JP2936327B1 - タイヤとホイールの組み付け方法及び組み付け装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 車両装着時の振動の原因となるリム組み付け
タイヤのラジアルフォースバリエイションと重量アンバ
ランスを修正する錘の量とを最適化するためのタイヤと
ホイールの組み付け方法を提供する。 【解決手段】 タイヤとホイールを実際に組み付ける前
に、それぞれの静的アンバランス（ベクトルＳｔ，Ｓ
ｗ）と偶力（ベクトルＣｔ，Ｃｗ）を用いて、各組み付
け位相における組み付けタイヤの動的アンバランスＤＵ
を算出するとともに、タイヤの半径方向の力の変動ＦＶ
ｔ及び縦ばね定数Ｋｏとホイールの半径方向の振れの変
動Ｒｖｗを用いて、各組み付け位相における組み付けタ
イヤのＲＦＶを算出し、この算出結果に基づきＤＵとＲ
ＦＶが所定の最適状態となる組み付け位相を導出し、導
出された組み付け位相でタイヤとホイールを組み付け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両装着時の振動
の原因となるリム組み付けタイヤのラジアルフォースバ
リエイションと重量アンバランスを修正する錘の量とを
最適化するための、タイヤとホイールの組み付け方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般
に、リム組み付けタイヤに重量アンバランスがあると、
車両装着時における振動の原因となる。そのため、従
来、かかる重量アンバランスを低減するために、タイヤ
をホイールのリムに組み付ける際に、タイヤの軽点マー
ク（タイヤが周方向でどこが軽いかを示すマーク）とホ
イールのバルブ位置とを合わせて組み付けることがあ
る。この場合、組み付け後に、リム組み付けタイヤの重
量アンバランスを測定し、ホイールのリム周面上にこの
重量アンバランスを打ち消すための修正錘を付けること
で、重量アンバランスをなくすことができる。

【０００３】しかしながら、ホイールのバルブ位置が必
ずしも質量の重い点であるとは限らず、また、そうであ
ったとしても、静的アンバランスは最小化されるが動的
アンバランスは最適化されないため、大きな修正錘を必
要とする場合がある。このような大きな修正錘は、コス
トの上昇につながるのみならず、外観上の見栄えを損な
うことにもなる。

【０００４】一方、タイヤは、ユニフォーミティと呼ば
れるその不均一性により、たわみ一定で転動させた際、
半径方向に作用する力が変動する。この半径方向の力の
変動の最大値と最小値の差は、ラジアルフォースバリエ
ーション（ＲＦＶ）と呼ばれ、タイヤをホイールに組み
付けたリム組み付けタイヤにおいて、このＲＦＶが大き
いと、車両走行時に振動が発生してしまう。

【０００５】このＲＦＶは、上記の重量アンバランスの
ように組み付け後に修正錘などで打ち消すことができな
いため、結局、従来は、まずリム組み付けタイヤのＲＦ
Ｖを低減するために、タイヤのＲＦＶをホイールの半径
方向の振れであるラジアルランアウト（ＲＲＯ）で打ち
消すように組み付け、組み付け後に重量アンバランスを
測定して、この重量アンバランスを修正錘により修正す
ることが、一般的になされている。

【０００６】しかしながら、この組み付け方法では、リ
ム組み付けタイヤのＲＦＶは小さくなるが、重量アンバ
ランスを修正するための錘の量が大きくなってしまうこ
とがあり、外観及びコストの面で問題がある。

【０００７】そこで、本発明は、車両装着時の振動の原
因となるリム組み付けタイヤのＲＦＶと重量アンバラン
スを修正する錘の量とを最適化するためのタイヤとホイ
ールの組み付け方法及び組み付け装置を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のタイヤとホイー
ルの組み付け方法は、タイヤについて、その半径方向の
力の変動、縦ばね定数、静的アンバランスの大きさ及び
その周方向における位置、並びに偶力の大きさ及びその
周方向における位置を検出するとともに、ホイールにつ
いて、その半径方向の振れの変動、静的アンバランスの
大きさ及びその周方向における位置、並びに偶力の大き
さ及びその周方向における位置を検出し、検出されたタ
イヤの半径方向の力の変動と縦ばね定数、及びホイール
の半径方向の振れの変動を用いて、タイヤとホイールの
組み付け位相を所定の角度ずつ変更させながら、各組み
付け位相における組み付け状態でのラジアルフォースバ
リエイション（以下、ＲＦＶという。）を算出するとと
もに、検出されたタイヤとホイールの静的アンバランス
の大きさ及び位置と偶力の大きさ及び位置を用いて、タ
イヤとホイールの組み付け位相を所定の角度ずつ変更さ
せながら、各組み付け位相における組み付け状態での動
的アンバランスを算出し、この算出結果に基づいてＲＦ
Ｖと動的アンバランスが所定の最適状態となる組み付け
位相を導出し、この導出された組み付け位相でタイヤを
ホイールのリムに組み付けることを特徴とする。

【０００９】本発明のタイヤとホイールの組み付け装置
は、タイヤについて、その半径方向の力の変動、縦ばね
定数、静的アンバランスの大きさ及びその周方向におけ
る位置、並びに偶力の大きさ及びその周方向における位
置を検出するタイヤデータ検出手段と、ホイールについ
て、その半径方向の振れの変動、静的アンバランスの大
きさ及びその周方向における位置、並びに偶力の大きさ
及びその周方向における位置を検出するホイールデータ
検出手段と、検出されたタイヤの半径方向の力の変動と
縦ばね定数、及びホイールの半径方向の振れの変動を用
いて、タイヤとホイールの組み付け位相を所定の角度ず
つ変更させながら、各組み付け位相における組み付け状
態でのＲＦＶを算出するとともに、検出されたタイヤと
ホイールの静的アンバランスの大きさ及び位置と偶力の
大きさ及び位置を用いて、タイヤとホイールの組み付け
位相を所定の角度ずつ変更させながら、各組み付け位相
における組み付け状態での動的アンバランスを算出する
算出手段と、この算出結果に基づいてＲＦＶと動的アン
バランスが所定の最適状態となる組み付け位相を導出す
る組み付け位相導出手段と、この導出された組み付け位
相でタイヤをホイールのリムに組み付ける組み付け手段
とを備えることを特徴とする。

【００１０】本発明によれば、タイヤとホイールを実際
に組み付ける前に、各組み付け位相における組み付けタ
イヤのＲＦＶと動的アンバランスを同時にシュミレート
し、その結果に基いて組み付け位相を決定するので、Ｒ
ＦＶと動的アンバランスの双方を最適化した状態にて組
み付けることができる。そのため、ＲＦＶに起因する振
動の発生を抑えつつ、修正錘をできるだけ小さくして外
観やコスト性を高めることができる。

【００１１】請求項２の組み付け方法は、上記組み付け
位相の導出に際し、リム組み付けタイヤの動的アンバラ
ンスの大きさを所定の値以下に制限した下でＲＦＶの大
きさが最小となるときの位相を、組み付け位相に決定す
ることを特徴とする。

【００１２】この場合、修正錘による外観やコスト面で
の性能を所定レベルに保証しつつ、ＲＦＶに起因する振
動の発生を最小に抑えることができる。

【００１３】請求項３の組み付け方法は、上記組み付け
位相の導出に際し、リム組み付けタイヤのＲＦＶの大き
さを所定の値以下に制限した下で動的アンバランスの大
きさが最小となるときの位相を、組み付け位相に決定す
ることを特徴とする。

【００１４】この場合、ＲＦＶに起因して発生する振動
のレベルを所定以下に保証しつつ、修正錘による外観や
コスト面での性能を高めることができる。

【００１５】請求項４の組み付け方法は、上記タイヤを
ホイールに組み付けた後に、動的アンバランスの上記算
出結果に基づいて、ホイールのリム端面周上に修正錘を
付けることを特徴とする。

【００１６】請求項４の方法であると、リム組み付け後
に動的アンバランスを測定する手間を省くことができ
る。

【００１７】請求項６の組み付け装置は、上記最適状態
を指定する最適状態指定手段を備え、この最適状態指定
手段が、下記又はの最適状態の中からいずれか１つ
を指定するよう構成されていることを特徴とする。

【００１８】 リム組み付けタイヤの動的アンバラン
スの大きさを所定の値以下に制限した下でＲＦＶの大き
さが最小となる状態。

【００１９】 リム組み付けタイヤのＲＦＶの大きさ
を所定の値以下に制限した下で動的アンバランスの大き
さが最小となる状態。

【００２０】

【発明の実施の形態】まず、本発明の基礎となる事項に
ついて説明する。

【００２１】静的アンバランスと動的アンバランスと偶
力について図１７，１８を参照して説明する。

【００２２】タイヤにある重量アンバランスがあると、
これによりタイヤには力Ｆ１とモーメントＭが生じる。
この力Ｆ１とモーメントＭは、アンバランス質量をｍ、
アンバランス質点の半径をｒ、タイヤ中心面（タイヤの
軸方向中心を通り、当該軸に直交する面）からのアンバ
ランス質点の距離をｌ、角速度をωとすると、下記式
（１）、（２）で表される。

【００２３】Ｆ１＝ｍｒω² （１） Ｍ＝ｍｒω² ｌ （２） これにより、タイヤ固有の値として、静的アンバランス
ＳＵｔと偶力Ｃｔが、下記式（３）、（４）で与えられ
る。

【００２４】ＳＵｔ＝ｍｒ （３） Ｃｔ＝ｍｒｌ／ｒ₀ ｌ₀ （４） （ここで、ｒ₀ は設定リム半径、ｌ₀ は設定リム幅の１
／２である。） 静的アンバランスＳＵｔは、タイヤ静止時に周方向のど
こが重いかという重量アンバランスであり、下記式
（５）によりリム周面上におけるベクトル量Ｓｔに換算
される。

【００２５】 Ｓｔ＝ＳＵｔ／（２ｒ₀ ）＝ｍｒ／（２ｒ₀ ） （５） また、偶力Ｃｔは、タイヤ回転時にその径方向に作用す
る力であって互いに平行で大きさが等しく反対向きに作
用する力であり、リム両端面周上に存在するベクトル量
として定義される。従って、車両装着時に外側に配され
るタイヤ外面側の偶力ベクトルＣｔｏと、内側に配され
るタイヤ内面側の偶力ベクトルＣｔｉは、下記式（６）
の関係にある。

【００２６】 ベクトルＣｔｏ＝−ベクトルＣｔｉ （６） 以上から、タイヤを回転させてはじめて発生する重量ア
ンバランスであるタイヤの動的アンバランスＤＵｔは、
下記式（７）、（８）で求められる。

【００２７】 ベクトルＤＵｔｏ＝ベクトルＳｔ＋ベクトルＣｔｏ （７） ベクトルＤＵｔｉ＝ベクトルＳｔ＋ベクトルＣｔｉ （８） ここで、ベクトルＤｕｔｏは、リム端面周上におけるタ
イヤ外面側に存在する動的アンバランスであり、ベクト
ルＤＵｔｉは、リム端面周上におけるタイヤ内面側に存
在する動的アンバランスである。

【００２８】これら静的アンバランス、偶力、動的アン
バランスの関係を図示すると、図１７、図１８のように
なる。

【００２９】図１７は、これらの関係を立体的に表した
ものであり、図１８は平面的に表したものである。図１
７において、符号１０はリムの外側の端面を、符号１２
はリムの内側の端面を、符号１４はリム両端面１０，１
２に平行でかつタイヤ軸方向の中心点Ｏを通るリム中心
面をそれぞれ示している。

【００３０】静的アンバランスＳＵｔは、リム中心面１
４の円周上におけるある位置にベクトル量Ｓｔとして存
在する。偶力Ｃｔは、タイヤ外面側の偶力Ｃｔｏがリム
外側端面１０における円周上に静的アンバランスＳｔと
ある位相差で存在し、タイヤ内面側の偶力Ｃｔｉがリム
内側端面１２における円周上に外面側の偶力Ｃｔｏと１
８０ｄｅｇの位相差で存在している。そして、静的アン
バランスのベクトルＳｔとタイヤ外面側の偶力ベクトル
Ｃｔｏとの合成ベクトルである動的アンバランスのタイ
ヤ外面側のベクトルＤＵｔｏがリム外側端面１０の円周
上に存在し、ベクトルＳｔとタイヤ内面側の偶力ベクト
ルＣｔｉとの合成ベクトルである動的アンバランスのタ
イヤ内面側のベクトルＤＵｔｉがリム内側端面１２の円
周上に存在する。

【００３１】なお、図１７において各ベクトルの円は、
それぞれのベクトルの大きさを示している。また、Ｗｔ
ｏは、外側の動的アンバランスＤＵｔｏを打ち消すため
に要する修正錘の位置及び大きさを示しており、Ｗｔｉ
は、内側の動的アンバランスＤＵｔｉを打ち消すために
要する修正錘の位置及び大きさを示している。

【００３２】以上説明したタイヤに関する重量アンバラ
ンスの関係は、ホイールにおいても同様に定義される。
すなわち、ホイールの静的アンバランスＳＵｗのリム周
上におけるベクトル量Ｓｗ、ホイールの偶力Ｃｗｏ，Ｃ
ｗｉ、ホイールの動的アンバランスＤＵｗｏ，ＤＵｗｉ
は、それぞれ図１７、図１８におけるタイヤの各ベクト
ルＳｔ，Ｃｔｏ，Ｃｔｉ，ＤＵｔｏ，ＤＵｔｉに対応し
ている。これらホイールの各ベクトルとタイヤの各ベク
トルは、同一リム周上における位置（即ち、タイヤ回転
軸からの距離（ｒ₀ ）が一定の周面上における位置）及
び大きさで定められている。

【００３３】次に、ＲＦＶについて説明する。

【００３４】タイヤをたわみ一定で転動させたとき、そ
の半径方向に作用する力Ｆ２は、下記式（９）で表され
る。

【００３５】 Ｆ２＝（Ｋｏ＋Ｋｖ）・（Ｒｏ＋Ｒｖｔ） （９） ここで、Ｋｏは、タイヤの縦ばね定数（定常分）であ
り、タイヤ剛性試験機により測定される。Ｋｖは、タイ
ヤの縦ばね定数の変動分である。Ｒｏは、タイヤのたわ
み量（定常分）であり、ユニフォミティ測定機により測
定される。Ｒｖｔは、タイヤのたわみ変動量（半径方向
の振れ）、即ちラジアルランアウト（ＲＲＯ）であり、
変位計により測定される。

【００３６】上記式（９）を展開すると、 Ｆ２＝Ｋｏ・Ｒｏ＋Ｋｏ・Ｒｖｔ＋Ｋｖ・Ｒｏ＋Ｋｖ・
Ｒｖｔ となる。ここで、第１項Ｋｏ・Ｒｏは定常分であり、第
２項以降が半径方向の力の変動分ＦＶｔとなるが、第４
項は変動分同士の積で小さいので無視すると、タイヤの
半径方向の力の変動分ＦＶｔは、下記式（１０）で表さ
れる。

【００３７】 ＦＶｔ＝Ｋｏ・Ｒｖｔ＋Ｋｖ・Ｒｏ （１０） ホイールのＲＲＯである半径方向の振れは変位計により
測定されるが、このホイールの半径方向の振れをＲｖｗ
とすると、タイヤとホイールの組み付け状態における半
径方向の力の変動分ＦＶは、式（１０）より、下記式
（１１）で与えられる。

【００３８】 ＦＶ＝Ｋｏ・（Ｒｖｔ＋Ｒｖｗ）＋Ｋｖ・Ｒｏ ＝ＦＶｔ＋Ｋｏ・Ｒｖｗ （１１） この式（１１）より、タイヤの半径方向の力の変動ＦＶ
ｔ（ユニフォーミティ測定機で測定可）と、タイヤの縦
ばね定数Ｋｏと、ホイールの半径方向の振れの変動Ｒｖ
ｗが与えられれば、組み付け状態での半径方向の力の変
動ＦＶが求められる。ここで、タイヤとホイールの組み
付け状態におけるＲＦＶは、上記ＦＶの最大値と最小値
の差として与えられるので、式（１１）によりＦＶを算
出することで、組み付け状態でのＲＦＶを算出すること
ができる。

【００３９】なお、上記式（１０）より、Ｋｖは下記式
（１２）で与えられる。

【００４０】 Ｋｖ＝（ＦＶｔ−Ｋｏ・Ｒｖｔ）／Ｒｏ （１２） 上述したように、ＦＶｔとＲｏはユニフォミティ測定機
により、Ｋｏはタイヤ剛性試験機により、Ｒｖｔは変位
計によりそれぞれ計測できるので、上記式（１２）から
Ｋｖが求まる。そのため、これらの値と、変位計により
計測されるホイールの半径方向の振れＲｖｗとを用い
て、下記式（１３）により、タイヤとホイールの組み付
け状態における半径方向の力の変動分ＦＶを求めてもよ
い。

【００４１】 ＦＶ＝Ｋｏ・（Ｒｖｔ＋Ｒｖｗ）＋Ｋｖ・Ｒｏ （１３） なお、タイヤの半径方向の力の変動ＦＶｔは、図１９に
示すような測定データとして与えられる。図１９におい
て、グラフの実線は高次成分も含んだ波形そのものを示
しており、グラフの点線はそれをフーリエ解析した１次
成分である１次ハーモニックの波形を示している。タイ
ヤのＲＦＶの大きさは、波形そのもののデータを用いた
場合はグラフ中のＡとして、１次ハーモニックの波形を
用いた場合はＢとして求められる。ＲＦＶの位相は、Ｆ
Ｖｔが最大値をとるときの位相であり、波形そのものの
場合はａとして、１次ハーモニックの場合はｂとして求
められる。本発明においては、波形そのものを用いて
も、１次ハーモニックを用いても、あるいは、１次と２
次の合成波形等、１次から数次の合成波形を用いてもよ
い。ホイールの半径方向の振れＲｖｗについても同様で
ある。以下に説明する実施形態では１次ハーモニックを
用いている。なお、ホイールの半径方向の振れＲｖｗに
ついては、内側と外側の双方について波形が得られる
が、通常その平均値を用いればよく、以下の実施形態で
も平均値を用いている。

【００４２】以下に、本発明の実施形態に係るタイヤと
ホイールの組み付け方法を図１，２に基づいて説明す
る。

【００４３】図１は、本発明の一実施形態におけるタイ
ヤとホイールの組み付け方法のフローチャートであり、
図２は、同組み付け方法によりタイヤとホイールを組み
付ける組み付け装置のブロック図である。

【００４４】（１）まず、タイヤデータ検出手段２０に
より、タイヤについて、その半径方向の力の変動ＦＶ
ｔ、縦ばね定数Ｋｏ、ベクトルＳｔ（静的アンバランス
ＳＵｔのリム周上におけるベクトル量Ｓｔの大きさ及び
リム周上における位置（位相））及びベクトルＣｔ（偶
力Ｃｔの大きさ及びリム端面周上における位置（位
相））を検出する。

【００４５】また、ホイールデータ検出手段２２によ
り、ホイールについて、その半径方向の振れの変動Ｒｖ
ｗ、ベクトルＳｗ（静的アンバランスＳＵｗのリム周上
におけるベクトル量Ｓｗの大きさ及びリム周上における
位置（位相））及びベクトルＣｗ（偶力Ｃｗの大きさ及
びリム端面周上における位置（位相））を検出する。

【００４６】検出には、（ａ）組み付け装置に設けられ
た計測手段によりタイヤとホイールについて各々単体で
計測する方法、（ｂ）予めタイヤとホイールにバーコー
ド又はそれに類する情報表示手段により計測値を付して
おき、組み付け装置の読み取り手段によりこの情報を読
み取る方法、（ｃ）電子メディアにより転送されたデー
タを読み取る方法などがある。

【００４７】ここで、静的アンバランスと偶力について
は、タイヤとホイールのそれぞれについて、まず、動的
アンバランスＤＵｔ，ＤＵｗの大きさ及びリム端面周上
における位置（位相）を検出し、これからそれぞれの静
的アンバランス（ベクトルＳｔ，Ｓｗ）と偶力（ベクト
ルＣｔ，Ｃｗ）を算出することもできる。算出は、タイ
ヤであれば下記式（１４），（１５）を用いて、ホイー
ルについても同様の式を用いて行なう。

【００４８】 ベクトルＳｔ＝（ベクトルＤＵｔｏ＋ベクトルＤＵｔｉ）／２ （１４） ベクトルＣｔ＝（ベクトルＤＵｔｏ−ベクトルＤＵｔｉ）／２ （１５） （２）次に、算出手段２４により、上記タイヤとホイー
ルの静的アンバランス（ベクトルＳｔ，ベクトルＳｗ）
及び偶力（ベクトルＣｔ，ベクトルＣｗ）を用いて、タ
イヤとホイールの組み付け位相を所定の角度ずつ変更さ
せながら、各組み付け位相における組み付け状態での動
的アンバランスＤＵを算出するとともに、タイヤの半径
方向の力の変動ＦＶｔと縦ばね定数Ｋｏ、及びホイール
の半径方向の振れの変動Ｒｖｗを用いて、タイヤとホイ
ールの組み付け位相を所定の角度ずつ変更させながら、
各組み付け位相における組み付け状態でのＲＦＶを算出
する。

【００４９】動的アンバランス（リム組み付けタイヤの
外面側の動的アンバランスＤＵｏ，内面側の動的アンバ
ランスＤＵｉ）の算出は、組み付け状態での静的アンバ
ランスをベクトルＳ、偶力をベクトルＣとして、下記式
（１６）〜（１９）により演算することができる。

【００５０】 ベクトルＳ＝ベクトルＳｔ＋ベクトルＳｗ （１６） ベクトルＣ＝ベクトルＣｔ＋ベクトルＣｗ （１７） ベクトルＤＵｏ＝ベクトルＳ＋ベクトルＣ （１８） ベクトルＤＵｉ＝ベクトルＳ−ベクトルＣ （１９） 具体的には、タイヤとホイールの静的アンバランスＳＵ
の位相をそれぞれ基準点（０ｄｅｇ）として、まず、両
者の基準点同士を合わせて組み付けたとした場合（０ｄ
ｅｇ合わせ）の動的アンバランスＤＵを算出する。次い
で、タイヤの位相を固定したままホイールの位相を５ｄ
ｅｇ進めて組み付けたとした場合（位相差５ｄｅｇ）の
動的アンバランスＤＵを算出する。このようにしてホイ
ールの位相を順次５ｄｅｇずつ進めて動的アンバランス
ＤＵを算出していき、全周（位相差０〜３６０ｄｅｇ）
にて各組み付け位相における動的アンバランスＤＵを算
出する。

【００５１】ＲＦＶの算出は、上記式（１１）を用いて
なされる。具体的には、タイヤとホイールの静的アンバ
ランスＳＵの位相をそれぞれ基準点（０ｄｅｇ）とし
て、まず、両者の基準点同士を合わせて組み付けたとし
た場合（０ｄｅｇ合わせ）の半径方向の力の変動ＦＶを
算出し、その最大値と最小値の差をとってＲＦＶを求め
る。次いで、タイヤの位相を固定したままホイールの位
相を５ｄｅｇ進めて組み付けたとした場合（位相差５ｄ
ｅｇ）のＲＦＶを算出する。このようにしてホイールの
位相を順次５ｄｅｇずつ進めてＲＦＶを算出していき、
全周（位相差０〜３６０ｄｅｇ）にて各組み付け位相に
おけるＲＦＶを算出する。

【００５２】（３）次いで、組み付け位相導出手段２６
において、上記（２）の算出結果に基づき、動的アンバ
ランスＤＵとＲＦＶとが予め指定された最適状態となる
組み付け位相を導出する。

【００５３】最適状態としては以下の及びが挙げら
れる。これらは、ユーザーが、振動の発生と修正錘によ
る外観・コスト性とのいずれを重視するかによって、最
適状態指定手段２８により上記（１）の検出前に予め指
定しておくようになっている。

【００５４】 リム組み付けタイヤの外側の動的アン
バランスＤＵｏの大きさを所定の値（例えば４４ｇ）以
下に制限した下でＲＦＶの大きさが最小となる状態。

【００５５】 リム組み付けタイヤのＲＦＶの大きさ
を所定の値（例えば５５Ｎ）以下に制限した下で外側の
動的アンバランスＤＵｏの大きさが最小となる状態。

【００５６】の最適状態における位相差を組み付け位
相として決定すると、外側の修正錘Ｗｏの大きさを限度
値以下に規制しつつＲＦＶの大きさを最小にすることが
できるので、外観性能を所定レベルに保証しつつ、ＲＦ
Ｖに起因する振動の発生を最小に抑えることができる。

【００５７】の最適状態における位相差を組み付け位
相として決定すると、ＲＦＶに起因して発生する振動の
レベルを所定以下に保証しつつ、修正錘による外観性能
を高めることができる。

【００５８】なお、上記及びにおいては、動的アン
バランスとして、外側ＤＵｏを対象としているが、内側
の動的アンバランスＤＵｉを対象としてもよく、また、
両者の合計（ＤＵｏ＋ＤＵｉ）を対象としてもよい。両
者の合計（ＤＵｏ＋ＤＵｉ）を対象とすると、修正錘の
合計量を最適化することができ、特にコスト面で優れ
る。

【００５９】また、ＲＦＶの値によらず動的アンバラン
スＤＵのみを最小にするモードや、動的アンバランスＤ
Ｕの値によらずＲＦＶの大きさのみを最小にするモード
を、上記及びに加えて設けてもよい。

【００６０】（４）その後、組み付け手段３０を用い
て、上記（３）で導出された組み付け位相にてタイヤを
ホイールのリムに組み付ける。

【００６１】すなわち、（３）で導出された組み付け位
相となるように、タイヤに対してホイールを当該位相差
に対応する角度だけ回転させて組み付ける。

【００６２】（５）タイヤをホイールに組み付けた後
に、ホイールのリム両端面１０，１２周上に修正錘Ｗ
ｏ，Ｗｉを付ける。

【００６３】修正錘Ｗｏ，Ｗｉは、リム組み付けタイヤ
の動的アンバランスＤＵｏ，ＤＵｉを打ち消すように、
それぞれ対角線上の相対する位置（位相差１８０ｄｅｇ
の位置）に付する。

【００６４】修正錘Ｗｏ，Ｗｉの位置及び大きさは、
（ａ）上記（２）で算出した動的アンバランスＤＵｏ，
ＤＵｉの位置及び大きさから求めてもよく、また、
（ｂ）組み付け後にリム組み付けタイヤの動的アンバラ
ンスの位置及び大きさを計測して求めてもよい。但し、
上記（ａ）によれば、リム組み付け後に動的アンバラン
スを測定する手間を省くことができるという利点があ
る。

【００６５】以下、具体例を挙げて説明する。

【００６６】以下に示すタイヤＴ−１とホイールＷ−１
を組み付ける場合について説明する。

【００６７】［タイヤＴ−１］ サイズ：２１５／６０Ｒ１６ ９５Ｈ 静的アンバランスＳＵｔ＝０．８ｋｇ−ｃｍ 偶力Ｃｔ＝２９ｇ 静的アンバランスＳＵｔに対する偶力Ｃｔｏの位相差＝
２９０ｄｅｇ 半径方向の力の変動ＦＶｔ（１次ハーモニック波形）：
図６（ａ） タイヤのＲＦＶ＝５０Ｎ 静的アンバランスＳＵｔに対するタイヤのＲＦＶの位相
差＝５１ｄｅｇ 縦ばね定数Ｋｏ＝２１８Ｎ／ｍｍ ［ホイールＷ−１］ サイズ：１６”（設定リム半径ｒ₀ ＝２０．３２ｃｍ） 静的アンバランスＳＵｗ＝０．７１ｋｇ−ｃｍ 偶力Ｃｗ＝１９ｇ 静的アンバランスＳＵｗに対する偶力Ｃｗｏの位相差＝
３２５ｄｅｇ 半径方向の振れの変動Ｒｖｗ（１次ハーモニック波
形）：図６（ｂ） Ｒｖｗの最大値と最小値の差＝０．２１０ｍｍ 静的アンバランスＳＵｗに対するＲｖｗ（最大値）の位
相差＝２５３ｄｅｇ。

【００６８】なお、タイヤＴ−１とホイールＷ−１の静
的アンバランスＳｔ，Ｓｗ、偶力Ｃｔ，Ｃｗ及び動的ア
ンバランスＤＵｔ，ＤＵｗの関係は、それぞれ図７
（ａ）及び（ｂ）に示す通りである。

【００６９】このタイヤＴ−１とホイールＷ−１を組み
付ける場合、上記（２）で、タイヤＴ−１の位相に対し
ホイールＷ−１の位相を５ｄｅｇずつずらして、各組み
付け位相における動的アンバランスＤＵｏ，ＤＵｉの大
きさ及び位相（タイヤの０ｄｅｇに対する動的アンバラ
ンスの位相差）を算出すると、図３に示す関係が得られ
る。図３に示すように、組み付け状態の外側の動的アン
バランスＤＵｏは、タイヤＴ−１とホイールＷ−１の位
相差が１５８ｄｅｇのとき（点Ｐ１のとき）に最小とな
り、その効果代は約７０ｇである。

【００７０】上記（２）で、タイヤＴ−１の位相に対し
ホイールＷ−１の位相を５ｄｅｇずつずらして、各組み
付け位相におけるＲＦＶの大きさ及び位相（タイヤの０
ｄｅｇに対するＲＦＶの位相差）を算出すると、図４に
示す関係が得られる。図４に示すように、組み付け状態
のＲＦＶは、タイヤＴ−１とホイールＷ−１の位相差が
３３８ｄｅｇのとき（点Ｐ２のとき）に最小となり、そ
の効果代は約９２Ｎである。

【００７１】この場合、上記（３）で最適状態が指定
されていると、図５に示すように、タイヤＴ−１とホイ
ールＷ−１の位相差が８４ｄｅｇのとき（点Ｐ３のと
き）に、外側の動的アンバランスＤＵｏ＝４４ｇ、ＲＦ
Ｖ＝７７Ｎとなって最適化される。そのため、位相差＝
８４ｄｅｇが組み付け位相に決定され、同位相差にて組
み付けると、図７（ｃ）に示すように、外側の動的アン
バランスＤＵｏ＝４４ｇ、内側の動的アンバランスＤＵ
ｉ＝３０ｇとなり、このときの動的アンバランスのタイ
ヤ基準点に対する位相は、外側ＤＵｏが６ｄｅｇ、内側
のＤＵｉが９２ｄｅｇとなる。これらの値は図３のグラ
フから読み取ることができる。

【００７２】そして、組み付け後、図８に示すように、
ホイールのリム両端面１０，１２円周上に動的アンバラ
ンスＤＵｏ，ＤＵｉを打ち消す修正錘Ｗｏ，Ｗｉを付け
る。詳細には、リムの外側端面１０の円周上において
は、外側の動的アンバランスＤＵｏの対角線上に相対す
る位置（タイヤ基準点から１８６ｄｅｇ）に、ＤＵｏと
同じ大きさの４４ｇの修正錘Ｗｏを付け、リムの内側端
面１２の円周上においては、内側の動的アンバランスＤ
Ｕｉの対角線上に相対する位置（タイヤ基準点から２７
２ｄｅｇ）に、ＤＵｉと同じ大きさの３０ｇの修正錘Ｗ
ｉを付ける。

【００７３】上記（３）で最適状態が指定されている
場合、図５に示すように、タイヤＴ−１とホイールＷ−
１の位相差が４５ｄｅｇのとき（点Ｐ４のとき）に、外
側の動的アンバランスＤＵｏ＝６２ｇ、ＲＦＶ＝５３Ｎ
となって最適化される。そのため、位相差＝４５ｄｅｇ
が組み付け位相に決定される。図３のグラフより、この
組み付け位相における外側の動的アンバランスＤＵｏ＝
６２ｇ（位相＝−１１ｄｅｇ）、内側の動的アンバラン
スＤＵｉ＝３６ｇ（位相＝８５ｄｅｇ）であるので、組
み付け後に付ける修正錘は、外側Ｗｏ＝６２ｇ（位相＝
１６９ｄｅｇ）、内側Ｗｉ＝３６ｇ（位相＝２６５ｄｅ
ｇ）である。

【００７４】図９（ａ）は、タイヤＴ−１における静的
アンバランスＳＵｔに対するＲＦＶの位相差と、ホイー
ルＷ−１における静的アンバランスＳＵｗに対するＲｖ
ｗ（最大値）の位相差とを様々に変更した場合におけ
る、最適化した場合と最適化しなかった場合との動的ア
ンバランスＤＵｏの差の最大値を示したものであり、図
９（ｂ）は、同ＲＦＶの差の最大値を示したものであ
る。最適化は上記最適状態によるものである。

【００７５】図１０（ａ）及び（ｂ）は、上記最適状態
について、図９（ａ）及び（ｂ）と同様の関係を示し
たものである。

【００７６】図９，１０に示すように、静的アンバラン
スＳＵｔに対するＲＦＶの位相差と、静的アンバランス
ＳＵｗに対するＲｖｗの位相差との関係により差異はあ
るものの、組み付け状態における動的アンバランスＤＵ
ｏとＲＦＶの双方を低減するという点に関し、ある一定
以上の効果が期待でき、実用性があることが分かる。

【００７７】次に、以下に示すタイヤＴ−２とホイール
Ｗ−２を組み付ける場合について説明する。

【００７８】［タイヤＴ−２］ サイズ：２１５／６０Ｒ１６ ９５Ｈ 静的アンバランスＳＵｔ＝０．３ｋｇ−ｃｍ 偶力Ｃｔ＝６ｇ 静的アンバランスＳＵｔに対する偶力Ｃｔｏの位相差＝
５０ｄｅｇ 半径方向の力の変動ＦＶｔ（１次ハーモニック波形）：
図１４（ａ） タイヤのＲＦＶ＝３２Ｎ 静的アンバランスＳＵｔに対するタイヤのＲＦＶの位相
差＝２５３ｄｅｇ 縦ばね定数Ｋｏ＝２１８Ｎ／ｍｍ ［ホイールＷ−１］ サイズ：１６”（設定リム半径ｒ₀ ＝２０．３２ｃｍ） 静的アンバランスＳＵｗ＝０．２４ｋｇ−ｃｍ 偶力Ｃｗ＝１２ｇ 静的アンバランスＳＵｗに対する偶力Ｃｗｏの位相差＝
１５ｄｅｇ 半径方向の振れの変動Ｒｖｗ（１次ハーモニック波
形）：図１４（ｂ） Ｒｖｗの最大値と最小値の差＝０．１０５ｍｍ 静的アンバランスＳＵｗに対するＲｖｗ（最大値）の位
相差＝２５３ｄｅｇ。

【００７９】このタイヤＴ−２とホイールＷ−２を組み
付ける場合、上記（２）で、タイヤＴ−２の位相に対し
ホイールＷ−２の位相を５ｄｅｇずつずらして、各組み
付け位相における動的アンバランスＤＵｏ，ＤＵｉの大
きさ及び位相を算出すると、図１１に示す関係が得られ
る。図１１に示すように、組み付け状態の外側の動的ア
ンバランスＤＵｏは、位相差が１９１ｄｅｇのとき（点
Ｐ５のとき）に最小となり、その効果代は約２４ｇであ
る。

【００８０】上記（２）で、タイヤＴ−２の位相に対し
ホイールＷ−２の位相を５ｄｅｇずつずらして、各組み
付け位相におけるＲＦＶの大きさ及び位相を算出する
と、図１２に示す関係が得られる。図１２に示すよう
に、組み付け状態のＲＦＶは、位相差が１８０ｄｅｇの
とき（点Ｐ６のとき）に最小となり、その効果代は約４
６Ｎである。

【００８１】この場合、上記（３）で最適状態が指定
されていると、図１３に示すように、タイヤＴ−２とホ
イールＷ−２の位相差が１８０ｄｅｇのとき（点Ｐ７の
とき）に、外側の動的アンバランスＤＵｏ＝６ｇ、ＲＦ
Ｖ＝９Ｎとなって最適化される。そのため、位相差＝１
８０ｄｅｇが組み付け位相に決定される。図１１のグラ
フより、この組み付け位相における外側の動的アンバラ
ンスＤＵｏ＝６ｇ（位相＝１６６ｄｅｇ）、内側の動的
アンバランスＤＵｉ＝９ｇ（位相＝−１０ｄｅｇ）であ
るので、組み付け後に付ける修正錘は、外側Ｗｏ＝６ｇ
（位相＝３４６ｄｅｇ）、内側Ｗｉ＝９ｇ（位相＝１７
０ｄｅｇ）である。

【００８２】上記（３）で最適状態が指定されている
場合、図１３に示すように、タイヤＴ−２とホイールＷ
−２の位相差が１９１ｄｅｇのとき（点Ｐ８のとき）
に、外側の動的アンバランスＤＵｏ＝５ｇ、ＲＦＶ＝１
１Ｎとなって最適化される。そのため、位相差＝１９１
ｄｅｇが組み付け位相に決定される。図１１のグラフよ
り、この組み付け位相における外側の動的アンバランス
ＤＵｏ＝５ｇ（位相＝−１６０ｄｅｇ）、内側の動的ア
ンバランスＤＵｉ＝８ｇ（位相＝−４ｄｅｇ）であるの
で、組み付け後に付ける修正錘は、外側Ｗｏ＝５ｇ（位
相＝２０ｄｅｇ）、内側Ｗｉ＝８ｇ（位相＝１７６ｄｅ
ｇ）である。

【００８３】図１５（ａ）は、タイヤＴ−２における静
的アンバランスＳＵｔに対するＲＦＶの位相差と、ホイ
ールＷ−２における静的アンバランスＳＵｗに対するＲ
ｖｗ（最大値）の位相差とを様々に変更した場合におけ
る、最適化した場合と最適化しなかった場合との動的ア
ンバランスＤＵｏの差の最大値を示したものであり、図
１５（ｂ）は、同ＲＦＶの差の最大値を示したものであ
る。最適化は上記最適状態によるものである。

【００８４】図１６（ａ）及び（ｂ）は、上記最適状態
について、図１５（ａ）及び（ｂ）と同様の関係を示
したものである。

【００８５】図１５，１６に示すように、タイヤＴ−２
とホイールＷ−２との組み合わせの場合、上述したタイ
ヤＴ−１とホイールＷ−１との組み合わせの場合と異な
り、動的アンバランスＤＵｏもＲＦＶも設定値を超える
組み付け状態となることがないため、図１５の場合であ
ればＤＵｏに関係なくＲＦＶの大きさのみを最適化する
場合と同じ結果となり、図１６の場合であればＲＦＶに
関係なくＤＵｏのみを最適化する場合と同じ結果とな
る。そのため、このタイヤＴ−２とホイールＷ−２との
組み合わせでは、ＲＦＶとＤＵｏのいずれか一方のみが
最適化されているとも言える。しかし、上述した最適状
態，による組み付け方法を適用しているため、みか
け上では最適化されていないもう一方（即ち、最適状態
（図１５）ではＤＵｏ、最適状態（図１６）ではＲ
ＦＶ）も、所定の値以下であって、問題となるレベルに
はないことが保証されている点で意義がある。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
タイヤとホイールを実際に組み付ける前に、各組み付け
位相における組み付けタイヤのＲＦＶと動的アンバラン
スを同時にシュミレートし、その結果に基いて組み付け
位相を決定するので、ＲＦＶと動的アンバランスの双方
の要求特性を満たす状態にて組み付けることができる。
そのため、ＲＦＶに起因する振動の発生を抑えつつ、修
正錘をできるだけ小さくして外観やコスト性を高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態に係るタイヤとホイールの
組み付け方法のフローチャートである。

【図２】本発明の１実施形態に係るタイヤとホイールの
組み付け装置のブロック図である。

【図３】タイヤＴ−１とホイールＷ−１とを組み付ける
例における組み付け位相差と動的アンバランスとの関係
を示すグラフである。

【図４】タイヤＴ−１とホイールＷ−１とを組み付ける
例における組み付け位相差とＲＦＶとの関係を示すグラ
フである。

【図５】タイヤＴ−１とホイールＷ−１とを組み付ける
例における組み付け位相差と動的アンバランス及びＲＦ
Ｖとの関係を示すグラフである。

【図６】（ａ）は、タイヤＴ−１の半径方向の力の変動
ＦＶｔを示すグラフであり、（ｂ）は、ホイールＷ−１
の半径方向の振れの変動Ｒｖｗを示すグラフである。

【図７】タイヤＴ−１とホイールＷ−１の組み付けの例
における静的アンバランスと偶力と動的アンバランスと
の関係を示す平面図であり、（ａ）はタイヤでの関係、
（ｂ）はホイールでの関係、（ｃ）は両者の組み付け状
態における関係をそれぞれ示している。

【図８】タイヤＴ−１とホイールＷ−１の組み付けの例
における動的アンバランスと修正錘の関係を示す立体図
である。

【図９】タイヤＴ−１とホイールＷ−１の組み付けの例
における最適状態による効果を示すグラフであり、
（ａ）は動的アンバランスについて、（ｂ）はＲＦＶに
ついて示している。

【図１０】タイヤＴ−１とホイールＷ−１の組み付けの
例における最適状態による効果を示すグラフであり、
（ａ）は動的アンバランスについて、（ｂ）はＲＦＶに
ついて示している。

【図１１】タイヤＴ−２とホイールＷ−２とを組み付け
る例における組み付け位相差と動的アンバランスとの関
係を示すグラフである。

【図１２】タイヤＴ−２とホイールＷ−２とを組み付け
る例における組み付け位相差とＲＦＶとの関係を示すグ
ラフである。

【図１３】タイヤＴ−２とホイールＷ−２とを組み付け
る例における組み付け位相差と動的アンバランス及びＲ
ＦＶとの関係を示すグラフである。

【図１４】（ａ）は、タイヤＴ−２の半径方向の力の変
動ＦＶｔを示すグラフであり、（ｂ）は、ホイールＷ−
２の半径方向の振れの変動Ｒｖｗを示すグラフである。

【図１５】タイヤＴ−２とホイールＷ−２の組み付けの
例における最適状態による効果を示すグラフであり、
（ａ）は動的アンバランスについて、（ｂ）はＲＦＶに
ついて示している。

【図１６】タイヤＴ−２とホイールＷ−２の組み付けの
例における最適状態による効果を示すグラフであり、
（ａ）は動的アンバランスについて、（ｂ）はＲＦＶに
ついて示している。

【図１７】（ａ）はタイヤの静的アンバランスと偶力と
動的アンバランスとの関係を示す立体図であり、（ｂ）
はその側面図、（ｃ）はその平面図である。

【図１８】図１７の関係を２次元的に示した図である。

【図１９】タイヤの半径方向の力の変動ＦＶｔを示すグ
ラフである。

【符号の説明】

Ｓｔ……タイヤの静的アンバランスのリム周上における
ベクトル量 Ｓｗ……ホイールの静的アンバランスのリム周上におけ
るベクトル量 Ｓ……組み付け状態での静的アンバランスのリム周上に
おけるベクトル量 Ｃｔ……タイヤの偶力 Ｃｗ……ホイールの偶力 Ｃ……組み付け状態での偶力 ＤＵｏ……組み付け状態での外側の動的アンバランス ＤＵｉ……組み付け状態での内側の動的アンバランス Ｗｏ，Ｗｉ……修正錘

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タイヤについて、その半径方向の力の変
   動、縦ばね定数、静的アンバランスの大きさ及びその周
   方向における位置、並びに偶力の大きさ及びその周方向
   における位置を検出するとともに、 ホイールについて、その半径方向の振れの変動、静的ア
   ンバランスの大きさ及びその周方向における位置、並び
   に偶力の大きさ及びその周方向における位置を検出し、 検出されたタイヤの半径方向の力の変動と縦ばね定数、
   及びホイールの半径方向の振れの変動を用いて、タイヤ
   とホイールの組み付け位相を所定の角度ずつ変更させな
   がら、各組み付け位相における組み付け状態でのラジア
   ルフォースバリエイションを算出するとともに、 検出されたタイヤとホイールの静的アンバランスの大き
   さ及び位置と偶力の大きさ及び位置を用いて、タイヤと
   ホイールの組み付け位相を所定の角度ずつ変更させなが
   ら、各組み付け位相における組み付け状態での動的アン
   バランスを算出し、 この算出結果に基づいてラジアルフォースバリエイショ
   ンと動的アンバランスが所定の最適状態となる組み付け
   位相を導出し、 この導出された組み付け位相でタイヤをホイールのリム
   に組み付けることを特徴とするタイヤとホイールの組み
   付け方法。
2. 【請求項２】組み付け位相の導出に際し、リム組み付け
   タイヤの動的アンバランスの大きさを所定の値以下に制
   限した下でラジアルフォースバリエイションの大きさが
   最小となるときの位相を、組み付け位相に決定すること
   を特徴とする請求項１記載の組み付け方法。
3. 【請求項３】組み付け位相の導出に際し、リム組み付け
   タイヤのラジアルフォースバリエイションの大きさを所
   定の値以下に制限した下で動的アンバランスの大きさが
   最小となるときの位相を、組み付け位相に決定すること
   を特徴とする請求項１記載の組み付け方法。
4. 【請求項４】タイヤをホイールに組み付けた後に、動的
   アンバランスの上記算出結果に基づいて、ホイールのリ
   ム端面周上に修正錘を付けることを特徴とする請求項１
   記載の組み付け方法。
5. 【請求項５】タイヤについて、その半径方向の力の変
   動、縦ばね定数、静的アンバランスの大きさ及びその周
   方向における位置、並びに偶力の大きさ及びその周方向
   における位置を検出するタイヤデータ検出手段と、 ホイールについて、その半径方向の振れの変動、静的ア
   ンバランスの大きさ及びその周方向における位置、並び
   に偶力の大きさ及びその周方向における位置を検出する
   ホイールデータ検出手段と、 検出されたタイヤの半径方向の力の変動と縦ばね定数、
   及びホイールの半径方向の振れの変動を用いて、タイヤ
   とホイールの組み付け位相を所定の角度ずつ変更させな
   がら、各組み付け位相における組み付け状態でのラジア
   ルフォースバリエイションを算出するとともに、 検出されたタイヤとホイールの静的アンバランスの大き
   さ及び位置と偶力の大きさ及び位置を用いて、タイヤと
   ホイールの組み付け位相を所定の角度ずつ変更させなが
   ら、各組み付け位相における組み付け状態での動的アン
   バランスを算出する算出手段と、 この算出結果に基づいてラジアルフォースバリエイショ
   ンと動的アンバランスが所定の最適状態となる組み付け
   位相を導出する組み付け位相導出手段と、 この導出された組み付け位相でタイヤをホイールのリム
   に組み付ける組み付け手段とを備えることを特徴とする
   タイヤとホイールの組み付け装置。
6. 【請求項６】前記最適状態を指定する最適状態指定手段
   を備え、 この最適状態指定手段が、下記又はの最適状態の中
   からいずれか１つを指定するよう構成されていることを
   特徴とする請求項５記載の組み付け装置。 リム組み付けタイヤの動的アンバランスの大きさを
   所定の値以下に制限した下でラジアルフォースバリエイ
   ションの大きさが最小となる状態。 リム組み付けタイヤのラジアルフォースバリエイシ
   ョンの大きさを所定の値以下に制限した下で動的アンバ
   ランスの大きさが最小となる状態。