JP2009020081A - Deformation measuring method and deformation measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、被測定体、例えば空気入りタイヤの変形を測定する変形測定方法および変形測定器に関する。 The present invention relates to a deformation measuring method and a deformation measuring device for measuring deformation of a measured object, for example, a pneumatic tire.
従来の変形測定方法および変形測定器としては、例えば以下の特許文献1に記載されているようなものが知られている。
このものは、空気入りタイヤのトレッド部内周に貼付けられた抵抗線歪ゲージと、該歪ゲージの抵抗線がトレッド部の変形(歪)に追従して伸縮したときの該金属線の抵抗変化に基づきトレッド部の変形を求める測定部とを備え、空気入りタイヤのワイピング変形に基づくトレッド部の変形を測定するようにしたものである。 This is a resistance wire strain gauge affixed to the inner periphery of the tread portion of a pneumatic tire, and the resistance change of the metal wire when the resistance wire of the strain gauge expands and contracts following the deformation (strain) of the tread portion. And a measurement unit for determining the deformation of the tread portion, and measuring the deformation of the tread portion based on the wiping deformation of the pneumatic tire.
しかしながら、このような従来の変形測定方法および変形測定器にあっては、歪みゲージが薄肉で数mm角程度の小型であるため、該歪ゲージの貼付け位置や向きを規定の位置、向きに貼付けることが難しく、これにより、測定結果の精度および再現性が低下してしまうという課題があった。 However, in such a conventional deformation measuring method and deformation measuring instrument, since the strain gauge is thin and small, about several mm square, the position and orientation of the strain gauge are attached to the specified position and orientation. As a result, there is a problem that the accuracy and reproducibility of the measurement results are lowered.
この発明は、測定精度、再現性を容易に向上させることができる変形測定方法および変形測定器を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the deformation | transformation measuring method and deformation | transformation measuring device which can improve a measurement precision and reproducibility easily.
このような目的は、第1に、磁石が設けられた第1支持体および前記第1支持体から離隔した位置に前記磁石との間の距離を検出するホール素子が設けられた第2支持体が固着されるとともに、第1支持体または第2支持体のいずれか一方との間に自身より弾性係数の小さな材料からなるクッション層が介装され、被測定体の変形に追従して伸縮することができる支持シートを、変形する被測定体に固着する工程と、前記ホール素子からの検出結果に基づいて被測定体の変形を求める工程とを備えた変形測定方法により、達成することができる。 The first object is to provide a first support body provided with a magnet and a second support body provided with a Hall element for detecting a distance between the magnet and a position separated from the first support body. Is fixed, and a cushion layer made of a material having a smaller elastic coefficient than itself is interposed between the first support body and the second support body, and expands and contracts following the deformation of the measured object. It can be achieved by a deformation measuring method comprising a step of fixing a support sheet that can be deformed to a deformed object to be deformed, and a step of obtaining deformation of the object to be measured based on a detection result from the Hall element. .
第2に、被測定体の変形測定時に該被測定体に固着され、該被測定体の変形に追従して伸縮することができる支持シートと、該支持シートに固着されるとともに、磁石が設けられた第1支持体と、前記第1支持体から離隔した位置の支持シートに固着され、前記磁石との間の距離を検出するホール素子が設けられた第2支持体と、第1支持体または第2支持体のいずれか一方と支持シートとの間に介装され、前記支持シートより弾性係数の小さな材料からなるクッション層とを備え、前記ホール素子からの検出結果に基づき被測定体の変形を求めるようにした変形測定器により、達成することができる。 Secondly, a support sheet that is fixed to the measurement object at the time of measuring deformation of the measurement object and that can expand and contract following the deformation of the measurement object, and a magnet that is fixed to the support sheet and provided with a magnet are provided. A first support member, a second support member fixed to a support sheet at a position spaced from the first support member, and provided with a Hall element for detecting a distance between the first support member and the first support member; Or a cushion layer made of a material having a smaller elastic coefficient than that of the support sheet, interposed between either one of the second supports and the support sheet, and based on the detection result from the Hall element, This can be achieved by a deformation measuring device adapted to determine the deformation.
この発明においては、支持シートに磁石が設けられた第1支持体およびホール素子が設けられた第2支持体を離して固着するとともに、これらのいずれか一方と支持シートとの間にクッション層を介装したので、全体として従来の歪ゲージより大型となり、この結果、固着位置や向きを容易に規定の位置、向きとすることができ、測定結果の精度、再現性を容易に向上させることができる。 In this invention, the first support body provided with the magnet on the support sheet and the second support body provided with the hall element are separated and fixed, and a cushion layer is provided between any one of these and the support sheet. As a whole, it becomes larger than the conventional strain gauge, and as a result, the fixing position and orientation can be easily set to the specified position and orientation, and the accuracy and reproducibility of measurement results can be improved easily. it can.
そして、この発明では、被測定体の変形に追従して支持シートが伸縮すると、間にクッション層が設けられていない第1または第2支持体は、支持シートと等量だけ変位するが、間にクッション層が設けられている残りの第1または第2支持体はクッション層が変形を吸収するため、変位量が零に近付く。これにより、第1、第2支持体間の距離、詳しくは磁石とホール素子との間の距離が変化するが、このときにホール素子が検出した距離、即ち検出結果に基づき被測定体の変形を求める。 In the present invention, when the support sheet expands and contracts following the deformation of the measured object, the first or second support without the cushion layer is displaced by the same amount as the support sheet. The remaining first or second support provided with the cushion layer has a displacement amount approaching zero because the cushion layer absorbs deformation. As a result, the distance between the first and second supports, specifically the distance between the magnet and the Hall element, changes. The distance detected by the Hall element at this time, that is, the deformation of the measured object based on the detection result. Ask for.
また、請求項3に記載のようにホール素子、測定部を共に第2支持体に設ければ、両者を接続する信号線がタイヤの変形によって断線するような事態が抑制され、これにより、測定作業の中断を効果的に抑制することができる。さらに、請求項4に記載のように構成すれば、所望の方向における被測定体の変形を容易に高精度で測定することができ、また、請求項5に記載のように構成すれば、被測定体の変形を直交する2方向に分解した状態で容易に測定することができる。さらに、請求項6に記載のように構成すれば、支持シートを容易かつ安価に製作することができ、また、請求項7に記載のように構成すれば、安価でありながら充分に変形を吸収することができる。 In addition, if the Hall element and the measurement part are both provided on the second support body as described in claim 3, a situation in which the signal line connecting the two is disconnected due to the deformation of the tire is suppressed, whereby the measurement is performed. The interruption of work can be effectively suppressed. Furthermore, if configured as described in claim 4, the deformation of the measured object in a desired direction can be easily measured with high accuracy, and if configured as described in claim 5, Measurement can be easily performed in a state where the deformation of the measuring body is disassembled in two orthogonal directions. Further, if configured as described in claim 6, the support sheet can be manufactured easily and inexpensively, and if configured as described in claim 7, it is inexpensive but sufficiently absorbs deformation. can do.
以下、この発明の実施形態1を図面に基づいて説明する。
図1において、11は、例えば乗用車、トラック、バス等に装着される被測定体としての空気入りラジアルタイヤであり、このタイヤ11は走行時に路面12に接触するトレッド部13を有し、このトレッド部13の外周には幅広で周方向に連続して延びる複数本の主溝14、および、幅方向に延び前記主溝14と交差する幅広の横溝15が形成されている。なお、トレッド部13の外周には前記主溝14または横溝15のいずれか一方のみが形成される場合もある。そして、このようなタイヤ11を荷重下で走行させると、接地領域内のトレッド部13には種々の外力が作用して幅方向および周方向の少なくともいずれか一方に伸縮し変形が発生する。
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In FIG. 1,
17は前記タイヤ11(トレッド部13)の内周に設置された変形測定器であり、この変形測定器17は前述のような外力に基づくトレッド部13内周での幅方向、周方向の変形を測定するため、トレッド部13の内周に配置されている。この変形測定器17は、図2、3、4に示すように、タイヤ11(トレッド部13の内周)に接着剤等によって取り外し可能に固着される矩形シート状の支持シート18を有し、この支持シート18は薄肉の一定肉厚で、前記タイヤ11(トレッド部13)の変形に追従して同一方向に同一量だけ伸縮することができる。
17 is a deformation measuring device installed on the inner periphery of the tire 11 (tread portion 13). The deformation measuring
この結果、前記支持シート18は、タイヤ11の回転により変形測定器17が接地領域に到達する毎に、タイヤ11(トレッド部13)の変形に追従して幅方向、周方向に伸縮し、一方、接地領域から離れて外力の付与が無くなると、元の形状(長さ)に復元する。ここで、前述した支持シート18は加硫済みゴムから構成されているため、これを容易かつ安価に製作することができる。
As a result, the
21は前記支持シート18の中央部に基端(外端)が直接固着され、タイヤ11の回転軸に向かって半径方向に延びる第1支持体であり、この第1支持体21は略円柱状を呈し、剛体、例えばプラスチックから構成されている。この第1支持体21内には前述した幅方向、周方向の変形を測定する際に用いる複数、ここでは2個の磁石22、23が埋設され、この磁石22はタイヤ11の幅方向に、一方、磁石23はタイヤ11の周方向に延びている。なお、これら磁石22、23は第1支持体21の表面に固着されたり、一部が第1支持体21に埋設されることで、第1支持体21に設けられていてもよい。
ここで、前述した磁石22は、磁石23より先端側(半径方向内側)に配置されるとともに、磁石23に対して直交している。なお、前述の磁石はタイヤ11の一方向の変形のみを測定する場合には1個だけ設ければよいが、複数方向の変形を測定する場合には、1個だけでも可能であるものの、複数、前述のように2個あるいは3個以上設けるようにすることが好ましい。そして、このように複数の磁石を設ける場合には、これら磁石を等角度で交差させながら配置することが好ましい。また、前述の磁石22、23としては、フェライト磁石等の永久磁石を用いることができる。
Here, the
26は剛体、例えばプラスチックから構成され前記支持シート18に固着された第2支持体であり、この第2支持体26の中央部には前記第1支持体21と同軸の該第1支持体21より大径の半径方向に延びる貫通孔27が形成されている。そして、前記貫通孔27内には前記第1支持体21が挿入されており、この結果、この第2支持体26は貫通孔27の内周が第1支持体21から等距離離隔した位置において支持シート18に固着されていることになり、これにより、前記第1支持体21は第2支持体26に対して独立して変位することができる。
30、31は貫通孔27近傍の第2支持体26内に埋設された矩形板状のホール素子であり、このホール素子30は前記磁石22の延長線上でこれに直交するよう配置され、一方、ホール素子31は前記磁石23の延長線上でこれに直交するよう配置されており、この結果、これらホール素子30、31は第1支持体21を中心として周方向に90度離れて配置されていることになる。なお、前記ホール素子は前述のような磁石に対応して片側にこれと同数だけ設けてもよく、あるいはこれの2倍の数にして両側に設けてもよいが、いずれの場合にも、各磁石の延長線上にこれと直交するよう配置することが好ましい。
30 and 31 are rectangular plate-shaped hall elements embedded in the
ここで、前記ホール素子30、31はGe、Si等の半導体材料からなり、その入力端子に一定電流を流しておくと、該ホール素子30、31に対して垂直方向に作用する磁界の大きさに応じた電圧を出力端子から出力することができる。そして、前記タイヤ11(トレッド部13)の幅方向、周方向の変形に追従して支持シート18が同方向に同一量だけ伸縮し、これにより、ホール素子30、31と磁石22、23との間の距離が後述のように変化すると、この距離の変化に応じてホール素子30、31に作用する磁界の大きさが変化して出力電圧(検出結果)が変化し、これにより、前記タイヤ11(トレッド部13)の幅方向、周方向の変形がそれぞれ測定される。
Here, the
また、前述のように複数(2個)のホール素子30、31を周方向に90度離して配置すれば、タイヤ11(トレッド部13)の変形を、複雑な演算を行うことなく、直交する2方向に分解した状態で容易に測定することができる。なお、ホール素子を複数個設置する場合には、これらホール素子を90度以外の角度だけ周方向に離して配置することもでき、この場合には、これら複数のホール素子からの出力(検出結果)を基に演算を行うことで、所望の方向におけるタイヤ11(トレッド部13)の変形を容易に高精度で測定することができ、その効果はホール素子数が多い程顕著となる。
Further, as described above, if a plurality (two) of the
35は第2支持体26と支持シート18との間に介装されたクッション層であり、このクッション層35が介装されることで第2支持体26は支持シート18に間接的に固着されることになる。前記クッション層35は支持シート18より弾性係数の小さな材料から構成されており、この結果、支持シート18がタイヤ11(トレッド部13)に追従して伸縮したとき、該クッション層35は支持シート18の変形を吸収し、これにより、第2支持体26の変位量は零に近付く。ここで、前述のクッション層35を多孔性であるウレタンフォーム等の合成スポンジから構成すると、安価でありながら充分に変形を吸収することができるので、好ましい。
38は前記第2支持体26の基端部に埋設された測定部であり、この測定部38は、例えばICチップ等の制御基板から構成されている。また、この測定部38と前記ホール素子30、31とは第2支持体26に埋設された信号線39、40により接続され、これら信号線39、40を通じてホール素子30、31からの出力(検出結果)が測定部38に送られる。このように測定部38にホール素子30、31からの出力が送られると、該測定部38はホール素子30からの検出結果に基づき演算を行ってタイヤ11(トレッド部13)の幅方向の変形を、また、ホール素子31からの検出結果に基づき演算を行って周方向の変形を求める。
具体的には、変形測定器17が接地領域外に位置しているときのホール素子30、31と磁石22、23との間の距離の平均値を求めて基準値として測定部38に記憶しておき、前記変形測定器17が接地領域に到達してホール素子30、31と磁石22、23との間の距離が変化したとき、この変化した距離を検出して前記基準値と比較し、これにより、タイヤ11(トレッド部13)における幅方向、周方向の変形をそれぞれ測定している。
Specifically, the average value of the distance between the
そして、前述のように支持シート18に磁石22、23が設けられた第1支持体21およびホール素子30、31が設けられた第2支持体26を離して固着するとともに、第2支持体26と支持シート18との間にクッション層35を介装したので、全体として従来の歪ゲージより大型となり、この結果、固着位置や向きを容易に規定の位置、向きとすることができ、測定結果の精度、再現性を容易に向上させることができる。また、ホール素子30、31、測定部38を共に第2支持体26に設けたので、両者を接続する信号線39、40がタイヤ11の変形によって断線するような事態が抑制され、これにより、測定作業の中断を効果的に抑制することができる。
As described above, the
次に、前記実施形態1の作用について説明する。
前述した変形測定器17を用いてタイヤ11(トレッド部13)の変形を測定する場合には、該タイヤ11(トレッド部13)の内周に接着剤等を用いて変形測定器17の支持シート18を取り外し可能に固着する。次に、前記タイヤ11をリムに装着して内圧を充填した後、所定荷重を負荷しながら路面12上を走行させて複数回回転させる。このとき、ホール素子30、31からの測定結果を基に測定部38を用いて変形測定器17が接地領域外に位置しているとき(外力の付与がないとき)のホール素子30、31と磁石22、23との間の距離の平均値を求め、基準値として測定部38に記憶する。なお、前記基準値は予め設定した値として測定部38に記憶させておいてもよい。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
When measuring the deformation of the tire 11 (tread portion 13) using the
次に、再びタイヤ11を走行させて変形測定器17を接地領域に到達させると、タイヤ11の伸縮変形に追従してトレッド部13内周および支持シート18が幅方向および周方向に伸縮する。このとき、第1支持体21と支持シート18との間にはクッション層が設けられていないため、第1支持体21は支持シート18と等量だけ変位するが、第2支持体26と支持シート18との間にはクッション層35が介装されているため、クッション層35が支持シート18の変形を吸収し、第2支持体26の変位量が零に近付く。
Next, when the
このような第1、第2支持体21、26の変位により、第1、第2支持体21、26間の距離、詳しくは磁石22、23とホール素子30、31との間の距離が変化するが、この変化した距離をホール素子30、31が検出し検出結果(出力電圧)として測定部38に出力する。このとき、測定部38は前記検出結果(距離)と基準値とを比較し、これらの比較結果からタイヤ11(トレッド部13)の幅方向、周方向の変形をそれぞれ求める。このようにして測定されたタイヤ11(トレッド部13)の変形は、測定部38から、例えば無線通信によりタイヤ11の外部に設置されたリーダにより読み取られる。また、前述したホール素子30、31からの検出結果に基づいてタイヤ11に対する入力の値あるいはタイヤ11の積算回転数を求めることもできる。
Due to such displacement of the first and
なお、前述の実施形態においては、タイヤ11(トレッド部13)の内周に変形測定器17を設置するようにしたが、この発明においては、タイヤのサイドウォール部に設置してもよく、あるいは、タイヤ以外の変形する部材、例えばコンベアベルト、免震ゴム等に設置し、その変形を測定するようにしてもよい。また、前述の実施形態においては、支持シート18と第2支持体26との間にのみクッション層35を介装するようにしたが、この発明においては、支持シート18と第1支持体21との間にのみクッション層を介装するようにしても、同様に変形を測定することができる。
In the above-described embodiment, the
この発明は、被測定体、例えばタイヤの変形を測定する産業分野に適用できる。 The present invention can be applied to the industrial field for measuring deformation of a measured object, for example, a tire.
11…被測定体 18…支持シート
21…第1支持体 22、23…磁石
26…第2支持体 30、31…ホール素子
35…クッション層 38…測定部
11 ...
21 ...
26 ...
35…
Claims (7)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007185103A JP2009020081A (en) | 2007-07-14 | 2007-07-14 | Deformation measuring method and deformation measuring device |
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JP2007185103A JP2009020081A (en) | 2007-07-14 | 2007-07-14 | Deformation measuring method and deformation measuring device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102589408A (en) * | 2012-02-29 | 2012-07-18 | 哈尔滨工业大学 | Hub type concrete self-shrinkage measuring device |
-
2007
- 2007-07-14 JP JP2007185103A patent/JP2009020081A/en not_active Withdrawn
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CN102589408A (en) * | 2012-02-29 | 2012-07-18 | 哈尔滨工业大学 | Hub type concrete self-shrinkage measuring device |
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