JP2018141710A - タイヤの試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラグ付タイヤの乗り心地を、簡易に精度良く評価する試験装置の提供。
【解決手段】この試験装置２は、タイヤ４がその上を走行する走行板６、上記タイヤ４が回転可能に取り付けられ上下方向にスライド可能な取付部２０、上記タイヤ４に所望の縦荷重を負荷するための荷重負荷器２６及び上記タイヤ４の上下方向の変位又は加速度が検知できるセンサー２８を備える。好ましくは、この装置２は、上記タイヤ４から上記走行板６に負荷される横力を計測するロードセル１２をさらに備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤの試験装置に関する。詳細には、ラグ付タイヤの試験装置に関する。

農業用車両及び軽土木建設用車両のような作業用車両には、湿田及び軟弱地における作業性が考慮されたラグ付タイヤが装着される。ラグ付タイヤのトレッドは、半径方向外向きに突出した多数のラグを備えている。ラグは、泥土にめり込む。ラグは、タイヤのトラクションに寄与しうる。

ラグ付きタイヤには、乗り心地の向上が求められている。これまでラグ付タイヤの乗り心地の評価では、このタイヤを装着した車両を実際に走行させていた。例えば、車両を走行させて、車両に取り付けた加速度センサーによって、車両の振動が測定されていた。ラグ付タイヤの振動評価についての検討が、特開２００８−１２０１６７公報に開示されている。

特開２００８−１２０１６７公報

車両の左側に装着されたタイヤおいてラグが接地するとき、右側に装着されたタイヤにおいてラグが接地するかラグ間の溝が接地するかで、車両の振動は異なる。すなわち、車両の左右の一方側に装着されたタイヤのラグが接地するタイミングと、車両の他方側に装着されたタイヤのラグが接地するタイミングとの関係が、車両の振動に大きな影響を与える。このタイミングの影響を無くした試験ができれば、ラグ付タイヤの乗り心地が、より正確に評価できる。また、タイヤを車両に装着しこの車両を走行させるには、手間と時間とがかかる。これらを削減したいとの要求も強い。

本発明の目的は、ラグ付タイヤの乗り心地を、簡易に精度良く評価する試験装置の提供にある。

この発明は、そのトレッドが、本体とこの本体から外側方向に突出したラグとを備えるラグ付タイヤの試験装置に関する。この試験装置は、上記タイヤがその上を走行する走行板、上記タイヤが回転可能に取り付けられ上下方向にスライド可能な取付部、上記タイヤに所望の縦荷重を負荷するための荷重負荷器及び上記タイヤの上下方向の変位又は加速度が検知できるセンサーを備える。

好ましくは、この装置は、上記タイヤから上記走行板に負荷される横力を計測するロードセルをさらに備えている。

好ましくは、この装置は、台座及びリニアガイドをさらに備えている。このリニアガイドに案内されて上記走行板がこの台座上をスライドすることで、上記タイヤが上記走行板上を走行する。

好ましくは、上記荷重負荷器は錘である。

好ましくは、この装置は、シャフトと、このシャフトの両端に脱着可能に取り付けられた一対のベアリングとをさらに備えている。上記ベアリングにより上記シャフトは、その軸の周りに回転可能となっている。上記ベアリングは、上記取付部に脱着可能に取り付けられている。上記タイヤを上記シャフトに取り付けることで、上記シャフトと上記ベアリングとを介して、上記タイヤは、上記取付部に回転可能に取り付けられる。

好ましくは、この装置は、試験時の環境温度を調整できる空調機をさらに備える。

本発明に係る試験装置では、ラグ付タイヤは取付部に取り付けられ、走行板の上を走行させられる。このときのタイヤの変位又は加速度が測定される。この装置では、タイヤは一つずつ試験されうるので、この試験結果は、他のタイヤのラグが接地するタイミングの影響を受けない。この装置では、精度よくタイヤの乗り心地が評価できる。この装置を使用した試験では、実際に車両を走行させる必要はない。この装置では、タイヤの乗り心地の評価が簡易に実施できる。

図１は、本発明の一実施形態に係る試験装置が示された正面図である。 図２は、図１の試験装置の側面図である。 図３は、図１の装置で試験されるラグ付タイヤの一例が示された展開図である。 図４（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、図１の装置で試験された結果の一例である。

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。

図１は、本発明に係るラグ付タイヤの試験装置２が示された正面図である。図１には、試験されるタイヤがセットされる位置が二点鎖線で示されている。図２は、この試験装置２の側面図である。図２には、試験されるタイヤ４も併せて示されている。図１において、矢印Ｘで示される方向は左方向であり、この反対の方向は右方向である。図２において、矢印Ｙで示されるは前方であり、この反対の方向は後方である。図１及び２において、矢印Ｚで示されるは上方であり、この反対の方向が下方である。

この試験装置２は、走行板６、ガイド板８、第一リニアガイド１０、ロードセル１２、台座１４、第二リニアガイド１６、枠１８、取付部２０、一対のベアリング２２、シャフト２４、荷重負荷器２６及びセンサー２８を備えている。

走行板６は、前後方向に延びる板状である。走行板６の平面形状は長方形である。走行板６は、その上をタイヤ４が走行する走行面３０を有する。走行面３０は、曲率を有さない平面である。走行板６は、典型的にはスチール等の硬い金属で構成される。走行板６が樹脂で構成されてもよい。走行板６が木製であってもよい。

ガイド板８は、前後方向に延びる板状である。ガイド板８は走行板６の下方に位置する。ガイド板８は、典型的にはスチール等の硬い金属で構成される。ガイド板８が樹脂で構成されてもよい。ガイド板８は木製であってもよい。

第一リニアガイド１０は、走行板６とガイド板８との間に位置している。第一リニアガイド１０のレール３２は、左右方向に延びている。第一リニアガイド１０に案内されることで、走行板６はガイド板８に対して左右方向にスライド可能となっている。すなわち、走行板６は、第一リニアガイド１０を介して、ガイド板８に左右方向にスライド可能に取り付けられている。

ロードセル１２は、走行板６とガイド板８とに接続されている。上述のとおり、走行板６は、ガイド板８に対してスライド可能となっているが、実際にはロードセル１２が走行板６及びガイド板８に接続されているため、走行板６がガイド板８に対してスライドすることはない。ロードセル１２により、走行板６はガイド板８に実質的に固定されている。後述するとおり、このタイヤ４はラグを有するため、タイヤ４が走行するとタイヤ４には左右方向の力（横力）が生じうる。ロードセル１２は、タイヤ４から走行板６に負荷された横力を測定する。ロードセル１２は、走行板６を介して、走行時にタイヤ４に生ずる横力を測定する。

台座１４はガイド板８の下方に位置する。台座１４は床又は地面に固定されている。

第二リニアガイド１６は、ガイド板８と台座１４との間に位置している。第二リニアガイド１６のレール３４は、前後方向に延びている。第二リニアガイド１６に案内されることで、ガイド板８は台座１４に対して前後方向にスライド可能となっている。第二リニアガイド１６により、ガイド板８、走行板６、ロードセル１２及び第一リニアガイド１０は、一体となって台座１４の上を前後方向にスライドしうる。

枠１８は、一対の支柱３６と上板３８とを備えている。それぞれの支柱３６は台座１４に固定されている。支柱３６は台座１４から上方に延びている。上板３８は支柱３６の上端に固定されている。図示されないが、上面視において、上板３８の中央は開口している。後述するとおり、荷重負荷器２６がこの開口を通されている。

取付部２０は、正面視において、上下方向に延びる一対のアーム４０と、左右方向に延びる天井部４２とを備えている。それぞれのアーム４０は、枠１８の支柱３６に、上下方向にスライド可能に取り付けられている。すなわち、取付部２０は、枠１８に対して上下にスライドしうる。天井部４２は、アーム４０の上端において、両側のアーム４０の間に架け渡されている。

それぞれのベアリング２２は、アーム４０の下端に固定されている。このベアリング２２は、アーム４０に脱着可能に取り付けられている。ベアリング２２の中央には孔が設けられている。両方のベアリング２２の孔には、シャフト２４が通されている。これにより、ベアリング２２は、シャフト２４の両端に取り付けられている。ベアリング２２により、シャフト２４は、その軸の周りに回転可能となっている。ベアリング２２とシャフト２４とは脱着可能である。

シャフト２４には、評価の対象となるタイヤ４が取り付けられる。シャフト２４は、このタイヤ４が装着されたホイールの孔に通されている。上記のとおり、シャフト２４は、ベアリング２２によりその軸の周りに回転可能であるため、タイヤ４はこの軸の周りに回転可能である。上記のとおり、ベアリング２２は取付部２０に取り付けられている。すなわち、シャフト２４とベアリング２２とを介して、タイヤ４は回転可能に取付部２０に取り付けられている。

荷重負荷器２６は、取付部２０の天井部４２の上に位置している。この実施形態では、荷重負荷器２６は錘４４である。錘４４が天井部４２の上に載せられている。錘４４は、枠１８の上板３８に設けられた開口を通って、上板３８より上側に突出している。

センサー２８は、荷重負荷器２６に取り付けられている。このセンサー２８は、荷重負荷器２６の上下方向の変位を測定しうる変位センサー２８、又は荷重負荷器２６の上下方向の加速度を測定しうる加速度センサー２８である。変位センサー２８及び加速度センサー２８の両方が取り付けられていてもよい。

前述のとおり、この装置２では、タイヤ４は、シャフト２４及びベアリング２２を介して、取付部２０に取り付けられている。荷重負荷器２６は取付部２０の上に載せされており、センサー２８はこの荷重負荷器２６に取り付けられている。すなわち、タイヤ４、シャフト２４、ベアリング２２、取付部２０、荷重負荷器２６及びセンサー２８は、一体となって枠１８に対して上下にスライドしうる。

図１及び２の実施形態では、センサー２８は荷重負荷器２６に取り付けられている。センサー２８が取付部２０に取り付けられていてもよい。センサー２８は、タイヤ４と一体となって、上下にスライドするように取り付けられていればよい。

図３には、図１の装置２で評価されるラグ付タイヤ４の一例が示されている。この図は、ラグ付タイヤ４のトレッド５０の一部が示された展開図である。図３において、左右方向はこのタイヤ４の軸方向である。上下方向は、このタイヤ４の周方向である。図３において、符号ＣＬで表されるのはこのタイヤ４の赤道面である。このラグ付タイヤ４は、農業車両に装着される。農業車両としては、トラクタ、田植機及び運搬車が例示される。このタイヤ４が、トレンチャのような軽土木建設車両に装着されてもよい。

このタイヤ４のトレッド５０は、地面と接触するトレッド面５２を形成する。トレッド５０は、架橋ゴムからなる。トレッド５０は、本体５４とラグ５６とを備えている。ラグ５６は、本体５４から半径方向外側に突出している。ラグ５６は複数設けられている。図３に示されるとおり、これらのラグ５６は、周方向に沿って左右交互に配置されている。トレッド５０のうち、ラグ５６とラグ５６との間は、ラグ底５８と称される。ラグ５６は、泥土にめり込み、この泥土を掻く。ラグ５６は、タイヤ４のトラクションに寄与しうる。このラグ５６の形状、間隔、高さ等は、このタイヤ４の仕様等が考慮され適宜決められる。

以下では、図１及び２で示される装置２を用いて、図３で示されるタイヤ４を評価する方法が説明される。この評価方法は、タイヤ４がこの装置２にセットされる工程と、タイヤ４の性能を測定する工程とを備える。

タイヤ４がこの装置２にセットされる工程では、一方のベアリング２２がシャフト２４の一端に固定される。ホイールに装着されたタイヤ４が、シャフト２４に取り付けられる。シャフト２４のもう一端にベアリング２２が固定される。これらのベアリング２２が、取付部２０のアーム４０に取り付けられる。これにて取付部２０にタイヤ４が取り付けられる。このタイヤ４が走行板６の上に載せられる。タイヤ４が走行板６の走行面３０と接触する。荷重負荷器２６により、タイヤ４に荷重が負荷される。この実施形態では、取付部２０の天井部４２の上に錘４４が載せられる。タイヤ４が走行板６に押し付けられる。錘４４の重さを調節することで、タイヤ４には所望の縦荷重が負荷される。

タイヤ４の性能を測定する工程では、台座１４の上において、所望の速度でガイド板８が前後方向にスライドされる。走行板６がガイド板８とともに、前後方向にスライドする。これにて、タイヤ４が走行板６の上を走行する。タイヤ４が所望の荷重で走行板６の上を走行する。ラグ５６が存在するため、この走行に伴い、タイヤ４は上下方向に振動する。このときの上下方向の変位が変位センサー２８により測定される。上下方向の加速度が加速度センサー２８により測定される。走行に伴いタイヤ４に生じた横力が、走行板６を介してロードセル１２により計測される。これらの変位、加速度及び横力により、タイヤ４の乗り心地が評価される。

以下ではこの発明の作用効果が説明される。

本発明に係る試験装置２では、ラグ付タイヤ４は取付部２０に取り付けられて走行板６の上を走行させられる。このときのタイヤ４の変位及び加速度が測定される。この装置２では、タイヤ４は一つずつ試験されうるので、試験結果は他のタイヤ４のラグ５６が接地するタイミングの影響を受けない。この装置２では、精度よくタイヤ４の乗り心地が評価できる。

この装置２を使用した評価では、実際に車両を走行させる必要はない。車両にタイヤ４を装着する必要がなく、この車両を運転する必要もない。この装置２では、タイヤ４の乗り心地の評価が簡易に実施できる。さらに、評価に必要なタイヤ４は一つだけであることから、評価コストも削減されている。

ラグ付タイヤ４の乗り心地を評価するのに、従来のドラム式の走行試験機を使用することが考えられる。この試験機では、タイヤ４はドラムの外面又は内面上を走行する。ドラムの走行面は曲率を有する。このドラムの走行面を走行する場合と、平面に近い地面を走行する場合とでは、タイヤ４の接地長は異なる。ドラムの走行面を走行する場合と、平面を走行する場合とでは、接地しているラグ５６の数やラグ５６の範囲が異なる。これは、タイヤ４の振動に影響を与える。ドラム式の走行試験機では、精度よくラグ付タイヤ４の乗り心地を評価できないことがある。

本発明に係る試験装置２では、走行面３０は平面である。ラグ付タイヤ４がこの装置２の走行面３０を走行するときの接地長は、実際の地面を走行するときの接地長に近い。この装置２では、精度良くラグ付タイヤ４の乗り心地を評価することができる。

ラグ付タイヤ４の乗り心地を評価するのに、従来のフラットベルト式の走行試験機を使用することが考えられる。この走行試験機の走行面は、平面である。しかし、フラットベルト式の走行試験機は高価である。さらに、ラグ付タイヤのように、外側に突出したラグを有するタイヤを走行させると、ベルトが破損するおそれがある。

本発明に係る試験装置２では、タイヤ４は走行板６の上を走行する。走行板６は、スチール等の金属、樹脂又は木材で構成される。これらは、リニアガイドによりスライドする。これらは、いずれも安価である。この装置２は安価に構成できる。さらに、これらの材料で構成された走行板６は、壊れにくい。この走行板６では、その上をラグ付タイヤ４が走行しても破損することが防止されている。

従来の走行試験機では、タイヤに所望の荷重を負荷するために、タイヤ４は、走行面に押し付けられる。タイヤの回転軸と走行面との距離は、この状態で固定される。タイヤの回転軸と走行面との距離が一定に保たれたままで、タイヤが走行面上を走行させられる。実際の走行においては、ラグ付タイヤ４には多数のラグ５６が存在するため、タイヤ４は上下に大きく変位する。また、ラグ５６の剛性の変化により、この上下の変位量も変化する。従来の走行試験機では、実際の走行における振動を精度良く再現できないことが起こりうる。

図１及び２に示されるように、この実施形態では、荷重負荷器２６として錘４４が使用される。このように、錘４４を載せることでタイヤ４に所望の荷重を負荷するのが好ましい。荷重負荷器２６として錘４４を使用することで、所望の荷重を負荷した状態で、タイヤ４の軸が上下に変位しうる。この試験装置２では、タイヤ４に所望の荷重を負荷した上で、実際の走行と同様の振動が再現されうる。この装置２では、精度よくラグ付タイヤ４の乗り心地が評価できる。

図２おいて、両矢印Ｌで示されるのは、走行板６の長さである。長さＬは、１ｍ以上が好ましい。長さＬを１ｍ以上とすることで、この装置２では、タイヤ４は、乗り心地の評価に十分な距離を走行できる。この装置２では、精度よくラグ付タイヤ４の乗り心地が評価できる。長さＬは、３ｍ以下が好ましい。長さＬを３ｍ以下とすることで、この装置２の大きさが抑えられる。この装置２は場所をとらない。この装置２は、設置が容易である。

この試験装置２は、環境温度を調整できる空調機をさらに備えるのが好ましい。温度が変動すると、振動が変化することがある。空調機を備えることで、一定の温度のもとで乗り心地の評価ができる。この装置２では、精度よくラグ付タイヤ４の乗り心地が評価できる。

走行時にタイヤ４に生ずる横力を評価するには、図１及び２に示されるように、ロードセル１２を使用するのが好ましい。例えば、走行板６を左右方向にスライド可能として、加速度計や変位計で左右方向の振動を計測する方法も考えられる。この方法では、走行板６が左右方向に流れることが起こりうる。ロードセル１２で走行板６に負荷される横力を計測することにより、走行板６が左右方向に流れることが防止されている。この方法では、タイヤ４に生ずる横力が、走行板６を介して精度良く測定しうる。この装置２では、精度よくラグ付タイヤ４の乗り心地が評価できる。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

図１及び３に示された構成を備えた評価装置で、ラグ付タイヤの評価を行った。タイヤのサイズは、１３．８−２８−ＡＴ５０である。この装置の錘には、加速度センサーと変位センサーが取り付けられている。この錘により、タイヤには、５ｋＮの縦荷重が負荷された。走行板をスライドさせることにより、タイヤを時速１ｋｍ／ｈの速度で走行板上を走行させた。図４（ａ）に、変位センサーにより測定された上下方向の変位が示されている。図４（ｂ）に、加速度センサーにより測定された上下方向の加速度が示されている。図４（ｃ）に、ロードセルにより測定された横力が示されている。

図４（ａ）−（ｃ）に示されるように、この装置では、他のタイヤのラグが接地するタイミングの影響を受けずに、タイヤの上下方向の変位及び加速度、並びにタイヤに負荷される横力が測定されている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

本発明に係る評価装置は、種々の農業車両用及び軽土木建設車両用のラグ付タイヤの評価に使用されうる。

２・・・試験装置
４・・・タイヤ
６・・・走行板
８・・・ガイド板
１０・・・第一リニアガイド
１２・・・ロードセル
１４・・・台座
１６・・・第二リニアガイド
１８・・・枠
２０・・・取付部
２２・・・ベアリング
２４・・・シャフト
２６・・・荷重負荷器
２８・・・センサー
３０・・・走行面
３２、３４・・・レール
３６・・・支柱
３８・・・上板
４０・・・アーム
４２・・・天井部
４４・・・錘
５０・・・トレッド
５２・・・トレッド面
５４・・・本体
５６・・・ラグ
５８・・・ラグ底

Claims (6)

1. そのトレッドが、本体とこの本体から外側方向に突出したラグとを備えるラグ付タイヤの試験装置であって、
   上記タイヤがその上を走行する走行板、上記タイヤが回転可能に取り付けられ上下方向にスライド可能な取付部、上記タイヤに所望の縦荷重を負荷するための荷重負荷器及び上記タイヤの上下方向の変位又は加速度が検知できるセンサーを備えるラグ付タイヤの試験装置。
2. 上記タイヤから上記走行板に負荷される横力を計測するロードセルをさらに備えた請求項１に記載のラグ付タイヤの試験装置。
3. 台座及びリニアガイドをさらに備え、このリニアガイドに案内されて上記走行板がこの台座上をスライドすることで、上記タイヤが上記走行板上を走行する請求項１又は２に記載のラグ付タイヤの試験装置。
4. 上記荷重負荷器が錘である請求項１から３のいずれかに記載のラグ付タイヤの試験装置。
5. シャフトと、このシャフトの両端に脱着可能に取り付けられた一対のベアリングとをさらに備えており、
   上記ベアリングにより上記シャフトがその軸の周りに回転可能となっており、
   上記ベアリングが上記取付部に脱着可能に取り付けられており、
   上記タイヤを上記シャフトに取り付けることで、上記シャフトと上記ベアリングとを介して、上記タイヤが上記取付部に回転可能に取り付けられる請求項１から４のいずれかに記載のラグ付タイヤの試験装置。
6. 試験時の環境温度を調整できる空調機をさらに備える請求項１から５のいずれかに記載のラグ付タイヤの試験装置。

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