JP6634780B2 - Tire contact stress measurement method - Google Patents
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Description
本発明は、走行中のタイヤの接地面応力を測定する方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring a ground contact stress of a running tire.
路面上を走行しているタイヤの接地面の接地応力の測定は、タイヤの接地特性を評価する上で重要である。このようなタイヤの接地応力の測定方法の一例が、特開2014−21012号公報に開示されている。 The measurement of the contact stress on the contact surface of a tire running on a road surface is important for evaluating the contact characteristics of the tire. An example of such a method for measuring the contact stress of a tire is disclosed in JP-A-2014-21012.
この測定方法では、タイヤの周方向の所定範囲の各測定点に対して、3分力センサによる応力測定を行い、接地圧分布及び剪断力分布を得る。一方、タイヤは、周方向の一点でドラムの路面に接しているわけではない。タイヤ周方向及び軸方向に範囲を持った面(接地面)で接している。従って、タイヤのトレッド面上の一点についても、接地の開始(接地入りと呼ぶ)から、接地からの離脱(接地出と呼ぶ)までに、時間を要している。通常は、各測定点における応力値は、接地入りから接地出にかけて経時的に変化するものである。 In this measurement method, stress is measured by a three-component force sensor at each measurement point in a predetermined range in the circumferential direction of the tire, and a contact pressure distribution and a shear force distribution are obtained. On the other hand, the tire is not in contact with the road surface of the drum at one point in the circumferential direction. The tires are in contact with each other in a plane having a range in the tire circumferential direction and axial direction (ground plane). Therefore, even at one point on the tread surface of the tire, it takes time from the start of contact with the ground (called "contact with the ground") to the departure from the contact with the ground (called "out of contact with the ground"). Normally, the stress value at each measurement point changes with time from entering the ground to leaving the ground.
しかし、上記公報に開示された測定方法では、トレッド面上の点について経時的な変化を測定しているだけであって、ある特定の時点における接地面全体の応力分布を観察することについては何も教えていない。従って、この測定方法では、測定対象点の応力値としては、最大値又は平均値を採用せざるを得ないと考えられる。これでは正確な接地面圧及びその分布は得られない。また、タイヤ周方向の所定範囲に対して、3分力センサによる測定点が、ランダムになる。ある点の測定はなされず、他の点については複数の測定値が得られる可能性がある。 However, the measurement method disclosed in the above publication only measures the change over time for points on the tread surface, but it is not enough to observe the stress distribution of the entire contact surface at a specific point in time. I have not even taught. Therefore, in this measurement method, it is considered that the maximum value or the average value has to be adopted as the stress value at the measurement target point. In this case, an accurate contact pressure and its distribution cannot be obtained. In addition, the measurement points by the three-component sensor are random in a predetermined range in the tire circumferential direction. Some points may not be measured and others may have multiple measurements.
本発明の目的は、ある特定の時点における接地面全体の接地面応力分布の測定方法の提供にある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for measuring the contact surface stress distribution of the entire contact surface at a specific point in time.
本発明に係るタイヤの接地面応力の測定方法は、
円筒形の駆動ドラムを備えた試験装置を用いて、タイヤの接地面応力を測定する方法であって、
上記試験装置が、タイヤの回転角度を検知する回転角検出器と、ドラムの路面に設置されたタイヤ応力測定器と、ドラムの回転角度を検知する回転角度検出器とを備えており、
タイヤの回転とタイヤの軸方向移動とを繰り返しつつ、タイヤの軸方向位置及び回転角度から定まる各位置の、上記路面への接地入り時点から接地出時点までの応力の時系列データをタイヤ及びドラムの回転角度と対応させて得る時系列データ取得ステップと、
同一の軸方向位置における、周方向上に設定された複数の規定測定点それぞれの上記時系列データから、当該複数の規定測定点のいずれか一つを基準測定点として含む接地長範囲内の応力の接地長データを、タイヤ及びドラムの回転角度と対応させて得る接地長データ取得ステップと、
この接地長データ取得ステップにおいて得られた全ての接地長データから、一の接地長データを代表接地長データとして選択する代表接地長データ選択ステップと、
この代表接地長データ選択ステップにおいて選択された代表接地長データに、周方向上の計測中心を設定する計測中心設定ステップと、
代表接地長データとは軸方向位置が異なる他の接地長データのうち、代表接地長データにおける上記計測中心を同一角度位置に含む接地長データを特定することにより接地面データを得る接地面データ取得ステップとを含んでいる。
The method for measuring the tire contact surface stress according to the present invention,
A method for measuring a tire contact surface stress using a test device having a cylindrical drive drum,
The test device includes a rotation angle detector that detects a rotation angle of the tire, a tire stress measurement device installed on a road surface of the drum, and a rotation angle detector that detects a rotation angle of the drum.
While repeating the rotation of the tire and the axial movement of the tire, the time series data of the stress from the point of contact with the road surface to the point of contact with the road surface at each position determined from the axial position and the rotation angle of the tire is calculated for the tire and the drum. A time-series data obtaining step to be obtained in correspondence with the rotation angle of
From the time-series data of each of a plurality of specified measurement points set in the circumferential direction at the same axial position, a stress within a contact length range including any one of the plurality of specified measurement points as a reference measurement point. Contact length data acquisition step of obtaining the contact length data of the tire and the drum in correspondence with the rotation angle of the drum,
A representative contact length data selecting step of selecting one contact length data as representative contact length data from all contact length data obtained in the contact length data obtaining step;
A measurement center setting step of setting a measurement center in the circumferential direction to the representative contact length data selected in the representative contact length data selection step;
Acquisition of ground plane data to obtain ground plane data by specifying the ground plane data that includes the measurement center in the same angle position in the representative ground plane data among other ground plane data different in axial position from the representative ground plane data Steps.
好ましくは、上記接地長データ取得ステップにおいて、
上記基準測定点に近接する複数の規定測定点それぞれにおける時系列データ内で、当該規定測定点の上記基準測定点からの離間距離に対応する時点の応力を選択することにより応力の接地長データを得る。
Preferably, in the contact length data obtaining step,
Within the time-series data at each of the plurality of prescribed measurement points close to the reference measurement point, the ground contact length data of the stress is selected by selecting the stress at the time corresponding to the separation distance of the prescribed measurement point from the reference measurement point. obtain.
好ましくは、上記代表接地長データ選択ステップにおいて、代表接地長データとして選択される接地長データは、上記全ての接地長データの内の最大の接地長を有する接地長データとされる。 Preferably, in the representative contact length data selecting step, the contact length data selected as the representative contact length data is the contact length data having the largest contact length among all the contact length data.
好ましくは、上記接地面データ取得ステップにおいて得られた接地面内の応力を、応力値に対応する色情報とともに表示する応力表示ステップを含んでいる。 Preferably, the method further includes a stress display step of displaying the stress in the ground plane obtained in the ground plane data acquisition step together with color information corresponding to the stress value.
本発明によれば、タイヤ表面の測定点における応力値の経時的変化が考慮されることにより、接地応力をより正確に測定することができる。 According to the present invention, the ground stress can be measured more accurately by taking into account the temporal change of the stress value at the measurement point on the tire surface.
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments with reference to the drawings as appropriate.
[試験装置]
図1には、本実施形態に係るタイヤの接地面応力の測定方法の実行に用いられるインサイドドラム式の試験装置2が示されている。インサイドドラム式に限定されず、アウトサイドドラム式の試験装置も採用されうる。この試験装置2は、タイヤTを回転可能に支持するタイヤ支持装置4、及び、タイヤTを回転駆動しうる駆動ドラム(以下、単にドラムという)6を備えている。ドラム6は、ドラム支持装置8に回転可能に支持されている。ドラム支持装置8は、ドラム6を回転させるための回転駆動装置(ドラム駆動装置)10を備えている。ドラム駆動装置10は回転速度の制御が可能である。ドラム6は有底円筒状を呈している。
[Test equipment]
FIG. 1 shows an inside drum
タイヤ支持装置4に支持されたタイヤTは、ドラム6の開口18側から、ドラム6の内部に挿入されている。ドラム6の中心軸及びタイヤTの中心軸は、ともに水平方向に延びている。タイヤ支持装置4は、ドラム6に対してその中心軸方向に離間接近可能にされている。タイヤ支持装置4は、タイヤTを回転駆動するための回転駆動装置(タイヤ駆動装置)12を備えている。タイヤ駆動装置12は回転速度の制御が可能である。このタイヤ駆動装置12により、タイヤTは、ドラム6に依らなくても回転しうる。タイヤ支持装置4は、タイヤTを自由回転状態にしたり、その回転を加速、減速、停止したりする制動機能をも有している。前述の各回転駆動装置10、12は、いずれも、回転速度制御手段を備えている。
The tire T supported by the tire support device 4 is inserted into the inside of the
タイヤ支持装置4は昇降装置14を備えている。この昇降装置14により、タイヤTが上下動させられる。この昇降装置14により、タイヤTはドラム6の路面16に離間接近させられる。昇降装置14は、タイヤTを、路面16に任意荷重で押圧させうる。この昇降装置14は、タイヤTに負荷される荷重を制御する荷重制御手段を備えている。タイヤTが回転自在(フリー転動)の状態で路面16に押圧され、ドラム6が回転すれば、タイヤTは従動回転する。ドラム6が回転自在の状態で、タイヤTが路面16に押圧されて回転駆動されると、ドラム6が従動回転する。
The tire support device 4 includes a
路面16の内径は、タイヤTの外径の整数倍(例えば3倍)又はそれに近い寸法にされるのが好ましい。かかる構成により、後述するように、タイヤの接地面応力の測定に必要とされるデータを効率的に収集することが可能となる。
It is preferable that the inner diameter of the
タイヤ支持装置4は、支持したタイヤTの中心軸の方向を、ドラム6の中心軸に対して、任意角度傾斜させたり、平行にしたりすることのできる軸線角度制御手段を備えている。この軸線角度制御手段により、タイヤTには、任意のキャンバー角及びスリップ角を設定することができる。
The tire support device 4 includes an axis angle control unit that can incline or incline the direction of the center axis of the supported tire T with respect to the center axis of the
ドラム6の路面16の少なくとも一箇所に、タイヤ応力測定器としての3分力センサ20が埋設されている。3分力センサ20は、その検出部がタイヤTの表面に接するように配設されている。3分力センサの測定対象の理解容易のために、タイヤ軸方向(幅方向)をX軸方向、タイヤ周方向をY軸方向、タイヤ半径方向をZ軸方向としておく。3分力センサ20により、タイヤTのトレッド面上の一つの位置における、タイヤ軸方向の剪断応力τx、タイヤ周方向の剪断応力τy、及び、タイヤ半径方向の垂直応力(接地面圧と呼ぶ)σが、同時に測定されうる。
A three-
ドラム支持装置8のドラム支持軸8aには、ドラム回転角検出器としてのロータリーエンコーダ(以下、ドラムエンコーダという)22が設置されている。タイヤ支持装置4のタイヤ支持軸4aには、タイヤ回転角検出器としてのロータリーエンコーダ(以下、タイヤエンコーダという)24が設置されている。
On the
この試験装置2には、上記3分力センサ20による測定データ、及び、上記両エンコーダ22、24による検出データを、処理するための処理装置26が備えられている。処理装置26は、CPU、メモリ等を含み、図示しない操作パネル等にも接続されている。
The
[測定ステップ]
タイヤTを、ドラム6に対して位置調整する。この位置調整として、まず、タイヤTの幅内のある位置に3分力センサ20が位置するように、軸方向位置調整がなされる。例えば、タイヤTの幅のほぼ中央に3分力センサ20が位置するように調整される。
[Measurement step]
The position of the tire T is adjusted with respect to the
タイヤT及びドラム6が回転駆動される。タイヤT及びドラム6の回転に伴い、ドラムエンコーダ22により、ある時点を開始時点として、ドラム6の回転角度が検出されている。また、タイヤエンコーダ24により、上記開始時点から、タイヤTの回転角度が検出される。この開始時点から応力測定が開始されてもよい。
The tire T and the
図2に示されるように、タイヤT及びドラム6の回転に伴い、タイヤTのトレッド面上のある位置、例えばA点が、3分力センサ20に接触してから離れるまで、すなわち接地入りLSから接地出LEまで連続して3応力が測定される。このA点は、測定点Aである。同時に、処理装置26では、3応力の測定値と、上記開始時点からのタイヤT及びドラム6の回転角とが対応付けられている。回転角が対応付けられているとは、ある時点におけるタイヤ周上のある位置、及び、ドラム周上のある位置を基準にして、タイヤ周上のあらゆる位置、及び、ドラム周上のあらゆる位置が特定されうる(番地がついている)。タイヤTの回転角度情報と同期して3応力が測定される。A点のこの連続した3応力の測定データは、このA点の時系列データである。
As shown in FIG. 2, with the rotation of the tire T and the
タイヤTのトレッド面上のある位置が、ドラム6の路面16に接触し始める時点が接地入りLSと呼ばれ、路面16から離れる時点が接地出LEと呼ばれている。従って、このA点が3分力センサ20に接触してから離れるまでを、接地入りLSから接地出LEと呼ぶ。接地入りLSは、測定位置における3応力のいずれかが発生した時点に対応し、接地出LEは3応力のいずれもが消失した時点に対応している。
The point in time at which a certain position on the tread surface of the tire T comes into contact with the
図3には、このA点の時系列データがグラフに示されている。このグラフの横軸は経過時間を表すとともに、回転角度位置をも表している。縦軸は、3応力の内の接地面圧σを例示している。タイヤ軸方向の剪断応力τx、及び、タイヤ周方向の剪断応力τyについても、同様に記録されており、図3と同様なグラフに示されうる。 FIG. 3 is a graph showing the time-series data at the point A. The horizontal axis of this graph represents the elapsed time and also represents the rotation angle position. The vertical axis illustrates the ground contact pressure σ of the three stresses. The shear stress τx in the tire axial direction and the shear stress τy in the tire circumferential direction are similarly recorded, and can be shown in a graph similar to FIG.
タイヤT及びドラム6が複数回回転することにより、タイヤ周方向上の異なる複数の測定点(例えば、B、C、D・・・の各点)それぞれについての時系列データが得られる。これらの時系列データは、図3に示すA点の時系列データと類似したデータである。 By rotating the tire T and the drum 6 a plurality of times, time-series data is obtained for each of a plurality of different measurement points (for example, points B, C, D,...) In the tire circumferential direction. These time series data are similar to the time series data at point A shown in FIG.
タイヤTが所定回数回転させられて測定が終了すると、自動的に、タイヤTがドラム6に対して軸方向に移動(横移動)させられる。横移動距離は、タイヤ幅を所定数で除して得られる等間隔に定めてもよい。横移動ごとに、自動的に上記測定が実行される。横移動と測定とが自動的に繰り返される。横移動ごとに、トレッド面上の複数の測定点(例えば、A、B、C、D・・・の各点)それぞれについての接地入りLSから接地出LEまでの測定データ(時系列データ)が得られる。軸方向における複数の位置で得られた測定データは、それぞれ、当該軸方向位置で得られた測定データとして特定される。以上が、時系列データ取得ステップである。
When the measurement is completed by rotating the tire T a predetermined number of times, the tire T is automatically moved (laterally moved) in the axial direction with respect to the
[処理ステップ]
処理ステップでは、測定ステップにおいて得られたトレッド面上の多数点の時系列データから、ある時点の接地面における応力分布が求められる。処理装置26には、ある軸方向位置における、周方向に沿った数多くの測定点(A、B、C、D・・・等)での3応力の時系列データが入力される。タイヤT及びドラム6は複数回転しているので、ある点(例えばA点)の時系列データも複数個存在することが多い。ここでは、隣接する測定点(A、B、C、D・・・等)同士は小角度離間しているものとする。ある点(例えばA点)の時系列データには、他の測定点(B、C、D・・・等)のデータは存在しない。
[Processing step]
In the processing step, the stress distribution on the ground contact surface at a certain point in time is obtained from the time-series data of many points on the tread surface obtained in the measurement step. Time series data of three stresses at a number of measurement points (A, B, C, D, etc.) along a circumferential direction at a certain axial position is input to the
上記点A、B、C、D・・・は、タイヤ周上の多数にのぼる。軸方向上の各位置における周方向に沿って測定点A、B、C、D・・・が存在する。これら各点の周方向の位置は、軸方向の位置が変わっても同一である。一の軸方向位置においては、A、B、C、D・・・は点であるが、タイヤトレッド面全体から見ると、点ではなく軸方向線A、B、C、D・・・と言える。 The points A, B, C, D,... There are measurement points A, B, C, D,... Along the circumferential direction at each position on the axial direction. The circumferential position of each of these points is the same even if the axial position changes. At one axial position, A, B, C, D... Are points, but when viewed from the entire tire tread surface, they can be said to be not the points but the axial lines A, B, C, D. .
また、タイヤTが軸方向に順次横移動させられつつ得られた、各測定点(A、B、C、D・・・)の時系列データが、処理装置26に入力されている。前述したように、路面16の内径がタイヤTの外径の整数倍又はそれに近い寸法にされていると、タイヤ周方向上の互いに近接した位置の時系列データが順次得られる。すなわち、A、B、C、D・・・の各測定点が互いに近接したものとなっている。
Further, time-series data of each measurement point (A, B, C, D...) Obtained while the tire T is sequentially moved laterally in the axial direction is input to the
以下、処理装置26内において実行される、ある時点における接地面内の応力分布を求める方法について説明される。なお、図2及び図3に示されたA点の接地入りLSから接地出LEまでの長さは、時間の経過が伴っており、接地長とは言えない。ここで、接地長とは、接地面の周方向長さを言う。
Hereinafter, a method of obtaining the stress distribution in the ground contact surface at a certain point in time performed in the
まず、図4が参照されつつ、ある一時点における、軸方向上の任意位置における、周方向上の応力分布(接地長データ)を求める方法が説明される。トレッド面のある軸方向位置において測定された、多数の時系列データの内、A点の時系列データの内の一つが選択される。A点、B点、C点、D点等を規定測定点と呼ぶ。これら規定測定点の内の一つ、例えばA点を基準測定点として選択する。B点、C点、D点等の内の一つが基準測定点として選択されてもよい。このA、B、C、D等の各点はタイヤトレッド面上の周方向位置である。この選択された基準測定点Aの時系列データの、接地入りLSから接地出LEまでの内の任意の一時点を基準時点とする。例えば、図4(a)に示すように、基準測定点Aの接地入りA・LSの時点をこの基準時点aとする。この基準時点aから周方向に所定の小角度だけ順次離間した時点を規定時点b、c、d・・として特定する。 First, with reference to FIG. 4, a method for obtaining a circumferential stress distribution (contact length data) at an arbitrary position in the axial direction at a certain point in time will be described. One of the time-series data at point A is selected from among many time-series data measured at a certain axial position on the tread surface. Points A, B, C, D, etc., are referred to as defined measurement points. One of these specified measurement points, for example, point A is selected as a reference measurement point. One of the points B, C, D, etc. may be selected as the reference measurement point. The points such as A, B, C, and D are circumferential positions on the tire tread surface. An arbitrary one of the time series data of the selected reference measurement point A from the ground contact LS to the ground contact LE is set as a reference time. For example, as shown in FIG. 4A, the point of time of A.LS at which the reference measurement point A enters the ground is defined as this reference point a. Time points sequentially separated from the reference time point a by a predetermined small angle in the circumferential direction are specified as specified time points b, c, d,.
図4(a)から図4(d)はいずれも時系列データを示している。規定測定点Bの接地入りは符号B・LSで示し、接地出は符号B・LEで示す。規定測定点Cの接地入りは符号C・LSで示し、接地出は符号C・LEで示す。規定測定点Dの接地入りは符号D・LSで示し、接地出は符号D・LEで示す。図4(e)は後述の接地長データを示している。図4(a)から図4(d)の横軸は時間を表すが、回転角度にも対応している。図4(e)の横軸は距離を表すが、回転角度にも対応している。各図の縦軸は接地面圧を示す。図4(a)から図4(d)に示されるように、多数の測定データから、上記各測定点A、B、C、D・・・の基準時点a及び規定時点b、c、d・・における応力データを抽出する。図4では、タイヤ及びドラム6の回転時、A点よりB点が先行し、B点よりC点が先行し、C点よりD点が先行している。
4 (a) to 4 (d) show time-series data. The ground contact of the prescribed measurement point B is indicated by a reference B · LS, and the ground contact thereof is indicated by a reference B · LE. The ground contact of the prescribed measurement point C is indicated by the symbol C · LS, and the ground contact thereof is indicated by the symbol C · LE. The ground contact of the specified measurement point D is indicated by the symbol D · LS, and the ground contact thereof is indicated by the symbol D · LE. FIG. 4E shows contact length data described later. The horizontal axis in FIGS. 4A to 4D represents time, but also corresponds to the rotation angle. The horizontal axis in FIG. 4E represents the distance, but also corresponds to the rotation angle. The vertical axis in each figure indicates the contact pressure. As shown in FIGS. 4 (a) to 4 (d), from a large number of measurement data, the reference time point a and the specified time points b, c, d,... Of each of the above measurement points A, B, C, D.・ Extract stress data in. In FIG. 4, at the time of rotation of the tire and the
上記基準時点a及び規定時点b、c、d・・は、図4(a)ではいずれもA点がその接地入りA・LSから接地出A・LEまでに移動した時点であり、図4(b)ではいずれもB点がその接地入りB・LSから接地出B・LEまでに移動した時点であり、図4(c)ではいずれもC点がその接地入りC・LSから接地出C・LEまでに移動した時点であり、図4(d)ではいずれもD点がその接地入りD・LSから接地出D・LEまでに移動した時点である。また、測定点と基準時点及び規定時点とは対応している。例えば、図4(a)に示されたA点の時系列データでは、基準時点a及び規定時点b、c、d・・は、上記測定点A、B、C、D・・等にそれぞれ対応している。換言すれば、ab間角度はAB間角度に一致し、bc間角度はBC間角度に一致し、cd間角度はCD間角度に一致している。各時点a、b、c、d・・は、等間隔をおいた時点であってもよい。この間隔は、エンコーダの分解能以上とされる。 In FIG. 4A, the reference time point a and the specified time points b, c, d,... Are the time points at which the point A has moved from the landing A.LS to the landing A.LE. 4B), the point B has moved from the grounded B.LS to the grounded B.LE in both cases, and in FIG. 4C, the point C has been moved from the grounded C.LS to the grounded C.LS in FIG. 4D. In FIG. 4D, the point D is a point at which the point D has moved from the ground-in D.LS to the ground-out D.LE. In addition, the measurement point corresponds to the reference time and the specified time. For example, in the time-series data of the point A shown in FIG. 4A, the reference time point a and the specified time points b, c, d,... Correspond to the measurement points A, B, C, D,. are doing. In other words, the angle between a and b matches the angle between AB, the angle between bc matches the angle between BC, and the angle between cd matches the angle between CD. The time points a, b, c, d,... May be time points spaced at equal intervals. This interval is set to be equal to or greater than the resolution of the encoder.
まず、A点、B点、C点、D点・・の時系列データが選択される。ついで、基準時点aについては、A点の時系列データ(図4(a))のうち、A点が基準時点aに在る時点(接地入りA・LS時点)の応力データが選択される。時点bについては、B点の時系列データ(図4(b))のうち、B点が規定時点bに対応する時点(角度位置)に在るときの応力データが選択される。ついで、時点cについては、C点の時系列データ(図4(c))のうち、C点が規定時点cに対応する時点(角度位置)に在るときの応力データが選択される。時点dについても同様に、D点その時系列データ(図4(d))のうち、D点が規定時点dに対応する時点(角度位置)に在るときの応力データが選択される。以下同様である。応力値がゼロとなる点のデータは採用されない。接地面内のデータ、すなわち接地している点A、B、C、D・・・のデータのみが採用される。 First, time-series data of points A, B, C, D,... Are selected. Next, as to the reference time point a, stress data at the time point at which the point A is at the reference time point a (at the time of A / LS with ground contact) is selected from the time-series data at the point A (FIG. 4A). At the time point b, stress data when the point B is at a time point (angular position) corresponding to the specified time point b is selected from the time-series data at the point B (FIG. 4B). Next, as to the time point c, stress data when the point C is at a time point (angular position) corresponding to the specified time point c is selected from the time-series data at the point C (FIG. 4C). Similarly, at the time point d, the stress data when the point D is at the time point (angular position) corresponding to the specified time point d is selected from the time point data of the point D (FIG. 4D). The same applies hereinafter. The data at the point where the stress value becomes zero is not adopted. Only the data in the ground plane, that is, the data of the points A, B, C, D,.
これにより、図4(e)に示されるように、上記ある軸方向位置における、基準測定点Aをその接地入りA・LSの位置に含む接地長(接地面の周方向長さ)、及び、この接地長の範囲内の応力データが、回転角度と対応されて記録される。これを上記の通り、接地長データと呼ぶ。 Thereby, as shown in FIG. 4 (e), the grounding length (the circumferential length of the grounding surface) including the reference measurement point A at the position of the grounded A · LS at the certain axial position, and Stress data within the range of the contact length is recorded in correspondence with the rotation angle. This is referred to as contact length data as described above.
このように、選択された応力データをその位置に対応させると、図4(e)に示されるような、一時点での、上記軸方向上の任意位置における周方向に沿った応力分布(接地長データ)が得られる。図4(e)から、軸方向上の一の位置における、接地長及びこの接地長の範囲内の応力分布が明確になる。この接地長データから、接地面圧は、周方向の前端及び後端が中央部分より低くなっているのが判る。 As described above, when the selected stress data is made to correspond to the position, as shown in FIG. 4E, the stress distribution along the circumferential direction at the arbitrary position in the axial direction at the one-time point (ground contact) Long data). From FIG. 4E, the ground contact length and the stress distribution within the range of the ground contact length at one position in the axial direction become clear. From this contact length data, it can be seen that the contact surface pressure is lower at the front end and the rear end in the circumferential direction than at the center.
タイヤTの周方向上の規定測定点(B、C、D・・・)それぞれについても、上記と同様にして接地長データを求めることができる。B点をその接地入り時点B・LSに含む接地面の周方向長さ及び応力分布(B点の接地長データ)、C点をその接地入り時点C・LSに含む接地面の周方向長さ及び応力分布(C点の接地長データ)、D点をその接地入り時点D・LSに含む接地面の周方向長さ及び応力分布(D点の接地長データ)・・・・も求めることができる。 For each of the prescribed measurement points (B, C, D,...) In the circumferential direction of the tire T, the ground contact length data can be obtained in the same manner as described above. Circumferential length and stress distribution of the ground contact surface including point B at the point of contact B · LS (contact length data at point B), circumferential length of the contact surface including point C at the contact point C · LS And the stress distribution (contact length data at the point C), the circumferential length of the contact surface including the point D in the contact point D · LS, and the stress distribution (contact length data at the point D). it can.
このようにして、周方向の所定範囲に対して、3分力センサ20による測定点が、前述した先行文献が開示する技術のようにランダムになるのではなく、計画的に所定間隔で配列されうる。また、ある点における応力値が経時的に変化することも考慮された、的確なデータを得ることができる。
In this way, the measurement points of the three-
つぎに、タイヤTを軸方向に横移動させて得た異なる軸方向位置における測定データに対しても、図4に示されたと同様の処理が行われる。すなわち、軸方向の全ての位置において、それぞれ、上記と同様に、A点の接地長データ、B点の接地長データ、C点の接地長データ、D点の接地長データ・・・・が求められる。以上のごとくして、タイヤトレッド面の接地域の全幅にわたり、周方向の多くの点の接地長データが得られる。以上が、接地長データ取得ステップである。 Next, the same processing as shown in FIG. 4 is performed on measurement data at different axial positions obtained by laterally moving the tire T in the axial direction. That is, at all the positions in the axial direction, the contact length data at the point A, the contact length data at the point B, the contact length data at the point C, the contact length data at the point D,... Can be As described above, ground contact length data at many points in the circumferential direction can be obtained over the entire width of the contact area of the tire tread surface. The above is the contact length data acquisition step.
図5に示されるように、これらの全ての接地長データの内、最大の接地長MLを有するデータが選択される。この最大接地長MLが、応力分布データの構成範囲を決定する。この目的もあって、全接地長データから、最大接地長MLを有する最大接地長データが、代表接地長データとして、選択される。これが、代表接地長データ選択ステップである。 As shown in FIG. 5, data having the largest contact length ML is selected from all these contact length data. The maximum contact length ML determines the range of the stress distribution data. For this purpose, the maximum contact length data having the maximum contact length ML is selected from the total contact length data as the representative contact length data. This is the representative ground length data selection step.
全接地長データの代表としての上記最大接地長MLの範囲内に、計測中心MCが設定される。この計測中心MCは、最大接地長MLが存在する軸方向位置において、最大接地長MLの範囲内にある周方向位置である。この計測中心MCは、回転角度と対応されている。この計測中心MCは、前述した開始時点からの回転角度によって特定可能である。この計測中心MCは、タイヤトレッド面の周方向上の任意の一点であり、タイヤ軸方向に沿って一定である。従って、図5中には計測中心MCが線(一点鎖線)で示されている。上記最大接地長ML内に、例えば前述のA点が存在すれば、A点が計測中心MCとして指定されてもよい。これが、計測中心設定ステップである。 The measurement center MC is set within the range of the maximum contact length ML as a representative of the total contact length data. The measurement center MC is a circumferential position within the range of the maximum contact length ML at the axial position where the maximum contact length ML exists. The measurement center MC corresponds to the rotation angle. The measurement center MC can be specified by the rotation angle from the above-described start point. The measurement center MC is an arbitrary point in the circumferential direction of the tire tread surface, and is constant along the tire axial direction. Therefore, the measurement center MC is indicated by a line (dashed line) in FIG. For example, if the above-mentioned point A exists in the maximum contact length ML, the point A may be designated as the measurement center MC. This is the measurement center setting step.
A点が計測中心MCとして指定された場合、計測中心MCがA点に在る接地長データD1、D2、D3・・・が集められる。すなわち、軸方向位置が最大接地長MLとは異なる全ての位置Wのデータの内、計測中心MCと同一の回転角度位置にA点が位置する接地長データD1、D2、D3・・・が選択される。これにより、接地面形状、及び、接地面全体の応力分布を得ることができる。このようにして得られた図5の接地面形状及び接地面全体の応力分布は、タイヤTの異なる周長部分のデータの寄せ集めではない。この接地面形状及びその応力分布は、異なる多くの軸方向位置のデータであって、全て周方向位置が略一致させられたデータから構成されている。この接地面形状及びその応力分布は、実際の接地面に限りなく近い接地面形状及びその応力分布を示している。これが、接地面データ取得ステップである。 When the point A is designated as the measurement center MC, the contact length data D1, D2, D3... Where the measurement center MC is at the point A are collected. That is, from the data of all the positions W whose axial position is different from the maximum contact length ML, the contact length data D1, D2, D3... Where the point A is located at the same rotation angle position as the measurement center MC are selected. Is done. Thereby, it is possible to obtain the shape of the contact surface and the stress distribution of the entire contact surface. The contact surface shape and the stress distribution of the entire contact surface in FIG. 5 obtained in this manner are not a collection of data of different circumferential portions of the tire T. The shape of the ground contact surface and the stress distribution thereof are data of many different axial positions, all of which are data whose circumferential positions are substantially matched. The ground plane shape and its stress distribution indicate the ground plane shape and its stress distribution as close as possible to the actual ground plane. This is the ground plane data acquisition step.
前述した接地長データ取得ステップにおいて、基準時点a及び規定時点b、c、d・・が特定されるのは、A点の±15°の範囲内とされるのが好ましい。このように、データの抽出範囲を、基準測定点Aから±15°の範囲内としたのは、この範囲であれば、十分に接地長をカバーできるからである。これ以外のデータを用いる必要がなくなり、時間の節約となり、処理装置の負担軽減にもなる。 It is preferable that the reference time point a and the specified time points b, c, d,... Are specified within the range of ± 15 ° of the point A in the above-described contact length data obtaining step. The reason why the data extraction range is set within the range of ± 15 ° from the reference measurement point A is that the range can sufficiently cover the contact length. There is no need to use other data, which saves time and reduces the load on the processing device.
図5に示される接地面全体の応力分布のうち、任意の一点Pが指定されると、図6に示されるように、この点Pにおけるタイヤ周方向の剪断応力τx(図6(a))、タイヤ軸方向の剪断応力τy(図6(b))、及び、接地面圧σ(図6(c))が明らかになる。 When an arbitrary point P is designated in the stress distribution of the entire ground contact surface shown in FIG. 5, as shown in FIG. 6, the shear stress τx in the tire circumferential direction at this point P (FIG. 6A) , The shear stress τy in the tire axial direction (FIG. 6B) and the contact pressure σ (FIG. 6C) become clear.
以上に説明された方法では、最大接地長に基づいて特定された一の接地面のデータだけが得られた。しかし、これには限定されない、最大ではない接地長に基づいて、接地面形状及び接地面全体の応力分布を求めることも容易である。 In the method described above, only the data of one contact surface specified based on the maximum contact length is obtained. However, the present invention is not limited to this, and it is also easy to determine the shape of the contact surface and the stress distribution of the entire contact surface based on a non-maximum contact length.
図5に示されるような上記接地面内のXY面のグリッドに配置された応力値を、色情報(色彩、明度等)に置換して表示することも可能である。例えば、応力値の大きさに応じてその色彩を変化させる。応力値の大きさに応じてその明度を変化させる。この色情報は、接地面圧、周方向剪断応力、軸方向剪断応力のいずれにも切り替えることができる。 The stress values arranged on the XY plane grid in the ground plane as shown in FIG. 5 can be replaced with color information (color, brightness, etc.) and displayed. For example, the color is changed according to the magnitude of the stress value. The brightness is changed according to the magnitude of the stress value. The color information can be switched to any of the contact pressure, the circumferential shear stress, and the axial shear stress.
本発明に係るタイヤの接地面応力測定方法は、種々のタイヤの接地特性の評価等に適用可能である。 The tire contact surface stress measuring method according to the present invention is applicable to evaluation of contact characteristics of various tires and the like.
2・・・試験装置
4・・・タイヤ支持装置
4a・・・タイヤ支持軸
6・・・ドラム
8・・・ドラム支持装置
8a・・・ドラム支持軸
10・・・ドラム駆動装置
12・・・タイヤ駆動装置
14・・・昇降装置
16・・・路面
18・・・開口
20・・・3分力センサ
22・・・ドラムエンコーダ
24・・・タイヤエンコーダ
26・・・処理装置
LS・・・接地入り
LE・・・接地出
MC・・・計測中心
ML・・・最大接地長
T・・・タイヤ
2 ... Testing device 4 ...
Claims (3)
上記試験装置が、タイヤの回転角度を検知する回転角検出器と、ドラムの路面に設置されたタイヤ応力測定器と、ドラムの回転角度を検知する回転角度検出器とを備えており、
タイヤの回転とタイヤの軸方向移動とを繰り返しつつ、タイヤの軸方向位置及び回転角度から定まる各位置の、上記路面への接地入り時点から接地出時点までの応力の時系列データをタイヤ及びドラムの回転角度と対応させて得る時系列データ取得ステップと、
上記タイヤの周方向上に、同一の軸方向位置を有する複数の規定測定点を設定し、当該規定測定点のいずれか一つを基準測定点として選択し、この基準測定点の時系列データの接地入りから接地出までの任意の角度位置を基準時点とし、上記基準測定点からタイヤの接地長の範囲にある各規定測定点について、その時系列データにおける上記基準時点に対応する角度位置から、当該規定測定点と上記基準測定点との間の角度に一致する角度分を離間させた角度位置を規定時点とし、上記基準測定点の時系列データにおける上記基準時点の応力データと、各規定測定点の時系列データにおける上記規定時点の応力データを抽出して、ある特定の時点における基準測定点から接地長の範囲内にある応力データを作成し、タイヤ及びドラムの回転角度と対応させて接地長データを得る接地長データ取得ステップと、
この接地長データ取得ステップにおいて得られた全ての接地長データから、一の接地長データを代表接地長データとして選択する代表接地長データ選択ステップと、
この代表接地長データ選択ステップにおいて選択された代表接地長データに、周方向上の計測中心を設定する計測中心設定ステップと、
代表接地長データとは軸方向位置が異なる他の接地長データのうち、代表接地長データにおける上記計測中心を同一角度位置に含む接地長データを特定することにより接地面データを得る接地面データ取得ステップとを含む、タイヤの接地面応力を測定する方法。 A method for measuring a tire contact surface stress using a test device having a cylindrical drive drum,
The test device includes a rotation angle detector that detects a rotation angle of the tire, a tire stress measurement device installed on a road surface of the drum, and a rotation angle detector that detects a rotation angle of the drum.
While repeating the rotation of the tire and the axial movement of the tire, the time series data of the stress from the point of contact with the road surface to the point of contact with the road surface at each position determined from the axial position and the rotation angle of the tire is calculated for the tire and the drum. A time-series data obtaining step to be obtained in correspondence with the rotation angle of
On the circumferential direction of the tire, a plurality of specified measurement points having the same axial position are set, and any one of the specified measurement points is selected as a reference measurement point. An arbitrary angular position from the touchdown to the touchdown is set as a reference time point, and for each specified measurement point within the range of the tire contact length from the reference measurement point, the angle position corresponding to the reference time point in the time-series data, The specified position is an angular position separated by an angle corresponding to the angle between the specified measurement point and the reference measurement point, the stress data at the reference time in the time series data of the reference measurement point, and each specified measurement point when extracts stress data of the specified point in the sequence data, creates a stress data from the reference measurement point at a particular point in time within the contact length, the angle of rotation of the tire and drum A contact length data acquisition step of obtaining the contact length data in correspondence with,
A representative contact length data selecting step of selecting one contact length data as representative contact length data from all contact length data obtained in the contact length data obtaining step;
A measurement center setting step of setting a measurement center in the circumferential direction to the representative contact length data selected in the representative contact length data selection step;
Acquisition of ground plane data to obtain ground plane data by specifying the ground plane data that includes the measurement center in the same angle position in the representative ground plane data among other ground plane data different in axial position from the representative ground plane data Measuring the tire tread stress.
代表接地長データとして選択される接地長データは、上記全ての接地長データの内の最大の接地長を有する接地長データである、請求項1に記載の接地面応力測定方法。 In the representative contact length data selection step,
The method according to claim 1, wherein the contact length data selected as the representative contact length data is the contact length data having the largest contact length among all the contact length data.
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