JP6552937B2 - Tire stiffness measuring device and stiffness measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤの剛性を測定するための剛性測定装置及び剛性測定方法に関する。 The present invention relates to a stiffness measuring device and a stiffness measuring method for measuring the stiffness of a tire.
近年、乗り心地、操縦安定性、低燃費性等の性能を向上させた空気入りタイヤを開発するために、空気入りタイヤの剛性、特にサイド部の剛性を正確に測定したいという要望が高まっている。 In recent years, in order to develop a pneumatic tire with improved performance such as ride comfort, steering stability, and fuel economy, there is a growing demand to accurately measure the rigidity of the pneumatic tire, particularly the rigidity of the side portion. .
下記特許文献1には、フレーム上に敷設された水平なスライドレール上に、該スライドレールに沿って摺動可能でかつ回転可能なタイヤ支持軸を載置し、前記タイヤ支持軸に、ねじり剛性を測定する検出手段を備えた回転駆動装置と、横剛性を測定する検出手段を備えた駆動装置とに接続し、前記フレームの一側部に、タイヤ支持軸に取り付けられるタイヤの外周面をクランプするクランプ手段を設け、このクランプ手段に、タイヤの縦剛性を測定する検出手段を備えた駆動装置を連結したことを特徴とするタイヤの剛性測定装置が記載されている。この剛性測定装置では、タイヤ回転軸回りのねじり剛性(面内ねじり剛性とも呼ばれる)、横剛性、及び縦剛性を測定することができるが、タイヤ回転軸に直交する軸回りの剛性(面外ねじり剛性とも呼ばれる)を測定することができない。
In the following
下記特許文献2には、水平方向に配設される片持ち式のタイヤ支持軸と、ホイールのリムに装着されてリムハブ面を介して前記タイヤ支持軸に支持されたタイヤの外周面を挟持するクランプ装置と、を備え、ホイールの中心と前記クランプ装置によって挟持されたタイヤ外周面とを相対変位させてタイヤを変形させてタイヤの剛性を測定するタイヤの剛性測定装置が記載されている。この剛性測定装置では、クランプ装置とホイールとをホイールの回転軸と直交する軸回りに相対回転させてクランプ装置にクランプされたタイヤをホイールの回転軸と直交する軸回りに変形させる変形手段と、タイヤの回転軸方向とは直交する軸回りの変形量を検出するセンサとを有するため、面外ねじり剛性を測定することができる。
In the following
しかしながら、特許文献2の剛性測定装置では、4つの円弧板状セグメントによって測定タイヤの外周面(トレッド面)をクランプしているのみであり、測定タイヤのショルダー部の拘束が不十分のため、例えば、サイド部の横剛性を測定する場合にトレッド部の剛性の影響が入ってしまい、サイド部の横剛性を正確に測定することが困難である。
However, in the stiffness measuring device of
そこで、本発明の目的は、サイド部の剛性を正確に測定することができるタイヤの剛性測定装置及び剛性測定方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a tire stiffness measuring device and a stiffness measuring method capable of accurately measuring the stiffness of the side portion.
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明のタイヤの剛性測定装置は、
先端にタイヤが取り付けられるタイヤ支持軸と、
タイヤ周方向に等間隔で配置され、前記タイヤ支持軸に取り付けられたタイヤのトレッド面をタイヤ径方向に拘束する複数のセンタークランプと、
前記センタークランプのタイヤ幅方向両側にそれぞれ配置され、前記タイヤ支持軸に取り付けられたタイヤのショルダー部をタイヤ幅方向に拘束するショルダークランプと、
前記タイヤ支持軸と拘束された前記トレッド面及び前記ショルダー部とを相対変位させてタイヤを変形させてタイヤの剛性を測定する剛性測定手段と、を備えることを特徴とする。
The above object can be achieved by the present invention as described below.
That is, the tire stiffness measuring device of the present invention is
A tire support shaft to which a tire is attached at the tip;
A plurality of center clamps arranged at equal intervals in the tire circumferential direction and constraining the tread surface of the tire attached to the tire support shaft in the tire radial direction;
A shoulder clamp which is disposed on both sides of the center clamp in the tire width direction and which restrains a shoulder portion of the tire attached to the tire support shaft in the tire width direction;
And a rigidity measurement means for measuring the rigidity of the tire by deforming the tire by relatively displacing the tread surface restrained with the tire support shaft and the shoulder portion.
この構成に係るタイヤの剛性測定装置によれば、タイヤのトレッド面をタイヤ径方向に拘束するセンタークランプの他に、タイヤのショルダー部をタイヤ幅方向に拘束するショルダークランプを備えるため、トレッド部を完全に拘束した状態に近い条件にてタイヤの剛性を測定できる。これにより、トレッド部の剛性の影響をほとんど受けることなく、サイド部の剛性を正確に測定することができる。 According to the tire rigidity measuring device according to this configuration, in addition to the center clamp that restrains the tread surface of the tire in the tire radial direction, the tread portion is provided because it has a shoulder clamp that restrains the shoulder portion of the tire in the tire width direction. The stiffness of the tire can be measured under conditions close to a completely restrained state. Thereby, the rigidity of the side part can be accurately measured without being substantially affected by the rigidity of the tread part.
本発明のタイヤの剛性測定装置において、タイヤのショルダー部を押圧する前記ショルダークランプのショルダー部押圧面は、前記センタークランプのタイヤ幅方向中央の外表面からの高さが10〜30mmであることが好ましい。 In the tire rigidity measuring device according to the present invention, the shoulder portion pressing surface of the shoulder clamp for pressing the shoulder portion of the tire has a height of 10 to 30 mm from the outer surface at the center in the tire width direction of the center clamp. preferable.
この構成によれば、ショルダークランプによってショルダー部を適切に拘束でき、かつショルダークランプがサイド部に当たってサイド部の剛性測定に悪影響を及ぼすことがない。 According to this configuration, the shoulder clamp can be appropriately restrained by the shoulder clamp, and the shoulder clamp does not hit the side section and does not adversely affect the rigidity measurement of the side section.
また、本発明のタイヤの剛性測定方法は、
タイヤ支持軸の先端にタイヤを取り付ける工程と、
前記タイヤ支持軸に取り付けられたタイヤに対して、タイヤ周方向に等間隔で配置された複数のセンタークランプによりトレッド面をタイヤ径方向に拘束し、かつ前記センタークランプのタイヤ幅方向両側にそれぞれ配置されたショルダークランプによりショルダー部をタイヤ幅方向に拘束する工程と、
前記タイヤ支持軸と拘束された前記トレッド面及び前記ショルダー部とを相対変位させてタイヤを変形させてタイヤの剛性を測定する工程と、を備えることを特徴とする。
Further, the tire stiffness measurement method of the present invention includes:
Attaching the tire to the tip of the tire support shaft;
With respect to the tire attached to the tire support shaft, the tread surface is restrained in the tire radial direction by a plurality of center clamps arranged at equal intervals in the tire circumferential direction, and disposed on both sides of the center clamp in the tire width direction A step of restraining the shoulder portion in the tire width direction with the shoulder clamp made,
And C. the tire support shaft and the constrained tread surface and the shoulder portion are relatively displaced to deform the tire and measure the rigidity of the tire.
この構成に係るタイヤの剛性測定方法によれば、センタークランプによりタイヤのトレッド面をタイヤ径方向に拘束する他に、ショルダークランプによりタイヤのショルダー部をタイヤ幅方向に拘束するため、トレッド部を完全に拘束した状態に近い条件にてタイヤの剛性を測定できる。これにより、トレッド部の剛性の影響をほとんど受けることなく、サイド部の剛性を正確に測定することができる。 According to the method of measuring the rigidity of a tire according to this configuration, in addition to restraining the tread surface of the tire in the radial direction of the tire by the center clamp, the tread portion is completely restrained in order to restrain the shoulder portion of the tire by the shoulder clamp. The stiffness of the tire can be measured under conditions close to the state of being restrained. Thereby, the rigidity of the side part can be accurately measured without being substantially affected by the rigidity of the tread part.
本発明のタイヤの剛性測定方法において、前記センタークランプをトレッド面に対して外周側から接近させていき、トレッド面からの反力が第1の所定値となるまでタイヤ径方向内側に向かって移動させることでトレッド面を拘束し、
トレッド面を拘束した後、前記ショルダークランプをショルダー部に対してタイヤ幅方向外側から接近させていき、ショルダー部からの反力が第2の所定値となるまでタイヤ幅方向内側に向かって移動させることでショルダー部を拘束することが好ましい。
In the tire rigidity measuring method of the present invention, the center clamp is moved from the outer peripheral side to the tread surface, and moved inward in the tire radial direction until the reaction force from the tread surface becomes a first predetermined value. To restrain the tread surface,
After restraining the tread surface, the shoulder clamp is made to approach the shoulder portion from the outside in the tire width direction, and is moved inward in the tire width direction until the reaction force from the shoulder portion becomes a second predetermined value. It is preferable to restrain the shoulder portion.
この構成によれば、センタークランプによってタイヤのトレッド面をタイヤ径方向に確実に拘束でき、かつショルダークランプによってタイヤのショルダー部をタイヤ幅方向に確実に拘束できる。 According to this configuration, the tread surface of the tire can be reliably restrained in the tire radial direction by the center clamp, and the shoulder portion of the tire can be reliably restrained in the tire width direction by the shoulder clamp.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1はタイヤの剛性測定装置の側面図である(なお、説明のために一部を切断した図で示している。)。図2は図1に示すタイヤの剛性測定装置の正面図である。図3は、図1の一部を拡大して示す拡大図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a tire stiffness measuring device (note that a part of the tire stiffness measuring device is cut for illustration). FIG. 2 is a front view of the tire stiffness measuring device shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged view showing a part of FIG. 1 in an enlarged manner.
図1に示すように、タイヤの剛性測定装置は、タイヤ支持部1とタイヤ拘束部2とを備えている。
As shown in FIG. 1, the tire stiffness measurement apparatus includes a
タイヤ支持部1には、先端にタイヤTが取り付けられるタイヤ支持軸11が設けられている。タイヤTは、ホイール11aを介してタイヤ支持軸11に取り付けられる。タイヤ支持軸11の先端部にはタイヤ力用ロードセル12(剛性測定手段の一部)が取り付けられている。タイヤ力用ロードセル12は、具体的には6分力計であり、3軸(X軸、Y軸、Z軸)方向の力、及び3軸(X軸、Y軸、Z軸)回りのトルクを測定できる。なお、本実施形態では、タイヤ軸方向をY軸、Y軸に直交する横方向をZ軸、Y軸に直交する縦方向をX軸とする。
The
タイヤ支持軸11の中間部には、面内ねじり用モータ13が取り付けられている。面内ねじり用モータ13は、タイヤ支持軸11を回転駆動させてタイヤTを回転するためのモータである。タイヤ支持軸11の基端部は、軸受部14に固定されている。
An in-
軸受部14は、横変位用モータ15の駆動によってY軸方向に移動することができる。これにより、軸受部14に固定されたタイヤ支持軸11をY軸方向に移動することができる。横変位用モータ15は、フレーム16の上部に取り付けられている。フレーム16は、面外ねじり用モータ17の駆動によってZ軸方向に移動することができる。
The
タイヤ拘束部2には、タイヤ支持軸11に取り付けられたタイヤTを外側から拘束するクランプ手段が設けられている。
The
クランプ手段は、タイヤTのトレッド面をタイヤ径方向に拘束するセンタークランプ21と、タイヤTのショルダー部をタイヤ幅方向に拘束するショルダークランプ22とを備えている。
The clamp means includes a
センタークランプ21は、タイヤ周方向に等間隔で複数配置されている。本実施形態では、12個のセンタークランプ21が配置されているが、これに限定されない。センタークランプ21は、タイヤTの外周面の曲率に応じた曲率を有する円弧板状をしている。
A plurality of
センタークランプ21は、センタークランプ駆動用モータ23の駆動によってタイヤ径方向の内側及び外側に移動できる。すなわち、センタークランプ駆動用モータ23が回転駆動すると、各センタークランプ21がタイヤ径方向の内側又は外側に移動し、タイヤ支持軸11に取り付けられたタイヤTのトレッド面を拘束又は解放する。
The
センタークランプ21は、ロッド24の先端に取り付けられており、ロッド24がセンタークランプ駆動用モータ23の駆動によって移動する。ロッド24の一部とセンタークランプ駆動用モータ23は、円環状のケース25に収容されている。円環状ケース25の下部には、偏心変位用モータ26が設けられており、円環状ケース25はZ軸方向に移動することができる。円環状ケース25をZ軸方向に動かすことで、拘束したタイヤTのトレッド面及びショルダー部をZ軸方向に動かすことができる。
The
センタークランプ21の背面には、センタークランプ用ロードセル27が設けられており、センタークランプ21に加えられるタイヤ径方向の荷重を計測できる。
A
ショルダークランプ22は、各センタークランプ21のタイヤ幅方向両側にそれぞれ配置されている。ショルダークランプ22は、センタークランプ21と略同じ曲率を有する円弧板状をしている。ショルダークランプ22は、ショルダークランプ駆動用モータ28の駆動によってセンタークランプ21の表面に沿ってタイヤ幅方向に移動できる。
The shoulder clamps 22 are disposed on both sides of each
ショルダークランプ22のタイヤ幅方向外方には、ショルダークランプ用ロードセル29が設けられており、ショルダークランプ22に加えられるタイヤ幅方向の荷重を計測できる。
A shoulder
ショルダークランプ22のタイヤ幅方向内側端は、タイヤTのショルダー部を押圧するショルダー部押圧面22aが形成されている。ショルダー部押圧面22aは、センタークランプ21の外表面に対して傾斜しており、センタークランプ21の外表面に対する傾斜角度θは、40〜50°が好ましい。ショルダー部押圧面22aの傾斜角度θが40°より小さいと、ショルダー部を適切に拘束できず、50°より大きいと、サイド部に当たってサイド部の剛性を正確に測定できなくなる。
A shoulder
また、ショルダー部押圧面22aは、センタークランプ21のタイヤ幅方向中央の外表面からの高さhが10〜30mmであることが好ましい。なお、ショルダー部押圧面22aの高さhは、センタークランプ21の外表面からショルダー部押圧面22aの上端までの高さであり、ショルダー部押圧面22aの下端はセンタークランプ21から離れていてもよい。ショルダー部押圧面22aの高さhが10mmより低いと、ショルダー部を適切に拘束することができず、30mmより高いと、サイド部に当たってサイド部の剛性を正確に測定できなくなる。
Moreover, it is preferable that the height h from the outer surface of the center of the tire width direction of the
タイヤの剛性は、タイヤ支持軸11と拘束されたトレッド面及びショルダー部とを相対変位させてタイヤを変形させて測定される。具体的には、偏心変位用モータ26、横変位用モータ15、面内ねじり用モータ13、及び面外ねじり用モータ17によって、タイヤ支持軸11又はクランプ手段(センタークランプ21及びショルダークランプ22)を移動させたときのタイヤTの変位量と、タイヤ力用ロードセル12で測定された力又はトルクとによってタイヤの剛性を求める。
The rigidity of the tire is measured by relatively displacing the
次に、本実施形態のタイヤの剛性測定装置を用いた剛性測定方法を説明する。初めに、タイヤ支持軸11の先端のホイール11aにタイヤTを取り付ける。次いで、タイヤ拘束部2を図1及び図2の位置に移動させる。このとき、両側のショルダークランプ22の間隔は、図4(a)に示すようにタイヤTの幅よりも広くなっている。
Next, a stiffness measurement method using the tire stiffness measurement device of the present embodiment will be described. First, the tire T is attached to the
次いで、センタークランプ21とショルダークランプ22を含むクランプ手段をタイヤTに対して外周側から接近させる。クランプ手段をタイヤTのトレッド面に対して外周側から接近させていくと、図4(b)のように、初めにセンタークランプ21のみがタイヤTのトレッド面に接触する。トレッド面に接触後、トレッド面からの反力、すなわちセンタークランプ用ロードセル27で計測された荷重が第1の所定値となるまでセンタークランプ21をタイヤ径方向内側に向かって移動させる。これにより、センタークランプ21によってタイヤTのトレッド面をタイヤ径方向に確実に拘束できる。
Next, the clamping means including the
トレッド面を拘束した後、図4(c)のように、両側のショルダークランプ22の間隔を狭めてショルダークランプ22をショルダー部に対してタイヤ幅方向外側から接近させていくと、ショルダークランプ22がタイヤTのショルダー部に接触する。ショルダー部に接触後、ショルダー部からの反力、すなわち、ショルダークランプ用ロードセル29で計測された荷重が第2の所定値となるまでショルダークランプ22をタイヤ幅方向内側に向かって移動させる。これにより、ショルダークランプ22によってタイヤTのショルダー部をタイヤ幅方向に確実に拘束できる。
After restraining the tread surface, as shown in FIG. 4C, the distance between the shoulder clamps 22 on both sides is narrowed to make the shoulder clamps 22 approach the shoulder portion from the outside in the tire width direction. Contact the shoulder portion of the tire T. After contacting the shoulder portion, the
次いで、タイヤ支持軸11と拘束されたトレッド面及びショルダー部とを相対変位させることでタイヤを変形させて、タイヤ剛性を測定する。例えば、偏心変位用モータ26の駆動によってタイヤTのトレッド面及びショルダー部をZ軸方向に移動させる。このときのタイヤTのZ軸方向の変位量と、タイヤ力用ロードセル12によって計測されたタイヤTに作用するZ軸方向の力によって、タイヤ径方向の偏心剛性を求めることができる。
Next, the tire is deformed by relatively displacing the
また、横変位用モータ15の駆動によってタイヤ支持軸11をY軸方向に移動させる。このときのタイヤTのY軸方向の変位量と、タイヤ力用ロードセル12によって計測されたタイヤTに作用するY軸方向の力によって、タイヤ幅方向の横剛性を求めることができる。
Further, the
また、面内ねじり用モータ13の駆動によってタイヤ支持軸11を回転させる。このときのタイヤTのY軸回りのねじれ角と、タイヤ力用ロードセル12によって計測されたタイヤTに作用するY軸回りのトルクによって、タイヤ回転方向の面内ねじり剛性を求めることができる。
Further, the
また、面外ねじり用モータ17の駆動によってフレーム16をZ軸方向に移動させる。これにより、タイヤ支持軸11をX軸回りに回転できる。このときのタイヤTのX軸回りのねじれ角と、タイヤ力用ロードセル12によって計測されたタイヤTに作用するX軸回りのトルクによって、タイヤ回転軸に直交する軸回りの面外ねじり剛性を求めることができる。
Further, the
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。タイヤサイズ215/45R17 87Wのタイヤを用いて、剛性(面内ねじり剛性、面外ねじり剛性、偏心剛性、横剛性)を測定した。また、シミュレーションによりトレッド部及びショルダー部を静止させた状態を理想拘束状態として剛性を求めたものを参考例とし、参考例での剛性を100としたときの指数で示し、この値が100に近いほどサイド部の剛性のみを正確に測定できている。剛性の測定結果を表1に示す。 Examples and the like specifically showing the configuration and effects of the present invention will be described below. The rigidity (in-plane torsional stiffness, out-of-plane torsional stiffness, eccentric stiffness, lateral stiffness) was measured using a tire having a tire size of 215 / 45R17 87W. In addition, a state in which the tread portion and the shoulder portion are at rest by simulation is obtained as an ideal restraint state is used as a reference example, and the index when the rigidity in the reference example is 100 is shown. Only the rigidity of the side part can be measured accurately. The measurement results of the stiffness are shown in Table 1.
実施例
本発明の剛性測定装置及び剛性測定方法によってタイヤの剛性を測定したものを実施例とした。
Example An example was obtained by measuring the stiffness of a tire using the stiffness measurement apparatus and the stiffness measurement method of the present invention.
比較例
ショルダークランプが無くセンタークランプのみで拘束したタイヤの剛性を測定したものを比較例とした。
Comparative Example A comparative example was obtained by measuring the rigidity of a tire which had no shoulder clamp and was restrained only by the center clamp.
表1の結果のように、ショルダークランプによりショルダー部を拘束することで、サイド部の剛性を正確に測定できた。 As shown in Table 1, the rigidity of the side portion could be accurately measured by restraining the shoulder portion with the shoulder clamp.
1 タイヤ支持部
2 タイヤ拘束部
11 タイヤ支持軸
21 センタークランプ
22 ショルダークランプ
T タイヤ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
タイヤ周方向に等間隔で配置され、前記タイヤ支持軸に取り付けられたタイヤのトレッド面をタイヤ径方向に拘束する複数のセンタークランプと、
前記センタークランプのタイヤ幅方向両側にそれぞれ配置され、前記センタークランプの外表面に沿ってタイヤ幅方向に移動することで、前記センタークランプによって前記トレッド面が拘束されたタイヤのショルダー部をタイヤ幅方向に拘束するショルダークランプと、
前記タイヤ支持軸と拘束された前記トレッド面及び前記ショルダー部とを相対変位させてタイヤを変形させてタイヤの剛性を測定する剛性測定手段と、を備えることを特徴とするタイヤの剛性測定装置。 A tire support shaft to which a tire is attached at the tip;
A plurality of center clamps arranged at equal intervals in the tire circumferential direction and constraining the tread surface of the tire attached to the tire support shaft in the tire radial direction;
The shoulder portions of the tire in which the tread surface is restrained by the center clamp are arranged in the tire width direction by being disposed on both sides in the tire width direction of the center clamp and moving in the tire width direction along the outer surface of the center clamp. A shoulder clamp to restrain to,
And a stiffness measuring means for measuring the stiffness of the tire by deforming the tire by relatively displacing the tread surface restrained with the tire support shaft and the shoulder portion.
前記タイヤ支持軸に取り付けられたタイヤに対して、タイヤ周方向に等間隔で配置された複数のセンタークランプによりトレッド面をタイヤ径方向に拘束し、かつ前記センタークランプのタイヤ幅方向両側にそれぞれ配置されたショルダークランプによりショルダー部をタイヤ幅方向に拘束する工程と、
前記タイヤ支持軸と拘束された前記トレッド面及び前記ショルダー部とを相対変位させてタイヤを変形させてタイヤの剛性を測定する工程と、を備え、
前記センタークランプをトレッド面に対して外周側から接近させていき、トレッド面からの反力が第1の所定値となるまでタイヤ径方向内側に向かって移動させることでトレッド面を拘束し、
トレッド面を拘束した後、前記ショルダークランプをショルダー部に対してタイヤ幅方向外側から接近させていき、ショルダー部からの反力が第2の所定値となるまでタイヤ幅方向内側に向かって移動させることでショルダー部を拘束することを特徴とするタイヤの剛性測定方法。 Attaching the tire to the tip of the tire support shaft;
With respect to the tire attached to the tire support shaft, the tread surface is restrained in the tire radial direction by a plurality of center clamps arranged at equal intervals in the tire circumferential direction, and disposed on both sides of the center clamp in the tire width direction A step of restraining the shoulder portion in the tire width direction with the shoulder clamp made,
Measuring the rigidity of the tire by deforming the tire by relatively displacing the tread surface restrained with the tire support shaft and the shoulder portion ;
The tread surface is restrained by moving the center clamp closer to the tread surface from the outer peripheral side and moving the tire clamp inward until the reaction force from the tread surface becomes a first predetermined value,
After restraining the tread surface, the shoulder clamp is made to approach the shoulder portion from the outside in the tire width direction, and is moved inward in the tire width direction until the reaction force from the shoulder portion becomes a second predetermined value. A method for measuring the rigidity of a tire, characterized in that the shoulder portion is restrained .
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