JP2008096451A - タイヤ均一性試験の改良 - Google Patents

Abstract

【課題】再現可能な様態でタイヤを試験するための方法及び機器を提供すること。
【解決手段】タイヤの試験方法及び試験装置である。段階１１０において、現行の回転方向における半径方向力変動が測定される。この力の変動の基本振動が、段階１２０で計算され、基本振動の両方のゼロ交差に対応するタイヤ位置が段階１３０で計算される。段階１４０では、ゼロ交差が到達されるまでタイヤ位置が監視される。回転方向が、段階１５０において適切な場所で反転されて、試験が継続される。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ均一性試験装置の分野に関するものであり、特に均一性試験装置の再現性を改良する技術に関するものである。

タイヤの製造の確立された部分がタイヤの均一性を試験している。タイヤは製造された後、均一性測定装置に送られる。タイヤ均一性試験装置の一例が、特許文献１の「タイヤ均一性試験システム」に開示されており、前記特許文献１は引用することにより本明細書に組み入れられる。典型的な均一性試験装置は、自動的にタイヤを試験装置の中へ運び込み、タイヤを二つのハーフリムの間で掴み、タイヤを膨らませて、自動車の重量を模擬するためにドラムに接するようにタイヤに負荷を与え、タイヤを試験する段階を進め、次いでタイヤに標識を付けて、タイヤをいくつかの出力コンベヤの一つの中に分類する。現在入手可能な均一性試験装置で見出される負荷ホイール組立体が、特許文献２の「円錐支持プレートを有するタイヤ試験システム用負荷ホイール組立体」及び特許文献３の「所望の平均半径方向力をタイヤに課すための装置及び方法」に記載されており、前記特許文献２及び３の両方とも、引用することにより本明細書に組み入れられる。いくつかの均一性試験装置は、タイヤの特性を改善するためにタイヤを研磨すること、及びタイヤの寸法パラメータを測定することのような、追加の段階を実行する。

典型的な均一性試験装置の試験段階は、負荷を与えられまた膨張されたタイヤを回転させる段階、及びタイヤによってドラムに及ぼされる力をタイヤの回転位置の関数として測定する段階、及びタイヤの特性の測定値を得るためにこれらの測定値の計算を実行する段階、及びタイヤの回転を反転させる段階（試験中にタイヤを搭載して回転させるために使用されるスピンドル組立体の記載が、特許文献４の「タイヤ試験システム用自動幅調整式チャック装置」に見出され、前記特許文献４は引用することにより本明細書に組み入れられる）、及び測定プロセスを繰り返す段階、及びタイヤの均一性についてのグレードを得るために、一方向又は二方向の特性の測定値を事前設定された限界と比較して更なる処理のために出力コンベヤを決定する段階、及びこれらの格付け及び分類結果を標示及び仕分けにおける後の使用のためにメモリーに整理する段階、及びマークが、通例は半径方向力変動の基本振動の高い点に相当するタイヤ上の所要の角度的位置に配置されることが可能なように、正しい方向で回転を停止させる段階、から構成される。

均一性試験装置の品質の一つの一般的な尺度は、均一性試験装置の再現性、つまりタイヤが複数回試験されたときタイヤの特性の測定値がどの程度良好に再現されるかということである。再現性の不足は、負荷及び膨張の試験状態の下手な制御、及び試験リム又は負荷ドラムの過度の心振れ、及び電気的雑音、及び機械的振動その他のような、試験装置における多くの原因によって引き起こされ得る。再現性は、そのように試験装置の品質の重要な尺度であるので、多くの労力が良好な再現性を得ることに多年にわたり集中されてきた。

一部のタイプのタイヤ構造は、そのタイプのタイヤが均一性試験装置の再現性の測定で使用されるとき、低い再現性を招くことがあることが昔から知られている。例えば、タイヤの補強材としてナイロンを使用することは、しばしば低い再現性を招く。あいにく、近年、ベルトエッジオーバーレイのような構成要素の使用によるタイヤの信頼性の増大する重要性、及びナイロンキャッププライを頻繁に使用する高速定格タイヤの増大する重要性のために、より多くのタイヤが低い再現性の原因となる設計で構築されている。これら難しいタイヤの普及の拡大は、タイヤ均一性測定装置の製造者に対して問題を提示する。装置は、過去数年間におけるように、同じ高品質のもの（又は改良された品質のもの）で継続しているが、試験タイヤに関するそれらの再現性の測定値は、装置の品質が基準に達していないことを示している。

さらに、これら難しいタイヤの測定はタイヤの製造業者に対して問題を提示する。大きな不確かさが、（少なくとも営利的に実行可能なサイクル時間で測定されたとき）それらの特性の測定にあるなら、タイヤ製造業者は、タイヤを正しい範疇に確実に等級分けすることができずに、不満をもつ消費者、又は不必要にタイヤを降等することによる収益の逸失を結果として招く恐れがある。

米国特許第６０１６６９５号明細書 米国特許第５９７９２３１号明細書 米国特許第４７０４９００号明細書 米国特許第５９９２２２７号明細書

測定されるタイヤの特性に対する影響を最小限に抑える様態で試験段階を実行することが、タイヤ試験の再現性を高める。本発明は、再現可能な様態でタイヤを試験するための方法及び機器を提供する。タイヤは、回転スピンドルに取り付けられて回転される。回転中に、一つ以上のタイヤパラメータが、タイヤの回転位置の関数として測定される。その次の試験段階を実行すべきタイヤ位置が、測定されたパラメータに基づいて決定される。そしてその次の試験段階が決定された位置で実行される。

本発明の一態様では、反転の間にタイヤがもつ歪を最小限に抑えるタイヤ位置でタイヤの反転が実行される。試験中に負荷キャリッジに及ぼされる半径方向力が測定され、またその力の変動が記録される。半径方向力変動の基本振動が計算され、また反転が、基本振動のゼロ交差において実行される。

本発明の別の態様では、負荷キャリッジからの負荷が、タイヤの回転が停止される前に又は同時に取り除かれる。所望のタイヤ停止位置と、タイヤの負荷を除くために負荷キャリッジが移動する収縮距離とが決定される。負荷キャリッジが収縮距離を移動するのに必要な収縮時間、並びに収縮時間の間に生じる回転角が計算される。この情報から、負荷キャリッジが所望のタイヤ停止位置で収縮を完了するように収縮が開始されなければならない収縮位置が導き出される。そして負荷キャリッジの収縮は、タイヤ収縮位置で開始される。

本発明の他の特徴及び利益及び利点は、添付図面とともに得られる、本発明の好適な実施例の次の詳細な説明から明らかになるであろう。

均一性試験装置における低い再現性の一つの原因は、負荷を受けた状態の下でタイヤの回転方向が反転されるとき、この反転中にタイヤが“歪”をもち、そしてこの“歪”が、第二の回転方向で行われる測定、特に半径方向力変動の測定に影響を与えることである。この影響は、反転が行われるタイヤの角度的位置に基づいて予測できると考えられる、また半径方向力変動の増大から、わずかな変化を通って、半径方向力の減少に及んでいる。二方向の回転における半径方向力が高い類似性を示すことから、第一の方向で行われた測定に基づいて、第二の方向における半径方向力にほとんど変化が生じないように、反転を制御することが可能である。これは、試験装置が、高い再現可能性の理由により、第二の方向における半径方向力の真の尺度を提供することを可能にする。

好適な実施例では、均一性試験装置は、図１に概略的に示された段階により運転される。段階１１０では、半径方向力変動が現行の回転方向で測定される。この力の変動の基本振動が段階１２０で計算されて、基本振動の両方のゼロ交差に対応するタイヤ位置が段階１３０で決定される。段階１４０では、ゼロ交差に到達するまでタイヤ位置が監視される。回転方向は、段階１５０において適切な位置で反転されて試験が継続される。

この技法は、反転を遅らせることに起因してサイクル時間のわずかな増加を引き起こすが、この増加は、第二の方向における“ウォームアップ”の短縮を可能にすることによって埋め合わせをされて余りある。

タイヤに関係する非再現性の他の原因は、試験ゾーン内で又は特に装置の以下のステーションにおいて標示を可能にするために、タイヤの回転を停止させる普通の操作である。これもまたタイヤに“歪”をもたせ、歪は、再現性試験の一環としてタイヤが再試験されるべく装置の入り口に戻された後でさえ残る。これは、多くの場合、全ての格付け決定はこの時既に行われているので、タイヤ製造業者のタイヤ加工に関してそれほど問題ではないと思われる一方で、工程フローは、タイヤを次の（ITWライドクオリティープロダクツにより製造されたAIT-238のような）バランス測定機へ送り、そこでタイヤの“歪”は、不正確なバランス測定とその結果生じた不正確な格付け決定との実施を引き起こす。

この原因は、タイヤへの負荷が、タイヤが停止されるときまでに取り除かれるように、タイヤの負荷除去を進めることにより克服可能である。均一性試験装置を制御する当業者は、この制御を実施するいくつかの方法を理解するであろう。記載されるこの実施例では、タイヤ均一性試験装置は、図２に概略示された段階から構成される方法が使用されることにより運転される。所望の停止位置は段階２１０で識別される。負荷ホイールがタイヤから離れるべく収縮されるのに必要な距離は、タイヤが荷重されたときに形成されるタイヤの外径の測定値に基づいて段階２２０で決定される。この距離と負荷ホイールキャリッジの既知の移動速度とから、この距離を収縮するために必要な時間が段階２３０で計算される。収縮時間の間に発生するタイヤの回転角は、段階２４０で決定され、また収縮が開始されるべき位置が段階２５０で導き出される。タイヤが、ある配向にあるときであって、タイヤが先行する段階で決定された時間で前記配向から停止されることが可能で、また所望の位置で停止されたタイヤという結果になるところの前記配向に、タイヤがあるとき、負荷ホイールは収縮して、同時にタイヤスピンドルの停止が開始される。これは、スピンドルが停止したちょうどその時に負荷ホイールをタイヤとの接触から解放させる（段階２６０〜２９０）。

前述の説明からわかるように、タイヤの均一性の特性への試験装置器の影響を最小限に抑える様態で、試験中にタイヤを取り扱うことによって、より再現性のある均一性試験が実行可能である。本発明が詳細に記述されてきたが、添付された請求項の精神又は範囲に含まれる開示された構成構造からの全ての変更形態及び代替形態を本発明が含むことが意図されている。

本発明の実施例によるタイヤ均一性試験装置を運転するための方法を表すフローチャートである。 本発明の実施例によるタイヤ均一性試験装置を運転するための方法を表すフローチャートである。

Claims (4)

1. タイヤを回転スピンドルに取り付ける段階と；
   タイヤを第一の回転方向で回転させて、半径方向力変動を含む一つ以上のタイヤパラメータをタイヤの回転位置の関数として測定する段階と；
   測定された前記半径方向力変動の基本振動を計算する段階と；
   タイヤの回転を反転させるところのタイヤ位置を、前記半径方向力変動の計算された前記基本振動に基づいて決定する段階と；
   タイヤが決定された前記タイヤ位置に到達したときタイヤの回転方向を反転させる段階と；を含んでなるタイヤ試験方法であって、
   前記タイヤの回転方向を反転させる段階が、前記半径方向力変動の前記基本振動の、正で進行のゼロ交差のときに実行されるタイヤ試験方法。
2. 前記タイヤの回転方向を反転させる段階が、前記半径方向力変動の前記基本振動の、負で進行のゼロ交差のときに実行される、請求項１に記載のタイヤ試験方法。
3. 前記タイヤの回転方向を反転させる段階が、前記半径方向力変動の前記基本振動の、最初に遭遇されるゼロ交差のときに実行される、請求項１に記載のタイヤ試験方法。
4. 試験されるタイヤを第一の方向で回転させるための回転スピンドルと；
   試験されるタイヤに接触して、タイヤに負荷を加えて、タイヤのパラメータを測定するための、前記スピンドルに垂直な収縮軸線に沿って移動可能な負荷キャリッジと；
   タイヤによって前記負荷キャリッジに及ぼされる半径方向力を測定するために前記負荷キャリッジに取り付けられたロードセルと；
   タイヤの回転位置の関数として測定されたタイヤのパラメータを記録して、タイヤの回転位置の関数として前記半径方向力変動の基本振動を計算して、計算された前記基本振動に基づいて回転方向を反転させるところのタイヤ位置を決定するための制御器と；を具備するタイヤ試験装置であって、
   前記制御器が、タイヤの回転の反転の発生を前記半径方向力の前記基本振動のゼロ交差のときに引き起こす、タイヤ試験装置。

Images