JP2013044544A - タイヤの試験方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】サイドウォールを含むタイヤの破壊耐力を判断するためのタイヤの試験方法の提供。
【解決手段】試験用車両5の少なくとも一つの車輪に供試タイヤTを装着する工程と、上記車両5を走行させることにより、上記供試タイヤTに円形段差を乗り越えて通過させる工程とを含んでおり、上記円形段差が、上から鉛直下方に見た平面視の形状が、円形を呈したマンホール枠体1から構成されており、マンホール枠体1内の底部2が外部より低くなっており、この底部2が、車両5の供試タイヤTが乗り入れても変位しない剛性を有している。上記マンホール枠体1の内径は、700mm以上900mm以下の範囲にあるのが好ましく、マンホール枠体1の深さは、60mm以上100mm以下の範囲にあるのが好ましい。
【選択図】図2

Description

本発明はタイヤの試験方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、タイヤの外周面に段差を当接させて、サイドウォール等の損傷を確認してタイヤの破壊耐力を評価するタイヤの試験方法に関する。
タイヤの損傷試験、耐久試験等としては、特開2005−114592公報、特開2005−212757公報等に開示された試験が知られている。特開2005−114592公報に開示されたタイヤの損傷試験では、供試タイヤが、その軸方向を水平にされた姿勢で試験装置に取り付けられる。供試タイヤの下方には、油圧シリンダ等の押圧装置の出力軸に取り付けられた押し刃が配置されている。油圧シリンダのピストンを伸長することにより、押し刃が供試タイヤのサイドからトレッドにかけて押圧される。この押し刃の刃の形状は、タイヤのサイドからトレッドにかけて押圧されうるように、タイヤ幅方向に沿って概ねV字状に屈曲している。押し刃によって供試タイヤに形成された傷の大きさ等から、当該タイヤの耐久性を予測しようというものである。
特開2005−212757公報に開示されたタイヤの耐久試験では、供試タイヤが、その軸方向を水平にされた姿勢で試験装置に取り付けられる。供試タイヤは、自軸回りに回転自在に試験装置に取り付けられる。この供試タイヤのトレッド面を含む接地領域に、その外周面が対向するようにドラムが自軸回りに回転可能に設置されている。供試タイヤとドラムとの間には、転動プレートが上下動可能に介装されている。この転動プレートには、供試タイヤに向けて傷形成突起が突設されている。供試タイヤの接地領域は、転動プレートが介装された状態で、ドラムの外周面に押圧される。転動プレートが上下動することにより、回転する供試タイヤの接地領域に傷形成突起が押圧され、傷が形成される。供試タイヤに傷が形成された後、転動プレートが除去される。次いで、供試タイヤは直接ドラムに押圧され、転動されて耐久試験がなされる。
上記特開2005−114592公報に開示されたタイヤの損傷試験は、いわゆる実車試験ではない。従って、実車が段差や突起物を乗り越えるときの、車両のサスペンション等のダンパー効果が試験結果に反映されない。供試タイヤが回転もしない。また、押し刃等の突条によるトレッドの損傷試験であり、段差等とリムフランジとの挟圧によるサイドウォール及びトレッドの破壊試験ではない。
特開2005−212757公報に開示されたタイヤの耐久試験も、実車試験ではない。段差等に乗り降りするときの車両のサスペンション等のダンパー効果が試験結果に反映されない。また、この試験に用いられる突条は、厚みの小さいナイフ状を呈しており、タイヤに傷を形成するものである。すなわち、特開2005−212757公報に開示された試験は、段差等とリムフランジとの挟圧によるサイドウォール及びトレッドの破壊強度の試験ではなく、トレッドの損傷試験である。
実車を用いたタイヤの破壊試験として、従来、実車による縁石乗り上げ試験が行われている。実車が、実際の縁石や試験用段差に乗り上げ、それによって生じたタイヤの損傷からタイヤの耐力を予測するものである。縁石乗り上げ試験では、車両が縁石に対して直交するように乗り上げる場合、及び、縁石に対して斜め方向に乗り上げる場合がある。一般的に、タイヤが破壊したときの縁石への乗り上げ速度が高いほど、そのタイヤの破壊耐力が高いと判定されている。
縁石に対して斜め方向に乗り上げる試験では、低扁平率(50%扁平以下)のタイヤの場合、サイドウォールが損傷する前にホイールが縁石に衝突して損傷するおそれがある。縁石に対して直交して乗り上げる試験では、縁石の段部が主にトレッド面に強く当接し、段部とホイールとによるサイドウォールの挟圧が比較的弱いものとなる。従って、サイドウォールの損傷を含めたタイヤの破壊耐力の判定が困難である。
特開2005−114592公報 特開2005−212757公報
本発明の目的は、ホイールの損傷を回避しつつ、サイドウォールを含むタイヤの破壊耐力を安定して判断しうるタイヤの試験方法を提供することにある。
本発明に係るタイヤの試験方法は、
走行体の少なくとも一つの車輪に試験用タイヤを装着する工程と、
上記走行体を走行させることにより、上記試験用タイヤに円形段差を乗り越えて通過させる工程とを含んでおり、
上記円形段差が、上から鉛直下方に見た平面視の形状が、円の少なくとも一部を含む形状を呈しており、その円形段差の内部が外部より低くなっている。
かかる試験方法によれば、実車走行を再現した状態で行われる。また、円形段差では、実際の縁石への乗り上げに較べて、両サイドウォールからトレッド面にかけてより均一に段差に当接しうる。
好ましくは、上記円形段差の直径が、700mm以上900mm以下の範囲である。
さらに好ましくは、上記円形段差の内部の深さが、60mm以上100mm以下の範囲である。
好ましくは、上記円形段差の内部の深さが、75mm以上85mm以下の範囲である。
好ましくは、上記円形段差の内部の深さが、供試タイヤのタイヤ高さの150%以上160%以下の範囲である。
好ましくは、上記走行体の、上記円形段差への進入速度が、15km/h以上40km/h以下の範囲である。
好ましくは、上記円形段差の内側の底部が、走行体のタイヤが乗り入れても変位しない剛性を有している。
好ましくは、上記円形段差として、マンホール枠体が用いられる。
本発明によれば、タイヤの破壊耐力試験において、同一試験条件下での同一仕様のタイヤの試験結果にバラツキが少ない。
図1は、本発明に係るタイヤの試験方法に用いられうる円形段差の一例であるマンホール枠体を示す斜視図である。 図2は、図1のマンホール枠体を使用したタイヤの破壊試験の実施状態を示す斜視図である。 図3は、図1のマンホール枠体を使用した破壊試験に供されているタイヤを示す平面図である。 図4は、図1のマンホール枠体のサイズを示す図であり、図1のIV−IV線に沿った断面図である。
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
図1には、タイヤの破壊耐力の確認試験に用いられる、マンホール枠体1が示されている。マンホール枠体1は、路面におけるマンホールの上端部を構成する円環状の金属製品(本実施形態では鉄鋼製品)である。耐摩耗性、耐衝撃性等の観点から、試験用の段差としては金属製が好ましい。このマンホール枠体1は、アスファルト、コンクリート等によって舗装された走行路4の表面に埋め込まれている。マンホール枠体1の上面は、走行路4の面と面一にされている。この状態のマンホール枠体1は、上から鉛直下方に見た平面視が円形を呈している。
マンホール枠体1の内側には、所定深さ(本実施形態では約80mm)の位置に底部2が形成されている。この底部2は、アスファルト、コンクリート等、走行体のタイヤTが乗り入れても変位、変形しない材料から形成されている。マンホール枠体1の内壁3は、その中心軸がほぼ鉛直方向を向いた円筒状を呈している。マンホール枠体1の上端の内径は、約800mmとされている。しかし、後述するように、本発明におけるマンホール枠体の深さは80mmには限定されず、内径は800mmに限定されない。
図2及び図3には、上記マンホール枠体1を使用した、タイヤの破壊耐力の試験の場景が示されている。この試験には、走行体として四輪の乗用車(以下、車両という)5が用いられている。車両5の四輪のうち、右前輪に試験用タイヤ(以下、供試タイヤという)Tが装着されている。車両5は、供試タイヤTができるだけマンホール枠体1の平面視での中心を通るように、一直線状に走行する。かかる車両5の走行により、供試タイヤTは、マンホール枠体1内に乗り入れ、マンホール枠体1外へ脱出する。換言すれば、供試タイヤTは、マンホール枠体1内に落ち込み、マンホール枠体1外へ乗り上げる。
供試タイヤTは、主にマンホール枠体1外へ乗り上げるときに、主にそのサイドウォールSがホイールのリムRとマンホール枠体1との間に挟圧されることにより、損傷しやすい。図3に示されるように、一般的に、タイヤTの外周面TFは幅方向(中心軸CL方向)に曲面を呈している。換言すれば、タイヤTの中心軸CLを含む面による断面(縦断面)の形状は、トレッドTrから両サイドウォールSにかけて概ね複数の円弧が組み合わされた形状を呈している。従って、破壊試験に用いる段差として、平面視で円形の段差6が用いられることにより、供試タイヤTのトレッドTrから両サイドウォールSにかけて効果的に衝撃が加えられる。すなわち、縁石乗り上げ試験のように、荷重がタイヤに部分的に集中しないため、試験結果のバラツキが小さい。又は、サイドウォールSに直接衝撃を加えることも可能である。また、供試タイヤTが低扁平率(50%以下)のタイヤでも、マンホール枠体1にリムRがサイドウォールSより先に当たるようなことはなく、耐力の測定が可能である。さらに、試験に実車が用いられるので、車両のサスペンションによるダンパー効果等も試験結果に反映され、市場評価に近い試験結果が得られる。
図4に示される試験用段差6としてのマンホール枠体1のサイズD、Hは、供試タイヤTのサイズに応じて変化する。一般乗用車用のタイヤの場合、その外径が600mm〜700mmであるため、マンホール枠体1の内径Dは、700mm以上900mm以下が好ましい。内径Dが700mm未満であると、タイヤがマンホール枠体1の内部に十分に落ち込まず、タイヤに効果的に損傷が加わらない可能性があるからである。内径Dが900mmを超えると、タイヤの外周面の曲率半径に対して段差6の平面視での曲率半径が大きすぎ、縁石乗り上げ試験における直交乗り上げに近い状況となるからである。すなわち、供試タイヤTのトレッドTrから両サイドウォールSにかけて効果的な衝撃を加えることが容易ではなくなるからである。従って、マンホール枠体1の内径Dは、750mm以上850mm以下であるのがさらに好ましい。本実施形態では、前述のとおり、800mmとされている。
マンホール枠体1の深さHも、供試タイヤTのサイズ、特にタイヤの高さ寸法に応じて変化する。一般乗用車用のタイヤの場合、その高さが90mm〜140mmであるため、マンホール枠体1の深さHは、60mm以上100mm以下が好ましい。深さHが60mm未満であると、タイヤに加わる衝撃が小さすぎてタイヤが損傷せず、試験を行うのが難しくなるからである。深さHが100mmを超えると、試験車両のサスペンションの伸び側のストロークより大きくなる可能性があるからである。その場合、タイヤにマンホール枠体1の底部からの反力が加わらず、車体の下面がマンホール枠体1に当接してしまうおそれがあるからである。従って、マンホール枠体1の深さHは、75mm以上85mm以下であるのがさらに好ましい。本実施形態では、前述のとおり、80mmとされている。
前述したように、マンホール枠体1内の底部2は、タイヤTが乗り入れても変位、変形しないアスファルト、コンクリート等の剛体から形成されている。従って、マンホール枠体1内に乗り入れた車両の重量、タイヤサイズ、マンホール枠体1内への乗り入れ速度等によってマンホール枠体1の実質的な深さHが変動することがない。
試験時における、車両5のマンホール枠体1への乗り入れ速度は、15km/h以上40km/h以下の範囲とするのが好ましい。この範囲であると、供試タイヤTがマンホール枠体1内に十分に落ち込み、サイドウォールSがマンホール枠体1とリムRとの間に挟まれ、破壊の比較が可能となる。乗り入れ速度が15km/h未満であると、マンホール枠体1から供試タイヤTへの衝撃が小さくなり、その結果、供試タイヤTが損傷せず、試験を行うのが難しくなるからである。乗り入れ速度が40km/hを超えると、供試タイヤTがマンホール枠体1内に完全には落ち込まない事態が生じるおそれがある。すなわち、タイヤTがマンホール枠体1への乗り入れた後、タイヤTが底部2に着地する前にマンホール枠体1に乗り上げてしまう事態が生じるおそれがある。その結果、実質的なマンホール枠体1の深さHが一定にならず、同一試験条件下での試験結果にバラツキが生じるおそれがある。さらに、供試タイヤT自体及び車両5のサスペンション等のダンピング効果により、マンホール枠体1へのタイヤTの衝突時間が短くなり、サイドウォールSに負荷が集中せずに損傷しにくくなるおそれがある。本実施形態に係る試験では、後述するように、車両5は40km/h、35km/h、30km/h、25km/h、20km/h、15km/hの各速度でマンホール枠体1に進入する。
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
[実施例1]
実施例1の試験用として、以上説明された試験用段差としてのマンホール枠体が、試験用の走行路に設置された。試験用車両が用意された。5個の供試タイヤが用意された。供試タイヤのサイズは、225/40R18である。供試タイヤは、試験ごとに車両の右前車輪に装着される。マンホール枠体の内径Dは700mmであり、その深さHは80mmである。マンホール枠体への車両の乗り入れ速度は、40km/h、35km/h、30km/h、25km/h、20km/h、15km/hである。各タイヤに対して、40km/hから15km/hまで5km/hずつ減速しながら、順に各乗り入れ速度で1回ずつの試験が行われた。
[実施例2]
実施例2の試験用として、以上説明された試験用段差としてのマンホール枠体が、試験用の走行路に設置された。試験用車両が用意された。5個の供試タイヤが用意された。供試タイヤの仕様は、上記実施例1に供されたタイヤの仕様と同一である。供試タイヤは、試験ごとに車両の右前車輪に装着される。マンホール枠体は、その内径Dが800mmであり、その深さHが80mmである。マンホール枠体への車両の乗り入れ速度、及び乗り入れ回数は、上記した実施例1におけると同一である。
[実施例3]
実施例3の試験用として、以上説明された試験用段差としてのマンホール枠体が、試験用の走行路に設置された。試験用車両が用意された。5個の供試タイヤが用意された。供試タイヤの仕様は、上記実施例1に供されたタイヤの仕様と同一である。供試タイヤは、試験ごとに車両の右前車輪に装着される。マンホール枠体は、その内径Dが900mmであり、その深さHが80mmである。マンホール枠体への車両の乗り入れ速度、及び乗り入れ回数は、上記した実施例1におけると同一である。
[実施例4]
実施例4の試験用として、以上説明された試験用段差としてのマンホール枠体が、試験用の走行路に設置された。試験用車両が用意された。5個の供試タイヤが用意された。供試タイヤの仕様は、上記実施例1に供されたタイヤの仕様と同一である。供試タイヤは、試験ごとに車両の右前車輪に装着される。マンホール枠体は、その内径Dが800mmであり、その深さHが75mmである。マンホール枠体への車両の乗り入れ速度、及び乗り入れ回数は、上記した実施例1におけると同一である。
[実施例5]
実施例5の試験用として、以上説明された試験用段差としてのマンホール枠体が、試験用の走行路に設置された。試験用車両が用意された。5個の供試タイヤが用意された。供試タイヤの仕様は、上記実施例1に供されたタイヤの仕様と同一である。供試タイヤは、試験ごとに車両の右前車輪に装着される。マンホール枠体は、その内径Dが800mmであり、その深さHが85mmである。マンホール枠体への車両の乗り入れ速度、及び乗り入れ回数は、上記した実施例1におけると同一である。
[比較例1]
比較例1の試験用として、以上説明された試験用段差としてのマンホール枠体が、試験用の走行路に設置された。試験用車両が用意された。5個の供試タイヤが用意された。供試タイヤの仕様は、上記実施例1に供されたタイヤの仕様と同一である。供試タイヤは、試験ごとに車両の右前車輪に装着される。マンホール枠体は、その内径Dが800mmであり、その深さHが100mmである。マンホール枠体への車両の乗り入れ速度、及び乗り入れ回数は、上記した実施例1におけると同一である。
[比較例2]
比較例2の試験用として、以上説明された試験用段差としてのマンホール枠体が、試験用の走行路に設置された。試験用車両が用意された。5個の供試タイヤが用意された。供試タイヤの仕様は、上記実施例1に供されたタイヤの仕様と同一である。供試タイヤは、試験ごとに車両の右前車輪に装着される。マンホール枠体は、その内径Dが800mmであり、その深さHが60mmである。マンホール枠体への車両の乗り入れ速度、及び乗り入れ回数は、上記した実施例1におけると同一である。
[比較例3]
比較例3の試験用として、以上説明された試験用段差としてのマンホール枠体が、試験用の走行路に設置された。試験用車両が用意された。5個の供試タイヤが用意された。供試タイヤの仕様は、上記実施例1に供されたタイヤの仕様と同一である。供試タイヤは、試験ごとに車両の右前車輪に装着される。マンホール枠体は、その内径Dが600mmであり、その深さHが80mmである。マンホール枠体への車両の乗り入れ速度、及び乗り入れ回数は、上記した実施例1におけると同一である。
[比較例4]
比較例4の試験用として、以上説明された試験用段差としてのマンホール枠体が、試験用の走行路に設置された。試験用車両が用意された。5個の供試タイヤが用意された。供試タイヤの仕様は、上記実施例1に供されたタイヤの仕様と同一である。供試タイヤは、試験ごとに車両の右前車輪に装着される。マンホール枠体は、その内径Dが1000mmであり、その深さHが80mmである。マンホール枠体への車両の乗り入れ速度、及び乗り入れ回数は、上記した実施例1におけると同一である。
[比較例5]
比較例5の試験用段差として、その内部の底部が柔軟な土から形成されたマンホール枠体が、試験用の走行路に設置された。試験用車両が用意された。5個の供試タイヤが用意された。供試タイヤの仕様は、上記実施例1に供されたタイヤの仕様と同一である。供試タイヤは、試験ごとに車両の右前車輪に装着される。マンホール枠体は、その内径Dが800mmであり、その深さHが80mmである。マンホール枠体への車両の乗り入れ速度、及び乗り入れ回数は、上記した実施例1におけると同一である。
[破壊試験結果の評価]
上記実施例1から5及び比較例1から4それぞれの供試タイヤについて試験を実施し、試験後の各供試タイヤのタイヤ及びリムに対し、損傷の目視検査を実施した。その結果が表1及び表2に示されている。各実施例及び各比較例につき、乗り入れ速度ごとに損傷を発生したタイヤの個数を記録した。例えば、5個の供試タイヤのうち、4個は乗り入れ速度30km/hのときに損傷し、1個は乗り入れ速度35km/hのときに損傷した。30km/h時を基準とすれば、偏差は5km/hである。従って、バラツキは5km/h÷5個=1km/hとなる。この結果を、「損傷したときの乗り入れ速度のバラツキ」として評価した。「損傷したときの乗り入れ速度のバラツキの評価」に関しては、◎印はバラツキ±2km/h未満を表し、○印はバラツキ±2km/h以上±3km/h未満を表し、△印はバラツキ±3km/h以上±4km/h未満を表し、×印はバラツキ±4km/h以上を表す。◎印が好ましく、×印は好ましくない。
また、損傷の箇所がサイドウォールか否かで評価した。「損傷箇所はサイドウォールか否か」に関しては、◎印は、損傷したタイヤのうち、サイドウォールが損傷したタイヤの割合が100%である場合を表し、○印は、損傷したタイヤのうち、サイドウォールが損傷したタイヤの割合が70%以上である場合を表し、△印は、損傷したタイヤのうち、サイドウォールが損傷したタイヤの割合が50%以上である場合を表し、×印は、損傷したタイヤのうち、サイドウォールが損傷したタイヤの割合が0%である場合を表す。◎印が好ましく、×印は好ましくない。
さらに、リムに損傷が生じているか否かで評価した。「リムが損傷したか否か」に関しては、◎印はリムに損傷がない場合を表し、○印はリムにわずかな擦り傷がある場合を表し、△印はリムに多数の擦り傷がある場合を表し、×印はリムに凹みがある場合を表す。◎印が好ましく、×印は好ましくない。
Figure 2013044544
Figure 2013044544
表1及び表2から、内部底面が剛体であり且つ好ましい範囲のサイズのマンホール枠体が用いられた実施例1から5の試験方法は、好ましい範囲外のサイズのマンホール枠体又は内部底面が柔軟なマンホール枠体が用いられた比較例1から5の試験方法より優れていることが判る。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。
以上説明された実施形態では、円形段差としてマンホール枠体が採用れている。しかし、本発明ではマンホール枠体には限定されない。例えば、走行路に形成された平面視円形の凹所が採用されうる。ただし、マンホール枠体は、低コストで耐久性に優れる点で好ましい。また、本発明における円形段差は、平面視が完全な円形のものには限定されない。平面視が部分円(円弧)状の段差も採用されうる。この場合、供試タイヤは、円弧状段差の中央部を半径方向に乗り越えるように通過させられる。
本発明に係るタイヤの試験方法によれば、サイドウォールを含むタイヤの破壊耐力を安定して判断しうる。従って、このタイヤの試験方法は、乗用車に限らず、タイヤを装着する種々の走行体のタイヤに適用しうる。
1・・・マンホール枠体
2・・・(マンホール枠体内の)底部
3・・・(マンホール枠体の)内壁面
4・・・走行路
5・・・車両
6・・・段差
CL・・・(タイヤの)中心軸
D・・・(マンホール枠体の)内径
H・・・(マンホール枠体内の)深さ
R・・・リム
S・・・サイドウォール
T・・・供試タイヤ
TF・・・(供試タイヤの)外周面
Tr・・・トレッド

Claims (8)

  1. 走行体の少なくとも一つの車輪に試験用タイヤを装着する工程と、
    上記走行体を走行させることにより、上記試験用タイヤに円形段差を乗り越えて通過させる工程とを含んでおり、
    上記円形段差が、上から鉛直下方に見た平面視の形状が、円の少なくとも一部を含む形状を呈しており、その円形段差の内部が外部より低くなっているタイヤの試験方法。
  2. 上記円形段差の直径が、700mm以上900mm以下の範囲である請求項1に記載のタイヤの試験方法。
  3. 上記円形段差の内部の深さが、60mm以上100mm以下の範囲である請求項1又は2に記載のタイヤの試験方法。
  4. 上記円形段差の内部の深さが、75mm以上85mm以下の範囲である請求項3に記載のタイヤの試験方法。
  5. 上記円形段差の内部の深さが、供試タイヤのタイヤ高さの150%以上160%以下の範囲である請求項1から4のいずれかに記載のタイヤの試験方法。
  6. 上記走行体の、上記円形段差への進入速度が、15km/h以上40km/h以下の範囲である請求項1から5のいずれかに記載のタイヤの試験方法。
  7. 上記円形段差の内側の底部が、走行体のタイヤが乗り入れても変位しない剛性を有している請求項1から6のいずれかに記載のタイヤの試験方法。
  8. 上記円形段差として、マンホール枠体が用いられる請求項1から7のいずれかに記載のタイヤの試験方法。
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