JP2017133888A - タイヤの摩耗試験方法及び摩耗試験に用いられる走行試験路 - Google Patents

Abstract

【課題】容易かつ精度良く摩耗試験を行い得る摩耗試験方法及び摩耗試験で使用される走行試験路を提供する。
【解決手段】タイヤＴが嵌まる凹部４を具えた走行試験路Ｒを走行させる走行工程を有している。走行工程は、凹部４内に嵌めたタイヤＴを駆動して空転させる空転ステップを含んでいる。走行工程は、さらに、タイヤＴを駆動して凹部４を通過することなく走行試験路Ｒに設けられた斜面１を移動する移動ステップを含むのが望ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、容易かつ精度良くタイヤの摩耗試験を行い得る摩耗試験方法及び摩耗試験に用いられる走行試験路に関する。

タイヤの摩耗には、例えば、旋回走行時による横力や、駆動・制動時の駆動力や制動力によって、トレッド部に設けられた溝状部の溝底隅部（角部）に生じる亀裂が成長することにより、トレッド部のトレッドゴムがうろこ状にめくれるチッピング摩耗がある。従来、このようなチッピング摩耗を含めた各摩耗の試験は、例えば、タイヤが走行する擬似路面を有するドラム式の台上試験機を用いて行われていた。

しかしながら、このような摩耗試験方法では、例えば、チッピング摩耗を容易に発生させることができず、精度良く摩耗試験できないという問題があった。関連する技術としては、下記特許文献１、２がある。

特開２０１３−８８３０９号公報 特開２０１４−１１２０４７号公報

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、走行試験路に設けられた凹部に嵌めたタイヤを駆動して空転させる空転ステップを含むことを基本として、容易かつ精度良く摩耗試験を行い得る摩耗試験方法及び摩耗試験で使用される走行試験路を提供することを主たる目的としている。

本発明は、タイヤの摩耗試験方法であって、前記タイヤが嵌まる凹部を具えた走行試験路で前記タイヤを駆動させる駆動工程を有し、前記駆動工程は、前記凹部内に嵌めた前記タイヤを空転させる空転ステップを含むことを特徴とする。

本発明に係る摩耗試験方法は、前記空転ステップでは、前記タイヤの回転速度が２０〜５０km／hであるのが望ましい。

本発明に係る摩耗試験方法は、前記走行試験路が、斜度を有する斜面を含み、前記駆動工程は、前記タイヤが前記凹部を通過することなく前記斜面を移動する移動ステップを含むのが望ましい。

本発明に係る摩耗試験方法は、前記移動ステップでは、前記タイヤの移動速度が１０km／h以下であるのが望ましい。

本発明に係る摩耗試験方法は、前記タイヤが、車両に装着されるのが望ましい。

本発明は、タイヤの摩耗試験に用いられる走行試験路であって、前記走行試験路は、石と砂利とが敷設されたガレキ路面であり、前記走行試験路には、前記タイヤが嵌まる凹部が設けられることを特徴とする。

本発明に係る走行試験路は、斜度を有する斜面を含み、前記凹部は、前記斜面に設けられるのが望ましい。

本発明に係る走行試験路は、前記凹部が、前記斜面の傾斜に沿った長さが前記タイヤの外径の１１０％〜３００％であり、深さが前記タイヤの外径の２０％〜４０％であるのが望ましい。

本発明に係る走行試験路は、前記凹部が、前記斜面の幅方向の長さが前記タイヤの最大幅の１１０％〜３００％であるのが望ましい。

本発明に係る走行試験路は、前記凹部が、前記タイヤのトレッド面と接する底面を有し、前記底面は、傾斜に沿って前記斜面の下側に凸となる円弧状であるのが望ましい。

本発明の摩耗試験方法では、タイヤが嵌まる凹部を具えた走行試験路でタイヤを駆動させる駆動工程を有している。駆動工程は、凹部に嵌めたタイヤを空転させる空転ステップを含んでいる。このような空転ステップでは、タイヤに、容易にチッピング摩耗を含む摩耗を生じさせ得る。従って、本発明の摩耗試験方法は、容易かつ精度良く摩耗性能の試験を行なうことができる。

本発明の一実施形態の摩耗試験方法の概略を示す斜視図である。 摩耗試験方法のフロー図である。 走行試験路の平面図である。 凹部を含む斜面の断面図である。

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に示されるように、本実施形態のタイヤの摩耗試験方法は、屋外でタイヤの摩耗試験を行う方法であって、例えば、タイヤＴが装着された車両Ｓを走行試験路（以下、単に「試験路」ということがある。）Ｒで駆動させて、タイヤの摩耗試験を行なうものである。

本実施形態の摩耗試験方法で使用されるタイヤＴは、例えば、重荷重用タイヤ、乗用車用タイヤ又は非空気式タイヤなどの種々のカテゴリーのタイヤが含まれる。

本実施形態の摩耗試験方法（以下、単に「試験方法」ということがある。）で使用される試験路Ｒは、図１に示されるように、石１０と砂利１１とが敷設されたガレキ路面として形成されている。このような試験路Ｒでは、タイヤＴのヒールアンドトゥ摩耗やセンター摩耗など種々の摩耗を容易に生じさせることができるが、とりわけチッピング摩耗を生じさせるのに好適である。本明細書では、石は、粒径が大きい鉱物質をいい、砂利は、粒径が石よりも小さい鉱物質をいう。

試験路Ｒは、例えば、斜度を有する斜面１、斜面１の下端に連なり斜面１よりも斜度が小さい下方面２と、斜面１の上端に連なり斜面１よりも斜度が小さい上方面３とを含んでいる。車両Ｓは、下方面２から斜面１を通り、上方面３へ移動可能である。本実施形態の下方面２と上方面３とは、斜面１よりも斜度の小さい緩斜面（図示省略）で接続されており、車両Ｓは、この緩斜面を登降移動することもできる。

本実施形態の斜面１には、タイヤＴを嵌めこむことが可能な凹部４が設けられている。凹部４は、斜面１に少なくとも１個、本実施形態では、１個設けられている。

図２には、本実施形態の試験方法のフローが示されている。本実施形態の摩耗試験方法は、タイヤＴを試験路Ｒで駆動させる駆動工程を含んでいる。

先ず、摩耗試験されるタイヤ（以下、単に「試験タイヤ」ということがある。）Ｔ１が車両Ｓの駆動輪として装着される。即ち、車両が前輪駆動用の場合、試験タイヤＴ１は前輪として装着され、車両が後輪駆動用の場合、試験タイヤＴ１は後輪として装着される。車両には、例えば、試験タイヤＴ１の回転数及び試験タイヤＴ１の回転速度を計測して表示する、周知構造の表示装置が設けられている。本明細書における「回転速度」は、試験タイヤＴ１のタイヤ半径方向の最外端での回転速度である。

次に、車両Ｓを位置決めする位置決めステップＳ１が行われる。位置決めステップＳ１では、車両Ｓを斜面１に移動させて、試験タイヤＴ１を凹部４に嵌める。このとき、車両Ｓは、タイヤＴの駆動により移動される。

次に、試験タイヤＴ１を駆動させる駆動工程が行われる。駆動工程は、本実施形態では、凹部４内に嵌められた試験タイヤＴ１を空転させる空転ステップＳ２と、タイヤＴを移動させる移動ステップＳ４とを含んでいる。本実施形態では、先ず、空転ステップＳ２が行われる。

空転ステップＳ２では、車両Ｓがアクセル操作されて、試験タイヤＴ１を凹部４内で空転させる。このように、本実施形態の摩耗試験では、斜面１に設けた凹部４を利用して空転ステップＳ２が行われるので、車両Ｓの移動が抑制されて、試験タイヤＴ１を確実に空転させることができる。このため、大きな摩擦力がトレッド部Ｔａに与えられるので、チッピング摩耗等を容易に生じさせることができる。

図１に示されるように、凹部４を有する斜面１の斜度は、２０〜４０°であるのが望ましい。このような斜面１は、試験タイヤＴ１を空転させた場合に、車両Ｓが凹部４から移動することを抑制し得るので、精度良く摩耗試験を行なうことができる。斜度が２０°よりも小さい場合、車両Ｓに装着されたタイヤＴを空転させた場合に生じる小さなグリップ力によっても、タイヤＴが凹部４から上方面３側に移動するおそれがある。斜度が４０°を超える場合、試験タイヤＴ１を空転させた場合、車両Ｓが下方面２側に移動するおそれがある。

図３に示されるように、凹部４は、斜面１に沿った長さＬ１が、タイヤの外径Ｌａの１１０％〜３００％であるのが望ましい。凹部４の前記長さＬ１がタイヤの外径Ｌａの１１０％未満の場合、試験タイヤＴ１のトレッド部Ｔａと接する底面４ａの面積が小さくなる。このため、トレッド部Ｔａと底面４ａとの接触位置の変化が小さいので、トレッド部Ｔａに不均一な摩耗を生じさせるおそれがある。試験タイヤＴ１が凹部４の前記長さＬ１がタイヤの外径Ｌａの３００％を超える場合、試験タイヤＴ１が凹部４から離脱しやすくなるおそれがある。同様の観点より、凹部４の深さＤ１（図４に示される）は、タイヤの外径Ｌａの２０％〜４０％であるのが望ましい。なお、凹部４の長さＬ１は、試験タイヤＴ１が凹部４内を移動可能な斜面１に沿った距離であり、凹部４の深さＤ１は、試験タイヤＴ１を嵌入可能な深さである。

図４に示されるように、凹部４は、底面４ａが、傾斜に沿って斜面１の下側に凸となる円弧状であるのが望ましい。これにより、試験タイヤＴ１のトレッド部Ｔａとの接触面積が増加するため、均一な摩耗を与えることができる。従って、チッピング摩耗を精度良く生じさせることができる。

空転ステップＳ２での試験タイヤＴ１の回転速度は、２０〜５０km／hであるのが望ましい。試験タイヤＴ１の回転速度が２０km／h未満の場合、試験タイヤＴ１のグリップ力が大きくなり、凹部４から離脱するおそれがある。試験タイヤＴ１の回転速度が５０km／hを超える場合、試験タイヤＴ１の摩擦熱が大きくなり、トレッド部Ｔａが熱変形して、チッピング摩耗等を精度良く再現できないおそれがある。試験タイヤＴ１の回転速度は、一定であるのがさらに望ましい。

試験タイヤＴ１の回転数は、１００〜３００回であるのが望ましい。試験タイヤＴ１の回転数が１００回未満の場合、試験タイヤＴ１に作用する応力が小さくなり、チッピング摩耗等が発生できないおそれがある。試験タイヤの回転数が３００回を超える場合、試験タイヤＴ１に作用する応力が過度に大きくなり、試験タイヤＴ１に生じる摩擦熱が大きくなるため、トレッド部Ｔａが熱変形するおそれがある。

次に、試験タイヤＴ１の摩耗発生状況を確認する確認ステップＳ３が行われる。確認ステップＳ３では、例えば、チッピング摩耗の発生状況が確認される。ここで、トレッド部Ｔａ全体にチッピング摩耗が発生していない場合（Ｓ３においてＮ）、駆動工程の移動ステップＳ４が行われる。

移動ステップＳ４は、試験タイヤＴ１を凹部４から乗り上げさせて、凹部４のない斜面１上を車両Ｓで登降させる。これにより、試験タイヤＴ１の空転ステップＳ２での摩擦熱が除去されて、トレッド部Ｔａの熱変形が抑制される。移動ステップＳ４では、車両Ｓが凹部４から上方面３まで移動されて、次に凹部４まで降下される。なお、移動ステップＳ４では、このような方法に限定されるものではなく、車両Ｓが凹部４から上方面３まで移動されて、次に下方面２まで降下され、さらに凹部４側に移動されても良いし、車両Ｓが、前記緩斜面を移動されても良い。

移動ステップＳ４では、試験タイヤＴ１の斜面１上の移動速度、即ち、車両Ｓの速度が、１０km／h以下に設定されるのが望ましい。試験タイヤＴ１の移動速度が１０km／hを超える場合、トレッド部Ｔａに不均一な摩耗を与えるおそれがある。また、試験タイヤＴ１に生じた摩擦熱を除去できないおそれがある。なお、試験タイヤＴ１の移動速度が小さい場合、移動ステップＳ４での走行時間が過度に大きくなるので、移動速度は、５km／h以上が望ましい。移動ステップＳ４は、通常５〜１０分間行われる。

移動ステップＳ４において、試験タイヤＴ１の摩擦熱を効果的に除去するとともに、摩耗試験を効率良く行なうために、斜面１の長さＬは、５０〜２００m程度が望ましい。

次に、再び、位置決めステップＳ１、空転ステップＳ２が行われ、確認ステップＳ３が行われる。そして確認ステップＳ３で、例えば、チッピング摩耗等がトレッド部Ｔａ全体に発生している場合（Ｓ３においてＹ）、今回の試験タイヤＴ１における摩耗性能試験が終了する。なお、この確認ステップＳ３でも、チッピング摩耗等がトレッド部Ｔａ全体に発生していない場合（Ｓ３においてＮ）には、さらに、移動ステップＳ４、位置決めステップＳ１、空転ステップＳ２、確認ステップＳ３が行われる。

なお、異なる試験タイヤＴ１を、同じ車両Ｓに装着して、上記ステップＳ１乃至Ｓ４を同じとする摩耗試験を行ない、両タイヤに生じたチッピング摩耗等の摩耗発生状況を比較することにより、両タイヤの摩耗性能を評価することができる。

以上、本発明のタイヤの摩耗試験方法及び摩耗試験に使用される走行試験路について詳細に説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施しうるのはいうまでもない。例えば、摩耗試験において、車両を用いることなく、タイヤＴを回転駆動可能に支持して走行試験路を移動させる移動装置（図示省略）に装着して、各ステップＳ１乃至Ｓ４による試験を行なうものでも良い。

本発明の効果を確認するために、本実施形態の摩耗試験方法によってタイヤのトレッド部に生じた摩耗状況を確認する外観テストが行われた。比較例の摩耗試験では、実施例１の空転ステップに費やされた時間を、移動ステップに費やした。なお、共通仕様等は以下の通りである。
車両：２５００cc
走行試験路：ガレキ路
走行試験路の斜度：３０°
斜面の長さＬ：１２０m
凹部の斜面の傾斜に沿った長さＬ１：タイヤの外径Ｌａの１５０％
凹部の深さＤ１：タイヤの外径Ｌａの３０％
凹部の斜面の幅方向長さＷ１：タイヤの最大幅Ｗａの１５０％

外観テストの評価は、下記の通りである。
主にチッピング摩耗がトレッド部のタイヤ周方向の全周に発生し、摩擦熱による変形が生じていないタイヤ・・・３点
主にチッピング摩耗がトレッド部に複数箇所発生し、摩擦熱による変形が散見されるタイヤ・・・２点
チッピング摩耗がトレッド部に発生していないタイヤ・・・１点

テストの結果、実施例の摩耗試験では、比較例の摩耗試験に比べて、チッピング摩耗を容易に発生させることができた。これにより、本実施形態の摩耗試験方法は、精度良く摩耗試験を行い得ることが理解できる。タイヤのトレッドパターンやトレッドゴムの成分を変化させて試験を行ったが、同じ結果を得ることができた。

１ 斜面
４ 凹部
１０ 石
１１ 砂利
Ｒ 走行試験路
Ｔ タイヤ

Claims (10)

1. タイヤの摩耗試験方法であって、
   前記タイヤが嵌まる凹部を具えた走行試験路で前記タイヤを駆動させる駆動工程を有し、
   前記駆動工程は、前記凹部内に嵌めた前記タイヤを空転させる空転ステップを含むことを特徴とする摩耗試験方法。
2. 前記空転ステップでは、前記タイヤの回転速度が２０〜５０km／hである請求項１記載の摩耗試験方法。
3. 前記走行試験路は、斜度を有する斜面を含み、
   前記駆動工程は、前記タイヤが前記凹部を通過することなく前記斜面を移動する移動ステップを含む請求項１又は２に記載の摩耗試験方法。
4. 前記移動ステップでは、前記タイヤの移動速度が１０km／h以下である請求項３記載の摩耗試験方法。
5. 前記タイヤは、車両に装着される請求項１乃至４のいずれかに記載の摩耗試験方法。
6. タイヤの摩耗試験に用いられる走行試験路であって、
   前記走行試験路は、石と砂利とが敷設されたガレキ路面であり、
   前記走行試験路には、前記タイヤが嵌まる凹部が設けられることを特徴とする走行試験路。
7. 斜度を有する斜面を含み、
   前記凹部は、前記斜面に設けられる請求項６記載の走行試験路。
8. 前記凹部は、前記斜面の傾斜に沿った長さが前記タイヤの外径の１１０％〜３００％であり、深さが前記タイヤの外径の２０％〜４０％である請求項７記載の走行試験路。
9. 前記凹部は、前記斜面の幅方向の長さが前記タイヤの最大幅の１１０％〜３００％である請求項７又は８に記載の走行試験路。
10. 前記凹部は、前記タイヤのトレッド面と接する底面を有し、
    前記底面は、傾斜に沿って前記斜面の下側に凸となる円弧状である請求項７乃至９のいずれかに記載の走行試験路。

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