(57)【要約】    【課題】  空気入りタイヤの実際の経時変化と同様の劣化状態を酸素を用いて短時間で再現する。    【解決手段】  酸素により空気入りタイヤの劣化を促進させる劣化促進工程を含む空気入りタイヤの試験方法であって、前記劣化促進工程は、空気入りタイヤをリムに装着するとともにタイヤ内腔に酸素濃度が３０％未満である標準空気を充填したタイヤ組立体３を準備する第１の工程と、該タイヤ組立体３を、酸素濃度が３０％以上である高酸素空気の雰囲気中に置くことにより該空気入りタイヤをその外側面から酸素劣化させる第２の工程とを含むことを特徴とする空気入りタイヤの試験方法である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素により空気入りタイヤの劣化を促進させる劣化促進工程を含む空気入りタイヤの試験方法であって、
前記劣化促進工程は、空気入りタイヤをリムに装着するとともにタイヤ内腔に酸素濃度が３０％未満である標準空気を充填したタイヤ組立体を準備する第１の工程と、
前記タイヤ組立体を、酸素濃度が３０％以上である高酸素空気の雰囲気中に置くことにより該空気入りタイヤをその外側面から酸素劣化させる第２の工程とを含むことを特徴とする空気入りタイヤの試験方法。
【請求項２】
前記第２の工程は、前記タイヤ組立体を樹脂製の袋に入れる段階と、該袋に酸素を充填して密閉する段階とを含むことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤの試験方法。    
【請求項３】
前記第２の工程は、２０〜１２０℃の温度で少なくとも２４時間以上行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤが経時劣化した状態を短時間で精度良く再現させうる劣化促進工程を含むタイヤの試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤは、長期に亘って使用されることにより、例えば紫外線、酸素、温度等の様々な要因によってゴムないしタイヤコード等に経時劣化が生じる。従来、空気入りタイヤの性能、例えば耐久性などを評価する場合、上述のような経時劣化を考慮に入れるために該劣化したタイヤで試験を行うことがある。しかし、実際に長い時間をかけてタイヤを劣化させることは、長期間を要し試験効率が悪く、タイヤの開発にも長期間を要するという欠点がある。
【０００３】
そこで、近年では、タイヤをリム組みしその内部に高酸素濃度の空気を充填することにより、タイヤの内側からゴムないしタイヤコードを比較的短時間で酸素劣化させることが下記特許文献１などにより提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３３７３７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者らは、実際に経時劣化したタイヤを解体して種々の測定を行った。図４に示されるように、準備されたタイヤａは、トロイド状の有機繊維コードからなる１枚のカーカスプライｂ１からなるカーカスｂと、スチールコードを用いた２枚のベルトプライｃ１、ｃ２からなるベルト層ｃとで補強された小型トラック用のものとし、タイヤサイズは２０５／６０Ｒ１７．５とした。この種のタイヤでは、カーカスプライｂ１及び／又はベルトプライｃ１、ｃ２の剥離が生じやすいため、本解析では、下記の２つのプライ界面に絞り、この界面の接着強度（接着力）が新品時から経時劣化によってどのように変化するかを調べた。
（１）カーカスプライｂ１とベルトプライｃ１とのプライ界面（以下、このようなプライ界面を「カーカス−ベルト間界面」という。）
（２）ベルトプライｃ１とベルトプライｃ２とのプライ界面（以下、このようなプライ界面を「ベルトプライ間界面」という。）
【０００６】
図５には、その結果が示される。このグラフは、縦軸にベルトプライ間界面の接着力Ｆ１、横軸にカーカス−ベルト間界面の接着力Ｆ２をとったものである。この結果から明らかなように、新品時から経時劣化させたタイヤの状態を連続して観察すると、ベルトプライ間界面の接着力Ｆ１は、カーカス−ベルト間界面の接着力Ｆ２とほぼ比例して変化していることが分かる。なお接着力は、引っ張り試験機によって剥離巾２５mmの条件で測定された。
【０００７】
また、発明者らは、前記特許文献１で示された劣化工程を同じタイヤにて試行した。前記タイヤａを１７．５×６．００のリムｊにリム組みし、そのタイヤ内腔ｉに高酸素濃度（５０％）の空気を２００ｋＰａで充填して放置することにより、タイヤａを内側から劣化させた。そして前記同様に前記接着力Ｆ１、Ｆ２を測定した。その結果は図５において黒塗りの四角プロットで示される。この結果から明らかなように、タイヤ内腔に高酸素濃度の空気を充填してタイヤをその内側から酸素劣化させると、該内側に接近した位置にあるカーカス−ベルト間界面の接着力Ｆ２が著しく低下していることが分かった。この劣化は、実際の経時劣化とはややかけ離れたもので相関性が良いものではない。
【０００８】
本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、空気入りタイヤをリムに装着するとともにタイヤ内腔に酸素濃度が３０％未満である標準空気を充填したタイヤ組立体を準備する第１の工程と、このタイヤ組立体を、酸素濃度が３０％以上である高酸素空気の雰囲気中に置くことにより該空気入りタイヤをその外側面から酸素劣化させる第２の工程とを含むことを基本として、タイヤが実際の経時劣化した状態に近似した劣化を短時間で再現しうる劣化促進工程を含むことにより、さらに精度の高い性能試験等を行うのに役立つタイヤの試験方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のうち請求項１記載の発明は、酸素により空気入りタイヤの劣化を促進させる劣化促進工程を含む空気入りタイヤの試験方法であって、前記劣化促進工程は、空気入りタイヤをリムに装着するとともにタイヤ内腔に酸素濃度が３０％未満である標準空気を充填したタイヤ組立体を準備する第１の工程と、前記タイヤ組立体を、酸素濃度が３０％以上である高酸素空気の雰囲気中に置くことにより該空気入りタイヤをその外側面から酸素劣化させる第２の工程とを含むことを特徴としている。
【００１０】
ここで、空気（ガス）の酸素濃度は、下記式（１）によって計算する。
酸素濃度（％）＝（Ｐｏ／Ｐｔ）×１００  …（１）
またＰｔは、空気の全圧（Ｐａ）であり、Ｐｏは前記全圧に対する酸素分圧（Ｐａ）である。
【００１１】
また請求項２記載の発明は、前記第２の工程は、前記タイヤ組立体を樹脂製の袋に入れる段階と、該袋に酸素を充填して密閉する段階とを含むことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤの試験方法である。
【００１２】
また請求項３記載の発明は、前記第２の工程は、２０〜１２０℃の温度で少なくとも２４時間以上行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの試験方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、タイヤの内側には標準空気が充填されるとともに、タイヤ外側面から酸素劣化させる。これにより得られたタイヤの劣化状態、特にプライ界面の接着力の変化は、実際の経時劣化のそれときわめて相関性が良いものとして再現できる。従って、実情に応じたより精度の高いタイヤの劣化を可能とし、ひいては耐久性試験等の精度をさらに高めることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
本発明のタイヤの試験方法は、酸素により空気入りタイヤの劣化を促進させる劣化促進工程を含む。この劣化促進工程を行うことにより、実際に長い時間をかけて空気入りタイヤを経時劣化させなくとも、それに近い劣化が生じた空気入りタイヤを比較的短時間で得ることができる。そして、劣化させられた空気入りタイヤについて、例えば耐久性の試験の工程が行われる。これにより、経時劣化後のタイヤ性能を精度良く解析できかつ知ることができる。
【００１５】
本発明では、劣化促進工程が第１の工程と第２の工程とを含んで行われる。先ず第１の工程では、図１に示されるように、空気入りタイヤ１がリム２に装着されるとともに、そのタイヤ内腔に酸素濃度が３０％未満である標準空気が充填されることによりタイヤ組立体３が準備される。即ち、本発明では、空気入りタイヤ１のタイヤ内腔には、酸素濃度が３０％未満、好ましくは酸素濃度が実質的に２１％である標準空気が空気ボンベ５等から充填される。
【００１６】
前記リム２は、本実施形態では正規リムとし、かつ、充填される空気圧は正規内圧に設定するのが望ましい。これは、実際にタイヤが使用される環境により近い状態で、前記空気入りタイヤ１の劣化を行うのに役立つ。本明細書において前記「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"とする。また「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、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" であるが、タイヤが乗用車用である場合は１８０ＫＰａとする。
【００１７】
また第２の工程では、第１の工程で準備されたタイヤ組立体３を、酸素濃度が３０％以上である高酸素空気の雰囲気中に置くことにより該空気入りタイヤ１をその外側面から酸素劣化させることが行われる。図２には、その具体的方法の一例が示されている。本実施形態では、図２（Ａ）に示されるように、タイヤ組立体３を樹脂製の袋６に入れる段階と、該袋６に酸素を充填し袋６を密閉する段階とを含んで行われる。
【００１８】
前記袋６は、例えばガスバリア性能、特に酸素非透過性能に優れた可撓性の樹脂材料からなるものが望ましい。また袋６は、この例ではタイヤ組立体３を投入可能な大きさを有し、かつ一端に密閉可能な開口部７を有するとともに、逆止弁付きのガス注入口６Ａとガス取出口６Ｂとがそれぞれ設けられている。袋６の開口部７からタイヤ組立体３が挿入されると、図２（Ｂ）のように開口部７の縁９が密閉される。
【００１９】
また袋６には、前記ガス注入口６Ａから酸素が注入される。袋内のガスは、ガス取出口６Ｂに接続された測定装置１０により、その酸素濃度、圧力、温度等が監視される。そして、袋６の内部を酸素濃度が３０％以上である高酸素空気で満たされるように酸素の供給量を調節する。このように、高酸素空気の雰囲気中に標準空気をタイヤ内腔に充填したタイヤ組立体３を置くことにより、タイヤ１をその外側面から酸素劣化させることができる。
【００２０】
そして、上述のような工程を経てタイヤの劣化を促進させると、実際の経年変化と非常に相関性の良い劣化状態が得られることが種々の実験の結果判明した。この理由については今後さらなる解析が必要となるが、実際の空気入りタイヤの使用条件に鑑みると、タイヤ外側面は、酸素のみならず紫外線、歪、温度、湿度、外力といったより多くの劣化要因がタイヤ内側よりも大きいため、タイヤの劣化は外側面からより早く進行していくと考えられ、本発明の劣化促進工程はこのような実情により沿ったものと考えられる。なお空気入りタイヤ１をリム組みすることなく高酸素空気に曝すことも考えるが、この条件では、やはりカーカス−ベルト間のプライ界面の接着力が低下し、実際の経年劣化とは異なった結果と示すことが実験の結果確かめられている。
【００２１】
また、前記第２の工程において、袋６の中の酸素濃度は３０％以上であれば特に限定はされないが、酸素濃度を大きくすることにより、酸素をタイヤ１により迅速に拡散させ劣化工程時間を削減することができる。このような観点より、前記高酸素空気の酸素濃度は、好ましくは４０％以上、さらに好ましくは５０％以上、特に好ましくは６０％以上とするのが望ましい。他方、高酸素空気の酸素濃度が高すぎてもその維持ないし調整が困難になるため、例えば９５％以下、より好ましくは８０％以下程度が望ましい。
【００２２】
また本実施形態の劣化促進工程は、温度管理が可能なスチームオーブン室などで行われるのが望ましい。これにより、袋６の内部に満たされた高酸素空気の温度を自在にコントロールすることが可能になる。前記高酸素空気の温度としては、例えば２０〜１２０℃の範囲で設定されるのが望ましい。また前記温度をより高く設定することにより、空気入りタイヤ１の劣化をさらに促進させ、第２の工程を短時間で終了させることができる、好ましくは前記高酸素空気の温度は、とりわけ６０℃以上、より好ましくは７０℃以上が特に望ましい。なお前記温度が１２０℃を超えると、タイヤが過度に損傷するおそれがあり好ましくない。
【００２３】
またタイヤ組立体３は、少なくとも２４時間以上、より好ましくは５日以上、さらに好ましくは１０日以上前記袋６の中に放置することが望ましい。これにより、袋６の内部の酸素が空気入りタイヤ１の外側面から内部へと広範囲に拡散進入し、該タイヤを酸素劣化させることができる。なお過度に長期に亘ってタイヤ組立体３を袋の中で放置させることは劣化工程に多くの時間を要するために好ましくなく、上限は２０日程度とするのが良い。
【００２４】
第２の工程を終えると、タイヤ組立体３は袋６から取り出され、例えばドラム試験器などを用いて耐久テストが行われる。袋６から取り出された空気入りタイヤ１には、実際の経年劣化と同レベルの劣化ないし老化が生じている。従って、かかる空気入りタイヤ１を用いて耐久試験を行うことによって経年劣化時の性能を精度良く、かつ、実際にタイヤを経年劣化させることなく評価することができる。従って、短期間での評価が可能となる。耐久テストとしては、特に限定はされないが、例えばＪＩＳＤ４２３０の高速耐久性試験方法などを挙げることができる。
【００２５】
前記実施形態では、第２の工程が樹脂製の袋６を用いて行われる形態を示したが、例えば酸素濃度をコントロールしうるチャンバー室等の設備を用いても勿論行うことができる。またタイヤ１の種類についても特に限定されるものではなく、乗用車用、トラック用、自動二輪車用など各種のカテゴリーのタイヤを含ませることができる。さらに、前記高酸素空気において湿度の条件を加えることもできる。例えば、タイヤ組立体３が入れられた袋６又はチャンバー室（図示せず）の前記高酸素空気の湿度を高めることにより、水分によるタイヤの劣化を促進させても良い。これにより、さらにタイヤの劣化時間を短縮させることができる。また効率良くタイヤの水分劣化を行うためには、前記高酸素空気が、設定された温度において飽和蒸気圧となるように湿度をコントロールすることが望ましい。
【実施例】
【００２６】
本発明の効果を確認するために、表１の仕様に基づいて空気入りタイヤの劣化促進工程を行った。タイヤは、図４に示されたようなラジアル構造カーカスと２カットベルトプライからなるベルト層とを有し、サイズは２０５／６０Ｒ１７．５である。リムは１７．５×６．００とし、内圧は２００ｋＰａとした。また比較例として、同じタイヤを前記特許文献１の方法で劣化させた。
【００２７】
また実際の経年劣化したタイヤとして、約１年間走行してトレッド溝が完全摩耗した同じタイヤを用意した。そして、各タイヤを解体し、カーカス−ベルト間界面と、ベルトプライ間界面とにおいて、それぞれ接着力を測定した。接着力の測定条件は上述の通りである。テスト結果などを表１に示す。
【００２８】
【表１】
2005241369.tif 000003
【００２９】
テストの結果、実施例のタイヤは、プライ界面の接着力の変化に関して、実際の経年劣化したタイヤと非常に相関が強く同レベルの劣化状態が得られていることが確認された。他方、比較例のタイヤでは、カーカス−ベルト間界面の接着力の低下が著しく、実情との相関性が悪いものとなっている。
【００３０】
また図３には、第２の工程の時間を変えて劣化促進を行った結果を示す。実際の劣化と非常に良い相関を示していることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態の第１の工程を説明する略図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は本実施形態の第２の工程を説明する略図である。
【図３】本発明の劣化促進工程を経たタイヤのプライ界面の接着力を示すグラフである。
【図４】空気入りタイヤの断面図である。
【図５】従来の劣化促進工程を経たタイヤのプライ界面の接着力を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３２】
１  空気入りタイヤ
２  リム
３  タイヤ組立体
６  袋
【図１】
2005241369.tif 000004
【図２】
2005241369.tif 000005
【図３】
2005241369.tif 000006
【図４】
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【図５】
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