JP2008256619A

JP2008256619A - タイヤ試験装置およびタイヤ試験方法

Info

Publication number: JP2008256619A
Application number: JP2007101116A
Authority: JP
Inventors: Daichi Nakamura; 大地中村
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2007-04-06
Filing date: 2007-04-06
Publication date: 2008-10-23

Abstract

【課題】タイヤの排水性能を定量的に評価できるタイヤ試験装置およびタイヤ試験方法を提供すること。
【解決手段】このタイヤ試験装置１は、ウェット路の走行時におけるタイヤの排水性能を評価するための装置である。このタイヤ試験装置１では、タイヤの接地状態に関する情報（接地情報）を取得する情報取得装置２と、相互に異なる複数の試験条件下にて取得された接地情報に基づいて試験条件の変化に対する接地状態の変化率を算出する情報処理装置３とを有する。また、接地状態の変化率に基づいてタイヤの排水性能が評価される。
【選択図】図１

Description

この発明は、タイヤ試験装置およびタイヤ試験方法に関し、さらに詳しくは、タイヤの排水性能を定量的に評価できるタイヤ試験装置およびタイヤ試験方法に関する。

タイヤの製品開発では、タイヤの排水性能に関する定量的な評価指標が望まれている。しかしながら、相互に異なる複数のタイヤ間では、そのトレッドパターン、キャップコンパウンドの材質、タイヤサイズなどが相異する。このため、既存のタイヤ試験方法では、タイヤ単体の排水性能に関する定量的な評価が得られ難いという課題がある。

なお、タイヤの排水性能を評価するためのタイヤ試験装置には、特許文献１に記載される技術が知られている。従来のタイヤ試験装置（タイヤ排水シミュレーション方法）は、次の各ステップを含む。（ａ）接地及び転動の少なくとも一方により変形を与えることが可能でかつ周方向と交差する傾斜溝を含むパターン形状を有するタイヤモデルと、流体で一部または全部が満たされかつ前記タイヤモデルの少なくとも一部と接触する流体モデルと、を定めるステップ。（ｂ）前記タイヤモデルの変形計算を実行するステップ。（ｃ）前記流体モデルの流動計算を実行するステップ。（ｄ）前記ステップ（ｂ）での変形計算後のタイヤモデルと、前記ステップ（ｃ）での流動計算後の流体モデルとの境界面を認識し、認識した境界面に関する境界条件をタイヤモデル及び流体モデルに付与しかつ、境界条件を付与した後のタイヤモデル及び流体モデルについて前記ステップ（ｂ）及び前記ステップ（ｃ）の計算を繰り返して、予め定めた間計算させ前記流体モデルを擬似流動状態とするステップ。（ｅ）前記ステップ（ｃ）またはステップ（ｄ）におけるモデルまたはモデルに生じる物理量を描画するステップ。

特許第３４５２８６３号公報

この発明は、タイヤの排水性能を定量的に評価できるタイヤ試験装置およびタイヤ試験方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかるタイヤ試験装置は、ウェット路の走行時におけるタイヤの排水性能を評価するためのタイヤ試験装置であって、タイヤの接地状態に関する情報（以下、接地情報という。）を取得する情報取得手段と、相互に異なる複数の試験条件下にて取得された前記接地情報に基づいて試験条件の変化に対する接地状態の変化率を算出する情報処理手段とを含み、且つ、前記接地状態の変化率に基づいてタイヤの排水性能が評価されることを特徴とする。

このタイヤ試験装置では、試験条件の変化に対する接地状態の変化率に基づいてタイヤの排水性能が評価されるので、特定の試験条件に対するタイヤの接地状態の変化が定量化される。これにより、タイヤの排水性能を適正に評価できる利点がある。

また、この発明にかかるタイヤ試験装置は、タイヤの接地面積、接地長、接地圧分布または接地形状によりタイヤの接地状態が判断される。

このタイヤ試験装置では、タイヤの接地状態が適正に判断されるので、タイヤの排水性能の評価が適正に行われる利点がある。

また、この発明にかかるタイヤ試験装置は、タイヤを装着した試験車両の走行速度を試験条件として前記接地情報が取得される。

このタイヤ試験装置では、タイヤの接地状態がより適正に判断されて、タイヤの排水性能の評価が適正に行われる利点がある。

また、この発明にかかるタイヤ試験装置は、走行路の路面に水深ｈの水膜が形成されると共にタイヤを装着した試験車両がこの走行路上を走行することによりタイヤの接地状態が判断されるときに、水膜の水深ｈを試験条件として前記接地情報が取得される。

また、この発明にかかるタイヤ試験装置は、所定の試験条件下における接地状態を基準としてタイヤの接地状態が指数化され、この指数化された接地状態の変化率に基づいてタイヤの排水性能が評価される。

このタイヤ試験装置では、複数のタイヤ間にて接地状態の変化率とを比較できるので、タイヤの排水性能をより適正に評価できる利点がある。

また、この発明にかかるタイヤ試験装置は、ウェット路の走行時におけるタイヤの排水性能を評価するためのタイヤ試験方法であって、タイヤの接地状態に関する情報（以下、接地情報という。）を取得する情報取得ステップと、相互に異なる複数の試験条件下にて取得された前記接地情報に基づいて試験条件の変化に対する接地状態の変化率を算出する情報処理ステップとを含み、且つ、前記接地状態の変化率に基づいてタイヤの排水性能が評価されることを特徴とする。

このタイヤ試験方法では、試験条件の変化に対する接地状態の変化率に基づいてタイヤの排水性能が評価されるので、特定の試験条件に対するタイヤの接地状態の変化が定量化される。これにより、タイヤの排水性能を適正に評価できる利点がある。

この発明にかかるタイヤ試験装置およびタイヤ試験方法では、試験条件の変化に対する接地状態の変化率に基づいてタイヤの排水性能が評価されるので、特定の試験条件に対するタイヤの接地状態の変化が定量化される。これにより、タイヤの排水性能を適正に評価できる利点がある。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

図１は、この発明の実施例にかかるタイヤ試験装置を示す構成図である。図２は、タイヤ試験方法を示すフローチャート（図２）および説明図（図３〜図６）である。

［タイヤ試験装置］
このタイヤ試験装置１は、試験条件が変化したときのタイヤの接地状態に基づいて、ウェット路の走行時におけるタイヤの排水性能を評価するための装置である。ここで、試験条件とは、例えば、走行路１０に形成された水膜の水深、タイヤＴを装着した試験車両の走行速度、タイヤＴに負荷される荷重（輪荷重）、ブレーキング時のスリップ率、コーナリング時のスリップアングルなどをいう。また、タイヤの接地状態とは、タイヤの接地面積、接地長、接地圧分布、接地形状などをいう。

このタイヤ試験装置１は、情報取得装置２と、情報処理装置３とを含んで構成される（図１参照）。情報取得装置２は、タイヤＴの接地状態に関する情報（以下、接地情報という。）を取得するための装置である。この情報取得装置２は、例えば、タイヤ接地面を撮像するための撮像装置、タイヤ接地面における接地圧分布を測定するための感圧センサなどにより構成される。情報処理装置３は、相互に異なる複数の試験条件下にて取得された接地情報に基づいて、試験条件の変化に対する接地状態の変化率を算出するための装置である。

この実施例では、情報取得装置２がタイヤ接地面を撮像するための撮像装置（ハイスピードカメラ）により構成される（図１参照）。また、情報処理装置３がＰＣ（personal computer）により構成される。情報処理装置３は、情報取得装置２により取得されたタイヤ接地面の画像データ（接地情報）に基づいて後述する画像処理を行い、試験条件の変化に対する接地状態の変化率を算出する。

［性能試験］
タイヤの排水性能に関する性能試験では、走行路１０の地下に観測室１１が設けられる（図１参照）。また、観測室１１の天井壁には、走行路１０の路面に開口する開口部１２が設けられる。また、この開口部１２には、走行路１０の路面と面一になるように透明板１３が嵌め込まれる。また、この透明板１３上（走行路１０の路面）に水膜が形成されて、ウェット路が再現される。また、観測室１１内にタイヤ試験装置１が配置される。なお、観測室１１内には、タイヤ接地面を路面側から照らすための照明灯１４が配置される。

この性能試験では、まず、複数種類の試験条件が設定される（ＳＴ１）（図２参照）。具体的には、路面の水深ｈがｈ＝１［ｍｍ］の一定値に設定される。また、車両の走行速度ｖがｖ＝０［ｋｍ／ｈ］（静止状態）、５０［ｋｍ／ｈ］および９０［ｋｍ／ｈ］の三段階に設定される。

次に、各試験条件における接地情報が取得される（ＳＴ２）。具体的には、試験対象である複数種類のタイヤＡ〜Ｃがそれぞれ試験車両に装着され、各試験車両が走行路１０を走行する（図１参照）。そして、タイヤＡ〜Ｃが透明板１３上を通過したときに、情報取得装置（撮像装置）２がタイヤ接地面を路面側から撮像して、その画像データを情報処理装置３に送る。また、各走行速度ｖについて、タイヤ接地面の画像データが取得される（図３参照）。

次に、試験条件の変化に対する接地状態の変化率が算出される（ＳＴ３）。具体的には、取得されたタイヤ接地面の画像データ（接地情報）に基づいて、各走行速度ｖ（試験条件）におけるタイヤの接地面積が算出される（図４参照）。そして、車両走行時における接地面積（走行中接地面積）と静止状態における接地面積（基準接地面積）との比（接地面積比）が算出される。そして、この算出結果に基づいて、走行速度ｖの変化に対する接地状態（接地面積比）の変化率が算出される。

次に、接地状態の変化率に基づいて、タイヤの排水性能が評価される（ＳＴ４）。一般に、接地状態の変化率が小さいほど接地状態が試験条件に対して左右され難く、タイヤの排水性能が高い。例えば、車両の走行速度ｖが増加すると、ハイドロプレーニング現象により、タイヤの接地面積が減少する（図５参照）。したがって、走行速度ｖの増加（試験条件が変化）に対する接地面積の減少率（接地状態の変化率）が小さいタイヤほど、その排水性能が高いといえる。図５に示す例では、タイヤＣの排水性能が最も高いといえる。

［効果］
このタイヤ試験装置１（タイヤ試験方法）では、試験条件の変化に対する接地状態の変化率に基づいてタイヤの排水性能が評価されるので、特定の試験条件に対するタイヤの接地状態の変化が定量化される。これにより、タイヤの排水性能を適正に評価できる利点がある。例えば、相互に異なる複数のタイヤ間では、そのトレッドパターン、キャップコンパウンドの材質、タイヤサイズなどが相異するため、一定の試験条件下では接地状態の比較が困難である。このため、既存のタイヤ試験方法では、タイヤ単体の排水性能に関する定量的な評価が得られ難い。

［付加的事項１］
なお、このタイヤ試験装置１では、タイヤの接地面積によりタイヤの接地状態が判断され、試験条件の変化に対するタイヤの接地面積（接地面積比）の変化率に基づいて、タイヤの排水性能が評価される（図３〜図５参照）。しかし、これに限らず、タイヤ接地面の接地長、接地圧分布または接地形状によりタイヤの接地状態が判断されても良い（図示省略）。かかる構成では、タイヤの接地状態が適正に判断されるので、タイヤの排水性能の評価が適正に行われる利点がある。

［付加的事項２］
また、このタイヤ試験装置１では、上記のように、タイヤを装着した試験車両の走行速度ｖを試験条件としてタイヤ接地面の接地情報が取得されることが好ましい（図３〜図５参照）。一般に、タイヤの接地状態の変化率は、試験車両の走行速度ｖの変化に応じてタイヤ毎に相異する。また、試験車両の走行速度ｖとタイヤの排水性能とは、密接な関係にある。したがって、かかる構成では、タイヤの接地状態がより適正に判断されて、タイヤの排水性能の評価が適正に行われる利点がある。

また、これに限らず、このタイヤ試験装置１では、走行路１０の路面に水深ｈの水膜が形成されると共にタイヤを装着した試験車両がこの走行路上を走行することによりタイヤの接地状態が判断されるときに、水膜の水深ｈを試験条件としてタイヤ接地面の接地情報が取得されることが好ましい（図６参照）。一般に、タイヤの接地状態の変化率は、走行路１０に形成された水膜の水深ｈの変化に応じてタイヤ毎に相異する。また、水膜の水深ｈとタイヤの排水性能とは、密接な関係にある。したがって、かかる構成では、タイヤの接地状態がより適正に判断されて、タイヤの排水性能の評価が適正に行われる利点がある。

例えば、この実施例の変形例では、試験車両の走行速度ｖを一定に設定し、走行路１０に形成された水膜の水深ｈを変化させて性能試験が行われる（図６参照）。また、水深ｈの変化に対する接地状態（接地面積比）の変化率が算出される。そして、この接地状態の変化率に基づいてタイヤの排水性能が評価される。これにより、タイヤの排水性能が適正に評価される。

また、このタイヤ試験装置１では、上記と同様に、タイヤＴに負荷される荷重（輪荷重）、ブレーキング時のスリップ率、コーナリング時のスリップアングルなどを試験条件としてタイヤ接地面の接地情報が取得されても良い（図示省略）。かかる構成としても、タイヤの接地状態がより適正に判断されて、タイヤの排水性能の評価が適正に行われる利点がある。

［付加的事項３］
また、このタイヤ試験装置１では、所定の試験条件下における接地状態を基準としてタイヤの接地状態が指数化され、この指数化された接地状態の変化率に基づいてタイヤの排水性能が評価されることが好ましい。かかる構成では、複数のタイヤ間にて接地状態の変化率とを比較できるので、タイヤの排水性能をより適正に評価できる利点がある。

例えば、この実施例では、静止状態における接地面積（基準接地面積）を基準（１００）としてタイヤの接地状態（車両走行時における接地面積（走行中接地面積））が指数化され、この指数値（接地面積比＝走行中接地面積／基準接地面積×１００）を用いてタイヤの排水性能が評価される（図５参照）。これにより、相互に異なる複数種類のタイヤＡ〜Ｃについて、タイヤの排水性能を比較評価できる。なお、基準となるタイヤの接地状態は、上記した静止状態での接地面積に限らず、乾燥路面での走行中の接地面積であっても良い。

［付加的事項４］
また、このタイヤ試験装置１は、室内ドラム試験装置に適用されても良い（図示省略）。かかる場合には、上記の一連の性能試験にあたり、インサイドドラムの一部を透明板１３とし、情報取得装置（撮像装置）２によりタイヤＴの接地面が撮像される。かかる構成では、試験条件の管理が容易となり、より精度の高い性能試験が可能となる利点がある。

以上のように、本発明にかかるタイヤ試験装置およびタイヤ試験方法は、タイヤの排水性能を定量的に評価できる点で有用である。

この発明の実施例にかかるタイヤ試験装置を示す構成図である。タイヤ試験方法を示すフローチャートである。タイヤ試験方法を示す説明図である。タイヤ試験方法を示す説明図である。タイヤ試験方法を示す説明図である。タイヤ試験方法を示す説明図である。

符号の説明

１タイヤ試験装置
２情報取得装置
３情報処理装置
１０走行路
１１観測室
１２開口部
１３透明板
１４照明灯

Claims

ウェット路の走行時におけるタイヤの排水性能を評価するためのタイヤ試験装置であって、
タイヤの接地状態に関する情報（以下、接地情報という。）を取得する情報取得手段と、相互に異なる複数の試験条件下にて取得された前記接地情報に基づいて試験条件の変化に対する接地状態の変化率を算出する情報処理手段とを含み、且つ、前記接地状態の変化率に基づいてタイヤの排水性能が評価されることを特徴とするタイヤ試験装置。
タイヤの接地面積、接地長、接地圧分布または接地形状によりタイヤの接地状態が判断される請求項１に記載のタイヤ試験装置。
タイヤを装着した試験車両の走行速度を試験条件として前記接地情報が取得される請求項１または２に記載のタイヤ試験装置。
走行路の路面に水深ｈの水膜が形成されると共にタイヤを装着した試験車両がこの走行路上を走行することによりタイヤの接地状態が判断されるときに、水膜の水深ｈを試験条件として前記接地情報が取得される請求項１〜３のいずれか一つに記載のタイヤ試験装置。
所定の試験条件下における接地状態を基準としてタイヤの接地状態が指数化され、この指数化された接地状態の変化率に基づいてタイヤの排水性能が評価される請求項１〜４のいずれか一つに記載のタイヤ試験装置。
ウェット路の走行時におけるタイヤの排水性能を評価するためのタイヤ試験方法であって、
タイヤの接地状態に関する情報（以下、接地情報という。）を取得する情報取得ステップと、相互に異なる複数の試験条件下にて取得された前記接地情報に基づいて試験条件の変化に対する接地状態の変化率を算出する情報処理ステップとを含み、且つ、前記接地状態の変化率に基づいてタイヤの排水性能が評価されることを特徴とするタイヤ試験方法。