JP2015072194A - タイヤの試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ１６の強度が高精度で評価されうる装置２の提供。
【解決手段】試験装置２は、プランジャー４、制御部６、マイクロフォン８、アンプ１０、Ａ／Ｄ交換機１２及びコンピュータ１４を備えている。プランジャー４の下端１８は、徐々に下降し、タイヤ１６の表面から内側に向かって進行する。進行により、タイヤ１６が徐々に変形する。進行により、プランジャー４の押し込み力が、徐々に上昇する。この変形により、やがてタイヤ１６のコードが破断する。この破断によって発生した音を、マイクロフォン８を通じてコンピュータ１４が検出する。破断時のプランジャー４の押し込み力と移動距離とにより、破断の瞬間のエネルギー値が算出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤの強度を測定するための試験方法と、この試験方法に用いられる装置とに関する。

ＪＩＳ−Ｄ４２３０には、プランジャーが用いられたタイヤ試験方法が規定されている。この方法では、空気が充填されたタイヤの表面にプランジャーが当てられる。このプランジャーは、タイヤの内側に向かって徐々に進行する。進行により、タイヤが徐々に変形する。進行により、プランジャーにかかる押し込み力が徐々に大きくなる。やがてプランジャーは、タイヤを突き抜ける。タイヤを突き抜けた瞬間、押し込み力が低下する。この低下により、プランジャーの突き抜けが検知される。突き抜けの直前の押し込み力とプランジャーの移動距離とに基づき、タイヤの破壊エネルギーが算出される。この破壊エネルギーにより、タイヤの強度が評価される。

特開２００３−１０６９６８公報には、重錘が用いられたタイヤ試験方法が記載されている。この重錘は、その下面から突出するバーを有する。この重錘は、空気が充填されたタイヤに向けて落下させられる。落下により、バーがタイヤに衝突し、このタイヤの内側に向かって進行する。重錘の落下エネルギーが小さいときは、バーはタイヤを突き抜けない。重錘の落下エネルギーが大きいときは、バーはタイヤを突き抜ける。落下エネルギーは、落下前の重錘の高さの変更によって設定されうる。バーがタイヤを突き抜けた場合は、タイヤに孔が形成される。この孔から空気が抜けて、タイヤの内圧が低下する。内圧の低下により、突き抜けが検知される。突き抜けが検知されたときの落下エネルギーにより、タイヤの強度が評価される。

特開２００３−１０６９６８公報

ＪＩＳ−Ｄ４２３０

タイヤは、カーカスコード、ベルトコード、バンドコード等の多数のコードを含んでいる。ＪＩＳ−Ｄ４２３０に記載された試験方法では、プランジャーの進行によってタイヤが大幅に変形する。この変形は、コードの破断を伴う。変形量が大きいので、破断するコードの数がばらつきやすい。これに起因して、評価の値がばらつく。この試験方法では、高精度のタイヤ評価は、なされ得ない。

特開２００３−１０６９６８公報に記載された試験方法では、プランジャーの進行によってタイヤが大幅に変形する。この変形は、コードの破断を伴う。変形量が大きいので、破断するコードの数がばらつきやすい。これに起因して、評価の値がばらつく。この試験方法では、高精度のタイヤ評価は、なされ得ない。

本発明の目的は、タイヤの強度が高精度で評価されうる方法及びこの方法に用いられる装置の提供にある。

本発明に係るタイヤ用試験装置は、コードを有するタイヤの表面から内側に向かって進行する進行部、この進行部の進行によってタイヤから発生する音を捕捉する集音器、及び
この集音器で捕捉された音を解析してコードの破断を検出する検出器を備える。

本発明に係るタイヤ試験方法は、
（１）コードを有するタイヤの表面から内側に向かって進行部を進行させる工程、
（２）進行部の進行によってタイヤから発生する音を集音器で捕捉する工程、及び
（３）集音器で捕捉された音を解析してコードの破断を検出器で検出する工程
を備える。

本発明に係る試験方法により、タイヤの強度が高精度で評価されうる。

図１は、本発明の一実施形態に係る試験装置がタイヤと共に示された概念図である。 図２は、本発明の他の実施形態に係る試験装置がタイヤと共に示された概念図である。

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に示された試験装置２は、プランジャー４、制御部６、マイクロフォン８、アンプ１０、Ａ／Ｄ交換機１２及びコンピュータ１４を備えている。プランジャー４は、進行部である。マイクロフォン８は、集音器である。コンピュータ１４は、検出器である。

図１には、タイヤ１６も示されている。このタイヤ１６は、リムに装着されている。このタイヤ１６には、空気が充填されている。このタイヤ１６の内圧は、所定値に設定されている。このタイヤ１６は、コードを含んでいる。コードとして、カーカスコード、ベルトコード及びバンドコードが例示される。タイヤ１６は、有機繊維から形成されたコードを含みうる。タイヤ１６は、スチールから形成されたコードを含みうる。

プランジャー４の下端１８は、上昇及び下降しうる。この下端１８が徐々に下降すると、この下端１８がタイヤ１６の表面に当接する。さらなる下降により、下端１８は内側に向かって進行する。進行により、タイヤ１６が徐々に変形する。進行により、プランジャー４の押し込み力が、徐々に上昇する。

制御部６は、プランジャー４の上昇及び下降を制御する。制御部６は、プランジャー４の移動距離及び押し込み力を検出しうる。プランジャー４の移動距離及び押し込み力のデータは、制御部６からコンピュータ１４に送られる。

マイクロフォン８は、タイヤ１６の近くに位置している。このマイクロフォン８は、プランジャー４によって変形させられたタイヤ１６から発生する音を捕捉する。捕捉によって得られた信号は、アンプ１０及びＡ／Ｄ交換機１２を通され、コンピュータ１４へと送られる。

コンピュータ１４は、音の波形を解析しうる。タイヤ１６のコードが破断するとき、固有の波長を有する音が発生する。この固有の波長を有する音を検出することにより、コンピュータ１４は、コードが破断したことを検出しうる。固有の振幅を有する音、固有の周波数を有する音、固有の減衰率を有する音等を検出することにより、コンピュータ１４が、コードの破断を検出してもよい。

この装置２が用いられた評価方法では、まず、タイヤ１６がセットされる。タイヤ１６は、プランジャー４を押し込みたい箇所がプランジャー４の下端１８の真下に位置するように、セットされる。例えば、トレッドの中央を押し込みたい場合は、タイヤ１６の軸方向が水平となるように、タイヤ１６がセットされる。

次に、制御部６により、プランジャー４の下端１８が徐々に下降する。前述の通り、この下降により、タイヤ１６が徐々に変形する。この変形により、やがてコードが破断する。この破断によって発生した音を、コンピュータ１４が検出する。コンピュータ１４は、破断の瞬間の、プランジャー４の、押し込み力Ｆと移動距離Ｐとを記憶する。コンピュータ１４はさらに、下記数式に基づき、破断の瞬間のエネルギー値Ｗを算出する。
Ｗ ＝ （Ｆ × Ｐ） ／ ２
コンピュータ１４は、このエネルギー値Ｗも記憶する。このエネルギー値Ｗは、モニタ（図示されず）に表示される。このエネルギー値Ｗはさらに、プリンタ（図示されず）によって出力される。

破断時のエネルギー値Ｗは、タイヤ１６の強度と相関する指数である。破断時のエネルギー値Ｗが大きなタイヤ１６は、強度に優れる。この方法により、タイヤ１６の強度が評価されうる。

コードの破断は、タイヤ１６の変形過程のうちの比較的初期に発生する。破断の段階でのタイヤ１６の変形量は、大きくない。従って、この評価方法によって得られるエネルギー値Ｗのばらつきは、小さい。この方法により、タイヤ１６の強度が精度良く評価されうる。

精度の観点から、破断したコードの数が１であるときのエネルギー値Ｗによってタイヤ１６が評価されることが好ましい。破断したコードの数が２以上であるときのエネルギー値Ｗによってタイヤ１６が評価されてもよい。

波形の解析により、破断したコードの材質が特定されてもよい。

図２は、本発明の他の実施形態に係る試験装置２０が示された概念図である。この試験装置２０は、重錘２２、マイクロフォン２４、アンプ２６、Ａ／Ｄ交換機２８及びコンピュータ３０を備えている。重錘２２は、その下側にバー３２を備えている。このバー３２は、進行部である。マイクロフォン２４は、集音器である。コンピュータ３０は、検出器である。

図２には、タイヤ３４も示されている。このタイヤ３４は、リムに装着されている。このタイヤ３４には、空気が充填されている。このタイヤ３４の内圧は、所定値に設定されている。このタイヤ３４は、コードを含んでいる。コードとして、カーカスコード、ベルトコード及びバンドコードが例示される。タイヤ３４は、有機繊維から形成されたコードを含みうる。タイヤ３４は、スチールから形成されたコードを含みうる。

重錘２２は、図２において矢印で示されるように、落下させられる。重錘２２は、図示されないレールに案内されつつ落下する。重錘２２が落下すると、バー３２の下端３６がタイヤ３４の表面に衝突する。その後、下端３６は内側に向かって急速に進行する。進行により、タイヤ３４が変形する。

マイクロフォン２４は、タイヤ３４の近くに位置している。このマイクロフォン２４は、バー３２によって変形させられたタイヤ３４から発生する音を捕捉する。捕捉によって得られた信号は、アンプ２６及びＡ／Ｄ交換機２８を通され、コンピュータ３０へと送られる。

コンピュータ３０は、音の波形を解析しうる。タイヤ３４のコードが破断するとき、固有の波長を有する音が発生する。この固有の波長を有する音を検出することにより、コンピュータ３０は、コードの破断を検出しうる。固有の振幅を有する音、固有の周波数を有する音、固有の減衰率を有する音等を検出することにより、コンピュータ３０が、コードの破断を検出してもよい。

この装置２０が用いられた評価方法では、まず、重錘２２がタイヤ３４に対して所定の高さに位置させられる。次に、タイヤ３４がセットされる。タイヤ３４は、バー３２を衝突させたい箇所がバー３２の下端３６の真下に位置するように、セットされる。例えば、トレッドの中央にバー３２を衝突させたい場合は、タイヤ３４の軸方向が水平となるように、タイヤ３４がセットされる。

次に、重錘２２が落下させられる。前述の通り、この落下により、バー３２がタイヤ３４に衝突する。衝突によってタイヤ３４から生じた音を、コンピュータ３０が解析する。コンピュータ３０は、衝突によってコードの破断が生じたか否かを判定する。破断が生じていない場合、より高い位置に重錘２２がセットされ、この重錘２２が落下させられる。この落下により、バー３２がタイヤ３４に衝突する。衝突によってタイヤ３４から生じた音を、コンピュータ３０が解析する。コンピュータ３０は、衝突によってコードの破断が生じたか否かを判定する。このような、より高い位置への重錘２２のセット、この重錘２２の落下、及び破断の判定が、繰り返される。最初に破断が確認された場合の重錘２２の高さに基づき、タイヤ３４の強度が評価される。具体的には、コンピュータ３０は、下記数式に基づき、破断の瞬間のエネルギー値Ｗを算出する。
Ｗ ＝ （Ｍ × ｇ × Ｈ）
この数式において、Ｍは重錘２２の質量を表し、ｇは重力加速度を表し、Ｈは重錘２２の高さを表す。コンピュータ３０は、このエネルギー値Ｗを記憶する。このエネルギー値Ｗは、モニタ（図示されず）に表示される。このエネルギー値Ｗはさらに、プリンタ（図示されず）によって出力される。

破断時のエネルギー値Ｗは、タイヤ３４の強度と相関する指数である。破断時のエネルギー値Ｗが大きなタイヤ３４は、強度に優れる。この方法により、タイヤ３４の強度が評価されうる。

コードの破断が最初に確認された場合の、タイヤ３４の変形量は、大きくない。従って、この評価方法によって得られるエネルギー値Ｗのばらつきは、小さい。この方法により、タイヤ３４の強度が精度良く評価されうる。

波形の解析により、破断したコードの材質が特定されてもよい。

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］
サイズが「１９５／８５Ｒ１６ １１４／１１２Ｌ」であるタイヤを用意した。このタイヤを、幅が５．５インチであるリムに組み込んだ。このタイヤに、内圧が６００ｋＰａとなるように、空気を充填した。このタイヤを、図１に示された試験装置にセットした。このタイヤのトレッドの中央に、直径が１９ｍｍであるプランジャーを押し込んだ。この押し込みを、コードの破断の音がマイクロフォンで捕捉されるまで継続し、エネルギーＷを算出した。７２°刻みの５箇所にてエネルギーＷを算出した。これらのエネルギーＷから、下記数式に基づいて、ばらつきＶを算出した。
Ｖ ＝ （Ｗｍａｘ − Ｗｍｉｎ） ／ Ｗａｖｅ × １００
この数式において、Ｗｍａｘは５つのエネルギー値の中の最大値を表し、Ｗｍｉｎは５つのエネルギー値の中の最小値を表し、Ｗａｖｅは５つのエネルギー値の平均値を表わす。

［比較例１］
プランジャーがタイヤを突き抜けるまで、このプランジャーの押し込みを継続した他は実施例１と同様にして、ばらつきを算出した。

［実施例２及び３］
タイヤのサイズ及びリムの幅を下記の表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、ばらつきを算出した。

［比較例２及び３］
タイヤのサイズ及びリムの幅を下記の表１に示される通りとした他は比較例１と同様にして、ばらつきを算出した。

表１に示されるように、各実施例の評価方法では、ばらつきが小さい。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明された方法は、タイヤの様々な部位の強度の評価に適している。

２、２０・・・評価装置
４・・・プランジャー
６・・・制御部
８、２４・・・マイクロフォン
１０、２６・・・アンプ
１２、２８・・・Ａ／Ｄ交換機
１４、３０・・・コンピュータ
１６、３４・・・タイヤ
２２・・・重錘
３２・・・バー

Claims (2)

1. コードを有するタイヤの表面から内側に向かって進行する進行部、
   上記進行部の進行によってタイヤから発生する音を捕捉する集音器、及び
   上記集音器で捕捉された音を解析して上記コードの破断を検出する検出器
   を備えたタイヤ用試験装置。
2. コードを有するタイヤの表面から内側に向かって進行部を進行させる工程、
   上記進行部の進行によってタイヤから発生する音を集音器で捕捉する工程、及び
   上記集音器で捕捉された音を解析して上記コードの破断を検出器で検出する工程
   を備えたタイヤ試験方法。

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