(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
捩れ振動機（１）にして、
直流電気モータ（２）であって、誘導巻線（６、７）と、リム（１４）及びタイヤ（１５）を備える車輪（１３）が一体化されたシャフト（８）とが設けられた前記直流電気モータ（２）と、
前記リム（１４）と関係付けられた第一の加速度トランスデューサ手段（１８、１９）と、
前記タイヤ（１５）と関係付けられた第二の加速度トランスデューサ手段（２０、２１）とを備え、
前記誘導巻線（７）の極を所定の振動数にて交互に変化させることができるインバータ手段（１１）を通じて、該誘導巻線（７）が、直流電力を供給する手段に接続され、このため、前記シャフト（８）が前記車輪（１３）に捩れ振動を生じさせる角振動（２７）を為し得るように駆動されて、該車輪を回転方向に振動させ、
前記第一及び第二の加速度トランスデューサ手段（１８、１９、２０、２１）が、回転振動を検出し且つ前記リム（１４）及び前記タイヤ（１５）の加速度測定値を提供するようにしたことを特徴とする捩れ振動機。
【請求項２】
請求項１に記載の捩れ振動機にして、前記所定の振動数が１Ｈｚ乃至２００Ｈｚの範囲にあることを特徴とする捩れ振動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪のタイヤに捩れ振動を生じさせることができ且つ角加速度を測定することのできる捩れ振動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
角加速度のかかる測定により、タイヤを膨張させたときのタイヤの下部構造体の捩れ剛性（タイヤのサイドウォール及びカーカスの空気圧剛性の程度を表現する関連パラメータ、即ち、トレッドストリップ、ベルト、カーカス及び車輪のリムの間の剛性）を測定することが可能となる。
【０００３】
Ｐ．Ｗ．Ａ、ジーグラー（Ｚｅｇｅｌａａｒ）及びその他の者は、ビークル・システム・ダイナミックス（Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ）、１９９４年２３巻の付録、道路及び軌道における乗物の動力学（Ｔｈｅ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ  ｏｆ  Ｖｅｈｉｃｌｅ  ｏｎ  Ｒｏａｄｓ  ａｎｄ  ｏｎ  Ｔｒａｃｋｓ）に掲載された、「平面内の動力学を研究するためのタイヤモデル（Ｔｙｒｅ  Ｍｏｄｅｌｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ）」という表題の論文において、車輪のタイヤの下部構造体の剛性を測定する装置を発表している。車輪のリムに締結されたタイヤは、「円形のケーシング」内に拘束され、リムには、静トルクが付与される。リムの回転角度の測定により、タイヤの下部構造体の捩れ剛性が求められる。
【０００４】
この装置は、路面を走行するときの動的状態下にて、タイヤの下部構造体の剛性を近似値でしか表現し得ない静的測定値を得るものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、動的測定により、タイヤの下部構造体の捩れ剛性を測定することを可能にする捩れ振動機を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、本発明による次の捩れ振動機により達成される。該捩れ振動機は、誘導巻線及びシャフト（リム及びタイヤを備える車輪がこのシャフトと一体にされている）が設けられた直流の電気モータと、上記のリムと関係付けられた第一の加速度トランスデューサ手段と、上記のタイヤと関係付けられた第二の加速度トランスデューサとを備え、該誘導巻線がインバータ手段（上記の誘導巻線の極を所定の振動数にて交互に変化させることができる）を通じて直流電力を供給する手段に接続されており、このため、上記のシャフトは、上記の車輪に捩れ振動を生じさせるように駆動されて、上記の車輪を回転方向に振動させる。上記の第一及び第二の加速度トランスデューサ手段は、回転振動を検出し且つ上記リム及び上記タイヤの加速度の測定値を提供する。
【０００７】
この振動機は、タイヤを備えるリムに対して「不規則」な種類のトルク（高振動数を含む）を提供し、トランスデューサ手段は、リム及び車輪の加速度角度の測定値を提供する。振動数に対応して、二つの角加速度間の比がタイヤの固有回転振動数における共振ピーク値を示す、出力（タイヤの角加速度）と入力（リムの角加速度）との伝達関数を提供する。この場合、この伝達関数が、所定の振動数の範囲、好ましくは、０−２００Ｈｚの範囲内において、振幅及び位相の点で既知であり、また、タイヤの慣性モーメント（例えば、捩れ振り子で測定した値）も既知であるならば、このタイヤの下部構造体の捩れ剛性を算数的に計算することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面に非限定的な一例として図示するその実施の形態に関して、本発明の特徴及び有利な点を説明する。
【０００９】
図１及び図２において、直流型の電気モータ２を備える、本発明に従って構成された捩れ振動機１の概略図が図示されている。一方、このモータ２は、支持構造体４に締結されたカーカス、またはステータ３と、ロータ５により支持された誘導巻線６及び誘導巻線７とを備えている。このロータ５は、カーカス３により回転可能に支持されたシャフト８の上に堅固にキー止めされている。誘導巻線６は、端子９により、図示しない直流電源装置に安定した電圧で接続されている。誘導巻線７は、コレクタ２３、導体１０及びインバータ手段１１（巻線７、従って誘導磁界の極を１Ｈｚ乃至２００Ｈｚの所定の囲内で交互に（正弦波状）に変化させ得る）により直流電源に接続されている。該インバータ手段１１は、高振動数のときでも極を交互に変化させ得る高出力の駆動装置から成っている。
【００１０】
シャフト８には、フランジが設けられたハブ１２が堅固にキー止めされており、該フランジには、車輪１３のリム１４（図２）がボルト２６により締結されている。該車輪１３は、トレッド１６が付与されたタイヤ１５を備えている。線形加速度計から成る二つの加速度トランスデューサ１８、１９が、直径方向に対向した位置にてリム１４に締結される一方、線形加速度計から成る二つの加速度トランスデューサ２０、２１は、クランプ２２により直径方向に対向する位置にてタイヤ１５に締結され、トレッド１６を円周方向に保持するねじ２８により閉鎖されている。
【００１１】
捩れ振動機１が作動しているとき、誘導巻線７には、インバータ手段１１を通じて直流電流が交互に供給され、このため、モータ２において、回転方向を交互に変化させる、回転磁界が発生される。該駆動シャフト８は、角振動を生じさせ（矢印２７）、車輪１３を捩れ振動させ、このため、該車輪は、回転方向に振動する。これらの加速度計１８、１９、２０、２１は、回転振動を検出し、リム１４及びタイヤ１５の角加速度、即ち、トレッドストリップと、ベルトと、カーカスとの角加速度の測定値を提供する。
【００１２】
捩れ振動機１は、タイヤを備える車輪に対して、不規則型式のトルク（高振動数のものを含む）を提供する。特に、駆動シャフト８、従って、車輪１３が捩れ振動するときの振動数は、回転する磁界が反転するときの振動数に関係している。このため、タイヤ１５を所望の振動数範囲にて、捩れ振動させることが可能である回転型の電動振動機が利用可能となる。
【００１３】
線形加速時計１８、１９、２０、２１により為される測定は、リム１４及びタイヤ１５の線形加速度の測定である。リム１４における加速度計１８または１９の各々の線形加速度から、車輪の中心からのリムの距離を基にして、リムの角加速度が測定される。次に、その二つの加速度計１８、１９により得られた測定値の平均値を計算する。タイヤのトレッド１６における二つの加速時計２０、２１について同一の手順を行う。タイヤ１５の角加速度と、リム１４の角加速度（入力とみなす）との比を計算することにより、励起振動数に対応して、振幅及び位相に関する伝達関数が得られる。
【００１４】
当該出願人は、モータ２が１．４７ｋＷの定格値及び３，０００ｒｐｍの速度を有する、上述したものと同様の捩れ振動機を製造した。
【００１５】
励起振動数（Ｈｚ）に関して振幅Ａ及び位相０°の伝達関数をプロットしたものが図３及び図４に図示されている。この伝達関数は、リムの角加速度と捩れ振動機１で捩れ振動させた車輪のタイヤの角加速度との比として得たものである。この試験を行ったタイヤは、膨張圧力がｐ＝２バールのＰ６０００、サイズ１８５／６０Ｒ１４型式のものである。
【００１６】
タイヤの固有捩れ振動数における共振ピーク値を示す、二つの角加速度の間の伝達関数が求められたならば、自由度１の運動系の等式を適用することにより、タイヤの下部構造体の捩れ剛性Ｃｂｔを算術的に求めることが可能となる。この計算をするためには、例えば、公知であるために、図示しない捩れ振り子により、実験的に求めたタイヤの慣性モーメントを求めることが必要となる。
【００１７】
捩れ剛性の測定値は、静的なものではなく、動的測定値（タイヤの振動応答性）であることが理解される。
【００１８】
線形加速度計１８、１９、２０、２１に代えて、角加速度計を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による捩れ振動機の一部、断面図とした側面図である。
【図２】図１の捩れ振動機の正面図である。
【図３】本発明による振動機で捩れ振動させた車輪の振動数の変化に対する伝達関数の振幅及び位相を示すグラフ図である。
【図４】本発明による振動機で捩れ振動させた車輪の振動数の変化に対する伝達関数の振幅及び位相を示す、図３と同様のグラフ図である。
【符号の説明】
１  捩れ振動機                  ２  電気モータ
３  カーカス／ステータ          ４  支持構造体
５  ロータ                      ６、７  誘導巻線
８  シャフト                    ９  端子
１０  導体                      １１  インバータ手段
１２  ハブ                      １３  車輪
１４  リム                      １５  タイヤ
１６  トレッド                  １８、１９、２０、２１  加速度計
２２  クランプ                  ２３  コレクタ
２６  ボルト                    ２７  角振動
２８  ねじ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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