JPS62162909A - タイヤの全体的な変形の測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、タイヤの全体的な変形を使用中に、即ち、タ
イヤがその一部分となっている乗り物の駆動中に測定す
ることに関する。本発明は１代表的な基準点に対して断
面内において生ずる距離の変化（ここに、基準点は測定
点と共に、タイヤの内部にある）を、適宜の変換器によ
って特定的に確認するように、タイヤの全体的な変形を
測定することに関する。また本発明は、力測定変換器と
一般的に弾性部材との継続構造に関する。

〈従来の技術〉 タイヤのこわさ、即ち、その垂直方向及び側方向の弾性
応答は、特に５乗客の乗りごこち及び乗り物の操縦性だ
けでなく、タイヤの使用寿命にとっても、たいせつな要
因である。タイヤの設計を最適にするためには、その使
用中の垂直方向及び側方向の変形を適切な試験走行中に
おいて、特に高速走行中においても確認する必要がある
。

米国運輸省のＨ，Ｃ，Ａ、パン・エルデイクの刊行によ
るテキスト「メカニックス・オブ・ニューマチック０タ
イヤズ」（“Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ｏｆ　ｐｎｅｕｍａ
ｔｉｃｔｉｒｅｓ”　）、ＤＯＴ　Ｈ５８０５９５２，
１９８１年８月、５７７頁には、冒頭に述べた測定法が
記載されている。ここでは、可撓性のケーブル又はロー
プが使用され、ばねによる引張り作用を受けている。こ
の一端は、走行面と反対側のタイヤの内面の中心に連結
されており、他端はリム上に取付けたポテンショメータ
ーに接続されている。垂直方向の変形の場合には、ケー
ブルはポテンショメーターを調節し、タップ抵抗の対応
した変更は、タイヤの変更のための測度として用いられ
る。このアプローチは、垂直変形がない場合にもポテン
ショメーターが側方向の変形にも応答することと、組合
せ変形の場合には、タイヤの変形の垂直方向及び側方向
の成分が実際には必要な程度まで分離できないことによ
って不利になる。

ドイツ公告特許公報第３３０１１７３号に示された空気
タイヤのベルト位置を確認する装置によれば、ベルト自
身は、電気的発振回路（インジケーターを制御する）を
離調させることができる。

特に発振回路は、ベルトケーブルの鋼ケーブルの角度的
な傾斜（アジマス方向の傾斜）に依存して変化する。こ
れにより特に製造中にベルトの鋼ケーブルの正確な位置
を確認することができる。このように、この公告公報に
よる技術は、製造工程の品質管理に関係している。この
管理は、タイヤの製造に屡々人手が介在することに留意
して、各々のベルト層が適正に配置されたかどうかを知
りたい場合にはもちろん必要である。ベルト層及びケー
ブルが製造中に側方向に移動することは非常に不具合で
ある。

ドイツ公告特許公報第３１３７２４８号（対応米国出願
ＳＮ　　１８８７０７、出願日１９８０年９月１９日）
には、第１ｉｌＩＩＩＪ定装置に対して相対的にタイヤ
を回転させ、タイヤの一側の側方向の変更を最大断面域
（ＳＤ）と外側径方向面との間の位置において測定する
。タイヤは更に、前記第１の位置と同一の半径を基本的
に有する第２の位置に関して、タイヤの他側の側方向の
変更を確認するために、第２の測定装置に対しても回転
させる。

関心のあるタイヤの変量を得るために、各々の周辺位置
において、変更の第１調波を測定し、タイヤの回りのい
ろいろの周辺位置についてこれらを加算する。この方法
は、基本的にタイヤの全ての側方向の変更の走査を与え
るが、実際にモニターされるのは、タイヤの外側壁の成
る領域のみであり、タイヤの走行面もその内面の変形も
モニターされない。更に、この方法に用いられている２
つの測定装置は、タイヤの回転の間静止しているため、
タイヤと車輪のリムとの間の測定は全く行なわれない。

前記のモニター及びタイヤの変形の測定とは別に、位置
決めばねによって力自身を測定する装置も、以前から知
られている。例えば、ドイツ公告特許公報第３３０９５
２４号及び第１０６８９１１号並びにドイツ特許第９５
８５１１号には、力測定要素と弾性部材との間に継続構
成を用いた測定用変換器が示されている。これらの全て
の公知技術においては、圧縮力又は引張り力をそのよう
なものとして確認するための力の測定が用いられている
。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の一目的は、車輪のリムを基準として用いること
に重点において、タイヤの断面内に生ずる距離の変動に
特に留意して、タイヤの全体的な変形を特に作動時に確
認し測定するための新しい改良された装置を提供するこ
とにある。

本発明の特別の目的は、垂直方向の変形及び側方向の変
形が互いに別々に確認できるようにこれらの変形値が互
いに分離できるように走行中にタイヤの垂直方向及び側
方向の変形を測定するための新規な改良された方法及び
装置を提供することにある。

本発明の好ましい実施態様によれば、これらの目的は、
タイヤの内側、好ましくは走行面と向い合った内面の中
心に、１つの測定点を選定し、車輪のリム上又はそれに
近接した２つの空間的に分離された基準点に対するこの
測定点の垂直方向及び側方向の移動量を定めることによ
って達成される。これらの基準点は、タイヤの内側にあ
り、前記測定点と共に、タイヤの横断面内に含まれる三
角形を設定する。これらの点の各々には、締着要素が配
設されており、測定点は各々の連結経路について１つず
つ、合計２つの測定用変換器を含めて、２つの基準点に
別々に弾性的に結合されている。

本発明による測定方法は、乗り物の静止作動時だけでな
くその走行中にも垂直方向及び側方向の変形を測定でき
るという利点を備えている。これはタイヤの形状及び構
造を最適化するために大きな助けとなる。変換器はそれ
に作用する力を確認するための要素であり、測定信号は
、１以上の他の基準点に対する測定点の変位を表わす信
号である。

しかし、前出のドイツ特許公報その他に示された公知技
術のように、力をそれ自身として測定するのではなく、
変換器のサスベンジＪンの単調な。

好ましくは直線状の力−変位特性に依存して測定が行な
われる。そのため本発明によれば、測定信号はそれぞれ
の基準点に対する測定点の物理的な変位を直接表わして
いる。これは、特にリム自身に対する測定点の垂直方向
及び側方向の変位利用を別々に取出すことを特徴とする
特定の様相と考えられている。基準点は、好ましくはリ
ム要素に対してタイヤが固定される点であるビードのと
ころに存在している。弾性サスペンション部材は、好ま
しくは直線形の部材であり、好ましくは作動時に張力の
下におかれる引張りばねを使用する。

力測定要素は、好ましくは中空の管状の要素又は短いス
リーブであり、張力ゲージ形のストリップを有し、高強
力板金からできている。必要ならば、最初に述べた３つ
の点によって定まる平面内に含まれないように第３の測
定経路を測定点とリム側の基準点との間に配置してもよ
い。この特徴によれば、誤差補正成分として、車輪の軸
を通る測定点及び２つの基準点によって設定された通常
の径方向面からのアジマス方向の測定変位が確認される
。

次に本発明の好ましい実施例を図面に基づいて一層詳細
に説明する。

〈実施例〉 第１図において１はタイヤであり、通常のように車輪２
ａのリム要素２に、ビード５，６によって取付けられて
いる。２つの基準点３，４は、リム要素２のすぐ近くの
ビード５，６上において。

タイヤ１の内部に確実に設定されている。これら２つの
基準点３，４は、車輪２ａの軸線に対して横方向に延長
するタイヤ１を通る中心面に関し対称になっている。ま
た、これらの基準点３，４は（仮想的な）水平線に沿っ
て互いに向い合っており、この水平線はいわば三角形の
第１の辺即ち底辺を設定する。

タイヤ１の走行面８と向い合いに、内面８ａ上の中心に
、測定点７が設けられている。別記の対称によって、二
等辺三角形が設定され、その２つの等辺３−７．４−７
は、それぞれ図に仮想線によって示されている。基準点
３，４は、２つの連接締着要素９，１０によってそれぞ
れ設定される。

測定点７には、同様に締着要素１１があり、これと共に
測定点７が形成される。基準点３と測定点７との間には
、第１の測定用変換器１２が、また基準点４と測定点７
との間には、やはり通常の構造の同様の第２の測定用変
換器１３が、それぞれ配されている。測定用変換器１２
．１３は、それぞれ引張りばね１５，１６を備えている
と共に、それぞれ力感知要素１４．１８も備えている。

力感知要素１４，１８はどちらも中空スリーブ１９とし
て形成され、これらのスリーブはゲージとしての張力測
定ストリップ１７．１７ａを支持している。締着要素９
，１０への、またこれらによる連結は、どの場合にも連
接された結合として理解しうるような意味において可動
となっている。

引張りばね１５，１６は、補助的な移動可能性及び連接
を供与する。引張りばね１５，１６は、タイヤ１の期待
される変形に対応してばね負荷されている。

そのため、理解されるように、３つの点３，４゜７は、
その幾何学的形状が一般に確定可能な三角形を形成する
。この三角形は、車輪２ａの軸線を通って径方向に延長
する平面（図の紙面）内にある。タイヤの通常の無負荷
状態を表わす二等辺三角形の形状からの変更は、垂直方
向及び水平方向のタイヤ１の変形を表わしている。タイ
ヤ１の垂直方向の変形は、三角形の高さに沿った測定点
７の移動を惹起させ、三角形の２つの等辺３−７゜４−
７の同様の縮小又は伸長を生ずる。側方への変形は、二
等辺三角形の形状からの変更として確定される。

引張りばね１５，１６　（弾性部材）は、直線状の力−
変位特性をもつものと想定されている。従って力感知要
素１４．１８は、通常は二等辺三角形である三角形の２
つの等辺の変位即ち長さの変化に比例した信号を各々送
出する。適宜のスライダーその他は、力感知要素１４．
１８からそれぞれの電気信号を取出すために、車軸ハブ
構造部分に取付けてあり、これらの電気的信号は、タイ
ヤ１の外部において利用することができる。無変形状態
においての全体の構造の幾何学的形状は既知であるため
、三角形の幾何学的形状の変化を表わす別の測定値を前
記出力信号から力感知要素１４゜１８の適切な較正によ
って発生させることができる。幾何学的な関係に基づい
て、２つの成分即ち垂直変形と水平変形とを簡単な計算
によって分離することができる。この計算は例えば測定
機器自体において、アナログ回路又はデジタル回路によ
って行なうことができる。

本発明の測定手順及び測定装置の適用は、原則として、
二等辺三角形を使用することを必要としない。走行面８
の内面８ａの中心の選定は、通常の無変形状態において
の三角形の幾何学的形状が適切に知られている限り、原
則として、不可欠ではなく、側方向及び垂直方向の変位
も同様に計算によって得ることができる。二等辺三角形
は単に出発点としての特別に簡単な幾何学的関係を設定
しているにすぎない。重要なのは、測定の間に、そして
顕著な変形が実際に起こったり、起こると期待されてい
る時に、結果した幾何学的形状がもはや期待される程度
に簡単ではないという意味において引張りばね１２，１
３　（測定用変換器）が可動度について干渉を受けない
という事実である。

他方では、異なった幾何学的形状及び幾何学的関係の選
定は、場合によっては、成る特別の状態及び条件を許容
することがある。タイヤの異なった点の変位を測定する
ことは有用でありうる。この実施例において測定される
変位は、リム要素２対走行面８の内面中心の変位である
。これは、タイヤに関する限り最も重要な様相であるが
、整備上の目的からは、タイヤ１の他の点も有用となる
ことがあり、本発明の測定方法は、測定点７の再設定に
よって容易に転用することができる。

なお、厳密には、基準点が車輪のリム部分上にあるよう
に、このリム部分に対して所望の測定値を取るべきであ
る。他方では１図を参照すると直ちに明らかになるよう
に、タイヤ１及びリム本体に引張りばね１２，１３を締
着する手順は、非常に複雑であり、また面倒でもある。

従ってタイヤ１自身にある基準点としての締着点を用い
ることは一種の妥協ないしは調整である。他方では、実
際上の目的のために、タイヤ１の厚い部分、例えば最も
厚い部分においてリム要素２に対してビード５，６を直
接に突当てることによって不動となるように基準点を実
際に選定し、実際に測定結果が最悪の場合により高次の
誤差によって劣化するようにする。

別の様相は、高速の間にタイヤ１が遠心力の作用を受け
ることである。この力は、三角形の２つの等辺を拡げる
傾向をもっている。別の改良によると、この傾向は次の
ようにして補償することができる。−例として遠心力を
その発生時に別々に確認するために、非常に軽量の機械
的な変換器又はブリッジ回路を用いた電気的な変換器を
使用してもよく、その結果は修正値として使用される。

更に別の様相は、第２図に略示した通りである。

確認しようとしている垂直方向及び側方向のタイヤ１の
変形のほかに、正常な三角形により設定された平面に対
して横方向の、しかし車ｌ！２ａの回転の平面内にある
、タイヤ１の走行方向においての測定点７の移動を加速
又は減速の間に測定することが有用な場合がある。これ
は一端が測定点７に連結されているが、第１図の紙面の
外側においてリム上又は１つのビード上の他の点２１を
基準点として使用する別の測定用変換器２０を利用する
ことによって得られる。第２図の点３，２１はビード５
上にアジマス方向に隔たっている。この第３の測定用変
換器は、第１及び第２の測定用変換器と共に、この横方
向の変位成分を表わす値を供与する。

本発明は、前述した実施例以外にもいろいろ変更して実
施できるので、前述した特定の構成は。

単なる例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好ましい実施例による測定装置をタ
イヤ及びリムと共に示す断面図、第２図は、補助的な測
定用変換器を示す略配列図である。 １・・タイヤ、２・・リム要素（リム）、２ａ・・車軸
、３，４・・基準点（第１及び第２の基準点）、１２．
１３・・引張りばね（第１及び第２の変換器）。 特許出願人　　フラウンホーファーーゲゼルシャフト・
ツーア・フェルデルング・デア・アン ゲバンテン・フオルシユング・ニー・ ファウ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）車輪のリム上に取付けたタイヤの全体的な変形の測
   定装置であって、 リムのいろいろの部分に、又は、リムのいろいろの部分
   に近接して、第１の基準点及び第２の基準点を設定する
   手段を有し、該第１及び第２の基準点は、少くとも優勢
   に、タイヤの回転面に対して横方向に、相互から隔てら
   れており、更に、 車輪の軸を通る径方向平面内に延在するタイヤの横断面
   内にある三角形を設定するように、該第１及び第２の基
   準点並びにタイヤの内側の特別の点にそれぞれ連結され
   ている、第１及び第２の変換器を有し、 該変換器の各々は、それぞれの該基準点と測定点との間
   の距離の変化に応答する変換要素を含み、 該変換器の各々は、該測定点とそれぞれの基準点との間
   のそれぞれの該変換要素の可動度を設定するように構成
   されている測定装置。 ２）該測定点をタイヤの走行面と反対側の中心上及び内
   面上に配した特許請求の範囲第１項記載の測定装置。 ３）該基準点を該リムに隣接したタイヤのビード上に設
   定した特許請求の範囲第１項記載の測定装置。 ４）該変換要素を直線状の力−変位特性を備えた力測定
   要素とした特許請求の範囲第１項記載の測定装置。 ５）各々の該変換器を直線状に応答する弾性要素とした
   特許請求の範囲第４項記載の測定装置。 ６）該弾性要素を引張りばねとした特許請求の範囲第５
   項記載の測定装置。 ７）前記力測定要素を張力測定ストリップを備えた高強
   力板金製の高さの小さな中空スリーブとした特許請求の
   範囲第４項記載の測定装置。 ８）前記三角形によって定まる平面の外側の基準面及び
   該測定点に、車輪の軸を通る該平面からの測定面の変位
   を確認するために連結された第３の変換器を含む特許請
   求の範囲第１項記載の測定装置。