CN102914439B

CN102914439B - 轮胎试验机用的路面部件及其制造方法

Info

Publication number: CN102914439B
Application number: CN201210273050.8A
Authority: CN
Inventors: 住元优; 猿丸正悟; 副岛宗矩
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2032-08-02
Also published as: EP2554969B1; TW201319541A; US20130031968A1; TWI485379B; KR20130016098A; KR101395351B1; EP2554969A3; US8800358B2; EP2554969A2; JP5511018B2; JP2013036750A; CN102914439A

Abstract

本发明提供一种轮胎试验机用的路面部件。在轮胎试验机中使用的旋转滚筒具有铝合金制的路面基材，所述路面基材具备被轮胎抵接的路面。路面由硬度比路面基材高的钢铁类喷镀膜覆盖，并且被研磨处理。通过这样的结构，能够得到良好的试验结果。

Description

轮胎试验机用的路面部件及其制造方法

技术领域

本发明涉及在进行轮胎的性能试验的轮胎试验机中使用的路面部件及其制造方法。

背景技术

在轮胎的生产线中，通过将旋转滚筒或平板推压在旋转的轮胎上的轮胎试验机进行各种性能试验。

在日本·特开平4－350536号中，公开了为了使铁或铝制的旋转滚筒或平板的作为与轮胎的接触面的路面成为与沥青接近的摩擦特性、用碳化钨、碳化铬、碳化钛等金属碳化物的喷镀膜将路面覆盖的轮胎试验机。

但是，金属碳化物的喷镀膜难以进行喷镀膜厚的均匀性、表面粗糙度的均匀性的控制，难以提高旋转滚筒的正圆度或平板的平面度。

这是因为，在喷镀金属碳化物的喷镀膜的路面上，形成算术平均粗糙度为Ra16左右的凹凸。因此，路面状况较差，不仅不能准确地测量旋转滚筒的正圆度或平板的平面度，而且有通过旋转滚筒的振摆或路面的起伏被追加到设在轮胎轴上的计测器中而不能计测正确的值的情况。特别是，在轮胎的旋转速度从60km/h以上的常用速度到高速域中的行驶试验中，路面状态对试验结果的影响变大。

所以，可以考虑将路面加工，但由于金属碳化物的喷镀膜是高硬度，所以使用金刚石磨石，并且轮胎试验机的旋转滚筒或平板由于物体自身较大，所以加工困难，成本也高涨。由此，轮胎试验机的旋转滚筒或平板在将金属碳化物的喷镀膜喷镀的状态下使用是实际情况。

此外，在使用多个轮胎试验机的情况下，金属碳化物的喷镀膜的状态按照轮胎试验机而不同，由于正圆度或平面度的个体差异较大，所以即使是相同批次的轮胎，也在试验结果中发生离散，不能单纯地比较轮胎的特性。

进而，如上所述，喷镀着金属碳化物的喷镀膜的路面较粗糙、凹凸较大，所以根据高速试验或制动驱动试验等的试验内容，有轮胎的橡胶积存在凹部中、摩擦系数变化、或者正圆度更大地紊乱的情况。此外，将积存在凹部中的橡胶去除也非常麻烦。

发明内容

本发明的目的是提供一种即使用喷镀膜覆盖路面也能够得到良好的试验结果的轮胎试验机用的路面部件及其制造方法。

本发明是一种在轮胎试验机中被轮胎抵接的轮胎试验机用的路面部件，具有路面基材，所述路面基材具备被上述轮胎抵接的路面；上述路面由硬度比上述路面基材高的钢铁类喷镀膜覆盖，并且上述钢铁类喷镀膜的表面被研磨处理。

根据上述结构，通过将路面基材的被轮胎抵接的路面用硬度比该路面基材高的钢铁类喷镀膜覆盖，能够使路面的表面硬度变高，能够使由轮胎带来的磨损降低。此外，通过将由钢铁类喷镀膜覆盖的路面基材的路面研磨处理，能够提高正圆度或平面度，能够减小路面状态对试验结果的影响，并且能够抑制在凹部中积存橡胶。此外，即使是使用多个轮胎试验机的情况，通过将路面基材的路面用钢铁类喷镀膜覆盖并研磨处理，也能够使钢铁类喷镀膜的状态大致均匀，所以通过减小在轮胎试验机间发生的正圆度或平面度的离散，能够抑制试验结果的离散。由此，即使用喷镀膜将路面覆盖也能够得到良好的试验结果。

在上述结构的本发明的轮胎试验机用的路面部件中，上述路面部件也可以是旋转滚筒。此外，上述路面基材也可以是铝合金制。如果使路面部件为由铝合金制的路面基材构成的旋转滚筒，则与铁制滚筒相比惯性变小。因此，由铝合金制的路面基材构成的旋转滚筒与铁制滚筒相比能够抑制通过马达的加减速时的能量，并且容易进行速度控制。此外，由铝合金制的路面基材构成的旋转滚筒与铁制滚筒相比作用在滚筒轴上的扭转转矩变小，所以即使将转矩计等计测器配置到滚筒轴上也能够精度良好地计测。此外，由铝合金制的路面基材构成的旋转滚筒与铁制滚筒相比热传导率较好，所以在试验结束后能够将通过轮胎的发热而变温的路面迅速地冷却，能够以较少的时间损失转移到下个轮胎的试验。

在上述路面基材是铝合金制的情况下，也可以是，上述路面由镍－铝合金的喷镀膜覆盖，进而，上述镍－铝合金的喷镀膜由上述钢铁类喷镀膜覆盖。根据该结构，通过在将铝合金制的路面基材的路面用钢铁类喷镀膜覆盖之前用与钢铁类喷镀膜的紧贴性较高的镍－铝合金的喷镀膜将路面覆盖，能够提高钢铁类喷镀膜的紧贴度。

在上述结构的轮胎试验机用的路面部件中，优选的是，上述钢铁类喷镀膜的维氏硬度是Hv300～700。

在上述结构的轮胎试验机用的路面部件中，优选的是，上述路面的算术平均粗糙度Ra是0.4以上不到16。

此外，本发明是一种在轮胎试验机中被轮胎抵接的轮胎试验机用的路面部件的制造方法，在将具备被上述轮胎抵接的路面的路面基材的该路面用硬度比该路面基材高的钢铁类喷镀膜覆盖后，将上述钢铁类喷镀膜的表面研磨处理。

根据上述制造方法，通过将路面基材的被轮胎抵接的路面用硬度比该路面基材高的钢铁类喷镀膜覆盖，能够使路面的表面硬度变高，能够使由轮胎带来的磨损降低。此外，通过将由钢铁类喷镀膜覆膜的路面基材的路面研磨处理，能够提高正圆度或平面度，能够减小路面状态对试验结果的影响，并且能够抑制在凹部中积存橡胶。此外，即使是使用多个轮胎试验机的情况，通过将路面基材的路面用钢铁类喷镀膜覆盖并研磨处理，也能够使钢铁类喷镀膜的状态大致均匀，所以通过减小在轮胎试验机间发生的正圆度或平面度的离散，能够抑制试验结果的离散。由此，即使用喷镀膜将路面覆盖也能够得到良好的试验结果。

在上述轮胎试验机用的路面部件的制造方法中，也可以是，在将上述路面用上述钢铁类喷镀膜覆盖之前，将上述路面进行喷丸处理。通过该方法，通过在将路面基材的路面用钢铁类喷镀膜覆盖之前将路面喷丸处理而使路面变粗糙，能够提高钢铁类喷镀膜的紧贴度。

在上述轮胎试验机用的路面部件的制造方法中，也可以是，在将铝合金制的上述路面基材的上述路面用上述钢铁类喷镀膜覆盖之前，将上述路面用镍－铝合金的喷镀膜覆盖。通过该方法，通过在将铝合金制的路面基材的路面用钢铁类喷镀膜覆盖之前、用与钢铁类喷镀膜的紧贴性较高的镍－铝合金的喷镀膜将路面覆盖，能够提高钢铁类喷镀膜的紧贴度。

根据本发明的轮胎试验机用的路面部件及其制造方法，能够使由轮胎带来的磨损降低、减小路面状态对试验结果的影响。此外，即使是使用多个轮胎试验机的情况，也能够抑制在轮胎试验机间发生的试验结果的离散。由此，能够得到良好的试验结果。

附图说明

图1是表示轮胎试验机的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行说明。

（轮胎试验机的结构）

本实施方式的轮胎试验机用的路面部件是旋转滚筒1。旋转滚筒1在轮胎试验机10中使用。轮胎试验机10如图1所示，具有旋转滚筒1、滚筒驱动马达3、转矩计4、心轴5、及计测器6。

旋转滚筒1是铝合金制焊接构造，形成为圆筒状或圆柱状，滚筒径是2000mm，滚筒宽是450mm。如图所示，轮胎11抵接在旋转滚筒1上。旋转滚筒1具有铝合金制的路面基材2，所述路面基材2具备作为轮胎11抵接的外周面的路面2a。这里，所谓路面基材2，是指在旋转滚筒1中除了钢铁类喷镀膜7（后述）以外的部分。路面基材2的材料并不限定于铝合金，也可以是镁合金等其他轻合金，也可以是铁等。

滚筒驱动马达3安装在固定于地板等上的未图示的支承台上，使旋转滚筒1旋转。旋转滚筒1及滚筒驱动马达3在未图示的移动机构的作用下移动，以使其从与滚筒驱动马达3的旋转轴的轴向正交的方向相对于心轴5接近、分隔。在试验中，如图所示，将旋转滚筒1及滚筒驱动马达3通过移动机构移动，以使其接近于心轴5，在将路面基材2的路面2a与轮胎11的外周面抵接后，通过滚筒驱动马达3使旋转滚筒1旋转。

转矩计4设在滚筒驱动马达3的旋转轴上，计测旋转滚筒1的旋转转矩。由此，能够测量轮胎11的滚动阻力、评价轮胎11的一致性。

心轴5相对于滚筒驱动马达3的旋转轴的轴向平行地设置，受未图示的壳体可旋转地支承。并且，心轴5支承着轮胎11，以使轮胎11的外周面对置于路面基材2的路面2a。在试验中，通过抵接在轮胎11的外周面上的旋转滚筒1的旋转，轮胎11及心轴5旋转。

计测器6沿着心轴5的轴线方向设在未图示的壳体上，测量轮胎11的载荷或力矩。由此，能够评价轮胎11的动平衡。

这里，铝合金制的路面基材2的硬度较低，通过在橡胶中含有硅石等的轮胎11的试验，路面2a立即磨损。所以，可以考虑用碳化钨等高硬度的金属碳化物的喷镀膜将路面2a覆盖。但是，金属碳化物的喷镀膜的喷镀膜厚的均匀性、表面粗糙度的均匀性的控制较困难，难以提高旋转滚筒1的正圆度。这是因为，在喷镀金属碳化物的喷镀膜的路面上，形成算术平均粗糙度为Ra16左右的凹凸。因此，路面状态较差，不仅不能准确地测量旋转滚筒1的正圆度，而且有通过旋转滚筒1的振摆或路面的起伏被追加到计测器6中而不能计测正确的值的情况。特别是，在轮胎11的旋转速度从60km/h以上的常用速度到高速域中的行驶试验中，路面状态对试验结果的影响变大。所以，虽然可以考虑将路面加工，但由于金属碳化物的喷镀膜是高硬度，所以使用金刚石磨石，并且，由于轮胎试验机10的旋转滚筒1的物体自身较大，所以加工较困难，成本也高涨。

所以，在本实施方式中，路面基材2的路面2a被由硬度比铝合金高的SUS316L构成的钢铁类喷镀膜7覆盖。铝基体金属的表面硬度的维氏硬度是Hv80～90，铁基体金属例如SS400的表面硬度是Hv115，相对于此，SUS316L电弧喷镀的表面硬度是Hv306。由此，能够提高路面2a的表面硬度，能够使由轮胎11带来的磨损降低，所以能够使路面基材2长寿命化。另外，在本实施方式中，选定具有良好的机械加工性质的SUS316L作为钢铁类喷镀膜7，但钢铁类喷镀膜7并不限定于此，也可以是SUS308或SUS410等。此外，也可以不是喷镀，而是蒸镀法或电镀加工。

进而，将路面基材2的路面2a在用钢铁类喷镀膜7覆盖后进行研磨处理。碳化钨的表面硬度是Hv900，相对于此，SUS316L电弧喷镀的表面硬度是Hv306，所以通过用一般的磨石的研磨处理，能够将路面基材2的路面2a精加工为任意的表面粗糙度。另外，由于喷镀了金属碳化物的喷镀膜后的路面的算术平均粗糙度是Ra16左右，所以优选的是通过研磨处理使路面基材2的路面2a的算术平均粗糙度成为Ra0.4～不到16。由此，能够提高旋转滚筒1的正圆度，能够减小路面状态对试验结果的影响，并且能够抑制在凹部中积存橡胶。

此外，即使是使用多个轮胎试验机10的情况，也能够通过将路面基材2的路面2a用钢铁类喷镀膜7覆盖并研磨处理而使钢铁类喷镀膜7的状态成为大致均匀，所以通过减小在轮胎试验机10间发生的正圆度的离散，能够抑制试验结果的离散。

钢铁类喷镀膜7如果考虑耐磨损性，则优选的是维氏硬度为Hv200以上，更优选的是与路面基材2的材料铝合金（轻合金）相比硬度足够大的Hv300以上。另外，钢铁类喷镀膜7优选的是能够进行用一般的磨石的磨削、容易进行研磨处理的Hv700以内的材料。由此，钢铁类喷镀膜7考虑耐磨损性和加工性而优选的是维氏硬度为Hv300～700。

这里，在轮胎试验机10中，难以进行从常用速度到高速域中的试验的速度控制。特别是，将惯性较大的铁制的旋转滚筒（铁制滚筒）等用低惯性的马达进行速度控制因为惯性的差而非常困难，此外，在马达的旋转轴上作用较大的扭转转矩。因此，除了转矩计4及计测器6带来的计测值较大地波动变动以外，在最差的情况下，转矩计4及计测器6会损坏。

所以，在本实施方式中，在路面基材2的材料中使用铝合金。具有铝合金制的路面基材2的旋转滚筒1与铁制滚筒相比惯性较小。因此，旋转滚筒1与铁制滚筒相比能够抑制通过滚筒驱动马达3的加减速时的能量，并且容易进行速度控制。此外，旋转滚筒1与铁制滚筒相比，作用在滚筒驱动马达3的旋转轴上的扭转转矩变小，所以即使将转矩计4等计测器配置到滚筒驱动马达3的旋转轴上，也能够精度良好地计测。此外，旋转滚筒1与铁制滚筒相比热传导率较好，所以在试验结束后能够将通过轮胎11的发热而变温的路面迅速地冷却，能够以较少的时间损失转移到下个轮胎的试验。

（旋转滚筒的制造方法）

接着，对旋转滚筒1的制造方法进行说明。首先，将部件组合而形成路面基材2。接着，将路面基材2的路面2a进行喷丸处理。具体而言，通过使称作投射材的粒体碰撞到路面基材2的路面2a上，使路面基材2的路面2a变粗。由此，能够提高之后向路面2a喷镀的钢铁类喷镀膜7的紧贴度。然后，将路面基材2的路面2a用与钢铁类喷镀膜7的紧贴性较高的镍－铝合金的喷镀膜覆盖。由此，能够进一步提高之后向路面2a喷镀的钢铁类喷镀膜7的紧贴度。然后，将路面基材2的路面2a用由SUS316L构成的钢铁类喷镀膜7覆盖。另外，喷丸处理和通过镍－铝合金的喷镀膜的覆盖也可以顺序相反。

当用钢铁类喷镀膜7将路面基材2的路面2a覆盖时，由于将熔化的金属向路面基材2的路面2a喷射，所以在用钢铁类喷镀膜7覆盖后的路面基材2的路面2a上有凹凸，其算术平均粗糙度是Ra16左右。所以，在将路面基材2的路面2a用钢铁类喷镀膜7覆盖后，将路面基材2的路面2a研磨处理。具体而言，通过用机械磨床将钢铁类喷镀膜7研磨，从路面基材2的路面2a去除凹凸。由此，将路面基材2的路面2a精加工为适当的表面粗糙度。

在本实施方式中，在研磨后检查路面基材2的路面2a的表面粗糙度，是Ra0.6左右。此外，在将熔化的金属喷镀时，有钢铁类喷镀膜7的厚度变得不均匀、旋转滚筒1自身的正圆度破坏的情况，但在本实施方式中，研磨后的最大外径与最小外径的差是0.01mm。因此，在用计测器6测量轮胎11的载荷或力矩时，旋转滚筒1的振摆对测量结果的影响没有问题。

（效果）

如以上所述，根据有关本实施方式的旋转滚筒1，通过将路面基材2的被轮胎11抵接的路面2a用硬度比该路面基材2高的钢铁类喷镀膜7覆盖，能够提高路面2a的表面硬度，能够降低由轮胎11带来的磨损。此外，通过将用钢铁类喷镀膜7覆盖的路面基材2的路面2a进行研磨处理，能够提高正圆度，能够减小路面状态对试验结果的影响，并且能够抑制在凹部中积存橡胶。此外，即使是使用多个轮胎试验机10的情况，也通过将路面基材2的路面2a用钢铁类喷镀膜7覆盖并研磨处理，能够使钢铁类喷镀膜7的状态变得大致均匀，所以通过减小在轮胎试验机10间发生的正圆度的离散，能够抑制试验结果的离散。由此，即使用喷镀膜将路面覆盖，也能够得到良好的试验结果。

此外，通过使由轻合金制的路面基材2构成的旋转滚筒1为路面部件，与铁质滚筒相比，惯性变小。因此，由轻合金制的路面基材2构成的旋转滚筒1与铁制滚筒相比能够抑制通过滚筒驱动马达3的加减速时的能量，并且容易进行速度控制。此外，由轻合金制的路面基材2构成的旋转滚筒1与铁制滚筒相比，作用在滚筒驱动马达3的旋转轴上的扭转转矩变小，所以即使将转矩计4等计测器配置到滚筒驱动马达3的旋转轴上也能够精度良好地计测。此外，由轻合金制的路面基材2构成的旋转滚筒1与铁制滚筒相比热传导率较好，所以在试验结束后能够将通过轮胎11的发热而变温的路面迅速地冷却，能够以较少的时间损失转移到下个轮胎的试验中。

此外，通过在将路面基材2的路面2a用钢铁类喷镀膜7覆盖之前、将路面2a喷丸处理而使路面2a变粗糙，能够提高钢铁类喷镀膜7的紧贴性。

此外，通过在将铝合金制的路面基材2的路面2a用钢铁类喷镀膜7覆盖之前、用与钢铁类喷镀膜7的紧贴性较高的镍－铝合金的喷镀膜将路面2a覆盖，能够提高钢铁类喷镀膜7的紧贴性。

（本实施方式的变形例）

以上，说明了本发明的实施方式，但只不过是例示了具体例，并不特别限定本发明，具体的结构等能够适当地进行设计变更。此外，在发明的实施方式中记载的作用及效果只不过是列举了由本发明产生的最好的作用及效果，本发明的作用及效果并不限定于本发明的实施方式所记载的内容。

例如，使旋转滚筒1为路面部件而进行了说明，但路面部件也可以是平板。在此情况下，也可以通过将作为平板的路面基材的表面的路面用硬度比路面基材高的钢铁类喷镀膜7覆盖来降低由轮胎11带来的磨损。此外，通过将由钢铁类喷镀膜7覆盖的路面进行研磨处理，能够提高平板的平面度。

Claims

1.一种轮胎试验机用的路面部件，是在轮胎试验机中被轮胎抵接的轮胎试验机用的路面部件，其特征在于，

具有路面基材，所述路面基材具备被上述轮胎抵接的路面；

上述路面由硬度比上述路面基材高的钢铁类喷镀膜覆盖，并且上述钢铁类喷镀膜的表面被研磨处理，

由硬度比路面基材高的钢铁类喷镀膜覆盖且钢铁类喷镀膜的表面被研磨处理后的路面的算术平均粗糙度Ra是0.4以上不到16。

2.如权利要求1所述的轮胎试验机用的路面部件，其特征在于，上述路面部件是旋转滚筒。

3.如权利要求1所述的轮胎试验机用的路面部件，其特征在于，上述路面基材是铝合金制。

4.如权利要求3所述的轮胎试验机用的路面部件，其特征在于，上述路面由镍－铝合金的喷镀膜覆盖，进而，上述镍－铝合金的喷镀膜由上述钢铁类喷镀膜覆盖。

5.如权利要求1所述的轮胎试验机用的路面部件，其特征在于，上述钢铁类喷镀膜的维氏硬度是Hv300～700。

6.一种轮胎试验机用的路面部件的制造方法，是在轮胎试验机中被轮胎抵接的轮胎试验机用的路面部件的制造方法，其特征在于，

在将具备被上述轮胎抵接的路面的路面基材的该路面用硬度比该路面基材高的钢铁类喷镀膜覆盖后，将上述钢铁类喷镀膜的表面研磨处理，

上述路面的算术平均粗糙度Ra是0.4以上不到16。

7.如权利要求6所述的轮胎试验机用的路面部件的制造方法，其特征在于，在将上述路面用上述钢铁类喷镀膜覆盖之前，将上述路面进行喷丸处理。

8.如权利要求6所述的轮胎试验机用的路面部件的制造方法，其特征在于，在将铝合金制的上述路面基材的上述路面用上述钢铁类喷镀膜覆盖之前，将上述路面用镍－铝合金的喷镀膜覆盖。