。マスタータイヤを利用してタイヤ試験機の精度検査を継続することにより、データが蓄積され、そのデータを活用することにより、より正確に精度検査を行なうことができる。
【００４３】
なお、上述した複数の実施形態を任意に組み合わせたマスタータイヤも本発明の範囲内のものであることを確認的に記載しておく。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１実施形態及び第２実施形態に係るマスタータイヤを用いて精度検査されるタイヤ試験機の全体構成図である。
【図２】第１実施形態に係るマスタータイヤの構成を示す図である。
【図３】図２のマスタータイヤを回転ドラムに押し付けた状態を示す図である。
【図４】第２実施形態に係るマスタータイヤの構成を示す図である。
【図５】図４のマスタータイヤを回転ドラムに押し付けた状態を示す図である。
【図６】第２実施形態に係るマスタータイヤの解析例を示す図である。
【図７】第３実施形態に係るマスタータイヤを用いて精度検査されるタイヤ試験機の全体構成図である。
【図８】第３実施形態に係るマスタータイヤの構成を示す図である。
【図９】第３実施形態に係るマスタータイヤの構成を示す図である（軸心ずれあり）。
【図１０】マスタータイヤの静的試験を行う装置の全体構成図である。
【符号の説明】
【００４５】
１，５１  タイヤ試験機
２  タイヤ転動装置
３  ドラム装置
２１，６４  スピンドル軸
６２  上リム
６３  下リム
１００  マスタータイヤ
１１０  円筒部材
１２０  リム部材
１３０  板ばね
１４０  ボルト
１４２  ボルト
１６０  マスタータイヤ
２００  マスタータイヤ
２３０  圧縮コイルばね
２４０  ばね取り付け部材
Ｔ  タイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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