(57)【要約】  【課題】  実車試験に近い氷盤の状態を維持しながら、精度の高いタイヤデータを短時間で取得、解析することを可能とするタイヤの氷上試験装置および氷上性能評価方法を提供する。  【解決手段】  円筒形状で内周面が円滑面とされるドラムと、前記ドラムを水平方向の軸心周りに回転可能に保持するドラム保持手段と、前記ドラムの内周面に対して、試験タイヤの外周面を所要の荷重で接触させながら前記試験タイヤを水平方向の軸心周りに回転可能に支持するタイヤ保持手段と、前記ドラムおよび／または前記タイヤ保持手段を回転させる回転駆動手段と、前記ドラム内周面に氷結盤を形成する手段と、前記氷結盤への試験タイヤの接触摩擦で発生する水分を吹き飛ばす冷却気体噴射手段を備えている。  【選択図】  図１
2007078667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの氷上性能測定装置であって、
円筒形状で、内周面が円滑面とされるドラムと、
前記ドラムを水平方向の軸心周りに回転可能に保持するドラム保持手段と、
前記ドラムの内周面に対して、試験タイヤの外周面を所要の荷重で接触させながら前記試験タイヤを水平方向の軸心周りに回転可能に支持するタイヤ保持手段と、
前記ドラムおよび／または前記タイヤ保持手段を回転させる回転駆動手段と、
前記ドラム内周面に氷盤を形成する手段と、
前記氷盤への試験タイヤの接触摩擦で発生する水分を吹き飛ばす冷却気体噴射手段を備えていることを特徴とするタイヤの氷上試験装置。
【請求項２】
前記冷却気体として冷却空気あるいは窒素ガスを用い、前記試験タイヤとドラム内周面の
氷盤との接触開始点と接触離脱点の近傍に前記冷却気体をノズルを用いて噴射させる構成としている請求項１に記載のタイヤ氷上試験装置。
【請求項３】
前記タイヤ保持手段は前記試験タイヤに取り付けた主軸を回転自在に支承する軸受を備え、該軸受の内周面に荷重測定用のロードセルを取り付けている請求項１または請求項２に記載のタイヤの氷上試験装置。
【請求項４】
前記ドラムおよび／または前記タイヤ保持手段を回転させる回転駆動手段の回転速度を制御する回転速度制御手段、および前記試験タイヤの軸線を前記ドラムの軸線と平行あるいは傾斜させる軸線角度制御手段を備えている請求項１乃至請求項３のいずれか1項に記載のタイヤの氷上試験装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか1項に記載のタイヤの氷上試験装置を用いて行うタイヤの氷上性能評価方法であって、
前記ドラムの回転速度を一定とすると共に前記試験タイヤの回転速度を制御し、あるいは前記ドラムを所定の回転速度で回転駆動すると共に試験タイヤを回転自在としてフリーローリングとし、
前記試験タイヤと氷盤との間に発生する摩擦係数μと試験タイヤのスリップ率との関係を計測しているタイヤの氷上性能測定方法。
【請求項６】
前記ドラムを一定速度で回転させる一方、前記試験タイヤの回転速度を次第に減速して制動し、あるいは試験タイヤの回転を急激に停止してロック状態とし、前記制動状態あるいはロック状態での試験タイヤの氷上での前記スリップ率および前記摩擦係数を計測している請求項５に記載のタイヤの氷上性能評価方法。
【請求項７】
前記ドラムの軸線方向に対して試験タイヤの軸線方向を傾斜させて、試験タイヤのコーナリング時における氷上での前記スリップ率および前記摩擦係数を計測している請求項５に記載のタイヤの氷上性能評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの氷上試験装置および氷上性能評価方法に関し、詳しくは、実車による氷上試験に近い氷盤の状態を維持しながら、タイヤの性能試験を行なえるようにするものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ試験装置としては、水平軸心周りに回転する円筒形状のドラムと、ドラムの内周面に所定の圧力で接触させるようにタイヤを保持するタイヤ保持部とを備えたインサイドドラム式試験装置が提供されている。
例えば、タイヤ試験装置として、本出願人は、特開平１１−３２６１４２号公報(特許文献１）において、図６に示されるように、円筒形状のドラム１と、ドラム１を水平方向の軸芯周りに回転可能に保持するドラム保持手段２と、ドラム保持手段２に付設した回転駆動装置３と、ドラム１の内周面に試験タイヤ４を所定の荷重で接触させながら試験タイヤ４を水平方向の軸芯周りに回転可能に支持するタイヤ保持手段５を備えた装置を提供している。
【０００３】
上記タイヤ装置では、ドラム１の外周壁１ａの略上半部位に水受けカバー６を固定し、ドラム１内に水を溜めた状態で回転させてウエットテストを行う場合に、水の飛散を防止して、正確かつ安定したウエットテストを行うようにしている。
【０００４】
このように、特許文献１のタイヤ試験装置はウエットテストに留意したものであるが、この種のタイヤ試験装置に置いて、タイヤ１の内周面に氷盤を形成して、タイヤの氷上での特性をテストする場合には、種々の問題が生じる。
【０００５】
例えば、ドラム内周面に氷盤を作製した後、その氷盤上で試験タイヤを回転させて、制動時や駆動時における試験タイヤと氷盤との間に発生する摩擦係数μとスリップ率との関係や、ロック制動時の摩擦係数μを計測する氷上テストを行うことができる。
しかしながら、氷上テスト時に、試験タイヤが同一路面を通ることにより、試験タイヤとの摩擦により氷盤が融解し、発生した水分が氷盤やタイヤ外周面に付着することによってタイヤの制動力や駆動力が低下しやすい問題がある。
そのため、タイヤが同一路面を通らないように、タイヤをドラム幅方向に少しずつずらしながら測定することが試みられているが、接地面が常に新たになる実車試験と異なり、試験装置では有限の軌道であるため、長時間走行や高速走行などの場合には同一路面を通らざるを得なくなる。その結果、付着した水分によってタイヤの制動力や駆動力が低下し、測定データが安定しないという問題がある。
また、試験タイヤをドラム幅方向に移動させながら測定すると、タイヤに横力が発生し、その影響により正確な制動力や駆動力を測定することが難しいという問題もある。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３２６１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、試験タイヤとの接触摩擦により氷盤が融解して発生した水分が氷盤やタイヤ外周面に付着しないようにして、試験タイヤをドラムの幅方向に移動させることなく、実車試験に近い氷盤の状態を維持しながらタイヤの氷上性能試験を行なうことができ、精度の高いタイヤデータを短時間で取得、解析することができることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、第一の発明として、タイヤの氷上性能測定装置を提供している。
該氷上性能測定装置は、
円筒形状で、内周面が円滑面とされるドラムと、
前記ドラムを水平方向の軸心周りに回転可能に保持するドラム保持手段と、
前記ドラムの内周面に対して、試験タイヤの外周面を所要の荷重で接触させながら前記試験タイヤを水平方向の軸心周りに回転可能に支持するタイヤ保持手段と、
前記ドラムおよび／または前記タイヤ保持手段を回転させる回転駆動手段と、
前記ドラム内周面に氷盤を形成する手段と、
前記氷盤への試験タイヤの接触摩擦で発生する水分を吹き飛ばす冷却気体噴射手段を備えていることを特徴とする。
【０００９】
前記ドラムは、円筒形状のドラム本体の一端面が閉鎖されると共に、他端面にタイヤ挿入用開口が設けられ、該開口を通して前記試験タイヤが前記ドラム内部に挿入され、該ドラムの内周面に試験タイヤを所要の荷重で接触させた状態でテストが行われる。
【００１０】
前記本発明の構成によれば、氷盤への試験タイヤの接触摩擦で発生する水分を吹き飛ばす冷却気体噴射手段を設けているため、氷盤やタイヤ表面に水分が付着することを効果的に防止することができ、その結果、付着した水分によってタイヤの制動力や駆動力が低下するのを防ぐことができる。また、摩擦熱によって融解し始めた氷盤を冷却し、氷盤を修復することができる。よって、従来のように試験タイヤをドラムの幅方向に移動させながら測定しなくても、正確で安定した測定データを短時間で得ることができる。
【００１１】
前記冷却気体として冷却空気あるいは窒素ガスを用い、前記試験タイヤとドラム内周面の氷盤との接触開始点と接触離脱点近傍に前記冷却気体をノズルを用いて噴射させる構成としていることが好ましい。
このように、前記接触開始点および接触離脱点近傍に冷却気体をノズルにて噴射させることにより、タイヤ接地面およびその近傍の水分をムラなく高圧でドラム外側へ吹き飛ばすことができ、実車試験における氷盤の状態により近づけることができる。
【００１２】
また、冷却気体として、適度に冷却された空気あるいは窒素ガスを用いることにより、氷盤を極端に冷却し過ぎず、吹き付けた後の氷盤の温度を、試験時における通常の氷盤温度（−０℃〜−１０℃程度）に維持することができる。したがって、ー２℃〜−１５℃程度に冷却された圧縮冷却空気あるいは圧縮窒素ガスを用いることが特に好ましい。
吹き付けによって氷盤表面の温度が−１０℃を下回るほど極端に冷却されると、氷盤の状態が変化してしまい、測定したい温度の氷盤でのタイヤの制動力や駆動力が正確に測定できなくなる恐れがある。また、冷却気体がー２℃より高いと、水分を吹き飛ばすことはできても、吹き付け時の接触摩擦熱により氷盤の温度を高めて氷盤を融解させてしまう恐れがある。
【００１３】
冷却気体の圧力は、吹き飛ばすべき水分の量などによっても異なるが、およそ５００ｋＰａ以上１０００ｋＰａ以下であることが好ましい。冷却気体の圧力が５００ｋＰａ未満であると、接地面付近の水分を効果的に吹き飛ばすことが難しくなる一方、圧力が１０００ｋＰａを超えると、吹き付け時の断熱膨張により気体の温度が大幅に低下し、接地面付近の氷盤温度が通常の氷盤温度を下回って、結果的に試験タイヤの制動力や駆動力が正確に測定できなくなる恐れがある。
【００１４】
吹き付けられる冷却気体として、例えば、空気あるいは窒素ガスをまずコンプレッサーでおよそ５００ｋＰａ以上１５００ｋＰａ以下に圧縮した後、コンプレッサーに接続された冷却タンクでー２℃〜−１５℃程度に冷却し、柔軟に変形可能な蛇腹状ホース先端に取り付けられた少なくとも２つのノズルのうち、一方のノズルを試験タイヤと氷盤との接触開始点近傍に、他方のノズルを接触離脱近傍に向けた後、これらのノズルより前記冷却気体を噴射させることが好ましい。
また、吹き飛ばすべき水分の量などに応じて、コンプレッサーや高圧ボンペに取り付けられたレギュレーターにより気体の圧力を調整したり、氷盤温度を測定し、一定の温度範囲を保つようにノズルからの噴射量を調整しながら冷却気体を噴射させたりすることも可能である。
さらに、冷却気体はタイヤの接地幅全体にわたって噴射されることが好ましく、使用されるノズルとしては、噴射角度範囲が大きい広角噴射ノズルが好適に用いれる。
【００１５】
前記冷却気体の吹き付けは、タイヤをドラム内周面に所要の荷重で接触させながら回転させているときに行なうことができるが、タイヤに対する負荷を開放して、タイヤをドラム内周面から浮かしたときに、タイヤのトレッド面に直接吹き付けたり、タイヤと氷盤間の隙間に向けて冷却気体を吹き付けることも好ましい。
【００１６】
前記タイヤ保持手段は試験タイヤに取り付けた主軸を回転自在に支承する軸受を備え、該軸受の内周面に荷重測定用のロードセルを取り付けることが好ましい。
タイヤの氷上試験装置において、タイヤと氷盤との間の摩擦特性を測定するためには、タイヤ上下方向の荷重（垂直荷重）と、タイヤに発生する制動力や駆動力（水平荷重）を測定する必要がある。前記のように、タイヤに取り付けた主軸を回転自在に支承する軸受の内周面に、タイヤ上下方向の荷重を測定できるロードセルと、タイヤ前後方向の荷重を測定できるロードセルを取り付けることにより、タイヤに発生する垂直荷重や、制動力や駆動力といった水平荷重を測定することができる。
【００１７】
また、試験タイヤの軸線をドラムの軸線に傾斜させ、タイヤにスリップ角度をつけた場合には、前記した制動力、駆動力に加え、コーナリングフォースも計測する必要があるため、その場合には、前記軸受に六分力ロードセルを取り付けて摩擦特性を測定することもできる。
【００１８】
前記ドラムおよび／または前記タイヤ保持手段を回転させる回転駆動手段の回転速度を制御する回転速度制御手段、および前記試験タイヤの軸線を前記ドラムの軸線と平行あるいは傾斜させる軸線角度制御手段を備えていることが好ましい。
軸線角度制御手段により試験タイヤの軸線をドラム軸線に対して傾斜させると、タイヤにスリップ角度がついたコーナリング時を想定することができる。
【００１９】
本発明の前記タイヤの氷上性能測定装置では、ドラムと試験タイヤとの回転に関して、下記のタイプとすることができる。
第一のタイプは、回転駆動手段をドラム保持手段に連結して、ドラムを回転駆動させる一方、タイヤ保持部は試験タイヤを回転自在にフリーに保持し、回転駆動させるドラムにタイヤを従回転させる。
第二のタイプは、タイヤ保持部にタイヤを回転駆動させる回転駆動手段を連結し、ドラムは回転自由にフリーに保持し、タイヤの実回転に対してドラムを従回転させる。
第三のタイプは、タイヤ保持部およびドラムの両方を回転駆動する駆動部に連結し、ドラムの回転速度と試験タイヤの回転速度とを変えて、タイヤスリップ時の摩擦特性を測定する。
【００２０】
前記タイプのうち、第三のタイプのタイヤとドラムの両方を回転駆動するタイプでは、ドラムを一定の回転速度で回転させ、タイヤ側の回転速度を制御する構成とすることが好ましい。例えば、ドラムを４０ｋｍ／ｈｒで定速回転させ、タイヤ側の回転を一気に停止させれば、４０ｋｍ／ｈｒで走行中の車がブレーキを踏み込んでロックさせてしまった場合と同じ状態を想定することができる。
前記第一のタイプのドラム側の回転させ、試験タイヤをドラムに従動回転させる構成とすると、ドラム側を回転させるだけで、所要の荷重で接触させた試験タイヤを従動させてドラム表面に沿って回転させることができるが、ドラム側に対する試験タイヤの接触荷重が大きくなると、ドラムの回転駆動力を大きく設定する必要がある。
【００２１】
前記ドラムの内周面に氷盤を形成する作業は、ドラムを回転させながら、徐々に水を入れて一昼夜かけて少しずつ氷らせ、薄い氷膜を成長させることにより氷厚みが２０〜５０ｍｍ程度の氷盤を形成させることができる。
【００２２】
さらに、第二の発明として、前記したタイヤの氷上試験装置を用いて行うタイヤの氷上性能評価方法を提供している。
該タイヤの氷上性能評価方法は、
前記ドラムの回転速度を一定とすると共に前記試験タイヤの回転速度を制御し、あるいは前記ドラムを所定の回転速度で回転駆動すると共に試験タイヤを回転自在としてフリーローリングとし、
前記試験タイヤと氷盤との間に発生する摩擦係数μと試験タイヤのスリップ率との関係を計測している。
【００２３】
タイヤと路面間の摩擦係数μの値は、下記式１に示される制動・駆動時のスリップ率Ｓにより変化する。制動時および駆動時ともに、摩擦係数μが最大になるのは、一般的に、Ｓ＝１０〜３０％付近のときであり、タイヤがフルロック状態（Ｓ＝１００％）またはホイールスピン状態（Ｓ＝−１００％）ではμの値が低下する。摩擦係数μは、路面状態にも影響を受け、一般にドライ路面では高い値を示し、ウエット路面では低く、氷路や雪路ではさらに低い値を示す。
また、摩擦係数μは、タイヤの種類（トレッドの配合、パターンデザイン、構造など）によっても大きく変化する。
したがって、前記構成のように、ドラムの回転速度と試験タイヤの回転速度を変えて、タイヤスリップ時における摩擦係数μとスリップ率との関係を計測することにより、タイヤの氷上での摩擦特性を評価することができる。
【００２４】
【数１】
2007078667.tif 000003
【００２５】
特に、試験タイヤの氷上での制動特性を評価する際には、ドラムを一定速度で回転させる一方、試験タイヤの回転速度を次第に減速して制動し、あるいは試験タイヤの回転を急激に停止してロック状態とし、制動状態あるいはロック状態での試験タイヤの氷上での前記スリップ率および前記摩擦係数を計測することが好ましい。これにより、試験タイヤの氷上での制動特性を把握することができる。
【００２６】
同様に、試験タイヤの氷上での駆動特性を評価する際には、ドラムを一定速度で回転させる一方、試験タイヤの回転速度を次第に加速して駆動していき、あるいは試験タイヤの回転速度を急激に上げてホイールスピン状態とし、駆動状態あるいはホイールスピン状態での試験タイヤの氷上での前記スリップ率および前記摩擦係数を計測することが好ましい。これにより、試験タイヤの氷上での駆動特性を把握することができる。
【００２７】
また、ドラムの軸線方向に対して試験タイヤの軸線方向を傾斜させて、試験タイヤのコーナリング時における氷上での前記スリップ率および前記摩擦係数を計測することができる。これにより、タイヤにスリップ角度がついたコーナリング時の摩擦特性を評価することができる。
【発明の効果】
【００２８】
前述したように、本発明によれば、試験タイヤとの接触摩擦により氷盤が融解して発生した水分が氷盤やタイヤ外周面に付着することが防止できるため、試験タイヤをドラムの幅方向に移動させることなく、実車試験に近い氷盤の状態を維持しながらタイヤの氷上性能試験を行なうことができ、様々な条件を想定した精度の高いタイヤデータを短時間で取得、解析することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１、図２は、本発明の第一実施形態に係るタイヤの氷上試験装置１０を示す。
【００３０】
前記試験装置１０は、室温がー５℃に設定された冷凍室内に配置され、円筒形状のドラム１１と、該ドラム１１を水平方向の軸線Ｐ１周りに回転可能に保持するドラム保持手段１５と、該ドラム保持手段１５に付設した回転駆動装置１８と、ドラムの内周面に形成した氷盤に対して試験タイヤ１６の外周面を所要の荷重で接触させながら試験タイヤ１６を水平方向の軸線Ｐ２周りに回転可能に支持する試験タイヤ保持手段（以下、タイヤ保持手段と略称する）１７と、該タイヤ保持手段１７に付設した回転駆動装置１９とを備えている。
【００３１】
前記ドラム１１は鋼製で、内周面が平滑面とされたドラム本体１２と、該ドラム本体１２の一端面を閉鎖する円板形状の背面壁１３を備え、他端面は開口１４とし、該開口１４の周縁に沿って内鍔部１４ａを設けている。
【００３２】
前記ドラム保持手段１５は、ドラム１１の背面壁１３の背後に装備され、基台２０上に軸受２１を介して回転自在に支承した支持ロッド２２の先端を背面壁１３に固定して、ドラム１１を支持している。支持ロッド２２の他端は基台２０に搭載した回転駆動手段のモータ１８の出力軸に連結し、モータの回転速度を調節することによりドラム１１の回転速度も調節可としている。
【００３３】
前記ドラム１２の内周面に形成する氷盤１２ｂは、ドラム１２を回転させながら、水を徐々に入れ、一昼夜かけて少しずつ氷らせ、薄い氷膜を成長させることにより氷厚みが２０〜５０ｍｍ程度の氷盤１２ｂを形成している。
【００３４】
前記タイヤ保持手段１７は、ドラム本体１２の開口側に装備し、基台２３上に矢印で示す前後方向にスライド可能に立設された支持脚２４と、該支持脚２４に昇降用シリンダ３７を介して取り付けた支持アーム２５と、該支持アーム２５の下側に軸受２７を介して連結されたタイヤ支持軸２６とを備えている。支持アーム２５にはモータ１９を付設し、該モータ１９によりタイヤ支持軸２６を所要の回転速度で回転駆動している。
【００３５】
前記タイヤ支持軸２６を回転自在に支承する軸受２７の内周面２７ａには、図２に示すように、荷重測定用のロードセル２８ａ、２８ｂが軸受の上下左右に取り付けられている。ロードセル２８ａはタイヤ上下方向の荷重測定用であり、ロードセル２８ｂはタイヤ前後方向の荷重である制動力や駆動力の測定用である。
【００３６】
前記タイヤ支持軸２６で、垂直方向に配置する試験タイヤ１６を支承し、試験タイヤ１６をドラム内周面１２ａに形成された氷盤１２ｂに圧接させ、負荷する荷重は前記昇降用シリンダ３７により支持アーム２５を上下移動させて調節している。試験タイヤ１６はホイールリムをつけて所要の空気圧を充填したタイヤを用い、ホイールリムの軸孔に前記支持軸２６を挿入している。
【００３７】
ロードセル２８ａ、２８ｂで検出した計測データは演算処理装置２９へ出力し、ここで該計測データを記憶回路に取り込んで演算処理することにより、種々の条件下でのスリップ率、摩擦係数μなどを算出している。演算処理装置２９には、演算処理した結果を表示する計測結果表示手段３０を付設している。
【００３８】
また、一対の冷却気体噴射用ノズル３１ａ、３１ｂと、別の一対の冷却気体噴射用ノズル３２ａ、３２ｂが試験タイヤ１６を挟んで対向するように、試験タイヤ１６の接地面近傍に設けている。
前記ノズル３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂには、コンプレッサー３５によって圧縮された気体を冷却タンク３６で冷却した後、ホース３３、３４を通して供給し、これらノズル３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂより噴射する構成としている。ホース３３、３４の先端は、２本の柔軟な蛇腹状ホース３３ａ、３３ｂおよび３４ａ、３４ｂに分岐し、それぞれノズル３１ａ、３１ｂおよび３２ａ、３２ｂに接続している。
なお、前記コンプレッサーに代えて高圧ボンベでも良い。なお、コンプレッサーをタイヤ試験装置１０に並列した状態で図示しているが、これらコンプレッサーや高圧ボンベはタイヤ試験装置１０を配置している低温室とは別の室に配置していることが好ましい。
【００３９】
図３に示すように、試験タイヤ１６を氷盤１２ｂ上で回転させているタイヤの氷上試験中は、ノズル３１ａ、３１ｂおよび３２ａ、３２ｂのうち、一対のノズル３１ａ、３１ｂを試験タイヤ１６と氷盤１２ｂとの接触開始点近傍に向けて冷却気体を噴射させている。  他方の一対のノズル３２ａ、３２ｂからは、試験タイヤ１６と氷盤１２ｂとの接触離脱点近傍に向けて冷却気体を噴射させ、試験タイヤ１６と氷盤１２ｂとの接触摩擦で発生する水分を吹き飛ばすようにしている。
【００４０】
また、試験タイヤ１６に対する負荷を開放して、試験タイヤ１６をドラム内周面１２ａから浮かしたときには、いずれのノズルも試験タイヤ１６と氷盤１２ｂとの隙間に向けて冷却気体を噴射し、試験タイヤ１６の外周面および氷盤１２ｂに付着した水分を吹き飛ばすようにしている。なお、本実施形態では、冷却気体として、コンプレッサー３５で１１００ｋＰａに圧縮され、冷却タンク３６でー５℃に冷却された冷却空気を用いている。
【００４１】
前記構成よりなるタイヤの氷上試験装置１０において氷上性能を測定する際、まず、試験タイヤ１６をタイヤ保持手段１７で保持してドラム１１の開口１４を通してドラム内部に挿入する。ついで、試験タイヤ１６を昇降用シリンダ３７により所要の荷重でタイヤ本体をドラム内周面１２ａに形成された氷盤１２ｂに接触させる。
この状態でモータ１８、１９を所要の回転速度で回転駆動し、ドラム１１および試験タイヤ１６を回転させる。
【００４２】
測定は、まず、ドラム１１および試験タイヤ１６を同じ回転速度で回転させ、ドラム１１は一定速度で回転させる一方、試験タイヤ１６の回転速度を次第に減速して制動し、この制動状態でのスリップ率と摩擦係数μとの関係を出力させることにより氷上性能を評価することができる。
また、試験タイヤ１６の回転の回転を急激に停止してロック状態とし、この状態での摩擦係数μを出力させることにより氷上性能を評価することもできる。
【００４３】
また、ドラム１１および試験タイヤ１６をまず同じ所定の回転速度で回転させ、ドラム１１は一定速度で回転させる一方、試験タイヤ１６の回転速度を次第に加速して駆動していき、この駆動状態でのスリップ率と摩擦係数μとの関係を出力させることにより氷上性能を評価することができる。
さらに、試験タイヤ１６の回転速度を急激に上げてホイールスピン状態とし、この状態での摩擦係数μを出力させることにより氷上性能を評価することもできる。
【００４４】
このように、試験タイヤ１６の氷上性能評価に際して、冷却気体噴射用ノズル３１ａ、３１ｂおよび３２ａ、３２ｂにより冷却空気を噴射することにより、試験タイヤ１６の接触摩擦で発生する水分を吹き飛ばしているため、氷盤１２ｂの温度を極端に下げることなく、発生した水分が氷盤１２ｂや試験タイヤ１６の外周面に付着することが防止できる。よって、試験タイヤ１６をドラム幅方向に移動させることなく、実車試験に近い氷盤の状態を維持しながら前記のような氷上性能試験を行なうことができ、さまざまな条件下での精度の高いタイヤデータを短時間で取得、解析することができる。
【００４５】
図４は、第二実施形態を示し、第一実施形態との相違点は、タイヤ保持手段１７側に試験タイヤ１６を回転駆動させる駆動手段を設けず、ドラム１１の回転に従動させていることと、冷却気体として、窒素ガス（１１００ｋＰａ、ー５℃）を用いたことである。
ドラム１１の回転により、ドラム内周面１２ａに形成された氷盤１２ｂに弾性接触させた試験タイヤ１６は、逆回転方向に従動し、ドラム１１の回転速度と試験タイヤ１６との回転速度は比例関係となる。したがって、ドラム１１を高速回転すると、試験タイヤ１６も高速回転し、路面上を高速走行する状態を想定できる。
【００４６】
この構成よりなるタイヤの氷上性能測定装置１０において氷上性能を測定する際には、まず、モータ１８を所要の回転速度で回転駆動しドラム１１を回転させ、試験タイヤ１６はドラム１１に従動させる。この状態から回転ドラム１１の回転速度を次第に減速することにより試験タイヤ１６を制動し、この制動状態でのスリップ率と摩擦係数μとの関係を出力させることにより氷上性能を評価することができる。
また、回転ドラム１１の回転を急激に停止することにより試験タイヤ１６をロック状態とし、この状態での摩擦係数μを出力させることにより氷上性能を評価することもできる。
【００４７】
また、モータ１８を所要の回転速度で回転駆動しドラム１１を回転させ、試験タイヤ１６はドラム１１に従動させ、この状態から回転ドラム１１の回転速度を次第に加速することにより試験タイヤ１６を駆動していき、この駆動状態でのスリップ率と摩擦係数μとの関係を出力させることにより氷上性能を評価することができる。
また、回転ドラム１１の回転を急激に高めることにより試験タイヤ１６をホイールロック状態とし、この状態での摩擦係数μを出力させることにより氷上性能を評価することもできる。
【００４８】
このように、試験タイヤ１６を回転ドラム１１に従動させた場合でも、回転ドラムの回転速度を変化させることにより、タイヤのスリップ状態を想定することができる。かつ、冷却気体噴射用ノズル３１ａ、３１ｂおよび３２ａ、３２ｂによる冷却窒素ガスの噴射により、氷盤１２ｂの温度を極端に下げることなく、発生した水分が氷盤１２ｂや試験タイヤ１６外周面に付着することを防止できる。よって、試験タイヤ１６をドラム幅方向に移動させることなく、実車試験に近い氷盤の状態を維持しながら前記のような氷上性能試験を行なうことができ、さまざまな条件下での精度の高いタイヤデータを短時間で取得、解析することができる。
【００４９】
図５は、第三実施形態を示し、第一実施形態との相違点は、タイヤの軸線をドラムの軸線に対して水平方向で傾斜させて、試験タイヤをドラムに接触させることができる軸線角度調整手段を設け、タイヤが直線状に進行するのではなく進行方向に角度を持ち、スリップ角度を有する状態でのタイヤの氷上性能を測定できるようにしている。
【００５０】
詳細には、支持アーム２５から上下挟持板部２５ａ、２５ｂを突設し、これら挟持板部２５ａ、２５ｂの間にタイヤ支持軸２６の基端側に挿入し、上下挟持板部２５ａ、２５ｂの間にタイヤ支持軸２６を挟んだ状態でピン３８で支承している。該ピン３８はタイヤ支持軸２６に固定すると共に、上下挟持板部２５ａ、２５ｂに回転自在に通し、ピン３８の一端に設けた回転操作板３８ａを回転操作することによりピン３８を介してタイヤ支持軸２６を回転させ、該タイヤ支持軸２６で保持する試験タイヤ１６を回転させて、その軸線Ｐ２をドラムの軸線Ｐ１と任意の角度で傾斜できるようにしている。
なお、この実施形態では、水平荷重としてコーナリングフォースが発生するため、この力を測定することが可能な六分力ロードセルを軸受２７に取り付けている。
【００５１】
このように、試験タイヤ１６の軸線をドラム１１の軸線に対して傾斜させ、スリップ角度を調整することにより、コーナリング時を想定することができ、かつ、冷却気体噴射用ノズル３１ａ、３１ｂおよび３２ａ、３２ｂによる冷却空気の噴射により、発生した水分が氷盤１２ｂや試験タイヤ１６外周面に付着することも防止できる。よって、試験タイヤ１６をドラムの幅方向に移動させることなく、実車試験に近い氷盤の状態を維持しながら前記のような氷上性能試験を行なうことができ、さまざまな条件下での精度の高いタイヤデータを短時間で取得、解析することができる。
【００５２】
さらに、前記軸線角度調整手段で、水平方向に配置されている試験タイヤの軸線とドラムの軸線に対して、タイヤの軸線を垂直方向で傾斜させると、試験タイヤをドラムに対してキャンバー角度を調整しながら氷上性能試験をすることができる。
また、スリップ角度とキャンバー角度を同時に調整しながら氷上性能試験をすることもできる。
【００５３】
以下、本発明のタイヤの氷上性能測定装置の実施例および比較例について詳述する。
【００５４】
（実施例１、２、３）
前記第一実施形態の構成を有するタイヤの氷上性能装置を用いて、試験タイヤの回転を急激に停止させてロック状態としたときの摩擦係数μを計測し、計測データのばらつきが５％以内（±２．５％）となるまでの測定回数を調べた。
試験タイヤとしては、タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５である冬タイヤ(スタッドレスタイヤ)を用い、リムサイズは１５×６・ＪＪ、空気圧は２００ｋＰａ、試験タイヤにかかる垂直荷重は４．２ｋＮ（一定）とし、ドラムを３０ｋｍ／ｈｒで定速回転させて、試験タイヤを一気にロックした。
【００５５】
実施例１では、冷却空気の吹き付けに一対のノズルを用い、これらを試験タイヤと氷盤との接触開始点に向けて冷却空気を吹き付けた。
実施例２においても、冷却空気の吹き付けに一対のノズルを用い、これらを試験タイヤと氷盤との接触離脱点に向けて冷却空気を吹き付けた。
実施例３では、冷却空気の吹き付けに二対のノズルを用い、一対のノズルを試験タイヤと氷盤との接触開始点に向け、もう一対のノズルを接触離脱点に向けて冷却空気を吹き付けた。
【００５６】
（比較例１）
冷却空気の吹き付けを行わなかった点以外は、実施例１〜３と同様にして測定を行った。
実施例１〜３、比較例１の結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
2007078667.tif 000004
【００５８】
表１より、冷却空気を吹き付けなかった比較例１では、データを安定化させるために測定を多数回繰り返す必要があったが、冷却気体の吹き付けを行った実施例１〜３では、少ない測定回数で、ばらつきの小さい安定した計測データを得ることができ、冷却空気の吹き付けにより測定の高速化が図れることが確認できた。特に、試験タイヤと氷盤との接触開始点および接触離脱点に向けて冷却空気を吹き付けた実施例３では、最も早く計測データを安定化することができた。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第一実施形態に係るタイヤの氷上試験装置の正面図である。
【図２】図１に示すタイヤ支持軸を支承する軸受の拡大断面図である。
【図３】図１に示すタイヤの氷上性能測定装置の要部概略斜視図である。
【図４】本発明の第二実施形態を示す要部拡大正面図である。
【図５】（Ａ）は第三実施形態を示す要部拡大正面図、（Ｂ）は（Ａ）の断面図である。
【図６】従来例を示す図面である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  タイヤの氷上試験装置
１１  ドラム
１２  ドラム本体
１３  背面壁
１４  開口
１５  ドラム保持手段
１６  試験タイヤ
１７  タイヤ保持部
１８、１９  モータ  
２０、２３  基台
２１、２７  軸受
２２  支持ロッド
２４  支持脚
２５  支持アーム
２６  タイヤ支持軸
２８ａ、２８ｂ  ロードセル
２９  演算処理装置
３０  計測結果表示手段
３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３１ｂ  ノズル
３３、３４  ホース
３５  コンプレッサー（または高圧ボンベ）
３６  冷却タンク
３７  昇降用シリンダ
３８  ピン
【図１】
2007078667.tif 000005
【図２】
2007078667.tif 000006
【図３】
2007078667.tif 000007
【図４】
2007078667.tif 000008
【図５】
2007078667.tif 000009
【図６】
2007078667.tif 000010