KR20160147875A - 타이어의 구름 저항 예측 방법 및 타이어의 구름 저항 예측 장치 - Google Patents

Abstract

부하 드럼을 타이어에 대하여 근접 이반 방향으로 교대로 이동시킴으로써, 타이어에 작용하는 부하 하중을 변동시킨다. 부하 드럼의 위치의 변동과 부하 하중의 변동의 위상차를 산출한다. 산출된 위상차를 바탕으로 하여, 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별한다.

Description

타이어의 구름 저항 예측 방법 및 타이어의 구름 저항 예측 장치{METHOD FOR PREDICTING ROLLING RESISTANCE OF TIRE AND DEVICE FOR PREDICTING ROLLING RESISTANCE OF TIRE}

본 발명은, 복수의 제품 타이어를 시험할 때, 시험되는 타이어 중에서 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 골라 낼 수 있는, 타이어의 구름 저항 예측 방법 및 타이어의 구름 저항 예측 장치에 관한 것이다.

종래부터 트럭, 승용 자동차 및 다른 차량용 타이어의 성질 및 성능을 측정하는 데 있어, 중요한 측정 항목 중 하나로서, 타이어의 구름 저항이 있다. 타이어의 구름 저항은, 타이어를 지면 상에서 전동시켰을 때, 타이어와 지면 사이에서 발생하는 접선 방향의 힘이다. 타이어 시험기에 있어서는, 시험용 타이어와 당해 타이어가 대면 접촉 회전하는 상대 표면(예를 들어, 부하 드럼의 표면)의 사이에서 발생하는 접선 방향의 힘으로서, 타이어의 구름 저항이 계측된다. 즉, 타이어와 상대 표면의 사이에 소정의 크기의 반경 방향의 힘(부하 하중 Fz)을 부여하면, 타이어의 부하 하중 Fz에 대응한 구름 저항 Fx가 발생하고, 부하 하중 Fz와 구름 저항 Fx의 관계가 측정된다.

이러한 「구름 저항의 계측 방법」은, 드럼식 타이어 주행 시험기에 의한 방법으로서, 일본 공업 규격 JIS D 4234(승용차, 트럭 및 버스용 타이어-구름 저항 시험 방법, 2009년)로 규정되어 있다. JIS D 4234의 규정에는, 타이어 스핀들로 구름 저항 Fx를 측정 또는 환산하여 반력을 구하는 「포스법」, 부하 드럼으로 타이어에 회전을 부여하고, 그때의 토크 입력값을 계측하는 「토크법」, 부하 드럼 및 타이어의 어셈블리 감속도를 구하는 「타행법」, 부하 드럼으로 타이어에 회전을 부여하고, 그 파워 입력을 구하는 「파워법」의 4가지 계측 방법이 규정되어 있다. 단, 이들 방법 중 어느 하나로 타이어의 구름 저항을 측정하는 경우라도, 타이어에는 큰 부하 하중 Fz를 가할 필요가 있다. 따라서, 부하 하중 Fz에 비하여 작은 구름 저항 Fx를 측정하기 위해서는, 적절한 정확함을 가지는 전용의 시험기가 필요해진다. 예를 들어, 승용차의 경우를 예로 들면, 부하 하중 Fz가 약 500㎏f인 경우, 구름 저항 Fx의 크기는 약 10㎏f약이 되고, 이러한 작은 구름 저항 Fx를 측정 가능한 전용의 시험 장치가 이미 상품화되어 있다.

이러한 구름 저항의 시험기에는, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 바와 같은 것이 알려져 있다. 특허문헌 1의 구름 저항 측정 장치에서는, 원통 형상에 형성된 부하 드럼(주행 드럼)의 외주면에 타이어를 가압 접촉시킨다. 타이어는 베어링을 통하여 스핀들에 지지되고, 당해 스핀들의 다분력 검출기에 의해, x, y, z축 방향으로 가해지는 힘과 토크(모멘트)를 계측한다. 특허문헌 1의 장치에서는, 이들 분력끼리의 간섭에 대한 보정을 행한 후에, 타이어의 축 방향의 부하 하중 Fz와, 구름 저항 Fx의 관계를 계측한다.

또한, 특허문헌 2에는, 타이어를 구성하는 각종 고무 부재의 점탄성 특성의 계측 결과와, 타이어의 FEM(Finite Element Method) 모델을 바탕으로 한 수치 해석에 의해, 타이어의 구름 저항을 예측하는 방법이 제시되어 있다. 타이어의 구름 저항은, 타이어 회전 시에 있어서의, 각종 고무 부재의 변형 왜곡량과 각각의 고무 부재의 감쇠 특성과의 적화 연산으로부터 산출되는 전체 에너지 손실로부터 산출된다.

일본 특허 공개 제2003-4598호 공보 일본 특허 공개 제2011-226991호 공보

그런데, 특허문헌 1의 기술을 사용하여, 상술한 JIS D 4234에 규정되는 타이어의 구름 저항의 계측 방법을 행하면, 이하와 같은 문제가 발생한다. 예를 들어, JIS D 4234의 계측 방법에서는, 계측에 앞서 타이어의 온도를 안정시키기 위해서 30분 이상의 시험 운전을 행하는 것이 규정되어 있다. 그러나, 대량으로 생산되는 제조 타이어 전체에, 이러한 장시간에 걸친 시험 운전을 실시하는 것은 곤란하다. 그로 인해, 실제의 제조 현장에서는 전수 검사가 아닌 일부의 타이어를 뽑아 내어 필요한 구름 저항의 성능을 만족시키고 있는지 여부를 체크하고 있다.

그러나, 이러한 샘플링 시험에서는, 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 못 보고 놓쳐서 시장에 유출시킬 가능성이 있기 때문에, 타이어의 균일성을 검사하는 타이어 유니포미티 시험(일본 공업 규격 JIS D4233) 등과 마찬가지로, 구름 저항 시험에 대해서도 전수 검사를 행하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 타이어 유니포미티 시험의 전용 머신인 TUM(Tire Uniformity Machine) 시험 장치에서는, 1개의 타이어를 30초 정도로 계측·평가하고 있고, 대량으로 생산되는 제조 타이어에 대해서도 전수 검사가 가능하게 되어 있다. 그로 인해, 공장에 다수 설치되어 있는 TUM 시험 장치로, 구름 저항을 전수 계측하는 것을 생각할 수 있다.

TUM 시험 장치에서는, 림 조합한 스핀들 축의 타이어에, 부하 드럼을 소정의 하중으로 압박하여, 스핀들 축과 부하 드럼의 축간 거리를 고정한 다음, 타이어를 60rpm 정도로 회전시켜, 타이어에 발생하는 변동력(포스베리에이션, Force Variation)을 측정한다. 구체적으로는, TUM 시험 장치는, 타이어 하중의 부하 방향을 따른 하중 변동 RFV(Radial Force Variation)와, 타이어의 폭 방향을 따른 하중 변동 LFV(Lateral Force Variation)의 계측을 행하고 있다. 하중 변동 RFV나 하중 변동 LFV의 계측에 사용되는 하중 계측 장치(로드셀)는, 부하 드럼이 자유롭게 회전할 수 있도록 당해 부하 드럼측에 설치된다. 그리고, 타이어가 설치된 스핀들 축을 구동시켜, 부하 드럼측에 설치된 하중 계측 장치에 의해 하중 변동 RFV나 하중 변동 LFV가 계측되는 경우가 많다.

그런데, 이러한 TUM 시험 장치를 사용하여 상술한 JIS D 4234의 4개의 계측 방법을 행하는 경우, 일반적인 TUM 시험 장치에는 타이어의 구름 저항 Fx의 방향의 하중이나, 타이어나 드럼의 구동 토크를 계측하기 위한 센서가 설치되어 있지 않기 때문에, 구름 저항 Fx의 계측을 행할 수 없다. 또한, TUM 시험 장치에서는, 구름 저항 계측용 전용기에 비하여, 타이어 축 자체나 드럼 축 자체의 회전 저항이 크다. 이러한 큰 회전 저항은, TUM 시험 장치에서 타이어의 구름 저항 Fx를 계측하고자 한 경우에 큰 오차 요인이 되기 때문에, 이 회전 저항을 최대한 낮춘 구조로 개조할 필요가 있어, 타이어 시험기의 대폭적인 비용 상승이 되어 버린다.

또한, 타이어나 부하 드럼을 회전시키는 모터 파워를 계측하는 「파워법」이나, 회전하는 타이어 및 부하 드럼의 감속 시간을 계측하는 「타행법」이면, 상술한 센서의 추가 없이 구름 저항을 계측하는 것도 가능하다. 그러나, 타이어나 부하 드럼의 회전축의 회전 저항의 영향이나, 60rpm의 저속 회전으로 시험해야만 한다는 등의 이유로, 정밀도가 높은 구름 저항 계측이나 전수 검사에 대한 대응은 어려운 것이 현 상황이다.

당연히, 특허문헌 2는, 이러한 문제에 대하여 해결책을 주는 것이 아니다.

본 발명은, 상술한 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 단시간에 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별할 수 있는, 타이어의 구름 저항 예측 방법 및 타이어의 구름 저항 예측 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 타이어 구름 저항 예측 방법은 이하의 기술적 수단을 강구하고 있다. 즉, 본 발명의 타이어의 구름 저항 예측 방법은, 주행 노면을 모의한 부하 드럼을 타이어의 트레드면에 압착시켰을 때, 상기 타이어에 가해지는 부하 하중을 계측하는 하중 계측 센서와, 하중 방향을 따른 상기 부하 드럼의 위치를 계측하는 변위 센서를 구비한 구름 저항 예측 장치를 사용하여, 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별할 때에는, 상기 부하 드럼을 상기 타이어에 대하여 근접 이반 방향으로 교대로 이동시킴으로써, 상기 타이어에 작용하는 부하 하중을 변동시키고, 상기 부하 드럼의 위치의 변동과 상기 부하 하중의 변동의 위상차를 산출하고, 산출된 상기 위상차를 바탕으로 하여, 상기 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별한다.

바람직하게는, 상기 위상차가 소정의 역치를 초과한 타이어를, 상기 구름 저항에 이상이 있는 타이어라고 판정하면 된다.

바람직하게는, 상기 위상차를 δ라 하면, tanδ가 소정의 역치를 초과한 타이어를, 상기 구름 저항에 이상이 있는 타이어라고 판정하면 된다.

바람직하게는, 상기 부하 드럼의 위치의 변동과, 상기 부하 드럼의 관성력이 제거된 후의 부하 하중의 위상차를 산출하고, 상기 부하 드럼의 관성력을, 상기 부하 드럼의 상기 근접 이반 방향을 따른 가속도와, 상기 부하 드럼의 질량의 곱으로부터 산출하면 된다.

바람직하게는, 상기 구름 저항 예측 장치로서, 상기 타이어의 주위 방향의 균일성을 평가하는 타이어 유니포미티 시험기가 사용되고 있으면 된다.

바람직하게는, 상기 부하 드럼을 상기 근접 이반 방향으로 교대로 이동시킬 때, 상기 타이어의 내부에 공기를 봉입하면 된다.

바람직하게는, 상기 타이어에 작용하는 부하 하중을 변동시킬 때에는, 상기 부하 드럼 및 상기 타이어를 회전시킨 상태에서 행하면 된다.

바람직하게는, 상기 타이어에 작용하는 부하 하중을 변동시키면서 상기 타이어에 가해지는 부하 하중을 계측할 때에는, 상기 부하 드럼의 상기 근접 이반 방향을 따른 가진 주기를 Td, 상기 타이어의 회전 주기를 Tt라 했을 경우, 상기 부하 하중을 계측하는 계측 시간을 N×Tt(N은 2 이상의 정수)로 함과 함께, 상기 Td를, Tt/Td가 정수가 되지 않으며 또한 N×Tt/Td가 정수 값이 되도록 설정하고 있으면 된다.

바람직하게는, 상기 구름 저항이 기지의 타이어를 기준 타이어로 하고, 상기 기준 타이어에 대한 상기 부하 드럼의 위치와 부하 하중을, 복수의 온도 조건에 대하여 각각 구해 두고, 구해진 복수의 온도 조건에 있어서의 상기 부하 드럼의 위치와 상기 부하 하중을 이용하여 상기 위상차에 대한 온도 보정 함수를 작성하고, 작성한 상기 온도 보정 함수를 이용하여 상기 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별하면 된다.

또한, 본 발명의 타이어의 구름 저항 예측 장치는, 상술한 구름 저항 예측 방법을 실현 가능한 타이어 선별 수단을 갖는다.

또한, 타이어의 구름 저항 예측 장치는, 주행 노면을 모의한 부하 드럼을 타이어의 트레드면에 압착시켰을 때, 상기 타이어에 가해지는 부하 하중을 계측하는 하중 계측 센서와, 하중 방향을 따른 상기 부하 드럼의 위치를 계측하는 변위 센서와, 상기 부하 드럼을 상기 타이어에 대하여 근접 이반 방향으로 교대로 이동시킴으로써, 상기 타이어에 작용하는 부하 하중을 변동시키는 드럼 이동 수단과, 상기 부하 드럼의 위치의 변동과 상기 부하 하중의 변동의 위상차를 산출하고, 산출된 상기 위상차를 바탕으로 하여, 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별하는, 타이어 선별 수단을 구비한다.

본 발명에 따르면, 단시간에 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별할 수 있다.

도 1은 타이어의 구름 저항 예측 장치의 평면도이다.
도 2는 타이어의 구름 저항 예측 장치의 정면도이다.
도 3은 부하 드럼의 변위와 하중 진폭의 위상차를 모식적으로 도시한 그래프이다.
도 4는 타이어의 점탄성 특성을 모델로서 도시한 도면이다.
도 5a는 타이어의 회전수를 1㎐, 부하 드럼의 가진 주파수를 5㎐로 했을 경우의 타이어의 변형 궤적을 도시하는 도면이다.
도 5b는 타이어의 회전수를 1㎐, 부하 드럼의 가진 주파수를 5.5㎐로 했을 경우의 타이어의 변형 궤적을 도시하는 도면이다.
도 5c는 타이어의 회전수를 1㎐, 부하 드럼의 가진 주파수를 5.333㎐로 했을 경우의 타이어의 변형 궤적을 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명의 타이어의 구름 저항 예측 방법, 및 이 구름 저항 예측 방법이 실시되는 구름 저항 예측 장치(1)의 실시 형태를, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도 1, 도 2는 본 실시 형태의 타이어의 선별 방법이 실시되는 구름 저항 예측 장치(1)를 모식적으로 도시한 것이다. 구름 저항 예측 장치(1)는, 제품 타이어의 타이어 유니포미티, 즉 타이어의 래디얼 방향을 따른 힘의 변동인 RFV 등을 계측함으로써, 타이어의 주위 방향의 균일성을 제품 검사로서 평가하는 타이어 유니포미티 시험기이다. 그러나, 본 발명의 구름 저항 예측 장치(1)는, 후술하는 하중 계측 센서(2)나 변위 센서(3)를 구비한 것이라면, 타이어 유니포미티 시험기 이외의 타이어용 시험기에도 사용할 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 구름 저항 예측 장치(1)(유니포미티 시험기)는, 축심(회전축(7))이 상하 방향(도 1 중의 지면 깊이 방향. 도 2 중의 상하 방향)을 향하도록 배치된 원통 형상의 부하 드럼(4)과, 축심이 상하 방향을 향하도록 설치된 타이어 축(5)을 갖고 있다. 부하 드럼(4)의 축심과, 타이어 축(5)의 축심은 서로 평행하다. 이 구름 저항 예측 장치(1)에서는, 주행 노면을 모의한 부하 드럼(4)의 외주면을, 타이어 축(5)에 설치된 타이어의 트레드면에 압착시킨다. 또한, 구름 저항 예측 장치(1)는, 타이어에 가해지는 부하 하중을 계측하는 하중 계측 센서(2)와, 하중 방향을 따른 부하 드럼(4)의 위치를 계측하는 변위 센서(3)를 구비하고 있다.

부하 드럼(4)은 상하 방향으로 축심을 향한 원통 형상의 부재이며, 이 부하 드럼(4)의 외주면은 타이어 시험용 모의 노면(6)으로 되어 있다. 구체적으로는, 부하 드럼(4)은, 상하 방향의 치수가 직경 방향의 치수보다 짧아지는, 짧은 길이이며 넓은 직경의 원통 형상으로 형성되어 있다. 부하 드럼(4)의 중심에는, 상하 방향을 향하는 축 주위에 부하 드럼(4)을 회전 가능하게 지지하는 회전축(7)이 배치되어 있다. 또한, 회전축(7)의 상단부와 하단부는, 프레임 부재(8)로 지지된다. 프레임 부재(8)는, 수평 방향(도 1 및 도 2 중, 좌우 방향)으로 돌출되도록 설치되어 있고, 상술한 회전축(7)을 수직으로 걸치도록 지지하는 구성으로 되어 있다.

회전축(7)과 프레임 부재(8)의 사이에는, 부하 드럼(4)을 타이어 축(5)에 설치된 타이어의 트레드면에 압박했을 때, 회전축(7)에 발생하는 하중을 계측 가능한 하중 계측 센서(2)가 설치되어 있다. 구체적으로는, 프레임 부재(8)(지지 프레임)는, 하중 계측 센서(2)를 개재하여 회전축(7)을 지지하는 구조로 되어 있다. 따라서, 부하 드럼(4)을 타이어의 트레드면에 압착시켰을 때에는, 회전축(7)의 하중 계측 센서(2)에도 하중이 전해지고, 이 하중 계측 센서(2)에 의해 타이어에 가해지는 부하 하중이 계측된다.

상술한 프레임 부재(8)의 하측에는, 기초에 대하여 부하 드럼(4)을 수평 방향으로 이동 가능한 드럼 이동 수단(도시 생략)이 배치되어 있다. 이 드럼 이동 수단은, 부하 드럼(4)을 수평 방향을 따라서 이동시킴으로써, 기초에 고정된 타이어 축(5)에 대하여, 부하 드럼(4)을 근접 이반 가능하게 한다. 또한, 이 드럼 이동 수단에는, 타이어에 대한 부하 드럼(4)의 위치(압박 위치)를 계측하는 변위 센서가 설치되어 있다.

상술한 구성을 구비하는 구름 저항 예측 장치(1)로 타이어 유니포미티의 시험을 행할 때에는, 소정의 회전수로 회전하는 타이어 축(5)의 타이어에 부하 드럼(4)을 근접시킨다. 그리고, 하중 계측 센서(2)에 의한 평균 하중이 소정 하중이 되었을 때, 부하 드럼(4)을 정지하고, 타이어에 가해지는 압박 방향의 하중을 타이어 1회전에 걸쳐서 하중 계측 센서(2)를 사용하여 계측한다. 이 하중의 계측은, 타이어를 정회전시킨 상태와 역전시킨 상태의 각각에서 행해진다. 이와 같이 하면, 타이어가 1회전하는 동안에, 타이어에 가해지는 힘이 어떻게 변동하는지를 계측할 수 있어, 타이어 유니포미티를 평가하는 것이 가능하게 된다.

그런데, 상술한 타이어 유니포미티의 계측은, 하나의 타이어당 30초 정도의 시간으로 행할 수 있으므로, 제조 라인에서 제조되는 모든 타이어에 대하여 전수 검사로 대응하는 것이 가능하게 된다. 여기서 타이어의 성질이나 성능을 측정하는 측정 항목 중 하나인 「타이어의 구름 저항」을, 상술한 타이어 유니포미티 머신의 구성으로도 계측할 수 있으면, 타이어에 대하여 보다 많은 정보를 얻을 수 있다. 단, 타이어 유니포미티 머신으로는 통상 「타이어의 구름 저항」은 계측할 수 없고, 타이어의 구름 저항을 측정하는 구름 저항 시험기여도, JIS 규격(일본 공업 규격)의 수순에 따르면 계측에 필요한 시간이 길어져 버려, 전수 검사에 대응하는 것이 엄격해진다.

따라서, 본 실시 형태의 구름 저항 예측 장치(1)에서는, 「타이어의 구름 저항」과 상관이 있는 다른 특성값을 사용하여 구름 저항을 예측하고, 타이어 유니포미티 머신으로도 「타이어의 구름 저항」에 이상이 있는 타이어를 선별할 수 있도록 하고 있다. 이 타이어의 구름 저항과 상관이 있는 다른 특성값으로서, 본 실시 형태의 구름 저항 예측 장치(1)에서는, 「타이어 고무의 감쇠 특성을 나타내는 tanδ」라는 파라미터를 사용하고 있다. 예를 들어, 타이어의 구름 저항의 요인으로서는, 하중으로 변형된 타이어 고무가 회전에 의해 반복 변형됨에 따른 에너지 손실(히스테리시스 손실)에 의한 저항이 크게 영향을 미친다. 이 히스테리시스 손실은, tanδ로 평가할 수 있다. 이 tanδ의 「δ」는, 타이어 고무에 주기적인 외력을 작용했을 때에 발생하는 변형과 응력의 위상차에 상당한다. tanδ의 값이 클수록, 타이어의 휨에 의한 에너지 손실이 크고, 그 결과로서 구름 저항도 커진다.

구체적으로는, 이 「tanδ의 δ(위상차)」는, 상술한 부하 드럼(4)을 전후 방향으로 교대로 이동(가진)시킴으로써 계측된다. 즉, 부하 드럼(4)을 전후 방향으로 교대로 이동시키면, 이 부하 드럼(4)의 위치의 변동보다 조금 진행되어 타이어에 작용하는 부하 하중의 변동이 관찰된다. 그로 인해, 이 부하 드럼(4)의 위치의 변동과 부하 하중의 변동을 비교하여, 양자의 위상 어긋남(위상차)을 산출하면, 이 위상의 어긋남 tan가 상술한 「tanδ」에 상당한다. 본 실시 형태의 구름 저항 예측 장치(1)에서는, 이와 같이 하여 산출된 tanδ의 값이, 미리 정해진 역치를 초과하는지 여부로, 「구름 저항」에 이상이 있는 타이어를 선별하고 있다. 이러한 타이어의 선별 방법은, 실제로는 구름 저항 예측 장치(1)에 설치된 타이어 선별 수단(9)을 사용하여 행해진다.

이어서, 본 실시 형태의 구름 저항 예측 장치(1)에 설치되는 타이어 선별 수단(9) 및 이 타이어 선별 수단(9)으로 행해지는 타이어 선별 방법에 대하여 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 타이어 선별 수단(9)은, 부하 드럼(4)이나 타이어 축(5)과는 별도로 구름 저항 예측 장치(1)에 설치된 퍼스널 컴퓨터 등의 컴퓨터로 구성되어 있다. 타이어 선별 수단(9)에는, 하중 계측 센서(2)로 계측된 부하 하중과, 변위 센서(3)로 계측된 부하 드럼(4)의 위치가 신호로서 입력되어 있다. 타이어 선별 수단(9)으로는, 입력된 부하 하중이나 부하 드럼(4)의 위치 신호를, 이하에 도시하는 바와 같은 수순으로 처리함으로써 타이어를 선별하고 있다.

이어서, 타이어 선별 수단(9)으로 행해지는 신호 처리의 수순, 환언하면 본 발명의 타이어 선별 방법에 대하여 설명한다. 상술한 타이어 선별 수단(9)으로 「구름 저항」에 이상이 있는 타이어를 선별할 때에는, 먼저 부하 드럼(4)을 드럼 이동 수단에 의해 전후 방향(타이어에 대하여 근접 이반 방향. 도 2 중의 화살표로 나타내는 방향)으로 교대로 이동시킬 필요가 있다. 이 부하 드럼(4)의 전후 방향을 따른 이동은, 구체적으로는, 하중 계측 센서(2)로 계측되는 부하 하중이 소정의 부하 하중이 되도록 부하 드럼(4)을 타이어에 압박한 상태로부터, 부하 드럼(4)을 반압박 방향으로 후퇴시켜서 부하 하중을 저감시키고, 부하 드럼(4)이 타이어로부터 이격되기 전에 부하 드럼(4)을 압박 방향으로 구름 전진시킨다. 그리고, 하중 계측 센서(2)로 계측되는 부하 하중이 소정의 부하 하중이 될 때까지 부하 드럼(4)을 전진시키면, 다시 부하 드럼(4)을 구름 전진시켜서, 부하 드럼(4)을 반압박 방향으로 후퇴시킨다. 이러한 부하 드럼(4)의 전진과 후퇴를 반복해서 행하여, 부하 드럼(4)을 전후 방향으로 교대로 이동시킨다.

이 부하 드럼(4)의 전진 위치와 후퇴 위치는, 상술한 타이어 유니포미티의 시험 시에 구해지는 소정 하중에 있어서의 압박 위치와 마찬가지로, 타이어 선별 수단(9)에 미리 기억해 두는 것이 바람직하다. 예를 들어, 부하 드럼(4)을 가장 전진시킨 경우의 부하 드럼(4)의 위치와, 부하 드럼(4)을 가장 후퇴시킨 경우의 부하 드럼(4)의 위치를 미리 기억해 두면, 이들 2개의 위치의 사이에 부하 드럼(4)을 이동시키는 제어를 행하는 것이 가능하게 된다.

또한, 부하 드럼(4)의 전진과 후퇴를 전환하는 타이밍은, 본 실시 형태에서는, 2 ~ 5㎐의 주파수로 되어 있다. 그러나, 전진과 후퇴를 전환하는 주파수는, 타이어의 종별이나 구름 저항 계수 등에 따라 변화하기 때문에, 시험용 타이어에 합치된(시험용 타이어와 상관이 높은) 운전 조건을 미리 예비 실험에 의해 구해 두는 것이 바람직하다. 상술한 부하 드럼(4)의 전진과 후퇴의 반복은 1초 ~ 2초 정도의 시간에 걸쳐 행해지고, 하중 계측 센서(2)로 계측된 부하 하중과 변위 센서(3)로 계측된 부하 드럼(4)의 위치가 타이어 선별 수단(9)에 출력된다.

또한, 상술한 부하 드럼(4)의 전후 방향을 따른 이동은, 시험용 타이어에 대하여 정회전 방향 및 역회전 방향의 타이어 유니포미티 시험을 행하기 전에 실시해도 되지만, 바람직하게는 타이어 유니포미티 시험 후에 실시되는 것이 바람직하다. 정회전 방향 및 역회전 방향의 타이어 유니포미티 시험을 행한 후에는, 타이어 고무의 특성이 안정되어 있기 때문에, 어느 타이어에 대해서도 동일 조건으로 시험을 행하는 것이 가능하게 되고, 타이어의 선별 정밀도를 높이는 것이 가능하게 되기 때문이다.

구체적으로는, 부하 드럼(4)을 전후 방향으로 교대로 이동시키고, 타이어에 작용하는 부하 하중을 대소로 변동시킨다. 그리고, 부하 드럼(4)의 위치 변동을 상술한 변위 센서(3)로 계측함과 함께, 부하 하중의 변동을 하중 계측 센서(2)로 계측한다. 이와 같이 하여 계측된 부하 드럼(4) 위치의 경시적인 변동을 「드럼 변위」로서 플롯함과 함께, 부하 하중의 변동을 「부하 하중」으로서 동 그래프 상에 플롯하면, 도 3에 도시한 바와 같은 변화 곡선이 얻어진다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 타이어에 가해진 압박 방향의 「드럼 변위」의 변화 곡선에 대하여, 「부하 하중」의 변화 곡선은, 타이어 고무의 감쇠 특성에 따라 위상차 δ만큼 진행되어 기록된다. 따라서, 상술한 타이어 선별 수단(9)으로는, 「드럼 변위」의 변화 곡선과, 「부하 하중」의 변화 곡선의 수평 방향에 따른 위상차 δ를 산출한다. 이와 같이 하여 산출된 위상차 δ를 바탕으로 하여 「tanδ」를 산출하고, 산출된 「tanδ」가 미리 정한 역치를 초과하는지 여부로 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별한다. 구체적으로는, 최초로 성상이나 특성에 이상이 없는 기준 타이어에 대하여 위상차 δ를 계측한다. 이어서, 시험용 타이어 위상차 δ를 계측한다. 기준 타이어의 위상차 δ의 값에 비하여, 허용 범위 이상의 차가 있는 경우, 환언하면 위상차 δ가 소정의 역치를 초과하는 경우에는, 타이어의 구름 저항이 규격값보다 커져 있다고 판단할 수 있다. 그로 인해, 타이어 선별 수단(9)으로는, 위상차 δ가 소정의 역치를 초과하는 경우에는, 시험된 타이어가 구름 저항에 이상이 있는 타이어라고 판별하고, 필요에 따라 해당하는 타이어를 배제한다.

또한, 산출된 「tanδ」가 미리 정한 역치 이하(환언하면, 산출된 tanδ가, 기준 타이어의 tanδ에 비하여 소정의 범위 내의 값)일 경우에는, 시험된 타이어가 구름 저항이 정상적인 타이어라고 판별하고, 제품 규격을 만족하는 타이어로서 취급한다. 상술한 구름 저항 예측 장치(1) 및 타이어의 선별 방법을 사용하면, 타이어의 구름 저항에 상관이 높은 「tanδ」를 구할 수 있고, 구해진 「tanδ」에 기초하여 타이어의 구름 저항의 이상을 간단하게 판별하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 구름 저항에 이상이 있는 타이어를, 단시간에 고정밀도로 선별하는 것이 가능하게 되고, 다수 제조되는 제품 타이어에 대하여 구름 저항을 타이어 유니포미티와 마찬가지로 전수 검사하는 것이 가능하게 된다. 또한, 타이어 유니포미티 시험기로, 구름 저항의 이상을 판별하는 것이 가능하게 되고, 불량인 타이어를 확실하게 배제하는 것이 가능하게 된다.

그런데, 본 발명의 타이어 선별 방법은 상술한 방법으로도 실시할 수 있지만, 「tanδ」를 보다 고정밀도로 구하기 위해서는, 다음 (1) ~ (4)에 나타낸 바와 같은 조작을 함께 행하는 것이 바람직하다.

(1) 「하중 계측 센서(2)로 계측되는 부하 하중이며 부하 드럼(4)의 관성력이 제거된 후의 부하 하중과, 부하 드럼(4)의 위치 변동으로부터 상술한 위상차 δ를 산출한다.」

질량이 있고 관성 모멘트가 큰 부하 드럼(4)을 이동시키는 경우, 부하 드럼(4)에는 큰 관성력이 발생한다. 상술한 바와 같이 부하 드럼(4)의 회전축(7)에 하중 계측 센서(2)가 설치되어 있는 경우에는, 부하 드럼(4)에 발생한 관성력이 하중 계측 센서(2)로 계측되는 부하 하중의 계측값에도 포함되어 버린다. 예를 들어, 관성력은 타이어 자체의 반력과 서로 합한 값으로서 하중 계측 센서(2)로 계측된다. 이 관성력은, 부하 드럼(4)의 가속도에 비례하여, 부하 드럼(4)의 위치의 변동과는 동위상에서 역방향으로 작용한다. 그로 인해, 관성력은 계측값으로부터 산출되는 위상차 δ를 저감시키는 방향으로 작용하고, 타이어의 선별에 필요한 위상차 δ의 정밀도로 저하시켜 버린다.

따라서, 본 실시 형태의 타이어 선별 방법에서는, 부하 드럼(4)의 전후 방향을 따른 가속도와, 부하 드럼(4)의 질량의 곱으로부터, 부하 드럼(4)의 관성력을 구하고 있다. 이 부하 드럼(4)의 전후 방향을 따른 가속도는, 변위 센서(3)로 계측되는 부하 드럼(4)의 위치를 시간으로 이층 미분을 행함으로써 얻을 수 있다. 부하 드럼(4)의 관성력이 계산되면, 계산된 부하 드럼(4)의 관성력을, 하중 계측 센서(2)로 계측되는 부하 하중으로부터 차감하고, 관성력의 영향을 배제한 부하 하중(정확한 부하 하중)을 산출한다.

산출된 부하 하중의 변동과, 부하 드럼(4)의 위치의 변동을 사용하면, 상술한 위상차 δ를 보다 정확하게 산출하고, 나아가서는 tanδ를 보다 정확하게 산출하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상술한 기준 타이어를 사용한 계측의 경우에는, 기준 타이어와의 상대 비교에 의해 판정이 행해진다. 그 때문에, 시험용 타이어에 대해서도 기준 타이어와 동일한 조건에서 계측이 행해지는 한, 관성력이 타이어의 평가 결과에 영향을 미치는 일은 없다.

(2) 「계측 타이어의 내부에 공기를 봉입한 상태에서, 부하 드럼(4)을 전후 방향으로 교대로 이동시켜, 상술한 위상차 δ를 산출한다」

즉, 타이어 내에 공기를 넣은 상태에서 시험을 행하는 타이어 유니포미티 시험에 있어서는, 타이어 내의 공기압을 일정하게 유지하는 압력 제어 수단이 채용되는 것이 일반적이다. 이 압력 제어 수단은, 노면 등에 압박되어 타이어 내의 공기압이나 용적이 급격하게 변화했을 때, 타이어 내의 공기압을 일정하게 유지하도록, 타이어 내에 신속히 공기를 공급하거나, 타이어 내로부터 공기를 배기하거나 할 수 있게 되어 있다.

그로 인해, 부하 드럼(4)의 전후 방향을 따라서 이동시키고, 하중 계측 센서(2)로 계측되는 부하 하중을 변동시키면, 타이어 내의 공기압을 일정하게 유지하기 위해 부하 드럼(4)의 변위에 수반하는 타이어의 변형량의 분만큼, 공기가 타이어 내에 드나든다. 이러한 압력 제어 수단에 의한 공기의 출입은 타이어의 반력에 영향을 미치고, 또한 에너지 손실을 야기하여 계측 하중의 위상을 변화시킨다. 즉, 압력 제어 수단에 의한 공기압의 조정은 tanδ의 계측 정밀도를 저하시키는 방향으로 작용한다.

따라서, 본 실시 형태의 타이어 선별 방법에서는, 부하 드럼(4)을 전후 방향으로 교대로 이동시킬 때에는, 상술한 압력 제어 수단에 의한 압력 제어를 행하지 않는 봉입 상태로 하고, 타이어의 내부에 공기를 봉입하도록 하고 있다. 구체적으로는, 부하 드럼(4)의 전후 방향을 따라서 이동시킬 때에는, 상술한 압력 제어 수단을 구성하는 압력 제어 밸브와 타이어 사이의 공기 배관에, 공기의 유통을 차단가능한 전환 밸브를 미리 설치해 둔다.

이와 같이 하면, 부하 드럼(4)을 전후 방향으로 교대로 이동시킬 때에는, 전환 밸브를 공기의 유통을 규제하는 측으로 전환하고, 위상차 δ의 계측이 종료되면 전환 밸브를 공기의 유통을 허용하는 측으로 전환할 수 있다. 그 결과, 하중 계측 센서(2)에서의 부하 하중의 계측 정밀도에, 압력 제어 수단으로부터 악영향이 미치는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 타이어 내에 공기를 봉입하여 계측을 행하면, 공기의 출입이 없어지기 때문에, 공기의 압축·팽창에 수반하는 감쇠의 영향이 작아져, 거의 순수하게 타이어의 변형에 의한 에너지 손실(tanδ)만을 산출할 수 있다.

또한, 상술한 기준 타이어를 사용한 계측의 경우에는, 기준 타이어와의 상대 비교에 의해 판정이 행해진다. 그 때문에, 시험용 타이어에 대해서도 기준 타이어와 동일한 조건에서 계측이 행해지는 한, 공기의 압축·팽창이 타이어의 평가 결과에 영향을 미치는 일은 없다.

(3) 「부하 드럼(4)을 전진 및 후퇴시킬 때(tanδ의 계측 시)에는, 타이어 및 부하 드럼(4)을 회전시킨 상태에서 행한다.」

즉, 회전하고 있지 않은 타이어에 부하 드럼(4)을 압박하는 경우, 타이어의 1개소에만 부하 드럼(4)이 접촉되고, 타이어 트레드의 일부만이 복수회에 걸쳐서 변형되게 된다. 이렇게 타이어 고무의 1개소에만 변형이 연속하여 발생하면, 타이어 고무에 플랫 스폿(부분적인 타이어 형상의 변화)이 발생하고, 타이어 고무의 정확한 감쇠 특성이 얻어지지 않게 된다.

그로 인해, 본 실시 형태의 구름 저항 예측 장치(1)에서는, 타이어 및 부하 드럼(4)을 회전시킨 상태에서, 부하 드럼(4)을 전진 및 후퇴시킨다. 이에 의해, 타이어 트레드의 1개소만이 연속해서 변형되는 것을 방지하고, 타이어 고무의 감쇠 특성을 정확하게 평가할 수 있도록 하고 있다. 이와 같이 하면, 타이어 고무의 정확한 감쇠 특성이 얻어질 뿐만 아니라, 타이어의 주위 방향 전체에 걸친 평균적인 tanδ의 산출도 가능하게 된다.

(4) 「구름 저항이 기지의 타이어를 기준 타이어로 하고, 복수의 온도 조건에 대하여, 기준 타이어의 tanδ를 각각 구하고, 구해진 tanδ를 기초로 위상차 δ(tanδ)에 대한 온도 보정 함수를 작성하고, 작성한 온도 보정 함수를 이용하여 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별한다.」

타이어 유니포미티의 시험에서는 측정 환경의 온도는 별로 관리되고 있지 않고, 계절 및 시간에 따라, 계측 시의 온도는 크게 변화한다. 기준 온도와의 상대 온도 차로부터 구름 저항 계수를 보정하는 식이 JIS D 4234로 규정되어 있지만, 미리 타이어 종류마다 복수의 온도 조건에서의 계측을 행해 두고, 그 결과와의 상대 비교에 의해, tanδ를 보정할 필요가 있다.

구체적으로는, 미리, 성질이나 성능이 규격 내에 있는 기준 타이어로, 측정 환경의 온도가 위상차의 계측 결과에 미치는 영향을 파악해 두고, tanδ의 값을 보정하는 보정식(온도 보정 함수)을 작성해 둔다. 예를 들어, 구름 저항 예측 장치(1)의 측정 환경의 온도를 바꾸어, 넓은 온도 범위에서 기준 타이어의 tanδ의 값을 사전에 계측해 둔다. 이 tanδ의 사전 계측은, 계절, 일시 등을 바꾼 조건에 있어서도 행해지는 것이 바람직하다.

또한, 온도 영향의 데이터를 채취하는 것이 곤란한 경우에는, 식 (1)에 나타내는 바와 같은 JIS D 4234에 규정되는 「구름 저항 계측의 보정식」을 사용하는 것이 바람직하다. 이 JIS의 보정식에서는, 측정 환경의 온도가 표준 계측 온도인 25도인 경우를 기준으로 하여, 이하의 식을 사용하여 구름 저항의 값을 보정한다. 또한, JIS의 보정식은 구름 저항에 관한 것이기 때문에, 구름 저항과 tanδ는 비례의 관계에 있다고 가정하고, 식 중의 구름 저항 F를 tanδ로 치환해도 식이 성립한다고 생각하여, 식 중의 구름 저항 F를 tanδ로 치환한 보정식을 사용하여 보정을 행하면 된다.

또한, 상술한 도 3의 예에서는, 부하 드럼(4)을 전후 방향을 따라서 이동시킬 때에는, 이동 방향이 반전될 때의 가속도의 발생을 줄일 수 있도록, 부하 드럼(4)의 위치를 정현파를 따라 이동시키고 있었다. 그러나, 부하 드럼(4)이 항상 일정한 속도로 전진 및 후퇴를 반복하도록, 부하 드럼(4)의 위치를 삼각파에 따라 이동시켜도 된다.

또한, 상술한 「tanδ」의 산출은, 푸리에 변환을 사용한 주파수 분석에 의해서도 실시하는 것이 가능하다. 예를 들어, 하중/변위의 전달 함수의 계산을 행하여, 가진 주파수에 있어서의 위상의 값으로부터 δ를 산출하는 것이 가능하다.

그런데, 타이어 유니포미티 시험기로 타이어 유니포미티를 계측할 때에는, 타이어의 내압을 200㎪ 정도로 유지하여 계측이 행해진다. 그러나, 상술한 타이어 고무의 감쇠 특성(tanδ)의 계측 정밀도를 향상시키기 위해서는, 타이어 내압을 타이어 유니포미티 시험 시보다도 낮추고, 예를 들어 타이어의 내압을 200㎪로부터 100㎪까지 낮춘 상태에서 계측을 행하는 것이 바람직하다. 이렇게 타이어의 내압을 낮추어 계측을 행하는 것은, 다음과 같은 이유에서다.

구름 저항에 기인하는 타이어의 감쇠는 고무의 점탄성 특성(점탄성 계수)으로 표시되고, 탄성 특성을 나타내는 스프링 상수 k와 점성 특성을 나타내는 tanδ를 사용하여 일반적으로 식 (2)로 표시된다.

여기서, 내부에 공기가 들어 있는 타이어의 점탄성 특성을 생각한다. 먼저, 타이어가, 고무의 강성만으로는 하중을 떠받칠 수 없고, 내부의 공기압에 의해 고무에 장력을 발생시켜서, 겉보기 상의 강성(기하 강성)에 의해 하중을 지지하는 것으로 한다. 이 경우, 타이어의 점탄성 특성은, 도 4에 도시하는 모델과 같이, 타이어 내의 공기의 기하 강성과, 타이어를 구성하는 고무의 강성으로 구성되어 있고, 이것들을 병렬 결합한 것이라 생각할 수 있다. 공기압에 의해 발생하는 기하 강성은, 스프링 상수 ka를 사용하여 나타낼 수 있다. 타이어를 구성하는 고무의 점탄성 특성은, 스프링 상수 kg와 타이어 고무의 손실 계수 tanδg를 사용하여 나타낼 수 있다.

공기의 기하 강성은, 겉보기 상의 강성이기 때문에 감쇠는 존재하지 않는다. 또한, 이 공기의 기하 강성은, 타이어 내부의 공기압에 의해 발생하는 고무의 장력에 비례한 것이 된다. 이렇게 생각하여, 타이어 전체의 점탄성 특성(점탄성 계수)은 식 (3)과 같이 나타낼 수 있다.

식 (3)에 의하면, 타이어 전체의 손실 계수(tanδt)는 식 (4)와 같이 나타낼 수 있다.

즉, 상술한 식 (4)로부터 명백해진 바와 같이, 타이어 내부의 공기압이 작아지면, 공기압에 의해 발생하는 기하 강성의 스프링 상수 ka도 작아지고, 계측에 의해 구해지는 타이어의 손실 계수 tanδt가 커진다. 환언하면, δt는 계측 대상의 하중과 변위의 위상차에 상당하는 것이므로, 타이어 내부의 공기압이 작아지면, δt의 값(절댓값)도 커진다.

그로 인해, 타이어 내부의 공기압을 작게 하는, 환언하면, 타이어 유니포미티 계측 시에 일반적으로 사용되는 타이어 내압 200㎪를 100㎪ 정도까지 감압하면서, 타이어를 회전시키면서 부하 드럼(4)을 전후시켜서 타이어의 감쇠 특성(타이어의 손실 계수 tanδt)의 계측을 행하면, 타이어 고무의 손실 계수 tanδg를 고정밀도로 계측하는 것이 가능하게 되는 것이다.

그런데, 상술한 부하 드럼(4)을 하중이 작용하고 있는 범위에서 타이어에 전후 방향을 따라서 압박할 때에는, 부하 드럼(4)의 압박 주기(부하 드럼(4)의 가진 주기)와, 타이어의 회전 주기의 관계를, 소정의 관계로 규정해 두는 것이 바람직하다. 예를 들어, 부하 드럼(4)을 전후로 압박 운동시키는 경우의 가진 주파수를, 타이어 회전 주파수의 정수배로 하면, 도 5a에 도시하는 바와 같이 부하 드럼(4)의 전후 운동에 의해 형성되는 타이어 요철의 변형 상태가, 타이어의 주위 방향에 있어서의 특정 위치에 고정된다.

타이어의 고무 특성은 주위 방향에서 반드시 균일하지는 않기 때문에(타이어 유니포미티 계측을 행하는 이유), 예를 들어 동일한 타이어에 대하여 감쇠 특성을 2회 계측했을 때, 타이어에 대한 부하 드럼(4)의 특정 위치에 있어서의 압박 시의 위상이 1회째와 2회째에 있어 상이하고, 1회째와 2회째의 타이어의 감쇠 특성(변위와 하중의 위상차)이 같은 타이어여도 상이한 결과가 되는 경우가 있는 것을, 본 발명자는 실험에 의해 확인하였다. 이렇게 타이어 요철의 변형 상태가 특정 위치에 고정되면, 타이어를 몇회전시켜도 이 변형 궤적은 바뀌지 않기 때문에, 계측 시간을 길게 잡아도 정밀도는 개선되지 않는다.

그런데, 부하 드럼(4)의 전후 방향을 따른 가진 주기를 Td, 타이어의 회전 주기를 Tt라 했을 경우, 부하 하중을 계측하는 계측 시간을 N×Tt(N은 2 이상의 정수)로 한다. 또한, 부하 드럼(4)의 전후 방향을 따른 가진 주기 Td를, Tt/Td가 정수가 되지 않고 또한 N×Tt/Td가 정수 값이 되도록 설정한다. 이러한 관계가 성립되는 조건으로 하면, 구름 저항에 관계되는 타이어 주위 방향에서의 평균적인 감쇠를 계측할 수 있다.

또한, 「N×Tt/Td가 정수 값」에 있어서의 「정수 값」이란, 수학적인 의미의 「정수」를 포함함과 함께, 정수에 매우 가까운 소수도 포함하고 있다. 예를 들어, 「2.04」나 「1.98」과 같은 소수여도, 소수점 2자리를 반올림했을 경우에, 소수점 이하가 0이 되는 값도 상술한 「정수 값」에 포함되는 것으로 한다. 상술한 바와 같은 계측 조건: 「부하 드럼(4)의 전후 방향을 따른 가진 주기 Td를, Tt/Td가 정수가 되지 않는다」는 조건을 만족하는 경우에는, 도 5b나 도 5c에 도시하는 바와 같이, 타이어 회전 때마다 부하 드럼(4)에 의한 가압 위치의 위상이 변화한다. 즉, 부하 드럼(4)에 의한 가압 위치가, 1바퀴째와 2바퀴째에 있어서는, 타이어의 주위 방향에서 상이하게 되어, 주위 방향의 동일 위치에, 부하 드럼(4)의 가압에 수반하는 타이어 표면의 요철이 형성되는 일이 없어지므로, 감쇠 특성의 계측 정밀도를 높이는 것이 가능하게 된다.

또한, 「Tt/Td의 N배가 정수 값이 된다」는 조건을 만족하는 경우에는, 타이어는 N바퀴 회전하면, 원래의 상태로 복귀된다. 예를 들어, 도 5b의 경우라면 N은 2이므로, 타이어는 2회전 하면 원래의 압박 위치로 복귀되고, 부하 드럼(4)에 의해 타이어 외주 상의 동일 위치를 가압할 수 있게 된다. 또한, 도 5c의 경우라면 N은 3이므로, 타이어는 3회전 하면 원래의 압박 위치로 복귀되고, 부하 드럼(4)에 의해 타이어 외주 상의 동일 위치를 가압할 수 있게 된다.

이와 같이 하면 타이어의 전체 주위를 잘게 균등하게 분할한 위치에 부하 드럼(4)을 가압하는 것이 가능해지고, 부하 드럼(4)의 가압 위치가 타이어의 외주에 불균일 없이 균등하게 배치되게 되므로, 타이어의 감쇠 특성의 계측 정밀도가 크게 향상된다.

또한, 금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 특히, 금회 개시된 실시 형태에 있어서, 명시적으로 개시되어 있지 않은 사항, 예를 들어 운전 조건이나 조업 조건, 각종 파라미터, 구성물의 치수, 중량, 체적 등은, 당업자가 통상 실시하는 범위를 일탈하는 것이 아니며, 통상의 당업자라면 용이하게 상정하는 것이 가능한 값을 채용하고 있다.

또한, 본 출원은, 2014년 5월 12일 출원한 일본 특허 출원 제2014-098691호 및 2015년 2월 16일 출원한 일본 특허 출원 제2015-027672호에 기초하는 것이고, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.

1: 구름 저항 예측 장치
2: 하중 계측 센서
3: 변위 센서
4: 부하 드럼
5: 타이어 축
6: 모의 노면
7: 회전축
8: 프레임 부재
9: 타이어 선별 수단

Claims (11)

1. 주행 노면을 모의한 부하 드럼을 타이어의 트레드면에 압착시켰을 때, 상기 타이어에 가해지는 부하 하중을 계측하는 하중 계측 센서와, 하중 방향을 따른 상기 부하 드럼의 위치를 계측하는 변위 센서를 구비한 구름 저항 예측 장치를 사용하여, 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별할 때에는,
   상기 부하 드럼을 상기 타이어에 대하여 근접 이반 방향으로 교대로 이동시킴으로써, 상기 타이어에 작용하는 부하 하중을 변동시키고,
   상기 부하 드럼의 위치의 변동과 상기 부하 하중의 변동의 위상차를 산출하고,
   산출된 상기 위상차를 바탕으로 하여, 상기 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별하는, 타이어의 구름 저항 예측 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 위상차가 소정의 역치를 초과한 타이어를, 상기 구름 저항에 이상이 있는 타이어라고 판정하는, 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 위상차를 δ라 하면, tanδ가 소정의 역치를 초과한 타이어를, 상기 구름 저항에 이상이 있는 타이어라고 판정하는, 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 부하 드럼의 위치의 변동과, 상기 부하 드럼의 관성력이 제거된 후의 부하 하중의 위상차를 산출하고,
   상기 부하 드럼의 관성력을, 상기 부하 드럼의 상기 근접 이반 방향을 따른 가속도와, 상기 부하 드럼의 질량의 곱으로부터 산출하는, 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 구름 저항 예측 장치로서, 상기 타이어의 주위 방향의 균일성을 평가하는 타이어 유니포미티 시험기가 사용되고 있는, 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 부하 드럼을 상기 근접 이반 방향으로 교대로 이동시킬 때, 상기 타이어의 내부에 공기를 봉입하는, 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 타이어에 작용하는 부하 하중을 변동시킬 때에는, 상기 부하 드럼 및 상기 타이어를 회전시킨 상태에서 행하는, 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 타이어에 작용하는 부하 하중을 변동시키면서 상기 타이어에 가해지는 부하 하중을 계측할 때에는,
   상기 부하 드럼의 상기 근접 이반 방향을 따른 가진 주기를 Td, 상기 타이어의 회전 주기를 Tt라 했을 경우, 상기 부하 하중을 계측하는 계측 시간을 N×Tt(N은 2 이상의 정수)로 함과 함께, 상기 Td를, Tt/Td가 정수가 되지 않으며, 또한 N×Tt/Td가 정수 값이 되도록 설정하고 있는, 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 구름 저항이 기지의 타이어를 기준 타이어로 하고,
   상기 기준 타이어에 대한 상기 부하 드럼의 위치와 부하 하중을, 복수의 온도 조건에 대하여 각각 구해 두고,
   구해진 복수의 온도 조건에 있어서의 상기 부하 드럼의 위치와 상기 부하 하중을 이용하여 상기 위상차에 대한 온도 보정 함수를 작성하고,
   작성한 상기 온도 보정 함수를 이용하여 상기 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별하는, 방법.
10. 제1항에 기재된 방법을 실현 가능한 타이어 선별 수단을 갖는, 타이어의 구름 저항 예측 장치.
11. 주행 노면을 모의한 부하 드럼을 타이어의 트레드면에 압착시켰을 때, 상기 타이어에 가해지는 부하 하중을 계측하는 하중 계측 센서와,
    하중 방향을 따른 상기 부하 드럼의 위치를 계측하는 변위 센서와,
    상기 부하 드럼을 상기 타이어에 대하여 근접 이반 방향으로 교대로 이동시킴으로써, 상기 타이어에 작용하는 부하 하중을 변동시키는 드럼 이동 수단과,
    상기 부하 드럼의 위치의 변동과 상기 부하 하중의 변동의 위상차를 산출하고, 산출된 상기 위상차를 바탕으로 하여, 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별하는, 타이어 선별 수단을 구비하는, 타이어의 구름 저항 예측 장치.

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