JP6753308B2 - ビード部の曲げ剛性測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤのリム組み性の評価に好適に採用しうるビード部の曲げ剛性測定方法に関する。

タイヤのリム組み（リムへの装着及びリムからの取り外しを含む。）に際しては、ビード部を、半径方向及びタイヤ軸方向に部分的に変形させ、ビード部を、リムフランジの外側へ引き出す作業、及びリムフランジの内側に引き入れる作業が必要になる。この作業は、通常、タイヤチェンジャー等のリム組み機によって行われる。

しかし、ビード部の剛性が非常に高い場合、前記変形が難しくなってリム組み作業が困難になる可能性が生じる。

そのため、タイヤ開発に際しては、開発されたタイヤのリム組み性を、指数化して評価することが要求される。従来においては、リム組み性の評価の指標としてビード締付力が採用されている。このビード締付力は、例えば下記の特許文献１、２に記載の測定装置によって測定しうる。

しかし前述したように、リム組みに際しては、ビード部が半径方向及びタイヤ軸方向に変形するため、リム組み性の評価の指標としてビード締付力だけでは不充分である。しかも本発明者の研究の結果、リム組み性は、ビード締付力よりは、むしろビード部の曲げ剛性の影響が大きいことが判明した。

特開平０１−３１３７２９号公報 特開平０３−１４８０３６号公報

そこで本発明は、ビード部の曲げ剛性を容易に数値化でき、リム組み性の評価の精度を向上させうるビード部の曲げ剛性測定方法を提供することを課題としている。

本発明は、第１のタイヤ直径方向にのびるビード支持板を用い、平置き姿勢のタイヤにおける上側ビード部のタイヤ軸方向内面かつ前記第１のタイヤ直径方向で対向する２位置Ｐｘを載置して保持するタイヤ保持工程、
前記第１のタイヤ直径方向とは直交する第２のタイヤ直径方向にのびる荷重作用板を用い、前記ビード支持板によって保持される前記上側ビード部のタイヤ軸方向外面かつ前記第２のタイヤ直径方向で対向する２位置Ｐｙをタイヤ軸方向内側に押し付けて荷重を徐々に負荷することにより、前記２位置Ｐｙをタイヤ軸方向内側に徐々に変位させる荷重負荷工程、
及び前記荷重負荷工程における前記荷重と変位量とを測定する測定工程を具え、
前記荷重と変位量との測定データに基づいてビード部の曲げ剛性を求めることを特徴としている。

本発明に係るビード部の曲げ剛性測定では、前記ビード部の曲げ剛性は、前記測定データに基づく荷重−変位曲線の傾きから求められることが好ましい。

本発明に係るビード部の曲げ剛性測定では、前記ビード支持板は、基面から立ち上がる設置台上に取り付くとともに、前記タイヤは、前記基面とは非接触で前記ビード支持板上に載置されることが好ましい。

本発明に係るビード部の曲げ剛性測定では、前記ビード支持板の上面は、平面をなすとともに、前記荷重作用板の下面は、前記２位置Ｐｙを押し付ける押付け面部の間に、段差部を介して上方側に凹む中央面部を有することが好ましい。

本発明に係るビード部の曲げ剛性測定では、前記荷重作用板の下面は、平面をなすとともに、前記ビード支持板の上面は、前記２位置Ｐｘを載置する保持面部の間に、段差部を介して下方側に凹む中央面部を有することが好ましい。

本発明は叙上の如く構成しているため、上側ビード部を、周方向で隣り合う位置Ｐｘ、Ｐｙ間でタイヤ軸方向に容易に曲げ変形でき、その時の荷重と変位量との測定データに基づいてビード部の曲げ剛性を数値化できる。

この数値化されたビード部の曲げ剛性は、リム組み性の評価の指数として好適に採用しうる。

なおタイヤは、上側ビード部のタイヤ軸方向内面が、ビード支持板上で載置される。そのため、前記２位置Ｐｘで保持される場合にも、安定してタイヤを保持することができる。又、タイヤを、ビード支持板以外、接触させないで保持しうるため、ビード部の曲げ変形への悪影響を排除でき、測定精度を向上しうる。

本発明のビード部の曲げ剛性測定方法におけるタイヤ保持工程を、それを実施する測定装置とともに示す側面図である。 荷重負荷工程を概念的に示す斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は荷重負荷工程を概念的に示す平面図及び断面図である。 荷重作用板の外端部を示す拡大断面図である。 測定データに基づく荷重−変位曲線の一例を示すグラフである。 ビード支持板及び荷重作用板の他の例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１は、本発明のビード部の曲げ剛性測定方法を実施するための測定装置１の一例を示す。

図１に示すように、本例の測定装置１は、タイヤ保持具２と、荷重負荷具３と、測定手段（図示省略）とを具える。前記タイヤ保持具２は、タイヤＴを平置き姿勢で保持する。前記荷重負荷具３は、タイヤ保持具２によって保持されたタイヤＴに、タイヤ軸方向の荷重Ｗを徐々に負荷する。前記測定手段は、荷重負荷具３よって負荷された荷重Ｗとそれによるタイヤ軸方向の変位量δを測定する。

本例のタイヤ保持具２は、例えば圧縮試験機のテーブルである基面５から立ち上がる設置台６と、この設置台６の上端に取り付くビード支持板７とを具える。

図１、２に示すように、ビード支持板７は、任意のタイヤ直径方向である第１のタイヤ直径方向Ｆｘにのびる板状をなす。このビード支持板７は、平置き姿勢のタイヤＴにおける上側ビード部Ｔｂのタイヤ軸方向内面Ｓｉのうち、第１のタイヤ直径方向Ｆｘで対向する２位置Ｐｘ、Ｐｘを載置して保持する。この保持された状態において、タイヤＴが前記基面５と接触しないように、前記設置台６の高さが設定される。なお図２、３には、簡略化のために、上側ビード部Ｔｂは、リング状に描かれている。

このようなタイヤ保持具２では、タイヤＴの重心が保持位置よりも下方となるため、２位置Ｐｘで保持される場合にも、タイヤＴを安定化しうる。又タイヤＴがビード支持板７以外とは接触しないため、ビード部の曲げ変形への悪影響を排除できる。

荷重負荷具３は、前記上側ビード部Ｔｂに、タイヤ軸方向内側に荷重Ｗを負荷する荷重作用板８を具える。この荷重作用板８は、本例では、前記圧縮試験機における昇降台（図示省略）に支持される。

荷重作用板８は、第１のタイヤ直径方向Ｆｘとは直交する第２のタイヤ直径方向Ｆｙにのびる板状をなす。そして荷重作用板８の下降により、前記上側ビード部Ｔｂのタイヤ軸方向外面Ｓｏのうち、第２のタイヤ直径方向Ｆｙで対向する２位置Ｐｙ、Ｐｙをタイヤ軸方向内側に押し付けて、荷重Ｗを徐々に負荷する。これにより前記２位置Ｐｙを、タイヤ軸方向内側に徐々に変位させうる。

ここで、荷重作用板８は、その下面８Ｓが、前記上側ビード部Ｔｂと接触を開始する高さ位置から、ビード支持板７の上面７Ｓと接触する高さ位置までの間で上側ビード部Ｔｂを変位させうる。本例では、最大の変位量δをより大きく確保するため、図２に示すように、ビード支持板７の上面７Ｓを平面とするとともに、荷重作用板８の下面８Ｓを段差付き面で形成している。

具体的には、荷重作用板８の下面８Ｓは、前記２位置Ｐｙ、Ｐｙを押し付ける押付け面部８Ｓｏと、その間に段差Ｄを介して配される中央面部８Ｓｉとを有する。中央面部８Ｓｉは、押付け面部８Ｓｏよりも上方側に凹んで形成される。これにより、前記下面８Ｓが平面の場合に比して、前記段差Ｄの分だけ最大の変位量δを大きくすることができる。

又同目的のために、図６に示すように、荷重作用板８の下面８Ｓを平面とするともに、ビード支持板７の上面７Ｓを段差付き面で形成することもできる。この場合、ビード支持板７の上面７Ｓは、前記２位置Ｐｘ、Ｐｘを載置する保持面部７Ｓｏと、その間に段差Ｄを介して配される中央面部７Ｓｉとを有する。中央面部７Ｓｉは、保持面部７Ｓｏよりも下方側に凹んで形成される。これにより、前記上面７Ｓが平面の場合に比して、前記段差Ｄの分だけ最大の変位量δを大きくすることができる。

なお荷重作用板８の下面８Ｓを、その中央面部８Ｓｉが押付け面部８Ｓｏよりも上方側に凹んだ段差付き面とし、かつビード支持板７の上面７Ｓを、その中央面部７Ｓｉが保持面部７Ｓｏよりも下方側に凹んだ段差付き面とすることも可能である。

なお最大の変位量δは８０mm以上が好ましく、この値は、リム組み時にビード部をタイヤ軸方向に変位させる際の変位量に相当する。

荷重作用板８は、上側ビード部Ｔｂを押し付ける際、タイヤＴのサイドウォール部Ｔｓに接触しないことが、ビード部の曲げ剛性の測定精度を高めるために重要である。そのために、荷重作用板８の長さを、正規リムにおけるリムフランジを含むリム最大外径以下に設定することが好ましい。

又図４に示すように、荷重作用板８の下面８Ｓかつ外端部を、正規リムにおけるリムフランジの形状に近似する湾曲面８Ｓｅとして形成することも好ましい。このとき、前記湾曲面８Ｓｅが、上側ビード部Ｔｂの外面Ｓｏに接触するため、サイドウォール部Ｔｓとの接触を防止できる。湾曲面８Ｓｅを形成した場合には、荷重作用板８の長さを、前記リム最大外径より大に設定することも可能となる。

なおビード支持板７の長さは、タイヤＴの保持を確実に行うために、荷重作用板８の長さより大であるのが好ましい。

次に、測定手段は、前記荷重負荷具３よって負荷される荷重Ｗと、それによる前記２位置Ｐｙのタイヤ軸方向の変位量δを測定する。荷重Ｗの測定として、特に規定されないが、圧縮試験機に既存のロードセルなどの加重センサが使用できる。又変位量δの測定として、昇降台の下降量を測定する圧縮試験機に既存のロータリエンコーダなどの距離センサが使用できる。

又本例の測定装置１は、前記測定手段によって求めた荷重Ｗと変位量δとの測定データに基づき、ビード部の曲げ剛性を求めるＣＰＵ（中央処理装置）等の演算手段を具える。

次に、ビード部の曲げ剛性測定方法を説明する。この測定方法は、タイヤ保持工程Ｋ１（図１に示す）、荷重負荷工程Ｋ２（図２、３に示す）、測定工程（図示省略）、演算工程（図示省略）を含む。

図１に示すように、タイヤ保持工程Ｋ１では、前記ビード支持板７上で、上側ビード部Ｔｂの内面Ｓｉのうちの前記２位置Ｐｘ、Ｐｘを載置して保持する。

図２、３に示すように、荷重負荷工程Ｋ２では、上側ビード部Ｔｂの外面Ｓｏのうちの前記２位置Ｐｙ、Ｐｙを、荷重作用板８によってタイヤ軸方向内側に押し付け、荷重Ｗを徐々に負荷する。これにより前記２位置Ｐｙを、タイヤ軸方向内側に徐々に変位させる。

測定工程では、前記荷重負荷工程Ｋ２における前記荷重Ｗと変位量δとを順次測定する。図３（Ａ）に示すように、荷重負荷時、上側ビード部Ｔｂは、ビード支持板７の両側端の位置７Ｅ、及び荷重作用板８の両側端の位置８Ｅと接触する。即ち、環状のビード部は、８箇所の位置で曲げるような負荷形態となっており、荷重Ｗを負荷した時、図３（Ｂ）に示すように、８箇所の位置のそれぞれの荷重は、Ｗ／４となる。

又演算工程では、前記荷重Ｗと変位量δとの測定データに基づき、ビード部の曲げ剛性を求める。具体的には、図５に示すように、前記測定データに基づいて得られる荷重−変位曲線Ｙの傾きから、ビード部の曲げ剛性を求める。本例では、荷重−変位曲線Ｙは、測定データを回帰分析して求めた回帰曲線として示される。

なお前述の如く、荷重作用板８の下面８Ｓ及び／又はビード支持板７の上面７Ｓを段差付き面とすることで、最大の変位量δを８０mm以上に確保することが好ましい。しかし、８０mm以上の確保が難しい場合、荷重作用板８及びビード支持板７の各巾を広げ、位置７Ｅ、８Ｅ間の間隔（図３（Ａ）に示す）を狭くすることにより、ビード部への負担を大きくすることが好ましい。なお図３（Ａ）では、便宜上、（位置７Ｅ、７Ｅ間の間隔）＝（位置８Ｅ、８Ｅ間の間隔）＜（位置７Ｅ、８Ｅ間の間隔）として図示されるが、基本として、（位置７Ｅ、７Ｅ間の間隔）＝（位置７Ｅ、８Ｅ間の間隔）＝（位置８Ｅ、８Ｅ間の間隔）であるのが好ましい。

このようにして求めたビード部の曲げ剛性は、ビード締付力に比してリム組み性への相関が大であり、リム組み性の評価の指標として好適に採用することができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１、２に示す測定装置を用い、かつ本発明のビード部の曲げ剛性測定方法に基づいて、リム組み性に優れるタイヤＡ（リム組み時に損傷無し）、及びリム組み性に劣るタイヤＢ（リム組み時に損傷有り）に対して、ビード部の曲げ剛性を測定した。

各タイヤＡ、Ｂは、それぞれタイヤサイズが２０６／６５Ｒ１６であり、図２に示すように、荷重作用板８の下面８Ｓを段差付き面とすることにより、最大の変位量δを８０mmに確保している。位置７Ｅ、７Ｅ間の間隔、位置７Ｅ、８Ｅ間の間隔、及び位置８Ｅ、８Ｅ間の間隔は、互いに等しい。

図５には、荷重負荷工程によって得られた荷重Ｗと変位量δとのデータに基づく荷重−変位曲線Ｙが示される。各タイヤＡ、Ｂにおけるビード部の曲げ剛性は、それぞれ、変位量１０mmと変位量３０mmとの間における荷重−変位曲線Ｙの傾き（単位：N/mm）として求めた。結果は表１に示される。

比較として、同タイヤＡ、Ｂのビード締付力を測定し、その結果を表１に示す。前記ビード締付力は、前記特許文献２に準拠し、ビード部の内側で、周方向に配置した複数の締付ジョーを半径方向外方に変位させ、その時のビード部から受ける圧縮力を測定している。

実施例に示されるように、リム組み性に優れるタイヤＡの方が、リム組み性に劣るタイヤＢに比してビード部の曲げ剛性が大であり、リム組み性とビード部の曲げ剛性とが整合していることが確認できる。これに対し、比較例に示されるように、リム組み性とビード締付力とが整合していないことが確認できる。

５ 基面
６ 設置台
７ ビード支持板
７Ｓｉ 中央面部
７Ｓｏ 保持面部
７Ｓ 上面
８ 荷重作用板
８Ｓｉ 中央面部
８Ｓｏ 押付け面部８Ｓｏ
８Ｓ 下面
Ｄ 段差
Ｆｘ タイヤ直径方向
Ｆｙ タイヤ直径方向
Ｋ１ タイヤ保持工程
Ｋ２ 荷重負荷工程
Ｓｉ タイヤ軸方向内面
Ｓｏ タイヤ軸方向外面
Ｔｂ 上側ビード部
Ｔ タイヤ

Claims (5)

1. 第１のタイヤ直径方向にのびるビード支持板を用い、平置き姿勢のタイヤにおける上側ビード部のタイヤ軸方向内面かつ前記第１のタイヤ直径方向で対向する２位置Ｐｘを載置して保持するタイヤ保持工程、
   前記第１のタイヤ直径方向とは直交する第２のタイヤ直径方向にのびる荷重作用板を用い、前記ビード支持板によって保持される前記上側ビード部のタイヤ軸方向外面かつ前記第２のタイヤ直径方向で対向する２位置Ｐｙをタイヤ軸方向内側に押し付けて荷重を徐々に負荷することにより、前記２位置Ｐｙをタイヤ軸方向内側に徐々に変位させる荷重負荷工程、
   及び前記荷重負荷工程における前記荷重と変位量とを測定する測定工程を具え、
   前記荷重と変位量との測定データに基づいてビード部の曲げ剛性を求めることを特徴とするビード部の曲げ剛性測定方法。
2. 前記ビード部の曲げ剛性は、前記測定データに基づく荷重−変位曲線の傾きから求められることを特徴とする請求項１記載のビード部の曲げ剛性測定方法。
3. 前記ビード支持板は、基面から立ち上がる設置台上に取り付くとともに、前記タイヤは、前記基面とは非接触で前記ビード支持板上に載置されることを特徴とする請求項１又は２記載のビード部の曲げ剛性測定方法。
4. 前記ビード支持板の上面は、平面をなすとともに、
   前記荷重作用板の下面は、前記２位置Ｐｙを押し付ける押付け面部の間に、段差を介して上方側に凹む中央面部を有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のビード部の曲げ剛性測定方法。
5. 前記荷重作用板の下面は、平面をなすとともに、
   前記ビード支持板の上面は、前記２位置Ｐｘを載置する保持面部の間に、段差を介して下方側に凹む中央面部を有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のビード部の曲げ剛性測定方法。

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