JP4401182B2 - タイヤトレッドへの傷形成方法および装置 - Google Patents

Description

この発明は、耐久試験の準備段階として、空気入りタイヤのトレッドに対し傷を形成する傷形成方法および装置に関する。

一般に、空気入りタイヤ、特に航空機用空気入りタイヤは、タキシング時あるいは離着陸時に滑走路上に落下している石、金属片等を踏んでトレッドに傷が付与されることがあるが、このような傷が付与された状態でも、一定回数離着陸を繰り返し行うことができる程度の耐久性が要求されている。

従来、このような耐久性を航空機用空気入りタイヤが満足しているか否かは、航空機の機体重量に相当する荷重を積載した牽引車に航空機用空気入りタイヤを装着した後、該牽引車を一定の低速で牽引しながら試験場に設置された傷形成突起を航空機用空気入りタイヤで乗り越してトレッドのみに傷を形成し、その後、該航空機用空気入りタイヤをドラム耐久試験機に装着して離着陸時の負荷、走行速度を再現しながら繰り返しドラム上を走行させ、判定するようにしている。

しかしながら、前述のような方法によって航空機用空気入りタイヤのトレッドに傷を形成するようにすると、広い試験場や牽引車が必要になるとともに、傷の形成に多大の労力と時間が必要になるという問題があるが、このような問題を解決するため、例えば、以下の特許文献１に記載されている方法・装置をトレッドに対する傷形成に転用することが考えられる。
特開２００３−１０６９６８号公報

このものは、リム組みしたタイヤに内圧を充填した後、該タイヤを所定位置に縦置きで配置し、その後、下端に突起を有する重錘を所定高さから落下させて前記突起をタイヤのトレッドに衝合させて押し込み、これにより、トレッドに傷を形成するものである。

しかしながら、このようなタイヤトレッドへの傷形成方法・装置にあっては、傷が形成されるタイヤが静止して転動しておらず、しかも、該タイヤに航空機から受ける負荷に相当する荷重が付与されていないため、トレッドに形成される傷は、前述したタキシング時、離着陸時に実際に付与される傷とかなり異なったものとなり、この結果、実際の耐久性能と耐久試験結果との間にかなりの誤差が生じてしまうという課題があった。なお、このような課題は前述の航空機用空気入りタイヤに限らず、乗用車用空気入りタイヤ、トラック・バス用空気入りタイヤの場合にも生じる。

この発明は、タイヤトレッドに対し屋内において実際の傷に近い傷を簡単に形成することができるタイヤトレッドへの傷形成方法および装置を提供することを目的とする。

このような目的は、第１に、固定フレームに支持された転動プレートに空気入りタイヤのトレッドを押付け手段により押し付けた状態で、該転動プレートを移動手段により直線に沿って移動させることにより、支持体に支持された空気入りタイヤを転動プレート上において軸線回りに転動させるとともに、転動プレートの転動面側に設けられた傷形成突起を空気入りタイヤの接地領域に侵入させ、該傷形成突起をトレッドに押し込んで傷を形成するようにしたタイヤトレッドへの傷形成方法により達成することができ、

第２に、固定フレームと、該固定フレームに支持され、直線に沿って移動可能な転動プレートと、空気入りタイヤを軸線回りに回転可能に支持する支持体と、支持体を転動プレートに、空気入りタイヤのトレッドが転動プレートに押し付けられた状態となるまで接近移動させる押付け手段と、前記転動プレートを直線に沿って移動させることで、空気入りタイヤを転動プレート上において転動させる移動手段と、前記転動プレートの転動面側に設けられ、転動プレートの移動により空気入りタイヤの接地領域に侵入したとき、トレッドに押し込まれて傷を形成する傷形成突起とを備えたタイヤトレッドへの傷形成装置により、達成することができる。

この発明においては、転動プレートに空気入りタイヤのトレッドを押し付けた状態で該転動プレートを移動させることにより、空気入りタイヤを転動プレート上において転動させるが、この転動中の空気入りタイヤのトレッドに対し転動プレートの傷形成突起を押し込んで傷を形成するようにしたので、空気入りタイヤに滑走路上で付与される実際の傷に近い傷を簡単に形成することができる。しかも、このような傷形成装置は、屋内に設置することができ、広い試験場や牽引車が不要となる。

また、請求項３に記載のように構成すれば、既設のドラム試験機をそのまま使用することができ、構造が簡単になるとともに、製作費も安価となる。
さらに、請求項４に記載のように構成すれば、傷が形成された空気入りタイヤを取り外すことなく、迅速に耐久試験を行うことができる。そして、このような傷形成、耐久試験は、請求項５に記載のような航空機用空気入りタイヤに好適である。
また、請求項６に記載のように構成すれば、トレッドに形成された傷がベルト層の影響を殆ど受けることがなくなり、耐久試験の精度が向上する。

さらに、請求項７に記載のように構成すれば、円周方向張力が大きいトレッド中央部に深い傷を形成することができ、これにより、耐久試験の条件をより厳しいものとすることができる。
また、請求項８に記載のように構成すれば、傷形成突起のいずれの部位も長手方向位置に拘わらずほぼ同時にトレッドに押し込まれるため、形成される傷が高精度で安定したものとなる。

以下、この発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
図１、２において、11は上面が水平なベースであり、このベース11の一側には空気入りタイヤＴ、ここでは航空機用空気入りラジアルタイヤの耐久試験を行うことができるドラム試験機12のドラムフレーム13が取付けられている。14は前記ドラムフレーム13に回転可能に支持されたドラム試験機12のドラムであり、このドラム14は試験時に図示していない駆動モータにより水平な軸線回りに回転されるとともに、非試験時には図示していない制動手段から制動力が付与され回転が停止している。

一方、前記ベース11の他側には図示していない支持フレームが固定され、この支持フレームには前記ドラム14に向かって水平に延びるピストンロッド17を有する複数の押付け手段としての流体シリンダが支持されている。これら流体シリンダのピストンロッド17の先端（一端）には可動体18が固定され、この可動体18にはドラム14の軸線方向に離れた一対の支持リム19が回転可能に、かつ、互いに接近離隔可能に支持されている。

そして、これら支持リム19間に空気入りタイヤＴが搬入された後、支持リム19同士が互いに接近すると、これら支持リム19に空気入りタイヤＴのビード部が着座して該空気入りタイヤＴが回転可能に支持される。前述した可動体18、支持リム19は全体として、空気入りタイヤＴを軸線回りに回転可能に支持する支持体20を構成し、この支持体20および前記流体シリンダは既設のドラム試験機12の支持体、流体シリンダ（押付け手段）がそのまま使用されている。

23はドラム14と支持体20との間に設置された門型フレームであり、この門型フレーム23はベース11上に立設されるとともに、その下端がボルト等によりベース11に着脱可能に固定されている。前記門型フレーム23はその下端部にドラム14の軸線に平行に延びる水平ビーム24を有し、この水平ビーム24にはドラム14の接線方向に延び前記ドラム14とほぼ等幅である支持プレート25の下端が固定されている。この支持プレート25のドラム14に対向する一側面には断面弧状の弧状凹み26が形成され、この弧状凹み26の円弧面は前記ドラム14の外周面と曲率半径が同一である。この結果、この弧状凹み26の円弧面とドラム14の外周面とは面接触している。

29は支持プレート25の他側面に固定され上下方向に延びる敷設プレートであり、この敷設プレート29の他側面には上下方向に延びる一対のガイドレール30が敷設されている。前述した門型フレーム23、支持プレート25、敷設プレート29は全体として、ドラム14の他側で支持体20の一側に、即ちドラム14と支持体20との間に設置されるとともに、ベース11に取り外し可能に連結された固定フレーム31を構成する。この結果、この固定フレーム31を中心とすれば、ドラム試験機12のドラム14は固定フレーム31の反空気入りタイヤＴ側に設置されていることになり、また、このドラム試験機12のドラム14には前述のように固定フレーム31、詳しくは支持プレート25の一側面（弧状凹み26の円弧面）が接触している。

34は敷設プレート29の他側に設置され該敷設プレート29に平行に延びる転動プレートであり、この転動プレート34の敷設プレート29に対向する一側面にはガイドレール30に摺動可能に係合する複数のリニア式のスライドベアリング35が固定されている。この結果、前記転動プレート34はスライドベアリング35、ガイドレール30を介して固定フレーム31（詳しくは敷設プレート29）に、ガイドレール30に平行に延びる直線Ｌに沿って移動可能に支持されていることになる。

そして、前記流体シリンダが作動してピストンロッド17が突出すると、所定内圧が充填された空気入りタイヤＴは、そのトレッドＤが転動プレート34に押し付けられた状態となるまで接近移動し、該転動プレート34の転動面（他側面）に所定の押付け力、ここでは、空気入りタイヤＴが航空機から実際に受ける負荷にほぼ相当する力で押し付けられるが、この押付け力は転動プレート34、固定フレーム31を介してドラム試験機12のドラム14に付与され、該ドラム14が受ける。

このように支持体20および流体シリンダ（押付け手段）として、ドラム試験機12の支持体および押付け手段をそのまま使用するとともに、固定フレーム31の反空気入りタイヤＴ側に設けられたドラム試験機12のドラム14に固定フレーム31を接触させ、転動プレート34に空気入りタイヤＴから付与された押付け力を該ドラム14によって受けるようにしたので、既設のドラム試験機12をそのまま傷形成装置の一部として使用することができ、これにより、装置全体の構造が簡単になるとともに、製作費も安価となる。

38、39は前記門型フレーム23の上端部に回転可能に支持されたプーリであり、これらのプーリ38、39には一端が転動プレート34の上端に連結されたワイヤロープ40が掛け回されている。41は門型フレーム23に固定されるとともに、上下方向に延び、エアまたは油圧により作動する流体シリンダであり、この流体シリンダ41のピストンロッド42の先端（上端）には前記ワイヤロープ40の他端が連結されている。

この結果、前記流体シリンダ41が作動してピストンロッド42が突出したり引っ込んだりすると、前記転動プレート34は直線Ｌに沿って下方または上方に一定の低速、例えば20km/h以下の低速で移動するが、このとき、該転動プレート34に空気入りタイヤＴが押し付けられていると、該空気入りタイヤＴは転がり接触しながら転動プレート34上において転動する。前述したワイヤロープ40、流体シリンダ41は全体として、転動プレート34を直線Ｌに沿って移動させることで、空気入りタイヤＴを転動プレート34上において転動させる移動手段43を構成する。

図１、２、３、４、５において、45は転動プレート34の転動面（他側面）の下部に取付けられドラム14の軸線に平行に延びる四角筒状の保護ケースであり、この保護ケース45の空気入りタイヤＴに対向する他側壁には長手方向に延びる一定幅のスリット46が形成されている。47は前記保護ケース45内に収納された取付けブロックであり、この取付けブロック47は保護ケース45の一側壁に固定されている。

48は転動プレート34の転動面側、詳しくは取付けブロック47の他側面に取付けられた傷形成突起であり、この傷形成突起48は前記スリット46を通過し保護ケース45から空気入りタイヤＴに向かって突出する板状の形成部49を有する。この結果、前述のように流体シリンダによって空気入りタイヤＴが転動プレート34に押し付けられているとき、流体シリンダ41のピストンロッド42が引っ込んで転動プレート34が直線Ｌに沿って上昇し、前記空気入りタイヤＴの接地領域Ｓに傷形成突起48が侵入すると、該傷形成突起48の形成部49は空気入りタイヤＴのトレッドＤに押し込まれ、ベルト層、ブレーカー層等を傷付けることなくトレッドＤのみにカット傷を形成する。

50は前記流体シリンダ41のピストンロッド42の途中に介装された検出センサであり、この検出センサ50は、前述のように傷形成突起48によって空気入りタイヤＴのトレッドＤに傷が形成されているとき、流体シリンダ41から転動プレート34に付与される移動力を検出し、その検出結果を図示していない制御手段に出力する。

ここで、前記傷形成突起48は前記直線Ｌに対して直角に交差し水平に直線状に延びている。そして、このように傷形成突起48が直線Ｌに対して直角に直線状に延びていれば、空気入りタイヤＴのトレッドＤに形成される傷は空気入りタイヤＴの幅方向に延びることになり、これにより、トレッドＤに形成された傷が空気入りタイヤＴのベルト層、例えばベルトコードの傾斜角の違いによる影響を殆ど受けることがなくなり、耐久試験の精度が向上する。

また、前記保護ケース45からの傷形成突起48（形成部49）の突出量は長手方向両端から長手方向中央に向かうに従い徐々に大となっており、この結果、形成部49の先端（他端）は空気入りタイヤＴに向かって凸状になだらかに屈曲している。そして、傷形成突起48（形成部49）が前述のような形状を呈していると、円周方向張力が大きい空気入りタイヤＴのトレッドＤ中央部に深い傷を形成することができ、これにより、耐久試験の条件をより厳しいものとすることができる。

なお、前記保護ケース45からの傷形成突起48（形成部49）の突出量は、通常 0.5〜 3.0cmの範囲内とし、また、形成部49の厚さは、傷形成時に欠損しないよう、通常 1.0〜 5.0mmの範囲内とする。さらに、前記傷形成突起48（形成部49）の全長は、トレッドＤの全幅に亘って傷を確実に形成するために、トレッド幅より大であることが好ましく、トレッド幅の 1.2倍以上とすることがより好ましい。

次に、前記実施例１の作用について説明する。
空気入りタイヤＴに対してドラム耐久試験を行う場合には、その準備段階として、該空気入りタイヤＴのトレッドＤに傷を形成するが、このような傷形成は以下のようにして行う。即ち、まず、固定フレーム31等をドラム14と支持体20との間に搬入し、門型フレーム23をボルト等によりベース11に取付けるとともに、弧状凹み26の円弧面とドラム14の外周面とを面接触させる。その後、空気入りタイヤＴを一対の支持リム19間に搬入した後、支持リム19同士を互いに接近させ、空気入りタイヤＴを支持リム19に装着するとともに、その内部に所定圧の内圧を充填する。

次に、流体シリンダのピストンロッド17を突出させて空気入りタイヤＴを転動プレート34に接近移動させ、該転動プレート34の転動面に空気入りタイヤＴを所定の押付け力で押し付ける。このとき、転動プレート34に接触している部位の空気入りタイヤＴは平坦となるよう変形して転動プレート34に接地領域Ｓにおいて面接触し、一方、空気入りタイヤＴに付与された押付け力は転動プレート34、固定フレーム31を通じて伝達された後、ドラム試験機12のドラム14が受ける。

この状態で流体シリンダ41を作動してピストンロッド42を引っ込ませると、ワイヤロープ40に引っ張られて転動プレート34がガイドレール30にガイドされながら直線Ｌに沿って上昇する。このような転動プレート34の上昇により空気入りタイヤＴが転動しながら傷形成突起48を乗り越えると、該傷形成突起48の形成部49は空気入りタイヤＴのトレッドＤに押し込まれトレッドＤにカット傷を形成する。

このように転動プレート34に空気入りタイヤＴのトレッドＤを押し付けた状態で該転動プレート34を移動させることにより、空気入りタイヤＴを転動プレート34上において転動させるが、この転動中の空気入りタイヤＴのトレッドＤに対し転動プレート34の傷形成突起48（形成部49）を押し込んで傷を形成するようにしたので、空気入りタイヤＴが滑走路上で付与される実際の傷に近い傷を簡単に形成することができる。しかも、このような傷形成装置は、屋内に設置することができ、広い試験場や牽引車が不要となる。

その後、流体シリンダのピストンロッド17を引っ込めて空気入りタイヤＴを転動プレート34から離隔させ、初期位置に復帰させる。このとき、固定フレーム31、転動プレート34、移動手段43をベース11から取り外すとともに、ドラム14、空気入りタイヤＴ間から搬出して取り除く。次に、流体シリンダのピストンロッド17を突出させて空気入りタイヤＴを所定の押付け力でドラム14に押付けながら該ドラム14を所定の速度で回転させることで、離着陸時の負荷、走行速度を再現しながら繰り返しドラム14上を走行させ、ドラム耐久試験を行う。

ここで、前述のように空気入りタイヤＴのトレッドＤに傷を形成した後、固定フレーム31等を取り除き、次いで、該空気入りタイヤＴを流体シリンダによりドラム14に押付けながら耐久試験を行うようにすれば、傷が形成された空気入りタイヤＴを支持体20から取り外すことなく、迅速に耐久試験を行うことができる。そして、このような傷形成、耐久試験は、特に大型で使用条件の厳しい航空機用空気入りタイヤに好適である。

図６はこの発明の実施例２を示す図である。この実施例においては、傷形成突起48（形成部49）を空気入りタイヤＴの接地領域Ｓの踏み込み側端縁Ｅにほぼ平行となるよう屈曲しながら延びており、この結果、該傷形成突起48（形成部49）は傷形成時における転動プレート34の移動方向前方に向かって凹状に屈曲している。このように傷形成突起48（形成部49）を屈曲させれば、傷形成突起48（形成部49）のいずれの部位も長手方向位置に拘わらずほぼ同時にトレッドＤに押し込まれるため、形成される傷が高精度で安定したものとなる。ここで、前記形成部49の保護ケース45からの突出量は長手方向位置に拘わらず一定であってもよく、また、実施例１と同様に長手方向中央に向かうに従い徐々に大となっていてもよい。なお、他の構成、作用は前記実施例１と同様である。

図７はこの発明の実施例３を示す図である。この実施例においては、上下方向に延びる流体シリンダ41を転動プレート34の直上における門型フレーム23の上端部に固定するとともに、該流体シリンダ41のピストンロッド42の先端（下端）を転動プレート34の上端に回動可能に連結している。このようにワイヤロープ40を省略し、流体シリンダ41によって転動プレート34を直接昇降させるようにすれば、ワイヤロープ40が空気入りタイヤＴからの反力によって撓み、プーリ38、39から外れそうになる事態を防止することができる。そして、この流体シリンダ41への供給流体圧を変化させることで、転動プレート34の昇降速度を調節するようにしている。なお、他の構成、作用は前記実施例１と同様である。

なお、前述の実施例１においては、移動手段43をワイヤロープ40、流体シリンダ41から構成したが、この発明においては、移動手段を固定フレームに取付けられ、ねじ軸を回転させるサーボモータと、転動プレートに取付けられ、前記ねじ軸が螺合するねじブロックとから構成するようにしてもよい。また、前述の実施例１においては、流体シリンダ41のピストンロッド42の移動をワイヤロープ40を介して転動プレート34に伝達し、該転動プレート34を直線Ｌに沿って移動させるようにしたが、無端あるいは有端の金属チェーンを介して転動プレートに伝達するようにしてもよい。

さらに、前述の実施例においては、ガイドレール30を固定フレーム31（敷設プレート29）に敷設し、スライドベアリング35を転動プレート34に取付けたが、この発明においては、転動プレート側にガイドレールを敷設し、固定フレーム側にスライドベアリング、直動ベアリングを取付けるようにしてもよい。また、前述の実施例においては、空気入りタイヤＴとして航空機用空気入りタイヤを用いたが、この発明においては、乗用車用あるいはトラック・バス用空気入りタイヤを用いるようにしてもよい。

この発明は、空気入りタイヤのトレッドに対し傷を形成する産業分野に適用できる。

この発明の実施例１を示す側面断面図である。 図１のＩ−Ｉ矢視断面図である。 図２のII−II矢視図である。 図３のIII−III矢視断面図である。 図４のIV−IV矢視図である。 この発明の実施例２を示す図５と同様の矢視図である。 この発明の実施例３を示す図２と同様の断面図である。

符号の説明

12…ドラム試験機 14…ドラム
20…支持体 31…固定フレーム
34…転動プレート 43…移動手段
48…傷形成突起 Ｔ…空気入りタイヤ
Ｄ…トレッド Ｌ…直線
Ｓ…接地領域 Ｅ…踏み込み側端縁

Claims (8)

1. 固定フレームに支持された転動プレートに空気入りタイヤのトレッドを押付け手段により押し付けた状態で、該転動プレートを移動手段により直線に沿って移動させることにより、支持体に支持された空気入りタイヤを転動プレート上において軸線回りに転動させるとともに、転動プレートの転動面側に設けられた傷形成突起を空気入りタイヤの接地領域に侵入させ、該傷形成突起をトレッドに押し込んで傷を形成するようにしたことを特徴とするタイヤトレッドへの傷形成方法。
2. 固定フレームと、該固定フレームに支持され、直線に沿って移動可能な転動プレートと、空気入りタイヤを軸線回りに回転可能に支持する支持体と、支持体を転動プレートに、空気入りタイヤのトレッドが転動プレートに押し付けられた状態となるまで接近移動させる押付け手段と、前記転動プレートを直線に沿って移動させることで、空気入りタイヤを転動プレート上において転動させる移動手段と、前記転動プレートの転動面側に設けられ、転動プレートの移動により空気入りタイヤの接地領域に侵入したとき、トレッドに押し込まれて傷を形成する傷形成突起とを備えたことを特徴とするタイヤトレッドへの傷形成装置。
3. 前記支持体および押付け手段として、ドラム試験機の支持体および押付け手段をそのまま使用するとともに、固定フレームの反空気入りタイヤ側に設けられたドラム試験機のドラムに固定フレームを接触させ、転動プレートに空気入りタイヤから付与された押付け力を該ドラムによって受けるようにした請求項２記載のタイヤトレッドへの傷形成装置。
4. 前記空気入りタイヤのトレッドに傷を形成した後、固定フレーム、転動プレート、移動手段を取り除き、次いで、該空気入りタイヤを押付け手段によりドラムに押付けながら耐久試験を行うようにした請求項３記載のタイヤトレッドへの傷形成装置。
5. 前記空気入りタイヤとして航空機用空気入りタイヤを用い、離着陸時の耐久試験を行うようにした請求項４記載のタイヤトレッドへの傷形成装置。
6. 前記傷形成突起は前記直線に直角に直線状に延びている請求項２〜５のいずれかに記載のタイヤトレッドへの傷形成装置。
7. 前記傷形成突起は長手方向中央に向かうに従い徐々に突出量が大となった凸状を呈している請求項６記載のタイヤトレッドへの傷形成装置。
8. 前記傷形成突起は空気入りタイヤの接地領域の踏み込み側端縁にほぼ平行となるよう屈曲しながら延びている請求項２〜５のいずれかに記載のタイヤトレッドへの傷形成装置。

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