JP2009047648A - タイヤの試験方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】タイヤの種類に拘わらず試験路面上で走行しているタイヤの破損を正確に判定することのできるタイヤの試験方法及びその装置を提供する。
【解決手段】走行しているタイヤTAの撓み量を検出するとともに、検出された撓み量の第1所定時間t1あたりの変化量を順次演算し、演算結果が基準値を超えて大きくなるとタイヤTAに破損が発生していると判定するようにしたことから、タイヤTAの温度上昇、へたり、使用上問題のない小さなエグレやクラック等によりタイヤTAの撓み量が徐々に大きくなっている段階では、撓み量の第1所定時間t1あたりの変化量に大きな変動が生ずることがなく、タイヤTAに破損が生ずると、第1所定時間t1あたりの変化量に大きな変動が生じ、タイヤTAに破損が発生していると判定されるので、タイヤTAの種類に拘わらず試験路面11上で走行するタイヤTAの破損を正確に判定することができる。
【選択図】図6
【解決手段】走行しているタイヤTAの撓み量を検出するとともに、検出された撓み量の第1所定時間t1あたりの変化量を順次演算し、演算結果が基準値を超えて大きくなるとタイヤTAに破損が発生していると判定するようにしたことから、タイヤTAの温度上昇、へたり、使用上問題のない小さなエグレやクラック等によりタイヤTAの撓み量が徐々に大きくなっている段階では、撓み量の第1所定時間t1あたりの変化量に大きな変動が生ずることがなく、タイヤTAに破損が生ずると、第1所定時間t1あたりの変化量に大きな変動が生じ、タイヤTAに破損が発生していると判定されるので、タイヤTAの種類に拘わらず試験路面11上で走行するタイヤTAの破損を正確に判定することができる。
【選択図】図6
Description
本発明は、例えば内圧が減少している状態で試験路面上を走行させてタイヤの耐久性を評価するタイヤの試験方法及びその装置に関するものである。
一般に、この種のタイヤの試験方法としては、タイヤを試験路面に所定荷重で押付けるとともに、タイヤが試験路面上を走行する状態を形成し、タイヤに破損が発生する前の段階では走行中のタイヤの撓み量が一定になると仮定し、タイヤの撓み量が予め設定された所定の撓み量を超えて大きくなると、タイヤに破損が発生したと判定するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2004−132847号公報
ところで、前記試験方法では、タイヤに破損が発生する前の段階でも、タイヤの温度上昇、へたり、使用上問題のない小さなエグレやクラック等により、タイヤの撓み量が徐々に大きくなり、この撓み量が徐々に大きくなる傾向はタイヤの種類によって異なる。このため、タイヤの破損を判定するための前記所定の撓み量の設定が極めて難しく、前記試験方法ではタイヤの破損を正確に判定することができないという問題点があった。
例えば、前記所定の撓み量が小さすぎる場合は、実際にタイヤに破損が発生していない段階で破損が発生したと判定され、前記所定の撓み量が大きすぎる場合は、破損が発生しているタイヤが試験路面上を暫く走行するとともに、タイヤの破損が進行することになり、試験後のタイヤにおいて破損の起点等の分析を正確に行うことができない。
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、タイヤの種類に拘わらず試験路面上で走行しているタイヤの破損を正確に判定することのできるタイヤの試験方法及びその装置を提供することにある。
本発明は前記目的を達成するために、タイヤを試験路面に任意の荷重で押付けて破損が発生するまで走行させるタイヤの試験方法において、前記試験路面上で走行しているタイヤの撓み量を検出するとともに、検出された撓み量の所定時間あたりの変化量を所定時間ごとに演算し、演算結果が基準値を超えて大きくなるとタイヤに破損が発生していると判定するようにしている。
また、本発明は、試験路面と、タイヤを回転可能に支持する支持装置と、支持装置に支持されたタイヤを試験路面に任意の荷重で押付け可能な押付手段と、試験路面に押付けられたタイヤを試験路面上で走行させる走行手段とを備え、タイヤを試験路面上で破損が発生するまで走行させるタイヤの試験装置において、前記試験路面上で走行しているタイヤの撓み量を検出する検出手段と、検出手段によって検出された撓み量の所定時間あたりの変化量を所定時間ごとに演算する演算手段と、演算手段による演算結果が基準値を超えて大きくなるとタイヤに破損が発生していると判定する判定手段とを備えている。
これにより、試験路面上で走行しているタイヤの撓み量を検出するとともに、検出された撓み量の所定時間あたりの変化量を所定時間ごとに演算し、演算結果が基準値を超えて大きくなるとタイヤに破損が発生していると判定するようにしたことから、タイヤの温度上昇、へたり、使用上問題のない小さなエグレやクラック等によりタイヤの撓み量が徐々に大きくなっている段階では、撓み量の所定時間あたりの変化量に大きな変動を生ずることがなく、タイヤに破損が生ずると、所定時間あたりの変化量に大きな変動が生じ、その変化量が基準値を超えて大きくなると、タイヤに破損が発生していると判定される。
本発明によれば、タイヤの温度上昇、へたり、使用上問題のない小さなエグレやクラック等により、タイヤの撓み量が徐々に大きくなっている段階では、撓み量の所定時間あたりの変化量に大きな変動を生ずることがなく、タイヤに破損が生ずると、所定時間あたりの変化量に大きな変動が生じ、タイヤに破損が発生していると判定されるので、タイヤの種類に拘わらず試験路面上で走行しているタイヤの破損を正確に判定することができる。従って、実際にタイヤに破損が発生していない段階で破損が発生したと判定されることがなく、破損の発生しているタイヤが試験路面上で暫く走行して破損が進行することも防止できるので、試験後のタイヤにおいて破損の起点等の分析を正確に行う上で極めて有利である。
図1乃至図7は本発明の一実施形態を示すもので、図1はタイヤ試験装置の正面図、図2はタイヤ試験装置の一部断面側面図、図3はタイヤの断面図、図4はタイヤ試験装置のブロック図、図5は制御部の動作を示すフローチャート、図6はタイヤの撓み量及び所定時間あたりの変化量を示すグラフ、図7はタイヤの断面図である。
このタイヤ試験機は、試験路面ユニット10と、タイヤTAを支持する支持装置20とを備えている。タイヤTAはカーカス部材CA、ベルト部材BE、補強部材RM等を有する周知のランフラットタイヤである。
試験路面ユニット10は、無端帯状の試験路面11と、試験路面11を周方向内側から支持する一対のローラ12と、各ローラ12のうち一方を回転駆動する走行手段としての周知の電動モータ13と、試験路面11を周方向内側から支持する支持プレート14とを有する。即ち、電動モータ13によってローラ12を回転させると、各ローラ12によって支持されている試験路面11が回動するようになっている。支持プレート14は試験路面11におけるタイヤTAが接触する部分の撓みを防止するようになっている。
支持装置20は、軸方向の端部にタイヤTAが着脱自在に取付けられる回転可能なシャフト21と、シャフト21を上下方向に移動可能な押付手段としてのシャフト昇降装置22と、シャフト21の高さ方向の位置を検出可能な検出手段としての検出装置23とを有する。シャフト21にタイヤTAが取付けられると、タイヤTAが試験路面11の上方に配置されるようになっている。シャフト昇降装置22はシャフト21に加わる荷重を検出可能である。即ち、支持装置20はタイヤTAを回転可能に支持するとともに、タイヤTAを試験路面11に任意の荷重で押付け可能である。検出装置23は周知の接触式変位センサ、レーザー式変位センサ、超音波式変位センサ、渦電流式変位センサ等から成り、試験路面11に対するシャフト21の中心軸の高さ方向の位置Hを検出するようになっている。
電動モータ13、シャフト昇降装置22及び検出装置23は周知のマイクロコンピュータから成る制御装置30に接続されている。また、制御装置30には試験を行うタイヤTAの断面高さSH(図3参照)、押付荷重、走行速度及び基準高さ位置を入力可能な入力装置31と、制御装置30による制御を開始するためのスタートボタン32が接続されている(図4参照)。
以上のように構成されたタイヤ試験装置によってタイヤの試験を行う場合は、先ず、支持装置20のシャフト21にタイヤTAを取付ける。この状態では、タイヤTAは試験路面11の上方に配置され、試験路面11に接触していない。尚、タイヤTAは吸排気バルブが開放状態になっており、内圧が大気圧と略同等になっている。また、タイヤ断面高さSHが80mmであるタイヤTAを用いている。尚、タイヤ断面高さSHは、タイヤTAにJATMAに規定される正規内圧を充填し、正規荷重を負荷した状態におけるタイヤ断面高さである。
次に、入力装置31にシャフト21に取付けたタイヤTAの断面高さSHを入力するとともに、押付荷重、走行速度及び基準高さ位置を入力し、スタートボタン32を押す。これにより、制御装置30による電動モータ13及びシャフト昇降装置22の制御が開始される。以下は制御装置30の動作を示すフローチャートを参照しながら説明する(図5参照)。
即ち、スタートボタン32の操作があると(S1)、シャフト昇降装置22によってタイヤTAを試験路面11に前記押付荷重で押付ける(S2)。次に、電動モータ13によって試験路面11を前記走行速度で回動させる(S3)。これにより、タイヤTAが試験路面11上を前記走行速度で走行する状態が形成される。
タイヤTAが試験路面11上を前記走行速度で走行する状態が形成されると、検出装置23によって検出されるシャフト21の高さ方向位置Hの前記基準高さ位置に対する変化量をタイヤTAの撓み量として連続的に検出する(S4)。即ち、図6(a)に示すように、試験時間とともに変化する撓み量を連続的に検出することができる。図6(a)に示すように、タイヤTAを試験路面11上で走行させると、タイヤTAに温度上昇、へたり、使用上問題のない小さなエグレやクラック等が発生し、タイヤTAの撓み量が試験時間とともに徐々に大きくなる。ここで、前記基準位置は、タイヤTAの外周面が無負荷で試験路面11に接触する際のシャフト21の高さ方向位置Hとする。前記基準高さ位置は、タイヤTAのリム径の1/2にタイヤTAの断面高さSHを加えて計算で求めることが可能であり、実際にタイヤTAを試験路面11に無負荷で接触させた時の検出装置23の検出結果を用いることも可能である。尚、基準高さ位置を他の任意の数値に設定することも可能であり、その場合も後述の作用効果を達成することが可能である。
また、ステップS4でタイヤTAの撓み量を連続的に検出しながら、検出した撓み量の第1所定時間t1あたりの変化量を所定時間ごとに連続的に演算する(S5)。この所定時間は第1所定時間t1と同等でも良く、第1所定時間t1より短くても長くても良い。これにより、図6(b)に示すように、撓み量の第1所定時間t1あたりの変化量と試験時間との関係を得ることができる。
また、ステップS3によってタイヤTAが試験路面11上を前記走行速度で走行する状態が形成されてから第2所定時間t2が経過すると、その時点におけるタイヤTAの撓み量の第1所定時間t1あたりの変化量を演算し(S6)、この演算結果に例えば0.25mmを加えた量を基準値として設定する(S7)。
ここで、ステップS7において設定された基準値とステップS5の演算結果とを順次比較し、ステップS5の演算結果が基準値を超えて大きくなると(S8)、試験を行っているタイヤTAに破損が発生していると判定する(S9)。また同時に、電動モータ13による試験路面11の回動を停止させ、試験路面11上でのタイヤTAの走行を停止させるとともに(S10)、シャフト昇降装置22によってシャフト21を上方に移動させ、試験路面11へのタイヤTAの押付けを解除する(S11)。
また、試験後のタイヤTAを調査すると、補強部材RMが部分的に大きく欠落している破損状態や(図7参照)、補強部材RMの一部に大きな亀裂が生じている破損状態や、補強部材RMとカーカス部材CAとが剥離している破損状態が認められる。即ち、このような破損と同程度の破損が発生すると、タイヤTAの撓み量が急激に大きくなり、ステップS5の演算結果が基準値を超えるので、タイヤTAの破損を発生した直後に検知することができる。また、このような破損が発生すると、ランフラットタイヤであるタイヤTAは実車で使用不可能な状態であると判断されている。一方、例えば補強部材RMに小さなエグレやクラックが生じている状態では、タイヤTAは実車で使用可能な状態であると判断されている。
このように、本実施形態によれば、試験路面11上で走行しているタイヤTAの撓み量を検出するとともに、検出された撓み量の第1所定時間t1あたりの変化量を所定時間ごとに演算し、演算結果が基準値を超えて大きくなるとタイヤTAに破損が発生していると判定するようにしたことから、タイヤTAの温度上昇、へたり、使用上問題のない小さなエグレやクラック等によりタイヤTAの撓み量が徐々に大きくなっている段階では、撓み量の第1所定時間t1あたりの変化量に大きな変動が生ずることがなく、タイヤTAに破損が生ずると、第1所定時間t1あたりの変化量に大きな変動が生じ、タイヤTAに破損が発生していると判定されるので、タイヤTAの種類に拘わらず試験路面11上で走行するタイヤTAの破損を正確に判定することができる。従って、実際にタイヤTAに破損が発生していない段階で破損が発生したと判定されることがなく、破損の発生しているタイヤTAが試験路面11上で暫く走行して破損が進行することも防止できるので、試験後のタイヤTAにおいて破損の起点等の分析を正確に行う上で極めて有利である。
例えば、図8に示すように、予め閾値を設定し、タイヤTAの撓み量が閾値を超えて大きくなった際にタイヤTAに破損が発生していると判定するようにすると、試験1の場合はタイヤTAの破損を正確に判定することができるが、試験2,3の場合はタイヤTAの破損を正確に判定することができない。即ち、試験2の場合は実際に破損が発生していない段階で破損が発生したと判定され、試験3の場合は破損の発生しているタイヤTAが試験路面11上で暫く走行して破損が進行する。これに対し、本実施形態では、試験1,2,3の何れの場合であってもタイヤTAの破損を正確に判定することができる。
さらに他の結果を図9に示す。即ち、図8のように予め閾値を設定してタイヤTAの破損を判定した場合(比較例1,2,3)と比較し、本実施形態のようにタイヤTAの破損を判定した場合(実施例1,2)は、試験後のタイヤTAの破損状態が一定であるとともに、破損の進行も防止することができる。また、比較例1,2は試験後のタイヤTAに発生しているエグレやクラックが小さく、実車で使用可能な状態であることから、タイヤTAの耐久性の評価として適しているとは言えず、比較例3は試験後のタイヤTAにおいて破損が進行しており、破損の起点等を分析し難いことから、タイヤTAの耐久性の評価として適しているとは言えない。これに対し、実施例1,2は試験後のタイヤTAが実車で使用不可能な状態であり、破損の起点等の分析も容易であることから、タイヤTAの耐久性の評価として適している。尚、比較例1,2,3は閾値を変更した場合の試験結果の差を示すものである。また、閾値はタイヤの種類によって異なるので、閾値を適切に設定することは極めて困難である。
また、ステップS3によってタイヤTAが試験路面11上を前記走行速度で走行する状態が形成されてから第2所定時間t2が経過すると、その時点におけるタイヤTAの撓み量の第1所定時間t1あたりの変化量を演算し、その演算結果に例えば0.25mmを加えた数値を基準値として用いるようにしたことから、タイヤTAの種類に応じて基準値をそれぞれ設定する手間を省くことができるとともに、タイヤTAの種類に拘わらずタイヤTAの破損を正確に判定する上で極めて有利である。
また、ステップS5の演算結果が基準値を超えて大きくなると、ステップ10において試験路面11上でのタイヤTAの走行を停止させるとともに、ステップ11において試験路面11へのタイヤTAの押付けを解除するようにしたので、破損の発生しているタイヤTAが試験路面11上で暫く走行して破損が進行することを防止できる。尚、本実施形態では、ステップ10及びステップ11を行うようにしたものを示したが、ステップ10及びステップ11の何れか一方を行うようにした場合でも、前述と同様の作用効果を達成することができる。
尚、本実施形態では、タイヤTAの撓み量の第1所定時間t1あたりの変化量を演算し、その演算結果に0.25mmを加えた量を基準値として設定したものを示した。ここで、演算結果に例えば0.1mmを加えた量を基準値としても前述と同等の作用効果を達成することが可能であるが、タイヤTAの破損を誤って検出する誤検出を防止するため、演算結果に0.15mm以上を加えた量を基準値として用いることが好ましい。また、破損後のタイヤTAの走行による破損の進行を防止するため、演算結果に0.4mm以下を加えた量を基準値として用いることが好ましい。また、前記0.15mmや0.4mmをタイヤTAの断面高さSHに対する比率として規定することも可能であり、この場合、0.15mmは0.19%(0.15mm/80mm×100)、0.4mmは0.5%(0.4mm/80mm×100)と置き換えられる。即ち、タイヤTAの呼び径や断面高さSHに拘わらず、基準値の設定において演算結果に加える量をタイヤ断面高さSHに対する0.19%以上0.5%以下とすることが好ましい。
また、第1所定時間t1は30秒以上110秒以下とすることが好ましい。即ち、第1所定時間t1が30秒に満たない場合は、タイヤTAの周方向の剛性のばらつき等が第1所定時間t1あたりの変化量に与える影響が大きくなり、第1所定時間t1が110秒を超える場合は、タイヤTAの破損を検知する感度が鈍くなる。
尚、本実施形態では、ステップS5においてタイヤTAの撓み量の第1所定時間t1あたりの変化量を演算し、ステップS6においてその演算結果に0.25mmを加えた量を基準値として設定したものを示した。これに対し、ステップS6において演算結果を例えば3倍して基準値を設定することも可能である。この場合でも、演算結果に0.25mmを加えた量を基準値として設定した場合と同等の作用効果を達成することが可能である。
さらに、演算結果を2倍した数値を基準値として設定しても前述と同様の作用効果を達成することが可能であるが、タイヤTAの破損を誤って検出する誤検出を防止するため、演算結果を3倍以上にした数値を基準値として設定することが好ましい。また、破損後のタイヤTAの走行による破損の進行を防止するため、演算結果を5倍以下にした数値を基準値として設定することが好ましい。
また、本実施形態では、ステップS7において第1所定時間t1あたりの変化量に基づいて基準値を設定するとともに、ステップS8においてステップS5の演算結果とステップS7で設定された基準値とを比較するようにしたものを示した。これに対し、ステップS7を設ける代わりに入力装置32によって予め基準値を入力し、ステップS8において入力されたステップS5の演算結果と入力された基準値とを比較することも可能である。この場合でも前述と同様の作用効果を達成することが可能である。
尚、本実施形態では、ステップS3においてタイヤTAが試験路面11上を走行する状態が形成されてから第2所定時間t2が経過すると、その時点におけるタイヤTAの撓み量の第1所定時間t1あたりの変化量を演算し、その演算結果に基づいて基準値を設定するようにしたものを示したが、この第2所定時間t2はタイヤTAに破損が生じない時間内で設定されることが好ましく、第2所定時間t2には0秒も含まれるものとする。
また、本実施形態では、基準値の設定のために、第2所定時間t2が経過した後に第1所定時間t1あたりの変化量を演算するようにしたものを示したが、ステップS5で順次演算される各演算結果のうち任意の演算結果に基づいて基準値を設定することも可能である。
尚、本実施形態では、無端帯状の試験路面11を用いるものを示したが、試験路面11としてドラム状部材の外周面や円板状部材の上面を用いることも可能である。
また、本実施形態では、タイヤTAの内圧が大気圧と略同等となるようにしたものを示したが、タイヤTAの内圧を大気圧以上に設定した場合でも、前述と同様に試験を行うことができるとともに、前述と同様の作用効果を達成することが可能である。
尚、本実施形態では、サイド部に補強部材RMが設けられたランフラットタイヤの試験を行うものを示したが、サイド部に補強部材RMが設けられていない通常の空気入りタイヤの試験を行うことも可能であり、その場合でも前述と同様の作用効果を達成することが可能である。
また、本実施形態では、シャフト21の高さ方向位置Hに基づきタイヤTAの撓み量を検出するようにしたものを示したが、タイヤTAのリム位置と路面との距離からタイヤTAの撓み量を検出することも可能である。また、試験路面がドラム状部材の外周面である場合は、シャフト21とドラム状部材の回転軸との距離からタイヤTAの撓み量を検出することも可能である。
10…試験路面ユニット、11…試験路面、12…ローラ、13…電動モータ、14…支持プレート、20…支持装置、21…シャフト、22…シャフト昇降装置、23…検出装置、30…制御装置、31…入力装置、32…スタートボタン、TA…タイヤ、CA…カーカス部材、BE…ベルト部材、RM…補強部材。
Claims (16)
- タイヤを試験路面に任意の荷重で押付けて破損が発生するまで走行させるタイヤの試験方法において、
前記試験路面上で走行しているタイヤの撓み量を検出するとともに、検出された撓み量の所定時間あたりの変化量を所定時間ごとに演算し、演算結果が基準値を超えて大きくなるとタイヤに破損が発生していると判定する
ことを特徴とするタイヤの試験方法。 - 前記試験路面上で走行しているタイヤの撓み量の前記所定時間あたりの変化量に基づいて前記基準値を設定する
ことを特徴とする請求項1記載のタイヤの試験方法。 - 前記基準値に、前記所定時間あたりの変化量に所定の数値を加算した数値を用いる
ことを特徴とする請求項2記載のタイヤの試験方法。 - 前記所定の数値にタイヤ断面高さの0.19%以上の数値を用いる
ことを特徴とする請求項3記載のタイヤの試験方法。 - 前記所定の数値にタイヤ断面高さの0.5%以下の数値を用いる
ことを特徴とする請求項4記載のタイヤの試験方法。 - 前記基準値に、前記所定時間あたりの変化量を所定倍した数値を用いる
ことを特徴とする請求項2記載のタイヤの試験方法。 - 前記所定倍を3倍以上とする
ことを特徴とする請求項6記載のタイヤの試験方法。 - 前記所定倍を5倍以下とする
ことを特徴とする請求項7記載のタイヤの試験方法。 - 前記演算結果が基準値を超えて大きくなると、試験路面へのタイヤの押付けを解除する
ことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7または8記載のタイヤの試験方法。 - 前記演算結果が基準値を超えて大きくなると、試験路面上でのタイヤの走行を停止させる
ことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8または9記載のタイヤの試験方法。 - 前記タイヤとしてランフラットタイヤを用いる
ことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9または10記載のタイヤの試験方法。 - 試験路面と、タイヤを回転可能に支持する支持装置と、支持装置に支持されたタイヤを試験路面に任意の荷重で押付け可能な押付手段と、試験路面に押付けられたタイヤを試験路面上で走行させる走行手段とを備え、タイヤを試験路面上で破損が発生するまで走行させるタイヤの試験装置において、
前記試験路面上で走行しているタイヤの撓み量を検出する検出手段と、
検出手段によって検出された撓み量の所定時間あたりの変化量を所定時間ごとに演算する演算手段と、
演算手段による演算結果が基準値を超えて大きくなるとタイヤに破損が発生していると判定する判定手段とを備えた
ことを特徴とするタイヤの試験装置。 - 前記検出手段によって検出された撓み量の前記所定時間あたりの変化量に基づいて前記基準値を設定する基準値設定手段を備えた
ことを特徴とする請求項12記載のタイヤの試験装置。 - 前記演算手段による演算結果が基準値を超えて大きくなると、押付手段によるタイヤの押付けを解除するように構成した
ことを特徴とする請求項12または13記載のタイヤの試験装置。 - 前記演算手段による演算結果が基準値を超えて大きくなると、走行手段によるタイヤの走行を停止させるように構成した
ことを特徴とする請求項12、13または14記載のタイヤの試験装置。 - 前記タイヤとしてランフラットタイヤを用いる
ことを特徴とする請求項12、13、14または15記載のタイヤの試験装置。
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