JP2014055923A - タイヤ用ダイナミックバランス測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ用ダイナミックバランス測定装置において、荷重信号に含まれる２次以上の高調波成分の影響を可及的に低減して測定精度を高めることを目的とする。
【解決手段】荷重センサから出力される荷重信号に含まれる２次以上の高調波信号成分を、高調波除去フィルタ２４によって除去し、更に、エンコーダ９で検出される基準回転位置と高調波除去フィルタ２４によって濾波処理された荷重信号に現れるアンバランス位置との位相差を位相差補正手段２８で補正し、補正された位相差に基づいて、タイヤのダイナミックバランスを測定するようにしている。
【選択図】図１０

Description

本発明は、タイヤのダイナミックバランスを測定するタイヤ用ダイナミックバランス測定装置に関する。

タイヤ用ダイナミックバランス測定装置は、一般に、軸受を介して鉛直に支持されて回転駆動される回転軸に設けた下部リムと、該下部リムに対向して昇降可能かつ回転自在に設けられた上部リムとによって、被検タイヤを保持して回転させると共に、タイヤのアンバランスよって発生する遠心力を荷重センサで検出し、その検出結果からダイナミックバランスを算出するよう構成されている（例えば、特許文献１参照）。

かかるタイヤ用ダイナミックバランス測定装置では、荷重センサからの荷重信号には、タイヤのアンバランスに関係しない回転軸の回転摩擦ムラ等の機械荷重による２次以上の高調波成分が含まれ、測定精度に影響を与える。

このため、例えば、特許文献２では、荷重信号を周波数成分に分解し、その周波数成分中の２次以上の高調波成分の変化を逐次監視しておき、２次以上の高調波成分の変化が所定値以上となったときに、測定に影響を与える外乱が発生したとして検出する技術が開示されている。

特開平７−１７４６５８号公報 特開２０１１−１９１２４９号公報

タイヤのアンバラスを精確に測定するには、機械荷重による２次以上の高調波成分の変化が所定値以上になるか否かに関わらず、このような２次以上の高調波成分の影響を可及的に低減する必要があるが、上記特許文献２には、２次以上の高調波成分の変化が所定値以上になったときに、測定を中止して機械の整備や調整を行うことが記載されているだけである。

すなわち、特許文献２では、測定を中止して機械の整備や調整を行う以外は、機械荷重による２次以上の高調波成分の影響を低減するための具体的な手段は、何等開示されていない。

本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、タイヤ用ダイナミックバランス測定装置において、荷重信号に含まれる２次以上の高調波成分の影響を可及的に低減して測定精度を高めることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、次のように構成している。

（１）本発明のタイヤ用ダイナミックバランス測定装置は、タイヤを回転させる回転軸と、前記タイヤの回転によって生じる荷重を検出する荷重センサと、前記回転軸の回転位置を検出する回転位置検出器とを備えるタイヤ用ダイナミックバランス測定装置であって、
前記荷重センサから出力される荷重信号に含まれる２次以上の高調波信号成分を除去する高調波除去フィルタを備え、
前記高調波除去フィルタによって濾波処理された荷重信号及び前記回転位置検出器の検出出力に基づいて、タイヤのダイナミックバランスを測定するものである。

高調波除去フィルタは、デジタルフィルタであってもよいし、アナログフィルタであってもよい。この高調波除去フィルタは、１種類のみ、例えば２次の高調波信号成分のみ除去するものであってもよいし、複数種類、例えば、２次及び３次の高調信号成分を除去するものであってもよい。

本発明のタイヤ用ダイナミックバランス測定装置によると、荷重センサから出力される荷重信号に含まれる２次以上の高調波信号成分を高調波除去フィルタによって除去するので、荷重信号に含まれる２次以上の高調波信号成分の影響を低減してタイヤのダイナミックバランスの測定精度を高めることができる。

（２）本発明の好ましい実施態様では、前記回転位置検出器で検出される基準回転位置と前記高調波除去フィルタによって濾波処理された荷重信号に現れるアンバランス位置との位相差を補正する位相差補正手段を備え、
前記位相差補正手段で補正された位相差に基づいて、タイヤのダイナミックバランスを測定するものである。

この実施態様によると、回転位置検出器で検出される基準回転位置と高調波除去フィルタによって濾波処理された荷重信号に現れるアンバランス位置との位相差を補正するので、高調波除去フィルタによって生じる位相のずれを補正して測定精度を一層高めることができる。

（３）上記（２）の実施態様では、前記位相差補正手段は、前記高調波除去フィルタによる位相遅れ量に基づいて、前記基準回転位置と前記高調波除去フィルタによって濾波処理された荷重信号に現れるアンバランス位置との位相差を補正するようにしてもよい。

この実施態様によると、回転位置検出器で検出される基準回転位置と高調波除去フィルタによって濾波処理された荷重信号に現れるアンバランス位置との位相差を、高調波除去フィルタによる位相遅れ量に基づいて補正するので、高調波除去フィルタによる位相遅れ量の影響をなくして測定精度を一層高めることができる。

（４）本発明の他の実施態様では、前記高調波信号成分は、タイヤの１回転を1周期とする１次成分信号としたときの２次以上の高次の成分信号である。

この実施態様によると、アンバランスに関係しない２次以上の高次の成分信号を除去して測定精度を高めることができる。

（５）本発明の更に他の実施態様では、前記高調波信号成分の前記次数が設定される設定部を備え、前記設定部で設定された次数の高調波信号成分を除去する高調波除去フィルタを設ける。

この実施態様によると、測定精度に与える影響が大きい高調波信号成分の次数を、設定部から設定することにより、その次数の高調波信号成分を除去する高調波除去フィルタを設けることができる。

本発明によれば、荷重センサから出力される荷重信号に含まれる２次以上の高調波信号成分を高調波除去フィルタによって除去するので、荷重信号に含まれる２次以上の高調波成分の影響を低減してタイヤのダイナミックバランスの測定精度を高めることができる。

図１は本発明の一実施の形態に係るタイヤ用ダイナミックバランス測定装置の斜視図である。 図２は図１の装置の測定制御系を示す概略ブロック図である。 図３はタイヤのダイヤミックバランスの態様を示す概略図である。 図４はタイヤのアンバランスの算出を説明するための図１の装置の概略側面図である。 図５はタイヤのアンバランスの測定原理を説明するための概略平面図である。 図６（ａ）は荷重センサからの荷重信号を、図６（ｂ），（ｃ）はエンコーダからの原点パルス信号及び角度パルス信号をそれぞれ示す波形図である。 図７（ａ）は荷重センサからの荷重信号及びそれに含まれる１次，２次成分信号を、図７（ｂ）はエンコーダからの原点パルス信号を示す波形図である。 図８（ａ）は図７（ａ）の荷重信号から２次成分信号を除去したフィルタの出力及び図７（ａ）の１次成分信号を、図８（ｂ）はエンコーダからの原点パルス信号を示す波形図である。 図９は高調波除去フィルタによる位相遅れ量を算出する構成を示すブロック図である。 図１０は位相差の補正及びタイヤのアンバランスの算出の構成を示すブロック図である。 図１１は高調波除去フィルタによる位相遅れ量を算出するための入力信号及び出力信号の波形図である。 図１２は高調波除去フィルタ出力の原点パルス信号から位相差φを算出するためのメモリテーブルの構成を示す図である。 図１３は動作説明に供するフローチャートである。 図１４はアナログフィルタの一例を示す回路図及びその周波数特性図である。 図１５は高調波除去フィルタを切換え選択するための回路構成図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤ用ダイナミックバランス測定装置（以下「タイヤバランサ」ともいう）の一部を省略して示す斜視図である。

この実施形態のタイヤバランサは、タイヤ１を上リム２と下リム（図示せず）との間に装着して中心軸Ｐ回りに回転させ、この装着したタイヤ１の上面側のアンバランスと下面側のアンバランスとを測定するものである。

このタイヤバランサは、前記中心軸Ｐが、地面に対して垂直となるように設けられている。すなわち、直方体状の本体３を、互いに平行する２本のトーションバー４ａ、４ｂを介して架台等の固定部５に吊り下げてあり、更に、この本体３は、この２本のトーションバー４ａ、４ｂの通る平面に平行であって、かつ、この２本のトーションバー４ａ、４ｂに直交する方向に配置された４本のトーションバー（６ａ、６ｂ）、（６ａ、６ｂ）を介して架台等の固定部５と結合している。

これによって、本体３は、地面に対して垂直方向に配置した２本のトーションバー４ａ、４ｂと、地面に対して平行な４本のトーションバー（６ａ、６ｂ）、（６ａ、６ｂ）とのそれぞれに対して直交する方向（図１の矢符Ａで示される方向）にのみ移動可能に設けられている。

また、本体３の側面の上部と下部の各位置には、合計２台のロードセル等からなる荷重センサ７ａ、７ｂを設けてあり、各荷重センサ７ａ、７ｂは架台等の固定部５と結合している。これによって、各荷重センサ７ａ、７ｂは、本体３に作用する図の矢符Ａの方向の力を検出することができる。

また、図に示すように、本体３の下面から回転軸８が下方に突出しており、この回転軸８には、エンコーダ９及び従動プーリ１０が設けられている。回転位置検出器としてのエンコーダ９は、回転軸８の回転位置を検出するものであり、例えば、インクリメンタル式のロータリエンコーダからなる。このエンコーダ９によって、回転軸８の中心軸Ｐ回りの回転位置を検出することにより、この回転軸８と結合する下部リムの回転位置を検出することができる。この実施形態では、エンコーダ９は、基準位置である原点位置を検出して後述の原点パルス信号を１回転毎に１個出力すると共に、回転角度に応じて後述の角度パルス信号を１回転毎に３６０個出力する。

従動プーリ１０は、駆動ベルト１１を介して原動プーリ１２と連結されており、この原動プーリ１２は、サーボモータ１３の駆動軸に設けられている。つまり、回転軸８は、サーボモータ１３によって回転駆動される構成である。なお、タイミングベルト１１の張力が、４本のトーションバー（６ａ、６ｂ）、（６ａ、６ｂ）を引っ張り方向に働くようにサーボモータ１３を配置してあるので、荷重検センサ７ａ、７ｂにはタイミングベルト１１の張力が働かないようになっている。

本体３の内部は、図示していないが、中央に貫通孔を有しており、この貫通孔の上側開口縁と下側開口縁には軸受を設けてある。そして、この２つの軸受の内側には、円筒状の上記回転軸８が嵌合しており、この回転軸８は軸受を介して回動自在に支持されている。

また、回転軸８の上面には、図に示すように円筒状のシリンダ本体１４を介して下部リム（図示せず）を設けてあり、このシリンダ本体１４と回転軸８が下部リム軸を構成している。

図２は、図１のタイヤバランサの測定制御系を示す概略ブロック図であり、図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。

この実施形態のタイヤバランサは、タイヤ１の上面側のアンバランスと下面側のアンバランスとをそれぞれ測定するための第１，第２測定ユニット１５ａ，１５ｂを備えている。各測定ユニット１５ａ，１５ｂは、上述の各荷重センサ７ａ，７ｂと、各荷重センサ７ａ，７ｂでそれぞれ検出された出力を、エンコーダ９で検出された回転軸８の回転位置に対応付けられた第１，第２デジタルデータとしてそれぞれ出力する第１，第２制御器１６ａ，１６ｂとを有している。各制御器１６ａ，１６ｂには、エンコーダ９からの原点パルス信号がサンプリングのトリガ信号として与えられると共に、角度パルス信号がサンプリングのクロック信号として与えられる。

各制御器１６ａ，１６ｂは、図示しないＡ／Ｄ変換器、演算部及び通信部等を備えている。Ａ／Ｄ変換器は、各荷重センサ７ａ，７ｂでそれぞれ検出されたアナログ荷重データをそれぞれデジタル化し、演算部は、Ａ／Ｄ変換器でそれぞれ変換されたデジタル荷重データに含まれる高調波成分を、後述の高調波除去フィルタによって除去し、エンコーダ９からの出力に対応付けたデジタルデータを生成し、通信部は、演算部のデジタルデータを演算装置１９に送信する。

各制御器１６ａ，１６ｂで回転軸８の回転位置に応じてそれぞれサンプリングされた回転軸８の上側及び下側の不釣合い力に基づく第１及び第２デジタルデータは、当該デジタルデータに基づいてダイナミックバランスを演算する演算装置１９へＲＳ４８５等のデジタル通信線２１を介して送られる。

演算装置１９は、第１，第２測定ユニット１５ａ，１５ｂの各制御器１６ａ，１６ｂに対してそれぞれＩＤを割り当て、当該割り当てられたＩＤを用いて通信することにより、送信時に何れの制御器１６ａ，１６ｂへの命令かを区別すると共に、受信時に何れの制御器１６ａ，１６ｂから送られたデータであるかを認識している。

演算装置１９は、上記のようにして各測定ユニット１５ａ，１５ｂからそれぞれ得られた第１及び第２デジタルデータを後述するようにベクトル化して、タイヤ１のダイナミックバランスを演算する。

なお、演算装置１９は、タイヤ１を装着してない状態における回転軸８等の回転体自体のアンバランスを計測し、これを零ベクトルとして記憶しておき、タイヤ１を装着した状態においてそれぞれ検出された第１及び第２デジタルデータをベクトル化した際に、当該零ベクトルを差し引く演算を行うことが好ましい。これにより、回転軸８等の回転体自体が経年変化等によりアンバランスとなった場合でも、タイヤ１のダイナミックバランスを高精度に演算することができる。

タイヤ１のダイナミックバランスは、具体的には、タイヤ１の装着状態における上面側のアンバランスを示す上側アンバランス、同じく下面側のアンバランスを示す下側アンバランス、タイヤ１の静止状態におけるタイヤ１全体のアンバランスを示すスタティックアンバランス、及び、タイヤ１を回転軸８の中心軸Ｐ回りに回転させたときに発生するモーメントを示すカップルアンバランスが含まれる。

図３はタイヤのダイナミックバランスの態様を示す概略図である。図３（ａ）に示すように、タイヤ１を静止させた状態でタイヤ１全体としてアンバランス質量ｍ１が生じた場合、タイヤ１のアンバランス質量ｍ１によって回転軸８にはモーメントＭ１が働くため、回転軸８の中心軸Ｐは水平面に垂直な位置よりタイヤ１のアンバランス質量ｍ１が存在する箇所が水平面に近づく方向に傾く。演算装置１９は、このようなタイヤ１の静止状態における質量のアンバランスをスタティックアンバランスとして演算する。

一方、図３（ｂ）に示すように、タイヤ１の設置状態においてタイヤ１の上面のある回転位置にアンバランス質量ｍ２が生じ、かつ同じくタイヤ１の下面においてアンバランス質量ｍ２と中心軸Ｐを基準にして反対側に同じアンバランス質量ｍ３が生じた場合には、タイヤ１を静止させた状態ではタイヤ１全体としてアンバランス質量ｍ１は生じない。しかし、このようなアンバランス質量ｍ２，ｍ３が存在すると、タイヤ１が回転した際に、アンバランス質量ｍ２，ｍ３のそれぞれに径方向外方への遠心力Ｆ２，Ｆ３が生じるため、タイヤ１の回転にぶれ（振れ力、すなわち不釣合い力）が生じてしまい問題となる。

そこで、演算装置１９は、図３（ｃ）に示すように、これらのアンバランス質量ｍ２，ｍ３のそれぞれを上側アンバランス及び下側アンバランスとして演算するとともに、タイヤ１を回転軸８の中心軸Ｐ回りに回転させた際に生じる遠心力Ｆ２，Ｆ３により発生するモーメントＭ２をカップルアンバランスとして演算する。

上側アンバランス及び下側アンバランスについて、演算装置１９は、第１，第２荷重センサ７ａ，７ｂで検出された値（第１，第２デジタルデータ）をエンコーダ９の出力に基づいてベクトル化（第１及び第２検出ベクトルＰ_U，Ｐ_Lを演算）し、当該第１及び第２検出ベクトルＰ_U，Ｐ_Lに基づいて、上側及び下側アンバランスベクトルＵ_U，Ｕ_Lを演算する。すなわち、上側アンバランスベクトルＵ_U及び下側アンバランスベクトルＵ_Lは以下のように示される。

Ｕ_L＝γ₁Ｐ_L＋γ₂Ｐ_U
Ｕ_U＝δ₁Ｐ_L＋δ₂Ｐ_U
但し、変換係数γ₁，γ₂，δ₁，δ₂は、
γ₁＝Ｚ₂／ｒω²（Ｚ₂−Ｚ₁）
γ₂＝−（Ｌ−Ｚ₂）／ｒω²（Ｚ₂−Ｚ₁）
δ₁＝−Ｚ₁／ｒω²（Ｚ₂−Ｚ₁）
δ₂＝（Ｌ−Ｚ₁）／ｒω²（Ｚ₂−Ｚ₁）
この変換係数γ₁，γ₂，δ₁，δ₂の算出式において、Ｚ₁は、上述の図１に対応する図４の概略側面図に示すように、下側の荷重センサ７ｂの設置位置とタイヤ１の下端面との間の距離を示し、Ｚ₂は下側の荷重センサ７ｂの設置位置とタイヤ１の上端面との間の距離を示し、Ｌは両荷重センサ７ａ，７ｂの設置位置間の距離を示し、ωは回転軸８の回転によるタイヤ１の角速度を示し、ｒは図３（ｃ）に示す上リム２と下リム２２とによって挟持されるタイヤ１の内径（上側及び下側アンバランスの位置）を示している。

上側及び下側アンバランスベクトルＵ_U，Ｕ_Lと、第１，第２ロードセル７ａ，７ｂの検出値に基づく第１，第２検出ベクトルＰ_U，Ｐ_Lとを関係づける変換係数γ₁，γ₂，δ₁，δ₂は、校正を行うことによって求めることができる。すなわち、図３（ｃ）に示す上リム２の半径ｒ'の位置に質量Ｗ_Uの分銅を取り付けたときのＰ_U，Ｐ_Lの値Ｐ_UU，Ｐ_LUと、下リム２２の半径ｒ'の位置に質量Ｗ_Lの分銅を取り付けたときのＰ_U，Ｐ_Lの値Ｐ_UL，Ｐ_LLとを用いて演算することにより求められる。

更に、スタティックアンバランスについて、演算装置１９は、上記で演算された上側及び下側アンバランスベクトルＵ_U，Ｕ_Lを用いて演算する。具体的には、スタティックアンバランスベクトルＳはＳ＝Ｕ_U＋Ｕ_Lで示される。

また、カップルアンバランスについても、演算装置１９は、上記で演算された上側及び下側アンバランスベクトルＵ_U，Ｕ_Lを用いて演算する。具体的には、カップルアンバランスベクトルＣ＝（Ｕ_U−Ｕ_L）・１／ｒ'・ｄ／２，−Ｃ＝−（Ｕ_U−Ｕ_L）・１／ｒ'・ｄ／２で示される。ここで、ｄは図３（ｃ）に示すタイヤ１の上端面と下端面との間の距離を示す。

次に、図５及び図６に基づいて、タイヤのアンバランスと荷重センサからの荷重信号との関係について説明する。

以下の説明では、タイヤ１の上面側及び下面側を区別することなく、タイヤ１のアンバランスとし、上記荷重センサ７ａ，７ｂも荷重センサ７とし、それ以降の信号処理も代表的に説明する。

図５は、図１に対応する概略平面図であって、図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。

ここでは、地面に対して平行なトーションバー６ａ，６ｂに平行であって、タイヤ１の中心及び回転軸８の回転中心Ｏを通るｘ軸と、それに直交するｙ軸とを示しており、タイヤ１には、アンバランス質点ｍが、回転軸８にタイヤ１を装着した場合に、ｙ軸と角度θ（アンバランス角）をなす位置にあるとする。また、タイヤ１を矢符Ｂ方向へ回転させたときに、本体３に作用する矢符Ａ方向の力を荷重センサ７で検出する。

タイヤ１を矢符Ｂ方向へ回転させたときアンバランス質点ｍに発生する遠心力は、本体３を介して荷重センサ７に正弦波信号として作用し、図６（ａ）に示すように正弦波荷重信号が、荷重センサ７の出力信号として検出される。

すなわち、タイヤ１は一定速度で回転するので、アンバランス質点ｍには、常にタイヤ半径方向に一定の力ｆが作用するが、荷重センサ７に作用する遠心力ｆは、荷重センサ７の荷重検出方向と遠心力ｆの作用方向とのなす角度の関係に応じて変化し、荷重センサ７の出力信号である荷重信号は、図６（ａ）に示す正弦波になる。

回転軸８には、上述のようにエンコーダ９が備えられ、エンコーダ９内の回転体に設けられた原点位置が、ｙ軸上のａ点（原点位置）に来たときエンコーダ９は、図６（ｂ）に示す原点パルス信号を出力し、角度１度ずつ回転する毎に、図６（ｃ）に示す角度パルス信号を出力するようになっているので、原点パルス信号の発生する位置と荷重センサ７が最大の遠心力ｆを検出する位置との間には、角度θの差がある。

荷重センサ７の出力信号の最大振幅Ｒを測定すれば、その値がタイヤ１のアンバランス量を表すことができ、最大値又は最小値の生じる位置と原点パルス信号の出力位置とのなす角度θを測定すれば、タイヤ１のアンバランス位置（アンバランス角）を表すことができる。

しかし、実際のアンバランス質量と荷重センサの荷重信号との間の関係は、不明であるから、測定に当って双方を関係づける上述の変換係数を求める校正を行う。

すなわち、校正時においては、上述のように上リム、下リムの所定の位置に既知の重量Ｗ_U，Ｗ_Lの分銅を付けて、これを所定の基準アンバランス量、位置とし、荷重センサ７からの荷重信号とエンコーダ９の原点パルス信号とを用いて求められるアンバランス量、位置を前記基準アンバランス量、位置の値に変換する変換係数δ₁，δ₂，γ₁，γ₂を決定する。

このような校正を行う前に、回転軸８等の回転体自体が、上述のようにアンバランスを有しているので、予めテスト用タイヤを装着して回転体自体のアンバランス量、位置を零ベクトルとして測定する。

その際、テスト用タイヤもアンバランス質点を有するので、タイヤの装着位置を９０度ずつ４箇所（０度，９０度，１８０度，２７０度）変えて、零ベクトルを求めるようにし、テスト用タイヤのアンバランスベクトルを回転体の零ベクトルから除外する。

その上で、タイヤのアンバランス量と角度を精確に測定するには、荷重センサの出力信号が精確にタイヤのアンバランス量を表し、原点パルス信号と荷重センサの出力信号のなす位相角が精確にアンバランス角度を表すものでなければならない。

上記特許文献２にも開示されているように、荷重センサ７の出力信号には、タイヤ１のアンバランスによって図７（ａ）に示す測定対象である正弦波の１次成分信号Ｓ１の他に、１次成分信号Ｓ１に同期して現れ、タイヤ１のアンバランス量に関係しないベルト張力や回転摩擦力による２次以上の高調波成分が含まれる。更にこれら高調波成分は、運転継続中に変動する。

図７（ａ）は、タイヤのアンバランスによる１次成分信号Ｓ１に２次成分信号Ｓ２が同図に示す位相関係で含まれるとした場合の荷重センサ７の出力信号Ｓを示し、図７（ｂ）は、エンコーダ９からの原点パルス信号を示している。

タイヤのアンバランスによる１次成分信号Ｓ１に２次成分信号Ｓ２が含まれるとすると、図７（ａ）に示すように、荷重センサ７の出力信号Ｓは、これらの信号Ｓ１，Ｓ２を合成したものが現れることになる。

タイヤ１のアンバランスによる１次成分信号Ｓ１が変形し、振幅の形状が異なると、測定した荷重センサ７の出力信号Ｓの最大振幅値は、タイヤ1のアンバランス量の大きさに対応しなくなり、該最大振幅の発生位置も高調波成分信号によって図７（ｂ）の原点パルス信号に対してシフトするので、荷重センサ７の出力信号Ｓの最大振幅値がタイヤのアンバランス量に、そして原点パルス信号との間の位相角がタイヤのアンバランス位置に精確に対応しなくなる。

タイヤのアンバランスを精確に測定するには、機械荷重による２次成分信号Ｓ２が変化する、しないに関わらず、荷重センサ７の出力信号Ｓから２次以上の高調波信号成分を除去し、タイヤ１のアンバランス情報を表す１次成分信号Ｓ１のみを検出すると同時に、高調波信号成分を除去した１次成分信号Ｓ１の振幅を検出する必要がある。

原点パルス信号の発生する位置（測定基準位置と呼ぶ）とアンバランス位置とのなす角度である位相差は、原点パルス信号と荷重センサ７の出力信号が最大値（極大値）または最小値（極小値）を出力する位置との差によって検出され、図７において、２次成分信号Ｓ２が含まれていなければ、エンコーダ９の原点パルス信号と１次成分信号Ｓ１との位相差はθであるところ、２次成分信号Ｓ２が含まれていると、位相差θ´（≠θ）として検出されることになる。

したがって、タイヤのアンバランスを精確に測定するには、機械荷重による２次成分信号Ｓ２が変化する、しないに関わらず、荷重センサ７の出力信号Ｓから２次以上の高調波信号成分を除去し、タイヤのアンバランス情報を表す１次成分信号Ｓ１のみを検出すると同時に、高調波信号成分を除外した１次成分信号Ｓ１から遠心力が荷重センサ７に作用する位置と原点パルス信号の出力位置（測定基準位置）との位相差θを検出する必要がある。

そこで、この実施形態では、荷重センサ７の出力信号から２次以上の高調波信号成分を除去し、タイヤバランサの測定精度を高めるために、次のようにしている。

すなわち、この実施形態では、荷重センサ７の出力信号において、タイヤ１の１回転に対応する周期の振動信号である１次成分信号に含まれる、２次以上の高次の高調波信号成分を除去する高調波除去フィルタとしてデジタルフィルタを設けるようにしている。

図７（ａ）の荷重センサ７の出力信号Ｓを、ノッチフィルタである高調波除去フィルタによってフィルタリングすると、高調波除去フィルタの出力信号Ｓ´には、図８（ａ）の実線に示すように、図７（ａ）の荷重センサ７の出力信号Ｓから高調波である２次成分信号Ｓ２が除去され、元の荷重センサ７の出力信号に含まれる１次成分信号Ｓ１が、振幅、位相を変化させた形で現れる。なお、図８（ａ）には、測定対象である１次成分信号Ｓ１を併せて示している。

この図８に示すように、高調波除去フィルタの出力信号Ｓ´は、フィルタによる減衰が生じるため測定対象である１次成分信号Ｓ１よりも振幅が小さくなる。また、測定対象である１次成分信号Ｓ１の原点パルス信号の位置とアンバランス位置とのなす角度である位相差θに対して、高調波除去フィルタの出力信号Ｓ´は、フィルタによる位相遅れが生じるために位相差φとなる。

高調波除去フィルタの出力信号Ｓ´は、振幅が変化しているが、上述のように基準の、既知の質量（重量）の分銅を使って分銅によるアンバランス量と測定値が一致するように変換係数を求める校正過程を経るので、振幅は校正される。

この実施形態では、高調波除去フィルタの出力信号Ｓ´の前記位相差φを、測定対象である１次成分信号Ｓ１の位相差θに補正するようにしている。具体的には、例えば、高調波除去フィルタによって生じる図８に示す原点パルス信号に対する位相遅れ量ψを求めておき、この位相遅れ量ψと、高調波除去用フィルタの出力信号Ｓ´の原点パルス信号の位置とアンバランス位置との位相差φとから、測定対象である１次成分信号Ｓ１の位相差θを、次式に従って算出する。

θ＝φ−ψ
高調波除去フィルタの出力信号Ｓ´である１次成分信号は、フィルタの通過によって位相遅れが生じているものの、ほぼ高調波は除去され、タイヤのアンバランス量、位置に対応する正弦波の形状へ戻るので、図８（ｂ）に示すエンコーダ９からの原点パルス信号に対する位相差φを精確に測定することができる。

次に、図９及び図１０に基づいて、この実施形態におけるタイヤのダイナミックバランスの測定処理の一例を説明する。

高調波除去フィルタによって生じる位相遅れ量ψは、例えば、図９に示されるようにして求めることができる。

すなわち、基準の振幅を有する正弦波のデータを正弦波データ記憶部２３に予め格納しておき、この正弦波を、高調波除去フィルタ２４に入力し、高調波除去フィルタ２４の入力と出力とに基づいて、位相遅れ量算出部２５によって、高調波除去フィルタ２４によって生じる位相遅れ量ψを算出し、位相遅れ量記憶部２６に格納しておく。なお、この位相遅れ量ψの算出手順については更に後述する。

変換係数を求める校正運転時、及び、タイヤのアンバランス量とアンバランス位置とを求める稼働運転時には、例えば、図１０のブロック図に示すようにして位相差の補正が行なわれる。

すなわち、タイヤを回転して得られる荷重センサ７からの荷重信号を、Ａ／Ｄ変換し、高調波除去フィルタ２４に入力して高調波成分を除去し、この高調波成分を除去した荷重信号と、エンコーダ９からの出力とに基づいて、アンバランス・変換係数演算部２７では、稼働運転時には、アンバランス量とアンバランス位置を、また、校正運転時には、変換係数をそれぞれ演算するのであるが、その際、高調波除去フィルタ２４の出力信号のアンバランス位置と原点パルス信号の出力位置と位相差として、位相差補正手段２８によって補正された位相差θを用いて演算を行う。

位相差補正手段２８は、高調波除去フィルタ２４からの高調波が除去された荷重信号とエンコーダ９の出力とに基づいて、荷重信号の原点パルスの位置とアンバランス位置とのなす角度である位相差φを算出する位相差算出部２９と、この位相差φと上述の位相遅れ量記憶部２６に格納されている位相遅れ量ψとによって、位相差を補正し、精確なアンバランス質点の位置を求めるための補正した位相差θ（＝φ−ψ）を出力する位相差補正部３０とを備えている。

このようにして校正運転時及び稼働運転時には、高調波除去フィルタ２４によって荷重センサ７の荷重信号に含まれる高調波信号成分を除去すると共に、精確なアンバランス質点を求める位相差θを算出し、この位相差θ及び高調波除去フィルタ２４の出力信号に基づいて、変換係数、あるいは、アンバランス量及びアンバランス位置を求めるようにしている。

これによって、荷重信号に含まれる高調波信号成分の影響を低減することができると共に、高調波除去フィルタによって生じる位相のずれを補正してタイヤのダイナミックバランスの測定精度を高めることができる。

荷重センサ７からの荷重信号には、高調波の周波数より十分大きい周波数のノイズが含まれる場合があるので、荷重センサ７の出力信号を殆ど遅らせない程度の高いカットオフ周波数を持つアナログフィルタを荷重センサ７からの荷重信号の通過経路に設けることが好ましい。

なお、図１０の各ブロックは、図９の各ブロックと同様に、上述の図２の各制御器１６ａ，１６ｂ及び演算装置１９によって構成され、上側のアンバランス量、アンバランス位置、及び、下側のアンバランス量、アンバランス位置をそれぞれ求める。

以下、各部の構成について更に詳細に説明する。

高調波除去フィルタ２４は、除去する高調波の次数を、図示しない設定部から任意に設定することができる。作業者は、実機の状態を見極めながら、１次成分信号に対する各次数の高調波の振幅の影響の大きさに基づいて、任意に選択して高調波除去フィルタ２４の次数を設定できるようにしている。

例えば、荷重センサ７からの荷重信号を高速フーリエ変換し、振幅の影響の大きい高調波を選択してその高調波の次数を設定することができる。

具体的には、メモリに、予め１種類、または複数種類の次数の高調波を除去するフィルタリングプログラムを設けておき、設定された高調波の次数に応じてプログラムを選択して演算させるようにしてもよい。

高調波除去フィルタ２４の次数としてｎの値を設定すると、２次高調波から設定した値ｎまでの高調波の周波数にノッチを持つ高調波除去フィルタを設定する。

例えば、ｎ＝３と設定すると、２次、３次の高調波の周波数にノッチを持つ高調波除去フィルタ２４が設定される。

設定した値の特定の高調波の周波数にノッチを持つ高調波除去フィルタ２４を設定するようにしてもよい。

また、予め所定の次数の高調波の周波数にノッチを持つ高調波除去フィルタ２４を固定的に設定しておくようにしてもよい。

この高調波除去フィルタ２４を構成するデジタルフィルタとして、特定の周波数帯域に大きな減衰特性を持つフィルタ形式の基本形を、例えば、双２次フィルタとし、パルス伝達関数の形式として、
Ｈ（ｚ）＝（ｂ０＋ｂ１・ｚ^-1＋ｂ２・ｚ^-2）／（ａ０＋ａ１・ｚ^-1＋ａ２・ｚ^-2） …… （１）
とする。

高調波除去フィルタ２４の前記ｎの値として、例えば、ｎ＝３が設定されるとすると、２次と３次の高調波成分の周波数に対する２種類のノッチフィルタを、従属接続の形式で設定する。

上記式（１）の係数ａ０，ａ１，ａ２，ｂ０，ｂ１，ｂ２は、サンプリング周波数、ノッチ周波数、ゲイン、減衰ピークの鋭さによって与えられる。

タイヤバランサによるタイヤのアンバランスの測定時における回転速度Ｖｒｐｍは、設定される、すなわち、予め与えられているので（実際にはＶ＝５００ｒｐｍ程度が設定される。）、アンバランス質点による遠心力による振動信号の周期、すなわち、１次成分信号の周波数ｆは、ｆ＝Ｖ／６０（Ｈｚ）であり、上述のように、角度パルス信号に応じて１度ずつの角度でサンプリングするので、サンプリング周波数３６０・ｆを、いずれのノッチフィルタに対しても使用する。ノッチ周波数は、２ｆ、３ｆを使用する。

フィルタの次数が設定されると、上記の式（１）に基づいて、フィルタの入出力信号の処理式が設定される。

Ｈ（ｚ）＝Ｙ（ｚ）／Ｘ（ｚ）と置いて、
Ｙ（ｚ）・（ａ０＋ａ１・ｚ^-1＋ａ２・ｚ^-2）
＝Ｘ（ｚ）・（ｂ０＋ｂ１・ｚ^-1＋ｂ２・ｚ^-2）
より、τをサンプリング信号の周期とすると、
ａ０・ｙ（<ｑ>・τ）＋ａ１・ｙ（<ｑ−１>・τ）＋ａ２・ｙ（<ｑ−２>・τ）
＝ｂ０・ｘ（<ｑ>・τ）＋ｂ１・ｘ（<ｑ−１>・τ）＋ｂ２・ｘ（<ｑ−２>・τ）
の形式に基づき、入出力信号の処理式が、２次、３次の高調波除去フィルタに対して２種類設定される。ｑはサンプリングデータの入出力タイミングを表す。

上記のフィルタは、ＩＩＲ型フィルタにて説明したが、高調波成分の周波数２・ｆ、３・ｆ、…ｎ・ｆのそれぞれにノッチを持つＦＩＲ型のノッチフィルタを設定してもよい。

次に、このようにして設定した高調波除去フィルタ２４の位相遅れ量ψの算出ついて説明する。

アンバランス測定時のタイヤの１回転速度に合わせた周波数の１次成分信号を、高調波除去フィルタ２４に入力したときに生じる位相遅れ量ψを、上述の図９の位相遅れ量算出部２５によって算出する。

具体的には、基準の振幅を持つ正弦波データを、正弦波データ記憶部２３のメモリテーブルに格納しておく。

例えば、正弦波の荷重信号を１度ずつサンプリングして出力するとすれば、測定時の回転速度をＶｒｐｍとすると、周波数ｆ＝Ｖ／６０であるから、格納したメモリテーブルのデータの時間間隔τは、１周期＝１／ｆ＝６０／Ｖ（ｓｅｃ）を３６０等分した値であるτ＝１／（６・Ｖ）ｓｅｃとなる。

図１１（ａ）に示す正弦波の位相角＝０〜３５９度までの値を角度順（角度＝０、１、２、３、……）に定めたアドレスステップ値のメモリテーブルに複数周期分格納しておき、時間間隔τ毎に、高調波除去フィルタの入力信号ｘ（＜ｑ＞・τ）として前記メモリテーブルから角度順（＜ｑ＞＝０、１、２、３、……）に前記値を呼び出す。呼び出した値を、上記のフィルタの処理式に入れて、図１１（ｂ）に示される出力信号ｙ（＜ｑ＞・τ）を算出する。

高調波除去フィルタ２４の次数としてｎ＝３が設定されると、高調波除去フィルタ２４は、２次、３次の高調波の周波数に対して従属接続されるので、２次用のフィルタの処理式によって演算された結果の出力信号を、３次用のフィルタの処理式の入力信号とし、この３次用のフィルタの処理式の出力信号を演算する。

ｎ＝２が設定されると、高調波除去フィルタ２４の処理式は、２次用のフィルタの処理式のみ用意される。

ｎ＝０または１であれば、高調波除去フィルタ２４は設定されず、つまり、処理式は用意されず、フィルタなしとなる。

高調波除去フィルタ２４の出力信号の位相遅れ量ψは、例えば、次のようにして算出することができる。すなわち、図１１（ａ）に示される入力信号ｘ（＜ｑ＞・τ）が、極大となるときの前記メモリテーブルの角度に対応するアドレスステップ値ｓ（ｓ＝９０＋３６０×ｋ、ｋ＝０、１、２、…）を起点とし、図１１（ｂ）に示される出力信号ｙ（＜ｑ＞・τ）の極大値が現れるまでのアドレスステップ数をカウントすることによって算出する。

精確に出力信号ｙ（＜ｑ＞・τ）の極大値の出現を判定するためには、フィルタの過渡応答が収束した時点で求めるのが好ましいので、出力信号ｙ（＜ｑ＞・τ）にほぼ一定の極大値が再現された場合のアドレスステップ値にて、つまり、出力信号に前回の極大値とほぼ値の変わらない極大値が現れたとき、その直前の入力信号の極大値の時点を起点にカウントしたアドレスステップ数をもって出力信号の入力信号に対する位相遅れ量ψと定める。

１データ当たりのメモリのアドレスである１アドレスステップは、角度で１度に対応させているので、求めた位相遅れ量のアドレスステップ数に等しい値が、位相遅れ量ψの角度値になる。求めた位相遅れ量ψは、上述の図９の位相遅れ量記憶部２６に格納される。

位相遅れ量ψは、上記の正弦波データに代えて、荷重センサ７の出力信号を高調波除去フィルタ２４に入力し、この入力信号と高調波除去フィルタ２４から出力される出力信号との位相のずれを、原点パルス信号に基づいて求めるようにしてもよい。

また、ノッチフィルタである高調波除去フィルタの性質上、容易に入力信号の周波数に対する位相遅れ量が計算できる場合、例えば、高調波除去フィルタが、所定のタップ数の移動平均フィルタで構成されるような場合は、測定時の回転速度は決まっている、つまり入力信号の周波数は定まっているので、設定される各次数の高調波除去フィルタのそれぞれに対する位相遅れ量を予め計算してメモリに記憶しておき、運転時に作業者が高調波除去フィルタの次数を設定したとき、設定された次数のフィルタに応じて、予め記憶させた位相遅れ量の中から対応するものを選択するようにしてもよい。

また、タイヤバランサの外部のテスト用機器に高調波除去フィルタとして使用するフィルタを設定し、所定の周波数の信号を加えてフィルタの位相遅れ量ψを予め求めておき、テスト用機器を用いて求めた位相遅れ量ψを、タイヤバランサに設定するようにしてもよい。

次に、校正運転時及び稼働運転時における測定について説明する。

校正運転時及び稼働運転時には、荷重センサ７の出力信号を、Ａ／Ｄ変換し、設定されたノッチフィルタである高調波除去フィルタ２４によってフィルタリングして変換係数やアンバランス量等の演算に用いる。

この場合、アンバランス量、アンバランス角度を正確に計算するのに必要な個数のデータを取得する。

すなわち、校正運転時及び稼働運転時に測定開始指令が発せられると、データ測定開始指令の後に初めて発生する原点パルス信号に同期した角度パルス信号によってＡ／Ｄ変換されたタイミングのデータを、例えば、図１２に示すメモリテーブルの回転数Ｎ＝１の行における、アドレスステップ数１に格納し、それ以降も順次、角度パルス信号の発生するタイミング毎に、Ａ／Ｄ変換されたデータを、回転数Ｎ＝１のアドレスステップ数２、３、……、３６０のメモリへ格納し、角度パルス信号の３６１個目のデータからは回転数、つまり、周期に対応するＮ＝２の行のアドレスステップ数１に移って格納し、以下同様に、回転数Ｎの各行に１周期分のデータをそれぞれ格納する。

図１２では、回転数Ｎ＝１〜１６における各行のアドレスステップ数１〜３６０に、Ａ／Ｄ変換されたデータを格納する。以上のデータの格納は、リアルタイムに実施する。

図１２のメモリテーブルに格納されたデータは、Ａ／Ｄ変換されたデータであって、高調波除去フィルタによってフィルタリングされる前のデータである。

図１２のメモリテーブルに格納したデータを、順に回転数Ｎのアドレスステップ毎、すなわち、Ｎ＝１のアドレスステップ数１，２，３……３６０、Ｎ＝２のアドレスステップ数１，２，３……３６０、………Ｎ＝１６のアドレスステップ数１，２，３……３６０の順に呼び出し、呼び出したデータ毎に、設定した高調波除去フィルタの処理式によって出力データを算出する。すなわち、高調波除去フィルタによってフィルタリングされた出力信号を算出する。

ここで、Ｎ＝１のアドレスステップ数１から、例えばＮ＝６のアドレスステップ数３６０までの出力データは、高調波除去フィルタの過渡応答の収束時間を見込んで廃棄する。すなわち、高調波除去フィルタの出力が十分安定するまでの６回分の出力データは廃棄する。

入力データとしてＮ＝７のアドレスステップ数１の入力データを計算させた出力値を、改めてＮ＝１のアドレスステップ数１の出力データとして図１２に対応するフィルタ出力信号のメモリテーブルに格納する。

これ以降、入力信号Ｎ＝１６のアドレスステップ数３６０までのデータを計算し、Ｎ＝１から１０までの出力信号のメモリテーブルを完成させる。

フィルタ出力信号のメモリテーブルに設定されたデータにおいて、ノッチフィルタである高調波除去フィルタによって除去できていない、設定した高調波以外の種々の周期のノイズ信号の振幅の分を減衰させるため、Ｎ＝１から１０までの周期において、１〜３６０のアドレスステップ数の列毎に平均値、すなわち、アドレスステップ数毎に平均値を算出する。

平均値は、高調波除去フィルタ通過後の１次成分信号の１周期分の１〜３６０度のデータ列であり、アドレスステップ数１のタイミングが原点パルス信号の発生タイミングである。

次に、位相差と振幅計算について説明する。

上記のごとく求めた１周期分のデータ列における極大値及び極小値を求めると共に、極大値の現れるアドレスステップ数を求める。

極大値は、高調波フィルタの出力信号に現れる校正運転時及び稼働運転時のタイヤのアンバランス位置情報の一つである。極小値であってもよい。

求めた極大値のアドレスステップ数が、高調波除去フィルタ出力の原点パルス信号からの位相差φである。この位相差φを高調波除去フィルタ出力の位相差と呼ぶ。

高調波除去フィルタによる位相遅れ量ψは、上述のように予め求められてメモリに記憶されているので、その位相遅れ量ψを呼び出し、原点パルス信号とフィルタ処理する前の１次成分信号との位相差、すなわち、原点パルス信号とタイヤのアンバランス位置との位相差θは、測定した高調波除去フィルタ出力の位相差φを、高調波除去フィルタによる１次成分信号の位相遅れ量ψによって補正し
θ＝φ−ψ
と計算して求める。

また振幅Ｒ＝極大値−平均値によって求める。

以上において、測定データの取得はリアルタイムで実施し、フィルタ処理以降の処理は、一旦必要とする入力信号データを取得した後に実施したが、データを取得する毎にフィルタリング演算もリアルタイムで実施し、必要な入力信号データの取得が完了した時点で位相差θと振幅Ｒを算出するようにしてもよい。

校正運転時も稼働運転時と同じ処理である。算出した位相差θと振幅Ｒの値に基づいて、校正運転時において変換係数を求める。なお荷重信号の周波数によって高調波除去フィルタによる振幅の減衰量も位相遅れ量も変化する。それ故、変換係数、位相遅れ量ψはタイヤに与える回転速度に応じた値として求めるものとする。そして校正運転時と稼働運転時のタイヤの回転数は同じとする。

図１３は、校正運転時及び稼働運転時の処理の流れを示すフローチャートである。

測定を開始し、荷重センサからのアナログ荷重信号をデジタル荷重信号にＡ／Ｄ変換し（ステップｎ１）、デジタル荷重信号を、高調波除去フィルタによってフィルタリング処理し（ステップｎ２）、高調波除去フィルタの出力から振幅Ｒ及び位相差φを算出する（ステップｎ３）。

次に、予め求めた高調波除去フィルタによる位相遅れ量ψを用いて前記位相差φを補正し、精確なアンバランス質点を求めるための位相差θを算出した後（ステップｎ４）、ベクトル化を行い（ステップｎ５）、測定の種類が、校正運転であるか稼働運転であるかを判断する（ステップｎ６）。

校正運転時には、テスト用タイヤを装着して回転体自体のもつアンバランス量、位置を零ベクトルとして取得し（ステップｎ７）、零ベクトルをキャンセルし（ステップｎ８）、上リム及び下リムに分銅を付けてそれぞれ測定した値から変換係数を取得して終了する（ステップｎ９）。

稼働運転時には、校正運転時に取得した零ベクトルをキャンセルし（ステップｎ１０）、アンバランスベクトルを演算し（ステップｎ１１）、スタティックアンバランス、カップルアンバランス及びダイナミックアンバランスを演算して終了する（ステップｎ１２）。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、高調波除去フィルタは、デジタルフィルタで構成したけれども、アナログフィルタで構成してもよい。

アナログフィルタで構成する場合には、予め図２の各測定ユニット１５ａ，１５ｂ内に１種類、または複数種類の次数の高調波を除去するノッチフィルタからなる高調波除去フィルタを設け、設定によってこれらのいずれを使用するか選択するようにする。

上記のパルス伝達関数に代えて、アナログ伝達関数は、
Ｈ（ｓ）＝（ｓ²＋１）／（ｓ²＋ａ・ｓ＋１）
とし、
アナログフィルタの入出力の処理式は、
Ｈ（ｓ）＝Ｙ（ｓ）／Ｘ（ｓ）と置いて、
Ｙ（ｓ）・（ｓ²＋ａ・ｓ＋１） ＝Ｘ（ｓ）・（ｓ²＋１）
を２階の微分方程式にし、これを差分方程式に変換して入出力信号の処理式が設定される。

上記のアナログ伝達関数を、差分方程式に変換して出力を求める場合、サンプリング時間間隔は、上述の実施形態のτの値を使用する。

図１４（ａ）にアナログのノッチフィルタである高調波除去フィルタの一例を、図１４（ｂ）にその周波数特性を示す。この高調波除去フィルタには、荷重センサの出力信号が増幅回路（図示せず）を介して入力され、高調波除去フィルタの出力は、Ａ／Ｄ変換器（図示せず）に与えられる。

図１４（ａ）において、Ｒ＝１００ＫΩ、Ｃ＝０．１μＦ、Ｒａ＝２２ＫΩ、Ｒｂ＝１８ＫΩを選択したときには、図１４（ｂ）に示すようにノッチ周波数が約１３Ｈｚ程度の特性を示す。

このようにフィルタ定数を適宜選択し、例えば、２次と３次の高調波に対するノッチフィルタを構成するようにして、２次、３次高調波除去フィルタとして適切なこれらの定数を選択し、予め測定ユニット１５ａ，１５ｂに設定した上で２つのフィルタを従属接続するように組み込む。

図１５は、組み込まれた複数の高調波除去フィルタを選択するための回路構成を示す図である。

同図において、ＳＷ１，ＳＷ２が第１，第２アナログスイッチである。高調波除去フィルタの次数としてｎ＝２が設定されると、第１アナログスイッチＳＷ１は、接点ｂ側に接続され、第２アナログスイッチＳＷ２は、接点ｄ側に接続される。これによって、荷重センサからの出力信号は、２次高調波除去フィルタ３２のみを通過してＡ／Ｄ変換器３４に入力される。

高調波除去フィルタの次数としてｎ＝３が設定されると、第１アナログＳＷ１は、接点ａ側に接続され、第２アナログスイッチＳＷ２は、接点ｅ側に接続され、荷重センサからの出力信号は、２次と３次の高調波除去フィルタ３２，３３を通過してＡ／Ｄ変換器３４に入力される。

高調波除去フィルタの次数としてｎ＝１または０が設定されると、第１アナログスイッチＳＷ１は、接点ｂ側に接続され、第２アナログスイッチＳＷ２は、接点ｃ側に接続され、荷重センサからの出力信号は、いずれの高調波除去フィルタ３２，３３も通過することなく、Ａ／Ｄ変換器３４に入力それる。

位相遅れ量ψについては、２次高調波除去用フィルタの単独使用、及び２次、３次高調波除去用フィルタの従属接続使用の場合について、予めテスト装置を使用し、所定の周波数の正弦波を入力し、出力される正弦波から位相遅れ量を測定し、それぞれの種類のノッチフィルタの位相遅れ量を測定する。測定した結果を、メモリに設定しておき、運転時に高調波除去フィルタの種類に応じて選択する。また、回転速度が一定であってもフィルタの変更に応じて振幅の減衰量が変化するので、予め校正運転にて各フィルタに応じた変換係数を定めて記憶させておき、フィルタの選択に応じて変換係数も選択するようにすることもできる。

なお、アナログフィルタの場合には、上述の図１２のメモリテーブルには、フィルタリング済みのデータがストアされることになる。

その他の構成は、上述のデジタルフィルタの場合と同様である。

上述の各実施形態では、高調波除去フィルタとして、ノッチフィルタを用いたけれども、ノッチフィルタに限らず、高調波信号成分を除去するバンドパスフィルタを用いてもよい。

１ タイヤ
７，７ａ，７ｂ 荷重センサ
８ 回転軸
９ エンコーダ（回転位置検出器）
１５ａ，１５ｂ 第１，第２測定ユニット
１６ａ，１６ｂ 第１，第２制御器
１９ 演算装置
２４ 高調波除去フィルタ
２５ 位相遅れ量算出部
２８ 位相差補正手段

Claims (5)

1. タイヤを回転させる回転軸と、前記タイヤの回転によって生じる荷重を検出する荷重センサと、前記回転軸の回転位置を検出する回転位置検出器とを備えるタイヤ用ダイナミックバランス測定装置であって、
   前記荷重センサから出力される荷重信号に含まれる２次以上の高調波信号成分を除去する高調波除去フィルタを備え、
   前記高調波除去フィルタによって濾波処理された荷重信号及び前記回転位置検出器の検出出力に基づいて、タイヤのダイナミックバランスを測定する、
   ことを特徴とするタイヤ用ダイナミックバランス測定装置。
2. 前記回転位置検出器で検出される基準回転位置と前記高調波除去フィルタによって濾波処理された荷重信号に現れるアンバランス位置との位相差を補正する位相差補正手段を備え、
   前記位相差補正手段で補正された位相差に基づいて、タイヤのダイナミックバランスを測定する、
   請求項１に記載のタイヤ用ダイナミックバランス測定装置。
3. 前記位相差補正手段は、前記高調波除去フィルタによる位相遅れ量に基づいて、前記基準回転位置と前記高調波除去フィルタによって濾波処理された荷重信号に現れるアンバランス位置との位相差を補正する、
   請求項２に記載のタイヤ用ダイナミックバランス測定装置。
4. 前記高調波信号成分は、タイヤの１回転を1周期とする１次成分信号としたときの２次以上の高次の成分信号である、
   請求項１ないし３のいずれかに記載のタイヤ用ダイナミックバランス測定装置。
5. 前記高調波信号成分の前記次数が設定される設定部を備え、
   前記設定部で設定された次数の高調波信号成分を除去する高調波除去フィルタを設ける、
   請求項１ないし４のいずれかに記載のタイヤ用ダイナミックバランス測定装置。

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