TWI417530B - Tire Testers and Tire Test Methods - Google Patents

Description

輪胎測試機及輪胎測試方法

本發明是關於以同一裝置能夠測定輪胎之均勻性和動平衡的輪胎測試機及輪胎測試方法。

輪胎在生產線的檢查，有輪胎的動平衡測定及均勻性測定。該等檢查是使用動平衡測試機及均勻性測試機，分別使用不同的測試機實施測試。然而，若考量到裝置成本的削減或生產性(生產量)的提昇時，當然是以同一裝置進行該等檢查會比較好。於是，對於先前的輪胎測試機，就開發有以1個裝置能夠進行輪胎之動平衡測定和均勻性測定的技術。

例如：專利文獻1中，揭示有輪胎之均勻性和動平衡以1個裝置就能夠測定的均勻性暨動平衡複合測試機。該複合測試機是均勻性測試機改造成能夠測定動平衡，具備有可轉換成低速和高速來旋轉驅動輪胎保持用心軸的旋轉手段。

該專利文獻1的複合測試機是對輪胎的均勻性進行測定時，構成為以低速旋轉心軸所保持的輪胎，將形成為路面的轉筒推向輪胎藉此測試輪胎的均勻性。另一方面，在對輪胎的動平衡進行測定時，構成為將轉筒離開輪胎，以高速旋轉輪胎，藉此測定輪胎的動平衡。

[先行技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2004-299673號公報

專利文獻1的複合測試機，即使均勻性測定結束後也不必為了動平衡測定而重新安裝輪胎，因此能夠縮短輪胎裝脫所需的工時。但是，因是構成為均勻性測定後接著進行動平衡測定，所以必須要將輪胎的旋轉數從均勻性測定用的低速旋轉切換成動平衡測定用的高速旋轉。然而，相較於均勻性測定時，動平衡測定時的旋轉數是非常大，要讓心軸增速是需要某種程度的時間。因此，上述連續進行均勻性測定和動平衡測定的構成，對於縮短總體的試驗時間還是有限。

本發明是有鑑於上述問題所硏創的發明，目的是提供一種設有2個心軸藉由配合一方均勻性測定的執行對另一方動平衡進行測定，以排列進行2個測試就能夠比先前的複合測試機更進一步提昇測試效率的輪胎測試機及輪胎測試方法。

為了達成上述目的，本發明是採取下述的技術手段。

即，本發明的輪胎測試機，其特徵為，具有：可驅動輪胎繞著其軸心旋轉並且彼此隔著距離設置的2個心軸；配備在上述2個心軸之間的同時設置成可對安裝在2個心軸的各別輪胎接近離開自如的轉筒；可對與上述轉筒接觸之一方輪胎的均勻性進行測定的均勻性測定部；及可配合上述均勻性測定部對一方輪胎均勻性的測定，對離開上述轉筒之另一方輪胎的動平衡進行測定的動平衡測定部。

發明人，認為只要設有2個輪胎保持用的心軸同時使轉筒來回2個輪胎間，就能夠配合與轉筒接觸之一方輪胎進行均勻性測定，對離開轉筒之另一方輪胎的動平衡進行測定。

於是，發明人就得知只要設有：可對一方輪胎均勻性進行測定的均勻性測定部；及可配合一方輪胎的均勻性測定對另一方輪胎的動平衡進行測定的動平衡測定部，就能夠有效率進行均勻性測定和動平衡測定，以致於完成本發明。

另，以具有能夠以分別不同的旋轉數使安裝在上述2個心軸的輪胎旋轉的控制部為佳。

另一方面，本發明輪胎測試方法是一種使用上述輪胎測試機同時對安裝在一方心軸之輪胎的均勻性和安裝在另一方心軸之輪胎的動平衡進行測定的輪胎測試方法，其特徵為，以X(rpm)旋轉安裝在上述一方心軸的輪胎測定上述均勻性的同時，以可滿足下述(1)式的旋轉數Y(rpm)使安裝在上述另一方心軸的輪胎旋轉，對產生在該另一方輪胎的動平衡進行測定。

[數式1]

Y>M‧X(1)

X：一方輪胎的旋轉頻率(rpm)

M：一方輪胎旋轉頻率的最大測定次數

另，以可滿足下述的(2)式的旋轉數Y(rpm)使安裝在上述另一方心軸的輪胎旋轉，對產生在上述另一方輪胎的動平衡進行測定為佳。

[數式2]

Y=(M+N)×X(2)

X：一方輪胎的旋轉頻率(rpm)

M：一方輪胎旋轉頻率的最大測定次數

N：自然數

此外，也可使上述一方輪胎的旋轉頻率X為60(rpm)，將旋轉頻率的最大測定次數M為10次，對上述輪胎的均勻性及動平衡進行測定。

根據本發明的輪胎測試機及輪胎測試方法時，只要設有2個心軸藉由配合一方均勻性測定的執行對另一方動平衡進行測定，以排列進行2個測試就能夠比先前的複合測試機更進一步提昇測試效率。

[發明之最佳實施形態]

以下，根據圖面說明本發明的輪胎測試機1。

如第1圖模式所示，本實施形態的輪胎測試機1是一種對輪胎T的均勻性(輪胎T的均一性)和輪胎T的動平衡(動性平衡)進行測定的複合測試裝置。輪胎測試機1是在左右隔著距離具備有2個可驅動輪胎T繞著垂直方向軸線旋轉的心軸3。2個心軸3是旋轉自如地支撐在各自心軸殼6，構成能夠以各別不同的旋轉數驅動旋轉輪胎T。接著，在該等2個心軸3之間，設有可對各輪胎T接近離開自如的轉筒4。

以下說明中，第1圖的紙面左右是指在說明輪胎測試機1時的左右。此外，第1圖的紙面上下是指在說明輪胎測試機1時的上下。該等方向是和操作員如第1圖所示看到輪胎測試機1時的方向一致。

心軸3是在轉筒4的左方設有左側的心軸3，另外在轉筒4的右方設有右側的心軸3。該等心軸3是繞著朝向垂直方向的軸線形成圓筒狀，其上部設有安裝輪胎用的輪圈5。

另，2個心軸3及2個心軸殼6是除了配置為左右對稱以外，其他是形成相同的構成。於是，以下的說明中，就以左側的心軸3為代表進行說明。

心軸3的外圍側是在上端側和下端側設有2個軸承部(省略圖示)，該軸承部使心軸3對心軸殼6成相對旋轉自如被支撐著。心軸3的下端側具備有同步皮帶輪8，透過圈繞在該同步皮帶輪8的同步皮帶9使心軸3能夠繞著朝向垂直方向的軸線旋轉。

心軸殼6是形成可將心軸3收容在內側的圓筒狀，以心軸3能夠旋轉的狀態支撐著心軸3。心軸殼6的外圍面形成有將心軸殼6固定在底座10的心軸殼支撐構件11，該心軸殼支撐構件11是形成為朝著垂直方向及左右方向雙方延伸的板狀。

從心軸殼支撐構件11往左右方向離開的位置，配備有從底座10朝上方突出的肋條狀定位構件12。定位構件12的上端側，具備有從心軸殼支撐構件11往轉筒4側隔著距離的同時和心軸殼支撐構件11成相向的相向面13，該相向面13安裝有動平衡測定部14。心軸殼支撐構件11和定位構件12是夾著動平衡測定部14使用緊固件(省略圖示)成為固定狀態，心軸殼6是使用該緊固件使心軸殼6固定(剛體支撐)在底座10。另，針對動平衡測定部14會在下述進行說明。

底座10是一種可從下方支撐著輪胎測試機1的機座，該底座10的左側和右側各配設有1台可驅動同步皮帶9旋轉的馬達15。左右的馬達15，分別圈繞有同步皮帶9，構成為透過各同步皮帶9能夠對左右心軸3的同步皮帶輪8施賦驅動力。

控制部16是個別驅動左側的馬達15和右側的馬達15，構成為能夠以不同的旋轉數旋轉左側心軸3所支撐的輪胎T和右側心軸3所支撐的輪胎T。

轉筒4，具備：外形為圓筒狀的筒部17；及以旋轉自如的狀態支撐著該筒部17的筒部支撐體18。筒部17，其外圍面是成為輪胎T接地的路面，形成為能夠繞著沿著上下方向的軸部19旋轉。轉筒4的軸部19是朝上方和下方突出著，軸部19的突出部份是旋轉自如支撐在筒部支撐體18。該筒部支撐體18針對底座10配設成可朝左右方向移動，筒部17是形成可接近離開被設置在心軸3的輪胎T。此外，轉筒4和筒支撐體18之間，設有均勻性測定用的均勻性測定部20。

本發明的輪胎測試機1，其特徵為，具有：可對與轉筒4接觸之一方輪胎T的均勻性進行測定的均勻性測定部20；及可配合均勻性測定部20對一方輪胎T均勻性的測定，對離開轉筒4之另一方輪胎T的動平衡進行測定的動平衡測定部14。

如第2圖所示，均勻性測定部20，如上述是設置在轉筒4的筒部17和筒部支撐體18之間，對接觸著輪胎T的筒部17施加在筒部支撐體18的力進行測定，藉此對產生在一方輪胎T的均勻力進行測定。本實施形態的均勻性測定部20，例如是一種可對上下方向和左右方向的2方向成份力進行測定的負載感測器。均勻性測定部20所測定的均勻力是送至解析部21。

動平衡測定部14是分別設置在左右的心軸3，形成為可對分別安裝在心軸3之輪胎T的不平衡力進行測定。動平衡測定部14是以負載感測器構成，設置在心軸殼6的心軸殼支撐構件11和定位構件12的相向面13之間，將心軸殼支撐構件11施加在定位構件12的左右方向力視為產生在另一方輪胎T的不平衡力進行測定。動平衡測定部14所測定的不平衡力，也是和均勻力同樣送至解析部21。

解析部21是根據均勻性測定部20所測定的均勻力對一方輪胎T的均勻性進行評估的同時，根據動平衡測定部14所測定的不平衡力對另一方輪胎T的動平衡進行評估。解析部21的均勻性評估是將來自於均勻性測定部20的振動波形分成1次至高次為止的振動成份，以各振幅對均勻性進行評估。此外，解析部21的動平衡評估是使用來自於動平衡測定部14的振動波形，以振動波形的振幅或頻率分析結果為依據進行評估。

其次，針對解析部21所執行的振動解析內容，即針對使用上述輪胎測試機1的輪胎測試方法進行詳細說明。

本發明的輪胎測試方法是配合與轉筒4接觸之一方輪胎T的均勻性測定，對離開轉筒4之另一方輪胎T的動平衡進行測定。具體而言，利用控制部16，使左右的輪胎T當中的一方輪胎T以低旋轉數旋轉進行均勻性測定的同時使另一方的輪胎T以高旋轉數旋轉進行動平衡測定。

該等均勻性測定和動平衡測定，有時會因為轉筒4的移動時間或心軸3增減速成指定旋轉數為止的時間等的關係，以致在執行一方的測定時並沒有執行另一方的測定。但是，在均勻性測定和動平衡測定同時測定時，若動平衡測定系的振動沿著心軸殼6或底座10以干擾傳至均勻性測定時，有可能無法精度佳地執行均勻性的評估。

即，均勻性測定時輪胎T的旋轉數相較於動平衡測定是較小，因此均勻性測定的振動波形解析就會變成將振動波形分解成例如10次般的高次成份後再進行解析。基於此，即使動平衡測定系的輪胎T的旋轉數和均勻性測定系的輪胎T旋轉數有很大的不同，但也要視振動波形解析時的測定頻帶或基本波形的頻率而定，有時動平衡測定系的振動會影響到均勻性測定系，導致均勻性的評估精度變差。

於是，本發明為了讓動平衡測定的振動成份即使成為干擾施加在均勻性測定系，也不會影響到均勻性的評估結果，於安裝在一方心軸3的輪胎T以X(rpm)旋轉進行均勻性測定時，使安裝在另一方心軸3的輪胎T以可滿足下述(1)式的旋轉數Y(rpm)旋轉，藉此進行動平衡測定。

[數式3]

Y>M‧X　(1)

X：一方輪胎的旋轉頻率(rpm)

M：一方輪胎旋轉頻率的最大測定次數

例如：如JIS D4233的規定所示，當以X=60rpm使安裝在一方主軸3的輪胎T旋轉，在其M=10次成份為止的測定頻帶測定均勻性時，只要使安裝在另一方主軸3的輪胎T以超過Y=600rpm的旋轉數旋轉，藉此測定產生在另一方的輪胎T的動平衡即可。

如此一來，即使是在均勻性測定時將振動波形分解至M次成份進行評估時，但因動平衡測定系的振動頻率會比均勻性測定系的M次高次諧波還高，所以就能夠使均勻性測定系的測定頻帶和動平衡測定系的干擾振動頻帶分離，即使動平衡測定系的振動以干擾施加在均勻性測定系也不會呈現在振動波形的解析結果。因此，來自於動平衡測定系的干擾就會被排除，能夠精度良好執行均勻性的評估。

另，即使是以上述的方法進行輪胎T測試時，但對於均勻性測定的振動波形解析例如應用如FFT(高速傅里葉變換)般的頻率解析時，有時還是會產生解析方法原本的誤差。

例如：通常均勻性測定是採取輪胎T其1次旋轉量(2π)的振動波形，對該振動波形進行FFT解析。然而，FFT解析為了要達到解析目的其前提條件是解析時間內振動波形為週期性重覆。因此，動平衡測定的旋轉頻率若偏離均勻性測定的旋轉頻率整數倍時，則動平衡測定系的振動波形重疊之均勻性測定所使用的振動波形不會連接成週期性，導致分析波形的最初和最後沒有順暢連續。對上述振動波形進行FFT解析時，被稱為「遺漏成份」的誤差成份(假的成份)會加入至高次成份，以致有可能無法精度良好執行均勻性的評估。

於是，本發明是以可滿足下述(2)式的旋轉數Y(rpm)旋轉安裝在另一方心軸3的輪胎T進行動平衡測定。

[數式4]

Y=(M+N)×X　(2)

X：一方輪胎的旋轉頻率(rpm)

M：一方輪胎旋轉頻率的最大測定次數

N：自然數

例如：如上述JIS D4233所規定的測試條件時，當安裝在一方心軸3的輪胎T以X=60rpm旋轉，在其M=10次成份為止的測定頻帶進均勻性測定時，只要將安裝在另一方心軸3的輪胎T以Y=660rpm以上且60rpm整數倍的旋轉數旋轉，藉此測定產生在另一方輪胎T的動平衡即可。

如此一來，因動平衡測定系的輪胎T的旋轉數和均勻性測定系的輪胎T的旋轉數是成整數倍關係，所以均勻性測定所使用的振動波形是以2π連接成週期性，使分析波形的最初和最後連續成順暢。因此，就不會產生如遺漏成份般的誤差成份，能夠精度更好地執行均勻性的評估。

其次，以揭示解析部21的分析波形的解析結果來說明本發明的輪胎測試方法。

第3圖是表示一方輪胎T的旋轉頻率為60rpm，另一方輪胎T的旋轉頻率為720rpm時，解析部21所測定之均勻力的振動波形。

該實驗例中，對於均勻力的振動波形為了要在最大10次為止的測定頻帶進行FFT解析，將X=60rpm、Y=720rpm、M=10，藉此滿足(1)式及(2)式的關係。

另一方面，解析部21所測定之均勻力的振動波形，如第3圖所示，在以60rpm的正弦波為基本波形的1次成份，重疊有720rpm的高頻。對該振動波形的最初和最後進行比較時，可得知振動波形的最初和最後連續成順暢，在解析時間內振動波形為週期性重覆。

如第4圖所示，當對該均勻力的振動波形在最大10次為止的測定頻帶進行FFT解析時，只測定出1次成份的振動成份，並未測定出2次至10次為止的高次振動成份。基於此，可得知若是滿足上述(1)式及(2)式的關係時，各次成份就不會產生遺漏成份等誤差成份，能夠精度更好地評估均勻性。

另一方面，第5圖是表示一方輪胎T的旋轉頻率為60rpm，另一方輪胎T的旋轉頻率為690rpm時，解析部21所測定之均勻力的振動波形。基於此，雖滿足上述(1)式的關係，但並未滿足上述(2)式的關係。

此時，如第5圖所示，針對解析部21所測定之均勻力的振動波形進行分析波形的最初和最後之比較時，可得知振動波形的最初和最後並沒有連續成順暢，在解析時間內振動波形沒有週期性重覆。

如第6圖所示，當對該均勻力的振動波形在最大10次為止的測定頻帶進行FFT解析時，測定出2次至10次為止的高次振動成份有遺漏成份。基於此，可判斷出沒有滿足上述(2)式之關係的實驗例，各次數的振動成份會產生遺漏成份等誤差成份，無法以更好的精度評估均勻性。

本發明並不限於上述各實施形態，在未變更發明本質的範圍內是可適宜變更各構件的形狀、構造、材質、組合等。

上述實施形態中，心軸3是以2軸為例示。但是，心軸3也可設置成3軸以上。

上述實施形態中，均勻性測定部20是以設置在筒部17和筒部支撐體18之間可測定2方向成份力的負載感測器為例示的同時，動平衡測定部14是以設置在心軸殼6的心軸殼支撐構件11和定位構件12的相向面13之間可測定1方向成份力的負載感測器為例示。但是，均勻性測定部20或動平衡測定部14也可設置在例示位置以外的位置。例如：均勻性測定部20也可設置在心軸殼6側。此外，對於該等測定部也可使用能夠測定3方向成份的負載感測器或壓力感測器等。

1．．．輪胎測試機

3．．．心軸

4．．．轉筒

5．．．輪圈

6．．．心軸殼

7．．．軸承部

8．．．同步皮帶輪

9．．．同步皮帶

10．．．底座

11．．．心軸殼支撐構件

12．．．定位構件

13．．．相向面

14．．．動平衡測定部

15．．．馬達

16．．．控制部

17．．．筒部

18．．．筒支撐體

19．．．軸部

20．．．均勻性測定部

21．．．解析部

T．．．輪胎

第1圖為輪胎測試機的正面圖。

第2圖為輪胎T測試時的輪胎測試機正面圖。

第3圖為表示實施例的振動波形圖表。

第4圖為表示實施例振動波形的FFT解析結果的圖表。

第5圖為比較例振動波形的圖表。

第6圖為比較例振動波形的FFT解析結果的圖表。

1．．．輪胎測試機

3．．．心軸

4．．．轉筒

5．．．輪圈

6．．．心軸殼

8．．．同步皮帶輪

9．．．同步皮帶

10．．．底座

11．．．心軸殼支撐構件

12．．．定位構件

13．．．相向面

14．．．動平衡測定部

15．．．馬達

16．．．控制部

17．．．筒部

18．．．筒支撐體

19．．．軸部

20．．．均勻性測定部

21．．．解析部

T．．．輪胎

Claims (5)

1. 一種輪胎測試機，其特徵為，具有：可驅動輪胎繞著其軸心旋轉並且彼此隔著距離設置的二個心軸；配備在上述二個心軸之間的同時對於安裝在二個心軸的各別輪胎接近分離自如地設立的轉筒；可對與上述轉筒接觸之其中一個輪胎的均勻性進行測定的均勻性測定部；及可配合在上述均勻性測定部對該其中一個輪胎均勻性的測定，而對離開上述轉筒之另一個輪胎的動平衡進行測定的動平衡測定部，上述均勻性測定部，係構成為用以測定安裝在上述一方心軸並且以X(rpm)旋轉的輪胎之均勻性，上述平衡測定部，係構成為用以測定安裝在上述另一方心軸並且以滿足下述(1)式的旋轉數Y(rpm)旋轉而產生在該另一方的輪胎之動平衡，(1)Y>M．X X：一方輪胎的旋轉頻率(rpm)，M：一方輪胎旋轉頻率的最大測定次數。
2. 如申請專利範圍第1項所記載的輪胎測試機，其中，具有能夠以分別不同的旋轉數使安裝在上述二個心軸的輪胎旋轉的控制部。
3. 一種輪胎測試方法，是使用申請專利範圍第1項或第2項所記載的輪胎測試機，將安裝在上述一方心軸之輪 胎的均勻性配合安裝在上述另一方心軸之輪胎的動平衡測定進行測定的輪胎測試方法，其特徵為，以X(rpm)旋轉安裝在上述一方心軸的輪胎測定上述均勻性的同時，以可滿足Y>M．X(X：一方輪胎的旋轉頻率(rpm)，M：一方輪胎旋轉頻率的最大測定次數)的旋轉數Y(rpm)使安裝在上述另一方心軸的輪胎旋轉，對產生在該另一方輪胎的動平衡進行測定。
4. 申請專利範圍第3項所記載的輪胎測試方法，其中，以可滿足Y=(M+N)×X(X：一方輪胎的旋轉頻率(rpm)，M：一方輪胎旋轉頻率的最大測定次數，N：自然數)的旋轉數Y(rpm)使安裝在上述另一方心軸的輪胎旋轉，對產生在上述另一方輪胎的動平衡進行測定。
5. 申請專利範圍第4項所記載的輪胎測試方法，其中，將上述一方輪胎的旋轉頻率X為60(rpm)，將旋轉頻率的最大測定次數M為10次，對上述輪胎的均勻性及動平衡進行測定。