トップ :: G 物理学 :: G01 測定;試験




【発明の名称】 タイヤとホイールの組み付け方法及び組み付け装置
【発明者】 【氏名】森口 金也
【要約】 【課題】車両装着時の振動の原因となるリム組み付けタイヤのラジアルフォースバリエイションと重量アンバランスを修正する錘の量とを最適化するためのタイヤとホイールの組み付け方法を提供する。

【解決手段】タイヤとホイールを実際に組み付ける前に、それぞれの静的アンバランス（ベクトルＳｔ，Ｓｗ）と偶力（ベクトルＣｔ，Ｃｗ）を用いて、各組み付け位相における組み付けタイヤの動的アンバランスＤＵを算出するとともに、タイヤの半径方向の力の変動ＦＶｔ及び縦ばね定数Ｋｏとホイールの半径方向の振れの変動Ｒｖｗを用いて、各組み付け位相における組み付けタイヤのＲＦＶを算出し、この算出結果に基づきＤＵとＲＦＶが所定の最適状態となる組み付け位相を導出し、導出された組み付け位相でタイヤとホイールを組み付ける。
【特許請求の範囲】
【請求項１】タイヤについて、その半径方向の力の変動、縦ばね定数、静的アンバランスの大きさ及びその周方向における位置、並びに偶力の大きさ及びその周方向における位置を検出するとともに、ホイールについて、その半径方向の振れの変動、静的アンバランスの大きさ及びその周方向における位置、並びに偶力の大きさ及びその周方向における位置を検出し、検出されたタイヤの半径方向の力の変動と縦ばね定数、及びホイールの半径方向の振れの変動を用いて、タイヤとホイールの組み付け位相を所定の角度ずつ変更させながら、各組み付け位相における組み付け状態でのラジアルフォースバリエイションを算出するとともに、検出されたタイヤとホイールの静的アンバランスの大きさ及び位置と偶力の大きさ及び位置を用いて、タイヤとホイールの組み付け位相を所定の角度ずつ変更させながら、各組み付け位相における組み付け状態での動的アンバランスを算出し、この算出結果に基づいてラジアルフォースバリエイションと動的アンバランスが所定の最適状態となる組み付け位相を導出し、この導出された組み付け位相でタイヤをホイールのリムに組み付けることを特徴とするタイヤとホイールの組み付け方法。
【請求項２】組み付け位相の導出に際し、リム組み付けタイヤの動的アンバランスの大きさを所定の値以下に制限した下でラジアルフォースバリエイションの大きさが最小となるときの位相を、組み付け位相に決定することを特徴とする請求項１記載の組み付け方法。
【請求項３】組み付け位相の導出に際し、リム組み付けタイヤのラジアルフォースバリエイションの大きさを所定の値以下に制限した下で動的アンバランスの大きさが最小となるときの位相を、組み付け位相に決定することを特徴とする請求項１記載の組み付け方法。
【請求項４】タイヤをホイールに組み付けた後に、動的アンバランスの上記算出結果に基づいて、ホイールのリム端面周上に修正錘を付けることを特徴とする請求項１記載の組み付け方法。
【請求項５】タイヤについて、その半径方向の力の変動、縦ばね定数、静的アンバランスの大きさ及びその周方向における位置、並びに偶力の大きさ及びその周方向における位置を検出するタイヤデータ検出手段と、ホイールについて、その半径方向の振れの変動、静的アンバランスの大きさ及びその周方向における位置、並びに偶力の大きさ及びその周方向における位置を検出するホイールデータ検出手段と、検出されたタイヤの半径方向の力の変動と縦ばね定数、及びホイールの半径方向の振れの変動を用いて、タイヤとホイールの組み付け位相を所定の角度ずつ変更させながら、各組み付け位相における組み付け状態でのラジアルフォースバリエイションを算出するとともに、検出されたタイヤとホイールの静的アンバランスの大きさ及び位置と偶力の大きさ及び位置を用いて、タイヤとホイールの組み付け位相を所定の角度ずつ変更させながら、各組み付け位相における組み付け状態での動的アンバランスを算出する算出手段と、この算出結果に基づいてラジアルフォースバリエイションと動的アンバランスが所定の最適状態となる組み付け位相を導出する組み付け位相導出手段と、この導出された組み付け位相でタイヤをホイールのリムに組み付ける組み付け手段とを備えることを特徴とするタイヤとホイールの組み付け装置。
【請求項６】前記最適状態を指定する最適状態指定手段を備え、この最適状態指定手段が、下記■又は■の最適状態の中からいずれか１つを指定するよう構成されていることを特徴とする請求項５記載の組み付け装置。
■ リム組み付けタイヤの動的アンバランスの大きさを所定の値以下に制限した下でラジアルフォースバリエイションの大きさが最小となる状態。
■ リム組み付けタイヤのラジアルフォースバリエイションの大きさを所定の値以下に制限した下で動的アンバランスの大きさが最小となる状態。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両装着時の振動の原因となるリム組み付けタイヤのラジアルフォースバリエイションと重量アンバランスを修正する錘の量とを最適化するための、タイヤとホイールの組み付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般に、リム組み付けタイヤに重量アンバランスがあると、車両装着時における振動の原因となる。そのため、従来、かかる重量アンバランスを低減するために、タイヤをホイールのリムに組み付ける際に、タイヤの軽点マーク（タイヤが周方向でどこが軽いかを示すマーク）とホイールのバルブ位置とを合わせて組み付けることがある。この場合、組み付け後に、リム組み付けタイヤの重量アンバランスを測定し、ホイールのリム周面上にこの重量アンバランスを打ち消すための修正錘を付けることで、重量アンバランスをなくすことができる。
【０００３】しかしながら、ホイールのバルブ位置が必ずしも質量の重い点であるとは限らず、また、そうであったとしても、静的アンバランスは最小化されるが動的アンバランスは最適化されないため、大きな修正錘を必要とする場合がある。このような大きな修正錘は、コストの上昇につながるのみならず、外観上の見栄えを損なうことにもなる。
【０００４】一方、タイヤは、ユニフォーミティと呼ばれるその不均一性により、たわみ一定で転動させた際、半径方向に作用する力が変動する。この半径方向の力の変動の最大値と最小値の差は、ラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）と呼ばれ、タイヤをホイールに組み付けたリム組み付けタイヤにおいて、このＲＦＶが大きいと、車両走行時に振動が発生してしまう。
【０００５】このＲＦＶは、上記の重量アンバランスのように組み付け後に修正錘などで打ち消すことができないため、結局、従来は、まずリム組み付けタイヤのＲＦＶを低減するために、タイヤのＲＦＶをホイールの半径方向の振れであるラジアルランアウト（ＲＲＯ）で打ち消すように組み付け、組み付け後に重量アンバランスを測定して、この重量アンバランスを修正錘により修正することが、一般的になされている。
【０００６】しかしながら、この組み付け方法では、リム組み付けタイヤのＲＦＶは小さくなるが、重量アンバランスを修正するための錘の量が大きくなってしまうことがあり、外観及びコストの面で問題がある。
【０００７】そこで、本発明は、車両装着時の振動の原因となるリム組み付けタイヤのＲＦＶと重量アンバランスを修正する錘の量とを最適化するためのタイヤとホイールの組み付け方法及び組み付け装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のタイヤとホイールの組み付け方法は、タイヤについて、その半径方向の力の変動、縦ばね定数、静的アンバランスの大きさ及びその周方向における位置、並びに偶力の大きさ及びその周方向における位置を検出するとともに、ホイールについて、その半径方向の振れの変動、静的アンバランスの大きさ及びその周方向における位置、並びに偶力の大きさ及びその周方向における位置を検出し、検出されたタイヤの半径方向の力の変動と縦ばね定数、及びホイールの半径方向の振れの変動を用いて、タイヤとホイールの組み付け位相を所定の角度ずつ変更させながら、各組み付け位相における組み付け状態でのラジアルフォースバリエイション（以下、ＲＦＶという。）を算出するとともに、検出されたタイヤとホイールの静的アンバランスの大きさ及び位置と偶力の大きさ及び位置を用いて、タイヤとホイールの組み付け位相を所定の角度ずつ変更させながら、各組み付け位相における組み付け状態での動的アンバランスを算出し、この算出結果に基づいてＲＦＶと動的アンバランスが所定の最適状態となる組み付け位相を導出し、この導出された組み付け位相でタイヤをホイールのリムに組み付けることを特徴とする。
【０００９】本発明のタイヤとホイールの組み付け装置は、タイヤについて、その半径方向の力の変動、縦ばね定数、静的アンバランスの大きさ及びその周方向における位置、並びに偶力の大きさ及びその周方向における位置を検出するタイヤデータ検出手段と、ホイールについて、その半径方向の振れの変動、静的アンバランスの大きさ及びその周方向における位置、並びに偶力の大きさ及びその周方向における位置を検出するホイールデータ検出手段と、検出されたタイヤの半径方向の力の変動と縦ばね定数、及びホイールの半径方向の振れの変動を用いて、タイヤとホイールの組み付け位相を所定の角度ずつ変更させながら、各組み付け位相における組み付け状態でのＲＦＶを算出するとともに、検出されたタイヤとホイールの静的アンバランスの大きさ及び位置と偶力の大きさ及び位置を用いて、タイヤとホイールの組み付け位相を所定の角度ずつ変更させながら、各組み付け位相における組み付け状態での動的アンバランスを算出する算出手段と、この算出結果に基づいてＲＦＶと動的アンバランスが所定の最適状態となる組み付け位相を導出する組み付け位相導出手段と、この導出された組み付け位相でタイヤをホイールのリムに組み付ける組み付け手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】本発明によれば、タイヤとホイールを実際に組み付ける前に、各組み付け位相における組み付けタイヤのＲＦＶと動的アンバランスを同時にシュミレートし、その結果に基いて組み付け位相を決定するので、ＲＦＶと動的アンバランスの双方を最適化した状態にて組み付けることができる。そのため、ＲＦＶに起因する振動の発生を抑えつつ、修正錘をできるだけ小さくして外観やコスト性を高めることができる。
【００１１】請求項２の組み付け方法は、上記組み付け位相の導出に際し、リム組み付けタイヤの動的アンバランスの大きさを所定の値以下に制限した下でＲＦＶの大きさが最小となるときの位相を、組み付け位相に決定することを特徴とする。
【００１２】この場合、修正錘による外観やコスト面での性能を所定レベルに保証しつつ、ＲＦＶに起因する振動の発生を最小に抑えることができる。
【００１３】請求項３の組み付け方法は、上記組み付け位相の導出に際し、リム組み付けタイヤのＲＦＶの大きさを所定の値以下に制限した下で動的アンバランスの大きさが最小となるときの位相を、組み付け位相に決定することを特徴とする。
【００１４】この場合、ＲＦＶに起因して発生する振動のレベルを所定以下に保証しつつ、修正錘による外観やコスト面での性能を高めることができる。
【００１５】請求項４の組み付け方法は、上記タイヤをホイールに組み付けた後に、動的アンバランスの上記算出結果に基づいて、ホイールのリム端面周上に修正錘を付けることを特徴とする。
【００１６】請求項４の方法であると、リム組み付け後に動的アンバランスを測定する手間を省くことができる。
【００１７】請求項６の組み付け装置は、上記最適状態を指定する最適状態指定手段を備え、この最適状態指定手段が、下記■又は■の最適状態の中からいずれか１つを指定するよう構成されていることを特徴とする。
【００１８】■ リム組み付けタイヤの動的アンバランスの大きさを所定の値以下に制限した下でＲＦＶの大きさが最小となる状態。
【００１９】■ リム組み付けタイヤのＲＦＶの大きさを所定の値以下に制限した下で動的アンバランスの大きさが最小となる状態。
【００２０】
【発明の実施の形態】まず、本発明の基礎となる事項について説明する。
【００２１】静的アンバランスと動的アンバランスと偶力について図１７，１８を参照して説明する。
【００２２】タイヤにある重量アンバランスがあると、これによりタイヤには力Ｆ１とモーメントＭが生じる。この力Ｆ１とモーメントＭは、アンバランス質量をｍ、アンバランス質点の半径をｒ、タイヤ中心面（タイヤの軸方向中心を通り、当該軸に直交する面）からのアンバランス質点の距離をｌ、角速度をωとすると、下記式（１）、（２）で表される。
【００２３】Ｆ１＝ｍｒω2 （１）
Ｍ＝ｍｒω2 ｌ （２）
これにより、タイヤ固有の値として、静的アンバランスＳＵｔと偶力Ｃｔが、下記式（３）、（４）で与えられる。
【００２４】ＳＵｔ＝ｍｒ （３）
Ｃｔ＝ｍｒｌ／ｒ0 ｌ0 （４）
（ここで、ｒ0 は設定リム半径、ｌ0 は設定リム幅の１／２である。）
静的アンバランスＳＵｔは、タイヤ静止時に周方向のどこが重いかという重量アンバランスであり、下記式（５）によりリム周面上におけるベクトル量Ｓｔに換算される。
【００２５】
Ｓｔ＝ＳＵｔ／（２ｒ0 ）＝ｍｒ／（２ｒ0 ） （５）
また、偶力Ｃｔは、タイヤ回転時にその径方向に作用する力であって互いに平行で大きさが等しく反対向きに作用する力であり、リム両端面周上に存在するベクトル量として定義される。従って、車両装着時に外側に配されるタイヤ外面側の偶力ベクトルＣｔｏと、内側に配されるタイヤ内面側の偶力ベクトルＣｔｉは、下記式（６）の関係にある。
【００２６】
ベクトルＣｔｏ＝−ベクトルＣｔｉ （６）
以上から、タイヤを回転させてはじめて発生する重量アンバランスであるタイヤの動的アンバランスＤＵｔは、下記式（７）、（８）で求められる。
【００２７】
ベクトルＤＵｔｏ＝ベクトルＳｔ＋ベクトルＣｔｏ （７）
ベクトルＤＵｔｉ＝ベクトルＳｔ＋ベクトルＣｔｉ （８）
ここで、ベクトルＤｕｔｏは、リム端面周上におけるタイヤ外面側に存在する動的アンバランスであり、ベクトルＤＵｔｉは、リム端面周上におけるタイヤ内面側に存在する動的アンバランスである。
【００２８】これら静的アンバランス、偶力、動的アンバランスの関係を図示すると、図１７、図１８のようになる。
【００２９】図１７は、これらの関係を立体的に表したものであり、図１８は平面的に表したものである。図１７において、符号１０はリムの外側の端面を、符号１２はリムの内側の端面を、符号１４はリム両端面１０，１２に平行でかつタイヤ軸方向の中心点Ｏを通るリム中心面をそれぞれ示している。
【００３０】静的アンバランスＳＵｔは、リム中心面１４の円周上におけるある位置にベクトル量Ｓｔとして存在する。偶力Ｃｔは、タイヤ外面側の偶力Ｃｔｏがリム外側端面１０における円周上に静的アンバランスＳｔとある位相差で存在し、タイヤ内面側の偶力Ｃｔｉがリム内側端面１２における円周上に外面側の偶力Ｃｔｏと１８０ｄｅｇの位相差で存在している。そして、静的アンバランスのベクトルＳｔとタイヤ外面側の偶力ベクトルＣｔｏとの合成ベクトルである動的アンバランスのタイヤ外面側のベクトルＤＵｔｏがリム外側端面１０の円周上に存在し、ベクトルＳｔとタイヤ内面側の偶力ベクトルＣｔｉとの合成ベクトルである動的アンバランスのタイヤ内面側のベクトルＤＵｔｉがリム内側端面１２の円周上に存在する。
【００３１】なお、図１７において各ベクトルの円は、それぞれのベクトルの大きさを示している。また、Ｗｔｏは、外側の動的アンバランスＤＵｔｏを打ち消すために要する修正錘の位置及び大きさを示しており、Ｗｔｉは、内側の動的アンバランスＤＵｔｉを打ち消すために要する修正錘の位置及び大きさを示している。
【００３２】以上説明したタイヤに関する重量アンバランスの関係は、ホイールにおいても同様に定義される。すなわち、ホイールの静的アンバランスＳＵｗのリム周上におけるベクトル量Ｓｗ、ホイールの偶力Ｃｗｏ，Ｃｗｉ、ホイールの動的アンバランスＤＵｗｏ，ＤＵｗｉは、それぞれ図１７、図１８におけるタイヤの各ベクトルＳｔ，Ｃｔｏ，Ｃｔｉ，ＤＵｔｏ，ＤＵｔｉに対応している。これらホイールの各ベクトルとタイヤの各ベクトルは、同一リム周上における位置（即ち、タイヤ回転軸からの距離（ｒ0 ）が一定の周面上における位置）及び大きさで定められている。
【００３３】次に、ＲＦＶについて説明する。
【００３４】タイヤをたわみ一定で転動させたとき、その半径方向に作用する力Ｆ２は、下記式（９）で表される。
【００３５】
Ｆ２＝（Ｋｏ＋Ｋｖ）・（Ｒｏ＋Ｒｖｔ） （９）
ここで、Ｋｏは、タイヤの縦ばね定数（定常分）であり、タイヤ剛性試験機により測定される。Ｋｖは、タイヤの縦ばね定数の変動分である。Ｒｏは、タイヤのたわみ量（定常分）であり、ユニフォミティ測定機により測定される。Ｒｖｔは、タイヤのたわみ変動量（半径方向の振れ）、即ちラジアルランアウト（ＲＲＯ）であり、変位計により測定される。
【００３６】上記式（９）を展開すると、Ｆ２＝Ｋｏ・Ｒｏ＋Ｋｏ・Ｒｖｔ＋Ｋｖ・Ｒｏ＋Ｋｖ・Ｒｖｔとなる。ここで、第１項Ｋｏ・Ｒｏは定常分であり、第２項以降が半径方向の力の変動分ＦＶｔとなるが、第４項は変動分同士の積で小さいので無視すると、タイヤの半径方向の力の変動分ＦＶｔは、下記式（１０）で表される。
【００３７】
ＦＶｔ＝Ｋｏ・Ｒｖｔ＋Ｋｖ・Ｒｏ （１０）
ホイールのＲＲＯである半径方向の振れは変位計により測定されるが、このホイールの半径方向の振れをＲｖｗとすると、タイヤとホイールの組み付け状態における半径方向の力の変動分ＦＶは、式（１０）より、下記式（１１）で与えられる。
【００３８】
ＦＶ＝Ｋｏ・（Ｒｖｔ＋Ｒｖｗ）＋Ｋｖ・Ｒｏ ＝ＦＶｔ＋Ｋｏ・Ｒｖｗ （１１）
この式（１１）より、タイヤの半径方向の力の変動ＦＶｔ（ユニフォーミティ測定機で測定可）と、タイヤの縦ばね定数Ｋｏと、ホイールの半径方向の振れの変動Ｒｖｗが与えられれば、組み付け状態での半径方向の力の変動ＦＶが求められる。ここで、タイヤとホイールの組み付け状態におけるＲＦＶは、上記ＦＶの最大値と最小値の差として与えられるので、式（１１）によりＦＶを算出することで、組み付け状態でのＲＦＶを算出することができる。
【００３９】なお、上記式（１０）より、Ｋｖは下記式（１２）で与えられる。
【００４０】
Ｋｖ＝（ＦＶｔ−Ｋｏ・Ｒｖｔ）／Ｒｏ （１２）
上述したように、ＦＶｔとＲｏはユニフォミティ測定機により、Ｋｏはタイヤ剛性試験機により、Ｒｖｔは変位計によりそれぞれ計測できるので、上記式（１２）からＫｖが求まる。そのため、これらの値と、変位計により計測されるホイールの半径方向の振れＲｖｗとを用いて、下記式（１３）により、タイヤとホイールの組み付け状態における半径方向の力の変動分ＦＶを求めてもよい。
【００４１】
ＦＶ＝Ｋｏ・（Ｒｖｔ＋Ｒｖｗ）＋Ｋｖ・Ｒｏ （１３）
なお、タイヤの半径方向の力の変動ＦＶｔは、図１９に示すような測定データとして与えられる。図１９において、グラフの実線は高次成分も含んだ波形そのものを示しており、グラフの点線はそれをフーリエ解析した１次成分である１次ハーモニックの波形を示している。タイヤのＲＦＶの大きさは、波形そのもののデータを用いた場合はグラフ中のＡとして、１次ハーモニックの波形を用いた場合はＢとして求められる。ＲＦＶの位相は、ＦＶｔが最大値をとるときの位相であり、波形そのものの場合はａとして、１次ハーモニックの場合はｂとして求められる。本発明においては、波形そのものを用いても、１次ハーモニックを用いても、あるいは、１次と２次の合成波形等、１次から数次の合成波形を用いてもよい。ホイールの半径方向の振れＲｖｗについても同様である。以下に説明する実施形態では１次ハーモニックを用いている。なお、ホイールの半径方向の振れＲｖｗについては、内側と外側の双方について波形が得られるが、通常その平均値を用いればよく、以下の実施形態でも平均値を用いている。
【００４２】以下に、本発明の実施形態に係るタイヤとホイールの組み付け方法を図１，２に基づいて説明する。
【００４３】図１は、本発明の一実施形態におけるタイヤとホイールの組み付け方法のフローチャートであり、図２は、同組み付け方法によりタイヤとホイールを組み付ける組み付け装置のブロック図である。
【００４４】（１）まず、タイヤデータ検出手段２０により、タイヤについて、その半径方向の力の変動ＦＶｔ、縦ばね定数Ｋｏ、ベクトルＳｔ（静的アンバランスＳＵｔのリム周上におけるベクトル量Ｓｔの大きさ及びリム周上における位置（位相））及びベクトルＣｔ（偶力Ｃｔの大きさ及びリム端面周上における位置（位相））を検出する。
【００４５】また、ホイールデータ検出手段２２により、ホイールについて、その半径方向の振れの変動Ｒｖｗ、ベクトルＳｗ（静的アンバランスＳＵｗのリム周上におけるベクトル量Ｓｗの大きさ及びリム周上における位置（位相））及びベクトルＣｗ（偶力Ｃｗの大きさ及びリム端面周上における位置（位相））を検出する。
【００４６】検出には、（ａ）組み付け装置に設けられた計測手段によりタイヤとホイールについて各々単体で計測する方法、（ｂ）予めタイヤとホイールにバーコード又はそれに類する情報表示手段により計測値を付しておき、組み付け装置の読み取り手段によりこの情報を読み取る方法、（ｃ）電子メディアにより転送されたデータを読み取る方法などがある。
【００４７】ここで、静的アンバランスと偶力については、タイヤとホイールのそれぞれについて、まず、動的アンバランスＤＵｔ，ＤＵｗの大きさ及びリム端面周上における位置（位相）を検出し、これからそれぞれの静的アンバランス（ベクトルＳｔ，Ｓｗ）と偶力（ベクトルＣｔ，Ｃｗ）を算出することもできる。算出は、タイヤであれば下記式（１４），（１５）を用いて、ホイールについても同様の式を用いて行なう。
【００４８】
ベクトルＳｔ＝（ベクトルＤＵｔｏ＋ベクトルＤＵｔｉ）／２ （１４）
ベクトルＣｔ＝（ベクトルＤＵｔｏ−ベクトルＤＵｔｉ）／２ （１５）
（２）次に、算出手段２４により、上記タイヤとホイールの静的アンバランス（ベクトルＳｔ，ベクトルＳｗ）及び偶力（ベクトルＣｔ，ベクトルＣｗ）を用いて、タイヤとホイールの組み付け位相を所定の角度ずつ変更させながら、各組み付け位相における組み付け状態での動的アンバランスＤＵを算出するとともに、タイヤの半径方向の力の変動ＦＶｔと縦ばね定数Ｋｏ、及びホイールの半径方向の振れの変動Ｒｖｗを用いて、タイヤとホイールの組み付け位相を所定の角度ずつ変更させながら、各組み付け位相における組み付け状態でのＲＦＶを算出する。
【００４９】動的アンバランス（リム組み付けタイヤの外面側の動的アンバランスＤＵｏ，内面側の動的アンバランスＤＵｉ）の算出は、組み付け状態での静的アンバランスをベクトルＳ、偶力をベクトルＣとして、下記式（１６）〜（１９）により演算することができる。
【００５０】
ベクトルＳ＝ベクトルＳｔ＋ベクトルＳｗ （１６）
ベクトルＣ＝ベクトルＣｔ＋ベクトルＣｗ （１７）
ベクトルＤＵｏ＝ベクトルＳ＋ベクトルＣ （１８）
ベクトルＤＵｉ＝ベクトルＳ−ベクトルＣ （１９）
具体的には、タイヤとホイールの静的アンバランスＳＵの位相をそれぞれ基準点（０ｄｅｇ）として、まず、両者の基準点同士を合わせて組み付けたとした場合（０ｄｅｇ合わせ）の動的アンバランスＤＵを算出する。次いで、タイヤの位相を固定したままホイールの位相を５ｄｅｇ進めて組み付けたとした場合（位相差５ｄｅｇ）の動的アンバランスＤＵを算出する。このようにしてホイールの位相を順次５ｄｅｇずつ進めて動的アンバランスＤＵを算出していき、全周（位相差０〜３６０ｄｅｇ）にて各組み付け位相における動的アンバランスＤＵを算出する。
【００５１】ＲＦＶの算出は、上記式（１１）を用いてなされる。具体的には、タイヤとホイールの静的アンバランスＳＵの位相をそれぞれ基準点（０ｄｅｇ）として、まず、両者の基準点同士を合わせて組み付けたとした場合（０ｄｅｇ合わせ）の半径方向の力の変動ＦＶを算出し、その最大値と最小値の差をとってＲＦＶを求める。次いで、タイヤの位相を固定したままホイールの位相を５ｄｅｇ進めて組み付けたとした場合（位相差５ｄｅｇ）のＲＦＶを算出する。このようにしてホイールの位相を順次５ｄｅｇずつ進めてＲＦＶを算出していき、全周（位相差０〜３６０ｄｅｇ）にて各組み付け位相におけるＲＦＶを算出する。
【００５２】（３）次いで、組み付け位相導出手段２６において、上記（２）の算出結果に基づき、動的アンバランスＤＵとＲＦＶとが予め指定された最適状態となる組み付け位相を導出する。
【００５３】最適状態としては以下の■及び■が挙げられる。これらは、ユーザーが、振動の発生と修正錘による外観・コスト性とのいずれを重視するかによって、最適状態指定手段２８により上記（１）の検出前に予め指定しておくようになっている。
【００５４】■ リム組み付けタイヤの外側の動的アンバランスＤＵｏの大きさを所定の値（例えば４４ｇ）以下に制限した下でＲＦＶの大きさが最小となる状態。
【００５５】■ リム組み付けタイヤのＲＦＶの大きさを所定の値（例えば５５Ｎ）以下に制限した下で外側の動的アンバランスＤＵｏの大きさが最小となる状態。
【００５６】■の最適状態における位相差を組み付け位相として決定すると、外側の修正錘Ｗｏの大きさを限度値以下に規制しつつＲＦＶの大きさを最小にすることができるので、外観性能を所定レベルに保証しつつ、ＲＦＶに起因する振動の発生を最小に抑えることができる。
【００５７】■の最適状態における位相差を組み付け位相として決定すると、ＲＦＶに起因して発生する振動のレベルを所定以下に保証しつつ、修正錘による外観性能を高めることができる。
【００５８】なお、上記■及び■においては、動的アンバランスとして、外側ＤＵｏを対象としているが、内側の動的アンバランスＤＵｉを対象としてもよく、また、両者の合計（ＤＵｏ＋ＤＵｉ）を対象としてもよい。両者の合計（ＤＵｏ＋ＤＵｉ）を対象とすると、修正錘の合計量を最適化することができ、特にコスト面で優れる。
【００５９】また、ＲＦＶの値によらず動的アンバランスＤＵのみを最小にするモードや、動的アンバランスＤＵの値によらずＲＦＶの大きさのみを最小にするモードを、上記■及び■に加えて設けてもよい。
【００６０】（４）その後、組み付け手段３０を用いて、上記（３）で導出された組み付け位相にてタイヤをホイールのリムに組み付ける。
【００６１】すなわち、（３）で導出された組み付け位相となるように、タイヤに対してホイールを当該位相差に対応する角度だけ回転させて組み付ける。
【００６２】（５）タイヤをホイールに組み付けた後に、ホイールのリム両端面１０，１２周上に修正錘Ｗｏ，Ｗｉを付ける。
【００６３】修正錘Ｗｏ，Ｗｉは、リム組み付けタイヤの動的アンバランスＤＵｏ，ＤＵｉを打ち消すように、それぞれ対角線上の相対する位置（位相差１８０ｄｅｇの位置）に付する。
【００６４】修正錘Ｗｏ，Ｗｉの位置及び大きさは、（ａ）上記（２）で算出した動的アンバランスＤＵｏ，ＤＵｉの位置及び大きさから求めてもよく、また、（ｂ）組み付け後にリム組み付けタイヤの動的アンバランスの位置及び大きさを計測して求めてもよい。但し、上記（ａ）によれば、リム組み付け後に動的アンバランスを測定する手間を省くことができるという利点がある。
【００６５】以下、具体例を挙げて説明する。
【００６６】以下に示すタイヤＴ−１とホイールＷ−１を組み付ける場合について説明する。
【００６７】［タイヤＴ−１］
サイズ：２１５／６０Ｒ１６ ９５Ｈ静的アンバランスＳＵｔ＝０．８ｋｇ−ｃｍ偶力Ｃｔ＝２９ｇ静的アンバランスＳＵｔに対する偶力Ｃｔｏの位相差＝２９０ｄｅｇ半径方向の力の変動ＦＶｔ（１次ハーモニック波形）：図６（ａ）
タイヤのＲＦＶ＝５０Ｎ静的アンバランスＳＵｔに対するタイヤのＲＦＶの位相差＝５１ｄｅｇ縦ばね定数Ｋｏ＝２１８Ｎ／ｍｍ［ホイールＷ−１］
サイズ：１６”（設定リム半径ｒ0 ＝２０．３２ｃｍ）
静的アンバランスＳＵｗ＝０．７１ｋｇ−ｃｍ偶力Ｃｗ＝１９ｇ静的アンバランスＳＵｗに対する偶力Ｃｗｏの位相差＝３２５ｄｅｇ半径方向の振れの変動Ｒｖｗ（１次ハーモニック波形）：図６（ｂ）
Ｒｖｗの最大値と最小値の差＝０．２１０ｍｍ静的アンバランスＳＵｗに対するＲｖｗ（最大値）の位相差＝２５３ｄｅｇ。
【００６８】なお、タイヤＴ−１とホイールＷ−１の静的アンバランスＳｔ，Ｓｗ、偶力Ｃｔ，Ｃｗ及び動的アンバランスＤＵｔ，ＤＵｗの関係は、それぞれ図７（ａ）及び（ｂ）に示す通りである。
【００６９】このタイヤＴ−１とホイールＷ−１を組み付ける場合、上記（２）で、タイヤＴ−１の位相に対しホイールＷ−１の位相を５ｄｅｇずつずらして、各組み付け位相における動的アンバランスＤＵｏ，ＤＵｉの大きさ及び位相（タイヤの０ｄｅｇに対する動的アンバランスの位相差）を算出すると、図３に示す関係が得られる。図３に示すように、組み付け状態の外側の動的アンバランスＤＵｏは、タイヤＴ−１とホイールＷ−１の位相差が１５８ｄｅｇのとき（点Ｐ１のとき）に最小となり、その効果代は約７０ｇである。
【００７０】上記（２）で、タイヤＴ−１の位相に対しホイールＷ−１の位相を５ｄｅｇずつずらして、各組み付け位相におけるＲＦＶの大きさ及び位相（タイヤの０ｄｅｇに対するＲＦＶの位相差）を算出すると、図４に示す関係が得られる。図４に示すように、組み付け状態のＲＦＶは、タイヤＴ−１とホイールＷ−１の位相差が３３８ｄｅｇのとき（点Ｐ２のとき）に最小となり、その効果代は約９２Ｎである。
【００７１】この場合、上記（３）で最適状態■が指定されていると、図５に示すように、タイヤＴ−１とホイールＷ−１の位相差が８４ｄｅｇのとき（点Ｐ３のとき）に、外側の動的アンバランスＤＵｏ＝４４ｇ、ＲＦＶ＝７７Ｎとなって最適化される。そのため、位相差＝８４ｄｅｇが組み付け位相に決定され、同位相差にて組み付けると、図７（ｃ）に示すように、外側の動的アンバランスＤＵｏ＝４４ｇ、内側の動的アンバランスＤＵｉ＝３０ｇとなり、このときの動的アンバランスのタイヤ基準点に対する位相は、外側ＤＵｏが６ｄｅｇ、内側のＤＵｉが９２ｄｅｇとなる。これらの値は図３のグラフから読み取ることができる。
【００７２】そして、組み付け後、図８に示すように、ホイールのリム両端面１０，１２円周上に動的アンバランスＤＵｏ，ＤＵｉを打ち消す修正錘Ｗｏ，Ｗｉを付ける。詳細には、リムの外側端面１０の円周上においては、外側の動的アンバランスＤＵｏの対角線上に相対する位置（タイヤ基準点から１８６ｄｅｇ）に、ＤＵｏと同じ大きさの４４ｇの修正錘Ｗｏを付け、リムの内側端面１２の円周上においては、内側の動的アンバランスＤＵｉの対角線上に相対する位置（タイヤ基準点から２７２ｄｅｇ）に、ＤＵｉと同じ大きさの３０ｇの修正錘Ｗｉを付ける。
【００７３】上記（３）で最適状態■が指定されている場合、図５に示すように、タイヤＴ−１とホイールＷ−１の位相差が４５ｄｅｇのとき（点Ｐ４のとき）に、外側の動的アンバランスＤＵｏ＝６２ｇ、ＲＦＶ＝５３Ｎとなって最適化される。そのため、位相差＝４５ｄｅｇが組み付け位相に決定される。図３のグラフより、この組み付け位相における外側の動的アンバランスＤＵｏ＝６２ｇ（位相＝−１１ｄｅｇ）、内側の動的アンバランスＤＵｉ＝３６ｇ（位相＝８５ｄｅｇ）であるので、組み付け後に付ける修正錘は、外側Ｗｏ＝６２ｇ（位相＝１６９ｄｅｇ）、内側Ｗｉ＝３６ｇ（位相＝２６５ｄｅｇ）である。
【００７４】図９（ａ）は、タイヤＴ−１における静的アンバランスＳＵｔに対するＲＦＶの位相差と、ホイールＷ−１における静的アンバランスＳＵｗに対するＲｖｗ（最大値）の位相差とを様々に変更した場合における、最適化した場合と最適化しなかった場合との動的アンバランスＤＵｏの差の最大値を示したものであり、図９（ｂ）は、同ＲＦＶの差の最大値を示したものである。最適化は上記最適状態■によるものである。
【００７５】図１０（ａ）及び（ｂ）は、上記最適状態■について、図９（ａ）及び（ｂ）と同様の関係を示したものである。
【００７６】図９，１０に示すように、静的アンバランスＳＵｔに対するＲＦＶの位相差と、静的アンバランスＳＵｗに対するＲｖｗの位相差との関係により差異はあるものの、組み付け状態における動的アンバランスＤＵｏとＲＦＶの双方を低減するという点に関し、ある一定以上の効果が期待でき、実用性があることが分かる。
【００７７】次に、以下に示すタイヤＴ−２とホイールＷ−２を組み付ける場合について説明する。
【００７８】［タイヤＴ−２］
サイズ：２１５／６０Ｒ１６ ９５Ｈ静的アンバランスＳＵｔ＝０．３ｋｇ−ｃｍ偶力Ｃｔ＝６ｇ静的アンバランスＳＵｔに対する偶力Ｃｔｏの位相差＝５０ｄｅｇ半径方向の力の変動ＦＶｔ（１次ハーモニック波形）：図１４（ａ）
タイヤのＲＦＶ＝３２Ｎ静的アンバランスＳＵｔに対するタイヤのＲＦＶの位相差＝２５３ｄｅｇ縦ばね定数Ｋｏ＝２１８Ｎ／ｍｍ［ホイールＷ−１］
サイズ：１６”（設定リム半径ｒ0 ＝２０．３２ｃｍ）
静的アンバランスＳＵｗ＝０．２４ｋｇ−ｃｍ偶力Ｃｗ＝１２ｇ静的アンバランスＳＵｗに対する偶力Ｃｗｏの位相差＝１５ｄｅｇ半径方向の振れの変動Ｒｖｗ（１次ハーモニック波形）：図１４（ｂ）
Ｒｖｗの最大値と最小値の差＝０．１０５ｍｍ静的アンバランスＳＵｗに対するＲｖｗ（最大値）の位相差＝２５３ｄｅｇ。
【００７９】このタイヤＴ−２とホイールＷ−２を組み付ける場合、上記（２）で、タイヤＴ−２の位相に対しホイールＷ−２の位相を５ｄｅｇずつずらして、各組み付け位相における動的アンバランスＤＵｏ，ＤＵｉの大きさ及び位相を算出すると、図１１に示す関係が得られる。図１１に示すように、組み付け状態の外側の動的アンバランスＤＵｏは、位相差が１９１ｄｅｇのとき（点Ｐ５のとき）に最小となり、その効果代は約２４ｇである。
【００８０】上記（２）で、タイヤＴ−２の位相に対しホイールＷ−２の位相を５ｄｅｇずつずらして、各組み付け位相におけるＲＦＶの大きさ及び位相を算出すると、図１２に示す関係が得られる。図１２に示すように、組み付け状態のＲＦＶは、位相差が１８０ｄｅｇのとき（点Ｐ６のとき）に最小となり、その効果代は約４６Ｎである。
【００８１】この場合、上記（３）で最適状態■が指定されていると、図１３に示すように、タイヤＴ−２とホイールＷ−２の位相差が１８０ｄｅｇのとき（点Ｐ７のとき）に、外側の動的アンバランスＤＵｏ＝６ｇ、ＲＦＶ＝９Ｎとなって最適化される。そのため、位相差＝１８０ｄｅｇが組み付け位相に決定される。図１１のグラフより、この組み付け位相における外側の動的アンバランスＤＵｏ＝６ｇ（位相＝１６６ｄｅｇ）、内側の動的アンバランスＤＵｉ＝９ｇ（位相＝−１０ｄｅｇ）であるので、組み付け後に付ける修正錘は、外側Ｗｏ＝６ｇ（位相＝３４６ｄｅｇ）、内側Ｗｉ＝９ｇ（位相＝１７０ｄｅｇ）である。
【００８２】上記（３）で最適状態■が指定されている場合、図１３に示すように、タイヤＴ−２とホイールＷ−２の位相差が１９１ｄｅｇのとき（点Ｐ８のとき）に、外側の動的アンバランスＤＵｏ＝５ｇ、ＲＦＶ＝１１Ｎとなって最適化される。そのため、位相差＝１９１ｄｅｇが組み付け位相に決定される。図１１のグラフより、この組み付け位相における外側の動的アンバランスＤＵｏ＝５ｇ（位相＝−１６０ｄｅｇ）、内側の動的アンバランスＤＵｉ＝８ｇ（位相＝−４ｄｅｇ）であるので、組み付け後に付ける修正錘は、外側Ｗｏ＝５ｇ（位相＝２０ｄｅｇ）、内側Ｗｉ＝８ｇ（位相＝１７６ｄｅｇ）である。
【００８３】図１５（ａ）は、タイヤＴ−２における静的アンバランスＳＵｔに対するＲＦＶの位相差と、ホイールＷ−２における静的アンバランスＳＵｗに対するＲｖｗ（最大値）の位相差とを様々に変更した場合における、最適化した場合と最適化しなかった場合との動的アンバランスＤＵｏの差の最大値を示したものであり、図１５（ｂ）は、同ＲＦＶの差の最大値を示したものである。最適化は上記最適状態■によるものである。
【００８４】図１６（ａ）及び（ｂ）は、上記最適状態■について、図１５（ａ）及び（ｂ）と同様の関係を示したものである。
【００８５】図１５，１６に示すように、タイヤＴ−２とホイールＷ−２との組み合わせの場合、上述したタイヤＴ−１とホイールＷ−１との組み合わせの場合と異なり、動的アンバランスＤＵｏもＲＦＶも設定値を超える組み付け状態となることがないため、図１５の場合であればＤＵｏに関係なくＲＦＶの大きさのみを最適化する場合と同じ結果となり、図１６の場合であればＲＦＶに関係なくＤＵｏのみを最適化する場合と同じ結果となる。そのため、このタイヤＴ−２とホイールＷ−２との組み合わせでは、ＲＦＶとＤＵｏのいずれか一方のみが最適化されているとも言える。しかし、上述した最適状態■，■による組み付け方法を適用しているため、みかけ上では最適化されていないもう一方（即ち、最適状態■（図１５）ではＤＵｏ、最適状態■（図１６）ではＲＦＶ）も、所定の値以下であって、問題となるレベルにはないことが保証されている点で意義がある。
【００８６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、タイヤとホイールを実際に組み付ける前に、各組み付け位相における組み付けタイヤのＲＦＶと動的アンバランスを同時にシュミレートし、その結果に基いて組み付け位相を決定するので、ＲＦＶと動的アンバランスの双方の要求特性を満たす状態にて組み付けることができる。そのため、ＲＦＶに起因する振動の発生を抑えつつ、修正錘をできるだけ小さくして外観やコスト性を高めることができる。
【出願人】 【識別番号】０００００３１４８
【氏名又は名称】東洋ゴム工業株式会社
【出願日】 平成１０年７月２日（１９９８．７．２）
【代理人】 【識別番号】１０００５９２２５
【弁理士】
【氏名又は名称】蔦田 璋子 （外１名）
【公開番号】 特開２０００−１９０５０（Ｐ２０００−１９０５０Ａ）
【公開日】 平成１２年１月２１日（２０００．１．２１）
【出願番号】 特願平１０−１８７７５３