JP4434915B2 - Method and apparatus for measuring tire uniformity - Google Patents
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この発明は、タイヤの各種のユニフォミティの測定、たとえば、ラジアルフォースバリエーション(以下「RFV」という)、ラテラルフォースバリエーション(以下「LFV」という)、ラテラルフォースデビエイション(以下「LFD」という)およびコニシティフォース(以下「COF」という)等の少なくとも一種類の不均一性の測定に用いて好適なタイヤのユニフォミティ測定方法およびそれに用いるユニフォミティ測定装置に関するものである。 The present invention measures various uniformity of tires, for example, radial force variation (hereinafter referred to as “RFV”), lateral force variation (hereinafter referred to as “LFV”), lateral force deviation (hereinafter referred to as “LFD”) and coni The present invention relates to a tire uniformity measuring method suitable for use in measuring at least one kind of non-uniformity such as a city force (hereinafter referred to as “COF”) and a uniformity measuring apparatus used therefor.
従来の、タイヤのユニフォミティ測定装置としては、たとえば特許文献1に開示されているように、ともに昇降変位される上部チャックと下部チャックとの間にタイヤを保持するとともに、そのタイヤへの内圧の充填下で荷重ロールをもってタイヤのトレッド周面に押圧力を作用させて、タイヤの各種の振れを測定するものが知られている。
しかるに、このような従来技術にあっては、とくに、上部チャックおよび下部チャックの昇降移動機構が装置を大型なものにするという不都合があった。
As a conventional tire uniformity measuring device, as disclosed in Patent Document 1, for example, a tire is held between an upper chuck and a lower chuck that are both displaced up and down, and the tire is filled with internal pressure. An apparatus is known that measures various types of runout of a tire by applying a pressing force to the tread circumferential surface of the tire with a load roll below.
However, in such a conventional technique, there is a disadvantage that the moving mechanism of the upper chuck and the lower chuck particularly makes the apparatus large.
そこで、近年は特許文献2に開示されているように、測定装置を小型化することと併せて、タイヤの、実際の使用状態により近い形態の下で、より高精度の測定を行うことを目的に、ホイールリムに組付けて空気圧を充填したタイヤを、回転型チャックをもって水平姿勢に支持するとともに、そのタイヤの周面に、駆動モータに連結した駆動ローラを所要の力で押圧し、このときの、タイヤの半径方向反力の変動を計測してRFVを判定するものが提案されており、この装置によれば、タイヤとリムのそれぞれの特性が組み合わされた総合性能としてのユニフォミティを検出し得る利点がある。
しかしながらこの提案技術では、たとえば、図4に模式的に示すように、回転型チャックCでその先端に支持したタイヤTに、駆動ローラRによって、最大で10kNに及ぶ大きさの水平方向の押圧力を作用させた場合、タイヤTがチャックCから抜け出したり外れたりするような挙動を示すこと、ホイールリムWrおよびホイールディスクWdが撓み変形すること等のおそれが高く、これらのことが、駆動ローラRと、タイヤTとの相対姿勢の変化を余儀なくするため、所要の直角度および/または平行度に狂いが生じてユニフォミティの測定精度が低下することがあるという問題があった。 However, in this proposed technique, for example, as schematically shown in FIG. 4, a horizontal pressing force of a size of up to 10 kN is applied to the tire T supported at the tip of the rotary chuck C by the driving roller R. When this is applied, there is a high risk that the tire T will behave and come out of the chuck C, and that the wheel rim Wr and the wheel disc Wd will be bent and deformed. In order to force a change in the relative posture with respect to the tire T, there has been a problem that a required squareness and / or parallelism may be distorted, resulting in a decrease in uniformity measurement accuracy.
この発明は、提案技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、それの目的とするところは、リム組みタイヤの、上述したような挙動および変形を十分に抑制することにより、測定装置の小型化の下で、高い精度でのユニフォミティ測定を可能としたタイヤのユニフォミティ測定方法および装置を提供するにある。 The present invention has been made to solve such problems of the proposed technology, and its object is to sufficiently suppress the above-described behavior and deformation of the rim-assembled tire. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a tire uniformity measuring method and apparatus capable of measuring uniformity with high accuracy while downsizing the measuring apparatus.
この発明の、タイヤのユニフォミティ測定方法は、ホイールリムに組付けて空気圧を充填したタイヤを、スピンドルにより、たとえば、中心軸線が垂直方向に向く水平姿勢、もしくは、中心軸線が水平方向に向く垂直姿勢で回転自在に支持するとともに、そのタイヤの周面に、負荷ロールを、たとえば水平姿勢もしくは垂直姿勢で押圧して、タイヤの回転下で発生する所要の方向の力を測定するに当って、押圧ロッドと、該押圧ロッドを回転可能に軸受け支持する昇降フレームと、該昇降フレームを収納するハウジングと、昇降フレームに連結したシリンダとを具える圧下手段を、ホイールディスクに対して昇降変位させることに併せて、前記シリンダをもって前記押圧ロッドを前記ハウジングに対して独立に昇降変位させることによって、タイヤを、たとえばホイールディスクを介してスピンドル側へ押圧しながらその力の測定を行うにある。 In the tire uniformity measuring method of the present invention, a tire mounted on a wheel rim and filled with air pressure is driven by a spindle, for example, a horizontal posture in which the central axis is directed in the vertical direction, or a vertical posture in which the central axis is directed in the horizontal direction. in addition to rotatably support the circumferential surface of the tire, the load roll, for example by pressing in a horizontal position or vertical position, hitting the measuring the required force to be generated under the rotation of the tire, pressing A lowering means that includes a rod, a lifting frame that rotatably supports the pressing rod, a housing that houses the lifting frame, and a cylinder that is connected to the lifting frame; in addition, by raising and lowering displaced independently the push rod relative to said housing with said cylinder, Ear and in the measurement of the force while pressing for example via the wheel disc to the spindle side.
ここで「ホイールリム」は、以下の規格に規定されたリム輪郭を有するものとすることが好ましく、また、ここでの「空気圧」は、以下の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧とすることができる。なお「最大負荷能力」とは、下記の規格でタイヤに負荷することが許される最大の質量をいう。 Here, it is preferable that the “wheel rim” has a rim contour defined in the following standards, and “air pressure” here is defined in accordance with the maximum load capacity in the following standards. Air pressure can be used. “Maximum load capacity” means the maximum mass allowed to be loaded on a tire according to the following standards.
そして規格とは、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められたものであり、たとえば、アメリカ合衆国では“THE TIRE AND RIM ASSOCIATION INC. のYEAR BOOK”であり、欧州では、“The European Tyre and Rim Technical OrganizationのSTANDARDS MANUAL”であり、日本では日本自動車タイヤ協会の“JATMA YEAR BOOK”である。 The standard is determined by an industrial standard effective in the region where the tire is produced or used. For example, in the United States, “THE TIRE AND RIM ASSOCIATION INC. YEAR BOOK” is used. It is “STANDARDS MANUAL” of European Tire and Rim Technical Organization, and “JAMATY YEAR BOOK” of the Japan Automobile Tire Association in Japan.
この発明の、タイヤのユニフォミティ測定装置は、専らユニフォミティ測定用に構成した、または、実車への装着用として用いることもできるホイールリムに組付けて空気圧を充填したタイヤを、ホイールディスクとの直接的もしくは間接的な嵌合下で水平姿勢で回転自在に支持するスピンドルを設け、また、そのタイヤの周面に所要の力で押圧される負荷ロールを、水平姿勢で、かつタイヤに対して進退変位可能に配設するとともに、この負荷ロール側、たとえばそれの中心軸に、タイヤの回転に基いて発生する所要の方向の力の測定手段を配設し、さらにホイールディスクに対して昇降変位して、たとえば、ホイールディスクとの直接的もしくは間接的な嵌合下で、タイヤをスピンドル側に押圧する圧下手段を設けたものであり、該圧下手段を、押圧ロッドと、該押圧ロッドを回転可能に軸受け支持する昇降フレームと、該昇降フレームを収納するハウジングと、昇降フレームに連結されて前記押圧ロッドを該昇降フレームとともに前記ハウジングに対して独立に昇降変位させるシリンダとで構成してなることを特徴とする。 The tire uniformity measuring apparatus according to the present invention is a tire that is configured for uniformity measurement or is mounted on a wheel rim that can also be used for mounting on an actual vehicle, and a tire filled with air pressure is directly connected to a wheel disc. Alternatively, a spindle that can rotate freely in a horizontal position under indirect fitting is provided, and a load roll that is pressed against the peripheral surface of the tire with a required force is moved in a horizontal position and moved forward and backward with respect to the tire. In addition, it is arranged on the load roll side, for example, the central axis of the load roll, and a means for measuring the force in the required direction generated based on the rotation of the tire is arranged. , for example, under direct or indirect engagement with the wheel disc state, and are not provided with pressure means for pressing the tire to the spindle side, piezoelectric under A step, a pressure rod, a lifting frame that rotatably supports the pressure rod, a housing that houses the lifting frame, and a pressure frame that is connected to the lifting frame and is independent of the housing together with the lifting frame. And a cylinder that is displaced up and down .
この発明の方法では、リム組みタイヤをスピンドルをもって回転自在に支持するとともに、そのタイヤの周面に、負荷ロールを所要の力で押圧し、タイヤの回転に基いて発生する力を、力の変動をも含めて測定することにより、先の提案技術と同様に、小型の装置をもって、タイヤとリムとのそれぞれの特性が組み合わされた、より現実に即した総合性能としての、RFV、LFV、LFD、COFその他を求めることができる。 In the method of the present invention, a rim-assembled tire is rotatably supported by a spindle, and a load roll is pressed against a peripheral surface of the tire with a required force to generate a force generated based on the rotation of the tire. As with the previously proposed technology, RFV, LFV, LFD as a more realistic overall performance that combines the characteristics of tires and rims with a small device. , COF and others.
しかもここでは、このような力の測定に当って前記圧下手段を用いてタイヤをスピンドル側へ押圧して、タイヤの、スピンドルに対する拘束力を高めることにより、スピンドルへのタイヤの固定がより堅固になるので、負荷ロールによるタイヤ押圧力に対し、タイヤの、スピンドルからの抜け出し挙動、ホイールリムおよびディスクの撓み変形等を有効に抑制して、ユニフォミティの測定精度の不測の低下を効果的に防止することができる。 Moreover Here, the tire using the pressure means hitting the measurement of such forces to press the spindle side, of the tire, by increasing the restraining force for the spindle, the tire to the spindle fixed more firmly Therefore, it effectively prevents the tire from coming out of the spindle against the tire pressing force by the load roll, and flexure deformation of the wheel rim and the disk, effectively preventing an unexpected decrease in uniformity measurement accuracy. be able to.
そして、総合性能としての上記変動成分等は、タイヤを規格に規定されたリム輪郭を有するホイールリムに組付けてユニフォミティの測定を行った場合により高精度に測定することができ、このことは、ホイールリムとして、実車への装着用として用いることができるものを適用した場合にとくに顕著である。 And the above-mentioned fluctuation component as the overall performance can be measured with higher accuracy when the uniformity is measured by assembling the tire to the wheel rim having the rim contour defined in the standard. This is particularly remarkable when a wheel rim that can be used for mounting on an actual vehicle is applied.
なお、実車装着用のホイールリムを用いて、このユニフォミティ測定を行うときは、通常はホイールディスクに、ユニフォミティ測定装置へのセットを可能とするアダプタその他を取付けることが必要になる。この一方で、専らユニフォミティ測定用に構成したホイールリムを用いるときは、ホイールディスク部分に、測定装置への嵌合部その他のセット部を予め構成することで、アダプタ等の事後的な取付けは不要となる。 When this uniformity measurement is performed using a wheel rim for mounting on an actual vehicle, it is usually necessary to attach an adapter or the like that can be set to the uniformity measurement device to the wheel disc. On the other hand, when using a wheel rim configured exclusively for uniformity measurement, it is not necessary to attach an adapter or the like afterwards by pre-configuring the wheel disc part with a fitting part to the measuring device and other set parts. It becomes.
またこの発明の装置では、ホイールリムに組付けたタイヤを、スピンドルによるホイールディスクの支持下で回転自在に支持するとともに、そのホイールディスクを圧下手段をもってそのスピンドルに押圧してタイヤをそこに拘束した状態で、負荷ロールをタイヤの周面に所要の力で押圧するとともに、タイヤを所要速度で回転させ、そして、負荷ロール側に設けた測定手段で、タイヤの回転に基いて発生する所要の方向の力を測定することで、この発明に係る前記の方法を確実に、かつ常に適正に実施することができる。 Further, in the apparatus of the present invention, the tire assembled to the wheel rim is rotatably supported under the support of the wheel disk by the spindle, and the wheel disk is pressed against the spindle by the rolling means to restrain the tire there. In the state, the load roll is pressed against the circumferential surface of the tire with the required force, the tire is rotated at the required speed, and the required direction generated based on the rotation of the tire by the measuring means provided on the load roll side. By measuring the force, it is possible to carry out the method according to the present invention reliably and always appropriately.
図1は、この発明に係る装置の実施形態を、一部を断面として示す略線正面図である。
図中1は、タイヤを示し、図示のこのタイヤ1は、実車への装着用として用いることもできるホイールリム2に装着されて、所要に応じた大きさの空気圧を充填された状態にある。
FIG. 1 is a schematic front view showing a part of an embodiment of the apparatus according to the present invention as a cross section.
In the figure, reference numeral 1 denotes a tire. The illustrated tire 1 is mounted on a
ホイールリム2の内周側には、タイヤの、車軸ハブへの取付部として機能するホイールディスク3を一体的に設け、ここでは、このホイールディスク3を介してタイヤ1の、試験装置への所要のセットを可能とするべく、それの表裏面、図では上下のそれぞれの面に、たとえばホイールディスク3に設けたボルト孔を用いてそれぞれのアダプタ4、5を取付ける。
A
そして、この図示例では、上面側のアダプタ4に、後に詳述する圧下手段6の押圧ロッド7の丁度の入り込みを許容する円錐台状の窪み8を形成し、下面側のアダプタ5に、スピンドル9へのそれ自体の入れ込みのための円錐台状の突部10を設ける。
And, in this illustrated example, the upper surface side adapter 4, the frustoconical depressions observed 8 to allow just the entry of
ここで、ホイールリム2に組付けて空気圧を充填したタイヤ1を図示のような水平姿勢で回転自在に支持するスピンドル9は、ベアリング11によってベース部材12に回転自体に支持するとともに、下面側アダプタ5の突部10の丁度の嵌まり込みを許容する、中心軸線を垂直とした円錐台状の窪み13を上端部分に形成してなり、好ましくは、その円錐台状の窪み13内に、突部10の特定個所に掛合して、その突部10を引込み固定する、図示しない固定手段を設けてなる。
これによれば、タイヤ1は、ホイールディスク3のアダプタ5を介してスピンドル9上に水平に支持されて、そのスピンドル9ともに回転することができる。
Here, the spindle 9 that rotatably supports the tire 1 that is assembled to the
According to this, the tire 1 is horizontally supported on the spindle 9 via the adapter 5 of the
ところで、この場合にあって、下面側アダプタ5に設けた図示のような水平フランジ14を、スピンドル9の上端に面接触させて、タイヤ1、直接的にホイールディスク3を支持する場合には、スピンドル9によるタイヤ1の支持をより安定なものとすることができ、
このことは、水平フランジ14に代えて、ホイールリム2のリムフランジをスピンドル9の上端に、面もしくは線接触させた場合も同様である。
By the way, in this case, when the
This is the same when the rim flange of the
またこの図に示すところでは、モータ15の作動に基く垂直雄ねじ部材16の回転駆動によって、その雄ねじ部材16に螺合させてスライダ17に取付けた雌ねじ部材18を昇降変位させることにより、前記圧下手段6の全体を、昇降フレーム17および連結ロッド19とともに、垂直方向に所期した通りに昇降変位させることができる。そしてこれと併せて、その圧下手段6の押圧ロッド7を、圧下手段それ自体に設けたシリンダ20をもって、ハウジング21に対して独立に昇降変位させることにより、その押圧ロッド7の先端部を、上面側のアダプタ4の窪み8内へ所要の力で押し込むことができる。
Further, as shown in this figure, by the rotational drive of the vertical
ここで、押圧ロッド7は、それを、シリンダ20によって駆動される昇降フレーム22に軸受け支持することにより、タイヤ1および上面側アダプタ4等とともに一体的に回転することができる。
Here, the
なお、シリンダ20に連結される昇降フレーム22は、直動ガイドその他の案内手段を介してハウジング21内に収納することが、そのフレーム22の昇降変位を円滑にするとともに、昇降フレーム22を回り止めする上で必要である。
Note that the
そしてまた圧下手段6は、それを、一対のスライダ17、23の作用下で、固定側部材24、25に対して昇降変位させることにより、すぐれた昇降位置精度をもたらすことができる。
Moreover, the rolling-
さらに、図中26は、中心軸線を上下方向に向けた水平姿勢で配設した、たとえば鋼性の負荷ロールを示し、この負荷ロール26は、タイヤ1の周面に対して水平に進退変位されて、そのタイヤ周面に所要の力で押圧されるとともに、図示しないモータその他によって回転駆動される。
なおここで、負荷ロール26を回転駆動することに代えて、スピンドル9を回転駆動する一方で、負荷ロール26をフリーロールとすることも可能である。
Further, in the figure,
Here, instead of rotationally driving the
このような負荷ロール26をタイヤの周面に押圧するとともに、それの回転駆動に基いてタイヤ1を所要の速度で回転させた場合は、タイヤ1の回転運動に基いて各種の方向の力が発生することになるので、ここでは、たとえば負荷ロール6の中心軸に、所定の方向の少なくとも一の力を測定できるロードセル等の測定手段27を配設する。
When such a
このように構成してなる装置を用いたユニフォミティの測定には、ホイールリム2に組付けて所要の空気圧を充填したタイヤ1を、図示のように、下面側アダプタ5の突部10の、スピンドル窪み13への嵌め込み状態で、好ましくは、その突部10を窪み13内に固定して、スピンドル9上に水平姿勢に位置決めする一方で、モータ15およびシリンダ2の作用下で、圧下手段6および押圧ロッド7のそれぞれをともに降下変位させて、押圧ロッド7の先端部を、上面側アダプタ4の窪み8内へ所要の力で押込んで、ホイールディスク3、ひいては、タイヤ1をスピンドル9に十分強固に固定し、次いで、負荷ロール26の、タイヤ周面への所要力での水平押圧および、その負荷ロール26の回転駆動を所要のタイミングで行い、そして、負荷ロール26にて回転されるタイヤ1に生じる反力をも含む所要の力を測定手段27にて測定することにより行うことができ、このようなユニフォミティ測定に当っては、タイヤ1は圧下手段6の作用の下で、スピンドル9に十分強固に固定されることになるので、図4について述べたような、タイヤ1のスピンドル9からの抜け出し、ホイールリム2およびディスク3の変形等のおそれを有効に取り除くことができ、結果として、すぐれたユニフォミティ測定精度を実現することが可能となる。
For uniformity measurement using the apparatus constructed as described above, the tire 1 assembled to the
図2は、圧下手段の他の昇降駆動機構を例示する要部略線図であり、図2(a)に示すところは、圧下手段6の昇降フレーム31を、そこに設けた一対の雌ねじ部材32をもってそれぞれの雄ねじ部材33に螺合させ、両雄ねじ部材33を、一台のモータ34およびタイミングベルト35によって同期回転可能とするとともに、押圧ロッド7を、昇降フレーム31に設けたシリンダ36により、その昇降フレーム31に対して昇降可能としたものである。
FIG. 2 is a main part schematic diagram illustrating another lifting drive mechanism of the rolling-down means. FIG. 2A shows a pair of female screw members provided with a lifting
この構成によれば、押圧ロッド7は、モータ34およびシリンダ36のそれぞれによって昇降変位されるので図1に示すものと同様に、位置決めが容易でかつ、押し込み力の調整が可能であるという利点をもたらすことができる他、押圧ロッド7のストローク量を小さくして作業能率を高めることができるという利点もある。
According to this configuration, the
また、図2(b)に示す駆動機構は、押圧ロッド7を昇降フレーム31と一体に構成し、そして、その昇降フレーム31に設けた一対の雌ねじ部材32のそれぞれを、モータ34およびタイミングベルト35によって同期回転される一対の雄ねじ部材33に螺合させたものである。
ここでは、押圧ロッド7は、モータ34の作用だけで昇降変位されるので、そのロッド7の位置決めが容易になる。
In the drive mechanism shown in FIG. 2B, the
Here, since the
そして図2(c)に示す構成は、圧下手段6の押圧ロッド7を、固定部材に取付けたシリンダ37だけで、所要のストロークにわたって昇降変位可能としたものである。
なお図中38は、押圧ロッド7をシリンダロッド上に回転自在に支持するベアリングを示す。
図示はしないが、このようなベアリングは、図2(a)および(b)に示すものにも適用することが好ましい。
In the configuration shown in FIG. 2C, the
In the figure,
Although not shown, it is preferable that such a bearing is also applied to those shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b).
この構成によれば、シリンダ37の作用下で、押圧ロッド7の押し込み力を所要に応じて調整することが可能となる。
According to this configuration, it is possible to adjust the pushing force of the
図3は、圧下手段の昇降ガイド機構を例示する要部略線図である。
図3(a)は、押圧ロッド7を一体構成した昇降フレーム31を、固定側部材39に対し、直動ガイド40を介して摺動可能としたものであり、図3(b)に示すガイド機構は、昇降フレーム31に貫通させて設けたガイドロッド41によって圧下手段6の昇降変位を案内するものである。
FIG. 3 is a main part schematic diagram illustrating a lifting guide mechanism of the rolling-down means.
FIG. 3A shows a structure in which the
また図3(c)は、昇降フレーム31に設けた一対の摺動ロッド42を固定側部材43に取付けたブッシュ44に貫通させてそこに摺接させたものであり、そして図3(d)は、押圧ロッド7を、昇降フレーム31に対し、図2(a)に示すように昇降変位可能とした場合に、その昇降フレーム31に、押圧ロッド7の変位を案内するブッシュ45を設けたものである。
FIG. 3C shows a pair of sliding
1 タイヤ
2 ホイールリム
3 ホイールディスク
4、5 アダプタ
6 圧下手段
7 押圧ロッド
8、13 窪み
9 スピンドル
10 突部
11 ベアリング
12 ベース部材
14 水平フランジ
15、34 モータ
16、33 雄ねじ部材
17、23 スライダ
18、32 雌ねじ部材
19 連結ロッド
20、36、37 シリンダ
21 ハウジング
22、31 昇降フレーム
24、25、39、43 固定側部材
26 負荷ロール
27 測定手段
35 タイミングベルト
38 ベアリング
40 直動ガイド
41 ガイドロッド
42 摺動ロッド
44、45 ブッシュ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
押圧ロッドと、該押圧ロッドを回転可能に軸受け支持する昇降フレームと、該昇降フレームを収納するハウジングと、昇降フレームに連結したシリンダとを具える圧下手段を、ホイールディスクに対して昇降変位させることに併せて、前記シリンダをもって前記押圧ロッドを前記昇降フレームとともに前記ハウジングに対して独立に昇降変位させることによって、タイヤをスピンドル側に押圧しながら力の測定を行うタイヤのユニフォミティ測定方法。 A tire mounted on a wheel rim and filled with air pressure is rotatably supported by a spindle, and a load roll is pressed against the peripheral surface of the tire to measure a force in a required direction generated under the rotation of the tire. When measuring tire uniformity,
Displacement of the pressing means comprising a pressing rod, a lifting frame that rotatably supports the pressing rod, a housing that houses the lifting frame, and a cylinder coupled to the lifting frame, with respect to the wheel disk. In addition, a tire uniformity measuring method for measuring force while pressing the tire toward the spindle side by moving the pressing rod up and down independently of the housing together with the lifting frame with the cylinder .
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