台湾专利TW201319541A 輪胎試驗機用路面構件及其製造方法

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使用於輪胎試驗機的旋轉滾筒具有鋁合金製的路面基材，該路面基材具備輪胎所抵接的路面。路面是由比路面基材更高硬度的鋼鐵類熱噴塗膜所被覆，並且施以研磨處理。藉由上述構造，能夠得到良好的試驗結果。
公开号:TW201319541A
申请号:TW101125790
申请日:2012-07-18
公开日:2013-05-16
发明作者:Yu Sumimoto；Shogo Sarumaru；Munenori Soejima
申请人:Kobe Steel Ltd；
IPC主号:G01M17-00

专利说明:
輪胎試驗機用路面構件及其製造方法
本發明是關於使用於進行輪胎的性能試驗的輪胎試驗機的路面構件及其製造方法。
在輪胎的生產線中，藉由將旋轉滾筒或平板按壓在旋轉的輪胎上的輪胎試驗機進行各種性能試驗。
在日本．特開平4-350536號中揭示有：為了使在鐵或鋁製的旋轉滾筒或平板上作為與輪胎的接觸面的路面形成與瀝青相近的摩擦特性、而利用碳化鎢、碳化鉻、碳化鈦等的金屬碳化物的熱噴塗膜將路面予以被覆的輪胎試驗機。 (先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開平4-350536號公報
但是，金屬碳化物的熱噴塗膜，其熱噴塗膜厚度的均勻性、及表面粗糙度的均勻性控制不易，難以提高旋轉滾筒的正圓度或平板的平面度。
因為，在熱噴塗有金屬碳化物熱噴塗膜的路面上，會形成算術平均粗糙度為Ra16左右的凹凸。因此，路面狀態較差，不僅無法正確地測量旋轉滾筒的正圓度或平板的平面度，也因為旋轉滾筒的振盪或路面的起伏被加到設在輪胎軸上的測量儀器而有不能測量到正確的值的情況。特別是，在輪胎的旋轉速度從60km/h以上的常用速度到高速區域內的運行試驗中，因為路面狀態而對試驗結果所造成的影響變大。
所以，雖然認為可以對路面進行加工，但由於金屬碳化物的熱噴塗膜是高硬度，所以須使用鑽石磨輪，並且由於輪胎試驗機的旋轉滾筒或平板其物體本身較大，所以加工困難且成本也高漲。因此，實際上輪胎試驗機的旋轉滾筒或平板是在熱噴塗有金屬碳化物的熱噴塗膜的狀態下使用。
此外，在使用複數個輪胎試驗機的情況下，金屬碳化物的熱噴塗膜的狀態是依輪胎試驗機而不同，由於正圓度或平面度的個體差較大，所以即使是相同批次的輪胎，也會產生不一致的試驗結果，無法單純地比較輪胎的特性。
再者，如上所述，由於熱噴塗有金屬碳化物的熱噴塗膜的路面較粗糙、且凹凸較大，所以經由高速試驗或制動驅動試驗等的試驗內容，會有輪胎的橡膠積存在凹部中、使摩擦係數產生變化、或者使正圓度產生更大地紊亂的情況。此外，將積存在凹部中的橡膠去除也非常麻煩。【發明內容】
本發明的目的是提供一種即使以熱噴塗膜來被覆路面也能夠得到良好的試驗結果的輪胎試驗機用的路面構件及其製造方法。
本發明是一種在輪胎試驗機中輪胎所抵接的輪胎試驗機用的路面構件，具有路面基材，該路面基材具備上述輪胎所抵接的路面；上述路面是由比上述路面基材更高硬度的鋼鐵類熱噴塗膜所被覆，並且上述鋼鐵類熱噴塗膜的表面經過研磨處理。
根據上述構造，藉由將路面基材的被輪胎所抵接的路面以比該路面基材更高硬度的鋼鐵類熱噴塗膜來覆膜，能夠使路面的表面硬度變高，並且能夠使因為輪胎而造成的磨損減低。此外，藉由將用鋼鐵類熱噴霧塗膜覆膜後的路面基材的路面施以研磨處理，能夠提高正圓度或平面度，且能夠減小因為路面狀態而對試驗結果所造成的影響，並且能夠抑制在凹部中積存橡膠。此外，由於即使是使用複數個輪胎試驗機的情況，也能夠藉由將路面基材的路面以鋼鐵類熱噴塗膜來被覆並施以研磨處理，使鋼鐵類熱噴塗膜的狀態形成大致均勻，所以利用降低產生在輪胎試驗機間的正圓度或平面度的參差不齊，能夠抑制試驗結果的參差不齊。藉此，即使以熱噴塗膜將路面被覆也能夠得到良好的試驗結果。
在上述構造的本發明的輪胎試驗機用的路面構件中，上述路面構件也可以是旋轉滾筒。此外，上述路面基材也可以是鋁合金製。如果將由鋁合金製的路面基材所構成的旋轉滾筒作為路面構件，則與鐵製滾筒相比其慣性變小。因此，由鋁合金製的路面基材所構成的旋轉滾筒與鐵製滾筒相比較能夠抑制透過馬達加減速時的能量，並且容易進行速度控制。此外，由鋁合金製的路面基材所構成的旋轉滾筒與鐵製滾筒相比作用在滾筒軸上的扭轉力矩變小，所以即使將轉矩計等的測量儀器配置到滾筒軸上也能夠以良好之精度來測量。此外，由鋁合金製的路面基材所構成的旋轉滾筒與鐵製滾筒相比熱傳導率較好，所以在試驗結束後能夠將因為輪胎的發熱而加溫的路面迅速地冷卻，而能夠以較少的時間損耗來移轉到下個輪胎的試驗。
在上述路面基材是鋁合金製的情況下，上述路面是由鎳-鋁合金的熱噴塗膜所被覆，亦可進一步地使上述鎳-鋁合金的熱噴塗膜以上述鋼鐵類熱噴塗膜來被覆。根據該構造，在將鋁合金製的路面基材的路面以鋼鐵類熱噴塗膜被覆之前藉由用與鋼鐵類熱噴塗膜的黏著性較高的鎳-鋁合金的熱噴塗膜來被覆路面，能夠提高鋼鐵類熱噴塗膜的黏著度。
在上述構造的輪胎試驗機用的路面構件中，上述鋼鐵類熱噴塗膜的維氏硬度最佳為Hv300~700。
在上述構造的輪胎試驗機用的路面構件中，上述路面的算術平均粗糙度Ra最佳為0.4以上且未滿16。
此外，本發明是一種在輪胎試驗機中輪胎所抵接的輪胎試驗機用的路面構件的製造方法，在將具備上述輪胎所抵接的路面的路面基材的該路面以比該路面基材更高硬度的鋼鐵類熱噴塗膜來被覆後，對上述鋼鐵類熱噴塗膜的表面施以研磨處理。
根據上述製造方法，藉由將路面基材的輪胎所抵接的路面以比該路面基材更高硬度的鋼鐵類熱噴塗膜來覆膜，能夠使路面的表面硬度變高，並且能夠使因為輪胎而造成的磨損減低。此外，藉由將以鋼鐵類熱噴塗膜覆膜後的路面基材的路面施以研磨處理，能夠提高正圓度或平面度，且能夠降低因為路面狀態而對試驗結果所造成的影響，並且能夠抑制在凹部中積存橡膠。此外，由於即使是使用複數個輪胎試驗機的情況，也能夠藉由將路面基材的路面以鋼鐵類熱噴塗膜來被覆並施以研磨處理，使鋼鐵類熱噴塗膜的狀態形成大致均勻，所以利用降低產生在輪胎試驗機間的正圓度或平面度的參差不齊，能夠抑制試驗結果的參差不齊。藉此，即使以熱噴塗膜將路面被覆也能夠得到良好的試驗結果。
在上述輪胎試驗機用的路面構件的製造方法中，亦可在將上述路面以上述鋼鐵類熱噴塗膜被覆之前，對上述路面進行珠擊處理。藉由該方法，能夠在將路面基材的路面以鋼鐵類熱噴塗膜被覆之前，利用將路面施以珠擊處理而使路面變粗糙，來提高鋼鐵類熱噴塗膜的黏著度。
在上述輪胎試驗機用的路面構件的製造方法中，亦可在將鋁合金製的上述路面基材的上述路面以上述鋼鐵類熱噴塗膜被覆之前，將上述路面以鎳-鋁合金的熱噴塗膜被覆。藉由該方法，能夠在將鋁合金製的路面基材的路面以鋼鐵類熱噴塗膜被覆之前、利用以與鋼鐵類熱噴塗膜的黏著性較高的鎳-鋁合金的熱噴塗膜被覆路面，來提高鋼鐵類熱噴塗膜的黏著度。
根據本發明的輪胎試驗機用的路面構件及其製造方法，能夠使因為輪胎而造成的磨損減低、並且減小因為路面狀態而對試驗結果所造成的影響。此外，即使是使用複數個輪胎試驗機的情況，也能夠抑制在輪胎試驗機間產生的試驗結果的參差不齊。藉此，能夠得到良好的試驗結果。
以下，參照圖式來說明關於本發明的適當的實施方式。 (輪胎試驗機的構造)
本實施方式的輪胎試驗機用的路面構件是旋轉滾筒1。旋轉滾筒1使用於輪胎試驗機10中。輪胎試驗機10如圖1所示，具有：旋轉滾筒1、滾筒驅動馬達3、轉矩計4、心軸5、及測量儀器6。
旋轉滾筒1是鋁合金製的焊接構造，形成為圓筒狀或圓柱狀，滾筒直徑是2000mm，滾筒寬是450mm。如圖所示，輪胎11抵接在旋轉滾筒1上。旋轉滾筒1具有鋁合金製的路面基材2，前述路面基材2具備作為輪胎11所抵接的外周面的路面2a。在此，路面基材2，是指在旋轉滾筒1中除了鋼鐵類熱噴塗膜7(後述)以外的部分。路面基材2的材料並不限定於鋁合金，也可以是鎂合金等的其他之輕合金，抑或是鐵等。
滾筒驅動馬達3安裝在固定於地板等上的未圖示的支承臺上，使旋轉滾筒1旋轉。旋轉滾筒1及滾筒驅動馬達3是藉由未圖示的移動手段，以從與滾筒驅動馬達3的旋轉軸的軸向正交的方向來對心軸5接近、分離之方式進行移動。在試驗中，如圖所示，旋轉滾筒1及滾筒驅動馬達3藉由移動手段來接近心軸5而移動，在使路面基材2的路面2a與輪胎11的外周面抵接後，藉由滾筒驅動馬達3使旋轉滾筒1旋轉。
轉矩計4設在滾筒驅動馬達3的旋轉軸上，用以測量旋轉滾筒1的旋轉轉矩。藉此，能夠測量輪胎11的滾動阻力、並且評估輪胎11的均一性。
心軸5是設置成與滾筒驅動馬達3的旋轉軸的軸向呈平行，其藉由未圖示的殼體而可旋轉地被支承。並且，心軸5支承著輪胎11，以使輪胎11的外周面對向於路面基材2的路面2a。在試驗中，藉由抵接在輪胎11的外周面上的旋轉滾筒1的旋轉，使輪胎11及心軸5旋轉。
測量儀器6是沿著心軸5的軸線方向而設在未圖示的殼體上，用以測量輪胎11的荷重或力矩。藉此，能夠評估輪胎11的動平衡。
在此，鋁合金製的路面基材2的硬度較低，經由橡膠中含有氧化矽(silica)等的輪胎11的試驗，會立即使路面2a磨損。所以，認為可以用碳化鎢等高硬度的金屬碳化物的熱噴塗膜被覆路面2a。但是，金屬碳化物的熱噴塗膜的熱噴塗膜厚度的均勻性、及表面粗糙度的均勻性的控制較為困難，難以提高旋轉滾筒1的正圓度。因為，在熱噴塗有金屬碳化物的熱噴塗膜的路面上，會形成算術平均粗糙度為Ra16左右的凹凸。因此，路面狀態較差，不僅無法正確地測量旋轉滾筒1的正圓度，也因為旋轉滾筒1的振盪或路面的起伏被加到測量儀器6而有不能測量到正確的值的情況。特別是，在輪胎11的旋轉速度從60km/h以上的常用速度到高速區域內的運行試驗中，路面狀態對試驗結果的影響變大。所以，雖然認為可以對路面進行加工，但由於金屬碳化物的熱噴塗膜是高硬度，所以須使用鑽石磨輪，並且由於輪胎試驗機10的旋轉滾筒1其物體本身較大，所以加工較困難且成本也高漲。
所以，在本實施方式中，路面基材2的路面2a是利用由比鋁合金更高硬度的SUS316L所構成的鋼鐵類熱噴塗膜7來被覆。鋁金屬的表面硬度的維氏硬度是Hv80~90，而鐵金屬是例如相對於SS400的表面硬度是Hv115，則SUS316L電弧噴塗的表面硬度是Hv306。藉此，由於能夠提高路面2a的表面硬度，並且能夠使因為輪胎11而造成的磨損減低，所以能夠使路面基材2的使用壽命變長。另外，在本實施方式中，雖然選定具有良好的機械加工性質的SUS316L作為鋼鐵類熱噴塗膜7，但鋼鐵類熱噴塗膜7並不限定於此，也可以是SUS308或SUS410等。此外，也可以不是熱噴塗，而是蒸鍍法或電鍍加工。
進而，將路面基材2的路面2a在以鋼鐵類熱噴塗膜7被覆層後施以研磨處理。由於相對於碳化鎢的表面硬度是Hv900，SUS316L電弧噴塗的表面硬度是Hv306，所以藉由用一般的磨石所進行的研磨處理，能夠將路面基材2的路面2a修整為任意的表面粗糙度。另外，由於熱噴塗有金屬碳化物的熱噴塗膜後的路面的算術平均粗糙度是Ra16左右，所以最佳是藉由研磨處理使路面基材2的路面2a的算術平均粗糙度成為Ra0.4以上而未滿16。藉此，能夠提高旋轉滾筒1的正圓度，且能夠減小因為路面狀態而對試驗結果所造成的影響，並且能夠抑制在凹部中積存橡膠。
此外，由於即使是使用複數個輪胎試驗機10的情況，也能夠藉由將路面基材2的路面2a以鋼鐵類熱噴塗膜7來被覆並施以研磨處理，使鋼鐵類熱噴塗膜7的狀態形成大致均勻，所以利用降低產生在輪胎試驗機10間的正圓度的參差不齊，能夠抑制試驗結果的參差不齊。
若考慮鋼鐵類熱噴塗膜7的耐磨損性，則最佳是維氏硬度為Hv200以上，更佳為硬度相較於路面基材2的材料鋁合金(輕合金)更充分地變大的Hv300以上。另外，鋼鐵類熱噴塗膜7最佳的是以能夠用一般的磨石進行研磨、且容易進行研磨處理的Hv700以內的材料來形成。因此，在考慮鋼鐵類熱噴塗膜7的耐磨損性和加工性下，最佳是維氏硬度為Hv300~700。
在此，在輪胎試驗機10中，難以控制在從常用速度到高速區域內的試驗中的速度。特別是，以低慣性的馬達來控制慣性較大的鐵製的旋轉滾筒(鐵製滾筒)等的速度會因為慣性的差而非常困難，此外，在馬達的旋轉軸上會作用較大的扭轉力矩。因此，除了轉矩計4及計測器6所測量的測量值會較大地波動來產生變動以外，在最差的情況下，會造成轉矩計4及計測器6損壞。
所以，在本實施方式中，在路面基材2的材料中使用鋁合金。具有鋁合金製的路面基材2的旋轉滾筒1與鐵製滾筒相比慣性較小。因此，旋轉滾筒1與鐵製滾筒相比較能夠抑制透過滾筒驅動馬達3加減速時的能量，並且容易進行速度控制。此外，由於旋轉滾筒1與鐵製滾筒相比作用在滾筒驅動馬達3的旋轉軸上的扭轉力矩變小，所以即使將轉矩計4等的測量儀器配置到滾筒驅動馬達3的旋轉軸上，也能夠以良好之精度來測量。此外，旋轉滾筒1與鐵製滾筒相比熱傳導率較好，所以在試驗結束後能夠將因為輪胎11的發熱而加溫的路面迅速地冷卻，而能夠以較少的時間損耗來轉移到下個輪胎的試驗。 (旋轉滾筒的製造方法)
接著，說明關於旋轉滾筒1的製造方法。首先，將構件組合來形成路面基材2。接著，將路面基材2的路面2a施以珠擊處理。具體而言，藉由使稱作投射材的粒體碰撞到路面基材2的路面2a上，造成路面基材2的路面2a變粗。藉此，能夠提高之後熱噴塗至路面2a的鋼鐵類熱噴塗膜7的黏著度。然後，將路面基材2的路面2a用與鋼鐵類熱噴塗膜7的黏著性較高的鎳-鋁合金的熱噴塗膜來被覆。藉此，能夠進一步提高之後熱噴塗至路面2a的鋼鐵類熱噴塗膜7的黏著度。然後，將路面基材2的路面2a用由SUS316L構成的鋼鐵類熱噴塗膜7來被覆。另外，珠擊處理、和藉由鎳-鋁合金的熱噴塗膜所進行的被覆之順序也可以相反。
當用鋼鐵類熱噴塗膜7將路面基材2的路面2a被覆時，由於將呈熔解狀態的金屬朝路面基材2的路面2a噴射，所以在用鋼鐵類熱噴塗膜7予以被覆後的路面基材2的路面2a上形成有凹凸，其算術平均粗糙度是Ra16左右。所以，在將路面基材2的路面2a用鋼鐵類熱噴塗膜7被覆後，對路面基材2的路面2a施以研磨處理。具體而言，藉由用機械研磨機將鋼鐵類熱噴塗膜7施以研磨，將凹凸從路面基材2的路面2a去除。藉此，將路面基材2的路面2a修整為適當的表面粗糙度。
在本實施方式中，在研磨後檢查路面基材2的路面2a的表面粗糙度，是Ra0.6左右。此外，雖然在熱噴塗呈熔解狀態的金屬時，有鋼鐵類熱噴塗膜7的厚度變得不均勻、而使旋轉滾筒1本身的正圓度破壞的情況，但在本實施方式中，研磨後的最大外徑與最小外徑的差是0.01mm。因此，在用測量儀器6測量輪胎11的載荷或力矩時，不會有因為旋轉滾筒1的振盪而對測量結果造成影響的問題。 (效果)
如以上所述，若根據本實施方式的旋轉滾筒1，藉由將路面基材2的被輪胎11抵接的路面2a以比該路面基材2更高硬度的鋼鐵類熱噴塗膜7來覆膜，能夠提高路面2a的表面硬度，並且能夠使因為輪胎11而造成的磨損減低。此外，藉由將用鋼鐵類熱噴塗膜7覆膜後的路面基材2的路面2a施以研磨處理，能夠提高正圓度，且能夠減小因為路面狀態而對試驗結果所造成的影響，並且能夠抑制在凹部中積存橡膠。此外，由於即使是使用複數個輪胎試驗機10的情況，也能夠藉由將路面基材2的路面2a以鋼鐵類熱噴塗膜7來被覆並施以研磨處理，使鋼鐵類熱噴塗膜7的狀態形成大致均勻，所以利用降低產生在輪胎試驗機10間的正圓度的參差不齊，能夠抑制試驗結果的參差不齊。藉此，即使以熱噴塗膜將路面被覆也能夠得到良好的試驗結果。
此外，利用由輕合金製的路面基材2所構成的旋轉滾筒1作為路面構件，則與鐵質滾筒相比其慣性變小。因此，由輕合金製的路面基材2所構成的旋轉滾筒1與鐵製滾筒相比能夠抑制透過滾筒驅動馬達3加減速時的能量，並且容易進行速度控制。此外，由輕合金製的路面基材2所構成的旋轉滾筒1與鐵製滾筒相比作用在滾筒驅動馬達3的旋轉軸上的扭轉力矩變小，所以即使將轉矩計4等的測量儀器配置到滾筒驅動馬達3的旋轉軸上也能夠以良好之精度來測量。此外，由輕合金製的路面基材2所構成的旋轉滾筒1與鐵製滾筒相比熱傳導率較好，所以在試驗結束後能夠將因為輪胎11的發熱而加溫的路面迅速地冷卻，而能夠以較少的時間損耗來移轉到下個輪胎的試驗。
此外，能夠在將路面基材2的路面2a以鋼鐵類熱噴塗膜7被覆之前，利用將路面2a施以珠擊處理而使路面2a變粗糙，來提高鋼鐵類熱噴塗膜7的黏著度。
此外，能夠在將鋁合金製的路面基材2的路面2a以鋼鐵類熱噴塗膜7被覆之前、利用以與鋼鐵類熱噴塗膜7的黏著性較高的鎳-鋁合金的熱噴塗膜被覆路面2a，來提高鋼鐵類熱噴塗膜7的黏著度。 (本實施方式的變形例)
以上，雖然說明了本發明的實施方式，但只不過是例示了具體例，並不特別限定本發明，具體的結構等能夠適當地進行設計變更。此外，在發明的實施方式中記載的作用及效果只不過是列舉了由本發明所產生的最好的作用及效果，本發明的所產生的作用及效果並不限定於本發明的實施方式所記載的內容。
例如，雖然說明了將旋轉滾筒1作為路面構件，但路面構件也可以是平板。在此情況下，也可以藉由將作為平板的路面基材的表面的路面以硬度比路面基材高的鋼鐵類熱噴塗膜7來被覆，能夠使因為輪胎11而造成的磨損減低。此外，藉由將用鋼鐵類熱噴塗膜7覆膜後的路面施以研磨處理，能夠提高平板的平面度。
圖1是表示輪胎試驗機的立體圖。
1‧‧‧旋轉滾筒
2‧‧‧路面基材
2a‧‧‧路面
3‧‧‧滾筒驅動馬達
4‧‧‧轉矩計
5‧‧‧心軸
6‧‧‧測量儀器
7‧‧‧鋼鐵類熱噴塗膜
10‧‧‧輪胎試驗機
11‧‧‧輪胎

权利要求:
Claims (9)
[1] 一種輪胎試驗機用的路面構件，是在輪胎試驗機中輪胎所抵接的輪胎試驗機用的路面構件，其特徵在於：具有路面基材，該路面基材具備上述輪胎所抵接的路面；上述路面是由比上述路面基材更高硬度的鋼鐵類熱噴塗膜所被覆，並且上述鋼鐵類熱噴塗膜的表面經過研磨處理。
[2] 如申請專利範圍第1項所述的輪胎試驗機用的路面構件，其中，上述路面構件是旋轉滾筒。
[3] 如申請專利範圍第1項所述的輪胎試驗機用的路面構件，其中，上述路面基材是鋁合金製。
[4] 如申請專利範圍第3項所述的輪胎試驗機用的路面構件，其中，上述路面是由鎳-鋁合金的熱噴塗膜所被覆，且進一步地使上述鎳-鋁合金的熱噴塗膜由上述鋼鐵類噴鍍膜所被覆。
[5] 如申請專利範圍第1項所述的輪胎試驗機用的路面構件，其中，上述鋼鐵類熱噴塗膜的維氏硬度是Hv300~700。
[6] 如申請專利範圍第1項所述的輪胎試驗機用的路面構件，其中，上述路面的算術平均粗糙度Ra是0.4以上且未滿16。
[7] 一種輪胎試驗機用的路面構件的製造方法，是在輪胎試驗機中輪胎所抵接的輪胎試驗機用的路面構件的製造方法，其特徵在於：在將具備上述輪胎所抵接的路面的路面基材的該路面以比該路面基材更高硬度的鋼鐵類熱噴塗膜來被覆後，對上述鋼鐵類熱噴塗膜的表面施以研磨處理。
[8] 如申請專利範圍第7項所述的輪胎試驗機用的路面構件的製造方法，其中，在將上述路面以上述鋼鐵類熱噴塗膜被覆之前，對上述路面進行珠擊處理。
[9] 如申請專利範圍第7項所述的輪胎試驗機用的路面構件的製造方法，其中，在將鋁合金製的上述路面基材的上述路面以上述鋼鐵類熱噴塗膜被覆之前，將上述路面以鎳-鋁合金的熱噴塗膜被覆。

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法律状态:

优先权:

申请号 | 申请日 | 专利标题

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