JPH09184790A - リム及びタイヤを有する車輪を障害物の上を通す試験の試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ０Ｈｚ乃至１３０Ｈｚの振動数範囲において
タイヤの固有モードを分析することを可能にする試験装
置を提供すること。 【解決手段】 タイヤ４が設けられた車輪２を障害物の
上を通す試験の試験装置は、突部１００を支持する路面
輪１と、ハブ５及び車輪２を回転可能に支持することが
できる操縦ナックル６と、操縦ナックル６を支持する２
つの懸架アーム８、９とを備えている。また、該試験装
置は、懸架アーム８、９に、及び支持フレーム１５に接
続された第三及び第四の板ばね１０、１１、１２、１３
と、操縦ナックル６に、及び支持フレーム１５に接続さ
れた第五の板ばね１４と、操縦ナックル６及び支持フレ
ーム１５と係合した空気ばね４０とを備えている。ハブ
５と関係付けられた第一及び第二の加速度トランスデュ
ーサ手段４８、４９が、半径方向及び長手方向へのタイ
ヤ４の固有振動数及び制振量の測定値を提供する。該試
験装置は、ハブ可動モード及びハブ固定モードの双方で
使用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リム及びタイヤを
備える車輪を障害物の上を通すことによる試験を行う試
験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】タイヤの特性を測定するために行われる
試験は、障害物の上を車輪を通すものである。かかる試
験は、垂直方向及び水平方向、即ち、車輪の面内でタイ
ヤの固有振動数及び制振量を検出するために行われる。

【０００３】今日迄、障害物の上を車輪を通す試験は、
路面輪に対してハブを固定して行われる屋内型式のもの
である。この試験は、動力測定用ハブに車輪を取る付け
ることと、所定の速度で回転している路面輪（障害物を
構成する所定形状の突部を有している）に対して、垂直
荷重を付与して該車輪を圧搾することとから成ってい
る。

【０００４】ハブを固定して行われる試験において、タ
イヤに加えられる振動励起力は、タイヤが一定の速度で
障害物の上を通るときに該障害物により付与される変形
である。この障害物は、車輪の前進速度に関して、タイ
ヤの固有動作を励起させ（衝撃型振動の励起）、車輪
は、その固有振動数で振動し始めるようにする。多少の
短縮時間後に、こうした振動が制振される。この場合、
この方法は、異なる前進速度におけるタイヤの制振され
た自由振動を分析することを含む。固定したハブで検出
された、時間と共に変化する信号が長手方向への力及び
垂直方向力の信号である（これらの力は、障害物により
付与される振動励起力、車輪の前進速度、及び車輪の面
におけるタイヤの固有振動数に依存する）。

【０００５】「剛性」モードとして公知のタイヤの４つ
の固有モードは、障害物の上を通す、ハブ固定の試験に
より把握される。この試験中、障害物がタイヤから離れ
た後に力の信号、長手方向への力及び垂直方向力の信号
を時間と共に分析し、固有振動数及び制振量は、衝撃型
振動の信号に対する分析技術、または算術的モデル（例
えば、プローニィ（Ｐｒｏｎｙ）またはイブラヒム（Ｉ
ｂｒａｈｉｍ）モデル）で特定される。その最終結果
は、前進速度に対するタイヤの４つの振動モード（即
ち、３０Ｈｚ乃至１３０Ｈｚの範囲に亙る振動モード）
の固有振動数、及びその制振量の曲線となる。このよう
に、固有振動数の４つの曲線及び制振量の４つの曲線と
いう、速度に対する全体として８つの実験値曲線が得ら
れる。

【０００６】障害物の上を通す従来の試験において、固
定したハブ（車輪の面におけるヒンジに相当）が車輪を
拘束する状態は、ハブが垂直方向及び長手方向に振動自
在である、車輪の固有モードを把握することを許容しな
い。一方、かかる固有モードは、３０Ｈｚ以下（垂直方
向に約１４Ｈｚ、及び長手方向に約２０Ｈｚ）にて自動
車内に存在する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、０Ｈ
ｚ乃至１３０Ｈｚの振動数範囲においてタイヤの固有モ
ードを分析することを可能にする試験装置を提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
目的は、次のものを備える、車輪（リム及びタイヤを有
する）を障害物の上を通す試験の試験装置で達成され
る。即ち、該試験装置は、可動のハブ状態下にて使用可
能であり、該試験装置は、所定の速度で回転し且つ上記
の障害物を形成する突部を所定の形状にて支持する路面
輪と、上記車輪の上記リムが締結されるハブと、上記ハ
ブ及び上記車輪を回転可能に支持することができる操縦
ナックルと、上記のハブと関係付けられて、半径方向及
び長手方向への上記タイヤの固有振動数及び制振量を測
定することができる第一及び第二の加速度トランスデュ
ーサ手段とを備え、上記の操縦ナックルを支持する二つ
の懸架アームと、それぞれの懸架アームに締結されたそ
れぞれの第一の端部と、それぞれの調節可能な第一、第
二、第三及び第四の締結手段により支持フレームに締結
されたそれぞれの第二の端部とを有する第一、第二、第
三及び第四の板ばねとを備え、上記の締結手段が、板ば
ねの剛性を調節し且つ上記支持アームの長手方向剛性を
変化させ得るように、各板ばねの長さを変化させること
ができ、上記の操縦ナックルに締結された第一の端部
と、調節可能な第五の締結手段により、シューに締結さ
れた第二の端部とを有する第五の板ばねを備え、該第五
の締結手段が、板ばねの剛性を調節し且つ上記支持アー
ムの長手方向剛性を変化させ得るように、上記第五の板
ばねの長さを変化させることができ、上記の操縦ナック
ル及び上記の支持フレームと係合した空気ばねであっ
て、車輪の上に支持する乗物の重量の割合に等しい、初
期の半径方向予荷重を上記のタイヤに付与することがで
きる上記の空気ばねを備えることを特徴とする試験装置
である。

【０００９】好適な実施の形態によれば、上記の試験装
置は、上記第一、第二、第三及び第四の板ばねの上記第
一の端部と係合して、上記懸架アームを長手方向にクラ
ンプ止めすることのできるクランプ止め要素を備えてお
り、上記第二の板ばねは、上記懸架アームを半径方向に
クランプ止めして、固定ハブの状態を実現し得るように
収縮可能である。

【００１０】本発明による試験装置は、「受動型懸架装
置」と同様に作用し、乗物の懸架装置の動作をシュミレ
ートし、車輪のハブにおける振動励起力が、路面輪に配
置された障害物により付与され、該路面輪がその力をタ
イヤを通じてハブに伝達する。この試験装置において、
垂直方向及び長手方向への懸架装置の剛性を調節し、従
って、板ばねが支持フレームに係合する箇所の変位を通
じて板ばねの剛性を変化させることにより、懸架装置の
固有振動数の二つの値（半径方向及び長手方向）を調節
することを可能にする。このため、「シュミレータ」
（受動型懸架装置）の支持されない質量の振動数が試験
中の乗物の振動数と一致する。このように、該試験装置
は、懸架装置の振動数の値を試験中の乗物（その乗り心
地を最適にしようとするもの）の振動数に等しくするこ
とを可能にするものである。

【００１１】ハブを固定した車輪を拘束した状態にて障
害物の上を通して行われる従来の試験の場合、タイヤの
４つの固有モード（「剛性」モードと呼ばれる）が把握
されるが、ハブが長手方向及び半径方向に可動であるこ
の試験の場合、一方が半径方向、その他方が長手方向へ
の更に二つの固有モードを把握することが可能となる
（これらは、０乃至３０Ｈｚの、いわゆる「懸架装置」
の振動モードのものである）。

【００１２】このように、ハブを可動にして障害物の上
を通す試験から、タイヤの６つの固有モードが得られ
る。これらモードは、固有振動数及び対応する制振量の
６つの曲線に変換される。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の特徴及び有利な点は、添
付図面に示した非限定的な一例として一つの実施の形態
に関して以下に説明する。

【００１４】図１、図２及び図３には、本発明により具
体化された、障害物の上を車輪を通す試験の試験装置が
図示されている。該試験装置は、障害物を形成する、所
定の形状の突部１００が設けられた路面輪１を備えてい
る。リム３及びタイヤ４を備える車輪２は、操縦ナック
ル６により回転可能に支持されたハブ５に締結されて該
イヤ４は、路面輪１との接触状態を保つ。この路面輪１
は、図示しない電気モータにより回転されて、タイヤ４
を回転させる。操縦ナックル６は、ピン７で重ね合わせ
た二つの懸架アーム８、９（平行四辺形の懸架装置を形
成する略三角形）に接続される。これらの懸架アーム
８、９は、ピン８０、９０で支持フレーム１５のスリー
ブ１５０、１５１により支持されている。４つの板ばね
１０、１１、１２、１３は、懸架アーム８、９を支持フ
レーム１５に接続する。これらの板ばね１０、１１、１
１、１２、１３は、懸架アーム８、９の側部に対して略
平行な薄板により形成されている。これらの４つの板ば
ね１０、１１、１２、１３は、ピン８０、９０のねじ付
き軸部及びそれぞれのナット１６によって、アーム８、
９にそれぞれ締結された一端１０１、１１１、１２１、
１３１を有している。これらの板ばね１０、１１、１
２、１３は、スペーサ１８、１９、２０、２１及び調節
可能なボルト２２、２３、２４、２５によりフレーム１
５の壁１５２、１５３にそれぞれ接続された他端１０
２、１１２、１２２、１３２を有している。ボルト２
２、２３、２４、２５を緩めると、そのねじ軸部は壁１
５２、１５３に形成されたそれぞれのスロット２６、２
７、２８、２９（フレーム１５に関する板ばね１０、１
１、１２、１３の固定点を調節すべく、車輪２の面に直
交する方向に伸長している）内を摺動することができ
る。このようにして、板ばね１０、１１、１２、１３の
剛性Ｋ２、従って、懸架アーム８、９の長手方向剛性
（矢印６４）を変化させることが可能となる。

【００１５】２つのアーム８、９は、同一であり、ま
た、それぞれの対の板ばね１０、１１、１２、１３も同
一であり、同一の方法にて、アーム８、９及びフレーム
１５に接続されている。

【００１６】操縦ナックル６とフレーム５との間には、
板ばね１４が介在されている。板ばね１４は、懸架アー
ム８、９の面に対して略平行な薄板により形成される。
該板ばね１４は、ボルト３１により操縦ナックル６と一
体に支持体３０に締結された一端１４１と、スペーサ３
３及び調節可能なボルト３４により、シュー３２に接続
された他端１４２とを有している。

【００１７】ボルト３４を緩めると、そのねじ付き軸部
は、シュー３２に形成されたスロット３５（フレーム１
５に関する板ばね１４の固定点を調節すべく、車輪２の
面に直交する方向に伸長している）内を摺動することが
できる。このようにして、板ばね１４の剛性Ｋ１、従っ
て、懸架アーム８、９の半径方向剛性を変化させること
が可能となる。

【００１８】シュー３２は、フレーム１５の壁１５４に
形成されたスロット３６（車輪２の面に対して平行に伸
長している）内に、スペーサ３７及び調節可能なボルト
３８により取り付けられる。ボルト３８を緩めると、そ
のねじ軸部がスロット３６内で半径方向（矢印６５）に
摺動し、板ばね１４を車輪２の回転軸線５０と整合させ
る。

【００１９】支持体３０とフレーム１５の壁１５５との
間には、空気ばね４０が介在させてある。該ばね４０
は、調節可能であり、車輪で支持された乗物の重量の割
合に等しい初期の予荷重をタイヤ４に付与するために使
用される フレーム１５は、半径方向に伸長する燕尾形のスライド
ガイド４２によって基部４１内に摺動可能に支持されて
いる。このフレーム１５は、ウォームねじが設けられた
前進シャフト４３（フレーム１５の対応するねじ穴４４
に係合する）を有する前進アクチュエータ４７により駆
動されて、ガイド４２に沿って摺動する。このシャフト
４３は、ブラケット４５内に回転可能に支持されてい
る。このブラケット４５は、シャフトが軸方向に並進す
るのを防止し、また、該シャフトは、手回し駆動ハンド
ル４６によって駆動されて（矢印６０）回転する。シャ
フト４３が回転する間に、フレーム１５は、半径方向に
摺動して、路面輪１に関する車輪２の位置を調節する。
このように、タイヤ４を路面輪１に向け且つ該路面輪１
から離れる（二重矢印６１）方向に動かして、空気ばね
４０により半径方向への予荷重を付与する前に、タイヤ
を取り外して、タイヤを路面輪まで持ち上げることが可
能となる。

【００２０】線形加速度計から成る半径方向及び長手方
向の二つの加速度トランスデューサ４８、４９が車輪２
のハブ３に締結されている。加速度計４８は、長手方向
（タイヤの円周速度ベクトルに対して平行な方向）な加
速度を測定し、加速度計４９は、半径方向（路面輪及び
タイヤを有する車輪の回転軸線に対して垂直方向）への
加速度を測定する。

【００２１】フレーム１５には、４本のボルト５１が設
けられている。これらのボルトは、板ばね１０、１１、
１２、１３の端部１０１、１１１、１２１、１３１をク
ランプ止めして、長手方向に向けてアーム８、９をフレ
ーム１５に関して締結するために使用される。これは、
長手方向に固定されたハブの状態とすることを可能にす
る。板ばね１４の長さがその最大程度まで収縮したと
き、同様にハブがその方向に固定された状態とするた
め、懸架装置の半径方向への剛性を大きくすることが可
能となる。

【００２２】障害物の上を通す、ハブが可動の試験を行
う間、路面輪１は、車輪２を駆動して（矢印６２）回転
させ、また、障害物１００は、車輪２の前進速度に対応
して、タイヤ４の固有振動を励起させる。このタイヤ
は、その固有振動数にて振動し始め、軸線５０の上で振
動する（二重矢印６３）。タイヤ４の振動は、多少の短
時間後に制振されて、ハブ３において、時間と共に可変
である、長手方向及び垂直方向への力の信号が加速度計
５２、５３により検出される。これらの信号は、障害物
による振動励起力、車輪の前進速度、及び車輪の面にお
けるタイヤの固有振動数に依存する。

【００２３】タイヤの制振された自由振動は、異なる前
進速度にて分析され、０Ｈｚ乃至１３０Ｈｚの範囲の振
動数の場において、タイヤの６つの固有動作が特定され
る。こうした固有動作は前進速度における固有振動数、
及び対応する制振量の６つの実験曲線に変換される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による、障害物の上を車輪を通す試験の
試験装置の正面図である。

【図２】図１の試験装置の側面図である。

【図３】図１の試験装置の背面図である。

【符号の説明】

１ 路面輪 ２ 車輪 ３ リム ４ タイヤ ５ ハブ ６ 操縦ナックル ７ ピン ８、９ 懸架アー
ム １０、１１、１２、１３、１４ 板ばね １５ フレーム １６ ナット １８、１９、２０、２１ スペーサ ２２、２３、２４、２５ ボルト ２６、２７、２
８、２９ スロット ３０ 支持体 ３１ ボルト ３２ シュー ３３ スペーサ ３４ ボルト ３５、３６ スロ
ット ３７ スペーサ ３８ ボルト ４０ 空気ばね ４２ スライドガ
イド ４３ 前方シャフト ４４ ねじ穴 ４５ ブラケット ４６ 手回しハン
ドル ４７ 前進アクチュエータ ４８、４９ 加速
度計 ５０ 回転軸線 ５１ ボルト ５２、５３ 加速度計 ８０、９０ ピン １００ 障害物（突部） １５４、１５５
フレームの壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フェデリコ・マンコス イタリア共和国 20135 ミラノ，ヴィ ア・アントニオ・ドッシ ６ (72)発明者 ジュゼッペ・マトラッシャ イタリア共和国ミラノ，20038 セレーニ ョ，ヴィア・ヴァラッシーナ 14

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リム（３）及びタイヤ（４）を有する車
   輪（２）を障害物の上を通す試験の試験装置であって、 前記試験装置が、可動のハブ状態下にて使用可能であ
   り、 所定の速度で回転し且つ前記障害物を形成する突部（１
   ００）を所定の形状にて支持する路面輪（１）と、 前記車輪（２）の前記リム（３）が締結されるハブ
   （５）と、 前記ハブ（５）及び前記車輪（２）を回転可能に支持す
   ることができる操縦ナックル（６）と、 前記ハブ（５）と関係付けられて、半径方向及び長手方
   向への前記タイヤ（４）の固有振動数及び制振量を測定
   することができる第一及び第二の加速度トランスデュー
   サ手段（４８、４９）とを備える試験装置にして、 前記操縦ナックル（６）を支持する二つの懸架アーム
   （８、９）と、 各々懸架アーム（８、９）に締結された各々の第一の端
   部（１０１、１１１、１２１、１３１）と、各々調節可
   能な第一、第二、第三及び第四の締結手段（２２、２
   ３、２４、２５）により支持フレーム（１５）に連結さ
   れた各々の第二の端部（１０２、１１２、１２２、１３
   ２）とを有する第一、第二、第三及び第四の板ばね（１
   ０、１１、１２、１３）とを備え、 前記締結手段（２２、２３、２４、２５）が、前記板ば
   ねの剛性を調節し且つ前記懸架アーム（８、９）の長手
   方向剛性を変化させ得るように、前記板ばね（１０、１
   １、１２、１３）の各々の長さを変化させることがで
   き、 前記操縦ナックル（６）に締結された第一の端部（１４
   １）と、調節可能な第五の締結手段（３４）により、シ
   ュー（３２）に連結された第二の端部（１４２）とを有
   する第五の板ばね（１４）を備え、 該第五の締結手段（３４）が、前記第五の板ばね（１
   ４）の剛性を調節し且つ前記懸架アーム（８、９）の長
   手方向剛性を変化させ得るように、前記第五の板ばね
   （１４）の長さを変化させることができ、 前記操縦ナックル（６）及び前記支持フレーム（１５）
   と係合した空気ばね（４０）であって、車輪の上に支持
   された乗物の重量の割合に等しい、初期の半径方向予荷
   重を前記タイヤ（４）に付与することにより、可動ハブ
   の状態を達成する前記空気ばね（４０）を備えることを
   特徴とする試験装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の試験装置にして、 前記第一、第二、第三及び第四の板ばね（１０、１１、
   １２、１３）の前記第一の端部（１０１、１１１、１２
   １、１３１）と係合して、前記懸架アーム（８、９）を
   長手方向にクランプ止めすることができるクランプ止め
   要素（５１）を備え、 前記第五の板ばね（１４）が、前記懸架アーム（８、
   ９）を半径方向にクランプ止めして、固定ハブの状態を
   達成し得るように収縮可能であることを特徴とする試験
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の試験装置にして、 前記シュー（３２）が、前記第五の板ばね（１４）を前
   記車輪（２）と同軸状に配置し得るように、半径方向に
   摺動可能なように前記支持フレーム（１５）内に取り付
   けられ、 前記シュー（３２）と関係付けられた更なる調節可能な
   締結手段（３８）を備え、これにより前記シュー（３
   ２）を前記支持フレーム（１５）に対して締結し得るこ
   とを特徴とする試験装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の試験装置にして、 前記支持フレーム（１５）が、半径方向を有する摺動可
   能なガイド（４２）によって基部（４１）内で摺動可能
   に支持され且つ前進アクチュエータ手段（４７）と係合
   状態にあり、 該アクチュエータ手段（４７）が、前記支持フレーム
   （１５）の半径方向位置を変化させることができ且つ前
   記路面輪（１）に対する前記車輪（２）の位置を調節す
   ることができるようにしたことを特徴とする試験装置。