(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンバランスの存在するタイヤとアンバランスの存在するホイールの組立方法において、
前記タイヤと前記ホイールを組み立てる工程と、
前記ホイールのエアバルブを構成する部品または前記エアバルブ自体を取り替えて当該エアバルブの重量を調整し、タイヤホイールアッセンブリのアンバランスを低減する工程とを備えることを特徴とするタイヤホイールアッセンブリのアンバランス修正組立方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤホイールアッセンブリのアンバランスを修正する組立方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のタイヤホイールアッセンブリは、タイヤおよびホイールを高精度に製造しても、重量分布等に不均一性が存在する。タイヤホイールアッセンブリの重量分布の均一性は、バランスと呼ばれ、静バランスと動バランスがある。また、バランスがとれていない場合、静アンバランスおよび動アンバランスと呼ばれる。静アンバランスは、回転軸まわりの周方向の重量分布の不均一性で、静止状態のときにも存在する。静アンバランスによって、走行時に上下方向の振動が発生する。他方、動アンバランスは、回転軸方向の重量分布の不均一性で、走行状態のときに発生する。なお、動アンバランスは、静アンバランスが要因の１つである。動アンバランスによって、走行時に上下左右方向の振動が発生し、ステアリングシミー等の原因となる。なお、タイヤホイールアッセンブリの半径方向の荷重の変動成分であるラジアルフォースバリエーション（以下、ＲＦＶと記載する）が、１０ｋｇ以下であれば、静アンバランスが低減するとともに、動アンバランスの上下方向の振動も低減する。ＲＦＶは、タイヤを車軸と路面の間の距離を一定にして転がしたとき接地面に発生する力の変動のうちタイヤの半径方向の成分であり、タイヤの縦振れが大きいと大きくなる。
【０００３】
従来、タイヤホイールアッセンブリのアンバランスを修正するために、ホイールのリム部に鉛等のバランスウエイトを取り付ける。この方法では、まず、タイヤのＲＦＶの最大点とホイールのラジアルランアウト（縦揺れ）の最小点を一致させて、タイヤとホイールを組み立て、タイヤ内に空気を注入する。次に、アンバランス計測器（以下、バランサーと記載する）で、組み立て後のタイヤホイールアッセンブリのアンバランス量とアンバランス位置（角度）を測定する。続いて、アンバランス位置に対応するホイールのリム部に、アンバランス量に相当するバランスウエイト（鉛等）を取り付ける。最後に、バランサーで再度測定し、静アンバランスが７ｇ以下、動アンバランスが２０ｇ以下であることを確認する。
【０００４】
図４に従来のバランスウエイトを取り付けた時のタイヤホイールアッセンブリの（ａ）正面図および（ｂ）側断面図を示す。タイヤホイールアッセンブリ２５は、アンバランスが存在するホイール２１とアンバランスが存在するタイヤ２３を組み立て、前記方法によりアンバランスが修正されたものである。そのため、タイヤホイールアッセンブリ２５は、ホイール２１の外側のリム部２１ａおよび内側のリム部２１ｂに、バランスウエイト２２ａ，２２ｂを各々取り付けてある。バランスウエイト２２ａは、ホイール２１の外側のリム部２１ａに取り付けてあるため、ホイール２１からはみ出し、かつ外部から見える状態である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、従来のタイヤホイールアッセンブリのアンバランス修正方法は、多工程かつ煩雑な作業であるため、非常に工数を要する。また、ホイールにバランスウエイトを取り付けるため、ホイールの外観性を損なう。さらに、走行中にバランスウエイトが落下して、再度、アンバランスが発生することもある。しかも、通常、バランスウエイトとして鉛を使用しているので、環境への悪影響もある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、簡単な方法でアンバランスを修正でき、かつホイールの外観性を損なわないタイヤホイールアッセンブリのアンバランス修正組立方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明に係るタイヤホイールアッセンブリのアンバランス修正組立方法は、アンバランスの存在するタイヤとアンバランスの存在するホイールの組立方法において、前記タイヤと前記ホイールを組み立てる工程と、前記ホイールのエアバルブを構成する部品または前記エアバルブ自体を取り替えて当該エアバルブの重量を調整し、タイヤホイールアッセンブリのアンバランスを低減する工程とを備えることを特徴とする。
この組立方法によれば、アンバランスを修正するために、組み立て後にバランスウエイトを取り付ける必要がないので、作業工数が低減する。さらに、従来のバランスウエイトを使用しないで、エアバルブの重量でホイール静バランスの重点を調整するので、ホイールの外観性を損なわない。
【０００８】
前記課題を解決したタイヤホイールアッセンブリは、
アンバランスの存在するタイヤとアンバランスの存在するホイールを組み立てたタイヤホイールアッセンブリにおいて、
タイヤ静バランスの軽点とエアバルブの重量で調整したホイール静バランスの重点を位相合わせして、前記タイヤと前記ホイールを組み立て、アンバランスを低減したことを特徴とする。
このタイヤホイールアッセンブリは、バランスウエイトをホイールに取り付けないで、アンバランスの修正が施されている。また、バランスウエイトを取り付けないで、エアバルブの重量で調整するので、ホイールの外観性が損なわれず、バランスウエイトの落下によるアンバランスの再発生も生じない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るタイヤホイールアッセンブリのアンバランス修正組立方法およびタイヤホイールアッセンブリの実施の形態を図面を参照して説明する。図１はアンバランス修正組立方法に使用するホイールとタイヤのエアバルブ近傍の側断面図、図２はアンバランス修正組立方法による組み立て前の（ａ）エアバルブを装着したホイールの正面図と（ｂ）タイヤの正面図、図３はアンバランス修正組立方法による組み立て後のタイヤホイールアッセンブリの斜視図である。
【００１０】
本発明に係るアンバランス修正組立方法は、タイヤの静バランスの軽点とエアバルブ近傍に調整したホイールの静バランスの重点の位相を合わせて、タイヤとホイールを組み立てる。すなわち、タイヤとホイールの重さの偏りの最大点と最小点の位相を合わせ、相対的に偏りをキャンセルする。また、ホイールの静バランスの重点のエアバルブ近傍への調整は、エアバルブの重量によって調整する。なお、組み立て後にバランスウエイトによるアンバランスの修正を行わないので、前記タイヤおよびホイールは、組み立て前に所定条件を満たすものを使用する。また、タイヤホイールアッセンブリは、前記アンバランス修正組立方法によって、組み立てられたタイヤホイールアッセンブリである。
【００１１】
タイヤの静バランスの軽点とは、タイヤをタイヤバランサーによって測定した場合、タイヤの重量分布の軽い部分として指示される点である。他方、ホイールの静バランスの重点とは、ホイールをホイールバランサーによって測定した場合、ホイールの重量分布の重い部分として指示される点である。
【００１２】
まず、アンバランス修正組立方法に使用するタイヤについて説明する。
タイヤは、ドーナツ状の単純な形状をしているが、繊維、スチールワイヤー、ゴム等からなる複合材料製品であり、大部分が人手によって成形される。そのため、タイヤは、剛性、寸法および重量において不均一性が存在する。なお、タイヤの均一性は、ユニフォーミティと呼ばれる。
【００１３】
タイヤの均一性の中で重量の均一性は、タイヤのバランス（タイヤの重量分布）と同一である。また、寸法の均一性は、タイヤのランアウト（タイヤの回転時の振れ）と同一である。したがって、通常、ユニフォーミティは、剛性の均一性を代表し、フォースバリエーションを指す。なお、タイヤのバランスがとれていない場合、タイヤアンバランスと呼ばれ、タイヤ静アンバランスとタイヤ動アンバランスがある。
【００１４】
使用するタイヤの所定条件について説明する。
まず、所定条件の１つとして、タイヤ静アンバランスを、走行中にアンバランスによる影響が出ない程度である３０ｇ以下とする。なお、タイヤ静アンバランスを３０ｇ以下とすることも重要であるが、タイヤの表面および裏面において同じ角度位置にアンバランスが存在することがより重要である。
【００１５】
さらに、タイヤホイールアッセンブリのＲＦＶを１０ｋｇの規格値内とするために、タイヤ単品のＲＦＶを８ｋｇ以下とする。なお、タイヤ単品のＲＦＶは、タイヤの縦振れであるラジアルランアウト（以下、ＲＲＯと記載する）と密接に関係する。タイヤのＲＦＶを小さくするためには、タイヤのＲＲＯを小さくすることが重要である。
【００１６】
この所定条件を満たしたタイヤには、タイヤ静バランスの軽点を示す目印を付す。この目印は、ホイール静バランスの重点と位相合わせする際に、簡単に位相合わせ位置を確認できるようにするためのものである。
【００１７】
この目印を付すために、まず、タイヤバランサーによって、静アンバランス量と静アンバランス位置（角度）を測定する。静アンバランス位置であるタイヤ静バランスの軽点は、タイヤの重量分布において軽い部分としてタイヤバランサーが指示する点である。
【００１８】
そして、タイヤに付すタイヤ静バランスの軽点の目印として、シール等をタイヤに貼り付ける。図２の（ｂ）に示すように、静バランスの軽点に対応するタイヤ１２のサイドウオール部１２ａに、軽点シール１４を貼り付ける。
【００１９】
次に、アンバランス修正組立方法で使用するホイールについて説明する。
ホイールは、スチールやアルミニウム等を材料としてダイカスト装置で製造される。なお、ホイールも、高精度に製造しても、重量分布等に不均一性が存在する。
【００２０】
なお、ホイールの重量の均一性は、ホイールのバランス（ホイールの重量分布）と呼ばれる。また、ホイールのバランスがとれていない場合、ホイールアンバランスと呼ばれ、ホイール静アンバランスとホイール動アンバランスがある。
【００２１】
使用するホイールの所定条件について説明する。
まず、所定条件の１つとして、ホイール静アンバランスを、走行中にアンバランスによる影響が出ない程度で、かつタイヤ静アンバランスの所定条件に対応させて３０ｇ以下とする。なお、ホイールの場合、ホイール製造後エアバルブを装着し、ホイールバランサーによって、静アンバランス量と静アンバランス位置（角度）を測定する。そして、エアバルブの重量によって、静アンバランスを調整する。この調整では、ホイール静バランスの重点の位置をエアバルブ近傍にするとともに、静アンバランス量を３０ｇ以下とする。なお、エアバルブ近傍は、エアバルブの位置（角度）も含む。
【００２２】
さらに、タイヤホイールアッセンブリのＲＦＶを１０ｋｇの規格値内とするために、ホイールの縦振れであるラジアルランアウト（以下、ＲＲＯと記載する）のアベレージランアウトを、アルミホイールの場合には０．１ｍｍ以下とし、スチールホイールの場合には０．５ｍｍ以下とする。
【００２３】
ここで、エアバルブによるホイール静バランスの重点の調整について説明する。
まず、エアバルブをホイールに装着する。例えば、図１に示すように、タイヤ２がチューブレスタイヤの場合、エアバルブ３を、ホイール１のリム部１ａに直接装着する。その装着時、エアバルブ３は、ホイール１のバルブ孔１ｂに挿入され、バルブグロメット３ｅでリム部１ａに係止するとともに、バルブワッシャ３ｄを介してバルブナット３ｃでリム部１ａに締着する。
【００２４】
次に、ホイールバランサーによって、前記エアバルブを装着したホイールの静アンバランス量と静アンバランス位置（角度）を測定する。なお、静アンバランス位置であるホイール静バランスの重点は、ホイールの重量分布において重い部分としてホイールバランサーが指示する点である。
【００２５】
続いて、ホイールバランサーによる測定結果に基づいて、ホイール静バランスの重点がエアバルブ近傍に位置し、かつ静アンバランス量が３０ｇ以下となるように、エアバルブの重量で調整する。なお、エアバルブの重量による調整は、エアバルブを構成する部品またはエアバルブ自体を取り替えて行う。例えば、図１に示すエアバルブ３のバルブキャップ３ａ、バルブナット３ｃ，バルブワッシャ３ｄの重量の異なるものを用意しておく。そして、バルブキャップ３ａ、バルブナット３ｃ，バルブワッシャ３ｄの中から適合する重量の部品に取り替える。また、前記部品の重量の増減で調整できない場合、重量の異なるバルブステム３ｂやバルブグロメット３ｅ等からなる他のエアバルブ３に取り替え、大幅な重量調整を行う。
【００２６】
また、図１に示すように、エアバルブ３の先端部を覆うキャップ４によって、重量調整を行ってもよい。キャップ４は、重量の異なるものを用意する。そして、キャップ４を取り替えることによって、ホイール静バランスの重点がエアバルブ近傍に位置し、かつ静アンバランス量が３０ｇ以下となるよう調整する。キャップ４による調整では、エアバルブ３の各部品やエアバルブ３自体の重量の異なるものを用意する必要が無くなる。
【００２７】
最後に、再度、ホイールバランサーによって、エアバルブの重量で調整されたホイールを測定する。そして、ホイール静バランスの重点がエアバルブ近傍に位置し、かつ静アンバランス量が３０ｇ以下となっていることを確認する。
【００２８】
前記軽点シールの貼り付け位置および前記エアバルブの装着位置によって、タイヤ静バランスの軽点とホイール静バランスの重点の位相合わせの確認が簡単となる。
【００２９】
前記したように、タイヤ静アンバランス量を最大３０ｇおよびホイール静アンバランス量を最大３０ｇと規定するとともに、タイヤ静アンバランス位置およびホイール静アンバランス位置を特定しておく。そして、タイヤとホイールを組み立てる段階で、タイヤ静バランスの軽点とホイール静バランスの重点を位相合わせして、タイヤとホイールの静アンバランスを相殺する。なお、タイヤ製造時の精度が向上して、タイヤ静アンバランスの最大値を小さくできれば、ホイール静アンバランスの最大値も対応させて小さくする。
【００３０】
次に、図２および図３を参照して、ホイール１１とタイヤ１２のアンバランス修正組立方法について説明する。ホイール１１は、ホイール静バランスの重点に対応する位置に、エアバルブ１３が装着してある。他方、タイヤ１２は、タイヤ静バランスの軽点に対応する位置に、軽点シール１４を貼り付けてある。
【００３１】
まず、ホイール１１とタイヤ１２のアンバランス位置の位相を合わせるために、エアバルブ１３の装着位置と軽点シール１４の貼り付け位置を合わせて、ホイール１１とタイヤ１２を組み立てる。そして、タイヤ１２にエアバルブ１３から空気を注入する。このとき、ホイール１１のリム部１１ａとタイヤ１２との嵌合部分において、隙間を無くすように組み立てる。この隙間が少ないほど、タイヤ１２の真円性が良くなり、ＲＦＶが減少する。それによって、タイヤホイールアッセンブリ１５のＲＦＶを、１０ｋｇ未満とする。
【００３２】
この位相合わせによって、ホイール静アンバランスとタイヤ静アンバランスを相殺し、タイヤホイールアッセンブリ１５としてのアンバランスを低減する。相対的に重さの偏りをキャンセルするため、ホイール静バランスの重点とタイヤ静バランスの軽点の位相ズレを０°で組み立てるのが一番効果的である。しかし、実際、組立作業の段階では、位相合わせにズレが生じる場合がある。また、ホイール１１やタイヤ１２の重量分布の不均一性は、一点に集中しているのではなく、ホイール１１またはタイヤ１２の全体に対して重い部分または軽い部分があるということである。そのため、位相を合わせる場合、組み立ての作業性やアンバランス位置の精度を考慮すると、ある程度の位相を合わせる角度範囲を許容する必要がある。そこで、組み立て時に、効果的にアンバランスを低減できる所定の角度範囲以内（例えば、３０°以内）を設定しておき、位相合わせを行う。なお、この所定の角度範囲が最大９０°以内なら、相対的に重さの偏りを相殺することができ、アンバランスの低減効果が得られる。なお、所定の角度範囲が９０°を越えると、重さの偏りの相殺効果が得られなくなる。
【００３３】
前記のように、所定の角度範囲は、組み立ての作業効率、ホイール１１やタイヤ１２の製造精度、組み立て後のアンバランスの低減度合い等を総合的に判断し、設定する。このとき、所定の角度範囲を最大９０°以内とする。
【００３４】
続いて、組み立て後、バランサーによって、タイヤホイールアッセンブリ１５の動アンバランスと静アンバランスを測定する。このとき、タイヤホイールアッセンブリ１５の静アンバランスは、ホイール１１単品およびタイヤ１２単品のときの静アンバランスが相殺され、最大でも３０ｇとなる。
【００３５】
静アンバランスが最大３０ｇ残留する理由について説明する。タイヤ静バランスの軽点とホイール静バランスの重点を位相合わせして組み立てることによって、ホイール１１およびタイヤ１２の単品のときの静アンバランスが相殺され、組み立て後、タイヤホイールアッセンブリ１５の静アンバランスは低減する。しかも、組み立て前、ホイール１１およびタイヤ１２の静アンバランスを最大３０ｇに規定しているので、組み立て後、静アンバランスは最大でも３０ｇとなる。例えば、ホイール１１の静アンバランスが０ｇで、タイヤ１２の静アンバランスが３０ｇの場合、位相を合わせて組み立てたとき、タイヤホイールアッセンブリ１５の静アンバランスは３０ｇとなる。
【００３６】
また、動アンバランスは、静アンバランスがタイヤホイールアッセンブリ１５に存在することが要因の１つである。したがって、静アンバランスの低減に伴って、動アンバランスも低減し、タイヤホイールアッセンブリ１５の振れが低減する。その結果、走行時の車体振動が低減されるとともに、ステアリングシミーも低減する。さらに、タイヤホイールアッセンブリ１５のＲＲＯのレベルも向上する。
【００３７】
前記のようにタイヤホイールアッセンブリ１５の静アンバランスは最大３０ｇとなるが、さらに、エアバルブ１３の重量の異なる部品への交換または重量の異なる他のエアバルブに交換し、タイヤホイールアッセンブリ１５の静アンバランスをより低減することもできる。
【００３８】
このアンバランス修正組立方法で組み立てられたタイヤホイールアッセンブリ１５は、位相合わせによって静アンバランスが低減しているとともに、動アンバランスも低減している。また、アンバランスの調整をエアバルブ１３の重量によって行うので、従来のようにバランスウエイトによってホイール１１の外観性を損なわない。そのため、アルミホイール等のデザイン性を確保できる。また、バランスウエイトを取り付けないので、バランスウエイト落下によるアンバランスの再発生は生じない。
【００３９】
以上、本発明は、前記の実施の形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
例えば、ホイール静バランスの重点をエアバルブで調整したが、エアバルブ取り付け位置にエアバルブとは別体の他の部品を設け、その部品の重量により調整してもよい。
また、タイヤに貼り付けた軽点シールを静アンバランス量によって１０ｇ単位で色分けし、それに対応して、ホイールに装着したエアバルブにも静アンバランス量によってシール等で色分けして、同色シールのタイヤとホイールで位相合わせしてもよい。その結果、さらに、静アンバランスの相殺効果が大きくなる。
また、ホイールおよびタイヤの静アンバランスの規格値を３０ｇ以下としたが、タイヤの単品をより高精度に製造できれば、静アンバランスの規格値を２０ｇ、１０ｇ以下等としてもよい。その結果、タイヤホイールアッセンブリのアンバランスがより低減する。
また、アンバランス修正組立方法に使用するホイールの静アンバランスを調整する際、最初にエアバルブを装着してホイールバランサーで測定したが、まず、ホイールのみをホイールバランサーで測定し、その測定結果に基づいて、重量の異なるエアバルブの中から重量の適合するエアバルブを選択し、ホイールに装着して調整してもよい。
また、ホイールおよびタイヤに対する所定条件において各値を設定したが、この値に限定されるものでなく、ホイールおよびタイヤの製造精度等を考慮して各値を設定してよい。
【００４０】
【発明の効果】
前記のように、本発明に係るタイヤホイールアッセンブリのアンバランス修正組立方法は、タイヤ静バランスの軽点とエアバルブの重量で調整したホイール静バランスの重点を位相合わせして、組み立てる１工程のみなので、作業工数が低減する。また、エアバルブの重量によってホイール静バランスの重点を調整するので、ホイールの外観性において優れるとともに、従来のバランスウエイトの落下によるアンバランスの再発生も生じない。さらに、エアバルブの部品の交換またはエアバルブ自体の交換なので、調整作業が簡単である。
【００４１】
また、タイヤホイールアッセンブリは、アンバランスが組み立て時に修正されるので、従来のバランスウエイトの取り付けによってアンバランスを修正する必要がない。さらに、エアバルブの重量によってホイール静バランスの重点を調整するので、ホイールの外観性を損なわない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアンバランス修正組立方法に使用するホイールとタイヤのエアバルブ近傍の側断面図である。
【図２】本発明に係るアンバランス修正組立方法による組み立て前のホイールおよびタイヤである。
（ａ）エアバルブを装着したホイールの正面図である。
（ｂ）タイヤの正面図である。
【図３】本発明に係るアンバランス修正組立方法による組み立て後のタイヤホイールアッセンブリの斜視図である。
【図４】従来のバランスウエイトを取り付けたときのタイヤホイールアッセンブリである。
【符号の説明】
１，１１・・・ホイール
２，１２・・・タイヤ
３，１３・・・エアバルブ
１５・・・タイヤホイールアッセンブリ
【図１】
0003557600.tif 000002
【図２】
0003557600.tif 000003
【図３】
0003557600.tif 000004
【図４】
0003557600.tif 000005