(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤトレッド摩耗試験装置のための実質的に剛性の硬化された摩耗面を製作する方法であって、
その上でタイヤのトレッド摩耗が試験されることになる路面のネガティブ金型を作製することと、
少なくとも１つの骨材と混合され、実質的に剛性の硬化された摩耗面を作るために硬化するように構成された接着剤の層を提供することと、
前記接着剤の層が硬化していない間に、
（ａ）前記接着剤の層を前記タイヤトレッド摩耗試験装置のロードホイール上に被覆すること、及び
（ｂ）前記摩耗面を作るために前記接着剤の層に前記ネガティブ金型のインプレッションを押して前記路面のポジティブ印象を跡付けすること、
を含み、
前記摩耗面は前記路面の大きなマクロ粗さを取り込み、前記タイヤと前記摩耗面との間の接触領域内の接触応力および局所すべりに影響する接触面積が前記路面の１つ又は複数の表面粗さ特徴を実質的に再現するように構成されている、方法。
【請求項２】
前記１つ又は複数の表面粗さ特徴が前記路面の大きなマクロ粗さを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１つ又は複数の表面粗さ特徴が前記路面のマクロ粗さを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの骨材が硬質な骨材である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記硬質な骨材が、シリカ、石英、花崗岩、及び玄武岩からなる群から選択される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記接着剤の層が、前記ロードホイールに固定された１つ又は複数の金属板上に被覆されるエポキシ接着剤を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記接着剤の層が、前記ロードホイールの表面に直接被覆されるエポキシ接着剤を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記路面上にキャスティング物質を塗布し、前記キャスティング物質を硬化させることによって前記ネガティブ金型を作製することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記キャスティング物質が、液状エポキシ及びシリコンモールディングからなる群から選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ネガティブ金型を作製することが、
前記路面の三次元走査をもたらすことと、
前記三次元走査をコンピュータ可読媒体に格納することと、
前記路面走査に基づいて前記ネガティブ金型の三次元製作を行うことと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
タイヤのトレッド摩耗を解析する方法であって、
トレッドの摩耗を試験するための前記タイヤトレッド摩耗試験装置の前記ロードホイール上に請求項１〜１０のいずれかの方法により摩耗面を作製することと、
前記摩耗面にトレッドを有するタイヤを接触させることと、
車両荷重をシミュレートするために前記タイヤトレッド摩耗試験装置を介して前記タイヤに力をかけることと、
トレッド摩耗を解析するために前記タイヤに関するトレッド摩耗試験データを作成することと、
を含む、方法。
【請求項１２】
前記タイヤが新品タイヤである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記タイヤが、リトレッドされたトレッドパターンを含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、タイヤのトレッド摩耗試験及びこうした試験のための摩耗面の製作を含む、新品タイヤ及びリトレッドタイヤの製造及び設計の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
実験室では、タイヤの製造及び設計は、タイヤトレッド摩耗性能をロードホイール試験で評価することを含む場合がある。タイヤの接触面積及び接触面積内の圧力分布に対するドラム湾曲の影響を最小にするために、普通は例えば３メートルの大直径のロードホイールが用いられる。多くの試験機は、半径方向の力、横力、制動力、及び駆動力のような実際の車両荷重では典型的な力をタイヤにかけることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ロードホイールの外面上に研磨面が提供されてもよい。タイヤがこの表面と接触する状態で回転する際に、トレッドゴムの微視的粒子が摩損する。消費者サービスにおいて容認できるタイヤのトレッド摩耗性能を保証するために、タイヤ表面上の摩耗率及び摩耗の一様性が測定される。タイヤの実験室トレッド摩耗試験のためにタイヤ産業で用いられる最も一般的な研磨面は、粗さ値又は実際の舗装構造の考慮なしにそれらの高レベルの摩耗性及びロードホイールへの取付けのしやすさで選ばれる、裏に接着剤がついている種々のグリットの市販のサンドペーパである。本願の譲受人に譲渡される１９９３年６月１６日に出願された特願平７−０２００３０（Ａ）、現在は日本国特許第３２３４６７８号（Ｂ２）のような、実際の舗装からの粗さ値に合致させるための従来技術は、珪砂のような硬質な骨材をエポキシ樹脂結合剤と混合することに依拠する。Ｗａｌｒａｖｅｎ、Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｔｒｅａｄ  Ｗｅａｒ  Ｓｉｍｍｕｌａｔｉｏｎ（実験室トレッド摩耗シミュレーション）、ＭＴＳ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、１９９５年１０月１７〜２０日のような別の技術は、アスファルト又はコンクリートのテクスチャをもつ可撓性材料を作るためにキャストポリウレタンを用いること及び摩耗性を増加させるためにグリットを追加することを含む。結果として得られる材料は、試験タイヤと接触することになる小半径の可撓性ベルト試験面を採用したトレッド摩耗機用に設計されるものであった。したがって、結果として得られる材料はまた、ベルトの可撓性に適応し且つ摩耗面のクラッキングを防ぐために可撓性となる必要があった。しかしながら、こうした技術は、裏に接着剤がついているサンドペーパを用いることに劣っており、結果として得られる摩耗面の可撓性及び軟らかさに起因する短い耐用年数のような容認できない問題に悩まされた。
【０００４】
ノイズ試験の異なる分野では、道路の金型から作製された摩耗面で被覆されたロードホイールにタイヤを接触させることによって、種々のタイヤの音のサインが測定されている。しかしながら、こうした摩耗面は、如何なる骨材も含まず、多様な実際の路面の表面粗さ特徴を模倣するのに最適化されていなかった。さらに、こうした摩耗面は、それらがトレッド摩耗を試験するのに用いられていなかったので、延長された耐用年数を提供するために選択されていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の幾つかの実施形態は、乗用車タイヤ、軽トラックタイヤ、大型トラックタイヤ、及びバスタイヤを含む新品タイヤ及びリトレッドされたタイヤの設計及び製造のために用いられ、実際の路面のフルスペクトルの粗さ範囲特徴を再現し且つ現実的なトレッド摩耗試験データを得るように構成される実験室トレッド摩耗試験のための摩耗面の製作に関する技術を提供する。１つの好ましい実施形態では、新品タイヤ及び／又はリトレッドされたタイヤのトレッド摩耗性能を測定する又は特徴付ける方法であって、タイヤトレッドを有するタイヤを提供することと、トレッド摩耗試験装置が、ロードホイール上に配置される実質的に剛性の硬化された摩耗面を有するロードホイールを備え、摩耗面が、少なくとも１つの骨材と混合され且つその上でタイヤのトレッド摩耗が試験されることになる路面の金型で硬化され及び跡付けされるように構成された接着剤を含み、接着剤が、ロードホイール上に被覆され、接着剤が硬化していないときに路面の金型で跡付けされ、実質的に剛性の硬化された摩耗面が路面の１つ又は複数の表面粗さ特徴を模倣するように適合された、トレッドの摩耗を試験するためのトレッド摩耗試験装置にタイヤを接触させることと、車両荷重をシミュレートするためにトレッド摩耗試験装置を介してタイヤに力をかけることと、解析するためにタイヤに関するトレッド摩耗試験データを生成することと、を含む方法が提供される。
【０００６】
別の好ましい実施形態では、タイヤトレッド摩耗試験装置のための実質的に剛性の硬化された摩耗面を製作する方法であって、その上でタイヤのトレッド摩耗が試験されることになる路面の金型を作製することと、少なくとも１つの骨材と混合され、実質的に剛性の硬化された摩耗面を作るために硬化するように構成された接着剤の層（例えば、加熱活性化エポキシ接着剤）を提供することと、接着剤の層が依然として硬化していない間に、（ａ）タイヤトレッド摩耗試験装置のロードホイール上に接着剤の層を被覆すること、及び（ｂ）路面の１つ又は複数の表面粗さ特徴を模倣するように適合された実質的に剛性の硬化された摩耗面をもたらすために接着剤の層に金型の印象を型押しすること、を含む方法が提供される。
【０００７】
別の好ましい実施形態では、タイヤのトレッド摩耗を試験するためのトレッド摩耗装置であって、ロードホイールと、ロードホイール上に配置される実質的に剛性の硬化された摩耗面であり、少なくとも１つの小さい骨材と随意的に混合され且つその上でタイヤのトレッド摩耗が試験されることになる路面の金型で硬化され及び跡付けされるように構成された接着剤（例えば、加熱活性化エポキシ接着剤）を含み、接着剤がロードホイール上に被覆され、接着剤／骨材混合物が硬化していない間に路面の金型で跡付けされ、実質的に剛性の硬化された摩耗面が路面の１つ又は複数の表面粗さ特徴を模倣するように適合された、摩耗面と、その上にタイヤが取り付けられ、トレッド摩耗を試験するためにロードホイールの摩耗面と接触する状態にするように構成された少なくとも１つの試験ホイールと、を備えるトレッド摩耗装置が提供される。
【０００８】
さらに別の好ましい実施形態では、タイヤのトレッド摩耗を試験するための実質的に剛性の硬化された摩耗面であって、少なくとも１つの骨材と混合され且つその上でタイヤのトレッド摩耗が試験されることになる路面の金型で硬化され及び跡付けされるように構成された接着剤（例えば、加熱活性化エポキシ接着剤）を含み、接着剤がトレッド摩耗試験装置のロードホイール上に被覆され、接着剤が依然として硬化していない間に路面の金型で跡付けされ、実質的に剛性の硬化された摩耗面が路面の１つ又は複数の表面粗さ特徴を模倣するように適合された、摩耗面が提供される。
【０００９】
添付の請求項は本発明の特徴を詳細に記載するが、本発明及びその利点は、付属の図面と併せて行われる以下の詳細な説明から最も良く理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の好ましい実施形態によって考慮される場合の実際の路面のフルスペクトルの粗さ範囲特徴を模倣するための摩耗面を含む、タイヤの設計及び製造のための装置を例証する概略図である。
【図２】図１のトレッド摩耗試験装置のロードホイールの切取図を例証し、且つ本発明の好ましい実施形態によって考慮される場合のロードホイール上に配置される摩耗面を示す概略図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態によって考慮される場合のタイヤと路面との間の接触面積を示す感圧紙を例証する概略図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態によって考慮される場合の図３の感圧紙の感圧閾値に基づいて接触接点及び非接触接点の存在を判定するコンピュータで実施される解析の例を示す概略図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態によって考慮される場合の接触接点の面積の分布を例証する図である。
【図６】本発明の好ましい実施形態によって考慮される場合の種々の高温混合されたアスファルト及びチップ／シール舗装に関する中点面積値を例証する図である。
【図７ａ】本発明の好ましい実施形態によって考慮される場合の一般的なタイプの舗装の三次元レーザ走査を例証する図である。
【図７ｂ】本発明の好ましい実施形態によって考慮される場合の一般的なタイプの舗装の三次元レーザ走査を例証する図である。
【図７ｃ】本発明の好ましい実施形態によって考慮される場合の一般的なタイプの舗装の三次元レーザ走査を例証する図である。
【図７ｄ】本発明の好ましい実施形態によって考慮される場合の一般的なタイプの舗装の三次元レーザ走査を例証する図である。
【図８】本発明の好ましい実施形態によって考慮される場合の北及びラテンアメリカにわたる地域における舗装のコンピュータで実施されるフラクタル／波長解析から判定された大きなマクロ表面粗さ値及びマクロ表面粗さ値を例証する図である。
【図９】本発明の好ましい実施形態によって考慮される場合の硬化された摩耗面を製造するプロセスを例証する図である。
【図１０】本発明の別の好ましい実施形態によって考慮される場合の硬化された摩耗面を製造するプロセスを例証する図である。
【図１１】本発明の好ましい実施形態によって考慮される場合の実質的に剛性の硬化された摩耗面に関する選択基準を例証する図である。
【図１２】本発明の好ましい実施形態によって考慮される場合の実際の路面並びに大きなマクロ粗さの跡付け前及び跡付け後の室内摩耗面に関する接触面積メトリックを例証する図である。
【図１３】本発明の好ましい実施形態によって考慮される場合の図１２の路面及び２つの摩耗面に関する粗さメトリックを例証する図である。
【図１４】本発明の好ましい実施形態によって考慮される場合の摩耗面の大きなマクロ粗さのテクスチャリング前及びテクスチャリング後のトレッド摩耗パラメータを例証する図である。
【図１５】本発明の好ましい実施形態によって考慮される場合の摩耗面の大きなマクロ粗さのテクスチャリング前及びテクスチャリング後のトレッド摩耗パラメータを例証する図である。
【図１６】本発明の好ましい実施形態に係る大きなマクロ粗さの跡付け前及び跡付け後の付加的なトレッド摩耗パラメータを例証する図である。
【図１７】本発明の好ましい実施形態に係る大きなマクロ粗さの跡付け前及び跡付け後の付加的なトレッド摩耗パラメータを例証する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の例は、本発明をさらに例証するが、もちろん多少なりともその範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００１２】
本発明の幾つかの実施形態は、現実的なタイヤ摩耗を得るために実際の路面のフルスペクトルの粗さ範囲特徴を再現するように構成される実験室トレッド摩耗試験のための摩耗面の製作に取り組むものである。図１を参照すると、実質的に剛性の硬化された摩耗面１０４を有するロードホイール１０２を備えるトレッド摩耗機１００を介して実験室トレッド摩耗試験が行われる。試験ホイール１０５上に取り付けられた１つ又は複数の試験タイヤ１０６は、シミュレートされた車両荷重の下でのトレッド摩耗データを集めるために、硬化された摩耗面１０４との制御された接触状態にされる。図２に示すように、硬化された摩耗面２００の実施形態は、ロードホイール２０４に締結される鋼板２０２上に配置される。鋼板２０２は剛性であり且つ柔軟性がなく、スチールボルトのようなファスナ２０６によってロードホイール２０４に締結される。一つの実施形態では、硬化された摩耗面２００は、ロードホイール２０４の直径に沿って複数の鋼板上に配置される。例証される実施形態では、摩耗面２００は各鋼板２０２上に被覆される。硬化された摩耗面２００自体がトレッド摩耗試験プロセス中に摩耗を受けるので、摩耗面２００で被覆された鋼板を互い違いに取り替えることは、ロードホイール２０４の周に沿った表面摩耗の平均化を可能にし、及び／又はロードホイール２０４に沿った平均表面粗さを変えるために用いられてもよい。代替的に、鋼板が用いられないときには、摩耗面２００はロードホイール２０４の表面上に直接被覆される。以下でさらに詳細に説明するように、実質的に剛性の硬化された摩耗面２００は、実際の屋外路面試験と比較できる実験室トレッド摩耗データを得るために、実際の路面の表面粗さ特徴を模倣するように構成される。有利には、摩耗面２００はまた、延長された耐用年数を提供する。本発明の実施形態に係る硬化された摩耗面２００の耐用年数は、５０万（５００，０００）マイルであり、これは、サンドペーパに基づく摩耗面を含む既存の摩耗面に対し、およそ１０倍の増加である。
【００１３】
以下の説明の目的上、およそ０．１〜１．０ｍｍの範囲の表面粗さを「マクロ」粗さと呼び、およそ１ｍｍを上回る、例えば以下の実施形態で言及されるおよそ１．０ｍｍからおよそ１０ｍｍまでの範囲を含む、およそ１ｍｍから少なくとも２００ｍｍまでの範囲の表面粗さを「大きなマクロ」粗さと呼ぶ。接触領域内の接触応力及び局部すべりに影響するタイヤと表面との間の適正な接触面積を再現するために、大きなマクロ粗さを含む路面の模倣が望ましい。
【００１４】
表面粗さ測定技術
舗装のような実際の路面は、かなり変化することがあり、異なる度合いのマクロ粗さ成分と大きなマクロ粗さ成分との両方を含む。大きなマクロ粗さは、特にタイヤと舗装との間の接触面積に影響を及ぼす。これは、感圧紙を用いて視覚化及び定量化することができる。図３を参照すると、平滑なトレッド制御タイヤが一枚の感圧紙の上をゆっくりと転がされるときに、結果として得られるタイヤ跡の暗い領域３００は、タイヤと舗装のような路面との間の接触域又は接点を表わす。舗装の大きなマクロ粗さにおける差異を定量化する１つの方法は、これらの個々の接触接点のサイズ分布のコンピュータで実施される解析を介するものである。この目的のために、感圧紙のイメージがデジタル化される。次に、紙の最も低い可能な感圧閾値に基づいて接触接点及び非接触接点の存在を判定するために、コンピュータで実施されるピクセル単位の解析が行われる。図４は、すべての接触接点４００が明るい領域で示され、且つすべての非接触接点４０２が暗い領域で示される場合の、判定の結果を示す。最後のステップは、接触接点の面積の分布を計算することである。摩耗した高温混合されたアスファルト舗装を表わす、この例では、図５のｘ軸によって例証されるように、０．００１８ｍｍ２（１平方ピクセル）から３０ｍｍ２を超えるサイズ範囲にわたる３９，８０９個の接点が存在する。全接触面積は、解析されたエリアの１０．３％（ｙ軸）である。異なる舗装間を最もよく区別する有用なメトリックは、中点面積である。中点面積は全接触面積の５０％に対応する。この例では、中点面積は５．８１ｍｍ２である。
【００１５】
中点面積メトリックは、タイヤトレッドのパターン、トレッド化合物の剛性、及び荷重に依拠するが、これらの因子が一定に保たれる場合、これは、１つの舗装から別の舗装に至る大きなマクロ粗さを比較するのに意味のある方法を与える。図６は、種々の高温混合されたアスファルト及びチップ／シール舗装、並びに、測定できる粗さをもたない表面を例証するための基準として用いられるガラスプレートに関する中点面積値を示す。
【００１６】
表面粗さを測定するための代替的方法は、ｘ−ｙスライダテーブル上に取り付けられた精密レーザで表面を走査することを含む。一つの実施形態では、５ｍｍ離間された最小５０ｍｍの長さの線に沿って０．００４ｍｍ間隔で高さ測定が行われる。スキャナの出力は、好ましくは最小１２０，０００個のデータポイントを含むｘ−ｙ−ｚデータファイルとしてコンピュータ可読媒体に格納される。図７ａ〜図７ｄは、幾つかの一般的なタイプの舗装のレーザ走査の三次元プロットである。この例では、各走査は、１５６，０００個の均等に離間されたポイントを含む。これらの図は、特定の表面に存在する異なるレベルの大きなマクロ粗さ及びマクロ粗さを示す。具体的には、図７ａは、高レベルの大きなマクロ粗さ成分と低レベルのマクロ粗さ成分とを有する田舎道のデジタル走査を示す。図７ｂは、中間レベルの大きなマクロ粗さ成分と低レベルのマクロ粗さ成分とを有するアスファルト舗装のデジタル走査を示す。図７ｃは、低レベルの大きなマクロ粗さ成分とマクロ粗さ成分との両方を示す平坦なコンクリート舗装のデジタル走査を示す。最後に、図７ｄは、低レベルの大きなマクロ粗さ成分と中間レベルのマクロ粗さ成分とを有する市道舗装のデジタル走査を例証する。マクロ粗さレベルの比較を容易にするために、これらの三次元プロットは拡大された高さ又はｚ軸を有する。
【００１７】
デジタルデータセットから粗さパラメータを抽出するためのコンピュータ解析方法の適切な例は、ＩＳＯメトリック、スペクトル解析、及びフラクタル方法を採用する技術を含む。図８は、北及びラテンアメリカにわたる地域でとられた１５０の舗装に対するコンピュータで実施されるフラクタル／波長解析から判定された大きなマクロ表面粗さ値及びマクロ表面粗さ値を示す。異なる地域は異なる記号で表わされる。これらの軸上の単位は、測定セグメント長のログに対する全プロファイル長の変化率を指す。言い換えれば、値が大きなマクロ範囲において高い場合、表面は１．０〜１０．０ｍｍの波長範囲の高レベルの振幅を有する。
【００１８】
上記の説明からわかるように、室内トレッド摩耗試験のための研磨摩耗面を開発するときに考慮される必要がある広範な舗装及び対応する表面粗さ分布が存在する。舗装の大きなマクロ特徴はタイヤと舗装との間の接触に特に影響を及ぼす。上記のメトリックは、室内摩耗面を比較し、及び後述する摩耗面製作技術の幾つかの実施形態に従って特定のタイプの舗装を模擬するように設計するのに用いられる。
【００１９】
摩耗面製作
図９に移ると、摩耗面２００を製造するプロセスの実施形態が示される。この実施形態では、実際の路面の「ネガティブ」金型が作製され、次いで、まだ十分に硬化していないエポキシ接着剤層に「ポジティブ」印象を型押しするのに用いられる。具体的には、ステップ９００において、短い加硫時間（例えば、およそ５分）を有する液状エポキシのようなキャスティング物質が、実際の路面上に、例えば実舗装のサンプル上に注がれる。ステップ９０２において、実際の路面の少なくとも大きなマクロ粗さ成分を取り込むネガティブ金型が、液状エポキシを硬化させることによって作製される。一つの実施形態では、金型のサイズはおよそ１０×１０ｃｍである。
【００２０】
次に、ロードホイールを覆うための表面が作られる。加熱活性化エポキシ接着剤のような接着剤が、これをホットプレート上で例えばおよそ５５℃に加熱することによって最初に軟化される。ステップ９０４で、路面のマクロ粗さスペクトルを表わすために、硬化していない／軟化された接着剤層に硬質な骨材が混ぜ込まれる。およそ０．１〜１．０ｍｍのマクロ範囲の所望の粗さ成分をもたらすためにエポキシ接着剤層に混ぜ込まれる硬質な骨材の例は、例えばその全体が引用によりそれが教示するすべてに関して本明細書に組み込まれる特許権保有者共通の日本国特許第３２３４６７８号（Ｂ２）で説明されるように、シリカ又は石英を含む。硬質な骨材のさらなる実施形態は、十分に高い硬度をもつ花崗岩、玄武岩、又は同様の鉱物を含む。一つの実施形態では、硬質な骨材は、直径が０．１から３ｍｍまでの間の範囲にわたり、摩耗面の耐久性をさらに伸ばすように所定の硬度（例えば、モース硬度＞４）である。硬質な骨材が混ぜ込まれた依然として硬化していない／軟らかい接着剤層が、次いで、ステップ９０６で好ましくは加熱後およそ１５〜２０分以内にロードホイール２０４上に被覆される。幾つかの実施形態では、硬化していない接着剤層は、ロードホイール２０４に締結された金属板上に、又は金属板が採用されないときにはロードホイール２０４の表面に直接、被覆される。ステップ９０８で、被覆されたエポキシ接着剤が依然として軟らかい間に、例えばおよそ５分以内に、実際の路面のポジティブ印象が、実際の路面の表面粗さの大きなマクロ粗さ成分（好ましくは、およそ１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内）を模倣するためにネガティブ金型を用いて跡付けされる。結果として得られる跡付けされた表面は、好ましくは使用の前に例えば夜通し加硫される。代替的な実施形態では、実際の路面のネガティブ金型は、マクロレベルの表面粗さと大きなマクロレベルの表面粗さとの両方を模倣するのに用いられる。硬化されると、ロードホイール２０４又は鋼板２０２上に被覆され及び実際の路面の印象で跡付けされたエポキシ接着剤の層は、トレッド摩耗試験に適する実質的に剛性の硬化された摩耗面２００をもたらす。改善された路面粗さの模倣に加えて、本発明の幾つかの実施形態に従ってもたらされる硬化された摩耗面２００は、既存の摩耗面よりも１桁大きく増加した耐用年数を提供する（例えば、サンドペーパに基づく摩耗面に関する例えばおよそ５０，０００マイルの平均耐用年数に比べて、少なくとも５００，０００マイルの耐用年数が達成される）。
【００２１】
別の実施形態では、ネガティブ金型は、実際の路面のレーザ走査から作成されたデジタルファイルによって駆動される三次元機械加工プロセスを通じて作られる。図１０に移ると、三次元機械加工によって摩耗面を作るためのプロセスの実施形態が示される。ステップ９１０において、ｘ−ｙテーブル上に取り付けられた精密レーザで実際の路面（又はそのサンプル）が走査される。一つの実施形態では、レーザ走査されるデータの間隔はｘ方向とｙ方向との両方において等しく、一方、高さ測定は比較的微細スケールで行われる。ステップ９１２において、レーザスキャナ出力が、ハードドライブ、光学ディスク、フラッシュメモリ、ＲＡＭ／ＲＯＭメモリなどのような一時的でないコンピュータ可読媒体に格納される。レーザスキャナ出力は、表面走査から得られる表面粗さ読取値を表わす３−Ｄ  ｘ−ｙ−ｚデータファイルを含む（図７ａ〜図７ｄ参照）。一つの実施形態では、レーザスキャナは、対応する数のデータポイントをもつデータファイルを作成するために、好ましくはおよそ２５０，０００個の表面読取値をとる。ステップ９１４において、プログラム可能入力（例えば、プログラム可能論理コントローラによる）を有する三次元（３−Ｄ）製作機が、コンピュータで実行可能な命令制御を介して少なくとも大きなマクロ粗さ成分を有する実際の路面のネガティブ金型を製作するために、コンピュータ可読媒体からデジタル走査ファイルを読み出す。上記の図９と関連して説明されるように、ステップ９１６〜９２０で、ロードホイール２０４上に被覆された接着剤が依然として軟らかい間に、実際の路面のポジティブ印象が、実際の路面の大きなマクロ粗さ成分を模倣するために３−Ｄ製作されたネガティブ金型を用いて跡付けされる。幾つかの実施形態では、実際の路面のネガティブ金型の三次元製作は、三次元機械加工、立体リソグラフィ、三次元ミリング、三次元成型、又は同様の三次元製作技術を含む。
【００２２】
別の実施形態では、ネガティブ金型は、舗装路面上にプレスされる高分解能シリコンモールディング化合物を介して作られる。高分解能シリコンモールディング化合物は、広いスペクトルの表面粗さの細部を取り込むことができる。モールディング化合物は、１分以内のような短い時間内で舗装から取り外される。ネガティブ金型は、ゆっくりと加硫された後で、キャスティング物質としてシリコンモールディング化合物も用いて中間ポジティブ金型を作るのに用いられる。ポジティブシリコン金型は、次に、前述のようにロードホイール上に被覆されたまだ硬化していない接着剤の層上に跡付けするためのアルミニウム製の最終的なネガティブ金型を作るのに用いられる。有利には、上記の実施形態に従って作られるアルミニウムネガティブ金型は、高分解能の表面粗さの細部を含み、且つ延長された耐用年数を提供する。
【００２３】
図１１に移ると、ロードホイール上に被覆するための加熱活性化エポキシ接着剤が、それが硬化するときのその強度、剛性、及び結合強度に関して選択される。一つの実施形態では、エポキシの引張強度、圧縮強度、及び剪断強度パラメータが、エポキシの選択基準として用いられる。同様に、エポキシ及び硬質な骨材（単数又は複数）の混合物はまた、硬質な骨材（単数又は複数）が混ぜ込まれた接着剤層の引張強度及び衝撃抵抗を最大にすることによって耐久性を改善するのに最適化される。図１１に示すように、異なるエポキシと骨材との重量比を有する種々のサンプル（Ａ〜Ｌ）が、引張強度と衝撃抵抗との両方の高い値をもたらすサンプルを選択するために、引張強度及びシャルピー衝撃抵抗に関して試験される。
【００２４】
ネガティブ金型を構築し、次いで室内表面に跡付けするために、アスファルト道路舗装を使用した。図１２は、実際の路面、並びに大きなマクロ粗さの跡付け前及び跡付け後の２つの室内摩耗面（それぞれ室内表面Ａ及び室内表面Ｂとして示される）に関する接触面積メトリックを示す。室内摩耗面に関する中点接触面積メトリックは、１．０ｍｍ２（跡付け前）から３．６ｍｍ２（跡付け後）に増加し、これは３．４ｍｍ２で測定された実際の路面の中点メトリックにかなり近かった。
【００２５】
図１３に示すように、実際の舗装路面及び２つの室内摩耗面に関する粗さメトリックも計算した。大きなマクロ複製プロセスは、大きなマクロ粗さメトリックを０．５７〜０．５８レベルから０．９４〜０．９６レベルに６５％増加させた。複製された実際の舗装は、１．０９の大きなマクロレベルを有した。したがって、上記の大きなマクロ模倣プロセスが室内実験室トレッド摩耗試験用に設計された摩耗面にはるかに現実的なレベルの大きなマクロ粗さを導入することはまったく明白である。
【００２６】
タイヤ摩耗に対する大きなマクロ粗さの影響
室内摩耗面Ａ（跡付け前）と室内摩耗面Ｂ（跡付け後）との両方に対して行われた２つの異なる室内摩耗試験からの結果が図１４〜図１５に示される。第１の試験は、典型的にセンター摩耗を招く、前輪駆動車両の前位置で典型的な試験荷重を使用した。表面Ｂは、表面Ａよりも約２．２倍早い摩耗と僅かに高レベルのセンター摩耗をもたらした。第２の試験は、外側ショルダー（ｏｕｔｓｉｄｅ  ｓｈｏｕｌｄｅｒ：ＯＳ）の摩耗を招く大きいトーイン力をもつ、後輪駆動車両の前位置で典型的な試験荷重を使用した。表面Ｂは、表面Ａよりも１．７倍早い摩耗と僅かに高レベルのショルダー摩耗をもたらした。
【００２７】
ヒール／トゥと呼ばれるタイプの不規則な摩耗は、個々のトレッド要素又はトレッドラグ上の周方向に不均等な摩耗からの結果である。これは、１つのトレッドラグの前縁と隣接するトレッドラグの後縁との間のショルダースロットにわたる段差摩耗をもたらす。このタイプの不規則な摩耗は、実地においてタイヤが摩耗し始めるのに伴ってしばしば迅速に増加するが、タイヤが摩耗し続けるのに伴って横ばいになる又はさらには僅かに減少し始める。図１６に示すように、大きなマクロ粗さの導入は、実地の状態ではより典型的なこのタイプの不規則な摩耗に関する幾つかの傾向をもたらす。図１７は、実際の屋外結果と比較した第２の一連の室内摩耗試験からの結果を示す。
【００２８】
上記の説明では、プロセスの幾つかの実施形態は、新品タイヤ及びリトレッドされたタイヤの研究及び開発、並びに設計及び製造を容易にするデータを生成する実験室タイヤトレッド摩耗試験機のための現実的な摩耗面を製作する目的で、大きなマクロ振幅範囲（例えば、およそ１ｍｍからおよそ１０ｍｍまでの表面粗さ範囲を含む）の実際の道路舗装からの表面粗さの複製を可能にすることを実証している。種々のトレッド化合物及びトレッドパターンのトレッド摩耗特徴を比較するため、並びに所与のトレッド組成物及びパターンをもつ特定のタイヤを対応するトレッド摩耗カテゴリに定量化する（例えば、より高い数値がより長い期待されるトレッド寿命を示す「１００」、「２００」、「３００」などの摩耗率のような所定のトレッド摩耗分類スケールに基づいて）ために、生成されたトレッド摩耗試験データが解析される。また、タイヤ製造との関連において、生成されたトレッド摩耗試験データは、製造されたタイヤを所定のトレッド摩耗分類と対照して比較するのに用いられてもよい。
【００２９】
本明細書に引用される、公報、特許出願、および特許を含む、全ての参照は、各参照が、個々に、かつ具体的に、参照として組み込まれるように指示される場合、およびその全体が本明細書に記載される場合と同じ程度に、参照として本明細書に組み込まれる。
【００３０】
本発明を説明する文脈（特に以下の請求項の文脈）での「ひとつの（ａ、ａｎ）」、及び「該、前記（ｔｈｅ）」という用語、並びに同様の指示対象の使用は、本明細書で特に断らない限りあるいはは文脈と明らかに矛盾しない限り、単数形と複数形との両方に当てはまるように解釈されるべきである。「備える」、「有する」、「含む」、及び「収容する」という用語は、特に記載しない限り、制限のない用語として解釈される（すなわち、「〜を含むがこれらに限定されない」を意味する）べきである。本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書で特に断らない限り、範囲内に入る個別の各値に個々に言及するための簡単な方法として機能することを単に意図しているにすぎず、個別の各値は、本明細書でまるで個々に列挙されたかのように明細書に組み込まれる。本明細書で説明されるすべての方法は、本明細書で特に断らない限りあるいは文脈と明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で行うことができる。本明細書で提供される任意の例及びすべての例又は例示的な言語（例えば「〜のような」）の使用は、発明をより良く解明することを単に意図しているにすぎず、特に特許請求されない限り、本発明の範囲に制限を課すものではない。明細書の中のいかなる言語も、本発明の実施に不可欠である任意の特許請求されていない要素を示すものとして解釈されるべきではない。
【００３１】
本発明を実施するために発明者に周知の最良モードを含め、この発明の好ましい実施形態が本明細書で説明されている。上記の説明を一読することにより、これらの好ましい実施形態の変形が当該技術分野の当業者には明らかとなるであろう。発明者は、当業者がこうした変形を適宜採用すること並びに本明細書で具体的に説明された以外の他の方法で本発明が実施されることを期待している。したがって、この発明には、準拠法によって認められているように、本明細書添付の請求項に列挙される主題のあらゆる修正及び均等物が含まれる。さらに、上記で説明された要素のあらゆる可能な変形における任意の組合せが、本明細書で特に断らない限り又は文脈と明らかに矛盾しない限り、本発明に包含される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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