JP2013104758A - タイヤの変位測定器 - Google Patents

Abstract

【課題】取り付けが容易で、一般的な使用環境でも測定し得るタイヤの変位測定器の提供。
【解決手段】変位測定器２は、タイヤのコードの変位を測定する軸方向距離センサ１４と、この軸方向距離センサ１４が固定される固定台６と、この固定台６から突出してタイヤ２４に差し込まれる取付ピン１０、１２とを備えている。好ましくは、この測定器２は、ストッパ１３を備えている。このストッパ１３は、上記取付ピン１０、１２のいずれかに取り付けられている。このストッパ１３は、取付ピン１０、１２の先端と固定台６との間に位置している。好ましくは、この測定器２は、上記固定台６とタイヤ２４との間に空間が形成されてタイヤ２４に取り付けられる。好ましくは、上記軸方向距離センサ１４は、タイヤ２４の屈曲点を通るタイヤ軸線に平行な直線上に位置させられてタイヤ２４に取り付けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤの変形量を測定するタイヤの変位測定器に関する。

自動車等に装着されるタイヤの回転中の歪み量や変形量を測定するために、歪みゲージや圧電素子が使用されている。この歪みゲージ等のセンサ本体を収容した保護ケースが、タイヤ表面に密着するように取り付けされる。このセンサ本体により、歪み量や変形量が電気信号として得られる。

特開２０１０−２２１９０１公報には、タイヤのサイドウォールに歪みセンサを取り付けて、タイヤの変形量を測定する技術が開示されている。このタイヤのサイドウォールには、歪みセンサを取り付けるための凹部が形成されている。この凹部が所定の形状に形成されて、この歪みセンサによりタイヤの変形量を高精度に測定し得ることが記載されている。

特開２０１０−２２１９０１公報

この歪みセンサは、所定の形状の凹部が形成されたタイヤに取り付けられる。市販のタイヤに取り付ける際には、その市販のタイヤに所定の形状の凹部を形成する必要がある。この歪みセンサの使用には、タイヤの追加工が必要である。所定の凹部が形成されたタイヤでは、荷重、路面状況等の使用条件に制約が生じる。

本発明の目的は、取り付けが容易で、一般的な使用環境でも測定し得るタイヤの変位測定器の提供にある。

本発明に係るタイヤの変位測定器は、タイヤのコードの変位を測定する軸方向距離センサと、この軸方向距離センサが固定される固定台と、この固定台から突出してタイヤに差し込まれる取付ピンとを備えている。

好ましくは、この測定器は、ストッパを備えている。このストッパは、上記取付ピンのいずれかに取り付けられている。このストッパは、取付ピンの先端と固定台との間に位置している。

好ましくは、この測定器は、上記固定台とタイヤとの間に空間が形成されてタイヤに取り付けられる。

好ましくは、上記軸方向距離センサは、タイヤの最大幅を通って、軸線方向に延びる直線上に、位置させられてタイヤに取り付けられる。

好ましくは、この測定器の上記取付ピンが、この固定台の前方に設けられる鉤型ピンと、この固定台の後方に設けられる可動ピンとからなっている。この鉤型ピンは、固定台に固定されている。この鉤型ピンは、本体部と先端部とからなっている。この本体部は、固定台から突出して延びている。この先端部は、本体部の軸線に対して屈曲して延びている。この可動ピンは、一直線に延びている。可動ピンは、固定台に対して、この可動ピンの軸線に沿って摺動可能に支持されている。

好ましくは、この測定器では、上記鉤型ピンは、一対であり、この固定台の前方の左右に設けられている。上記可動ピンは、一対であり、この固定台の後方の左右に設けられている。

好ましくは、この測定器では、上記左右一方の鉤型ピンの本体部の軸線と他方の鉤型ピンの本体部の軸線とは、平行である。左右一方の鉤型ピンの先端部の軸線と他方の鉤型ピンの先端部の軸線とは、平行である。

本発明に係るタイヤの変位測定器は、タイヤに容易に取り付けられる。市販タイヤにも容易に取り付けることができる。この変位測定器により、一般的な使用環境におけるタイヤの変形量を測定することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る変位測定器が示された概念図である。 図２は、図１の変位測定器の一の使用状態が示された説明図である。 図３は、図２の矢印IIIで示された部分拡大説明図である。 図４は、図１の変位測定器の他の使用状態が示された説明図である。

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に示された変位測定器２は、センサ４、固定台６及び取付ピン８を備える。この変位測定器２は、取付ピン８として、鉤型ピン１０及び可動ピン１２を備えている。更に、この変位測定器２は、ストッパ１３を備えている。説明の便宜上、この図１の矢印Ｘを前後方向前向きとし、矢印Ｙを左右方向右向きとし、矢印Ｚを上下方向上向きとして説明がされる。

センサ４は、タイヤ軸方向距離センサとしての渦電流式センサ１４と、タイヤ半径方向距離センサとしての光学式センサ１５と、アンテナ１６とを備えている。この渦電流式センサ１４は例示である。このタイヤ軸方向距離センサは、カーカスコードまでの距離を測定できれば他のセンサが用いられても良い。光学式センサ１５は例示である。このタイヤ半径方向距離センサは、路面までの距離を測定できれば他のセンサであっても良い。このアンテナ１６は、センサ４で得られた電気信号を発信する。このセンサ１４及びセンサ１５は、固定台６の上面に固定されている。このセンサ４は、固定台６に固定されている。

固定台６の形状は、略矩形の板状である。この固定台６は、矩形に限らず、円形や楕円形であっても良い。固定台６の後方左右に一対の貫通穴１８が形成されている。この貫通穴１８は、上下方向をその軸線として、固定台６を貫通している。

鉤型ピン１０は、本体部２０及び先端部２２を備えている。この本体部２０は、上下方向をその軸線として延びている。先端部２２は、本体部２０の下端から延びている。鉤型ピン１０は、この本体部２０と先端部２２との間で屈曲している。この先端部２２の軸線は、例えば、上方から下方に向かって前方から後方向きに傾斜している。この先端部２２は、本体部２０の軸線に対して屈曲して延びている。この変位測定器２は、一対の鉤型ピン１０を備えている。一方の鉤型ピン１０の上端が固定台６の下面の前方左側に固定されている。図示されないが、他方の鉤型ピン１０の上端が固定台６の下面の前方右側に固定されている。一対の鉤型ピン１０の本体部２０は、固定台６から下向きに突出して延びている。

可動ピン１２は、一直線に延びている。この可動ピン１２の外周面は、貫通穴１８の内周面に摺動可能にされている。一対の可動ピン１２がそれぞれ貫通穴１８に摺動可能に取り付けられている。可動ピン１２は、その軸線方向（上下方向）に固定台６に対して摺動可能にされている。この可動ピン１２の軸線は、鉤型ピン１０の本体部２０の軸線と平行にされている。

ストッパ１３は、リング状の形状を備えている。ストッパ１３の中央の穴に可動ピン１２が通されて固定されている。ストッパ１３は、可動ピン１２の外周面から突出している。ストッパ１３は、タイヤ２４に押し込まれる可動ピン１２の先端と固定台６との間に位置している。

図２に示されるように、この変位測定器２は、例えば、タイヤ２４のサイドウォール２６に取り付けられる。二点鎖線Ｌ１は、タイヤ２４の最大幅を通る直線である。この直線Ｌ１は、タイヤ２４の軸線方向に延びている。この変位測定器２は、この直線Ｌ１上に位置して取り付けられている。

図３は、図２の変位測定器２がタイヤ２４に取り付けられた使用状態の拡大図である。図３の二点鎖線Ｌ２は、固定台６の上面に平行な直線である。この二点鎖線Ｌ２は半径方向に延びる直線である。

図３を参照しつつ、変位測定器２の取り付け取り外し方法が説明される。この変位測定器２の取り付け方法では、直線Ｌ１上にセンサ４が位置させられて、一対の鉤型ピン１０がタイヤ２４に差し込まれる。次に、一対の可動ピン１２がタイヤ２４に押し込まれる。可動ピン１２がサイドウォール２６に差し込まれる。ストッパ１３がサイドウォール２６に当接する。このようにして、変位測定器２がタイヤ２４に取り付けられた状態が、図３に示されている。この図３には左側の鉤型ピン１０及び可動ピン１２が示されているが、図示されない右側の鉤型ピン１０及び可動ピン１２も同様にサイドウォール２６に差し込まれている。このセンサ４は、サイドウォール２６の外側面に取り付けられている。この取り付け状態において、ストッパ１３により、固定台６とタイヤ２４との間に空間が形成されている。

この取り外し方法では、一対の可動ピン１２が上向きにサイドウォール２６から抜かれる。次に、固定台６がサイドウォール２６の外側面から引き離される。一対の鉤型ピン１０がサイドウォール２６から抜かれる。この様にして、この変位測定器２がタイヤ２４から取り外される。

前述の直線Ｌ１の位置の特定について、図４を参照しつつ説明がされる。図４には、タイヤ２４のトレッド面２８に加重Ｆがかけられた状態が示されている。図４の直線Ｌ１は、この加重Ｆがかけられた状態で、軸方向に最も外側に位置するカーカス２５の部分を通っている。点Ｐ１は、タイヤ２４の軸方向内側面と直線Ｌ１との交点である。点Ｐ２は、タイヤ２４の軸方向外側面と直線Ｌ１との交点である。このタイヤ２４の最大幅は、一方の点Ｐ２から他方の点Ｐ２までの距離として測定される。この最大幅が測定されるタイヤ２４の空気圧は、正規内圧である。この正規内圧は、タイヤ２４が依拠する規格において定められた内圧を意味する。例えば、このタイヤ２４では、空気圧は７５０ｋＰａである。この加重Ｆは２７．４６ｋＮである。

一般に、大型トラック、バス、建設用車両、産業用車両などのタイヤのカーカスコードとして、スチールコードが用いられている。また、乗用車用タイヤにも、カーカスコードとして、スチールコードが用いられている。この変位測定器２では、センサ４でタイヤ２４の金属コードの変位が直接測定される。この金属コードの変位量からタイヤ２４の変形量が求められる。

タイヤ２４のサイドウォール２６が撓むと、カーカス２５も撓む。このセンサ４とサイドウォール２６との間には空間が形成されているので、カーカス２５の撓みにより、カーカスコードからセンサ４までの距離が変化する。渦電流センサ１４がカーカスコードまでの距離の変化を測定する。この距離の変化が電気信号として得られる。これにより、タイヤ２４の軸方向の変位量が測定される。

また、タイヤ２４のサイドウォール２６が撓むと、路面からセンサ４までの距離が変化する。光学式センサ１５が路面までの距離の変化を測定する。この距離の変化が電気信号として得られる。これにより、タイヤ２４の半径方向の変位量が測定される。

この変位測定器２は、歪ゲージなどのように、ゴム部材の変形量を直接測定するものではない。この変位測定器２は、ゴム部材に嵌め込んだり、密着させなくとも変位量を測定し得る。このため、タイヤ２４に差し込まれる取付ピン８による取り付けで、高精度に変位を測定し得る。

この変位測定器２は、取付ピン８でタイヤ２４に取り付けられるので、市販タイヤに追加工をせずに取り付けられる。市販タイヤで、容易にその変形量を測定し得る。タイヤにセンサを埋め込む従来の測定方法では、タイヤ２４の強度等を損なうため、荷重制限等測定条件の制約が大きい。これに対して、この変位測定器２は、タイヤ２４の強度等を損なうことが抑制されている。一般の使用環境と同じ条件で、タイヤ２４の変形量を測定し得る。

この可動ピン１２にストッパ１３が取り付けられているので、固定台６とタイヤ２４との間に確実に空間が形成される。即ち、センサ４とタイヤ２４との間に、確実に空間が形成されている。この空間により、カーカスコードとセンサ４との距離が測定し易くされている。このストッパ１３は、鉤型ピン１０に取り付けられてもよい。このストッパ１３が、取付ピン８のいずれかに取り付けられることで、確実に空間が形成され得る。

タイヤ２４が撓むと、タイヤ２４の最大幅を通る軸線Ｌ１上に位置する部分で、カーカス２５は軸方向の変位が最も大きい。カーカスコードの軸方向の変位量が最も大きい。このセンサ４は屈曲点Ｐ１を通る軸線Ｌ１上に位置しているので、カーカスコードと撓みをより精度良く検知し得る。この変位測定器２は、カーカスコードの変位をより精度よく測定し得る。

この変位測定器２は、鉤型ピン１０と可動ピン１２とでタイヤ２４に取り付けられる。鉤型ピン１０と可動ピン１２とは、タイヤ２４から抜き取られる方向が異なっている。タイヤ２４に取り付けられた状態では、本体部２０に対して屈曲した先端部２２が変位測定器２の抜け止めとして機能する。可動ピン１２が鉤型ピン１０の抜け止めとして機能する。これにより、この変位測定器２は、タイヤ２４から脱落し難くなっている。

更に、一対の鉤型ピン１０が固定台６の前方の左右に設けられ、一対の可動ピン１２が固定台６の後方左右に設けられるているので、この変位測定器２は、より確実にタイヤ２４に取り付けられる。

この変位測定器２では、可動ピン１２が軸線に沿って摺動可能なので、タイヤ２４への着脱が容易にされている。着脱によるタイヤ２４の損傷が最小限に抑制されている。

一対の鉤型ピン１０のうち、左右一方の鉤型ピン１０の本体部２０の軸線と他方の鉤型ピン１０の本体部２０の軸線とが平行に延びている。左右一方の鉤型ピン１０の先端部２２の軸線と他方の鉤型ピン１０の先端部２２の軸線とが平行に延びている。このように平行に延びているので、変位測定器２のタイヤ２４への着脱が容易にされている。着脱によるタイヤ２４の損傷は、最小限に抑制されている。

ここでは、一対の鉤型ピン１０と一対の可動ピン１２とを例示したが、一対の形態に限られない。鉤型ピン１０と可動ピン１２とがそれぞれ１本でも良いし、取付ピン８が更に多数であっても、そのうちの少なくとも１本が鉤型ピン１０であり、他の１本が可動ピン１２であれば、同様に本発明の効果を得られる。

本発明では、特に言及しない限り、タイヤ２４の各部材の寸法及び角度は、タイヤ２４が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ２４に空気が充填された状態で測定される。本明細書において正規リムとは、タイヤ２４が依拠する規格において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、及びＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ２４が依拠する規格において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。

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から４］
図１に示された基本構成を備えた変位測定器が準備された。この変位測定器がそれぞれ異なる使用環境で使用される市販タイヤに取り付けられて、それぞれの使用環境でタイヤ変形量が測定された。使用されたタイヤサイズは、３１５／８０Ｒ２２．５である。このタイヤのカーカスのプライコードはスチールコードである。それぞれの使用環境における空気圧、路面条件及び荷重は表１に示された通りである。この路面条件は、１０段階評価であり、点数が高いほど悪路を示している。

表１に示されるように、この変位測定器は、一般の使用環境でタイヤの変形量を測定し得る。

この測定結果は、実施例１の使用環境ではタイヤのたわみが大きいことを示している。実施例３及び４の使用環境では、タイヤの捻れが大きいことを示している。この測定結果から、実施例１及び４の使用環境では、タイヤの半径方向の剛性の強化による改良がされ得る。実施例３及び４の使用環境では、タイヤのグリップ力の低減による改良がされ得る。なお、実施例２の使用環境では、このタイヤの仕様で良好であることが確認された。この変位測定器を用いることで、それぞれの使用環境に適合するためのタイヤの改良点が的確に把握できる。この評価結果からも本発明の優位性は明らかである。

２・・・変位測定器
４・・・センサ
６・・・固定台
８・・・取付ピン
１０・・・鉤型ピン
１２・・・可動ピン
１３・・・ストッパ
１４・・・渦電流式センサ
１５・・・光学式センサ
１６・・・アンテナ
１８・・・貫通穴
２０・・・本体部
２２・・・先端部
２４・・・タイヤ
２５・・・カーカス
２６・・・サイドウォール
２８・・・トレッド面

Claims (7)

1. タイヤのコードの変位を測定する軸方向距離センサと、この軸方向距離センサが固定される固定台と、この固定台から突出してタイヤに差し込まれる取付ピンとを備える変位測定器。
2. ストッパを備えており、
   このストッパが上記取付ピンのいずれかに取り付けられており、
   このストッパが取付ピンの先端と固定台との間に位置している請求項１に記載の測定器。
3. 上記固定台とタイヤとの間に空間が形成されてタイヤに取り付けられる請求項１又は２に記載の測定器。
4. 上記軸方向距離センサがタイヤの最大幅を通り軸線方向に延びる直線上に位置させられてタイヤに取り付けられている請求項１から３のいずれかに記載の測定器。
5. 上記取付ピンが、この固定台の前方に設けられる鉤型ピンと、この固定台の後方に設けられる可動ピンとからなっており、
   この鉤型ピンが固定台に固定されており、この鉤型ピンが本体部と先端部とからなり、 この本体部が固定台から突出して延びており、
   この先端部が本体部の軸線に対して屈曲して延びており、
   この可動ピンが一直線に延びており、固定台に対してこの可動ピンの軸線に沿って摺動可能に支持されている請求項１から４のいずれかに記載の測定器。
6. 上記鉤型ピンが一対であり、この固定台の前方の左右に設けられており、
   上記可動ピンが一対であり、この固定台の後方の左右に設けられている請求項５に記載の測定器。
7. 上記左右一方の鉤型ピンの本体部の軸線と他方の鉤型ピンの本体部の軸線とが平行であり、
   左右一方の鉤型ピンの先端部の軸線と他方の鉤型ピンの先端部の軸線とが平行である請求項６に記載の測定器。

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