JP5836054B2 - Tire test method - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤ試験方法およびタイヤ試験装置に関する。 The present invention relates to a tire test method and a tire test apparatus.
例えば自動車などの車両が、路面に形成されたポットホール上を通過するときに、該車両に装着されたタイヤのトレッド部が、ポットホールにおいて路面と接続される接続縁部のうち、車両の走行方向の前側に位置する前端部に衝突すると、タイヤに、例えばサイドウォール部の変形やピンチカット、サイドカットなどの損傷が生じるおそれがある。
このような衝突に対するタイヤの試験は、車両を用いた実車試験により行われているが、例えば試験に手間がかかったり、衝突時にタイヤだけでなく車両も損傷し易かったり等の問題があることから、下記特許文献1に示されるようなタイヤ試験装置を用いて、前述のようにトレッド部が接続縁部の前端部に衝突してなる衝突状態のタイヤを再現し、タイヤを簡便に試験するタイヤ試験方法が検討されている。
For example, when a vehicle such as an automobile passes over a pothole formed on the road surface, the tread portion of a tire mounted on the vehicle is connected to the road surface in the pothole, and the vehicle travels. If the front end portion located on the front side in the direction collides, the tire may be damaged such as deformation of the sidewall portion, pinch cut, or side cut.
Tire tests against such collisions are carried out by actual vehicle tests using vehicles, but there are problems such as time-consuming testing and damage to not only tires but also vehicles during collisions. Using a tire testing apparatus as shown in Patent Document 1 below, a tire in which the tread portion collides with the front end portion of the connection edge portion as described above is reproduced to easily test the tire. Test methods are being considered.
しかしながら、前記従来のタイヤ試験方法では、前記実車試験との関連性が見出されておらず、前記衝突状態のタイヤを精度よく再現することが困難であり、試験の精度に改善の余地があった。 However, in the conventional tire test method, no relationship with the actual vehicle test has been found, and it is difficult to accurately reproduce the tire in a collision state, and there is room for improvement in test accuracy. It was.
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、高精度かつ簡便にタイヤを試験することができるタイヤ試験方法を提供することである。 This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, The objective is to provide the tire test method which can test a tire with high precision and simply.
前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係るタイヤ試験方法は、実車試験において、路面に形成されたポットホール上を通過する車両に装着されたタイヤのトレッド部が、前記ポットホールにおいて路面と接続される接続縁部のうち、前記車両の走行方向の前側に位置する前端部に衝突してなる衝突状態のタイヤを、タイヤを支持軸と同軸に支持するタイヤ支持部と、前記支持軸方向に延在する回転軸回りに振り上げおよび振り下ろし可能に支持されるとともに、前記回転軸回りに振り上げられた状態から振り下ろされたときに、先端部が前記タイヤ支持部に支持されたタイヤのトレッド部に衝突する振り子部と、を備えるタイヤ試験装置を用いて再現し、タイヤを試験するタイヤ試験方法であって、前記実車試験をモデル化した物理モデルに基づいて、該実車試験において前記トレッド部が前記前端部に衝突するときにタイヤに入力される入力エネルギーを算出し、該入力エネルギーに基づいて、前記振り子部の位置エネルギーを設定することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
In the tire test method according to the present invention, in the actual vehicle test, the tread portion of the tire mounted on the vehicle passing over the pothole formed on the road surface is the connection edge portion connected to the road surface in the pothole. A tire in a collision state, which collides with a front end portion located on the front side in the traveling direction of the vehicle, is swung up around a tire support portion that supports the tire coaxially with a support shaft and a rotation shaft that extends in the support shaft direction. And a pendulum part that is supported so as to be able to be swung down and that collides with a tread part of a tire supported by the tire support part when the tip part is swung down from a state of being swung up around the rotation axis. A tire test method for reproducing and testing a tire using a tire test apparatus provided on the basis of a physical model obtained by modeling the actual vehicle test. Calculating an input energy the tread portion is input to the tire when impinging on the front end, on the basis of the input energy, and sets the potential energy of the pendulum part.
この発明によれば、前記物理モデルに基づいて入力エネルギーを算出し、該入力エネルギーに基づいて振り子部の位置エネルギーを設定するので、実車試験において入力されるエネルギーと同等のエネルギーをタイヤに入力することが可能になり、前記衝突状態のタイヤを精度よく再現してタイヤを高精度に試験することができる。
また、タイヤ試験装置を用いて実施することができるので、タイヤを簡便に試験することができる。
According to this invention, the input energy is calculated based on the physical model, and the potential energy of the pendulum part is set based on the input energy. Therefore, energy equivalent to the energy input in the actual vehicle test is input to the tire. Therefore, the tire in a collision state can be accurately reproduced and the tire can be tested with high accuracy.
Moreover, since it can implement using a tire testing apparatus, a tire can be tested simply.
また、前記物理モデルとして、前記車両の懸架装置に下方に向けて加えられる荷重と、タイヤが外装されたホイールのホイール軸が、前記荷重により前記懸架装置が変形させられることで変位する変位量と、の関係を表す第1の物理モデルと、タイヤが平坦面上に位置した状態でタイヤに下方に向けて加えられる荷重と、該荷重によりタイヤが変形させられることで前記ホイール軸が変位する変位量と、の関係を表す第2の物理モデルと、前記トレッド部が前記前端部に衝突するときに前記前端部が前記トレッド部を押込む押込み力と、タイヤの変形量と、の関係を表す第3の物理モデルと、を用いてもよい。 Further, as the physical model, a load applied downward to the suspension device of the vehicle, and a displacement amount by which a wheel shaft of a wheel with a tire is displaced by the suspension device being deformed by the load, , A load applied downward to the tire with the tire positioned on a flat surface, and a displacement in which the wheel shaft is displaced by the tire being deformed by the load. The relationship between the second physical model representing the relationship between the amount of tire and the amount of deformation of the tire, and the amount of deformation of the tire when the front end portion pushes the tread portion when the tread portion collides with the front end portion. A third physical model may be used.
この場合、物理モデルとして、第1の物理モデル、第2の物理モデルおよび第3の物理モデルを用いるので、前記入力エネルギーを精度よくかつ簡便に算出することが可能になり、タイヤをより高精度かつ簡便に試験することができる。 In this case, since the first physical model, the second physical model, and the third physical model are used as the physical model, the input energy can be calculated accurately and easily, and the tire can be calculated with higher accuracy. And it can be easily tested.
また、前記物理モデルと、前記ポットホールの形状と、タイヤが前記ポットホールに進入するときの前記車両の進入速度と、タイヤの寸法と、に基づいて、前記実車試験において前記トレッド部が前記前端部に衝突するときのタイヤの変形量および反力を算出し、これらの変形量および反力に基づいて、前記入力エネルギーを算出してもよい。 Further, based on the physical model, the shape of the pothole, the approach speed of the vehicle when the tire enters the pothole, and the size of the tire, the tread portion is the front end in the actual vehicle test. The deformation amount and reaction force of the tire when it collides with the part may be calculated, and the input energy may be calculated based on these deformation amount and reaction force.
この場合、前記タイヤの変形量および反力に基づいて前記入力エネルギーを算出するので、前記入力エネルギーをより精度よくかつ簡便に算出することが可能になり、タイヤをより一層高精度かつ簡便に試験することができる。 In this case, since the input energy is calculated based on the deformation amount and reaction force of the tire, the input energy can be calculated more accurately and easily, and the tire can be tested more accurately and easily. can do.
また、前記タイヤの変形量および反力を、前記実車試験において前記車両が前記ポットホール上を通過する過程で、前記ホイール軸が、前記走行方向および鉛直方向の両方向に沿う仮想平面上に描くホイール軌跡を求めながら算出してもよい。 Further, a wheel in which the wheel shaft draws a deformation amount and a reaction force of the tire on a virtual plane along both the traveling direction and the vertical direction in the process in which the vehicle passes over the pothole in the actual vehicle test. You may calculate, calculating | requiring a locus | trajectory.
この場合、前記タイヤの変形量および反力を、前記ホイール軌跡を求めながら算出するので、前記タイヤの変形量および反力を精度よくかつ簡便に算出することが可能になり、タイヤをより一層確実に高精度かつ簡便に試験することができる。 In this case, since the deformation amount and reaction force of the tire are calculated while obtaining the wheel trajectory, the deformation amount and reaction force of the tire can be calculated accurately and simply, and the tire can be more reliably obtained. Highly accurate and simple testing.
また、本発明の参考例に係るタイヤ試験装置は、前記タイヤ試験方法に用いられるタイヤ試験装置であって、前記タイヤ支持部および前記振り子部のうちの少なくとも一方は、前記振り子部の先端部に対するタイヤのキャンバー角が変化するように、移動自在に配設されていることを特徴とする。 Moreover, the tire test apparatus according to the reference example of the present invention is a tire test apparatus used in the tire test method, wherein at least one of the tire support part and the pendulum part is relative to a tip part of the pendulum part. The camber angle of the tire is movably arranged so as to change.
この発明によれば、タイヤ試験方法を実施するときに、タイヤ支持部および振り子部のうちの少なくとも一方を移動させることで、振り子部の先端部に対するタイヤのキャンバー角を変化させた状態で、振り子部の先端部をタイヤのトレッド部に衝突させることができるので、タイヤ試験方法を多様な態様で実施することができる。 According to the present invention, when the tire test method is performed, the pendulum is moved in a state where the camber angle of the tire with respect to the tip portion of the pendulum portion is changed by moving at least one of the tire support portion and the pendulum portion. Since the front end of the tire can collide with the tread portion of the tire, the tire test method can be implemented in various modes.
本発明によれば、高精度かつ簡便にタイヤを試験することができる。 According to the present invention, a tire can be tested with high accuracy and simplicity.
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係るタイヤ試験方法を説明する。
図1および図2に示すように、タイヤ試験方法は、実車試験において、路面11に形成されたポットホール12上を通過する図示しない車両に装着されるタイヤTのトレッド部T1が、ポットホール12において路面11と接続される接続縁部13のうち、車両の走行方向Aの前側に位置する前端部14に衝突してなる衝突状態のタイヤTを、後述するタイヤ試験装置20を用いて再現し、タイヤTを試験する。
Hereinafter, a tire test method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, in the tire test method, in the actual vehicle test, the tread portion T1 of the tire T mounted on the vehicle (not shown) that passes over the
はじめに、前記実車試験の試験条件について説明する。
図1に示すように、路面11は、水平方向に沿って延在しており、前記走行方向Aは、水平方向のうちの一方向となっている。
First, the test conditions of the actual vehicle test will be described.
As shown in FIG. 1, the
ポットホール12は、以下に示す形状をなしている。
すなわち、ポットホール12を画成する壁面のうち、前記走行方向Aの前側に位置し後側を向く前壁面12a、および前記走行方向Aの後側に位置し前側を向く後壁面12bは、鉛直方向に沿って延在している。
また、ポットホール12における接続縁部13の前端部14は、前記走行方向Aおよび鉛直方向に沿った縦断面視において、前記走行方向Aの後側斜め上側を向くとともに曲率半径がRcとされ、かつ前記前壁面12aおよび路面11に滑らかに連なる曲面状となっている。さらに、接続縁部13のうち、前記走行方向Aの後側に位置する後端部15は、前記後壁面12bの上端縁が路面11に直結されてなり、前記縦断面視において、前記走行方向Aの前側斜め上側を向く直角形状をなしている。
そして、ポットホール12の深さは、Heightであり、ポットホール12の前記走行方向Aに沿った長さは、Lengthとなっている。
The
That is, among the wall surfaces defining the
In addition, the
The depth of the
また、タイヤTの外径はRtとなっている。
さらに、タイヤTがポットホール12に進入するとき、つまりタイヤTのトレッド部T1が、接続縁部13の後端部15に当接し、タイヤTが外装されたホイールWのホイール軸W1の前記走行方向Aの位置が、該後端部15の前記走行方向Aの位置と同等であるときの車両の進入速度は、Vvとなっている。
The outer diameter of the tire T is Rt.
Further, when the tire T enters the
ここで当該タイヤ試験方法では、まず、前記実車試験をモデル化した物理モデルに基づいて、該実車試験においてタイヤTのトレッド部T1が接続縁部13の前端部14に衝突するときに、タイヤTに入力される入力エネルギーを算出する。本実施形態では、前記物理モデルとして、図示しない車両の懸架装置に関する第1の物理モデルと、タイヤTに関する第2の物理モデルおよび第3の物理モデルと、を用いる。
Here, in the tire test method, first, based on a physical model that models the actual vehicle test, when the tread portion T1 of the tire T collides with the
第1の物理モデルは、車両の懸架装置に下方に向けて加えられる荷重と、前記ホイール軸W1が、前記荷重により懸架装置が変形させられることで変位する変位量と、の関係を表す。第1の物理モデルは、荷重をloadとし、変位量をdiplacementとすると、下記(1)式で表される。 The first physical model represents a relationship between a load applied downward to the suspension device of the vehicle and a displacement amount by which the wheel shaft W1 is displaced by the suspension device being deformed by the load. The first physical model is expressed by the following equation (1), where the load is load and the displacement is displacement.
(1)式の右辺の第1項は、ばね成分を表すとともに、第2項は、減衰成分を表しており、(1)式中のDvは、予め設定された荷重Lvが加えられたときの変位量であり、Cvは減衰係数であり、Mvは、バネ下の質量である。DvおよびCvは、例えば事前試験やシミュレーション等により算出することができる。なお本実施形態では、前記荷重Lvは、車輪の荷重と同等とした。 The first term on the right side of equation (1) represents a spring component, the second term represents a damping component, and Dv in equation (1) is when a preset load Lv is applied. , Cv is the damping coefficient, and Mv is the unsprung mass. Dv and Cv can be calculated, for example, by a preliminary test or simulation. In the present embodiment, the load Lv is equivalent to the wheel load.
第2の物理モデルは、タイヤTが平坦面上に位置した状態で該タイヤTに下方に向けて加えられる荷重と、該荷重によりタイヤTが変形させられることで前記ホイール軸W1が変位する変位量と、の関係を表す。第2の物理モデルは、荷重をloadとし、変位量をdiplacementとすると、下記(2)式で表される。 The second physical model includes a load applied downward to the tire T with the tire T positioned on a flat surface, and a displacement in which the wheel shaft W1 is displaced by the tire T being deformed by the load. Expresses the relationship between quantity. The second physical model is expressed by the following equation (2), where load is load and displacement is displacement.
(2)式中のDpは、予め設定された荷重Lpが加えられたときの変位量を表しており、例えば事前試験やシミュレーション等により算出することができる。なお本実施形態では、前記荷重Lpは、前記荷重Lvと同様に車輪の荷重と同等とした。 Dp in the equation (2) represents the amount of displacement when a preset load Lp is applied, and can be calculated, for example, by a preliminary test or simulation. In the present embodiment, the load Lp is the same as the load of the wheel, like the load Lv.
第3の物理モデルは、図2に示すように、タイヤTのトレッド部T1が接続縁部13の前端部14に衝突するときに前端部14がトレッド部T1を押込む押込み力と、タイヤTの変形量と、の関係を表す。
As shown in FIG. 2, the third physical model includes a pushing force in which the
ここで、タイヤTのトレッド部T1が接続縁部13の前端部14に衝突するときには、まず、サイドウォール部が、タイヤT内の空気を圧縮させながらタイヤ幅方向の外側に向けて膨出変形し、その後、タイヤTがサイドピンチ状態となり、サイドウォール部が、ホイールWのリムフランジと接続縁部13の前端部14との間に挟み込まれて圧縮変形させられることから、第3の物理モデルにおける押込み力と変形量との関係は、図3に示すグラフのように、タイヤTがサイドピンチ状態となるまで(図3に示すdeflectionがDC1以下の範囲)は、空気ばねをモデルとし、タイヤTがサイドピンチ状態となった後(図3に示すdeflectionがDC1よりも大きい範囲)は、ゴム圧縮をモデルとして表した。
このような第3の物理モデルは、押込み力をthrustとし、変形量をdeflectionとすると、下記(3)式で表される。
Here, when the tread portion T1 of the tire T collides with the
Such a third physical model is represented by the following expression (3), where the pushing force is “thrust” and the deformation amount is “deflection”.
(3)式の右辺の第1項は、空気ばね成分を表し、第2項および第3項は、ゴム圧縮成分を表し、これらの第2項および第3項のうち、第2項は、非線形ばね成分を表し、第3項は減衰成分を表す。なお第2項は、例えば服部・武井の式に基づいて、サイドピンチ状態のタイヤTのトレッド部T1を押込む押込み力と、該押込み力により圧縮変形させられるサイドウォール部の圧縮量と、の関係を表すばね定数を、圧縮量で積分すること等により求められる。 The first term on the right side of the equation (3) represents the air spring component, the second term and the third term represent the rubber compression component, and among these second and third terms, the second term is A non-linear spring component is represented, and the third term represents a damping component. The second term is, for example, based on the Hattori-Takei equation, the pushing force for pushing the tread portion T1 of the tire T in the side pinch state, and the compression amount of the sidewall portion that is compressed and deformed by the pushing force. The spring constant representing the relationship is obtained by integrating the compression amount.
また、(3)式中のDC1は、タイヤTがサイドピンチ状態となる直前の押込み力TC1が加えられたときの変形量であり、DC2は、タイヤTに無限大の大きさの押込み力が加えられたときの変形量から前記DC1を減じた値であり、TC2は、タイヤTのサイドピンチ状態におけるばね成分であり、CC2は、タイヤTのサイドピンチ状態における減衰係数である。なお図3に示す破線BLは、deflection=DC1+DC2を表しており、(3)式の漸近線となっている。
なおDC1、TC1、DC2、TC2およびCC2は、例えば事前試験やシミュレーション等により算出することが可能であり、例えばDC1は、ホイールWのリム径、リムフランジの高さ、タイヤTのサイドウォール部のゴム厚さ、およびタイヤTの外径などに基づいて算出することができる。
Further, (3) D C1 in formula is a variation amount when the pushing force T C1 immediately before the tire T is a side pinched state is applied, D C2 is infinity in the tire T the size of the a value obtained by subtracting the D C1 from deformation amount when the pushing force is applied, T C2 is a spring component in the side pinched state of the tire T, C C2, the attenuation coefficient in the side pinched state of the tire T It is. Note that a broken line BL shown in FIG. 3 represents deflection = D C1 + D C2 , and is an asymptotic line of the expression (3).
Note that D C1 , T C1 , D C2 , T C2, and C C2 can be calculated by, for example, preliminary tests or simulations. For example, D C1 is the rim diameter of the wheel W, the height of the rim flange, and the tire. It can be calculated based on the rubber thickness of the sidewall portion of T, the outer diameter of the tire T, and the like.
以上のような物理モデルを用いて前記入力エネルギーを求める際には、まず、これらの物理モデルと、ポットホール12の形状と、タイヤTがポットホール12に進入するときの車両の進入速度Vvと、タイヤTの寸法と、に基づいて、実車試験においてタイヤTのトレッド部T1が接続縁部13の前端部14に衝突するときのタイヤTの変形量および反力を算出する。
When obtaining the input energy using the physical model as described above, first, these physical models, the shape of the
このとき前記タイヤTの変形量および反力を、図4に示すグラフのように、実車試験において車両がポットホール12上を通過する過程で、ホイール軸W1が、前記走行方向Aおよび鉛直方向の両方向に沿う仮想平面I上に描くホイール軌跡Lを求めながら算出する。なお図4に示すグラフでは、横軸は、ホイール軸W1の前記走行方向Aの位置を表すとともに、縦軸は、ホイール軸W1の鉛直方向の位置を表しており、横軸および縦軸の両軸の原点は、前記仮想平面I上において、タイヤTがポットホール12に進入するときのホイール軸W1の位置(以下、初期位置という)Oとなっている。
At this time, as shown in the graph of FIG. 4, the deformation amount and the reaction force of the tire T are determined in the course of the vehicle passing over the
前記ホイール軌跡Lは、ホイール軸W1の前記仮想平面I上の位置を、ホイール軸W1が前記初期位置Oに位置するときから微小時間経過する毎に演算することで求める。このとき、微小時間経過した後のホイール軸W1の前記仮想平面I上の位置は、微小時間経過する前のホイール軸W1の前記仮想平面I上の位置および速度に基づいて、微小時間経過する前のホイール軸W1の加速度、および微小時間経過した後のホイール軸W1の速度を算出することで演算する。なお、前記初期位置Oに位置するホイール軸W1の速度は、前記車両の進入速度Vvに基づいて算出される。 The wheel locus L is obtained by calculating the position of the wheel axis W1 on the virtual plane I every time a minute time elapses from when the wheel axis W1 is located at the initial position O. At this time, the position of the wheel axis W1 on the virtual plane I after the lapse of the minute time is based on the position and speed of the wheel axis W1 on the imaginary plane I before the lapse of the minute time. The calculation is performed by calculating the acceleration of the wheel axis W1 and the speed of the wheel axis W1 after a minute time has elapsed. Note that the speed of the wheel shaft W1 located at the initial position O is calculated based on the approach speed Vv of the vehicle.
ここで、前記微小時間経過する前のホイール軸W1の加速度は、前記物理モデルと運動方程式とに基づいて算出される。本実施形態では、ホイール軸W1の加速度を、タイヤTが自由落下をしている場合、タイヤTが平坦面上に位置する場合、およびタイヤTのトレッド部T1が、ポットホール12の接続縁部13の前端部14に衝突している場合に分けて算出する。
Here, the acceleration of the wheel axis W1 before the minute time elapses is calculated based on the physical model and the equation of motion. In the present embodiment, the acceleration of the wheel axis W1 is determined when the tire T is in a free fall, when the tire T is located on a flat surface, and when the tread portion T1 of the tire T is connected to the edge of the
タイヤTが自由落下をしている場合、前記走行方向Aの加速度は0であるとともに、鉛直方向の加速度は、前記(1)式から求められた下記(4)式に基づいて算出される。 When the tire T is free-falling, the acceleration in the traveling direction A is 0, and the acceleration in the vertical direction is calculated based on the following equation (4) obtained from the equation (1).
(4)式中のzは、前記初期位置Oからのホイール軸W1の鉛直方向の変位量を表しており、ホイール軸W1が前記初期位置Oよりも下側に位置するときには、負の値を、ホイール軸W1が前記初期位置Oよりも上側に位置するときには、正の値をとる。 In the equation (4), z represents the amount of vertical displacement of the wheel shaft W1 from the initial position O. When the wheel shaft W1 is positioned below the initial position O, a negative value is obtained. When the wheel axis W1 is positioned above the initial position O, a positive value is taken.
また、例えばタイヤTのトレッド部T1がポットホール12の底面に接地する場合など、タイヤTが平坦面上に位置する場合、前記走行方向Aの加速度は0であるとともに、鉛直方向の加速度は、前記(1)式および前記(2)式から求められた下記(5)式に基づいて算出される。
Further, when the tire T is positioned on a flat surface, for example, when the tread portion T1 of the tire T is in contact with the bottom surface of the
そして図2に示すように、タイヤTのトレッド部T1が、ポットホール12の接続縁部13の前端部14に衝突している場合、前記走行方向Aの加速度は、下記(6)式に基づいて算出されるとともに、鉛直方向の加速度は、下記(7)式に基づいて算出される。
As shown in FIG. 2, when the tread portion T1 of the tire T collides with the
(6)式中のxは、前記初期位置Oからのホイール軸W1の前記走行方向Aの変位量を表しており、ホイール軸W1が前記初期位置Oよりも前記走行方向Aの前側に位置するときには、正の値を、ホイール軸W1が前記初期位置Oよりも前記走行方向Aの後側に位置するときには、負の値をとる。 In the equation (6), x represents the amount of displacement of the wheel shaft W1 in the traveling direction A from the initial position O, and the wheel shaft W1 is located in front of the traveling direction A from the initial position O. Sometimes, a positive value is taken, and a negative value is taken when the wheel axis W1 is located behind the traveling direction A from the initial position O.
また(6)式中のXcは、図1に示すように、前記初期位置Oと、ポットホール12の前記前端部13の前記縦断面視における曲率中心16と、の間の前記走行方向Aに沿った大きさであり、(7)式中のZcは、前記初期位置Oと、前記曲率中心16と、の間の鉛直方向に沿った大きさであり、それぞれ下記(8)式および(9)式に基づいて算出される。
Further, Xc in the equation (6) is in the traveling direction A between the initial position O and the center of
さらに、(6)式および(7)式中のdeflectionは、実車試験においてタイヤTのトレッド部T1が接続縁部13の前端部14に衝突するときのタイヤTの変形量を表しており、下記(10)式に基づいて算出される。
Further, the deflection in the equations (6) and (7) represents the deformation amount of the tire T when the tread portion T1 of the tire T collides with the
また、(6)式および(7)式中のthrustは、実車試験においてタイヤTのトレッド部T1が接続縁部13の前端部14に衝突するときのタイヤTの反力を表している。そして、thrustとdeflectionとの関係は、前記(3)式に基づいて、deflecitonがDC1以下の場合には下記(11)式、deflecitonがDC1よりも大きい場合には下記(12)式に基づいて算出される。
Further, “thrust” in the equations (6) and (7) represents the reaction force of the tire T when the tread portion T1 of the tire T collides with the
以上より、前記ホイール軌跡Lを求めながら、前記(10)〜(12)式に基づいて、実車試験においてタイヤTのトレッド部T1が接続縁部13の前端部14に衝突するときのタイヤTの変形量であるdeflectionおよび反力であるthrustが算出されることとなる。
From the above, while obtaining the wheel locus L, the tire T when the tread portion T1 of the tire T collides with the
その後、図5および図6に示すグラフのように、前記タイヤTの変形量と反力との関係に基づいて前記入力エネルギーを算出する。なお図5に示すグラフは、前記ホイール軸W1の前記走行方向Aの位置と、タイヤTの反力と、の関係を表し、図6に示すグラフは、タイヤTの変形量と反力との関係を表している。図6に示すグラフにおいて、グラフ線17と横軸とに挟まれた領域18の大きさが、前記入力エネルギーの大きさを表しており、これにより、前記入力エネルギーが算出される。
Thereafter, as in the graphs shown in FIGS. 5 and 6, the input energy is calculated based on the relationship between the deformation amount of the tire T and the reaction force. 5 represents the relationship between the position of the wheel shaft W1 in the traveling direction A and the reaction force of the tire T, and the graph shown in FIG. 6 shows the deformation amount and reaction force of the tire T. Represents a relationship. In the graph shown in FIG. 6, the size of the
次に、前記入力エネルギーに基づいて、図7および図8に示すタイヤ試験装置20を用いてタイヤTにエネルギーを入力する。
タイヤ試験装置20は、タイヤTを支持軸O1と同軸に支持するタイヤ支持部21と、前記支持軸O1方向に延在する回転軸O2回りに振り上げおよび振り下ろし可能に支持されるとともに、前記回転軸O2回りに振り上げられた状態から振り下ろされたときに、先端部22aがタイヤ支持部21に支持されたタイヤTのトレッド部T1に衝突する振り子部22と、を備えている。
Next, based on the input energy, energy is input to the tire T using the
The
なおタイヤ試験装置20は、SAE J1981 Road hazard impact test for wheel and tire assembliesに準拠している。
また図示の例では、前記支持軸O1および前記回転軸O2は、互いに平行であるとともに、水平方向に沿って延在しており、鉛直方向から見た上面視において、これらの両軸O1、O2に直交する方向に、互いにずらされている。
The
In the illustrated example, the support shaft O1 and the rotation shaft O2 are parallel to each other and extend along the horizontal direction, and both the shafts O1, O2 in a top view when viewed from the vertical direction. Are shifted from each other in a direction orthogonal to
タイヤ支持部21は、当該タイヤ試験装置20が設置された設置台23上に固定される基台部24と、基台部24に立設された側壁部25と、側壁部25に前記支持軸O1と同軸に配設されタイヤTが着脱自在に外装される装着部26と、を備えている。
振り子部22は、アーム軸O3が前記回転軸O2に直交して延在する棒状のアーム27と、該アーム27の先端部に設けられた衝突片28と、を備えている。
The
The
アーム27の基端部は、設置台23に立設された複数の支柱29間に架設された梁部30により支持されている。なおアーム27は、前記アーム軸O3方向に沿った長さを調節可能であってもよい。
衝突片28は、アーム27の先端部とともに振り子部22の先端部22aを構成しており、アーム27の先端部における前記回転軸O2回りに沿った振り下ろし側に配設されている。
The base end portion of the
The
衝突片28の形状は、例えば前記実車試験のポットホール12の前記前端部14の形状に基づいて設定することができる。本実施形態では、衝突片28の前記支持軸O1方向に沿った大きさは、前記回転軸O2回りの位置によらず同等であり、例えばタイヤ幅よりも大きくなっている。また衝突片28の先端縁28aは、前記支持軸O1方向に沿って直線状に延在している。
The shape of the
ここで、タイヤ支持部21および振り子部22のうちの少なくとも一方は、図9に示すように、振り子部22の先端部22aに対するタイヤTのキャンバー角が変化するように、移動自在に配設されている。本実施形態では、タイヤ支持部21が、鉛直方向に延在する図示しない旋回軸回りに旋回可能に配設されており、タイヤ支持部21が前記旋回軸回りに旋回すると、前記支持軸O1が水平面内で前記旋回軸回りに旋回することで、振り子部22の衝突片28に対するタイヤTのキャンバー角が変更される。なお図示の例では、タイヤ支持部21は、図7および図8に示すように、前記設置台23上に配設されたガイド部材31に着脱自在に固定されている。
Here, at least one of the
前記タイヤ試験装置20を用いてタイヤTにエネルギーを入力するときには、前記入力エネルギーに基づいて、振り子部22の位置エネルギーを設定する。振り子部22の位置エネルギーは、例えば、振り子部22の振り上げ角度θ、振り子部22の重量、およびアーム27の前記アーム軸O3方向の長さ等に基づいて調整することが可能であり、振り子部22の衝突片28がタイヤTのトレッド部T1に衝突したときに、前記入力エネルギーと同等のエネルギーがタイヤTに入力されるように設定する。
When energy is input to the tire T using the
なおこのとき、タイヤ支持部21を旋回させて、衝突片28に対するタイヤTのキャンバー角を変化させた状態で、衝突片28をタイヤTのトレッド部T1に衝突させてもよい。このようにキャンバー角を変化させることで、例えば前記衝突状態のタイヤTに形成される損傷の位置を変化させること等ができる。なおキャンバー角は、例えば約5度程度が好ましい。
At this time, the
そして、以上のようにタイヤ試験装置20を用いてタイヤTにエネルギーを入力した後、タイヤTにおける損傷の有無を確認し、タイヤTの試験が終了する。
And after inputting energy into the tire T using the
以上説明したように、本実施形態に係るタイヤ試験方法によれば、前記物理モデルに基づいて入力エネルギーを算出し、該入力エネルギーに基づいて振り子部22の位置エネルギーを設定するので、実車試験において入力されるエネルギーと同等のエネルギーをタイヤTに入力することが可能になり、前記衝突状態のタイヤTを精度よく再現してタイヤTを高精度に試験することができる。
また、タイヤ試験装置20を用いて実施することができるので、タイヤTを簡便に試験することができる。
As described above, according to the tire test method according to the present embodiment, the input energy is calculated based on the physical model, and the potential energy of the
Moreover, since it can implement using the
また、物理モデルとして、第1の物理モデル、第2の物理モデルおよび第3の物理モデルを用いるので、前記入力エネルギーを精度よくかつ簡便に算出することが可能になり、タイヤTをより高精度かつ簡便に試験することができる。 In addition, since the first physical model, the second physical model, and the third physical model are used as the physical model, the input energy can be calculated accurately and easily, and the tire T can be calculated with higher accuracy. And it can be easily tested.
また、前記タイヤTの変形量および反力に基づいて前記入力エネルギーを算出するので、前記入力エネルギーをより精度よくかつ簡便に算出することが可能になり、タイヤTをより一層高精度かつ簡便に試験することができる。 Further, since the input energy is calculated based on the deformation amount and reaction force of the tire T, the input energy can be calculated more accurately and easily, and the tire T can be more accurately and easily calculated. Can be tested.
また、前記タイヤTの変形量および反力を、前記ホイール軌跡Lを求めながら算出するので、前記タイヤTの変形量および反力を精度よくかつ簡便に算出することが可能になり、タイヤTをより一層確実に高精度かつ簡便に試験することができる。 Further, since the deformation amount and reaction force of the tire T are calculated while obtaining the wheel locus L, the deformation amount and reaction force of the tire T can be calculated accurately and simply, and the tire T It is possible to test with higher accuracy and convenience more reliably.
また、本実施形態に係るタイヤ試験装置20によれば、タイヤ試験方法を実施するときに、タイヤ支持部21および振り子部22のうちの少なくとも一方を移動させることで、振り子部22の先端部22aに対するタイヤTのキャンバー角を変化させた状態で、振り子部22の先端部22aをタイヤTのトレッド部T1に衝突させることができるので、タイヤ試験方法を多様な態様で実施することができる。
Moreover, according to the
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、タイヤ支持部21が前記旋回軸回りに旋回することで、振り子部22の衝突片28に対するタイヤTのキャンバー角が変更されるものとしたが、これに限られず、振り子部22が移動することにより、前記キャンバー角が変更されてもよい。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the
さらに前記実施形態では、タイヤ試験装置20は、タイヤ支持部21および振り子部22のうちの少なくとも一方は、振り子部22の先端部22aに対するタイヤTのキャンバー角が変化するように、移動自在に配設されているものとしたが、これらが移動自在に配設されておらず、キャンバー角が変化しないように構成されたタイヤ試験装置を用いて、前記タイヤ試験方法を実施してもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。 In addition, it is possible to appropriately replace the constituent elements in the embodiment with known constituent elements without departing from the spirit of the present invention, and the above-described modified examples may be appropriately combined.
11 路面
12 ポットホール
13 接続縁部
14 前端部
20 タイヤ試験装置
21 タイヤ支持部
22 振り子部
22a 先端部
O1 支持軸
O2 回転軸
I 仮想平面
L ホイール軌跡
T タイヤ
T1 トレッド部
W ホイール
W1 ホイール軸
DESCRIPTION OF
Claims (4)
タイヤを支持軸と同軸に支持するタイヤ支持部と、
前記支持軸方向に延在する回転軸回りに振り上げおよび振り下ろし可能に支持されるとともに、前記回転軸回りに振り上げられた状態から振り下ろされたときに、先端部が前記タイヤ支持部に支持されたタイヤのトレッド部に衝突する振り子部と、
を備えるタイヤ試験装置を用いて再現し、タイヤを試験するタイヤ試験方法であって、
前記実車試験をモデル化した物理モデルに基づいて、該実車試験において前記トレッド部が前記前端部に衝突するときにタイヤに入力される入力エネルギーを算出し、該入力エネルギーに基づいて、前記振り子部の位置エネルギーを設定することを特徴とするタイヤ試験方法。 In an actual vehicle test, a tread portion of a tire attached to a vehicle passing over a pothole formed on a road surface is positioned on a front side in a traveling direction of the vehicle among connection edge portions connected to the road surface in the pothole. The tire in the collision state formed by colliding with the front end
A tire support for supporting the tire coaxially with the support shaft;
It is supported so that it can be swung up and down around the rotation axis extending in the direction of the support shaft, and the tip is supported by the tire support when swung down from the state of being swung up around the rotation axis. A pendulum that collides with the tread of the tire,
A tire test method for reproducing and testing a tire using a tire test apparatus comprising:
Based on a physical model obtained by modeling the actual vehicle test, the input energy input to the tire when the tread portion collides with the front end portion in the actual vehicle test is calculated, and the pendulum unit is calculated based on the input energy. A tire test method characterized by setting the potential energy of the tire.
前記物理モデルとして、
前記車両の懸架装置に下方に向けて加えられる荷重と、タイヤが外装されたホイールのホイール軸が、前記荷重により前記懸架装置が変形させられることで変位する変位量と、の関係を表す第1の物理モデルと、
タイヤが平坦面上に位置した状態でタイヤに下方に向けて加えられる荷重と、該荷重によりタイヤが変形させられることで前記ホイール軸が変位する変位量と、の関係を表す第2の物理モデルと、
前記トレッド部が前記前端部に衝突するときに前記前端部が前記トレッド部を押込む押込み力と、タイヤの変形量と、の関係を表す第3の物理モデルと、を用いることを特徴とするタイヤ試験方法。 The tire test method according to claim 1,
As the physical model,
A first representing a relationship between a load applied downward to the suspension device of the vehicle and a displacement amount of a wheel shaft of a wheel on which a tire is mounted is displaced by the suspension device being deformed by the load. Physical model of
A second physical model representing a relationship between a load applied downward to the tire in a state where the tire is positioned on a flat surface and a displacement amount by which the wheel shaft is displaced by the tire being deformed by the load. When,
A third physical model representing a relationship between a pushing force with which the front end portion pushes the tread portion when the tread portion collides with the front end portion and a deformation amount of a tire is used. Tire test method.
前記物理モデルと、前記ポットホールの形状と、タイヤが前記ポットホールに進入するときの前記車両の進入速度と、タイヤの寸法と、に基づいて、前記実車試験において前記トレッド部が前記前端部に衝突するときのタイヤの変形量および反力を算出し、これらの変形量および反力に基づいて、前記入力エネルギーを算出することを特徴とするタイヤ試験方法。 The tire test method according to claim 2,
Based on the physical model, the shape of the pothole, the approach speed of the vehicle when the tire enters the pothole, and the dimensions of the tire, the tread portion is located at the front end portion in the actual vehicle test. A tire test method, comprising: calculating a deformation amount and a reaction force of a tire at the time of collision, and calculating the input energy based on the deformation amount and the reaction force.
前記タイヤの変形量および反力を、前記実車試験において前記車両が前記ポットホール上を通過する過程で、前記ホイール軸が、前記走行方向および鉛直方向の両方向に沿う仮想平面上に描くホイール軌跡を求めながら算出することを特徴とするタイヤ試験方法。 The tire test method according to claim 3,
A wheel locus drawn by the wheel shaft on a virtual plane along both the traveling direction and the vertical direction in the process in which the vehicle passes over the pothole in the actual vehicle test. A tire test method characterized by calculating while obtaining.
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