(57)【要約】      （修正有）【課題】タイヤの性能を高精度で評価することができる、タイヤ性能の評価方法及びにタイヤの台上試験装置を提供する。【解決手段】タイヤＴが走行可能な走行面３を有する回転可能なドラム２Ａを用いてタイヤＴの軸力を測定してタイヤ性能を評価するタイヤ性能評価方法である。ドラム２Ａのドラム周方向の断面において、一定の半径を有する等径部６と、等径部６から立ち上がる立ち上げ部８と、ドラム半径方向の高さが立ち上げ部８から滑らかに漸減する漸減部９とを含む走行面３を、等径部６、立ち上げ部８、及び、漸減部９の順にタイヤＴが走行したときの、タイヤＴに作用する軸力を取得する取得工程を有する。【選択図】図１
2017150986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤが走行可能な走行面を有する回転可能なドラムを用いてタイヤの軸力を測定してタイヤ性能を評価するタイヤ性能評価方法であって、
前記ドラムのドラム周方向の断面において、一定の半径を有する等径部と、前記等径部から立ち上がる立ち上げ部と、ドラム半径方向の高さが前記立ち上げ部から滑らかに漸減する漸減部とを含む前記走行面を、前記等径部、前記立ち上げ部、及び、前記漸減部の順にタイヤが走行したときの、前記タイヤに作用する軸力を取得する取得工程を有することを特徴とするタイヤ性能の評価方法。
【請求項２】
前記漸減部のドラム周方向長さは、前記等径部での前記タイヤの接地面のドラム周方向長さよりも大きい請求項１記載のタイヤ性能の評価方法。
【請求項３】
前記断面において、前記漸減部は、円弧状である請求項１又は２に記載のタイヤ性能の評価方法。
【請求項４】
前記断面において、前記漸減部の曲率半径Ｒａは、前記等径部の半径Ｒの６０％以上である請求項３記載のタイヤ性能の評価方法。
【請求項５】
タイヤが走行可能な走行面を有する回転可能なドラムを具えたタイヤの台上試験装置であって、
前記ドラムのドラム周方向の断面において、前記走行面は、一定の半径を有する等径部と、前記等径部から立ち上がる立ち上げ部と、ドラム半径方向の高さが前記立ち上げ部から滑らかに漸減する漸減部とを有し、
前記等径部、前記立ち上げ部、及び、前記漸減部の順にタイヤと接することを特徴とするタイヤの台上試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高精度でタイヤ性能を評価できるタイヤ性能の評価方法及びこれに用いられるタイヤの台上試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤ性能である、例えば、硬さ性に基づく乗り心地性能を評価する方法として、実車による評価方法が知られている。実車評価方法としては、例えば、テストドライバーの官能による評価方法（以下、単に「官能評価方法」という場合がある）や、タイヤの加速度に基づいて評価する評価方法（以下、単に「加速度評価方法」という場合がある）がある。官能評価方法は、例えば、評価するタイヤを車両に装着して、路面から突出した段差（突部）を乗り上げて走行させたときの、入力（衝撃）に対するテストドライバーの主観に基づくものである。また、加速度評価方法は、例えば、評価するタイヤを車両に装着して、路面から突出した突部を乗り上げて走行させたときの、タイヤに作用する鉛直線方向（以下、単に「上下方向」という場合がある）の加速度に基づくものである。そして、これら官能評価方法と加速度評価方法とは、相関性が高いことが知られている。
【０００３】
しかしながら、このような評価方法は、車両をテストドライバーによって走行させる必要があり、例えば、大きなテスト費用が生じる場合がある。このような観点より、タイヤが走行可能な走行面を有するドラムを具えた台上試験装置によるタイヤ性能の評価方法が知られている。この台上試験装置を用いた硬さ性に基づく乗り心地性能の評価方法は、例えば、ドラムの走行面に、走行面からの突出高さ及びドラム周方向の長さが、ともに１０〜２０mmの矩形状の突部を設け、この突部をタイヤが乗り越えたときのタイヤの軸力に基づいて評価する方法が知られていた。
【０００４】
しかしながら、このような台上試験装置を用いた評価方法では、官能評価方法や加速度評価方法との相関性が小さく、高い精度で評価できないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１３７４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、ドラムの走行面を改善することを基本として、タイヤの性能、例えば、硬さ性に基づいて乗り心地性能を高精度で評価し得るタイヤ性能の評価方法及びタイヤの台上試験装置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】
【０００７】
本発明は、タイヤが走行可能な走行面を有する回転可能なドラムを用いてタイヤの軸力を測定してタイヤ性能を評価するタイヤ性能評価方法であって、前記ドラムのドラム周方向の断面において、一定の半径を有する等径部と、前記等径部から立ち上がる立ち上げ部と、ドラム半径方向の高さが前記立ち上げ部から滑らかに漸減する漸減部とを含む前記走行面を、前記等径部、前記立ち上げ部、及び、前記漸減部の順にタイヤが走行したときの、前記タイヤに作用する軸力を取得する取得工程を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るタイヤ性能の評価方法は、前記漸減部のドラム周方向長さは、前記等径部での前記タイヤの接地面のドラム周方向長さよりも大きいのが望ましい。
【０００９】
本発明に係るタイヤ性能の評価方法は、前記断面において、前記漸減部は、円弧状であるのが望ましい。
【００１０】
本発明に係るタイヤ性能の評価方法は、前記断面において、前記漸減部の曲率半径Ｒａは、前記等径部の半径Ｒの６０％以上であるのが望ましい。
【００１１】
本発明は、タイヤが走行可能な走行面を有する回転可能なドラムを具えたタイヤの台上試験装置であって、前記ドラムのドラム周方向の断面において、前記走行面は、一定の半径を有する等径部と、前記等径部から立ち上がる立ち上げ部と、ドラム半径方向の高さが前記立ち上げ部から滑らかに漸減する漸減部とを有し、前記等径部、前記立ち上げ部、及び、前記漸減部の順にタイヤと接することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のタイヤ性能評価方法は、タイヤが走行可能な走行面を有する回転可能なドラムを用いてタイヤの軸力を測定するものである。ドラムのドラム周方向の断面において、一定の半径を有する等径部と、前記等径部から立ち上がる立ち上げ部と、ドラム半径方向の高さが前記立ち上げ部から滑らかに漸減する漸減部とを含む前記走行面を、前記等径部、前記立ち上げ部、及び、前記漸減部の順にタイヤが走行したときの、前記タイヤに作用する軸力を取得する取得工程を有する。このような取得工程では、タイヤが等径部から立ち上げ部を乗り上げによる大きな入力を取得でき、かつ、漸減部では、立ち上げ部からの乗り下げによる入力を小さくできる。これにより、本発明のタイヤ性能評価方法では、タイヤの性能、例えば、硬さ性に基づく乗り心地性能を高精度で評価できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態のタイヤの台上試験装置を概念的に示す斜視図である。
【図２】ドラムの周方向の断面図である。
【図３】実施例１の評価方法によって取得された軸力と、加速度評価方法により取得された加速度との相関図である。
【図４】実施例１の評価方法によって取得された軸力の時間変化と、加速度評価方法により取得された加速度の時間変化を表すグラフである。
【図５】従来例の評価方法によって取得された軸力の時間変化と、加速度評価方法により取得された加速度の時間変化を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。本実施形態のタイヤ性能評価方法（以下、単に「評価方法」ということがある。）は、走行するタイヤＴの軸力を取得する取得工程を含んでいる。本実施形態の評価方法で評価されるタイヤ性能とは、タイヤの走行に関する性能であって、例えば、乗り心地性能、操縦安定性能、悪路走行性能、振動性能等が該当する。
【００１５】
本実施形態の評価方法に用いられるタイヤＴは、特に限定されるものではなく、例えば、重荷重用タイヤ、乗用車用タイヤ又は自動二輪車用タイヤなど種々のカテゴリーの空気入りタイヤや、空気入りタイヤとは異なる構造を有するエアレスタイヤ等が採用される。  
【００１６】
図１に示されるように、本実施形態の取得工程では、車両を用いることなくタイヤＴが走行可能な台上試験装置（以下、単に「装置」ということがある。）１が用いられる。なお、取得工程で用いられる装置１は、このようなものに限定されるものではなく、例えば、車両に装着されたタイヤＴが走行可能な走行面３を有する周知のドラム試験装置（図示省略）を用いても良い。
【００１７】
装置１は、本実施形態では、周方向に回転可能なドラム２と、タイヤＴを回転可能に保持するタイヤ保持手段４と、タイヤＴの軸力を測定する測定手段５とを具える。
【００１８】
ドラム２は、本実施形態では、ドラム周方向にタイヤＴが連続走行可能な走行面３を外周面に有する円筒状のドラム本体２Ａと、ドラム本体２Ａを回転させるドラム回転軸２Ｂとを含んでいる。ドラム本体２Ａの走行面３は、例えば、ＩＳＯ路面規格の粒度曲線（ＩＳＯ１０８４４の付属書Ｃ設計のガイドラインに記載のアスファルト混合物の粒度曲線許容範囲参照）に合わせた材料（図示省略）で形成されている。
【００１９】
走行面３は、ドラム２のドラム周方向の断面において、一定の半径（図２に示す）Ｒを有する等径部６と、等径部６から立ち上がる立ち上げ部８と、ドラム半径方向の高さＨが立ち上げ部８から滑らかに漸減する漸減部９とを含んでいる。即ち、走行面３は、立ち上げ部８と漸減部９とで、等径部６からドラム半径方向外側に突出する突部７が形成されている。等径部６の半径Ｒは、ドラム２の回転軸芯ｃから等径部６の外面までのドラム半径方向の長さである。
【００２０】
等径部６、及び、突部７は、本実施形態では、同一の材料で形成されている。なお、等径部６と突部７とは、異なる材料で形成されてもよく、例えば、突部７のみが、金属材料や硬化樹脂材料で形成されても良い。
【００２１】
突部７は、本実施形態では、走行面３に２つ設けられている。突部７が１つの場合、前記断面において、ドラム２の回転軸芯ｃとドラム２の重心（図示省略）とが位置ずれするので、タイヤＴの走行が不安定になり、精度良くタイヤ性能を評価できないおそれがある。このため、突部７は、ドラム周方向に等ピッチで２〜８個形成されるのが望ましい。
【００２２】
立ち上げ部８は、その幅方向において、ドラム２の回転軸芯ｃと平行かつ直線状にのびている。これにより、立ち上げ部８とタイヤＴのトレッド面Ｔａとが、その幅方向に亘って、ほぼ同時に接触することができるので、軸力を精度良く取得できる。
【００２３】
突部７のドラム軸方向の幅Ｗａは、タイヤＴの乗り心地性能を高精度で評価するため、例えば、タイヤＴの最大幅Ｗよりも大きいのが望ましく、タイヤＴの最大幅Ｗの１１０％〜１５０％程度が、さらに望ましい。
【００２４】
図２に示されるように、立ち上げ部８は、本実施形態では、前記断面において、ドラム半径方向に沿ってのびている。なお、立ち上げ部８は、例えば、ドラム半径方向に対し傾斜していても良い。この場合、立ち上げ部８は、突部７の強度やタイヤＴの損傷を抑制するため、前記断面において、ドラム半径方向に対して漸減部９の向きとは逆向きに傾斜しているのが望ましい。
【００２５】
立ち上げ部８は、ドラム半径方向の高さＨが、例えば、１０〜３０mm程度、かつ、ドラム周方向の長さＬ１が、２mm以下が望ましい。これにより、タイヤＴが、例えば、等径部６から漸減部９を介することなく立ち上げ部８へ走行した場合、立ち上げ部８とタイヤＴとの接触時、立ち上げ部８の上部に接触することができるので、立ち上げ部８への乗り上げによる大きな軸力を取得できる。なお、このように取得される軸力は、後述の実施例で記載される通り、実車走行による評価方法と大きな相関性を有する。
【００２６】
漸減部９は、前記断面において、円弧状に形成されている。これにより、漸減部９のドラム周方向長さＬ２が大きく確保される。漸減部９は、本実施形態では、ドラム半径方向外側に向かって凸となる円弧である。これにより、漸減部９を走行するタイヤＴへの入力が小さく維持される。
【００２７】
漸減部９のドラム周方向の長さＬ２は、等径部６でのタイヤＴの接地面のドラム周方向長さＬａよりも大きいのが望ましい。これにより、漸減部９のドラム半径方向の高さ変化が緩やかになるので、立ち上げ部８から乗り下げるときの入力の変化を小さくできる。
【００２８】
接地面は、タイヤＴの正規荷重負荷状態での形状である。「正規荷重負荷状態」とは、本明細書では、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填したタイヤに、正規荷重を負荷してキャンバー角０゜で等径部６に接地させた状態をいう。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。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" を意味する。前記「正規荷重」とは、前記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"である。
【００２９】
漸減部９は、その曲率半径Ｒａが、等径部６の半径Ｒの６０％以上であるのが望ましい。漸減部９の曲率半径Ｒａが等径部６の半径Ｒの６０％未満の場合、立ち上げ部８から乗り下げたときの入力の変化を小さくできないおそれがある。なお、漸減部９の曲率半径Ｒａが過度に大きい場合、漸減部９が直線状になり、逆に、漸減部９のドラム周方向長さＬ２を大きく確保することができない。このような観点より、漸減部９の曲率半径Ｒａは等径部６の半径Ｒの１５０％以下程度が望ましい。
【００３０】
なお、漸減部９は、等径部６との接触側の端部９ａが、等径部６と実質的に滑らかに接続されている。「実質的」とは、端部９ａのドラム半径方向の高さｈが１．５mm以下のものを含んでいる。
【００３１】
ドラム回転軸２Ｂは、回転速度を自在に調節可能なインバータ等を具えた電動機を含む駆動手段（図示省略）で回転駆動される。
【００３２】
タイヤ保持手段４は、タイヤＴを回転可能に保持する支持軸４Ａと、支持軸４Ａを昇降又は横移動させる移動装置（図示省略）とを有している。これにより、支持軸４Ａに保持されたタイヤＴが、ドラム２の走行面３上に押し付けされて走行される。
【００３３】
測定手段５としては、例えば、タイヤＴが走行面３から受ける入力を直交３分力（軸力）及び３モーメントに分解して検出し得る周知なロードセル等の６分力荷重計を含んでいる。測定手段５は、本実施形態では、支持軸４Ａの軸受に取り付けられている。
【００３４】
本実施形態の測定手段５は、６分力荷重計によって測定された軸力を走行時間毎に表示する周知構造の処理装置（図示省略）に接続されている。なお、処理装置は、例えば、軸力を周波数分析する機能をさらに具えていても良い。
【００３５】
本実施形態の取得工程では、タイヤＴが、ドラム周方向に沿って、等径部６、立ち上げ部８、及び、漸減部９の順に走行したときの、タイヤＴに作用する軸力が取得される。なお、取得工程では、このような走行が、複数回繰り返されても良い。
【００３６】
本実施形態では、取得されるタイヤＴの軸力は、タイヤＴに作用するＺ軸方向の荷重（入力）である。なお、本発明の評価方法で取得される軸力は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のいずれかの荷重でもよく、又はこれらＸ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸方向の合計荷重や平均荷重でも良い。本明細書では、Ｚ軸方向は、上下方向である。Ｙ軸方向は、タイヤ回転軸と平行な方向である。Ｘ軸方向は、Ｙ軸及びＺ軸に直交する方向である。
【００３７】
次に、取得工程で取得された軸力に基づいて、タイヤ性能を評価する評価工程が行われる。本実施形態では、取得工程で取得された軸力のピークトウピーク値Ｐ（図４に示す）で評価される。例えば、ピークトウピーク値Ｐの大きいタイヤＴは、ピークトウピーク値Ｐの小さいタイヤＴに比して、硬さ性に基づく乗り心地性能において、硬いと評価される。逆に、ピークトウピーク値Ｐの小さいタイヤＴは、ピークトウピーク値Ｐの大きいタイヤＴに比して、硬さ性に基づく乗り心地性能において、軟らかいと評価される。
【００３８】
以上、本発明の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得る。
【実施例】
【００３９】
本発明の効果を確認するために、本実施形態のタイヤ性能の評価方法、及び、従来例のタイヤ性能の評価方法によって、走行するタイヤの軸力が取得された。また、同じテストタイヤを用いて、周知の加速度評価方法によって加速度が取得された。そして、これら軸力のピークトウピーク値Ｐと、加速度のピークトウピーク値Ｐ１（図４に示す）との相関係数が算出され、その結果が表１に示される。また、実施例１による上下方向の軸力を横軸、加速度評価方法による加速度を縦軸にとった相関図が図３に示される。共通仕様は以下の通りである。
【００４０】
＜テストタイヤ＞
タイヤサイズ：２３５／４５ＲＦ１９
リム：１９×８．０J
内圧：２５０kPa
それぞれのテストで、硬さの異なる１０本が使用された。
＜台上試験装置＞
軸力測定具：ロードセル（圧電素子（キスラー社製））
計測軸力：上下方向の軸力
等径部の仕様：骨材と結合材との調合（従来例及び実施例ともに共通）
等径部の半径Ｒ：１５００mm
タイヤ回転速度：３０km／h
接地面のドラム周方向の長さＬａ：１５０mm
突部の材料：スチール（ＳＳ４００）
突部のドラム軸方向の幅：従来例及び実施例ともに同一
＜実施例の走行面＞
漸減部の端部の高さｈ：１mm
＜実車走行試験（上下方向の加速度）＞
速度：５０〜７０km／h
計測：アスファルト路面に設けられた高さ２５mmの段差を乗り上げたときの加速度を取得
加速度計：３軸歪型加速度計（ＡＲＦ−２０Ａ−Ｔ（東京測器研究所社製））
計測場所：車両のバネ下
車両：排気量３０００ccの乗用車
【００４１】
【表１】
2017150986.tif 000003
【００４２】
表１に示されるように、実施形態の評価方法を用いて取得された軸力は、加速度評価方法によって得られた加速度と高い相関性を有している。従って、この評価方法は、官能評価方法と高い相関性を有しているといえるので、高い精度で乗り心地性能を評価することができる。タイヤサイズや、突部の形状を好ましい範囲において変化させてさらにテストを行ったが、テスト結果は、本テストと同じ傾向を示した。
【００４３】
また、実施例１の突部を用いて取得された軸力変化（実線）と上記テストでの加速度評価方法によって取得された加速度変化（破線）とが、図４に示される。さらに、従来例１の突部を用いて取得された軸力変化（実線）と上記テストでの加速度評価方法によって取得された加速度変化（破線）とが図５に示される。各値は、上記テストで用いられた１０本のタイヤの平均である。各図は、一方の縦軸を上下軸力、他方の縦軸を加速度、横軸を経過時間とし、図中のＡは、突部乗り上げ開始の位置、Ｂは、突部乗り上げ直後の位置、Ｃは、Ａ以降で、最初に軸力及び加速度が零になる位置を示している。
【００４４】
図４のグラフからは、軸力変化及び加速度変化がともに、Ａ〜Ｃまで同じ傾向で変化していることが理解できる。また、図５のグラフからは、Ａ〜Ｂでは、軸力変化及び加速度変化が同じ傾向で変化しているものの、Ｂ〜Ｃにおいて、これら変化の傾向が異なっている。即ち、図５では、Ｂ〜Ｃでは、軸力が一様に小さくなっているのに対し、加速度は大きくなって小さくなっている。このため、漸減部を含む走行面をタイヤが走行する本実施形態の評価方法は、従来例１の評価方法に比して、高い相関性を有していると考えられる。
【符号の説明】
【００４５】
２Ａ  ドラム
３    走行面
６    等径部
８    立ち上げ部
９    漸減部
Ｔ    タイヤ
【図１】
2017150986.tif 000004
【図２】
2017150986.tif 000005
【図３】
2017150986.tif 000006
【図４】
2017150986.tif 000007
【図５】
2017150986.tif 000008