JP3305713B2 - 車輪組立体をバランスさせる方法 - Google Patents

車輪組立体をバランスさせる方法

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JP3305713B2 JP50068392A JP50068392A JP3305713B2 JP 3305713 B2 JP3305713 B2 JP 3305713B2 JP 50068392 A JP50068392 A JP 50068392A JP 50068392 A JP50068392 A JP 50068392A JP 3305713 B2 JP3305713 B2 JP 3305713B2
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    • F16F15/36—Correcting- or balancing-weights or equivalent means for balancing rotating bodies, e.g. vehicle wheels operating automatically, i.e. where, for a given amount of unbalance, there is movement of masses until balance is achieved
    • F16F15/366—Correcting- or balancing-weights or equivalent means for balancing rotating bodies, e.g. vehicle wheels operating automatically, i.e. where, for a given amount of unbalance, there is movement of masses until balance is achieved using fluid or powder means, i.e. non-discrete material

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、乗用車、トラックや航空機などの車輪組立
体をバランスする方法に関する。
本発明に関連する技術としては、1959年10月20日に特
許が認められた特許No.2,909,389（ジョン Ｃ・ウィル
ボーン）がある。この特許によれば、球状のおもりをチ
ューブ内に配設し、そのチューブをバイアスタイヤに配
置し、そのバイアスタイヤを車輪に装着し、そしてその
車輪を車輌に装着するものである。車輪が回転すると、
球状のおもりがチューブ外壁の内面に投げ出され、その
おもりが適当な位置におさまることによって車輪の不平
衡が修正されるというものである。この方法は自動車の
車輪をバランスさせる従来の方法とは異なるもので、車
輪のリムの縁に鉛のおもりを取付け、適当にバランスさ
せることによって、車輌の振動を低減させ、さらにタイ
ヤの偏磨耗、ペアリング、ショックアブソーバ、ステア
リング機構、その他の車両部分の過度の磨耗を低減させ
るものである。しかし、図３に示された一見球状の形状
以外には、そのおもりの詳しい寸法、形状、設計は本特
許には明記されていない。同じ特許権保有者は1956年３
月６日に特許No.2,737,420を与えられている。その特許
によれば、リム内に環状のチャンネルを形成して、その
中に液体と球状おもりを挿入することによって車輪をバ
ランスさせるというものである。本特許においては、こ
れら球状おもりは鉛又は鋼鉄の球であると述べられてい
る。従って、これらの特許は鉛又は鋼鉄の球から成る球
状おもり自体を使用して、あるいは液体を一緒に使用す
ることによって、タイヤの回転によって生じる遠心力に
さらされたバイアスタイヤをバランスさせている。
本発明の要旨 本発明の方法によれば、車両に装着されたタイヤが回
転する際に生じる力の変動と遠心力とを利用して車輪組
立体をバランスさせる。しかし、ウィルボーンの特許を
含めた従来の方法とは異なり、本発明のバランス方法
は、車輪組立体を使用中に車輪組立体内に存在し、且つ
車両の速度と負荷が変化するにつれてほぼ連続的に変化
する諸力を利用している。従って、本方法はいわゆる
“不平衡”に起因する振動を低減させるだけでなく、過
度のラジアル方向ランアウトや横方向のトレッド面の力
の変動によって生じる振動も低減させるものである。こ
の振動の低減は、米国標準メッシュ８乃至200（2.13mm
乃至0.075mm）の範囲内の任意の粒径の粒子である粉粒
材であって、全ての走行状態でのタイヤ膨脹およびタイ
ヤ温度のことでタイヤ内において自由に移動可能であ
り、タイヤ内の他の粉粒材とは互いに別々に移動可能で
あり、粘着性が無く、温度的に安定である粉粒材（ポリ
マー／コポリマー粉粒材）を利用し、タイヤの全フット
プリント（足跡）上の力の変動を均等化することによっ
て実現している。このような粉粒材が存在するので、タ
イヤと路面間のインパクト（衝撃力）が増大して振幅が
増大すると、ラジアル方向の力の変動を解消し負荷を均
等化させるように、粉粒材は特定の領域に強制的に移動
させられる。すなわち、大きな衝撃力の反対側領域に多
量の粉粒材を強制的に移動させ、小さな衝撃力の反対側
領域には少量の粉粒材が留まる。扱われる衝撃力は側壁
から側壁の間においてトレッドのフットプリントを横切
る方向及びタイヤの円周に沿った方向の力である。この
ように、タイヤと路面の問のいずれの位置に負荷力がか
かっても、連続的にタイヤが回転しタイヤの負荷力に変
動が生じると、粉粒材が移動して、全てのラジアル力の
変動を均等化させ車輪組立体を完全にバランスさせる。
上記のバランスは瞬時に達成される。なぜならポリマ
ー／コポリマー粉粒材は比較的に軽く、従って常時変動
している負荷力の下で急速に移動するからである。さら
に、ポリマー／コポリマー粉粒材等の粉粒材の樹脂はタ
イヤの内部ライナーとよく合っており、内部ライナーを
なめらかにさせ、それによってライナーに柔軟性を付与
している。通常、内部ライナーの可塑材は内部ライナー
から出てタイヤ本体を通っ出ていく傾向があり、それに
よってゴムが劣化し内部ライナーの孔が増え、タイヤの
側壁に亀裂が入るという問題が生じる。しかし、本発明
では粉粒材ポリマー／コポリマー合成粉粒材等の粉粒材
を使用しており、それが軽いので、負荷力に変動が生じ
ても瞬時にその変動に応答できるだけでなく、ポリマー
樹脂の粉粒材の潤滑性によって内部ライナーとタイヤの
寿命は長くなる。
熱硬化性樹脂等の本願発明を構成するポリマー／コポ
リマーである粉粒材は、その性質により粉粒材が全ての
走行状態でのタイヤ膨脹およびタイヤ温度のもとでタイ
ヤ内において自由に移動可能であり、タイヤ内の他の粉
粒材とは互いに別々に移動可能であり、粘着性が無く、
温度的に安定であるという特質を有するように処理され
ている。したがって、実際にタイヤ自体の温度を変更し
ても、この化合物は熱的安定を維持される。一方、ゴム
（Ground rubber）製品や他のプラスチック（多くのサ
ーモプラスチックのようなもの）は、上記特質を有する
ように単純に処理されていない。したがって、そのよう
な粒状の材料の全部または部分的な固まりがタイヤが中
位の温度から高温において生じ、この粒子が互いに貼着
し始める。たとえもし、（粉の）凝集によりサイズが大
きくなった粒子が、求心力が大きな粒子をタイヤのバラ
ンスのためにある位置に十分に動かすことができるのに
十分であるため、タイヤをバランスすることができると
しても、このような変化状態にある粒子はタイヤに働く
外部の半径方向および横方向の変動に応答して種方向お
よび横方向に分配されることはない。
さらに、本願発明では粉粒材として、タイヤのバラン
スを取るためにタイヤの内部に置かれ、タイヤの振動を
吸収するゴム粒子のように振動を吸収するものではな
く、タイヤ内で継続的に一様にあるいは対向して入って
くる力と直接対する位置にそれ自体を適応させる固体の
粒子を使用しているから、タイヤのバランスをとるとと
もに横方向および半径方向の力の振動を減らすことがで
きる。
なお、本願発明では粉粒材の選定において熱の安定性
についての重要性および十分性について明らかに認識し
ており、本願発明に従って熱硬化性樹脂、あるサーモプ
ラスチック樹脂あるいはコポリマーは、使用のための十
分な熱的安定を有するように処理される。
なお、粉粒材は、米国標準メッシュ８乃至200（2.13m
m乃至0.075mm）の範囲内の任意の粒径の粒子である粉粒
材であることを要する。
このように本願発明は、粉粒物として米国標準メッシ
ュ８乃至200（2.13mm乃至0.075mm）の範囲内の任意の粒
径の粒子である粉粒材であって、全ての走行状態でのタ
イヤ膨脹およびタイヤ温度のもとでタイヤ内において自
由に移動可能であり、タイヤ内の他の粉粒材とは互いに
別々に移動可能であり、粘着性が無く、温度的に安定で
あるポリマー／コポリマーである粉粒材を使用し、車輪
組立体が回転すると、タイヤ内の粉粒材は、負荷衝撃力
の位置と強さに応答して、負荷衝撃力の大きさと反比例
する量の粉粒材がタイヤ内の各位置に配置されるよう
に、タイヤの横方向および円周方向に、それぞれ急速か
つほぼ連続的に移動し、これにより連続的にタイヤの平
衡をとり車輪組立体の半径方向および横方向の力の変動
を均等化するものとしたから、これにより、全ての走行
状態でラジアルタイヤからなる車輪組立体を可及的に瞬
時にバランスさせ、この状態を可及的に維持することが
できる。
上記目的及び以下に記述される他の目的、さらに本発
明の本質は以下の記述、クレーム及び図面によりさらに
明らかになるであろう。
図面の簡単な説明 図１は、リムに装着されたタイヤを含む従来の車輪組
立体の一部破断側面図であり、タイヤトレッドの下部又
はフットプリントが路面などの支持面に圧接している状
態を示す。
図２は、図１の車輪組立体の軸に沿う縦断面図であ
り、負荷が加えられた状態でタイヤが路面に体積してい
る時のフットプリントの横方向の幅を示す。
図３は、図２を拡大したもので、タイヤ弁からポリマ
ー／コポリマー合成樹脂粉粒材をタイヤ内部に堆積させ
る方法を示す。
図４は、図３のタイヤ内に粉粒材を注入する装置の断
面図で、空気バルブを通してタイヤ内に粉粒材を注入す
る際にタイヤバルブから外したバルブコアを示す。
図５は、回転中の図３の車輪組立体の断面図で、タイ
ヤが回転する際に、異なった大きさの複数のラジアル負
荷力がタイヤと路面との間で作用しているのを示すと共
に、ポリマー粉粒材が可変ラジアル衝撃力に比例して図
３に示す位置から移動する様子を示す。
図６は、図５のタイヤのバランス状態における回転走
行中において、衝撃力と粉粒材のタイヤに対する位置と
の関係を示すグラフである。
図７〜10は、４つの異なるテスト条件でテスト車両を
試験したときに検出された車輪の振動の大きさを示す。
図11は、テスト車両と運転台の振動の大きさを示すグ
ラフである。
図12は、テスト車両と運転台の振動の大きさを示すグ
ラフである。
好ましい実施例の説明 まず図１と図２において、符号10は従来の車輪組立体
を示し、タイヤ11と金属リム12から成る。リム12には軸
14を有するタイヤバルブ又は空気バルブが設けられてい
る。軸14は内部ネジ山15（図４）を有し、その内部ネジ
山に対して、外部ネジ山を有する従来のバルブコア16が
ネジ込まれている。図４では、このバルブコアは軸14か
ら外された状態になっている。通常の運転状態において
は、バルブコア16はネジ山15によってタイヤバルブ13の
軸14にネジ込まれている。バルブ軸14はまた通常の外部
ネジ山18を有する。タイヤ10はラジアルタイヤである。
バイアスタイヤは半径方向にほとんどたわまないが、ラ
ジアルタイヤは半径方向にたわむ傾向がある。このこと
は運転中に側壁SW1,SW2（図１、２、３、５）を見れば
分かる。後者の場合、路面Ｒにタイヤが圧接すると、側
壁が外方に膨らむ。たわみ量は、車両の全負荷や速度等
によって変わり、また負荷力は、小さい乗用車でもまた
トラクタートレーラのような大きな車両においても、車
輪組立体によって変わる。例えば運送業界によくあるよ
うに、重い鋼材を満載して時速60マイルで走っているト
ラクタートレーラは、何も搭載していない時よりもラジ
アル負荷力が大きく、従ってタイヤのたわみも大きい。
さらに負荷が増えると、タイヤのたわみも増大し全体の
タイヤの半径は減少する。もし鉛のおもりをリムに設け
て車輪組立体を従来の方法でバランスさせた場合、特定
の負荷及び限定された速度範囲でしか鉛のおもりは有効
に作用しない。従って、車輪組立体を今日の高度な電子
バランス装置でバランスさせた場合でも、車輪は全ての
速度範囲と全てのラジアル力範囲でバランスすることは
ない。しかし本発明に従えば、以下の詳細に述べるよう
にラジアルタイヤ11はバランスできる。
また、ラジアルタイヤ11の下部又はフットプリントＢ
は長さＬと横幅Ｗで規定され、これが車輪組立体10が静
止又は回転しているときに、支持面又は路面Ｒに瞬間的
に圧接しているタイヤ部分の領域を表わす。タイヤ11に
は従来の外部タイヤトレッドＴと従来の方法でリム12に
係合する側壁SW1,SW2のビードB1,B2が設けられている。
車輪組立体10及び車両（図示せず）の他の同様な車輪
組立体が適切且つ完全にバランスされていない場合、車
輪回転中に生じる不平衡状態によって、タイヤは偏磨耗
し、車輪ベアリングは過度に磨耗し、ショックアブソー
バーは異常に大きな振幅と速度で動作し、ステアリング
のリンク機構は過度に振動磨耗し、車両の乗り心地が悪
くなり危険になるだけでなく、車両全体の部品が過度に
磨耗してしまう。これらの問題は自動車において顕著で
あり、しかもトラックタイヤのように非常に大きなタイ
ヤを使用した場合、問題は大きくなる。トラックタイヤ
は非常に高価であり、アンバランスを放置すればトラッ
クタイヤの寿命、安全、タイヤの再トレッディンクにも
悪影響を及ぼす。さらに、18車両のトレーラ又は他の大
きな車両を長時間続けて走らせることは長距離運送では
珍しくないが、そのような場合、運転手は過度に疲労し
危険である。
もし車輪組立体10を鉛のおもりを使って、静止あるい
はダイナミックバランシングによりできるだけ完全にバ
ランスさせたとしても、路面条件が変わったり、タイヤ
11が磨耗したり、車両の負荷が変わったりすると、車輪
組立体10のバランス状態は完全から程遠い状態となる。
従って車輪組立体10をバランスさせるだけでなく、バラ
ンスさせた状態を保持しなければならない。あるいは先
程述べた負荷のかかったトラクタートレーラと無負荷の
トレーラの場合のように、従来の運用において生じるで
あろう、路面状態、負荷、速度等の変化に即応してバラ
ンシングを変化させることによりバランス状態を保つよ
うにしなければならない。従って、路面Ｒに対して車輪
組立体10が回転して負荷力が変化するとき、力の変動を
均等化して車輪のバランス及び負荷力の均等化を確立
し、または維持しなければならない。またそのようなバ
ランシングと負荷力均等化の応答時間は、タイヤと路面
間の力又は力の大きさに関わらずほぼ瞬時でなければな
らない。
本発明によれば、車輪組立体10をバランスし、それを
バランス状態に保つことは、U.S.Technology Corporati
on of 79 Connecticut Mills Avenue,Danielson,CT 062
39が製造しているPOLYPLUS等のポリマー／コポリマー合
成材の顆粒又は粉末20を車輪組立体10のタイヤ11内部に
充填することによって行う。上記粉粒材20はホルムアル
デヒド尿素の重合熱硬貨背樹脂であり、以下の寸法範囲
で入手可能である。
なお、「樹脂」とは固化された状態の樹脂を明らかに
意図したものであり、「尿素ホルムアルデヒド熱硬化性
樹脂」は、「重合された」後のホルムアルデヒド尿素の
重合熱硬化性樹脂を意味している。
粉粒材20は非揮発性、非毒性、非腐食性であり、以下
の特性を含んでいる。
粉粒材20は、重合した尿素の成形組成物（70％重
量）、アルファセルロース充填剤（28％重量）及び顔量
や添加物（２％重量）から成っている。
表Ａに示したスクリーン寸法の範囲の他に、本発明に
おいて特に有効であると認められる粉粒材20の別の特性
範囲を以下に示す。
この粒子寸法範囲は微粉と考えられる範囲であり、表
示したスクリーン寸法範囲（40−200）内に於て、約60
％の粒子は50−100のスクリーン寸法である。つまり、
約60％は0.0117−0.0059インチ又は0.300−0.150mmであ
る。表Ｃの粉粒材20の他の特性を以下に示す。
所定量の粉粒材20はタイヤ11をリム12に装着する前
に、タイヤ11の内部Ｉに入れてよい。しかし、粉粒材20
の充填は、タイヤ11をリム12に取付けた後に、タイヤバ
ルブ又は空気バルプ13を通じて行なうのがより好まし
い。そのために、装置30（図４）を使用する。この装置
には粉粒材20を収容する高圧源31が設けられている。こ
の高圧源31は例えば、粉粒材20を収容した圧力タンクで
あり、従来の方法で粉粒材20を充填し圧力がかけられ
る。粉粒材20はライン32を通してタンク31に導入され
る。ライン33は高圧空気源又はポンプＰに接統されてい
る。ライン34には手動で開閉されるバルブ35が設けられ
ている。ライン34はノズル37内に設けたネジ山を有する
入り口ポート36に接続されている。ノズル37は軸穴38と
対向穴40を有し、対向穴40にはＯリングシール41および
バルブ軸14の外部ネジ山18に螺合するネジ山42が設けら
れている。ハンドル43は軸穴38に対して摺動且つ回転可
能なロッド44を有し、ロッド44は、またノズル37に設け
た別のＯリングシール45によって軸穴38に対してシール
されている。ロッド44の下端部46は二叉に分かれてお
り、バルブコア16の通常のスロット（符号なし）に係合
している。ハンドル43とロッド44が図４に示す位置を越
えて上方に退くことがないように、適当な防止手段（図
示せず）が設けられている。バルブコア16が、そのネジ
山19と軸14のネジ山15との螺合により軸14にネジ込まれ
ている場合、ハンドル43を右に回転することによってバ
ルプコア16を軸15の螺合から解除することができる。ネ
ジ山15と19が完全に離れると、タイヤ内部Ｉの空気圧に
よってバルブコア16とハンドル43が図４に示す最も外側
の位置に押される。これによって、入り口ポート36は軸
穴38及びタイヤ11の内部Ｉと軸14を通して連通する。バ
ルブ35は開いており、タンク又は圧力源31の圧力はタイ
ヤ内部Ｉの圧力（ゼロの場合もある）よりも大きいの
で、粉粒材20は導管34、入り口ポート36、軸穴38、軸14
を通ってタイヤ内部Ｉに流入しそこにマウンドＭが堆積
する（図３）。タイヤ内部Ｉに堆積する粉粒材の正確な
量／重さは容易に制御できる。例えば、最初にタイヤ内
部Ｉの圧力を求め、ライン33を通してタイヤ内部Ｉの圧
力よりも相当高い圧力にタイヤ31を加圧し、その後パル
プ35を所定時間開放してタンク31内の過圧によって、特
定のサイズのタイヤ11をバランスさせるのに必要な正確
な重量の粉粒材20を注入する。粉粒材20の注入が完了し
バルブ35が閉じられると、ハンドル43は下方に押し込ま
れバルブコア16は再びネジ山19、15を通して軸14にネジ
込まれる。この工程は車両の各車輪組立体10のタイヤ11
に対して繰り返される。全てのタイヤに対してこの工程
が完了したら、単に車両を路面Ｒ上で走らせる。すなわ
ち、各車輪組立体10は路面Ｒ上で回転すると、負荷力又
はラジアルカの変動が均等化されるので、以下に述べる
ように車輪組立体は完全にバランスされる。
図５と図６は、車輪組立体が回転する際に、路面Ｒと
車輪下部又はフットプリントＢのトレッドＴとの間で連
続的に作用する多数のラジアル衝撃力（Fn）を示す。そ
のような力Fnは、フットプリントＢの横幅Ｗと長さＬの
領域内で無限の位置において無限の数だけ存在する。図
５と図６では、そのような衝撃力F1〜F5を図式的に各々
P1〜P5の位置に示す。図６に示すように各衝撃力位置に
おけるタイヤの磨耗、各衝撃力位置における路面状態、
各車輪組立体にかかる負荷等の要素が異なるため、力F1
〜F5は互いに異なるものと仮定した。従って、最も小さ
い衝撃力は位置P1における力F1であり、最も大きい衝撃
力は位置P2における力F2である。再び断っておくが、こ
れらの力F1〜F5は、側壁SW1とSW2の間のタイヤ11を横方
向に横切って作用し、またタイヤ内部に沿って円周方向
に作用する無数の力の一例に過ぎず、連続的に発生し、
車輪組立体10が回転すると変化するものである。これら
の衝撃力が車輪組立体の回転中に発生すると、粉粒材20
は衝撃力Fnの位置と強さに応じて、マウンドＭ（図３）
から移動する。個々の顆粒体、粉体、微粉体20の移動後
における粉粒材の存在量は、衝撃力の大きさに反比例す
る。例えば、最大の力F1（図６）は位置P1にあり、これ
らの最大力F1によって粉粒材20は位置P1から離れるよう
に移動させられ、位置P1には僅かな量の粉粒材が残るだ
けとなる。なぜならそこの負荷力は最大だからである。
反対に、衝撃力F2は位置P2にあって最も小さい。従って
より多くの粉粒材20がそこに残る（図５）。すなわち、
衝撃力が最大（例えばF1）の位置において、粉粒材20の
量は最も少なく、最小の衝撃力位置（本例ではP2）にお
いて粉粒材20の量は比例的に大きくなる。このように浮
揚力か生じるのでラジアルの変動は均等化される。従っ
て、振動または衝撃力Fnは粉粒材20を強制的に衝撃力の
大きい領域F1、すなわち最大の不平衡F1の領域から連続
的に最小衝撃力、すなわち最小不平衡F2の領域へ移動さ
せる。粉粒材20はこれら衝撃力Fnによって横方向と円周
方向に移動するが、もし単一の力と粉粒材20の単一の粒
子をとりだして考えてみると、原因と結果の観点からみ
ると最大衝撃力Fnの点における一つの粒子は理論的には
そこから180゜の方向へ移動させられる。適切な量の粉
粒材20があると、可変力Fnはその衝撃によってタイヤ内
部Ｉに浮揚効果を生じさせ、それがフットプリントに加
えられたラジアル力変動を均等化させ、最終的に車輪組
立体11全体が円周方向と横方向に完全にバランスする。
このように、タイヤ組立体10の回転によってエネルギー
すなわち力Fnが発生するが、この力を利用して粉粒材20
を適切に配置させることにより揚力とバランスを確立さ
せてなめらかな走りを得ることができる、さらに、粉粒
材20のポリマー／コポリマー特性により、車輪組立体10
が回転する時に発生する路面共振は吸収される。
なお、上述した粉粒材20の動きについて、さらに詳細
に説明すると、タイヤが静止しているとき、粉粒材20は
タイヤ11の底に沈んでおり、粉粒材20はタイヤ11のイン
ナーライナーや側壁に貼着しない。タイヤ11が回転する
と、材料の粒子がタイヤ11を横切って横方向およびタイ
ヤの回りを円周方向に移動した位置に、急速に分配され
る。タイヤ11に外部から追加の力（乗物の積み荷、規則
正しくされていない道の表面からの振動等）が加わる
と、粒子はいつもそれ自身をそれらの力に応答して再分
配する。ここで再び、粒子はそれ自身タイヤ11のライナ
ーや側壁に貼着することはない。
このように粉粒材は、米国標準メッシュ８乃至200
（2.13mm乃至0.075mm）の範囲内の任意の粒径の粒子で
ある粉粒材であって、全ての走行状態でのタイヤ膨脹お
よびタイヤ温度のもとでタイヤ内において自由に移動可
能であり、タイヤ内の他の粉粒材とは互いに別々に移動
可能であり、粘着性が無く、温度的に安定であるポリマ
ー／コポリマーであって、車輪組立体が回転すると、タ
イヤ内の粉粒材は、負荷衝撃力の位置と強さに応答し
て、負荷衝撃力の大きさと反比例する量の粉粒材がタイ
ヤ内の各位置に配置されるように、タイヤの横方向およ
び円周方向に、それぞれ急速かつほぼ連続的に移動し、
これにより連続的にタイヤの平衡をとり車輪組立体の半
径方向および横方向の力の変動を均等化するものとした
から、これにより、全ての走行状態でラジアルタイヤか
らなる車輪組立体を可及的に瞬時にバランスさせ、この
状態を可及的に維持することができる。
また、本発明の有効性と車輪組立体をバランスさせる
粉粒材20の有効性を、負荷９トンのGMCシリーズ7000ス
テークボディトラックを使ってテストした。ボディトラ
ックには振動トランスデューサを右前輪車軸に設け、振
動データをCSIスペクトル分析器を使って調べた。前輪
タイヤはファイヤストーン製11R22.5、タイヤ圧力は90p
si（ポンド／平方インチ）、スクリーンサイズ10−40
（表Ａ）の粉粒材20を24oz（オンス）だけタイヤ内部Ｉ
に配置した。４回走行テストを行なった。各テーパにお
いて、通常のコンクリートハイウェイ上でトラック速度
をできるだけ時速60マイルに近づけて５〜７分走らせ、
その間データを取って平均した。路面は乾いており外気
温度は72゜Fであった。
４回のテスト走行は以下の通り。
1:粉粒材20を加えないトラックを使用。
2:24oz（オンス）の鉛を右前輪に装着し粉粒材20は加
えないトラックを使用。
3:上記の量の粉粒材20の各前輪タイヤに加え、24オン
スの鉛は右前輪に装着したままのトラックを使用。
4:24オンスの鉛を右前輪から取り除き粉粒材20を各タ
イヤ内部に残したトラックを使用。
テスト走行１〜４の平均データをプロットしたものを
図７〜10に示す。各テスト走行における振動の測定結果
をmil単位（1mil＝0.001インチ）で以下にまとめた。
テスト走行 振幅 第１テスト走行 そのままの状態のトラック 17.57MILS 第２テスト走行 24オンスの鉛を右前輪に装着 32.90MILS 第３テスト走行 粉粒材を充填 19.16MILS 第４テスト走行 24オンスの鉛を除去 6.93MILS 特に、全ての鉛のおもりを除去した第４テスト走行に
おいて、粉粒材20が車輪の振動を相当に減少させている
事実は注目に値する。又、テスト走行においてタイヤに
注入した粉粒材20の量は車輪リムに装着した鉛約15〜22
オンスに相当する。第１テスト走行と第４テスト走行を
比較すれば明らかなように、第４テスト走行の場合、振
動が顕著に低減しており、従って車輪組立体は完全にバ
ランスしていることが分かる。同様に重要な点は、右前
輪タイヤに24オンスの鉛を装着したまま粉粒材20を注入
したケース（第３テスト走行）では、24オンスの鉛を右
前輪に装着して粉粒材を注入しなかった第２テスト走行
と比較して、振動の振幅が相当減少している（19.16mil
s）という事実である。
上記の４つのテスト走行以外にもTransportation Res
arch Center,Marysville,Ohioでのテストトラックで追
加走行テストを行なった。これらの追加テストでは、荷
を搭載したトラクタートレーラ、バス、Oldsmobile Cal
aisを含む複数の車両を用いた。Transportation Resear
ch Centerのテストトラックは７マイルのトラックなの
で、一定速度を維持することができ、また各テスト走行
毎に全く同じ路面条件でデータを取る事ができた。
振動トランスデューサを各車両の右前輪車軸に装着し
て振動データを取り、同じ５マイルのトラック距離でデ
ータを平均した。特に別段断らない限り各車両を65マイ
ル／時に加速した時、振動データの記録をテストトラッ
クの同一位置から始めて５分間行なった。
データはTeac MR30 FMデータレコーダに取り込みCIS
スペクトル分析器で分析し平均をとった。各テスト条件
において各テスト車両を５マイル走行させた時の平均振
動をmil単位（1mil＝0.001インチ）で以下の表に示す。
図11は、24オンスの鉛をトラクタートレーラの前輪に
装着した場合と、粉粒材20を注入した場合、注入しなか
った場合の各車輪周波数における振動の大きさの差を示
す。粉粒材20を注入したことによって振動24milも低減
したことが明らかである。
粉粒材20を加えた事による興味ある結果を図12に示
す。24オンス鉛おもりを装着した車輪に粉粒材20を注入
した場合、運転台の低周波振動（2Hz以下）は500mils以
上も減少した。データによれば、テストした３台の車両
の全てにおいて、車輪周波数における振動が減少してい
る。
従って上述したように、本発明者が提供する新規な方
法は、タイヤのトレッドのフットプリント領域の内部に
発生する異なる大きさの半径方向および横方向の負荷力
に応じて所定の粉粒材を瞬時に移動させることによっ
て、車輪組立体にかかる負荷力を均等化させるものであ
る。これにより、車輪組立体の振幅の大きいところから
180゜離れた領域に揚力が生じ、その結果、車輪組立体
全体の負荷力変動が完全に均等化される。従って、車輪
組立体の360゜の範囲及びフットプリントトレッド領域
は全て路面に対して同じ力で接することとなり、完全に
振動のないスムーズな走行が可能となる。これらフット
プリント（トレッド領域）にかかる力はまたトレッド領
域の幅に渡って作用する横方向の力を均等化するのにも
利用され、その結果、全横領域が路面に平等に圧接する
ようになる。従って本発明の新規な方法によれば負荷
力、横方向の力および半径方向の力の変動は全てバラン
スされる。
本発明の好ましい実施例を詳細に図示あるいは述べて
きたが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲で
規定する本発明の趣旨と範囲を逸脱することなく、小さ
な変更をすることが可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−12321（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−126604（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−215403（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60C 19/00,5/12,1/00 B60C 7/00,7/22

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】回転中および変動負荷状態中の車輌の車輪
    組立体（10）に作用する外部からの連続的に変動する負
    荷衝撃力を打消す方法であって、前記車輪組立体（10）
    はタイヤ（11）を有し、前記負荷衝撃力および変動負荷
    状態は車輪組立体（10）内に平衡異常や半径方向および
    横方向の変動を発生させるものであり、液体キャリアの
    存在しない状態で車輪組立体（10）のタイヤ（11）の内
    部に移動可能に置かれる粉粒材（20）を利用し、粉粒材
    （20）を前記車輪組立体（10）のタイヤ（11）の内部に
    導入しタイヤ（11）の平衡を連続的にとる工程を含む方
    法において、 米国標準メッシュ８乃至200（2.13mm乃至0.075mm）の範
    囲内の任意の粒径の粒子である粉粒材（20）であって、
    全ての走行状態でのタイヤ膨脹およびタイヤ温度のもと
    でタイヤ（11）内において自由に移動可能であり、タイ
    ヤ（11）内の他の粉粒材とは互いに別々に移動可能であ
    り、粘着性が無く、温度的に安定であるポリマー／コポ
    リマーである粉粒材（20）を使用し、 車輪組立体（10）が回転すると、タイヤ（11）内の前記
    粉粒材（20）は、前記負荷衝撃力の位置と強さに応答し
    て、前記負荷衝撃力の大きさと反比例する量の粉粒材
    （20）がタイヤ（11）内の各位置に配置されるように、
    タイヤ（11）の横方向および円周方向に、それぞれ急速
    かつほぼ連続的に移動し、 これにより連続的にタイヤ（11）の平衡をとり車輪組立
    体（10）の半径方向および横方向の力の変動を均等化す
    ることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】前記粉粒材（20）はポリマー樹脂材を含む
    請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】前記粉粒材（20）はポリマー熱硬化材を含
    む請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】前記粉粒材（20）は重合された後のホルム
    アルデヒド尿素の重合熱硬化性樹脂を含む請求項１記載
    の方法。
  5. 【請求項５】前記粉粒材（20）は重合した尿素の成形組
    成物70％重量とアルファセルロース充填材28％重量と顔
    料または添加物２％重量とからなる請求項１記載の方
    法。
  6. 【請求項６】前記粒子の大きさの範囲は実質的に米国標
    準メッシュの20乃至40スクリーンサイズ（0.42乃至0.84
    1mm）である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方
    法。
  7. 【請求項７】前記粒子の大きさの範囲は実質的に米国標
    準メッシュの40乃至200スクリーンサイズ（0.42mm乃至
    0.075mm）である請求項１乃至５のいずれか１項に記載
    の方法。
  8. 【請求項８】前記粒子の60％は米国標準メッシュの50乃
    至100スクリーンサイズ（0.3乃至0.15mm）である請求項
    ７に記載の方法。
  9. 【請求項９】前記粉粒材（20）は比重がほぼ1.47乃至1.
    1g/cm3である請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方
    法。
  10. 【請求項１０】前記粉粒材（20）はバーコル高度が少な
    くとも54である請求項１乃至９のいずれか１項に記載の
    方法。
  11. 【請求項１１】前記粉粒材（20）はバーコル高度が54乃
    至64である請求項１乃至10のいずれか１項に記載の方
    法。
  12. 【請求項１２】前記粉粒材（20）はロックウェル高度が
    M110乃至120である請求項１乃至９のいずれか１項に記
    載の方法。
  13. 【請求項１３】前記粉粒材（20）は動作温度が少なくと
    も150℃までにおいては自由に流動可能であり粘着性が
    ない請求項１乃至12のいずれか１項に記載の方法。
  14. 【請求項１４】前記粉粒材（20）は24時間吸水係数が0.
    4乃至0.8％である請求項１乃至12のいずれか１項に記載
    の方法。
  15. 【請求項１５】前記粉粒材（20）は内部ライナーをなめ
    らかにし、これにより内部ライナーに弾性を付与するこ
    とにより内部ライナーを維持する請求項１乃至14のいず
    れか１項に記載の方法。
  16. 【請求項１６】13インチ乃至24.5インチのサイズのタイ
    ヤに対して、1/2オンス乃至から24オンスの粉粒材（2
    0）を使用する請求項１乃至14のいずれか１項に記載の
    方法。
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