TW201314190A - 輪胎平衡試驗方法及輪胎平衡試驗機 - Google Patents

Abstract

即使輪胎的旋轉速度在非一定域，也可以高精度地檢查輪胎的不平衡狀態，進一步可儘可能地短縮檢查週期。本發明的輪胎平衡試驗方法，是在自旋軸(2)的輪胎(T)的安裝角度彼此不同的複數輪胎(T)設置狀態且各種的旋轉速度的狀況下，測量發生於將輪胎(T)保持的自旋軸(2)的負荷，從所測量的不平衡負荷，求得輪胎(T)的旋轉加速時或旋轉減速時的修正資料，在實測時，測量發生於旋轉的自旋軸(2)的不平衡負荷，並且藉由使用修正資料來修正所測量到的不平衡負荷，測量輪胎(T)的不平衡狀態。

Description

輪胎平衡試驗方法及輪胎平衡試驗機

本發明，是有關於檢出發生於將輪胎旋轉時的不平衡力的輪胎平衡試驗技術，特別是，有關於在輪胎平衡試驗中可短縮試驗的週期的技術。

在輪胎的生產線中，測量發生於輪胎旋轉時的不平衡力的試驗是使用輪胎平衡試驗機進行。此不平衡力的測量，是將被固定於自旋軸的輪胎旋轉驅動，將發生於輪胎的變動力作為負荷波形進行測量。

在第1圖中，是顯示具代表性的輪胎平衡試驗機的意示圖。

如此圖所示，透過輪框安裝有輪胎的自旋軸是可旋轉驅動自如地被支撐，在裝置具備將在旋轉時發生於輪胎的不平衡力的大小、方向、旋轉相位檢出用的負荷感知器，依據所獲得的檢出值藉由各種的手法測量輪胎的不平衡力。

依據由這種裝置獲得的不平衡力的一般的動平衡計算手法以下所示。

如第2圖A及2B所示，由上側的負荷感知器所檢出的檢出負荷F1、由下側的負荷感知器所檢出的檢出負荷F2，從試驗資料的頻率分析可以由對於振幅及基準訊號具有相位的複素數表現。在此，將B1、B2作為輪胎的上面 、下面的2面的不平衡負荷的話，不平衡負荷B1、B2，可以檢出負荷F1、F2為基如式(1)所示。

[數1]F1=F1 _r +F1 _i i F2=F2 _r +F2 _i i F1 _r =|F1|cos、F1 _i =|F1|sin、F2 _r =|F2|cos、F2 _i =|F2|sin 在此，力的平衡B1+B2=F1+F2 力距的平衡a B1-b B2+c F1+d F2=0

由此，可由下式算出動平衡。將複素數整理成大小及位相。

又，a、b、c、d，是如第2圖A及2B，從輪胎的寬度方向中央至各部的距離，檢出負荷F1、F2及不平衡負荷B1、B2是由複素數表現。

但是在實際的輪胎平衡試驗中，會在檢出負荷F1、F2包含外亂(旋轉數成分)。此外亂主要是起因於設在自旋軸的上端部的輪框的偏心。在此，將其稱為「裝置特有的不平衡負荷」。

此裝置特有的不平衡負荷，其輪框偏心向量Ua可以由向量表記。如第3圖A的向量圖(不平衡向量圖)所示，輪框偏心向量Ua，是藉由對於自旋軸的輪框的質量不均一所發生的輪框不平衡向量Uar、及藉由輪框及輪胎的嵌合部的中心線及自旋軸的偏位所發生的輪胎的外觀上的不平衡向量Uas的合成向量。即，[數2]U_a=U_ar+U_as (2)

將從負荷感知器得到的檢出負荷F1、F2向量表記的檢出不平衡向量U_D，是輪胎本身的不平衡向量Ut及輪框偏心向量Ua的合成，成為[數3]U_D=U_t+U_a (3)

即，如式(3)所示明顯可知，在由負荷感知器被檢出 的檢出不平衡向量U_D中，輪框的偏心向量Ua是成為誤差被包含，不修正的話無法測量只有輪胎的正確的平衡(Ut的測量)。

因此，以往，採用了各種的檢出負荷的修正手段(專利文獻1、專利文獻2)。

例如，專利文獻1，揭示將輪胎安裝在旋轉部並使旋轉，使用伴隨前述輪胎的旋轉將前述旋轉部的振動測量的試驗裝置，一邊改變對於前述輪胎的前述旋轉部的旋轉方向的安裝角度，一邊進行複數次前述測量，記憶由複數次的測量所獲得的資料，藉由將該記憶資料合成，從測量結果獲得將前述旋轉部的偏心及歪斜的影響除去用的修正資料的動釣合試驗中的修正方法。

即，專利文獻1，是將對於輪框的輪胎安裝相位複數次變更(n等分)進行測量，藉由合成所獲得的波形資料將輪胎不平衡成分除去，事先求得只有進行平衡修正用的修正負荷資料的手法。

專利文獻2，是揭示一種動釣合試驗機，具備：將試驗體安裝並旋轉的轉接環；及檢出旋轉中的試驗體的不平衡的不平衡檢出部；及在修正資料採取時，記憶在對於前述轉接環的安裝角度不同的n種(n是3以上的自然數)的安裝態樣從各別前述不平衡檢出部所獲得的n個的檢出不平衡向量的資料的第1記憶手段；及對於求得通過被記憶在前述第1記憶手段的n個的檢出不平衡向量的各先端或其附近的圓的中心的座標並對於原點的前述圓的中心座標 的向量對於前述原點求得對稱的向量的計算手段；及將如此求得的向量作為偏心修正向量的資料記憶的第2記憶手段；及在實測時，對於從前述不平衡檢出部所獲得的檢出不平衡向量將被記憶於前述第2記憶手段的偏心修正向量加算的修正手段。

即，在專利文獻2中，輪胎安裝相位即使是未知也可以算出修正負荷，將3回以上的任意輪胎安裝相位中的測量負荷向量在複素平面上圖示，利用最小平方法描畫圓，求得其中心點。所求得的中心就成為不平衡修正負荷向量。

但是在輪胎的平衡試驗中，除了提高測量精度此外，試驗的週期短縮也成為課題。

例如，在輪胎平衡試驗中，在輪胎旋轉的加速需要約2秒程度，在減速需要約2秒程度，定常旋轉時的檢查時間是5~6秒程度有較多。因此，輪胎平衡試驗是1個輪胎需要約9~10秒程度。若，在輪胎旋轉的加速時乃至減速時也可檢查的話，該部分，可以縮短定常旋轉中的檢查時間，可以將整體檢查時間短縮例如2秒~4秒程度，成為可大幅度地短縮週期。

這種以短縮週期為目的平衡測量手法，是如上述，被考慮利用輪胎旋轉的加速部和減速部等的速度非一定域，那樣的技術，已被開發如專利文獻3、專利文獻4的技術。

專利文獻3，是揭示一種不平衡測量裝置，具備：依 據供試體的1旋轉將預先決定的複數個旋轉位置訊號輸出的旋轉位置訊號輸出手段；及檢出藉由對於供試體施加旋轉而發生的振動的振動檢出手段；及計算供試體的旋轉速度資料的旋轉速度計算手段；及與從旋轉位置訊號輸出手段被輸出的旋轉位置訊號連結並將由前述旋轉速度計算手段計算的旋轉速度資料記憶用的記憶手段；及與從旋轉位置訊號輸出手段被輸出的旋轉位置訊號連結對於由前述振動檢出手段被檢出的振動資料作用數位濾波器，求得不平衡訊號的波形資料用的濾波手段；及對於由濾波手段求得的不平衡訊號的波形資料，依據被記憶於前述記憶手段的旋轉速度資料進行修正用的波形資料修正手段；及由波形資料修正手段被修正的波形資料；及對於包含欲配合其波形資料的未定係數的函數作用最小平方法並決定該未定係數，從被決定的係數計算不平衡向量，將其結果輸出的不平衡計算手段；且供試體的旋轉即使不是定速旋轉也可進行不平衡測量。

另一方面，專利文獻4，是揭示一種平衡試驗機，是在將可轉動自如地被支撐的被測量物旋轉時的不平衡力藉由力檢出手段檢出來測量上述被測量物的動不平衡的平衡試驗機，具備：將旋轉的上述被測量物的角速度及旋轉位置測量用的速度及旋轉位置測量手段、及藉由上述力檢出手段被檢出的不平衡力、以及此不平衡力被檢出時使用藉由上述速度及旋轉位置測量手段所測量的上述被測量物的角速度及旋轉位置算出上述被測量物的動不平衡的動不平 衡算出手段。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2000-234980號公報

[專利文獻2]日本特公平7-50011號公報

[專利文獻3]日本特開2000-97795號公報

[專利文獻4]日本特開2000-221096號公報

有關輪胎的平衡試驗中的測量精度的提高，如專利文獻1、專利文獻2的修正方法雖是有效的，但是其中任一的手法，皆因為設想自旋軸的一定旋轉速度中的測量，所以若不是加速結束且輪胎未達一定的旋轉數的話無法在滿足地進行測量。即，自旋軸的加速、減速時若旋轉速度變化時對於所測量的不平衡負荷無法直接適用，而存在無法於加速、減速的時間進行測量的難點。因此，成為無法短縮輪胎的平衡試驗的週期(試驗時間)。

在此，本案發明人等，是為了實現輪胎平衡試驗的週期短縮，而反覆專心研究。其結果，在專利文獻3和專利文獻4中，不平衡負荷雖與輪胎旋轉速度的平方成比例，但是發現在速度平方中無法完全地表現。調查其誤差成分後，發現了不依存於旋轉速度誤差成分，換言之，包含裝 置特有的不平衡成分，由此得知需要考慮這種成分的修正。

在第3圖B中，顯示由習知的輪胎平衡試驗機所獲得的不平衡負荷的實測波形(深色的實線)。另一方面，由淺色的實線顯示的波形，是依照專利文獻3、4的方法，使輪胎不平衡負荷與旋轉速度的平方成比例的方式修正而算出的不平衡負荷。兩曲線是明顯不一致。

在此，本案發明人等，是考慮在旋轉加速時也可正確地算出不平衡負荷用的修正，立足於輪胎的旋轉加速、旋轉減速時是「存在不依存於旋轉速度項」的考慮，對焦於習知，技術者不會著眼的「不依存於旋轉速度的不平衡成分」，而開發出考慮了這種不平衡成分的新的修正手法。即，發明出考慮不依存於旋轉速度的不平衡成分來求得「輪胎的旋轉加速時或旋轉減速時的修正資料(修正測量值的資料)」的手法。

如以上，本發明的目的是，提供一種輪胎平衡試驗技術，對於輪胎平衡試驗即使輪胎旋轉速度是非一定域，也可正確地算出輪胎不平衡負荷的修正方法，換言之，可以利用旋轉加速時乃至旋轉減速時的輪胎不平衡負荷高精度地檢查輪胎的不平衡狀態，進一步可儘可能地短縮檢查週期。

為了達成上述的目的，在本發明中採用以下的技術的 手段。

即，本發明的輪胎平衡試驗方法，是使用具有將輪胎可旋轉自如地保持的自旋軸的輪胎平衡試驗機來測量輪胎的不平衡的方法，其特徵為：在前述自旋軸的輪胎的安裝角度彼此不同的複數輪胎設置狀態且各種的旋轉速度的狀況下，測量發生於將輪胎保持的自旋軸的不平衡負荷，從所測量的不平衡負荷，求得前述輪胎的旋轉加速時或旋轉減速時的修正資料，在實測時，測量發生於旋轉的自旋軸的不平衡負荷，並且藉由使用前述修正資料來修正所測量到的不平衡負荷，將輪胎的不平衡測量。

較佳是，將被測量到的不平衡負荷Fa，由具有：起因於輪胎本身的不平衡的項Ft、及與自旋軸的旋轉速度的平方成比例的項Fz2、及不依存於自旋軸的旋轉速度的項Fz0的函數表示，在輪胎的安裝角度相異的複數的輪胎設置狀態且複數旋轉速度的狀況下，對於前述自旋軸測量不平衡負荷，並且依據被測量到的不平衡負荷，求得與自旋軸的旋轉速度的平方成比例的項Fz2、及不依存於自旋軸的旋轉速度項Fz0，將所求得的與自旋軸的旋轉速度的平方成比例的項Fz2及不依存於自旋軸的旋轉速度項Fz0作成前述修正資料。

較佳是，在前述複數種的輪胎設置狀態中，輪胎的安裝角度是已知。

較佳是，在前述複數種的輪胎設置狀態，輪胎的安裝角度是未知且輪胎設置狀態是3種類以上的不同的狀態。

另一方面，本發明的輪胎平衡試驗機，其特徵為，具備：將輪胎可旋轉自如地保持的自旋軸、及將該自旋軸透過軸承部可旋轉自如地支撐的外殼、及測量發生於將旋轉的輪胎保持的自旋軸的不平衡負荷用的測量部、及使用上述的輪胎平衡試驗方法來修正由前述測量部所測量到的不平衡負荷使算出輪胎的不平衡狀態的不平衡算出部。

依據本發明的輪胎平衡試驗技術的話，輪胎旋轉速度即使是非一定域，也可以高精度地檢查輪胎的不平衡狀態，進一步可儘可能地短縮檢查週期。

以下，將本發明的實施例，依據圖說明。

將本發明的輪胎平衡試驗機1，依據圖面如後說明。

本實施例的輪胎平衡試驗機1，是將發生於輪胎T的高速旋轉時的不平衡負荷(不平衡力)測量的試驗裝置。

如第1圖的示意所示，輪胎平衡試驗機1，是具備：將輪胎T保持的自旋軸2、及將此自旋軸2繞軸心周圍可旋轉自如地支撐的外殼3。

自旋軸2，是軸芯朝向上下的棒體，其上端部，是朝向徑外側呈鍔狀形成有突出的輪框。此輪框，是形成在配合輪胎T的內周的外徑並可以將輪胎T從內周側保持。

外殼3，是具備比自旋軸2的外徑大的內徑的圓筒體 ，透過設在此圓筒體的內壁的上下一對的軸承部5可旋轉自如地支撐自旋軸2。此外殼3，是透過可以測量1方向的力成分(第1圖參照)的負荷感知器6(測量部)與固定框架7連結。又，在第1圖的例中，外殼3是透過上下一對的負荷感知器6被安裝於固定框架7。

驅動用馬達8的旋轉驅動力是透過皮帶9朝前述的自旋軸2被傳達，其結果，自旋軸2是繞上下軸芯周圍旋轉。

在旋轉中的輪胎T所發生的不平衡負荷，是由負荷感知器6被測量，在不平衡算出部10作為不平衡負荷(不平衡力)的波形訊號被送出。又，2處的負荷感知器6，是測量由從輪胎T發生的偏心所產生的不平衡負荷之中的第2圖A所示方向的不平衡負荷F1、F2。

不平衡算出部10，是依據由測量部也就是負荷感知器6所測量的不平衡負荷F1、F2，利用如前述的式(1)所示的關係算出輪胎T的不平衡負荷B1、B2。

進一步，不平衡算出部10，是從提前所測量的不平衡負荷，預先求得將存在於輪胎平衡試驗機1的旋轉部分的偏心及歪斜的影響除去用的修正資料，並且在輪胎平衡試驗時，在旋轉速度變化域將所測量的不平衡負荷使用前述的修正資料修正，檢出輪胎T的不平衡狀態。此不平衡算出部10，是由電腦等所構成。

以下敘述，由不平衡算出部10進行的修正手法、及使用此修正手法的輪胎不平衡負荷的算出方法。

[第1實施例]

第1實施例的輪胎不平衡負荷的測量方法，概說的話，具有以下的3步驟。

(i)在某輪胎T，在安裝角度不同的設置狀態且有各種的旋轉速度的狀況下，測量發生於將輪胎T保持的自旋軸2的負荷。

(ii)從所測量到的負荷，預先求得將存在於前述輪胎平衡試驗機1的旋轉部分的偏心及歪斜的影響除去用的修正資料。

(iii)在實測時中，旋轉速度是一邊變化一邊將輪胎T旋轉且測量發生於自旋軸2的負荷，藉由將所測量到的負荷使用前述修正資料修正，測量輪胎T的不平衡負荷。

詳細的話，將被測量到的負荷Fa，由具有：起因於輪胎T本身的不平衡的項Ft、及與自旋軸2的旋轉速度的平方成比例的項Fz2、及不依存於自旋軸2的旋轉速度項Fz0的函數表示。且，由輪胎T的安裝角度相異的複數種的輪胎T設置狀態且複數旋轉速度的狀況下，對於自旋軸2測量負荷，並且藉由使被測量到的實測負荷及前述的函數的差的平方成為最小的方式算出未定係數，求得：與自旋軸2的旋轉速度的平方成比例的項Fz2及不依存於自旋軸2的旋轉速度項Fz0。將與求得的自旋軸2的旋轉速度的平方成比例的項Fz2及不依存於自旋軸2的旋轉速度項Fz0作成修正資料。

以下，詳細敘述計算程序。

首先，各別對於由上側的負荷感知器6被檢出的檢出負荷F1、及由下側的負荷感知器6被檢出的檢出負荷F2，求得修正資料。

為了如此，首先，將輪胎T安裝在輪框並在由旋轉角速度ω(rad/sec)旋轉時將由負荷感知器6被檢出的負荷向量作為Fa。此時，將藉由輪胎T發生的不平衡負荷(起因於輪胎T本身的不平衡的負荷，欲求得的不平衡負荷)作為Ft，將由存在於輪胎平衡試驗機1的旋轉部分的偏心及歪斜的影響所產生的成分，換句話說裝置特有的不平衡成分作為Fz0。此Fz0是不依存於自旋軸2的旋轉速度的成分。進一步，將與自旋軸2的旋轉速度的平方成比例的成分作為Fz2。又，Fa、Ft，Fz0、Fz2是由向量表示，因為此向量是具有周期的變動性，所以在本實施例中由複素數表現。

由負荷感知器6被檢出的輪胎不平衡負荷Fa，是如式(4)。

[數4]F _a =F _z0+ω ²(F _z2+F _t ) (4)

此時，裝置特有的不平衡力Fz是如式(5)。

[數5]F _z =F _z0+ω ² F _z2 (5)

在此，將Fz0、Fz2作為修正資料預先求得的話，可以使用實測值Fa從式(4)計算輪胎T原本的不平衡負荷Ft。Fz0、Fz2是依據各種的旋轉速度及複數輪胎T的設置相位中的測量波形，藉由最小平方法被算出。

又，需要注意修正資料Fz2，會因輪胎質量而不同。輪胎質量若變化的情況時，有需要依據其輪胎質量識別修正資料。Fz2因為與輪胎質量為比例關係，所以可以由複數輪胎質量資料為基由將質量作為參數的函數表現。

其次在此，說明已知道輪胎T的設置角度(自旋軸2的相對角度)的情況時的Fz0、Fz2的算出方法。

將對於複數實驗的輪框的輪胎T設置角度作為 1、 2、 3…(基準位置為任意)，將此時的被觀測的負荷作為Fa1、Fa2、Fa3…的話，式(4)，是成為如式(6)。

在此，exp(j )=co s+j sin ，j為虛數單位。

在此，未知數是Fz0、Fz2、Ft。算出這些未知數的方法，是將輪胎T角度 1、 2、 3中的不平衡負荷的測量資料作為fex1、fex2、fex3、…，將式(6)的Fa1、Fa2、Fa3…作為對於旋轉角度的波形資料fa1、fa2、fa3…表現，將使fex1、fex2、fex3…的誤差的平方成為最小的方式算出未知數Fz0、Fz2及Ft。Fa的旋轉角度波形資料(fa(θ))可由式(7)表示。

在此，Re是複素數的實部的意思，成為測量負荷資料fex及等價的數值資料。ω的值因為是旋轉角度θ的函數，所以表記為ω(θ)。式(8)的J是使成為最小的方式求得Fz0、Fz2、Ft。n是試驗資料符號。

又，適用最小平方法的角度範圍，使由不平衡所產生的周期的變動的波形的數量儘可能變多的方式選用的話，精度愈提昇。

整理以上的話，使式(8)成為最小的方式將Fz0、Fz2 作為修正資料預先求得的話，可以使用實測值Fa從式(4)計算輪胎T原本的不平衡負荷Ft。藉由將此Fz0、Fz2作為修正資料利用，輪胎T的旋轉速度即使是非一定無域(旋轉加速域、旋轉減速域)，也可以高精度地檢查輪胎T的不平衡狀態，進一步可儘可能地短縮檢查週期。

[第2實施例]

接著，敘述輪胎不平衡負荷的測量方法的第2實施例。

本實施例的測量方法，是將輪胎T設置角度(相對角度)作為未知使用的方法。在輪胎T的安裝位置稍為有誤差存在的話，已知對於測量結果會造成影響。在此，為了去除該影響而使用此方法的話，可以精度佳地進行所測量的不平衡負荷的修正。

在此，顯示3種類的不同的輪胎T設置相位中的算出方法。由輪胎實驗1~3的輪胎T本身的不平衡所產生的發生負荷(設置相位各不同)作為Ft1、Ft2、Ft3的話，式(4)是成為式(9)。

式(9)，因為沒有輪胎T設置角度的資訊所以未知數 多，無法由與第1實施例同樣的數學的手法解法。在此，在式(9)中，因為在各實驗資料各別單獨算出不依存於旋轉速度項及旋轉速度平方項，所以考慮各別識別各式的方法。

即，因為無法分離求得速度平方項的Fz2及Ft，所以代入Fz2+Ft=Ft'，從式(10)所示的各式算出那些的各係數Fz0及Ft'。

[數10]F _a1=F _z01+ω ² F _t1',F _a2=F _z02+ω ² F _t2',F _a3=F _z03+ω ² F _t3' (10)

又，對於式(10)的Fz0，是對於每一實驗改變變數名。其理由是，Fz0原本雖應成為相同值，但是因為為了在每一資料算出Fz0及Ft'而會發生差異，所以各別設為不同的參數。

對於這些的係數的算出也與前述的方法同樣地適用最小平方法。Fa的旋轉角度波形資料是由式(11)表示。n是輪胎實驗符號。

[數11]f _a,n (θ)=Re[F _a,n exp(jθ)]=Re〈{F _s0,n +ω(θ)² F _t,n '}exp(jθ)〉 (11)

接著，使式(12)所示的Jn成為最小的方式求得Fz0、 n及Ft'、n。

各參數算出後，即，Ft'和Fz0成為已知之後，從式(10)計算複數旋轉數中的不平衡負荷向量Fa1、Fa2、Fa3，如第4圖對於各旋轉數中的計算值作成近似圓求得中心點。此時，從座標原點朝向近似圓的中心點的向量是各旋轉數中的裝置特有的不平衡成分，即修正資料，相當於式(5)所示的Fz。此手法，是在日本特開平01-142429號公報的第1圖等所揭示的技術，是本行業者通常使用的手法。

接著，從複數自旋軸旋轉數中的Fz的計算結果，將任意旋轉速度中的裝置特有的不平衡力Fz，由不依存於速度成分Fz0及由平方成分Fz2，由適合式(5)形式表示。此情況，將旋轉角速度ω 1、ω 2…、ω n中所求得的近似圓中心作為Fz'(ω 1)、Fz'(ω 1)…、Fz'(ω n)的話，將式(5)分成實部及虛部，可以整理成由n個式所構成的行列(式(13))。

將此式，由次式表示的話，[F _z ']=[Ω][F _z02] (13)’

未定係數行列[Fz02]是使用擬似逆行列求得次式。

[F _z02]=([Ω] ^T [Ω])^-1[Ω] ^T [F _z '] (13)”

此式(13)，可以如式(13)'表現，未定係數行列[Fz02]是使用擬似逆行列求得(式(13)")。這是相當於在第1實施例所使用的最小平方法。

又，該式雖以實驗數n=3記載，但是實驗數愈多，第4圖的近似圓的精度愈提昇，修正資料的識別精度愈提高。

整理以上的話，即使藉由在第2實施例所示的手法，也可以將修正資料也就是Fz0、Fz2預先算出，使用所獲得的Fz0、Fz2及實測值Fa的話，就可以從式(4)計算輪胎T原本的不平衡負荷Ft。藉由將此Fz0、Fz2作為修正資料利用，輪胎T旋轉速度即使是非一定域(旋轉加速域、旋轉減速域)，也可以高精度地檢查輪胎T的不平衡狀 態，進一步可儘可能地短縮檢查週期。

[實施例]

以下敘述使用以上所述的本發明的輪胎平衡試驗方法，將輪胎不平衡負荷識別(判定)的實施例。

即，由第5圖A所示的程序算出修正資料，由第5圖B所示的程序算出輪胎T的不平衡。

首先，以第5圖A的S11，將測量對象也就是輪胎T安裝在輪胎平衡試驗機1的輪框。接著開始自旋軸2的旋轉，在S12，取得加速中的負荷感知器6的檢出訊號(負荷及相位、旋轉速度資料)。

在S13判別是否到達需要實驗次數，未到達的情況時(S13為No)，是在S14將輪胎設置角度變更。當在S13為Yes的情況時，由S15求得修正資料Fz0、Fz2。

其後，進行輪胎T的不平衡負荷的實測量(S16、即S21~S26)。

首先，由第5圖B的S21，判斷成為測量對象的輪胎T(輪胎質量)中的修正資料Fz0、Fz2是否存在。不存在的話，進行第5圖A的處理(S22)。

修正資料Fz0、Fz2若存在的情況時(S21為Yes)，是由S23，將測量對象也就是輪胎T裝設在輪胎平衡試驗機1並實施平衡測量，取得包含加速中的負荷及相位、旋轉速度資料。進一步，在S24，藉由預先記憶的修正資料Fz0、Fz2修正測量波形，算出輪胎不平衡負荷Ft。

其後，使用式(1)等，從輪胎不平衡負荷Ft求得不平衡負荷B1、B2。其後，在S26將輪胎T更換。

接著，依據第6圖A~第8圖B，詳細說明使用上述的S24、S25中的修正資料的輪胎不平衡的算出方法。

首先，使輪胎T原本的不平衡負荷Ft，從式(4)成為式(14)。

另一方面，實驗值fex(θ)及等價的旋轉角度波形資料ft(θ)，是由式(15)表示。

[數15]f _t (θ)=Re[F _t exp(jθ)]=f _ex (θ)/ω(θ)²-Re{[F _z0/ω(θ)²+F _z2]exp(jθ)} (15)

將此ft(θ)的波形藉由曲線貼合等，算出輪胎T原本的不平衡向量Ft。其中一例，可以由使式(16)的J成為最小的方式算出輪胎T不平衡向量Ft方法和逐次最小平方法等計算。

其後，將Ft在各負荷感知器6作為F1、F2算出，就可以從式(1)將輪胎T的動平衡B1、B2算出。

且為了提高由最小平方法的適用所產生的修正資料識別精度，考慮與旋轉速度ω成比例的速度比例成分的情況時，由同樣的手法將速度比例成分作為未知數Fz1(複素數)定式化，由最小平方法算出Fz0、Fz2及Ft、速度比例項Fz1也可以。

例如，考慮速度項Fz1的情況，將安裝時發生於輪胎T(質量未知)的負荷作為Ft的話，負荷感知器6中的檢出負荷Fa，是成為式(17)。

[數17]F _a =F _z0+ωF _z1+ω ²(F _z2+F _t ) (17) ω是旋轉的角速度rad/s 未知數Fz0,Fz1,Fz2,Ft

藉由取代式(4)而適用式(17)，就可由與至此為止的說明同樣的程序進行識別。

又，式(4)中的Fz2，因為是包含輪框擺動起因的負荷 (mr=輪框擺動×輪胎質量)，所以會依據所安裝的輪胎質量而變化。輪胎質量若變化的情況時，有需要事先由該輪胎質量識別修正負荷。

顯示對於實測值(第2圖A的測量負荷F1、F2)的計算結果。

設想輪胎T的設置相位是不知道的情況(安裝的相位有誤差的情況)，從式(11)~式(13)對於加速資料算出修正負荷。顯示將輪胎T設置相位由大致45°間隔變更了8回的實驗資料的計算例。

在第6圖A及6B顯示從各實驗(旋轉角速度ω 1~ω 5)的修正負荷係數Fz0n及Ftn'，將藉由式(10)算出的不平衡向量Fan圖示在複素平面的結果。中心點是成為各旋轉數中的裝置特有的修正負荷向量Fzn。其係數也就是Fz0及Fz2，可以藉由式(13)算出。又，在第6圖A及6B中，雖顯示對於測量負荷F1的不平衡向量，但是對於F2也有需要實施同樣的計算。

第7圖A，是將藉由式(13)算出的係數Fz0及Fz2代入式(5)，各別對於測量負荷F1、F2，圖示旋轉數及修正負荷的大小的關係。另一方面，第7圖B，是圖示旋轉數及相位的關係。

另一方面，在第8圖A及8B中，顯示由與使用於修正資料算出的輪胎T不同的輪胎T，將設置相位角度在0°~360°之間由45°的間隔改變並實施平衡測量，使用從加速部橫跨定常部的資料計算的結果。也顯示比較例是只有 考慮平方項並定式化，由該式求得修正係數實施不平衡計算的結果。

不平衡的大小，因為不依存於原本輪胎T設置相位而為一定，所以各設置相位中的計算值愈接近精度愈佳。從第8圖A及8B可以了解提案手法的精度較佳，可以確認妥當性。

如以上所述，藉由採用本實施例的輪胎平衡試驗方法，旋轉速度即使是非一定的情況也可以算出輪胎T原本的不平衡負荷Ft，可以高精度地檢查輪胎T的不平衡狀態，進一步可儘可能地短縮檢查週期。

但是這次所揭示的實施例皆全部只是例示而不是限制。特別是，在這次所揭示的實施例，未被明示的事項，例如，運轉條件和操作條件、各種參數、構成物的尺寸、重量、體積等，是並非採用脫離本行業者通常實施的範圍，而用採用只要是通常的本行業者的話，皆可容易地設想的值。

將本案雖詳細且參照特定的實施態樣說明，但是本行業者可明白在不脫離本發明的精神及範圍可以進行各式各樣的變更和修正。

本案，是依據2011年5月30日申請的日本專利申請(日本特願2011-120384)，其內容是將其參照引入。

1‧‧‧輪胎平衡試驗機

2‧‧‧自旋軸

3‧‧‧外殼

5‧‧‧軸承部

6‧‧‧負荷感知器(測量部)

7‧‧‧固定框架

8‧‧‧驅動用馬達

9‧‧‧皮帶

10‧‧‧不平衡算出部

T‧‧‧輪胎

[第1圖]顯示輪胎平衡試驗機的構造的圖。

[第2圖A]顯示試驗中的作用於輪胎平衡試驗機的力的圖。

[第2圖B]將由負荷感知器所測量到的不平衡負荷顯示於複素平面上的意示圖。

[第3圖A]將輪胎不平衡負荷分解成各成分顯示的向量圖。

[第3圖B]顯示由習知的輪胎不平衡試驗機所獲得的輪胎不平衡負荷的測量波形的圖。

[第4圖]將在不同的輪胎旋轉數作用於輪胎的力顯示於複素平面上的圖。

[第5圖A]顯示算出本實施例的輪胎平衡試驗方法中的修正資料的程序的流程圖。

[第5圖B]顯示算出本實施例的輪胎平衡試驗方法中的輪胎的不平衡的程序的流程圖。

[第6圖A]將在不同的輪胎旋轉數作用於輪胎的力顯示於複素平面上的圖，顯示複素平面上的不平衡負荷向量及近似圓及近似圓的中心點的圖。

[第6圖B]第6圖A的部分放大圖。

[第7圖A]顯示測量輪胎的不平衡負荷時的旋轉數及修正負荷的關係的圖。

[第7圖B]顯示測量輪胎的不平衡負荷時的旋轉數及相位的關係的圖。

[第8圖A]顯示使用本發明的測量手法，將輪胎的不平衡負荷分析(修正)的結果的圖。

[第8圖B]顯示使用本發明的測量手法，將輪胎的不平衡負荷分析(修正)的結果的圖。

2‧‧‧自旋軸

3‧‧‧外殼

6‧‧‧負荷感知器(測量部)

Claims (5)

1. 一種輪胎平衡試驗方法，是使用具有將輪胎可旋轉自如地保持的自旋軸的輪胎平衡試驗機來測量輪胎的不平衡的方法，其特徵為：在前述自旋軸的輪胎的安裝角度彼此不同的複數輪胎設置狀態且各種的旋轉速度的狀況下，測量發生於將輪胎保持的自旋軸的不平衡負荷，從所測量的不平衡負荷，求得前述輪胎的旋轉加速時或旋轉減速時的修正資料，在實測時，測量發生於旋轉的自旋軸的不平衡負荷，並且藉由使用前述修正資料來修正所測量到的不平衡負荷，測量輪胎的不平衡。
2. 如申請專利範圍第1項的輪胎平衡試驗方法，其中，將被測量到的不平衡負荷Fa，由具有：起因於輪胎本身的不平衡的項Ft、及與自旋軸的旋轉速度的平方成比例的項Fz2、及不依存於自旋軸的旋轉速度的項Fz0的函數表示，在輪胎的安裝角度相異的複數的輪胎設置狀態且複數旋轉速度的狀況下，對於前述自旋軸測量不平衡負荷，並且依據被測量到的不平衡負荷，求得與自旋軸的旋轉速度的平方成比例的項Fz2、及不依存於自旋軸的旋轉速度項Fz0，將所求得的與自旋軸的旋轉速度的平方成比例的項 Fz2及不依存於自旋軸的旋轉速度項Fz0作成前述修正資料。
3. 如申請專利範圍第2項的輪胎平衡試驗方法，其中，在前述複數種的輪胎設置狀態中，輪胎的安裝角度是已知。
4. 如申請專利範圍第2項的輪胎平衡試驗方法，其中，在前述複數種的輪胎設置狀態中，輪胎的安裝角度是未知且輪胎設置狀態是3種類以上的不同的狀態。
5. 一種輪胎平衡試驗機，其特徵為，具備：將輪胎可旋轉自如地保持的自旋軸、及將該自旋軸透過軸承部可旋轉自如地支撐的外殼、及測量發生於將旋轉的輪胎保持的自旋軸的不平衡負荷用的測量部、及使用如申請專利範圍第1項的輪胎平衡試驗方法來修正由前述測量部所測量到的不平衡負荷使算出輪胎的不平衡狀態的不平衡算出部。