轮胎应变检测方法与流程

本发明涉及一种轮胎应变检测方法。

背景技术：

以往公知一种向轮胎照射x射线来观察轮胎内部的方法(例如参照专利文献1)。

然而，在上述以往的方法中，却没有考虑到在轮胎内表面产生了怎样的应变。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2006-308316号公报

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的技术问题在于，提供一种轮胎应变检测方法，其能够通过简单的方法来检测在以往难以检测的轮胎内表面的应变。

(二)技术方案

作为用于解决所述问题的方案，本发明提供一种轮胎应变检测方法，其包括：在内衬层的表面形成被检测部的第一步骤；在从包含所述内衬层的轮胎零件起到形成成品轮胎、变更针对所述成品轮胎的负载条件为止的两个状态下检测所述被检测部的第二步骤；以及对在所述第二步骤中获得的两个状态下的所述各被检测部的位置进行比较的第三步骤。

由此，通过对轮胎的各种状态下的被检测部的位置进行比较，从而能够把握在内衬层的内表面的应变的产生状态。

优选地，在所述第二步骤中，在所述成品轮胎的无负载状态和发生了变形的负载状态下检测被检测部。

优选地，在所述第二步骤中，作为所述负载状态，包括轮胎的滚动、驱动、转向或者制动。

所述被检测部的检测只要利用拍摄单元进行即可。

所述被检测部的检测也可以通过光学性位移计进行。

也可以是，所述被检测部是金属制的标记，所述被检测部的检测利用x射线ct装置进行。

在这种情况下，优选地，所述被检测部是在规定间隔并列设置的多个点状、线状或者随机图案。

(三)有益效果

根据本发明，能够通过简单的方法来检测以往难以检测的在轮胎内表面的应变。

附图说明

图1是本实施方式的充气轮胎的子午线半剖视图。

图2表示本实施方式的轮胎应变检测装置的概要图。

图3是图2所示的支撑台的俯视图。

图4是图2所示的载荷施加部件的侧视图。

图5是表示图1的充气轮胎的一部分的立体图。

附图标记说明

1-轮胎；2-胎圈芯；3-胎体；4-胎边芯；5-内衬层；6-胎体帘布层；7-带束层；8-带束增强层；9-带束；10-冠带层(日文：キャッププライ)；11-胎面部；12-胎面橡胶；13-胎侧部；14-胎圈部；15-轮胎支撑装置；16-轮胎检测装置；17-支撑台；18-支撑部件；19a、19b-纵向载荷施加部件；20-横向载荷施加部件；21-基座；22-负载传感器；23-支撑板；24-延伸部；25-高度调整部件；26-杆；27-螺母；28a、28b-固定块；29a、29b-辅助块；30-支撑面；31-轮；32-连结棒；33-第一连结部；34-第二连结部；35-纵轴部；36-支撑环；37-螺母；38-第一安装部；39-第二安装部；40-倾斜轴部；40a-支撑轴；41-轴承部；41a-支撑轴；42-螺母；43-立体照相机；44-被检测部。

具体实施方式

以下按照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，以下的说明本质上仅为例示，其目的并不是对本发明、其适用物、或者其用途进行限制。另外，附图是示意性的，各尺寸的比率等与现实不同。

图1表示本实施方式的充气轮胎(以下简称为轮胎1)的子午线半剖视图。在该轮胎1中，在一对胎圈芯2(一方未图示)之间架设有胎体3。

在胎圈芯2连接有胎边芯4，并且在此处胎体帘布层6的两端侧卷起。在胎体帘布层6的轮胎径向内侧设置有内衬层5。

胎体3由至少一层(在此是一层)的胎体帘布层6构成。胎体帘布层6由以规定间隔配置的多根胎体帘线、和将这些胎体帘线进行包覆的涂敷橡胶构成。对于胎体帘线，使用例如人造丝、芳纶、涤纶等有机纤维帘线。胎体帘线沿着相对于生轮胎的轮胎周向大致正交的方向延伸。

带束层7及带束增强层8按该顺序配置于胎体帘布层6的轮胎径向外侧。

带束层7具备多层(在此是两层)带束9。各带束9由以规定间隔配置的多根带束帘线、和将这些带束帘线进行包覆的涂敷橡胶构成。对于带束帘线，使用钢制的帘线。带束帘线相对于轮胎周向倾斜延伸。在各带束9之间，带束帘线的倾斜方向不同。

带束增强层8具备至少一层(在此是一层)冠带层10。冠带层10由以规定间隔配置的多根冠带层帘线、和将这些冠带层帘线进行包覆的涂敷橡胶构成。对于冠带层帘线，使用涤纶等有机纤维帘线。冠带层帘线沿轮胎周向延伸。

在带束增强层8的轮胎径向外侧，设置有在硫化成型后成为胎面部11的胎面橡胶12。

通过从胎面橡胶12朝向胎圈芯2设置橡胶层，从而形成有胎侧部13，接着形成有胎圈部14。

图2表示本实施方式的轮胎应变检测装置。该轮胎应变检测装置具备轮胎支撑装置15和轮胎检测装置16。

轮胎支撑装置15具备：供轮胎1的外周面一部分抵接的支撑台17、支撑轮胎1的支撑部件18、纵向载荷施加机构、以及横向载荷施加部件20，其中，纵向载荷施加机构由用于经由支撑部件18而将轮胎1保持在其与支撑台17之间的纵向载荷施加部件19a、19b构成；所述横向载荷施加部件20经由支撑部件18而将轮胎1沿水平方向拉伸。

支撑台17具备基座21、负载传感器22、以及支撑板23。

如图3所示，基座21由俯视呈矩形的板状体构成。从基座21的四角朝向两侧的水平方向(在图3中为上下方向)分别延伸有延伸部24。在延伸部24的前端部分，分别安装有高度调整部件25。在本实施方式中，高度调整部件25包括：沿着上下方向贯穿各延伸部24的前端部分的杆26、以及与在杆26的外周面形成的外螺纹螺合的上下一对螺母27。通过变更夹入延伸部24的螺母27的螺合位置，从而能够调整杆26从延伸部24起向下方侧的突出尺寸。在此，高度调整部件25用于调整支撑板23的倾斜角度。即，只要在分别位于轮胎宽度方向的一方或者双方的两处的杆26上变更螺母27的位置，就能够调整支撑板23的倾斜角度。此外，杆26的下端部呈圆形状扩展以使得对地面的载置状态稳定。

在基座21的上表面两端侧分别固定有固定块28a、28b。在一方的固定块28a固定有后述的纵向载荷施加部件19a的下端部，在另一方的固定块28b固定有纵向载荷施加部件19b的下端部。另外，在基座21的上表面一端侧，在一方的固定块28b的两侧分别固定有辅助块29a、29b。在辅助块29a、29b，分别连结有横向载荷施加部件20的各连结棒32的下端部。

负载传感器22固定于基座21与支撑板23之间。负载传感器22将作用于支撑板23的载荷所引起的变形量放大，并通过应变仪(未图示)转换成电信号向控制装置(未图示)输出。在控制装置中，基于所输入的来自应变仪的电信号计算作用于支撑板23的载荷。

支撑板23由木材、亚克力等透射性优异的材料即所透射的x射线难以衰减的材料形成。支撑板23的上表面为供轮胎1的胎面部11一部分抵接的支撑面30。支撑板23能够通过设置于基座21的高度调整部件25来调整相对于水平面的倾斜角度。在此，使所载置的轮胎1的胎面随着朝向轮胎宽度方向而相对于水平面倾斜。

支撑部件18是不锈钢等金属材料构成的筒状体。支撑部件18的两端部通过后述的纵向载荷施加部件19a、19b分别连结/支撑于支撑台17的固定块28a、28b。在支撑部件18安装有轮胎1。轮胎1在所装配的轮31的中心孔中插通了支撑部件18的状态下，经由后述的第一安装部38固定于轮31。由此，能够通过纵向载荷施加部件19a、19b经由支撑部件18朝向支撑板23的支撑面30向轮胎1施加载荷。

构成纵向载荷施加机构的各纵向载荷施加部件19a、19b以能够调整支撑部件18的两端侧与支撑台17之间的长度的方式连结。纵向载荷施加部件19a、19b分别配置于支撑台17的长度方向两端部。一并参照图4可见，各纵向载荷施加部件19a、19b具备：以规定间隔配置的一对连结棒32、在上端部将这些连结棒32连结的第一连结部33、以及在下端部将这些连结棒32连结的第二连结部34。第一连结部33经由作为本发明轴部件的纵轴部35连结于支撑环36，所述支撑环23安装于支撑部件18。在纵轴部35的外周面形成有外螺纹，在贯穿了第一连结部33的下方侧螺合有螺母37。而且，通过变更螺母37在纵轴部35上的螺合位置，从而能够调整作用于支撑部件18的拉伸力。

横向载荷施加部件20具备倾斜轴部40，所述倾斜轴部40连结于第一安装部38和第二安装部39之间，所述第一安装部38固定于支撑部件18的外周；所述第二安装部39固定于辅助块29a、29b。如图2所示，倾斜轴部40的一端部能够以支撑轴40a为中心进行旋转地连结于第一安装部38。在第二安装部39，设置有能够以支撑轴41a为中心旋转的轴承部41。在倾斜轴部40的另一端部的外周面形成有外螺纹。倾斜轴部40的另一端部以能够沿轴心方向滑动的状态插通于轴承部41。在倾斜轴部40，螺母42螺合于从轴承部41突出的突出部分。而且，通过变更螺母42在倾斜轴部40上的螺合位置，从而能够调整作用于支撑部件18的拉伸力。也就是说，能够设定经由支撑部件18作用于轮胎1的横(水平)向载荷。

在轮胎检测装置16具备对轮胎1的内表面进行拍摄的拍摄单元一例的立体照相机43。立体照相机43(在此是两台照相机)安装于装配于轮胎1的轮31，并配置于用轮胎1和轮31划分的内部空间内。各照相机对内衬层5的内表面的相同区域进行拍摄。而且，能够基于所拍摄的图像立体地获取内衬层5的内表面形状。在此，通过拍摄形成有带束层7的区域的内表面从而观察带束9的应变。

在使用立体照相机43的情况下，在内衬层5的内表面通过涂装等形成能够利用照相机检测的被检测部44。作为被检测部44的方式，可以为线状、点状、格子状、随机图案等。

此外，轮胎支撑装置不限于上述方式，可以采用以往公知的各种结构(例如参照日本专利公开2006-308316号公报、日本专利公开2013-64709号公报、日本专利公开平成7-32829号公报、日本专利公开平成6-218844号公报等)。例如，在采用日本专利公开2006-308316号公报所记载的轮胎支撑结构的情况下，能够一边使轮胎1在带上旋转一边检测轮胎内表面上的应变。另外，轮胎支撑装置也可以用车辆代替。

接着，对基于上述轮胎应变检测装置的轮胎1的应变检测方法进行说明。

在本实施方式中，被检测部44形成于内衬层5的内表面(第一步骤)。在呈线状形成被检测部44的情况下，如图5所示，将各被检测部44沿轮胎径向以规定间隔配置即可。另外，在呈点状形成被检测部44的情况下，沿轮胎周向以一定间隔形成多个点或者线段，并将所获得的点或者线段列沿轮胎径向以规定间隔配置即可。另外，在呈格子状形成被检测部44的情况下，只要通过沿轮胎周向及轮胎径向以规定间隔配置多条直线，而使直线正交即可。但是，它们不需要一定是均匀地配置，也可以随机地配置。在以随机图案形成被检测部44的情况下，通过使用喷雾器喷到轮胎内表面等而形成自由的花纹即可。

此外，在内衬层5的内表面形成被检测部44，既可以是成为成品轮胎1之后，也可以是轮胎零件的阶段。在于轮胎零件的阶段在内衬层5的内表面形成被检测部44的情况下，通过与其它的轮胎零件一起组装形成生轮胎1，并对该生轮胎1进行硫化成型而形成成品轮胎15即可。而且，在所获得的成品轮胎15中，如后所述，变更负载条件检测应变状态即可(第二步骤)。

在内表面形成有被检测部44的轮胎1中，如下所述地检测应变。

将轮胎1装配于轮胎支撑装置15。此时，将立体照相机43以位于轮胎1内部空间的方式安装于轮31。另外，用负载传感器22检测的载荷为不超过轮胎1、轮31的自重(不通过纵向载荷施加部件19a、19b、横向载荷施加部件20对轮胎1施加载荷)的值。

在向轮胎1仅装配了轮31的无压状态、和在轮胎1的内部空间填充空气达到期望的内压的加压(膨胀)状态下，执行立体照相机43的拍摄。根据所获得的图像能够立体地得到各被检测部44。于是，计算各被检测部44的位置变化，检测内衬层5的内表面上的应变。另外，也可以利用dic(digitalimagecorrelation；数字图像相关法)、抽样莫尔法得到各被检测部44的位置变化，并检测内衬层5的内表面上的应变。

在对轮胎1施加纵向载荷的情况下，变更纵向载荷施加部件19a、19b的螺母37的螺合位置，经由支撑部件18向轮胎1作用拉伸力，使轮胎1向支撑板23的支撑面30挤压。利用来自负载传感器22的检测信号来测量挤压力。在测量值达到期望的值的时刻停止螺母37的紧固。在此，测量值为达到正规载荷为止的期望值。在此，正规载荷表示在轮胎1所依据的标准即jatma标准中的“最高负载能力”、tra标准中的“tireloadlimitsatvariouscoldinflationpressures(不同冷胎充气压力下的轮胎负载限值)”中所记载的“最大值”、以及etrto标准中的“loadcapacity(负载能力)”中所规定的载荷。

在向轮胎1施加了纵向载荷的状态下，与上述同样地，执行立体照相机43的拍摄。进而，基于前述膨胀状态下的拍摄结果、和这次的拍摄结果来计算各被检测部44的位置变化，并检测在内衬层5的内表面上的应变。这种情况下也与上述同样地，在被检测部44的间隔接近的情况下，能够判断为在该部位产生压缩应变，在被检测部44的间隔扩大的情况下，能够判断为在该部位产生拉伸应变。

在对轮胎1施加横向载荷的情况下，操作横向载荷施加部件20，使其作用拉伸力。在这种情况下，在通过纵轴部35和倾斜轴部40分别经由支撑部件18作用于轮胎1的拉伸力中，朝向支撑面30的垂直方向的分量的总计值为朝向支撑面30挤压轮胎1的载荷，与支撑面30正交的水平方向的分量的总计值为作用于轮胎1的横向载荷。

在向轮胎1施加了横向载荷的状态下，与上述同样地，执行立体照相机43的拍摄。进而，基于前述的膨胀状态下的拍摄结果、或者向轮胎1施加了纵向载荷的状态下的拍摄结果、和这次的拍摄结果来计算各被检测部44的位置变化，并检测内衬层5的内表面上的应变。这种情况下也与上述同样地，在被检测部44的间隔接近的情况下，能够判断为在该部位产生压缩应变，在被检测部44的间隔扩大的情况下，能够判断为在该部位产生拉伸应变。

这样，根据上述实施方式，由于在轮胎1的内表面即内衬层5的内表面形成被检测部44，因此能够以简单的方法形成该被检测部44。另外，由于利用立体照相机43的拍摄结果，因而能够立体地获取内衬层5的内表面，能够更准确地把握应变的产生状态。

此外，本发明不限于上述实施方式所记载的结构，而可以进行各种变更。

在上述实施方式中，为了检测轮胎1的内表面而使用了立体照相机43，但也可以使用x射线ct装置、激光位移计等其它的拍摄单元。

x射线ct装置具备：对轮胎1的内表面照射x射线的x射线照射部、以及检测透射轮胎1的x射线的x射线检测部。x射线照射部只要安装于轮31，并配置于利用轮胎1和轮31划分的内部空间内即可。另外，x射线检测部隔着胎侧部13配置于x射线照射部的相反侧外部即可。

在使用x射线ct装置的情况下，需要在内衬层5的内表面形成例如由铜、具有与铜的密度接近的金属材料(密度为6～10g/cm³的材料)构成的被检测部44。被检测部44涂覆于内衬层5的内表面即可。另外，所形成的被检测部44的厚度可以为0.1～10mm。但是，为了不对轮胎1的变形造成影响，优选使被检测部44的厚度为1mm以下。另外，用于被检测部44的金属材料的材质和厚度设定成密度(g/cm³)乘以厚度(cm)的值在0.1～50，优选为0.1～10的范围即可。

在使用激光位移计的情况下，对于被检测部44，能够在轮胎1的内表面(例如胎侧部的内表面)使用凹凸形状。在凹凸形状中，例如采用沿轮胎径向交替地形成沿轮胎周向延伸的槽和凸条的形状即可。由此，根据在轮胎1的膨胀前后槽、凸条的宽度尺寸的变化进行判断，如果宽度尺寸变窄，则能够判断为产生压缩应变，如果变宽，则能够判断为产生拉伸应变。

在上述实施方式中，对成品轮胎1的内表面的应变进行检测，但既可以在硫化成型前的生轮胎的状态下进行检测，也可以对成为生轮胎之前的轮胎零件状态的内衬层5进行检测。生轮胎、内衬层5只要安装于专用的固定用工具即可。在生轮胎的情况下，也可以使用轮胎支架等。

在上述实施方式中，能够检测在硫化成型的前后或者膨胀的前后的应变，但也可以包括这两种情况在内，还在(1)轮胎零件(内衬层5)的状态、(2)生轮胎的状态、(3)未对成品轮胎1施加载荷的无负载状态、(4)使成品轮胎1膨胀的状态、(5)向成品轮胎1施加纵向载荷的状态、(6)向成品轮胎1施加横向载荷的状态、(7)对成品轮胎15沿前后方向施加载荷的状态、(8)使成品轮胎1自由转动的(不作用转矩的)状态、(9)向成品轮胎1作用制动力并进行滚动的状态、(10)向成品轮胎15作用驱动力并进行滚动的状态、(11)使成品轮胎1转向的状态(向成品轮胎1施加滑移角并进行转动的状态)中的任意两个状态间检测应变。

例如，也可以将成品轮胎1装配于车辆来检测在接地前后的变形、在转弯前后的变形等其它的变形造成的应变。

在接地前后的变形中，在不通过纵向载荷施加部件19a、19b对成品轮胎1施加载荷的情况下、和施加的情况下与上述同样地检测被检测部44的位置的变化即可。

在转弯前后的变形中，不通过纵向载荷施加部件19a、19b对成品轮胎1施加载荷并且不通过横向载荷施加部件20进一步施加横向载荷的情况下、和施加的情况下，与上述同样地检测被检测部44的位置的变化即可。