JP4524440B2 - 屋内摩耗試験用の粉末の投与・捕集マニフォールド - Google Patents

Description

【０００１】
［産業上の利用分野］
本発明は一般的に屋内用に適した空気タイヤ試験システムの分野に関する。より詳しくは、本発明はタイヤの外面及び摩擦面に粒子が堆積し、または、粘着するのを防止するために、屋内タイヤ摩耗試験の間に摩耗面に粉末物質を投与する新規で改良された装置に関する。
【０００２】
［従来の技術及びその課題］
乗用車、トラック等のための従来の空気タイヤは一般的に加硫したゴム製品のようなエラストマー材料から作られている。空気タイヤが車両に取付けられた後で、典型的に路面に沿って移動すると共に、圧縮、引張りおよび剪断の力を受ける。そのような力により、必然的に、タイヤの踏面の摩耗で粒子を生じ、かつ、ゴム物質から放出されるオイルを生じる。長期間に亘って、タイヤは交換しなければならないポイントまで摩耗する。
【０００３】
タイヤの製造者は、多くの場合、典型的なおよび（または）極端な運転状態でタイヤがどんな性能かを決定するために、そのタイヤを試験している。さらに、タイヤの試験は製造上の問題を検出するために有用である。タイヤ試験から得られた情報は、安全性、寿命、性能に関してタイヤを改良できる方法を学ぶために重要である。しかしながら、タイヤを実際に車両に取付け、種々の表面で長期間運転しなければ、信頼できるタイヤ試験を行うことは困難である。そのような試験は明らかに実際的でない。それゆえ、製造者は実際の運転状態を再現し、それにタイヤを曝すことを試みる屋内または研究室内のタイヤ試験システムを開発している。
【０００４】
研究室内のタイヤ摩耗試験は比較的新しい技術分野である。典型的な屋内試験プロセスで、タイヤは、回転する道路相当ホイールに押付けられ、その回転する道路相当ホイールはそれに取付けられた摩擦面を有している。タイヤと回転する道路相当ホイールは実際の運転状態を模擬するように設計されている。道路相当ホイールはタイヤに対して回転するので、タイヤの粒子とオイルが放出され、ゆっくりと摩耗していく。
【０００５】
実際の運転状態の下では、車両は道路面を移動する。それゆえ、放出された粒子は直ちにタイヤから散乱するので、タイヤ性能への影響は無視しうる。それに対して、屋内タイヤ試験中は、そのタイヤが道路相当ホイールに押付けられ、固定した基準点で回転する。結果として、摩擦で生じた粒子がタイヤ表面と摩擦面の周囲で循環し、蓄積する。粒子はオイルを有していて、粒子を軟化し、粘着性にする。それで、放出した物質はタイヤの踏面および（または）摩擦面に付着し、タイヤ踏面の性能を隠し、正確なデータの取得を妨げている。
【０００６】
摩擦で生じた粘着性のゴム粒子がタイヤおよび（または）摩擦面に付着するのを防止するために知られているひとつの解決策はタイヤを試験するときに回転する道路相当ホイールの摩擦面上に粉末物質を導入することである。流動性の滑石粉末のような種々の粉末を使用しうる。摩擦面にまぶし、または、散布したとき、粉末が放出粒子を付着または吸収して、磨り減りおよび粘着の発生を最小限にする。
【０００７】
粘着と磨り減りを最小限にするために、特に設計された流動化粉末の散布機器は既知であり、商業的に入手可能である。しかしながら、既知の粉末散布装置にはいくつかの欠点がある。第一に、それらは摩擦面に粉末を一貫性を持って、かつ、制御状態で投与することができない。第二に、回転するホイールによる乱流空気流に捕捉されて、大きな作業環境に散布される前に過剰な粉末を捕集していない。第三に、両方の回転方向で摩耗試験を行うことができない。最後に、粉末投与ノズルを道路相当ホイールに対して種々の位置に配置できない。
【０００８】
従って、前述の問題その他を克服した屋内タイヤ試験用の粉末投与／捕集装置を提供する必要性が存在する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面に基づくと、空気タイヤ試験用の粉末投与・捕集装置には、関連する道路相当ホイール(road wheel)の摩擦面に向いている開放端を有する第一のハウジングを含む。第二のハウジングは少なくとも部分的に第一のハウジングにより囲まれていて、投与チャンバーを形成する。第二のハウジングは道路相当ホイールの摩擦面に向いている開放端を有している。第一のハウジングの少なくとも一内面と第二のハウジングの少なくとも一外面が真空捕集チャンバーを形成する。投与機構は第二のハウジングに作動可能に接続されていて、投与チャンバー内に位置している。投与機構は摩擦面に媒体を投与する構造になっている。
【００１０】
本発明の他の側面に基づくと、空気タイヤのための試験装置には外側に摩擦面を有する道路相当ホイールが含まれる。第一のハウジングは真空捕集チャンバーを囲んでいる。第一のハウジングは道路相当ホイールの摩擦面に接近した開放端を有している。第二のハウジングは道路相当ホイールの摩擦面に接近して配置され、投与チャンバーを形成している。第二のハウジングが摩擦面に向いている開放端を有している。投与機構は第二のハウジングに作動可能に接続され、投与チャンバー内に位置している。投与機構は道路相当ホイールの摩擦面に吸収媒体を投与する構造になっている。
【００１１】
本発明の他の側面に基づくと、空気タイヤの試験中に吸収媒体を投与し、捕集するための方法には、道路相当ホイールの摩擦面にタイヤを押付けること、および、内側ハウジングを道路相当ホイールの摩擦面に接近させ、かつ、外側ハウジング内に配置することが含まれている。内側ハウジングにより形成される投与チャンバー内に配置されているスプレー・ノズルにより、道路相当ホイールの摩擦面に媒体を投与する。過剰な吸収媒体、および、摩耗で生じて摩擦面と周辺領域から落下した粒子は、第二のハウジングにより囲まれた真空捕集チャンバー内に吸引される。過剰の吸収媒体および摩耗で生じた粒子は真空捕集チャンバーからその真空捕集チャンバーに通じている少なくとも１本の真空ダクトに移送される。
【００１２】
本発明のひとつの利点は粒子の堆積と粘着の発生を最小限にする空気タイヤの屋内試験用投与・捕集装置を提供することである。
【００１３】
本発明の他の利点は、空気タイヤの屋内試験のための投与・捕集装置を提供し、その投与・補修装置が、それを用いなければ大きな作業環境全体に散乱する過剰粉末を試験中に吸引し、除去することである。
【００１４】
本発明の別の利点は、停滞空気のカラムを有し、道路相当ホイールに投与される前にそれを通して粉末流が移動し、道路相当ホイールの摩擦面に粉末をより一貫性を持って、かつ、制御状態で投与される空気タイヤの屋内試験用投与・捕集装置を提供することである。
【００１５】
本発明の別の利点は、道路相当ホイールに対する真空捕集チャンバーの位置と装置の吸引力をオペレーターが調節できる調節可能なシュラウドを有する空気タイヤの屋内試験用投与・捕集装置を提供することである。
【００１６】
本発明の別の利点は、試験面から比較的離れた距離で試験面に粉末を効果的に加えられるノズルを有する空気タイヤの屋内試験用投与・捕集装置を提供することである。
【００１７】
本発明の別の利点は、どちらの回転方向でも摩耗試験を効果的に行える空気タイヤの屋内試験用投与・捕集装置を提供することである。
【００１８】
本発明のさらに別の利点と長所は以下の詳細な明細書を読み、かつ、理解すれば、当該技術の技術者にとって明らかになるであろう。
【００１９】
【実施例】
ここで、本発明の好ましい実施例を詳細に参照する。その例は添付図面内に示されている。本発明は好ましい実施例と関連して説明されているけれども、本発明をその実施例に限定することを意図していないと理解されたい。そうではなく、添付した請求項により定義されている本発明の精神と範囲内に含まれる全ての変更、修正、同等語句をカバーすることを意図している。
【００２０】
図１−３を参照しながら、空気タイヤの研究室試験の間に摩擦面に粉末物質を投与するための粉末投与・捕集装置１０が本発明に基づいて示されている。投与・捕集装置には、向かい合う側壁１４、１６、上方壁と下方壁１８、２０、及び、後方壁２２により形成される第一の外側ハウジング１２が含まれる。外側ハウジング１２の開放端２４により、その内部にアクセスできる。ブラシ部材２６ａ、２６ｂが開放端２４に隣接した投与・捕集装置の向かい合うサイド部分に作動可能に接続している。外側ハウジングはメッキ鋼材のような剛性のある材料から好ましく作られている。しかしながら、他の材料も本発明で想定されている。
【００２１】
第一および第二の調節可能なシュラウド２８、３２が外側ハウジングの上方部分と下方部分にそれぞれ配置されている。各シュラウドには外側ハウジングの幅ｗに亘って伸びている実質的に長方形の平面セクション３４、およびセクション３４の両端から垂直に伸びているサイド・セクション３６が含まれる。シュラウドは外側ハウジングの幅ｗに垂直な方向に選択的に可動になっている。より詳細には、一対のスリット４０ａ、４０ｂが各シュラウドの平面セクション３４内に設けられている。ねじ付きボルト４２は蝶ナット４４で締めたり、ゆるめたりでき、ハウジング１２の上方壁と下方壁１８、２０を通って、また、各シュラウドのスリットを通って伸びている。蝶ナットをゆるめると、シュラウドがスリットの長さに等しい距離だけ前後に自由にスライドする。
【００２２】
図３の参照を続け、また、さらに、図４を参照すると、投与・捕集装置１０には、投与チャンバー５０を形成し、ハウジング１２により部分的に囲まれた第二の内側ハウジング４８が含まれる。ハウジング１２と同様に、ハウジング４８には向かい合う側壁５２、５４、上方壁と下方壁５６、５８、および、後方壁６２が含まれる。外側ハウジング内に内側ハウジングを固定するために、ハウジング４８の側壁が通常の締結具ないし締結手段を用いてハウジング１２の側壁に締結される。内側ハウジングは外側ハウジングの高さより低い高さ、および、外側ハウジングの幅に実質的に等しい幅を有している。
【００２３】
内側ハウジングの開放端６４は投与チャンバー５０からの出口になっている。ハウジング４８の開放端はハウジング１２から設定距離だけ突出している。ハウジング４８がハウジング１２から伸びている長さを好ましく調節できる。この長さを調節するために、少なくとも１個のスリット６６が内側ハウジングの各側壁５２、５４上に設けられている。ねじ付きボルト７０は、ハウジング１２の各側壁１４、１６を通って、また、スリット６６内に伸びていて、蝶ナット７２により締められ、また、ゆるめられる。蝶ナットがゆるめられるとき、ハウジング４８がスリット６６の長さに等しい距離だけ前後に自由にスライドする。代わりに、（図示されていない）フランジが外側ハウジングの壁面から内側に伸びて、内側ハウジングを固定するための支持ブラケットになっている。内側ハウジングの位置を調節するには、支持ブラケットに沿ってスライドするだけでよい。
【００２４】
外側ハウジングの壁の内面および内側ハウジングの上方壁と下方壁５６、５８および後方壁６２の外面が、実質的に“Ｃ”形の真空捕集チャンバー７６（図１参照）を形成する。真空捕集チャンバーには上部キャビティ７６ａと下部キャビティ７６ｂが含まれ、両方向のタイヤの回転で試験をしやすくしている。ホースないし導管７８（図１および２も参照）が外側ハウジング１２を通り、真空捕集チャンバーを通り、内側ハウジング４８の開口部８０を通り、投与チャンバー５０に伸びている。導管は投与チャンバー内に位置するスプレー・ノズル８２に接続されている。投与チャンバー内のスプレー・ノズルの位置は内側ハウジング内でスプレー・ノズルを前後に手で動かすことにより調節可能である。内側ハウジングの開口部８０は隙間を付けて製造される。導管７８はその中で前後方向自由にスライドする。スプレー・ノズルが希望の位置に置かれると、そのノズルを位置決めするために、内側ハウジングの後方壁６２の上に従来の締結手段（図示せず）が設けられている。
【００２５】
図３および４の参照を続けると、粉末投与・捕集装置１０には、さらに、第一および第二の真空ダクト８４ａ、８４ｂが含まれ、それぞれが第一の端部８６ａ、８６ｂ、および、第二の端部８８ａ、８８ｂを有している。ダクトの第一の端部８４ａおよび８４ｂは外側ハウジング１２の後方壁２２に作動可能に接続されていて、かつ、内側ハウジングが配置されているのと実質的に同じ水平面に配置されている。それゆえ、第一及び第二のダクトは内側ハウジングの後方に隠されているので、図４では見ることができない。ダクトの第二の端部８４ａ、８４ｂはマニフォールド９０に取付けられている。メイン真空導管９２はマニフォールドから伸びて、真空源（図示せず）に接続されている。真空源は第一および第二のダクト８４ａ、８４ｂを経由して、真空捕集チャンバー７６に吸引力ないし真空力を供給する。
【００２６】
運転中は、粉末投与装置の位置が外側ハウジング１２の開放端２４および内側ハウジング４８の開放端６４が、摩擦面９６を有する道路相当ホイール９４の近くに位置している（図１および２参照）。空気タイヤ９８は道路相当ホイールの摩擦面に押付けられる。道路相当ホイールは回転することにより、空気タイヤをそれと共に回転させる。タイヤが回転すると共に、複数の踏面粒子がタイヤの踏面から摩耗で生じ、オイルがゴムから分泌される。オイルと放出物質が結合して、道路相当ホイールの摩擦面だけでなく、試験中のタイヤにも付着する傾向を持つ粘着性粒子を形成する。これがタイヤの性能を隠し、信頼できる試験データの取得を妨げる。
【００２７】
付着と粘着を防止するために、流動性の滑石粉末のような吸収性ないし乾燥性の物質１００を導管７８からノズル８２に供給する。ノズルは道路相当ホイール９４の摩擦面９６の上に流動性の滑石粉末を散布する。粉末は放出粒子上で乾燥剤として機能する。結果として、粒子はその粘着性を喪失し、道路相当ホイールとタイヤに付着して粘着問題を生じる代わりに脱落する。粒子および過剰の粉末が道路相当ホイールの摩擦面から脱落するので、真空捕集チャンバー７６の真空力がそれらを内側ハウジングに吸い込み、第一および第二の真空ダクト８４ａ、８４ｂを通って排出する。これにより、そうでなければ、大きな作業領域に散布される過剰な粉末と踏面粒子を手で清掃しないで良くなる。
【００２８】
本発明の投与・捕集装置の設計にはいくつかの他の利点がある。第一に内側ハウジング４８を外側ハウジング１２の中で前後に動かせる。それで、内側ハウジングを道路相当ホイール９４の摩擦面９６のごく近い位置（好ましくは１／２インチ以内）に動かせる。そのように配置することで、停滞空気のカラムを設け、流動性粉末を含む空気流の送出を改善している。より詳細には、内側ハウジングの壁が、道路相当ホイールとタイヤの回転により生じる乱流空気流を阻止し、それにより流動化した粉末流が存在しているノズル８２を保護する。これにより、道路相当ホイールの摩擦面に粉末をより一貫性を持って、制御状態で投与することができる。
【００２９】
第二の利点は、第一と第二のシュラウド２８、３２を前後に動かせるという事実により得られる。調節可能なシュラウドを道路相当ホイール９４に近い位置まで前方に伸ばすことにより、停滞空気の流路を設けて、真空捕集チャンバー７６内の吸引力を高めている。シュラウドの壁が、道路相当ホイールとタイヤの回転により生じた空気流から吸引力を防護するので吸引力の強化が達成される。吸引力を強めることにより、そうでなければ、作業領域全体に分散される過剰粉末を吸引し、除去する真空系の能力を高めている。
【００３０】
第三および第四の利点は、スプレー・ノズル８２を内側ハウジング４８内で移動できるので、その位置を道路相当ホイール９４に対して調節できることにより得られる。さらに、ノズルの位置を道路相対ホイールから離すことにより、粉末物質が大きな表面積に分散される。代わりに、ノズルの位置を道路相当ホイールに近づけると、焦点を絞って堆積できる。それで、希望の表面積に粉末を分散するために、オペレーターがノズルの位置を調節できる。
【００３１】
さらに、ノズル位置をさらに離すと、道路相当ホイールに当たる粉末１００の流れの衝突力が低下する。それゆえ、粉末の強い力により粉末が除去される能力が低下する。道路相当ホイールの上の粉末が増加することは粘着を減らすので、そのような結果が好ましい。停滞空気のカラムが設けられているので、装置の性能を低下させずに、道路相当ホイール９４から離れた距離にスプレー・ノズル８２を置くことが可能である。既知の粉末投与装置では、そのような停滞空気のカラムが設けられていない。それゆえ、ノズルを道路相当ホイールのすぐ近くに置いて、回転するタイヤ及び道路相当ホイールにより生じる乱流空気の流れが粉末流を破壊しないようにしなければならない。従って、ノズル位置を調節できることに伴う前述の利点が得られなくなる。
【００３２】
第五の利点は、粉末投与・捕集装置１０の設計がタイヤの回転方向と無関係に等しく良好に機能し、それにより、どの回転方向でもタイヤの摩耗試験を行えることである。双方向試験は、左位置と右位置のタイヤ摩耗を模擬するために重要である。道路相当ホイール９４を時計方向と反時計方向の両方で回転するとき、粒子はいくつかの方向に放出される。真空捕集チャンバー７６に上部キャビティと下部キャビティ７６ａ、７６ｂを設けることにより、その粒子が粉末投与チャンバー５０の上または下に放出されるかどうかとは無関係に、道路相当ホイールがどちらかの方向で回転をしている間に試験領域から投げ出された粒子が吸引されるようにする。
【００３３】
それで、本発明に基づくと、上記の目標、狙いおよび利点を完全に満たしている屋内タイヤ摩耗試験用の粉末投与・捕集装置が提供されていることは明らかである。本発明がその特定実施例に関連付けて説明されているけれども、多くの変更、修正および変異を当該分野の技術者が行えることは明らかである。従って、前述の説明に基づいて、添付した請求項の精神と広い範囲内に入る全ての変更、修正および変異を含めることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に基づく投与・捕集装置の上面図である。
【図２】 本発明に基づく投与・捕集装置の側面図である。
【図３】 本発明に基づく投与・捕集装置の透視図である。
【図４】 本発明に基づく投与・捕集装置の前からの透視図である。

Claims (11)

1. 道路表面を代表している道路相当ホイールの摩擦面を向くのに適している開放端を有している第一のハウジング、
   第一のハウジングにより少なくとも部分的に囲まれていて、投与チャンバーを形成している第二のハウジングを具備すること、その第二のハウジングが摩擦面に向いた開放端を有し、第一のハウジングの少なくとも１面の内面と第二のハウジングの少なくとも１面の外面で真空捕集チャンバーを形成すること、および、
   その投与チャンバー内に位置している吸収媒体の投与機構を具備すること
   を特徴とする空気タイヤ試験のための粉末の投与および捕集をする装置。
2. 第二のハウジングの開放端が第一のハウジングから突出しているので、その第二のハウジングの開放端が第一のハウジングの開放端より道路相当ホイールの摩擦面の近くに位置していることを特徴とする請求項１に基づく投与および捕集をする装置。
3. 道路相当ホイールの摩擦面に近づけ、また、離す方向で、第二のハウジングが第一のハウジング内を選択的に移動できることを特徴とする請求項１に基づく投与および捕集をする装置。
4. 第一および第二の調節可能なシュラウドが第一のハウジングの上方および下方の部分にそれぞれ作動可能に関連付けられ、第一及び第二のシュラウドのそれぞれが可動なので、第一および第二のシュラウドの一部が第一のハウジングの開放端を超えた種々の位置まで延長できることを特徴とする請求項１に基づく投与および捕集をする装置。
5. 投与機構が、道路相当ホイールの摩擦面に近づけ、また、離す方向で、第二のハウジングに対して移動できることを特徴とする請求項１に基づく投与および捕集をする装置。
6. 投与システムが第二のハウジング内の開口部を通って伸びているホースおよびそのホースの第一の端部に接続しているノズルを含むことを特徴とする請求項５に基づく投与および捕集をする装置。
7. さらに、その第一のハウジングの後方壁に作動可能に接続された少なくとも１本の真空ダクトが含まれ、その真空ダクトが真空捕集チャンバーに吸引力を提供していることを特徴とする請求項１に基づく投与および捕集をする装置。
8. 第一のハウジングおよび第二のハウジングがメッキした鋼材から作られていることを特徴とする請求項１に基づく投与および捕集をする装置。
9. 第一および第二のブラシ部材が第一のハウジングの第一の開放部分の向かい合ったエッジに取付けられていることを特徴とする請求項１に基づく投与および捕集をする装置。
10. 第二のハウジングが第一のハウジングにより少なくとも部分的に囲まれていることを特徴とする請求項１に基づく試験装置。
11. 道路相当ホイールの摩擦面に対してタイヤを押付けること、
    上記の道路相当ホイールに接近した投与チャンバーと真空捕集チャンバーを形成するハウジングを設けること、
    投与チャンバー内に配置されたスプレー・ノズルを経由して道路相当ホイールの摩擦面に吸収媒体を投与すること、
    過剰の吸収媒体と摩耗で生じた粒子を真空捕集チャンバーに吸引すること、
    過剰の吸収媒体と摩耗で生じた粒子を真空捕集チャンバーから、その真空捕集チャンバーに通じている少なくとも１本の真空ダクトに移送すること、
    のステップから成る空気タイヤの試験中に吸収媒体を投与し、かつ、捕集するための方法。

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