JP2008221887A - タイヤアンバランス要因解析方法 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間で作業を完了することができ、かつ、に解析に掛かる工数を大幅に節減することのできるタイヤアンバランスの要因解析法を提供する。
【解決手段】このタイヤアンバランス要因解析方法は、環状要素１をＸ線でＣＴスキャンして各最小分割要素３のX線透過率を白黒の濃淡で表した濃淡分布データを作成する工程と、前記濃淡に応じて予め定められた比重を、前記最小分割要素３ごとに、そこでの濃淡に対応させて割り当て比重分布データを作成する工程と、前記最小分割要素３ごとに、この要素に割り当てられた前記比重と、この要素の体積と、この要素から前記中心軸線までの距離とを掛け合わせた最小分割要素モーメントを算出し、前記周方向分割要素２ごとに、それに含まれる全ての最小分割要素３の最小分割要素モーメントを合計して周方向分割要素モーメントを算出する工程とよりなり、求められたそれらの周方向分割要素モーメントに基づいてタイヤアンバランスを発生させる部位を特定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、タイヤのアンバランスを発生させる部位を特定することによりタイヤアンバランスの要因を解析するタイヤアンバランス要因解析方法に関する。

タイヤのアンバランスはタイヤの重要なユニフォーミティ性能の一つであり、製造するタイヤについてアンバランスを測定してホイールとのマッチングをとるとともに、アンバランスが良くない場合には、製造プロセスを修正することによりアンバランスを所定範囲内に収めることが行われている。そして、アンバランスの原因を調査する方法として、アンバランスの方向と、タイヤを構成する、インナーライナやカーカスプライのジョイント位置との相関を調べ、ジョイント部の影響の大きい部材について製造プロセスを修正することが行われている。

しかしながら、このような方法でアンバランスの要因となる箇所を調査しようとしても、上記の相関が得られない場合があり、従来、このような場合のアンバランス要因解析方法として、実際に製造されたタイヤを周方向に所定の方位角ごとにカットして周方向に分割されたカットサンプルを作成し、それぞれのカットサンプルの厚さを測定して、厚さの、それらのカットサンプル間での差を見つけることによってアンバランスを発生させる部位の特定を行っていた（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００４−１２５７４３号公報

しかしながら、カットサンプルを作成するには時間がかかり、また、カットサンプルの厚さを測定してデータ化するのにも多大の工数を必要とし、この点において改善が求められていた。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、短時間で作業を完了することができ、かつ、に解析に掛かる工数を大幅に節減することのできるタイヤアンバランスの要因解析法を提供することを目的とする。

＜１＞は、タイヤのアンバランスを発生させる部位を特定することによりタイヤアンバランスの要因を解析するタイヤアンバランス要因解析方法において、
タイヤの、所定幅方向範囲を区切ってできる部分を環状要素と呼び、環状要素をその中心軸線周りの単位方位角ごとに区切ってできる各部分を周方向分割要素と呼び、この周方向分割要素をさらに多数の部分に区切ってできる各部分を最小分割要素と呼ぶとき、
前記環状要素をＸ線でＣＴスキャンして各最小分割要素のX線透過率を白黒の濃淡で表した濃淡分布データを作成する工程と、前記濃淡に応じて予め定められた比重を、前記最小分割要素ごとに、そこでの濃淡に対応させて割り当て比重分布データを作成する工程と、前記最小分割要素ごとに、この要素に割り当てられた前記比重と、この要素の体積と、この要素から前記中心軸線までの距離とを掛け合わせた最小分割要素モーメントを算出し、前記周方向分割要素ごとに、それに含まれる全ての最小分割要素の最小分割要素モーメントを合計して周方向分割要素モーメントを算出する工程とよりなり、求められたそれらの周方向分割要素モーメントに基づいてタイヤアンバランスを発生される部位を特定するタイヤアンバランス要因解析方法である。

＜２＞は、＜１＞において、前記ＣＴスキャンして得られた前記濃淡分布データは、白と黒との二値化されたデータとして取り扱い、白部分の最小分割要素にはゴムの比重を、黒部分の最小分割要素にはスチールコードの比重を割り当てることを特徴とする請求項２に記載のタイヤアンバランス要因解析方法である。

＜３＞は、互いに異なるタイヤ幅方向範囲を有する複数個の環状要素のそれぞれに対して＜１＞もしくは＜２＞の解析方法に基づいてタイヤアンバランスを発生させる部位を特定することにより、タイヤ全体としてタイヤアンバランスを発生される部位を特定するタイヤアンバランス要因解析方法である。

＜１＞によれば、前記環状要素をＸ線でＣＴスキャンして各最小分割要素のX線透過率を白黒の濃淡で表した濃淡分布データを作成する工程と、前記濃淡に応じて予め定められた比重を、前記最小分割要素ごとに、そこでの濃淡に対応させて割り当て比重分布データを作成する工程と、前記最小分割要素ごとに、この要素に割り当てられた前記比重と、この要素の体積と、この要素から前記中心軸線までの距離とを掛け合わせた最小分割要素モーメントを算出し、前記周方向分割要素ごとに、それに含まれる全ての最小分割要素の最小分割要素モーメントを合計して周方向分割要素モーメントを算出する工程とよりなり、求められたそれらの周方向分割要素モーメントに基づいてタイヤアンバランスを発生される部位を特定するので、極めて短時間で、周方向分割要素モーメントを算出することができ、これらを、周方向分割要素間で比較することにより、他と比べてモーメント要素が大きく異なる周方向分割要素を特定することができ、タイヤアンバランス要因を、短時間でしかも少ない工数で解析することができる。

＜２＞によれば、前記ＣＴスキャンして得られた前記濃淡分布データは、白と黒との二値化されたデータとして取り扱い、白部分の最小分割要素にはゴムの比重を、黒部分の最小分割要素にはスチールコードの比重を割り当てるので、前記モーメント要素の計算を高速かつ短時間で行うことができる。

＜３＞によれば、互いに異なるタイヤ幅方向範囲に位置する複数個の環状要素のそれぞれに対して＜１＞もしくは＜２＞の解析方法に基づいてタイヤアンバランスを発生される部位を特定することにより、タイヤ全体としてタイヤアンバランスを発生させる部位を特定するので、タイヤ全体にわたってタイヤアンバランスに影響を及ぼしているタイヤ部位を周方向および幅方向の両方について特定することができ、ほぼピンポイントで問題のある領域を特定することができる。

本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。本発明のタイヤアンバランス要因解析方法は、周方向に区切られた複数のタイヤ部分のアンバランスを比較する際に、実際のタイヤから切り出された周方向カットサンプルの厚さを相互に比較する従来の方法の代わりに、タイヤをX線でＣＴスキャンしてタイヤの比重分布データを取得し、この比重分布データに基づいて、周方向に区切られた各タイヤ部分のモーメントを計算し、これらを相互に比較するものであり、以下、具体的に説明する。

まず、タイヤ１０を複数の部分に区切る際の区切り方について説明する。区切りの第一段階として、図１に模式図で示すように、タイヤの所定幅方向部分（高さh）を指定して区切りこれを解析の対象となる環状要素１と呼ぶこととする。次に、第二段階として、図２に示すように、環状要素１を、その中心軸線Ｃの周りの単位方位角θごとに区切り、区切られたそれぞれの部分を周方向分割要素２と呼ぶこととする。例えば、全周を360個に区切った場合には、各周方向分割要素２は1°の方位角範囲に対応する大きさとなる。そして、第三段階として、図３に示すように、周方向分割要素２をさらに細かく区切り区切ったものを最小分割要素３と呼ぶこととする。図３には、タイヤ幅方向の全高さhを６分割、タイヤ厚さ方向の全厚さｔを４分割、そして、タイヤ周方向には６分割した場合の例を示した。
なお、図３に示した例の他、タイヤ幅方向の全高さhを小さくして、高さ方向には分割しない、最小分割要素３の区切り方の実用的であり、この場合、全高さを、1〜3mmとすることができる。

本発明のタイヤバランスの要因解析方法は、タイヤを上記のように区切ったところで、以下の工程を経て、最終的に得られた各周方向分割要素モーメントを相互に比較して特異な値を有する周方向分割要素モーメントを特定するものである。

この要因解析方法を構成する第一の工程は、環状要素をＸ線でＣＴスキャンして各最小分割要素のX線透過率を白黒の濃淡で表した濃淡分布データを作成する工程であり、これは、平置きしたタイヤ１０の、少なくとも環状要素１を含む領域に、X線を複数の方向から照射し、その結果得られた、それぞれの方向に対するＸ線の透過率分布に基づいて、タイヤ１０を三次元的に細分化したときの各画素についてＸ線透過率を計算で求め、画素ごとの透過率に応じて濃淡を付けて画像化したＣＴスキャン画像を得る工程である。

ここで、ＣＴスキャン画像における画素を、前記第三段階の区分けにおける最小分割要素３と合致するよう設定しておく、あるいは、第三段階の区分けの際、ＣＴスキャン画像における画素に合わせて区分しておく必要がある。すなわち、ＣＴスキャンの画素と最小分割要素３とを一致させておく。

その上で、具体的には以下のようにすることにより、ＣＴスキャン画像における濃淡と比重との対応付けを簡易に行うことができしかも十分な精度を確保することができる。すなわち、濃淡については、ＣＴスキャンの画像を画像処理により黒白に二値化しておき、黒の濃淡値を有する画素にはスチールコードの比重を割り付け、白の濃淡値を有する画素にはゴムの比重を割り付ける。なお、二値化するには、濃淡の閾値を定め、この閾値より濃い画素は黒、淡い画素は白となるように画像処理を施せばよい。

図３は、周方向分割要素２内の各画素（最小分割要素）ごとに二値化された濃淡の分布を模式的に示している。

第三の工程は、最小分割要素３ごとに、この要素に割り当てられた前記比重ρiと、この要素の体積Δviと、この要素から前記中心軸線までの距離Riとを掛け合わせた最小分割要素モーメントMiを算出し、周方向分割要素２ごとに、それに含まれる全ての分割要素の最小分割要素モーメントMiを合計して周方向分割要素モーメントMを算出する工程である。すなわち、式（１）に基づいて最小分割要素モーメントMiを計算し、（２）に基づいて周方向分割要素モーメントMを求める。

同じ環状要素１内にある周方向分割要素モーメントMが、どれをとってもほぼ等しければ、この環状要素１に起因するタイヤアンバランスはゼロとなるが、どれか一個でも他と異なって大きかったり小さかったりした場合には、タイヤアンバランスの要因となるので、この特異なモーメントMを有する周方向分割要素を特定することにより、タイヤアンバランスの改良のための検討における方向付けに寄与させることができる。

そして、図４に示すように、一個の環状要素１だけではなく、互いに重ならない複数の環状要素１について、同様の工程を経て、周方向分割要素モーメントMを求めることにより、タイヤの全部分について、タイヤのアンバランスを発生さえている部分を特定し、このことによって、タイヤバランス改善の方向を絞ることができる。図４において、無印の周方向分割要素２ａは、他と比べて特異なモーメントを有さない要素であり、Ｘ印を付した周方向分割要素２ｂは、他と比べて特異なモーメントを有さない要素であることを例示している。

ここで、ゴム、スチールコードの他に有機繊維が用いられたタイヤの場合には、例えば、有機繊維の比重をゴムと同じとして近似すれば同様の計算をすることができる。

本発明は、タイヤ、特に、スチールとゴムとよりなるタイヤのアンバランス要因解析に用いることができる。

所定環状要素を含むタイヤを示す模式図である。 タイヤの所定幅方向部分を区切ってできる環状要素を示す模式図である。 所定環状要素における周方向分割要素と、最小分割要素とを示す模式図である。 複数の環状要素に区分したタイヤを示す模式図である。

符号の説明

１ 環状要素
２ 週報構分割要素
３ 最小分割要素
１０ タイヤ

Claims (3)

1. タイヤのアンバランスを発生させる部位を特定することによりタイヤアンバランスの要因を解析するタイヤアンバランス要因解析方法において、
   タイヤの、所定幅方向範囲を区切ってできる部分を環状要素と呼び、環状要素をその中心軸線周りの単位方位角ごとに区切ってできる各部分を周方向分割要素と呼び、この周方向分割要素をさらに多数の部分に区切ってできる各部分を最小分割要素と呼ぶとき、
   前記環状要素をＸ線でＣＴスキャンして各最小分割要素のX線透過率を白黒の濃淡で表した濃淡分布データを作成する工程と、前記濃淡に応じて予め定められた比重を、前記最小分割要素ごとに、そこでの濃淡に対応させて割り当て比重分布データを作成する工程と、前記最小分割要素ごとに、この要素に割り当てられた前記比重と、この要素の体積と、この要素から前記中心軸線までの距離とを掛け合わせた最小分割要素モーメントを算出し、前記周方向分割要素ごとに、それに含まれる全ての最小分割要素の最小分割要素モーメントを合計して周方向分割要素モーメントを算出する工程とよりなり、求められたそれらの周方向分割要素モーメントに基づいてタイヤアンバランスを発生される部位を特定するタイヤアンバランス要因解析方法。
2. 前記ＣＴスキャンして得られた前記濃淡分布データは、白と黒との二値化されたデータとして取り扱い、白部分の最小分割要素にはゴムの比重を、黒部分の最小分割要素にはスチールコードの比重を割り当てることを特徴とする請求項２に記載のタイヤアンバランス要因解析方法。
3. 互いに異なるタイヤ幅方向範囲を有する複数個の環状要素のそれぞれに対して請求項１もしくは２に記載された解析方法に基づいてタイヤアンバランスを発生させる部位を特定することにより、タイヤ全体としてタイヤアンバランスを発生される部位を特定するタイヤアンバランス要因解析方法。

Images