JP2008281438A - 空気入りタイヤの縦振れ測定方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気入りタイヤ13の縦振れを詳細に測定する。
【解決手段】空気入りタイヤ13が軸線回りに回転しているとき、中央点、側転部点、中間点測定センサ24ａ、24ｂ、24ｃ、24ｄによって、これらからトレッド部23外表面、即ち、中央点25および側端部点26に加え、トレッドセンター20と一対のショルダー部19との間に位置する少なくとも一対の中間点27までの距離を計測し、これらの計測結果に基づいて前記各点での縦振れを測定するようにしたので、空気入りタイヤ13の縦振れを従来より詳細に知ることができる。
【選択図】図２

Description

この発明は、空気入りタイヤの縦振れ（ラジアルランナウト）を測定する空気入りタイヤの縦振れ測定方法および装置に関する。

従来の空気入りタイヤの縦振れ測定方法および装置としては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。
特開平７−２４３９４７号公報

このものは、空気入りタイヤを支持しながら軸線回りに回転させる回転手段と、トレッドセンター上の中央点に対向して静止状態で設置された中央点測定センサ、および、一対のショルダー部上の側端部点に対向して静止状態でそれぞれ設置された側端部点測定センサを有する測定手段とを備え、前記中央点、側端部点測定センサによる測定結果を基に測定手段により前述の各点における空気入りタイヤの縦振れをそれぞれ全周に亘って測定するようにしたものである。

ここで、空気入りタイヤの走行性能、転動時における挙動、偏摩耗の進行状況等を詳細に検討するためには、空気入りタイヤのデータ、例えば縦振れを詳細に知る必要があるが、従来の空気入りタイヤの縦振れ測定方法および装置では、中央点および一対の側端部点の３点の縦振れしか測定することができず、この結果、前述のような要求を充分に満足することができないという課題があった。

この発明は、空気入りタイヤの縦振れを詳細に測定することができる空気入りタイヤの縦振れ測定方法および装置を提供することを目的とする。

このような目的は、第１に、空気入りタイヤを軸線回りに回転させながら、トレッドセンター上の中央点、一対のショルダー部上の側端部点、および、トレッドセンターと一対のショルダー部との間に位置する少なくとも一対の中間点において、測定センサを有する測定手段により空気入りタイヤの縦振れをそれぞれ全周に亘って測定するようにした空気入りタイヤの縦振れ測定方法により、達成することができ、

第２に、空気入りタイヤを支持しながら軸線回りに回転させる回転手段と、トレッドセンター上の中央点、一対のショルダー部上の側端部点、および、トレッドセンターと一対のショルダー部との間に位置する少なくとも一対の中間点に対向して設置された測定センサを有する測定手段とを備え、前記測定センサによる計測結果を基に測定手段により前述の各点における空気入りタイヤの縦振れをそれぞれ全周に亘って測定するようにした空気入りタイヤの縦振れ測定装置により、達成することができる。

この発明においては、中央点および側端部点に加え、トレッドセンターと一対のショルダー部との間に位置する少なくとも一対の中間点においても、測定センサによる計測結果を基に前述の各点における縦振れを測定するようにしているため、空気入りタイヤの縦振れを従来より詳細に知ることができ、これにより、空気入りタイヤの走行性能、転動時における挙動、偏摩耗の進行状況等の検討に充分に寄与するデータを得ることができる。

また、請求項２に記載のように構成すれば、詳細な空気入りタイヤの外表面情報を、特に、請求項３に記載のようなクラウンアールＲ、請求項４に記載のような落ち高Ｈ、請求項５に記載のような周期ずれを容易かつ高精度で得ることができる。さらに、請求項７に記載のように構成すれば、測定センサと空気入りタイヤとの相対位置関係を簡単に高精度で調節することができるとともに、空気入りタイヤを１回転させるだけで縦振れをいずれの点においても測定することができる。

また、請求項８に記載のように構成すれば、測定センサの個数を減少させることができ、さらに、請求項９に記載のように構成すれば、測定センサの個数をさらに減少させることができる。また、請求項１０に記載のように構成すれば、測定センサの個数を減少させつつ、縦振れを容易に多数の点において高能率で測定することができる。

以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１において、11は図示していない上下方向に延びるシリンダのピストンロッド12の先端（上端）に回転可能に支持された水平な略円盤状の下側支持リムであり、この下側支持リム11は前記シリンダの作動により横置きの空気入りタイヤ13を搬送する水平な搬送コンベア（図示せず）より下方の下限位置と、該搬送コンベアより上方の上限位置との間を移動することができる。

また、前記下側支持リム11は略円筒状をしたビードシート部11ａと、該ビードシート部11ａの軸方向外端（下端）に連続しビードシート部11ａより大径のフランジ部11ｂとから構成され、このビードシート部11ａの外周面には、下側支持リム11に空気入りタイヤ13が装着されたとき、該空気入りタイヤ13の下側ビードベース部13ａが着座される。前記下側支持リム11および搬送コンベアの上方には該下側支持リム11と同軸でこれと対をなす上側支持リム16が設置され、この上側支持リム16には図示していない駆動モータの回転軸17の先端（下端）が連結されている。

前記上側支持リム16は略円筒状をしたビードシート部16ａと、該ビードシート部16ａの軸方向外端（上端）に連続しビードシート部16ａより大径のフランジ部16ｂとから構成され、このビードシート部16ａの外周面には、該上側支持リム16に空気入りタイヤ13が装着されたとき、該空気入りタイヤ13の上側ビードベース部13ａが着座される。そして、前記シリンダが作動してピストンロッド12が突出すると、下側支持リム11が下限位置から上昇するが、この下側支持リム11の上昇の途中で搬送コンベア上の空気入りタイヤ13の下側ビードベース部13ａが下側支持リム11のビードシート部11ａに着座される。

その後も前記下側支持リム11は空気入りタイヤ13と一体となって上側ビードベース部13ａが上側支持リム16のビードシート部16ａに着座する上限位置まで上昇する。次に、前記空気入りタイヤ13の内室に内圧を充填した後、駆動モータにより上側支持リム16、空気入りタイヤ13、下側支持リム11を一体的に空気入りタイヤ13の軸線回りに回転させる。

なお、前述の実施形態においては、上側支持リム16を静置し、下側支持リム11を上側支持リム16に対して接近離隔させたが、この発明においては、下側支持リム11を静置し、上側支持リム16のみを移動させたり、あるいは、下側、上側支持リム11、16を共に移動させてもよく、下側、上側支持リム11、16の少なくともいずれか一方が空気入りタイヤ13の軸線に沿って移動できればよい。前述した下側、上側支持リム11、16、駆動モータは全体として、空気入りタイヤ13を支持しながら軸線回りに回転させる回転手段18を構成する。

ここで、前述した下側、上側支持リム11、16は下記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または、"DESIGN RIM"、 "Recommended Rim"）とビードシート部11ａ、16ａ、フランジ部11ｂ、16ｂの形状が実質上同一のリムである。また、このときの内圧は下記規格に記載されている適用サイズ・プライレーティングにおける最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧のことである。そして、規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格によって決められており、例えば、アメリカ合衆国では「The Tire and Rim Association Inc. のYear Book」で、欧州では「The European Tire and Rim Technical Organization の Standards Manual」で、日本では「日本自動車タイヤ協会のJATMA Year Book」が相当する。

21は前記回転手段18に支持された空気入りタイヤ13の半径方向外側に設置された取り付けプレートであり、この取り付けプレート21は支持フレーム22に着脱可能に取り付けられている。前記取り付けプレート21には複数の測定センサ24が取り付けられ、これらの測定センサ24は前記空気入りタイヤ13のトレッド部23外表面に沿って空気入りタイヤ13の軸方向（上下方向）に離れて設置されている。なお、前記取り付けプレート21を測定センサ24が取り付けられた複数（測定センサ24と同数）の小プレートから構成するとともに、各小プレートを支持フレーム24に取り付け位置変更可能に取り付けるようにしてもよい。

ここで、前述の測定センサ24は、トレッドセンター20上の中央点25に対向して配置された中央点測定センサ24ａと、一対のショルダー部19上の側端部点26に対向して配置された一対の側端部点測定センサ24ｂと、これら中央点25と側端部点26との間に位置する少なくとも一対、ここでは２対の中間点27に対向して配置された２対の中間点測定センサ24ｃ、24ｄとから構成されている。そして、前記中間点27のうち一対の中間点は、トレッド部23のセカンドリブ上に設けられている。なお、前記中間点27は一対だけでもよく、あるいは三対以上の複数対設けられていてもよい。

そして、回転手段18により空気入りタイヤ13が軸線回りに回転しているとき、前述の中央点、側端部点、中間点測定センサ24ａ、24ｂ、24ｃ、24ｄはこれらから空気入りタイヤ13のトレッド部23外表面までの距離、詳しくはこれらから中央点25、側端部点26、中間点27までの距離をそれぞれ計測し、これらの計測結果を演算部28に出力する。この結果、前記演算部28は前記中央点、側端部点、中間点測定センサ24ａ、24ｂ、24ｃ、24ｄからの１周分の計測結果を基に中央点25、側端部点26、中間点27の各点における空気入りタイヤ13の縦振れ（ラジアルランナウト）をそれぞれ全周に亘って測定、即ち演算して求める。前述した測定センサ24、演算部28は全体として、測定センサ24を有する測定手段29を構成する。

このように中央点25および側端部点26に加え、トレッドセンター20と一対のショルダー部19との間に位置する少なくとも一対の中間点27においても、中央点、側端部点、中間点測定センサ24ａ、24ｂ、24ｃ、24ｄを有する測定手段29によって空気入りタイヤ13の縦振れを測定するようにしているため、空気入りタイヤ13の縦振れを従来より詳細に知ることができ、これにより、空気入りタイヤ13の走行性能、転動時における挙動、偏摩耗の進行状況等の検討に充分に寄与するデータを得ることができる。

ここで、前述の中央点、側端部点、中間点測定センサ24ａ、24ｂ、24ｃ、24ｄにより前記距離を正確に計測するためには、中央点、側端部点、中間点測定センサ24ａ、24ｂ、24ｃ、24ｄと中央点25、側端部点26、中間点27との間の距離を一定にすることが好ましいが、前述のように中央点、側端部点、中間点測定センサ24ａ、24ｂ、24ｃ、24ｄを中央点25、側端部点26、中間点27の半径方向外側にそれぞれ対応して静止状態で設置するようにすれば、測定センサ24と空気入りタイヤ13との相対位置関係を簡単に高精度で調節することができ、しかも、空気入りタイヤ13を１回転させるだけで縦振れをいずれの点においても高精度で測定することができる。

そして、前述のような測定センサ24としては、例えば、直線状に延びる１本のレーザー光を空気入りタイヤ13のトレッド部23外表面に照射する一方、前記外表面で反射した入射光と参照光とを重ね合わせたときの位相差に基づき測定センサ24からトレッド部23外表面までの距離を計測するレーザー変位計を用いることができ、また、超音波センサを用いることも可能である。

また、前記演算部28は前述の各点における縦振れの測定結果に基づき演算を行って空気入りタイヤ13の外表面情報、例えば、トレッド部23外表面のクラウンアールＲ、あるいは、トレッド端32におけるトレッドセンター20からの落ち高（半径方向距離）Ｈ、または、中央点25と側端部点26および中間点27との間における縦振れの周方向の周期ずれを求め、その結果を表示部33に出力して表示する。このように構成すれば、詳細な空気入りタイヤ13の外表面情報、即ち、クラウンアールＲ、落ち高Ｈ、周期ずれを容易かつ高精度で得ることができるが、このような外表面形状は矩形率や局部偏摩耗の可能性を推定する基礎データとして用いることができる。

次に、前記実施形態１の作用について説明する。
空気入りタイヤ13の縦振れを測定する場合には、まず、測定を行う空気入りタイヤ13を搬送コンベアによって下側支持リム11と上側支持リム16との間まで横置き状態で搬送する。次に、シリンダを作動してピストンロッド12を突出させ、下側支持リム11を下限位置から上昇させる。

この下側支持リム11の上昇の途中で搬送コンベア上の空気入りタイヤ13の下側ビードベース部13ａがビードシート部11ａに着座されるが、その後も前記下側支持リム11は上昇を継続するため、下側支持リム11、空気入りタイヤ13は一体的に上側ビードベース部13ａが上側支持リム16のビードシート部16ａに着座される上限位置まで上昇する。次に、前記空気入りタイヤ13の内室に内圧を充填した後、駆動モータにより上側支持リム16、空気入りタイヤ13、下側支持リム11を一体的に空気入りタイヤ13の軸線回りに回転させる。

このとき、中央点、側端部点、中間点測定センサ24ａ、24ｂ、24ｃ、24ｄはこれらから空気入りタイヤ13のトレッド部23外表面までの距離、詳しくはこれらから中央点25、側端部点26、中間点27までの距離をそれぞれ全周に亘って計測し、これらの計測結果を演算部28に出力する。この結果、前記演算部28はこれら中央点、側端部点、中間点測定センサ24ａ、24ｂ、24ｃ、24ｄからの計測結果を基に中央点25、側端部点26、中間点27の各点における空気入りタイヤ13の縦振れをそれぞれ全周に亘って測定する（演算して求める）。このように中央点25および側端部点26に加え、トレッドセンター20と一対のショルダー部19との間に位置する少なくとも一対の中間点27においても、中央点、側端部点、中間点測定センサ24ａ、24ｂ、24ｃ、24ｄを有する測定手段29によって空気入りタイヤ13の縦振れを測定するようにしたので、空気入りタイヤ13の縦振れを従来より詳細に知ることができる。

その後、演算部28は前記各点における測定結果に基づき演算を行って空気入りタイヤ13のクラウンアールＲ等の外表面情報を求め、その結果を表示部33に出力して表示する。ここで、測定する空気入りタイヤ13の種類（サイズ等）に変更があった場合には、空気入りタイヤ13に対する測定センサ24の位置を変更する必要があるが、この場合には、変更後の空気入りタイヤ13に対応する測定センサ24が取り付けられた取り付けプレート21に交換したり、あるいは、測定センサ24の取り付け位置を変更して対処すればよい。

図３はこの発明の実施形態２を示す図である。この実施形態においても、前記中央点25の半径方向外側には取り付けプレート21に取り付けられることで静止状態となっている中央点測定センサ24ａが設置されており、この結果、中央点25までの距離は前記中央点測定センサ24ａにより計測される。また、前記中央点測定センサ24ａの軸方向両側（上側および下側）の取り付けプレート21には軸方向（上下方向）に延びるガイドレール36、37が敷設されている。38、39は前記ガイドレール36、37を介して取り付けプレート21に軸方向に移動可能に支持された移動プレートであり、これらの移動プレート38、39には前記ガイドレール36、37に直交するガイドレール40、41が敷設されている。

44、45は中央点測定センサ24ａの軸方向両側において前記ガイドレール40、41に摺動可能に支持された移動測定センサであり、これらの移動測定センサ44、45には移動プレート38、39に支持されたシリンダ46、47のピストンロッド48、49の先端が連結されている。この結果、前記シリンダ46、47が作動すると、移動測定センサ44、45はガイドレール40、41にガイドされながらトレッド部23の外表面に接近離隔し、移動測定センサ44、45とトレッド部23の外表面との間の距離が一定に保持される。

また、移動プレート38、39間の取り付けプレート21に固定されたブラケット50、51にはプーリ52、53が回転可能に支持され、一方、ガイドレール36、37より上方の取り付けプレート21にはモータ54が、ガイドレール36、37より下方の取り付けプレート21にはモータ55が取り付けられている。前記モータ54の出力軸に固定されたプーリ56と前記プーリ52との間には、途中の一箇所が移動プレート38に連結された歯付きベルト57が掛け渡され、一方、前記モータ55の出力軸に固定されたプーリ58と前記プーリ53との間には、途中の一箇所が移動プレート39に連結された歯付きベルト59が掛け渡されている。

この結果、前記モータ54、55が作動すると、移動測定センサ44、45はガイドレール36、37にガイドされながら中央点測定センサ24ａから離隔するよう軸方向外側に向かって移動し、中間点27、側端部点26の半径方向外側を次々と通過することができる。即ち、前述の移動測定センサ44、45は、シリンダ47、47、モータ54、55の作動により、トレッド部23の外表面に沿って空気入りタイヤ13の軸線を含む平面内を二次元的に移動し、その移動の途中で中間点27および側端部点26の半径方向外側に到達する毎に一時停止して、該中間点27、側端部点26までの距離を１周分計測するようにしている。そして、この実施形態２のようにすれば、測定センサの個数を実施形態１のものより減少させることができる。なお、他の構成、作用は前記実施形態１と同様である。

図４はこの発明の実施形態３を示す図である。この実施形態においては、取り付けプレート21に軸方向に延びるとともに、側端部点26間の距離より長い一対のガイドレール62を敷設するとともに、該ガイドレール62にガイドレール63、64が敷設された移動プレート65、66を軸方向に移動可能に支持させている。また、これらガイドレール63、64に摺動可能に支持された移動測定センサ67、68には移動プレート65、66に取り付けられたシリンダ69、70のピストンロッド71、72の先端が連結されている。

この結果、これらシリンダ69、70の作動により移動測定センサ67、68はトレッド部23の外表面に接近離隔し、該移動測定センサ67、68とトレッド部23の外表面との間の距離が一定に保持される。また、移動プレート65、66間の取り付けプレート21に支持されたプーリ73、74と、ガイドレール62より上方および下方の取り付けプレート21に取り付けられたモータ75、76の出力軸に固定されているプーリ77、78との間には、途中の一箇所が移動プレート65、66に連結された歯付きベルト79、80が掛け渡されている。

これにより、前記モータ75、76が作動すると、移動プレート65、移動測定センサ67はガイドレール62にガイドされながら軸方向上側に、一方、移動プレート66、移動測定センサ68はガイドレール62にガイドされながら軸方向下側に移動するが、このような移動の途中で、移動測定センサ67は中央点25、上側中間点27、上側側端部点26の半径方向外側を、一方、移動測定センサ68は下側中間点27、下側側端部点26の半径方向外側を通過する。この通過時、移動測定センサ67は一時停止しながら中央点25、上側中間点27および上側側端部点26までの距離を１周分計測し、一方、移動測定センサ68は一時停止しながら下側中間点27および下側側端部点26までの距離を１周分計測する。

そして、前述のように構成すれば、測定センサの個数をさらに減少させることができる。また、前述の実施形態２においては、互いに接近離隔可能な一対の移動測定センサ67、68を設けたが、この発明においては、１個の移動測定センサが支持された１個の移動プレートをガイドレールに軸方向に移動可能に支持させ、該移動プレート、移動測定センサを一方の側端部点から他方の側転部点まで移動させながら、中央点、側端部点、中間点の各点までの距離を計測するようにしてもよい。

図５はこの発明の実施形態４を示す図である。この実施形態においては、前記中央点25、側端部点26、中間点27を測定範囲内としてカバーする１個（単一）の測定センサ83をトレッド部23外表面に対向して設置するとともに、該測定センサ83を支持フレーム22に固定することで、静止状態としている。そして、このような測定センサ83により該測定センサ83から中央点25、側端部点26、中間点27までの距離を計測し、その計測結果を基に各点における縦振れを測定するようにしたので、測定センサ83の個数を減少させつつ、縦振れを容易に多数の点において高能率で測定することができる。

ここで、前述のような測定センサは、例えば、空気入りタイヤ13の軸方向に延びるケース内に小型のレーザー変位計を多数個並べて配置することで構成することができる。また、測定センサとして、扇状に拡がるカーテン状（平面状）のレーザー光をトレッド部の外表面に照射する一方、その反射光から前記外表面（各点）までの距離を計測する二次元レーザー変位計を用いるようにしてもよい。

この発明は、空気入りタイヤの縦振れを測定する産業分野に適用できる。

この発明の実施形態１を示す正面断面図である。 測定センサ近傍の正面断面図である。 この発明の実施形態２を示す測定センサ近傍の正面断面図である。 この発明の実施形態３を示す測定センサ近傍の正面断面図である。 この発明の実施形態３を示す測定センサ近傍の正面断面図である。

符号の説明

13…空気入りタイヤ 18…回転手段
19…ショルダー部 20…トレッドセンター
24…測定センサ 24ａ…中央点測定センサ
24ｂ…側端部点測定センサ 24ｃ、24ｄ…中間点測定センサ
25…中央点 26…側端部点
27…中間点 29…測定手段
32…トレッド端 44、45…移動測定センサ
67、68…移動測定センサ 83…測定センサ

Claims (10)

1. 空気入りタイヤを軸線回りに回転させながら、トレッドセンター上の中央点、一対のショルダー部上の側端部点、および、トレッドセンターと一対のショルダー部との間に位置する少なくとも一対の中間点において、測定センサを有する測定手段により空気入りタイヤの縦振れをそれぞれ全周に亘って測定するようにしたことを特徴とする空気入りタイヤの縦振れ測定方法。
2. 前述した中央点、側端部点および中間点における縦振れの測定結果を基に、空気入りタイヤの外表面情報を求めるようにした請求項１記載の空気入りタイヤの縦振れ測定方法。
3. 前記空気入りタイヤの外表面情報はクラウンアールＲである請求項２記載の空気入りタイヤの縦振れ測定方法。
4. 前記空気入りタイヤの外表面情報は、トレッド端におけるトレッドセンターからの落ち高Ｈである請求項２記載の空気入りタイヤの縦振れ測定方法。
5. 前記空気入りタイヤの外表面情報は中央点と側端部点、中間点との間における縦振れの周方向の周期ずれである請求項２記載の空気入りタイヤの縦振れ測定方法。
6. 空気入りタイヤを支持しながら軸線回りに回転させる回転手段と、トレッドセンター上の中央点、一対のショルダー部上の側端部点、および、トレッドセンターと一対のショルダー部との間に位置する少なくとも一対の中間点に対向して設置された測定センサを有する測定手段とを備え、前記測定センサによる計測結果を基に測定手段により前述の各点における空気入りタイヤの縦振れをそれぞれ全周に亘って測定するようにしたことを特徴とする空気入りタイヤの縦振れ測定装置。
7. 前記中央点、側端部点、中間点の半径方向外側にそれぞれ対応する中央点測定センサ、側端部点測定センサ、中間点測定センサを静止状態で設置し、これら測定センサによる計測結果を基に測定手段により前述の各点における縦振れをそれぞれ測定するようにした請求項６記載の空気入りタイヤの縦振れ測定装置。
8. 前記中央点の半径方向外側に静止状態の中央点測定センサを設置するとともに、中央点測定センサの軸方向両側に軸方向外側に向かって移動することで中間点、側端部点の半径方向外側を通過することができる移動測定センサをそれぞれ設置し、中央点測定センサによる中央点の計測結果、および、移動測定センサによる中間点、側端部点の計測結果を基に測定手段により前述の各点における縦振れを測定するようにした請求項６記載の空気入りタイヤの縦振れ測定装置。
9. 軸方向に移動することで前記中央点、側端部点、中間点の半径方向外側を通過することができる少なくとも１個の移動測定センサを設置し、該移動測定センサによる中央点、側端部点、中間点の計測結果を基に測定手段により前述の各点における縦振れを測定するようにした請求項６記載の空気入りタイヤの縦振れ測定装置。
10. 前記中央点、側端部点、中間点を測定範囲内としてカバーする静止状態である１個の測定センサを設置し、該測定センサによる計測結果を基に測定手段により前述の各点における縦振れを測定するようにした請求項６記載の空気入りタイヤの縦振れ測定装置。

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