JP2006300723A

JP2006300723A - タイヤ故障検知方法及び検知装置

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Publication number: JP2006300723A
Application number: JP2005122716A
Authority: JP
Inventors: Katsumichi Sekine; 克理関根
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2025-04-20
Also published as: JP4600132B2

Abstract

【課題】タイヤの回転速度や負荷荷重などの試験条件が順次変化するような耐久試験においても、タイヤ故障を精度良く検知することを可能にしたタイヤ故障検知方法及び検知装置を提供する。
【解決手段】タイヤ耐久試験において回転するタイヤＴの故障を検知するに際し、タイヤＴの子午線方向の外縁に沿って故障検知センサ８を配置し、該故障検知センサ８によりタイヤＴの故障を検知する一方で、故障検知センサ８からタイヤＴの表面までの距離を非接触式の距離計１０を用いて測定し、該距離計１０の測定結果に基づいて故障検知センサ８からタイヤＴの表面までの距離を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ耐久試験において回転するタイヤの故障を検知する方法及び装置に関し、さらに詳しくは、試験条件が順次変化するような耐久試験においてもタイヤ故障を精度良く検知することを可能にしたタイヤ故障検知方法及び検知装置に関する。

室内タイヤ耐久試験では、ドラムの外周上でタイヤを走行させながら耐久試験を実施するが、タイヤに故障が発生した段階で、その故障を検知して試験を終了させることが望まれている。つまり、タイヤ故障が発生した状態で耐久試験を継続するとタイヤがバーストする恐れがある。

タイヤ耐久試験において回転するタイヤの故障を検知する方法として、タイヤの子午線方向の外縁に沿ってセンサを配置し、故障により膨らんだ部位がセンサと接触することによりタイヤの故障を検知することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上述の故障検知方法では、回転するタイヤとセンサとを互いに近接させることが要求されるが、回転するタイヤの外縁形状はタイヤの回転速度や負荷荷重によって変化するため、これら試験条件が順次変化するような耐久試験においては、タイヤ故障を精度良く検知することができないという不都合がある。
特開２００４−７７４６４号公報

本発明の目的は、タイヤの回転速度や負荷荷重などの試験条件が順次変化するような耐久試験においても、タイヤ故障を精度良く検知することを可能にしたタイヤ故障検知方法及び検知装置を提供するものである。

上記目的を達成するための本発明のタイヤ故障検知方法は、タイヤ耐久試験において回転するタイヤの故障を検知する方法であって、前記タイヤの子午線方向の外縁に沿って故障検知センサを配置し、該故障検知センサにより前記タイヤの故障を検知する一方で、前記故障検知センサから前記タイヤの表面までの距離を非接触式の距離計を用いて測定し、該距離計の測定結果に基づいて前記故障検知センサから前記タイヤの表面までの距離を調整することを特徴とするものである。

また、上記目的を達成するための本発明のタイヤ故障検知装置は、タイヤ耐久試験において回転するタイヤの故障を検知する装置であって、前記タイヤの子午線方向の外縁に沿って故障検知センサを配置すると共に、該故障検知センサから前記タイヤの表面までの距離を測定する非接触式の距離計と、該距離計の測定結果に基づいて前記故障検知センサの位置を決定する位置決定手段と、該位置決定手段により決定された位置に基づいて前記故障検知センサから前記タイヤの表面までの距離を調整する位置調整手段とを設けたことを特徴とするものである。

本発明では、タイヤの子午線方向の外縁に沿って故障検知センサを配置し、該故障検知センサによりタイヤの故障を検知する一方で、故障検知センサからタイヤの表面までの距離を非接触式の距離計を用いて測定し、該距離計の測定結果に基づいて故障検知センサからタイヤの表面までの距離を調整する。そのため、タイヤの回転速度や負荷荷重などの試験条件に起因してタイヤの外縁形状が変化した場合であっても、その外縁形状を把握し、故障検知センサからタイヤの表面までの距離を適切に調整することができる。従って、試験条件が順次変化するような耐久試験においても、タイヤ故障を精度良く検知することができる。

本発明において、故障検知センサからタイヤの表面までの距離の調整は、耐久試験と並行して連続的に行うことが可能であるが、タイヤの外縁形状はタイヤの回転速度や負荷荷重を変更することで大きく変化するため、これら回転速度及び／又は負荷荷重を変更する際に限定的に行うようにしても良い。

故障検知センサからタイヤの表面までの距離は、より具体的には、以下のステップから決定することができる。即ち、故障検知センサからタイヤの表面までの距離を調整するにあたって、故障検知センサからタイヤの表面までの距離をタイヤ全周にわたって取得するステップと、前記距離の最大値と最小値との差Δｈ（ｍｍ）を求めるステップと、故障検知センサとタイヤの表面との間に設定される最小隙間をα（ｍｍ）としたとき、前記距離の最大値がΔｈ＋αとなるように故障検知センサの位置を決定するステップとを実施すれば良い。

特に、故障検知センサからタイヤの表面までの距離の調整を耐久試験と並行して連続的に行う場合、故障検知センサからタイヤの表面までの距離は、以下のステップから決定することができる。即ち、故障検知センサからタイヤの表面までの距離を調整するにあたって、試験開始前に、故障検知センサからタイヤの表面までの距離をタイヤ全周にわたって取得するステップと、前記距離の最大値と最小値との差Δｈ（ｍｍ）を求めるステップと、故障検知センサとタイヤの表面との間に設定される最小隙間をα（ｍｍ）としたとき、前記距離の最大値がΔｈ＋αとなるように故障検知センサの位置を決定するステップと、試験開始後、故障検知センサからタイヤの表面までの距離を常に取得し続け、前記距離の最大値がΔｈ＋αとなるように故障検知センサの位置を連続的に調整するステップとを実施すれば良い。

一方、本発明のタイヤ故障検知装置においては、位置決定手段が、故障検知センサからタイヤの表面までの距離をタイヤ全周にわたって取得するステップと、前記距離の最大値と最小値との差Δｈ（ｍｍ）を求めるステップと、故障検知センサとタイヤの表面との間に設定される最小隙間をα（ｍｍ）としたとき、前記距離の最大値がΔｈ＋αとなるように故障検知センサの位置を決定するステップとを実施する機能を有していることが好ましい。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態からなるタイヤ故障検知装置を概略的に示すものである。なお、タイヤ故障検知装置はタイヤ耐久試験において回転するタイヤＴの故障を検知するものであるので、タイヤ耐久試験を実施する装置の構成は特に限定されるものではない。

図１に示すように、本実施形態のタイヤ故障検知装置は、タイヤＴのトレッド部及び左右のサイドウォール部に対応する位置にそれぞれ駆動装置（位置調整手段）１〜３を配置した構成になっている。各駆動装置１〜３は、固定部４と、該固定部４からタイヤＴに向かって進退自在のアーム部５と、タイヤ子午線方向に延長するようにアーム部５に固定された枠部６とを備えている。枠部６には、タイヤＴに向かって延長する複数本の支持棒７が取り付けられている。これら支持棒７は枠部６からの突出量が調整自在である。支持棒７としては、直径１．０〜２．０ｍｍ、長さ５０〜２００ｍｍの金属棒を使用すると良い。

支持棒７の先端には、例えば鉤状の係合部が形成されており、その先端に細線からなる故障検知センサ８がタイヤＴの子午線方向の外縁に沿うように張り渡されている。故障検知センサ８を構成する細線としては、直径０．１〜０．３ｍｍの金属線を使用すると良い。このような金属線は可撓性に優れているためタイヤ表面形状に合わせて容易に変形させることができ、しかも適度な強度を有しているためリミッターとして有効に機能する。

故障検知センサ８の一端部は、一方のサイドウォール部に位置する駆動装置１の支持棒７の一つに固定されている。また、故障検知センサ８の他端部は、他方のサイドウォール部に位置する駆動装置３において枠体６に固定されたワイヤ式リニアゲージからなる検知器９に接続されている。タイヤＴの故障部位が膨らんで故障検知センサ８と接触すると検知器９が故障検知センサ８の変位を検出し、これによりタイヤ故障を検知するようになっている。

各駆動装置１〜３において、故障検知センサ８からタイヤＴの表面までの距離を測定するために、固定部４には非接触式の距離計１０が搭載されている。距離計１０は、該距離計１０からタイヤＴの表面までの距離を測定するものであるが、故障検知センサ８と距離計１０との距離が予め判っていれば、故障検知センサ８からタイヤＴの表面までの距離を求めることができる。この距離計１０の測定結果は、制御回路（位置決定手段）１１に供給される。制御回路１１は、距離計１０の測定結果に基づいて故障検知センサ８の位置を決定し、アーム部５の固定部４からの突出量を制御するようになっている。

次に、上記タイヤ故障検知装置を用いてタイヤ耐久試験においてタイヤ故障を検知する方法について説明する。先ず、タイヤ耐久試験に先駆けてタイヤ故障検知装置のセッティングを行う。即ち、タイヤＴの子午線方向の外縁に沿って枠部６を配置し、枠部６からタイヤＴの外縁に向けて複数本の支持棒７を突出させる。このとき、支持棒７の枠部６からの突出量をタイヤサイズに応じて調整し、全ての支持棒７の先端がタイヤ表面から一定の距離になるように調整する。これにより、支持棒７の先端に張り渡された故障検知センサ８がタイヤ表面と近接する位置に配置される。

この状態で、タイヤＴをドラムの外周上で走行させて耐久試験を実施する。試験の最終段階になってタイヤＴに故障が発生すると、その破壊に起因して故障部分が膨らむ。そして、タイヤＴの膨らんだ故障部分が故障検知センサ８に接触すると検知器９がタイヤ故障を検知する。検知器９による検出結果は、タイヤ耐久試験装置に供給されて制御信号として利用される。つまり、検知器９がタイヤ故障を検知すると、タイヤＴがドラムから後退して耐久試験が終了する。

上記タイヤ故障検知装置は、枠部６からタイヤＴの外縁に向けて突出させた複数本の支持棒７を有し、これら支持棒７の先端に細線からなる故障検知センサ８を張り渡しているので、故障検知センサ８の位置をタイヤＴの外縁形状に合わせて微妙に調整することができる。

しかしながら、回転するタイヤＴの外縁形状はタイヤＴの回転速度や負荷荷重によって変化するため、これら試験条件が順次変化するような耐久試験においては、タイヤ故障を精度良く検知することができないことがある。例えば、図２はタイヤの外縁形状の変化を示すものであるが、低速回転時の外縁形状（実線）と高速回転時の外縁形状（破線）とは相違している。そのため、試験条件が順次変化するような耐久試験において、故障検知センサ８の位置が不変であると、故障による膨らみと試験条件の変化に起因する外縁形状の変化とを区別することができず、タイヤ故障を精度良く検知することができない。

そこで、故障検知センサ８によりタイヤＴの故障を検知する一方で、故障検知センサ８からタイヤＴの表面までの距離を非接触式の距離計１０を用いて測定し、該距離計１０の測定結果に基づいて故障検知センサ８からタイヤＴの表面までの距離を調整する。これにより、タイヤＴの回転速度や負荷荷重などの試験条件に起因してタイヤＴの外縁形状が変化した場合であっても、その外縁形状を把握し、故障検知センサ８からタイヤＴの表面までの距離を適切に調整することができる。その結果、試験条件が順次変化するような耐久試験においても、タイヤ故障を精度良く検知することができる。

以下、故障検知センサの位置を決定する方法を具体的に説明する。図３は本発明のタイヤ故障検知方法の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、故障検知センサからタイヤの表面までの距離の調整をタイヤ耐久試験と並行して連続的に行う場合を示すものである。また、図４及び図５はそれぞれサイドウォール部及びトレッド部の外縁形状をタイヤ周方向に沿って示すものである。

図３に示すように、故障検知センサ８からタイヤＴの表面までの距離を調整するにあたって、先ず、試験開始前に、故障検知センサ８からタイヤＴの表面までの距離をタイヤ全周にわたって取得し、その距離の最大値Ｘ_maxと最小値Ｘ_minとの差Δｈ（ｍｍ）を求める（ステップＳ₁〜Ｓ₂）。

図４に示すように、タイヤＴのサイドウォール部には、ブランド表示部２１やスプライスに起因する突出部２２などが存在するが、最大値Ｘ_maxはブランド表示部２１や突出部２２が存在しない基準位置にて測定され、最小値Ｘ_minはブランド表示部２１や突出部２２のうち最も突出量が大きい部位にて測定される。一方、図５に示すように、タイヤＴのトレッド部には、ラグ溝３１やサイプ３２などが存在するが、最大値Ｘ_maxはラグ溝３１やサイプ３２が最も深くなる基準位置にて測定され、最小値Ｘ_minはラグ溝３１やサイプ３２が存在しない部位にて測定される。

次に、故障検知センサ８とタイヤＴの表面との間に設定される最小隙間をα（ｍｍ）としたとき、最大値Ｘ_maxがΔｈ＋αとなるように故障検知センサ８の位置を決定する（ステップＳ₃）。最小隙間αは、例えば、０．５〜２．０ｍｍの範囲で任意に設定される。この最小隙間αを上記範囲に設定することでタイヤ故障を精度良く検出することが可能になる。上記決定に基づいて故障検知センサ８からタイヤＴの表面までの距離を調整した後、所定のタイヤ耐久試験を開始する（ステップＳ₄）。

試験開始後、故障検知センサ８からタイヤＴの表面までの距離を常に取得し続け、最大値Ｘ_maxがΔｈ＋αとなるように故障検知センサ８の位置を連続的に調整する（ステップＳ₅〜Ｓ₆）。そして、タイヤ故障が発生するまでステップＳ₅〜Ｓ₆を繰り返し、タイヤ故障が発生したとき耐久試験を終了する（ステップＳ₇）。なお、Δｈは走行中に実質的に変化しないので、ステップＳ₅とステップＳ₆との間で改めて求める必要はない。

上記タイヤ故障検知方法では、故障検知センサ８からタイヤＴの表面までの距離の最大値Ｘ_maxとなる高さ位置を基準位置とし、故障検知センサ８を基準位置からΔｈ＋αだけ離間させているので、タイヤ故障に起因する膨らみと試験条件の変化に起因する外縁形状の変化とを区別し、タイヤ故障を精度良く検知することができる。

図６は本発明のタイヤ故障検知方法の他の例を示すフローチャートである。このフローチャートは、故障検知センサからタイヤの表面までの距離の調整をタイヤの試験条件の変更時に行う場合を示すものである。

図６に示すように、タイヤＴの回転速度や負荷荷重などの試験条件を変更する場合、その試験条件の変更に併せて故障検知センサ８からタイヤＴの表面までの距離を調整する（ステップＳ₁₁〜Ｓ₁₂）。タイヤＴの試験条件に変更がない場合、タイヤ故障が発生するまでステップＳ₁₁〜Ｓ₁₂を繰り返し、タイヤ故障が発生したとき耐久試験を終了する（ステップＳ₁₃）。なお、タイヤＴの回転速度や負荷荷重を変更する時は、変更直前に故障検知センサ８をタイヤＴから一旦離すと良い。タイヤＴの外縁形状は、回転速度や負荷荷重を変更することで大きく変化し、場合によっては、数ｍｍ〜十数ｍｍの寸法変化を生じることがあるが、変更直前に故障検知センサ８をタイヤＴから離しておけば、故障検知センサ８の破損を未然に防ぐことができる。

故障検知センサ８からタイヤＴの表面までの距離を調整するステップＳ₁₁においては、前述の実施形態と同様に、故障検知センサ８からタイヤＴの表面までの距離をタイヤ全周にわたって取得するステップと、その距離の最大値Ｘ_maxと最小値Ｘ_minとの差Δｈ（ｍｍ）を求めるステップと、故障検知センサ８とタイヤＴの表面との間に設定される最小隙間をα（ｍｍ）としたとき、最大値Ｘ_maxがΔｈ＋αとなるように故障検知センサ８の位置を決定するステップとを実施すれば良い。

上記タイヤ故障検知方法においても、故障検知センサ８からタイヤＴの表面までの距離の最大値Ｘ_maxとなる高さ位置を基準位置とし、故障検知センサ８を基準位置からΔｈ＋αだけ離間させているので、タイヤ故障に起因する膨らみと試験条件の変化に起因する外縁形状の変化とを区別し、タイヤ故障を精度良く検知することができる。

上述した好ましい実施形態においては、故障検知センサをタイヤのトレッド部と左右のサイドウォール部に沿うように配置し、故障検知センサの位置をトレッド部と左右のサイドウォール部において個別に調整可能とする構成になっているが、本発明では故障検知センサをタイヤのトレッド部だけに沿うように配置したり、或いは、サイドウォール部だけに沿うように配置することも可能である。つまり、故障発生部位が予測される場合には、故障検知センサをタイヤの限定された部位に沿って配置するようにしても良い。

上述した好ましい実施形態においては、故障検知センサを細線から構成し、その細線からなる故障検知センサを複数本の支持棒によって支持した構成になっているが、故障検知センサの構成は特に限定されるものではない。

本発明の実施形態からなるタイヤ故障検知装置を概略的に示す正面図である。タイヤの外縁形状の変化を示す断面図である。本発明のタイヤ故障検知方法の一例を示すフローチャートである。サイドウォール部の外縁形状をタイヤ周方向に沿って示す図である。トレッド部の外縁形状をタイヤ周方向に沿って示す図である。本発明のタイヤ故障検知方法の他の例を示すフローチャートである。

符号の説明

１〜３駆動装置（位置調整手段）
４固定部
３メインアーム
５アーム部
６枠部
７支持棒
８故障検知センサ
９検知器
１０距離計
１１制御回路（位置決定手段）
Ｔタイヤ

Claims

タイヤ耐久試験において回転するタイヤの故障を検知する方法であって、前記タイヤの子午線方向の外縁に沿って故障検知センサを配置し、該故障検知センサにより前記タイヤの故障を検知する一方で、前記故障検知センサから前記タイヤの表面までの距離を非接触式の距離計を用いて測定し、該距離計の測定結果に基づいて前記故障検知センサから前記タイヤの表面までの距離を調整することを特徴とするタイヤ故障検知方法。
前記タイヤの回転速度及び／又は負荷荷重の変更時に、前記故障検知センサから前記タイヤの表面までの距離の調整を行うことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ故障検知方法。
前記故障検知センサから前記タイヤの表面までの距離を調整するにあたって、前記故障検知センサから前記タイヤの表面までの距離をタイヤ全周にわたって取得するステップと、前記距離の最大値と最小値との差Δｈ（ｍｍ）を求めるステップと、前記故障検知センサと前記タイヤの表面との間に設定される最小隙間をα（ｍｍ）としたとき、前記距離の最大値がΔｈ＋αとなるように前記故障検知センサの位置を決定するステップとを実施することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタイヤ故障検知方法。
前記故障検知センサから前記タイヤの表面までの距離を調整するにあたって、試験開始前に、前記故障検知センサから前記タイヤの表面までの距離をタイヤ全周にわたって取得するステップと、前記距離の最大値と最小値との差Δｈ（ｍｍ）を求めるステップと、前記故障検知センサと前記タイヤの表面との間に設定される最小隙間をα（ｍｍ）としたとき、前記距離の最大値がΔｈ＋αとなるように前記故障検知センサの位置を決定するステップと、試験開始後、前記故障検知センサから前記タイヤの表面までの距離を常に取得し続け、前記距離の最大値がΔｈ＋αとなるように前記故障検知センサの位置を連続的に調整するステップとを実施することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ故障検知方法。
タイヤ耐久試験において回転するタイヤの故障を検知する装置であって、前記タイヤの子午線方向の外縁に沿って故障検知センサを配置すると共に、該故障検知センサから前記タイヤの表面までの距離を測定する非接触式の距離計と、該距離計の測定結果に基づいて前記故障検知センサの位置を決定する位置決定手段と、該位置決定手段により決定された位置に基づいて前記故障検知センサから前記タイヤの表面までの距離を調整する位置調整手段とを設けたことを特徴とするタイヤ故障検知装置。
前記位置決定手段が、前記故障検知センサから前記タイヤの表面までの距離をタイヤ全周にわたって取得するステップと、前記距離の最大値と最小値との差Δｈ（ｍｍ）を求めるステップと、前記故障検知センサと前記タイヤの表面との間に設定される最小隙間をα（ｍｍ）としたとき、前記距離の最大値がΔｈ＋αとなるように前記故障検知センサの位置を決定するステップとを実施する機能を有することを特徴とする請求項５に記載のタイヤ故障検知装置。