(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
力の偏差の調波成分の予測方法であって、
工場現場のバランス試験機でのタイヤサンプルに対する測定データおよび第１の速度で動作する工場現場のタイヤ均一化機でのタイヤサンプルに対する半径方向の力の第ｎ調波の合成に対応する測定データおよび第１の速度で動作する工場現場のタイヤ均一化機でのタイヤサンプルに対する瞬間的な半径の第ｎ調波の合成に対応する測定データの第１のセットを収集するステップと、
第１の速度より高速な第２の速度で動作する試験研究室のタイヤ均一化機でのタイヤサンプルに対する半径方向の力の第ｎ調波の合成に対応する測定データの第２のセットを収集するステップと、
測定データの第１のセットからのタイヤサンプルに対する半径方向の力の第ｎ調波の合成および瞬間的な半径の第ｎ調波の合成並びに測定データの第２のセットからのタイヤサンプルに対する半径方向の力の第ｎ調波の合成から伝達関数を決定するステップと、
工場現場のバランス試験機および工場現場のタイヤ均一化機での製品タイヤに対する測定データの第３のセットを収集するステップと、
伝達関数を測定データの第３のセットに適用することにより、予測速度で回転する製品タイヤに対する高速の接線方向の力の偏差の調波成分を予測するステップとを有する方法。
【請求項２】
タイヤの製作方法であって、
工場現場のバランス試験機でのタイヤサンプルに対する測定データ並びに第１の速度で動作する工場現場のタイヤ均一化機でのタイヤサンプルに対する半径方向の力の第ｎ調波の合成に対応する測定データおよび瞬間的な半径の第ｎ調波の合成に対応する測定データの第１のセットを収集するステップと、
第１の速度より高速な第２の速度で動作する試験研究室のタイヤ均一化機でのタイヤサンプルに対する半径方向の力の第ｎ調波の合成に対応する測定データの第２のセットを収集するステップと、
測定データの第１のセットからのタイヤサンプルに対する半径方向の力の第ｎ調波の合成および瞬間的な半径の第ｎ調波の合成並びに測定データの第２のセットからのタイヤサンプルに対する半径方向の力の第ｎ調波の合成から伝達関数を決定するステップと、
工場現場のバランス試験機および工場現場のタイヤ均一化機での製品タイヤに対する測定データの第３のセットを収集するステップと、
伝達関数を測定データの第３のセットに適用することにより、予測速度で回転する製品タイヤに対する高速の接線方向の力の偏差の調波成分を予測するステップと、
予測された、製品タイヤに対する高速の接線方向の力の偏差の調波成分を、予め定められた基準と比較するステップと、
その比較に応じて製品タイヤの製作を制御するステップとを有する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気タイヤのユニフォーミティ測定方法に関し、特に、高速なタイヤのユニフォーミティの予測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気タイヤの製作技術において、タイヤの型へのゴムの流れ、あるいはベルト、ビード、ライナー、トレッド、ゴム引きされたコードのプライ等の寸法の軽微な違いが最終的なタイヤに、ときおり不均一を生じさせる。十分な大きさの不均一は、振動および騒音を生じる、タイヤが接触して回転する道路のような表面における力の偏差を招く。そのような力の偏差が最大許容レベルを超えると、そのようなタイヤを用いた乗り物の乗り心地および操縦性が悪影響を受ける。力の偏差の大きさはタイヤの回転速度に伴って変化し、通常（しかし常にではない）、速度とともに大きさが増し、それ故に乗り物の操作者に知覚されるタイヤ品質（および乗り物の乗り心地）は、例えば時速１００キロメートル（Ｋｐｈ）以上の「ハイウェイ速度」のような高速において生じる力の偏差によって最も影響を受けることが知られている。その結果、タイヤの購入者、特に乗り物の製作者（「ＯＥＭ」）のような大量購入者は、購入されるタイヤの高速での力の偏差の最大限度を知り指定することを望むであろう。残念ながら、高速での力の偏差を直接に測定することは困難かつ高価であり、それ故に業界では、「低速」でのタイヤのユニフォーミティの測定を主に含み、場合によってはタイヤバランスの測定をも含む単純な測定と、統計的なサンプリングとに基づく高速でのタイヤの性能（ユニフォーミティ、力の偏差）を予測するための様々な装置および方法が考え出された。
【０００３】
典型的なタイヤの製作工程において、工場現場でのタイヤのユニフォーミティの測定は、タイヤ製造工程の品質をモニターするのに用いられ、そしてタイヤのバランスとユニフォーミティを向上させる研削のような修正手段を導きあるいは具体化しうるタイヤ均一化機（「ＴＵＭ」）により行われる。工場現場のＴＵＭは低速設備であり、典型的には、典型的な乗用車のタイヤに対して１０Ｋｐｈより遅い速度に対応する６０ｒｐｍ（１分間当たりの回転数）で運用される。また、その業界では低速ＴＵＭは「低速均一化機」あるいは「ＬＳＵ」として知られている。概して、タイヤ均一化機は、力の偏差そしてときおり偏差（例えば、「振れ」）、そして瞬間角速度の測定データを収集している間、タイヤを正常な取り付け、膨張、負荷および（低速での）回転の状態にする。典型的には、タイヤ均一化機は、自由に回転する負荷車輪の表面に対して試験タイヤを回転させるためのアセンブリを含む。そのような配置において、負荷車輪は、回転するタイヤによって働く力に依存する方法で作用され、それらの力は、負荷車輪の支持構造体に接続されて適切に設置された測定装置により測定される。試験されたタイヤが許容できない結果を出すと、測定装置により検出された、不均一な位置のタイヤトレッドを正確に少し取り除くのにショルダー部および中央リブグラインダーが用いられる。タイヤが回転されるにつれて、それは測定され、同時に研削される。オハイオ州アクロンのアクロンスタンダード社から入手可能な型番Ｄ７０ＬＴＸのような、洗練された低速製造タイヤ均一化機では、力の測定値がコンピュータにより解析され、コンピュータに制御されたグラインダーを用いてタイヤトレッドからゴムが取り除かれる。
【０００４】
一旦、タイヤがＴＵＭで力の偏差に対する修正を受けると、ＴＵＭからタイヤを取り外し、タイヤのアンバランスを測定するために、バランス機に設置することは、通常の製作の慣習である。典型的には、タイヤ均一化機と同様にして、バランス機にタイヤが設置され、そして予め設定された圧力に空気を入れられる。その後、静的（単一面）および一対（２つの面）のアンバランスは、よく知られた方法のうちのひとつによって測定される。許容できないレベルのアンバランスがタイヤに発見されると、そのタイヤは通常、廃棄される。
【０００５】
通常、その技術では、工場現場の測定は合理的にタイヤ性能に関連するということが前提なので、タイヤのアンバランスおよび低速での力の偏差に「適切な」限界値を設定することにより、許容できる高速性能を持ったタイヤが作り出されるであろう。適切な制限値を確立するための通常の手法は、高速および低速の両方で個々のタイヤを測定し、その後に２つの測定値を数学的に関連付けることである。この手法の最も単純で概念的な形態では、高速での力の偏差が許容可能な最大の値であるタイヤが見つけられ、その後に同じタイヤで測定された低速の力の偏差の大きさが適切な限界値として用いられる。高速の力の偏差と低速の力の偏差の間の関係は、異なるタイヤ構造（設計）で、そして異なる低速および高速のタイヤ均一化機で異なりうることが知られているので、この方法はタイヤおよび機械が変わる毎にやり直されなければならない。工場現場での測定から高速での力の偏差の大きさを予測できることが多くの場合に望まれるので、工場現場での測定値の様々な組み合わせを、予測される高速の力の偏差に関連付ける（「伝達関数」を含む）数学の方程式の決定に、詳細が後述される進歩的な試みが適用される。
【０００６】
伝達関数および予測方法の議論の前に、関連する偏差の測定を理解することが重要である。与えられる全てのタイヤの回転速度における振動（そしてタイヤの振動により生じる騒音）に関するタイヤの性能は、タイヤのユニフォーミティによって実質的に決定され、表面に加重を受けたタイヤの回転によって生じる力の偏差の大きさによって直接的に示される。もし、その表面が、力を測定するために備えられたタイヤ均一化機の負荷車輪であれば、その力は測定され、測定されたタイヤ速度でのタイヤの振動性能（すなわち、ユニフォーミティ）の直接の測定値を通知することができる。高速のタイヤユニフォーミティの測定は非現実的なほど大きな工場床面積を使用するので、低速ＴＵＭ測定が高速の測定値の予測に利用される必要がある。低速ＴＵＭの測定の問題は、一部の力の偏差が低速で正確に測定されるには余りにも小さいか、さもなければ特定の低速の力の偏差の測定値が高速の力の偏差を予測するのに十分でないということである。これら一部の力の偏差のため、低速の力の測定が、例えば他の種類の力の偏差、タイヤのアンバランス、タイヤ表面のずれ（振れ）、タイヤ剛性の偏差、タイヤ角速度の偏差および負荷車輪の角速度の偏差の測定を含む他の測定によって補完され、あるいは置き換えられなければならない。
【０００７】
この技術において、通常、負荷支持面の負荷を受けて回転するタイヤにおける力は、ここで主に半径方向、横方向および接線方向と呼ばれる３つの直交する成分に分解される。半径方向の力はタイヤの半径方向すなわちタイヤの回転軸に垂直に作用する。負荷支持面と相互に作用するタイヤにおいて、半径方向の力は垂直方向（例えば、車輪の「飛び跳ね」）が最も強いが、また例えば、回転するタイヤにおける正味質量のアンバランスの半径方向の遠心力に起因する水平（前後あるいは「サージ」）方向の成分をも有している。横方向の力は、タイヤの回転軸に対して平行な方向に作用し、概してタイヤの表面が負荷支持面と接するところに発生する。横方向の力は、タイヤの揺れか、一定な舵取りの力のどちらかを引き起こす。接線方向の力すなわち前後方向の力は、タイヤと負荷支持面の接触面において、タイヤの外周（例えば、トレッド表面）に接しかつタイヤの回転軸に対して垂直（したがって、また半径方向および横方向の力に対しても垂直）な方向に起こる。接線方向の力の偏差は、道路のコブを越える一輪手押車のような感じと類推されうる、タイヤへの「プッシュプル」効果としてよく起こり、言い換えれば、一輪手押車をコブに押し上げるように力を増大させ、そして一輪手押車がコブを下りるように力を減少させる。接線方向の力の偏差を引き起こすのに関わる複合的な機構があることが調査によって示された。
【０００８】
３つの種類の力（半径方向、接線方向および横方向）のうち、接線方向の力の偏差（ＴＦＶ）は最も速度に依存しており、そして特に、６０ｒｐｍのような速度で動作する典型的な低速のタイヤ均一化機製品では測定できない。それどころか、接線方向の力の偏差は、オハイオ州アクロンにあるアクロンスタンダード社から入手可能なＨＳＵ−１０６４型のような、高速な研究室のタイヤ均一化機を用いて、ハイウェイ速度でのみ効果的に測定されうる。業界では、その高速ＴＵＭは「高速均一化機」または「ＨＳＵ」としても知られている。
【０００９】
３つの種類の力の偏差は、タイヤ（および／または車輪とタイヤが取り付けられる車軸ハブ）における不均一性（非対称性、不完全性）により引き起こされることが知られている。摩擦抗力のような、力の他の出所も知られているが、この議論においては無関係である。概して、タイヤの不均一性は、質量非対称性、次元非対称性および剛性非対称性に分類されうる。軸の側部から軸の側部までが非対称なタイヤは横方向の力を発生させるかもしれず、そして、タイヤが回転すると、タイヤの回転軸の周りの角度地点の間の非対称性は力の偏差を引き起こす。タイヤの周囲に１つだけ生じる不完全部、例えばタイヤトレッド上の単一のコブは、こぶが負荷支持面にぶつかるときに、タイヤの回転周期と一致する周期すなわち１回転当たり１回の強い力の偏差を引き起こすかもしれない。コブの遠心力に起因する他の力の測定値は、この強い力の偏差の測定値の上に重なり、そして回転と同じ周期で正弦波状に変化するであろう大きさを持つ。タイヤトレッド上の第２のコブは、時間（信号）に対する力の測定値を示す曲線に第２のピークを発生させるだろう。力信号がすぐに非常に複雑になりうることは明らかである。とても複雑な力の偏差の信号でさえ、フーリエ変換演算のよく知られた数学的処理を通じて、振幅と位相により特性が示された正弦波成分の和として数学的に表現されることができる。タイヤの回転と同じ周期、すなわちタイヤの１回転当たり１サイクルの周波数を有するフーリエ方程式の成分は「第１調波」と呼ばれる。例えば、もしタイヤが１分間当たり６０回転すれば、第１調波は１分間当たり６０サイクル（１秒間当たり１サイクルあるいは１ヘルツ）の正弦波信号である。タイヤの回転周期の半分の周期（２倍の回転周波数）を有するフーリエ方程式の成分は「第２調波」と呼ばれ、以下同様である。
【００１０】
考えられる３つの直交する力があるので、半径方向の力の偏差（ＲＦＶ）、横方向の力の偏差（ＬＦＶ）および接線方向の力の偏差（ＴＦＶ）という分解された３つの力の偏差の信号がある。３つの力の偏差の信号のそれぞれのフーリエ変換は、（そのうちのいくつかは大きさがゼロかもしれない）調波成分の系統を生成する。半径方向の力の偏差の第１調波は、半径方向第１調波（Ｒａｄｉａｌ  １st  Ｈａｒｍｏｎｉｃ）を「Ｒ１Ｈ」と略称でき、そして、横方向の力の偏差の第１調波は、横方向第１調波（Ｌａｔｅｒａｌ  １st  Ｈａｒｍｏｎｉｃ）を「Ｌ１Ｈ」と略称でき、接線方向の力の偏差の第１調波は、接線方向第１調波（Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ  １st  Ｈａｒｍｏｎｉｃ）を「Ｔ１Ｈ」と略称できる。同様に、各成分の第２調波は、半径方向、横方向および接線方向の第２調波に対してＲ２Ｈ、Ｌ２ＨおよびＴ２Ｈと略称でき、３つの力の偏差の第３以上の調波も同様である。
【００１１】
以上に示唆されたように、タイヤのアンバランス（質量の非対称性）は、タイヤの力の偏差の確実な測定に寄与する要素である。比較的低速のタイヤ回転速度（例えば、約３００ｒｐｍ）でも、タイヤのアンバランスは有意な力の偏差を引き起こしうるが、幸いにも容易に測定され、たとえ工場現場での使用に適したタイヤバランス測定機械でも工場現場ＴＵＭよりも高回転速度に使用可能である。
【００１２】
基本的に、静的なアンバランスおよび一対のアンバランスの２つの分離された物理的な事象がタイヤのアンバランスに寄与する。静的アンバランスは、タイヤの回転軸に対するタイヤ質量の不均一性（質量の非対称性）によって作り出される遠心力の最終的な結果である。タイヤ質量の要素が軸を回転すると、要素により遠心力が起こり、軸を回転の中心（軸）から引き外す傾向にあり、この遠心力の大きさは、
【００１３】
【数１】
0004025560.tif 000002
【００１４】
であり、ここで、ｍは要素の質量、ωは回転速度、そしてｒは要素の位置の回転軸に対する半径である。もし、タイヤの質量が回転の中心に対して均等に分配されていれば、タイヤ質量の各要素の遠心力は、回転の中心の反対側に位置するタイヤ質量の要素に作用する、等しくそして正反対の力によって打ち消され、そして回転している間にタイヤに最終的な遠心力が働かない。しかし、タイヤ質量の分配が均一でなく、それ故に、質量が異なり互いに対向している要素、または回転の中心から半径距離の異なる位置にある同じ質量の対向する要素があると、これらの要素の遠心力は、回転の中心の反対側にあって対抗しているタイヤ質量の要素に働く、対向する力によっては打ち消されない。その様な場合、タイヤは、タイヤ質量のより大きな、あるいは回転の中心からより遠い位置にある等しい質量の要素を通して働く正味の遠心力を生じる。これらの正味の遠心力は、タイヤの回転の中心に対する静的なアンバランスを引き起こす。静的なアンバランスはタイヤの単一の円周面（タイヤの回転軸に垂直な面）に生じる質量の非対称性に限定されているので、静的なアンバランスは、単一面のアンバランスとしても知られている。
【００１５】
一対のアンバランスは、上述された複数の円周面に起こる質量配分の不均一性すなわち質量のアンバランス／非対称によって引き起こされ、その結果、トレッドの軸方向の中心線を通り、タイヤの回転軸に垂直な１つの面にある１つの軸に対する正味のモーメントを作り出す。そのモーメントの大きさは、トレッドの中心線（そして、そのため、トレッドの中心線を通る面にある軸）からの質量非均一の軸方向の距離を乗算された、質量非均一に従って働く正味の力すなわちアンバランス力に等しい。このモーメントＭは、
【００１６】
【数２】
0004025560.tif 000003
【００１７】
と表現され、変数ｍ、ωおよびｒは上述された性質であり、そしてｄは質量非均一とトレッドの中心線との間の軸方向の距離である。そのようなモーメントの効果は、有効な回転軸がうなだれるように、タイヤがふらつく傾向にあることである。ｄ１はｄ２と大きさおよび／または符号（方向）が異なり、タイヤの全ての一対のアンバランスの和は、トレッドの中心線から距離ｄ１にある第１の周囲面の角度および半径（φ１，ｒ１）にある第１の質量成分ｍ１と、トレッドの中心線から距離ｄ２にある第２の周囲面の角度および半径（φ２，ｒ２）にある第２の質量成分ｍ２との２つの質量成分により定まる単一の正味のモーメントに帰着しうるので、一対のアンバランスは「２つの面のアンバランス」とも称される。また、必須ではないが通常、（ｍ１，φ１，ｒ１）と（ｍ２，φ２，ｒ２）の間で少なくとも１つの値が異なる。
【００１８】
静的なアンバランスと一対のアンバランスの結合された効果は、回転するタイヤに起こるトータルのアンバランスであり、タイヤの動的なアンバランスと称される。静的なアンバランスと一対のアンバランスは識別可能であり、相互に依存しない物理的な事象であるので、回転するタイヤの動的な振る舞いは、静的なアンバランスの効果を一対のアンバランスの上に重ねることによって解析されることができる。全てのタイヤは、仮想的に質量の分配においていくらかの違いを有しており、そのため、与えられる動的なアンバランスが引き起こされるが、「均一」なタイヤではアンバランスは無視あるいは少なくとも許容できる。もちろん、非均一性により作り出される力は速度に依存するので、上に詳述されたように、ユニフォーミティの測定と、それ故のタイヤの許容性とは回転速度に依存する事象である。
【００１９】
本願に全体を引用して援用される米国特許５，３９６，４３８号（Ｋ．Ｌ．Ｏｂｌｉｚａｊｅｋ，ゼネラルモータース社に譲渡され、以下「ＧＭ特許」と称される）は、好ましくは、２つ以上の低速でのタイヤのパラメータの測定と、ハイウェイ速度（高速）での力の偏差の計算に用いられる伝達関数の決定と、そしてさらに、タイヤ製品に予測される高速での値とそれに対応する、タイヤ製品の製作を制御するために予め定められた判定基準との比較とを含んだタイヤの製作方法を開示している。伝達関数の決定は、タイヤ均一化機によって低速および高速の両方でタイヤのサンプルセットを試験することを有している。ＧＭ特許の最初の実施例は、高速での前後方向（接線方向）の力の偏差（ＴＦＶ）を予測するためのものであるが、同様にして、高速ＬＦＶおよびＲＦＶの予測に有効に適用されうる方法が述べられている。さらに、高速の力の偏差のいずれかの調波（「タイヤの回転の次数」）は、開示された方法に従って予測されうる。低速での測定値は、「回転半径の有効な偏差と、半径方向の力の偏差と、幾何学的な振れの偏差と、最終的なタイヤのトレッド寸法の偏差と、材料を補強するタイヤ内部すなわち金属べルトおよび布製あるいは金属性の円筒部のプライの角度の偏差と、縁部と最終的なタイヤの金属ベルトおよび布製あるいは金属性の円筒部のプライのような材料を補強するタイヤ内部の中心線との幅および位置である幾何学偏差と、製作の途中段階でのタイヤのトレッド寸法と、材料を補強するタイヤ内部すなわち製作の途中段階のタイヤの金属ベルトおよび布製あるいは金属製の円筒部のプライの角度の偏差と、縁部と製作の途中段階での金属ベルトおよび布製あるいは金属性の円筒部のプライのような材料を補強するタイヤ内部の中心線との幅および位置である幾何学偏差と、タイヤの前後の力の偏差」を含むリストから選択された２つあるいはそれ以上のタイヤのパラメーターからなる（コラム１５の６３行目以下参照）。特許請求の範囲では、このリストは、一般的に、「有効な回転半径と、半径方向の力の偏差と、幾何学的な振れの偏差と、前後方向の力の偏差とを有するセットから第１および第２の測定可能なパラメータを選択」を含むように制限されている。ＧＭ発明の最初の実施例は、次数（調波）「ｎ」における、タイヤ「ｍ」の選択されたハイウェイ速度において測定された前後方向の力の成分Ｆxnmの予測計算値に関して方程式（６）をコラム１０に開示している。方程式（６）は、次数（調波）「ｎ」でのタイヤ「ｍ」に関する伝達関数「Ｈ」の複雑な量により複合された、低速での測定値の「Ｆ」の和である。方程式（６）は、半径方向の力であるＦznmと、有効な回転半径であるＦrnmと、幾何学的な振れであるＦunmとの３つの低速での測定値のｎ、ｍの成分を用いる。この方程式を利用可能にする前提は、コラム１１の６６行目以下の「もし、量Ｈzn，Ｈrn，Ｈun，．．．が知られていれば、方程式（６）はＦxnを予測するのに用いられることができるということである。タイヤの質量、剛性、および減衰行列あるいはそれに相当するもののようなパラメータが組み合わされて多項式ｐq（ｓ）に効力をもたらすような特有の詳細および態様が知られているので、概して、これは事件ではない。しかしながら、この発明により理解されるように、技術性能が与えられた、個々のタイヤの製作者により製作された多数のタイヤに対して、すなわち全てのタイヤが一致するために、これらのパラメータは、これら表面上同一のタイヤの中で相対的に不変であろう。さらに、タイヤ間の偏差は、不均一性すなわちＦzn，Ｆrn，Ｆun，・・・・の測定においてのみしか生じないであろう。」に述べられている。
【００２０】
本願に全体を引用され援用される米国特許６，０６５，３３１号（Ｋ．Ｆｕｋａｓａｗａ，ブリジストン社に譲渡され、以下「ブリジストン特許」と称される）は、タイヤの高速でのユニフォーミティの高次数成分（第２調波およびそれ以上）を予測するための方法および装置と、その方法および装置を用いるタイヤの製作方法を開示している。好ましくは、その方法は、１つのタイヤロット内で１つのタイヤに対する、前記タイヤが低速で回転するときの予測されるべき高次数成分の次数に対応する周波数における低速動的剛性および前記タイヤが高速で回転するときの前記次数に対応する周波数における高速動的剛性の測定と、さらに、その動的剛性の測定値の、ＲＦＶの低速での測定値および半径方向の振れ（有効な回転半径）から高速ＲＦＶあるいはＴＦＶを予測するための方程式への使用とを有している。低速での半径方向の振れを決定する好ましい方法は、それを低速ＴＦＶから傾きとの線形関係に従って計算し、タイヤロット内の２０個のタイヤの測定値で実行される線形回帰計算により決定される定数を捕らえるものである。タイヤの垂直動的剛性は、タイヤ軸の垂直方向のずれすなわちドラム表面の垂直方向のずれＸと、ドラムの表面に設けられたクリートを有するドラムを含む突出部を乗り越えるタイプの試験機を用いることにより測定されるタイヤの垂直方向の力Ｆzとから得られる。そのようなドラムで測定された最も速いタイヤ速度は８５Ｋｐｈと報告されている。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上述された背景の章に詳述されたように、半径方向、横方向および接線方向の力の偏差はタイヤのユニフォーミティを示し、特に、動いている乗り物のタイヤの振動に関する見地の性能を示す重要な測定項目である。タイヤの力の偏差はタイヤの回転速度と共に変化するので、ハイウェイ速度（例えば、１００Ｋｐｈあるいはそれ以上）のような高速でタイヤがどのように機能するか知ることが重要である。残念ながら、概して、高速でのタイヤのユニフォーミティの測定は、工場現場で通常のタイヤ製作の一部として行うには実用的でないので、工場現場における低速での測定からの高速性能を予測する様々な方法が開発された。力の偏差は低速で測定することが最も簡単なので、一般に、タイヤ製作の間に通常６０ｒｐｍの低速での半径方向の力の偏差（ＲＦＶ）が測定され、線形な関係にあるという仮定に基づいた高速ＲＦＶの予測手段として長い間、用いられてきた。６０ｒｐｍにおいて、接線方向の力の偏差（ＴＦＶ）は比較的大きさが小さいので、製作において測定するのが最も難しく、したがって、ＴＦＶは長い間、タイヤ製品の制限されたサンプルについて研究室の高速ＴＵＭを用いて測定されるのみであった。そのため、高速でのタイヤのユニフォーミティの予測は能力に制限を受けており、そして「高速」の業界定義が一プライ高速になるにつれて予測の精度が低下していた。
【００２２】
高速でのタイヤユニフォーミティ、特に高速ＲＦＶの様々な調波を予測するために、ＧＭ特許およびブリジストン特許に開示された方法論が開発された。ＧＭ特許の予測は、幾何学的（振れ）偏差のデータの可能な追加を伴う、低速でのＲＦＶおよび角速度の偏差のデータに主に基づいている。ブリジストン特許の予測は、低速での力の偏差のデータ、低速での半径方向の振れのデータ、および動的な剛性の測定に基づいている。タイヤには概して３つの不均一性の源（幾何学的な、合成、および質量の非対称性）があるが、ＧＭ特許およびブリジストン特許の双方を含む従来技術の方法論は、概して、異なるタイヤ速度でのタイヤのユニフォーミティの測定における質量の非対称性の効果を直接的に捕えていない。３つの非対称性は、タイヤの足跡に作用し、足跡にＲＦＶ、ＬＦＶおよびＴＦＶを作り出し、そして、それらがタイヤの構造を通してＴＵＭの軸（あるいは乗り物の軸）に伝達される。力を作ることおよび力の伝達はどちらも速度に依存する。例えば、力に関連する質量は非常に小さく、あるいは事実上６０ｒｐｍでは測定不可能であるが、速度が上がるにつれて大きな役割を果たし、低速での力の測定データのみに基づいた予測を不充分なものにする。
【００２３】
本発明の目的は、実際に実行可能な工場現場での製品タイヤの測定値を組み込んだ予測計算を用いて、製品タイヤの高速でのタイヤユニフォーミティの予測を改善するために、ＧＭ特許およびブリジストン特許の方法において明らかにされた制限を乗り越えることである。高速な広範囲のタイヤ速度での半径方向、横方向および接線方向の力の偏差の全ての関連する調波の予測値が従来技術の方法の精度を越える精度（相関）で計算されることが望ましい。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、力の偏差の調波成分を予測する方法は、第１の速度で動作する工場現場のバランス試験機および工場現場のタイヤ均一化機においてタイヤサンプルの測定データの第１のセットを収集するステップと、第１の速度より高速な第２の速度で動作する試験研究室のタイヤ均一化機においてタイヤサンプルの測定データの第２のセットを収集するステップと、測定データの第１のセットおよび測定データの第２のセットから伝達関数を決定するステップと、工場現場のバランス試験機および工場現場のタイヤ均一化機での製品タイヤに対する測定データの第３のセットを収集するステップと、伝達関数を測定データの第３のセットに適用することにより、予測速度で回転する製品タイヤの力の偏差の調波成分を予測するステップとを有している。
【００２５】
本発明によれば、その方法は、さらに第２の速度を予測速度とほぼ等しく選択するステップを有している。
【００２６】
本発明によれば、その方法は、さらに、タイヤサンプルを、タイヤのアセンブリの後のタイヤ生産から選択された１つまたはそれ以上のタイヤのサンプルセットとして選択するステップと、好ましくは、タイヤサンプルを、予測が希望されている製品タイヤの構造と実質的に同じである、同一構造の１つまたはそれ以上のタイヤのサンプルセットとして選択するステップを有している。
【００２７】
本発明によれば、その方法は、さらに、単一面の正味のアンバランス質量および正味のアンバランス質量の回転の角度位置について、単一面のバランスを決定する工場現場のバランス試験機において測定データの第１のセットを収集するステップを有している。あるいは、その方法は、さらに、バランスが試験されるタイヤの２つの円周の面のそれぞれに対して、正味のアンバランス質量および正味のアンバランス質量の回転の角度位置について、２つの面のバランスを決定する工場現場のバランス試験機において測定データの第１のセットを収集するステップを有している。
【００２８】
本発明によれば、その方法は、さらに、タイヤ均一化機およびバランス試験機から収集される測定データの不変の回転の角度基準を維持するために、各サンプルタイヤおよび各製品タイヤ上のゼロ度基準マークをタイヤに提供するステップを有している。
【００２９】
本発明によれば、その方法は、さらに、タイヤサンプルの測定データの第１のセットを収集するのに用いられたものと同じ工場現場のバランス試験機および同じ工場現場のタイヤ均一化機において製品タイヤに対する測定データの第３のセットを収集するステップと、工場現場のタイヤ均一化機が第１の速度で動作している間の測定データの第３のセットを収集するステップを有している。
【００３０】
本発明の他の実施例によれば、タイヤの製作方法は、第１の速度で動作する工場現場のバランス試験機および工場現場のタイヤ均一化機においてタイヤサンプルの測定データの第１のセットを収集するステップと、第１の速度より高速な第２の速度で動作する試験研究室のタイヤ均一化機においてタイヤサンプルの測定データの第２のセットを収集するステップと、測定データの第１のセットおよび測定データの第２のセットから伝達関数を決定するステップと、工場現場のバランス試験機および工場現場のタイヤ均一化機において製品タイヤの測定データの第３のセットを収集するステップと、伝達関数を測定データの第３のセットに適用することにより、予測速度で回転する製品タイヤの力の偏差の調波成分を予測するステップと、製品タイヤの力の偏差の予測された調波成分を、予め定められた判定基準と比較するステップと、その比較に応じて製品タイヤの製作を制御するステップを有している。
【００３１】
本発明によれば、その製作方法は、さらに、第２の速度を予測速度とほぼ等しく選択するステップを有している。
【００３２】
本発明によれば、その製作方法は、さらに、タイヤサンプルを、タイヤのアセンブリ後のタイヤ生産から選択された１つまたはそれ以上のタイヤのサンプルセットとして選択するステップと、好ましくは、タイヤサンプルを、予測が希望されている製品タイヤの構造と実質的に同じである、同一構造の１つ以上のタイヤのサンプルセットとして選択するステップを有している。
【００３３】
本発明によれば、その製作方法は、さらに、タイヤサンプルの測定データの第１のセットの収集に用いられたものと同じ工場現場のバランス試験機および同じ工場現場のタイヤ均一化機において製品タイヤの測定データの第３のセットを収集するステップと、工場現場のタイヤ均一化機が第１の速度で動作している間の測定データの第３のセットを収集するステップを有している。
【００３４】
本発明の他の実施例によれば、タイヤ製作制御装置は、タイヤアセンブリ後のタイヤを測定するために低速のタイヤ均一化機およびバランス試験機を有する工場現場の試験装置と、伝達関数を決定しそして力の偏差の調波成分を予測するために、工場現場の試験装置および試験研究室の試験装置から測定データを収集するコンピュータと、製品タイヤについて予測された力の偏差の調波成分に基づいて製品タイヤを受け入れそして拒絶するための品質制御装置を有している。
【００３５】
本発明によれば、その装置は、さらに品質制御装置がタイヤアセンブリ工程の補正にフィードバックを提供することを特徴とする。
【００３６】
本発明によれば、その装置は、さらに工場現場のバランス試験機が、単一面のバランスを測定できる装置と、２つの面のバランスを測定できる装置とから選択されることを特徴とする。
【００３７】
本発明によれば、その装置は、さらに、工場現場の試験装置および試験研究室の試験装置が、試験されているタイヤ上のゼロ度基準マークを基準として、回転の角度位置を決定できることを特徴とする。
【００３８】
本発明の他の特徴および利点は、以下の記述に照らして明らかになるであろう。
【００３９】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施例の構成、動作及び利点は、添付された図面と共に挙げられた以下の記述を鑑みてさらに明らかになるであろう。
【００４０】
参照番号は、添付された図面に例が示されている本発明の好ましい実施例に詳細に付与されるであろう。図面は説明することを目的としており、制限するものではない。概して、本発明は、これらの好ましい実施例の背景において記述されているが、本発明の精神および有効範囲を特定の実施例に制限することを目的としないことが理解されるべきである。
【００４１】
図面の選択されたものの中にある一部の構成要素は、説明を明瞭にするためにノンスケールで描かれている。もしあれば、ここに示された断面図は、説明を明瞭にするために、本来の断面図において見られる特定の背景線が省略された「１部分」の形式あるいは「近視眼の」断面図である。
【００４２】
概して、図面の構成要素は以下のように番号が付与される。参照番号の最上位桁（百）は図面番号に対応している。概して、図１の構成要素は１００〜１９９の範囲に番号が付与される。概して、図２の構成要素は２００〜２９９の範囲に番号が付与される。各図面を通して、同様の構成要素は同様の参照番号により示される。例えば、ある図面の構成要素１９９は、他の図面の構成要素２９９と同様であり、そしておそらく一致する。場合によっては、同様（一致を含む）な構成要素は１つの図面の中において同様な番号で示される。例えば、複数の構成要素１９９のそれぞれは、１９９ａ，１９９ｂ、１９９ｃ等として個別に示される。もしあれば、同じあるいは異なる図面における同様な構成要素間のそのような関係は、もし適用可能であれば請求の範囲および要約を含む明細書を通して明らかになるであろう。
【００４３】
本発明の主な概念は、質量の非対称性の重要性を認識し、その上で工場現場での測定値から高速でのタイヤのユニフォーミティを予測するのに用いられる伝達関数に、現実的に得られる工場現場での製品タイヤの質量の非対称性の測定値を含める方法を決定することに関する。その進歩的な方法は、タイヤのバランスのデータ（補正の重さと角度位置）を、質量の非対称性の現実の測定値として用いる。タイヤバランス試験機はタイヤ製造に普通に用いられ、そして低速すなわち工場現場ＴＵＭで典型的な６０ｒｐｍよりもはるかに速い（例えば、５００ｒｐｍ）回転速度で容易に動作させることができる。低速のバランス試験機でさえ、あるいは静的なアンバランスの「膨らみバランス」決定でさえ、その進歩的な方法に十分かも知れないけれども、より高速であることはバランスの品質の試験を改善するので、進歩的な予測方法の精度を改善するであろうことが知られている。ここで、バランス試験機に対する基準は、タイヤの正味のアンバランスを、正味のアンバランスの大きさおよび位置の形で決定できる装置を含むことを目的とする。適切な場合には、バランスは、単一面のアンバランスをいい、または２つの面のアンバランスをいう。例えば、単一面のバランスの測定データの使用は、高速でのタイヤのユニフォーミティの予測を改善するのに十分であるけれども、２つの面のバランスの測定データの使用は、特に予測される横方向の力の偏差の場合に、高速でのタイヤのユニフォーミティの予測をさらに改善する。バランス試験機は、多くの用語により知られており、そしてその様な全ての装置は本発明の範囲内であり、例えばバランステスター、アンバランステスター、タイヤバランサー、スピンバランスマシン、バブルバランステスター等と称されるものを含む。
【００４４】
接線方向の力の偏差（ＴＦＶ）の予測への本発明概念の応用を本発明の実施例として示す。一般的な同じ技法は、ここに示された概念および方法に照らして従来技術に熟練したものに明らかになるべきやり方で、半径方向の力の偏差（ＲＦＶ）および横方向の力の偏差（ＬＦＶ）の予測に適用されることができる。
【００４５】
図１は、本発明に適するような典型的なタイヤ均一化機の例を示したタイヤ均一化機（ＴＵＭ）１００の概略図を示している。負荷車輪１１４は、駆動モーター１１８により回転されるリム１２０に備えられたタイヤ１１６へ負荷を加える。１つ以上のセンサー１２２（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ）は、必要に応じてタイヤ１１６により及ぼされる横方向、接線方向および半径方向の力を測定する。横方向の力は、タイヤ１１６が回転する面に垂直に発生する。接線方向の力はタイヤの円周に接する方向に働く。半径方向の力は、タイヤ１１６の半径に平行に働く。また、センサー１２２は、タイヤの回転軸の位置を測定するため、そしてリムおよび／またはタイヤの回転角度を測定するために、タイヤ１１６の部分（例えば、トレッド、ショルダー部）の半径方向および／または横方向の位置のような幾何学的な特性の測定に提供される。センサーにより読み取り可能なゼロ度基準マークは、概してリムに提供される（リムのゼロ度基準マーク１３１）。センサーにより読み取り可能なタイヤのゼロ度基準マーク１３３は、例えばタイヤの側壁に適用される反射ステッカーによってタイヤに提供されることができる。リムのゼロ度基準マーク１３１とタイヤのゼロ度基準マーク１３３の間の角度が角度Ａである。測定はタイヤ均一化機１００によりセンサー１２２を用いて電気的に行われ、その上で、力および幾何学的な測定値に変換される。好ましくは、その後、測定信号は解析および見込まれる蓄積のためにコンピュータ１２６へ転送される。付加的グラインダー１３０（１３０ａ，１３０ｂ）は、おそらく工場のコンピュータネットワーク（不図示）との接続によって通信された、予め定められた基準および他の試験データと組み合わせて、ユニフォーミティの力の測定値を用いたコンピュータ１２６により決められた研削により、タイヤ１１６のユニフォーミティを補正し、それによりその品質を改善するために、タイヤ均一化機１００に組み込まれることができる。
【００４６】
図２は、本発明を実現するのに適した装置の全体的な配置を示している。注目すべきは、図示されている全ての装置がタイヤの製作および品質制御の技術において現在利用可能なものであるが、本発明は、装置の特有な組み合わせと、特有なデータを収集して本発明に従って品質制御を改善するための特有な計算を実行するための装置の特別な組み合わせの進歩的な使用方法とにあることである。図２を参照すると、本発明のタイヤ製作工程は図示された装置の配置を有している。タイヤアセンブリ２１０（タイヤの成形および硬化を含む）の後、許容されたタイヤ２７０ａが拒否されたタイヤ２７０ｂから分離される品質制御工程２５０により仕分けされる前に、製品タイヤ２１５は工場現場試験２２０を受ける。拒否されたタイヤ２７０ｂは、タイヤ製造方法の標準により廃棄されるかあるいは再加工され、タイヤの仕分けに加えて、品質制御工程２５０により観測された結果に基づいた補正（例えば、製作機械の調整）を行うために、品質制御工程２５０もまた付加的にタイヤアセンブリ工程２１０にフィードバックを提供する。例えば、顧客により承認基準が異なるように、「許容された」タイヤ２７０ａは１つの種類より多いかもしれない。好ましくは、品質制御工程２５０は、ネットワーク接続されたコンピュータであるかもしれないコンピュータ２４０の制御下で自動化された品質制御装置である。コンピュータ２４０は工場現場試験２２０から測定データを受信し、また試験研究室２３０から取得されたデータを利用する。工場現場試験２２０は低速ＴＵＭ２２２（例えば、ＴＵＭ１００）およびバランス試験機２２４で（以下に詳細が示される）測定を行う。それ以前に行わていることが好ましいけれども製造と平行して、タイヤサンプル２１５ａは製品タイヤ２１５に含まれ、好ましくは製品タイヤ２１５と同じ構造をもった少数の（２０から３０あるいは統計的に有意な）サンプルタイヤ２１５ａが試験研究室２３０および工場現場試験２２０の双方にて試験される。試験研究室２３０において、タイヤサンプル２１５ａの１つ以上のタイヤは高速ＴＵＭ２３２（例えば、ＴＵＭ１００、ただし概して付加的なグラインダー１３０のない）で試験される。
【００４７】
従来技術、特にＧＭ特許に開示された技術は、（ＧＭ特許では「低速」と称される）第１の速度でされた測定値から（概して高速な）第２の速度にて予測されるＴＦＶ成分を計算するために、図３のブロック図３００に概略が示されている手法を用いる。ブロック図３００は、左の楕円での変数測定で始まる計算の流れを表示するのに矢印を用いており、右の予測値を決定する箱にて伝達関数を用いている。この計算の方程式の形は、以下（これはＧＭ特許からの方程式（６）の１つの種類であり、ここでの使用に適合された僅かに異なる表記法を用いている）に示すように、
【００４８】
【数３】
0004025560.tif 000004
【００４９】
であり、ここで、
Ｆxnは、単体のタイヤ（ＧＭ特許のタイヤ「ｍ」）において、与えられた高速で予測される接線方向（前後方向）の力の第ｎ調波の合成であり、
Ｆznは、単体のタイヤにおいて、低速で測定された半径方向の力の第ｎ調波の合成であり、
Ｒnは、単体のタイヤにおいて、低速で測定されたタイヤの瞬間的な半径（有効な回転半径）の第ｎ調波の合成であり、
Ｕnは、単体のタイヤにおいて、低速で測定されたタイヤの振れの第ｎ調波の合成であり、
Ｈxznは、高速での接線方向の力の第ｎ調波と低速での半径方向の力の第ｎ調波の間の、合成された伝達関数であり、
Ｈxrnは、高速での接線方向の力の第ｎ調波と低速での瞬間的な半径の第ｎ調波の間の、合成された伝達関数であり、
Ｈxunは、高速での接線方向の力の第ｎ調波と低速での振れの第ｎ調波の間の、合成された伝達関数である。
【００５０】
瞬間的な半径Ｒは、以下に示すように、
【００５１】
【数４】
0004025560.tif 000005
【００５２】
であり、ここで、
Ｒdrumは、均一化機のドラムの半径であり、
【００５３】
【数５】
0004025560.tif 000006
【００５４】
は、ドラムの平均角速度であり、
【００５５】
【数６】
0004025560.tif 000007
【００５６】
は、タイヤの平均角速度であり、
【００５７】
【数７】
0004025560.tif 000008
【００５８】
は、ドラムの角速度の偏差であり、そして
【００５９】
【数８】
0004025560.tif 000009
【００６０】
は、タイヤの角速度の偏差である。
【００６１】
理解すべきは、「合成」値が、１つより多い数値の組み合わせにより特徴付けられる値であるということであり、そしてこの場合、大きさと角度、あるいはいわゆる実数（同相）成分と虚数（９０度あるいは異相）成分との組み合わせをいう。例えば、Ｆznは、半径方向の力の大きさと、その半径方向の力が測定された回転角との組み合わせである。さらに、「第ｎ調波」は、慣習において、従来技術でよく知られているようにフーリエ変換のｎ番目の項に対するフーリエ変換成分の意味であると理解される。
【００６２】
ＧＭ特許の計算において、上述の変換関数は、与えられた調波と、タイヤの構造およびサイズと、与えられた低速および高速の組み合わせに対して不変であるとみなされる。（低速は、標準的な製造ＴＵＭの平均６０ＲＰＭである。）
予測方程式の剰余の振れの項Ｈxun・Ｕnをつくるための、半径方向の力の偏差Ｆznと振れＵnに平均的に十分な共通性があることが本発明の開発において決定された。同時に、予測速度が増大するにつれて、方程式（１）の予測品質（精度）が徐々に低下することが言及された。タイヤの不均一性のいくつかの成分は、速度とともに実質的に変換することが推定された。そのような成分の１つは、タイヤの角速度の２乗に比例する、足跡に力を生む質量の非対称性による力の偏差である。質量の非対称性を考慮に入れるために、本発明は、第１調波を含むいずれかの調波の予測に適した、新たな予測方程式への入力として、（必要な修正質量とその車輪上の角度位置を有する）ベクトルあるいは合成値のようなタイヤのアンバランスを含む。同じベクトルあるいはバランスに対する合成値が全ての調波の方程式に用いられるので、バランス値は、第ｎ調波に対する何らの下添え付きの文字もなく、方程式において「Ｂ」により示される。以下に開示される実施例において、単一面のバランスを用いた接線方向の力の偏差（ＴＦＶ）の予測のための方程式は一例として示されるであろう。これは、「バランス」合成値Ｂに対する２つの面のバランスをも用いることができ、そして、いずれのタイプの力の偏差にも適用でき、本発明を制限することを目的とするものではない。
【００６３】
本発明の新たな予測方程式は、工場現場試験２２０で行われた測定から、（概して高速な）第２の速度において予測されるＴＦＶを計算するために、図４のブロック図４００により概略が示されている。ブロック図４００は、左の楕円での変数測定で始まる計算の流れを表示するのに矢印を用いており、右の予測値を決定する箱にて伝達関数を用いている。この計算の方程式の形は、以下に示すように、
【００６４】
【数９】
0004025560.tif 000010
【００６５】
であり、ここで、
Ｆxnは、単体のタイヤにおいて、（概して高速な）与えられた第２の速度にて予測される接線方向の力の第ｎ調波の合成であり、
Ｆznlは、単体のタイヤにおいて、（概して工場現場ＴＵＭ２２２におけるような低速な）第１の速度で測定された半径方向の力の第ｎ調波の合成であり、
Ｒnは、瞬間的な半径が公知の手段、計算、例えば上に示された方程式（２）の使用により定まる、単体のタイヤに対する（例えば、工場現場ＴＵＭ２２２における）第１の速度でのタイヤの瞬間的な半径の第ｎ調波の合成であり、
Ｂは、修正質量およびその角度位置により示される、例えば、単体のタイヤにおいて、工場現場バランス試験機２２４で測定された、タイヤのバランスの合成値であり、
Ｈxznは、第２の速度での接線方向の力の第ｎ調波と第１の速度での半径方向の力の第ｎ調波の間の、合成された伝達関数であり、
Ｈxrnは、第２の速度での接線方向の力の第ｎ調波と第１の速度での瞬間的な半径の第ｎ調波の間の、合成された伝達関数であり、そして、
Ｈxbnは、第２の速度での接線方向の力の第ｎ調波とタイヤのバランスの間の、合成された伝達関数である。
【００６６】
図２を参照すると、伝達関数を決定するために、タイヤサンプル２１５ａは、工場現場試験２２０（通常は「低速試験」）と試験研究室２３０（通常は「高速試験」）の双方において試験される必要があり、その結果、以下に詳細が示されるような計算を用いるコンピュータ（例えば、コンピュータ２４０）で処理される測定データの２つのセットを作る。予測方程式は、製品タイヤ２１５と同様のタイヤ構造を有しそして要求された変数を測定できるいずれかの装置においていずれか２つの速度で測定されたいずれかのタイヤサンプル２１５ａより定まる伝達関数を用いて働くが、最高の精度（予測品質）は、製品タイヤ２１５と同じタイヤ構造（サイズを含む）を有しそして製品タイヤ２１５と好ましくは同じ低速ＴＵＭ２２２でそして好ましくは同じバランス試験機２２４で測定されたタイヤサンプル２１５ａの使用から得られるであろう。さらに、試験研究室２３０での測定が行われたときの高速ＴＵＭ２３２の速度は、予測が要求される速度と一致するのが好ましい。また、ここで別途示されたように、製品タイヤの工場現場試験２２０に実用的な最も正確なバランス試験機２２４を用いることが好ましい。（概して、６０ＲＰＭで動作する）工場現場ＴＵＭ設備の速度の実用的な制限のため、工場現場試験２２０の測定は、概して「低速」測定と称されるけれども、これは概して（例えば、３００ＲＰＭあるいはそれ以上の）高速バランス試験機の使用を意味する。
【００６７】
注目すべきは、与えられたタイヤに対する伝達関数を計算するために、与えられたタイヤの回転角度位置に関する測定は、異なる機械（例えば、低速ＴＵＭ２２２、バランス試験機２２４および高速ＴＵＭ２３２）で行われる必要があるということである。複数の機械の測定に一定の角度基準を維持するために、様々な測定機械のセンサーにより読み取り可能か、あるいはタイヤが機械に備えられているときにマーク１３３がリムゼロ度基準マーク１３１に位置合わせ可能な、タイヤのゼロ度基準マーク１３３を有することが好ましい。この位置合わせは、認知することができ、そして実質的にゼロ度に等しいことが好ましい角度Ａをマーク１３１と１３３の間につくる。
【００６８】
タイヤサンプル２１５ａの試験の後に、従来技術に詳述されているが本発明に特有の変数に適合された公知の数学的手順を用いて伝達関数が発見される。接線方向の力Ｆnに対する予測方程式（３）に用いられる伝達関数Ｈxzn，Ｈxrn，Ｈxbnを決定するための計算の例は以下に示すように、
まず、方程式に、与えられたタイヤｍに対する３つの入力調波のそれぞれの複素共役を乗算して、
【００６９】
【数１０】
0004025560.tif 000011
【００７０】
のような３つの方程式のシステム（４）を獲得し、
試験された全て（総数Ｍ）のタイヤｍの合計をとり、そしてタイヤにまたがる平均をして、
【００７１】
【数１１】
0004025560.tif 000012
【００７２】
を取得し、ここで、チャネルｉおよびｊの第ｎ調波に対する相互スペクトル関数は、
【００７３】
【数１２】
0004025560.tif 000013
【００７４】
で算出され、ここで、*は複素共役を示し、
ｍは現在のタイヤ番号であり、
Ｍはタイヤの総数であり、そして、
ＦinあるいはＦjnは測定された信号の第ｎ調波である。
【００７５】
方程式（５）は、以下に示すように、
【００７６】
【数１３】
0004025560.tif 000014
【００７７】
の行列形式に示されることができる。
【００７８】
伝達関数を見出すために、伝達関数に関する解は以下に示すような最終的な行列方程式
【００７９】
【数１４】
0004025560.tif 000015
【００８０】
を提供し、ここで「−１」は逆行列を意味する。
【００８１】
上述された計算において、（通常、第１の「低」速な）工場現場試験速度で動作される製品（工場現場）測定装置を用いて測定された製品タイヤの（概して「高」速な）第２の速度における接線方向の力の調波成分を予測するために、本発明の実施例が詳述されている。一旦、タイヤサンプル２１５ａから伝達関数が決定されると、高速での接線方向の力の偏差の調波成分を予測するのに方程式（３）を用いることができる。注目すべきは、ここでの「高速および「低速」の基準は、通常の使用において最も模範的であるが、第２の速度における力の偏差の調波成分を予測するのに進歩的な方法を適用できる本発明の範囲を制限することを目的とするものではないということである。含まれる測定の種類（「高」速あるいは「低」速）を強調するために上付き記号を付加し、方程式を、
【００８２】
【数１５】
0004025560.tif 000016
【００８３】
と書き直すことができる。
【００８４】
また、タイヤバランスの項を組み込んだ発明概念を実現する類似の予測方程式を、半径方向の力の偏差Ｆznおよび横方向の力の偏差Ｆynの調波成分に対して決定することができる。例えば、半径方向の力の偏差を予測するために、従来技術は典型的にＧＭ特許の方法を用いるが、典型的に振れの項および瞬間的な半径の項を除いた以下の方程式
【００８５】
【数１６】
0004025560.tif 000017
【００８６】
を使う。
【００８７】
本発明は、従来技術の方程式にバランスの項を付加し、
【００８８】
【数１７】
0004025560.tif 000018
【００８９】
とし、ここで、
【００９０】
【数１８】
0004025560.tif 000019
【００９１】
は、単一のタイヤにおける、与えられた高速（第２の速度）で予測される半径方向の力の第ｎ調波の合成であり、
【００９２】
【数１９】
0004025560.tif 000020
【００９３】
は、単一のタイヤにおいて、低速（第１の速度、概して工場現場ＴＵＭ２２２で測定される）で測定された半径方向の力の第ｎ調波の合成であり、
Ｂは、単一のタイヤにおいて、修正質量により示され、そしてその角度位置が、例えば工場現場のバランス試験機２２４で測定されるタイヤバランスの合成値であり、
Ｈzznは、高速（第２）での半径方向の力の第ｎ調波と低速(第１)での半径方向の力の第ｎ調波の間の、合成された伝達関数であり、そして、
Ｈzbnは、高速での半径方向の力の第ｎ調波とタイヤバランスの間の、合成された伝達関数である。
【００９４】
方程式（９）および（１１）は、本発明による予測方程式の単なる例であり、主に予測方程式にバランスの項Ｈ＿bn・Ｂ（アンダーバー「＿」は、接線方向に対するｘ、半径方向に対するｚおよび横方向に対するｙという伝達関数におけるしかるべき下付き文字を表示する）を含ませることに関して発明の範囲を制限する目的ではない。タイヤバランスＢに対する合成値は、好ましくは単一面のバランスであるが、本発明の範囲には２つの面のバランスの測定も含まれる。例えば、ＲＦＶ予測に対する模範的な方程式（９）において、瞬間的な半径の項Ｈxrn・Ｒnは主にＴＦＶに関連するので適切に省略されるが、そのような項は本発明による予測方程式（９）に含まれてもよい。
【００９５】
方程式（９）および（１１）による進歩的な方法を用いることにより得られた、改善された予測品質を示す試験が行われた。以下の第１のテーブルは、予測された
【００９６】
【数２０】
0004025560.tif 000021
【００９７】
（予測されるＴＦＶの第１調波成分）のエラー比率を、同じタイヤ、同じ速度における試験研究室ＴＵＭ２３２で測定された実際のＦx1と対比して示している。第３の列には、ＧＭ特許のような従来技術の通常の手法による
【００９８】
【数２１】
0004025560.tif 000022
【００９９】
の測定から、すなわち、半径方向の振れの項
【０１００】
【数２２】
0004025560.tif 000023
【０１０１】
が無視し得るとして削除されたことを除いては従来技術の方程式（１）を用いて算出された、予測された
【０１０２】
【数２３】
0004025560.tif 000024
【０１０３】
の値が示されている。第５の列には、進歩的方法の方程式（９）による
【０１０４】
【数２４】
0004025560.tif 000025
【０１０５】
および
【０１０６】
【数２５】
0004025560.tif 000026
【０１０７】
の測定から算出された、予測された
【０１０８】
【数２６】
0004025560.tif 000027
【０１０９】
の値が示されている。
【０１１０】
【表１】
0004025560.tif 000028
【０１１１】
次の表は、同じ速度で同じ試験タイヤのグループについて試験研究室ＴＵＭ２３２で測定された実際の
【０１１２】
【数２７】
0004025560.tif 000029
【０１１３】
と関連のある、試験タイヤのグループについて予測される
【０１１４】
【数２８】
0004025560.tif 000030
【０１１５】
（ＲＦＶの第１調波成分）の相関係数を示している。第３および第４の列は、ＣＷ（時計回り）方向で行われた試験の相関係数を示し、第５および第６の列は、ＣＣＷ（反時計回り）方向で行われた試験の相関係数を示している。第３および第５の列には、ＧＭ特許のような従来技術の通常の手法（すなわち、方程式（１０）の使用）による
【０１１６】
【数２９】
0004025560.tif 000031
【０１１７】
の測定値から計算された予測値の相関係数が示されている。従来技術の予測と好意的に比較すると、相関係数は、進歩的方法の方程式（１１）による
【０１１８】
【数３０】
0004025560.tif 000032
【０１１９】
およびＢの測定値から算出された予測値が第４および第６の列に示されている。
【０１２０】
【表２】
0004025560.tif 000033
【０１２１】
図５は本発明の実施例によるタイヤの製作方法５００を示した流れ図である。タイヤの製作方法５００は、上述されたような力の偏差の調波成分を予測するための進歩的方法、特にタイヤバランスの工場現場での測定値を用いる予測方法を具体化している。タイヤの製作方法５００のための装置が図２のブロック図に示されている。図２をも参照すると、図５に示されているように、タイヤ製作方法５００は、公知のタイヤ製造方法による適したタイヤアセンブリ２１０で始まる（ステップ５１０）。ステップ５１５で、タイヤのサンプルセット（タイヤサンプル２１５ａ）は、全ての製造物から選択される。サンプルセット２１５ａは、好ましくは特有のタイヤ構造（例えば、種類、サイズ、デザイン等）を代表し、そして詳細が上述されたように、１つから、好ましくは２０個またはそれより多くまでが可能である。
【０１２２】
ステップ５２０で、工場現場試験２２０において、適切な測定は選択されたサンプルタイヤ２１５ａで行われ、測定データが収集される。適切な測定は、少なくともバランス試験機２２４でのバランスの試験、加えて、２つまたはそれ以上の、工場現場ＴＵＭ２２２（通常は「低速」ＴＵＭ）でのタイヤユニフォーミティの測定を有する必要がある。工場現場試験２２０でされるそのタイプの測定は、概して品質制御基準としての使用に望まれる予測の量の性質に依存する。例えば、１４０Ｋｐｈでの接線方向の力の偏差の第１調波は、予め定められた品質基準との比較のために予測されるべきであり、そして方程式（９）が予測の計算に用いられるべきであれば、半径方向の力の偏差の第１調波と瞬間的な半径の第１調波が低速ＴＵＭ２２２で測定され、タイヤバランスがバランス試験機２２４で測定される。
【０１２３】
ステップ５２５において、試験研究室２３０で、好ましくは高速ＴＵＭ２３２により、適切な測定がされ、そして測定データが収集される。試験研究室２３０でされた適切な測定は、概して品質制御基準としての使用に望まれる予測量の性質に依存する。例えば、１４０Ｋｐｈの速度での接線方向の力の偏差の第１調波が、予め定められた品質基準との比較のために予測されるべきであり、そして、方程式（９）が予測の計算に用いられるべきであれば、接線方向の力の偏差の第１調波が、好ましくは１４０Ｋｐｈで測定される。
【０１２４】
工場現場試験２２０および試験研究室２３０からの測定データは、好ましくはコンピュータ（例えば、２４０）に収集される。ステップ５３０で、コンピュータ２４０は、上述された方程式（４）から（８）のような計算にステップ５２０および５２５からの測定値を用いて伝達関数を決定する。例えば、１４０Ｋｐｈの速度での接線方向の力の偏差の第１調波が、予め定められた品質基準との比較のために予測されるべきであり、そして方程式（９）が予測の計算に用いられるべきであれば、算出されるべき３つの適切な伝達関数はＨxz1、Ｈxr1およびＨxb1である。算出された伝達関数は、好ましくは、その適切な使用の表示と共にコンピュータメモリに格納され、その伝達関数および使用表示は品質制御（例えば、装置２５０）において使用可能にされる。
【０１２５】
ステップ５１５、５２０、５２５および５３０は、特有のタイヤ構造ごとに１回だけタイヤサンプルセット２１５ａに付加的に行われ、あるいは、例えば新たな製品の流れ始め、品質制御基準に要求される新たな予測速度の採用、工場現場試験２２０の装置の変更、計算された伝達関数の定期的な試験等のいずれかのイベントが起こるときのように適切なときに付加的に行われる。
【０１２６】
ステップ５４０、５４５、５５０、５５５および５６０は、タイヤの製作方法５００の進歩的方法に従って、タイヤ製作の部分として日常的に行われる。ステップ５４０で、製品タイヤ２１５が選択基準に従ってタイヤアセンブリステップ５１０から選択される。その選択基準では、製品タイヤ２１５はステップ５１５でタイヤサンプル２１５ａとして選択されたタイヤセットに適切に一致している。
【０１２７】
ステップ５４５で、工場現場試験２２０において、選択された製品タイヤ２１５で適切な測定が行われ、測定データが収集される。適切な測定は、好ましくは、タイヤサンプル２１５ａとして選択された対応するセットで、工場現場試験２２０の低速ＴＵＭ２２２と工場現場試験２２０のバランス試験機２２４を用いて行われたのと同じ測定である。よりよい予測品質のために、タイヤサンプル２１５ａに用いられたのと同じ仕様の工場現場試験２２０機械２２２、２２４、または少なくともタイヤサンプル２１５ａのタイヤに用いられたものとできるだけ同じ機械２２２、２２４が製品タイヤ２１５に用いられるべきである。
【０１２８】
ステップ５５０で、ステップ５４５にて工場現場試験２２０から収集された測定結果に、そして決定ステップ５３０の結果から供給された適切な伝達関数（例えば、Ｈxz1、Ｈxr1およびＨxb1）に、適切な予測方程式（例えば、方程式（９））を適用することにより、望ましい力の偏差の成分（例えば、１４０Ｋｐｈの速度での接線方向の力の偏差の第１調波）が予測される。この予測ステップ５５０は、好ましくは、品質制御２５０が可能な予測を行うコンピュータ（例えば、コンピュータ２４０）にて実行される。
【０１２９】
ステップ５５５で、予測値（例えば、予測された、１４０Ｋｐｈの速度での接線方向の力の偏差の第１調波）は、予め定められた品質基準（例えば、１４０Ｋｐｈの速度での接線方向の力の偏差の第１調波の最大許容値）と比較され、その結果がステップ５６０において品質制御２５０により実行される品質制御判定となる。
【０１３０】
一般に、ネットワーク接続された工場コンピュータ（例えば、コンピュータ２４０）にて公知の品質制御アルゴリズムにより制御されるステップ５６０で、品質制御装置および／またはコンピュータ（例えば、品質制御装置２５０）は、製品タイヤ２１５の許容または拒否を含む手段によりタイヤ製品を制御し、それにより、許容されたタイヤ５７０ａ（２７０ａを比較）あるいは拒否されたタイヤ５７０ｂ（２７０ｂを比較）を生み出す。ステップ５６０で、品質制御処理２５０もまた、ステップ５５５において予測値を予め定められた品質基準と比較した結果に基づいた補正（例えば、製作機械の調整）を行うために、フィードバックをタイヤアセンブリ処理２１０（ステップ５１０）に付加的に提供する。
【０１３１】
本発明は、図面および上の記述に詳細に描かれそして記述されたが、例示であって制限ではないと考えるべきであることは同じであり、単に好ましい実施例が示されそして記述されているということと本発明の精神の内にある全ての変更および改良は保護が望まれるということが理解されるべきである。本発明に最も深く関連する従来技術において通常の能力を持った者には上述された「主題」の他の多くの「変形」が想定され、そして、そのような変形は、ここに開示されたものと同様に、本発明の範囲内にあることは疑いない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、タイヤを備えたタイヤ均一化機を示す図である。
【図２】本発明による、タイヤ製作方法のための装置のブロック図である。
【図３】従来技術による、第１の速度でされた測定値から、第２の速度での予測される力の偏差の接線方向の成分を計算するためのブロック図である。
【図４】本発明による、第１の速度でされた測定値から、第２の速度での予測される接線方向の力の偏差の接線方向の成分を計算するためのブロック図である。
【図５】本発明による、タイヤ製作方法を示す流れ図である。
【符号の説明】
１００    タイヤ均一化機（ＴＵＭ）
１１４    負荷車輪
１１６    タイヤ
１１８    駆動モーター
１２０    リム
１２２（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ）    センサー
１２６    コンピュータ
１３０（１３０ａ，１３０ｂ）    付加的グラインダー
１３１    リムのゼロ度基準マーク
１３３    タイヤのゼロ度基準マーク
１４０（１４０a，１４０b）    電気信号コンディショナ
２１０    タイヤアセンブリ（工程）
２１５    製品タイヤ
２１５ａ    タイヤサンプル
２２０    工場現場試験、工場現場の試験装置
２２２    低速ＴＵＭ
２２４    バランス試験機
２３０    試験研究室、試験研究室の試験装置
２３２    高速ＴＵＭ
２４０    コンピュータ
２５０    品質制御（工程）、品質制御装置
２７０ａ    許容されたタイヤ
２７０ｂ    拒否されたタイヤ
３００、４００    ブロック図
５００    タイヤの製作方法
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図４】
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