JP2003106968A - タイヤの耐衝撃試験方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤの耐衝撃性能を高精度で信頼性高く評
価しうる。 【解決手段】 試験内圧を充填した内圧充填タイヤＴの
計測位置Ｐに、質量Ｍの重錘３を高さｈから垂直に落下
させ、その衝合により内圧充填タイヤＴが破損したとき
の重錘３の計測位置Ｐまでの破損落下高さＨを計測する
計測工程を含み、破損落下高さＨと重錘３の質量Ｍとに
より次式（１）で求める落下エネルギーＥによって耐衝
撃性能を評価する。 Ｅ＝Ｍ×ｇ×Ｈ −−−（１） （式中、ｇは重力加速度）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤの耐衝撃性
能を、高精度で評価するタイヤの耐衝撃試験方法および
その装置に関する。

【０００２】

【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】タイ
ヤの軽量化が促進される現在において、その背反性能で
ある耐カット性等の耐衝撃性能の維持は絶対不可欠な条
件である。従って、タイヤを設計する場合、サイドウォ
ール部やトレッド部などにおける各構成部材のゲージ厚
さの減少、あるいは構成部材自身の軽量化を進めていく
上で、耐衝撃性能を確認しておくことは、非常に重要で
ある。

【０００３】なおタイヤの耐衝撃試験方法として、従
来、測定しようとする部位に機械的衝撃力を繰り返し与
え、コード切れやエア漏れなどの損傷が発生するまでの
衝撃回数によって耐衝撃性能を評価するものが知られて
いるが、このものは、衝撃回数が例えば５０〜１００回
などと非常に多くなるため、テストに時間を要する傾向
がある。又損傷の見極めが難しく、測定者によってテス
ト結果にバラツキが生じ易くなる他、衝撃力の値を違え
たテスト結果同士を比較評価することができないという
問題がある。

【０００４】そこで本発明は、試験内圧を充填したタイ
ヤに、衝撃用の突起を有する重錘を垂直に落下させ、タ
イヤが破損したときの重錘の落下エネルギーＥによって
耐衝撃性能を評価することを基本として、試験時間を短
縮でき、かつ試験内圧や突起形状が同じならば、テスト
結果同士を比較評価することが可能であり、タイヤの耐
衝撃性能を高精度で信頼性高く評価しうるタイヤの耐衝
撃試験方法およびその装置の提供を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本願請求項１の発明は、タイヤの耐衝撃性能を評価
するタイヤの耐衝撃試験方法であって、リム組みしたタ
イヤ内部に試験内圧の流体を充填し内圧充填タイヤとす
る内圧充填工程と、内圧充填タイヤの計測位置に、下端
に突起を有する質量Ｍの重錘を高さｈから垂直に落下さ
せて前記突起を衝合させ、かつ前記高さｈを順次大とす
ることによってこの衝合により前記内圧充填タイヤが破
損したときの重錘の前記計測位置までの破損落下高さＨ
を計測する計測工程とを含むとともに、前記破損落下高
さＨと前記質量Ｍとにより次式（１）で求める落下エネ
ルギーＥによって耐衝撃性能を評価することを特徴とし
ている。 Ｅ＝Ｍ×ｇ×Ｈ −−−（１） （式中、ｇは重力加速度）

【０００６】又請求項２の発明では、前記計測工程は、
前記落下高さｈを大とする毎に、計測位置をタイヤ周方
向に変えることを特徴としている。

【０００７】又請求項３の発明では、前記流体は、液体
であることを特徴としている。

【０００８】又請求項４の発明では、前記計測位置は、
トレッド部、又はサイドウォール部であることを特徴と
している。

【０００９】又請求項５の発明は、タイヤの耐衝撃性能
を評価するタイヤの耐衝撃試験装置であって、リム組み
したタイヤ内部に試験内圧の流体を充填し内圧充填タイ
ヤを、計測位置を上に取付ける試験台と、下端に突起を
有する質量Ｍの重錘と、前記重錘を保持しかつ高さｈに
引き上げるとともに、該重錘を解放して垂直に落下さ
せ、前記計測位置に突起を衝合させる重錘落下案内枠と
を具えるとともに、前記重錘の引き上げ高さを変化させ
うることを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のタイヤの耐衝撃試
験方法の実施の一形態を、それに用いる耐衝撃試験装置
１とともに図面を用いて説明する。図１は耐衝撃試験装
置１の正面図、図２はその主要部を示す斜視図である。

【００１１】図１において、耐衝撃試験装置１（以下試
験装置１という）は、内圧充填タイヤＴを取付ける試験
台２と、下端に突起５を有する質量Ｍの重錘３と、前記
重錘３を高さｈから解放して垂直に落下させ前記内圧充
填タイヤＴの計測位置Ｐに突起５を衝合させる重錘落下
案内枠４とを具えるとともに、前記重錘３の引き上げ高
さｈを変化可能に構成している。

【００１２】なお、前記「内圧充填タイヤＴ」とは、リ
ム組みしたタイヤの内部に、流体を充填して試験内圧を
付加したタイヤを意味する。これは、実使用により近い
状況で測定を行うためのものであり、前記試験内圧とし
て、タイヤが基づいている規格体系においてタイヤ毎に
規定される正規内圧、即ち、ＪＡＴＭＡであれば最高空
気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOU
S COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲ
ＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" 、が好適に採用で
きる。なお例えば、乗用車用タイヤでは一律２００ｋＰ
ａ、重荷重用タイヤでは一律８００ｋｐａ等と、タイヤ
のカテゴリ毎に試験内圧を設定することもできる。

【００１３】又充填する前記流体としては、空気が一般
的であるが、衝撃試験によりタイヤを破損させるとき、
タイヤがバースト状に破裂してその破片が爆風で飛び散
る危険がある。従って、この危険から回避し安全性を確
保するため、流体として水を採用することが好ましい。
特に試験内圧が３００ｋＰａ以上の高圧の場合には、水
を採用することが必要である。

【００１４】次に、前記試験台２は、前記内圧充填タイ
ヤＴを、その計測位置Ｐを上に向けて取付けるものであ
って、本例では、前記計測位置Ｐがトレッド部Ｔａであ
る場合を例示する。即ち、試験台２は、内圧充填タイヤ
Ｔを垂直な縦向き状態で取り付ける取付手段６を具え、
この取付手段６は、本例では、前記内圧充填タイヤＴの
サイドウォール部Ｔｂの間を挟圧して保持する一対の側
板７を有するとともに、該側板７は、その挟圧状態で取
付台８上に固定される。なお符号９は、側板７、７間で
内圧充填タイヤＴを挟圧させる長尺なボルト金具であ
る。

【００１５】又前記重錘落下案内枠４は、前記取付台８
から立ち上がる一対の枠部材１０を含み、この枠部材１
０の内向き面には、上下にのびる例えば突片状の案内レ
ール１０Ａが互いに向かい合って形成される。なお、前
記枠部材１０は、フレーム１１によって強固にかつ垂直
に支持される。

【００１６】又前記重錘３は、図２の如く、ブロック状
の重錘本体１４と、この重錘本体１４の側面にホルダー
１５を介して枢支されかつ前記案内レール１０Ａに沿っ
て転動する上下のガイドローラ１６と、前記重錘本体１
４の下面に取り付く衝撃用の突起金具１７とを具える。
なお前記ガイドローラ１６の周面には、本例では、前記
案内レール１０Ａと係合することにより案内レール１０
Ａとの位置ズレ及び脱線を防止する係合溝１６Ａを凹設
している。

【００１７】又前記突起金具１７は、図４〜６に示すよ
うに、重錘本体１４にボルト止めするフランジ部１７Ａ
の下面に、ボス部を介して下方にのびる突起５を形成し
ている。この突起金具１７は、計測位置Ｐに応じて前記
突起５の先端形状が最良のものを選択して使用する。例
えば、本例の如くトレッド部Ｔａの耐衝撃性をテストす
るときには、図４、５の如く、先端部５Ａが半球面状の
ものを使用し、この時、トレッドパターンの形状に応じ
て、胴部５Ｂが円柱状をなし先端部５Ａが太い半球状の
もの（図４に示す）や、胴部５Ｂが円錐状をなし先端部
５Ａが細い半球状のもの（図５に示す）を選択する。又
サイドウォール部Ｔｂの耐衝撃性をテストするときに
は、図６の如く、突起５が先細テーパの偏平板状のもの
を使用する。

【００１８】このように、重錘３は、前記ガイドローラ
１６が前記案内レール１０Ａに係合状態で案内されるこ
とにより、重錘落下案内枠４に、脱線することなく上下
移動自在に、即ち高さｈに引き上げ自在に保持される。
又重錘３は、高さｈでの解放によって、案内レール１０
Ａに沿って垂直に落下でき、下方の計測位置Ｐにその突
起５を衝合することができる。なお本願において「垂
直」とは、垂直に対して５°以下の角度範囲を含んだも
のとする。

【００１９】又本例では、前記重錘３の引き上げは、引
き上げ手段１８によって行う。該引き上げ手段１８は、
図１のごとく前記重錘本体１４を着脱自在に吸着保持す
る吸着具１８Ａと、この吸着具１８Ａを重錘３とともに
自在の高さｈまで引き上げる引き上げ具１８Ｂとを具え
る。

【００２０】前記吸着具１８Ａは、本例では、電磁石で
あって通電の入切りによって、鉄などの磁性体からなる
重錘本体１４を自在に着脱できる。又前記引き上げ具１
８Ｂは、本例では、前記フレーム１１の上板に取り付く
ホイスト等の巻き揚げ装置であって、前記吸着具１８Ａ
に連なるロープなどの吊り下げ紐を巻き上げることによ
って、前記重錘３を自在な高さ位置ｈまで引き上げう
る。又前記吸着具１８Ａによる解放までの間、重錘３を
この引き上げ位置で保持できる。

【００２１】なお本例では、前記内圧充填タイヤＴを試
験台２に取付ける際、重錘３が落下する事故を防止する
ため、前記内圧充填タイヤＴより上方の待機位置で重錘
３を載置して待機させる落下防止手段１９を設けてい
る。該落下防止手段１９は、本例では図２の如く、前記
枠部材１０の前方および後方を通ってフレーム１１に水
平支持される前後の中枠部材１９Ａを含み、この中枠部
材１９Ａの間に、前記重錘３が通過可能な挿通口１９Ｂ
を形成している。又この中枠部材１９Ａの間には、前記
挿通口１９Ｂを跨ることにより、重錘３の通過を阻止す
る止まり木状のストッパ片１９Ｃを取り外し自在に配し
ている。

【００２２】次に、前記耐衝撃試験装置１を用いた耐衝
撃試験方法を説明する。前記耐衝撃試験方法では、 試験内圧を充填して内圧充填タイヤＴとする内圧充
填工程と、 内圧充填タイヤＴの計測位置Ｐに重錘３を垂直に落
下させ、その衝合により内圧充填タイヤＴが破損したと
きの重錘３の計測位置Ｐまでの破損落下高さＨを計測す
る計測工程と、 前記破損落下高さＨと重錘３の質量Ｍとにより次式
（１）で求める落下エネルギーＥによって耐衝撃性能を
評価する評価工程とを具える。 Ｅ＝Ｍ×ｇ×Ｈ −−−（１） （式中、ｇは重力加速度）

【００２３】なお前記内圧充填工程では、前述の如く、
リム組みしたタイヤの内部に、流体を充填して試験内圧
を付加する。この時、前記流体が水の場合には、タイヤ
のサイドウォール部に空気抜き針を突き刺した後、ポン
プを用いてタイヤバルブから水を注入し、タイヤ内に空
気が残らないように満水させる。なお満水状態のタイヤ
から空気抜き針を取外した後は、タイヤが試験内圧に馴
染むように一定時間放置させるのが好ましい。

【００２４】又この内圧充填タイヤＴを前記試験装置１
の試験台２に、計測位置Ｐ（本例ではトレッド部た）を
真上に向けて取付ける。

【００２５】次に、前記計測工程では、引き上げ手段１
８によって前記重錘３を高さｈ１まで引き上げた後、吸
着具１８Ａの電磁石をｏｆｆすることにより、重錘３を
解放して前記高さｈ１から垂直に落下せしめ、重錘３下
端の突起５を計測位置Ｐに衝合させる。この時、前述の
如く、突起５は、計測位置Ｐに応じてその先端形状が最
良のものを選択して使用する。

【００２６】又図３のごとく高さｈ１からの落下によっ
て内圧充填タイヤＴが破損しないときには、落下高さを
ｈ１からｈ２、ｈ３・・・ｈｎに順次増大し、内圧充填
タイヤＴが破損するまで落下を繰り返す。この時、落下
高さｈをｈ１からｈ２、ｈ３・・・ｈｎに増大する毎
に、計測位置Ｐをタイヤ周方向に、Ｐ１からＰ２、Ｐ３
・・・Ｐｎに位置替えすることが必要である。これは、
破損しない場合にも、一度落下した位置には衝撃による
ダメージが残存しているからであり、従って、衝撃を受
けていない位置でテストすることにより、高精度の測定
結果が得られる。

【００２７】なお落下高さｈの一回の増加は、特に規制
されないが、例えば１０ｃｍ程度が好ましい。又計測位
置Ｐのタイヤ周方向への一回の位置替えは、１０ｃｍ以
上の距離を隔てるのが好ましい。

【００２８】そして、前記内圧充填タイヤＴが破損した
とき、計測位置Ｐまでの破損落下高さＨを計測する。こ
の破損落下高さＨ及び各落下高さｈは、本例では、前記
重錘落下案内枠４に設けられる高さ表示目盛り２１（図
２に示す）を用いて計測される。なお、タイヤＴの破損
は、充填した気体（本例では水）が勢い良く漏出するこ
とにより、容易に判断することができる。

【００２９】次に、前記評価工程では、計測した前記破
損落下高さＨ（単位ｍ）と質量Ｍ（単位ｋｇ）とによ
り、落下エネルギーＥ（単位Ｊ）を次式（１）を用いて
求めるとともに、この落下エネルギーＥによって耐衝撃
性能を評価する。 Ｅ＝Ｍ×ｇ×Ｈ −−−（１） （式中、ｇは重力加速度）

【００３０】ここで、前記落下エネルギーＥは、重錘３
を垂直に落下させて計測位置Ｐに直角にヒットさせるも
のであるため、落下途中やヒット時においてエネルギー
ロスが実質的に発生せず、その全てが衝撃エネルギーと
して作用する。その結果、この落下エネルギーＥを耐衝
撃性能の指標として用いることができるのであって、又
この落下エネルギーＥは、落下高さＨという簡単な計測
によって得られるなど、演算の簡易化、装置構造の簡略
化にも役立つ。

【００３１】又落下エネルギーＥを用いた耐衝撃性能の
評価では、試験内圧及び突起５の先端形状が同じなら
ば、その他の測定条件が異なるテスト結果同士とも比較
評価することが可能であるという利点もある。

【００３２】又落下回数が１０回程度以下で済むなどテ
スト時間を短縮することができ、しかもタイヤの破損が
充填した気体の漏出により容易に判断することができる
等、損傷の見極めが容易であり、高精度の評価を行いし
うる。

【００３３】又充填気体として水を採用した場合には、
タイヤが破損する際にバースト状に破裂するのを防止で
き、作業の安全性を確保できる。

【００３４】なお経験的に、大きな落下エネルギーＥが
予想される場合には、予め質量Ｍが大な重錘３を準備し
たり、又初回の落下を高さｈ１を高く設定するのも好ま
しい。

【００３５】以上、本発明の特に好ましい実施形態につ
いて詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定される
ことなく、種々の態様に変形して実施しうる。

【００３６】

【発明の効果】本発明は叙上の如く構成しているため、
試験時間を短縮でき、かつ試験内圧や突起形状が同じな
らば、テスト結果同士を比較評価することが可能であ
り、タイヤの耐衝撃性能を高精度で信頼性高く評価しう
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の耐衝撃試験装置を示す断面
図である。

【図２】その主要部を示す斜視図である。

【図３】耐衝撃試験方法を説明する線図である。

【図４】重錘の突起の一例を説明する斜視図である。

【図５】重錘の突起の他の例を説明する斜視図である。

【図６】重錘の突起のさらに他の例を説明する斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ 耐衝撃試験装置 ２ 試験台 ３ 重錘 ４ 重錘落下案内枠 ５ 突起 Ｐ 計測位置 Ｔ 内圧充填タイヤ Ｔｂ サイドウォール部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タイヤの耐衝撃性能を評価するタイヤの耐
   衝撃試験方法であって、 リム組みしたタイヤ内部に試験内圧の流体を充填し内圧
   充填タイヤとする内圧充填工程と、 内圧充填タイヤの計測位置に、下端に突起を有する質量
   Ｍの重錘を高さｈから垂直に落下させて前記突起を衝合
   させ、かつ前記高さｈを順次大とすることによってこの
   衝合により前記内圧充填タイヤが破損したときの重錘の
   前記計測位置までの破損落下高さＨを計測する計測工程
   とを含むとともに、 前記破損落下高さＨと前記質量Ｍとにより次式（１）で
   求める落下エネルギーＥによって耐衝撃性能を評価する
   ことを特徴とするタイヤの耐衝撃試験方法。 Ｅ＝Ｍ×ｇ×Ｈ −−−（１） （式中、ｇは重力加速度）
2. 【請求項２】前記計測工程は、前記落下高さｈを大とす
   る毎に、計測位置をタイヤ周方向に変えることを特徴と
   する請求項１記載のタイヤの耐衝撃試験方法。
3. 【請求項３】前記流体は、液体であることを特徴とする
   請求項１又は２記載のタイヤの耐衝撃試験方法。
4. 【請求項４】前記計測位置は、トレッド部、又はサイド
   ウォール部であることを特徴とする請求項１〜３の何れ
   かに記載のタイヤの耐衝撃試験方法。
5. 【請求項５】タイヤの耐衝撃性能を評価するタイヤの耐
   衝撃試験装置であって、 リム組みしたタイヤ内部に試験内圧の流体を充填し内圧
   充填タイヤを、計測位置を上に取付ける試験台と、 下端に突起を有する質量Ｍの重錘と、 前記重錘を保持しかつ高さｈに引き上げるとともに、該
   重錘を解放して垂直に落下させ、前記計測位置に突起を
   衝合させる重錘落下案内枠とを具えるとともに、 前記重錘の引き上げ高さを変化させうることを特徴とす
   るタイヤの耐衝撃試験装置。