(57)【要約】【課題】タイヤの雪上性能を定量的に評価しうるタイヤの雪上性能評価方法を提供する。【解決手段】トレッド部２に溝３が設けられたタイヤ１の雪上性能を評価するための方法であって、タイヤ１を雪路の上で転動させる転動工程Ｓ１と、タイヤ１が転動した後に前記雪路に形成される溝３で押し固められた雪柱１３に基づいて、タイヤ１の雪上性能を評価する評価工程とを含む。従って、ドライバーへの負担や人的誤差をなくして、タイヤ１の雪上性能が定量的に評価される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部に溝が設けられたタイヤの雪上性能を評価するための方法であって、
前記タイヤを雪路の上で転動させる転動工程と、
前記タイヤが転動した後に前記雪路に形成されている前記溝で押し固められた雪柱に基づいて、前記タイヤの雪上性能を評価する評価工程とを含むことを特徴とするタイヤの雪上性能評価方法。
【請求項２】
前記溝は、タイヤ軸方向にのびる横溝を含み、
前記評価工程は、前記横溝で形成された雪柱に基づいて、前記タイヤの雪上性能を評価する請求項１記載のタイヤの雪上性能評価方法。
【請求項３】
前記評価工程は、前記雪柱の体積と、前記雪柱を形成した前記横溝の容積との比である雪柱残存比Ｒに基づいて、前記タイヤの雪上性能を評価する請求項２記載のタイヤの雪上性能評価方法。
【請求項４】
前記横溝は、前記トレッド部の中央側に設けられたクラウン横溝と、前記トレッド部の端部側に設けられたショルダー横溝と、前記クラウン横溝と前記ショルダー横溝との間に設けられたミドル横溝とを含み、
前記評価工程は、前記クラウン横溝、前記ショルダ横溝及び前記ミドル横溝について、前記雪柱残存比Ｒｃ、Ｒｓ及びＲｍをそれぞれ計算する工程を含む請求項３記載のタイヤの雪上性能評価方法。
【請求項５】
前記評価工程は、前記各横溝の雪柱残存比を比較する工程と、前記雪柱残存比が近似しているときに、前記雪上性能を良好と判定する工程とを含む請求項４記載のタイヤの雪上性能評価方法。
【請求項６】
前記転動工程は、−１５〜０℃の雰囲気中で行われる請求項１乃至５のいずれかに記載のタイヤの雪上性能評価方法。
【請求項７】
前記雪路は、雪温度が−２０〜−５℃、雪硬度が８０〜８５度及び前記雪の厚さが前記溝深さ以上である請求項１乃至６のいずれかに記載のタイヤの雪上性能評価方法。
【請求項８】
前記転動工程は、前記タイヤを１０km／ｈ以下の並進速度で走行させる請求項１乃至７のいずれかに記載のタイヤの雪上性能評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレッド部に溝が設けられたタイヤの雪上性能を評価するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トレッド部に溝が設けられたタイヤの雪上性能を評価する評価方法が提案されている（下記特許文献１を参照）。この評価方法では、例えば、全輪に評価用のタイヤが装着されたテスト車両が準備される。ドライバーは、このテスト車両を雪路で走行させ、そのときの自らの官能に基づいて、タイヤの雪上性能を評価する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２８３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、雪路での運転には、高度な技術が必要である。従って、従来の評価方法では、ドライバーに高い運転技術と優れた感性とが要求される。このため、ドライバーへの負担が大きいという問題があった。また、タイヤの雪上性能の評価に、人的誤差が含まれてしまい、客観性に欠けるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、タイヤの雪上性能を定量的に評価しう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に記載の発明は、トレッド部に溝が設けられたタイヤの雪上性能を評価するための方法であって、前記タイヤを雪路の上で転動させる転動工程と、前記タイヤが転動した後に前記雪路に形成されている前記溝で押し固められた雪柱に基づいて、前記タイヤの雪上性能を評価する評価工程とを含むことを特徴とするタイヤの雪上性能評価方法である。
【０００７】
また請求項２に記載の発明は、前記溝は、タイヤ軸方向にのびる横溝を含み、前記評価工程は、前記横溝で形成された雪柱に基づいて、前記タイヤの雪上性能を評価する請求項１記載のタイヤの雪上性能評価方法である。
【０００８】
また請求項３に記載の発明は、前記評価工程は、前記雪柱の体積と、前記雪柱を形成した前記横溝の容積との比である雪柱残存比Ｒに基づいて、前記タイヤの雪上性能を評価する請求項２記載のタイヤの雪上性能評価方法である。
【０００９】
また請求項４に記載の発明は、前記横溝は、前記トレッド部の中央側に設けられたクラウン横溝と、前記トレッド部の端部側に設けられたショルダー横溝と、前記クラウン横溝と前記ショルダー横溝との間に設けられたミドル横溝とを含み、前記評価工程は、前記クラウン横溝、前記ショルダ横溝及び前記ミドル横溝について、前記雪柱残存比Ｒｃ、Ｒｓ及びＲｍをそれぞれ計算する工程を含む請求項３記載のタイヤの雪上性能評価方法である。
【００１０】
また請求項５に記載の発明は、前記評価工程は、前記各横溝の雪柱残存比を比較する工程と、前記雪柱残存比が近似しているときに、前記雪上性能を良好と判定する工程とを含む請求項４記載のタイヤの雪上性能評価方法である。
【００１１】
また請求項６に記載の発明は、前記転動工程は、−１５〜０℃の雰囲気中で行われる請求項１乃至５のいずれかに記載のタイヤの雪上性能評価方法である。
【００１２】
また請求項７に記載の発明は、前記雪路は、雪温度が−２０〜−５℃、雪硬度が８０〜８５度及び前記雪の厚さが前記溝深さ以上である請求項１乃至６のいずれかに記載のタイヤの雪上性能評価方法である。
【００１３】
また請求項８に記載の発明は、前記転動工程は、前記タイヤを１０km／ｈ以下の並進速度で走行させる請求項１乃至７のいずれかに記載のタイヤの雪上性能評価方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のタイヤの雪上性能評価方法は、タイヤを雪路の上で転動させる転動工程と、前記タイヤが転動した後に前記雪路に形成されている前記溝で押し固められた雪柱に基づいて、タイヤの雪上性能を評価する評価工程とを含んでいる。タイヤの雪上性能は、雪柱と密接な関係がある。例えば、タイヤの雪上でのトラクションは、溝が雪柱をせん断することで得られるので、雪柱を定量的に考察することでトラクションを評価できる。このように、本発明では、タイヤの雪上性能が定量的に評価される。また、本発明によれば、ドライバーへの負担や人的誤差をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の評価用のタイヤのトレッド部の展開図である。
【図２】本実施形態の評価方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】評価方法の転動工程が示される概略斜視図である。
【図４】評価方法の評価工程の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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には、本実施形態の雪上性能評価方法により評価されるタイヤ１のトレッド部２の展開図が示されている。
【００１７】
図１に示されるように、トレッド部２には、複数の溝３が設けられている。溝３は、タイヤ周方向に連続してのびる少なくとも１本の主溝４と、タイヤ軸方向にのびる複数の横溝７とを含んでいる。
【００１８】
本実施形態のトレッド部２には、４本の主溝４が形成されている。主溝４は、例えば、タイヤ赤道Ｃの両側をのびる一対のクラウン主溝５、５と、最もトレッド端Ｔｅ側をのびる一対のショルダー主溝６、６とを含んでいる。
【００１９】
前記「トレッド端」とは、正規リムにリム組されかつ正規内圧が充填された正規状態のタイヤ１に、正規荷重を負荷してキャンバー角０°にて平面に接地させたときのトレッド接地面のタイヤ軸方向最外端である。
【００２０】
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" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" である。
【００２１】
前記「正規内圧」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空気圧であり、例えば、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" である。
【００２２】
前記「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、例えば、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" である。
【００２３】
横溝７は、例えば、タイヤ赤道Ｃを横切るようにトレッド部２の中央側に設けられた複数のクラウン横溝８、トレッド端Ｔｅに連通する複数のショルダー横溝１０と、クラウン横溝８とショルダー横溝１０との間に設けられた複数のミドル横溝９とを含んでいる。
【００２４】
図２には、本実施形態のタイヤ１の雪上性能評価方法の手順の一例がフローチャートで示されている。図２に示されるように、本実施形態の評価方法は、タイヤ１を雪路の上で転動させる転動工程Ｓ１と、タイヤ１が転動した後に雪路に形成された雪柱に基づいて、タイヤ１の雪上性能を評価する評価工程Ｓ２とを含んでいる。
【００２５】
図３には、転動工程Ｓ１中のタイヤ１及び雪路の斜視図が示されている。雪路は、表面が雪で覆われており、タイヤ１が走行可能な幅を有していれば良い。雪路は、好ましくは寒冷地の屋外路面が利用されるが、室内に人工的に作られたものでも良い。
【００２６】
タイヤ１は、例えば、正規リムに装着されたタイヤ・リム組立体として準備される。組立体には、例えば、正規内圧が充填され、車両（図示せず）に装着される。転動工程Ｓ１は、例えば、この車両で雪路を走行することで行われる。このような転動工程Ｓ１は、タイヤ１が実際に車両の一部として用いられた場合の雪上性能を評価することができる点で好ましい。
【００２７】
本発明の他の実施形態の転動工程Ｓ１では、タイヤ・リム組立体は、タイヤを回転可能に支持しうる転動装置（図示せず）を用いて、雪路の上を転動することができる。この際、実際の走行状態に近似するように、タイヤ１に正規荷重を負荷させるのが望ましい。このような転動工程Ｓ１では、屋外の天候に関わらず、安定した雪上性能評価試験を行うことができる。
【００２８】
図３に示されるように、タイヤ１を雪路の上で転動させることにより、雪路の上には、雪柱１３が形成される。雪柱１３は、タイヤ１の溝３が雪を押し固めて圧縮することにより形成される。雪柱１３として、図３には、クラウン横溝８により形成されたクラウン雪柱１４、ミドル横溝９により形成されたミドル雪柱１５、及び、ショルダー横溝１０により形成されたショルダー雪柱１６が示されている。
【００２９】
評価工程Ｓ２は、雪路に残された雪柱１３に基づいて、タイヤ１の雪上性能が評価される。タイヤ１の雪上性能の一つとして、タイヤ周方向のトラクション性能がある。横溝７と、この横溝７で押し固められた雪柱１３とが強力に噛合するほど、大きなトラクション性能が発揮される。従って、雪路走行時、雪が内部まで十分に入り込みやすく、かつ、それをより固く押し固めることができる横溝７は、優れたトラクション性能を発揮するものと推定できる。換言すると、より大きな雪柱１３を雪路に残すことができるタイヤ１は、優れたトラクション性能を発揮するものと推測できる。このように、横溝７により形成された雪柱１３に基づいて、タイヤ１の雪上性能を評価できる。
【００３０】
評価工程Ｓ２の好ましい態様では、雪柱１３の体積と、この雪柱１３を形成した横溝７の容積とに基づいて、タイヤ１の雪上性能が定量的に評価される。より具体的な例では、残存している雪柱１３の体積と、それを押し固めた横溝７の容積との比である雪柱残存比Ｒが計算され、この値の大小に基づいて、タイヤの雪上性能が評価され得る。
【００３１】
雪柱１３の体積は、例えば、転動工程Ｓ１の後、定規等の測定器を用いて測定された雪柱１３の幅、高さ及び長さ等に基づいて計算される。雪柱１３の体積は、例えば、雪柱３を３Ｄスキャナ等で撮像する工程と、その画像データに基づいて雪柱１３の体積を計算する工程とを含んで算出されても良い。
【００３２】
横溝７の容積は、雪柱１３の体積と同様、種々の方法で予め測定することができる。
【００３３】
図４には、雪柱残存比を用いた評価工程Ｓ２のより具体的な処理手順の一例がフローチャートで示されている。図４に示されるように、本実施形態の評価工程Ｓ２は、クラウン横溝８、ミドル横溝９及びショルダー横溝１０のそれぞれについて、前記した雪柱残存比Ｒｃ、Ｒｍ及びＲｓが計算される（工程Ｓ２１）。この工程Ｓ２１だけでも、クラウン横溝８、ミドル横溝９及びショルダー横溝１０それぞれについて、トラクションを評価することもできる。
【００３４】
次に、各雪柱残存比Ｒｃ、Ｒｍ及びＲｓ（総称するとき、「雪柱残存比Ｒ」と表示される場合がある。）が、例えば、予め定められた閾値以上であるか否かが判断される（工程Ｓ２２）。閾値は、種々の実験の結果等に基づいて定められ、本実施形態では０．５が採用される。この実施形態では、いずれかの雪柱残存比Ｒｃ、Ｒｍ及びＲｓが０．５未満である場合、雪上走行性能が不良と判断されている（工程Ｓ２５）。この場合、雪柱残存比Ｒの値を比べることにより、クラウン横溝８、ミドル横溝９及びショルダー横溝１０のどの横溝を改善すべきかがわかる。従って、本実施形態の評価方法によれば、改善すべき横溝７が示され、タイヤの開発速度を飛躍的に向上させることができる。
【００３５】
一方、いずれの雪柱残存比Ｒが０．５以上の場合、横溝７に対して雪柱１３が十分に大きく形成されている。従って、このタイヤ１は良好なタイヤのトラクション性能を発揮していると評価されても良い。
【００３６】
本実施形態では、上記評価にとどまらず、さらに、各横溝７の雪柱残存比Ｒｃ、Ｒｍ及びＲｓを比較する工程を含んでいる（工程Ｓ２３）。そして、互いの雪柱残存比Ｒが近似しているときに、タイヤ１の雪上性能が良好であると判定される（工程Ｓ２４）。
【００３７】
工程Ｓ２３では、例えば、ショルダー横溝１０の雪柱残存比Ｒｓに対して、クラウン横溝８の雪柱残存比Ｒｃ、及び、ミドル横溝９の雪柱残存比Ｒｍが比較される。即ち、比（Ｒｃ／Ｒｓ）及び比（Ｒｍ／Ｒｓ）が計算される。本実施形態において、ショルダー横溝１０が基準とされているが、例えば、クラウン横溝８やミドル横溝９が基準とされても良いのは言うまでもない。
【００３８】
クラウン横溝８、ミドル横溝９及びショルダー横溝１０のうちいずれかの横溝７のトラクションが低い場合、トラクションの低い位置に荷重が集中した際に、トラクションが低下するおそれがある。このような観点から、各横溝７の雪柱残存比Ｒは、互いに近似しているのが望ましい。
【００３９】
前記工程Ｓ２４では、比（Ｒｃ／Ｒｓ）及び比（Ｒｍ／Ｒｓ）が、予め定めた閾値以上か否かが判断される。この閾値は、種々の実験の結果等に基づいて定められ、本実施形態では０．５以上の値が採用される。雪柱残存比の比（Ｒｃ／Ｒｓ）及び（Ｒｍ／Ｒｓ）が、いずれも０．８〜１．２である場合、各横溝７によるトラクション性能が近似していると推定し、タイヤのトラクション性能が良好であると判定される（工程２６）。
【００４０】
以上のように、本実施形態の評価工程Ｓ２では、各横溝７の雪柱残存比Ｒが一定値以上であり、かつ、各横溝７の雪柱残存比Ｒが近似していると判定された場合、タイヤ１の雪上性能が良好と評価される。
【００４１】
本実施形態のタイヤ１の雪上性能評価方法は、上述のような転動工程Ｓ１と評価工程Ｓ２とを含んでいる。このため、タイヤ１の雪上性能を定量的に評価することができる。また、本実施形態の評価方法によれば、従来のようにドライバーの官能によらずにタイヤ１の雪上性能を評価でき、ドライバーへの負担や人的誤差をなくすことができる。
【００４２】
本発明では、雪柱１３に基づいて、タイヤの雪上走行性能が評価されるものである。従って、雪路に雪柱１３を効率的に残存させることが望ましい。このような観点より、転動工程Ｓ１では、タイヤ１を１０km／ｈ以下の低速な並進速度で走行させること、とりわけ一定速度で走行させることが望ましい。タイヤ１の並進速度が１０km／ｈより大きい場合、雪柱１３がせん断により切断されるおそれがある。
【００４３】
転動工程Ｓ１は、例えば、−１５〜０℃の雰囲気中で行われるのが望ましい。温度が０℃より高い場合、雪柱１３が溶けやすく正確な観測が困難となるおそれがある。逆に、温度が−１５℃未満の場合、雪路の雪が硬化し、雪柱１３の形成が困難になるおそれがある。
【００４４】
また、雪路は、例えば、雪温度が−２０〜−５℃、雪高度が８０〜８５度であるのが望ましい。雪温度が−５℃より高い又は雪硬度が８０度未満の場合、雪が柔らかく、雪柱１３の正確な観測が困難となり易い。逆に、雪温度が−２０℃未満又は雪硬度が８５度より大きい場合、雪が硬く、雪路においてタイヤ１を転動させても、雪柱１３を形成できないおそれがある。雪硬度は、本明細書では、スミサスＣＴＩスノーコンパクションゲージ（SMITHERS' CTI SNOW COMPACTION GAUGE ）（以下ＣＴＩ指数という）で示されている。このＣＴＩ指数は、先端部が円錐状である六角柱片からなる重さ２２０±１ｇの金属製の測定片を、高さ２１８．９５±０．２５ｍｍ（８．６２±０．０１インチ）から落下させ、測定片が雪表面から内部に沈み込んだ深さを換算して求めるものである。
【００４５】
さらに、雪路は、雪柱１３が形成可能なように、溝３の溝深さ以上の雪の厚さを有するのが望ましい。乗用車用のタイヤを評価する場合、雪の厚さは、より好ましくは、溝３の溝深さ以上１５cm以下、さらに好ましくは、５〜１０cmとされるのが望ましい。
【００４６】
さらに、車両を用いて転動工程Ｓ１が行われる場合、雪柱１３を正確に雪路に残存させるために、例えば、前輪と後輪とが異なる軌道を通るように前輪に舵角が与えられるか、又は、後輪が前輪の走行跡を踏みつぶさないように、ホイールベースよりも小さい距離だけ転動させる等、雪柱残存工程を含むことが望ましい。
【００４７】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はこ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】
【００４８】
図１に示される基本パターンを有し、横溝が異なる評価用のタイヤが種々試作された。そして、これらのタイヤの雪上性能が、本発明の評価方法及びプロドライバーによる官能によりそれぞれ評価された。また、トレッド部に横溝を有しないタイヤが試作され、同様に評価された。タイヤの主な共通仕様及び試験条件等は、下記の通りである。
【００４９】
共通仕様
タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５
リムサイズ：６．０×１５
テスト車両：１８００ccのＦＲ車
テストコース：雪路（一般道）
試験条件
気温：−５℃
雪温度：−９℃
雪硬度：８３度
雪の厚さ：１０cm
各テスト方法は、次の通りである。
【００５０】
＜雪上性能（官能）＞
上記仕様及び試験条件において、試供タイヤをテスト車両の全輪に装着し、プロドライバー１名乗車により、テストコースを走行し、各試供タイヤ毎に、ドライバーの官能に基づいて、タイヤの雪上性能が評価された。評価は、１０点法で示され、数値が大きいほど良好である。
【００５１】
＜雪上性能（雪柱観測）＞
上記仕様及び試験条件において、試供タイヤをテスト車両の全輪に装着し、ドライバー１名乗車により、テストコースを走行した。そして、各試供タイヤ毎に、形成された雪柱を観測し、タイヤの雪上性能が評価された。評価は、雪柱残存比に基づいて、良好又は不良が判定された。また、雪柱残存比及び比に基づいて、改善すべき横溝が示されている。
【００５２】
【表１】
2014226978.tif 000003
【００５３】
テストの結果より、雪柱観測による雪上性能の評価は、官能による雪上性能の評価と同様な結果ガ得られることが確認できた。さらに、雪柱観測による雪上性能の評価では、改善すべき溝が示されることが確認できた。
【符号の説明】
【００５４】
１    タイヤ
２    トレッド部
３    溝
１３    雪柱
Ｓ１  転動工程
Ｓ２  評価工程
【図１】
2014226978.tif 000004
【図２】
2014226978.tif 000005
【図３】
2014226978.tif 000006
【図４】
2014226978.tif 000007