CN109073512A - 轮胎的滚动阻力的评价装置及评价方法 - Google Patents

轮胎的滚动阻力的评价装置及评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明能够适当且容易地评价轮胎的任意温度下的滚动阻力。在针对基准轮胎导出相位差(向轮胎施加的载荷与滚筒的位置的变动之间的相位差)时，在通过加热或冷却而成为比环境温度高或低的初始温度的基准轮胎的温度从初始温度接近环境温度的过程中，将处于从初始温度到环境温度的范围内的多个温度下的相位差(δ)导出(S2～S7～S9：是～S7等)。然后，比较针对基准轮胎导出的多个温度下的相位差(δ)中的与成为评价对象的轮胎的温度对应的相位差、以及针对成为评价对象的轮胎导出的相位差，对成为评价对象的轮胎的滚动阻力进行评价。

Description

轮胎的滚动阻力的评价装置及评价方法
技术领域
本发明涉及轮胎的滚动阻力的评价装置及评价方法。
背景技术
作为与用于车辆(卡车、乘用机动车等)的轮胎的性能相关的重要的评价项目之一，具有滚动阻力。滚动阻力是在轮胎行驶于路面时轮胎与路面之间产生的切线方向的力，计测方法由JIS D 4234(乘用车、卡车及巴士用轮胎-滚动阻力试验方法，2009年)规定。
在由JIS D 4234规定的计测方法中，在计测之前为了使轮胎的温度稳定，需要进行30分钟以上的暖机运转，导致计测耗费时间。对此，在专利文献1中，提出了如下的方案：代替通过由JIS D 4234规定的计测方法来计测滚动阻力，而使用与滚动阻力具有相关性的特性值来预测滚动阻力。
具体而言，在专利文献1中，鉴于滚动阻力是通过行驶中的轮胎的变形所引起的能量损失而产生的且与轮胎的橡胶的衰减特性的相关性高，提出了将表示该衰减特性的tanδ(δ：因对滚筒进行励振而引起的向轮胎施加的载荷的变动与滚筒的位置的变动之间的相位差)用作特性值而预测滚动阻力的方案。在专利文献1中，预先使用基准轮胎来导出相位差，在基准轮胎的相位差与成为评价对象的轮胎的相位差之差为允许范围以上的情况下，评价为成为评价对象的轮胎的滚动阻力存在异常。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-232545号公报
发明内容
发明要解决的课题
滚动阻力根据轮胎的温度的不同而变化较大。关于这一点，在JIS D 4234中规定为，在环境温度为20℃以上且30℃以下的范围内进行测定，并通过下述修正式修正为以环境温度25℃为基准的值。
Ft25＝Ft·[1+Kt·(tamb-25)]
(Ft25：滚动阻力(N)，tamb：环境温度(℃)，Kt：温度修正系数)
在专利文献1(第0045段)中，提出了事先掌握测定环境的温度(环境温度)对相位差的计测结果造成的影响而作成修正tanδ的修正式(温度修正函数)的方案(例如，改变滚动阻力试验装置的测定环境的温度(环境温度)，在较大的温度范围内事先计测基准轮胎的tanδ)。
然而，由JIS D 4234规定的上述修正式以环境温度为20℃以上且30℃以下的范围作为前提，无法适用于环境温度小于20℃或超过30℃的情况。另外，由于温度修正系数Kt根据轮胎的种类而不同，因此，在与25℃之差较大的温度中，修正误差增大。
在如专利文献1(第0045段)那样改变环境温度而进行基准轮胎的tanδ的计测的情况下，需要在每次计测时改变环境温度(室内的温度)。改变环境温度的工序并不容易，另外，在一系列的计测作业中耗费时间。
本发明的目的在于，提供一种能够适当且容易地评价轮胎的任意温度下的滚动阻力的轮胎的滚动阻力的评价装置及评价方法。
解决方案
本发明的轮胎的滚动阻力的评价装置的特征在于，所述评价装置具备：加压构件，其具有模拟轮胎行驶的路面而得到的表面；移动机构，其用于使所述加压构件在与所述轮胎接近的方向即接近方向以及与所述轮胎分离的方向即分离方向上交替地移动；载荷传感器，其用于在所述加压构件的所述表面接触到所述轮胎的状态下检测向所述轮胎施加的载荷；位置传感器，其用于检测所述加压构件在沿着所述接近方向及所述分离方向的方向上的位置；相位差导出部，其将所述移动机构控制为使向所述轮胎施加的载荷变动，基于来自所述载荷传感器及所述位置传感器的信号而导出所述载荷的变动与所述加压构件的位置的变动之间的相位差；以及滚动阻力评价部，其比较所述相位差导出部针对基准轮胎导出的所述相位差与所述相位差导出部针对成为评价对象的轮胎导出的所述相位差，并对所述成为评价对象的轮胎的滚动阻力进行评价，所述相位差导出部在针对所述基准轮胎导出所述相位差时，在通过加热或冷却而成为比环境温度高或低的初始温度的所述基准轮胎的温度从所述初始温度接近环境温度的过程中，将处于从所述初始温度到环境温度的范围内的多个温度下的所述相位差导出，所述滚动阻力评价部比较所述相位差导出部针对所述基准轮胎导出的所述多个温度下的所述相位差中的与所述成为评价对象的轮胎的温度对应的相位差、以及所述相位差导出部针对所述成为评价对象的轮胎导出的相位差，并对所述成为评价对象的轮胎的滚动阻力进行评价。
本发明的轮胎的滚动阻力的评价方法是使用轮胎的滚动阻力的评价装置来评价轮胎的滚动阻力的方法，所述评价装置具有：加压构件，其具有模拟轮胎行驶的路面而得到的表面；移动机构，其用于使所述加压构件在与所述轮胎接近的方向即接近方向以及与所述轮胎分离的方向即分离方向上交替地移动；载荷传感器，其用于在所述加压构件的所述表面接触到所述轮胎的状态下检测向所述轮胎施加的载荷；以及位置传感器，其用于检测所述加压构件在沿着所述接近方向及所述分离方向的方向上的位置，其特征在于，所述评价方法包括如下工序：相位差导出工序，在该相位差导出工序中，将所述移动机构控制为使向所述轮胎施加的载荷变动，基于来自所述载荷传感器及所述位置传感器的信号而导出所述载荷的变动与所述加压构件的位置的变动之间的相位差；以及滚动阻力评价工序，在该滚动阻力评价工序中，比较在所述相位差导出工序中针对基准轮胎导出的所述相位差与在所述相位差导出工序中针对成为评价对象的轮胎导出的所述相位差，并对所述成为评价对象的轮胎的滚动阻力进行评价，在针对所述基准轮胎的所述相位差导出工序中，在通过加热或冷却而成为比环境温度高或低的初始温度的所述基准轮胎的温度从所述初始温度接近环境温度的过程中，将处于从所述初始温度到环境温度的范围内的多个温度下的所述相位差导出，在所述滚动阻力评价工序中，比较在针对所述基准轮胎的所述相位差导出工序中导出的所述多个温度下的所述相位差中的与所述成为评价对象的轮胎的温度对应的相位差、以及在针对所述成为评价对象的轮胎的所述相位差导出工序中导出的相位差，并对所述成为评价对象的轮胎的滚动阻力进行评价。
根据本发明，在针对基准轮胎导出相位差(向轮胎施加的载荷与加压构件的位置的变动之间的相位差)时，在通过加热或冷却而成为比环境温度高或低的初始温度的基准轮胎的温度从初始温度接近环境温度的过程中，将处于从初始温度到环境温度的范围内的多个温度下的相位差导出。而且，比较针对基准轮胎导出的多个温度下的相位差中的与成为评价对象的轮胎的温度对应的相位差、以及针对成为评价对象的轮胎导出的相位差，对成为评价对象的轮胎的滚动阻力进行评价。由此，在与25℃的温差较大的温度下，也能够适当地评价滚动阻力。另外，与需要改变环境温度的工序的情况相比，能够容易地评价滚动阻力。即，根据本发明，能够适当且容易地评价轮胎的任意温度下的滚动阻力。
本发明的评价装置也可以是，所述相位差导出部在针对所述基准轮胎导出所述相位差时，改变所述初始温度，在所述基准轮胎的温度从所述初始温度接近环境温度的多个所述过程的各个过程中，导出所述多个温度下的所述相位差。在该情况下，改变初始温度而在多个过程中导出相位差，由此能够掌握初始温度相对于相位差的影响，能够导出排除了初始温度的影响的偏差小的基准轮胎的相位差。
本发明的评价装置也可以是，所述相位差导出部在针对所述基准轮胎导出所述多个温度下的所述相位差的情况下，在所述多个温度的各个温度下导出所述相位差时，将所述移动机构控制为在所述加压构件接触到所述基准轮胎的状态下使向所述基准轮胎施加的载荷变动，在作为所述多个温度之一的第一温度下导出所述相位差之后，在与作为所述多个温度之一的所述第一温度不同的第二温度下导出所述相位差之前，将所述移动机构控制为使所述加压构件与所述基准轮胎分离。在维持为轮胎与加压构件接触的状态时，轮胎中与加压构件接触的部分的表面温度由于加压构件的热进出该表面而处于与轮胎的内部(橡胶部分)的温度产生差的趋势。在该情况下，当计测轮胎的该表面的温度时，计测温度可能与轮胎的内部温度不同。另外，在轮胎与加压构件接触的状态下使轮胎继续旋转时，轮胎的温度上升，因此，在将初始温度设为比环境温度高的温度而使基准轮胎的温度从初始温度朝向环境温度下降的过程中导出相位差的情况下，可能产生基准轮胎的温度难以下降这一问题。根据上述结构，通过在各温度下的相位差导出的前后使加压构件与基准轮胎分离，从而能够抑制基准轮胎的计测温度受到加压构件的温度的影响，并且，能够防止基准轮胎的温度的上升而抑制上述问题。
本发明的评价装置也可以是，还具备近似式决定部，该近似式决定部基于所述相位差导出部针对所述基准轮胎导出的所述多个温度下的所述相位差，来决定表示所述相位差与所述轮胎的温度之间的关系的近似式，所述滚动阻力评价部比较向所述近似式决定部决定出的近似式应用所述成为评价对象的轮胎的温度而得到的相位差、以及所述相位差导出部针对所述成为评价对象的轮胎导出的相位差，对所述成为评价对象的轮胎的滚动阻力进行评价。在该情况下，通过比较向预先决定的近似式应用成为评价对象的轮胎的温度而得到的相位差与针对成为评价对象的轮胎导出的相位差，能够容易地进行滚动阻力的评价。
本发明的评价装置也可以是，所述近似式决定部使用下述式(1)作为所述近似式，基于所述相位差导出部针对所述基准轮胎导出的所述多个温度下的所述相位差，计算出所述式(1)中的参数，由此决定所述近似式，
δ＝α·exp(-γ·T)+β (1)
δ：相位差(°)，α、β、γ：参数，T：所述轮胎的温度(℃)。
如后所述，在以轮胎的温度T的对数函数表示相位差δ而得到的近似式中，在40℃以上的高温区域，所导出的相位差与基于近似式的相位差之间的误差大。与此相对，若根据如上述式(1)那样的以轮胎的温度T的指数函数表示相位差δ而得到的近似式，则在从低温区域到40℃以上的高温区域的范围内，所导出的相位差与基于近似式的相位差之间的误差小。另外，根据上述式(1)，仅算出α、β、γ这三个参数并存储即可，因此，能够缩短计算所需的时间，且能够减小存储器的容量。
本发明的评价装置也可以是，至少使用所述轮胎的胎面的温度来作为所述轮胎的温度。胎面与胎侧相比，厚度大且变形阻力大，对轮胎的能量损失的贡献大。根据上述结构，通过至少使用胎面的温度来作为轮胎的温度，从而能够高精度地导出相位差的温度特性(与轮胎的温度相应的相位差的特性)的可能性高。
本发明的评价装置也可以是，使用所述轮胎的胎面的温度和所述轮胎的胎侧的温度来作为所述轮胎的温度。在该情况下，通过使用胎面的温度与胎侧的温度这两方，能够更加灵活地设定轮胎的温度。
本发明的评价装置也可以是，使用由下述式(2)表示的温度T来作为所述轮胎的温度，
T＝a·TS+(1-a)·TT (2)
TS：所述轮胎的胎侧的温度(℃)，TT：所述轮胎的胎面的温度(℃)，a：参数。
在该情况下，能够更加通用地设定轮胎的温度。
本发明的评价装置也可以是，所述相位差导出部在维持所述轮胎的旋转的状态下，将所述移动机构控制为使向所述轮胎施加的载荷变动，基于来自所述载荷传感器及所述位置传感器的信号而导出所述相位差。在该情况下，能够导出轮胎的周向的平均相位差。
本发明的评价装置也可以是轮胎均匀性试验机，该轮胎均匀性试验机进行用于检查所述轮胎的周向的均匀性的轮胎均匀性试验。在进行轮胎的全面试验的轮胎均匀性试验机中，难以将轮胎的温度以及环境温度管理到20℃以上且30℃以下，通常不进行温度管理，刚加硫后的轮胎的温度有时也达到50℃。然而，根据本发明，能够适当且容易地评价轮胎的任意温度下的滚动阻力，因此，在轮胎均匀性试验机中也是有效的。
本发明的评价装置也可以是，所述相位差导出部在针对所述成为评价对象的轮胎进行所述轮胎均匀性试验之后，导出所述相位差。在该情况下，在进行轮胎均匀性试验之后，由于轮胎的橡胶的特性稳定，因此，无论针对哪个轮胎都能够在相同的条件下进行试验，能够提高轮胎的评价精度。
发明效果
根据本发明，在针对基准轮胎导出相位差(向轮胎施加的载荷与加压构件的位置的变动之间的相位差)时，在通过加热或冷却而成为比环境温度高或低的初始温度的基准轮胎的温度从初始温度接近环境温度的过程中，导出处于从初始温度到环境温度的范围内的多个温度下的相位差。然后，比较针对基准轮胎导出的多个温度下的相位差中的与成为评价对象的轮胎的温度对应的相位差以及针对成为评价对象的轮胎导出的相位差，对成为评价对象的轮胎的滚动阻力进行评价。由此，在与25℃之差较大的温度中也能够适当地评价滚动阻力。另外，与需要改变环境温度的工序的情况相比，能够容易地评价滚动阻力。即，根据本发明，能够适当且容易地评价轮胎的任意温度下的滚动阻力。
附图说明
图1是示出本发明的一实施方式的轮胎的滚动阻力的评价装置的俯视图。
图2是示出本发明的一实施方式的轮胎的滚动阻力的评价装置的侧视图。
图3是示出本发明的一实施方式的轮胎的滚动阻力的评价装置的电结构的框图。
图4是示出本发明的一实施方式的针对基准轮胎的相位差导出工序的流程图。
图5是示出本发明的一实施方式的滚动阻力评价工序的流程图。
图6是示意性地示出向轮胎施加的载荷的变动与滚筒的位置的变动之间的相位差的图表。
图7是示出轮胎的胎侧的温度与相位差之间的关系的图表。
图8是示出轮胎的胎面的温度与相位差之间的关系的图表。
图9是示出基于轮胎的胎面的温度和胎侧的温度而得到的温度T与相位差之间的关系的图表。
图10是示出针对两种轮胎的轮胎的温度T与相位差δ之间的关系、以及用实线示出以轮胎的温度T的对数函数表示相位差δ得到的近似式的图表。
图11是示出针对两种轮胎的轮胎的温度T与相位差δ之间的关系、以及用实线示出以轮胎的温度T的指数函数表示相位差δ得到的近似式的图表。
具体实施方式
本发明的一实施方式的轮胎的滚动阻力的评价装置(以下，仅称为“评价装置”)1是进行用于检查轮胎的周向的均匀性的轮胎均匀性试验(JIS D4233)的轮胎均匀性试验机(TUM：Tire Uniformity Machine)，如图1～图3所示，具有：基台1b；轮胎轴2x；用于使轮胎轴2x及支承于轮胎轴2x的轮胎2旋转的轮胎旋转马达2M(参照图3。在图1及图2中未图示)；滚筒3；用于使滚筒3沿图1及图2的箭头方向移动的滚筒移动马达3M(参照图3。在图1及图2中未图示)；用于检测向轮胎2施加的载荷的载荷传感器5；用于检测滚筒3在图1及图2的箭头方向上的位置的位置传感器6；用于检测轮胎2的温度的温度传感器7a、7b；用于检测配置有试验装置1的室内的温度(以下称为“环境温度”)的温度传感器8；以及用于控制评价装置1的各部分的控制器1c。
轮胎轴2x被支承为能够以沿着铅垂方向的轴线为中心相对于基台1b旋转。通过在控制器1c的控制下对轮胎旋转马达2M进行驱动，从而轮胎轴2x及支承于轮胎轴2x的轮胎2以沿着铅垂方向的轴线为中心相对于基台1b进行旋转。
滚筒3是铅垂方向的长度比径向的长度短的短边宽径的圆筒状，在其中心贯穿有沿着铅垂方向的滚筒轴3x。滚筒轴3x的上端及下端以能够旋转的方式支承于框架3f。即，滚筒3被支承为能够以沿着铅垂方向的轴线为中心相对于框架3f旋转。框架3f被支承为能够沿图1及图2的箭头方向相对于在基台1b的上表面上设置的突出部1b1移动。通过在控制器1c的控制下对滚筒移动马达3M进行驱动，从而框架3f及支承于框架3f的滚筒3相对于基台1b沿水平方向移动(具体而言，向接近方向(与轮胎2接近的方向：图1及图2中的左方向)及分离方向(与轮胎2分离的方向：图1及图2中的右方向)交替地移动)。滚筒3具有模拟轮胎2行驶的路面而得到的外周面3a。
载荷传感器5检测在外周面3a接触到轮胎2的胎面2a的状态下向轮胎2施加的载荷，将表示该载荷的信号发送至控制器1c。载荷传感器5设置在滚筒轴3x的上端与框架3f之间，并检测滚筒轴3x所产生的载荷。
位置传感器6设置于突出部1b1，对滚筒3在图1及图2的箭头方向上的位置进行检测，并将表示该位置的信号发送至控制器1c。
温度传感器7a是在与轮胎2的胎面2a(详细而言，在胎面2a上不与滚筒3接触的部分)分离且对置的位置处配置的非接触式的放射温度计，该温度传感器7a对胎面2a的温度进行检测并将表示该温度的信号发送至控制器1c。需要说明的是，由温度传感器7a进行的温度计测期望在轮胎2的胎面2a与滚筒3接触之前进行。由此，能够尽量排除滚筒3的热量进出轮胎2的胎面2a的表面而产生的影响，从而准确地检测轮胎2的温度。
温度传感器7b是在与轮胎2的胎侧2b分离且对置的位置处配置的非接触式的放射温度计，该温度传感器7b对胎侧2b的温度进行检测并将表示该温度的信号发送至控制器1c。
温度传感器8是在配置有试验装置1的室内的任意位置处配置的温度计，该温度传感器8对环境温度进行检测并将表示该温度的信号发送至控制器1c。
控制器1c例如由个人计算机构成，包括作为运算处理装置的CPU(CentralProcessing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等。ROM存储有供CPU执行的程序等固定数据。RAM暂时地存储CPU执行程序所需的数据。
接着，参照图4，说明针对基准轮胎(滚动阻力处于基准值内的轮胎)的相位差导出工序。
需要说明的是，根据轮胎的种类不同而相位差与滚动阻力之间的关系有所不同，因此，需要按照轮胎的种类而使用基准轮胎进行以下的工序。
首先，决定比环境温度高或低的初始温度(S1)。例如，控制器1c从ROM所存储的多个初始温度中，选择比基于来自温度传感器8的信号而获得的环境温度高或低的一个初始温度，并将该选择出的一个初始温度存储于RAM。
在S1之后，通过对基准轮胎进行加热或冷却，将基准轮胎的温度设为在S1中决定的初始温度(S2)。例如，利用加热炉对基准轮胎进行加热或利用冷藏库对基准轮胎进行冷却，在基于来自温度传感器7a、7b的信号而获得的基准轮胎的温度(基于胎面2a的温度及胎侧2b的温度中的至少一方而获得的温度，例如它们的平均值)成为由S1决定的初始温度时，停止加热或冷却。
在S2之后，将基准轮胎装配于轮胎轴2x(S3)。
在S3之后，对基准轮胎的胎面2a的温度及胎侧2b的温度进行计测(S4)。具体而言，控制器1c从温度传感器7a、7b接收信号，将基于该信号而获得的基准轮胎的胎面2a的温度及胎侧2b的温度存储于RAM。
在S4之后，判断S4的计测是否是初次计测(S5)。在为初次计测的情况下(S5：是)，将处理移至S7，在不为初次计测的情况下(即，是第二次以后的计测的情况)(S5：否)，判断此次的计测温度与前次的计测温度之差的绝对值是否超过规定值x(S6)。具体而言，控制器1c将基于在最近的S4中存储于RAM的基准轮胎的胎面2a的温度及胎侧2b的温度而获得的温度(例如，它们的平均值)设为此次的计测温度，将基于在前次的S4中存储于RAM的基准轮胎的胎面2a的温度及胎侧2b的温度而获得的温度(例如，它们的平均值)设为前次的计测温度，计算出它们的差的绝对值，判断该绝对值是否超过ROM所存储的规定值x。
在此次的计测温度与前次的计测温度之差的绝对值超过规定值x的情况下(S6：是)，对滚筒3进行励振，并导出相位差δ(S7)。具体而言，控制器1c将滚筒移动马达3M控制为在滚筒3接触到基准轮胎的状态下使向基准轮胎施加的载荷变动，基于来自载荷传感器5及位置传感器6的信号而导出向基准轮胎施加的载荷的变动与滚筒3的位置的变动之间的相位差δ。
更详细而言，通过轮胎旋转马达2M的驱动，使基准轮胎以规定的转速旋转。然后，在维持基准轮胎的旋转的同时使滚筒3如以下那样移动。首先，通过使滚筒3向接近方向移动(前进)而使滚筒3接触到基准轮胎的胎面2a并加压，在向基准轮胎施加的载荷的平均值成为规定值时使滚筒3停止。进而，通过使滚筒3向分离方向移动(后退)而降低向基准轮胎施加的载荷，在滚筒3与基准轮胎分离之前使滚筒3停止，再次使滚筒3向接近方向移动(前进)。然后，在向基准轮胎施加的载荷的平均值成为规定值时使滚筒3停止，再次使滚筒3向分离方向移动(后退)，降低向基准轮胎施加的载荷。重复进行这样的滚筒3的前进及后退。
这样，在维持基准轮胎旋转的状态及滚筒3接触到基准轮胎的状态的同时，使滚筒3交替地移动。在此期间(例如1～2秒左右的短时间)，控制器1c接收来自载荷传感器5及位置传感器6的信号，导出向基准轮胎施加的载荷的变动与滚筒3的位置的变动之间的相位差δ。
当在图表上标注向轮胎2施加的载荷与滚筒3的位置时，得到图6所示那样的变化曲线。由于轮胎2的橡胶的衰减特性，因此记录为向轮胎2施加的载荷的变化曲线比滚筒3的位置的变化曲线提前了相位差δ。
需要说明的是，滚筒3的前进及后退的频率例如为2～6Hz，但由于依赖于轮胎2的种类和滚动阻力等，因此，优选通过实验预先设定与该轮胎一致的频率。另外，从容易控制滚筒3的移动这一观点出发，优选将在S7中使滚筒3停止的位置(接近方向的最下游侧的位置(即，向轮胎2施加的载荷的平均值成为规定值的位置)及接近方向的最上游侧的位置(即，与轮胎2将要分离前的位置))存储于控制器1c的ROM。
在S7之后，使滚筒3与基准轮胎分离，排出基准轮胎的空气，将基准轮胎从轮胎轴2x拆卸(S8)。具体而言，控制器1c对滚筒移动马达3M进行控制而使滚筒3向分离方向移动，由此，使滚筒3从基准轮胎分离。然后，作业者将基准轮胎从轮胎轴2x拆卸，并排出基准轮胎的空气。
在S8之后，判断是否经过了规定时间(例如10秒)(S9)。在未经过规定时间的情况下(S9：否)，重复进行该处理。在经过了规定时间的情况下(S9：是)，将处理返回到S3，将空气压为规定值的基准轮胎装配于轮胎轴2x。
在此次的计测温度与前次的计测温度之差的绝对值为规定值x以下的情况下(S6：否)，判断是否变更初始温度(S10)。具体而言，若ROM所存储的多个初始温度中存在未在S1中决定的初始温度，则控制器1c判断为变更初始温度(S10：是)，变更为该初始温度，并将处理返回到S2。另一方面，若ROM所存储的多个初始温度中不存在未在S1中决定的初始温度，则控制器1c判断为不变更初始温度(S10：否)，将处理进入S11。
在S11中，决定下述式(2)的轮胎的温度T时的参数a。式(2)存储在控制器1c的ROM中，在S11中计算出的参数a的值存储于控制器1c的RAM。
T＝a·TS+(1-a)·TT (2)
(TS：胎侧2b的温度(℃)，TT：胎面2a的温度(℃)，a：参数)
在上述式(2)中，在a＝1的情况下，轮胎的温度T成为胎侧2b的温度。在a＝0的情况下，轮胎的温度T成为胎面2a的温度。按照轮胎的种类来决定参数a。
具体而言，将使参数a变化的多个图表(表示轮胎的温度T与相位差δ之间的关系的多个图表)显示于试验装置1的显示器，并选择与该多个图表中的数据的偏差最小的图表对应的参数a。
例如，在a＝1时的图表(即，表示轮胎的胎侧2b的温度与相位差δ之间的关系的图表：参照图7)和a＝0时的图表(即，表示轮胎的胎面2a的温度与相位差δ之间的关系的图表：参照图8)中，图8的图表与图7的图表相比，数据的偏差小。另外，处于胎面2a的温度比胎侧2b的温度高几℃的趋势，图8的图表的数据与图7的图表的数据相比向右侧偏移。
a＝0.3时的图表(参照图9)与图8的图表相比，数据的偏差更小。在该情况下，在S11中，决定为a＝0.3。
需要说明的是，图7～图9的图表是通过如下方式得到的结果：使初始温度变化为70℃、60℃、50℃、40℃，在利用加热炉对基准轮胎进行加热之后，使基准轮胎的温度从各初始温度接近环境温度，在此过程中，导出处于从初始温度到环境温度的范围内的多个温度下的相位差δ，由此得到图7～图9的图表。另外，还是通过在30秒内进行S3～S8的工序、将基准轮胎的空气压设为200kPa、将滚筒3的前进及后退的频率设为5.5Hz、采取两秒内的向基准轮胎施加的载荷与滚筒3的位置之间的数据并进行分析而得到的结果。
在S11之后，基于多个温度下的相位差δ，利用最小二乘法等计算出表示相位差δ与轮胎的温度T之间的关系的近似式(下述式(1))中的参数α、β、γ，从而决定近似式(式(1))(S12)。式(1)存储在控制器1c的ROM中，在S12中计算出的参数α、β、γ的值存储于控制器1c的RAM。按照轮胎的种类来决定参数α、β、γ。
δ＝α·exp(-γ·T)+β (1)
(δ：相位差(°)，α、β、γ：参数，T：轮胎的温度(℃))
图10及图11示出针对A、B两种轮胎的轮胎的温度T与相位差δ之间的关系。图10中用实线示出以轮胎的温度T的对数函数表示相位差δ而得到的近似式，图11中用实线示出以轮胎的温度T的指数函数表示相位差δ而得到的近似式。在图10中，在40℃以上的高温区域，所导出的相位差与基于近似式的相位差之间的误差大。另一方面，在图11中，在从低温区域到40℃以上的高温区域的范围内，所导出的相位差与基于近似式的相位差之间的误差小。
在S12之后，结束该程序。
接着，参照图5对滚动阻力评价工序进行说明。
首先，将成为评价对象的轮胎(以下称为“对象轮胎”)装配于轮胎轴2x(S51)。
在S51之后，计测对象轮胎的胎面2a的温度及胎侧2b的温度(S52)。具体而言，控制器1c从温度传感器7a、7b接收信号，并将基于该信号而获得的对象轮胎的胎面2a的温度及胎侧2b的温度存储于RAM。
在S52之后，进行轮胎均匀性试验(S53)。具体而言，通过轮胎旋转马达2M的驱动使对象轮胎以规定的转速旋转，并且，通过滚筒移动马达3M的驱动使滚筒3向接近方向移动，由此，使滚筒3接触到对象轮胎的胎面2a并加压，在由载荷传感器5检测到的向对象轮胎施加的载荷的平均值成为规定值时，停止滚筒移动马达3M的驱动而使滚筒3停止。然后，在使对象轮胎分别向正方向及反方向旋转一圈的期间，利用载荷传感器5来检测向对象轮胎施加的载荷。由此，能够测定在对象轮胎旋转一圈的期间向对象轮胎施加的载荷如何变动，能够基于该测定结果来评价轮胎均匀性。这样的轮胎均匀性试验针对一个轮胎而言能够在30秒左右的短时间内进行，因此，能够针对在制造生产线中制造的所有轮胎迅速地进行试验。
在S53之后，对滚筒3进行励振，并导出相位差δ(S54)。具体而言，与S7同样地，控制器1c将滚筒移动马达3M控制为在滚筒3接触到对象轮胎的状态下使向对象轮胎施加的载荷变动，基于来自载荷传感器5及位置传感器6的信号而导出向对象轮胎施加的载荷的变动与滚筒3的位置的变动之间的相位差δ。
在S54之后，向在与对象轮胎的种类对应的针对基准轮胎的相位差导出工序(参照图4)的S12中决定的近似式(上述式(1))应用对象轮胎的温度T(根据使用了在与对象轮胎的种类对应的针对基准轮胎的相位差导出工序(参照图4)的S11中决定的参数a的上述式(2)与S52的计测结果而得到的温度T)，计算出基准轮胎的相位差δb(S55)。相位差δb对应于在与对象轮胎的种类对应的针对基准轮胎的相位差导出工序(参照图4)的S6中导出的多个温度(处于从初始温度到环境温度的范围内的多个温度)下的相位差δ中的、与对象轮胎的温度对应的相位差。
在S55之后，判断在S55中计算出的相位差δb与在S54中导出的对象轮胎的相位差之差的绝对值是否为允许值(例如0.1°)以下(S56)。例如，若在S54中导出的对象轮胎的相位差δ与对象轮胎的温度T之间的关系处于由图11所示的两条虚线的曲线夹着的范围内，则判断为绝对值为允许值以下(S56：是)，若在S54中导出的对象轮胎的相位差δ与对象轮胎的温度T之间的关系不处于该范围内，则判断为绝对值不为允许值以下(S56：否)。
在绝对值为允许值以下的情况下(S56：是)，判定为对象轮胎的滚动阻力是合格的(S57)。在S57中判定为合格的对象轮胎被处理为满足产品规格的轮胎。
在绝对值不为允许值以下的情况下(S56：否)，判定为对象轮胎的滚动阻力是不合格的(S58)。在该情况下，根据需要，利用滚动阻力试验机等来计测对象轮胎的滚动阻力，进行最终的是否合格的判定。最终判定为不合格的对象轮胎根据需要而废弃。
在S57或S58之后，结束该程序。
如以上所述，根据本实施方式，在针对基准轮胎导出相位差(向轮胎2施加的载荷与滚筒3的位置的变动之间的相位差)时，在通过加热或冷却而成为比环境温度高或低的初始温度的基准轮胎的温度从初始温度接近环境温度的过程中，导出处于从初始温度到环境温度(在本实施方式中，到此次的计测温度与前次的计测温度之差的绝对值成为规定值x以下为止)的范围内的多个温度下的相位差δ(图4的S2～S7～S9：YES～S7等参照)。然后，比较针对基准轮胎导出的多个温度下的相位差δ中的与成为评价对象的轮胎的温度对应的相位差δb以及针对成为评价对象的轮胎导出的相位差δ，对成为评价对象的轮胎的滚动阻力进行评价(参照图5的S54～S56)。由此，在与25℃的温差较大的温度下，也能够适当地评价滚动阻力。另外，与需要改变环境温度的工序的情况相比，能够容易地评价滚动阻力。即，根据本实施方式，能够适当且容易地评价轮胎的任意温度下的滚动阻力。
控制器1c在针对基准轮胎导出相位差δ时，改变初始温度，在基准轮胎的温度从初始温度接近环境温度的多个过程的各个过程中，导出多个温度下的相位差δ(参照图4的S10)。在该情况下，通过改变初始温度并在多个过程中导出相位差δ，能够掌握初始温度对相位差δ的影响，能够导出排除了初始温度的影响的偏差小的基准轮胎的相位差δ。
控制器1c在针对基准轮胎而导出多个温度下的相位差δ的情况下，当在多个温度的各个温度下导出相位差δ时，将滚筒移动马达3M控制为在滚筒3接触到基准轮胎的状态下使向基准轮胎施加的载荷变动，在作为多个温度之一的第一温度下导出相位差δ之后，在与作为多个温度之一的第一温度不同的第二温度下导出相位差δ之前，将滚筒移动马达3M控制为使滚筒3与基准轮胎分离(参照图4的S8)。在维持为轮胎2与滚筒3接触的状态时，轮胎2中的与滚筒3接触的部分(胎面2a)的表面温度由于滚筒3的热量进出该表面而处于与轮胎2的内部(橡胶部分)的温度产生差的趋势。在该情况下，当计测轮胎2的该表面的温度时，计测温度可以与轮胎2的内部的温度不同。另外，在轮胎2与滚筒3接触的状态下使轮胎2继续旋转时，轮胎2的温度上升，因此，在将初始温度设为比环境温度高的温度而使基准轮胎的温度从初始温度朝向环境温度下降的过程中导出相位差δ的情况下，可能产生基准轮胎的温度难以下降这一问题。根据上述结构，通过在各温度下的相位差导出的前后使滚筒3与基准轮胎分离，从而能够抑制基准轮胎的计测温度受到滚筒3的温度的影响，并且，能够防止基准轮胎的温度的上升而抑制上述问题。
控制器1c基于针对基准轮胎导出的多个温度下的相位差δ，决定表示相位差δ与轮胎的温度T之间的关系的近似式(图4的S12参照)。另外，控制器1c比较向决定出的近似式应用成为评价对象的轮胎的温度T而得到的相位差δb与针对成为评价对象的轮胎导出的相位差δ，对成为评价对象的轮胎的滚动阻力进行评价(参照图5的S56～S58)。在该情况下，通过比较向预先决定的近似式应用成为评价对象的轮胎的温度T而得到的相位差δb与针对成为评价对象的轮胎导出的相位差δ，能够容易地进行滚动阻力的评价。
控制器1c将上述式(1)用作近似式，基于针对基准轮胎导出的多个温度下的相位差δ，算出式(1)中的参数α、β、γ，由此决定近似式(参照图4的S12)。如上所述，在以轮胎的温度T的对数函数表示相位差δ而得到的近似式中，在40℃以上的高温区域，所导出的相位差δ与基于近似式相位差之间的误差大(参照图10)。与此相对，若根据如上述式(1)那样的以轮胎的温度T的指数函数表示相位差δ而得到的近似式，则在从低温区域到40℃以上的高温区域的范围内，所导出的相位差δ与基于近似式的相位差之间的误差小(参照图11)。另外，根据上述式(1)，仅计算出α、β、γ这三个参数并存储即可，因此，能够缩短计算所需的时间，且能够减小存储器的容量。
在本实施方式中，作为轮胎的温度T，至少使用轮胎的胎面2a的温度(参照上述式(2))。胎面2a与胎侧2b相比，厚度大且变形阻力大，对轮胎的能量损失的贡献大。根据上述结构，通过至少使用胎面2a的温度来作为轮胎的温度T，从而能够高精度地导出相位差δ的温度特性(与轮胎的温度T相应的相位差δ的特性)的可能性高。
在本实施方式中，作为轮胎的温度T，使用轮胎的胎面2a的温度和轮胎的胎侧2b的温度(参照上述式(2))。在该情况下，通过使用胎面2a的温度与胎侧2b的温度这两方，能够更加灵活地设定轮胎的温度T。
在在本实施方式中，作为轮胎的温度T，使用由上述式(2)表示的温度T。在该情况下，能够更加通用地设定轮胎的温度T。
控制器1c在维持了轮胎2的旋转的状态下，将滚筒移动马达3M控制为使向轮胎2施加的载荷变动，基于来自载荷传感器5及位置传感器6的信号而导出相位差δ。在该情况下，能够导出轮胎2的周向的平均相位差。
本实施方式的评价装置1是进行用于检查轮胎2的周向的均匀性的轮胎均匀性试验的轮胎均匀性试验机。在进行轮胎的全面试验的轮胎均匀性试验机中，难以将轮胎的温度以及环境温度管理到20℃以上且30℃以下，通常不进行温度管理，刚加硫后的轮胎的温度有时也达到50℃。然而，根据本实施方式，能够适当且容易地评价轮胎的任意温度下的滚动阻力，因此，在轮胎均匀性试验机中也是有效的。
控制器1c在针对成为评价对象的轮胎进行了轮胎均匀性试验之后，导出相位差δ(参照图5的S53、S54)。在该情况下，在进行轮胎均匀性试验之后，由于轮胎的橡胶的特性稳定，因此，无论针对哪个轮胎都能够在相同的条件下进行试验，能够提高轮胎的评价精度。
以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明不局限于上述实施方式，在技术方案所记载的范围内能够进行各种设计变更。
·不局限于在针对成为评价对象的轮胎进行了轮胎均匀性试验之后导出相位差，也可以在针对成为评价对象的轮胎进行轮胎均匀性试验之前导出相位差。
·本发明的评价装置不局限于轮胎均匀性试验机，也可以为其他的轮胎试验装置(均压器等)。在不具有加压构件的装置(均压器等)的情况下，通过在装置中另外设置加压构件，能够实施本发明。
·不局限于针对制造出的所有轮胎进行评价，也可以针对制造出的轮胎的一部分进行评价(即，也可以进行抽样试验)。
·也可以根据轮胎的种类，切换使用轮胎的胎面的温度及轮胎的胎侧的温度中的任一温度来作为轮胎的温度。例如，也可以针对基准轮胎，在胎面的温度及胎侧的温度这两方改变初始温度，在多个过程中导出相位差，使用胎面的温度及胎侧的温度中的数据的偏差小的一方。
·温度传感器在上述实施方式中设置有两个，但为一个以上即可，例如也可以仅设置用于检测轮胎的胎面的温度的温度传感器。
·关于式(2)中的参数a，通过选择与上述实施方式中使参数a变化的多个图表中的数据的偏差最小的图表对应的参数a来决定，但并不局限于此，例如，也可以向式(1)代入式(2)，利用最小二乘法与式(1)的参数α、β、γ同时地决定式(2)中的参数a。
·作为轮胎的温度，也可以使用由式(2)以外的式(例如，胎面的温度与胎侧的温度的平均值)表示的温度T。
·作为近似式，也可以使用式(1)以外的式。
·也可以不决定近似式，而基于与针对基准轮胎的多个温度下的相位差相关的散布的数据，来评价滚动阻力。
·也可以在使轮胎的旋转停止的状态下，通过加压构件的移动而使向轮胎施加的载荷变动，从而导出相位差。
·在针对基准轮胎导出相位差的情况下，也可以在多个温度的各个温度下导出相位差之后使加压构件与基准轮胎分离，然后不将基准轮胎从轮胎轴拆卸或排出基准轮胎的空气。另外，在第一温度下导出相位差之后，在第二温度下导出相位差之前，也可以不使加压构件与基准轮胎分离。
·也可以不改变初始温度。
本申请是基于在2016年4月15日申请的日本专利申请(日本专利申请第2016-082199号)而完成的，作为参照而在此援引其内容。
附图标记说明：
1 评价装置；
1c 控制器(相位差导出部，滚动阻力评价部，近似式决定部)；
2 轮胎；
2a 胎面；
2b 胎侧；
3 滚筒(加压构件)；
3a 外周面(表面)；
3M 滚筒移动马达(移动机构)；
5 载荷传感器；
6 位置传感器；
7a、7b 温度传感器。

Claims (14)

1.一种轮胎的滚动阻力的评价装置，其特征在于，
所述评价装置具备：
加压构件，其具有模拟轮胎行驶的路面而得到的表面；
移动机构，其用于使所述加压构件在与所述轮胎接近的方向即接近方向以及与所述轮胎分离的方向即分离方向上交替地移动；
载荷传感器，其用于在所述加压构件的所述表面接触到所述轮胎的状态下检测向所述轮胎施加的载荷；
位置传感器，其用于检测所述加压构件在沿着所述接近方向及所述分离方向的方向上的位置；
相位差导出部，其将所述移动机构控制为使向所述轮胎施加的载荷变动，基于来自所述载荷传感器及所述位置传感器的信号而导出所述载荷的变动与所述加压构件的位置的变动之间的相位差；以及
滚动阻力评价部，其比较所述相位差导出部针对基准轮胎导出的所述相位差与所述相位差导出部针对成为评价对象的轮胎导出的所述相位差，并对所述成为评价对象的轮胎的滚动阻力进行评价，
所述相位差导出部在针对所述基准轮胎导出所述相位差时，在通过加热或冷却而成为比环境温度高或低的初始温度的所述基准轮胎的温度从所述初始温度接近环境温度的过程中，将处于从所述初始温度到环境温度的范围内的多个温度下的所述相位差导出，
所述滚动阻力评价部比较所述相位差导出部针对所述基准轮胎导出的所述多个温度下的所述相位差中的与所述成为评价对象的轮胎的温度对应的相位差、以及所述相位差导出部针对所述成为评价对象的轮胎导出的相位差，并对所述成为评价对象的轮胎的滚动阻力进行评价。
2.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于，
所述相位差导出部在针对所述基准轮胎导出所述相位差时改变所述初始温度，在所述基准轮胎的温度从所述初始温度接近环境温度的多个所述过程的各个过程中导出所述多个温度下的所述相位差。
3.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于，
所述相位差导出部在针对所述基准轮胎导出所述多个温度下的所述相位差的情况下，
在所述多个温度的各个温度下导出所述相位差时，将所述移动机构控制为在所述加压构件接触到所述基准轮胎的状态下使向所述基准轮胎施加的载荷变动，
在作为所述多个温度之一的第一温度下导出所述相位差之后，在与作为所述多个温度之一的所述第一温度不同的第二温度下导出所述相位差之前，将所述移动机构控制为使所述加压构件与所述基准轮胎分离。
4.根据权利要求2所述的评价装置，其特征在于，
所述相位差导出部在针对所述基准轮胎导出所述多个温度下的所述相位差的情况下，
在所述多个温度的各个温度下导出所述相位差时，将所述移动机构控制为在所述加压构件接触到所述基准轮胎的状态下使向所述基准轮胎施加的载荷变动，
在作为所述多个温度之一的第一温度下导出所述相位差之后，在与作为所述多个温度之一的所述第一温度不同的第二温度下导出所述相位差之前，将所述移动机构控制为使所述加压构件与所述基准轮胎分离。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的评价装置，其特征在于，
所述评价装置还具备近似式决定部，该近似式决定部基于所述相位差导出部针对所述基准轮胎导出的所述多个温度下的所述相位差，来决定表示所述相位差与所述轮胎的温度之间的关系的近似式，
所述滚动阻力评价部比较向所述近似式决定部决定出的近似式应用所述成为评价对象的轮胎的温度而得到的相位差、以及所述相位差导出部针对所述成为评价对象的轮胎导出的相位差，并对所述成为评价对象的轮胎的滚动阻力进行评价。
6.根据权利要求5所述的评价装置，其特征在于，
所述近似式决定部使用下述式(1)作为所述近似式，基于所述相位差导出部针对所述基准轮胎导出的所述多个温度下的所述相位差，计算出所述式(1)中的参数，由此决定所述近似式，
δ＝α·exp(-γ·T)+β (1)
δ：相位差(°)，
α、β、γ：参数，
T：所述轮胎的温度(℃)。
7.根据权利要求6所述的评价装置，其特征在于，
至少使用所述轮胎的胎面的温度来作为所述轮胎的温度。
8.根据权利要求7所述的评价装置，其特征在于，
使用所述轮胎的胎面的温度和所述轮胎的胎侧的温度来作为所述轮胎的温度。
9.根据权利要求8所述的评价装置，其特征在于，
使用由下述式(2)表示的温度T来作为所述轮胎的温度，
T＝a·TS+(1-a)·TT (2)
TS：所述轮胎的胎侧的温度(℃)，
TT：所述轮胎的胎面的温度(℃)，
a：参数。
10.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于，
所述相位差导出部在维持所述轮胎的旋转的状态下，将所述移动机构控制为使向所述轮胎施加的载荷变动，并基于来自所述载荷传感器及所述位置传感器的信号而导出所述相位差。
11.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于，
所述评价装置是轮胎均匀性试验机，该轮胎均匀性试验机进行用于检查所述轮胎的周向的均匀性的轮胎均匀性试验。
12.根据权利要求11所述的评价装置，其特征在于，
所述相位差导出部在针对所述成为评价对象的轮胎进行所述轮胎均匀性试验之后导出所述相位差。
13.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于，
至少使用所述轮胎的胎面的温度来作为所述轮胎的温度。
14.一种轮胎的滚动阻力的评价方法，是使用轮胎的滚动阻力的评价装置来评价轮胎的滚动阻力的方法，
所述评价装置具有：
加压构件，其具有模拟轮胎行驶的路面而得到的表面；
移动机构，其用于使所述加压构件在与所述轮胎接近的方向即接近方向以及与所述轮胎分离的方向即分离方向上交替地移动；
载荷传感器，其用于在所述加压构件的所述表面接触到所述轮胎的状态下检测向所述轮胎施加的载荷；以及
位置传感器，其用于检测所述加压构件在沿着所述接近方向及所述分离方向的方向上的位置，
其特征在于，
所述评价方法包括如下工序：
相位差导出工序，在该相位差导出工序中，将所述移动机构控制为使向所述轮胎施加的载荷变动，基于来自所述载荷传感器及所述位置传感器的信号而导出所述载荷的变动与所述加压构件的位置的变动之间的相位差；以及
滚动阻力评价工序，在该滚动阻力评价工序中，比较在所述相位差导出工序中针对基准轮胎导出的所述相位差与在所述相位差导出工序中针对成为评价对象的轮胎导出的所述相位差，并对所述成为评价对象的轮胎的滚动阻力进行评价，
在针对所述基准轮胎的所述相位差导出工序中，在通过加热或冷却而成为比环境温度高或低的初始温度的所述基准轮胎的温度从所述初始温度接近环境温度的过程中，将处于从所述初始温度到环境温度的范围内的多个温度下的所述相位差导出，
在所述滚动阻力评价工序中，比较在针对所述基准轮胎的所述相位差导出工序中导出的所述多个温度下的所述相位差中的与所述成为评价对象的轮胎的温度对应的相位差、以及在针对所述成为评价对象的轮胎的所述相位差导出工序中导出的相位差，并对所述成为评价对象的轮胎的滚动阻力进行评价。
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