JP2014032087A - タイヤの台上試験装置及びこれを用いたタイヤ性能試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】屋外で行うタイヤの性能試験結果と相関の高い試験結果を室内で得る。
【解決手段】タイヤＴを接触させて走行させる回転可能なドラム２と、リムＪに装着された前記タイヤＴを回転可能に片持ち保持する支持軸３と、前記ドラム２又は前記支持軸３を回転駆動させる駆動手段とを含む、室内でタイヤの性能試験を行うタイヤの台上試験装置１である。前記ドラム２は、タイヤＴが走行する擬似路面７を具えた内周面２Ｇを有する。該内周面２Ｇは、ドラム回転軸心２ｃを含む断面において、ドラム半径方向外側に凸となる滑らかな円弧状面２Ｍを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、屋外で行うタイヤの性能試験結果と相関の高い試験結果を室内で得ることができるタイヤの台上試験装置及びこれを用いたタイヤ性能試験方法に関する。

タイヤの走行性能を評価するタイヤ走行試験方法は、実車による実車走行試験方法及びドラムを用いて走行性能を評価する台上試験方法が知られている。

実車走行試験方法は、屋外で行われるもので、テストコースを車両で走行し、例えば、騒音性能、旋回性能、ハイドロプレーンニング性能、及び摩耗性能等のタイヤ走行性能が評価される。

一方、台上試験方法は、室内で行われるもので、図８に示されるように、ドラムｄの内周面ｄａにタイヤｔの走行面ｔａが設けられた台上試験装置ｓを用いて、例えば、タイヤｔに負荷する荷重、ドラムｄ又はタイヤｔの走行速度、タイヤｔの回転方向等を規定して、該内周面ｄａ上にタイヤｔを接触走行させ、上述の各種タイヤ走行性能が評価される。

しかしながら、従来の台上試験によって得られる結果は、実車走行試験結果との相関があまりよくないという問題があった。発明者らは、種々実験を行った結果、このような相関の低さは、ドラムの内周面を走行するタイヤの接地形状と路面を実車走行するタイヤの接地形状とが大きく異なり、このため、接地面に作用する荷重が大きく相違すること等が原因であることを知見した。台上試験装置に関連する技術として、下記特許文献がある。

特開２００８−８２７０９号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、室内で行うタイヤの台上試験装置のドラムの内周面を、ドラム回転軸心を含む断面において、ドラム半径方向外側に凸となる滑らかな円弧状面とすることを基本として、台上試験におけるタイヤの接地形状を、実車による走行試験時のタイヤの接地形状に近似させることにより、実車で行うタイヤの性能試験結果と相関の高い試験結果を得ることができるタイヤの台上試験装置及びこれを用いたタイヤ性能試験方法を提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、タイヤを接触させて走行させる回転可能なドラムと、リムに装着された前記タイヤを回転可能に片持ち保持する支持軸と、前記ドラム又は前記支持軸を回転駆動させる駆動手段とを含み、室内でタイヤの性能試験を行うタイヤの台上試験装置であって、前記ドラムは、タイヤが走行する擬似路面を具えた内周面を有し、該内周面は、ドラム回転軸心を含む断面において、ドラム半径方向外側に凸となる滑らかな円弧状面を有することを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記断面において、前記円弧状面の曲率半径Ｒａは、ドラム回転軸心から前記円弧状面のドラム半径方向の最外点までの半径であるドラム半径Ｒｂの１．７０〜２．４０倍である請求項１記載のタイヤの台上試験装置である。

また請求項３記載の発明は、前記擬似路面は、アスファルト路、コンクリート路及び砂利路のいずれかである請求項１又は２記載のタイヤの台上試験装置である。

また請求項４記載の発明は、前記擬似路面は、ＩＳＯ１０８４４で定義されるきめ深さが０．４０〜０．８０mmである請求項１又は２記載のタイヤの台上試験装置である。

また請求項５記載の発明は、前記擬似路面は、ドラム周方向に分割して交換可能に貼り付けられる複数の分割体からなる請求項１乃至４のいずれかに記載のタイヤの台上試験装置である。

また請求項６記載の発明は、前記分割体は、ドラム周方向の長さが異なる請求項５に記載のタイヤの台上試験装置である。

また請求項７記載の発明は、前記駆動手段は、吸音材で覆われる請求項１乃至６のいずれかに記載のタイヤの台上試験装置である。

また請求項８記載の発明は、前記擬似路面に散水する散水装置と、前記擬似路面上の水を保持する保持手段とを有する請求項１乃至７のいずれかに記載のタイヤの台上試験装置である。

また請求項９記載の発明は、タイヤの性能を測定する測定手段をさらに含み、該測定手段は、前記支持軸を回転自在に支承する軸受の内周面に取り付けられた荷重測定用のロードセルを含む請求項１乃至８のいずれかに記載のタイヤの台上試験装置である。

また請求項１０記載の発明は、前記駆動手段の回転速度を制御する回転速度制御装置と、前記ドラムに負荷する荷重を制御する荷重制御装置と、前記タイヤの回転方向を制御する回転方向制御装置とをさらに有する請求項１乃至９のいずれかに記載のタイヤの台上試験装置である。

また請求項１１記載の発明は、タイヤの台上試験装置を用いて室内でタイヤの性能試験を行うタイヤ性能試験方法であって、擬似路面を内周面に具えた回転可能なドラムの前記内周面上に、リムに装着されたタイヤを接触させて走行させる走行工程と、前記タイヤの走行中の性能を測定する測定工程とを含み、前記内周面は、ドラム回転軸を含む断面において、ドラム半径方向外側に凸となる滑らかな円弧状面を有することを特徴とするタイヤ性能試験方法である。

また請求項１２記載の発明は、前記円弧状面の曲率半径Ｒａは、ドラム回転軸の中心から前記円弧状面のドラム半径方向の最外点までの半径であるドラム半径Ｒｂの１．７０〜２．４０倍である請求項１１記載のタイヤ性能試験方法

また請求項１３記載の発明は、前記走行工程は、前記ドラムを回転させるとともに、前記ドラムの回転速度と異なる速度で前記タイヤを走行させる工程を含み、前記測定工程は、前記ドラムと前記タイヤとの速度差から生じる摩擦係数を測定する摩擦係数測定工程である請求項１１又は１２記載のタイヤ性能試験方法である。

また請求項１４記載の発明は、前記走行工程は、前記タイヤに荷重を負荷しつつ、前記タイヤの回転方向を前記ドラムの回転方向に対して異なる向きに走行させる工程を含み、前記測定工程は、前記タイヤに生じる横力を測定する横力測定工程である請求項１１又は１２記載のタイヤ性能試験方法である。

また請求項１５記載の発明は、前記擬似路面に散水する散水工程をさらに含み、前記走行工程は、散水された擬似路面上に、前記タイヤに荷重を負荷しつつ、前記タイヤの回転方向を前記ドラムの回転方向に対して異なる向きに走行させる工程を含み、前記測定工程は、前記タイヤに生じる横力を測定する横力測定工程である請求項１１又は１２記載のタイヤ性能試験方法である。

また請求項１６記載の発明は、前記測定工程は、走行工程の前後のタイヤの質量の差を測定する質量測定工程である請求項１１又は１２記載のタイヤ性能試験方法である。

また請求項１７記載の発明は、前記測定工程は、騒音を測定する騒音測定工程である請求項１１又は１２記載のタイヤ性能試験方法である。

本発明のタイヤの台上試験装置は、タイヤを接触させて走行させる回転可能なドラムと、リムに装着された前記タイヤを回転可能に片持ち保持する支持軸と、前記ドラム又は前記支持軸を回転駆動させる駆動手段とを含み、室内でタイヤの性能試験を行う。前記ドラムは、タイヤが走行する擬似路面を具えた内周面を有し、該内周面は、ドラム回転軸心を含む断面において、ドラム半径方向外側に凸となる滑らかな円弧状面を有する。このような台上試験装置を利用した台上試験では、ドラム上を走行するタイヤの接地形状が、実車走行試験での路面を走行するタイヤの接地形状に近似するため、台上試験の走行性能と実車走行試験での走行性能とが近似する。従って、本発明のタイヤの台上試験装置では、屋外で行うタイヤの試験結果と相関の高い試験結果が得られる。

本発明の一実施形態のタイヤの台上試験装置を概念的に示す側面図である。 図１の斜視図である。 （ａ）は、ドラムの拡大断面図、（ｂ）は、分割体の斜視図である。 実車走行試験におけるタイヤの接地形状を表す図である。 （ａ）は、円弧状面の曲率半径Ｒａが、ドラム半径Ｒｂの１．０倍の接地形状を表す図、（ｂ）は、円弧状面の曲率半径Ｒａが、ドラム半径Ｒｂの３．０倍の接地形状を表す図である。 ロードセルの取り付け状態を表す軸受の断面図である。 （ａ）は、台上試験装置による騒音測定具の配設位置を示す側面図、（ｂ）は、その正面断面図、（ｃ）は、実車走行試験での騒音測定具の配設位置を示す平面図である。 従来の台上試験装置を説明する側面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１及び２に示されるように、本発明のタイヤの台上試験装置（以下、単に「装置」ということがある。）１は、室内で乗用車用、自動二輪車用及びＳＵＶ（Sports Utility Viechle）などと称される多目的自動車に使用される四輪駆動用等の種々のタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）Ｔの走行性能、例えば、騒音性能、旋回性能、ハイドロプレーンニング性能、摩耗性能等を試験するための装置である。

本実施形態の装置１は、例えば、周方向に回転可能なドラム２、リムＪに装着されたタイヤＴのトレッド面Ｔ１をドラム２の内周面２Ｇ上に接触させて回転可能かつ片持ちでタイヤＴを保持する支持軸３、該支持軸３を駆動するタイヤ駆動手段４、前記ドラム２を回転可能に片持ちで保持するドラム回転軸５、該ドラム回転軸５を回転駆動するドラム駆動手段６とを含んで構成される。このように、本実施形態の装置１は、タイヤＴがドラム２の内周面２Ｇ上を走行するインサイドドラム式の測定装置である。

本実施形態のドラム２は、実車走行試験で使用される路面を模した擬似路面７を具えた内周面２Ｇと、前記ドラム回転軸５が取り付けられる一方側の側面２Ａと、タイヤＴを出し入れするための開口Ｏを有する他方側の側面２Ｂとを含む。なお、前記開口Ｏの周縁には小高さのフランジ部Ｏｆが設けられている。

図３（ａ）に示されるように、前記内周面２Ｇは、ドラム回転軸心２ｃを含む断面において、ドラム半径方向外側に凸となる滑らかな円弧状面２Ｍを有する。発明者らの実験の結果、このような円弧状面２Ｍを走行するタイヤの接地形状が、図４に示されるように、実車走行試験での路面を走行するタイヤの接地形状に近似することが判明した。従って、円弧状面２Ｍ上を走行するタイヤの接地面に作用する荷重は、実車走行試験の接地面に作用する荷重分布と近似する。従って、本発明のタイヤの台上試験装置では、屋外で行う実車によるタイヤの走行性能試験結果と相関の高い試験結果を得ることができる。

前記円弧状面２Ｍは、本実施形態では、内周面２Ｇの赤道Ｃａ上にドラム半径方向の最外点Ｐが実質的に設けられるとともに、擬似路面７の全幅に亘って形成される。前記「実質的に」とは、前記最外点Ｐが、内周面２Ｇの赤道Ｃａ上に設けられる場合はもちろん、内周面２Ｇの赤道Ｃａから、ドラム軸方向両側に、内周面２Ｇのドラム軸方向長さＷｄの５％の範囲に設けられる場合を含む。

このような円弧状面２Ｍの曲率半径Ｒａは、ドラム回転軸心２ｃから前記最外点Ｐまでの半径であるドラム半径Ｒｂの１．７０〜２．４０倍であることが望ましい。即ち、発明者らの実験の結果、前記曲率半径Ｒａがドラム半径Ｒｂの１．７０倍未満の場合、図５（ａ）に示されるように、接地面の形状が、実車走行試験における前記接地形状（図４に示す）に比して、タイヤ軸方向に亘りタイヤ周方向の長さが等しくかつ小さな略矩形状となる傾向があることが判明している。逆に、前記曲率半径Ｒａがドラム半径Ｒｂの２．４０倍を超えた場合、図５（ｂ）に示されるように、接地面の形状が、実車走行試験における接地形状に比して、タイヤ赤道Ｃ側のタイヤ周方向の長さがタイヤ軸方向両端側のタイヤ周方向の長さよりも過度に大きくかつタイヤ軸方向に亘りタイヤ周方向の長さが大きな略円形状になる傾向がある。従って、いずれの場合も、円弧状面２Ｍ上での接地面の形状が、実車走行試験おける接地形状と大きく異なるため、接地面に作用する荷重分布が大きく異なり、実車走行試験と台上試験との走行性能の試験結果の相関が小さくなるおそれがある。このような観点より、前記曲率半径Ｒａは、ドラム半径Ｒｂの好ましくは１．９０倍以上が望ましく、また、好ましくは２．２０倍未満が望ましい。

また、擬似路面７は、アスファルト路、コンクリート路及び砂利路のいずれかで形成されるのが望ましい。これにより、所望する路面状態に応じた走行性能試験を行うことができる。

また、前記擬似路面７は、図３（ａ）に示されるように、ＩＳＯ路面規格の粒度曲線（ＩＳＯ１０８４４の付属書Ｃ設計のガイドラインに記載のアスファルト混合物の粒度曲線許容範囲参照）に合わせた骨材７ａと、該骨材７ａを結合する樹脂からなる結合材７ｂとを調合することにより形成されてもよい。

この場合、擬似路面７は、ＩＳＯ １０８４４の「体積法による舗装面のマクロのきめ深さの測定」で定義されるきめ深さが０．４０〜０．８０mmであるのが望ましい。即ち、騒音試験の場合、きめ深さが０．４mm未満になると、縦溝気柱共鳴音の加振力が小さくなり、実車による騒音試験結果と相関性が低くなるおそれがある。逆に、きめ深さが０．８mmを超えると、縦溝気柱共鳴音の周波数が励起されず、同じく実車による騒音試験結果と相関性が低くなる傾向がある。

図３（ｂ）に示されるように、本実施形態の擬似路面７は、ドラム周方向に分割されて、上記所望する路面に交換可能な複数の分割体８から構成される。また、該分割体８は、ドラム周方向の長さＬが異なる大きさで形成されるのが望ましい。これにより、例えば、分割体８の継ぎ目によって、バリアブルピッチ法等に基づいた騒音試験を精度良く行うことができる。なお、前記長さＬは、特に限定されるものではないが、各種走行性能の相関をバランスよく確保するため、ドラム半径Ｒｂの５０〜８０％のものが望ましい。また、上述の作用を効果的に発揮させるため、最小の分割体８ａの周方向長さＬａと最大の分割体８ｂの周方向長さＬｂとの比Ｌｂ／Ｌａは、１２５〜１０５％であるのが望ましい。なお、分割体８は、例えば、ボルトなどの周知の締結具１８を用いてドラム本体に強固に固着される。

また、装置１は、図２の１点鎖線で示されるように、吸音材Ｚで覆われているのが望ましい。本実施形態では、タイヤ駆動手段４を吸音材Ｚで囲うタイヤ側囲い部Ｚ１と、ドラム駆動手段６を吸音材Ｚで囲うドラム側囲い部Ｚ２とが設けられる。前記タイヤ側囲い部Ｚ１は、支持軸３が貫通する部分に開口（図示せず）を設けた側面を含む直方体状で形成される。また、前記ドラム側囲い部Ｚ２は、ドラム回転軸５が貫通する部分に開口（図示せず）が設けられた側面を含む直方体状で形成される。これにより、タイヤＴからの騒音の反射、及びタイヤ駆動手段４、ドラム駆動手段６が発する駆動音を低減できるため、精度良くタイヤの騒音を測定できる。

上述の作用をさらに発揮させるため、図１又は図３（ａ）に示されるように、ドラム２の前記一方側の側面２Ａの内側に吸音材Ｚを貼り付けるのが望ましい。

このような吸音材Ｚとしては、例えば、フェルト、グラスウール、ロックウール及び発泡ウレタンなどがコスト削減と吸音効果とを両立させる点で好適である。

図１及び２に示されるように、前記タイヤ駆動手段４は、本実施形態では、基台１０と、この基台１０上にドラム軸方向にスライド移動可能に支持される支持台１１と、該支持台１１にシリンダ１２を介して昇降自在に伸縮しかつ端部に支持軸３を回転可能に保持する軸受１４を有する支持アーム１３とを具える。このタイヤ駆動手段４は、シリンダ１２によって支持アーム１３を上下動させることにより、支持軸３に回転自在に保持されるタイヤＴを、内周面２Ｇに対して所定の荷重で押し付けうる。

また、タイヤ駆動手段４は、本実施形態では、シリンダ１２の押圧力を制御することにより、ドラム２に対する荷重を制御する例えば荷重センサ等を含む周知の荷重制御装置（図示省略）、及び支持軸３のドラム回転軸心２ｃに対する配設角度を制御する例えば、サーボモータなどを含む周知の回転方向制御装置（図示省略）をさらに含むのが望ましい。

前記支持軸３は、一方側の端部に該支持軸３を回転させる、例えば電動機１５が取り付けられる。また、本実施形態では、この電動機１５の回転速度、ひいてはタイヤＴの走行速度を自在にコントロールしうる、例えばインバータなどのタイヤ回転速度制御手段（図示省略）が取り付けられる。

前記ドラム回転軸５は、ドラム２の一方側の側面２Ａに、ドラム回転軸心２ｃと同心で固定される。

前記ドラム駆動手段６は、ドラム回転軸５を保持するドラム側基台１６、該ドラム側基台１６に載置されドラム回転軸５を回転自在に支承するドラム側軸受２３、及びドラム回転軸５を回転させる、例えば電動機１７を含んで構成される。また、ドラム駆動手段６は、この電動機１７の回転速度、ひいてはドラム２の回転速度を制御する、例えばインバータなどのドラム回転速度制御手段（図示省略）が取り付けられる。

このような装置１には、走行性能の試験によって、各種の測定手段（図示せず）が用いられる。

前記測定手段は、例えば、走行試験が騒音測定の場合、ＪＡＳＯ規格で規定されたＪＩＳ Ｃ １５０５（精密騒音計）による騒音計、又はこれに準ずる騒音計からなる騒音測定具９（図７（ａ）、（ｂ）にその配設位置が示される）が用いられる。

また、走行試験がタイヤの上下方向の荷重（垂直荷重）やタイヤの制動力や駆動力（水平荷重）を測定するものである場合、図６に示されるように、測定手段は、荷重測定用のロードセル２０が用いられる。該ロードセル２０は、支持軸３を回転自在に支承する前記軸受１４の内周面１４ａに取り付けられる。本実施形態のロードセル２０は、例えば、軸受１４の上下左右に取り付けられ、例えば、上下に取り付けられたロードセル２０ａは、タイヤ上下方向の荷重を測定し、左右に取り付けられたロードセル２０ｂはタイヤ前後方向の荷重を測定するものとして用いられる。ロードセル２０で測定した計測データは、演算処理装置２４で処理され、摩擦係数や横力、荷重などとして算出される。

図１に示されるように、装置１には、擬似路面７に散水する例えば周知構造の散水ノズルと、該散水ノズルの水量を調節する既知の水量調節器とを含む散水装置（図示省略）、及び、例えば、水受けカバー２２からなる擬似路面７上の水を保持する保持手段２１が設けられても良い。

前記水受けカバー２２は、フランジ部Ｏｆの内端よりもドラム半径方向の内側に配され、ドラム軸方向かつドラム周方向にのびる内方壁２２ａと、フランジ部Ｏｆの外側に配され、内方壁２２ａの外端に接続される外方壁２２ｂとを含んで構成される。このような水受けカバー２２は、ドラム２の回転時、遠心力によってドラム２の上部に持ち上げられた水が、ドラム２の下部に直接に落ちることを抑制し、タイヤ走行面上の水深を一定に保つのに役立つ。本実施形態の水受けカバー２２は、例えば、基台１０に固定され（図示せず）、ドラム２が回転フリー状態に保たれる。

また、装置１は、ドラム２または擬似路面７に付設した例えば、周知のヒータ装置からなる温度制御手段（図示省略）を具えてもよい。これにより、気温、路面温度を考慮したタイヤ性能評価を行うことができる。

このように構成された装置１を用いて、タイヤの走行性能を測定する方法が説明される。本実施形態の測定方法は、擬似路面７を内周面２Ｇに具えた回転可能なドラム２の前記内周面２Ｇ上に、リムＪに装着されたタイヤＴを接触させて走行させる走行工程と、前記タイヤＴの走行中の性能を測定する騒音測定工程とを含む。

そして、騒音性能を試験する場合には、ドラム２の内周面２Ｇの形状を除いて、ＪＡＳＯ Ｃ６０６−８に規定される単体台上試験方法に準拠して行われる。

前記走行工程では、支持軸３に取り付けられた電動機１５を駆動させ、タイヤＴを回転駆動させる。そして、シリンダ１２によって支持軸３を降下させ、荷重制御装置により荷重を制御し、例えば、正規荷重負荷状態でタイヤＴをドラム２の内周面２Ｇの赤道Ｃａ上に接地させる。なお、この走行工程では、前記水受けカバー２２の反射音を計測しないように装置１から取り外されるのが望ましい。

前記「正規荷重負荷状態」とは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填したタイヤに、正規荷重を負荷した状態を意味する。なお前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim"、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。前記「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" を意味するが、乗用車用タイヤの場合には２００ｋＰａとする。前記「正規荷重」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"である。

次に、測定工程において、走行中のタイヤＴのドラム２上の騒音を、騒音測定具９で測定する。騒音測定具９は、ＪＡＳＯ規格で定められた位置に配される。即ち、図７（ａ）及び（ｂ）に示されるように、支持軸３の中心３ｃを通る垂直面ｎ上かつタイヤ赤道Ｃの側方１mの距離Ｌ１であり、しかもドラム２の内周面２Ｇの前記最外点Ｐから０．２５m上部へ離間した距離Ｈ１に設けられる。

このようなタイヤの騒音試験方法による騒音テスト結果は、実車走行試験で行う騒音テスト結果と相関が非常に高くなることが発明者らの検証によって判明した（この点については、後の実施例で詳しく述べる。）。従って、屋外の実車惰行試験を行うことなく、タイヤＴの騒音試験を正しく評価することができる。

他の実施形態として、タイヤＴの摩耗性能を測定する方法がある。この場合、前記走行工程では、支持軸３に取り付けられた電動機１５又はドラム回転軸５取り付けられた電動機１７を駆動して、タイヤＴをドラム２の内周面２Ｇに接触回転させる。そして、測定工程では、この走行工程の前後のタイヤＴの質量差を測定する。測定工程では、走行前後のタイヤＴの質量を測定して求める方法の他、走行中に発生するタイヤ摩耗粉を集積してその質量を測定する方法などがある。質量の測定には、周知の質量計が用いられる。

さらに他の実施形態として、タイヤの摩擦性能を測定する方法がある。該摩擦性能は、例えば、ドラム２の回転速度Ｖ（ｋｍ／ｈ）とタイヤＴの回転速度ｖ（ｋｍ／ｈ）とを異ならせて、タイヤスリップ時における摩擦係数μとスリップ率Ｓとの関係（以下、「μ−Ｓ特性」という）を計測することにより評価することができる。タイヤＴと擬似路面７との間の摩擦係数μの値は、下記式１に示される制動・駆動時のスリップ率Ｓにより変化する。

（数１）
制動時：スリップ率Ｓ（％）＝｛（Ｖ−ｖ）／Ｖ｝×１００
駆動時：スリップ率Ｓ（％）＝｛（Ｖ−ｖ）／ｖ｝×１００

具体的には、走行工程では、ドラム２およびタイヤＴを同じ回転速度で回転させ、その後、ドラム２の速度を維持しつつ、前記回転速度制御装置によりタイヤＴの回転速度を次第に減速して制動する。そして、測定工程では、この制動状態での摩擦力をロードセル２０によって出力することにより摩擦係数μを算出し制動時のタイヤスリップ率−摩擦係数特性を評価する。なお、タイヤＴの回転速度を急激に下げてフルロック状態とし、この状態での摩擦係数μを算出しタイヤ性能を評価することもできる。

また、上述の制動時の評価方法とは逆に、タイヤＴの回転速度を次第に加速して駆動状態とし、駆動時のタイヤスリップ率−摩擦係数特性を評価しても良い。さらに、タイヤＴの回転速度を急激に上げてホイールスピン状態とし、この状態でのタイヤ性能を評価することもできる。

さらに、他の実施形態として、旋回性能を測定する方法がある。この場合、走行工程では、電動機１５よってタイヤＴを擬似路面７上に接触回転させ、シリンダ１２によって支持軸３を介してタイヤＴに荷重が負荷される。そして、回転方向制御装置によって、タイヤＴの回転方向をドラム２の回転方向に対して異なる向きに配し、タイヤＴを旋回状態とする。そして、測定工程では、この旋回走行状態のタイヤＴに生じる横力を前記ロードセル２０で測定する。

さらに、他の実施形態として、ハイドロプレーニング性能を測定する方法がある。この測定方法では、走行工程の前に、擬似路面７に所要の量を散水する散水工程が行われる。次に、上述の旋回性能を測定する方法と同様の走行工程及び測定工程が行われ、ハイドロプレーニング性能が測定される。

以上、各種のタイヤの走行性能を測定する方法を述べてきたが、これらの方法に限定されるものではなく、本実施形態の装置１によって、耐久性能や振動性能などの他の走行性能の試験を実施できる。また、このとき、前記回転速度制御装置、荷重制御装置及び回転方向制御装置を用いて、旋回走行、又はタイヤ並びドラムの回転速度やタイヤＴに負荷される荷重を夫々変化させて走行し、これらの走行状態における走行性能の測定を行うことができる。さらに、擬似路面７をアスファルト路、コンクリート路、砂利路及びアスファルト混合物の粒度曲線許容範囲参照）に合わせた骨材７ａと、該骨材７ａを結合する樹脂からなる結合材７ｂとを調合した路面のそれぞれについて上述の走行性能がテストされる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施し得る。

本発明の効果を確認するために、ＪＡＳＯ規格に準拠して本願発明の台上試験装置を用いてタイヤの騒音のオーバーオール値、ピッチ音（１次）及びこれによる接地形状を求め、実車走行によるこれらの結果と比較するテストが行われた。表１及び表２には、異なるタイヤサイズのテスト結果が示される。共通仕様は以下の通りである。

＜台上試験装置＞
騒音測定具の位置：タイヤ回転軸を含む垂直面上であって、タイヤ赤道からドラム軸方向に１．０m離間かつドラム内周面の最下端から０．２５m上方（図７（ａ）、（ｂ）参照）
騒音測定具の仕様：ＪＩＳ Ｃ １５０５（精密騒音計）による騒音計
擬似路面の仕様：骨材と結合材との調合（従来例、比較例及び実施例ともに共通）
擬似路面のきめ深さ：０．４４mm

＜実車騒音試験（惰行通過騒音）＞
図７（ｃ）に示されるように、ＥＣＥ Ｒ１１７に準拠して、騒音測定具が車両走行中心Ｃ−Ｃから７．５±０．０５m離間させかつ地上高さ１．２±０．０２mの位置に取り付けられる。そして、車両を進行させ、Ａ−Ａよりも前でエンジンを停止させた後、車両の先端が騒音測定具ｂ、ｂ間に到達したときの速度を下記に示す速度範囲に調整し、下記回帰式によりそれぞれの騒音レベルが算出される。表１では、８０ｋｍ／ｈの騒音レベル、表２では、４０ｋｍ／ｈの騒音レベルが求められる。
速度：７０〜９０ｋｍ／ｈ（乗用車用タイヤ）
速度：３０〜５０ｋｍ／ｈ（重荷重用タイヤ）
回帰式：騒音レベル＝Ａ＋Ｂ×Ｌｏｇ（速度）
＜表１＞
乗用車用タイヤ
タイヤサイズ：２３５／４５Ｒ１８
リム：８．０Ｊ×１８
内圧：１７６ｋＰａ（４輪平均）
２５０×（Ｑｔ／Ｑｒ）×１．２５≦タイヤ１輪の内圧≦１．１×２５０×（Ｑｔ／Ｑｒ）×１．２５
荷重：４．６０ｋＮ（４輪平均）
タイヤ１輪の荷重Ｑｔは、ＪＩＳに規定の最大荷重Ｑｒの５０〜９０％の範囲であって、４輪の平均荷重が最大荷重Ｑｒの７５±５％にあること
ドラム半径Ｒｂ：１．５m
実車騒音試験によるオーバーオール値のタイヤ間序列：（良）Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄ＜Ｅ（悪）
実車騒音試験によるピッチ音（１次）のタイヤ間序列：（良）Ａ≒Ｂ＜Ｃ≒Ｅ＜Ｄ（悪）
＜表２＞
重荷重用タイヤ
タイヤサイズ：２７５／８０Ｒ２２．５
リム：７．５０×２２．５
内圧：９００ｋＰａ
荷重：２３．７ｋＮ
ドラム半径Ｒｂ：１．５m
実車騒音試験によるオーバーオール値のタイヤ間序列：（良）Ｆ＜Ｇ＜Ｈ＜Ｉ＜Ｊ（悪）
実車騒音試験によるピッチ音（１次）のタイヤ間序列：（良）Ｆ≒Ｇ＜Ｈ＜Ｉ＜Ｊ（悪）

＜オーバーオール値の相関係数＞
本願発明の台上騒音試験によるオーバーオール値の各タイヤ間の序列と、ＪＡＳＯ規格の実車騒音試験によるオーバーオール値のタイヤ間の序列との相関関性を比較するとともに、台上騒音試験と実車騒音試験によるオーバーオール値の相関係数を算出し比較した。

＜ピッチ音（１次）の相関係数＞
本願発明の台上騒音試験によるピッチ音（１次）の各タイヤ間の序列と、ＪＡＳＯ規格の実車騒音試験によるピッチ音（１次）のタイヤ間の序列との相関関性を比較するとともに、台上騒音試験と実車騒音試験によるピッチ音（１次）の相関係数を算出し比較した。

＜接地形状比＞
表１のＡタイヤ及び表２のＦタイヤについて、ドラムに接地させたときの接地形状値Ｓａと、路面を走行させたときの接地形状値Ｓｂとの比Ｓａ／Ｓｂを算出した。なお、接地形状値Ｓａ、Ｓｂとは、図４に示されるように、最もタイヤ赤道に近接したクラウン陸部のタイヤ軸方向の中間位置におけるタイヤ周方向長さＬｃと、最もタイヤ赤道から離間したショルダー陸部のタイヤ軸方向の中間位置におけるタイヤ周方向長さＬｓとの比Ｌｓ／Ｌｃとで表される。
テストの結果を表１及び表２に示す。

テストの結果、実施例による騒音試験結果は、従来例及び比較例に比べて、実車騒音試験による試験結果と相関が高いことが確認できる。また、前記比Ｓａ／Ｓｂが、９５〜１０５％のもの（即ち、ドラムに接地させたときの接地形状と路面を走行させたときの接地形状とが近似するといえる）が、台上騒音試験と実車騒音試験とのオーバーオール値や、とりわけピッチ音との相関が高くなり、良好であることが理解できる。なお、さらに速度、タイヤサイズ、きめ深さを０．６mm又は０．８mmに変化させて騒音試験を行ったが、本発明の装置は、従来例及び比較例の装置による試験結果よりも相関が高かった。また、ハイドロプレーニング性能、摩耗性能、旋回性能などのテストも行ったが、実施例の相関は、比較例の相関よりも良かった。

Ｔ 空気入りタイヤ
１ 台上試験装置
２ ドラム
２ｃ ドラム回転軸心
２Ｇ 内周面
２Ｍ 円弧状面
３ 支持軸
７ 擬似路面
Ｊ リム
Ｔ タイヤ

Claims (17)

1. タイヤを接触させて走行させる回転可能なドラムと、リムに装着された前記タイヤを回転可能に片持ち保持する支持軸と、前記ドラム又は前記支持軸を回転駆動させる駆動手段とを含み、室内でタイヤの性能試験を行うタイヤの台上試験装置であって、
   前記ドラムは、タイヤが走行する擬似路面を具えた内周面を有し、
   該内周面は、ドラム回転軸心を含む断面において、ドラム半径方向外側に凸となる滑らかな円弧状面を有することを特徴とするタイヤの台上試験装置。
2. 前記断面において、前記円弧状面の曲率半径Ｒａは、ドラム回転軸心から前記円弧状面のドラム半径方向の最外点までの半径であるドラム半径Ｒｂの１．７０〜２．４０倍である請求項１記載のタイヤの台上試験装置。
3. 前記擬似路面は、アスファルト路、コンクリート路及び砂利路のいずれかである請求項１又は２記載のタイヤの台上試験装置。
4. 前記擬似路面は、ＩＳＯ１０８４４で定義されるきめ深さが０．４０〜０．８０mmである請求項１又は２記載のタイヤの台上試験装置。
5. 前記擬似路面は、ドラム周方向に分割して交換可能に貼り付けられる複数の分割体からなる請求項１乃至４のいずれかに記載のタイヤの台上試験装置。
6. 前記分割体は、ドラム周方向の長さが異なる請求項５に記載のタイヤの台上試験装置。
7. 前記駆動手段は、吸音材で覆われる請求項１乃至６のいずれかに記載のタイヤの台上試験装置。
8. 前記擬似路面に散水する散水装置と、前記擬似路面上の水を保持する保持手段とを有する請求項１乃至７のいずれかに記載のタイヤの台上試験装置。
9. タイヤの性能を測定する測定手段をさらに含み、
   該測定手段は、前記支持軸を回転自在に支承する軸受の内周面に取り付けられた荷重測定用のロードセルを含む請求項１乃至８のいずれかに記載のタイヤの台上試験装置。
10. 前記駆動手段の回転速度を制御する回転速度制御装置と、前記ドラムに負荷する荷重を制御する荷重制御装置と、前記タイヤの回転方向を制御する回転方向制御装置とをさらに有する請求項１乃至９のいずれかに記載のタイヤの台上試験装置。
11. タイヤの台上試験装置を用いて室内でタイヤの性能試験を行うタイヤ性能試験方法であって、
    擬似路面を内周面に具えた回転可能なドラムの前記内周面上に、リムに装着されたタイヤを接触させて走行させる走行工程と、
    前記タイヤの走行中の性能を測定する測定工程とを含み、
    前記内周面は、ドラム回転軸を含む断面において、ドラム半径方向外側に凸となる滑らかな円弧状面を有することを特徴とするタイヤ性能試験方法。
12. 前記円弧状面の曲率半径Ｒａは、ドラム回転軸の中心から前記円弧状面のドラム半径方向の最外点までの半径であるドラム半径Ｒｂの１．７０〜２．４０倍である請求項１１記載のタイヤ性能試験方法
13. 前記走行工程は、前記ドラムを回転させるとともに、前記ドラムの回転速度と異なる速度で前記タイヤを走行させる工程を含み、
    前記測定工程は、前記ドラムと前記タイヤとの速度差から生じる摩擦係数を測定する摩擦係数測定工程である請求項１１又は１２記載のタイヤ性能試験方法。
14. 前記走行工程は、前記タイヤに荷重を負荷しつつ、前記タイヤの回転方向を前記ドラムの回転方向に対して異なる向きに走行させる工程を含み、
    前記測定工程は、前記タイヤに生じる横力を測定する横力測定工程である請求項１１又は１２記載のタイヤ性能試験方法。
15. 前記擬似路面に散水する散水工程をさらに含み、
    前記走行工程は、散水された擬似路面上に、前記タイヤに荷重を負荷しつつ、前記タイヤの回転方向を前記ドラムの回転方向に対して異なる向きに走行させる工程を含み、
    前記測定工程は、前記タイヤに生じる横力を測定する横力測定工程である請求項１１又は１２記載のタイヤ性能試験方法。
16. 前記測定工程は、走行工程の前後のタイヤの質量の差を測定する質量測定工程である請求項１１又は１２記載のタイヤ性能試験方法。
17. 前記測定工程は、騒音を測定する騒音測定工程である請求項１１又は１２記載のタイヤ性能試験方法。

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