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JP3063503B2 - Rotating body balance measuring device - Google Patents
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JP3063503B2 - Rotating body balance measuring device - Google Patents

Rotating body balance measuring device

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Publication number
JP3063503B2
JP3063503B2 JP5331550A JP33155093A JP3063503B2 JP 3063503 B2 JP3063503 B2 JP 3063503B2 JP 5331550 A JP5331550 A JP 5331550A JP 33155093 A JP33155093 A JP 33155093A JP 3063503 B2 JP3063503 B2 JP 3063503B2
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Japan
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unbalance
unbalance vector
weight
rotating body
vibration
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JP5331550A
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貴信 金子
今朝雄 菅野
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はタイヤ等の回転体のア
ンバランスを測定する回転体バランス測定装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotating body balance measuring device for measuring the unbalance of a rotating body such as a tire.

【0002】[0002]

【従来の技術】タイヤにアンバランスがあると、ステア
リングシミー、車体振動が生ずることがある。このた
め、最近においては、特開昭63−266331号公報
に示されるように、タイヤが車体に取り付けられた状態
で、タイヤのアンバランスベクトル(アンバランス量、
アンバランス位相)を測定し、上記アンバランスを修正
することができる修正ウエイトをタイヤに取り付けるこ
とが行なわれている。
2. Description of the Related Art When tires are unbalanced, steering shimmy and vehicle body vibration may occur. For this reason, recently, as shown in JP-A-63-266331, the tire unbalance vector (the amount of unbalance,
An imbalance phase is measured, and a correction weight capable of correcting the imbalance is attached to the tire.

【0003】従来のタイヤバランス測定装置において
は、アンバランスのないタイヤに種々のアンバランスを
付加し、そのタイヤを回転させた場合の振動を検出し、
アンバランスと振動との関係すなわちアンバランス振動
特性をあらかじめ求めておき、アンバランスを測定すべ
きタイヤを回転させた場合の振動を検出して、上記アン
バランス振動特性からタイヤのアンバランスを推定して
いる。
In a conventional tire balance measuring device, various unbalances are added to a tire having no unbalance, and a vibration when the tire is rotated is detected.
The relationship between unbalance and vibration, i.e., the unbalanced vibration characteristics is determined in advance, the vibration when the tire whose unbalance is to be measured is rotated is detected, and the tire unbalance is estimated from the unbalanced vibration characteristics. ing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなタ
イヤバランス測定装置においては、振動レベルが小さい
から、振動検出手段の感度、車両の他の振動等の影響が
大きくなるので、S/N比が悪いため、アンバランスを
正確に測定することができない。とくに、アンバランス
量が例えば5gと小さい場合には、図8に示すように、
真のアンバランスベクトルがVunのときに、測定された
アンバランスベクトルがVuna、Vunbのように変動す
る。また、アンバランス量が比較的大きな場合にも、真
のアンバランス位相に対して測定されたアンバランス位
相が±10〜20°ずれる場合がある。
However, in such a tire balance measuring apparatus, since the vibration level is small, the sensitivity of the vibration detecting means and the influence of other vibrations of the vehicle and the like become large. The imbalance cannot be measured accurately. In particular, when the unbalance amount is small, for example, 5 g, as shown in FIG.
When the true unbalance vector is Vun, the measured unbalance vector varies like Vuna and Vunb. Even when the amount of unbalance is relatively large, the measured unbalance phase may deviate from the true unbalance phase by ± 10 to 20 °.

【0005】この発明は上述の課題を解決するためにな
されたもので、アンバランスを正確に測定することがで
きる回転体バランス測定装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to provide a rotating body balance measuring device capable of accurately measuring imbalance.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明においては、所定量のウエイトを所定位置
に付加した回転体の回転状態を検出する回転検出手段
と、上記回転体を回転させた場合の振動状態を検出する
振動検出手段と、上記回転体の回転状態および振動状態
から上記回転体のアンバランスベクトルすなわち測定ア
ンバランスベクトルを求める測定アンバランスベクトル
演算手段と、アンバランスのない回転体に前記所定量の
ウエイトを前記所定位置に付加した場合の所定ウエイト
アンバランスベクトルを記憶するアンバランスベクトル
記憶手段と、上記測定アンバランスベクトルと上記所定
ウエイトアンバランスベクトルとの差を求める真アンバ
ランスベクトル演算手段とを設ける。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a rotation detecting means for detecting a rotation state of a rotating body having a predetermined amount of weight added to a predetermined position, and rotating the rotating body. Vibration detecting means for detecting a vibration state in the case where the rotation of the rotating body has been performed; measuring unbalance vector calculating means for obtaining an unbalance vector of the rotating body, that is, a measurement unbalance vector from the rotating state and the vibration state of the rotating body; Unbalance vector storage means for storing a predetermined weight unbalance vector when the predetermined amount of weight is added to the predetermined position on the body; and a true unbalance for obtaining a difference between the measured unbalance vector and the predetermined weight unbalance vector. And a balance vector calculating means.

【0007】また、所定量のウエイトを所定位置に付加
した回転体の回転状態を検出する回転検出手段と、上記
回転体を回転させた場合の振動状態を検出する振動検出
手段と、上記回転体の回転状態および振動状態から上記
回転体のアンバランスベクトルすなわち測定アンバラン
スベクトルを求める測定アンバランスベクトル演算手段
と、アンバランスのない回転体に前記所定量のウエイト
を前記所定位置に付加した場合の所定ウエイトアンバラ
ンスベクトルを求めるアンバランスベクトル検出手段
と、上記測定アンバランスベクトルと上記所定ウエイト
アンバランスベクトルとの差を求める真アンバランスベ
クトル演算手段とを設ける。
[0007] Further, rotation detecting means for detecting a rotating state of the rotating body having a predetermined amount of weight added to a predetermined position, vibration detecting means for detecting a vibration state when the rotating body is rotated, and A measurement unbalance vector calculating means for obtaining an unbalance vector of the rotating body, that is, a measurement unbalance vector from the rotating state and the vibration state of the rotating body, and a case where the predetermined amount of weight is added to the predetermined position on the rotating body without unbalance. An unbalance vector detecting means for obtaining a predetermined weight unbalance vector and a true unbalance vector calculating means for obtaining a difference between the measured unbalance vector and the predetermined weight unbalance vector are provided.

【0008】[0008]

【作用】この回転体バランス測定装置においては、回転
体に所定量のウエイトを所定位置に付加して回転状態お
よび振動状態を検出することにより、大きな振動レベル
で検出できるため、振動検出手段の感度、車両の他の振
動等の影響が小さくなる。
In this rotating body balance measuring device, a large amount of vibration can be detected by detecting a rotating state and a vibration state by applying a predetermined amount of weight to the rotating body at a predetermined position. In addition, the influence of other vibrations and the like of the vehicle is reduced.

【0009】[0009]

【実施例】図1はこの発明に係るタイヤバランス測定装
置を示す概略ブロック図である。図に示すように、車体
に取り付けられ、所定量のウエイトが所定位置に付加さ
れたタイヤの回転を検出する回転検出手段100が設け
られ、タイヤを回転させた場合の振動を検出する振動検
出手段101が設けられ、回転検出手段100の検出信
号、振動検出手段101の検出信号を周波数分析する周
波数分析手段102が設けられ、周波数分析手段102
の出力信号の中で回転1次周波数での振動パワースペク
トル値を求める振動パワースペクトル値検出手段103
が設けられ、周波数分析手段102の出力信号から回転
1次周波数での回転パワースペクトル値、振動パワース
ペクトル値に対応したフーリエ変換結果より回転と振動
との位相差を求める位相差検出手段104が設けられ、
振動パワースペクトル値検出手段103、位相差検出手
段104の出力信号から測定アンバランスベクトルVp
を求めるアンバランスベクトル計算手段105が設けら
れ、周波数分析手段102、振動パワースペクトル値検
出手段103、位相差検出手段104、アンバランスベ
クトル計算手段105によって測定アンバランスベクト
ルVpを求める測定アンバランスベクトル演算手段10
9が構成されている。また、アンバランスのないタイヤ
に所定量のウエイトを所定位置に付加した場合の所定ウ
エイトアンバランスベクトルVoを記憶するアンバラン
スベクトル記憶手段106が設けられている。ここで、
所定ウエイトアンバランスベクトルVoの大きさがウエ
イトの重量に相当する。そして、測定アンバランスベク
トルVpと所定ウエイトアンバランスベクトルVoとの差
すなわち測定すべきタイヤ自体のアンバランスベクトル
として推定される真アンバランスベクトルVunを求める
真アンバランスベクトル演算手段107が設けられ、真
アンバランスベクトルVunから真アンバランス量、真ア
ンバランス位相を演算する真アンバランス量・位相演算
手段108が設けられている。ここで、所定ウエイトア
ンバランスベクトルVoの大きさがウエイトの重量に相
当することから、この所定ウエイトアンバランスベクト
ルVoの大きさと推定される真アンバランスベクトルVu
nの大きさとの比から真アンバランス量(重量)が求め
られる。
1 is a schematic block diagram showing a tire balance measuring device according to the present invention. As shown in the figure, a rotation detecting means 100 is provided for detecting rotation of a tire attached to a vehicle body and having a predetermined amount of weight added to a predetermined position, and a vibration detecting means for detecting vibration when the tire is rotated. 101 is provided, and frequency analysis means 102 for frequency-analyzing the detection signal of the rotation detection means 100 and the detection signal of the vibration detection means 101 is provided.
Power spectrum value detecting means 103 for obtaining the vibration power spectrum value at the primary rotational frequency in the output signal of
And a phase difference detecting means 104 for obtaining a phase difference between rotation and vibration from a result of Fourier transform corresponding to a rotation power spectrum value at a rotation primary frequency and a vibration power spectrum value from an output signal of the frequency analysis means 102. And
From the output signals of the vibration power spectrum value detecting means 103 and the phase difference detecting means 104, the measured unbalance vector Vp
Is provided, and the frequency analysis means 102, the vibration power spectrum value detection means 103, the phase difference detection means 104, and the unbalance vector calculation means 105 calculate the measurement unbalance vector Vp. Means 10
9 are configured. Further, there is provided an unbalance vector storage means 106 for storing a predetermined weight unbalance vector Vo when a predetermined amount of weight is added to a predetermined position to an unbalanced tire. here,
The magnitude of the predetermined weight imbalance vector Vo corresponds to the weight of the weight. Then, there is provided a true unbalance vector calculating means 107 for obtaining a difference between the measured unbalance vector Vp and the predetermined weight unbalance vector Vo, that is, a true unbalance vector Vun estimated as an unbalance vector of the tire itself to be measured. A true unbalance amount / phase calculating means 108 for calculating a true unbalance amount and a true unbalance phase from the unbalance vector Vun is provided. Here, since the magnitude of the predetermined weight imbalance vector Vo corresponds to the weight of the weight, the magnitude of the predetermined weight imbalance vector Vo is estimated as the true unbalance vector Vu.
The true unbalance amount (weight) is determined from the ratio to the size of n.

【0010】つぎに、図1に示したタイヤバランス測定
装置の動作について説明する。まず、アンバランスのな
いタイヤを車両に取り付け、そのタイヤの位相が0°の
位置に20gのウエイトを付加し、タイヤを車速が11
0kmとなる回転数で回転したときのアンバランスベク
トルすなわち所定ウエイトアンバランスベクトルVoを
求め、所定ウエイトアンバランスベクトルVoをアンバ
ランスベクトル記憶手段106に記憶させる。つぎに、
アンバランスを測定すべきタイヤを車両に取り付け、そ
のタイヤの位相が0°の位置に20gのウエイトを付加
し、タイヤを車速が110kmとなる回転速度で回転し
た状態で測定を開始すると、回転検出手段100がタイ
ヤの回転を検出するとともに、振動検出手段101がタ
イヤの振動を検出する。つぎに、周波数分析手段102
が回転検出手段100の検出信号、振動検出手段101
の検出信号を周波数分析し、振動パワースペクトル値検
出手段103が周波数分析手段102の出力信号から回
転1次周波数での振動パワースペクトル値を求め、位相
差検出手段104が周波数分析手段102の出力信号か
ら回転と振動との位相差を求め、アンバランスベクトル
計算手段105が振動パワースペクトル値検出手段10
3、位相差検出手段104の出力信号から測定アンバラ
ンスベクトルVpを求める。つぎに、真アンバランスベ
クトル演算手段107が測定アンバランスベクトルVp
と所定ウエイトアンバランスベクトルVoとの差から図
2に示すような真アンバランスベクトルVunを求め、真
アンバランス量・位相演算手段108が真アンバランス
ベクトルVunから真アンバランス量Un、真アンバラン
ス位相θunを演算する。
Next, the operation of the tire balance measuring device shown in FIG. 1 will be described. First, a tire having no imbalance was mounted on a vehicle, a weight of 20 g was added to a position where the phase of the tire was 0 °, and the tire was moved at a vehicle speed of 11 °.
An unbalance vector when rotating at a rotation speed of 0 km, that is, a predetermined weight unbalance vector Vo is obtained, and the predetermined weight unbalance vector Vo is stored in the unbalance vector storage means 106. Next,
A tire whose unbalance is to be measured is mounted on a vehicle, a weight of 20 g is added to a position where the phase of the tire is 0 °, and measurement is started with the tire rotated at a rotation speed at which the vehicle speed becomes 110 km. The means 100 detects the rotation of the tire, and the vibration detecting means 101 detects the vibration of the tire. Next, the frequency analysis means 102
Are the detection signal of the rotation detecting means 100 and the vibration detecting means 101
The vibration power spectrum value detecting means 103 obtains the vibration power spectrum value at the rotation primary frequency from the output signal of the frequency analyzing means 102, and the phase difference detecting means 104 outputs the output signal of the frequency analyzing means 102. The phase difference between rotation and vibration is obtained from
3. The measurement unbalance vector Vp is obtained from the output signal of the phase difference detection means 104. Next, the true unbalance vector calculating means 107 calculates the measured unbalance vector Vp.
A true unbalance vector Vun as shown in FIG. 2 is obtained from a difference between the true unbalance vector Vo and the predetermined weight unbalance vector Vo. The phase θun is calculated.

【0011】このようなタイヤバランス測定装置におい
ては、タイヤに所定量のウエイトを所定位置に付加する
ことで逆にアンバランス量を増加させた状態でタイヤの
回転状態および振動状態を検出することにより、大きな
振動レベルが検出できるので、振動検出手段101の感
度、車両の他の振動等の影響が小さくなる。このため、
S/N比がよくなるから、アンバランスを正確に測定す
ることができる。
In such a tire balance measuring device, by adding a predetermined amount of weight to the tire at a predetermined position, the rotation state and vibration state of the tire are detected while the unbalance amount is increased. Since a large vibration level can be detected, the sensitivity of the vibration detecting means 101 and the influence of other vibrations of the vehicle and the like are reduced. For this reason,
Since the S / N ratio is improved, the imbalance can be accurately measured.

【0012】図3はこの発明に係る他のタイヤバランス
測定装置を示す図、図4は図3に示したタイヤバランス
測定装置のブロック図である。図に示すように、ストラ
ット4、サスペンションロアアーム5にスピンドル6が
連結支持され、スピンドル6にハブ3が取り付けられ、
ハブ3にボルト・ナットにより左右の前輪のタイヤ1の
ホイール2が連結され、タイヤ1に重量Woのウエイト
14が付加され、スピンドル6に振動検出手段である加
速度センサ7が接着等により取り付けられ、左右のタイ
ヤ1のウエイト14と同様の位相の位置に反射テープ8
が貼り付けられ、反射テープ8に対向して回転検出手段
である光ファイバセンサ10が配置され、加速度センサ
7に増幅器11が接続され、光ファイバセンサ10に光
ファイバセンサアンプ12が接続され、増幅器11、光
ファイバセンサアンプ12がアンチエリアシングフィル
タ203に接続され、アンチエリアシングフィルタ20
3がマイクロコンピュータ201のA/Dコンバータ2
02に接続され、カードリーダに挿入されたカードから
車種、仕様情報を入力する車種情報入力装置21、スタ
ートスイッチ22、キャンセルスイッチ23が設けら
れ、車種情報入力装置21、スタートスイッチ22、キ
ャンセルスイッチ23がインタフェース回路204に接
続され、インタフェース回路204がマイクロコンピュ
ータ201に接続され、マイクロコンピュータ201に
測定終了ランプ24、液晶表示器205、プリンタ20
6が接続され、マイクロコンピュータ201がアンバラ
ンスベクトル計測手段、アンバランスベクトル記憶手
段、真アンバランスベクトル演算手段、真アンバランス
量・位相演算手段を有しており、マイクロコンピュータ
201の記憶手段(図示せず)には図5のフローチャー
トに示すプログラムが記憶され、マイクロコンピュータ
201、インタフェース回路204、液晶表示器20
5、プリンタ206等により解析装置本体13が構成さ
れている。
FIG. 3 is a diagram showing another tire balance measuring device according to the present invention, and FIG. 4 is a block diagram of the tire balance measuring device shown in FIG. As shown in the figure, a spindle 6 is connected and supported to the strut 4 and the suspension lower arm 5, and the hub 3 is attached to the spindle 6,
The left and right front wheels 1 of the tire 1 are connected to the hub 3 by bolts and nuts, a weight 14 having a weight Wo is added to the tire 1, and an acceleration sensor 7 serving as vibration detecting means is attached to the spindle 6 by bonding or the like. The reflection tape 8 is placed at the same phase position as the weights 14 of the left and right tires 1.
Is attached, an optical fiber sensor 10 serving as rotation detecting means is arranged facing the reflection tape 8, an amplifier 11 is connected to the acceleration sensor 7, an optical fiber sensor amplifier 12 is connected to the optical fiber sensor 10, and an amplifier 11, the optical fiber sensor amplifier 12 is connected to the anti-aliasing filter 203,
3 is the A / D converter 2 of the microcomputer 201
02, a vehicle type information input device 21, a start switch 22, and a cancel switch 23 for inputting a vehicle type and specification information from a card inserted into the card reader are provided, and the vehicle type information input device 21, the start switch 22, and the cancel switch 23 are provided. Is connected to the interface circuit 204, the interface circuit 204 is connected to the microcomputer 201, and the microcomputer 201 supplies the measurement end lamp 24, the liquid crystal display 205,
6, the microcomputer 201 has an unbalance vector measuring means, an unbalance vector storing means, a true unbalance vector calculating means, and a true unbalance amount / phase calculating means. 5 are stored in the microcomputer 201, the interface circuit 204, and the liquid crystal display 20.
5. The analysis device main body 13 is constituted by the printer 206 and the like.

【0013】つぎに、図3、図4に示したタイヤバラン
ス測定装置の動作について説明する。まず、作業者が電
源(図示せず)を入れると、入出力ポートのイニシャラ
イズ、メモリクリア等を行なう(ステップS1)。つぎ
に、車種情報入力装置21によって車種、仕様を判断す
る(ステップS2)。つぎに、作業者がタイヤ1に重量
Woのウエイト14を付加し、タイヤ1のウエイト14
と同様の位相の位置に反射テープ8を貼り付け、タイヤ
1が取り付けられた車両をフリーローラに入れ、車速す
なわち左右のタイヤ1の回転速度を所定値にしたのち、
スタートスイッチ22をオンにすると、加速度センサ
7、光ファイバセンサ10が左右のタイヤ1の振動、回
転を検出し、A/D変換器202が8msecのサンプリ
ング速度で加速度センサ7、光ファイバセンサ10の信
号をA/D変換し、サンプリング数Nsが256になる
までA/D変換を繰り返し、振動デジタルデータ、回転
デジタルデータをマイクロコンピュータ201のメモリ
の所定アドレスに格納する(ステップS3〜S5)。つ
ぎに、マイクロコンピュータ201が振動デジタルデー
タ、回転デジタルデータを高速フーリエ変換(FFT)
処理し、おのおのの処理結果において絶対値を演算して
振動パワースペクトル、回転パワースペクトルを求め、
回転パワースペクトルから回転1次周波数f1を求め、
回転1次周波数f1での振動パワースペクトル値Gpを求
め、さらに回転信号を高速フーリエ変換処理した中で回
転1次周波数f1でのフーリエ変換結果と、振動信号を
高速フーリエ変換処理した中で回転1次周波数f1での
フーリエ変換結果から両者の位相差θpを求め、振動パ
ワースペクトル値Gp、位相差θpから測定アンバランス
ベクトルVpを求める(ステップS6〜S10)。つぎ
に、メモリから図6、図7に示すような車種、仕様に対
応した所定ウエイトアンバランスベクトルVoを読み出
し、測定アンバランスベクトルVpと所定ウエイトアン
バランスベクトルVoとの差から真アンバランスベクト
ルVunを求め、真アンバランスベクトルVunから真アン
バランス量Un、真アンバランス位相θunを演算する
(ステップS11〜S14)。ここで、推定される真ア
ンバランスベクトルVun、所定ウエイトアンバランスベ
クトルVoの大きさを|Vun|、|Vo|とすると、上述の如
く大きさ|Vo|はウエイト14の重量Woに相当するか
ら、大きさ|Vun|と大きさ|Vo|との比から推定される
真アンバランス量Unが求められる。すなわち、真アン
バランス量Unは次式によって求められる。
Next, the operation of the tire balance measuring device shown in FIGS. 3 and 4 will be described. First, when a worker turns on a power supply (not shown), initialization of input / output ports, memory clear, and the like are performed (step S1). Next, the vehicle type and specifications are determined by the vehicle type information input device 21 (step S2). Next, the worker adds a weight 14 having a weight Wo to the tire 1 and
The reflective tape 8 is attached to the same phase position as above, the vehicle on which the tire 1 is mounted is put into a free roller, and the vehicle speed, that is, the rotation speed of the left and right tires 1 is set to a predetermined value.
When the start switch 22 is turned on, the acceleration sensor 7 and the optical fiber sensor 10 detect the vibration and rotation of the left and right tires 1, and the A / D converter 202 controls the acceleration sensor 7 and the optical fiber sensor 10 at a sampling speed of 8 msec. A / D conversion is performed on the signal, and A / D conversion is repeated until the sampling number Ns becomes 256, and the vibration digital data and the rotation digital data are stored at predetermined addresses in the memory of the microcomputer 201 (steps S3 to S5). Next, the microcomputer 201 performs fast Fourier transform (FFT) of the vibration digital data and the rotation digital data.
Processing, and calculating the absolute value in each processing result to obtain a vibration power spectrum and a rotation power spectrum,
The primary rotational frequency f1 is obtained from the rotational power spectrum,
The vibration power spectrum value Gp at the rotation primary frequency f1 is obtained, and the rotation signal is subjected to the fast Fourier transform processing.
The Fourier transform result at the primary frequency f1 and the vibration signal
In the fast Fourier transform processing, the rotation primary frequency f1
The phase difference θp between the two is obtained from the Fourier transform result, and the measurement unbalance vector Vp is obtained from the vibration power spectrum value Gp and the phase difference θp (steps S6 to S10). Next, a predetermined weight unbalance vector Vo corresponding to the vehicle type and specification as shown in FIGS. 6 and 7 is read from the memory, and a true unbalance vector Vun is obtained from the difference between the measured unbalance vector Vp and the predetermined weight unbalance vector Vo. Is calculated, and the true unbalance amount Un and the true unbalance phase θun are calculated from the true unbalance vector Vun (steps S11 to S14). Here, assuming that the magnitudes of the estimated true unbalance vector Vun and the predetermined weight unbalance vector Vo are | Vun | and | Vo |, the magnitude | Vo | corresponds to the weight Wo of the weight 14 as described above. , The true unbalance amount Un estimated from the ratio between the magnitude | Vun | and the magnitude | Vo |. That is, the true unbalance amount Un is obtained by the following equation.

【0014】Un=Wo×|Vun|/|Vo| また、真アンバランスベクトルVunのアンバランス位相
をθ1、所定ウエイトアンバランスベクトルVoのアンバ
ランス位相をθo、真アンバランスベクトルVunのx方
向成分、y方向成分をUx、Uyとすると、所定ウエイト
アンバランスベクトルVoの方向と真アンバランスベク
トルVunの方向とのなす角すなわち真アンバランス位相
θunは次式によって求められる。すなわち、タイヤ振動
を検出する際には、車両のブッシュやタイヤ等の弾性体
の影響により、検出される振動は回転数等によって位相
の変化(位相遅れ)が生じるが、この位相遅れはアンバ
ランスのないタイヤに対して0度を基準に所定量のウエ
イトを付加したときの振動特性から求められる。そのた
め、真アンバランス位相θunを求める際には、位相遅れ
すなわち所定ウエイトアンバランスベクトルVoのアン
バランス位相θoだけ補正する必要がある。
Un = Wo × | Vun | / | Vo | Further, the unbalance phase of the true unbalance vector Vun is θ 1 , the unbalance phase of the predetermined weight unbalance vector Vo is θo, and the true unbalance vector Vun is the x direction. If the component and y-direction component are Ux and Uy, the predetermined weight
Direction of unbalance vector Vo and true unbalance vector
The angle formed by the direction of the torque Vun, that is, the true unbalance phase θun is obtained by the following equation. That is, tire vibration
When detecting an elastic body such as a bush or tire of a vehicle
Due to the influence of
Changes (phase delay), but this phase delay
For tires without a lance, a predetermined amount of weight
It is determined from the vibration characteristics when a light is added. That
When calculating the true unbalance phase θun,
That is, the unbalance of the predetermined weight imbalance vector Vo
It is necessary to correct only the balance phase θo.

【0015】θun=θ1−θo=tan~1(Ux/Uy)−θoそして、たとえば測定の結果タイヤ1の真アンバランス
量Unが5g、真アンバランス位相θunが10度である
ときには、タイヤ1のウエイト14が付加された方向か
ら10度だけ隔たった方向に5gのアンバランスが存在
することになる。 つぎに、真アンバランス量Unから修
正ウエイト量を2.5gまたは5gきざみに求め、真ア
ンバランス位相θunから修正位相を求め、修正ウエイト
量、修正位相を液晶表示器205に表示し、真アンバラ
ンス量Un、真アンバランス位相θun、修正ウエイト
量、修正位相をプリンタ206で印刷したのち、測定終
了ランプ24を点灯する(ステップS15〜S16)。
Θun = θ 1 −θo = tan ~ 1 (Ux / Uy) −θo And, for example, as a result of the measurement, the true unbalance of the tire 1 is obtained.
The quantity Un is 5 g and the true unbalance phase θun is 10 degrees
Sometimes the direction of the weight 14 of the tire 1 is
5g unbalance in direction separated by 10 degrees
Will do. Next, the corrected weight amount is determined in steps of 2.5 g or 5 g from the true unbalance amount Un, the corrected phase is calculated from the true unbalance phase θun , the corrected weight amount and the corrected phase are displayed on the liquid crystal display 205, and the true unbalance amount is displayed. After the balance amount Un, the true unbalance phase θun, the correction weight amount, and the correction phase are printed by the printer 206, the measurement end lamp 24 is turned on (steps S15 to S16).

【0016】このようなタイヤバランス測定装置におい
ては、所定量のウエイトが所定位置に付加されたタイヤ
の回転を検出するから、タイヤのアンバランス量が5g
と小さいときにも、アンバランスの測定精度が著しく向
上した。また、アンバランス量が20g程度のときの従
来の装置で測定したアンバランス位相のばらつきが±2
1°であったのに対し、アンバランス量が20g程度の
ときの図3、図4に示した装置で測定したアンバランス
位相のばらつきは±9.4°であり、アンバランス位相
の測定精度が著しく向上した。この結果、例えばアンバ
ランス量が20gのアンバランスを修正した場合、従来
の装置では修正後のアンバランス量の絶対値の最大値が
7.2gであったのに対して、図3、図4に示した装置
では修正後のアンバランス量の絶対値の最大値が3.3
gになった。このため、ステアリングシミー、車体振動
が従来の半分の−6dB以下になった。
In such a tire balance measuring device, since the rotation of the tire in which a predetermined amount of weight is added to a predetermined position is detected, the unbalance amount of the tire is 5 g.
, The measurement accuracy of the imbalance was remarkably improved. Further, when the unbalance amount is about 20 g, the variation of the unbalance phase measured by the conventional apparatus is ± 2.
When the amount of unbalance was about 20 g, the dispersion of the unbalance phase measured by the apparatus shown in FIGS. 3 and 4 was ± 9.4 °, and the measurement accuracy of the unbalance phase was 1 °. Significantly improved. As a result, for example, when the imbalance having the unbalance amount of 20 g is corrected, the conventional device has the maximum absolute value of the corrected imbalance amount of 7.2 g. In the device shown in (1), the maximum value of the absolute value of the unbalance amount after the correction is 3.3.
g. For this reason, the steering shimmy and the vehicle body vibration were reduced to -6 dB or less, which is half of the conventional one.

【0017】なお、上述実施例においては、タイヤバラ
ンス測定装置について説明したが、プロペラシャフト等
の他の回転体のアンバランスを測定する回転体バランス
測定装置にもこの発明を適用することができる。また、
上述実施例においては、アンバランスのないタイヤに所
定ウエイトを付加した場合の所定ウエイトアンバランス
ベクトルを記憶するアンバランスベクトル記憶手段10
6を設けたが、アンバランスのない回転体に所定ウエイ
トを付加した場合の所定ウエイトアンバランスベクトル
を求めるアンバランスベクトル検出手段とを設けてもよ
い。また、上述実施例においては、左右の前輪のアンバ
ランスを同時に測定したが、片輪のアンバランスのみを
測定してもよく、また4輪のアンバランスを同時に測定
してもよい。また、上述実施例においては、タイヤの位
相が0°の位置に20gのウエイトを付加し、タイヤを
車速が110kmとなる回転数で回転したが、これらの
数値に限定されないことは当然である。また、特願平5
−2595号明細書に示されるように、振動パワースペ
クトルの変化の山部を検出し、上記山部の平均値を演算
し、上記山部平均値を中心として所定範囲にある上記山
部の数をカウントし、カウント値が所定値以上の場合
に、回転1次周波数f1での振動パワースペクトル値Gp
を求め、さらに回転1次周波数f1での回転信号フーリ
エ変換結果と振動信号フーリエ変換結果とから両者の位
相差θpを求め、振動パワースペクトル値Gp、位相差θ
pから測定アンバランスベクトルVpを求めてもよい。
In the above embodiment, the tire balance measuring device has been described. However, the present invention can also be applied to a rotating body balance measuring device for measuring the unbalance of another rotating body such as a propeller shaft. Also,
In the above embodiment, the unbalance vector storage means 10 stores a predetermined weight unbalance vector when a predetermined weight is added to a tire having no unbalance.
Although 6 is provided, an unbalance vector detecting means for obtaining a predetermined weight imbalance vector when a predetermined weight is added to a rotating body having no imbalance may be provided. Further, in the above-described embodiment, the unbalance of the left and right front wheels is measured simultaneously, but only the unbalance of one wheel may be measured, or the unbalance of four wheels may be measured simultaneously. Further, in the above-described embodiment, a weight of 20 g is added to the position where the phase of the tire is 0 °, and the tire is rotated at a rotational speed at which the vehicle speed becomes 110 km. However, it is natural that the present invention is not limited to these values. In addition, Japanese Patent Application 5
As described in the specification of Japanese Patent No. 2595, a peak of a change in the vibration power spectrum is detected, an average value of the peak is calculated, and the number of the peaks in a predetermined range around the average of the peak is calculated. And when the count value is equal to or greater than a predetermined value, the vibration power spectrum value Gp at the primary rotation frequency f1 is obtained.
, And a rotation signal Fourier at the rotation primary frequency f1.
The phase difference θp between them is obtained from the D- transform result and the vibration signal Fourier transform result, and the vibration power spectrum value Gp and the phase difference θ
The measurement unbalance vector Vp may be obtained from p.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る回
転体バランス測定装置においては、振動検出手段の感
度、車両の他の振動等の影響が小さくなるから、S/N
比がよくなるので、アンバランスを正確に測定すること
ができる。
As described above, in the rotating body balance measuring apparatus according to the present invention, the sensitivity of the vibration detecting means and the influence of other vibrations of the vehicle are reduced, so that the S / N ratio is reduced.
Since the ratio is improved, the imbalance can be accurately measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に係るタイヤバランス測定装置を示す
概略ブロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a tire balance measuring device according to the present invention.

【図2】図1に示したタイヤバランス測定装置の動作を
説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the tire balance measuring device shown in FIG.

【図3】この発明に係る他のタイヤバランス測定装置を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing another tire balance measuring device according to the present invention.

【図4】図3に示したタイヤバランス測定装置のブロッ
ク図である。
FIG. 4 is a block diagram of the tire balance measuring device shown in FIG.

【図5】図3、図4に示したタイヤバランス測定装置の
動作のフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart of an operation of the tire balance measuring device shown in FIGS. 3 and 4;

【図6】図3、図4に示したタイヤバランス測定装置の
動作を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the tire balance measuring device shown in FIGS. 3 and 4.

【図7】図3、図4に示したタイヤバランス測定装置の
動作を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the tire balance measuring device shown in FIGS. 3 and 4;

【図8】従来のタイヤバランス測定装置の動作を説明す
るための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of a conventional tire balance measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…タイヤ 7…加速度センサ 10…光ファイバセンサ 13…解析装置本体 100…回転検出手段 101…振動検出手段 106…アンバランスベクトル記憶手段 107…真アンバランスベクトル演算手段 109…測定アンバランスベクトル演算手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tire 7 ... Acceleration sensor 10 ... Optical fiber sensor 13 ... Analysis device main body 100 ... Rotation detection means 101 ... Vibration detection means 106 ... Unbalance vector storage means 107 ... True unbalance vector calculation means 109 ... Measurement unbalance vector calculation means

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】所定量のウエイトを所定位置に付加した回
転体の回転状態を検出する回転検出手段と、上記回転体
を回転させた場合の振動状態を検出する振動検出手段
と、上記回転体の回転状態および振動状態から上記回転
体のアンバランスベクトルすなわち測定アンバランスベ
クトルを求める測定アンバランスベクトル演算手段と、
アンバランスのない回転体に前記所定量のウエイトを前
記所定位置に付加した場合の所定ウエイトアンバランス
ベクトルを記憶するアンバランスベクトル記憶手段と、
上記測定アンバランスベクトルと上記所定ウエイトアン
バランスベクトルとの差を求める真アンバランスベクト
ル演算手段とを具備することを特徴とする回転体バラン
ス測定装置。
1. A rotation detecting means for detecting a rotation state of a rotating body having a predetermined amount of weight added to a predetermined position, a vibration detecting means for detecting a vibration state when the rotating body is rotated, and the rotating body. Measurement unbalance vector calculating means for obtaining an unbalance vector of the rotating body, that is, a measurement unbalance vector from the rotation state and the vibration state of
Unbalance vector storage means for storing a predetermined weight unbalance vector when the predetermined amount of weight is added to the predetermined position on a rotating body without unbalance;
A rotating body balance measuring device, comprising: a true unbalance vector calculating means for calculating a difference between the measured unbalance vector and the predetermined weight unbalance vector.
【請求項2】所定量のウエイトを所定位置に付加した回
転体の回転状態を検出する回転検出手段と、上記回転体
を回転させた場合の振動状態を検出する振動検出手段
と、上記回転体の回転状態および振動状態から上記回転
体のアンバランスベクトルすなわち測定アンバランスベ
クトルを求める測定アンバランスベクトル演算手段と、
アンバランスのない回転体に前記所定量のウエイトを前
記所定位置に付加した場合の所定ウエイトアンバランス
ベクトルを求めるアンバランスベクトル検出手段と、上
記測定アンバランスベクトルと上記所定ウエイトアンバ
ランスベクトルとの差を求める真アンバランスベクトル
演算手段とを具備することを特徴とする回転体バランス
測定装置。
2. A rotation detecting means for detecting a rotation state of a rotating body having a predetermined amount of weight added to a predetermined position; a vibration detecting means for detecting a vibration state when the rotating body is rotated; Measurement unbalance vector calculating means for obtaining an unbalance vector of the rotating body, that is, a measurement unbalance vector from the rotation state and the vibration state of
An unbalance vector detecting means for obtaining a predetermined weight unbalance vector when the predetermined amount of weight is added to the predetermined position to the unbalanced rotating body; and a difference between the measured unbalance vector and the predetermined weight unbalance vector. And a true unbalance vector calculating means for obtaining the following.
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