JP4561372B2 - 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。

従来からトラック、トレーラ等の高速連続走行車両で使用される重荷重用タイヤには、トレッド端部が引きちぎられる、いわゆるティアが発生することがあり、特にトレッド端部に摩耗犠牲リブが設けられた空気入りタイヤでは、ティアが発生しやすいという問題があった。

この摩耗犠牲リブは、偏摩耗抑制のために上記した車両に使用されるタイヤに設けられることが多く、タイヤが路面の段差に乗り上がった際に、この摩耗犠牲リブが段差で引張力を受け、ティアが発生する起点になっていた。

この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を段差に乗り上げて評価をしていたが、段差への進入角や段差乗り上げ時の抵抗に対するハンドル操作のばらつきによって、同一仕様のタイヤを用いても、市場で発生するようなティアを発生させることが困難であり、また、発生したティアの程度のばらつきが大きいため、仕様が異なるタイヤで耐ティア性を比較することが困難であった。さらに、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いという問題があった。

空気入りタイヤのショルダー部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の装置であり、突起に乗り上げた時にタイヤが跳ねる構造となっており、また、突起に対して円周運動なので、突起に沿って継続的に接触しながら転動することができず、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、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、延設された段差を有する試験路の下段側路面にトレッドを接地させるとともに、該段差の延設方向を前記試験タイヤの進行方向として、前記段差近づく方向にスリップ角を固定して、この段差に接触させながら前記試験タイヤを転動させることを特徴とするものである。

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スリップ角を固定して転動可能に保持するタイヤ保持装置と、延設された段差を有する試験路とを備え、前記タイヤ保持装置と前記試験路との少なくとも一方を前記タイヤ保持装置が保持した試験タイヤのトレッドを前記試験路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し、前記タイヤ保持装置と前記試験路との少なくとも一方を前記段差の延設方向に移動可能とする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、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、延設された段差を有する試験路の下段側路面にトレッドを接地させるとともに、この段差の延設方向を試験タイヤの進行方向として、段差に近づく方向にスリップ角を固定して、この段差に接触させながら試験タイヤを転動させるので、スリップ角がぶれることがなく、このスリップ角によって、試験タイヤが段差に擦り寄るように転動してトレッド端部が段差を乗り上がろうとする一方で、段差の延設方向に進行させられる状態を定常的に作り出すことができる。

これによって、試験路の上段側路面に乗り上がったトレッド端部が、下段側路面に引き戻される際に、引裂き力が発生し、市場で発生するティアと類似したティアを効率よく、程度のばらつきを小さくして再現できる。

また発生したティアの程度を把握することができるので、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スリップ角を固定して転動可能に保持するタイヤ保持装置と、延設された段差を有する試験路とを備え、タイヤ保持装置と試験路との少なくとも一方をタイヤ保持装置が保持した試験タイヤのトレッドを試験路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、試験タイヤのトレッドを試験路の下段側路面に接地させて、所定の荷重を負荷することができる。

さらに、タイヤ保持装置と試験路との少なくとも一方を段差の延設方向に移動可能としたので、試験タイヤの進行方向を段差の延設方向として固定したスリップ角をつけて、段差に擦り寄るように接触させながら転動させることができる。

この構造によって、上記した試験方法が実施可能となり、市場で発生するティアと類似したティアを効率よく、程度のばらつきを小さくして再現できるとともに、発生したティアの程度を把握することができるので、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４に試験装置の全体概要を正面図で例示する。この図において、試験タイヤ１は、リブ１ａと周方向溝１ｂとを有したリブパターンで、符号Ｈはタイヤ断面高さ、符号Ｄはトレッドの溝深さを示している。試験装置は、以下に説明するタイヤ保持装置６と試験路２とを備えている。

試験タイヤ１は、リム１１に装着されて、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７に転動可能に取り付けられ、左右方向に角度を自在に振ることができ、所定の角度で固定できる構造となっている。

保持アーム７は基台１０に上下方向に移動可能に立設された支持柱８に取り付けられ、所定の高さで固定できる構造となっている。保持アーム７はアームの長手方向に移動可能となっており、長手方向に移動させることによって容易に、試験タイヤ１を試験路の段差の近傍に配置することができる。タイヤ保持装置５は、基台１０に設けられた移動用ローラで図示しない駆動モータ等で移動可能となっている。

保持アーム６に取り付けられた試験タイヤ１の下方には試験路２が配置され、平面状の上段側路面４と下段側路面３とを有して、段差５が直線状に延設されている。図４において、符号ｈは段差の高さを、符号ｃは段差エッジ角度を示している。上段側路面４は着脱可能で、試験条件に応じて選択された段差の高さｈ、段差エッジ角度ｃを有する上段側路面４が下段側路面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および試験路２のセッティングをする。試験タイヤ１は、試験路２の下段側路面３にトレッドが接地した時に、段差５の近傍となるように位置決めされ、スリップ角をつけるために、左右方向に振った所定の角度で固定される。

その後に支持柱８を下方移動させ、試験タイヤ１を下段側路面３に接地させて所定の負荷荷重になる位置で移動を止めて試験タイヤ１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、支持柱８を固定しておき、試験路２を上昇させて与えることもでき、支持柱８と試験路２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。

図１〜３に基づいて本発明の試験方法について説明する。図１に、タイヤ保持装置６を省略して、平面方向で試験状態を示す。上記のセッティングが完了した試験タイヤ１を図示しないタイヤ保持装置６を段差５の延設方向に移動させる。図中の線分ＦＬは、段差５の延設方向と平行なタイヤ進行方向線であり、線分ＣＬはタイヤ幅方向中央線である。タイヤ進行方向線ＦＬとタイヤ幅方向中央線ＣＬとがなす角度ｄがスリップ角ｄとなっている。

このスリップ角ｄによって、試験タイヤ1は常に、段差５に近づくように転動して、トレッド端部１ｄが上段側路面４に乗り上がろうとする一方で、段差５の延設方向に進行させられるので、図１に示すようにトレッド端部１ｄの一部が段差１１に乗り上がって、乗り上がった部分の進行方向前方では圧縮力ｆ１が発生し、後方には引張力ｆ２が発生する。

図２、３は、試験タイヤ１がトレッド端部１ｄに摩耗犠牲リブ１ｃを有する場合の図であり、図２に圧縮力ｆ１が発生している部分の正面図を、図３に引張力ｆ２が発生している部分の正面図を示す。

図２に示すように、上段側路面４に乗り上がった部分の前方のトレッド端部１ｄは、上段側路面４に向う圧縮力ｆ１を受け、摩耗犠牲リブ１ｃは圧縮されて座屈変形することになる。

一方、図３に示すように上段側路面４乗り上がった部分の後方のトレッド端部１ｄは、段差５を登りきれずに下段側路面３に引き戻されて、摩耗犠牲リブ１ｃが上段側路面４に押し付けられて引っ掛かり、下段側路面３に向う引張力ｆ２によって引張られて、その周方向溝１ｂの隅部が段差のエッジによって引裂かれてティアが発生する。

スリップ角は、１°以上１０°以下にすると上段側路面４にトレッド端部１ｄが乗り上がりやすく、かつ、乗り上がったトレッド端部１ｄが下段側路面３に引き戻されやすくなり、ティアを再現しやすくなる。

上記した現象は、摩耗犠牲リブ１ｃにのみに発生するものではなく、一般的なリブパターンのトレッド端部１ｄでも発生する。

このように、本発明の試験方法によれば定常的に、トレッド端部１ｄに対して段差５によってティアが発生する状態を作り出すことができ、市場で発生するティアに類似したティアを効率的に、程度のばらつきを少なくして発生させることが可能となる。そして、発生したティアの程度を把握することができる。

この実施形態では、タイヤ保持装置６を段差５の延設方向に移動させているが、タイヤ保持装置６を固定して、試験路２を段差５の延設方向に移動させてもよく、例えば、ドラム状の試験路２にすることもできる。

試験を開始する際に、当初からトレッド端部１ｄの一部を上段側路面２に接触させた状態として試験タイヤ１を転動させることもできるが、トレッドを下段側路面３に接地させて、段差５とトレッド端部１ｄとの最短距離を５０ｍｍ以下となるように試験タイヤ１を配置するのが好ましい。即ち、段差５に最も近いトレッド端部１ｄを段差５にちょうど接触させるか５０ｍｍの範囲内とする。この範囲に試験タイヤ１を配置して試験を開始することによって、セッティングを容易にして試験条件のばらつきを抑制しつつ、確実にトレッド端部１ｄを段差５に接触させて上段側路面４への乗り上がりおよび下段側路面３への戻りを発生させることができる。

本発明の試験においては、段差高さｈはトレッド溝の深さＤ以上でかつ、タイヤ断面高さＨの５０％以下とすることが好ましい。トレッド溝の深さＤよりも低いと乗り上がったトレッド端部１ｄが下段側路面３に引き戻される際に十分な引張力が発生せず、タイヤ断面高さＨの５０％を超えるとトレッド端部１ｄが上段側路面４に乗り上がりにくくなるため、いずれもティアを再現しにくくなる。

段差の縦断面形状は、上段側路面４の略水平の直線と側壁面の直線とからなる角状として、段差のエッジ角度ｃを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、エッジが鋭利すぎてトレッド端部１ｄが食い込んで上段側路面４に乗り上がりにくくなり、１２０度を超えると上段側路面４に乗り上がったトレッド端部１ｄが下段側路面３に引き戻される際に引っ掛かりにくく、十分な引張力が発生せず、いずれも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。

また、試験タイヤ１の内圧は、市場で想定される使用条件に対応させて、規格最大空気圧の７０％〜１２０％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、スリップ角５°、段差エッジ角度を９０度とし、試験路面を鋼材にしたことを共通条件として、段差の高さｈのみを表１に示すように６通り（実施例１〜６）に変えて、繰り返し１０回試験を実施し、市場で発生するティアと類似したティアの発生頻度（市場ティアの再現性）を評価した。その評価結果を表１に示す。

尚、表中のＤはトレッド溝の深さを示しており、Ｈはタイヤ断面高さを示している。タイヤ断面高さＨは、トレッド溝の深さＤよりもはるかに大きいので、段差の高さｈは表１において右側ほど大きくなっている。市場ティアの再現性が１００％の場合は二重丸印、９０〜７０％の場合は丸印、６０〜５０％の場合は三角印として表に示した。

実施例１〜６のすべてにおいて市場ティアの再現性が５０％以上となり、高い再現性が実現でき、ティアの程度のばらつきも少なく安定したティアを再現できた。特に、段差の高さｈをトレッド溝の深さＤ以上でかつタイヤ断面高さＨの５０％以下とすると市場ティアの再現性を向上させることができた。
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、時間およびコストを削減ができることが確認できた。

本発明の試験方法において、試験タイヤが段差に接触しながら段差の延設方向に進行してトレッド端部の一部が段差に乗り上がっている状態を示す平面図である。 図１において、圧縮力ｆ１が作用する部分を示す正面拡大図である（摩耗犠牲リブを有する場合）。 図１において、引張力ｆ２が作用する部分を示す正面拡大図である（摩耗犠牲リブを有する場合）。 本発明の試験装置の全体概要を例示する説明図である。

符号の説明

１ 試験タイヤ
１ａ リブ
１ｂ 周方向溝
１ｃ 摩耗犠牲リブ
１ｄ トレッド端部
２ 試験路
３ 下段側路面
４ 上段側路面
５ 段差
６ タイヤ保持装置
７ 保持アーム
８ 支持柱
９ 移動用ローラ
１０ 基台
１１ リム
ｃ 段差エッジ角度
ｄ スリップ角
ｈ 段差高さ
ｆ１ 圧縮力
ｆ２ 引張力
Ｄ トレッド溝深さ
Ｈ タイヤ断面高さ
ＣＬ タイヤ幅方向中心線
ＦＬ タイヤ進行方向線

Claims (7)

1. 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、延設された段差を有する試験路の下段側路面にトレッドを接地させるとともに、該段差の延設方向を前記試験タイヤの進行方向として、前記段差に近づく方向にスリップ角を固定し、この段差に接触させながら前記試験タイヤを転動させる空気入りタイヤの試験方法。
2. 前記段差の高さを前記試験タイヤのトレッド溝の深さ以上とし、かつ、前記試験タイヤのタイヤ断面高さの５０％以下とする請求項１に記載の空気入りタイヤの試験方法。
3. 前記段差のエッジ角度を９０度以上１２０度以下とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤの試験方法。
4. 前記スリップ角を１°〜１０°とする請求項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のいずれかに記載の空気入りタイヤの試験方法。
6. 試験開始時の前記試験タイヤと前記段差との最短距離を５０ｍｍ以下とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤの試験方法。
7. リム組みした試験タイヤをスリップ角を固定して転動可能に保持するタイヤ保持装置と、延設された段差を有する試験路とを備え、前記タイヤ保持装置と前記試験路との少なくとも一方を前記タイヤ保持装置が保持した試験タイヤのトレッドを前記試験路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し、前記タイヤ保持装置と前記試験路との少なくとも一方を前記段差の延設方向に移動可能とする空気入りタイヤの試験装置。
   
   

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