JP2007071795A - タイヤ耐久試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト層のエッジセパレーション故障を調べるタイヤ耐久試験において、ビード部の内部故障の発生を招くことなく、ベルト層のエッジセパレーション故障を発生させ、市場再現性を高めることが可能なタイヤ耐久試験方法を提供する。
【解決手段】空気入りタイヤ１を加熱する乾熱前処理を実施した後、所定の試験荷重と所定の試験速度でドラム耐久試験を行うタイヤ耐久試験方法であり、乾熱前処理の際に空気入りタイヤ１のビード部１Ｃがトレッド部１Ａより温度が低くなるように加熱する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ耐久試験方法に関し、更に詳しくは、ベルト層のエッジセパレーション故障を調べるタイヤ耐久試験に関する。

市場で使用されている空気入りタイヤは、使用に伴ってゴムが熱酸化老化して物性が低下し、それにより内部故障が発生し易くなる。この市場での内部故障をラボ試験により精度良く再現し評価するには、市場でのゴム物性低下を考慮した試験条件であることが重要である。

従来、タイヤの内部故障を調べる試験として、ベルト層のエッジセパレーション故障を調べるタイヤ耐久試験がある。この試験では、通常、試験タイヤに試験荷重を加えながらドラム上を所定の試験速度で走行させるドラム耐久試験を行う前に、オーブン内に試験タイヤを入れて所定の期間加熱する乾熱前処理を実施し、試験タイヤのゴムを熱劣化させてゴム物性を低下させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記のように行う試験方法では、市場では殆どビード部内部故障が発生しないタイヤにおいてもビード部内部故障が発生し、市場で発生するベルト層のエッジセパレーション故障のみを再現することができないという問題があった。
特開２００３−１６１６７４号公報

本発明の目的は、ベルト層のエッジセパレーション故障を調べるタイヤ耐久試験において、ビード部の内部故障の発生を招くことなく、ベルト層のエッジセパレーション故障を発生させ、市場再現性を高めることが可能なタイヤ耐久試験方法を提供することにある。

上記目的を達成する本発明は、空気入りタイヤを加熱する乾熱前処理を実施した後、所定の試験荷重と所定の試験速度でドラム耐久試験を行うタイヤ耐久試験方法において、前記乾熱前処理の際に前記空気入りタイヤのビード部がトレッド部より温度が低くなるように加熱することを特徴とする。

上述した本発明によれば、乾熱前処理の際に空気入りタイヤのビード部をトレッド部より温度が低くなるように加熱することにより、ビード部のゴムの熱劣化の度合いを市場で使用されているタイヤに合わせることができるので、ベルト層のエッジセパレーション故障を調べるタイヤ耐久試験において、ビード部に内部故障を発生させることなく、ベルト層のエッジセパレーション故障を発生させることができ、市場再現性を高めることが可能になる。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明のタイヤ耐久試験方法の一実施形態を示し、１は試験を行う空気入りタイヤ（試験タイヤ）、２は試験タイヤ１を加熱するためのタイヤウォーマー、３はドラム耐久試験を行うためのドラムである。

本発明のタイヤ耐久試験方法は、先ず、試験タイヤ１をホイールＷのリムにリム組し、気体を充填する。充填する気体としては、空気でもよいが、酸化劣化を促進し、試験期間を短縮するため、好ましくは、酸素分圧の割合が３０％以上、より好ましくは６０％以上の酸素含有気体を充填するのがよい。酸素濃度は高ければ高いほど劣化を促進できるため、酸素分圧の割合の上限値は可能であれば１００％であってもよい（実際上は１００％未満）。

なお、ここで言う酸素分圧とは、充填気体の全圧力に対する酸素の分圧を示すものである。例えば、通常のやり方でタイヤをリム組みし、酸素を３００ｋＰａ充填した場合、タイヤ内の１気圧（１００ｋＰ）の空気に含まれる酸素分（２０ｋＰａ）を加え、このタイヤ内の酸素分圧は３２０ｋＰａとなり、酸素分圧の割合は８０％となる。但し、空気中に含有される酸素の量は２０％とする。

次いで、図１に示すように、気体を充填した試験タイヤ１のトレッド部１Ａをタイヤウォーマー２で被覆し、タイヤウォーマー２によりトレッド部１Ａを加熱する。これにより、熱がトレッド部１Ａからサイドウォール部１Ｂを経てビード部１Ｃに伝達され、試験タイヤ１全体が加熱されるが、ビード部１Ｃはタイヤウォーマー２により被覆されていないので、トレッド部１Ａより低い加熱温度となる。

なお、ここで言うタイヤウォーマー２とは、トレッド部１Ａを被覆するためのカバーシート内にニクロム線などの電熱線を内設した構造を有するものである。

トレッド部１Ａの加熱温度としては、５０℃〜９０℃の範囲にすることができる。加熱温度が５０℃より低いと、ゴムの熱劣化速度が遅く、乾熱すべき期間が長くなり効率が悪い。逆に加熱温度が９０℃を超えると、市場での一般的なタイヤのトレッド部の温度以上となり、市場とは異なった熱劣化となる虞れがある。

トレッド部１Ａとビード部１Ｃとの温度差としては、少なくとも５℃〜２０°となるようにするのがよい。市場でビード部に内部故障が発生せずに、ベルト層のエッジセパレーション故障が発生する各種タイヤ（高速走行時や高荷重時）のトレッド部とビード部の温度差を調べてみると、乗用車用タイヤの場合、少なくとも５℃〜２０°の範囲に概ねあるからである。トレッド部１Ａとビード部１Ｃの温度差は、試験するタイヤの種類や仕様などによって適宜設定される。ビード部１Ｃの温度が低い程、ビード部１Ｃでの内部故障が発生し難くなるので、差の上限値は特に限定されない。

試験タイヤ１の加熱は、上述したタイヤウォーマー２を用いて加熱する方法に代えて、図２に示すように、試験タイヤ１のトレッド部１Ａにドライヤー４から熱風を当てて加熱することにより、ビード部１Ｃがトレッド部１Ａより温度が低くなるようにしてもよく、また図３に示すように、試験タイヤ１のトレッド部１Ａを赤外線ライト５により赤外線照射して加熱することにより、ビード部１Ｃがトレッド部１Ａより温度が低くなるようにしてもよい。

或いは、図４に示すように、試験タイヤ１をオーブン（加熱炉）６中で加熱しながら、ビード部１Ｃを不図示の冷却手段で冷却することにより、ビード部１Ｃがトレッド部１Ａより温度が低くなるようにしてもよい。当然のことながら、上記した加熱方法に限定されず、他の加熱方法を採用してもよいことは言うまでもない。

試験タイヤ１を所定の期間（３〜１５日程度、例えば、酸素分圧の割合を８０％にした酸素含有気体を充填した場合は５日間程度）加熱維持した後、試験タイヤ１内の気体を排出し、乾熱前処理が終了する。

乾熱前処理に続いて、空気等の気体を充填した試験タイヤ１を室内に設置したドラム試験機に取り付け、所定の試験荷重を試験タイヤ１に付与しながら所定の試験速度で回転するドラム３上をベルト層のエッジにセパレーションが発生するまで走行させるドラム耐久試験を行う。高速耐久性を試験する場合には、試験速度を段階的に増加させ（試験荷重は一定または段階的に増加）、荷重耐久性を試験する場合には、試験荷重を段階的に増加させる（試験速度は一定または段階的に増加）が、ここで行うドラム耐久試験は、従来と同様であり、いずれの試験方法であってもよい。例えば、ＪＩＳ Ｄ４２３０に記載される方法や特許公開公報に開示される方法などがある。

本発明者らは、ベルト層のエッジセパレーション故障を調べる従来のタイヤ耐久試験方法において、市場では殆ど発生しないビード部の内部故障が発生する原因について鋭意検討した結果、以下のことを知見した。

即ち、試験タイヤをオーブン内で加熱する乾熱前処理は、試験タイヤ全体が加熱されるため、タイヤ内部が均一な温度になる。それに対して、市場で実際に走行状態にあるタイヤ内部の温度は、トレッド部の方が厚く、また接地時の変形も大きいため、乗用車用タイヤの場合、一般的にトレッド部がビード部より高く、ビード部はトレッド部より温度が低くなる。本発明者らは、高速走行時や高荷重時における乗用車用タイヤにおいて、ビード部よりトレッド部が少なくとも５〜２０℃程度は高くなることを確認した。

従来の乾熱前処理では、この点が考慮されておらず、ビード部の温度をトレッド部の温度に合わせて高くし、熱劣化させ過ぎていたため、市場では殆ど発生しないビード部の内部故障が発生していたのである。

そこで、本発明では、乾熱前処理の際に空気入りタイヤ１のビード部１Ｃをトレッド部１Ａより温度が低くなるように加熱するようにしたのである。これにより、ビード部１Ｃのゴムの熱劣化の度合いを市場で使用されるタイヤに対応させることができるので、ベルト層のエッジセパレーション故障を調べるタイヤ耐久試験において、ビード部１Ｃの内部故障の発生を招くことなく、ベルト層のエッジセパレーション故障を発生させることができる。従って、タイヤ耐久試験における市場再現性を高めることが可能になる。

タイヤサイズを２６５／７０Ｒ１６ １１２Ｓで共通にし、タイヤ仕様を同じにした各試験タイヤを表１に示す試験条件でそれぞれタイヤ耐久試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。なお、表１において、規格最大荷重とは、ＪＡＴＭＡに規定される最大負荷能力の荷重である。

表１から、実施例１〜４に示す本発明の方法は、ビード部に内部故障を発生させずに、ベルト層のエッジセパレーション故障を発生させることができるのがわかる。

本発明のタイヤ耐久試験方法の一実施形態を示す説明図である。 試験タイヤを加熱する方法の他の例を示す説明図である。 試験タイヤを加熱する方法の更に他の例を示す説明図である。 試験タイヤを加熱する方法の更に他の例を示す説明図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ（試験タイヤ）
１Ａ トレッド部
１Ｂ サイドウォール部
１Ｃ ビード部
２ タイヤウォーマー
３ ドラム
４ ドライヤー
５ 赤外線ライト
６ オーブン
Ｗ ホイール

Claims (9)

1. 空気入りタイヤを加熱する乾熱前処理を実施した後、所定の試験荷重と所定の試験速度でドラム耐久試験を行うタイヤ耐久試験方法において、前記乾熱前処理の際に前記空気入りタイヤのビード部がトレッド部より温度が低くなるように加熱するタイヤ耐久試験方法。
2. 前記トレッド部を５０℃〜９０℃に加熱する請求項１に記載のタイヤ耐久試験方法。
3. 前記トレッド部と前記ビード部の温度差が少なくとも５℃〜２０℃である請求項１または２に記載のタイヤ耐久試験方法。
4. 前記乾熱前処理において、リム組した前記空気入りタイヤに酸素分圧の割合が３０％以上の酸素含有気体を充填した後加熱する請求項１，２または３に記載のタイヤ耐久試験方法。
5. 前記試験荷重及び／または試験速度を段階的に増加させる請求項１乃至４のいずれか１項に記載のタイヤ耐久試験方法。
6. 前記乾熱前処理において、前記空気入りタイヤのトレッド部をタイヤウォーマーで被覆して加熱することにより、ビード部がトレッド部より温度が低くなるようにする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のタイヤ耐久試験方法。
7. 前記乾熱前処理において、前記空気入りタイヤのトレッド部に熱風を当てて加熱することにより、ビード部がトレッド部より温度が低くなるようにする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のタイヤ耐久試験方法。
8. 前記乾熱前処理において、前記空気入りタイヤのトレッド部を赤外線照射して加熱することにより、ビード部がトレッド部より温度が低くなるようにする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のタイヤ耐久試験方法。
9. 前記乾熱前処理において、前記空気入りタイヤをオーブン中で加熱しながら、該空気入りタイヤのビード部を冷却することにより、ビード部がトレッド部より温度が低くなるようにする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のタイヤ耐久試験方法。

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