WO2019054007A1 - タイヤ評価装置及びタイヤ評価方法 - Google Patents

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wind tunnel
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fuming
smoke
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Inventor
宏典 竹澤
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Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社
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    • B60C19/00—Tyre parts or constructions not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/02—Tyres
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/02—Wind tunnels
    • G01M9/04—Details

Definitions

  • the present invention relates to a tire evaluation device and a tire evaluation method.
  • the smoke wire method is known as one of the methods of visualizing air flow with a wind tunnel test device (see, for example, Patent Document 1).
  • a liquid fuming material such as liquid paraffin is applied to the surface of a metal wire stretched in an air stream, and the smoke generating material is heated to generate smoke by heat generation of the metal wire by energization. .
  • the smoke visualizes the air flow.
  • the smoke wire method may be applied to the evaluation of a tire, in particular the evaluation of the air flow around the tire.
  • the smoke producing material is applied to the metal wire, so the amount of the smoke producing material is small and the smoke generation time is short.
  • the smoke is continuously generated from the fuming material applied to the metal wire, the streamlines of the air flow can be visualized, but it is difficult to obtain information on the flow velocity of the air flow. For these reasons, when the conventional smoke wire method is applied to tire evaluation, it is difficult to evaluate the air flow around the tire with high accuracy.
  • An object of the present invention is to evaluate the airflow around a tire with higher accuracy.
  • a wind tunnel a rotating device for holding and rotating a tire in the wind tunnel, and a blower for feeding air into the wind tunnel to generate an air flow in the wind tunnel.
  • a metal wire disposed in the wind tunnel, an energizing device for energizing the metal wire, and an imaging device for imaging the inside of the wind tunnel, the metal wire being provided at a loop portion and a proximal end of the loop portion And a contact portion where the metal wires are in contact with each other, wherein the loop portion holds a fuming material that generates heat due to a temperature rise.
  • the metal wire energized by the energizing device generates heat, which generates smoke from the fuming material.
  • the air flow around the tire can be evaluated by photographing the flow lines of the air flow visualized by the smoke with a photographing device.
  • the fuming material is not applied to the surface of the metal wire, but is held in the loop.
  • By holding the metal wire in the loop portion rather than applying it to the surface of the metal wire it is possible to increase the amount of the fuming material to be smoked. As a result, it is possible to extend the smoke generation time and thus the imaging time of the streamlines of the air stream visualized by the smoke.
  • the smoke is not continuously and continuously generated from the fuming material held in the loop part, but the dotted smoke is generated intermittently or discontinuously at short time intervals from the fuming material held in the loop part Do. Therefore, not only can the streamlines of the air flow be visualized, it is possible to obtain information on the velocity of the air flow.
  • the fuming liquid material is easily blown away from the metal wire by the air flow.
  • the fuming material is not simply applied to the surface of the metal wire, but held in the loop portion. Therefore, even if the flow rate is relatively high, the fuming material is not blown off from the metal wire by the air flow, and the flow rate of the air flow can be used even if it is about 5 m / min.
  • the contact portion is located downstream of the air flow with respect to the loop portion.
  • the smoke generating material is obtained by adding a viscosity imparting material to a smoke generating liquid material which smokes when the temperature rises.
  • the fuming liquid material is, for example, liquid paraffin.
  • the tackifying material is, for example, a powder material.
  • the powder material is, for example, talc or boron nitride.
  • the viscosity of the fuming material is preferably 2 Pa ⁇ s or more and 12 Pa ⁇ s or less
  • the contact portion is a twist portion provided on the metal wire at the proximal end of the loop portion.
  • the metal wire may be stretched in the wind tunnel on the upstream side of the air flow with respect to the tire held by the holding device.
  • the metal wire may be arranged to surround the tire held by the holding device.
  • a tire disposed in a cavity is rotated to generate an air flow in the wind tunnel, and a metal wire disposed in the wind tunnel is energized and held by the metal wire.
  • the fuming material is heated to generate smoke, and at least a region around the tire in the wind tunnel is photographed, the metal wire is provided at the loop portion and the proximal end of the loop portion, and the metal wires are mutually
  • the air flow around the tire can be evaluated with higher accuracy.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a tire evaluation device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view along the line II-II in FIG. The enlarged view of the III section of FIG. The expanded sectional view along the IV-IV line of FIG. The schematic diagram for demonstrating formation of a loop part. The conceptual diagram for demonstrating movement of a dot-like smoke.
  • the typical sectional view similar to Drawing 2 showing the modification of the tire evaluation system concerning a 1st embodiment.
  • Typical sectional drawing which shows the tire evaluation apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. The typical sectional view similar to Drawing 9 showing the modification of the tire evaluation system concerning a 1st embodiment.
  • a tire evaluation device (wind tunnel test device) 1 includes a wind tunnel 2, a blower 3, a rotating device (holding device) 4, a smoke generating device 5, and a video.
  • a camera (shooting device) 6 and a laser light generator (illumination device) 7 are provided.
  • the wind tunnel 2 in the present embodiment includes a bottom wall 2a, a top wall 2b, and a pair of side walls 2c, and the internal space 8 of the wind tunnel 2 extends in the horizontal direction (X direction in the figure).
  • the blower 3 is disposed on one end side (right end side in FIG. 1) of the wind tunnel 2 and feeds air into the internal space 8, and the other end side of the wind tunnel 2 (left end side in FIG. (Direction of air flow is shown by arrow F in FIG. 1).
  • An air blower may be disposed on the other end side of the wind tunnel 2, and air in the internal space 7 may be sucked to generate an air flow in the direction indicated by the arrow F.
  • the rotating device 4 has a base portion 4a located outside the wind tunnel 2 and a casing 4b extending from the base 4a in the vertical direction (Z direction in the figure) and entering the internal space 8 of the wind tunnel 2 via the bottom wall 2a. And At the upper end side of the casing 4b located in the internal space 8, a drive shaft 4c is provided which rotates around an axis AX extending horizontally in the width direction (Y direction) of the wind tunnel 2.
  • the tire 11 to be observed is mounted on the wheel 12.
  • the wheel 12 is attached to the drive shaft 4c. That is, the tire 11 is held in the internal space of the wind tunnel 2 by being fixed to the drive shaft 4 c of the rotation device 4.
  • the base 4a is provided with a motor 4d.
  • the rotation of the output shaft of the motor 4d is transmitted to the drive shaft 4c via a transmission mechanism (not shown) incorporated in the casing 4b. Accordingly, the tire 11 rotates around the axis AX together with the drive shaft 4c in the internal space 8 of the wind tunnel 2 (see arrows R1 and R2 in FIG. 1).
  • the smoke generating device 5 is provided with a single thin metal wire 21 stretched in the internal space 8 of the wind tunnel 2 and an energization device 22 for energizing the thin metal wire 21.
  • the metal thin wire 21 in the present embodiment is stretched in the internal space 8 so as to extend linearly in the vertical direction (in the Z direction), the upper end thereof is located on the top wall 2 b side of the wind tunnel 2, and the lower end is the wind tunnel 2. It is located on the bottom wall 2a side.
  • the thin metal wire 21 is stretched upstream of the air flow than the tire 11 held by the rotating device 4.
  • the metal thin wires 21 are provided with a plurality of loop portions 21a at intervals. In each of the loop portions 21a, a fuming material 23 that generates heat due to temperature rise is held.
  • the terminal parts 24A and 24B provided in the both ends of the metal fine wire 21 are electrically connected to the electricity supply apparatus 22 through conducting wire 25A, 25B.
  • the energization device 22 in the present embodiment applies a DC voltage to the thin metal wire 21.
  • the fine metal wires 21 energized by the energizing device 22 generate resistance heat, and the resistance heat generates smoke from the fuming material 23 held in the individual loop portions 21 a.
  • the fine metal wires 21 and the fuming material 23 will be described in detail later.
  • the video camera 6 captures at least an area around the tire 11 in the internal space 8 of the wind tunnel 2. That is, the video camera 6 captures an air flow around the tire 11 visualized by the smoke generated by the fuming material 23.
  • the streamlines of the air flow visualized by the smoke can be photographed by the video camera 6 and the air flow around the tire 11 can be evaluated by the photographed moving image.
  • the irradiation direction of the laser light generated by the laser light generator 7 is directed to the periphery of the tire 11. By irradiating the smoke around the tire 11 with laser light, the video camera 6 can capture the air flow around the tire 11 visualized by the smoke more clearly.
  • the thin metal wire 21 is a nichrome wire.
  • the thin metal wire 21 may be a single wire or a stranded wire. 1 mm or more and 20 mm or less are preferable, and, as for the diameter of the metal fine wire 21, 5 mm or more and 10 mm or less are more preferable.
  • the loop portion 21a in the present embodiment is formed by winding the thin metal wire 21 and then twisting the thin metal wire 21 only once at the base end of the wound portion. . That is, at the base end of the loop portion 21a, a twisted portion (contact portion) 21b in which the thin metal wires 21 contact with each other is formed.
  • the loop portion 21a in the present embodiment is elliptical.
  • the loop portion 21a may be circular or polygonal such as triangular.
  • the loop portion 21a may be in a coil shape in which the metal thin wire 21 is wound a plurality of times.
  • the circumferential length of the loop portion 21a is preferably set such that the diameter of the loop portion 21a when circularly deformed is 1 mm or more and 20 mm or less, preferably 5 mm or more and 10 mm or less.
  • the smoke generating material 23 in this embodiment is obtained by mixing liquid paraffin as the smoke generating liquid material with talc, which is an example of a powder material, as a viscosity-applying material, and adding viscosity so as not to fall off from the loop portion 21a. It is.
  • the fuming liquid material is not limited to liquid paraffin, and may be a material having similar characteristics.
  • the powder material as the tackifying material is not limited to talc, and for example, powder of boron nitride (BN) can be adopted.
  • the viscosity of the fuming material is preferably 0.1 Pa ⁇ s or more and 100 Pa ⁇ s or less, and more preferably 2 Pa ⁇ s or more and 12 Pa ⁇ s or less.
  • the viscosity of the fuming liquid material is 0.1 Pa ⁇ s or more and 100 Pa ⁇ s or less
  • the powder material as a viscosity imparting material The particle diameter is preferably 2 ⁇ m or more and 75 ⁇ m or less.
  • the smoke generating material 23 held in the loop portion 21a is heated by the heat generation of the metal fine wire 21, and the smoke forming liquid material contained in the smoke forming material 23 is vaporized and smoke is generated. Occur. At this time, smoke is not continuously and continuously generated from the fuming material 23 held in the loop portion 21a, but intermittently or not at short time intervals from the fuming material 23 held in the loop portion 21a. Discontinuous dot-like smoke is generated.
  • Reference numeral 26 in FIG. 3 indicates a dot-like smoke lump (hereinafter simply referred to as "dot 26"). The time interval at which the dots 26 occur is about 40 msec.
  • the fuming material 23 is not applied to the surface of the thin metal wire 21 but is held in a lump in the loop portion 21a. Therefore, the amount of the fuming material 23 used for smoking can be increased. As a result, it is possible to extend the smoke generation time, and hence the time when the stream of air stream visualized by the smoke can be photographed by the video camera 6.
  • the reason why the smoke dots 26 are intermittently generated from the fuming material 23 held in the loop portion 21a is presumed as follows.
  • the electrical resistance is the largest at the portion of the twisted portion 21b where the thin metal wires 21 are in contact with each other around the loop portion 21a. Therefore, when the thin metal wire 21 is energized by the energizing device 22, the heat of resistance heat is generated at the twisted portion 21b. It is most noticeable. Therefore, the fuming liquid material (liquid paraffin in the present embodiment, as described above) contained in the fuming material 23 is vaporized in the part closest to the twisting part 21b in the fuming material 23 in the loop part 21a. Smoke is generated.
  • the temperature of the twisting portion 21b is instantaneously lowered by the heat of vaporization, and as a result, the generation of smoke (vaporization of the fuming liquid material) is instantaneously stopped.
  • the temperature of the twisting portion 21b is instantaneously raised again, and the fuming liquid material is vaporized to generate smoke again.
  • the dot 26 of the smoke is intermittently generated from the fuming material 23 by repeating the instantaneous decrease and increase of the temperature of the twist portion 21 b.
  • the intermittent generation of the smoke dots 26 from the fuming material 23 continues until the fuming liquid material contained in the fuming material 23 held in the loop portion 21a is consumed.
  • the smoke generation time from the fuming material 23 depends on the amount of the fuming material 23 held in the loop portion 21a, and hence the size of the loop portion 21a, and is about 10 seconds to 600 seconds or less.
  • FIG. 6 shows a plurality of dots 26 in an image of a certain time "T seconds" taken by the video camera 6 and 1 / f seconds after the time "T seconds" (f is the frame rate of the video camera (fps) And a plurality of dots 26 in the "T + 1 / f sec" image of.
  • the fuming liquid material contained in the fuming material 23 in the loop portion 21a is vaporized by the resistance heat generated in the twist portion 21b, and the smoke dot 26 is generated. Therefore, in order to stably generate the smoke dots 26, it is preferable that the air flow is not directly blown to the twisting portion 21b.
  • the twisting portion 21b is positioned downstream of the air flow with respect to the loop portion 21a, whereby from the fuming material 23 in the loop portion 21a. The generation of smoke dots 26 is stabilized.
  • the smoke generating device 5 in the present embodiment In the conventional smoke wire method of applying the fuming liquid material to the surface of the metal thin wire, when the flow velocity of the air flow is high, the fuming liquid material is easily blown away from the metal thin wire by the air flow.
  • the fuming material 23 is not simply applied to the surface of the metal wire, but held in the loop portion 21a. Therefore, even if the air flow is at a relatively high flow rate, the fuming material 23 is not blown away from the metal wire by the air flow. Therefore, the smoke generating device 5 in the present embodiment can be used even if the flow velocity of the air flow is about 5 m / min.
  • the air flow is not directly blown to the fuming material 23. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the surface S formed by the loop portion 21a is parallel to the direction of the air flow.
  • FIG. 7 shows a modification of the first embodiment.
  • three metal thin wires 21 are stretched in the internal space 8 at intervals in the width direction (Y direction) of the wind tunnel 2 so as to extend linearly in the vertical direction (Z direction).
  • the number of metal wires 21 stretched in the internal space 8 so as to extend linearly in the vertical direction may be two or four or more.
  • one or more metal wires 21 may be stretched in the internal space 8 so as to extend linearly in the width direction (Y direction) of the wind tunnel 2.
  • one or more metal wires 21 are inclined with respect to at least one of the vertical direction (Z direction), the width direction of the wind tunnel 2 (Y direction), and the longitudinal direction of the wind tunnel 2 (Z direction) It may be stretched in the inner space 8 so as to extend linearly.
  • the single thin metal wire 21 provided in the smoke generating device 5 is the drive shaft 4c of the rotating device 4.
  • FIG. 10 shows a modification of the second embodiment.
  • three thin metal wires 21 are disposed so as to surround the periphery of the tire 11.
  • the number of thin metal wires 21 arranged to surround the periphery of the tire 11 may be two or four or more.

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Abstract

タイヤ評価装置１は、風洞２と、風洞２内でタイヤ１１を保持し、かつ回転させる回転装置４と、風洞２に対して空気を送り込み、風洞内に空気流を発生させる送風装置３と、風洞２内に配置された金属細線２１と、金属細線２１に通電するための通電装置２２と風洞２内を撮影するビデオカメラ６とを備える。金属細線２１は、ループ部２１ａと、ループ部２１ａの基端に設けられ、金属細線２１が互いに接触する撚り部２１ｂとを備える。ループ部２１ａ内に、昇温により発熱する発煙性材料２３が保持されている。

Description

タイヤ評価装置及びタイヤ評価方法
　本発明は、タイヤ評価装置及びタイヤ評価方法に関する。
　風洞試験装置で空気流を可視化する手法の一つとして、スモークワイヤ法が知られている（例えば、特許文献１参照）。従来のスモークワイヤ法では、気流中に張った金属線の表面に流動パラフィンのような液状の発煙性材料を塗布し、通電による金属線の発熱によって発煙性材料を昇温させて煙を生じさせる。この煙によって空気流が可視化される。スモークワイヤ法は、タイヤの評価、具体的にはタイヤの周囲の空気流の評価に適用し得る。
特開平５－２６４３９７号公報
　従来のスモークワイヤ法では、発煙性材料は金属線に塗布されているので、発煙性材料の量が少なく、煙発生時間が短い。また、金属線に塗布された発煙性材料から連続的に煙が発生するので、空気流の流線は可視化できるが、空気流の流速に関する情報を得ることは困難である。これらの理由で、従来のスモークワイヤ法をタイヤの評価に適用した場合、タイヤの周囲の空気流を高精度で評価することは困難である。
　本発明は、タイヤの周囲の空気流をより高精度で評価することを課題とする。
　本発明の第１の態様は、風洞と、前記風洞内でタイヤを保持し、かつ回転させる回転装置と、前記風洞に対して空気を送り込み、前記風洞内に空気流を発生させる送風装置と、前記風洞内に配置された金属線と、前記金属線に通電するための通電装置と風洞内を撮影する撮影装置とを備え、前記金属線は、ループ部と、前記ループ部の基端に設けられ、前記金属線が互いに接触する接触部とを備え、前記ループ部内に、昇温により発熱する発煙性材料が保持されている、タイヤ評価装置を提供する。
　通電装置によって通電された金属線が発熱し、この熱によって発煙性材料から煙が発生する。煙によって可視化された空気流の流線を撮影装置で撮影することによって、タイヤの周囲の空気流を評価できる。
　発煙性材料は金属線の表面に塗布されているのではなく、ループ部内に保持されている。金属線の表面に塗布するのではなく、ループ部内に保持することで、発煙に供する発煙性材料の量を増やすことができる。その結果、煙発生時間、従って煙によって可視化された空気流の流線の撮影時間を延ばすことができる。
　ループ部内に保持された発煙性材料から切れ目なく連続的に煙が発生するのではなく、ループ部内に保持された発煙材料から短い時間間隔で、断続的ないし非連続的にドット状の煙が発生する。そのため、空気流の流線を可視化できるだけでなく、空気流の速度に関する情報を得ることができる。
　金属線の表面に発煙性液状材料を塗布する従来のスモークワイヤ法では、発生する煙の形状の制御と、金属線のどの位置で煙を発生させるかの制御が困難である。これに対して、本発明に係るタイヤ評価装置では、ループ部内に保持された発煙性材料のみから煙が発生するので、発生する煙の形状の制御と、金属線のどの位置で煙を発生させるかの制御が容易である。
　金属線の表面に発煙性液状材料を塗布する従来のスモークワイヤ法では、空気流の流速が速いと、空気流によって発煙性液状材料が金属線から吹き飛ばされやすい。これに対して、本発明に係るタイヤ評価装置では、発煙性材料は単に金属線の表面に塗布されているのではなく、ループ部内に保持されている。そのため、比較的高流速であっても、発煙性材料が空気流によって金属線から吹き飛ばされることがなく、空気流の流速は５m／分程度であっても使用できる。
　前記接触部は、前記ループ部に対して前記空気流の下流側に位置する。
　前記発煙性材料は、昇温により発煙する発煙性液状材料に、粘性付与材料を添加したものである。
　前記発煙性液状材料は、例えば流動パラフィンである。
　粘性付与材料は、例えば粉体材料である。
　前記粉体材料は、例えば滑石、又は窒化ホウ素である。
　前記発煙性材料の粘度は２Pa・s以上１２Pa・s以下が好ましい
　前記接触部は、前記ループ部の前記基端において、前記金属線に設けられた撚り部である。
　前記金属線は、前記保持装置に保持された前記タイヤに対して前記空気流の上流側において、前記風洞内に張られてもよい。
　前記金属線は、前記前記保持装置に保持された前記タイヤを取り囲むように配置されてもよい。
　本発明の第２の態様は、空洞内に配置したタイヤを回転させ、前記風洞内に空気流を発生させ、前記風洞内に配置された金属線に通電して、前記金属線に保持された発煙性材料を加熱して煙を発生させ、風洞内の少なくとも前記タイヤの周囲の領域を撮影し、前記金属線は、ループ部と、前記ループ部の基端に設けられ、前記金属線が互いに接触する接触部とを備え、前記発煙材料は前記ループ部内に保持されている、タイヤ評価方法を提供する。
　本発明に係るタイヤ評価装置及びタイヤ評価方法によれば、より高精度でタイヤの周囲の空気流を評価できる。
本発明の第１実施形態に係るタイヤ評価装置を示す模式的な断面図。 図１のII－II線に沿った模式的な断面図。 図１のIII部の拡大図。 図３のIV－IV線に沿った拡大断面図。 ループ部の形成を説明するための模式図。 ドット状の煙の移動を説明するための概念図。 第１実施形態に係るタイヤ評価装置の変形例を示す図２と同様の模式的な断面図。 本発明の第２実施形態に係るタイヤ評価装置を示す模式的な断面図。 図８のIX－IX線に沿った模式的な断面図。 第１実施形態に係るタイヤ評価装置の変形例を示す図９と同様の模式的な断面図。
　（第１実施形態）
図１及び図２を参照すると、本発明の第１実施形態に係るタイヤ評価装置（風洞試験装置）１は、風洞２、送風装置３、回転装置（保持装置）４、煙発生装置５、ビデオカメラ（撮影装置）６、及びレーザ光発生装置（照明装置）７を備える。
　本実施形態における風洞２は、底壁２ａ、頂壁２ｂ、及び一対の側壁２ｃを備え、風洞２の内部空間８は水平方向（図においてＸ方向）に延びている。
　送風装置３は、本実施形態では、風洞２の一端側（図１において右端部側）に配置されており、内部空間８に空気を送り込み、風洞２の他端側（図１において左端部側）に向かう空気流を生じさせる（図１において空気流の向きを矢印Ｆで示す）。風洞２の他端側に送風装置を配置し、内部空間７の空気を吸引することで矢印Ｆに示す向きの空気流を生じさせてもよい。
　回転装置４は、風洞２の外側に位置するベース部４ａと、ベース４ａから鉛直方向（図においてＺ方向）に延びて底壁２ａを介して風洞２の内部空間８に進入しているケーシング４ｂとを備える。内部空間８内に位置するケーシング４ｂの上端側には、風洞２の幅方向（Ｙ方向）に水平に延びる軸線ＡＸ回りに回転する駆動軸４ｃが設けられている。観察対象であるタイヤ１１は、ホイール１２に装着されている。ホイール１２は駆動軸４ｃに取り付けられている。つまり、タイヤ１１は回転装置４の駆動軸４ｃに固定されることで、風洞２の内部空間に保持されている。ベース部４ａにはモータ４ｄが備えられている。モータ４ｄの出力軸の回転は、ケーシング４ｂ内に内蔵された伝動機構（図示せず）を介して駆動軸４ｃに伝達される。従って、タイヤ１１は風洞２の内部空間８において駆動軸４ｃと共に軸線ＡＸ回りに回転する（図１の矢印Ｒ１，Ｒ２参照）。
　煙発生装置５は、本実施形態では、風洞２の内部空間８に張られた単一の金属細線２１と、この金属細線２１に通電するための通電装置２２とを備える。
　本実施形態における金属細線２１は、鉛直方向（Ｚ方向に）に直線状に延びるように内部空間８に張られており、上端が風洞２の頂壁２ｂ側に位置し、下端が風洞２の底壁２ａ側に位置している。また、金属細線２１は、回転装置４に保持されたタイヤ１１よりも空気流の上流側に張られている。金属細線２１には、間隔をあけて複数のループ部２１ａが設けられている。個々のループ部２１ａ内には、昇温により発熱する発煙性材料２３が保持されている。金属細線２１は、その両端に設けられた端子部２４Ａ，２４Ｂが導線２５Ａ，２５Ｂを介して通電装置２２に電気的に接続されている。本実施形態における通電装置２２は、金属細線２１に直流電圧を印加する。通電装置２２によって通電された金属細線２１は抵抗熱を生じ、この抵抗熱によって個々のループ部２１ａに保持された発煙性材料２３から煙が発生する。金属細線２１と発煙性材料２３については、後に詳述する。
　ビデオカメラ６は、風洞２の内部空間８のうち、少なくともタイヤ１１の周囲の領域を撮影する。つまり、ビデオカメラ６は、発煙性材料２３が発生する煙によって可視化されたタイヤ１１の周囲の空気流を撮影する。煙によって可視化された空気流の流線をビデオカメラ６で撮影し、撮影された動画像によってタイヤ１１の周囲の空気流を評価できる。レーザ光発生装置７が発生するレーザ光の照射方向は、タイヤ１１の周囲に向けられている。タイヤ１１の周囲の煙にレーザ光が照射されることで、ビデオカメラ６は煙によって可視化されたタイヤ１１の周囲の空気流を、より鮮明に撮影できる。
　以下、金属細線２１と発煙性材料２３について詳述する。
　本実施形態では、金属細線２１はニクロム線である。金属細線２１は単線であっても、撚線であってもよい。金属細線２１の直径は、１mm以上２０mm以下が好ましく、５mm以上１０mm以下がより好ましい。
　図３から図５を参照すると、本実施形態におけるループ部２１ａは、金属細線２１を巻回した後に、巻回した部分の基端において金属細線２１を１回だけ撚ることで形成されている。つまり、ループ部２１ａの基端には、金属細線２１が互いに接触する撚り部（接触部）２１ｂが形成されている。
　本実施形態におけるループ部２１ａは楕円状である。ループ部２１ａは、円形、又は三角形等の多角形であってもよい。また、ループ部２１ａは、金属細線２１を複数回巻回したコイル状であってもよい。ループ部２１ａの周長は、円形に変形させた直径が１mm以上２０mm以下、好ましくは５mm以上１０mm以下となるように設定することが好ましい。
　本実施形態における発煙性材料２３は、発煙性液状材料としての流動パラフィンに、粘性付与材料として、粉体材料の一例である滑石を混合し、ループ部２１ａから脱落しないような粘性を付与したものである。発煙性液状材料は流動パラフィンに限定されず、同様の特性を有する材料であってもよい。粘性付与材料としての粉体材料は、滑石に限定されず、例えば窒化ホウ素（ＢＮ）の粉末を採用できる。
　発煙性材料の粘度は、０．１Pa・s以上１００Pa・s以下が好ましく、２Pa・s以上１２Pa・s以下がより好ましい。発煙性液状材料の粘度が０．１Pa・s以上１００Pa・s以下である場合、２Pa・s以上１２Pa・s以下の粘度を有する発煙性材料を得るには、粘性付与材料としての粉体材料の粒子径が２μm以上７５μm以下であることが好ましい。
　通電装置２２によって金属細線２１に通電すると、金属細線２１の発熱によってループ部２１ａ内に保持された発煙性材料２３が加熱され、発煙性材料２３に含まれる発煙性液状材料が気化して煙が発生する。この際、ループ部２１ａ内に保持された発煙性材料２３から切れ目なく連続的に煙が発生するのではなく、ループ部２１ａ内に保持された発煙性材料２３から短い時間間隔で、断続的ないし非連続的にドット状の煙が発生する。図３の符号２６は、ドット状の煙の塊を示す（以下、単に「ドット２６」という）。ドット２６が発生する時間間隔は、４０msec程度である。
　発煙性材料２３は金属細線２１の表面に塗布されているのではなく、ループ部２１ａ内に塊状で保持されている。そのため、発煙に供する発煙性材料２３の量を増やすことができる。その結果、煙発生時間、従って、煙によって可視化された空気流の流線をビデオカメラ６で撮影できる時間を延ばすことができる。
　金属細線の表面に発煙性液状材料を塗布する従来のスモークワイヤ法では、発生する煙の形状の制御と、金属細線のどの位置で煙を発生させるかの制御が困難である。これに対して、本実施形態における煙発生装置５では、ループ部２１ａ内に保持された発煙性材料２３のみから煙が発生するので、発生する煙の形状の制御と、金属細線２１のどの位置で煙を発生させるかの制御が容易である。
　前述のように、ループ部２１ａ内に保持された発煙性材料２３から煙のドット２６が断続的に発生する理由は、以下の通り推察される。ループ部２１ａの周辺では金属細線２１が互いに接触している撚り部２１ｂの部分で最も電気抵抗が大きいので、通電装置２２で金属細線２１に通電したときに、抵抗熱の発熱は撚り部２１ｂにおいて最も顕著である。そのため、ループ部２１ａ内の発煙性材料２３のうち撚り部２１ｂに最も近い部分において、発煙性材料２３に含まれる発煙性液状材料（前述のように、本実施形態では、流動パラフィン）が気化して煙が発生する。この煙発生時、つまり発煙性液状材料の気化時には、気化熱によって撚り部２１ｂの温度が瞬間的に低下し、その結果、煙の発生（発煙性液状材料の気化）が瞬間的に停止する。しかし、抵抗熱によって撚り部２１ｂの温度は瞬間的に再上昇し、発煙性液状材料が気化して、再び煙が発生する。このように、撚り部２１ｂの温度が瞬間的な低下と上昇を繰り返すことで、発煙性材料２３から煙のドット２６が断続的に発生するものと推察される。
　発煙性材料２３からの煙のドット２６の断続的な発生は、ループ部２１ａ内に保持された発煙性材料２３に含まれる発煙性液状材料が消費されるまで継続する。発煙性材料２３からの煙発生時間は、ループ部２１ａ内に保持されている発煙性材料２３の量、従ってループ部２１ａの大きさに依存し、１０秒以上６００秒以下程度である。
　ループ部２１ａ内に保持された発煙性材料２３から切れ目なく連続的に煙が発生するのではなく、ループ部２１ａ内に保持された発煙材料２３から短い時間間隔で、断続的ないし非連続的に煙のドット２６が発生する。そのため、空気流の流線を可視化できるだけでなく、空気流の速度に関する情報を得ることができる。例えば、図６は、ビデオカメラ６によって撮影されたある時刻「Ｔ秒」の画像における複数のドット２６と、時刻「Ｔ秒」より１／ｆ秒後（ｆはビデオカメラのフレームレイト（fps））の「Ｔ＋１／ｆ秒」の画像における複数のドット２６を示す。これら２枚の画像における個々のドット２６のＸ方向の位置を比較することで、空気流のＸ方向の速度に関する情報を得ることができる。つまり、ビデオカメラ６で撮影することで、空気流の流線に関する情報が得られるだけでなく、空気流の速度に関する情報（例えばタイヤ１１の周辺での空気流の速度分布）を得ることができ、高精度でタイヤ１１を評価できる。
　前述のように、撚り部２１ｂで発生する抵抗熱によって、ループ部２１ａ内の発煙性材料２３に含まれる発煙性液状材料が気化し、煙のドット２６が発生するものと推察される。そのため、安定して煙のドット２６を発生させるには、撚り部２１ｂに空気流が直接吹き付けられないことが好ましい。本実施形態では、図３及び図４に最も明瞭に示すように、撚り部２１ｂをループ部２１ａに対して空気流の下流側に位置させ、それによってループ部２１ａ内の発煙性材料２３からの煙のドット２６の発生を安定させている。
　金属細線の表面に発煙性液状材料を塗布する従来のスモークワイヤ法では、空気流の流速が速いと、空気流によって発煙性液状材料が金属細線から吹き飛ばされやすい。これに対して、本実施形態における煙発生装置５では、発煙性材料２３は単に金属線の表面に塗布されているのではなく、ループ部２１ａ内に保持されている。そのため、空気流が比較的高流速であっても、発煙性材料２３が空気流によって金属線から吹き飛ばされることがない。そのため、本実施形態における煙発生装置５は、空気流の流速が５m／分程度であっても使用できる。発煙性材料２３のループ部２１ａからの脱落を回避するには、発煙性材料２３に空気流が直接吹き付けられないことが好ましい。そのため、本実施形態では、図４に示すように、ループ部２１ａが構成する面Ｓを空気流の向きに対して平行としている。
　図７は、第１実施形態の変形例を示す。この変形例では、３本の金属細線２１が鉛直方向（Ｚ方向）に直線状に延びるように、風洞２の幅方向（Ｙ方向）に間隔をあけて、内部空間８に張られている。鉛直方向に直線状に延びるように内部空間８に張られる金属線２１の本数は、２本でもよいし、４本以上であってもよい。また、１本又は複数本の金属線２１を、風洞２の幅方向（Ｙ方向）に直線状に延びるように内部空間８に張ってもよい。さらに、１本又は複数本の金属線２１を、鉛直方向（Ｚ方向）、風洞２の幅方向（Ｙ方向）、及び風洞２の長手方向（Ｚ方向）のうちの少なくとも一方に対して傾斜させて、直線状に延びるように内部空間８に張ってもよい。
　（第２実施形態）
　図８及び図９を参照すると、本発明の第２実施形態に係るタイヤ評価装置（風洞試験装置）１では、煙発生装置５が備える単一の金属細線２１は、回転装置４の駆動軸４ｃに保持されたタイヤ１１のトレッド部を、間隔をあけて取り囲むように配置されている。このように金属細線２１を配置することで、タイヤ１１の周囲における空気流の形状や速度をより詳細に評価できる。
　第２実施形態のその他の構成及び作用は、第１実施形態と同様である。
　図１０は、第２実施形態の変形例を示す。この変形例では、３本の金属細線２１をタイヤ１１の周囲を取り囲むように配置している。タイヤ１１の周囲を取り囲むように配置する金属細線２１の本数は、２本でもよいし、４本以上であってもよい。
　１　タイヤ評価装置
　２　風洞
　２ａ　底壁
　２ｂ　頂壁
　２ｃ　側壁
　３　送風装置
　４　回転装置
　４ａ　ベース部
　４ｂ　ケーシング
　４ｃ　駆動軸
　４ｄ　モータ
　５　煙発生装置
　６　ビデオカメラ（撮影装置）
　７　レーザ光線発生装置（照明装置）
　８　内部空間
　１１　タイヤ
　１２　ホイール
　２１　金属細線（金属線）
　２１ａ　ループ部
　２１ｂ　撚り部（接触部）
　２２　通電装置
　２３　発煙性材料
　２４Ａ，２４Ｂ　端子
　２５Ａ，２５Ｂ　導線
　２６　ドット

Claims (11)

  1. 　風洞と、
    　前記風洞内でタイヤを保持し、かつ回転させる回転装置と、
    　前記風洞に対して空気を送り込み、前記風洞内に空気流を発生させる送風装置と、
    　前記風洞内に配置された金属線と、
    　前記金属線に通電するための通電装置と
    　風洞内を撮影する撮影装置と
    　を備え、
    　前記金属線は、
    　ループ部と、
    　前記ループ部の基端に設けられ、前記金属線が互いに接触する接触部と
    　を備え、
    　前記ループ部内に、昇温により発熱する発煙性材料が保持されている、タイヤ評価装置。
  2. 　前記接触部は、前記ループ部に対して前記空気流の下流側に位置する、請求項１に記載のタイヤ評価装置。
  3. 　前記発煙性材料は、昇温により発煙する発煙性液状材料に、粘性付与材料を添加したものである、請求項１又は請求項２に記載のタイヤ評価装置。
  4. 　前記発煙性液状材料は流動パラフィンである、請求項３に記載のタイヤ評価装置。
  5. 　粘性付与材料は粉体材料である、請求項３又は請求項４に記載のタイヤ評価装置。
  6. 　前記粉体材料は滑石、又は窒化ホウ素である、請求項３から請求項５のいずれか１項に記載のタイヤ評価装置。
  7. 　前記発煙性材料の粘度は２Pa・s以上１２Pa・s以下である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のタイヤ評価装置。
  8. 　前記接触部は、前記ループ部の前記基端において、前記金属線に設けられた撚り部である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のタイヤ評価装置。
  9. 　前記金属線は、前記保持装置に保持された前記タイヤに対して前記空気流の上流側において、前記風洞内に張られている、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のタイヤ評価装置。
  10. 　前記金属線は、前記前記保持装置に保持された前記タイヤを取り囲むように配置されている、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のタイヤ評価装置。
  11. 　空洞内に配置したタイヤを回転させ、
    　前記風洞内に空気流を発生させ、
    　前記風洞内に配置された金属線に通電して、前記金属線に保持された発煙性材料を加熱して煙を発生させ、
    　風洞内の少なくとも前記タイヤの周囲の領域を撮影し、
    　前記金属線は、ループ部と、前記ループ部の基端に設けられ、前記金属線が互いに接触する接触部とを備え、前記発煙材料は前記ループ部内に保持されている、タイヤ評価方法。
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