JP3987398B2 - タイヤとホイールリムの組み付け方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤとホイールリムの組立体における重量アンバランスを修正するバランスウェイトの重量を軽減しうるタイヤとホイールリムの組み付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤとホイールリムの組立体に重量アンバランスがあると、車両振動の原因となる。そのため、従来、かかる重量アンバランスを低減するため、タイヤをホイールリムに組み付ける際、ホイールリムの重点と見なされるバルブ位置の位相と、タイヤの軽点の位相とを位置合わせして組み付けることが、一般に行われている。これによって、重量アンバランスの一部を打ち消すことができ、最終的に、タイヤとホイールリムの組立体の重量アンバランスを修正するバランスウェイトの重量を低減している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなバランスウェイトは、通常リム先端等に取付けられるなど外観性を低下させるともに、コストの上昇を招くため、その重量のさらなる低減が望まれている。
【０００４】
このような状況に鑑み、本発明者が研究した結果、ホイールリムの偏心であるＲＲＯ（ラジアルランナウト）を考慮して組み付けることにより、重量アンバランスの打ち消し効果を高めることができ、バランスウェイトの重量をより低減しうることを見出し得た。
【０００５】
即ち、ホイールリム１には、一般に、平均０．４ｍｍ程度のＲＲＯがあり、図５（Ａ）に概念的に示すように、その回転中心ｉとリムシート１ａ外周の中心ｊとの間に芯ズレδを生じている。これに対して、タイヤ１０は、リムシート１ａと略同心に装着されるため、前記回転中心ｉ廻りには、タイヤ重量Ｔｔとズレδとの積Ｔｔ×δに相当するモーメントが作用し、さらなる重量アンバランスを発生させている。
【０００６】
従って、図５（Ｂ）に概念的に示すように、ホイールリム自体の重量アンバランスのベクトルＷub→と、前記ＲＲＯに基づく重量アンバランスのベクトルＷ１→とをベクトル和して、補正アンバランスのベクトルＷｃ→を求めるとともに、その位相と前記タイヤの軽点の位相とを位置合わせして組み付けることにより、重量アンバランスの打ち消し効果をより高めることができ、前記バランスウェイトの重量をさらに低減しうることを究明し得た。
【０００７】
本発明は、ホイールリムの重量アンバランスを、ホイールリムの実質的な偏心であるＲＲＯ一次成分で補正することにより新規な補正アンバランスを求め、この補正アンバランスの位相と、タイヤの軽点の位相とを位置合わせしてタイヤとホイールリムとを組み付けることを基本として、重量アンバランスの打ち消し効果を最大限に高めることができ、前記バランスウェイトの重量をさらに低減しうるタイヤとホイールリムの組み付け方法の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、ホイールリムのＲＲＯ一次成分におけるＲＲＯ値Ｗr1（単位ｍｍ）とそのピーク位置の位相θr1（単位°）、前記ホイールリムの重量アンバランスにおける重点のアンバランス量Ｗub（単位ｇ）とその位相θub（単位°）、重量アンバランス修正用のバランスウェイト取付け位置のホイールリム軸中心からの半径方向距離Ｌ（単位ｍｍ）、タイヤの重量Ｔｔ（単位ｇ）、及びタイヤの重量アンバランスにおける軽点の位相αｔを求めるとともに、
次式（１）で定まる補正アンバランスＷｃの位相θｃと、タイヤの軽点の前記位相αｔとを位置合わせしてタイヤとホイールリムとを組み付けることを特徴としている。
θｃ＝Tan ^-1〔[ Ｗub×Sin θub＋｛（Ｗr1×Ｔｔ) ／（２×Ｌ) ｝×Sin θr1] ／[ Ｗub×Cos θub＋｛（Ｗr1×Ｔｔ) ／（２×Ｌ) ｝×Cos θr1］〕−−−−−（１）
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は、本発明のタイヤとホイールリムの組み付け方法（以下組み付け方法という）を示すフローチャート、図２は前記組み付け方法を説明する線図である。
【００１０】
図１、２において、組み付け方法は、
▲１▼ ホイールリム１のＲＲＯ一次成分におけるＲＲＯ値Ｗr1（単位ｍｍ）とそのピーク位置の位相θr1（単位°）、ホイールリム１の重量アンバランスにおける重点のアンバランス量Ｗub（単位ｇ）とその位相θub（単位°）、重量アンバランス修正用のバランスウェイト取付け位置Ｊのホイールリム軸心ｉからの半径方向距離Ｌ（単位ｍｍ）、タイヤ１０の重量Ｔｔ（単位ｇ）、及びタイヤ１０の重量アンバランスにおける軽点の位相αｔを求めるステップＳ１と、
▲２▼ 前記ステップＳ１で求めた各値を用い、次式（１）から補正アンバランスＷｃの位相θｃを求めるステップＳ２と、
▲３▼ 前記補正アンバランスＷｃの位相θｃと、タイヤ１０の軽点の前記位相αｔとを位置合わせしてタイヤとホイールリムとを組み付けるステップＳ３と、を具える。
θｃ＝Tan ^-1〔[ Ｗub×Sin θub＋｛（Ｗr1×Ｔｔ) ／（２×Ｌ) ｝×Sin θr1] ／[ Ｗub×Cos θub＋｛（Ｗr1×Ｔｔ) ／（２×Ｌ) ｝×Cos θr1］〕−−−−−（１）
【００１１】
前記ステップＳ１において、ホイールリム１のＲＲＯ一次成分は、図３、４に示すように、ホイールリム１の両側のリムシート１ａのＲＲＯを測定し、そのＲＲＯ曲線Ｙ１、Ｙ２の平均曲線Ｙを次数解析することにより求まる。
【００１２】
詳しくは、前記リムシート１ａのＲＲＯは、例えば接触式変位計などの周知の測定器を用いて容易に測定することができる。又その測定結果からの各リムシート１ａのＲＲＯ曲線Ｙ１、Ｙ２を互いに重ね合わせて平均化することにより平均曲線Ｙが得られるとともに、該平均曲線Ｙを次数解析して、図４の如く、ＲＲＯ一次成分の波形（一次波形）を導く。そして、この一次波形におけるＲＲＯ値Ｗr1、及び一次波形の最大山部となるピーク位置Ｐの位相θr1を求めるのである。なお、前記ＲＲＯの測定結果を数値解析して、前記ＲＲＯ値Ｗr1及び位相θr1を直接的に算出してもよい。
【００１３】
なお前記ＲＲＯ値Ｗr1は、前記一次波形の振幅であって、ホイールリム１の芯ズレδ（偏心δ）は、実質的に、このＲＲＯ値Ｗr1の１／２に相当する。又前記位相θr1は、ホイールリム１の所定の基準位置Ｏ（０°）からの周方向の位相（角度）であり、基準位置Ｏとして例えばバルブ位置など適宜設定できる。
【００１４】
また前記ホイールリム１の重量アンバランスは、例えばアンバランス計測器（所謂バランサ）等の周知の測定器を用いて測定でき、その重点のアンバランス量Ｗub、及びその位相θub（前記基準位置Ｏからの位相）を得ることができる。なお前記アンバランス量Ｗubは、ホイールリム軸心ｉから半径方向に距離Ｌを隔たる位置（バランスウェイト取付け位置）に取付けるバランスウェイトの重量に換算した値、言い換えると、軽点側かつ前記位置にバランスウェイトを取付けたときに前記アンバランス量Ｗubと釣り合いうるバランスウェイトの重量を意味する。通常は、リム先端を、前記バランスウェイト取付け位置としている。
【００１５】
また前記タイヤ１０の重量アンバランスも、ホイールリム１と同様、アンバランス計測器等で測定でき、その軽点の位相αｔ（前記基準位置Ｏからの位相）を得ることができる。
【００１６】
次に、前記ホイールリム１の重量アンバランスを、ホイールリム１の実質的な偏心δであるＲＲＯ一次成分で補正してなる補正アンバランスＷｃについて説明する。
【００１７】
タイヤ１０は、前記図５（Ａ）に示す如く、リムシート１ａと略同心に装着される反面、該リムシート１ａは、その中心ｊとホイールリム軸心ｉ（回転中心）との間に、前記ＲＲＯ値Ｗr1の１／２に相当する偏心δが生じている。従って、前記ホイールリム軸心ｉ廻りには、タイヤ重量Ｔｔとズレδとの積Ｔｔ×δに相当するモーメントが作用するなど、さらなる重量アンバランスを発生させる。
【００１８】
そのため、前記図２、５（Ｂ）に示す如く、ホイールリム１自体の重量アンバランスのベクトルＷub→と、前記ＲＲＯに基づく重量アンバランスのベクトルＷ１→とをベクトル和して補正した、新たな補正アンバランスのベクトルＷｃ→を使用することが必要となる。
（ベクトルＷub→）＋（ベクトルＷ１→）＝（ベクトルＷｃ→）
【００１９】
ここで、ベクトルＷｃ→をｘｙ座標（ｘ１、ｙ１）で示すと、図２の如く、
ｘ１＝Ｗub×Cos θub ＋ Ｗ１×Cos θr1、
ｙ１＝Ｗub×Sin θub ＋ Ｗ１×Sin θr1、
となる。またＷ１を、バランスウェイトの重量に換算すると、Ｔｔ×δ／Ｌ、即ち( Ｗr1×Ｔｔ) ／( ２×Ｌ）となる。
【００２０】
従って、前記ベクトルＷｃ→の位相θｃは、次式（１）
θｃ＝Tan ^-1（ｙ１／ｘ１）
＝Tan ^-1〔[ Ｗub×Sin θub＋｛（Ｗr1×Ｔｔ) ／（２×Ｌ) ｝×Sin θr1] ／[ Ｗub×Cos θub＋｛（Ｗr1×Ｔｔ) ／（２×Ｌ) ｝×Cos θr1］〕−−−−−（１）
で示されることとなる。
【００２１】
そして、前記ステップＳ１で求めた各値を前記式（１）に代入して得た前記補正アンバランスＷｃの位相θｃと、タイヤ１０の軽点の前記位相αｔとを位置合わせしてタイヤとホイールリムとを組み付けることにより、タイヤ１０の重量アンバランスとの打ち消し効果を最大限に高めることができる。その結果、組み付け後に、タイヤとホイールリムの組立体のアンバランスを修正するために取付けるバランスウェイトの重量を低減させることができる。
【００２２】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００２３】
【実施例】
リムサイズが６ＪＪ×１５の２種類のホイールリム１Ａ、１Ｂを用意し、各ホイールリム１Ａ、１ＢのＲＲＯ一次成分におけるＲＲＯ値Ｗr1とそのピーク位置の位相θr1、ホイールリムの重量アンバランスにおける重点のアンバランス量Ｗubとその位相θub、重量アンバランス修正用のバランスウェイト貼付け位置のホイールリム軸心からの半径方向距離Ｌを測定した。測定結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】

【００２５】
又タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５、かつタイヤ重量Ｔｔ（９１００ｇ）の９本のタイヤを用意し、各タイヤの重量アンバランス量Ｗｔ及び軽点の位置を測定した。重量アンバランス量Ｗｔは、（３ｇ、１０ｇ、１２ｇ、１９ｇ、２６ｇ、３０ｇ、３３ｇ、４０ｇ、４６ｇ）であった。
【００２６】
又前記式（１）を用いて、ホイールリム１Ａ、１Ｂにおける、補正アンバランスＷｃの位相θｃを求め、その結果を表１に示す。
【００２７】
次に、ホイールリム１Ａ、１Ｂと、９本のタイヤとを組み付けるとともに、組み付け後に、組立体のアンバランスを修正するために必要なバランスウェイトの重量を比較した。その結果を表２に示す。なお比較例においては、ホイールリムの重点の位相θubとタイヤの軽点の位相αｔとを位置合わせして組み付け、又実施例においては、補正アンバランスの位相θｃと、タイヤの軽点の位相αｔとを位置合わせして組み付けている。
【００２８】
【表２】

【００２９】
表２の如く、実施例は、重量アンバランスの打ち消し効果が高まり、バランスウェイト重量を低減しうることが確認できる。表２からタイヤの重量アンバランス量Ｗｔとバランスウェイト重量の低減効果との関係を、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明によるバランスウェイト重量の低減効果は、重量アンバランス量Ｗｔが１５〜４５ｇの範囲でより有効に発揮されるのが確認できる。
【００３０】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、ホイールリムの重量アンバランスを、ホイールリムの実質的な偏心であるＲＲＯ一次成分で補正することにより新規な補正アンバランスを求め、この補正アンバランスの位相と、タイヤの軽点の位相とを位置合わせしてタイヤとホイールリムとを組み付けているため、重量アンバランスの打ち消し効果を最大限に高めることができ、前記バランスウェイトの重量をさらに低減しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤとホイールリムの組み付け方法を説明するフローチャ−トである。
【図２】前記組み付け方法を説明する線図である。
【図３】両側のリムシートのＲＲＯ曲線から求まる平均曲線を示す線図である。
【図４】前記平均曲線を次数解析して求めた一次成分の波形である。
【図５】（Ａ）は、ＲＲＯによる重量アンバランスへの影響を説明する線図、（Ｂ）は、ホイールリムの重量アンバランスの、ＲＲＯによる補正を説明するベクトル図である。
【図６】表２におけるタイヤの重量アンバランス量とバランスウェイト重量の低減効果との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１ホイールリム
１０タイヤ

Claims (1)

1. ホイールリムのＲＲＯ一次成分におけるＲＲＯ値Ｗr1（単位ｍｍ）とそのピーク位置の位相θr1（単位°）、前記ホイールリムの重量アンバランスにおける重点のアンバランス量Ｗub（単位ｇ）とその位相θub（単位°）、重量アンバランス修正用のバランスウェイト取付け位置のホイールリム軸心からの半径方向距離Ｌ（単位ｍｍ）、タイヤの重量Ｔｔ（単位ｇ）、及びタイヤの重量アンバランスにおける軽点の位相αｔを求めるとともに、
   次式（１）で定まる補正アンバランスＷｃの位相θｃと、タイヤの軽点の前記位相αｔとを位置合わせしてタイヤとホイールリムとを組み付けることを特徴とするタイヤとホイールリムの組み付け方法。
   θｃ＝Tan ^-1〔[ Ｗub×Sin θub＋｛（Ｗr1×Ｔｔ) ／（２×Ｌ) ｝×Sin θr1] ／[ Ｗub×Cos θub＋｛（Ｗr1×Ｔｔ) ／（２×Ｌ) ｝×Cos θr1］〕−−−−−（１）

Images