(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを挟持する上下スピンドルを回転させながら、前記タイヤおよびドラムの一方を他方に押し付けて、前記タイヤに加わる押圧荷重を目標値に設定するタイヤ試験機の押圧荷重設定方法において、
前記上下スピンドルを回転させるとともに、前記タイヤと前記ドラムとを相対移動させる駆動源を前記押圧荷重が増加するように駆動させ、前記押圧荷重が前記目標値よりも低い所定値になったタイミングで、前記駆動源の駆動を停止させる駆動制御工程と、
前記押圧荷重が増加する前後のタイミングであって、前記タイヤの周方向の位置が同じタイミングで、前記押圧荷重の値、および、前記タイヤと前記ドラムとの相対距離をそれぞれ測定する測定工程と、
前記押圧荷重の変化量および前記相対距離の変化量を用いて、前記タイヤの動的縦ばね定数を算出するばね定数算出工程と、
前記タイヤと前記ドラムとの相対移動が停止したときの前記押圧荷重の値である現在値と前記目標値との差、および、前記動的縦ばね定数を用いて、前記現在値が前記目標値となるように前記タイヤと前記ドラムとを相対移動させる距離である調整量を算出する調整量算出工程と、
前記調整量だけ前記タイヤと前記ドラムとを相対移動させる調整工程と、
を有することを特徴とするタイヤ試験機の押圧荷重設定方法。
【請求項２】
前記測定工程は、
前記押圧荷重が前記所定値よりも低い第１の値になったタイミングで、このときの前記相対距離である第１の距離、および、このときの前記タイヤの周方向の位置を取得する第１取得工程と、
前記押圧荷重が前記第１の値になったタイミングからさらに前記タイヤが少なくとも１回転したタイミングで、このときの前記相対距離である第２の距離、および、このときの前記押圧荷重の値である第２の値を取得する第２取得工程と、
を有し、
ばね定数算出工程は、前記第１の値と前記第２の値との差、および、前記第１の距離と前記第２の距離との差を用いて、前記動的縦ばね定数を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機の押圧荷重設定方法。
【請求項３】
前記タイヤと前記ドラムとの相対移動が停止した後に、前記タイヤが少なくとも１回転する間、前記押圧荷重を測定して、そのときの前記押圧荷重の平均値を算出する平均値算出工程をさらに有し、
前記調整量算出工程は、前記平均値を前記現在値とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ試験機の押圧荷重設定方法。
【請求項４】
前記調整量算出工程は、前記現在値と前記目標値との差が一定範囲内にない場合に、前記調整量を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ試験機の押圧荷重設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤを挟持する上下スピンドルを回転させながら、タイヤおよびドラムの一方を他方に押し付けて、タイヤに加わる押圧荷重を目標値に設定するタイヤ試験機の押圧荷重設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤユニフォミティは、タイヤおよびドラムの一方を他方に押し付けてタイヤに荷重を加えた状態でタイヤを回転させて測定する。このとき、タイヤ種ごとに目標とする荷重値でタイヤを押圧する。
【０００３】
特許文献１には、タイヤユニフォミティ測定に供されるタイヤごとに算出した動的縦バネ定数を用いて、精度良く目標荷重値で回転体とタイヤの相対移動を停止させるタイヤユニフォミティ測定の押圧荷重設定方法が開示されている。特許文献１に記載の技術によると、目標荷重値に高い精度で速やかに設定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１２４８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１においては、動的縦ばね定数の算出時に、タイヤの周方向の位置合わせを行っていない。よって、タイヤの動的縦ばね定数が周方向に不均一であると、正確な動的縦ばね定数を算出することができない。
【０００６】
本発明の目的は、押圧荷重を目標値に高精度に設定することが可能なタイヤ試験機の押圧荷重設定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、タイヤを挟持する上下スピンドルを回転させながら、前記タイヤおよびドラムの一方を他方に押し付けて、前記タイヤに加わる押圧荷重を目標値に設定するタイヤ試験機の押圧荷重設定方法において、前記上下スピンドルを回転させるとともに、前記タイヤと前記ドラムとを相対移動させる駆動源を前記押圧荷重が増加するように駆動させ、前記押圧荷重が前記目標値よりも低い所定値になったタイミングで、前記駆動源の駆動を停止させる駆動制御工程と、前記押圧荷重が増加する前後のタイミングであって、前記タイヤの周方向の位置が同じタイミングで、前記押圧荷重の値、および、前記タイヤと前記ドラムとの相対距離をそれぞれ測定する測定工程と、前記押圧荷重の変化量および前記相対距離の変化量を用いて、前記タイヤの動的縦ばね定数を算出するばね定数算出工程と、前記タイヤと前記ドラムとの相対移動が停止したときの前記押圧荷重の値である現在値と前記目標値との差、および、前記動的縦ばね定数を用いて、前記現在値が前記目標値となるように前記タイヤと前記ドラムとを相対移動させる距離である調整量を算出する調整量算出工程と、前記調整量だけ前記タイヤと前記ドラムとを相対移動させる調整工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、押圧荷重が増加する前後のタイミングであって、タイヤの周方向の位置が同じタイミングで、押圧荷重の値、および、タイヤとドラムとの相対距離をそれぞれ測定する。そして、押圧荷重の変化量および相対距離の変化量を用いて、タイヤの動的縦ばね定数を算出する。これにより、タイヤの動的縦ばね定数が周方向に不均一であったとしても、正確な動的縦ばね定数を算出することができる。よって、この動的縦ばね定数を用いることで、押圧荷重を高精度に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】タイヤ試験機の要部を示す斜視図である。
【図２】ドラムの回転軸の位置および被試験タイヤに加わる押圧荷重の時間変化を示す図である。
【図３】タイヤ試験機の押圧荷重設定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
（タイヤ試験機の構成）
本発明の実施形態によるタイヤ試験機の押圧荷重設定方法（押圧荷重設定方法）は、タイヤを挟持する上下スピンドルを回転させながら、タイヤおよびドラムの一方を他方に押し付けて、タイヤに加わる押圧荷重を目標値に設定するものである。
【００１２】
タイヤ試験機１００は、要部を示す斜視図である図１に示すように、被試験タイヤ１０を挟持する上下スピンドル２０と、被試験タイヤ１０に押し付けられるドラム３０と、タイヤ試験機１００を制御するコントローラ４０と、を有している。
【００１３】
上下スピンドル２０は、被試験タイヤ１０の軸心にその中心を合わせて、一対のリム２１で被試験タイヤ１０を上下両側から挟み込む。上下スピンドル２０は、電動モータ４１により回転駆動される。これにより、被試験タイヤ１０は一対のリム２１で挟持された状態で回転される。
【００１４】
ドラム３０は、扁平な円柱状でかつ中心に回転軸３１を備え、鉛直方向を中心に回転可能に軸支されている。ドラム３０の回転軸３１は、駆動源４２により駆動される図示しない移動機構により、上下スピンドル２０に対して接近・離反するように移動される。ドラム３０の回転軸３１の移動量は、上下スピンドル２０とドラム３０の回転軸３１との相対距離の変化量として、図示しない位置センサにより測定される。なお、上下スピンドル２０が、ドラム３０に対して接近・離反するように移動されてもよい。
【００１５】
ドラム３０の回転軸３１が上下スピンドル２０に対して接近するように移動されることで、被試験タイヤ１０にドラム３０が押し付けられる。ドラム３０における被試験タイヤ１０に接する外周面には、シボ加工が施されており、被試験タイヤ１０にドラム３０が押し付けられた状態で被試験タイヤ１０が回転すると、ドラム３０は押圧面で滑りを生じることなく回転する。ドラム３０の回転軸３１の両端には、被試験タイヤ１０に加わる押圧荷重を検出する図示しないロードセルが配置されている。なお、上下スピンドル２０を軸支する軸受部にロードセルが配置されていてもよい。
【００１６】
コントローラ４０は、上下スピンドル２０の回転およびドラム３０の回転軸３１の移動を行うようにタイヤ試験機１００を制御する。即ち、コントローラ４０は、電動モータ４１および駆動源４２を制御する。コントローラ４０には、ドラム３０の回転軸３１の移動量や被試験タイヤ１０に加わる押圧荷重などの測定された情報が入力される。
【００１７】
（コントローラの制御）
ドラム３０の回転軸３１の位置および被試験タイヤ１０に加わる押圧荷重の時間変化を図２に示す。コントローラ４０は、上下スピンドル２０を回転させるとともに、被試験タイヤ１０とドラム３０とを相対移動させる駆動源４２を押圧荷重が増加するように駆動させ、押圧荷重が目標値よりも低い所定値になったタイミングで、駆動源４２の駆動を停止させる駆動制御工程を行うように、タイヤ試験機１００を制御する。具体的には、コントローラ４０は、上下スピンドル２０の回転中に、駆動源４２を駆動させて、被試験タイヤ１０にドラム３０を押し付けていく。そして、被試験タイヤ１０に加わる押圧荷重が、例えば目標値（４０００Ｎ）の９８％である３９２０Ｎ（所定値）になったタイミングで、駆動源４２の駆動を停止させる。
【００１８】
ここで、駆動源４２の停止から実際にドラム３０の移動が停止するまでにはタイムラグがあり、この間、ドラム３０は慣性で移動を続ける。そのため、実際にドラム３０の移動が停止したときの押圧荷重の値は、駆動源４２の駆動を停止させたときの押圧荷重の値（３９２０Ｎ）よりも大きくなる。
【００１９】
コントローラ４０は、押圧荷重が増加する前後のタイミングであって、被試験タイヤ１０の周方向の位置が同じタイミングで、押圧荷重の値、および、被試験タイヤ１０とドラム３０との相対距離をそれぞれ測定する測定工程を行うように、タイヤ試験機１００を制御する。具体的には、コントローラ４０は、押圧荷重が所定値（３９２０Ｎ）よりも低い第１の値になったタイミングで、このときの相対距離である第１の距離、および、このときの被試験タイヤ１０の周方向の位置を取得する第１取得工程と、押圧荷重が第１の値になったタイミングからさらに被試験タイヤ１０が少なくとも１回転したタイミングで、このときの相対距離である第２の距離、および、このときの押圧荷重の値である第２の値を取得する第２取得工程を行うように、タイヤ試験機１００を制御する。
【００２０】
より具体的には、コントローラ４０は、被試験タイヤ１０にドラム３０を押し付けていく最中に、押圧荷重が目標値（４０００Ｎ）の２０％である８００Ｎ（第１の値）になったタイミングで、このときのドラム３０の位置（第１の位置）、および、このときの被試験タイヤ１０の周方向の位置を取得する。また、押圧荷重が８００Ｎになったタイミングからさらに被試験タイヤ１０が１回転したタイミングで、このときのドラム３０の位置（第２の位置）、および、このときの押圧荷重の値（第２の値）を取得する。ここで、ドラム３０の位置とは、あらかじめ設定した原点からの位置である。なお、図２の例では、第２の値は目標値（４０００Ｎ）を超えている。また、図２の例では、被試験タイヤ１０を１回転させているが、２回転以上させてもよい。
【００２１】
コントローラ４０は、測定工程の後に、押圧荷重の変化量および相対距離の変化量を用いて、被試験タイヤ１０の動的縦ばね定数を算出するばね定数算出工程を行うように、タイヤ試験機１００を制御する。具体的には、コントローラ４０は、第１の値（Ｐ１）と第２の値（Ｐ２）との差、および、第１の距離（Ｌ１）と第２の距離（Ｌ２）との差を用いて、動的縦ばね定数ｋ＝（Ｐ２−Ｐ１）／（Ｌ２−Ｌ１）を算出する。より具体的には、コントローラ４０は、第１の値（８００Ｎ）と第２の値との差から押圧荷重の増分を算出するとともに、第１の位置と第２の位置との差からドラム３０の移動量を算出する。そして、これらを用いて動的縦ばね定数を算出する。なお、ドラム３０の位置でなく、被試験タイヤ１０とドラム３０との相対距離の差から、ドラム３０の移動量を算出してもよい。被試験タイヤ１０の周方向の位置が同じタイミングで取得した押圧荷重の値およびドラム３０の位置を用いることで、被試験タイヤ１０の動的縦ばね定数が周方向に不均一であったとしても、正確な動的縦ばね定数を算出することができる。
【００２２】
コントローラ４０は、被試験タイヤ１０とドラム３０との相対移動が停止した後に、被試験タイヤ１０が少なくとも１回転する間、押圧荷重を測定して、そのときの押圧荷重の平均値を算出する平均値算出工程を行うように、タイヤ試験機１００を制御する。具体的には、コントローラ４０は、ドラム３０の停止を確認した後に、押圧荷重を測定しながら被試験タイヤ１０を１回転させる。そして、そのときの押圧荷重の平均値を算出する。なお、図２の例では、被試験タイヤ１０を１回転させているが、２回転以上させてもよい。
【００２３】
ここで、図２の例では、第２の位置および第２の値を取得する前に、平均値の測定を開始している。つまり、測定工程の最中に平均値算出工程を開始している。そのため、測定工程における被試験タイヤ１０の１回転と、平均値算出工程における被試験タイヤ１０の１回転とがオーバーラップしている。このように、ドラム３０の停止を確認した後で、第２の位置および第２の値を取得する前に、平均値の測定を開始することで、押圧荷重を目標値に設定するまでに要する時間を短縮することができる。
【００２４】
コントローラ４０は、平均値算出工程の後に、相対移動が停止したときの押圧荷重の値である現在値と目標値との差、および、動的縦ばね定数を用いて、現在値が目標値となるように被試験タイヤ１０とドラム３０とを相対移動させる距離である調整量を算出する調整量算出工程を行うように、タイヤ試験機１００を制御する。具体的には、コントローラ４０は、平均値を現在値として用い、平均値と目標値との差（Ｐｍｏｖ）、および、動的縦ばね定数（ｋ）を用いて、調整量（Ｌｍｏｖ＝Ｐｍｏｖ／ｋ）を算出する。
【００２５】
コントローラ４０は、調整量算出工程の後に、調整量だけ被試験タイヤ１０とドラム３０とを相対移動させる調整工程を行うように、タイヤ試験機１００を制御する。具体的には、コントローラ４０は、調整量が正の値の場合には、ドラム３０を調整量だけ被試験タイヤ１０に押し付けるように、ドラム３０の回転軸３１を移動させる一方、調整量が負の値の場合には、ドラム３０を調整量だけ被試験タイヤ１０から離すように、ドラム３０の回転軸３１を移動させる。図２の例では、調整量は負の値である。押圧荷重の平均値を現在値として調整量を算出することで、調整量を高精度に算出することができるので、調整を精度良く行うことができる。
【００２６】
ここで、コントローラ４０は、平均値と目標値との差が一定範囲内にない場合に、調整量を算出する。即ち、平均値と目標値との差が一定範囲内にある場合には、調整量を算出せず、調整工程を行うことなく押圧荷重の設定を終了する。このように、平均値と目標値との差が一定範囲内にある場合に、そのまま設定を終了することで、押圧荷重の設定に要する時間を短縮することができる。
【００２７】
（押圧荷重設定処理ルーチン）
次に、フローチャートである図３に示す押圧荷重設定処理ルーチンを参照して、押圧荷重設定方法について説明する。この押圧荷重設定処理ルーチンは、コントローラ４０により実行される。
【００２８】
まず、上下スピンドル２０を回転させる（ステップＳ１）。これにより、被試験タイヤ１０が回転する。次に、駆動源４２を駆動させることで、被試験タイヤ１０に向かってドラム３０の前進を開始させる（ステップＳ２）。
【００２９】
そして、被試験タイヤ１０に加わる押圧荷重が目標値（４０００Ｎ）の２０％（第１の値）に到達したか否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ３において、被試験タイヤ１０に加わる押圧荷重が目標値（４０００Ｎ）の２０％に到達していないと判定した場合には（Ｓ３：ＮＯ）、ステップＳ３を繰り返す。一方、ステップＳ３において、被試験タイヤ１０に加わる押圧荷重が目標値（４０００Ｎ）の２０％に到達したと判定した場合には（Ｓ３：ＹＥＳ）、データを取得する（ステップＳ４）。即ち、このときのドラム３０の位置（第１の位置）、および、このときの被試験タイヤ１０の周方向の位置を取得する。
【００３０】
次に、被試験タイヤ１０に加わる押圧荷重が目標値（４０００Ｎ）のｘ％（ｘは任意の値に設定可能）、例えば９８％（第２の値）に到達したか否かを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ５において、被試験タイヤ１０に加わる押圧荷重が目標値（４０００Ｎ）の９８％に到達していないと判定した場合には（Ｓ５：ＮＯ）、ステップＳ５を繰り返す。一方、ステップＳ５において、被試験タイヤ１０に加わる押圧荷重が目標値（４０００Ｎ）の９８％に到達したと判定した場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、駆動源４２を停止させる（ステップＳ６）。ドラム３０は慣性で移動を続けた後に停止することになる。
【００３１】
次に、被試験タイヤ１０の周方向の位置がステップＳ４のデータ取得時と同じか否かを判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７において、被試験タイヤ１０の周方向の位置がステップＳ４のデータ取得時と同じでないと判定した場合には（Ｓ７：ＮＯ）、ステップＳ７を繰り返す。一方、ステップＳ７において、被試験タイヤ１０の周方向の位置がステップＳ４のデータ取得時と同じであると判定した場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、データを取得する（ステップＳ８）。即ち、このときのドラムの位置（第２の位置）、および、このときの押圧荷重の値（第２の値）を取得する。
【００３２】
次に、第１の値、第２の値、第１の位置、第２の位置を用いて、動的縦ばね定数を算出する（ステップＳ９）。その後、ドラム３０が停止したか否かを判定する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において、ドラム３０が停止していないと判定した場合には（Ｓ１０：ＮＯ）、ステップＳ１０を繰り返す。一方、ステップＳ１０において、ドラム３０が停止したと判定した場合には（Ｓ１０：ＹＥＳ）、タイマを起動する（ステップＳ１１）。
【００３３】
次に、押圧荷重の平均値の測定を開始する（ステップＳ１２）。即ち、押圧荷重の測定を開始する。そして、被試験タイヤ１０が測定開始から１回転したか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３において、被試験タイヤ１０が測定開始から１回転していないと判定した場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、ステップＳ１３を繰り返す。一方、ステップＳ１３において、被試験タイヤ１０が測定開始から１回転したと判定した場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、平均値の測定を終了する（ステップＳ１４）。即ち、押圧荷重の測定を終了する。
【００３４】
次に、平均値を算出する（ステップＳ１５）。そして、目標値と平均値との差を算出する（ステップＳ１６）。そして、目標値と平均値との差が一定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。ステップＳ１７において、目標値と平均値との差が一定範囲内であると判定した場合には（Ｓ１７：ＹＥＳ）、本ルーチンを終了する。
【００３５】
一方、ステップＳ１７において、目標値と平均値との差が一定範囲内でないと判定した場合には（Ｓ１７：ＮＯ）、タイマがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８において、タイマがＯＮでないと判定した場合には（Ｓ１８：ＮＯ）、本ルーチンを終了する。
【００３６】
一方、ステップＳ１８において、タイマがＯＮであると判定した場合には（Ｓ１８：ＹＥＳ）、調整量を算出する（ステップＳ１９）。そして、調整量だけドラム３０を移動させる（ステップＳ２０）。そして、ステップＳ１２に戻る。即ち、再度平均値の算出を行う。タイマがＯＮである間、即ち、一定時間が経過してタイマがＯＦＦになるまで、調整が繰り返される。つまり、調整を行う時間を一定時間に制限することで、押圧荷重の設定に要する時間が長くなるのを防止することができる。
【００３７】
なお、図２の例では、第２の位置および第２の値を取得する前に、平均値の測定を開始している。即ち、図３において、ステップＳ７〜Ｓ９を、ステップＳ１２の後でステップＳ１４の前に平行して行っている。これにより、押圧荷重を目標値に設定するまでに要する時間を短縮することができる。
【００３８】
（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係るタイヤ試験機の押圧荷重設定方法によると、押圧荷重が増加する前後のタイミングであって、被試験タイヤ１０の周方向の位置が同じタイミングで、押圧荷重の値、および、ドラム３０の位置をそれぞれ測定する。そして、押圧荷重の変化量およびドラム３０の移動量を用いて、被試験タイヤ１０の動的縦ばね定数を算出する。これにより、被試験タイヤ１０の動的縦ばね定数が周方向に不均一であったとしても、正確な動的縦ばね定数を算出することができる。よって、この動的縦ばね定数を用いることで、押圧荷重を高精度に設定することができる。
【００３９】
また、第１の値と第２の値との差、および、第１の位置と第２の位置との差を用いることで、正確な動的縦ばね定数を好適に算出することができる。
【００４０】
また、押圧荷重の平均値を現在値（被試験タイヤ１０とドラム３０との相対移動が停止したときの押圧荷重の値）として調整量を算出することで、調整量を高精度に算出することができるので、調整を精度良く行うことができる。
【００４１】
また、相対移動が停止したときの現在値と目標値との差が一定範囲内にある場合には、調整量を算出せず、調整工程を行うことなく押圧荷重の設定を終了するので、押圧荷重の設定に要する時間を短縮することができる。
【００４２】
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】
【００４３】
１０  被試験タイヤ
２０  上下スピンドル
２１  リム
３０  ドラム
３１  回転軸
４０  コントローラ
４１  電動モータ
４２  駆動源
１００  タイヤ試験機
【図１】
0006349271.tif 000002
【図２】
0006349271.tif 000003
【図３】
0006349271.tif 000004