(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テスト対象のタイヤが走行しうる走行面を外周面に有しかつ回転駆動及び制動が可能に支持された円筒形状のドラムを有し、前記ドラムの外周面は、その回転中心軸と直角な断面において、実質的に一定の半径を有する円弧部と、該円弧部から隆起した突起部とを具えた試験装置を用いてタイヤの突起乗り越し性能を評価するための試験方法であって、
前記突起部の最大高さｈ（ｍ）を設定する工程と、
前記ドラムの回転速度ｖ（ｍ／ｓ）として、乗り心地を評価するための車両速度を設定する工程と、
前記タイヤの評価周波数ｆ（Hz）を設定する工程と、
前記評価周波数ｆ（Hz）、前記回転速度ｖ（ｍ／ｓ）及び前記最大高さｈ（ｍ）に基づいて、前記突起部の輪郭形状を、前記ドラムの周方向の長さｘ及び前記突起部の高さｙが下記式（１）を満足する正弦波状に形成する工程とを含むことを特徴とするタイヤの突起乗り越し性能の試験方法。
【数１】
0005548116.tif 000004
【請求項２】
前記評価周波数が３０Hz以下である請求項１に記載のタイヤの突起乗り越し性能の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗り心地の評価性能を向上しうるタイヤの突起乗り越し性能の試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、テスト対象のタイヤを装着した車両の乗り心地を評価するために、図８（ａ）に示されるように、一定の半径を有する円弧部ａと、該円弧部ａから隆起した突起部ｂとを有する外周面を具えたドラムｄ上でタイヤを走行させ、タイヤが突起部ｂを乗り越すときのバネ下の３０Ｈｚ以下の上下振動を計測する方法が一般的に行なわれている。この場合、乗り心地の良いタイヤは、乗り心地の悪いタイヤに比べて、３０Ｈｚ以下の上下振動が小さくなって表われる。
【０００３】
ところで、従来の突起部ｂには、ドラムｄの回転中心軸と直角な断面において、ドラム半径方向外側に凸となる鋭な出隅ｂ１を有する三角形状をなす金属製のブロックが用いられ、円弧部ａにボルト等の固着具で固定されている。なお、関連する技術としては次のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平４−３７３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような突起部ｂでは、図８（ｂ）に示されるように、タイヤが突起部を乗り越す際に３０〜５０Ｈｚの上下振動及び前後振動も励起され、これに伴い、３０Ｈｚ以下の上下振動が大きく増幅される傾向がある。このような突起部では、乗り心地の良いタイヤＢと乗り心地の悪いタイヤＡとの間で、３０Ｈｚ以下の上下振動の差が明確に表せず、乗り心地の評価が困難になるという問題があった。
【０００６】
発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、突起部を正弦波状に滑らかに隆起する形状とすることにより、３０〜５０Ｈｚの上下振動及び前後振動の励起を抑制して、３０Ｈｚ以下の上下振動を正確に表すことができ、乗り心地を容易に評価できることを知見した。
【０００７】
以上のように、本発明は、乗り心地の評価性能を向上しうるタイヤの突起乗り越し性能の試験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】
【０００８】
本発明のうち請求項１記載の発明は、テスト対象のタイヤが走行しうる走行面を外周面に有しかつ回転駆動及び制動が可能に支持された円筒形状のドラムを有し、前記ドラムの外周面は、その回転中心軸と直角な断面において、実質的に一定の半径を有する円弧部と、該円弧部から隆起した突起部とを具えた試験装置を用いてタイヤの突起乗り越し性能を評価するための試験方法であって、前記突起部の最大高さｈ（ｍ）を設定する工程と、前記ドラムの回転速度ｖ（ｍ／ｓ）として、乗り心地を評価するための車両速度を設定する工程と、前記タイヤの評価周波数ｆ（Hz）を設定する工程と、前記評価周波数ｆ（Hz）、前記回転速度ｖ（ｍ／ｓ）及び前記最大高さｈ（ｍ）に基づいて、前記突起部の輪郭形状を、前記ドラムの周方向の長さｘ及び前記突起部の高さｙが下記式（１）を満足する正弦波状に形成する工程とを含むことを特徴とする。
【数１】
0005548116.tif 000002
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、前記評価周波数が３０Hz以下である請求項１に記載のタイヤの突起乗り越し性能の試験方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のタイヤの突起乗り越し性能を評価するための試験装置は、テスト対象のタイヤが走行しうる走行面を外周面に有しかつ回転駆動及び制動が可能に支持された円筒形状のドラムを具える。
【００１５】
そして、ドラムの外周面は、その回転中心軸と直角な断面において、実質的に一定の半径を有する円弧部と、該円弧部から正弦波状に滑らかに隆起した突起部とを具える。
【００１６】
このような突起部は、従来のような三角形状の突起部と比べて、３０〜５０Ｈｚの上下振動及び前後振動の励起を抑制して、３０Ｈｚ以下の上下振動を明確に表すことができ、乗り心地を容易に評価しうる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態のタイヤの突起乗り越し性能の試験装置を示す正面図である。
【図２】突起部を拡大して示す正面図である。
【図３】本実施形態の試験結果（振動レベル）を示すグラフである。
【図４】突起形状（ｘ、ｙ）を示すグラフである。
【図５】シート材の積層体からなる突起部を示す正面図である。
【図６】他の実施形態の試験装置を示す正面図である。
【図７】（ａ）はバネ下の上下振動の加速度を示すグラフ、（ｂ）はバネ下の前後振動の加速度を示すグラフである。
【図８】（ａ）は従来の突起部を示す正面図、（ｂ）は従来の試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１に略示されるように、本実施形態のタイヤの突起乗り越し性能の試験装置（以下、単に「試験装置」ということがある。）１は、テスト対象のタイヤ１０が、例えば、後述するドラム２に設けられた突起部７を乗り越すときのばね下の３０Ｈｚ以下の上下振動を計測して、タイヤ１０を装着した車両の乗り心地を評価するものである。なお、タイヤ１０は、実際の走行状態に近づけるべく、例えば、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填し、しかも正規荷重が負荷された正規荷重負荷状態において評価されるのが望ましい。
【００１９】
前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。
【００２０】
また、前記「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE"とする。
【００２１】
さらに「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY" とする。
【００２２】
前記試験装置１は、タイヤ１０が走行しうる走行面を外周面２ｏに有する円筒形状のドラム２を具える。この実施形態では、前記ドラム２の外周面２ｏに、タイヤ１０を接触させるとともに該タイヤ１０を回転自在に支持するタイヤ保持装置３と、タイヤ１０の物理量を測定しうる測定装置４とがさらに設けられている。
【００２３】
前記ドラム２は、例えば、その回転中心軸をなす支軸２ｓを有し、該支軸２ｓが床面に固着された一対の支柱５に跨って枢支される。そして、ドラム２は、図示されない駆動器により、例えば１〜１００ｋｍ／ｈの周速度で回転駆動でき、またブレーキ装置によって制動される。
【００２４】
また、ドラム２の前記外周面２ｏは、その回転中心軸と直角な断面において、実質的に一定の半径Ｒ１を有する円弧部６と、該円弧部６から隆起した突起部７とを具える。本実施形態の円弧部６は、例えば、その幅が５００〜２０００mm程度、半径Ｒ１が８００〜１６００mm程度に設定され、タイヤ１０よりも大きく形成される。
【００２５】
また、図１、２に示されるように、本実施形態の円弧部６と突起部７の外面には、乾燥アスファルト路面と略同一の摩擦係数を有する摩擦シート材８が配される。このような摩擦シート材８は、ドラム２の外周面２ｏに、実際のアスファルト路面に近い状態を再現するのに役立つ。
【００２６】
前記タイヤ保持装置３は、例えばドラム２の上部側に固着されたシリンダ等の押圧手段１１と、該押圧手段１１の下端でリム組みされかつ内圧が充填されたタイヤ１０を回転可能に支持する支持手段１２とを含んで構成される。このようなタイヤ保持装置３は、押圧手段１１による押し付けによって、タイヤ１０をドラム２の外周面２ｏに前記正規荷重を負荷しながら、該外周面２ｏと実質的に同速度でタイヤ１０を回転させる。
【００２７】
また、本実施形態のタイヤ保持装置３は、押圧手段１１と支持手段１２との間に、タイヤ１０の上下振動を吸収するサスペンション装置１３を具える。
【００２８】
本実施形態のサスペンション装置１３は、上下方向に伸縮して上下振動を吸収するバネ部１３Ａと、該バネ部１３Ａの揺り返し現象を減衰させるためのダンパー部１３Ｂとを含んで構成される。このようなサスペンション装置１３は、車両に装着されているサスペンションと同様に振動を吸収することができるので、実車走行に近い状態を再現するのに役立つ。
【００２９】
前記測定装置４は、前記支持手段１２に取り付けられ、かつタイヤの物理量を測定するロードセル１５と、このロードセル１５からの信号を増幅させるアンプを含みかつ増幅された信号を元にタイヤ１０の物理量を測定する処理装置１６とを含んで構成される。このロードセル１５は、少なくともバネ下の上下振動、本実施形態では上下振動、及び前後振動に関する物理量を測定できるものが採用される。
【００３０】
そして、本実施形態の突起部７は、図２に示されるように、前記断面において、正弦波状に滑らかに隆起して形成される。上述のように、図８（ａ）に示される出隅ｂ１を有する三角形状の突起部ｂでは、図８（ｂ）に示されるように、タイヤが突起部ｂを乗り越す際に３０〜５０Ｈｚの上下振動及び前後振動も励起され、これに伴い、３０Ｈｚ以下の上下振動が大きく増幅される傾向がある。
【００３１】
そこで、発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、本発明の突起部７を正弦波状に滑らかに隆起する形状とすることにより、３０〜５０Ｈｚの上下振動及び前後振動の励起を抑制して、３０Ｈｚ以下の上下振動を正確に表すことができ、乗り心地を容易に評価できることを知見した。
【００３２】
図３には、本発明の突起部７を有する試験装置１を用いて、乗り心地の悪いタイヤＡ、及び乗り心地の良いタイヤＢそれぞれの、バネ下の上下振動、及び前後振動の振動レベル（ＰＳＤ：Power Spectral Density）を測定した結果が示される。この振動レベルは、振動のランダム信号を周波数分析し、各周波数帯での単位時間当たりのエネルギーを周波数フィルターの実効帯域幅で割った値であり、値が小さく平坦であるほど振動特性が良好である。
【００３３】
この図では、タイヤＡ、Ｂのいずれもが、図８（ｂ）と比べて、３０〜５０Ｈｚの上下振動及び前後振動の励起が抑制されていることが示されている。これにより、乗り心地の良いタイヤＢと乗り心地の悪いタイヤＡとの間で、３０Ｈｚ以下の上下振動の差が明確となり、乗り心地の評価を容易としうることが確認できる。
【００３４】
なお、図２、４に示されるように、前記突起部７の形状（輪郭）は、ドラム周方向の長さをｘ（ｍ）、ドラム半径方向の高さをｙ（ｍ）としたとき、下式（１）の関係を満足するように形成されるのが望ましい。
【００３５】
【数１】
0005548116.tif 000003
…（１）
ｈ：突起高さ（ｍ）
ｆ：タイヤの評価周波数（Hz）
ｖ：ドラムの回転速度（ｍ／ｓ）
【００３６】
前記突起高さｈ（ｍ）には、例えば、評価対象のタイヤ１０を装着した車両で、路面に配置された突起部７を乗り越し、テストドライバーの官能により、実車を走行したときと同等の乗り心地が得られる突起の最大高さに設定される。これにより、突起部７が設けられたドラム２には、実車走行に近い路面を再現することができる。
【００３７】
また、前記タイヤ１０の評価周波数ｆ（Hz）は、乗り心地の指標である３０Ｈｚ以下の任意の値が入力され、前記ドラムの回転速度ｖ（ｍ／ｓ）には、乗り心地を評価する車両速度が設定される。
【００３８】
なお、図４に示される突起形状（ｘ、ｙ）は、ｈ＝０．０１ｍ（１０mm）、ｆ＝１３Hz、ｖ＝１６．７ｍ／ｓ（６０km）を、上式（１）に代入された場合のものである。
【００３９】
このように、上式（１）を用いることにより、突起高さｈ、タイヤの評価周波数ｆ、ドラムの回転速度ｖに応じて、正弦波状に隆起した突起部７の形状を容易に求めることができる。
【００４０】
なお、突起部７は、金属等の種々の材料から形成することもできるが、好ましくは密度の小さな軟質材料から形成されるのが望ましい。このような突起部７は、質量が小さく、かつドラム２の回転によって生じる遠心力を大幅に減少させることができるので、たとえドラム２の回転中に該突起部７が外れたとしても、金属製のものに比べて危険性を抑えうる。
【００４１】
なお、軟質材料の密度が大きいと、上記のように、質量や遠心力を減少させることができず、危険性を十分に抑えることができないおそれがあるため、好ましくは１．５ｇ／cm3以下が望ましい。他方、密度が小さくなると、突起部７の剛性が低下して突起としての役割を果たさなくなるため、好ましくは１．０ｇ／cm3以上が望ましい。
【００４２】
また、突起部７がタイヤに振動を安定して発生させるために、体積圧縮率が小さい軟質材料が採用されるのが望ましい。なお、体積圧縮率が大きいと、タイヤが乗り越える際に突起部７が収縮し、振動を安定して発生させることができないおそれがある。逆に、前記体積圧縮率が小さいと、突起部７によってタイヤに与えられる振動が過度に大きくなり、実車走行に近い状況を十分に再現できないおそれがある。このような観点より、前記体積圧縮率は、好ましくは５％以下が望ましく、また、好ましくは３％以上が望ましい。なお、体積圧縮率は、例えば、タイヤの内圧と同一の圧力（２３０ｋＰａ）を突起部７の高さ方向にかけたときの突起高さをｈ１としたとき、（ｈ−ｈ１）／ｈで求められる。
【００４３】
前記突起部７は、円弧部６の円周方向に１個設けられるものが例示されているが、振動の大きさを調節するために、２個以上連続して設けることもできる。なお、突起部７の個数が多いと、振動が過度に増幅されて、タイヤＢとタイヤＡとの間で、３０Ｈｚ以下の上下振動の差が小さくなり、乗り心地を容易に評価できなくなるおそれがある。このような観点より、前記個数は、好ましくは３個以下が望ましい。
【００４４】
図５に示されるように、突起部７は、円弧部６の外周面に、同一厚さかつ長さの異なる複数のシート材１７をドラム半径方向外側に重ねて積層体１８を構成することにより、上式（１）と上記条件とで求められた突起形状（図４に示す）に形成されてもよい。
【００４５】
このような突起部７は、複数のシート材１７を重ねて貼り付けるだけで、タイヤの評価周波数等の条件に基づいて設定される正弦波状の突起形状に容易に形成できる。また、この突起部７は、例えば、金属製のものに比べて製造コストの面で優れるとともに、タイヤの評価周波数等の条件に応じて異なる突起部７を複数ストックしておく必要がないため、突起部７の保管場所を確保する必要がない。
【００４６】
また、突起部７は、階段状に積み重ねられた前記積層体１８の外側に、摩擦シート材８で覆われるので、正弦波状に滑らかに形成できる。さらに、前記シート材１７には、摩擦シート材８が用いられるのが好ましい。これにより、突起部７は、既存の材料から形成できるので製造コストをさらに抑制しうる。なお、摩擦シート材８は、上記のような、密度及び体積圧縮率が小さい軟質材料からなるのが望ましい。
【００４７】
図６には、他の実施形態の試験装置１が示される。
この実施形態の試験装置１では、タイヤ保持装置３として、テスト対象のタイヤ１０を装着した車両２１が用いられる。
【００４８】
この実施形態の車両２１には、ＦＲ車が用いられ、ギアやパーキングブレーキの影響を受けない前輪１０Ｆでテストされる。なお、ＦＦ車の場合には、後輪１０Ｂでテストされるのが好ましい。
【００４９】
また、車両２１のフロントは、ワイヤー２２で牽引され、後輪１０Ｂが治具２３で固定される。さらに、車両２１のギアは、パーキングに設定され、パーキングブレーキを作用させている。これにより、車両２１は拘束され、ドラム２の回転による後方への移動が防止される。
【００５０】
ドラム２は、左右輪それぞれを別のドラム２、２で回転させてもよく、同一のドラムで回転させてもよい。また、突起部７は、振動を増幅させるために、ドラム周方向に２つ連続して配されている。前記ロードセル１５は、前輪１０Ｆのハブ２４に取付けられる。
【００５１】
このような試験装置１は、ドラム２の回転によって車両２１に装着されたタイヤ１０が回転し、振動が測定されるので、より実車走行に近い状況で乗り心地を評価しうる。
【００５２】
以上、本発明の特に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うる。
【実施例】
【００５３】
図６に示す試験装置を用いて、乗り心地の悪いタイヤＡ、乗り心地の良いタイヤＢを車両に装着して、それぞれの乗り心地の評価を行なった。また。突起部は、ドラムの外周面に２個連続して取付けられた。さらに、突起部は、上式（１）に、突起高さｈ＝０．０１ｍ、タイヤの評価周波数ｆ＝１３Hz、ドラムの回転速度ｖ＝１６．７ｍ／ｓを代入して突起形状が設定され、長さの異なる複数のシート材をドラム半径方向外側に貼り重ねて形成された。テストの結果は、図３、及び図７に示す。
なお、共通仕様は以下のとおりである。
タイヤＡ：
タイヤサイズ：２２５／５０Ｒ１７
リムサイズ：１７×７．５Ｊ
内圧：２３０ｋＰａ
タイヤＢ：
タイヤサイズ：２４５／４５Ｒ１７
リムサイズ：１７×７．５Ｊ
内圧：２３０ｋＰａ
摩擦シート材、シート材：
住友３Ｍ（株）社製の製品名「セーフティウォーク」
厚さ：０．６mm
密度：１．２ｇ／cm3
体積圧縮率：５％
【００５４】
テストの結果、図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、タイヤＡ、Ｂのいずれもが、前後加速度を抑制しつつ、上下加速度のみを大きくできることが確認できた。これにより、図３に示されるように、３０〜５０Ｈｚの上下振動及び前後振動の励起が抑制され、タイヤＡとタイヤＢとの間で３０Ｈｚ以下の上下振動の差が明確となり、図８（ｂ）に示される従来の試験装置で測定結果に比べて、乗り心地の評価を容易としうることが確認できた。
【符号の説明】
【００５５】
１      タイヤの突起乗り越し性能を評価するための試験装置
２      ドラム
３      タイヤ保持装置
４      測定装置
６      円弧部
７      突起部
【図１】
0005548116.tif 000005
【図２】
0005548116.tif 000006
【図３】
0005548116.tif 000007
【図４】
0005548116.tif 000008
【図５】
0005548116.tif 000009
【図６】
0005548116.tif 000010
【図７】
0005548116.tif 000011
【図８】
0005548116.tif 000012