(57)【要約】【課題】タイヤの回転に伴って該タイヤを含む回転振動系に振動が発生するにも拘わらず、該タイヤに作用する前後力の変動成分を精度よく測定する。【解決手段】リム１３を備えて回転自在に支持されたスピンドル軸１１と、ドラム軸４３廻りに回転可能なドラム回転体４２とを用い、リム１３にタイヤＴを装着してなるタイヤ回転体１４をドラム回転体４２に接触させ、ドラム回転体４２に回転力を付与することによりタイヤ回転体１４を回転させる。回転しているタイヤ回転体１４の回転加速度と、タイヤ回転体１４のタイヤＴに作用する前後力の変動成分とを求め、回転加速度に基づいて、両回転体１４、４２の回転に起因する振動により発生し、且つ前後力の変動成分に含まれる振動成分を算出し、前後力の変動成分から振動成分を取り除く補正をする。【選択図】図１
2008058082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リムを備えて回転自在に支持されたスピンドル軸と、該スピンドル軸と平行なドラム軸廻りに回転可能なドラム回転体とを用い、前記リムにタイヤを装着してなるタイヤ回転体を前記ドラム回転体に接触させ、何れか一方の回転体に回転力を付与することによりタイヤ回転体を回転させて前記タイヤの特性を測定するタイヤ試験方法において、
前記回転しているタイヤ回転体の回転加速度と、該タイヤ回転体のタイヤに作用する前後力の変動成分とを求め、
前記回転加速度に基づいて、両回転体の回転に起因する振動により発生し且つ前記前後力の変動成分に含まれる振動成分を算出し、
前記前後力の変動成分から前記振動成分を取り除く補正をする
ことを特徴とするタイヤ試験方法。
【請求項２】
前記振動成分を、前記回転加速度と前記タイヤ回転体の回転慣性モーメントとに基づいて算出することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ試験方法。
【請求項３】
前記タイヤ回転体の回転慣性モーメントを、前記タイヤ回転体を一定加速度で加速又は減速させたときにタイヤに作用する前後力の直流成分に基づいて推定することを特徴とする請求項２に記載のタイヤ試験方法。
【請求項４】
前記前後力の変動成分の補正を、前記前後力の変動成分の振動と前記両回転体の回転によって形成される回転振動系の固有振動とが共振したときに行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のタイヤ試験方法。
【請求項５】
リムを配備したスピンドル軸を回転自在に支持してなるタイヤ転動装置と、該スピンドル軸と平行なドラム軸廻りに回転可能なドラム回転体を備えるドラム装置と、これら両装置を制御すると共に該両装置から得られるデータを処理する処理制御装置とを備え、前記リムにタイヤを装着して該タイヤ、リム及びスピンドル軸からなるタイヤ回転体を構成し、該タイヤ回転体を前記ドラム回転体に接触させた状態で何れか一方の回転体に回転力を付与することによりタイヤ回転体を回転させて前記タイヤの特性を測定するタイヤ試験装置であって、
前記ドラム装置とタイヤ転動装置の何れか一方の装置にタイヤに作用する前後力を測定する前後力測定手段を備えると共に、前記タイヤ転動装置にタイヤ回転体の回転加速度を検出する回転加速度検出手段を備え、
前記処理制御装置は、前記回転加速度検出手段から得られたタイヤ回転体の回転中の回転加速度に基づいて、両回転体の回転に起因する振動により発生し且つ前記前後力の変動成分に含まれる振動成分を算出し、前記前後力の変動成分から前記振動成分を取り除く補正をする補正手段を備えていることを特徴とするタイヤ試験装置。
【請求項６】
前記補正手段は、前記振動成分を前記回転加速度と前記タイヤ回転体の回転慣性モーメントとに基づいて算出する算出手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ試験装置。
【請求項７】
前記補正手段は、前記タイヤ回転体を一定加速度で加速又は減速させたときにタイヤに作用する前後力の直流成分に基づいて前記回転慣性モーメントを推定する推定手段を備えていることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ試験装置。
【請求項８】
前記処理制御装置は、前記前後力の変動成分と前記両回転体の回転によって形成される回転振動系とが共振状態となっているか否かを判断し、共振状態であると判断したときに前記補正手段を作動させる作動手段を備えていることを特徴とする請求項５乃至請求項７の何れかに記載のタイヤ試験装置。
【請求項９】
前記ドラム装置は、前記ドラム軸を一対備え、前記ドラム回転体は、各ドラム軸廻りに回転するドラムプーリと、一方のドラムプーリから他方のドラムプーリに亘って巻き掛けられたベルトと備えており、該ベルトに前記タイヤ回転体を接触させた状態で前記タイヤの特性を測定することを特徴とする請求項５乃至請求項８の何れかに記載のタイヤ試験装置。
【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測定装置等、タイヤの試験を行うタイヤ試験方法及びタイヤ試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
路面上を転動するタイヤに作用する力やモーメントの内、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力成分としては、タイヤ径方向の変動力（荷重の変動成分であって、ラジアルフォースバリエーション、ＲＦＶ等という）、タイヤの幅方向の変動力（横力の変動成分であって、ラテラルフォースバリエーション、ＬＦＶ等という）、タイヤの接線方向の変動力（前後力の変動成分であって、トラクティブフォースバリエーション、ＴＦＶ等という）等がある。
従来、荷重をかけたタイヤを回転半径一定で回転させることにより上記力成分を測定するタイヤユニフォミティ装置等のタイヤ試験装置が知られている。
【０００３】
ところで、ＴＦＶの大きさはＲＦＶやＬＦＶの大きさと比較すると小さいため、該ＴＦＶの測定は難しい。また、同じタイヤを用いて同一条件下で測定するにも拘わらず、タイヤ試験器によって得られるＴＦＶのデータにはばらつきがあり、相関性に乏しい等の問題があった。
この様に測定困難な前後力の変動成分を精度良く且つ容易に測定する装置として、例えば特許文献１には、測定対象となるタイヤをチャッキングするリムを備えた主軸に一対のロードセルを設けたタイヤバランス測定マシンと、タイヤに接触離反可能なドラムを備えたドラム装置とを設置し、一対のロードセルに、タイヤの遠心力による変動力とタイヤの接線方向の変動力とを合成した合力からタイヤの遠心力による変動力を減算して該タイヤの接線方向の変動力を測定する比較演算装置を接続したタイヤユニフォミティ装置が提案されている。
【特許文献１】特開平６−１８３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記タイヤユニフォミティ装置によれば、例えばタイヤの回転に伴って形成されるタイヤとドラムとによる回転振動系の固有振動に前後力の変動成分の振動が近づくと、共振現象が発生してしまう。この結果、測定される前後力の変動成分には前記回転振動系による振動成分が含まれてしまうこととなり、精度良く前後力の変動成分を測定することができない問題があった。
かかる問題は、上記回転振動系の振動を抑制することにより解決を図ることが考えられるものの、この種の試験を行うタイヤの断面形状や荷重に対する強度等の性能は、全体に亘って均一ではなく、装置構成において回転振動系の振動を除去することは極めて困難である。
【０００５】
そこで、本発明は、タイヤの回転に伴って該タイヤを含む回転振動系に振動が発生するにも拘わらず、該タイヤに作用する前後力の変動成分を精度よく測定することができるタイヤ試験方法及びタイヤ試験装置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】
【０００６】
上述の如く、通常のタイヤの断面形状や荷重に対する強度等の性能は、全体に亘って均一ではない。このため、例えば、タイヤを装着したタイヤ回転体をドラム回転体等に接触させて回転させると、該タイヤ回転体は、一定速度で回転するのではなく、その回転に伴って周期的な速度変動を起こしながら回転する。
かかる点につき、本願発明者らは、タイヤ回転体を含む図９の如き回転振動系において、タイヤの接線方向に以下の式（１）の運動方程式が成立することを見出している。
【０００７】
【数１】
2008058082.tif 000003
【０００８】
上記式（１）によれば、タイヤ回転体の回転振動が大きなものとなると、以下の式（２）に示すタイヤ接線方向の振動成分が顕著なものとなる。
【０００９】
【数２】
2008058082.tif 000004
【００１０】
本願発明者らは、タイヤの特性試験においてタイヤの前後力の変動成分を測定するにつき、実際に測定される前後力に基づいて求められる前後力の変動成分には、上記式（２）で示される振動成分が含まれていることを知見した。
かかる点に鑑み、前記目的を達成すべく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、
リムを備えて回転自在に支持されたスピンドル軸と、該スピンドル軸と平行なドラム軸廻りに回転可能なドラム回転体とを用い、前記リムにタイヤを装着してなるタイヤ回転体を前記ドラム回転体に接触させ、何れか一方の回転体に回転力を付与することによりタイヤ回転体を回転させて前記タイヤの特性を測定するタイヤ試験方法において、
前記回転しているタイヤ回転体の回転加速度と、該タイヤ回転体のタイヤに作用する前後力の変動成分とを求め、
前記回転加速度に基づいて、両回転体の回転に起因する振動により発生し且つ前記前後力の変動成分に含まれる振動成分を算出し、
前記前後力の変動成分から前記振動成分を取り除く補正をする
ことを特徴としている。
【００１１】
これによれば、測定された前後力の変動成分から前記回転振動系の振動に起因する振動成分が取り除かれることとなり、これによって前後力の変動成分を高精度に得ることができる。
また、前記振動成分を、前記回転加速度と前記タイヤ回転体の回転慣性モーメントとに基づいて算出することが好ましい。
さらに好ましくは、前記タイヤ回転体の回転慣性モーメントを、前記タイヤ回転体を一定加速度で加速又は減速させたときにタイヤに作用する前後力の直流成分に基づいて推定することが好ましい。
【００１２】
タイヤ回転体の回転慣性モーメントは、予め計算によって求めておくことも可能であるが、上記構成によれば、予備試験によって導出することができる。
また、各試験にてタイヤ回転体を試験速度まで加速する際又は試験速度から停止するまで減速する際に前記回転慣性モーメントを導出することができ、装着するタイヤによって異なる値を示すこととなる回転慣性モーメントを当該タイヤの試験中に導出することができる。
また、前記前後力の変動成分の補正を、前記前後力の変動成分の振動と前記両回転体の回転によって形成される回転振動系の固有振動とが共振したときに行うことが好ましい。
【００１３】
タイヤ回転体に作用する前後力の変動成分の振動がタイヤ回転体とドラム回転体からなる回転振動系の固有振動に近づくと、これらは互いに共振状態となる。該共振状態でタイヤの前後力を測定すると、該測定に基づく前後力の変動成分には、タイヤに実際に作用している前後力の変動成分に該タイヤ回転体の振動に伴って顕著となった振動成分が含まれてしまうこととなる。
該振動成分は、上述の如き共振状態となると著しく大きなものとなり、この様な振動域での前後力の変動成分の正確な測定を困難なものとしている。一方、該振動域を外れている場合においても、タイヤ回転体が速度変動を伴って回転することにより上述の如き振動成分は発生するものの、該振動成分は共振を伴っていないため、その大きさは無視できるほど小さいことを本願発明者らは知見している。
【００１４】
そこで、特に前後力の変動成分の振動が回転振動系の固有振動に共振する振動域に達したときに上述の如く求められた前後力の変動成分の補正をすることとし、これによって、前記振動域においてもタイヤ回転体の変動成分を高精度に得ることとしている。
また、本発明における課題解決のための他の技術的手段は、
リムを配備したスピンドル軸を回転自在に支持してなるタイヤ転動装置と、該スピンドル軸と平行なドラム軸廻りに回転可能なドラム回転体を備えるドラム装置と、これら両装置を制御すると共に該両装置から得られるデータを処理する処理制御装置とを備え、前記リムにタイヤを装着して該タイヤ、リム及びスピンドル軸からなるタイヤ回転体を構成し、該タイヤ回転体を前記ドラム回転体に接触させた状態で何れか一方の回転体に回転力を付与することによりタイヤ回転体を回転させて前記タイヤの特性を測定するタイヤ試験装置であって、
前記ドラム装置とタイヤ転動装置の何れか一方の装置にタイヤに作用する前後力を測定する前後力測定手段を備えると共に、前記タイヤ転動装置にタイヤ回転体の回転加速度を検出する回転加速度検出手段を備え、
前記処理制御装置は、前記回転加速度検出手段から得られたタイヤ回転体の回転中の回転加速度に基づいて、両回転体の回転に起因する振動により発生し且つ前記前後力の変動成分に含まれる振動成分を算出し、前記前後力の変動成分から前記振動成分を取り除く補正をする補正手段を備えていることを特徴としている。
【００１５】
これによれば、前後力測定手段により測定された前後力に基づいて前後力の変動成分が求められ、該前後力の変動成分が回転加速度検出手段から得られた回転加速度に基づいて補正手段により処理される。この結果、求められた前後力の変動成分から両回転体の振動に起因する振動成分が取り除かれることとなり、これによって真のタイヤの前後力の変動成分を高精度に測定することができる。
また、前記補正手段は、前記振動成分を前記回転加速度と前記タイヤ回転体の回転慣性モーメントとに基づいて算出する算出手段を備えていることが好ましい。
【００１６】
さらに好ましくは、前記補正手段は、前記タイヤ回転体を一定加速度で加速又は減速させたときにタイヤに作用する前後力の直流成分に基づいて前記回転慣性モーメントを推定する推定手段を備えていることが好ましい。
これによれば、装着するタイヤによって異なる値を示すこととなる回転慣性モーメントを算出手段によって当該タイヤの試験中に又は予備試験によって導出することができ、しかも、該回転慣性モーメントに基づいてタイヤの前後力の変動成分を測定することができる。
【００１７】
また、前記処理制御装置は、前記前後力の変動成分と前記両回転体の回転によって形成される回転振動系とが共振状態となっているか否かを判断し、共振状態であると判断したときに前記補正手段を作動させる作動手段を備えていることが好ましい。
これによれば、作動手段によって、前記前後力の変動成分の測定値に特に補正が必要とされるときのみ補正手段を立ち上げることができ、より効率的に前後力の変動成分の測定を行うことができる。
さらに、前記ドラム装置は、前記ドラム軸を一対備え、前記ドラム回転体は、各ドラム軸廻りに回転するドラムプーリと、一方のドラムプーリから他方のドラムプーリに亘って巻き掛けられたベルトと備えており、該ベルトに前記タイヤ回転体を接触させた状態で前記タイヤの特性を測定することは好ましい。
【００１８】
これによれば、タイヤ回転体のタイヤは一対のドラムプーリに巻き掛けられたベルト上を転動することとなるので、タイヤの転動に起因するタイヤ試験時の騒音や振動を低減させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、タイヤの回転に伴って該タイヤを含む回転振動系に振動が発生するにも拘わらず、該タイヤに作用する前後力の変動成分を精度よく測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
図１に示す如く、本実施の形態のタイヤ試験装置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、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の一方の端部には、前記タイヤＴを装着可能なリム１３が配備されている。該リム１３にタイヤＴを装着することにより、スピンドル軸１１、リム１３及びタイヤＴからなるタイヤ回転体１４が形成される。
【００２１】
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、一方の端部をハウジング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、前記スピンドル軸１１は、一対のベアリングを介して軸受ハウジング１８の軸心上に配備されている。軸受ハウジング１８に収容されたスピンドル軸１１は、リム１３を備えた一方の端部が軸受ハウジング１８の一方の端部及びハウジング１７から突出している。また、スピンドル軸１１の他方の端部は、軸受ハウジング１８の他方の端部から突出し、ハウジング１７の内周面に対向している。
【００２２】
また、タイヤ転動装置２には、タイヤ回転体１４のタイヤＴに作用する前後力を測定する前後力測定手段２１と、タイヤ回転体１４の回転加速度を検出する回転加速度検出手段３１とが配備されている。
前後力測定手段２１は、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２２と、該複数のロードセル２２に接続されて該複数のロードセル２２からの信号を増幅するロードセルアンプ２３とを備えている。
複数のロードセル２２は、軸受ハウジング１８の一方の端部側と他方の端部側に配備されている。該軸受ハウジング１８の一方の端部側に配備される複数のロードセル２２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。該軸受ハウジング１８の他方の端部側に配備される複数のロードセル２２についても同様である。
【００２３】
また、軸受ハウジング１８の一方の端部に径外方向に突出してハウジング１７の一方の端部と対向する鍔部を形成し、該鍔部とハウジング１７の一方の端部との間に複数のロードセル２２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２２からの信号は、ロードセルアンプ２３に送られて増幅される。該信号は、タイヤＴの前後力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２３内又は別個に設けられたロー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、処理制御装置４に送られる。
【００２４】
回転加速度検出手段３１は、ハウジング１７とスピンドル軸１１の他方の端部の間に配備されたロータリエンコーダ３２と、該ロータリエンコーダ３２に接続された速度検出器３３と、該速度検出器３３に接続された微分器３４とを備えている。
ロータリエンコーダ３２は、発光ダイオードやレーザ等からなる光源と、該光源に対向する位置に配備された受光部とを備えた検出器３２ａと、スピンドル軸１１の他方の端部に配備されて前記検出器の光源と受光部の間を通過する遮蔽板３２ｂとを備えている。また、該ロータリエンコーダ３２に代えてタコジェネレータ等の他の装置を採用することも可能である。
【００２５】
また、ロータリエンコーダ３２の検出器３２ａが速度検出器３３に接続されており、検出器３２ａの受光部で得られたパルス信号は該速度検出器３３にて回転速度信号に変換され、該回転速度信号は、微分器３４にて回転加速度信号に変換された後、処理制御装置４に送られる。
ドラム装置３は、タイヤ転動装置２の側部に配備されており、外周面に代用路面体４１を備えてなる円柱状のドラム回転体４２と、該ドラム回転体４２の軸心に配備されて該ドラム回転体４２の回転軸となるドラム軸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に回転力を付与する駆動装置４５とを備えている。ドラム回転体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）等によってタイヤ転動装置２に近接離間可能とされている。
【００２６】
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ベルト等により構成されている。
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、前記回転加速度検出手段３１及び前後力測定手段２１に接続されてタイヤＴに作用する前後力の変動成分の補正をする補正手段５２とを備えている。
【００２７】
該補正手段５２においては、回転加速度検出手段３１から得られたタイヤ回転体１４の回転中の回転加速度に基づいて、両回転体１４、４２の回転に起因する振動により発生し且つ前後力の変動成分に含まれる振動成分を算出し、該前後力の変動成分から振動成分を取り除く補正をする処理が行われる。
ここで、両回転体１４、４２の回転に起因する振動について説明する。
通常のタイヤＴの断面形状や荷重に対する強度等の性能は、全体に亘って均一ではない。このため、例えば、タイヤ回転体１４をドラム回転体４２に押し付け、回転半径を一定として回転させると、該タイヤ回転体１４は、一定速度で回転せずにその回転に伴って周期的な速度変動を起こしながら回転し、これによって前後力は振動することとなる。
【００２８】
そして、タイヤ回転体１４に作用する前後力の変動成分の振動がタイヤ回転体１４とドラム回転体４２からなる回転振動系の固有振動に近づくと、これらは互いに共振状態となる。該共振状態でタイヤＴの前後力を測定すると、該測定に基づく前後力の変動成分には、タイヤに実際に作用している前後力の変動成分に該タイヤ回転体の振動に伴って顕著となった振動成分が含まれてしまうこととなる。
上記補正手段５２は、前後力測定手段２１から求められる前後力の変動成分から振動成分を取り除くことを目的として設けられているのである。
【００２９】
また、補正手段５２は、前記回転振動系として図９の如き振動モデルＭを仮定し、該振動モデルＭに基づいて振動成分を算出する算出手段５２ａを有している。該振動モデルＭにおいては、タイヤＴの接線方向に以下の式（３）の運動方程式が成立する。
【００３０】
【数３】
2008058082.tif 000005
【００３１】
上記式（３）によれば、タイヤ回転体１４の速度変動が大きなものとなると、以下の式（４）に示すタイヤＴ接線方向の振動成分が顕著なものとなる。
【００３２】
【数４】
2008058082.tif 000006
【００３３】
このため、該補正手段５２は、以下の式（５）による処理によって前後力測定手段２１から求められた前後力の変動成分から振動成分を取り除くこととしている。
【００３４】
【数５】
2008058082.tif 000007
【００３５】
また、上記式（３）〜式（５）に示されるタイヤ回転体１４の回転慣性モーメントは、補正手段５２に設けられた推定手段５３によって算出される。
該推定手段５３においては、タイヤ回転体１４を一定加速度で加速させたときに該タイヤ回転体１４に発生する前後力に基づき、以下の式（６）によってタイヤ回転体１４の回転慣性モーメントを推定している。
【００３６】
【数６】
2008058082.tif 000008
【００３７】
また、上述の如き振動成分は、タイヤ回転体１４に作用する前後力の変動成分の振動がタイヤ回転体１４とドラム回転体４２からなる回転振動系の固有振動に共振する共振状態となると著しく大きなものとなり、この様な振動域での前後力の変動成分の正確な測定を困難なものとしている。一方、該振動域を外れている場合においても、タイヤ回転体１４が速度変動を伴って回転することにより上述の如き振動成分は発生するものの、該振動成分は共振を伴っていないため、その大きさは無視できるほど小さいことを本願発明者らは知見している。
【００３８】
そこで、本実施の形態においては、前後力の変動成分と両回転体１４、４２の回転によって形成される回転振動系とが共振状態となっているか否かを判断し、共振状態であると判断したときに補正手段５２を作動させる作動手段５４を処理制御装置４に配備し、特に前後力の変動成分の振動が回転振動系の固有振動に共振する振動域に達したときに上述の如くタイヤ回転体１４の回転から求められた前後力の変動成分の補正をすることとしている。
上述の如く前後力の変動成分の振動が回転振動系の固有振動に共振する振動域とタイヤ回転体１４の回転速度との相関性は、予備試験や経験則に基づいてある程度把握することができる。そこで、本実施の形態の作動手段５４は、回転加速度検出手段３１の速度検出器３３から得られる回転速度が、前後力の変動成分の振動が上記振動域に到達する速度となっているか否かを判断するプログラム等によって構成している。
【００３９】
また、処理制御装置４は、外部入出力手段５５に接続されており、これによって該処理制御装置４によって得られたデータを出力可能であると共に該処理制御装置４に指令を入力可能となっている。また、これら処理制御装置４と外部入出力手段５５とを一体としたパーソナルコンピュータを採用することも可能である。
本実施の形態は以上の構成からなるものであって、次に、図２に基づき、上記タイヤＴ試験装置１を用いてタイヤＴに作用する前後力を導出する方法について説明する。
先ず、タイヤ転動装置２のリム１３にタイヤＴを装着してタイヤ回転体１４を構成する。そして、ドラム装置３のフレーム４４をタイヤ転動装置２に近接させることによりタイヤ回転体１４にタイヤＴのトレッド面をドラム装置３のドラム回転体４２の代用路面体４１に押し付ける。これによりタイヤＴに荷重が付与されることとなる。そして、ステップ１に移行して、試験速度に達するまで回転半径及び回転加速度を一定としてタイヤ回転体１４を回転させる。
【００４０】
次に、ステップ２に移行し、回転半径及び回転加速度を一定としてタイヤ回転体１４を回転させたときにタイヤＴに作用する前後力の直流成分を前後力測定手段２１によって求める。そして、該前後力の直流成分と回転加速度に基づき、推定手段５３によってタイヤＴの回転慣性モーメントを推定しておく。
そして、ステップ３に移行し、試験速度に達したタイヤ回転体１４を該試験速度にて回転させる。そして、ステップ４に移行して、回転加速度検出手段３１により該試験速度におけるタイヤ回転体１４の回転加速度を求めると共に、前後力測定手段２１により前後力の変動成分を求める。
【００４１】
そして、ステップ５に移行して、作動手段５４により、回転加速度検出手段３１から得られる回転加速度から前後力の変動成分の振動と回転振動系の固有振動とが共振状態となっているか否かを判断する。該作動手段５４にてノーと判断された場合には、前後力測定手段２１から求められた前後力の変動成分を測定値として工程を完了する。
また、作動手段５４にてイエスと判断された場合には、ステップ６に移行し、該作動手段５４によって補正手段５２が起動する。そして、補正手段５２の算出手段５２ａにより、推定手段５３から得られたタイヤ回転体１４の回転慣性モーメント及び回転加速度検出手段３１から得られた回転加速度に基づいてこのときの共振に伴う共振成分を算出する。そして、ステップ７に移行し、該共振成分に基づいて前後力測定手段２１から求められた前後力の変動成分に対し上述の式（６）による補正を施し、補正後の変動成分を真の変動成分として工程を完了する。
【００４２】
本実施の形態によれば、実際に荷重を付与された状態で回転しているタイヤＴから得られる前後力の変動成分から前記回転振動系の振動に起因する振動成分が取り除かれることとなり、これによって真の前後力の変動成分を高精度に得ることが可能である。したがって、タイヤＴの回転に伴って該タイヤＴを含む回転振動系に振動が発生するにも拘わらず、該タイヤＴに作用する前後力の変動成分を精度よく測定されるのである。
また、上述の如く前後力の変動成分を補正することにより、装置の違いによる変動成分のばらつきが低減されることとなり、異なる構成を有する装置間の相関性が向上することとなる。
【００４３】
また、本実施の形態によれば、タイヤ回転体１４の回転慣性モーメントを上述の如く各試験にてタイヤ回転体１４を試験速度まで加速する際に前記回転慣性モーメントを導出することができる。これにより、装着するタイヤＴによって異なる値を示すこととなる回転慣性モーメントを当該タイヤＴの試験中に導出することができて至便である。
図３は、本発明の第２の実施の形態を示しており、該実施の形態においては、タイヤ転動装置２の軸受ハウジング１８はハウジング１７に内嵌している。また、タイヤ転動装置２は、スピンドル軸１１に回転力を付与するための駆動装置１９を備えている。該駆動装置１９の構成は、上記第１の実施の形態の駆動装置４５と略同様である。
【００４４】
また、ドラム装置３のドラム軸４３は、ベアリングを介して軸受ハウジング４６に支持されており、該軸受ハウジング４６がフレーム４４に支持されている。
また、該軸受ハウジング４６とフレーム４４の間に複数のロードセル２２が配備されている。該複数のロードセル２２は、軸受ハウジング１８の一方の端部と他方の端部とに配備されており、該一方の端部に配備されたロードセル２２は、ドラム軸４３を中心とした円周上に互いの間隔を等間隔として配備されている。軸受ハウジング４６の他方の端部に配備される複数のロードセル２２についても同様である。
【００４５】
本実施の形態においては、駆動装置４５によりタイヤ回転体１４を直接回転させると共に、タイヤ回転体１４の回転により生じる前後力をドラム回転体４２によって測定する。これによっても、上記第１の実施の形態と同様の工程によりタイヤＴの前後力の変動成分が高精度に測定される。
また、図４は、本発明の第３の実施の形態を示しており、該実施の形態においては、処理制御装置４に作動手段５４を設けていない。本実施の形態によれば、タイヤＴに作用する前後力の変動成分の振動と回転振動系の固有振動とが共振状態であるか否かに拘わらず、試験を通じて補正手段５２によって前後力の変動成分の補正を行うことが可能となる。これによって、試験を通じて振動成分の影響が排除されることとなり、タイヤＴの前後力の変動成分が高精度に測定される。
【００４６】
また、本実施の形態においては、作業者が外部入出力手段５５の表示画面に示される前後力の変動成分の変化から共振の発生の有無を判断し、共振状態にあると判断したときのみ入力手段を介して補正手段５２を起動させることも可能である。
また、図５及び図６は本発明の第４の実施の形態を示しており、該実施の形態において、タイヤ転動装置２は、スピンドル軸１１を水平に配備すべく横向きに配備されている。これに伴ってドラム装置３も横向きに配備されており、該ドラム装置３は、スピンドル軸１１に平行な一対のドラム軸４３を備え、ドラム回転体４２は、各ドラム軸４３廻りに回転するドラムプーリ４７と、一方のドラムプーリ４７から他方のドラムプーリ４７に亘って巻き掛けられたベルト（フラットベルト）４８とから構成されている。
【００４７】
また、一対のドラム軸４３は軸受け具４９にそれぞれ支持され、該軸受け具４９は板状のベース板５０ａに支持され、該ベース板５０ａは台座５０ｂ上に載置されている。また、一方の軸受け具４９にドラムプーリ４７を転動させてドラム回転体４２を駆動させる駆動装置４５が配備されている。
なお、上記第１の実施の形態と同様、前後力測定手段２１の複数のロードセル２２はタイヤ転動装置２に配備されている。
本実施の形態においては、ベルト４８にタイヤ回転体１４のタイヤＴを接触させた状態で該タイヤＴの特性を測定することとし、これによって、タイヤ試験時に発生する騒音や振動の発生が抑制されることとなる。
【００４８】
さらに、図７及び図８は本発明の第５の実施の形態を示しており、該実施の形態は、タイヤ転動装置２の軸受ハウジング１８がハウジング１７に内嵌すると共に、前後力測定手段２１のロードセル２２がドラム装置３のベース板５０ａと台座５０ｂの間に配備されており、他の構成は前記第４の実施の形態と同様である。
本実施の形態においても、タイヤ試験時に発生する騒音や振動の発生が抑制されることとなる。
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、タイヤ回転体１４の回転慣性モーメントを算出するにつき、タイヤ回転体１４を試験速度から停止するまで一定加速度で減速し、このときにタイヤ回転体１４に発生する前後力の直流成分から導出することとしても可能である。また、タイヤＴの回転慣性モーメントを予め算出しておき、外部入出力手段５５を介して該算出値を処理制御装置４に入力する構成も可能である。
【００４９】
また、上記第１〜第３の実施の形態において、スピンドル軸１１及びドラム軸４３を水平とし、両回転体１４、４２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。同様に、上記第４及び第５の実施の形態において、スピンドル軸１１及びドラム軸４３を鉛直とし、両回転体１４、４２を横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】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施の形態のタイヤ試験装置の概略図である。
【図２】該タイヤ試験装置を用いて前後力の変動成分を測定する過程を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態のタイヤ試験装置の概略図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態のタイヤ試験装置の概略図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態のタイヤ試験装置の正面概略図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態のタイヤ試験装置の側面概略図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態のタイヤ試験装置の正面概略図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態のタイヤ試験装置の側面概略図である。
【図９】回転振動系の振動モデルを示す概略図である。
【符号の説明】
【００５１】
１      タイヤ試験装置
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
１３    リム
１４    タイヤ回転体
２１    前後力測定手段
３１    回転加速度検出手段
４２    ドラム回転体
５２    補正手段
５２ａ  算出手段
５３    推定手段
５４    作動手段
Ｔ      タイヤ
【図１】
2008058082.tif 000009
【図２】
2008058082.tif 000010
【図３】
2008058082.tif 000011
【図４】
2008058082.tif 000012
【図５】
2008058082.tif 000013
【図６】
2008058082.tif 000014
【図７】
2008058082.tif 000015
【図８】
2008058082.tif 000016
【図９】
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