(57)【要約】【課題】空気入りタイヤのヒールアンドトウ摩耗の判定方法および装置において、正確にヒールアンドトウ摩耗の発生の有無を判定する。【解決手段】空気入りタイヤのヒールアンドトウ摩耗の判定方法は、新品時のタイヤ１を所定速度で転動させてパターン振動の加速度または力を測定し、新品時のタイヤ１で測定したパターン振動の加速度または力から所定の周波数範囲で基準エネルギー値Ｅ０を算出し、測定対象となるタイヤ１を所定速度で転動させてパターン振動の加速度または力を測定し、測定対象となるタイヤ１で測定した前記パターン振動の加速度または力から所定の周波数範囲で測定エネルギー値Ｅを算出し、測定エネルギー値Ｅが基準エネルギー値Ｅ０よりも所定以上大きければヒールアンドトウ摩耗が発生していると判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
新品時の空気入りタイヤを所定速度で転動させてパターン振動の加速度または力を測定し、
新品時の前記空気入りタイヤで測定した前記パターン振動の加速度または力から所定の周波数範囲でのエネルギー値を基準エネルギー値として算出し、
測定対象となる前記空気入りタイヤを前記所定速度で転動させてパターン振動の加速度または力を測定し、
測定対象となる前記空気入りタイヤで測定した前記パターン振動の加速度または力から前記所定の周波数範囲でのエネルギー値を測定エネルギー値として算出し、
前記測定エネルギー値が前記基準エネルギー値よりも所定以上大きければヒールアンドトウ摩耗が発生していると判定する
ことを含む、空気入りタイヤのヒールアンドトウ摩耗の判定方法。
【請求項２】
前記所定の周波数範囲は、前記所定速度に対応する車両の時速Ｖと、前記空気入りタイヤのトレッドパターンのタイヤ周方向におけるブロックピッチのうちの最小ピッチ長Ｄｍｉｎおよび最大ピッチ長Ｄｍａｘとを用いて、以下の式でΔｆとして算出される、請求項１に記載の空気入りタイヤのヒールアンドトウ摩耗の判定方法。
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【請求項３】
前記ブロックピッチを１次のピッチとして、タイヤ周方向におけるブロックの分割形状に応じた各次数のピッチで、前記所定の周波数範囲を算出し、
次数ごとに前記所定の周波数範囲で前記基準エネルギー値および前記測定エネルギー値を算出し、
次数ごとに前記基準エネルギー値と前記測定エネルギー値とを比較して前記測定エネルギー値が前記基準エネルギー値よりも所定以上大きければヒールアンドトウ摩耗が発生していると判定する、請求項２に記載の空気入りタイヤのヒールアンドトウ摩耗の判定方法。
【請求項４】
前記測定エネルギー値が前記基準エネルギー値よりも２倍以上大きければヒールアンドトウ摩耗が発生していると判定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤのヒールアンドトウ摩耗の判定方法。
【請求項５】
前記所定速度は、前記所定の周波数範囲が空洞共鳴範囲を含む速度である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤのヒールアンドトウ摩耗の判定方法。
【請求項６】
空気入りタイヤを所定速度で転動させる転動装置と、
前記転動装置によって転動される前記空気入りタイヤのパターン振動の加速度または力を測定するセンサと、
新品時の前記空気入りタイヤを前記転動装置によって前記所定速度で転動させた際の前記パターン振動の加速度または力から所定の周波数範囲で算出したエネルギー値である基準エネルギー値を記憶する記憶部と、
測定対象となる前記空気入りタイヤを前記転動装置によって前記所定速度で転動させて測定した前記パターン振動の加速度または力から前記所定の周波数範囲でのエネルギー値である測定エネルギー値を算出するエネルギー算出部と、
前記測定エネルギー値が前記基準エネルギー値よりも所定以上大きければヒールアンドトウ摩耗が発生していると判定する判定部と
を備える、空気入りタイヤのヒールアンドトウ摩耗の判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤのヒールアンドトウ摩耗の判定方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などに取り付けられる空気入りタイヤでは、トレッドパターンに応じて様々な偏摩耗が発生する。例えば、トレッド部にブロック形状を有するタイヤでは、ブロック形状の蹴り出し側が踏み込み側よりも大きく偏摩耗することがある。この偏摩耗は、ヒールアンドトウ摩耗と称されている。ヒールアンドトウ摩耗は、タイヤ性能を悪化させるとともに振動を増大させるため、正確に検知して対処することが求められている。
【０００３】
特許文献１には、タイヤのパターン振動における所定の周波数帯域の加速度を測定して、基準タイヤのものと比較演算することによりタイヤの摩耗量を測定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３２９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のタイヤの摩耗量の測定方法は、一般的な摩耗を測定するものであり、特定の偏摩耗を効果的に測定できるものではない。従って、特定の偏摩耗としてヒールアンドトウ摩耗の発生の有無を判定する観点で改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、空気入りタイヤのヒールアンドトウ摩耗の判定方法および装置において、正確にヒールアンドトウ摩耗の発生の有無を判定することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、新品時の空気入りタイヤを所定速度で転動させてパターン振動の加速度または力を測定し、新品時の前記空気入りタイヤで測定した前記パターン振動の加速度または力から所定の周波数範囲でのエネルギー値を基準エネルギー値として算出し、測定対象となる前記空気入りタイヤを前記所定速度で転動させてパターン振動の加速度または力を測定し、測定対象となる前記空気入りタイヤで測定した前記パターン振動の加速度または力から前記所定の周波数範囲でのエネルギー値を測定エネルギー値として算出し、前記測定エネルギー値が前記基準エネルギー値よりも所定以上大きければヒールアンドトウ摩耗が発生していると判定することを含む、空気入りタイヤのヒールアンドトウ摩耗の判定方法を提供する。
【０００８】
この方法によれば、パターン振動の加速度または力を測定し、所定の周波数範囲において、新品時の基準エネルギー値よりも測定対象の測定エネルギー値が所定以上大きければヒールアンドトウ摩耗が発生していると判定する。従って、特定の周波数範囲に対応するヒールアンドトウ摩耗の発生の有無を判定できる。具体的には、タイヤのトレッドパターンにおいて、タイヤ周方向にばらつきをもった所定の間隔でブロックが配されているとき、ヒールアンドトウ摩耗の発生によって所定の周波数範囲でパターン振動が増加する。そのため、当該周波数範囲で、新品時のタイヤと、測定したタイヤとのエネルギー値を比較することで、ヒールアンドトウ摩耗の発生の有無を判定できる。特に、この判定方法は、ある一点の周波数ではなく特定の周波数範囲でのエネルギー値を算出し、当該エネルギー値での比較を行う。そのため、ブロックがタイヤ周方向にばらつきをもって配された場合でも当該ばらつきを考慮してヒールアンドトウ摩耗の発生の有無を判定できる。なお、新品とは、未使用ないし摩耗していないもののことをいう。
【０００９】
前記所定の周波数範囲は、前記所定速度に対応する車両の時速Ｖと、前記空気入りタイヤのトレッドパターンのタイヤ周方向におけるブロックピッチのうちの最小ピッチ長Ｄｍｉｎおよび最大ピッチ長Ｄｍａｘとを用いて、以下の式でΔｆとして算出されてもよい。
【００１０】
【数１】
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【００１１】
この方法によれば、所定の周波数範囲Δｆを具体的に規定できる。詳細には、周波数範囲Δｆの下限値ｆ１および上限値ｆ２を求める際、時速Ｖ（ｋｍ／ｈ）に１０００／３６００をかけることで秒速（ｍ／ｓ）に変換している。周波数範囲Δｆの下限値ｆ１は、時速Ｖ（ｋｍ／ｈ）を秒速に変換したものを最大ピッチ長Ｄｍａｘの１．０５倍の数値で割ることで求められる。同様に、周波数範囲Δｆの上限値ｆ２は、時速Ｖ（ｋｍ／ｈ）を秒速に変換したものを最小ピッチ長Ｄｍｉｎの０．９５倍の数値で割ることで求められる。最大ピッチ長Ｄｍａｘを１．０５倍し、かつ、最小ピッチ長Ｄｍｉｎを０．９５倍しているのは、エネルギー値を算出する周波数域に余裕度を持たせるためである。
【００１２】
前記方法では、前記ブロックピッチを１次のピッチとして、タイヤ周方向におけるブロックの分割形状に応じた各次数のピッチで、前記所定の周波数範囲を算出し、次数ごとに前記所定の周波数範囲で前記基準エネルギー値および前記測定エネルギー値を算出し、次数ごとに前記基準エネルギー値と前記測定エネルギー値とを比較して前記測定エネルギー値が前記基準エネルギー値よりも所定以上大きければヒールアンドトウ摩耗が発生していると判定してもよい。
【００１３】
この方法によれば、パターン振動の次数ごとに基準エネルギー値と測定エネルギー値とを比較するため、より詳細な判定を行うことができる。詳細には、１つのブロックがサイプやその他細溝などによってタイヤ周方向に分割されると、ブロックピッチよりも高周波数でパターン振動が発生する。当該高周波数のパターン振動を２次、３次、４次、、、と称する。例えば、ブロックがサイプによってタイヤ周方向に均等に２分割されていると、２次のパターン振動が発生する。２次のパターン振動は、１次のパターン振動（ブロックピッチによるパターン振動）の２倍の周波数を有する。このように、次数を考慮し、ブロック単位よりも詳細な単位でエネルギー比較を行うことで、ヒールアンドトウ摩耗をより詳細に評価できる。
【００１４】
前記方法では、前記測定エネルギー値が前記基準エネルギー値よりも２倍以上大きければヒールアンドトウ摩耗が発生していると判定してもよい。
【００１５】
この方法によれば、エネルギー比較の際に２倍を閾値としてヒールアンドトウ摩耗の発生の有無を判定している。パターン振動のエネルギー値が２倍となると、一般の運転者にも感じられるほどの違いが生じ、振動が目立つことが多いためである。また、エネルギー値で２倍を閾値としているため、路面状態等の外乱の影響を受けることによって測定エネルギー値がわずかに変化しても誤判定することなく、ヒールアンドトウ摩耗の発生の有無を正確に判定できる。
【００１６】
前記所定速度は、前記所定の周波数範囲が空洞共鳴範囲を含む速度であってもよい。
【００１７】
この方法によれば、空洞共鳴によって効率よくパターン振動を増幅させ、パターン振動の加速度または力を測定できる。空洞共鳴範囲とは、空気入りタイヤが空洞共鳴を起こす周波数範囲である。空洞共鳴とは、タイヤ内の空洞に発生する共鳴モードが車軸に影響を与える現象である。空洞共鳴は、タイヤ形状等に応じた周波数範囲（空洞共鳴範囲）で発生し、この空洞共鳴範囲は予め特定できる。なお、ここでは、所定の周波数範囲と空洞共鳴範囲が互いに部分的に重複する場合も含むものとする。
【００１８】
本発明の第２の態様は、空気入りタイヤを所定速度で転動させる転動装置と、前記転動装置によって転動される前記空気入りタイヤのパターン振動の加速度または力を測定するセンサと、新品時の前記空気入りタイヤを前記転動装置によって前記所定速度で転動させた際の前記パターン振動の加速度または力から所定の周波数範囲で算出したエネルギー値である基準エネルギー値を記憶する記憶部と、測定対象となる前記空気入りタイヤを前記転動装置によって前記所定速度で転動させて測定した前記パターン振動の加速度または力から前記所定の周波数範囲でのエネルギー値である測定エネルギー値を算出するエネルギー算出部と、前記測定エネルギー値が前記基準エネルギー値よりも所定以上大きければヒールアンドトウ摩耗が発生していると判定する判定部とを備える、空気入りタイヤのヒールアンドトウ摩耗の判定装置を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、空気入りタイヤのヒールアンドトウ摩耗の判定方法および装置において、測定したパターン振動から所定の周波数範囲での測定エネルギー値を算出し、当該測定エネルギー値と新品時の基準エネルギー値とを比較することでヒールアンドトウ摩耗を正確に判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】空気入りタイヤの斜視図。
【図２】トレッドパターンの一部の展開図。
【図３】センサの設置位置を示す空気入りタイヤの平面図。
【図４】空気入りタイヤの転動装置の側面図。
【図５】空気入りタイヤの転動装置の平面図。
【図６】制御装置のブロック図。
【図７】パターン振動の周波数と力（加速度）の関係を示すグラフ。
【図８】空気入りタイヤの転動装置の変形例の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００２２】
本実施形態では、空気入りタイヤのヒールアンドトウ摩耗の発生の有無を判定する。空気入りタイヤ１は、例えば一般の乗用自動車用タイヤであり得る。代替的には、トラックまたはバス用タイヤなどであってもよい。以降、空気入りタイヤ１のことを単にタイヤ１ともいう。
【００２３】
図１を参照して、タイヤ１は、ホイールリム２に装着される。タイヤ１は、ホイールリム２に装着された状態で路面上を転動する。路面上をタイヤ１が転動すると、タイヤ１のトレッドパターンに応じたパターン振動が生じる。本実施形態の判定方法は、当該パターン振動を測定することにより、ヒールアンドトウ摩耗の発生の有無を判定するものである。なお、図１では、トレッドパターンの図示を省略している。
【００２４】
パターン振動は路面状態に応じて異なり得るため、正確な判定を行うためには一定の路面状態でパターン振動を測定することが好ましい。一定の路面状態としては、例えば、JIS D 8301：2013(ISO 10844：2011)を採用してもよい。
【００２５】
図２は、タイヤ１のトレッド部１０の一部（図１の斜線部参照）の展開図を示している。トレッド部１０には、タイヤ周方向ＴＲに延びる縦溝１１と、タイヤ幅方向ＴＷに延びる横溝１２とによって画定されるブロック１３が形成されている。
【００２６】
一般にタイヤでは、ブロック１３は、タイヤ周方向ＴＲにおいて完全に同じピッチで形成されているわけではなく、僅かずつ異なるピッチで形成されている。これにより、パターン振動の発生周波数は１つの周波数に集中することがないため、１つの周波数の振動が著しく大きくなることを防止している。本実施形態でも、ブロック１３は、タイヤ周方向ＴＲに僅かずつ異なるピッチで形成されている。以降、このようにタイヤ周方向ＴＲに僅かにばらつきをもったブロック１３の形成ピッチをブロックピッチともいう。このブロックピッチは、図２において例えばＤ１で表されている。
【００２７】
図３は、タイヤ１の平面図を示している。図３中の符号３２で示す部材は、後述する支持部３２を示し、支持部３２はいわゆる車軸である。パターン振動を測定するためには、センサ２０を使用する。センサ２０は、加速度または力を測定するものであり、例えば、加速度センサまたは力センサなどであり得る。本実施形態では、センサ２０は、力センサであり、支持部３２に取り付けられる。従って、センサ２０によって支持部３２にかかる力を測定できる。測定する力（または加速度）の向きは、タイヤ１の上下方向または前後方向としてもよい。なお、前方向とは、タイヤ１の転動時の進行方向のことである。ただし、センサ２０の取り付け位置は、特に限定されず、パターン振動の加速度または力を測定可能な任意の位置であり得る。
【００２８】
本実施形態では、タイヤ１のヒールアンドトウ摩耗を判定するための判定装置を使用する。
【００２９】
判定装置は、タイヤ１を所定速度で転動させる転動装置３０と、パターン振動の力（または加速度）を測定するセンサ２０と、制御装置４０と、判定結果を表示するモニタ５０とを備える。
【００３０】
図４，５を参照して転動装置３０は、タイヤ１を載置する路面部３１と、タイヤ１を支持する支持部３２とを備える。路面部３１は、２つのローラ３１ａ，３１ｂと、ベルト３１ｃとを備える。２つのローラ３１ａ，３１ｂは、図示しないモータに機械的に接続されている。２つのローラ３１ａ，３１ｂは、モータによって同方向に回転駆動される。また、ベルト３１ｃは、２つのローラ３１ａ，３１ｂを囲むように２つのローラ３１ａ，３１ｂに跨って架けられている。従って、２つのローラ３１ａ，３１ｂが回転すると、ベルト３１ｃが回転されるようになっている。支持部３２は、タイヤ１を回転軸Ｌａまわりに回転可能に支持する部材である。タイヤ１は、支持部３２によってベルト３１ｃの上面に載置された状態で支持される。２つのローラ３１ａ，３１ｂを回転させるモータは、制御装置４０によって速度制御されている。従って、タイヤ１は、ベルト３１ｃの所定速度の回転に伴ってベルト３１ｃの上を所定速度で転動する。
【００３１】
図６を参照して、制御装置４０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ（Random Access Memory）、およびＲＯＭ（Read Only Memory）のような記憶装置を含むハードウェアと、それに実装されたソフトウェアとにより構築されている。制御装置４０は、エネルギー算出部４１と、記憶部４２と、判定部４３と、速度制御部４４とを備える。
【００３２】
エネルギー算出部４１は、センサ２０によって測定したパターン振動の力（または加速度）から所定の周波数範囲でエネルギー値を算出する。所定の周波数範囲は、以下の式でΔｆとして算出される。ここで、以下の式におけるＶはタイヤ１の転動する速度に対応する車両の時速Ｖ（ｋｍ／ｈ）である。また、Ｄｍａｘは前述のブロックピッチのうち最大ピッチ長を示し、Ｄｍｉｎは最小ピッチ長を示す。
【００３３】
【数２】
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【００３４】
上記式を用いて周波数範囲Δｆを算出する方法を具体的な数値を用いて例示する。本実施形態では、ブロック１３がタイヤ１の１周当たり３４個設けられた半径３００ｍｍのタイヤ１を使用する。最小ピッチ長Ｄｍｉｎは４２ｍｍであり、最大ピッチ長Ｄｍａｘは６９ｍｍであり、基本のブロックピッチが５５ｍｍである。即ち、基本のブロックピッチに対して２５％程度のばらつきが設定されている。また、所定速度を５０ｋｍ／ｈとする。これらを上記式に代入すると、下限値ｆ１は１９１Ｈｚとなり、上限値ｆ２は３５２Ｈｚとなる。従って、周波数範囲Δｆは１９１〜３５２Ｈｚとなる。
【００３５】
周波数範囲Δｆでのエネルギー値は、以下の式でＥとして算出される。ここで、以下の式におけるＦｉは、ある周波数ｆｉにおける力を示す。なお、周波数ｆｉは周波数範囲Δｆ内の値である（ｆ１≦ｆｉ≦ｆ２）。例えば、上記数値例として示した周波数範囲Δｆ（１９１〜３５２Ｈｚ）の場合、周波数ｆｉが１９１〜３５２Ｈｚまで１Ｈｚごとに設定されてもよい。
【００３６】
【数３】
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【００３７】
記憶部４２は、転動装置３０にて所定速度Ｖで予め転動させて測定した力から上記式によって算出された新品時のタイヤ１の同周波数範囲Δｆでのエネルギー値Ｅを基準エネルギー値Ｅ０として記憶している。なお、新品とは、未使用ないし摩耗していないもののことをいう。
【００３８】
判定部４３は、記憶部４２の新品時の基準エネルギー値Ｅ０と比較して、測定対象となるタイヤ１を転動装置３０にて所定速度Ｖで転動させて測定した力からエネルギー算出部４１にて算出した測定エネルギー値Ｅが所定以上大きければヒールアンドトウ摩耗が発生していると判定し、そうでなければヒールアンドトウ摩耗が発生していないと判定する。この測定エネルギー値Ｅは、上記記憶部４２に記憶した新品時のタイヤ１に関する測定と同条件で測定された力から算出される。この判定では、ヒールアンドトウ摩耗が進行すると、ブロック１３の踏み込み側と蹴り出し側で高低差が大きくなり、パターン振動が大きくなることに基づいて行っている。そのため、摩耗判定の閾値は摩耗の度合いに応じて設定されてもよい。本実施形態では、測定エネルギー値Ｅが新品時の基準エネルギー値Ｅ０よりも２倍以上大きければ、ヒールアンドトウ摩耗が発生していると判定し、そうでなければヒールアンドトウ摩耗が発生していないと判定する。
【００３９】
判定部４３での判定結果は、モニタ５０に随時表示される。特に、判定部４３にて摩耗していると判定された場合、モニタ５０に警告を表示するようにしてもよい。
【００４０】
本実施形態では、より詳細にヒールアンドトウ摩耗の有無を判定するため、トレッドパターンに応じた「次数」の概念を導入している。具体的には、前述のブロックピッチを１次のピッチとする。そして、タイヤ周方向ＴＲにおけるブロック１３の分割形状に応じて、２次、３次、４次、、、と高次の次数を設定する。各次数のピッチで、周波数範囲Δｆを算出し、次数ごとに周波数範囲Δｆで測定エネルギー値Ｅを算出し、次数ごとに新品時の基準エネルギー値Ｅ０と比較して、算出した測定エネルギー値Ｅが所定以上大きければヒールアンドトウ摩耗が発生していると判定する。
【００４１】
詳細には、図２を参照して、前述のブロックピッチ（１次のピッチ長）をＤ１とすると、１次のピッチ長Ｄ１の半分程度の２次のピッチ長Ｄ２と、Ｄ１の４分の１程度の４次のピッチ長Ｄ４とが設けられている。２次のピッチ長Ｄ２および４次のピッチ長Ｄ４のような高次のピッチ長は、横溝１４，１５によってブロック１３が何分割されるかに基づいて設けられる。従って、本実施形態では、１次だけでなく２次と４次についても同様に周波数範囲Δｆを算出し、測定エネルギー値Ｅを算出し、新品時の基準エネルギー値Ｅ０と比較して摩耗判定を行う。なお、２次以降の周波数範囲Δｆは、１次の周波数範囲Δｆをその次数倍して求めることができる。即ち、上記数値例では１次の周波数範囲Δｆが１９１〜３５２Ｈｚであるため、２次の周波数範囲Δｆがその２倍の３８２〜７０４Ｈｚとなり、４次の周波数範囲Δｆがその４倍の７６４〜１４０８Ｈｚとなる。
【００４２】
図７は、測定したパターン振動の一例のグラフを示している。グラフの横軸は周波数［Ｈｚ］を示し、縦軸が力［Ｎ］（代替的には加速度［ｍ／ｓ2］であり得る。）を示している。１次のピッチ長Ｄ１に対応するパターン振動の周波数が約２５０Ｈｚ、２次のピッチ長Ｄ２に対応するパターン振動の周波数が約５００Ｈｚ、および４次のピッチ長Ｄ４に対応するパターン振動の周波数が約１０００Ｈｚとなっており、これらの周波数で力のピーク値が確認できる。より詳細には、これらの周波数の各点のみで力が大きくなっているわけではなく、これらの周波数付近で一定の幅をもって力が大きくなっている。これは、各次数のピッチ長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ４がばらつきをもって設定されているためである。従って、摩耗判定を行う際には、ピーク値をとる周波数一点の力の比較ではなく、ピーク値付近の所定の周波数範囲におけるエネルギー比較を行うことが有効である。従って、本実施形態では、各次数のピーク値付近の周波数範囲Δｆでエネルギー比較を行い、ヒールアンドトウ摩耗の有無を判定する。ただし、図７，８はともに説明のためのイメージ図であり、実際のものとは異なり得る。
【００４３】
本実施形態の速度制御部４４は、上記の２つのローラ３１ａ，３１ｂを回転させるモータを制御する。従って、速度制御部４４によってタイヤ１が転動する速度を制御でき、周波数範囲Δｆを調整することができる。好ましくは、周波数範囲Δｆがタイヤ１の空洞共鳴範囲を含むように速度Ｖを制御する。空洞共鳴範囲とは、タイヤ１が空洞共鳴を起こす周波数範囲である。空洞共鳴とは、タイヤ１内の空洞に発生する共鳴モードが車軸となる支持部３２に影響を与える現象である。空洞共鳴は、タイヤ１の形状等に応じた周波数範囲（空洞共鳴範囲）で発生し、この空洞共鳴範囲は予め特定できる。特に、空洞共鳴には、タイヤ１の前後方向の共鳴と、上下方向の共鳴があり、速度が速くなるごとに、両者の周波数は離れ、空洞共鳴範囲は大きくなる。空洞共鳴範囲が大きく所定の周波数範囲Δｆが空洞共鳴範囲を包含することが困難である場合、上記周波数範囲Δｆと空洞共鳴範囲が互いに部分的に重複するようにしてもよい。また、周波数範囲Δｆは、複数の次数に対応して設定されるが、任意の次数の周波数範囲Δｆが空洞共鳴範囲を含んでもよい。
【００４４】
本実施形態の空気入りタイヤのヒールアンドトウ摩耗の判定方法および装置によれば以下のメリットがある。
【００４５】
本実施形態では、パターン振動の力を測定し、所定の周波数範囲Δｆにおいて、新品時の基準エネルギー値Ｅ０よりも測定エネルギー値Ｅが所定以上大きければヒールアンドトウ摩耗が発生していると判定する。従って、特定の周波数範囲Δｆに対応するヒールアンドトウ摩耗の発生の有無を判定できる。具体的には、タイヤ１のトレッドパターンにおいて、タイヤ周方向ＴＲにばらつきをもった所定の間隔でブロック１３が配されているとき、ヒールアンドトウ摩耗の発生によって所定の周波数範囲Δｆでパターン振動が増加する。そのため、当該周波数範囲Δｆで、新品時のタイヤと、測定したタイヤとのエネルギー値を比較することで、ヒールアンドトウ摩耗の発生の有無を判定できる。特に、この判定方法は、ある一点の周波数ではなく特定の周波数範囲Δｆでのエネルギー値を算出し、当該エネルギー値での比較を行う。そのため、ブロック１３がタイヤ周方向ＴＲにばらつきをもって配された場合でも当該ばらつきを考慮してヒールアンドトウ摩耗の発生の有無を判定できる。
【００４６】
また、本実施形態では、所定の周波数範囲Δｆを具体的に規定している。詳細には、周波数範囲Δｆの下限値ｆ１および上限値ｆ２を求める際、時速Ｖ（ｋｍ／ｈ）に１０００／３６００をかけることで秒速（ｍ／ｓ）に変換している。周波数範囲Δｆの下限値ｆ１は、時速Ｖ（ｋｍ／ｈ）を秒速に変換したものを最大ピッチ長Ｄｍａｘの１．０５倍の数値で割ることで求められる。同様に、周波数範囲Δｆの上限値ｆ２は、時速Ｖ（ｋｍ／ｈ）を秒速に変換したものを最小ピッチ長Ｄｍｉｎの０．９５倍の数値で割ることで求められる。最大ピッチ長Ｄｍａｘを１．０５倍し、かつ、最小ピッチ長Ｄｍｉｎを０．９５倍しているのは、エネルギー値を算出する周波数域に余裕度を持たせるためである。
【００４７】
また、本実施形態では、パターン振動の次数ごとに基準エネルギー値Ｅ０と測定エネルギー値Ｅとを比較するため、より詳細な判定を行っている。詳細には、１つのブロック１３がサイプやその他細溝などによってタイヤ周方向ＴＲに分割されると、ブロックピッチよりも高周波数でパターン振動が発生する。このように、次数を考慮して高周波数のパターン振動を評価することで、ブロック単位よりも詳細な単位でエネルギー比較を行い、ヒールアンドトウ摩耗をより詳細に評価できる。
【００４８】
また、本実施形態では、エネルギー比較の際に２倍を閾値としてヒールアンドトウ摩耗の発生の有無を判定している。パターン振動のエネルギー値が２倍となると、一般の運転者にも感じられるほどの違いが生じ、振動が目立つことが多いためである。また、エネルギー値で２倍を閾値としているため、路面状態等の外乱の影響を受けることによって測定エネルギー値がわずかに変化しても誤判定することなく、ヒールアンドトウ摩耗の発生の有無を正確に判定できる。
【００４９】
また、本実施形態では、所定の周波数範囲Δｆが空洞共鳴範囲を含むように速度Ｖを制御している。そのため、空洞共鳴によって効率よくパターン振動を増幅させ、パターン振動の力を測定できる。
【００５０】
以上より、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
【００５１】
例えば、転動装置３０の路面部３１は平坦でなくてもよい。具体的には、図８に示すように、路面部３１は、タイヤ１と比較して十分大きい曲率半径を有する回転可能なドラム３１ｄを備えてもよい。
【００５２】
代替的には、転動装置３０は、実際の自動車であってもよい。この場合、センサ２０は、各輪におけるバネ下部材やホイールリムに対して設置され得る。そのため、タイヤ１ごとにヒールアンドトウ摩耗が発生しているか容易に判断できる。
【符号の説明】
【００５３】
１  空気入りタイヤ（タイヤ）
２  ホイールリム
１０  トレッド部
１１  縦溝  
１２  横溝  
１３  ブロック
１４，１５  横溝
２０  センサ
３０  転動装置（自動車）
３１  路面部
３１ａ，３１ｂ  ローラ
３１ｃ  ベルト
３１ｄ  ドラム
３２  支持部
４０  制御装置
４１  エネルギー算出部
４２  記憶部
４３  判定部
４４  速度制御部
５０  モニタ
【図１】
2020032790.tif 000007
【図２】
2020032790.tif 000008
【図３】
2020032790.tif 000009
【図４】
2020032790.tif 000010
【図５】
2020032790.tif 000011
【図６】
2020032790.tif 000012
【図７】
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【図８】
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