JP2006329831A - Testing device for wheel with vehicular tire - Google Patents

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Yoshiaki Kyogoku
義明 京極
Kiyoshi Nishiwaki
清 西脇
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a testing device, capable of performing uniformity testing and a dynamic balance test of a wheel with a tire with a relatively simple system configuration, having an unchanged system configuration. <P>SOLUTION: A retaining means for vibratably retaining a measuring rotary axis includes a force detecting frame 5, having a first retaining frame 15 for retaining the measuring rotary axis vibratably in the horizontal X-direction, second retaining frames 16, 16' for retaining the first retaining frame 15 vibratably in the horizontal Y-direction perpendicular to the X-direction, a third retaining frame 17 for retaining the second frames 16, 16' vibratably in the vertical direction perpendicular to the X and Y directions. In the frame 5, first sensors 31, 32 for detecting vibrations of each retaining frame, second sensors 33, 34, and third sensors 11, 12, 11', 12' are provided. According to the present invention, the vibration of the measuring rotary axis, i.e., the vibration of the wheels with the vehicular tires can be detected accurately in three-dimensional direction, and the iniformity and the dynamic balance can be measured with an unchanged system configuration. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、自動車用タイヤ付ホイールのユニフォーミティ試験および/または動釣合い試験を行うための試験装置に関する。   The present invention relates to a test apparatus for performing a uniformity test and / or a dynamic balance test of a wheel with a tire for an automobile.

自動車用タイヤ付ホイールの試験装置の先行技術が、特開2000−241303号公報に開示されている。この公報に開示された「ホイール付タイヤの試験装置」は、ユニフォーミティ試験および動釣合い試験を行うことができる装置であるが、ユニフォーミティ試験を行う場合は、「センターピンによりホイール部分をスピンドルに対して押圧付勢した状態で、タイヤの外周に回転ドラムを押し当てつつスピンドルを回転させ」、動釣合い試験を行う場合は、「センターピンによる押圧付勢状態を解除した状態で、スピンドルを回転させる」という構成になっている(当該公報の請求項6参照)。   Japanese Patent Laid-Open No. 2000-241303 discloses a prior art of a test apparatus for wheels with tires for automobiles. The “wheel tire testing device” disclosed in this publication is a device capable of performing a uniformity test and a dynamic balance test. However, when performing a uniformity test, the wheel portion is mounted on a spindle by a center pin. Rotate the spindle while pressing the rotating drum against the outer circumference of the tire while pressing against the tire. ”When performing a dynamic balance test, rotate the spindle with the center pin released. (Refer to claim 6 of the publication).

また、タイヤのユニフォーミティ試験装置の先行例は、たとえば特公昭57−37815号公報に開示されている。この公告公報に開示の力測定装置は、ホイールに取り付けられたタイヤではなく、タイヤ単体のユニフォーミティを検査する装置であり、タイヤの内側に取り付けられるリムの回転軸にX、Y、Zの3軸方向の振動を検知する梁構成が採用されている。
特開2000−241303号公報 特公昭57−37815号公報
A prior example of a tire uniformity testing apparatus is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 57-37815. The force measuring device disclosed in this publication is a device for inspecting the uniformity of a single tire, not a tire attached to a wheel. A beam configuration that detects axial vibration is adopted.
JP 2000-241303 A Japanese Patent Publication No.57-37815

特許文献1に開示された試験装置は、ユニフォーミティ試験を行う場合と、動釣合い試験を行う場合とで、センターピンによる押圧付勢状態を変更しなければならず、センターピンの押圧付勢状態を変更するための構成を、試験すべきホイール付タイヤの上部に大掛かりな装置として配置しなければならない。
従って、装置が巨大化し、かつ複雑になるという欠点がある。
The test apparatus disclosed in Patent Document 1 has to change the pressing biased state by the center pin between the case where the uniformity test is performed and the case where the dynamic balance test is performed. The configuration for changing the system must be arranged as a large device on top of the wheeled tire to be tested.
Therefore, there is a drawback that the apparatus becomes large and complicated.

特許文献2に開示の装置は、試験対象がタイヤ単体であって、タイヤ付ホイールを対象としておらず、しかも、力測定のための梁構成が、回転軸内に組み込まれた構成であるため、検出精度が高くないという欠点がある。
この発明は、このような背景のもとになされたもので、装置の構成が比較的簡易で、測定精度の高い自動車用タイヤ付ホイールの試験装置を提供することを主たる目的とする。
In the apparatus disclosed in Patent Document 2, the test object is a tire alone, not a wheel with a tire, and the beam configuration for force measurement is a configuration incorporated in the rotation shaft. There is a drawback that the detection accuracy is not high.
The present invention has been made based on such a background, and a main object of the present invention is to provide an automobile tire-equipped wheel testing apparatus having a relatively simple configuration and high measurement accuracy.

またこの発明は、タイヤ負荷装置により、タイヤに負荷をかけるか、かけないかを切り換えるだけで、タイヤ付ホイールのユニフォーミティ試験および動釣合い試験を行うことのできる自動車用タイヤ付ホイールの試験装置を提供することを他の目的とする。   Further, the present invention provides a test apparatus for a wheel with a tire for an automobile that can perform a uniformity test and a dynamic balance test of a wheel with a tire by simply switching whether or not to apply a load to the tire with the tire load apparatus. The other purpose is to provide.

請求項1記載の発明は、タイヤ付ホイールを水平方向に取り付けるための取付装置と、前記取付装置から垂直下方に延びている計測用回転軸と、計測用回転軸を振動可能に保持するための保持手段であって、この保持手段は、前記計測用回転軸を垂直方向に保ち、計測用回転軸を水平なX方向へ振動可能に保持する第1の保持フレームと、第1の保持フレームを、前記X方向と直交する水平なY方向へ振動可能に保持する第2の保持フレームと、第2の保持フレームを、前記X方向およびY方向と直交する垂直方向へ振動可能に保持する第3の保持フレームとを有し、さらに、前記第1の保持フレームの振動を検出するための第1センサと、前記第2の保持フレームの振動を検出するための第2センサと、前記第3の保持フレームの振動を検出するための第3センサと、前記第1、第2および第3センサの出力に基づいて、タイヤ付ホイールのユニフォーミティおよび/または動釣合いを算出する手段と、前記取付装置に取り付けられたタイヤ付ホイールのタイヤに圧接されて回転し、タイヤ付ホイールを回転させる状態と、タイヤから離れた状態とに切り換え可能なタイヤ負荷装置と、を含むことを特徴とする自動車用タイヤ付ホイールの試験装置である。   The invention according to claim 1 is a mounting device for mounting a tire-equipped wheel in a horizontal direction, a measurement rotary shaft extending vertically downward from the mounting device, and a measurement rotary shaft for holding the measurement rotary shaft so as to vibrate. A holding unit that holds the measurement rotation shaft in a vertical direction and holds the measurement rotation shaft in a horizontal X direction so as to vibrate; and a first holding frame. A second holding frame that holds the second holding frame so as to vibrate in a horizontal Y direction orthogonal to the X direction, and a third holding frame that holds the second holding frame so as to vibrate in the vertical direction perpendicular to the X direction and the Y direction. A first sensor for detecting vibration of the first holding frame, a second sensor for detecting vibration of the second holding frame, and the third frame. Detect vibration of holding frame And a means for calculating uniformity and / or dynamic balance of the tire-equipped wheel based on outputs of the first, second and third sensors, and a tire attached to the attachment device. A test apparatus for a wheel with a tire for an automobile, comprising: a tire load device capable of switching between a state in which the wheel with a wheel rotates while being pressed against the tire of the wheel, and a state in which the wheel with the tire is rotated; is there.

請求項2記載の発明は、前記第1の保持フレーム、第2の保持フレームおよび第3の保持フレームは、水平方向に広がり、内側から第1の保持フレーム、第2の保持フレーム、第3の保持フレームの順に配置されていることを特徴とする、請求項1記載の自動車用タイヤ付ホイールの試験装置である。
請求項3記載の発明は、前記第3の保持フレームは、前記Y方向にみた中心位置が、X方向の軸まわりに揺動可能にされており、前記第3センサは、第3の保持フレームのY方向両端寄りに、それぞれ設けられていることを特徴とする、請求項2記載の自動車用タイヤ付ホイールの試験装置である。
According to a second aspect of the present invention, the first holding frame, the second holding frame, and the third holding frame extend in the horizontal direction, and the first holding frame, the second holding frame, The test apparatus for a wheel with a tire for an automobile according to claim 1, wherein the test apparatus is arranged in the order of the holding frame.
According to a third aspect of the present invention, the third holding frame is configured such that a center position viewed in the Y direction is swingable about an axis in the X direction, and the third sensor is a third holding frame. The wheel tire-equipped wheel testing device according to claim 2, wherein the wheel tire-equipped wheel testing device is provided near both ends in the Y direction.

請求項4記載の発明は、前記タイヤ負荷装置は、前記計測用回転軸と平行に、垂直方向に延びる負荷用回転軸と、前記負荷用回転軸に取り付けられ、所定の直径を有し、その周面がタイヤに圧接される回転ドラムと、前記負荷用回転軸を水平方向に移動させる手段と、を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の自動車用タイヤ付ホイールの試験装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, the tire load device is attached to the load rotary shaft extending in the vertical direction in parallel with the measurement rotary shaft, and has a predetermined diameter. The wheel with a tire for an automobile according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a rotating drum whose peripheral surface is pressed against the tire; and means for moving the load rotating shaft in a horizontal direction. This is a testing device.

請求項1記載の発明によれば、タイヤ付ホイールの取り付け装置が連結された垂直下方に延びる計測回転軸は、保持手段により振動可能に保持されている。保持手段は、計測回転軸を水平なX方向へ振動可能に保持する第1の保持フレームと、X方向と直交する水平なY方向へ振動可能に保持する第2の保持フレームと、垂直方向に振動可能に保持する第3の保持フレームという互いに独立した保持フレームを備えている。それゆえ、計測回転軸は、互いに直交する3方向に3次元的に振動可能に保持されており、ユニフォーミティ試験や動釣合い試験時に計測回転軸に生じる振動を正確に検知できる。   According to the first aspect of the present invention, the measurement rotating shaft extending vertically downward to which the attaching device for the wheel with tire is connected is held by the holding means so as to be able to vibrate. The holding means includes a first holding frame that holds the measurement rotation shaft so as to be able to vibrate in the horizontal X direction, a second holding frame that holds the measurement rotating shaft so that it can vibrate in the horizontal Y direction perpendicular to the X direction, and a vertical direction A third holding frame that holds in a vibrating manner is provided as independent holding frames. Therefore, the measurement rotation shaft is held so as to be capable of three-dimensional vibration in three directions orthogonal to each other, and vibration generated on the measurement rotation shaft during the uniformity test and the dynamic balance test can be accurately detected.

しかも、各保持フレームの振動を検出する第1センサ、第2センサおよび第3センサの計測方向が3次元的に3方向に独立されており、他の方向の影響を受けないように考慮されている。さらに、各保持フレームも、計測する方向だけに力を伝達するための十分な強度が得られる構造を有している。このため、ユニフォーミティ試験も、動釣合い試験も、共に正確な測定値を得ることが可能である。   In addition, the measurement directions of the first sensor, the second sensor, and the third sensor that detect the vibration of each holding frame are three-dimensionally independent in three directions, and are considered not to be affected by other directions. Yes. Furthermore, each holding frame also has a structure capable of obtaining a sufficient strength for transmitting force only in the measuring direction. For this reason, both the uniformity test and the dynamic balance test can obtain accurate measurement values.

試験装置を、タイヤ付ホイールのユニフォーミティ試験と、動釣合い試験とに切り換えるには、タイヤ負荷装置をタイヤに圧接させて回転させるか、タイヤから離し、回転されるタイヤ付ホイールが慣性で回転する状態に切り換えるだけでよい。よって、試験装置の切り換えが簡単であり、タイヤ付ホイールを保持するための複雑な構成等を設ける必要がない。   In order to switch the test device between a tire-equipped wheel uniformity test and a dynamic balance test, the tire load device is pressed against the tire and rotated or separated from the tire, and the rotated tire-equipped wheel rotates with inertia. Just switch to the state. Therefore, switching of the test apparatus is easy, and there is no need to provide a complicated configuration for holding the wheel with a tire.

請求項2記載の発明では、保持手段に備えられる第1の保持フレーム、第2の保持フレームおよび第3の保持フレームを、水平方向に平坦な構成とすることができ、試験装置全体の高さを低く保つことができる。また、保持手段を計測装置に取り付け易いという利点もある。
ここで、タイヤ付ホイールのユニフォーミティ試験に関し、補足説明をしておく。
In the second aspect of the invention, the first holding frame, the second holding frame, and the third holding frame provided in the holding means can be configured to be flat in the horizontal direction, so that the height of the entire test apparatus can be obtained. Can be kept low. There is also an advantage that the holding means can be easily attached to the measuring device.
Here, a supplementary explanation will be given regarding the uniformity test of the wheel with tire.

タイヤは、繊維、スチールワイヤ、ゴムなどの複合製品であるから、完全に均一な構造ではなく、タイヤの外周面(走行面)は、部分的な寸法の違い、剛性の不均一性、非対称性などが存在する。一般に、タイヤのこのような不均一性を測定することを、ユニフォーミティを測定するまたはユニフォーミティ試験と呼ばれている。
タイヤが所定値以上の不均一性を有する場合は、タイヤが転動すると、路面から異常な力で車両が横流れを受けたり、周期的な反力変動により異常振動などを生じる虞れがある。
Since the tire is a composite product such as fiber, steel wire, rubber, etc., it is not a completely uniform structure, and the outer peripheral surface (running surface) of the tire is partially different in size, uneven rigidity, and asymmetry. Etc. exist. Generally, measuring such non-uniformity of a tire is referred to as measuring uniformity or uniformity test.
When the tire has non-uniformity of a predetermined value or more, when the tire rolls, the vehicle may receive a lateral flow with an abnormal force from the road surface, or an abnormal vibration may occur due to a periodic reaction force fluctuation.

そのような理由から、現在のタイヤは、通常、ユニフォーミティ試験を受ける。ユニフォーミティ試験では、タイヤに接地荷重を与え、タイヤ接地面における(1)ラジアルフォースバリエーション(RFV:タイヤの半径方向の力の変動の大きさ)、(2)ラテラルフォースデビエーション(LFD:タイヤの横方向(厚み方向)の力の変動の平均値)、(3)ラテラルフォースバリエーション(LFV:タイヤの横方向(幅方向)の力の変動の大きさ)、(4)トラクティブフォースバリエーション(TFV:タイヤの前後方向(進行方向)の力の変動の大きさ)、(5)ステアトルクデビエーション(STD:操舵トルク(タイヤ接地面における回転トルク)の平均値)、(6)ステアトルクバリエーション(STV:操舵トルク(タイヤ接地面の回転トルク)の変動の大きさ)、の6つの値が主として検査される。   For that reason, current tires usually undergo a uniformity test. In the uniformity test, a ground contact load was applied to the tire, and (1) radial force variation (RFV: magnitude of fluctuation of the radial force of the tire) on the tire contact surface, (2) lateral force deviation (LFD: side of the tire) Direction (thickness direction) force variation average), (3) lateral force variation (LFV: magnitude of force variation in the tire lateral direction (width direction)), (4) traction force variation (TFV: (Size of force fluctuation in the front-rear direction (traveling direction) of the tire), (5) steering torque deviation (STD: average value of steering torque (rotational torque on the tire contact surface)), (6) steering torque variation (STV: The six values of steering torque (the magnitude of fluctuations in the steering torque of the tire contact surface) are mainly inspected.

この発明では、ユニフォーミティ試験において、タイヤに生じる上記6つの成分量を正しく検出することができる。
特に、請求項3記載の発明では、第3の保持フレームが、第2の保持フレームを垂直方向へ振動可能に保持するのみならず、第3の保持フレーム自身が、X軸回りに揺動可能にされている。そして第3の保持フレームの揺動は、第3の保持フレームのY方向の両端寄りにそれぞれ設けられた対をなす第3センサによって測定することができる。第3の保持フレームの揺動は、タイヤ付ホイールのタイヤに荷重した場合の、タイヤ接地面における操舵トルク、すなわちステアトルクデビエーション(STD)およびステアトルクバリエーション(STV)の値に換算することができる。
In the present invention, in the uniformity test, the above six component amounts generated in the tire can be correctly detected.
In particular, in the third aspect of the invention, the third holding frame not only holds the second holding frame so that it can vibrate in the vertical direction, but also the third holding frame itself can swing around the X axis. Has been. Then, the swing of the third holding frame can be measured by a pair of third sensors provided near both ends in the Y direction of the third holding frame. The swing of the third holding frame can be converted into the steering torque on the tire contact surface, that is, the value of the steering torque deviation (STD) and the steering torque variation (STV) when the tire of the tire-equipped wheel is loaded. .

よって、請求項3記載の発明では、ステアトルクデビエーション(STD)およびステアトルクバリエーション(STV)も測定することができる、自動車用タイヤ付ホイールのユニフォーミティ試験装置とすることができる。
請求項4記載の発明では、タイヤ負荷装置を、計測装置に並べて配置し、回転ドラムを有する負荷用回転軸を水平方向に移動させるという単純な構成で実現することができる。
Therefore, in the invention according to claim 3, it is possible to provide a uniformity test apparatus for a wheel with a tire for an automobile, which can also measure a steering torque deviation (STD) and a steering torque variation (STV).
According to the fourth aspect of the present invention, the tire load device can be realized by a simple configuration in which the tire load device is arranged side by side on the measuring device and the load rotation shaft having the rotating drum is moved in the horizontal direction.

従って、装置の高さ方向の構成が大型化せず、比較的簡易な試験装置を構築することができる。   Therefore, the configuration in the height direction of the apparatus is not increased, and a relatively simple test apparatus can be constructed.

以下には、図面を参照して、この発明の好ましい実施形態について具体的に説明をする。
図1は、この発明の一実施形態に係る自動車用タイヤ付ホイールの試験装置の正面図であり、図2はその平面図である。
図1および図2を参照して説明すると、試験装置には、計測装置100とタイヤ負荷装置200とが含まれている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view of an automobile tire-equipped wheel testing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof.
1 and 2, the test apparatus includes a measuring device 100 and a tire load device 200.

計測装置100は、装着されたタイヤ付ホイール1が回転することに伴い生じる3方向(互いに直交する3次元方向)の力を測定するための装置である。
一方、タイヤ負荷装置200は、タイヤ付ホイール1のタイヤに対して負荷をかけて回転を与えるための装置であり、図1,2において左右方向に移動可能な構成を具備している。
The measuring device 100 is a device for measuring forces in three directions (three-dimensional directions orthogonal to each other) generated as the mounted wheel 1 with a tire rotates.
On the other hand, the tire load device 200 is a device for applying a load to the tire of the tire-equipped wheel 1 to provide rotation, and has a configuration that can move in the left-right direction in FIGS.

以下、計測装置100およびタイヤ負荷装置200の順番で、装置の構成を詳細に説明する。
計測装置100は、タイヤ付ホイール1を水平方向に配置して取り付けることのできるチャック装置3と、チャック装置3を上端に有し、チャック装置3から下方に垂直に延びている回転軸としてのスピンドル4とを含んでいる。また、垂直方向に延びるスピンドル4を、その状態で保持するための保持手段としての力検出フレーム5が備えられている。力検出フレーム5の一端(図1,2において右側)には、右方向に突出する取付部6が備えられており、取付部6はマシンベース7に立設された基部8に固定されている。
Hereinafter, the configuration of the device will be described in detail in the order of the measurement device 100 and the tire load device 200.
The measuring device 100 includes a chuck device 3 to which the tire-equipped wheel 1 can be arranged and attached in the horizontal direction, and a spindle as a rotating shaft that has the chuck device 3 at the upper end and extends vertically downward from the chuck device 3. 4 is included. Further, a force detection frame 5 is provided as a holding means for holding the spindle 4 extending in the vertical direction in this state. One end (right side in FIGS. 1 and 2) of the force detection frame 5 is provided with a mounting portion 6 that protrudes in the right direction, and the mounting portion 6 is fixed to a base portion 8 that is erected on the machine base 7. .

力検出フレーム5の他端側(図1,2において左側)は、その上下がそれぞれ振動センサ11,12(11′,12′)を介して、マシンベース7に立設された別の基部13によって支えられている。
図2に示すように、基部13は、手前側(図2において下側)および奥側(図2において上側)に、それぞれ立設されて対をなしており、力検出フレーム5の手前側および奥側の両側上下を、それぞれ振動センサ11,12(11′,12′)を介して支えている。それゆえ、対をなす基部13に対応して、振動センサ11,12,11′,12′は、手前側の基部13および奥側の基部13にそれぞれ備えられている。
The other end side (the left side in FIGS. 1 and 2) of the force detection frame 5 is another base portion 13 erected on the machine base 7 through the vibration sensors 11 and 12 (11 ′ and 12 ′). Is supported by.
As shown in FIG. 2, the base 13 is erected on the front side (lower side in FIG. 2) and the back side (upper side in FIG. 2) to form a pair, and the front side of the force detection frame 5 and The upper and lower sides are supported by vibration sensors 11, 12 (11 ', 12'), respectively. Therefore, the vibration sensors 11, 12, 11 ′, 12 ′ are provided on the front side base 13 and the back side base 13, respectively, corresponding to the paired bases 13.

力検出フレーム5は、図2に示されるように、中央に平面視円形の孔14を有し、この孔14に垂直方向にスピンドル4が嵌め込まれた第1の保持フレーム15と、その正面側および背面側(図2において下側および上側)に配置されている第2の保持フレーム16と、第2の保持フレーム16を取り囲んでいる第3の保持フレーム17とを備えている。 図3に、力検出フレーム5の斜視図を示す。次に、図2,図3を参照して、力検出フレーム5についてより具体的に説明する。   As shown in FIG. 2, the force detection frame 5 has a circular hole 14 in a plan view in the center, and a first holding frame 15 in which the spindle 4 is fitted in the hole 14 in the vertical direction, and the front side thereof. And a second holding frame 16 disposed on the back side (lower side and upper side in FIG. 2) and a third holding frame 17 surrounding the second holding frame 16. FIG. 3 shows a perspective view of the force detection frame 5. Next, the force detection frame 5 will be described more specifically with reference to FIGS.

最も中心部に備えられた第1の保持フレーム15は、上述したようにスピンドル4を取り付けるための孔14を有している。孔14は、平面視略正方形状の第1の保持フレーム15の中心に形成されている。第1の保持フレーム15には、図2において上下方向、図3においてY方向に張り出した板ばね19,19′が備えられており、板ばね19,19′の先端は第2の保持フレーム16,16′と一体的につながっている。対をなす第2の保持フレーム16,16′には、それぞれ、図2において右方向(図3においてX方向)に延びる板ばね20,20′が突出しており、各板ばね20,20′の先端は第3の保持フレーム17と一体的につながっている。さらに、第3の保持フレーム17の一端縁にはばね部21を介して取付部6が一体的に形成されている。ばね部21は、第3の保持フレーム17のY方向の幅よりも狭くされている。   The first holding frame 15 provided at the most central portion has the hole 14 for attaching the spindle 4 as described above. The hole 14 is formed at the center of the first holding frame 15 having a substantially square shape in plan view. The first holding frame 15 is provided with leaf springs 19 and 19 'protruding in the vertical direction in FIG. 2 and in the Y direction in FIG. , 16 'are integrally connected. Leaf springs 20 and 20 'extending in the right direction in FIG. 2 (X direction in FIG. 3) protrude from the pair of second holding frames 16 and 16', respectively. The tip is connected integrally with the third holding frame 17. Further, the attachment portion 6 is integrally formed at one end edge of the third holding frame 17 via a spring portion 21. The spring portion 21 is narrower than the width of the third holding frame 17 in the Y direction.

かかる構成であるから、第1の保持フレーム15は板ばね19,19′により支えられており、板ばね19,19′のしなる方向、すなわち図3において水平なX方向に振動し得る。また、第2の保持フレーム16,16′は、板ばね20,20′のしなる方向、すなわち図3において水平なY方向へ振動し得る。第3の保持フレーム17は、ばね部21のしなる方向、すなわち図3において垂直なZ方向に振動し得る。さらに、第3の保持フレーム17は、ばね部21の幅を狭くしたことに伴い、X軸まわりに揺動し得る。   With this configuration, the first holding frame 15 is supported by the leaf springs 19 and 19 ', and can vibrate in the direction of the leaf springs 19 and 19', that is, the horizontal X direction in FIG. Further, the second holding frames 16, 16 'can vibrate in the direction of the leaf springs 20, 20', that is, the horizontal Y direction in FIG. The third holding frame 17 can vibrate in the direction in which the spring portion 21 is bent, that is, in the Z direction perpendicular to FIG. Further, the third holding frame 17 can swing around the X axis in accordance with the narrowing of the width of the spring portion 21.

これにより、孔14に取り付けられたスピンドル4は、力検出フレーム5によって保持されているから、X、Y、Z方向の互いに直交する3方向に自在に振動可能に保持されている。
第1の保持フレーム15がX方向に振動したとき、その振動が検知できるよう、X方向に見て、第1の保持フレーム15と第3保持フレーム17との間には、それぞれ振動センサ31,32が備えられている。振動センサ31,32は、第3の保持フレーム17に取り付けられていて、第1の保持フレーム15がX方向に振動するとき、その応力変化を検知するセンサである。
Thereby, since the spindle 4 attached to the hole 14 is held by the force detection frame 5, the spindle 4 is held so as to freely vibrate in three directions orthogonal to each other in the X, Y, and Z directions.
When the first holding frame 15 vibrates in the X direction, the vibration sensor 31, respectively, is disposed between the first holding frame 15 and the third holding frame 17 when viewed in the X direction so that the vibration can be detected. 32 is provided. The vibration sensors 31 and 32 are sensors that are attached to the third holding frame 17 and detect changes in stress when the first holding frame 15 vibrates in the X direction.

また、対をなす第2の保持フレーム16,16′と第3の保持フレーム17との間には、振動センサ33,34が設けられている。振動センサ33,34は、それぞれ第3の保持フレーム17に取り付けられていて、第2の保持フレーム16,16′がY方向に振動するとき、その応力変化を検出する。
さらに、既に説明したように、第3の保持フレーム17が垂直方向(上下)に振動し、またはX軸まわりに揺動するとき、それを検知するための振動センサ11,12,11′,12′が備えられている。
In addition, vibration sensors 33 and 34 are provided between the second holding frames 16 and 16 ′ and the third holding frame 17 that make a pair. The vibration sensors 33 and 34 are attached to the third holding frame 17, respectively, and detect changes in stress when the second holding frames 16 and 16 'vibrate in the Y direction.
Furthermore, as already described, when the third holding frame 17 vibrates in the vertical direction (up and down) or swings around the X axis, the vibration sensors 11, 12, 11 ', 12 for detecting the vibration are detected. 'Is provided.

よって、これらセンサ11,12,11′,12′,31,32,33,34の検出出力によって、第1の保持フレーム15、第2の保持フレーム16,16′および第3の保持フレーム17の受ける応力変化を測定することが可能である。
この実施形態における各センサ11,12,11′,12′,31,32,33,34は、たとえば圧電素子を用いたセンサで実現することが可能である。
Therefore, the detection outputs of these sensors 11, 12, 11 ′, 12 ′, 31, 32, 33, 34, the first holding frame 15, the second holding frame 16, 16 ′, and the third holding frame 17. It is possible to measure the stress change that is experienced.
Each sensor 11, 12, 11 ', 12', 31, 32, 33, 34 in this embodiment can be realized by a sensor using a piezoelectric element, for example.

この実施形態では、計測装置100が、上述した力検出フレーム5を具備していることにより、力検出フレーム5の中心部で垂直方向に保持されているスピンドル4に生じるX,Y,Z方向の振動を精密に検出することが可能である。各振動センサの検出する振動は、互いに独立した振動であって、他の直交方向の振動の影響を受けない。それゆえ互いに直交するX,Y,Z方向の振動を正確に検出することが可能である。   In this embodiment, since the measuring device 100 includes the force detection frame 5 described above, X, Y, and Z directions generated in the spindle 4 held in the vertical direction at the center of the force detection frame 5 are obtained. It is possible to detect vibration precisely. The vibrations detected by the vibration sensors are independent from each other and are not affected by vibrations in other orthogonal directions. Therefore, it is possible to accurately detect vibrations in the X, Y, and Z directions orthogonal to each other.

また、力検出フレーム5は、第1の保持フレーム15、第2の保持フレーム16,16′および第3の保持フレーム17が、水平方向に広がるように内方から外方へと順番に配置されており、力検出フレーム5全体の構成は、水平方向に広がっているが、垂直方向には薄型の構造となっている。従って、この力検出フレーム5を用いることにより、計測装置100を高さを低く抑えた装置として構築することが可能である。   The force detection frame 5 is arranged in order from the inside to the outside so that the first holding frame 15, the second holding frames 16, 16 ', and the third holding frame 17 spread in the horizontal direction. The overall structure of the force detection frame 5 extends in the horizontal direction, but is thin in the vertical direction. Therefore, by using this force detection frame 5, it is possible to construct the measuring device 100 as a device with a reduced height.

次に、図1および図2を参照して、タイヤ負荷装置200について詳細に説明をする。 タイヤ負荷装置200は、マシンベース7上に設置された基台40を有する。基台40は図1,2において左右方向(計測装置100に接近,離反する方向)に長手のブロックであり、その上面に上記長手方向に延びる一対のガイドレール41が手前側および奥側に固定されている。そしてガイドレール41上を左右方向(図1,2において左右方向)に摺動する摺動機構42が設けられている。摺動機構42は、載置板43と、載置板43の下面側に設けられ、ガイドレール41と係合している4つのスライド脚44と、載置板43を左右方向に移動させるためのモータ45、送りネジ56および送りナット57とを含んでいる。モータ45は取付部材46によって基台40に固定されている。   Next, the tire load device 200 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. The tire load device 200 includes a base 40 installed on the machine base 7. 1 and 2, the base 40 is a block that is long in the left-right direction (direction approaching or moving away from the measuring device 100), and a pair of guide rails 41 extending in the longitudinal direction are fixed to the front side and the back side on the upper surface. Has been. A sliding mechanism 42 that slides on the guide rail 41 in the left-right direction (left-right direction in FIGS. 1 and 2) is provided. The sliding mechanism 42 is provided on the lower surface side of the mounting plate 43, the four slide legs 44 that are engaged with the guide rail 41, and for moving the mounting plate 43 in the left-right direction. Motor 45, feed screw 56 and feed nut 57. The motor 45 is fixed to the base 40 by an attachment member 46.

載置板43上にはスピンドル47が固定されている。スピンドル47には上方(垂直方向上方)へ延びる負荷用回転軸としての回転軸48が含まれており、回転軸48の上端にはドラム49が搭載されている。ドラム49はその周面が平坦な面をしており、所定の直径を有している。ドラム49は代用路面としてタイヤ付ホイール1のタイヤ10に負荷をかけ、タイヤ付ホイール1を回転させるためのものである。   A spindle 47 is fixed on the mounting plate 43. The spindle 47 includes a rotation shaft 48 as a load rotation shaft extending upward (vertically upward), and a drum 49 is mounted on the upper end of the rotation shaft 48. The drum 49 has a flat peripheral surface and has a predetermined diameter. The drum 49 applies a load to the tire 10 of the wheel with tire 1 as a substitute road surface and rotates the wheel with tire 1.

モータ45により送りネジ56が回転されると送りナット57が右方向へ移動し、送りナット57に固定された載置板43が右方向に移動する。それにより、載置板43上に固定されたスピンドル47、回転軸48およびドラム49が右方向に移動をし、ドラム49はタイヤ10に押しつけられる。また、モータ45が逆回転することにより、載置板43は左方向へ移動して、ドラム49はタイヤ10から離れる。   When the feed screw 56 is rotated by the motor 45, the feed nut 57 moves to the right, and the mounting plate 43 fixed to the feed nut 57 moves to the right. As a result, the spindle 47, the rotation shaft 48 and the drum 49 fixed on the mounting plate 43 move in the right direction, and the drum 49 is pressed against the tire 10. Further, when the motor 45 rotates in the reverse direction, the mounting plate 43 moves leftward, and the drum 49 is separated from the tire 10.

送りナット57と載置板43との間にはセンサ50が設けられており、センサ50によってタイヤ10に押しつけられるドラム49の押圧力が検知できるようになっている。
摺動機構42には、さらに、モータ51が備えられている。モータ51は、載置板43の上方へ突出する回転軸にプーリ52が嵌められている。また、回転軸48にもプーリ53が同心円上に外嵌されている。そしてプーリ52と53との間はベルト54で連結されている。よって、モータ51の回転により、その回転力がベルト54を介して回転軸48へ伝達され、回転軸48が回転されることによってドラム49は所定の回転速度で回転される。
A sensor 50 is provided between the feed nut 57 and the mounting plate 43 so that the pressing force of the drum 49 pressed against the tire 10 by the sensor 50 can be detected.
The sliding mechanism 42 is further provided with a motor 51. In the motor 51, a pulley 52 is fitted on a rotating shaft that protrudes upward from the mounting plate 43. A pulley 53 is also fitted on the rotary shaft 48 on a concentric circle. The pulleys 52 and 53 are connected by a belt 54. Accordingly, the rotational force of the motor 51 is transmitted to the rotary shaft 48 via the belt 54, and the drum 49 is rotated at a predetermined rotational speed by rotating the rotary shaft 48.

そしてドラム49がタイヤ10に圧接されて回転されることにより、タイヤ10に一定の負荷が与えられながら、タイヤ付ホイール1が回転される。なお、基台40には、摺動固定装置55が備えられており、ドラム49がタイヤ10に対して適当な押しつけ力を発生させているときに、回転軸48とスピンドル4との軸間距離が保持できるようになっている。   When the drum 49 is pressed against the tire 10 and rotated, the tire-equipped wheel 1 is rotated while a constant load is applied to the tire 10. The base 40 is provided with a sliding fixing device 55, and when the drum 49 generates an appropriate pressing force against the tire 10, the inter-axis distance between the rotating shaft 48 and the spindle 4. Can be held.

ドラム49を所定の力で押しつけながら、タイヤ付ホイール1を回転させ、その際に生じる振動を前述した振動センサ31,32,33,34,11,12,11′,12′で検出することにより、タイヤ付ホイール1のユニフォーミティを測定することが可能である。
また、タイヤ付ホイール1を回転させている状態から、ドラム49をタイヤ10から離せば、タイヤ付ホイール1は慣性力によりその後も回転をする。そしてその回転時に、タイヤ付ホイール1の動不釣合いを、前述した振動センサ31,32,11,12,11′,12′の検知出力に基づいて算出することが可能である。この動不釣合いの算出自体に関する技術は、たとえば特公昭62−10373号公報により公知である。
By rotating the tire-equipped wheel 1 while pressing the drum 49 with a predetermined force, the vibration generated at that time is detected by the aforementioned vibration sensors 31, 32, 33, 34, 11, 12, 11 ', 12'. It is possible to measure the uniformity of the wheel with tire 1.
Further, when the drum 49 is separated from the tire 10 from the state where the wheel with tire 1 is being rotated, the wheel with tire 1 is further rotated by inertial force thereafter. At the time of rotation, it is possible to calculate the dynamic imbalance of the tire-equipped wheel 1 based on the detection outputs of the vibration sensors 31, 32, 11, 12, 11 ', and 12'. A technique relating to the calculation of the dynamic imbalance itself is known, for example, from Japanese Examined Patent Publication No. 62-10373.

以上のように、この実施形態では、計測装置100において、タイヤ付ホイール1のユニフォーミティおよび不釣合い測定を、全く同じ構成のままで行うことができる。
また、タイヤ負荷装置200は、計測装置100と並列に、マシンベース7上に設置できるので、装置全体としての高さ方向の寸法を低くでき、コンパクトな構成とすることが可能である。
As described above, in this embodiment, the measurement device 100 can perform the uniformity and unbalance measurement of the tire-equipped wheel 1 with exactly the same configuration.
In addition, since the tire load device 200 can be installed on the machine base 7 in parallel with the measuring device 100, the size in the height direction of the entire device can be reduced, and a compact configuration can be achieved.

この発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made within the scope of the claims.

この発明の一実施形態に係る自動車用タイヤ付ホイールの試験装置の正面図である。It is a front view of the testing device of the wheel with a tire for vehicles concerning one embodiment of this invention. この発明の一実施形態に係る自動車用タイヤ付ホイールの試験装置の平面図である。It is a top view of the testing device of the wheel with a tire for vehicles concerning one embodiment of this invention. 力検出フレームの斜視図である。It is a perspective view of a force detection frame.

符号の説明Explanation of symbols

1 自動車用タイヤ付ホイール
2 ホイール
3 チャック装置
4 スピンドル
5 力検出フレーム
10 タイヤ
11,11′,12,12′,31,32,33,34 振動センサ
14 孔
15 第1の保持フレーム
16,16′ 第2の保持フレーム
17 第3の保持フレーム
44 摺動機構
47 スピンドル
48 回転軸
49 ドラム
100 計測装置
200 タイヤ負荷装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wheel with tire for motor vehicles 2 Wheel 3 Chuck apparatus 4 Spindle 5 Force detection frame 10 Tire 11, 11 ', 12, 12', 31, 32, 33, 34 Vibration sensor 14 Hole 15 1st holding frame 16, 16 ' Second holding frame 17 Third holding frame 44 Sliding mechanism 47 Spindle 48 Rotating shaft 49 Drum 100 Measuring device 200 Tire load device

Claims (4)

タイヤ付ホイールを水平方向に取り付けるための取付装置と、
前記取付装置から垂直下方に延びている計測用回転軸と、
計測用回転軸を振動可能に保持するための保持手段であって、この保持手段は、
前記計測用回転軸を垂直方向に保ち、計測用回転軸を水平なX方向へ振動可能に保持する第1の保持フレームと、
第1の保持フレームを、前記X方向と直交する水平なY方向へ振動可能に保持する第2の保持フレームと、
第2の保持フレームを、前記X方向およびY方向と直交する垂直方向へ振動可能に保持する第3の保持フレームとを有し、
さらに、前記第1の保持フレームの振動を検出するための第1センサと、
前記第2の保持フレームの振動を検出するための第2センサと、
前記第3の保持フレームの振動を検出するための第3センサと、
前記第1、第2および第3センサの出力に基づいて、タイヤ付ホイールのユニフォーミティおよび/または動釣合いを算出する手段と、
前記取付装置に取り付けられたタイヤ付ホイールのタイヤに圧接されて回転し、タイヤ付ホイールを回転させる状態と、タイヤから離れた状態とに切り換え可能なタイヤ負荷装置と、
を含むことを特徴とする自動車用タイヤ付ホイールの試験装置。
A mounting device for mounting the tire wheel in a horizontal direction;
A rotating shaft for measurement extending vertically downward from the mounting device;
A holding means for holding the measurement rotating shaft so as to vibrate.
A first holding frame that holds the measurement rotary shaft in a vertical direction and holds the measurement rotary shaft in a horizontal X direction so as to vibrate;
A second holding frame that holds the first holding frame so as to vibrate in a horizontal Y direction orthogonal to the X direction;
A third holding frame that holds the second holding frame so as to be able to vibrate in a vertical direction orthogonal to the X direction and the Y direction;
A first sensor for detecting vibration of the first holding frame;
A second sensor for detecting vibration of the second holding frame;
A third sensor for detecting vibration of the third holding frame;
Means for calculating the uniformity and / or dynamic balance of the wheel with tires based on the outputs of the first, second and third sensors;
A tire load device that is pressed against and rotated by a tire of a tire-equipped wheel attached to the attachment device, and that can be switched between a state in which the tire-equipped wheel is rotated and a state apart from the tire,
An apparatus for testing wheels with tires for automobiles, comprising:
前記第1の保持フレーム、第2の保持フレームおよび第3の保持フレームは、水平方向に広がり、内側から第1の保持フレーム、第2の保持フレーム、第3の保持フレームの順に配置されていることを特徴とする、請求項1記載の自動車用タイヤ付ホイールの試験装置。   The first holding frame, the second holding frame, and the third holding frame extend in the horizontal direction, and are arranged in the order of the first holding frame, the second holding frame, and the third holding frame from the inside. The test apparatus for a wheel with a tire for an automobile according to claim 1, wherein: 前記第3の保持フレームは、前記Y方向にみた中心位置が、X方向の軸まわりに揺動可能にされており、
前記第3センサは、第3の保持フレームのY方向両端寄りに、それぞれ設けられていることを特徴とする、請求項2記載の自動車用タイヤ付ホイールの試験装置。
The third holding frame is configured such that a center position seen in the Y direction can swing around an axis in the X direction,
3. The test apparatus for a wheel with a tire for an automobile according to claim 2, wherein the third sensor is provided near both ends of the third holding frame in the Y direction. 4.
前記タイヤ負荷装置は、
前記計測用回転軸と平行に、垂直方向に延びる負荷用回転軸と、
前記負荷用回転軸に取り付けられ、所定の直径を有し、その周面がタイヤに圧接される回転ドラムと、
前記負荷用回転軸を水平方向に移動させる手段と、
を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の自動車用タイヤ付ホイールの試験装置。
The tire load device is:
A load rotary shaft extending in a vertical direction in parallel with the measurement rotary shaft;
A rotating drum attached to the rotating shaft for load, having a predetermined diameter, and having a circumferential surface pressed against the tire;
Means for moving the load rotating shaft in a horizontal direction;
The test apparatus for wheels with tires for automobiles according to any one of claims 1 to 3, characterized by comprising:
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