JP5140331B2 - リム滑り量の測定方法およびそれを用いられるリム滑り量測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、リムに取り付けられ、走行回転するタイヤのサイドウォール表面のリムフランジに対する相対変位量（以下、「リム滑り量」という）を測定する方法およびそのための装置に関する。

例えば、タイヤの故障解析をするため、荷重下で走行するタイヤがリムから受ける影響を調べるときの一つの情報として、タイヤのサイドウォール表面のリムフランジに対する相対変位量（以下、「リム滑り量」という）を測定することが行われる。リム滑り量の測定に際しては、従来、タイヤをリムに取り付けて、測定員が、タイヤ側面から一本に見える半径方向の直線を、タイヤのサイドウォール部との両方にマーキングし、タイヤを走行させたあと、これらの直線の周方向ずれ量を目視で測定することにより行われていた。

しかしながら、この方法は、タイヤが停止した状態でしか測定することができないので、走行後の積算されたリム滑り量しか得ることができず、リム滑り量の時間的な変化を調べることができないことのほか、測定員による直線マーキングの精度が不十分だったり、直線の周方向ずれ量の読み取り誤差が大きかったりして、安定した測定結果が得られなかった。

このような問題に対応するため、例えば、リムに治具を取り付けこの治具に軸支されたローラの周面をタイヤの表面に接触させることにより、タイヤのリムに対する周方向のずれ量をローラの回転角度として検知する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−７１５２９号公開公報

しかしながら、上記に提案された方法は、タイヤの周方向のずれ量しか検知することができないという問題があり、タイヤの故障解析等において、タイヤ周方向のみならずこれに直交するタイヤ半径方向等、種々の方向の滑り量を知りたい場合にたいしては有効ではなく、新しいリム滑り量の測定方法が求められていた。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、種々の方向の滑り量を精度良く測定することのできる、リム滑り量の測定方法、および、そのための装置を提供することを目的とする。

＜１＞は、リムに取り付けられ、走行回転するタイヤのサイドウォール表面のリムフランジに対する相対変位量（以下、「リム滑り量」という）を測定する方法において、
リムフランジのタイヤとの接触面に固定された平行な２本のリード線と、タイヤのサイドウォール面に前記リード線のそれぞれと接触するよう配置された１本の測定導線とによって形成される回路の電気抵抗を測定し、前記リム滑り量の大きさに応じて前記測定導線の前記リード線との接触位置が変化し前記電気抵抗が変わることを利用して、前記電気抵抗の測定値に基づいて前記リム滑り量を算出するリム滑り量の測定方法である。

＜２＞は、＜１＞のリム滑り量の測定方法に用いられるリム滑り量測定装置であって、前記２本のリード線と、前記１本の測定導線と、前記回路の電気抵抗を測定する電気抵抗測定器と、前記電気抵抗の測定値から前記リム滑り量を算出する演算部とを具えたリム滑り量測定装置である。

＜３＞は、＜２＞において、前記演算部によって算出された演算結果を表示するディスプレイと、この演算結果を格納する記憶部を具えてなるリム滑り量測定装置である。

＜４＞は、＜２＞もしくは＜３＞において、前記リード線を、リムフランジ表面に形成した電気絶縁層上に貼り付けてなるリム滑り量測定装置である。

＜５＞は、＜２＞〜＜４＞のいずれかにおいて、前記測定導線を、サイドウォール表面に形成した電気絶縁層上に貼り付けてなるリム滑り量測定装置である。

＜６＞は、＜２＞〜＜５＞のいずれかにおいて、前記測定導線の弾性率は、タイヤのサイドウォールゴムの弾性率より低いことを特徴とするリム滑り量測定装置である。

＜１＞によれば、リムフランジのタイヤとの接触面に固定された平行な２本のリード線と、タイヤのサイドウォール面に貼り付けられ、荷重下で前記の２本リード線と接触して電気的に導通するよう配置された１本の測定導線とが前記荷重下で接触することにより形成される回路の電気抵抗を測定し、前記リム滑り量の大きさに応じて前記測定導線の前記リード線延在方向位置が変化し前記電気抵抗が変わることを利用して、前記電気抵抗の測定値に基づいて前記リム滑り量を算出するので、精度良く、しかも、リード線を所望の方向に向けて配置することにより、タイヤ周方向以外にも、種々の方向の滑り量を知りことができる。

＜２＞によれば、前記２本のリード線と、前記１本の測定導線と、前記回路の電気抵抗を測定する電気抵抗測定器と、前記電気抵抗の測定値から前記リム滑り量を算出する演算部とを具えるので、＜１＞の製造方法を可能にすることができる。

＜３＞によれば、前記演算部によって算出された演算結果を表示するディスプレイと、この演算結果を格納する記憶部を具えるので、測定結果を、効果的に出力し、あるいは、あとのデータ処理のステップで再利用することができる。

＜４＞によれば、前記リード線を、リムフランジ表面に形成した電気絶縁層上に貼り付けたので、前記リード線と前記測定導線とで形成する回路の前記リード線部分の絶縁を確実なものにすることができ、回路の電気抵抗の測定精度を向上させることができる。

＜５＞によれば、、前記測定導線を、サイドウォール表面に形成した電気絶縁層上に貼り付けたので、前記リード線と前記測定導線とで形成する回路の前記測定導線部分の絶縁を確実なものにすることができ、回路の電気抵抗の測定精度を向上させることができる。

＜６＞によれば、前記測定導線の弾性率は、タイヤのサイドウォールゴムの弾性率より低いので、前記測定導線は、タイヤの走行に伴って変形するサイドウォール表面の伸縮に対して柔軟に追従することができ、測定導線の耐久性を確保することができる。

本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図１は、本発明に係る第一実施形態のリム滑り量測定装置を示す概念図であり、この実施形態のリム滑り量測定装置は、リムフランジ２のタイヤ３との接触面に固定された平行な２本のリード線５と、タイヤ３のサイドウォール面４に貼り付けられ、前記の２本のリード線５と接触して電気的に導通するよう配置された１本の測定導線６と、リード線５と測定導線６とが接触することにより形成される回路の電気抵抗を測定する電気抵抗測定器７と、前記電気抵抗の測定値から前記リム滑り量を算出する演算部（図示せず）とを具えて構成される。

この実施形態のリム滑り量測定装置は、これを構成するリード線５がタイヤ周方向に沿って延在するよう貼り付けられていて、図５にリムに装着されたタイヤを側面図で模式的に示すように、リムフランジ２に対するサイドウォール部４の、周方向のリム滑り量を測定するよう構成されている。

このリム滑り量測定装置測定原理について説明する。タイヤ１に荷重をかけるとタイヤのサイドウォール４とリムフランジ２とが接触するが、そのリムフランジ側の接触面には、周方向に互いに平行に延在する２本のリード線が貼り付けられ、また、タイヤ３のサイドウォール４には、タイヤ３に荷重を加えたときこれらのリード線５と接触するように配置された測定導線６が、タイヤ周方向と直交する面内に延在するより貼り付けられており、図３に示すように、相互に接触して電気的に導通するリード線５と測定導線６とは、Ａ、Ｂを端子とする２端子回路を形成する。この回路の抵抗は、２本のリード線５と測定導線６とが直列に接続されているのでこれらの抵抗の値を合計したものが回路の抵抗となる。このような回路において、測定導線６を、リード線５に対してタイヤ周方向にΔxだけ相対変位させたときのΔｘは、簡単のためにリード線５と測定導線６とは比抵抗ρも断面積Ｓも同じと仮定し、リード線５に対して測定導線６を相対移動する前後の、端子Ａ、Ｂ間の抵抗の差をΔＲとすると、式（１）で表すことができる。

Δｘ＝ΔＲ・Ｓ/（２ρ） （１）

ここで、比抵抗ρ、および、断面積Ｓは既知であるので、測定した抵抗の差ΔＲから測定導線６の変位量Δｘを求めることができ、この測定導線６はサイドウォール表面に貼り付けられ固定されているので、Δｘはそのまま、サイドウォール表面４のリム１に対する相対移動量、すなわリムすべり量を表すことになり、このようにして、リムすべり量を抵抗の差ΔＲから求めることができる。

なお、以上の説明から明かなように、ここでいうリム滑り量は、サイドウォールとリムとが接触した状態における面内の相対変位量であり、これは、サイドウォール表面の伸縮によって発生するものであり弾性的変化である。

また、制御部は、電気抵抗測定器７からの測定データを入力し、その測定データからΔＲを求め、式（１）に基づいてΔｘを演算し、その演算結果をリム滑り量としてディスプレイ等に出力するよう構成されていて、ＣＰＵや、ρ、Ｓ等の定数を格納するＲＯＭ等のメモリを具えて構成される。なお、演算結果をディスプレイ等に出力するに際しては演算結果であるリム滑り量の時間変化をグラフ化して表す等の処理を行うことにより、利用範囲を一層広げることができる。

なお、図２おいて、８は、特にアルミホイール等の金属製ホイールの場合に必要な電気絶縁層を示し、リムフランジ２の表面に電気絶縁層３を形成したあと、電気絶縁層３にリード線５を貼り付けるのが好ましく、このことによって、回路の絶縁性を確保することができる。

同様にして、９は、電気絶縁層を示し、サイドウォール４の表面に電気絶縁層９を形成したあと、電気絶縁層９に測定導線６を貼り付けるのが好ましく、このことによって、回路の絶縁性をさらに確実なものにすることができる。

また、タイヤのサイドウォールに貼り付ける測定導線６は、その弾性率がサイドウォールゴムの弾性率よりの低いものを用いるのが好ましく、このことによって変形の大きいサイドウォール部の伸縮変形に容易に追従させることができ、耐久性を高めることができる。

ここで、リムフランジ２の表面に形成する電気絶縁層８、並びに、サイドウォール４上に形成する電気絶縁層９としては、ポリエチレン、ポリスチロール、テフロン（登録商標）、シリコンゴム等の材料よりなるものを例示することができ、また、リード線５としては、銀、銅、金、アルミニウム、マグネシウム、タングステン等の金属材料よりなるものを用い、測定導線６としては、それぞれ、ニクロム合金、炭素、コンスタンタン合金等よりなるものを用いるのが好ましい。

図４は、本発明に係る第二実施形態のリム滑り量測定装置を示す概念図であり、この実施形態のリム滑り量測定装置も、第一の実施形態のものと同様に、リムフランジ２のタイヤ３との接触面に固定された平行な２本のリード線１５と、タイヤ３のサイドウォール面４に貼り付けられ、前記２本のリード線１５と接触して電気的に導通するよう配置された１本の測定導線１６と、リード線１５と測定導線１６とが接触することにより形成される回路の電気抵抗を測定する電気抵抗測定器７と、前記電気抵抗の測定値から前記リム滑り量を算出する演算部（図示せず）とを具えて構成されるが、本実施形態のものが、第一の実施形態のものと異なるのは、それぞれのリード線１５が、タイヤ周方向と直交する面内に延在し、また、測定導線１６が周方向に延在する点だけであり、この場合、図５に、タイヤ３のビード部とリム１とをそれらの中心軸線を通る断面における断面図で模式的に示すように、タイヤ周方向に直交する面内のリムに対するサイドウォール表面の相対変位を測定するものとなる。なお、その他の点については、すべて、第一の実施形態について説明した通りである。

以上、周方向のリムすべり量、および、周方向と直交する面内のリムすべり量を測定する場合について説明したが、これら以外にも、リード線をリムフランジ２に固定する際の向きを種々選択することにより、所望に応じて他の方向のリムすべり量も測定することができる。

本発明に係る第一実施形態のリム滑り量測定装置を示す概念図である。 第一実施形態において測定するリム滑り量の方向を示すタイヤの側面図である。 本発明の測定原理を説明するための回路の模式図である。 本発明に係る第二実施形態のリム滑り量測定装置を示す概念図である。 第二実施形態において測定するリム滑り量の方向を示すタイヤの断面図である。

符号の説明

１ リム
２ リムフランジ
３ タイヤ
４ サイドウォール
５ リード線
６ 測定導線
７ 電気抵抗測定器
８ 電気絶縁層
９ 電気絶縁層
１５ リード線
１６ 測定導線

Claims (6)

1. リムに取り付けられ、走行回転するタイヤのサイドウォール表面のリムフランジに対する相対変位量（以下、「リム滑り量」という）を測定する方法において、
   リムフランジのタイヤとの接触面に固定された平行な２本のリード線と、タイヤのサイドウォール面に前記リード線のそれぞれと接触するよう配置された１本の測定導線とによって形成される回路の電気抵抗を測定し、前記リム滑り量の大きさに応じて前記測定導線の前記リード線との接触位置が変化し前記電気抵抗が変わることを利用して、前記電気抵抗の測定値に基づいて前記リム滑り量を算出するリム滑り量の測定方法。
2. 請求項１に記載のリム滑り量の測定方法に用いられるリム滑り量測定装置であって、
   前記２本のリード線と、前記１本の測定導線と、前記回路の電気抵抗を測定する電気抵抗測定器と、前記電気抵抗の測定値から前記リム滑り量を算出する演算部とを具えたリム滑り量測定装置。
3. 前記演算部によって算出された演算結果を表示するディスプレイと、この演算結果を格納する記憶部を具えてなる請求項２に記載のリム滑り量測定装置。
4. 前記リード線を、リムフランジ表面に形成した電気絶縁層上に貼り付けてなる請求項２もしくは３に記載のリム滑り量測定装置。
5. 前記測定導線を、サイドウォール表面に形成した電気絶縁層上に貼り付けてなる請求項請求項２〜４のいずれかに記載のリム滑り量測定装置。
6. 前記測定導線の弾性率は、タイヤのサイドウォールゴムの弾性率より低いことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のリム滑り量測定装置。

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