JP4740752B2 - タイヤねじり特性測定装置、及びタイヤねじり特性測定方法 - Google Patents

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Description

本発明はタイヤねじり特性測定装置、及びタイヤねじり特性測定方法に係り、タイヤの回転軸、及びタイヤ幅中心を通る回転軸周りのタイヤのねじり方向の特性、例えば、ねじり方向の振動の減衰を測定可能なタイヤねじり特性測定装置、及びタイヤねじり特性測定方法に関する。
従来より、二輪車のシミー現象を改良するために種々の実験検討がなされてきたが、シミー現象を改良するためのタイヤの特性を測定する装置、及び方法がないのが現状であった。
なお、タイヤの特性を測定する装置として、例えば特許文献１にはタイヤの縦たわみ方向の減衰を測定する装置が開示されており、特許文献２にはタイヤの周方向のねじりについて測定する装置が開示されている。
特開２００２―７１５３１ 特開２００４―３４０６８８
発明者の種々の実験検討の結果、シミー現象には、タイヤの回転軸、及びタイヤ幅中心を通る回転軸周りのタイヤのねじり方向の減衰が大きく影響していることが分かった。
本発明は、上記事実を考慮し、タイヤの回転軸、及びタイヤ幅中心を通る回転軸周りのタイヤのねじり方向の振動の減衰を測定可能なタイヤねじり特性測定装置、及びタイヤねじり特性測定方法を提供することが目的である。
請求項１に記載のタイヤねじり特性測定装置は、リム組みしたタイヤを取り付けるタイヤ取付軸と、前記タイヤ取付軸、及びタイヤ幅中心を通る回転軸を中心として回転可能に設けられた測定用回転部材と、前記タイヤのトレッドを前記測定用回転部材に押圧するための押圧手段と、前記測定用回転部材の角加速度を検出する角加速度検出手段と、前記測定用回転部材に設けられ径方向外側に延びる打撃軸と、前記測定用回転部材を回転させるような打撃を前記測定用回転部材に付与するための打撃手段と、を有することを特徴としている。
次に、請求項１に記載のタイヤねじり特性測定装置の作用を説明する。
タイヤのねじり特性を測定するには、先ず、リム組みしたタイヤをタイヤ取付軸に取り付け、押圧手段によってタイヤのトレッドを測定用回転部材に押し付ける。
次に、打撃手段により、測定用回転部材の打撃軸に対して回転方向の打撃（または接線方向の打撃）を加える。これにより、タイヤはねじり変形して減衰振動をする。このとき、タイヤに接触して減衰振動している測定用回転部材の角加速度を角加速度検出手段により計測する。なお、計測した角加速度の変動値からタイヤのねじり特性（減衰係数等）を算出することができる。
より正確なねじり特性を測定するためには、測定用回転部材は、回転モーメントを極力小さくすることが好ましく、また、回転時の抵抗も極力小さくすることが好ましい。
請求項２に記載のタイヤねじり特性測定方法は、リム組みしたタイヤを、タイヤの回転軸、及びタイヤ幅中心を通る回転軸を中心として回転可能に設けられた測定用回転部材に押し付け、前記測定用回転部材に回転方向の打撃を付与して前記測定用回転部材の角加速度を測定する、ことを特徴としている。
請求項２に記載のタイヤねじり特性測定方法では、測定用回転部材にタイヤのトレッドを接触させ、測定用回転部材に対して回転方向の打撃を付与する。これにより、タイヤはねじり変形して減衰振動するので、タイヤに接触して減衰振動している測定用回転部材の角加速度を計測する。このようにして計測した角加速度の変動値からタイヤのねじり特性（減衰係数等）を算出することができる。
本発明のタイヤねじり特性測定装置、及びタイヤねじり特性測定方法によれば、タイヤの回転軸に対して直交し、かつ接地面に対して直交する軸周りのタイヤのねじり方向の減衰特性を測定できる。
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係るタイヤねじり特性測定装置１０について説明する。
図１に示すように、本実施形態のタイヤねじり特性測定装置１０は、床面１２に固定されるベース板１４の上面に、１対の支柱１６を備えている。
一対の支柱１６の上端には梁１８が掛け渡されており、梁１８の下面に一対の油圧シリンダ２０が下向きに取り付けられている。
梁１８の下方には、タイヤ支持部材２２が配置されており、このタイヤ支持部材２２の上面に油圧シリンダ２０のピストンロッド２０Ａが固定されている。
図１、及び図２に示すように、タイヤ支持部材２２は、水平に配置されたタイヤ取付軸２４が回転自在に支持されており、タイヤ取付軸２４の中央部分に、リム組みしたタイヤ２６をボルト（図示せず）で固定可能となっている。
ベース板１４の上面には、一対の支柱１６の中央部分に、後述するタイヤ２６の押圧時の荷重（スラスト荷重）を支持可能なスラストベアリング３０を介して円盤状の測定用回転部材３２が回転自在に支持されている。ここで、測定用回転部材３２、及びスラストベアリング３０は、回転モーメントを極力小さくすることが好ましい。なお、スラストベアリング３０は、例えば、抵抗が少ないボールベアリング等を用いることができるが、他の種類のベアリングを用いても良い。
なお、測定用回転部材３２の回転軸上にタイヤ２６の回転軸（タイヤ取付軸２４の回転軸と同じ）が直角に位置し、かつタイヤ２６の幅方向中心が測定用回転部材３２の回転軸上に位置している。
測定用回転部材３２の外周には、径方向外側へ延びる打撃軸３４が取り付けられている。
また、測定用回転部材３２の上面には、外周の近傍に加速度センサ３６が取り付けられている。加速度センサ３６は、コンピュータ等を含む周知の記録装置（図示せず）に接続されており、加速度が時系列的に記録可能となっている。この加速度センサ３６としては、図示しないが従来周知のものでよく、例えば、共和電業社製の加速度変換器（ＡＳ−２ＧＡ）を使用することができる。
なお、記録装置では、加速度センサ３６による加速度（測定用回転部材の接線方向）を、角加速度に変換するようになっている。
次に、タイヤねじり特性測定装置１０を用いたタイヤ２６のねじり特性の測定方法について説明する。
先ず、タイヤ取付軸２４にリム組したタイヤ２６、本実施形態ではリム組した二輪車用空気入りタイヤをボルト等で取り付ける。
次に、油圧シリンダ２０を用いてタイヤ支持部材２２を下方に移動させ、タイヤ２６のトレッドを測定用回転部材３２の上面中央に予め設定した荷重、例えば、実車に装着した際に作用する荷重で押し付ける。これにより、実車同様の荷重がタイヤ２６に負荷された状態を創出することができる。
次に、測定用回転部材３２の打撃軸３４を、ハンマ３８で水平、かつ測定用回転部材３２の接線方向（矢印Ａ方向）に叩く。これにより、固定されているタイヤ２６にねじりが加えられ、タイヤ２６がねじり振動（矢印Ｂ方向）をする。なお、ハンマ３８による打撃は、作業員が行っても良く、バネ等の付勢力を用いても良い。
このとき、タイヤ２６と共に減衰振動する測定用回転部材３２の加速度を、測定用回転部材３２が停止するまで加速度センサ３６により計測し、計測した値を記録装置に時系列的に記録する。なお、タイヤ２６のねじり方向の振動の減衰特性は、記録した値を演算して得ることができる。振動の減衰特性、例えば減衰係数を算出する方法は、周知の方法（例えば、特開２００２−７１５３１号公報等。）を用いれば良い。
なお、本実施形態では、測定用回転部材３２の加速度を測定するために加速度センサ３６を用いたが、本発明はこれに限らず、測定用回転部材３２の回転方向の振動を測定可能な手段であればその手段は問わず、例えば、回転方向の角度を精密に測定可能なロータリーエンコーダ等を用いて、時系列的に角度変位を測定しても良い。
また、本実施形態では、油圧シリンダ２０を用いてタイヤ２６を測定用回転部材３２に押し付けたが、モーターの駆動力によってタイヤ支持部材２２を移動し、タイヤ２６を測定用回転部材３２に押し付けても良い。
また、本実施形態では、測定対象のタイヤ２６が二輪車用空気入りタイヤであったが、測定対象は、乗用車用タイヤ等の他の種類のタイヤであっても良い。
本発明の一実施形態に係るタイヤねじり特性測定装置の正面図である。 図１に示すタイヤねじり特性測定装置の１−１線断面図である。
符号の説明
１０ タイヤねじり特性測定装置
１４ ベース板（押圧手段）
１６ 支柱（押圧手段）
１８ 梁（押圧手段）
２０ 油圧シリンダ（押圧手段）
２２ タイヤ支持部材（押圧手段）
２４ タイヤ取付軸（押圧手段）
２６ タイヤ
３０ スラストベアリング
３２ 測定用回転部材
３４ 打撃軸
３６ 加速度センサ（角加速度検出手段）
３８ ハンマ（打撃手段）

Claims (2)

  1. リム組みしたタイヤを取り付けるタイヤ取付軸と、
    前記タイヤ取付軸、及びタイヤ幅中心を通る回転軸を中心として回転可能に設けられた測定用回転部材と、
    前記タイヤのトレッドを前記測定用回転部材に押圧するための押圧手段と、
    前記測定用回転部材の角加速度を検出する角加速度検出手段と、
    前記測定用回転部材に設けられ径方向外側に延びる打撃軸と、
    前記測定用回転部材を回転させるような打撃を前記測定用回転部材に付与するための打撃手段と、
    を有することを特徴とするタイヤねじり特性測定装置。
  2. リム組みしたタイヤを、タイヤの回転軸、及びタイヤ幅中心を通る回転軸を中心として回転可能に設けられた測定用回転部材に押し付け、前記測定用回転部材に回転方向の打撃を付与して前記測定用回転部材の角加速度を測定する、ことを特徴とするタイヤねじり特性測定方法。
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