JP2015145841A - タイヤのトレッド剛性評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度でタイヤのトレッドの剛性を評価する方法の提供。
【解決手段】本発明に係るタイヤのトレッドの剛性評価方法は、準備工程、位置測定工程、相対位置計算工程及び剛性評価工程を備えている。この準備工程では、タイヤが準備される。このタイヤがトレッドを備えている。このトレッドは路面に接地するトレッド面を形成している。このトレッド面に溝が形成されている。このトレッドが複数のブロックに区画されている。位置測定工程では、このブロックのトレッド面位置とこの溝の溝底位置とが時系列に測定される。この相対位置計算工程では、このトレッド面位置と溝底位置との相対位置が計算される。この剛性評価工程では、この相対位置から相対位置の時系列変化量が計算されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤのトレッドの剛性評価方法とその試験機とに関する。詳細には、本発明は、トレッドパターンが形成されたトレッドやブロックの剛性を評価する試験方法とその試験機とに関する。

タイヤのトレッド面に溝が形成されている。この溝により、トレッド面にトレッドパターンが形成されている。この溝に区画されて、トレッドに多数のブロックが形成されている。このタイヤが路面に接地して転動するときに、トレッド面が接地する。このとき、トレッドが変形する。このトレッドの剛性は、摩耗性能や操縦安定性能等の種々のタイヤ性能に影響する。このトレッドの剛性を測定することは、タイヤ性能を予測する上で重要である。

特開２０１３−３５４１３公報には、トレッドの摩耗エネルギーの予測方法が開示されている。この公報には、トレッドパターンを備えたタイヤにおいて、このパターン剛性を計算する方法が開示されている。このパターンの剛性は、コンピューターを用いて、ブロックの形状や大きさ等の条件から計算されている。

特開２０１３−３５４１３公報

パターン剛性をブロックの形状や大きさ等の条件から計算することで、パターン剛性の大まかな傾向を把握することができる。しかしながら、このパターン剛性は計算で求められるものであり、実際の転動状態での剛性とは相違が生じる。

一方で、実車で、このトレッドやブロックの剛性を測定することは、容易ではない。更に、実車では、路面状態や天候等の種々の測定条件のコントロールが困難である。この測定条件により、剛性の評価結果がばらつく。トレッドやブロックの剛性評価の再現性が低い。

本発明の目的は、高精度でタイヤのトレッドの剛性を評価する方法の提供にある。

本発明に係るタイヤのトレッドの剛性評価方法は、準備工程、位置測定工程、相対位置計算工程及び剛性評価工程を備えている。この準備工程では、タイヤが準備される。このタイヤがトレッドを備えている。このトレッドが路面に接地するトレッド面を形成している。このトレッド面に溝が形成されて、トレッドが複数のブロックに区画されている。この位置測定工程では、ブロックのトレッド面位置とこの溝の溝底位置とが時系列に測定される。この相対位置計算工程では、トレッド面位置と溝底位置との相対位置が計算される。この剛性評価工程では、この相対位置から相対位置の時系列変化量が計算されている。

好ましくは、上記位置測定工程において、このブロックのトレッド面が路面に接地するときからこのブロックのトレッド面が路面から離れるときまでの間に、トレッド面位置と溝底位置とが３回以上の複数測定されている。上記相対位置計算工程において、この３回以上の複数測定されたトレッド面位置と溝底位置とから、相対位置が３回以上の複数計算されている。上記剛性評価工程において、この３回以上の複数計算された相対位置から、相対位置の時系列変化量が２以上の複数計算されている。

好ましくは、上記位置測定工程において、トレッド面位置と溝底位置とが複数の箇所で測定している。上記相対位置計算工程において、相対位置がこの複数の箇所で計算されている。上記剛性評価工程において、相対位置の時系列変化量がこの複数の箇所で計算されている。

好ましくは、上記位置測定工程とにおいて、このタイヤに駆動力又は制動力が付与されている。

好ましくは、上記位置測定工程とにおいて、このタイヤにスリップ角が付与されている。

好ましくは、上記位置測定工程とにおいて、このタイヤにキャンバー角が付与されている。

好ましくは、この剛性評価方法の上記位置測定工程では、上記トレッド面位置と溝底位置との測定に同期させて、路面に接地するトレッド面の応力が時系列に測定されている。上記剛性評価工程では、時系列に測定された応力から応力の時系列変化量が計算されている。この応力の時系列変化量と上記相対位置の時系列変化量とから剛性が計算されている。

好ましくは、上記位置測定工程では、透明な路面に接地するトレッド面が透明な路面を通して撮影されている。この撮影されたトレッド面の画像から上記トレッド面位置の座標と溝底位置の座標とが決定されている。

本発明に係るタイヤのトレッドの剛性を評価する試験機は、溝が形成されたトレッド面が接地する路面と、路面に接地しているトレッド面を撮影する撮影手段と、情報処理装置とを備えている。この測定機では、この撮影手段が撮影したトレッド面の画像からトレッド面位置とトレッド面に形成された溝の溝底位置とが測定されている。この情報処理装置がトレッド面位置と溝底位置との相対位置の時系列変化量を計算している。

好ましくは、この試験機は、路面に接地しているトレッド面にかかる応力を測定する接地圧センサーを備えている。この接地圧センサーは、上記トレッド面位置と溝底位置との測定に同期させて、路面に接地するトレッド面の応力を測定している。上記情報処理装置は、この応力の時系列変化量を計算している。この情報処理装置は、この応力の時系列変化量と上記相対位置の時系列変化量とから剛性を計算している。

本発明に係る評価方法では、実際にタイヤを転動させて、トレッドの剛性を評価することができる。この方法によれば、トレッドパターンによるトレッドの剛性を、比較的容易に高精度に評価することができる。この方法によれば、トレッドの剛性を定量的に評価することができる。

図１は、本発明に係るトレッドの剛性の評価方法に使用される試験機が示された正面図である。 図２は、図１の矢印IIの向きから見た試験機の側面図である。 図３は、本発明に係るトレッドの剛性の評価方法が示されたフローチャートである。 図４（ａ）から（ｃ）は、本発明に係るトレッドの剛性の評価方法の説明図である。 図５（ａ）から（ｃ）は、本発明に係るトレッドの剛性の評価方法の他の説明図である。 図６（ａ）は距離Ｌと経過時間Ｔとの関係が示されたグラフであり、図６（ｂ）は応力Ｆと経過時間Ｔとの関係が示されたグラフである。 図７（ａ）から（ｅ）は、本発明にかかる評価方法の実施例の説明図である。 図８（ａ）は本発明にかかる評価方法の実施テストのグラフであり、図８（ｂ）は比較テストのグラフである。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１および図２には、本発明に係るトレッドの剛性評価方法に用いられた試験機２とタイヤＴとが示されている。この試験機２の試験機本体としては、例えば接地面観測装置が用いられる。この試験機２は、制御装置４、情報処理装置５、ベース６および走行台８を備えている。ここでは、説明の便宜上、図１の矢印Ｘの向きを前後方向前向きとし、矢印Ｚの向きを上下方向上向きとし、図２の矢印Ｙの向きを左右方向左向きとして説明がされる。この前後方向がタイヤＴが転動して移動する方向である。

ベース６は、路面１０、第一レール１２、第一ボールネジ１４、計測部１６、計測部レール１８及び計測部ボールネジ２０を備えている。ベース６は、前後方向を長手方向に延びている。路面１０は、ベース６の上面に形成されている。路面１０は、前後方向に帯状に延びる平面である。第一レール１２は、路面１０の左右に位置して、前後方向に延びている。第一ボールネジ１４は、ベース６の側面に位置して、前後方向に延びている。計測部１６は、路面１０に埋め込まれている。計測部１６の上面は路面１０と同一平面にされている。

計測部レール１８は、計測部１６の下方に位置している。計測部レール１８は、左右方向に延びている。計測部１６は、計測部レール１８に載置されている。計測部ボールネジ２０は、計測部レール１８と平行に、左右方向に延びている。計測部１６は、図示しないナットを備えている。このナットがこの計測部ボールネジ２０に螺合されている。この計測部ボールネジ２０を回転させることで、計測部１６は、左右方向に移動して位置決め可能にされている。この計測部ボールネジ２０は、サーボモータで回転させられる。エンコーダで、計測部１６の左右方向位置が検出される。このサーボモータとエンコーダーとは、制御装置４に接続されている。

走行台８は、枠２２、第二レール２４、第二ボールネジ２６、移動台２８、軸受３０、回動装置３２、シャフト３４、第三ボールネジ３６、支持フレーム３８、ヘッド４０、駆動モータ４２および揺動ボールネジ４４を備えている。

枠２２は、ベース６の第一レール１２に載置されている。枠２２は、ベース６に対して前後方向に移動可能にされている。図示されないが、枠２２は、第一ボールネジ１４に螺合されたナットを備えている。第一ボールネジ１４が回転して、枠２２は前後方向に移動可能にされている。この第一ボールネジ１４は、サーボモータで回転させられる。エンコーダで、枠２２の前後方向位置が検出される。このサーボモータとエンコーダーとは、制御装置４に接続されている。

一対の第二レール２４は、枠２２の上面の前後に配置されている。第二レール２４は、左右方向に延びている。第二ボールネジ２６は、一対の第二レール２４と平行に左右方向に延びている。移動台２８が第二レール２４に載置されている。移動台２８は、第二ボールネジ２６に螺合されたナットを備えている。第二ボールネジ２６が回転して、移動台２８は左右方向に移動可能にされている。この第二ボールネジ２６は、サーボモータで回転させられる。エンコーダで、移動台２８の左右方向位置が検出される。このサーボモータとエンコーダーとは、制御装置４に接続されている。

軸受３０は、移動台２８に取り付けられている。軸受３０は、その軸線を回転軸として、回動可能に取り付けられている。回動装置３２は、軸受３０の外周に連結されている。回動装置３２により、軸受３０は移動台２８に対して回動させられる。この軸受３０の回動位置は、図示しないセンサーにより検出される。この回動装置３２とセンサーとは、制御装置４に接続されている。

シャフト３４は、軸受３０に保持されている。シャフト３４は、軸受３０に対して上下方向に移動可能にされている。シャフト３４の上端には第三ボールネジ３６が連結されている。第三ボールネジ３６が回転して、シャフト３４は上下方向に移動可能にされている。この第三ボールネジ３６は、サーボモータで回転させられる。エンコーダで、シャフト３４の上下方向位置が検出される。このサーボモータとエンコーダーとは、制御装置４に接続されている。

支持フレーム３８は、シャフト３４の下端に固定されている。ヘッド４０は、支持フレーム３８に揺動可能に取り付けられている。ヘッド４０は、前後方向を回転軸として、支持フレーム３８に対して揺動可能にされている。駆動モータ４２は、ヘッド４０に取り付けられている。揺動ボールネジ４４は、一端をヘッド４０に連結されている。支持フレーム３８は、図示されないが、揺動ボールネジ４４に螺合されたナットを備えている。揺動ボールネジ４４が回転して、ヘッド４０は支持フレーム３８に対して揺動可能にされている。この揺動ボールネジ４４は、サーボモータで回転させられる。エンコーダで、ヘッド４０の揺動位置が検出される。このサーボモータとエンコーダーとは、制御装置４に接続されている。

図示されないが、このヘッド４０は、タイヤが取り付けられるハブ軸を備えている。このハブ軸は、駆動モータ４２に接続されている。このハブ軸は、駆動モータ４２により回転する駆動転動状態と、駆動モータ４２から切り離されて自由に回転可能にされる自由転動状態とに切り替え可能にされている。駆動モータ４２は、制御装置４に接続されている。駆動モータ４２の回転数は、制御可能にされている。

図示されないが、計測部１６は、撮影手段としてのカメラと、接地圧センサーとしての３軸ロードセルとを備えている。カメラと３軸ロードセルとは、左右方向に並べられている。計測部１６は、タイヤのトレッド面が接地する位置に位置決めされる。この計測部１６の上面の一部は、例えば透明な合成樹脂等の透明板で構成されている。カメラは、この透明板に接地するトレッド面を撮影可能に配置されている。タイヤが計測部１６の上面を通るときに、３軸ロードセルは、タイヤ面に接触するように配置されている。３軸ロードセルは、接地するトレッド面にかかる応力を測定可能に配置されている。

図示されないが、情報処理装置５は、出力部としてのモニターと、データ入力部としてのインターフェースボードと、メモリと、ＣＰＵと、ハードディスクとを備えている。情報処理装置５は、キーボード及びマウスを備えていてもよい。情報処理装置５として、汎用のコンピュータがそのまま用いられてもよい。

ハードディスクは、プログラムを記憶している。メモリは、書き換え可能とされており、ハードディスクから呼び出されたプログラムや各種データの格納領域や作業領域を構成している。ＣＰＵは、ハードディスクに記憶されているプログラムを読み出し得る。ＣＰＵは、そのプログラムをメモリの作業領域に展開し得る。ＣＰＵは、そのプログラムに従って、各種の処理を実行し得る。

インターフェースボードには、制御装置４から信号が入力され得る。情報処理装置５のＣＰＵは、入力された信号から所定の計算をする。この所定の計算で得られたデータがモニターに出力される。また、これらのデータがハードディスクに記憶される。

図３に、本発明に係るトレッドの剛性評価方法のフローチャートが示されている。図１及び図２に例示した試験機２を用いて、本発明に係る剛性評価方法が説明される。この評価方法は、準備工程（ＳＴＥＰ１０）、位置測定工程（ＳＴＥＰ２０）、相対位置計算工程（ＳＴＥＰ３０）及び剛性評価工程（ＳＴＥＰ４０）を備えている。

この準備工程（ＳＴＥＰ１０）では、タイヤＴが準備される。図示されないが、このタイヤＴのトレッドは、路面に接地するトレッド面を形成している。このトレッド面には、周方向の延びる主溝と主溝に交差する方向に延びる横溝とが形成されている。この主溝と横溝とが、トレッド面にトレッドパターンを形成している。トレッドは、この主溝と横溝とにより多数のブロックに区画されている。この区画されたブロックの外面が、トレッド面を構成している。

このタイヤＴには、トレッド面位置を測定するための測定点Ｑと溝底位置を測定するための測定点Ｐとが定められる。このトレッド面位置の測定点Ｑは、ブロックのトレッド面に定められる。例えば、ブロックのトレッド面の重心位置が測定点Ｑとされる。溝底位置の測定点Ｐは、ブロックを区画する主溝や横溝の溝底に定められる。例えば、測定点Ｑが定められたブロックを区画する横溝の溝底に測定点Ｐが定められる。これらの測定点Ｐと測定点Ｑとに、例えば、塗料をスプレーしてマークが貼付されてもよい。このタイヤＴは、ヘッド４０のハブ軸に取り付けられる。

この試験機２の制御装置４に、試験条件が入力されている。試験条件として、例えば、走行速度、ハブ軸の駆動の有無、荷重、スリップ角、キャンバー角等が入力されている。これらの試験条件は、情報処理装置５から制御装置４に入力されてもよい。この際、情報処理装置５に、この試験条件が予め入力されていてもよいし、その都度、情報処理装置５に入力されてもよい。

次に、位置測定工程（ＳＴＥＰ２０）について、図４及び図５を参照しつつ、説明がされる。図４（ａ）から図４（ｃ）には、このタイヤＴが路面１０を転動する様子が示されている。タイヤＴのブロックＢが路面１０に接地するときから路面１０から離れるときまでの様子が示されている。図５（ａ）に示される様に、このタイヤＴのブロックＢに測定点Ｑのマークが貼付されている。このブロックＢを区画する横溝の溝底に測定点Ｐのマークが貼付されている。

図４（ａ）は、ブロックＢが路面１０に接地を開始する状態を示している。言い換えると、この状態は、ブロックＢのトレッド面が路面１０に接地するときを示している。図４（ｂ）は、ブロックＢのトレッド面全面が路面１０に接地した状態を示している。図４（ｃ）は、ブロックＢが路面１０との接地を終了する状態を示している。言い換えると、この状態は、ブロックＢのトレッド面が路面１０から離れるときを示している。

この図５（ａ）から図５（ｃ）は、図４（ａ）から図４（ｃ）に示された状態について、タイヤＴの半径方向に見た説明図が示されている。図５（ａ）は、図４（ａ）の状態のブロックＢのトレッド面の測定点Ｑと溝底の測定点Ｐが示されている。図５（ｂ）は、図４（ｂ）の状態のブロックＢのトレッド面の測定点Ｑと溝底の測定点Ｐが示されている。図５（ｃ）は、図４（ｃ）の状態のブロックＢのトレッド面の測定点Ｑと溝底の測定点Ｐが示されている。測定点Ｐの位置と測定点Ｑの位置とは、例えば、路面１０に平行な平面座標上の点として決定される。

図５（ａ）の両矢印ｘａは、測定点Ｐと測定点Ｑとの前後方向の距離を示している。両矢印ｙａは、測定点Ｐと測定点Ｑとの左右方向の距離を示している。両矢印Ｌａは、測定点Ｐと測定点Ｑとの距離を示している。図５（ｂ）の両矢印ｘｂ、両矢印ｙｂ及び両矢印Ｌｂと、図５（ｃ）の両矢印ｘｃ、両矢印ｙｃ及び両矢印Ｌｃとは、図５（ａ）の両矢印ｘａ、両矢印ｙａ及び両矢印Ｌａと同様に、それぞれの状態における距離を示している。

この位置測定工程（ＳＴＥＰ２０）では、タイヤＴが路面１０に接地させられる。走行台８が前方に向かって走行する。タイヤＴが、試験条件に基づき路面１０を前方に向かって移動する。計測部１６の上面を通過するときに、タイヤＴのトレッド面がカメラにより撮影される。このカメラは、透明な路面としての透明板を通してトレッド面を撮影する。この撮影信号が制御装置４に送信される。制御装置４は、この撮影信号から測定点Ｐの位置と、測定点Ｑの位置とを測定する。

例えば、ブロックＢのトレッド面が路面１０に接地するときの測定点Ｐと測定点Ｑとが測定される（図４（ａ）及び図５（ａ）参照）。ブロックＢのトレッド面の全面が路面１０に接地するときの測定点Ｐと測定点Ｑとが測定される（図４（ｂ）及び図５（ｂ）参照）。ブロックＢのトレッド面が路面１０から離れるときの測定点Ｐと測定点Ｑとが測定される（図４（ａ）及び図５（ａ参照）。

制御装置４は、ブロックＢのトレッド面が路面１０に接地するときの測定点Ｐ及び測定点Ｑの位置と、ブロックＢのトレッド面の全面が路面１０に接地するときの測定点Ｐ及び測定点Ｑの位置と、ブロックＢのトレッド面が路面１０から離れるときの位置とを測定する。測定点Ｐ及び測定点Ｑの位置情報は、情報処理装置５に送信される。なお、情報処理装置５が制御装置４から撮影信号を受信して、情報処理装置５が、測定点Ｐの位置と、測定点Ｑの位置と測定してもよい。

相対位置計算工程（ＳＴＥＰ３０）では、情報処理装置５は、この測定点Ｐ及び測定点Ｑから、測定点Ｐと測定点Ｑとの相対位置を計算する。この相対位置として、例えば、測定点Ｐと測定点Ｑとの前後方向の距離ｘと左右方向の距離ｙとが計算される。この相対位置は、測定点Ｐ及び測定点Ｑのいずれか一方の点を基準にして、他方の位置が特定されればよい。測定点Ｐと測定点Ｑとの距離Ｌが計算されてもよい（図５（ａ）から図５（ｃ）参照）。この距離Ｌの方向の前後方向に対する傾き角が計算されてもよい。

例えば、ブロックＢのトレッド面が路面１０に接地するときの距離ｘａと距離ｙａとが計算される（図５（ａ）参照）。ブロックＢのトレッド面の全面が路面１０に接地するときの距離ｘｂと距離ｙｂとが計算される（図５（ｂ）参照）。ブロックＢのトレッド面が路面１０から離れるときの距離ｘｃと距離ｙｃとが計算される（図５（ｃ）参照）。

剛性評価工程（ＳＴＥＰ４０）では、情報処理装置５は、相対位置の時系列変化量を計算する。例えば、距離ｘａと距離ｘｂとから変化量ｄｘｂ（ｘｂ−ｘａ）が計算される。距離ｙａと距離ｙｂとの変化量ｄｙｂ（ｙｂ−ｙａ）が計算される。この変化量ｄｘｂは、ブロックＢのトレッド面が路面１０に接地するときからブロックＢのトレッド面の全面が路面１０に接地するときまでの、前後方向の時系列変化量である。変化量ｄｙｂは、ブロックＢのトレッド面が路面１０に接地するときからブロックＢのトレッド面の全面が路面１０に接地するときまでの、左右方向の時系列変化量である。

同様にして、距離ｘｂと距離ｘｃと変化量ｄｘｃ（ｘｃ−ｘｂ）と、距離ｙｂと距離ｙｃとの変化量ｄｙｃ（ｙｃ−ｙｂ）とが計算される。ブロックＢのトレッド面の全面が路面１０に接地するときからブロックＢのトレッド面が路面１０から離れるときまでの、前後方向の時系列変化量と左右方向の時系列変化量とが計算される。

情報処理装置５は、この変化量ｄｘｂ、ｄｙｂ、ｄｘｃ及びｄｙｃを、モニターに出力する。この変化量ｄｘｂ、ｄｙｂ、ｄｘｃ及びｄｙｃは、このブロックＢの剛性を定量的に示している。

ここでは、変化量ｄｘｂ及びｄｙｂと、変化量ｄｘｃ及びｄｙｃとして、時系列変化量を２回計算することを例示した。この評価方法では、この時系列変化量の計算の回数は１回でもよいし、３回以上でもよい。

また、ここでは、ブロックＢが路面１０に接地を開始する状態の相対位置と、ブロックＢが路面１０との接地を終了する状態の相対位置とを用いて、時系列変化量が計算されたが、ブロックＢが路面１０に接地を開始する状態の相対位置や接地を終了する状態の相対位置とを、必ずしも用いる必要はない。ブロックＢのトレッド面が路面１０に接地するときから路面１０から離れるときまでの間の、任意の状態の相対位置を用いて、時系列変化量が計算されてもよい。更には、ブロックＢのトレッド面が路面１０に接地していない状態の相対位置を含めて、時系列変化量が計算されてもよい。

更に、情報処理装置５は、相対位置の時系列変化量の大きさからタイヤＴのトレッドの剛性を判定してもよい。例えば、情報処理装置５は、予め基準値を記憶している。情報処理装置５は、変化量ｄｘｂ、ｄｙｂ、ｄｘｃ及びｄｙｃが基準値より小さいときに、トレッドの剛性が高いと判定する。情報処理装置５は、変化量ｄｘｂ、ｄｙｂ、ｄｘｃ及びｄｙｃが基準値より大きいときに、トレッドの剛性が低いと判定する。この判定結果が、求められた位置情報や時系列変化量等と共に、モニターに出力されてもよい。

また、情報処理装置５は、判定基準となるマスタータイヤとの比較で、タイヤＴのトレッドの剛性を判定してもよい。前述のタイヤＴと同様にして、マスタータイヤの変化量ｄｘｂ、ｄｙｂ、ｄｘｃ及びｄｙｃが求められる。タイヤＴの変化量ｄｘｂ、ｄｙｂ、ｄｘｃ及びｄｙｃとマスタータイヤの変化量ｄｘｂ、ｄｙｂ、ｄｘｃ及びｄｙｃとが比較さられて、タイヤＴのトレッドの剛性が評価されてもよい。また、タイヤＴの自由転動状態での変化量ｄｘｂ、ｄｙｂ、ｄｘｃ及びｄｙｃと、タイヤＴに駆動力又は制動力を付与した状態での変化量ｄｘｂ、ｄｙｂ、ｄｘｃ及びｄｙｃとが比較されて、剛性の評価がされてもよい。

この評価方法では、トレッド面位置（測定点Ｑ）と溝底位置（測定点Ｐ）との相対位置の時系列変化量から剛性が評価されている。路面に接地しない溝底位置に対して、トレッド面位置の相対位置の時系列変化量を測定することで、トレッド面位置の変位量を簡易かつ精度よく求められうる。この測定点ＱはブロックＢのトレッド面の重心位置であるが、トレッド面位置は測定点Ｑに限られない。トレッド面位置は、ブロックＢのトレッド面上の任意の位置に定められうる。更には、トレッド面位置は、ブロックＢのトレッド面上の複数の位置に定められてもよい。

この評価方法では、タイヤＴのブロック毎にトレッドの剛性が評価されうる。タイヤ２のブロックの位置、大きさ、形状等が、剛性に及ぼす影響をも評価しうる。

更に、この評価方法では、位置測定工程において、トレッド面位置と溝底位置とが複数の箇所で測定してもよい。相対位置計算工程において、この複数の箇所で相対位置が計算されてもよい。剛性評価工程において、この複数の箇所で、相対位置の時系列変化量が計算されてもよい。複数のブロックの剛性を評価することで、トレッドの領域毎の剛性が評価されうる。この評価方法は、トレッド全体の剛性を、より精度よく詳細に評価しうる。

この評価方法では、トレッドの剛性の評価として、ブロックＢの剛性が評価されてもよい。例えば、位置測定工程（ＳＴＥＰ２０）において、計測部１６の接地圧センサーが、ブロックＢに係る応力Ｆ（単位Ｎ）を測定する。相対位置計算工程（ＳＴＥＰ３０）では、測定点Ｐと測定点Ｑとが測定される。剛性評価工程（ＳＴＥＰ４０）では、相対位置の時系列変化量としての変化量ｄＬｂ（単位ｍｍ）が計算される。この変化量ｄＬｂは、距離Ｌｂと距離Ｌａとの差（Ｌｂ−Ｌａ）として計算される。ブロックＢにかかる応力の時系列変化量として変化量ｄＦが計算される。この変化量ｄＦは、距離Ｌｂのときの応力Ｆｂと距離Ｌａのときの応力Ｆａとの差（Ｆｂ−Ｆａ）として計算される。この距離Ｌａと応力Ｆａとは同期して測定されている。この距離Ｌｂと応力Ｆｂとは同期して測定されている。このときのブロックＢの剛性をＳ（単位Ｎ／ｍｍ）とする。このブロックＢの剛性Ｓは、以下の式で計算される。
Ｓ ＝ ｄＦ ／ ｄＬｂ
剛性評価工程（ＳＴＥＰ４０）では、複数のブロック毎の剛性Ｓから、タイヤＴのトレッドの剛性が評価されてもよい。

この準備工程（ＳＴＥＰ１０）では、試験条件として、タイヤＴが駆動されてもよい。また、タイヤＴは、制動力が付与されて転動されてもよい。更には、駆動力又は制動力を付与せずに、自由に転動可能な自由転動状態にされてもよい。このタイヤＴにスリップ角が付与されてもよい。タイヤＴにキャンバー角が付与されてもよい。位置測定工程（ＳＴＥＰ２０）では、これらの試験条件で、測定点Ｐの位置と、測定点Ｑの位置とが測定される。この様に、試験条件を設定することで、実車での走行を想定した剛性評価をしうる。

図６（ａ）には、測定点Ｐと測定点Ｑとの距離Ｌと経過時間Ｔとの関係を例示したグラフである。このグラフには、ブロックＢのトレッド面が路面１０に接地するときからブロックＢのトレッド面が路面１０から離れるときまでの、距離Ｌの時系列変化が示されている。符号ｔ１及びｔ２は、ブロックＢのトレッド面が路面１０に接地するときのある時間を示している。時間ｔ２は、時間ｔ１より後の時間を示している。符号Ｌ１は、時間ｔ１のときの距離Ｌを示している。符号Ｌ２は、時間ｔ２のときの距離Ｌを示している。両矢印ｄＬは、距離Ｌ１から距離Ｌ２までの変化量を示している。

図６（ｂ）には、ブロックＢの応力Ｆと経過時間Ｔとの関係を例示したグラフである。このグラフには、ブロックＢのトレッド面が路面１０に接地するときからブロックＢのトレッド面が路面１０から離れるときまでの、応力Ｆの時系列変化が示されている。符号Ｆ１は、時間ｔ１のときの応力Ｆを示している。符号Ｆ２は、時間ｔ２のときの応力Ｆを示している。符号ｔ１及びｔ２は、図６（ａ）の時間ｔ１及びｔ２と一致している。言い換えると、この応力Ｆ１は距離Ｌ１と同期している。応力Ｆ２は距離Ｌ２と同期している。両矢印ｄＦは、応力Ｆ１から応力Ｆ２までの変化量を示している。

時間ｔ１から時間ｔ２において、このブロックＢの剛性Ｓは、変化量ｄＦを変化量ｄＬで割って計算され得る。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示される様に、距離Ｌと応力Ｆとが時系列に把握されることにより、ブロックＢの単位時間毎の時系列変形量が把握されうる。この測定点Ｐと測定点Ｑとの相対位置の時系列変化量が同程度の大きさであっても、単位時間当たりの変化量が異なれば、トレッドの性能も異なりえる。

この図６（ａ）及び図６（ｂ）では、時間ｔ１と時間ｔ２とを例に説明がされたが、時系列に複数回、変化量が計算されてもよい。例えば、ブロックＢのトレッド面が路面１０に接地するときから路面１０から離れるときまでの間に、９回の変化量が計算されてもよい。この回数を増やすことで、ブロックＢの変形の態様をより詳細に把握しうる。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施テスト］
表１に示される仕様のタイヤが準備された。これらのタイヤは、表１と図７（ａ）から図７（ｅ）とに示されるように、ブロックのトレッド面にサイプが形成されていた。その他の構成は同様にされた。

タイヤＡは、図７（ａ）に示される様に、ブロックが形成するトレッド面にサイプが形成されていない。タイヤＢは、トレッド面に１本のサイプが形成された。このサイプは、図７（ｂ）に示される様に、半径方向内向きに直線状に切り込まれていた。このサイプの幅が０．７ｍｍにされた。タイヤＢ’は、トレッド面に１本のサイプが形成された。このサイプは、図７（ｃ）に示される様に、半径方向内向きにジグザグ状に切り込まれていた。このサイプの幅が０．７ｍｍにされた。タイヤＣでは、図７（ｄ）に示される様に、タイヤＢと同様のサイプがトレッド面に３本形成された。タイヤＣ’では、図７（ｅ）に示される様に、タイヤＣと同様のサイプがトレッド面に３本形成された。タイヤＤでは、サイプの幅が１．５ｍｍにされた他は、タイヤＣと同様にされた。タイヤＤ’では、サイプの幅が１．５ｍｍにされた他は、タイヤＣ’と同様にされた。

これらのタイヤＡからＤ’について、本発明に係る評価方法で、ブロックの剛性が評価された。その結果が図８（ａ）に示されている。この評価方法では、ブロックの剛性は、大きい方からタイヤＡ、タイヤＢ’、タイヤＢ、タイヤＣ’、タイヤＣ、タイヤＤ’、タイヤＤの順であった。図８（ａ）に示される評価結果は、実際のブロックの剛性の大きい順と合致していた。

［比較テスト］
実施テストのタイヤＡ、タイヤＢ’、タイヤＢ、タイヤＣ’、タイヤＣ、タイヤＤ’、タイヤＤについて、ブロックの形状に基づいて、ブロックの剛性がコンピュータを用いて計算された。その結果が図８（ｂ）に示されている。この評価方法でも、サイプの本数や幅の差による剛性の差が確認できた。しかしながら、タイヤＢ’とタイヤＢとでブロックの剛性の差が確認できなかった。タイヤＣ’とタイヤＣとでも、タイヤＤ’とタイヤＤとでも、ブロックの剛性の差が確認できなかった。この計算では、サイプの切り込み形状の差によるブロックの剛性は確認できなかった。

ここでは、評価結果の比較を判り易くするために、同じ仕様のタイヤに、サイプによる剛性の差を設けて、トレッドの剛性を比較した。この評価方法によれば、ブロックの形状、大きさの相違によるトレッドの剛性を、高精度に評価しうる。

この実施テストの評価方法では、比較テストの評価方法に比べて、精度よくブロックの剛性の評価がされている。この評価結果から、本発明に係るトレッドの剛性評価の方法の優位性は明らかである。

２・・・試験機
４・・・制御装置
５・・・情報処理装置
６・・・ベース
８・・・走行台
１０・・・路面
１２・・・第一レール
１４・・・第一ボールネジ
１６・・・計測部
１８・・・計測部レール
２０・・・計測部ボールネジ
２２・・・枠
２４・・・第二レール
２６・・・第二ボールネジ
２８・・・移動台
３０・・・軸受
３２・・・回動装置
３４・・・シャフト
３６・・・第三ボールネジ
３８・・・支持フレーム
４０・・・ヘッド
４２・・・駆動モータ
４４・・・揺動ボールネジ

Claims (10)

1. タイヤが準備され、このタイヤがトレッドを備えており、このトレッドが路面に接地するトレッド面を形成しており、このトレッド面に溝が形成されてトレッドが複数のブロックに区画されている準備工程と、
   このブロックのトレッド面位置とこの溝の溝底位置とが時系列に測定される位置測定工程と、
   このトレッド面位置と溝底位置との相対位置が計算される相対位置計算工程と、
   この相対位置から相対位置の時系列変化量が計算されている剛性評価工程と
   を備えるトレッドの剛性評価方法。
2. 上記位置測定工程において、このブロックのトレッド面が路面に接地するときからこのブロックのトレッド面が路面から離れるときまでの間に、トレッド面位置と溝底位置とが３回以上の複数測定されており、
   上記相対位置計算工程において、この３回以上の複数測定されたトレッド面位置と溝底位置とから、相対位置が３回以上の複数計算されており、
   上記剛性評価工程において、この３回以上の複数計算された相対位置から、相対位置の時系列変化量が２以上の複数計算されている請求項１に記載の剛性評価方法。
3. 上記位置測定工程において、トレッド面位置と溝底位置とが複数の箇所で測定しており、
   上記相対位置計算工程において、相対位置がこの複数の箇所で計算されており、
   上記剛性評価工程において、相対位置の時系列変化量がこの複数の箇所で計算されている請求項１又は２に記載の剛性評価方法。
4. 上記位置測定工程とにおいて、このタイヤに駆動力又は制動力が付与されている請求項１から３のいずれかに記載の剛性評価方法。
5. 上記位置測定工程とにおいて、このタイヤにスリップ角が付与されている請求項１から４のいずれかに記載の剛性評価方法。
6. 上記位置測定工程とにおいて、このタイヤにキャンバー角が付与されている請求項１から５のいずれかに記載の剛性評価方法。
7. 上記位置測定工程では、上記トレッド面位置と溝底位置との測定に同期させて、路面に接地するトレッド面の応力が時系列に測定されており、
   上記剛性評価工程では、この時系列に測定された応力から応力の時系列変化量が計算されており、この応力の時系列変化量と上記相対位置の時系列変化量とから剛性が計算されている請求項１から６のいずれかに記載の剛性評価方法。
8. 上記位置測定工程では、透明な路面に接地するトレッド面が透明な路面を通して撮影されており、この撮影されたトレッド面の画像から上記トレッド面位置の座標と溝底位置の座標とが決定されている請求項１から７のいずれかに記載の剛性評価方法。
9. 溝が形成されたトレッド面が接地する路面と、路面に接地しているトレッド面を撮影する撮影手段と、情報処理装置とを備えており、
   この撮影手段が撮影したトレッド面の画像からトレッド面位置とトレッド面に形成された溝の溝底位置とが測定されており、
   この情報処理装置がトレッド面位置と溝底位置との相対位置の時系列変化量を計算している、
   タイヤのトレッドの剛性を評価する試験機。
10. 路面に接地しているトレッド面にかかる応力を測定する接地圧センサーを備えており、 この接地圧センサーが、上記トレッド面位置と溝底位置との測定に同期させて、路面に接地するトレッド面の応力を測定しており、
    上記情報処理装置がこの応力の時系列変化量を計算しており、この応力の時系列変化量と上記相対位置の時系列変化量とから剛性を計算している請求項９に記載の試験機。

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