(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤのトレッド部の耐摩耗性能を評価する方法であって、
評価対象のタイヤを製造するタイヤ製造工程と、
前記タイヤのトレッド部の接地面を含む領域から評価用のゴムシートを切り出すゴムシート切り出し工程と、
前記ゴムシートを、室内摩耗試験機を用いて摩耗させる摩耗試験工程と、
前記摩耗試験工程の摩耗状態に基づいて、耐摩耗性能を評価する摩耗評価工程とを含み、
前記室内摩耗試験機は、任意の平面内を該平面と直交する軸周りに回転する砥石面と、前記平面と平行な軸で可回転に支持されたローラ体とを有し、
前記摩耗試験工程は、前記ゴムシートを前記ローラ体の外周面に沿わせて巻付ける工程と、
前記ゴムシートを前記砥石面に接触させる工程とを有することを特徴とするタイヤの耐摩耗性能を評価する方法。
【請求項２】
前記ゴムシートは、厚さが０．５〜４mmである請求項１記載のタイヤの耐摩耗性能を評価する方法。
【請求項３】
前記ローラ体の円周の接線方向と、前記砥石面の円周の接線方向とを異ならせることにより、前記ローラ体にスリップ角αを付与する請求項１又は２記載のタイヤの耐摩耗性能を評価する方法。
【請求項４】
前記室内摩耗試験機は、前記砥石面の温度を変化させる温度制御装置を有し、
前記摩耗試験工程は、実車走行時の路面温度が１０℃以下の温度Ｘ１℃での低温耐摩耗特性の予測のための低温試験工程を含み、
該低温試験工程では、前記砥石面の温度Ｙ（℃）がＸ１（℃）の１．０〜５．０倍の温度で行われる請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤの耐摩耗性能を評価する方法。
【請求項５】
前記室内摩耗試験機は、前記砥石面の温度を変化させる温度制御装置を有し、
前記摩耗試験工程は、実車走行時の路面温度が１０℃を超える温度Ｘ２℃での高温耐摩耗特性の予測のための高温試験工程を含み、
該高温試験工程では、前記砥石面の温度Ｙ（℃）がＸ２（℃）の１．５〜３．０倍の温度で行われる請求項１乃至４のいずれかに記載のタイヤの耐摩耗性能を評価する方法。
【請求項６】
前記ゴムシートは、矩形状である請求項１乃至５のいずれかに記載のタイヤの耐摩耗性能を評価する方法。
【請求項７】
前記ローラ体は、中心に貫通孔を有する円筒状であり、
前記貫通孔は、前記軸がベアリングを介して固着される請求項１乃至６のいずれかに記載のタイヤの耐摩耗性能を評価する方法。
【請求項８】
前記ローラ体は、ゴム材料である請求項１乃至７のいずれかに記載のタイヤの耐摩耗性能を評価する方法。
【請求項９】
前記ローラ体は、外径が７０〜８０mm、内径が２５〜３５mmである請求項１乃至８のいずれかに記載のタイヤの耐摩耗性能を評価する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの実車走行時の耐摩耗性能と相関性の高い試験結果を得ることができるタイヤの耐摩耗性能を評価する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤの耐摩耗性能を評価する方法として、タイヤのトレッドゴムと同一の配合を用いて摩耗試験用の加硫ゴムを作製し、この加硫ゴムを、例えば、ランボーン摩耗試験機などの室内摩耗試験機によって摩耗させて評価する方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、上述の方法では、加硫条件の違いなどにより、摩耗試験用の加硫ゴムと、評価対象のタイヤのトレッドゴムとの特性が異なることがある。このため、従来の評価方法で予測した耐摩耗性能の結果と、評価対象のタイヤを実際に車両に装着して走行させた実車走行時の耐摩耗性能の結果とが一致しないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７９０６３号公報
【特許文献２】特開２００９−１９８２７６号公報
【特許文献３】特開２００６−１２９９号公報
【特許文献４】特開２００５−３０８４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、室内摩耗試験機を用いて摩耗させる評価用のゴムとして、評価対象のタイヤのトレッド部の接地面を含む領域から切り出されたゴムシートを用いることを基本として、実車走行時の耐摩耗性能と相関性の高い試験結果を得ることができるタイヤの耐摩耗性能を評価する方法を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のうち請求項１記載の発明は、タイヤのトレッド部の耐摩耗性能を評価する方法であって、評価対象のタイヤを製造するタイヤ製造工程と、前記タイヤのトレッド部の接地面を含む領域から評価用のゴムシートを切り出すゴムシート切り出し工程と、前記ゴムシートを、室内摩耗試験機を用いて摩耗させる摩耗試験工程と、前記摩耗試験工程の摩耗状態に基づいて、耐摩耗性能を評価する摩耗評価工程とを含み、前記室内摩耗試験機は、任意の平面内を該平面と直交する軸周りに回転する砥石面と、前記平面と平行な軸で可回転に支持されたローラ体とを有し、前記摩耗試験工程は、前記ゴムシートを前記ローラ体の外周面に沿わせて巻付ける工程と、前記ゴムシートを前記砥石面に接触させる工程とを有することを特徴とする。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、前記ゴムシートは、厚さが０．５〜４mmである請求項１記載のタイヤの耐摩耗性能を評価する方法である。
【０００８】
また請求項３記載の発明は、前記ローラ体の円周の接線方向と、前記砥石面の円周の接線方向とを異ならせることにより、前記ローラ体にスリップ角αを付与する請求項１又は２記載のタイヤの耐摩耗性能を評価する方法である。
【０００９】
また請求項４記載の発明は、前記室内摩耗試験機は、前記砥石面の温度を変化させる温度制御装置を有し、前記摩耗試験工程は、実車走行時の路面温度が１０℃以下の温度Ｘ１℃での低温耐摩耗特性の予測のための低温試験工程を含み、該低温試験工程では、前記砥石面の温度Ｙ（℃）がＸ１（℃）の１．０〜５．０倍の温度で行われる請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤの耐摩耗性能を評価する方法である。
【００１０】
また請求項５記載の発明は、前記室内摩耗試験機は、前記砥石面の温度を変化させる温度制御装置を有し、前記摩耗試験工程は、実車走行時の路面温度が１０℃を超える温度Ｘ２℃での高温耐摩耗特性の予測のための高温試験工程を含み、該高温試験工程では、前記砥石面の温度Ｙ（℃）がＸ２（℃）の１．５〜３．０倍の温度で行われる請求項１乃至４のいずれかに記載のタイヤの耐摩耗性能を評価する方法である。また請求項６記載の発明は、前記ゴムシートは、矩形状である請求項１乃至５のいずれかに記載のタイヤの耐摩耗性能を評価する方法である。また請求項７記載の発明は、前記ローラ体は、中心に貫通孔を有する円筒状であり、前記貫通孔は、前記軸がベアリングを介して固着される請求項１乃至６のいずれかに記載のタイヤの耐摩耗性能を評価する方法である。また請求項８記載の発明は、前記ローラ体は、ゴム材料である請求項１乃至７のいずれかに記載のタイヤの耐摩耗性能を評価する方法である。また請求項９記載の発明は、前記ローラ体は、外径が７０〜８０mm、内径が２５〜３５mmである請求項１乃至８のいずれかに記載のタイヤの耐摩耗性能を評価する方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のタイヤのトレッド部の耐摩耗性能を評価する方法では、評価対象のタイヤを製造するタイヤ製造工程と、前記タイヤのトレッド部の接地面を含む領域から評価用のゴムシートを切り出すゴムシート切り出し工程と、前記ゴムシートを、室内摩耗試験機を用いて摩耗させる摩耗試験工程と、前記摩耗試験工程の摩耗状態に基づいて、耐摩耗性を評価する摩耗評価工程とを含む。このような耐摩耗性能を評価する方法は、評価対象となるタイヤのトレッド部の接地面を含む評価用のゴムシートを、室内摩耗試験機で摩耗させて耐摩耗性を評価する。これにより、本発明の方法は、加硫条件等に左右されず、トレッド部のゴムの特性をそのまま室内で評価することができる。従って、室内摩耗試験機であっても、実車走行時のタイヤの耐摩耗性能と相関性の高い試験結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】シート切り出し工程を説明する概略図である。
【図２】本発明で使用される室内摩耗試験機の一例を示す斜視図である。
【図３】図２の砥石面近傍を拡大する斜視図である。
【図４】ローラ体を説明する拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
本実施形態のタイヤの耐摩耗性能を評価する方法は、室内でタイヤの耐摩耗性能を評価する方法であって、評価対象のタイヤを製造するタイヤ製造工程Ｋ１と、前記タイヤから評価用のゴムシートを切り出すゴムシート切り出し工程Ｋ２と、前記ゴムシートを摩耗させる摩耗試験工程Ｋ３と、前記摩耗試験工程Ｋ３の摩耗状態に基づいて、耐摩耗性能を評価する摩耗評価工程Ｋ４とを含んで構成される。
【００１４】
前記タイヤ製造工程Ｋ１では、例えば、加硫金型を用いた周知の製造方法によりタイヤが製造される。該タイヤとしては、例えば、乗用車用、トラック用又は自動二輪車用など種々のカテゴリーの空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１が含まれる。
【００１５】
図１に示されるように、前記ゴムシート切り出し工程Ｋ２では、タイヤｔのトレッド部２の接地面を含む領域から評価用のゴムシートＧが切り出される。このようなゴムシート切り出し工程Ｋ２は、機械加工、又は、ナイフなどの切断具を用いて行われる。ゴムシートＧの形状は、例えば矩形状等が好適である。
【００１６】
前記摩耗試験工程Ｋ３では、周知の室内摩耗試験機Ｍが用いられる。本実施形態の室内摩耗試験機Ｍは、例えば、ＪＩＳ  Ｋ６２６３に規格化されている加硫ゴムの摩耗試験などを行うことが可能なものであれば種々のものを採用できる。本実施形態では、株式会社平泉洋行製のゴム摩耗試験機（型式：ＬＡＴ１００）に準じたものが採用される。
【００１７】
図２及び図３に示されるように、室内摩耗試験機Ｍは、例えば、直方体状に形成され、前面のパネルｐには、例えば、室内摩耗試験機Ｍを運転停止させるスイッチ類ｓｗや、試験状況を表示する表示部ｍなどが設けられている。
【００１８】
図３に良く示されるように、本実施形態の室内摩耗試験機Ｍは、垂直面内を該垂直面と直交する軸ｃｈ１周りに回転する砥石面４と、垂直面と平行な軸７で可回転に支持されたローラ体５と、前記砥石面４の温度を変化させる温度制御装置６とを含んで構成され、これらの各種部材は、垂直なベースＢの前面に配される。なお、前記砥石面４が回転する平面は、垂直面とされているが、水平面とされても良いのはいうまでもない。
【００１９】
前記砥石面４は、例えば、前記軸ｃｈ１に固着された円盤状の回転テーブル１２上に一定の幅を有する円環状で形成される。
【００２０】
また、前記軸ｃｈ１には、例えば、ベースＢの背面側に配された電動機（図示せず）が接続される。従って、該電動機の駆動により、回転テーブル１２及び砥石面４が、前記軸ｃｈ１周りに回転する。従って、このような回転する砥石面４に、前記ゴムシートＧを外周面５ａに有するローラ体５を接触させることにより、連続して摩耗させることができる。
【００２１】
また、砥石面４の粒度は、屋外で行う実車走行時の耐摩耗性能との相関性を高く確保するために、例えば４０〜８０（メッシュ）程度が望ましい。
【００２２】
図４に示されるように、前記ローラ体５は、その中心に貫通孔５ｂを有する円筒状をなし、この貫通孔５ｂに、前記軸７（図３に示す）の一端７ｉ側がベアリング８を介して固着される。これにより、ローラ体５は、軸７周りに回転可能となる。
【００２３】
また、ローラ体５の外周面５ａには、前記ゴムシートＧが、例えば、接着剤等で強固に接着される。
【００２４】
さらに、ローラ体５は、例えば、ゴムシートＧとの強固な接着を確保すために、ゴム材料で形成されるのが望ましい。また、ローラ体５の大きさは、例えば、外径ｄ１が７０〜８０mm、内径ｄ２が２５〜３５mm、幅ｗ１が１５〜２２mm程度のものが、室内摩耗試験機Ｍ内で効率よく回転できる点で望ましい。
【００２５】
前記ゴムシートＧは、例えば、その厚さｔ１が０．５〜４．０mmのものが望ましい。前記厚さｔ１が小さくなると、摩耗試験の最中にゴムシートＧが摩耗で無くなり、精度良く摩耗試験できないおそれがある。逆に、厚さｔ１が大きくなると、ゴムシートＧの曲げが困難になり、ローラ体５の外周面５ａに沿わせて巻付けることができないおそれがある。とりわけ、前記厚さｔ１は、１．０〜３．０mmのものが特に望ましい。また、ゴムシートＧの幅ｗ２は、１５〜２２mmが望ましく、とりわけ、ローラ体５の幅ｗ１と同じ幅であるのが望ましい。
【００２６】
また、図３に示されるように、室内摩耗試験機Ｍには、ローラ体５を移動させるローラ体移動具９が設けられる。該ローラ体移動具９は、ローラ体５を砥石面４に対し垂直移動させるシリンダ機構１０と、ローラ体５を砥石面４に対し平行に移動させる回転機構１１とからなる。
【００２７】
前記シリンダ機構１０は、長手方向に伸縮するロッド１０Ａと、該ロッド１０Ａを支持するカバー体１０Ｂとを含み、前記長手方向が砥石面４に対し垂直となる向きに設けられる。本実施形態の前記ロッド１０Ａの先端部１０Ａ１は、前記軸７の他端７ｅ部と、例えば板状の固定部材Ｋを介して接続される。このようなシリンダ機構１０は、ロッド１０Ａの伸縮を利用して、ローラ体５を砥石面４に接触させ、かつ、離間させるのに役立つ。なお、本実施形態の前記軸７の他端７ｅ部には、固定部材Ｋとの固定を容易にする直方体状のアタッチメントピース１５が設けられる。
【００２８】
また、前記回転機構１１は、例えば、シリンダ機構１０を砥石面４に対して垂直な軸周りに回転可能に支持するベアリング体１１ｒと、該ベアリング体１１ｒの回転を保持する図示しないストッパーとを含んで構成される。前記ベアリング体１１ｒは、前記ベースＢに固着される。このようなベアリング体１１ｒは、固定部材Ｋを介して前記軸７に接続されたローラ体５と砥石面４との接触部において、ローラ体５の円周の接線方向と、砥石面４の円周の接線方向とを異ならせることができ、ローラ体５にスリップ角αを付与するのに役立つ。ローラ体５にスリップ角αが付与されると、砥石面４とゴムシートＧとの摩擦力が大きくなり、ゴムシートＧを短時間で効率よく摩耗させることができる。
【００２９】
また、前記温度制御装置６は、例えば、回転テーブル１２上の砥石面４を加温冷却する伝熱器１６と、該伝熱器１６を加温冷却する例えば冷媒Ｒを利用するヒートポンプ式の熱源体Ｔとを含んで構成される。
【００３０】
前記伝熱器１６は、前記軸ｃｈ１周りかつ前記砥石面４よりも前方に凸設されるとともに円筒状をなす前側部１６Ａと、前記前側部１６Ａに接続され回転テーブル１２の背面側に配される後側部（図示せず）とを含み、その内部は中空部（図示せず）を有する。
【００３１】
前記前側部１６Ａは、本実施形態では、前側部１６Ａの外周面１６Ａ１上に前記熱源体Ｔから送り出される冷媒Ｒを注入する注入口（図３では上側）と、熱源体Ｔに還される冷媒Ｒを排出する排出口（図３では下側）とが設けられる。そして、注入口より注入された冷媒Ｒが、前記中空部を介して伝熱器１６全体を加温冷却して排出口より排出される。そして、加温冷却された伝熱器１６の伝熱作用を利用して、砥石面４が加温冷却される。また、伝熱器１６は、回転テーブル１２を介して砥石面４を加温冷却させる構造でも良い。このような伝熱器１６は、砥石面４をスムーズに加温冷却させるために、金属材料からなるのが望ましい。なお、回転テーブル１２と後側面との間には、該回転テーブル１２の回転を妨げない微小隙間（図示しない）が確保されている。
【００３２】
また、前記冷媒Ｒは、例えばフロンなどが好適であるが、本実施形態の室内摩耗試験機Ｍには、特に比熱の大きなオイルなどが好適に採用される。
【００３３】
また、室内摩耗試験機Ｍには、砥石面４の温度を計測・制御するため、温度センサーＨが設けられる。このような温度センサーＨは、周知構造のものが採用されるが、例えば、可視光レーザによる非接触式の表面温度計が望ましい。そして、温度センサーＨの信号ｈが熱源体Ｔに送信され、冷媒Ｒの温度が制御される。
【００３４】
また、室内摩耗試験機Ｍには、砂状体をゴムシートＧと砥石面４との間に噴射する噴射ノズル１４を含む噴射装置（全体図示せず）が設けられる。このような噴射装置は、砥石面４とゴムシートＧとの摩耗によって排出される削りかすがゴムシートＧに付着するのを抑制するのに役立つ。砂状体としては、例えば、粒状の酸化マグネシウムと酸化アルミニウムとの混合物からなるものが好適である。
【００３５】
摩耗試験工程Ｋ３では、例えば、シリンダ機構１０のロッド１０Ａを伸縮させて、外周面５ａにゴムシートＧが貼り付けられたローラ体５を砥石面４に接触させる。そして、砥石面４を回転させることにより、ローラ体５は、砥石面４と摩擦を生じつつ回転し、ゴムシートＧに摩耗を生じさせる。このとき、ローラ体５には、上記スリップ角αを与えるのが望ましい。また、この工程Ｋ３では、砥石面４の温度が、前記温度制御装置６によって、一定の温度に設定される。なお、砥石面４の回転平均速度は、精度良くゴムシートＧを摩耗させるため、１５〜２５km／ｈ程度が望ましい。
【００３６】
このような摩耗試験工程Ｋ３について、発明者らは、種々の実験により、実車走行路面温度が１０℃以下の温度の場合と、１０℃を超える温度の場合とに区分し、夫々の試験温度を規定することで、実車走行時のタイヤの耐摩耗性能と室内摩耗試験機Ｍによる耐摩耗性能とが更に高い相関性を示すことを知見した。
【００３７】
即ち、発明者らは、実車走行時の路面温度と砥石面４の温度との相関性を確認するため、後記の表１の仕様に基づいてＪＩＳ  Ｋ  ６２６３に準拠した室内摩耗試験機（株式会社平泉洋行社製のゴム摩耗試験機（型式：ＬＡＴ１００））を用いた室内での摩耗試験、及び屋外での実車走行による摩耗試験を行ない、これらの試験結果から相関係数Ｒ２を算出した。表１に示すパラメータ以外はすべて同一である。各摩耗試験の詳細は以下の通りである。
【００３８】
＜室内摩耗試験機による摩耗試験＞
下記の仕様のゴムシートＧが接着されたローラ体５が準備され、荷重４０Ｎ及びスリップ角６°の条件でローラ体に砥石面４を接触させて、６０００m走行回転させた。このとき、走行１０００m毎に、ゴムシートの摩耗質量（計６回）が測定された。
ローラ体５の寸法（ｄ１×ｄ２×ｗ１）：７４×３０×１８mm
ゴムシートＧの寸法（ｔ１×ｗ２）：２．０×１８mm
【００３９】
＜実車走行による摩耗試験＞
前記ゴムシートＧが取り出されたタイヤｔと同じ仕様のタイヤが排気量２０００ｃｃの国産ＦＦ車の４輪に装着され、乾燥アスファルト路面のテストコースを下記の条件で６０００km走行させた。また、１０００km毎にタイヤのトレッド部の溝の摩耗量（計６回）が測定された。なお、本明細書において前記摩耗量は、タイヤ周方向に等ピッチで６箇所及びタイヤ周方向にのびる全ての周方向溝の一方側の溝縁において計測した平均値（mm）として定義される。
タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５
リムサイズ：１５×６
内圧：２３０ｋＰａ
荷重：４．２１ｋＮ
速度：６０ｋｍ／ｈ
【００４０】
＜相関係数の算出＞
上記室内及び実車走行の摩耗試験結果のそれぞれ６回の結果を用いて、縦軸に摩耗質量、横軸に摩耗量をプロットして、相関係数Ｒ２が算出された。相関係数Ｒ２は、０．８以上を良とする。
テストの結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
0005542104.tif 000002
0005542104.tif 000003
0005542104.tif 000004
0005542104.tif 000005
【００４２】
上記テスト結果から明らかなように、本実施形態の摩耗試験工程Ｋ３は、実車走行時の路面温度が１０℃以下、とりわけ５〜１０℃の温度Ｘ１℃での低温耐摩耗特性の予測のための低温試験工程Ｋ３ａでは、砥石面４の温度Ｙ（℃）が前記温度Ｘ１（℃）の１．０〜５．０倍の温度で実車走行試験の結果との相関が非常に良いということが分かる。特に望ましくは、低温試験工程Ｋ３ａでは、砥石面４の温度Ｙ（℃）が１０℃以下であって前記温度Ｘ１（℃）の−２．０〜−１．０及び１．０〜５．０倍の温度で行われるのが望ましい。
【００４３】
同様に、実車走行時の路面温度が１０℃を超え、とりわけ１０℃を超えかつ５０℃以下の温度Ｘ２℃での高温耐摩耗特性の予測のための高温試験工程Ｋ３ｂでは、砥石面４の温度Ｙ（℃）が前記温度Ｘ２（℃）の１．５〜３．０倍の温度で行われた場合、実車走行試験の結果との相関が非常に良いということが分かる。
【００４４】
なお、ゴムの配合や特性を変更して更に実験を行ったが、同様の傾向を示した。
【００４５】
前記摩耗評価工程Ｋ４では、摩耗試験工程Ｋ３でのゴムシートＧの摩耗状態（摩耗質量）に基づいて、実車走行時の任意の路面温度での耐摩耗性能が評価ないし予測される。即ち、摩耗質量に基づいて、実車走行時の摩耗量の良し悪しを評価出来る。
【００４６】
このように、本実施形態の耐摩耗性能を評価する方法では、評価対象のタイヤｔから切り出されたゴムシートＧを用いて耐摩耗性能を評価するため、加硫条件等に左右されず、トレッド部２のゴムの特性をそのまま室内摩耗試験機Ｍによって評価することができる。従って、室内において、実車走行時のタイヤの耐摩耗性能と相関性の高い試験結果を得ることができる。とりわけ、摩耗試験工程Ｋ３を、実車走行時の路面温度が５〜１０℃の低温試験工程Ｋ３ａと、実車走行時の路面温度が１０℃を超えかつ５０℃以下の高温試験工程Ｋ３ｂとを含んで区分することにより、実車走行時の路面温度に対応した砥石面４の温度を設定することで、さらに相関性良く耐摩耗性能を評価することができる。
【００４７】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施し得る。
【符号の説明】
【００４８】
１    タイヤ
２    トレッド部
Ｇ    ゴムシート
Ｋ１  タイヤ製造工程
Ｋ２  ゴムシート切り出し工程
Ｋ３  摩耗試験工程
Ｋ４  摩耗評価工程
Ｍ    室内摩耗試験機
【図１】
0005542104.tif 000006
【図２】
0005542104.tif 000007
【図３】
0005542104.tif 000008
【図４】
0005542104.tif 000009