(57)【要約】      （修正有）【課題】単一パラメータを用いて、自動車車輪の静的な不均衡量、動的な不均衡量、及び全体的な不均衡量の閾値を決定することができる方法を提供する。【解決手段】バランス測定機の回転軸に車輪を取り付け、公知の形態の検出器を使用し、バランス面及び径を選択し、バランス測定機に情報を提供し、車輪を回転させ、不均衡量を計算し、作業者により前もって選ばれたバランス面及び径に取り付けられるバランシングウエイトの実体及び角度位置を計算する操作を包含する自動車用車輪のバランスをとる方法において、車輪が回転する間に予め決定された２つの車輪速度の間の加速時間を計測して、不均衡量の閾値を計算し、それが計算された閾値を上回る場合に限りバランシングウエイトを取り付ける。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
−バランス測定機の回転軸に車輪を取り付け、
−公知の形態のプローブを使用し、バランス面及び外径を選択し、バランス測定機に面及び外径に関連する情報を発生し、
車輪を回転させ、
−不均衡量Ｗを計算し、
−作業者により前もって選ばれたバランス面及び外径に取り付けようとするバランシングウエイトの実体及び角度位置を計算する、
操作を包含する自動車用車輪のバランスをとる方法において、
ａ．車輪が回転する間に予め決定された２つの車輪速度の間の加速時間ＴＡＣＣを計測し、
ｂ．次式で不均衡量の閾値ＷＢを計算し、
ＷＢ＝ＫＳ×ＴＡＣＣ＋Ｓ０
ここで、
ＫＳが、ミリ秒当りのグラム（ｇ／ｍｓ）で表示される閾値定数であり、
Ｓ０が、グラム（ｇ）で表示される最低閾値であり、
ＴＡＣＣが、ミリ秒（ｍｓ）で表示される加速時間であり、
ｃ．計算された閾値を上回る場合に限りバランシングウエイトを取り付ける、
ことを包含することを特徴とする方法。
【請求項２】
ＫＳ及びＳ０の値が、実験に基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
計算が、静的な不均衡量のバランシングウエイトのＷＢＳ、動的な不均衡量のバランシングウエイトのＷＢＭ及び全体的な不均衡量のバランシングウエイトのＷＢＤのうちの少なくとも１つの閾値から為されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
測定機が、全体的な不均衡量のバランシングウエイトの閾値ＷＢＤを計算し、測定機で測定された全体的な不均衡量ＷＤがＷＢＤと等しいかＷＢＤより小さい（ＷＤ＜＝ＷＢＤ）場合、ウエイトを取り付けないことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
測定機が、全体的な不均衡量のバランシングウエイトの閾値ＷＢＤを計算し、測定機で測定された全体的な不均衡量ＷＤがＷＢＤより大きい（ＷＤ＞ＷＢＤ）場合、測定機がそれぞれのバランス面のＷＤからＷＢＤを減算し、またＷＤ１ｉ＝ＷＤｉ−ＷＢＤ及びＷＤ１ｅ＝ＷＤｅ−ＷＢＤ の値を計算し、測定機の画面にそれらを表示することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
測定機が、静的な及び動的な不均衡量のバランシングウエイトの閾値ＷＢＳ及びＷＢＭを計算し、測定機で測定された静的な不均衡量ＷＳがＷＢＳより大きく（ＷＳ＞ＷＢＳ）、且つ、測定機で測定された動的な不均衡量ＷＭがＷＢＭより大きい（ＷＭ＞ＷＢＭ）場合、測定機がＷＳ１及びＷＭ１ｉ並びにＷＭ１ｅを計算し、また２つのバランス面における合力ＷＤｉ及びＷＤｅを計算し、測定機の画面にそれらを表示することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項７】
測定機が、静的な及び動的な不均衡量のバランシングウエイトの閾値ＷＢＳ及びＷＢＭを計算し、測定機で計測された静的な不均衡量ＷＳがＷＢＳより大きく（ＷＳ＞ＷＢＳ）、且つ、測定機で測定された動的な不均衡量ＷＭがＷＢＭより小さいか等しい（ＷＭ＜＝ＷＢＭ）場合、測定機がＷＳ１を計算し、動的な不均衡量ＷＭがを最小化するためにウエイトを取り付けなければならない面を表示し、測定機の画面にその結果を表示することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項８】
測定機が、静的な及び動的な不均衡量のバランシングウエイトの閾値ＷＢＳ及びＷＢＭを計算し、測定機で計測された静的な不均衡量ＷＳがＷＢＳより小さいか等しく（ＷＳ＜＝ＷＢＳ）、且つ、測定機で測定された動的な不均衡量ＷＭがＷＢＭより大きい（ＷＭ＞ＷＢＭ）場合、測定機がＷＭ１ｉ及びＷＭ１ｅを計算し、測定機の画面にその結果を表示することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項９】
測定機が、静的な及び動的な不均衡量のバランシングウエイトの閾値ＷＢＳ及びＷＢＭを計算し、測定機で計測された静的な不均衡量ＷＳがＷＢＳより小さいか等しく（ＷＳ＜＝ＷＢＳ）、且つ、測定機で測定された動的な不均衡量ＷＭがＷＢＭより小さいか等しい（ＷＭ＜＝ＷＢＭ）場合、測定機がウエイトを取り付けないよう作業者に伝えることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リム及びタイヤを備える車輪のバランシング技術の分野に関するものである。
【０００２】
知られているように、路上を走行する際に車輪に起こるように、リム及びタイヤなどの回転体を高速で回転させると、２つの形態すなわち静的な及び動的な不均衡（アンバランス）が発生する。
【０００３】
静的な不均衡は、車軸に垂直な重力平面の中心に包含された力が原因であり、かかる力は重力平面における車輪の偏向した振動を引き起こす。
【０００４】
動的な不均衡は、車軸の外径の周囲で車輪の振動或いは震動が原因である。
【０００５】
バランス測定機で補正される車輪の全体的な不均衡は、いずれも上記形態の不均衡の合力である。
【０００６】
不均衡は２つのウエイトを取り付けることで補正され、リム上における実体及び位置は公知のバランス測定機で計算される。
【０００７】
２つのウエイトは、いずれも車軸に垂直な２つの異なる面に取り付けられ、車軸を備える面に半径方向に向いた合力及びモーメントを提供する。
【０００８】
静的な不均衡を補正するには、１つのウエイトを取り付けるだけで十分で有り得るが、動的な不均衡を補正するには、理論上は、車軸の方向に相互に離間して２つのウエイトを取り付けなければならない。実際にはまた現実には、１つのウエイトで静的な不均衡を取り除くには十分であり、動的な不均衡のためにも１つのウエイトで十分であって、静的なバランスをとっているウエイトの作用を付加されたかかる作用が、動的なバランスに影響を与えている。
【０００９】
従って、ウエイトを取り付けるべき位置も表示するバランス測定機で計算された２つの補正ウエイトは、車輪の重力の中心面に取り付けられないそれらの両方が静的な不均衡及び動的な不均衡の両方に影響を与えるようにして共力作用する。
【００１０】
最新のバランス測定機では、作業者は、バランスをとる操作に必要とされる２つのウエイトの各々が配置される車輪面と径位置とを選択し、そして測定機は、静的な不均衡及び動的な不均衡の合計から結果として生じる全体的な不均衡をもたらすデータを得るために、取り付けるべきウエイト及びそれらの角度位置を計算する。かかる全体的な不均衡は、理論上はゼロに近いものである。
【００１１】
現実的には、平衡の完璧な状態を達成するのは実際には不可能であって、測定機は、提案された位置に取り付けた場合に閾値を下回るよう全体的な不均衡を減少させる２つのウエイトを決定するために計算を実行する。
【００１２】
閾値は、車両が動いている際ユーザーによって感知され得、且つ、機械的な部分の及びタイヤ自身に過度の磨耗をもたらし得る不均衡によって結果として生じる弊害が発生しないような車輪の全体的な不均衡に対応している。
【００１３】
バランシングウエイトは、閾値を下回るよう全体的な不均衡を減少させるために、静的な及び動的な不均衡のいずれの形態においても発生する相乗効果に起因して、一般的には、静的な不均衡を補正することのみに、或いは動的不均衡のみを補正するのに必要とされるウエイトよりもより大きなウエイトが要求されている。
【００１４】
多くの研究及び実験は、車輪の動的な或いは全体的な不均衡が閾値を下回るようするために要求されたウエイトのエンティティを減少させる目的で行なわれてきた。
【００１５】
静的な不均衡のみに許容できる閾値は、動的な不均衡のみに許容できる閾値よりも低く、また、そのために、一般的に全体的な不均衡が動的な不均衡に起因する場合は、全体的な閾値はより大きいということが立証されてきた。
【００１６】
このため、静的な及び動的なそれぞれ２つの不均衡について閾値、又は少なくとも全体的な不均衡に許容できる閾値を、正確なに計算する問題が生じてきた。
【００１７】
このことは、現在、ほとんどの場合に実行されているように、ゼロに近くなくて、しかしより高く、且つ動的な不均衡に関わる構成要素に大部分が起因している不均衡を表わしている全体的な閾値を確立するに至っている。
【００１８】
不均衡は車輪の幾何学的特性と強く関連しているので、車輪の幾何学的特性と許容できる不均衡閾値の間の関連性が研究されてきた。
【００１９】
米国特許第６，９５２，９６４号には、静的不均衡（力で表わす）の閾値と動的不均衡（モーメントで表わす）の閾値とが、ウエイトの適用径及び作業者によって選択されたバランス面間の距離に従って計算される車輪のバランスをとるプロセスを開示している。
【００２０】
車輪を回転させて、不均衡値を読み取った後、静的な不均衡の補正をし、残る動的な不均衡が依然として閾値の外側にあるレベルに残るかどうかによって制御を続けることを可能にしている。
【００２１】
動的な不均衡の補正には、２つのバランス面のそれぞれ１つ１つに直径上正反対の位置に２つの等しいウエイトを取り付ける必要がある。従って、静的なバランシングウエイトを受けるよう定められた面において、ウエイトは、同一面の動的なバランシングウエイトの取付け位置から９０°以上に決してぶれることがない。
【００２２】
このことから、静的なバランスが取られた後、動的な不均衡を減少することができ、また動的な不均衡の閾値を下回るほどに下げることができると理解できる。
【００２３】
特に、先行技術は、静的な不均衡及び動的な不均衡のいずれの閾値もウエイトの取付け径位置に反比例していることを教示している。
【００２４】
先行技術で認識されている関係は、一般的には回転体のバランスをとることにおける進歩を構成しているにも関わらず、車両の車輪の分野においては、ウエイトの取付け径位置がリムの形状によって条件付けられており、またそれによって車輪の全体的な幾何学的特性と関連付けさせることが必ずしも可能ではなく、すべてが満足というわけではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明の目的は、単一パラメータを用いて、自動車車輪の静的な不均衡量、動的な不均衡量、及び全体的な不均衡量の閾値を決定することができる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
この目的は、車輪の全体的な慣性モーメントと閾値の相関関係によって、本発明により達成される。
【００２７】
車輪の慣性モーメントの表示パラメータとして、本発明は予め選択した２つの回転速度の間の車輪の加速時間を採用する。
【００２８】
バランス測定機で用いられる電気モーターのトルクが、この間隔の間にほぼ一定であるとすると、２５〜５０ｒｐｍの間で加速時間を選ぶことが有利であることを見出した。
【００２９】
静的な、動的な、及び全体的な不均衡量の種々の形態の閾値を加速時間に関連付ける関数は、実際には一次で、以下の等式で表わされることを見出した：
ＷＢ＝ＫＳ×ＴＡＣＣ＋Ｓ０
ここで、
ＷＢは、グラム（ｇ）で表示されるバランシングウエイトの閾値レベルであり、
ＫＳは、ミリ秒当りのグラム（ｇ／ｍｓ）で表示される閾値定数であり、
ＳＯは、グラム（ｇ）で表示される最低閾値であり、
ＴＡＣＣは、ミリ秒（ｍｓ）で表示される加速時間である。
【００３０】
同一の等式は、全体的な不均衡量ＷＢＤ；静的な不均衡量ＷＢＳ；及び動的な不均衡量ＷＢＭのバランシングウエイトの閾値を計算するのに適している。
【００３１】
定数ＫＳ及びＳ０は、各形態の不均衡量について実験によって決定される。
【００３２】
例として、サイズが８インチ×１６インチの軽量合金の車輪では、実験的なテストによって、以下の閾値定数を決定するに至った。
＊全体的な不均衡定数
ＫＳＤ＝６．２５ｇ／ｓ
ＳＯＤ＝１．５ｇ
＊静的な不均衡定数
ＫＳＳ＝１６．２５ｇ／ｓ
ＳＯＳ＝１．５ｇ
＊動的な不均衡量の定数
ＫＳＣ＝１５ｇ／ｓ
ＳＯＣ＝１．５ｇ
【００３３】
２５〜５０ｒｐｍまでの車輪の加速時間ＴＡＣＣ＝０．４ｓとする。
【００３４】
本発明の等式を適用することにより、以下の閾値が計算された。
＊ＷＢＤｉ＝ＷＢＤｅ＝６．２５×０．４＋１．５＝４ｇ
＊ＷＢＳ＝１６．２５×０．４＋１．５＝８ｇ
＊ＷＢＭｉ＝ＷＢＭｅ＝１５×０．４＋１．５＝７．５ｇ
【００３５】
以下の説明では以下の符号が使用される。
ＷＢＤは、全体的な不均衡に対する補正ウエイトの閾値である。
ＷＢＳは、静的な不均衡に対する補正ウエイトの閾値である。
ＷＢＭは、動的な不均衡に対する補正ウエイトの閾値である。
ＷＳは、静的な不均衡量である。
ＷＭは、動的な不均衡量である。
ＷＤは、全体的な不均衡量である。
ＷＤｉ及びＷＤｅは、２つのバランス面において計算された全体的な不均衡量である。
ＷＳ１＝ＷＳ−ＷＢＳ（ベクトル減算）；
ＷＭ１ｉ＝ＷＭ１ｅ＝ＷＭ−ＷＢＭは、内側及び外側車輪のバランス面におけるベクトル減算である。
【００３６】
本発明により操作されるバランス測定機の機能手順は次の通りである：
Ａ．測定機は、上記に特定したように計算された全体的な不均衡量の閾値ＷＢＤを考慮する。
以下のことが明らかになる：
Ａ１．バランス測定機で測定された全体的な不均衡量ＷＤが、ＷＢＤと等しいかより小さい（ＷＤ＜＝ＷＢＤ）場合；
測定機は、ウエイトも取り付けないように作業者に伝える。
【００３７】
Ａ２．バランス測定機で測定された全体的な不均衡量が、ＷＤＢより大きい場合（ＷＤ＞ＷＢＤ）；
測定機は、ＷＤからＷＢＤを減算し、それぞれのバランス面のＷＤ１ｉ及びＷＤ１ｅを計算する。この場合、ＷＤ１ｉ＝ＷＤｉ−ＷＢＤ及びＷＤ１ｅ＝ＷＤｅ−ＷＢＤである。
【００３８】
Ｂ．測定機は、上記に特定したように計算された静的な及び動的な不均衡量の閾値ＷＢＳ及びＷＢＭを考慮する。
Ｂ１．測定機で測定された静的な不均衡量ＷＳがＷＢＳより大きく（ＷＳ＞ＷＢＳ）、且つ、測定機で測定された動的な不均衡量ＷＭがＷＢＭより大きい（ＷＭ＞ＷＢＭ）場合；
測定機は、ＷＳ１及びＷＭ１ｉ並びにＷＭ１ｅを計算する、そして２つのバランス面における合力ＷＤｉ及びＷＤｅを計算し、それらを測定機の画面に表示する。
【００３９】
Ｂ２．測定機で計測された静的な不均衡量ＷＳがＷＢＳより大きく（ＷＳ＞ＷＢＳ）、且つ、測定機で測定された動的な不均衡量ＷＭがＷＢＭより小さいか等しい（ＷＭ＜＝ＷＢＭ）場合；
測定機は、ＷＳ１を計算し、そしてどちらのバランス面のウエイトを、ＷＭを最小化するために取付けなければならないかを表示し、その結果を測定機の画面に表示する。
【００４０】
Ｂ３．測定機で計測された静的な不均衡量ＷＳがＷＢＳより小さいか等しい（ＷＳ＜＝ＷＢＳ）、且つ、測定機で測定された動的な不均衡量ＷＭがＷＢＭより大きい（ＷＭ＞ＷＢＭ）場合；
測定機は、ＷＭ１ｉ及びＷＭ１ｅを計算し、そしてその結果を測定機の画面に表示する。
【００４１】
Ｂ４．測定機で計測された静的な不均衡量ＷＳがＷＢＳより小さいか等しい（ＷＳ＜＝ＷＢＳ）、且つ、測定機で測定された動的な不均衡量ＷＭがＷＢＭより小さいか等しい（ＷＭ＜＝ＷＢＭ）場合；
測定機は、ウエイトを取り付けないように作業者に伝える。
【外国語明細書】
2008116443.tif 000002
2008116443.tif 000003
2008116443.tif 000004
2008116443.tif 000005
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