JP2006084290A

JP2006084290A - 劣化促進試験方法

Info

Publication number: JP2006084290A
Application number: JP2004268442A
Authority: JP
Inventors: Taiji Noguchi; 泰司野口
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-09-15
Filing date: 2004-09-15
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2024-09-15
Also published as: JP4369836B2

Abstract

【課題】経時的に劣化したタイヤの側面部の耐久性を、効率的に、かつ、高い正確性をもって評価する劣化促進試験方法を提供する。
【解決手段】
劣化促進試験方法は、高温の室内にタイヤを放置するステップ（ステップ１０１）と、高オゾン濃度の室内で走行試験を行うステップ（ステップ１０２）と、低空気圧のタイヤの走行試験を行うステップ（ステップ１０３）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤの経時的な劣化を促進させて、タイヤの耐久性を評価するための劣化促進試験方法に関する。

近年、乗用車等に備えられるタイヤは、高速性及び操縦性を高めるため偏平化する傾向にある。又、タイヤに用いられるトレッドゴムも改良されている。このため、タイヤのトレッド部の寿命が延びている。従って、経時的に劣化したタイヤの側面部の耐久性が、より重要となり、経時的に劣化したタイヤの側面部の耐久性を効率的に評価するための試験方法が求められている。

従来、タイヤが装着された乗用車等が走行している際の通常の速度及び荷重と同様の条件の下で、タイヤが押しつけられた路面ドラムを回転させることによって、タイヤの耐久性を評価する方法が実施されている（例えば、特許文献１参照。）。この方法によれば、市場において走行するタイヤの、経時的な劣化の状態をある程度再現し、タイヤの耐久性を評価することが可能である。
特２００４−３７２８６号公報

しかしながら、このような方法では、タイヤの経時的な劣化の要因として、例えば、オゾンや高温等による影響については考慮していないため、経時的に劣化したタイヤの耐久性を正確に評価することはできなかった。

上記の問題に鑑み、本発明は、経時的に劣化したタイヤの側面部の耐久性を、効率的に、かつ、高い正確性をもって評価する劣化促進試験方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、タイヤの経時的な劣化を促進させて、タイヤの耐久性を評価するための劣化促進試験方法であって、室温が６０〜９０℃に保たれる室内において、リムに組み付けられ、タイヤ内部の気圧が最大圧力の８０〜１００％であるタイヤを、所定の期間放置するステップ１と、２０〜４０ｐｐｈｍ（ｐａｒｔｓｐｅｒｈｕｎｄｒｅｄｍｉｌｌｉｏｎ）のオゾン雰囲気で、前記タイヤを回転させるための路面ドラムに、最大圧力時の荷重の８０〜１００％の荷重で前記タイヤを押しつけた状態で、前記路面ドラムを、６０〜８０Ｋｍ／ｈの表面スピードで、所定の時間回転させるステップ２とを備えることを要旨とする。

かかる発明によれば、ステップ１において、タイヤが高温の室内において放置されることにより、ゴムが硬化し、タイヤは亀裂を生じやすい状態になる。又、ステップ２において、高濃度のオゾン雰囲気の中で、ゴムが硬化したタイヤの走行試験を行うことにより、オゾンとゴムの反応による劣化が促進され、微小な亀裂の発生が早められる。ここで、走行試験とは、タイヤを路面ドラムに押しつけた状態で路面ドラムを回転させることによって、タイヤが装着された乗用車等が走行しているときのタイヤの状態を模擬する試験である。

従って、経時的な劣化の要因である高温とオゾンとの影響によるタイヤの劣化が促進され、経時的に劣化したタイヤの側面部の耐久性を、効率的に、かつ、高い正確性をもって評価することができる。

本発明の第１の特徴に係る劣化促進試験方法は、前記タイヤ内部の気圧を最大圧力の４０〜６０％とし、前記タイヤを、前記路面ドラムに、最大圧力時の荷重の８０〜１００％の荷重で押しつけた状態で、前記路面ドラムを、６０〜８０Ｋｍ／ｈの表面スピードで、所定の時間回転させるステップ３を更に備えるように構成されていてもよい。

かかる発明によれば、ステップ３において、タイヤ内部の気圧が低圧なタイヤの走行試験を行うことにより、走行中のタイヤ表面部の歪みが大きくなるため、タイヤの表面部の歪みによるタイヤの劣化を促進することができる。従って、経時的な劣化の要因である高温とオゾンとの影響によるタイヤの劣化に加え、タイヤ表面部の歪みの影響によるタイヤの劣化も促進され、経時的に劣化したタイヤの側面部の耐久性を、効率的に、かつ、高い正確性をもって評価することができる。

本発明の第２の特徴は、タイヤの経時的な劣化を促進させて、前記タイヤの耐久性を評価するための劣化促進試験方法であって、２０〜４０ｐｐｈｍのオゾン雰囲気で、リムに組み付けられ、タイヤ内部の気圧が最大圧力の８０〜１００％である前記タイヤを、前記タイヤを回転させるための路面ドラムに、最大圧力時の荷重の８０〜１００％の荷重で押しつけた状態で、前記路面ドラムを、６０〜８０Ｋｍ／ｈの表面スピードで、所定の時間回転させるステップ２と前記タイヤ内部の気圧を最大圧力の４０〜６０％とし、前記タイヤを前記路面ドラムに、最大圧力時の荷重の８０〜１００％の荷重で押しつけた状態で、前記路面ドラムを、６０〜８０Ｋｍ／ｈの表面スピードで、所定の時間回転させるステップ３とを備えることを要旨とする。

かかる発明によれば、ステップ２において、高濃度のオゾン雰囲気の中で、走行試験を行うことにより、オゾンとゴムの反応による劣化が促進され、微小な亀裂の発生が早められる。又、ステップ３において、タイヤ内部の気圧が低圧なタイヤの走行試験を行うことにより、走行中のタイヤ表面部の歪みが大きくなるため、タイヤの表面部の歪みによるタイヤの劣化を促進することができる。従って、経時的な劣化の要因であるオゾンとタイヤ表面部の歪みの影響によるよるタイヤの劣化が促進され、経時的に劣化したタイヤの側面部の耐久性を、効率的に、かつ、高い正確性をもって評価することができる。

本発明の第１の特徴及び第２の特徴に係る劣化促進試験方法において、前記タイヤに充填される気体は、空気であるように構成されていてもよい。

かかる発明によれば、タイヤには空気が充填されるため、特殊な気体を用いることなく試験を行うことができる。

本発明の第１の特徴及び第２の特徴に係る劣化促進試験方法において、前記ステップ１あるいは前記ステップ３は、空気中で行われるように構成されていてもよい。

かかる発明によれば、ステップ１とステップ３とは空気中で行われるため、室内に特殊な気体を充満させる必要がない。又、ステップ３は、屋外で行うことも可能である。

本発明の第１の特徴及び第２の特徴に係る劣化促進試験方法において、前記ステップ２あるいは前記ステップ３は、前記路面ドラムの回転軸と前記タイヤの回転軸とが平行な状態で行われるように構成されていてもよい。

かかる発明によれば、走行試験は、路面ドラムの回転軸とタイヤの回転軸とが平行な状態で行われるため、タイヤのトレッド面が均一に路面ドラムに接する状態で、走行試験が行われる。従って、タイヤ表面が均一に摩耗する。又、タイヤの側面部には、均一に応力が働く。

本発明によれば、経時的に劣化したタイヤの側面部の耐久性を、効率的に、かつ、高い正確性をもって評価する劣化促進試験方法を提供することができる。

次に、本発明を詳細に説明する。

（劣化促進試験方法）
まず、本発明の劣化促進試験方法の一実施形態について、図１を用いて説明する。

ステップ１０１において、高温の室内にタイヤを放置し、ステップ１０２において、高オゾン濃度の室内で走行試験を行い、ステップ１０３において、低空気圧のタイヤの走行試験を行う。

以下、各ステップについて詳細に説明する。

ステップ１０１における、高温の室内とは、室温が６０〜９０℃に保たれる室内をいう。タイヤを高温の室内に放置することによってゴムが硬化して劣化が促進され、タイヤは亀裂を生じやすい状態になる。室温が６０℃未満であると、劣化の促進には不十分であり、又、室温が９０℃より高いとゴムが軟化傾向を示すため、６０〜９０℃の室温が好ましい。

ステップ１０１において、タイヤを放置する所定の期間は、耐久性を評価しようとするタイヤの経時的な劣化の度合いによって定められる。例えば、２年程度、経時的に劣化したタイヤの耐久性を評価しようとする場合には、所定の期間は７〜２１日間程度である。この期間は、放置される室内の室温や、タイヤ内部の気圧によって異なる。

ステップ１０１において放置されるタイヤは、乗用車等に取り付けられている状態におけるタイヤと同様に、リムに組み付けられ、タイヤ内部の気圧が最大圧力の８０〜１００％であるタイヤを用いる。タイヤ内部の気圧を最大圧力の８０〜１００％とするのは、タイヤ側面部における微小な亀裂、即ち、故障核の生成促進に適しているためである。ここで、最大圧力とは、ＪＡＴＭＡで規定された最高空気圧である。

ステップ１０２における、高オゾン濃度の室内とは、２０〜４０ｐｐｈｍのオゾン雰囲気の室内をいう。ゴムはオゾンと反応することによって劣化し、応力が働く方向と垂直の方向に亀裂を生じる。このため、空気のオゾン濃度より高いオゾン濃度の室内で走行試験を行うことにより高いオゾン濃度の室内で走行試験を行うことにより、オゾンの影響によるタイヤの劣化を促進し、亀裂の発生を早めることができる。又、ステップ１０１においてゴムが硬化したタイヤを用いるため、更に、亀裂の発生が早められる。尚、オゾン濃度を２０〜４０ｐｐｈｍとするのは、タイヤが走行する地表の空気のオゾン濃度（例えば、海岸よりでは１．５〜３ｐｐｈｍ程度）より高い濃度であって、オゾンの影響によるタイヤの劣化を促進するのに適しているためである。

ステップ１０３における、低空気圧のタイヤとは、タイヤ内部の気圧が最大圧力の４０〜６０％となるように空気が充填されたタイヤをいう。これは、通常、乗用車等に装着されるタイヤの空気圧（最大圧力の８０〜１００％程度）より低い。タイヤ内部の気圧が低いタイヤの走行試験を行うことにより、タイヤの表面部の歪みが大きくなる。このため、タイヤ表面部の歪みによるタイヤの劣化が促進され、ステップ１０２において発生した亀裂が更に大きくなる。タイヤ内部の気圧を、最大圧力の４０〜６０％とするのは、タイヤに荷重がかけられる部分における、タイヤの側面部において、径方向の応力を増加させるのに適しているためである。

ステップ１０２あるいはステップ１０３における、タイヤの走行試験は、図２に模式的に示す状態で行われる。

タイヤ１００は、路面ドラム２００に、最大圧力時の荷重の８０〜１００％の荷重で押しつけられている。この荷重は、通常、乗用車等に装着されているタイヤにかかる荷重と同様である。ここで、最大圧力時の荷重とは、ＪＡＴＭＡで、最高空気圧のタイヤについて規定されている負荷能力である。

路面ドラム２００は、図示されないモータ等の駆動力により、路面ドラムの回転軸２１０を軸として矢印の方向に回転する。これに伴い、路面ドラム２００に押しつけられているタイヤ１００も、タイヤの回転軸１１０を軸として矢印の方向に回転する。ステップ１０２あるいはステップ１０３においては、乗用車等が通常走行する際の速度と同様の６０〜８０Ｋｍ／ｈの表面スピードで、路面ドラム２００を回転させる。表面スピードを６０〜８０Ｋｍ／ｈとするのは、６０Ｋｍ／ｈ未満の速度では試験の効率が悪く、又、８０Ｋｍ／ｈより高速になると、トレッド部が故障しやすい。従って、タイヤ側面部の劣化促進試験には適しないためである。

図３（ａ）に、図２に示すタイヤ１００と路面ドラム２００とをＡの方向から見た図を示す。図３（ａ）に示されるように、タイヤの回転軸１１０と、路面ドラムの回転軸２１０とは平行である。即ち、キャンバー角が０°の状態で走行試験が行われる。

図３（ｂ）に、図２に示すタイヤ１００と路面ドラム２００とをＢの方向から見た図を示す。図３（ｂ）に示されるように、タイヤの回転軸１１０と、路面ドラムの回転軸２１０とは平行である。即ち、スリップ角が０°の状態で走行試験が行われる。

このように、ステップ１０２あるいはステップ１０３は、路面ドラムの回転軸２１０とタイヤの回転軸１１０とが平行な状態で行われる。

又、ステップ１０２あるいはステップ１０３において、路面ドラム２００を回転させる所定の時間は、耐久性を評価しようとするタイヤの経時的な劣化の度合いによって定められる。例えば、２年程度、経時的に劣化したタイヤの耐久性を評価しようとする場合には、所定の期間は、ステップ２、ステップ３のそれぞれについて１００〜２００時間程度である。この時間は、タイヤを路面ドラムに押しつける圧力、オゾン濃度、タイヤ内部の気圧等によって異なる。

本実施の形態では、ステップ１０１〜ステップ１０３において、タイヤに充填される気体は空気である。又、ステップ１０１あるいはステップ１０３の走行試験は、空気中で行われる。

（作用及び効果）
本実施の形態に係る劣化促進試験方法によれば、ステップ１０１において、タイヤが高温の室内において放置されることにより、ゴムが硬化し、タイヤは亀裂を生じやすい状態になる。又、ステップ１０２において、高濃度のオゾン雰囲気の中で、ゴムが硬化したタイヤの走行試験を行うことにより、オゾンとゴムの反応による劣化が促進され、微小な亀裂の発生が早められる。更に、ステップ１０３において、低空気圧のタイヤの走行試験を行うことにより、走行中のタイヤ表面部の歪みが大きくなるため、タイヤの表面部の歪みによるタイヤの劣化が促進され、ステップ１０２において発生した微小な亀裂が更に大きくなる。

このように、本実施の形態では、事前に、ステップ１０１やステップ１０２において劣化が促進されたタイヤを用い、ステップ１０３においてタイヤの空気圧を下げて走行試験を行うことにより、経時的な劣化の要因である高温と、オゾンと、タイヤ表面部の歪みとの影響によるタイヤの劣化が促進される。

従って、経時的な劣化の要因である、高温と、オゾンと、タイヤ表面部の歪みとの影響によるタイヤの劣化が促進され、経時的に劣化したタイヤの側面部の耐久性を、効率的に、かつ、高い正確性をもって評価することができる。

又、本実施の形態においては、タイヤには空気が充填されるため、特殊な気体を用いることなく試験を行うことができる。

更に、本実施の形態におけるステップ１０１とステップ１０３とは空気中で行われるため、室内に特殊な気体を充満させる必要がない。又、ステップ１０３は、屋外で行うことも可能である。

又、本実施の形態における走行試験は、路面ドラムの回転軸とタイヤの回転軸とが平行な状態で行われるため、タイヤのトレッド面が均一に路面ドラムに接する状態で、走行試験が行われる。従って、タイヤ表面が均一に摩耗する。又、タイヤの側面部には、均一に応力が働く。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

その一例として、ステップ１０１を省略してもよい。これによれば、経時的な劣化の要因として、オゾンと、タイヤ表面部の歪みとの影響によって、経時的に劣化したタイヤの側面部の耐久性を、効率的に、かつ、高い正確性をもって評価することができる。

或いは、ステップ１０３を省略してもよい。これによれば、高温とオゾンとの影響によって、経時的に劣化したタイヤと同様の状態のタイヤを得ることができる。

以下に実施例を挙げて、本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

本発明の効果を確かめるために、タイヤの劣化促進試験を行った。実験においては、タイヤの耐久性を評価するタイヤとして、サイズがＰＳＲ２１５／４５Ｒ１７のタイヤを用いた。

ステップ１０１は、タイヤを放置する室内の室温を８０℃、タイヤの空気圧を、最大圧力の１００％である２４０ｋＰａとして行った。ステップ１０１においてタイヤを放置する期間は１４日とした。

ステップ１０２は、タイヤの走行試験を行う室内のオゾン濃度を３０ｐｐｈｍ、タイヤの空気圧を、最大圧力の７５％である１８０ｋＰａ、タイヤを路面ドラムに押しつける圧力を、最大圧力時の荷重の８５％として行った。ステップ１０２においてタイヤの走行試験を行う時間は１００時間とした。

ステップ１０３は、タイヤの空気圧を最大圧力の５４％である１３０ｋＰａ、タイヤを路面ドラムに押しつける圧力を、最大圧力時の荷重の１００％として行った。ステップ１０３において、タイヤの走行試験を行う時間は１６７時間とした。

以上の条件の下で、従来行われていた試験方法である、ステップ１０３のみを備える試験（従来例）と、ステップ１０１とステップ１０２とを組み合わせた試験（実施例１）と、ステップ１０１とステップ１０２とステップ１０３とを組み合わせた試験（実施例２）とを行った。

劣化促進試験の結果を表１及び図４に示す。

（結果）
図４に、試験の結果得られたタイヤの写真を示す。図４（ａ）に示すように、従来例の方法で試験されたタイヤの側面部には、白いチョークで記された部分に小さな亀裂が確認できる。

これに対し、図４（ｂ）に示すように、実施例１の方法で試験されたタイヤの側面部には、白いチョークで記された部分に微小な亀裂、即ち、故障核が発生していることが確認できる。

又、図４（ｃ）に示すように、実施例２の方法で試験されたタイヤの側面部には、タイヤの側面部に、大きな亀裂が発生していることが確認できる。特に、タイヤ側面部の、文字が表示されている部分において、大きな亀裂が発生している。

このように、実施例１の試験方法で試験されたタイヤには、微小な亀裂が発生し、実施例２のように、実施例１の試験方法の後、更に、低内圧試験を行った場合には、発生した微小な亀裂が拡大していることが確認できた。

以上のように、経時的に劣化したタイヤの側面部の耐久性を、効率的に、かつ、高い正確性をもって評価することができることが確認できた。

本実施形態に係る劣化促進試験方法のフロー図である。本実施形態に係る走行試験が行われるタイヤと路面ドラムを示す図である。本実施形態に係る走行試験が行われるタイヤと路面ドラムを異なる視点から見た図である。実施例の結果を示す図である。

符号の説明

１００…タイヤ
１１０…タイヤの回転軸
２００…路面ドラム
２１０…路面ドラムの回転軸

Claims

タイヤの経時的な劣化を促進させて、前記タイヤの耐久性を評価するための劣化促進試験方法であって、
室温が６０〜９０℃に保たれる室内において、リムに組み付けられ、タイヤ内部の気圧が最大圧力の８０〜１００％であるタイヤを、所定の期間放置するステップ１と、
２０〜４０ｐｐｈｍのオゾン雰囲気で、前記タイヤを回転させるための路面ドラムに、最大圧力時の荷重の８０〜１００％の荷重で前記タイヤを押しつけた状態で、前記路面ドラムを、６０〜８０Ｋｍ／ｈの表面スピードで、所定の時間回転させるステップ２と
を備えることを特徴とする劣化促進試験方法。
前記タイヤ内部の気圧を最大圧力の４０〜６０％とし、前記タイヤを、前記路面ドラムに、最大圧力時の荷重の８０〜１００％の荷重で押しつけた状態で、前記路面ドラムを、６０〜８０Ｋｍ／ｈの表面スピードで、所定の時間回転させるステップ３を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の劣化促進試験方法。
タイヤの経時的な劣化を促進させて、前記タイヤの耐久性を評価するための劣化促進試験方法であって、
２０〜４０ｐｐｈｍのオゾン雰囲気で、リムに組み付けられ、タイヤ内部の気圧が最大圧力の８０〜１００％である前記タイヤを、前記タイヤを回転させるための路面ドラムに、最大圧力時の荷重の８０〜１００％の荷重で押しつけた状態で、前記路面ドラムを、６０〜８０Ｋｍ／ｈの表面スピードで、所定の時間回転させるステップ２と、
前記タイヤ内部の気圧を最大圧力の４０〜６０％とし、前記タイヤを前記路面ドラムに、最大圧力時の荷重の８０〜１００％の荷重で押しつけた状態で、前記路面ドラムを、６０〜８０Ｋｍ／ｈの表面スピードで、所定の時間回転させるステップ３と
を備えることを特徴とする劣化促進試験方法。
前記タイヤに充填される気体は、空気であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の劣化促進試験方法。
前記ステップ１あるいは前記ステップ３は、空気中で行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の劣化促進試験方法。
前記ステップ２あるいは前記ステップ３は、前記路面ドラムの回転軸と前記タイヤの回転軸とが平行な状態で行われることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の劣化促進試験方法。