CN103308326B

CN103308326B - 轮胎的台上试验装置以及使用该装置的轮胎性能试验方法

Info

Publication number: CN103308326B
Application number: CN201210479221.2A
Authority: CN
Inventors: 岸田正宽; 奥正博
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2032-11-22
Also published as: KR20130105269A; JP2013190358A; JP5466724B2; CN103308326A

Abstract

本发明提供轮胎的台上试验装置以及使用该装置的轮胎性能试验方法。能够在室内获得与在室外进行的轮胎的性能试验结果关联性高的实验结果。台上试验装置（1）用于在室内进行轮胎的性能试验，包括:使轮胎（T）接触而使该轮胎行驶的能够旋转的转鼓（2）；以及支承轴（4A），该支承轴（4A）将所述轮胎（T）装配于轮辋（J）来以单侧支承的方式保持为能够旋转。所述转鼓（2）具有外周面（2G），该外周面（2G）具备供轮胎（T）行驶的模拟路面（7）。该外周面（2G）在包含转鼓旋转轴（3A）的截面上具有朝转鼓径向外侧凸出的圆滑的圆弧状面（2M）。

Description

轮胎的台上试验装置以及使用该装置的轮胎性能试验方法

技术领域

本发明涉及轮胎的台上试验装置，利用该装置能够在室内获得与在室外所进行的轮胎的性能试验结果关联性高的试验结果。

背景技术

对于与作为轮胎的行驶性能之一的轮胎的噪声相关的试验评价方法，JASOC606－81中对实车滑行试验以及单体台上试验进行了标准化。

所述JASO规格中所规定的实车滑行试验是在室外进行的，如图6（a）所示，将噪声测量仪b安装于规定位置。然后，使车辆a行驶，在使发动机停止以后，使该车辆a以噪声测量仪b为中心在其前后方的路面h上进行滑行行驶，从而对此时的噪声等级的峰值进行测量。

另一方面，JASO规格中所规定的单体台上试验是在室内进行的，如图6（b）及图6（c）所示，使轮胎t在台上试验装置的转鼓d上以与该转鼓接触的方式旋转，利用设置于规定位置的噪声测量仪b来测量产生自轮胎的噪声等级的峰值。

然而，在通过JASO中所规定的单体台上试验而获得的结果中，存在与实车滑行试验结果的关联性不太好这样的问题。本发明人进行了各种实验，结果表明，这种低相关关系产生的理由在于，因实车行驶路面与转鼓路面的形状（在周向上具有曲率）之间存在差异，使得在转鼓上行驶的轮胎的接地形状与在路面上行驶的轮胎的接地形状大不相同，因而，导致设置于轮胎的胎面部的横沟与路面分离或接触时所产生的音调（pitch noise）存在大的差异。作为关于涉及轮胎的噪声的试验评价方法的技术，存在下述专利文献。

专利文献1：日本特开平07－55649号公报

专利文献2：日本特开平11－218470号公报

发明内容

本发明是鉴于上述这样的问题点而提出的，其主要目的在于提供一种轮胎的台上试验装置，将在室内进行的轮胎的台上试验装置的转鼓的外周面，设为在包含转鼓旋转轴的截面上具有朝转鼓径向外侧凸出的圆滑的圆弧状面，以此为基础，使台上试验中的轮胎的接地形状近似于利用实车进行行驶试验时的轮胎的接地形状，由此能够获得与利用实车所进行的轮胎的性能试验结果关联性高的试验结果。

本发明中技术方案1所记载的发明是一种轮胎的台上试验装置，用于在室内进行轮胎的性能试验，包括:使轮胎接触而使该轮胎行驶的能够旋转的转鼓；以及支承轴，该支承轴将所述轮胎装配于轮辋来以单侧支承的方式保持为能够旋转，所述轮胎的台上试验装置的特征在于，所述转鼓具有外周面，该外周面具备供轮胎行驶的模拟路面，该外周面在包含转鼓旋转轴的截面上具有朝转鼓径向外侧凸出的圆滑的圆弧状面。

另外，根据技术方案1记载的轮胎的台上试验装置，技术方案2所记载的发明的特征在于，所述圆弧状面的曲率半径Ra为，从转鼓旋转轴的中心开始到所述圆弧状面的转鼓径向的最外侧点为止的半径亦即转鼓半径Rb的1.5倍～2.5倍。

另外，根据技术方案1或2记载的轮胎的台上试验装置，技术方案3所记载的发明的特征在于，所述模拟路面包括骨料、以及结合该骨料的由树脂构成的结合材料，所述骨料包括最大粒径为8mm的第一骨料。

另外，根据技术方案1至3中任一方案记载的轮胎的台上试验装置，技术方案4所记载的发明的特征在于，所述模拟路面的、按ISO10844定义的纹理深度为0.40mm～0.80mm。

另外，根据技术方案1至4中任一方案记载的轮胎的台上试验装置，技术方案5所记载的发明的特征在于，所述转鼓的除了所述外周面以外的部分被吸音材料覆盖。

另外，根据技术方案1至5中任一方案记载的轮胎的台上试验装置，技术方案6所记载的发明的特征在于，设置有包围部，该包围部包围所述转鼓、且具有使所述外周面露出的开口，该包围部的至少所述开口的周围，被与所述模拟路面相同的材料覆盖。

另外，根据技术方案1至6中任一方案记载的轮胎的台上试验装置，技术方案7所记载的发明的特征在于，包括对所述轮胎的噪声进行测量的噪声测量仪。

另外，技术方案8记载的发明是利用技术方案1至7中任一方案所记载的轮胎的台上试验装置，在室内进行轮胎的性能试验的轮胎性能试验方法，其特征在于，包括：使安装在用支承轴以单侧支承的方式进行保持的轮辋上的轮胎，在外周面具备模拟路面的能够旋转的转鼓上接触并行驶的工序；以及对所述轮胎的行驶中的性能进行测量的测量工序，所述转鼓具有外周面，该外周面具备供轮胎行驶的模拟路面，该外周面在包含转鼓旋转轴的截面上具有朝转鼓径向外侧凸出的圆滑的圆弧状面。

另外，根据技术方案8记载的轮胎性能试验方法，技术方案9所记载的发明的特征在于，所述圆弧状面的曲率半径Ra为，从转鼓旋转轴的中心开始到所述圆弧状面的转鼓径向的最外侧点为止的半径亦即转鼓半径Rb的1.5倍～2.5倍。

另外，根据技术方案8或9记载的轮胎性能试验方法，技术方案10所记载的发明的特征在于，所述测量工序是利用噪声测量仪对噪声进行测量的噪声测量工序。

本发明的轮胎的台上试验装置包括:使轮胎接触而使该轮胎行驶的能够旋转的转鼓；以及支承轴，该支承轴将所述轮胎装配于轮辋来以单侧支承的方式保持为能够旋转。所述转鼓具有外周面，该外周面具备供轮胎行驶的模拟路面，该外周面在包含转鼓旋转轴的截面上具有朝转鼓径向外侧凸出的圆滑的圆弧状面。在利用这样的台上试验装置的台上试验中，由于在转鼓上行驶的轮胎的接地形状、与在实车滑行试验中的路面上行驶的轮胎的接地形状近似，因此，例如台上试验的音调与实车滑行试验中的音调近似。因而，利用本发明的轮胎的台上试验装置，能够获得与在室外所进行的基于实车的轮胎的噪声试验结果关联性高的结果。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式的轮胎的噪声试验方法的立体图。

图2（a）是图1的局部侧视图，图2（b）是其主视图。

图3是转鼓的放大剖视图。

图4（a）是示出曲率半径Ra为转鼓半径Rb的1.0倍的接地形状的图，图4（b）是示出曲率半径Ra为转鼓半径Rb的3.0倍的接地形状的图。

图5是示出在实车滑行试验中的路面上行驶的轮胎的接地形状的图。

图6（a）是对JASO规格中的实车滑行试验进行说明的俯视图，图6（b）是对JASO规格中的单体台上试验进行说明的局部侧视图，图6（c）是对上述单体台上试验进行说明的局部主视图。

附图标记说明：

T...充气轮胎；2...转鼓；2G...外周面；5...噪声测量仪；C...轮胎赤道；3A...转股旋转轴；3c...转股旋转轴的中心；J...轮辋；H1...高度位置；W1...与轮胎旋转轴之间的距离。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。

如图1及图2所示，本发明的轮胎的台上试验装置（以下，有时简称为“装置”。）1，是在室内针对轿车用、摩托车用以及被称作SUV（SportsUtility Viechle）等的多用途汽车中使用的四轮驱动用等的各种轮胎（以下，有时简称为“轮胎”。）T的行驶性能进行试验的装置。

在本实施方式的轮胎T的胎面表面T1，设置有沿轮胎周向延伸的纵沟T2、以及沿轮胎轴向延伸的横沟T3。

所述装置1以JASO规格中所规定的单体台上试验装置为基准而构成，例如构成为包括：能够沿周向旋转的转鼓2；驱动工具3，该驱动工具3包括用于使上述转鼓2旋转的转鼓旋转轴3A、以及驱动该转鼓旋转轴3A的电动机等（未图示）；以及保持工具4，该保持工具4具有支承轴4A，该支承轴4A使轮胎T的胎面表面T1能够在所述转鼓2的外周面上以接触的方式旋转、且以单侧支承的方式保持轮胎T。此外，例如在测量噪声性能的情况下，还包括对在转鼓2上旋转的轮胎T的噪声进行测量的噪声测量仪5。

如图3所示，本实施方式的转鼓2包括：外周面2G，该外周面2G具备对在实车滑行试验中所使用的路面进行模拟的模拟路面7；以及侧面2S，该侧面2S包括供所述转鼓旋转轴3A安装的面和与该面相反的面。

所述外周面2G在包括转鼓旋转轴3A的中心3c的截面上具有朝转鼓径向外侧凸出的圆滑的圆弧状面2M。由此，在转鼓上行驶的轮胎的接地形状与在实车滑行试验中的路面上行驶的轮胎的接地形状近似，因此例如台上试验的音调与实车滑行试验中的音调近似。因此，利用本发明的轮胎的台上试验装置，能够获得与在室外基于实车进行的轮胎的噪声试验结果关联性高的结果。

对于本实施方式的圆弧状面2M而言，转鼓径向上的最外侧点P实质上设置于转鼓赤道Ca上，并且遍及模拟路面7的整个宽度地形成。所述“实质上”当然包括所述最外侧点P设置于转鼓赤道Ca上的情况，还包括设置于从转鼓赤道Ca朝转鼓轴向两侧为模拟路面7的转鼓轴向长度Wd的5％的范围内的情况。

另外，优选地，圆弧状面2M的曲率半径Ra为，从转鼓旋转轴3A的中心3c开始到所述最外侧点P为止的半径即转鼓半径Rb的1.5倍～2.5倍。即，若圆弧状面2M的所述曲率半径Ra不足转鼓半径Rb的1.5倍，则如图4（a）（本图是示出曲率半径Ra为转鼓半径Rb的1.0倍的接地形状的图）所示，轮胎轴向两侧的接地面积减小，有可能与实车滑行试验中的路面接触的接地形状（图5所示）存在很大的不同。相反，若圆弧状面2M的所述曲率半径Ra超过转鼓半径Rb的2.5倍，则如图4（b）（本图是示出曲率半径Ra为转鼓半径Rb的3.0倍的接地形状的图）所示，无法发挥设置圆弧状面2M所应得到的效果，有可能成为轮胎周向的长度小于与路面接触的接地形状（图5所示）的接地形状。因此，无论在何种情况下，例如，在进行噪声性能试验的情况下，均会产生与实车滑行试验中所产生的音调大不相同的音调，从而有可能无法获得关联性高的结果。根据这样的观点，所述曲率半径Ra优选为转鼓半径Rb的1.8倍以上，另外，优选为不足转鼓半径Rb的2.2倍。

如图3所示，在本实施方式中，与ISO路面规格的粒度曲线（参照ISO10844的附属说明书C设计指南中所记载的沥青混合物的粒度曲线允许范围）对应地，通过对骨料8、以及结合该骨料8的由树脂构成的结合材料9进行调合而形成所述模拟路面7。

骨料8例如包括将产于河川的卵石粉碎后的碎卵石、在原石山中获取并粉碎后的碎山石等，其最大粒径为8mm，包括第一骨料8a与第二骨料（未图示），按照质量百分比，第一骨料8a含有50%～55%的粒径为0.60mm～4.75mm的碎石，第二骨料例如由粒径小于该第一骨料8a的小的河砂、山砂等砂构成。

另外，虽然未对本实施方式的结合材料9进行特殊限定，但是从确保骨料8的结合强度、转鼓2的外周面2G与模拟路面7的结合强度的观点出发，使用环氧类树脂。

另外，对于模拟路面7而言，优选地，按ISO10844的“基于体积法的铺设路面的宏观上的纹理深度的测量”定义的纹理深度为0.40mm～0.80mm。即，若纹理深度不足0.4mm，则纵沟气柱共鸣音的激振力减小，例如在进行噪声试验的情况下，与实车滑行试验的噪声试验结果的关联性有可能会降低。相反，若纹理深度超过0.8mm，则不会激励出纵沟气柱共鸣音的频率，从而存在与实车滑行试验的噪声试验结果的关联性降低的趋势，因此并非为优选。

此外，例如可以采用将对所述骨料8与结合材料9进行调合而成的组成物直接涂覆于转鼓主体、并使其固化的方法，或者将形成为带状的模拟路面7粘贴于转鼓主体，来形成这样的模拟路面7。

另外，对于转鼓2而言，优选地，利用吸音材料11将模拟路面7的除了与轮胎T接触的部分（即，转鼓2的外周面2G）以外的、转鼓2的侧面2S覆盖。在本实施方式中，吸音材料11粘贴于除了供所述转鼓旋转轴3A安装的部分以外的侧面2S。由此，例如在进行噪声试验的情况下，由于能够减少所述驱动装置3本身所产生的噪声（电动机、转鼓旋转轴3A的声音）朝侧面2S反射的反射噪声，因此能够以良好的精度测量轮胎的噪声。

作为这样的吸音材料11，从兼顾削减成本与吸音效果的观点出发，例如优选毛毡、玻璃棉、石棉以及氨脂泡沫等。

另外，如图1的点划线所示，可以设置将转鼓2包围的包围部Z。在本实施方式中，该包围部Z形成为长方体状，包括：上表面Za，在该上表面Za设置有第一开口O1，该第一开口O1使外周面2G在模拟路面7的与轮胎T接触的部分露出；以及侧面Zb，在该侧面Zb的供转鼓旋转轴3A贯通的部分设置有第二开口O2。

对于这样的包围部Z，优选地，与模拟路面7相同的材料配置于所述上表面Za的外侧。由此，产生自轮胎T的音调在上表面Za反射并被噪声测量仪5测量，因此能够获得与在室外所进行的实车滑行试验关联性更高的试验结果。此外，若将上表面Za形成为能够拆卸的结构，则对于转鼓2的维护等较为有效。

另外，本实施方式的保持工具4构成为包括：将轮胎T支承为旋转自如的支承轴4A；以及基台4B，该基台4B具备未图示的升降装置，该升降装置保持上述支承轴4A、并使转鼓2的外周面2G与轮胎T分离以及按压。

本实施方式的基台4B例如形成为长方体状，设置有供支承轴4A上下移动的开口。

另外，本实施方式的噪声测量仪5采用基于JASO规格中所规定的JISC1505（精密噪声仪）的噪声仪、或者以该噪声仪为基准的噪声仪。

接下来，对利用这样构成的装置1来测量轮胎的行驶性能的方法进行说明，在本实施方式中是对测量轮胎的噪声的方法进行说明。除了转鼓2的外周面2G的形状以外，基于JASO C606－8中所规定的单体台上试验方法来实施本实施方式的测量方法。本发明的轮胎的噪声测量方法包括：工序K1，使安装有轮辋J的轮胎T在转鼓2上以与该转鼓2接触的方式行驶，该转鼓2在外周面2G具备所述模拟路面7；以及测定工序K2，利用噪声测量仪5来测量轮胎T在转鼓2上的行驶过程中的噪声。

如图1及图2所示，在所述工序K1中，使轮胎T在正规载荷负载状态下与转鼓2的模拟路面7接触。此时，将轮胎T的赤道C配置于转鼓2的赤道Ca上。此外，所述“正规载荷负载状态”意味着使轮辋组装于正规轮辋、且填充了正规内压的轮胎负载正规载荷的状态。此外，所述“正规轮辋”是指在包括轮胎所依据的规格在内的规格体系中按照各个轮胎来规定该规格的轮辋，例如若是JATMA则意味着标准轮辋，若是TRA则意味着“Design Rim”，或者若是ETRTO则意味着“Measuring Rim”。所述“正规内压”是指按照各个轮胎来规定所述规格的气压，若是JATMA则意味着最高气压，若是TRA则意味着表“TIRE LOADLIMITS AT VARIOUSCOLD INFLATION PRESSURES”中记载的最大值，若是ETRTO则意味着“INFLATIONPRESSURE”，在轿车用轮胎的情况下为200kPa。所述“正规载荷”是指按照各个轮胎来规定所述规格的载荷，若是JATMA则表示最大负载能力，若是TRA则表示表“TIRE LOAD LIMITS ATVARIOUS COLD INFLATIONPRESSURES”中记载的最大值，若是ETRTO则表示“LOADCAPACITY”。

此外，对于轮胎T，利用未图示的所述保持工具4的升降装置使轮胎T下降，由此使所述支承轴4A承受载荷。

并且，在本发明中，噪声测量仪5配置于JASO规格中所规定的位置。即，设置在穿过所述支承轴4A的中心4c的垂线n上，且设置成与轮胎赤道C的侧方分离的距离L1为1m，与转鼓2的外周面2G的所述最外侧点P分离的距离H1为0.25m。

由此，通过发明人的验证判明出，根据本发明的轮胎的噪声试验方法所得的噪声测试结果，与在实车滑行试验中所进行的噪声测试结果关联性非常高（对于此点，通过下文中的实施例进行详细叙述。）。因此，无需进行室外的实车滑行试验，能够正确地评价轮胎T的噪声试验。

以上虽然对本发明的优选实施方式进行了详述，但是本发明并不局限于图示的实施方式，能够变形成各种方式而实施。另外，利用本实施方式的台上试验装置1，除了轮胎的噪声性能以外，还能够在高速耐久性能、滚动阻力性能、磨损性能等各种行驶性能的方面获得与实车行驶性能关联性高的结果。

实施例

为了确认本发明的效果，利用以JASO规格为基准的本申请发明的单体台上噪声试验装置进行了如下测试，即，对胎面花纹不同（即，噪声结果不同）的轮胎的噪声的整体值（Overall Value）、音调（1次）以及接地形状比进行了测量。表1及表2中示出了不同轮胎尺寸的测试结果。

＜模拟路面的规格＞

比较例、实施例的模拟路面：骨料与结合材料的调合

比较例、实施例的模拟路面的纹理深度：0.6mm

现有例的模拟路面：安全防滑路面（safety walk）

＜表1＞

轿车用轮胎

轮胎尺寸：235／45R18

轮辋：8.0J×18

内压：176kPa

载荷：4.60kN

速度：70km／h～90km／h（最接近噪声仪的位置）

转鼓半径Rb：1.5m

基于实车滑行试验的整体值的轮胎间排序：（良）A＜B＜E＜C＜D（差）基于实车滑行试验的音调（1次）的轮胎间排序：（良）（差）

＜表2＞

重载荷用轮胎

轮胎尺寸：275／80R22.5

轮辋：7.60×22.5

内压：900kPa

载荷：23.7kN

速度：40km／h

转鼓半径Rb：1.5m

基于实车滑行试验的整体值的轮胎间排序：（良）F＜G＜H＜I＜J（差）基于实车滑行试验的音调（1次）的轮胎间排序：（良）（差）

＜轮胎的噪声的整体值＞

对基于本申请发明的单体台上噪声试验的整体值的各轮胎间的排序、与基于JASO规格的实车滑行噪声试验的整体值的轮胎间的排序的关联性进行了比较，并且，对单体台上噪声试验与实车滑行噪声试验的关联系数进行了计算及比较。

＜轮胎的噪声的音调（1次）＞

对基于本申请发明的单体台上噪声试验的音调（1次）的各轮胎间的排序、与基于JASO规格的实车滑行噪声试验的音调（1次）的轮胎间的排序的关联性进行了比较，并且，对单体台上噪声试验与实车滑行噪声试验的关联系数进行了计算及比较。

＜接地形状比＞

针对表1的A轮胎以及表2的F轮胎，对与转鼓接触时的接地形状值Sa、与在路面上行驶时的接地形状值Sb的比Sa／Sb进行了计算。此外，如图5所示，利用最靠近轮胎赤道的胎冠陆地部的轮胎轴向上的中间位置处的轮胎周向长度Ls、与距离轮胎赤道最远的胎肩陆地部的轮胎轴向上的中间位置处的轮胎周向长度Ls的比Ls／Lc来表示接地形状值Sa、Sb。另外，当所述比Sa／Sb达到95%～105%（即，可以说与转鼓接触时的接地形状与在路面上行驶时的接地形状近似）时，单体台上噪声试验与实车滑行噪声试验的整体值，尤其是与音调的关联关系高，效果良好。

表1及表2中示出了测试结果。

表1

表2

通过测试结果能够确认，与现有例以及比较例的配设位置相比，基于实施例的噪声测量仪的配设位置的噪声试验结果、与基于实车滑行试验的噪声试验结果关联性高。此外，还进一步对速度、轮胎尺寸进行了变更，以及将纹理深度变更为0.4mm或0.8mm，由此进行了噪声试验，结果表明，在本发明的噪声测量仪的配设位置处关联性均很好。

Claims

1.一种轮胎的台上试验装置，用于在室内进行轮胎的性能试验，包括:使轮胎接触而使该轮胎行驶的能够旋转的转鼓；以及支承轴，该支承轴将所述轮胎装配于轮辋来以单侧支承的方式保持为能够旋转，

所述轮胎的台上试验装置的特征在于，

所述转鼓具有外周面，该外周面具备供轮胎行驶的模拟路面，

该外周面在包含转鼓旋转轴的截面上具有朝转鼓径向外侧凸出的圆滑的圆弧状面，

所述圆弧状面的曲率半径Ra为，从转鼓旋转轴的中心开始到所述圆弧状面的转鼓径向的最外侧点为止的半径亦即转鼓半径Rb的1.5倍～2.5倍。

2.根据权利要求1所述的轮胎的台上试验装置，其特征在于，

所述模拟路面包括骨料、以及结合该骨料的由树脂构成的结合材料，所述骨料包括最大粒径为8mm的第一骨料。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎的台上试验装置，其特征在于，

所述模拟路面的、按ISO10844定义的纹理深度为0.40mm～0.80mm。

4.根据权利要求1或2所述的轮胎的台上试验装置，其特征在于，

所述转鼓的除了所述外周面以外的部分被吸音材料覆盖。

5.根据权利要求1或2所述的轮胎的台上试验装置，其特征在于，

设置有包围部，该包围部包围所述转鼓、且具有使所述外周面露出的开口，

该包围部的至少所述开口的周围，被与所述模拟路面相同的材料覆盖。

6.根据权利要求1或2所述的轮胎的台上试验装置，其特征在于，

包括对所述轮胎的噪声进行测量的噪声测量仪。

7.一种轮胎性能试验方法，该方法利用权利要求1至6中任一项所述的轮胎的台上试验装置，在室内进行轮胎的性能试验，

所述轮胎性能试验方法的特征在于，

包括：

使安装在用支承轴以单侧支承的方式进行保持的轮辋上的轮胎，在外周面具备模拟路面的能够旋转的转鼓上接触并行驶的工序；以及

对所述轮胎的行驶中的性能进行测量的测量工序，

8.根据权利要求7所述的轮胎性能试验方法，其特征在于，

所述测量工序是利用噪声测量仪对噪声进行测量的噪声测量工序。