(57)【要約】【課題】ビード部の故障を早期に再現する試験を行わせることができ、しかも、ビード部の温度を一定条件で昇温すことのできるビード部加速試験装置を提供する。【解決手段】ビード部加速試験用加熱装置１０は、タイヤ１１を装着するリム１２のビードシート面１３上に配置され、リム１２に装着されて回転するタイヤ１１のビード部に接触してこれを加熱するヒータ１を具えている。【選択図】図１
2009029180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを装着するリムのビードシート面上に配置され、リムに装着されて回転するタイヤのビード部に接触してこれを加熱するヒータを具えてなる、ビード部加速試験用加熱装置。
【請求項２】
温度センサを前記ビードシート面に取り付け、この温度センサの検知する温度が所定の値となるようヒータの発熱量を制御する制御部を具えてなる請求項１に記載のビード部加速試験用加熱装置。
【請求項３】
前記ヒータを、フィルム状発熱体と、これを両側から挟み込むそれぞれのフィルム状絶縁層とで構成してなる請求項１もしくは２に記載のビード部加速試験用加熱装置。
【請求項４】
前記ヒータと前記リムとの間に、前記リムより低い熱伝導率を有する断熱層を配置してなる請求項１〜３のいずれかに記載のビード部加速試験用加熱装置。
【請求項５】
前記ヒータ用の電源を、回転しない固定系に設置するとともに、タイヤ回転軸線上に設けられたスリップリングを介してこの電源と前記ヒータとを電気的に導通させてなる請求項１〜４のいずれかに記載のビード部加速試験用加熱装置。
【請求項６】
前記制御部を、回転しない固定側に設置するとともに、タイヤ回転軸に設けられたスリップリングを介してこの制御部と前記温度センサとを電気的に導通させてなる請求項１〜４のいずれかに記載のビード部加速試験用加熱装置。
【請求項７】
前記ヒータの数を複数個とし、これらを互いに独立して制御できるよう構成してなる請求項１〜６のいずれかに記載のビード部加速試験用加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内で行われるビード部加速試験用に用いられる加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
故障解析や新しい開発業務におけるタイヤの評価のスピードアップのため、実車走行において発生する故障を早期に再現することのできる室内加速試験が広く行われている。そのため、室内加速試験の試験条件は、周囲温度、負荷荷重、速度等のレベルを実車より過酷にするともに、試験結果から実車走行時の故障発生確率を推定して実車走行時の条件に関連づけられるよう、試験条件を一定に制御することのできる試験方法が採用される。
【０００３】
ビード部の故障、特に、重荷重車両用タイヤや建設車両用タイヤのビード部の故障は、タイヤにとっては重要でこれを抑えることは不可欠であるが、ビード部の故障を室内加速試験において効率よく再現する試験方法が見つからないのが現状である。すなわち、ビード部を通常の実車走行時より温度を上げれば故障の発生確率は高まり早期に故障を再現できることは分かっているが、ビード部の温度を他の部分より余計に昇温ししかもその温度が一定の条件となるよう制御することが難しく今まで実現することができなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、ビード部の故障を早期に再現する試験を行わせることができ、しかも、ビード部の温度を一定条件で昇温すことのできるビード部加速試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
＜１＞は、タイヤを装着するリムのビードシート面上に配置され、リムに装着されて回転するタイヤのビード部に接触してこれを加熱するヒータを具えてなるビード部加速試験用加熱装置である。
【０００６】
＜２＞は、＜１＞において、温度センサを前記ビードシート面に取り付け、この温度センサの検知する温度が所定の値となるようヒータの発熱量を制御する制御部を具えてなるビード部加速試験用加熱装置である。
【０００７】
＜３＞は、＜１＞もしくは＜２＞において、前記ヒータをフィルム状発熱体と、これを両側から挟み込むそれぞれのフィルム状絶縁層とで構成してなるビード部加速試験用加熱装置である。
【０００８】
＜４＞は、＜１＞〜＜３＞のいずれかにおいて、前記ヒータと前記リムとの間に、前記リムより低い熱伝導率を有する断熱層を配置してなるビード部加速試験用加熱装置である。
【０００９】
＜５＞は、＜１＞〜＜４＞のいずれかにおいて、前記ヒータ用の電源を、回転しない固定系に設置するとともに、タイヤ回転軸線上に設けられたスリップリングを介してこの電源と前記ヒータとを電気的に導通させてなるビード部加速試験用加熱装置である。
【００１０】
＜６＞は、＜１＞〜＜４＞のいずれかにおいて、前記制御部を、回転しない固定系に設置するとともに、タイヤ回転軸線上に設けられたスリップリングを介してこの制御部と前記温度センサとを電気的に導通させてなるビード部加速試験用加熱装置である。
【００１１】
＜７＞は、＜１＞〜＜６＞のいずれかにおいて、前記ヒータの数を複数個とし、これらを互いに独立して制御できるよう構成してなるビード部加速試験用加熱装置である。
【発明の効果】
【００１２】
＜１＞によれば、タイヤを装着するリムのビードシート面上に配置され、リムに装着されて回転するタイヤのビード部に接触してこれを加熱するヒータを具えるので、タイヤのビード部を局所的に加熱することができ、これをタイヤ全体を加熱した場合には、ビード部の温度がばらつき、試験結果を実車走行における故障発生率に対応づけることができないという問題を解消することができる。
【００１３】
＜２＞によれば、温度センサを前記ビードシート面に取り付け、この温度センサの検知する温度が所定の値となるようヒータの発熱量を制御する制御部を具えるので、ビード部の温度をさらに精度良く制御することができ、また、温度条件が時間ともに変化する試験条件でもバラツキの発生を抑えて容易に実現させることができる。
【００１４】
＜３＞によれば、前記ヒータをフィルム状発熱体と、これを両側から挟み込むそれぞれのフィルム状絶縁層とで構成したので、ヒータの厚さを極めて小さくすることができ、もしこれが厚い場合には、ビードシート面のエアシールが不完全となりタイヤ内のエアが抜けてしまう虞があるのを防止することができる。
【００１５】
＜４＞によれば、前記ヒータと前記リムとの間に断熱層を配置したので、同じビード部の温度に対して少ない熱量でこれを実現することがでる。
【００１６】
＜５＞によれば、前記ヒータ用の電源を、回転しない固定系に設置するとともに、タイヤ回転軸線上に設けられたスリップリングを介してこの電源と前記ヒータとを電気的に導通させたので、もし電源を、回転するタイヤもしくはホイールに配置しようとする場合は、電池等の電源を回転するタイヤもしくはホイールに配置しなければならず、重量が増加する等の理由によって試験ができなくなってしまう。
【００１７】
＜６＞によれば、前記制御部を、回転しない固定系に設置するとともに、タイヤ回転軸線上に設けられたスリップリングを介してこの制御部と前記温度センサとを電気的に導通させたので、制御部を回転体から離れた場所に設置することができ、試験中の温度をモニターすることができる。
【００１８】
＜６＞によれば、前記ヒータの数を複数個とし、これらを互いに独立して制御できるよう構成したので、装置の一部が故障しても、試験を継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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、ビード部加速試験用加熱装置の実施形態をその取り付け状態において示す断面図であり、ビード部加速試験用加熱装置１０を構成するヒータ１は、タイヤ１１を装着するリム１２のビードシート面１３上に配置され、ビードシート面１３に接着等の手段によって固定されている。
【００２０】
図２、図３は、それぞれ、ヒータ１を示す平面図および断面図であり、ヒータ１は、電源８から供給された電力により効果的に発熱するフィルム状発熱体２と、両側からこれを挟み込むそれぞれのフィルム状絶縁層３ａ、３ｂとで構成されている。
【００２１】
また、ヒータ１とリム１２との間にはリム１２より熱伝導率が小さい断熱層４を設けるのが好ましく、このことによって、ヒータ１で発生した熱がタイヤを集中的に伝導することができ、加熱効率をアップするとともに、温度のバラツキを減ずることができる。
【００２２】
フィルム状発熱体２の材料としては、例えば、ステンレス箔の他、ニクロム線を、フィルム状絶縁層３ａ、３ｂの材料としては、ポリイミド製のテープの他、ガラス繊維テープを、また、断熱層４の材料としては、セラミック繊維、ガラス繊維を、それぞれ、例示することができる。また、小さな面積内で発熱量を上げるためには、図示のように、フィルム状発熱体２を直列に延びる線の総延長を長くする必要があり、例えば、コの字状またはジグザグ状にフィルム状発熱体２を折り返して連続させるのがよい。
【００２３】
また、フィルム状発熱体厚さは、40〜60μmとするのがよく、これが40μm未満となれば、発熱量不足を起こしたり、制作時における断線を招いたりする一方、これを60μmを超えるものとした場合には、発熱量が大きくなりすぎて、配線同士の隙間を大きくとらなければならずスペース効率を低下させるとともに、ビードシート面の温度バラツキが大きくしてしまう。また、フィルム状絶縁層３ａ、３ｂの厚さは、50〜300μmとするのがよく、これが50μm未満となれば、絶縁性能や強度の不足を招き、一方、これを300mを超えるものとした場合には、材料コストがアップし、また、ヒータの加工性も悪化する。
【００２４】
なお、ヒータ１の設置に際しては、断熱層４と隙間なく収容する凹部をリム１２に形成しておき、その凹部にはめ込むようにすることが好ましく、ヒータ１をずれることなく固定することができ、さらに、ヒータ１の露出面に潤滑油を塗布することで、タイヤ１１をリム１２に装着する際のヒータ１の損傷を抑えることができる。
【００２５】
また、タイヤのビード部を、所定の温度になるよう精度よく加熱するのには、ビード部の表面の温度を測定する温度センサ５と、この温度センサ５で検知する温度が所定のものとなるよう、ヒータ１に加える電力を調整する制御部６とを設けるのが好ましい。温度センサ５としては、熱電対や抵抗温度計等を用いればよい。また、測定中の温度を表示するディスプレイ７を設ければ、ビード部の昇温状況を目視でチェックすることができる。
【００２６】
タイヤ１１装着したリム１２は、試験中、タイヤ回転軸２１に取り付けられて高速で回転するので、試験性能に影響しないよう、重量のある部品は、回転しない固定系の装置部分に取り付けるのが好ましく、そのため、電源８、制御部６、ディスプレイ７などは、固定系に設けるのがよい。
【００２７】
この場合、回転系と固定系との間で電気的導通が必要なため、固定部分と回転部分とが電気的に接触するよう構成されたスリップリング１４が、図示のようにタイヤ回転軸線上に配置され、このスリップリング１４を介して電源８とヒータ１とが電気的に接続され、温度センサ５と制御部６とが電気的に接続される。
【００２８】
また、ヒータ１と電源８とを繋ぐヒータ用リード線１５、および、温度センサ５と制御部６とを繋ぐ温度センサ用リード線１６を通す経路は、ビードシート面１３からタイヤ幅方向中央側に向かったあとリム１２を貫通してスリップリング１４に至る第一経路（図１参照）と、図６に示すように、ビードシート面１３からタイヤ幅方向外側に向かったあと、リムの一部を貫通しもしくは、タイヤの幅方向外側にでてスリップリング１４に至る第二経路をとることができ、第一経路を採用する場合、タイヤ内圧部内のエアが漏れないよう、リード線１５、１６のリム貫通部分を気密に封止する必要がある。また、第二経路を採用する場合、リム１２を組み合わせ式のものを用い、組み合わせの合わせ部分を通過させてリム１２の内側から外側にリード線１５、１６を導くのがよい。
【００２９】
また、リード線１５、１６を、リム１２を貫通させる際、シールド金具もしくはリード線１５、１６をリムに固定する金具を用いるのがよく、このことによって、リード線１５、１６がリム１２の回転によってがたついて遊ぶのを防止し、断線を防ぐことができる。
【００３０】
なお、ヒータ１のリム１２上の周方向配置として、図４に示すように、これを、一部の周方向位置に限定して配置することもできるし、図５に示すように、全周に配置することもできる。また、ヒータ１の数を複数個とし、これらを互いに独立して制御できるよう構成するのが、作業の効率を向上させる上で好ましい。
【実施例】
【００３１】
図２、３に示したヒータ１を用いて、タイヤ１１を加熱し、その昇温効果を調べた。使用したヒータの仕様は以下の通りであり、昇温テストの結果を、図７のグラフに示す。
電気的仕様：100V（定格）、195W（定格）、51.4Ω（±10%）
耐熱温度：180℃
総厚さ：0.3mm（温度センサ、リード線を除く）
各部材
１）フィルム状発熱体：ステンレス箔（厚さ50μm）
２）フィルム状絶縁層：ポリイミド薄膜（350℃耐熱）
【００３２】
図７は、横軸にヒータにかける電圧に応じたコントロールダイヤルの目盛りをとり、縦軸にタイヤのビード部の表面温度、すなわち温度センサ５で検出された温度をとって、入力熱量と温度との関係を示すグラフであり、２セットあるヒータのうち、両方とも作動させた場合の測定点を黒丸で、片方のヒータが断線したとして、片方のヒータだけを作動させた場合の測定点を白丸で表した。図７から明らかなように、タイヤのビード部を集中的に昇温することができ、しかもその温度が所望のものとなるよう制御でき、再現性のあることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、種々のタイヤのビード加速試験に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る実施形態のビード部加速試験用加熱装置をその取り付け状態において示す断面図である。
【図２】ヒータを示す平面図である。
【図３】ビータを示す断面図である。
【図４】ヒータの配置態様を示す模式図である
【図５】ヒータの他の配置態様を示す模式図である。
【図６】リード線の経路の他の態様を示す断面図である。
【図７】ヒータの昇温効果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
１    ヒータ
３ａ、３ｂ    フィルム状絶縁層
４    断熱層
５    温度センサ
６    制御部
７    ディスプレイ
８    電源
１０    ビード部加速試験用加熱装置
１１    タイヤ
１２    リム
１３    リムのビードシート面
１４    スリップリング
１５    ヒータ用リード線
１６    温度センサ用リード線
２１    タイヤ中心軸
【図１】
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【図２】
2009029180.tif 000004
【図３】
2009029180.tif 000005
【図４】
2009029180.tif 000006
【図５】
2009029180.tif 000007
【図６】
2009029180.tif 000008
【図７】
2009029180.tif 000009