JP2006194652A - 空気入りタイヤの試験方法および試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】市場で発生するトレッドのベルト層のワイヤ折れやグルーブクラックの発生を効率よく再現でき、タイヤの耐久性を評価できる空気入りタイヤの試験方法および試験装置を提供する。
【解決手段】延設された段差５を有する試験路２で、リム組みして所定の内圧にした試験タイヤ１を、段差５がトレッド幅内に位置するように配置して、所定の荷重を負荷してトレッドを試験路２の上段側路面４に接地させて、段差５の延設方向に転動させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気入りタイヤの試験方法および試験装置に関し、さらに詳しくは、市場で発生するトレッドのベルト層のワイヤ折れやグルーブクラックの発生を効率よく再現でき、タイヤの耐久性を評価できる空気入りタイヤの試験方法および試験装置に関するものである。

従来からトラック、トレーラ等の高速連続走行車両で使用される重荷重用タイヤには、他のタイヤに比べて、トレッドのベルト層のワイヤ折れやグルーブクラックが発生しやすいという問題があった。

これは、ベルト層のタイヤ幅方向の曲げ剛性が高く、タイヤのトレッドの一部が段差に乗り上げた際に、段差の上段側路面での接地圧が下段側路面側よりも大幅に高くなり易く、段差近傍のトレッド溝の溝底部に大きな歪が発生することに起因するものである。トレッドが上段側路面のみに接地し、下段側路面に接地せず、宙に浮いた状態となることもあり、この場合には特に、発生し易くなる。

このようなトレッドのベルト層のワイヤ折れやグルーブクラックに対するタイヤの耐久性を評価するには、実車に装着されたタイヤのトレッドの一部を段差に乗り上げた状態で走行して評価をしていたが、同一仕様のタイヤを用いても、市場で発生するようなワイヤ折れやグルーブクラックを発生させることが困難であり、また、テストドライバーの技量等によって、発生したワイヤ折れやグルーブクラックの程度のばらつきが大きいため、仕様が異なるタイヤで比較することが困難であった。さらに、この方法では評価精度を向上させるために大量のタイヤを評価する必要があり、時間もコストもかかり効率的ではないという問題があった。

空気入りタイヤのショルダー部に設けた細リブに発生するクラックや欠けを再現する評価装置としては、基盤上を試験タイヤを円軌跡を描くように走行させて、その円軌跡上に突起物を配置して、試験タイヤを乗り上げさせるものが提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、この装置は市場での縁石や轍の乗り越えの繰り返しによるクラック等を再現するだけの装置であり、突起に乗り上げた時にタイヤが跳ねる構造となっているため、市場で発生するベルト層のワイヤ折れやグルーブクラックを再現することはできなかった。
実開平７−３６０３８号公報

本発明の目的は、市場で発生するトレッドのベルト層のワイヤ折れやグルーブクラックの発生を効率よく再現でき、タイヤの耐久性を評価できる空気入りタイヤの試験方法および試験装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の空気入りタイヤの試験方法は、延設された段差を有する試験路で、リム組みして所定の内圧にした試験タイヤを、前記段差がトレッド幅内に位置するように配置して、所定の荷重を負荷してトレッドを前記試験路の少なくとも上段側路面に接地させて、前記段差の延設方向に転動させることを特徴とするものである。

また、本発明の空気入りタイヤの試験装置は、リム組みした試験タイヤを転動可能に保持するタイヤ保持装置と、延設された段差を有する試験路とを備え、前記タイヤ保持装置と前記試験路との少なくとも一方を、前記タイヤ保持装置が保持した試験タイヤのトレッドを前記試験路に接地させる方向に移動可能として、該方向に荷重を負荷できるようにするとともに、タイヤ幅方向に移動して試験タイヤの接地位置を調節可能とし、前記タイヤ保持装置と前記試験路との少なくとも一方を、前記段差の延設方向に移動可能とすることを特徴とするものである。

本発明の空気入りタイヤの試験方法によれば、延設された段差を有する試験路で、リム組みして所定の内圧にした試験タイヤを、段差がトレッド幅内に位置するように配置して、所定の荷重を負荷してトレッドを試験路の少なくとも上段側路面に接地させて、段差の延設方向に転動させるので、上段側路面に接地したトレッドの接地圧が下段側路面側に比べて大幅に高くなり、段差近傍に位置するトレッド溝の溝底部に大きな歪が発生し、この部分にベルト層のワイヤ折れやグルーブクラックが発生し易い状態を定常的に作り出すことができる。

これによって、市場で発生するベルト層のワイヤ折れやグルーブクラックの発生を効率よく再現できる。

また発生したワイヤ折れやグルーブクラックの程度を把握することができるので、スペックの異なるタイヤのベルト層のワイヤ折れやグルーブクラックに対する比較評価も可能となり、タイヤの耐久性を評価できる。

本発明の空気入りタイヤの試験装置によれば、リム組みした試験タイヤを転動可能に保持するタイヤ保持装置と、延設された段差を有する試験路とを備え、タイヤ保持装置と試験路との少なくとも一方を、タイヤ保持装置が保持した試験タイヤのトレッドを試験路に接地させる方向に移動可能として、この方向に荷重を負荷できるようにするとともに、タイヤ幅方向に移動して試験タイヤの接地位置を調節可能とするので、試験タイヤのトレッドを所定の位置に配置して試験路の少なくとも上段側路面に接地させて、所定の荷重を負荷して、段差近傍に位置するトレッド溝の溝底部に大きな歪を発生させ、この部分にベルト層のワイヤ折れやグルーブクラックが発生し易い状態を定常的に作り出すことができる。

さらに、タイヤ保持装置と試験路との少なくとも一方を段差の延設方向に移動可能とするので、試験タイヤを試験路に接地させながら段差の延設方向に転動させることができる。

この構造によって、上記した試験方法が実施可能となり、市場で発生するベルト層のワイヤ折れやグルーブクラックの発生を効率よく再現でき、スペックの異なるタイヤに対する比較評価も可能となり、タイヤの耐久性を評価できる。

以下、本発明の空気入りタイヤの試験方法および試験装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。図５に試験装置の全体概要を正面図で例示する。この図において、試験タイヤ１は、リブ１ａと周方向溝１ｂとを有したリブパターンで、符号Ｄはトレッドの溝深さを示している。試験装置は、以下に説明するタイヤ保持装置６と試験路２とを備えている。

タイヤ保持装置５は、保持アーム７にリム１０に装着された所定の内圧の試験タイヤ１を転動可能に取り付けることができる構造となっている。保持アーム７は基台９に上下方向に移動可能に立設された支持柱８に取り付けられ、所定の高さで固定できる構造となっている。保持アーム７はアームの長手方向に移動可能となっており、長手方向に移動させることによって、試験タイヤ１の試験路２に対する接地位置を容易に変えて配置することができる。

保持アーム６に取り付けられた試験タイヤ１の下方には試験路２が配置され、平面状の上段側路面４と下段側路面３とを有して、段差５が直線状に延設されている。この試験路２は円柱状体の外周面が試験路２となっているものであり、いわゆるドラム試験機の一種である。図５において、符号Ｈは段差の高さを示している。上段側路面４は着脱可能で、試験条件に応じて選択された段差の高さＨを有する上段側路面４が下段側路面３の表面に装着固定されて、段差の高さＨが変更できる構造となっている。

試験の実施に際して、まず、試験タイヤ１および試験路２のセッティングをする。試験タイヤ１は、試験路２の段差５が接地した際にトレッド幅内になるように位置決めされる。その後に支持柱８を下方移動させ、試験タイヤ１を少なくとも上段側路面４に接地させて所定の負荷荷重になる位置で移動を止めて試験タイヤ１の高さ位置が固定される。試験タイヤ１への荷重の負荷は、支持柱８を固定しておき、試験路２を上昇させて与えることもでき、支持柱８と試験路２の少なくとも一方が互いに近接する方向に移動して負荷を与えるようにすればよい。

図１〜２に基づいて本発明の試験方法について説明する。図１に、タイヤ保持装置６に試験タイヤ１が保持されて、上記セッティングが完了した状態を平面方向で示す。図２には、図１における試験タイヤ１の接地状態を正面方向で拡大して示す。図示するように、試験タイヤ１のトレッドは、試験路２の上段側路面４のみに接地して下段側路面３には接地していない状態となっており、かつ、上段側路面４には、トレッドのタイヤ幅方向一端部１ｃのみが接地している。

この状態で図示しない駆動モータ等でドラム状の試験路２を回転させて、試験タイヤ１を段差５の延設方向に転動させる。

図２に示すように、上段側路面４に接地したトレッドの接地圧が下段側路面３側に比べて大幅に高くなり、タイヤ幅方向において段差５の最も近くに位置する周方向溝１ｂの溝底部に大きな歪が発生し、この部分にベルト層のワイヤ折れやグルーブクラックが発生し易い状態を作り出すことができる。

例えば、トレッドに５本のリブ１ａを有する試験タイヤ１に規格最大荷重を負荷して、上段側路面４にトレッドの一端部１ｃとなる１本のリブ１ａのみを接地させて、下段側路面３に接地させない状態とすると、この接地した１本のリブ１ａには規格最大荷重の５倍が負荷されることになり、このリブ１ａに隣接する周方向溝１ｂの溝底部に大きな歪を発生させることができる。

以上のように、本発明の試験方法、試験装置によれば定常的に、ベルト層のワイヤ折れやグルーブクラックが発生し易い状態を作り出すことができ、市場で発生するベルト層のワイヤ折れやグルーブクラックの発生を効率よく再現することが可能となる。そして、発生した程度を把握することができる。

この実施形態では、タイヤ保持装置６を固定し、試験路２をドラム状にして回転させることによって、試験路２を段差５の延設方向に移動させているが、平板状の試験路２を固定して、タイヤ保持装置６を段差５の延設方向に移動させてもよい。

また、この実施形態では、試験タイヤ１のトレッドを試験路２の上段側路面４のみに接地させて、より大きな歪を発生させる状態としているが、これに限定されず、下段側路面３に同時に接地させるようにしてもよい。

さらに、上段側路面４にはトレッドの一端部のみを接地させて、より大きな歪を発生させる状態としているが、これに限定されず、トレッドの幅方向半分程度やそれ以上を上段側路面４に接地させてもよく、これらの条件については、試験条件の厳しさや評価したいトレッド位置に応じて適宜、決定することができる。

試験路２の段差５の高さを、試験タイヤ１を試験路２に接地させた際にタイヤ幅方向において、段差５の最も近くに位置するトレッド溝の溝深さの５０％以上とすると、ベルト層のワイヤ折れやグルーブクラックの発生をより促進させることができ、試験時間を大幅に短縮することができる。

この段差５の高さは、所定荷重を負荷した状態で、試験タイヤ１のトレッドが上段側路面４のみに接地して、下段側路面３に接地しない高さであれば、その高さ以上にしても試験条件が段差５の高さによって厳しくなることはない。

試験路２の段差５は一つに限らず、図３に例示するように、複数としてもよく、これによって、同時に複数箇所の評価が可能となる。

また、段差５の幅方向断面形状は、上段側路面４が水平で矩形のものに限定されず、図４（ａ）に示す上段側路面４が水平で角部がアール取りされた形状、図４（ｂ）に示す上段側路面４が傾斜した形状、図４（ｃ）に示す上段側路面４が山状に突出した形状など、試験条件によってその他、様々な形状を採用することができる。

段差５は、その延設方向に対しては、一定の高さであることに限定されず、連続的に高さが変化する形状でもよく、試験タイヤ１が転動する際に飛び跳ねることがない形状を採用することができる。延設長さも途中に切れ目がまったくないものに限定されず、試験タイヤ１の接地長よりも短ければ、切れ目があってもよい。

試験路２に段差５ではなく、タイヤ幅方向に傾斜する傾斜面を設けて試験することもでき、縦断面形状を平行四辺形とした、いわゆるワブリングドラムの表面に試験タイヤ１を接地させた状態で転動させて試験してもよい。

タイヤサイズが１１Ｒ２２．５ １４ＰＲ（規格最大荷重２６．７ｋＮ、規格最大空気圧７００ｋＰａ）で、溝深さＤ１５ｍｍのリブパターンの空気入りタイヤを用いて、ドラム表面に段差を設けた外径１７０７ｍｍのドラム試験機において、段差の上段側路面にはトレッドの一端部の１本のリブのみを接地させて、負荷荷重を規格最大荷重、空気圧を規格最大空気圧、走行速度を４５ｋｍ／ｈにしたことを共通条件として、段差の高さＨのみを変えてＨ／Ｄの値を表１に示すように４通り（実施例１〜４）に変えて、トレッドの下段側路面への接地状態を変化させて、ベルト層のワイヤ折れが発生するまでの走行距離を測定した。この測定は、２，０００ｋｍ走行毎にＸ線検査によってワイヤ折れの有無を確認したもので、その結果を表１に示す。

尚、この同仕様の試験タイヤは、市場での実車走行試験では、８０，０００ｋｍ走行時点で、トレッド端部のベルト層のワイヤ折れが発生している（比較例）。

実施例１〜４のすべてにおいて、トレッド端部のベルト層のワイヤ折れを再現することができ、試験した段差高さの範囲では、段差高さが大きいほど条件が厳しくなり、ワイヤ折れを発生させる走行距離を短縮可能であることが確認できた。特に、実施例２〜４においては、市場での実車走行試験よりも大幅に走行距離の短縮が可能で、効率よく市場で発生するワイヤ折れを再現して、時間およびコストを削減ができることが確認できた。
実施例１においては、実車走行試験よりも走行距離が長くなっているが、室内試験でワイヤ折れの再現が可能であり、無人で連続走行できるので、実車走行試験よりも試験時間短縮およびコスト削減が可能となり効率的である。

本発明の試験方法を実施している状態を例示する平面図である。 図１における試験タイヤの接地状態を示す正面拡大図である。 本発明に係る試験路の別の例を示す正面図である。 本発明に係る試験路の段差の形状の別の例を示す幅方向断面図である。 本発明の試験装置を例示する正面図である。

符号の説明

１ 試験タイヤ １ａ リブ １ｂ 周方向溝 １ｃ トレッドの一端部
２ 試験路
３ 下段側路面
４ 上段側路面
５ 段差
６ タイヤ保持装置
７ 保持アーム
８ 支持柱
９ 基台
１０ リム
Ｄ トレッド溝深さ
Ｈ 段差高さ

Claims (6)

1. 延設された段差を有する試験路で、リム組みして所定の内圧にした試験タイヤを、前記段差がトレッド幅内に位置するように配置して、所定の荷重を負荷してトレッドを前記試験路の少なくとも上段側路面に接地させて、前記段差の延設方向に転動させる空気入りタイヤの試験方法。
2. 前記段差の高さを、タイヤ幅方向において前記段差の最も近くに位置するトレッド溝の溝深さの５０％以上とする請求項１に記載の空気入りタイヤの試験方法。
3. 前記試験タイヤのトレッドを前記試験路の上段側路面のみに接地させる請求項１または２に記載の空気入りタイヤの試験方法。
4. 前記試験路の上段側路面には、前記試験タイヤのトレッドのタイヤ幅方向一端部のみを接地させる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤの試験方法。
5. リム組みした試験タイヤを転動可能に保持するタイヤ保持装置と、延設された段差を有する試験路とを備え、前記タイヤ保持装置と前記試験路との少なくとも一方を、前記タイヤ保持装置が保持した試験タイヤのトレッドを前記試験路に接地させる方向に移動可能として、該方向に荷重を負荷できるようにするとともに、タイヤ幅方向に移動して試験タイヤの接地位置を調節可能とし、前記タイヤ保持装置と前記試験路との少なくとも一方を、前記段差の延設方向に移動可能とする空気入りタイヤの試験装置。
6. 前記段差の高さを変更可能とした請求項５に記載の空気入りタイヤの試験装置。
   

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