JP4561371B2 - 空気入りタイヤの試験方法および試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの試験方法および試験装置に関し、さらに詳しくは、市場で発生するトレッドのティアを効率よく的確に再現して、タイヤの耐ティア性を評価することができる空気入りタイヤの試験方法および試験装置に関するものである。

従来、トラック、トレーラ等に使用される重荷重用タイヤ、特にステア軸に装着される空気入りタイヤには、トレッドのリブやブロックが引きちぎられるいわゆるティアが発生していたが、その発生原因は明確になっていなかった。

そのため、タイヤの耐ティア性を評価するには実車に装着されたタイヤのティア発生率を調査する評価方法を採用するしかなく、この方法では評価精度を向上させるために大量のタイヤを評価する必要があり、時間もコストもかかり効率的ではなかった。

また、この方法ではティアの発生原因が明確にならないので、スペックの異なるタイヤを比較するには、ティアの発生の有無でしか評価できず、発生するティアの程度の比較ができないという問題があった。

空気入りタイヤのショルダーエッジに設けた細リブに発生するクラックや欠けを再現する評価装置としては、基盤上を試験タイヤを円軌跡を描くように走行させて、その円軌跡上に突起物を配置して、試験タイヤを乗り上げさせるものが提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、この装置は市場での縁石や轍の乗り越えの繰り返しによるクラック等を再現するだけで、市場で発生するティアを再現することはできなかった。
実開平７−３６０３８号公報

本発明の目的は、市場で発生するトレッドのティアと類似したティアを効率よく再現でき、タイヤの耐ティアを評価できる空気入りタイヤの試験方法および試験装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の空気入りタイヤの試験方法は、トレッドに周方向溝を有する試験タイヤをリム組みして所定の内圧にし、所定の荷重を負荷して載置台の平面状表面にトレッドを接地させるとともに、前記載置台の表面に固定された棒状の突起を前記試験タイヤの前記載置台との接地領域と非接地領域とにまたがって前記周方向溝で覆った状態にして、前記試験タイヤと前記載置台との少なくとも一方を前記載置台の表面と略法線方向となる回転軸を中心として回転させることを特徴とするものである。ここで、略法線方向とは法線方向に対して±５度の範囲を意味する。

また、本発明の空気入りタイヤの試験装置は、リム組みした試験タイヤを保持するタイヤ保持装置と、前記保持した試験タイヤのトレッドを接地させる平面状表面を有し、該表面に棒状の突起を固定した載置台とを備え、前記保持した試験タイヤと前記載置台との少なくとも一方を前記保持した試験タイヤのトレッドを前記載置台の表面に接地させる方向に移動可能として、該方向に荷重を負荷できるようにするとともに、前記保持した試験タイヤと前記載置台との少なくとも一方を前記載置台の表面と略法線方向となる回転軸を中心として回転可能としたことを特徴とするものである。

本発明の空気入りタイヤの試験方法によれば、トレッドに周方向溝を有する試験タイヤをリム組みして所定の内圧にし、所定の荷重を負荷して載置台の平面状表面にトレッドを接地させるとともに、載置台の表面に固定された棒状の突起を試験タイヤの載置台との接地領域と非接地領域とにまたがって周方向溝で覆った状態にして、試験タイヤと載置台との少なくとも一方を載置台の表面と略法線方向となる回転軸を中心として回転させることで、突起がトレッドに外力を与えて市場で発生するティアと類似したティアを再現でき、また発生したティアの程度を把握することができる。これによって、耐ティア性を効率よく評価でき、スペックの異なるタイヤの耐ティア性の比較評価も可能となる。

本発明の空気入りタイヤの試験装置によれば、リム組みした試験タイヤを保持するタイヤ保持装置と、保持した試験タイヤのトレッドを接地させる平面状表面を有し、この表面に棒状の突起を固定した載置台とを備え、保持した試験タイヤと載置台との少なくとも一方を前記保持した試験タイヤのトレッドを前記載置台の表面に接地させる方向に移動可能として、この方向に荷重を負荷できるようにしたので、試験タイヤの載置台との接地領域と非接地領域とにまたがって試験タイヤの周方向溝で載置台表面の棒状の突起を覆って、所定の荷重を負荷することができる。そして、この状態で保持した試験タイヤと載置台との少なくとも一方を載置台の表面と略法線方向となる回転軸を中心として回転可能としたので、この回転によって突起が試験タイヤのトレッドに外力を与えて市場で発生するティアと類似したティアを再現でき、また発生したティアの程度を把握することができる。これによって、耐ティア性を効率よく評価でき、スペックの異なるタイヤの耐ティア性の比較評価も可能となる。

以下、本発明の空気入りタイヤの試験方法および試験装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。図１に試験装置の全体概要を正面図で示す。この図において、線分ＣＬはタイヤ幅方向中心線、線分ＨＬはタイヤ軸線を示している。試験タイヤ１は、リム組みされて、所定の内圧にされた状態でタイヤ保持装置５の保持アーム６に取り付けられている。

保持アーム６は上下方向に移動可能であり、所定の高さで固定できる構造となっている。保持アーム６はアームの長手方向に移動可能としてもよく、長手方向に移動させることによって試験タイヤ１に対する棒状の突起２の回転軸の位置を容易に変えることができる。

保持アーム６に取り付けられた試験タイヤの下方には回転昇降装置４が配置され、その上部には表面に縦断面矩形状で棒状の突起２を有する平板状の載置台３が固定されている。

回転昇降装置４は、油圧機構等によって昇降可能であり、載置台３の表面の法線方向を回転軸として駆動モータ等で回転可能となっており、昇降位置、回転角度、回転速度等は図示しない制御装置によってコントロールされる。棒状の突起２は着脱可能で試験条件に応じて選択された棒状の突起２が載置台３の表面に装着固定される。

試験の実施に際して、まず、試験タイヤ１および棒状の突起２のセッティングをする。試験タイヤ１と棒状の突起２は、載置台３の表面に試験タイヤ１のトレッドが接地した時に、周方向溝１ｂで棒状の突起２を覆うように位置決め、固定される。その後に回転昇降装置４を上昇させ、試験タイヤ１が周方向溝１ｂで棒状の突起２を覆って載置台３に接地して、所定の負荷荷重になる位置で上昇を止めて載置台３の高さ位置が固定される。

試験タイヤ１への荷重の負荷は、回転昇降装置４を固定しておき、保持アーム６を下降させて与えることもでき、回転昇降装置４と保持アーム６の少なくとも一方が互いに近接する方向に移動して負荷を与えるようにすればよい。

載置台３に試験タイヤ１が接地した状態を図２、図３に示す。図２に示すように、正面方向において棒状の突起２は周方向溝１ｂに覆われた状態となっている。この棒状の突起２の幅は周方向溝１ｂの幅以下となっており、突起高さＨは試験条件によって周方向溝１ｂの溝深さＤに応じて設定される。

図３に示すように、側面方向において棒状の突起２は試験タイヤ１の接地領域Ｃと非接地領域Ｔとをまたがる位置に配置される。接地領域Ｃでは、リブ１ａは圧縮状態となっていて棒状の突起２を回転させて外力を与えてもティアが発生しにくく、棒状の突起２を接地領域Ｃと非接地領域Ｔとをまたがせてリブ１ａが引張り状態となっている部分に配置することでティアが発生しやすくなる。棒状の突起２の長さは接地領域Ｃと非接地領域Ｔとをまたがるように適宜、決定することができる。

以上のセッティングが完了した後は、回転昇降装置４を所定速度で所定角度まで回転させる。図４（ａ）、（ｂ）に載置台３とともに回転する棒状の突起２と接地している試験タイヤ１の状態を平面方向に示す。この図における線分ＨＬは、タイヤ軸線の載置台３への垂直投影線を示しているが、以下、タイヤ軸線ＨＬとして説明に用いる。図４（ａ）に示すように、当初、試験タイヤ１の周方向溝１ｂに覆われていた棒状の突起２が、図４（ｂ）に示すように所定の回転角度Ｒになるまで、タイヤ幅方向中心線ＣＬとタイヤ軸線ＨＬの交点を通り、載置台３の表面と法線方向の回転軸Ｐを中心に回転する。図４（ｂ）では棒状の突起２とリブ１ａが重なって図示されているが、実際はこの部分のリブ１ａが変形してティアが発生することになる。

この実施形態では、昇降回転装置４によって棒状の突起２を回転させてティアを発生させる外力を与えているが、タイヤ保持装置５に回転機能を持たせて、試験タイヤ１を回転させて外力を与えるようにすることもできる。即ち、棒状の突起２を固定した載置台３と試験タイヤ１とのいずれか一方を回転させてティアを発生させる外力をリブ１ａに与えるようにすればよい。

また、回転軸Ｐを載置台３の表面の法線方向としているが、この法線方向から±５度の範囲であれば、ティアの再現性に影響がないので許容される。

回転軸Ｐの位置は、図４に示すようなタイヤ幅方向中心線ＣＬとタイヤ軸線ＨＬの交点を通過する位置に限定されない。ステア軸に装着されたタイヤの市場でのティアを効率よく再現をするには、回転軸Ｐが試験タイヤ１の載置台３との接地領域内にあればよい。

図４では、棒状の突起２の数が１つであるが、例えば、回転軸Ｐと載置台３との交点に対して点対称となる位置に２つの棒状の突起２を設けることもできる。

本発明の試験においては、棒状の突起２の突起高さＨは、棒状の突起２を覆う周方向溝１ｂの溝深さＤの３０％以上１２０％以下とすることが好ましい。この範囲にすると市場で発生するティアとの類似性を高めてティアを再現することができる。

棒状の突起２の縦断面形状は矩形で、両縁角部２ａの角度は９０度以上１２０以下とすることが好ましい。この角度が９０度未満であると、棒状の突起２で外力を与えた際に、角部２ａがリブ１ａに食い込みすぎ、１２０度を超えるとリブ１ａが変形して逃げやすくなり、いずれも市場と類似したティアを再現しにくくなる。

試験タイヤ１の負荷荷重は市場で想定される使用条件に対応させてタイヤの規格最大荷重の７０％以上１３０％以下とするのが好ましい。

タイヤサイズが１１Ｒ２２．５（規格最大荷重２６．７３ｋＮ、規格最大空気圧７００ｋＰａ）のリブパターンの空気入りタイヤを用いて、負荷荷重２６．７３ｋＮ、空気圧７００ｋＰａ、回転角度Ｒを４５°、回転速度を５０ｄｅｇ／ｍｉｎ、載置台上の棒状の突起の長さを１５０ｍｍ、縦断面形状を矩形としてその両縁角部の角度を９０度とし、棒状の鋼材にしたことを共通条件として、突起の高さのみを表１に示すように５通り（実施例１〜５）に変えて、ティアに対する耐久性を評価した。その評価結果を表１に示す。評価項目は、ティアの発生有無と、発生したティアと市場で発生するティアとの類似性である。

尚、表中のＨは、突起高さを示しており、Ｄは棒状の突起を覆う周方向溝の溝深さを示している。したがって、Ｈ／Ｄが２０％であれば突起が周方向溝の底面に接していない状態であり、Ｈ／Ｄが１４０％であれば突起が周方向溝の底面に接して食い込んでいる状態となる。

［ティアの発生］
トレッドのリブに何らかの引きちぎられたような故障が生じた場合は丸印で示した。

［市場ティアとの類似性］
試験によって発生したティアを市場で発生するティアと比較して、ほぼ類似している場合を丸印で示し、非常に類似している場合を二重丸印で示した。

実施例１〜５のすべてにおいてティアが発生し、発生したティアは市場で発生するティアと類似性を有するものであった。とくに、Ｈ／Ｄを３０〜１２０％とすると非常に類似したティアを再現することができた。
この結果から効率よく市場で発生するティアを再現でき、発生するティアの程度も把握することができるので、時間およびコストを削減するとともに、スペックが異なるタイヤについても耐ティア性の比較評価ができることが確認できた。

本発明の試験装置の全体概要を示す説明図である。 本発明の試験方法において、試験タイヤのトレッドが載置台に接地した状態を示す縦断面図である。 図２の一部拡大側面図である。 本発明の試験方法において、試験タイヤを棒状の突起を有する載置台に接地させて棒状の突起を回転させる状態を平面方向で示す説明図である。

符号の説明

１ 試験タイヤ
１ａ リブ
１ｂ 周方向溝
２ 棒状の突起
２ａ 棒状の突起の両縁の角部
３ 載置台
４ 回転昇降装置
５ タイヤ保持装置
６ 保持アーム
Ｃ 接地領域
Ｔ 非接地領域
Ｐ 回転軸
Ｒ 回転角度
ＣＬ タイヤ幅方向中心線
ＨＬ タイヤ軸線

Claims (7)

1. トレッドに周方向溝を有する試験タイヤをリム組みして所定の内圧にし、所定の荷重を負荷して載置台の平面状表面にトレッドを接地させるとともに、前記載置台の表面に固定された棒状の突起を前記試験タイヤの前記載置台との接地領域と非接地領域とにまたがって前記周方向溝で覆った状態にして、前記試験タイヤと前記載置台との少なくとも一方を前記載置台の表面と略法線方向となる回転軸を中心として回転させる空気入りタイヤの試験方法。
2. 前記回転軸が前記試験タイヤの前記載置台表面との接地領域内にある請求項１に記載の空気入りタイヤの試験方法。
3. 前記突起の高さが該突起を覆う周方向溝の溝深さの３０％以上１２０％以下である請求項１または２に記載の空気入りタイヤの試験方法。
4. 前記突起の縦断面形状が矩形であり、その両縁角部の角度を９０度以上１２０度以下とした請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤの試験方法。
5. 前記試験タイヤに負荷する負荷荷重を該試験タイヤの規格最大荷重の７０％以上１３０％以下とする請求項１〜４のいずれか記載の空気入りタイヤの試験方法。
6. リム組みした試験タイヤを保持するタイヤ保持装置と、前記保持した試験タイヤのトレッドを接地させる平面状表面を有し、該表面に棒状の突起を固定した載置台とを備え、前記保持した試験タイヤと前記載置台との少なくとも一方を前記保持した試験タイヤのトレッドを前記載置台の表面に接地させる方向に移動可能として、該方向に荷重を負荷できるようにするとともに、前記保持した試験タイヤと前記載置台との少なくとも一方を前記載置台の表面と略法線方向となる回転軸を中心として回転可能とした空気入りタイヤの試験装置。
7. 前記突起を着脱可能とした請求項６に記載の空気入りタイヤの試験装置。

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