JP3429346B2

JP3429346B2 - タイヤ用ダイナミックバランサ及びその校正方法

Info

Publication number: JP3429346B2
Application number: JP34510893A
Authority: JP
Inventors: 徹水島; 和夫中山
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1993-12-20
Publication date: 2003-07-22
Anticipated expiration: 2018-07-22
Also published as: JPH07174658A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、回転自在に支持され
た下部リム軸に設けた下部リムと、この下部リムと対向
する位置に配置した上部リムと、により被測定タイヤを
保持して回転させ、この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サ及びその校正
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のダイナミックバランサの一例を図
４に示す。同図に示す１は、被測定タイヤであり、この
タイヤ１は、上部リム２と下部リム３との間に装着され
ており、下部リム３は、円筒状のケーシング４を介して
中空主軸５と結合している。この中空主軸５は、軸受６
ａ、６ｂを介して回動自在に支持されている。そして、
各軸受６ａ、６ｂは夫々荷重検出器７ａ、７ｂによって
支持されている。一方、上部リム２の下面には、リム軸
８を設けてあり、このリム軸８の下端には、複数の係止
溝９を設けてある。この係止溝９にはＬ字状のチャック
１０が係合している。

【０００３】次に、このダイナミックバランサを使用し
てタイヤ１のダイナミックバランスを測定するときの手
順を説明する。まず、図４に示すロッド１１を上昇させ
てチャック１０を係止溝９から外し、上部リム２を昇降
装置（図示せず）により上昇させて、リム軸８をケーシ
ング４から抜き取る。そして、図４に示すように、下部
リム３の上面にタイヤ１を載置する。次に、上部リム２
を下降させてタイヤ１の上面に密着させる。そして、ロ
ッド１１を下降させてチャック１０を係止溝９に係合
し、圧力空気をロッド１１の内部に設けた通路（図示せ
ず）、ケーシング４の内孔１２及び下部リム３に設けた
連通孔１３を介してタイヤ１内に供給する。そして、サ
ーボモータ１４を駆動して、一体に結合した状態となっ
ている中空主軸５、ケーシング４、上下リム２、３及び
タイヤ１を回転させ、このタイヤ１の回転中における荷
重検出器７ａ、７ｂの出力信号を読み取り、これによっ
てタイヤ１のダイナミックバランスを測定する。

【０００４】次に、このダイナミックバランサの校正手
順を説明する。まず、下部リム３の上面にタイヤ１を載
置する。そして、下部リム３を手で回して下部リム３の
予め定めた基準位置を上部リム２の予め定めた基準位置
に一致させ、この状態で上部リム２を下降させてタイヤ
１の上面に密着させる。そして、ロッド１１を下降させ
てチャック１０を係止溝９に係合させて、圧力空気をタ
イヤ１内に供給し、サーボモータ１４を駆動して上下リ
ム２、３及びタイヤ１を所定の速度で回転させる。そし
て、このタイヤ１の回転中における荷重検出器７ａ、７
ｂの出力信号を読み取り、これによってタイヤ１及び上
下リム２、３（ダイナミックバランサの回転部分）の偏
心力を測定する。なお、偏心力とは、タイヤの上面側の
重心の偏心及び下面側の重心の偏心に基づく遠心力とそ
の遠心力の方向とから決定される力をいう。

【０００５】次に、タイヤ１を上下リム２、３から取り
外し、このタイヤ１を円周方向に１８０°回転移動させ
てこのタイヤ１を上記と同様にして上下リム２、３に取
り付ける。そして、サーボモータ１４を駆動して上記と
同様にタイヤ１を回転させて、このタイヤ１の回転中に
おける荷重検出器７ａ、７ｂの出力信号を読み取り、こ
れによってタイヤ１及び上下リム２、３（ダイナミック
バランサの回転部分）の各回転位置における偏心力を荷
重検出器７ａ、７ｂにより測定する。

【０００６】そして、上記のようにして得られたタイヤ
１の取付位置を変更した２つの場合の各回転位置におけ
る測定値を加算して演算処理することにより、上下リム
２、３の偏心力を求めることができる。なぜなら、タイ
ヤ１を１８０°回転移動させた２つの取付位置における
各偏心力を加算すると、タイヤ１の重心の偏心に基づく
偏心力を相殺してゼロにすることができ、この加算値の
１／２の力が各回転位置における上下リム２、３の偏心
力となるからである。そして、この加算値の１／２の力
の偏心力が上下リム２、３に発生している状態をこのダ
イナミックバランサの測定のゼロ点として設定する。

【０００７】そして、図４に示すように上下リム２、３
にタイヤ１を装着した状態で、所定の同一重量の錘１５
ａ又は１５ｂを上下の各リム２、３の一方に取り付けた
２つの各状態でタイヤ１を回転駆動した場合の各荷重検
出器７ａ、７ｂの出力信号を読み取り、錘１５ａ、１５
ｂの偏心力と荷重検出器７ａ、７ｂの出力信号との関係
を求める。これによって、校正を終了する。なお、錘１
５ａ、１５ｂの偏心力と荷重検出器７ａ、７ｂの出力信
号との関係が求まれば、上述したように、被測定タイヤ
１を上下リム２、３に装着して回転させ、各荷重検出器
７ａ、７ｂの出力信号を演算処理することにより、タイ
ヤ１のダイナミックバランス、即ち、タイヤ１の上面ア
ンバランス及び下面アンバランスを測定することができ
る。

【０００８】ところで、この従来のダイナミックバラン
サは、図４に示すように、トーションバー５２を介して
固定部５３に吊り下げてあると共に、トーションバー５
４を介して固定部と結合してある。このトーションバー
５２、５４によってこのダイナッミクバランサは、図４
の紙面に対して略垂直方向の移動のみが許容されてお
り、この垂直方向の力を荷重検出器７ａ、７ｂが検出
し、この検出した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。

【０００９】そして、図４に示す５５は、ロータリージ
ョイントである。このロータリージョイントは、例えば
柔軟性を有するビニール製のホース５６及び金属管５７
を介して圧力タンク（図示せず）と連通している。この
金属管５７は、固定部５３に固定されている。つまり、
圧力タンク内の圧力空気は、金属管５７、ホース５６、
ロッド１１の内部に設けた通路（図示せず）、ケーシン
グ４の内孔１２及び下部リム３に設けた連通孔１３を介
してタイヤ１内に供給される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のダ
イナミックバランサでは、このダイナミックバランサを
校正する場合、上下リム２、３の偏心力を測定する必要
があるが、上述したように、タイヤ１を１８０°回転移
動させた２つの取付位置ごとに各偏心力を測定しなけれ
ばならず、タイヤ１の取付位置を変更するための手間と
時間が掛かるという問題がある。

【００１１】そして、タイヤ１をこれら２つの取付位置
に変更する際に取付誤差を生じ、この取付誤差に基づく
タイヤ１の偏心力が、上下リム２、３の偏心力（遠心力
とその方向とから決まる力）の測定誤差となり、この誤
差がダイナミックバランサの校正誤差に付加されるとい
う問題がある。更に、この様な校正誤差を含むので、タ
イヤ１のダイナミックバランスを測定する際に、この校
正誤差が測定誤差に含まれ、正確な測定ができないとい
う問題もある。

【００１２】更に、上記従来のダイナミックバランサの
校正方法では、タイヤ自体のアンバランス量をキャンセ
ルするために１８０°回転移動させた２つの取り付け位
置で測定を行っているが、これではタイヤ１の重心の半
径方向の偏心量をキャンセルすることができるが、タイ
ヤ１の重心のタイヤ１の厚み方向の偏心量をキャンセル
することができないという問題もある。タイヤ１の重心
の厚み方向の偏心量をキャンセルするには、タイヤ１の
上下を反転させた２つの取付位置での測定を行う必要が
あり、この場合にも上記と同様の問題が生じ、校正に更
に手間が掛かり、誤差も増加する。

【００１３】

【００１４】本発明は、ダイナミックバランサの校正に
際し、タイヤの取り付けを不要とし、これによりタイヤ
の取付誤差を含まない正確な校正を行うことができるよ
うにするタイヤ用ダイナミックバランサ及びその校正方
法を提供することを目的とする。

【００１５】

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１の発明のタイヤ用ダ
イナミックバランサは、軸受を介して回動自在に支持さ
れた下部リム軸に設けた下部リムと、該下部リムと対向
する位置に配置した上部リムと、該上部リムと結合する
上部リム軸と、上記上部リムと上記下部リムとの間にタ
イヤを装着した装着状態で上記下部リム軸を回転駆動し
たときに上記下部リム軸の回りの方向における上記上部
リムと上記下部リムの互いの相対的移動を阻止するよう
に上記上部リム軸と上記下部リム軸とを結合する結合手
段と、を具備するタイヤ用ダイナミックバランサにおい
て、上記結合手段が、上記下部リム軸に設けたシリンダ
本体と、このシリンダ本体内に嵌合するように上記上部
リム軸の下部に設けてあり外面に複数の係合溝を有する
ピストンと、上記シリンダ本体に設けてあり上記係合溝
に係合する係合位置と上記係合溝から外れた非係合位置
とに移動可能なストッパと、上記ピストンの下端部に開
口する下側開口、及び上記上部リム軸の上部の外周面に
開口する上側開口を有しこれら下側開口と上側開口とを
連通する連通孔と、該連通孔を開閉する開閉装置と、タ
イヤのダイナミックバランス測定用の低圧の圧力流体と
上記ダイナミックバランサ校正用の高圧の圧力流体のう
ち所望の圧力の圧力流体を吐出口から吐出する圧力流体
供給手段と、上記吐出口と上記シリンダ本体内とを連通
する圧力流体通路と、を具備することを特徴とするもの
である。第２の発明は、第１の発明において、上記上部
リムと上記下部リムとの間に上記タイヤが非装着状態で
あるとき、上記ストッパが上記係合位置にあり、上記開
閉装置が上記連通孔を閉じており、上記圧力流体供給手
段が上記圧力流体通路を介して上記低圧の圧力流体を上
記シリンダ本体内に供給するものである。

【００１７】

【００１８】第３の発明のタイヤ用ダイナミックバラン
サの校正方法は、軸受を介して回動自在に支持された下
部リム軸に設けた下部リムと、該下部リムと対向する位
置に配置した上部リムと、該上部リムと結合する上部リ
ム軸と、上記上部リムと上記下部リムとの間にタイヤを
装着していない非装着状態で上記下部リム軸を回転駆動
したときに上記下部リム軸の回りの方向における上記上
部リムと上記下部リムの互いの相対的移動を阻止するよ
うに上記上部リム軸と上記下部リム軸とを結合する結合
手段と、上記下部リム軸に直交する方向の上記下部リム
軸に掛かる力を測定する２個以上の力測定手段と、を具
備するタイヤ用ダイナミックバランサを使用する該タイ
ヤ用ダイナミックバランサの校正方法において、上記上
部リムと上記下部リムとの間にタイヤを装着していない
非装着状態で上記上部リム軸と上記下部リム軸とを上記
結合手段により結合し、上記上部リムと上記下部リムの
うちの一方に錘を取り付けた状態及び両方に錘を取り付
けていない状態の合計３つの各状態で上記下部リム軸を
回転駆動し上記下部リム軸に掛かる力を上記力測定手段
が測定する段階と、上記錘の偏心力と上記力測定手段が
測定した上記夫々の力との関係を求める段階と、を有す
ることを特徴とするものである。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【作用】第1の発明のタイヤ用ダイナミックバランサに
よると、タイヤのダイナミックバランスを測定するとき
は、まず、開閉装置を開状態にしておき、ストッパを係
合溝に係合する係合位置に移動させて、上部リムと下部
リムとの間にタイヤを装着する。そして、圧力流体供給
手段の吐出口よりタイヤのダイナミックバランス測定用
の低圧の圧力流体を吐出して、この低圧の圧力流体を圧
力流体通路、シリンダ本体内、下側開口、連通孔、及び
上側開口に通してタイヤ内に供給する。タイヤ内に低圧
の圧力流体が供給されると、タイヤの膨張力によりタイ
ヤが上下の各リムと圧接し、これにより、下部リム軸の
回りの方向における上部リムと下部リムの互いの相対的
移動を阻止するように上部リム軸と下部リム軸とを結合
することができる。

【００２４】また、ダイナミックバランサを校正すると
きは、まず、開閉装置を閉状態にしておき、上部リムと
下部リムとの間からタイヤを取り外した状態でストッパ
を係合溝に係合する係合位置に移動させる。そして、圧
力流体供給手段の吐出口よりダイナミックバランサ校正
用の高圧の圧力流体を吐出して、この高圧の圧力流体を
圧力流体通路に通してシリンダ本体内に供給する。この
とき、連通孔は、開閉装置により閉じられているので、
圧力流体がピストンの下面を押圧してピストンをシリン
ダ本体に沿う方向に付勢することとなり、ピストンに設
けた係合溝の側面がストッパの側面に強力に圧接する。
これにより、ストッパを介してシリンダ本体とピストン
とを互いに結合させることができ、上下リムにタイヤを
装着していない非装着状態で、下部リム軸の回りの方向
における上部リムと下部リムの互いの相対的移動を阻止
するように上部リム軸と下部リム軸とを結合することが
できる。

【００２５】

【００２６】

【実施例】本発明の第１実施例を図１及び図２を参照し
て説明する。図１は、第１実施例に係るタイヤ用ダイナ
ミックバランサの中央縦断面図であり、図２は、同ダイ
ナミックバランサの斜視図である。このダイナミックバ
ランサは、片持ち式の二面不釣り合い試験機であり、図
２に示すようにこのダイナミックバランサにタイヤ１６
を装着して回転させ、この装着したタイヤ１６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こ
とができる装置である。そして、この測定によりタイヤ
１６の上面側及び下面側のアンバランス、つまり、重心
の偏心に基づく偏心力を求めることができる。そして、
この偏心力に基づいて、必要に応じてタイヤ１６の補正
等をすることができ、これによってタイヤ１６のダイナ
ミックバランスを許容範囲内に収めることができる。な
お、タイヤの偏心力とは、タイヤの上面側の重心の偏心
及び下面側の重心の偏心に基づく各遠心力とその遠心力
の方向（タイヤの回転位置）とから決定される力をい
う。この偏心力が求まると、タイヤの上面側の重心の偏
心及び下面側の重心の偏心に基づく各遠心力と、各重心
がタイヤ１６の所定の基準位置から各重心位置までの角
度を求めることができる。

【００２７】このダイナミックバランサは、図２に示す
ように、地面に対して垂直に取り付けてある。つまり、
直方体の本体１７を、互いに平行する２本のトーション
バー１８ａ、１８ｂを介して架台１９に吊り下げてあ
り、更に、この本体１７は、この２本のトーションバー
１８ａ、１８ｂの通る平面に平行し、かつ、この２本の
トーションバー１８ａ、１８ｂに直交する方向に配置さ
れた４本のトーションバー（２０ａ、２０ｂ）、（２０
ａ、２０ｂ）を介して架台１９と結合している。これに
よって、本体１７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１８ａ、１８ｂと地面に対して平
行する４本のトーションバー（２０ａ、２０ｂ）、（２
０ａ、２０ｂ）に対して直交する方向（図２に示す矢印
２１の方向）にのみ移動可能に設けられている。

【００２８】また、図２に示すように、本体１７の側面
の上部と下部の各位置には、合計２台のロードセル等の
荷重検出器（力測定手段）２２ａ、２２ｂを設けてあ
り、各荷重検出器２２ａ、２２ｂは架台１９と結合して
いる。これによって、この荷重検出器２２ａ、２２ｂ
は、本体１７に作用する図２の矢印２１の方向の力を検
出することができる。

【００２９】そして、図２に示すように、本体１７の下
面から支持軸２３が下方に突出しており、この支持軸２
３には、ロータリーエンコーダ２４、プーリ２５及びロ
ータリージョイント２６を設けてある。ロータリーエン
コーダ２４は、支持軸２３の回転位置を測定するもので
あり、支持軸２３の回転位置を測定することにより、こ
の支持軸２３と結合する下部リム２７（図１参照）の回
転位置を測定することができる。プーリ２５は、例えば
タイミングベルト２８等の駆動ベルトを介して別のプー
リ２９と接続しており、このプーリ２９は、サーボモー
タ３０の回転軸に設けてある。つまり、支持軸２３は、
サーボモータ３０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２８の張力が、４本のトーショ
ンバー（２０ａ、２０ｂ）、（２０ａ、２０ｂ）を引っ
張り方向に働くようにサーボモータ３０を配置してある
ので、荷重検出器２２ａ、２２ｂにはタイミングベルト
２８の張力が働かないようになっている。ロータリージ
ョイント２６ついては後述する。

【００３０】次に、ダイナミックバランサの内部構造を
図１を参照して説明する。本体１７は、中央に貫通孔３
１を穿設してあり、この貫通孔３１の上側開口縁と下側
開口縁には軸受３２ａ、３２ｂを設けてある。そして、
この２つの軸受３２ａ、３２ｂの内側には、円筒状の支
持軸２３が嵌合しており、この支持軸２３は軸受３２
ａ、３２ｂを介して回動自在に支持されている。この支
持軸２３の下端の開口には、ロータリージョイント２６
を嵌着してあり、このロータリージョイント２６には、
エアーホース３３を介して直列に接続した２つの電磁弁
３４、３５が連結している。そして、末端の電磁弁３５
には、高圧（約５ｋｇｆ／ｃｍ2 ）の圧力タンク（図示
せず）と低圧（約２ｋｇｆ／ｃｍ2 ）の圧力タンク（図
示せず）が連結しており、この電磁弁３５は、電磁弁３
４に高圧の圧力タンク又は低圧の圧力タンクを連通させ
る切換弁である。電磁弁３４は、高圧又は低圧の圧力タ
ンクから供給される圧力流体（例えば圧力空気）を支持
軸２３側に供給する供給位置と、支持軸２３側の圧力空
気を大気に放出する排気位置とに切り換わる切換弁であ
る。なお、高圧の圧力空気は、このダイナミックバラン
サを校正するときに使用し、低圧の圧力空気は、このダ
イナミックバランサによりタイヤ１６のダイナミックバ
ランスを測定するときに使用する。高圧及び低圧の圧力
タンク、電磁弁３４、３５が請求項１に記載の圧力流体
供給手段である。

【００３１】また、図１に示すように、支持軸２３の上
面には円筒状のシリンダ本体３６を介して下部リム２７
を設けてあり、このシリンダ本体３６と支持軸２３が下
部リム軸を構成している。

【００３２】シリンダ本体３６内には、ピストン（上部
リム軸）３７が嵌合しており、このピストン３７の下部
の外周には複数の係合溝３８、３８、・・・・を穿設し
てある。これら複数の係合溝３８は、ピストン３７の外
周に沿って環状に穿設されており、このピストン３７の
軸方向に沿って互いに隣接して配置されている。このピ
ストン３７の上端面には、上部リム３９を設けてある。
また、ピストン３７には、図１に示すように、ピストン
３７の下面に開口する開口部４０とピストン３７の上部
の外周面に開口する開口部４１、４１とを連通する連通
孔４２を穿設してあり、ピストン３７の外周面に開口す
る夫々の開口部４１、４１にはワンタッチ式の弁装置４
３、４３を設けてある。この弁装置４３は、例えば先端
の突出部を指で押すことにより開口部４１を開放したり
閉塞することができる構造のものである。ただし、弁装
置４３をワンタッチで開閉することができる構成とした
が、弁体を回転させることにより開口部４１を開閉する
構成のものでもよい。この弁装置４３が、請求項１に記
載の開閉装置である。

【００３３】上部リム３９及び下部リム２７は、円環状
の板状体であり、双方の外周部の互いに向かい合う各面
には、直径の異なる３つの段部４４を設けてある。この
３つの各段部４４は、タイヤ１６を上下リム３９、２７
の間に装着する際に、タイヤ１６の内縁を係合させるた
めのものである。つまり、これら直径の異なる３組の段
部４４を設けてあるので、これら各組の段部４４の直径
と対応する３種類の内径のタイヤ１６をこの上下リム３
９、２７の間に装着することができる。

【００３４】図１に示す４５、４５は、結合部である。
結合部４５、４５は、同一のものであり、溝カム４６
と、溝カム４６に嵌合するカムフォロア４７と、カムフ
ォロア４７と連結するストッパ４８、とからなってい
る。ストッパ４８は、先端が係合溝３８に沿う円弧状に
形成してある板状体であり、シリンダ本体３６の周壁に
穿設した矩形の挿通孔に挿通している。そして、これら
２つの溝カム４６をシリンダの筒方向（図１の上下方
向）に沿って摺動させたときに、ストッパ４８の先端が
係合溝３８から外れた状態の非係合位置（図示せず）
と、ストッパ４８の先端が係合溝３８に係合した状態の
係合位置（図１に示す状態）と、にストッパ４８を移動
させることができるように溝カム４６を形成してある。
この結合部４５が、各請求項に記載の結合手段の構成要
素の１つとなっている。ただし、溝カム４６を上下方向
に駆動する駆動部は図には示していないが、例えばエア
ーシリンダを利用することができる。

【００３５】次に、このダイナミックバランサの校正手
順を説明する。（１）まず、図１に示すダイナミックバランサにおい
て、モータ３０の回転を停止させて上下リム３９、２７
からタイヤ１６を取り外しておくと共に、支持軸２３及
びシリンダ本体３６内の圧力空気を大気に放出するよう
に電磁弁３４を切り換えておき、弁装置４３を閉状態に
しておく。そして、ストッパ４８が係合溝３８から外れ
た位置に移動させる。なお、図には示していないが、上
部リム３９を昇降装置によって固定支持しておく。そし
て、図１の上下リム３９、２７の夫々の内側面には錘４
９、５０をネジ止めしてあるが、錘４９、５０を取り付
けていないものとする。

【００３６】次に、下部リム２７を手で回して下部リム
２７の予め定めた基準位置を上部リム３９の予め定めた
基準位置に一致させ、この状態でストッパ４８を係合溝
３８に係合させて、電磁弁３４を切り換えて支持軸２３
の内孔５１及びシリンダ本体３６内に校正用の高圧の圧
力空気を供給する。シリンダ本体３６内の圧力空気は、
ピストン３７を図１の上方に押し上げ、これによってス
トッパ４８の下面と係合溝３８の上面とが圧接し、その
結果、シリンダ本体３６とピストン３７とをストッパ４
８を介して強固に結合させることができる。

【００３７】そして、サーボモータ３０を駆動して一体
に結合している支持軸２３、シリンダ本体３６、上下リ
ム３９、２７、ピストン３７及び結合部４５、４５を所
定の回転速度で回転させる。この回転によって、タイヤ
１６及び錘４９、５０を取り付けていない状態における
上下リム３９、２７等の回転部分のアンバランスに基づ
く偏心力が生じ、この偏心力の図２に示す矢印の方向の
成分を、上下リム３９、２７の各回転角度ごとに連続し
て２つの荷重検出器２２ａ、２２ｂによって測定する。
即ち、上部リム３９の錘４９の質量＝０ｇ、下部リム２
７の錘５０の質量＝０ｇ荷重検出器２２ａの検出する各
回転角度ごとの偏心力の成分＝ＬＡ１、荷重検出器２２
ｂの検出する各回転角度ごとの偏心力の成分＝ＬＢ１と
なる。つまり、この偏心力の成分ＬＡ１、ＬＢ１が上下
リム３９、２７に発生している状態を、このダイナミッ
クバランサによるダイナミックバランスの測定のゼロ点
とする。

【００３８】（２）次に、上部リム３９の下面にのみに
錘４９をネジ止めし、他の条件を上記（１）と同一にし
て上下リム３９、２７を回転駆動して、２つの荷重検出
器２２ａ、２２ｂによって矢印２１の方向の偏心力の成
分を各回転角度ごとに測定する。即ち、上部リム３９の錘４９の質量＝Ｍｇ、下部リム２７の錘
５０の質量＝０ｇ荷重検出器２２ａの検出する偏心力の成分＝Ｌ_A2、荷重
検出器２２ｂの検出する偏心力の成分＝Ｌ_B2 となる。

【００３９】（３）次に、下部リム２７の上面にのみに
錘５０をネジ止めし、他の条件を上記（１）と同一にし
て上下リム３９、２７を回転駆動して、２つの荷重検出
器２２ａ、２２ｂによって矢印２１の方向の偏心力の成
分を各回転角度ごとに測定する。即ち、上部リム３９の錘４９の質量＝０ｇ、下部リム２７の錘
５０の質量＝Ｍｇ荷重検出器２２ａの検出する偏心力の成分＝Ｌ_A3、荷重
検出器２２ｂの検出する偏心力の成分＝Ｌ_B3 となる。

【００４０】（４）次に、（１）〜（３）において上下
各リム３９、２７に取り付けた錘４９、５０の各回転位
置ごとの偏心力（＝Ｍｒω²）と荷重検出器２２ａ、２
２ｂにより検出して得られた各回転位置ごとの偏心力の
成分（Ｌ_A1〜Ｌ_A4）、（Ｌ_B1〜Ｌ_B4）を下記数１に代入
して、数１の係数であるＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのマトリクスを
算出する。

【００４１】

【数１】

【００４２】ただし、数１のＰ_Aは、上部リム３９に取
り付けた錘４９の質量（０ｇ又はＭｇ）に基づく偏心力
（錘４９の遠心力と回転位置とから決まる力）であり、
Ｐ_Bは、下部リム２７に取り付けた錘５０に基づく偏心
力（錘５０の遠心力と回転位置とから決まる力）であ
る。そして、Ｌ_Aは、上側の荷重検出器２２ａが測定し
たこのダイナミックバランサの回転部分全体の質量に基
づく偏心力であり、Ｌ_Bは、下側の荷重検出器２２ｂが
測定したこのダイナミックバランサの回転部分全体の質
量に基づく偏心力である。以上でこのダイナミックバラ
ンサの校正を終了する。

【００４３】上記のようにこの校正方法によると、上部
リム３９と下部リム２７との間にタイヤ１６を装着して
いない非装着状態でこのダイナミックバランサの校正を
行うことができる。即ち、上下リム３９、２７の間にタ
イヤ１６を装着していない非装着状態で錘４９、５０の
偏心力と荷重検出器２２ａ、２２ｂが測定した夫々の力
との関係を求めることができる。つまり、数１の係数で
あるＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのマトリクスを求めることができ
る。これによって、従来の校正の精度の低下の要因とな
っているタイヤ１６の取り付け位置の変動に基づく誤差
を排除することができるし、校正の際のタイヤの取り付
け位置の変更作業も排除することができる。そして、こ
のように、従来よりも校正の精度を高めることができる
ので、タイヤ１６のダイナッミックバランス（タイヤ１
６の上面アンバランス及び下面アンバランス）を従来よ
りも正確に測定することができる。

【００４４】なお、タイヤ１６のダイナミックバランス
を測定するときは、まず、ピストン３７に設けた弁装置
４３を開状態にして低圧の圧力空気がこの弁装置４３か
ら流出できるようにセットする。そして、従来と同様に
図２に示すように、上部リム３９と下部リム２７との間
にタイヤ１６を装着し、タイヤ１６内に低圧の圧力空気
を供給する。このようにして、上部リム３９、下部リム
２７及びタイヤ１６が一体に結合した状態で所定の回転
速度で駆動して、タイヤ１６の上面アンバランス及び下
面アンバランスを測定する。ただし、この測定時には、
上下リム３９、２７には錘４９、５０を取り付けていな
い状態である。

【００４５】次に、上下リム３９、２７の間にタイヤ１
６を装着していない状態でモータ３０を回転駆動して校
正するときに、ピストン３７とシリンダ本体３６とが一
体となって回転することを証明する。今、サーボモータ
３０の回転起動トルクＴ１（ｋｇ重・ｍ）は、Ｔ１＝（ＧＤ２・Ｎ）／３７５ｔ・・・・（式１）で表される。ただし、ＧＤ２は、上部リム３９及びピス
トン３７のはずみ車効果であり、タイヤ１６が乗用車用
とすると上部リム３９等のはずみ車効果は例えば約２．
５（ｋｇ重・ｍ２）、Ｎは、上下リム３９、２７の回転
数であり例えば４００ｒｐｍ、ｔは、上下リム３９、２
７が停止状態から４００ｒｐｍとなるまでの加速時間で
あり例えば２秒、として、これらを（式１）に代入する
と、Ｔ１・１．３（ｋｇ重・ｍ）・・・・（式２）となる。

【００４６】また、ピストン３７の直径を例えば８０ｍ
ｍ、校正時の空気圧を５（ｋｇ重／ｃｍ²）とすると、
シリンダ本体３６内の圧力空気がピストン３７を押し上
げる力Ｆは、Ｆ＝４²×π×５≒２５１．２（ｋｇ重）・・・・（式３）となる。そして、ストッパ４８と係合溝３８との摩擦に
よる回転保持トルクＴ₂（ｋｇ重・ｍ）は、Ｔ₂＝Ｆｄμ・・・・（式４）で表される。ただし、ｄは、ストッパ４８と係合溝３８
との当接部の中心直径であり例えば７０ｍｍ、μは、ス
トッパ４８と係合溝３８との摩擦係数であり例えば０．
１、として、これらを（式４）に代入すると、Ｔ₂≒１．８（ｋｇ重・ｍ）・・・・（式５）となる。このように、（式１）より、サーボモータ３０
の回転起動トルクＴ₁≒１．３（ｋｇ重・ｍ）であり、
（式４）より、回転保持トルクＴ₂≒１．８（ｋｇ重・
ｍ）であるので、Ｔ₁≒１．３＜Ｔ₂≒１．８となり、
サーボモータ３０が駆動して支持軸２３、シリンダ本体
３６及び下部リム２７が回転すると、このシリンダ本体
３６に伴ってピストン３７及び上部リム３９がそれらと
一体に結合して同期して回転するからである。

【００４７】第２実施例を図３を参照して説明する。図
３に示す第２実施例のダイナミックバランサと図２に示
す第１実施例のものとが相違するところは、第２実施例
では、第１実施例の図２に示す４本のトーションバー２
０ａ、２０ｂ、・・・のうち上側の２本のトーションバ
ー２０ａ、２０ｂを円柱状に形成し、そして、下側のを
２本のトーションバー２０ａ、２０ｂを除去すると共
に、別個に２本のトーションバー５８ａ、５８ｂを本体
１７の下部に設け、この２本のトーションバー５８ａ、
５８ｂを筒状に形成して内側を圧力流体通路としたとこ
ろである。これ以外は、第１実施例と同等であり、同等
部分は同一の図面符号で示し、詳細な説明を省略する。
なお、これら２本の筒状のトーションバー５８ａ、５８
ｂは、例えば鉄、ステンレス鋼、銅、硬質樹脂等の硬質
物質により形成してある。

【００４８】２本のトーションバー５８ａ、５８ｂは、
図３に示すように、２本のトーションバー２０ａ、２０
ｂと互いに平行して配置されており、左側の各端部が金
属製の枠体５９の各下端と結合している。そして、この
枠体５９は、本体１７の下面と結合している。このよう
にして、２本のトーションバー５８ａ、５８ｂの左側の
各端部を本体１７に固定してある。そして、トーション
バー５８ａ、５８ｂの左側の各端部は、屈曲管６０、６
０、三方継手６１、及び短管６２を介してロータリージ
ョイント２６と連通している。また、トーションバー５
８ａ、５８ｂの右側の各端部は、固定部１９に固定され
ているブロック６３、６３と結合していると共に、これ
ら右側の各端部は、屈曲管６４、６４、三方継手６５、
連結管６６を介して高低圧切換電磁弁６７と連通してい
る。この高低圧切換電磁弁６７は、第１実施例の電磁弁
３４と３５の機能を有するものであり、タイヤ用（低
圧）圧力調節器６８、及び校正用（高圧）圧力調節器６
９を介して圧力タンク７０と連通している。この圧力タ
ンク７０にはコンプレッサー７１から吐出される圧力空
気が供給される。また、高低圧切換電磁弁６７には、排
気管７２が接続されている。

【００４９】上記のように構成したダイナミックバラン
サによると、トーションバー５８ａ、５８ｂは、トーシ
ョンバー２０ａ、２０ｂと同様に、本体１７のこのトー
ションバー５８ａ、５８ｂに沿う方向の移動を防止し
て、矢印２１の方向の移動を許容するように機能する。
つまり、第１実施例の４本のトーションバー２０ａ、２
０ｂと同等の機能を有する。

【００５０】しかも、トーションバー５８ａ、５８ｂ内
に圧力流体通路を設けてあり、このトーションバー５８
ａ、５８ｂを金属等により形成してあるので、圧力空気
がトーションバー５８ａ、５８ｂ内に供給された状態に
おけるトーションバー５８ａ、５８ｂの矢印２１の方向
（曲げ方向）の弾性力と圧力空気がトーションバー５８
ａ、５８ｂ内に供給されていない状態におけるトーショ
ンバー５８ａ、５８ｂの矢印２１の方向の弾性力とが略
同一であり、従って、このトーションバー５８ａ、５８
ｂの矢印２１の方向の弾性力は、圧力空気が供給されて
いるか否かにかかわらず予め定めた比較的小さな一定の
大きさを維持することができる。

【００５１】つまり、図２に示す第１実施例では、ロー
タリージョイント２６と固定部１９とを連結する柔軟な
ホース３３に圧力空気が供給されるとホース３３が硬直
し、この硬直したホース３３は、本体１７が矢印２１の
方向に移動する際に大きな抵抗力を発生する。この抵抗
力がダイナミックバランサの校正誤差及びタイヤのダイ
ナミックバランスの測定誤差の要因の一つとなってい
る。これに対して、第２実施例では、ホース３３の代わ
りにトーションバー５８ａ、５８ｂを設けてあり、この
トーションバー５８ａ、５８ｂの弾性力は、圧力空気が
供給されているか否かにかかわらず予め定めた比較的小
さな一定の大きさを維持することができるので、ホース
３３のように大きな抵抗力を発生せず、よって、ダイナ
ミックバランサの校正誤差及びタイヤのダイナミックバ
ランスの測定誤差を第１実施例よりも極めて小さくする
ことができる。

【００５２】上記のように構成したダイナミックバラン
サによると、このダイナミックバランサの校正を行うと
きは、高低圧切換電磁弁６７を切り換えて、校正用圧力
調整器６９から送出される高圧（５ｋｇｆ／ｃｍ²）の
圧力空気をトーションバー５８ａ、５８ｂを介してロー
タリージョイント２６に供給し、第１実施例と同様にし
て校正する。また、タイヤ１６のダイナミックバランス
を測定するときは、高低圧切換電磁弁６７を切り換え
て、タイヤ用圧力調整器６８から送出される低圧（２ｋ
ｇｆ／ｃｍ²）の圧力空気をトーションバー５８ａ、５
８ｂを介してロータリージョイント２６に供給し、第１
実施例と同様にして測定する。

【００５３】ただし、上記第１及び第２実施例の結合部
４５では、校正時において、シリンダ本体３６内に高圧
の圧力空気を供給して、ピストン３７の係合溝３８の上
面をストッパ４８の下面に強力に押し付け、これによっ
てストッパ４８と係合溝３８との摩擦による回転保持ト
ルクＴ₂をサーボモータ３０の回転起動トルクＴ₁より
も大きくして、シリンダ本体３６とピストン３７とを一
体に結合する構成としたが、シリンダ本体３６内に高圧
の圧力空気を供給する構成とせずに、図には示さない
が、ストッパ４８の下面に凹凸を設けると共に、係合溝
３８の上面にストッパ４８の下面に設けた凹凸と係合す
る凹凸を設け、双方の凹凸の係合によってストッパ４８
（シリンダ本体３６）とピストン３７とを一体に結合す
る構成とすることができる。勿論、これら凹凸を設ける
箇所は、これ以外に、ストッパ４８の先端面と係合溝３
８の傾斜面としてもよい。そして、双方の面に凹凸を設
ける代わりに、各表面に摩擦抵抗の大きい部材を設けて
もよいし、双方の表面を摩擦抵抗が大きくなるように加
工を施してもよい。更に、ピストン３７の外周面のうち
少なくとも複数の係合溝３８を設けた範囲に亘って、ピ
ストン３７の長さ方向に平行する複数本の溝（図示せ
ず）を設け、このピストン３７の下部をスプライン軸と
して形成し、ストッパ４８の先端面にこのスプライン軸
の溝に嵌合可能な凹凸を設けた構成としてもよい。

【００５４】そして、上記実施例では、２台の荷重検出
器２２ａ、２２ｂを設けたが、矢印２１の方向の力を検
出する３台以上の荷重検出器を設けた構成とすることが
できる。

【００５５】また、上記実施例では、２台の荷重検出器
２２ａ、２２ｂを設けたが、矢印２１の方向の力を検出
する１台の荷重検出器を設けた構成とすることができ
る。このように構成したタイヤ用ダイナミックバランサ
では、タイヤの上面アンバランスと下面アンバランスの
両方を測定することはできないが、タイヤ全体としての
総合のダイナミックバランスを測定することができる。

【００５６】

【発明の効果】本発明のタイヤ用ダイナミックバランサ
によると、上部リムと下部リムとの間にタイヤを装着し
ていない非装着状態で下部リム軸を回転駆動したとき
に、下部リム軸の回りの方向における上部リムと下部リ
ムの互いの相対的移動を阻止することができる。即ち、
上部リムと下部リムとを一体に結合し、同期して回転さ
せることができる構成である。従って、このダイナミッ
クバランサを校正する際、上部リムと下部リムとの間に
タイヤを装着していない非装着状態で、上部リム、下部
リム、上部リム軸及び下部リム軸等の回転部分の重心の
偏心に基づく偏心力を測定することができる。これによ
って、このダイナミックバランサを校正する際におい
て、従来のタイヤの取り付け取り外しの手間と時間を不
要にすることができるという効果がある。

【００５７】そして、校正の際に、従来のようにタイヤ
の取り付け位置を１８０°変更したり、上下を反転する
必要がないので、タイヤの取付誤差に基づくタイヤの遠
心力が発生せず、従って、上下リム（ダイナミックバラ
ンサの回転部分）の偏心力（遠心力と回転位置とから決
定される力）を従来よりも正確に測定することができ、
これによって、ダイナミックバランサを従来よりも正確
に校正することができるという効果がある。

【００５８】また、このように、ダイナミックバランサ
を従来よりも正確に校正することができるので、タイヤ
のダイナミックバランスを従来よりも正確に測定するこ
とができるという効果がある。

【００５９】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例に係るタイヤ用ダイナミ
ックバランサの中央縦断面図である。

【図２】同第１実施例のタイヤ用ダイナミックバランサ
の一部省略斜視図である。

【図３】同発明の第２実施例のタイヤ用ダイナミックバ
ランサの一部省略斜視図である。

【図４】従来のタイヤ用ダイナミックバランサの中央縦
断面図である。

【符号の説明】

１６タイヤ２２ａ、２２ｂ荷重検出器２３支持軸２７下部リム３２ａ、３２ｂ軸受３６シリンダ本体３７ピストン３８係合溝３９上部リム４３弁装置４５結合部４８ストッパ４９、５０錘５８ａ、５８ｂトーションバー（支持体）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01M 1/16 G01M 19/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】軸受を介して回動自在に支持された下部
リム軸に設けた下部リムと、該下部リムと対向する位置
に配置した上部リムと、該上部リムと結合する上部リム
軸と、上記上部リムと上記下部リムとの間にタイヤを装
着した装着状態で上記下部リム軸を回転駆動したときに
上記下部リム軸の回りの方向における上記上部リムと上
記下部リムの互いの相対的移動を阻止するように上記上
部リム軸と上記下部リム軸とを結合する結合手段と、を
具備するタイヤ用ダイナミックバランサにおいて、上記
結合手段が、上記下部リム軸に設けたシリンダ本体と、
このシリンダ本体内に嵌合するように上記上部リム軸の
下部に設けてあり外面に複数の係合溝を有するピストン
と、上記シリンダ本体に設けてあり上記係合溝に係合す
る係合位置と上記係合溝から外れた非係合位置とに移動
可能なストッパと、上記ピストンの下端部に開口する下
側開口、及び上記上部リム軸の上部の外周面に開口する
上側開口を有しこれら下側開口と上側開口とを連通する
連通孔と、該連通孔を開閉する開閉装置と、タイヤのダ
イナミックバランス測定用の低圧の圧力流体と上記ダイ
ナミックバランサ校正用の高圧の圧力流体のうち所望の
圧力の圧力流体を吐出口から吐出する圧力流体供給手段
と、上記吐出口と上記シリンダ本体内とを連通する圧力
流体通路と、を具備することを特徴とするタイヤ用ダイ
ナミックバランサ。
【請求項２】請求項１記載のタイヤ用ダイナミックバ
ランサにおいて、上記上部リムと上記下部リムとの間に
上記タイヤが非装着状態であるとき、上記ストッパが上
記係合位置にあり、上記開閉装置が上記連通孔を閉じて
おり、上記圧力流体供給手段が上記圧力流体通路を介し
て上記高圧の圧力流体を上記シリンダ本体内に供給する
タイヤ用ダイナミックバランサ。
【請求項３】軸受を介して回動自在に支持された下部
リム軸に設けた下部リムと、該下部リムと対向する位置
に配置した上部リムと、該上部リムと結合する上部リム
軸と、上記上部リムと上記下部リムとの間にタイヤを装
着していない非装着状態で上記下部リム軸を回転駆動し
たときに上記下部リム軸の回りの方向における上記上部
リムと上記下部リムの互いの相対的移動を阻止するよう
に上記上部リム軸と上記下部リム軸とを結合する結合手
段と、上記下部リム軸に直交する方向の上記下部リム軸
に掛かる力を測定する２個以上の力測定手段と、を具備
するタイヤ用ダイナミックバランサを使用する該タイヤ
用ダイナミックバランサの校正方法において、上記上部
リムと上記下部リムとの間にタイヤを装着していない非
装着状態で上記上部リム軸と上記下部リム軸とを上記結
合手段により結合し、上記上部リムと上記下部リムのう
ちの一方に錘を取り付けた状態及び両方に錘を取り付け
ていない状態の合計３つの各状態で上記下部リム軸を回
転駆動し上記下部リム軸に掛かる力を上記力測定手段が
測定する段階と、上記錘の偏心力と上記力測定手段が測
定した上記夫々の力との関係を求める段階と、を有する
ことを特徴とするタイヤ用ダイナミックバランサの校正
方法。