JP2024053950A - 剛性評価方法及び剛性評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気入りタイヤの縦ばね剛性を、トレッドゴムに起因する縦ばね定数とケース構造体に起因する縦ばね定数とに分離する。【解決手段】剛性評価方法は、リムに組み込まれ、内圧が充填された空気入りタイヤに荷重を第１方向に負荷してトレッド部を試験面に押し付ける第１ステップＳ１と、荷重と、空気入りタイヤのタイヤ軸に作用する第１方向への変位を検出する第２ステップＳ２と、荷重及び変位に基づいて、空気入りタイヤのトレッドゴムに起因する第１縦ばね定数と、ケース構造体に起因する第２縦ばね定数とを計算する第３ステップＳ３とを含む。【選択図】 図９

Description

本発明は、空気入りタイヤの剛性を評価する技術に関する。

従来から、空気入りタイヤの剛性を評価する手法に関し、種々の提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６－１７６７８６号公報

荷重が負荷された空気入りタイヤの変形は、地面に接触するトレッドゴムの変形とカーカスを含むケース構造体の変形とが合成されたものである。従って、本件発明者は、空気入りタイヤの縦ばね剛性を、トレッドゴムに起因する縦ばね定数とケース構造体の縦ばね定数とに分離することができれば、乗心地性能やノイズ性能等の向上に役立つと考えた。

しかしながら、上記特許文献１に記載された方法をもってしても、空気入りタイヤの縦ばね剛性を、トレッドゴムに起因する縦ばね定数とケース構造体に起因する縦ばね定数とに分離することができず、さらなる技術の確立が期待されていた。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、空気入りタイヤの縦ばね剛性を、トレッドゴムに起因する縦ばね定数とケース構造体に起因する縦ばね定数とに分離して評価することができる剛性評価方法及び剛性評価装置を提供することを主たる目的としている。

本発明は、トレッドゴムを備えたトレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部と、前記一対のビード部間をのびるカーカスを備えたケース構造体とを含む空気入りタイヤの剛性評価方法であって、
リムに組み込まれ、内圧が充填された前記空気入りタイヤに荷重を第１方向に負荷して前記トレッド部を試験面に押し付ける第１ステップと、
前記荷重と、前記空気入りタイヤのタイヤ軸に作用する前記第１方向への変位を検出する第２ステップと、
前記荷重及び前記変位に基づいて、前記空気入りタイヤの前記トレッドゴムに起因する第１縦ばね定数と、前記ケース構造体に起因する第２縦ばね定数とを計算する第３ステップとを含む。

本発明の前記剛性評価方法では、前記第１ステップで前記空気入りタイヤの前記トレッド部が前記試験面に押し付けられ、前記第２ステップで前記荷重と前記変位とが検出され、前記第３ステップで前記荷重及び前記変位に基づいて、前記空気入りタイヤの前記トレッドゴムに起因する第１縦ばね定数と、前記ケース構造体に起因する第２縦ばね定数とが計算される。従って、前記空気入りタイヤの縦ばね剛性を、前記トレッドゴムに起因する前記第１縦ばね定数と前記ケース構造体に起因する前記第２縦ばね定数とに分離して評価することが可能となる。

本発明で縦ばね剛性が評価される空気入りタイヤの一実施形態を示す子午断面トレッド部の展開図である。 図１の空気入りタイヤの縦ばね剛性を測定する要領を示す断面図である。 図１の空気入りタイヤにおける荷重とタイヤ軸の変位との関係を示すグラフである。 荷重が負荷される前後の空気入りタイヤの断面図である。 同一サイズのタイヤＡとタイヤＢでのケース構造体の変位と容積変化の関係を示すグラフである。 荷重が負荷される前後の空気入りタイヤの断面図である。 同一サイズのタイヤＡとタイヤＢでの全体のたわみと実接地面積との関係を示すグラフである。 パラメーターΔＸ²／Ｆと変位ΔＸとの関係を示すグラフである。 本実施形態の剛性評価方法の手順の流れを示すフローチャートである。 本実施形態の剛性評価装置の概略構成を示す正面図である。 図９の第３ステップの手順を詳述するフローチャートである。 試験面板の一例を示す斜視図である。 図１２の試験面板の変形例を示す斜視図である。 図１２の試験面板の別の変形例を示す斜視図である。 図１２の試験面板のさらに別の変形例を示す斜視図である。 図１２の試験面板のさらに別の変形例を示す斜視図である。 図１２の試験面板のさらに別の変形例を示す斜視図である。 図１２の試験面板のさらに別の変形例を示す斜視図である。 空気入りタイヤの全体の縦ばね定数Ｋｚと突起乗り越し性能との相関を示すグラフである。 空気入りタイヤの第２縦ばね定数Ｋ_Ｃと突起乗り越し性能との相関を示すグラフである。 空気入りタイヤの第１縦ばね定数Ｋ_Ｔと突起乗り越し性能との相関を示すグラフである。

以下、本発明の実施の一形態の剛性評価方法及び剛性評価装置が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態の剛性評価方法によって縦剛性が評価される空気入りタイヤ１の子午断面図である。

空気入りタイヤ１は、トレッド部２を有している。トレッド部２は、タイヤ周方向に連続し、環状に形成されている。トレッド部２は、トレッドゴム２Ｇを備えている。

空気入りタイヤ１は、さらに一対のサイドウォール部３と、一対のビード部４とを含んでいる。

本実施形態の空気入りタイヤ１では、一対のビード部４には、それぞれビードコア５が埋設されている。さらに、一対のビードコア５に跨るように一対のビード部４の間をカーカス６がのびている。また、カーカス６のタイヤ半径方向外側には、ベルトプライ７が配されている。ベルトプライ７のタイヤ半径方向外側には、バンドプライが配されていてもよい。

リム組みされた空気入りタイヤ１の内腔には、内圧が充填され、ビードコア５、カーカス６及びその周辺のゴム（例えば、サイドウォールゴム）等によりケース構造体８が構成される。空気入りタイヤ１に適用されるリムとしては、正規リムが望ましい。正規リム以外のリムが適用されてもよい。

「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" 、ＥＴＲＴＯであれば"Measuring Rim" である。

空気入りタイヤ１に充填される内圧は、正規内圧が望ましい。正規内圧とは、異なる内圧が充填されてもよい。

「正規内圧」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、各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" である。タイヤが乗用車用である場合、正規内圧は、例えば、１８０kPaである。

従来から、空気入りタイヤ１の縦ばね剛性の評価には、空気入りタイヤ１の全体の縦ばね定数Ｋｚが適用されている。

図２は、空気入りタイヤ１の縦ばね定数Ｋｚを測定する要領を示している。空気入りタイヤ１の縦ばね定数Ｋｚは、リムＲに組み込まれ、内圧が充填された空気入りタイヤ１に荷重Ｆを第１方向Ｄ１に負荷してトレッド部２を試験面ＴＳに押し付けることにより測定される。第１方向Ｄ１とは、リムＲから試験面ＴＳに向かう方向であり、試験面ＴＳに垂直な方向である。

空気入りタイヤ１に負荷される荷重は、正規荷重が望ましい。正規荷重とは、異なる荷重が負荷されてもよい。

「正規荷重」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、各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。タイヤが乗用車用の場合、正規荷重は、例えば、荷重の８８％に相当する荷重である。

空気入りタイヤ１は、試験面ＴＳに対して、０度のキャンバー角で押付けられるのが望ましい。空気入りタイヤ１は、例えば、車両への装着時を考慮したキャンバー角またはコーナリングやギャップ通過時等の各種の走行状態を考慮したキャンバー角で押付けられてもよい。

荷重Ｆの負荷は、リムＲを第１方向Ｄ１に変位させることによりなされる。荷重Ｆの負荷上記におけるリムＲの変形は、空気入りタイヤ１の変形に対して実質的に無視できる程度に小さい。従って、試験面ＴＳに対する空気入りタイヤ１のタイヤ軸の変位ΔＸは、リムＲの任意点の変位ΔＸと等しい。なお、荷重Ｆの負荷は、試験面ＴＳを第１方向Ｄ１とは逆の方向に変位させることによりなされてもよい。

試験面ＴＳから空気入りタイヤ１のタイヤ軸までの距離が減少するようにタイヤ軸が変位すると、空気入りタイヤ１の全体にたわみが生ずる。本願では、試験面ＴＳに対してタイヤ軸に変位ΔＸが生じたとき、空気入りタイヤ１の全体にたわみΔＸが生じたとして記載することがある。

図３は、空気入りタイヤ１における荷重Ｆと試験面ＴＳに対するタイヤ軸の変位ΔＸとの関係を示している。空気入りタイヤ１の縦ばね定数Ｋｚは、荷重Ｆとタイヤ軸の変位ΔＸとの比Ｆ／ΔＸで表される。より具体的には、例えば、空気入りタイヤ１は、その正規荷重を含む予め定められた荷重領域での比Ｆ／ΔＸを縦ばね定数Ｋｚとして、縦ばね剛性が評価される。

既に述べたように、空気入りタイヤ１の全体の縦ばね定数Ｋｚは、トレッドゴム２Ｇに起因する第１縦ばね定数Ｋ_Ｔと、ケース構造体８に起因する第２縦ばね定数Ｋ_Ｃとを合成したものである。本発明は、空気入りタイヤ１における第１縦ばね定数Ｋ_Ｔと第２縦ばね定数Ｋ_Ｃとを個別に評価できるように、全体の縦ばね定数Ｋｚを分離する。

本願発明者は、鋭意研究を重ね、以下のように、荷重Ｆと試験面ＴＳに対するタイヤ軸の変位ΔＸとの関係から、第１縦ばね定数Ｋ_Ｔと、第２縦ばね定数Ｋ_Ｃとが計算可能であることを見い出した。

図４は、荷重が負荷される前後の空気入りタイヤ１において、特にケース構造体８に注目するために、リムＲの高さを揃えて描いた断面図である。同図において、左側が荷重が負荷される前の（荷重がゼロである）空気入りタイヤ１であり、同図において、右側が荷重Ｆが負荷されている空気入りタイヤ１である。

荷重Ｆの負荷により、カーカス６及びカーカス６よりもタイヤ半径方向の内側のケース構造体８はΔＸ_Ｃだけたわむ。このときケース構造体８に蓄えられるエネルギーは、
Ｗ_Ｃ＝∫ＦｄＸ_Ｃ
で表され、この両辺をＸ_Ｃで微分すると下記式（１）が得られる。

ここで、空気入りタイヤ１の内圧をＰ、荷重Ｆの負荷により変化した空気入りタイヤ１の内容積をｄＶとすると、空気入りタイヤ１の内腔に充填された空気に蓄えられるエネルギーは、Ｗ_ａｉｒ＝ＰｄＶで表される。一方、ケース構造体８自身に蓄えられるエネルギーは、Ｗ_ｓｔｒ＝Ｐ_０ｄＶで表される。ここでＰ_０は係数である。

ケース構造体８に蓄えられるエネルギーＷ_Ｃは、空気に蓄えられるエネルギーＷ_ａｉｒとケース構造体８自身に蓄えられるエネルギーＷ_ｓｔｒとの和であるため、下記式（２）が得られる。

図５は、同一サイズのタイヤＡとタイヤＢでのケース構造体８のたわみΔＸ_Ｃと容積変化ΔＶの関係を示している。同図からわかるように、容積変化ΔＶは、一般に、たわみΔＸ_Ｃの二乗に比例し、その係数はタイヤ毎に異なる。従って、係数をＫ_２とすると、下記式（３）が得られる。

そして、上記式（１）、（２）、（３）より、下記式（４）が得られる。

図６は、上記図４と同様に、荷重が負荷される前後の空気入りタイヤ１において、特にトレッドゴム２Ｇに注目するために、試験面ＴＳの高さを揃えて描いた断面図である。

図６において、荷重が負荷される前のトレッドゴム２Ｇの厚さをＸ_Ｔ、荷重Ｆが負荷された後のトレッドゴム２Ｇの厚さをＸ_Ｔ’とすると、荷重Ｆの負荷により、カーカス６よりもタイヤ半径方向の外側のトレッドゴム２ＧはΔＸ_Ｔ＝Ｘ_Ｔ－Ｘ_Ｔ’だけ圧縮される。

荷重Ｆが負荷されたときの平均の接地圧をｑ、トレッドゴム２Ｇのヤング率をＥ、荷重Ｆが負荷されたときのトレッドゴム２Ｇの圧縮歪をεとすると、
ｑ＝Ｅε
の関係より、トレッドゴム２Ｇの実接地面積をＳ、荷重が負荷される前のトレッドゴム２Ｇの厚さをｈとすると、下記式（５）が得られる。

図７は、同一サイズのタイヤＡとタイヤＢでの全体のたわみΔＸと実接地面積Ｓとの関係を示している。同図からわかるように、実接地面積Ｓは、一般に、たわみΔＸに比例し、その係数はタイヤ毎に異なる。従って、係数をＫ_１とすると、下記式（６）が得られる。

そして、上記式（５）、（６）より、下記式（７）が得られる。

ここで、空気入りタイヤ１の全体のたわみΔＸは、ケース構造体８のたわみΔＸ_Ｃとトレッドゴム２Ｇの圧縮ΔＸ_Ｔとの和であるから、下記式（８）が得られる。

上記式（４）、（７）、（８）より、下記式（９）が得られる。

上記式（９）より、空気入りタイヤ１の全体のたわみΔＸは、ΔＸ²／Ｆの一次関数であることが理解される。

図８は、図３の変位ΔＸと荷重Ｆの関係から、横軸をΔＸ²／Ｆとし、縦軸をたわみΔＸとする一次関数に変換したグラフである。

上記式（９）及び図８より、空気入りタイヤ１の全体のたわみΔＸとΔＸ²／Ｆとの関係は、下記式（１０）のように記述できる。

式（９）と式（１０）の傾きが等しいこと及び式（４）から、下記式（１１）のように、ケース構造体８に起因する第２縦ばね定数Ｋ_Ｃが計算される。すなわち、第２縦ばね定数Ｋ_Ｃは、式（９）の傾きを計算することにより、算出される。

式（９）と式（１０）の切片が等しいこと及び式（７）から、下記式（１２）のように、トレッドゴム２Ｇに起因する第１縦ばね定数Ｋ_Ｔが計算される。すなわち、第２縦ばね定数Ｋ_Ｃは、式（９）の傾きと変位との積を切片で除することにより、算出される。なお、図８において、切片Ｃ_２が負値となる場合は、下記式（１２）に示されるように、絶対値をとることにより、第１縦ばね定数Ｋ_Ｔが得られる。

図９は、本実施形態の剛性評価方法１０の手順の流れを示すフローチャートである。本剛性評価方法１０は、空気入りタイヤ１のトレッド部２を試験面ＴＳに押し付ける第１ステップＳ１と、荷重Ｆとタイヤ軸に作用する変位ΔＸを検出する第２ステップＳ２と、第１縦ばね定数Ｋ_Ｔ、第２縦ばね定数Ｋ_Ｃを計算する第３ステップＳ３とを含んでいる。上記第１縦ばね定数Ｋ_Ｔ及び第２縦ばね定数Ｋ_Ｃは、荷重Ｆ及び変位ΔＸに基づいて計算される。

図１０は、本実施形態の剛性評価装置１００の概略構成を示している。本剛性評価装置１００は、空気入りタイヤ１に荷重を負荷する荷重部１１０と、空気入りタイヤ１のトレッド部２が押し付けられる試験面ＴＳと、荷重Ｆとタイヤ軸に作用する変位ΔＸを検出する検出部１２０と、第１縦ばね定数Ｋ_Ｔ、第２縦ばね定数Ｋ_Ｃを計算する計算部１３０とを含んでいる。

荷重部１１０は、リムＲ（図２参照）に組み込まれ、内圧が充填された空気入りタイヤ１を支持する支持部１１１を含んでいる。支持部１１１は、タイヤ軸を含み、リムＲに結合されている。

試験面ＴＳは、試験面板１１２の表面に形成されている。

本実施形態の荷重部１１０は、試験面板１１２をトレッドゴム２Ｇの側である第１方向Ｄ１に移動させることにより、トレッドゴム２Ｇを試験面ＴＳに押し付けて、空気入りタイヤ１に荷重Ｆを負荷する。これにより、剛性評価方法１０の第１ステップＳ１が実行される。荷重部１１０は、支持部１１１を試験面板１１２の側に移動させるように構成されていてもよい。

検出部１２０は、荷重部１１０が空気入りタイヤ１に負荷する荷重Ｆ及び試験面ＴＳに対するタイヤ軸の変位ΔＸを検出する。本実施形態のように、支持部１１１が固定され、試験面板１１２が第１方向Ｄ１に移動する形態にあっては、試験面ＴＳがトレッドゴム２Ｇに接触してからの試験面板１１２の第１方向Ｄ１に移動量が変位ΔＸとして検出される。これにより、剛性評価方法１０の第２ステップＳ２が実行される。

検出部１２０は、荷重Ｆ及び変位ΔＸを検出し、その値に相当する電気信号を計算部１３０に出力する。

計算部１３０は、例えば、各種の演算処理、情報処理等を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵの動作を司るプログラム及び各種の情報を記憶するメモリとを有している。計算部１３０には、コンピューター装置が適用される。

計算部１３０は、検出部１２０から入力された荷重Ｆ及び変位ΔＸに基づいて、空気入りタイヤ１のトレッドゴム２Ｇに起因する第１縦ばね定数Ｋ_Ｔと、ケース構造体８に起因する第２縦ばね定数Ｋ_Ｃとを計算する。これにより、剛性評価方法１０の第３ステップＳ３が実行される。従って、空気入りタイヤ１の縦ばね定数Ｋｚを、トレッドゴム２Ｇに起因する第１縦ばね定数Ｋ_Ｔと、ケース構造体８に起因する第２縦ばね定数Ｋ_Ｃとに分離して評価することが可能となる。

図１１は、第３ステップＳ３の手順を詳述している。

上記第３ステップＳ３は、変位ΔＸの二乗を荷重Ｆで除したパラメーターΔＸ²／Ｆを計算する第４ステップを含む、のが望ましい。第４ステップで計算される上記パラメーターΔＸ²／Ｆは、式（９）及び図８のグラフにおける横軸の変数に相当する。

上記第３ステップＳ３は、変位ΔＸと上記パラメーターΔＸ²／Ｆとの関係を一次関数で近似する第５ステップＳ５を含む、のが望ましい。第５ステップＳ５で近似された一次関数は、式（９）で表される一次関数に相当する。

上記第３ステップＳ３は、一次関数の傾きＣ_１を計算することにより、第２縦ばね定数Ｋ_Ｃを得る第６ステップＳ６を含む、のが望ましい。第６ステップＳ６で計算された傾きＣ_１は、式（１１）で表されるケース構造体８に起因する第２縦ばね定数Ｋ_Ｃに相当する。

上記第３ステップＳ３は、一次関数の傾きＣ_１及び切片Ｃ_２を計算し、変位ΔＸ、傾きＣ_１及び切片Ｃ_２に基づいて、第１縦ばね定数Ｋ_Ｔを得る第７ステップＳ７を含む、のが望ましい。

より具体的には、上記第７ステップＳ７は、傾きＣ_１と変位ΔＸとの積を切片Ｃ_２で除することにより、第１縦ばね定数Ｋ_Ｔを計算する、ステップＳ７．１を含む、のが望ましい。なお、ステップＳ７．１は、切片Ｃ_２が負値となる場合を考慮して、式（１２）の右辺にて絶対値をとるステップを含んでいる。

図１２は、試験面板１１２の一例を示している。試験面板１１２において、試験面ＴＳは、平面状に形成されている。このような試験面ＴＳにより、極めて高い再現性で第１縦ばね定数Ｋ_Ｔ及び第２縦ばね定数Ｋ_Ｃが得られ、空気入りタイヤ１の縦ばね剛性が正確に評価される。

図１３ないし図１６は、試験面板１１２の変形例である試験面板１１２Ａないし１１２Ｄを示している。

試験面板１１２Ａないし１１２Ｄにおいて、試験面ＴＳは、規則的に配置された複数の突起１１３Ａないし１１３Ｄを含んでいる。突起１１３Ａないし１１３Ｄによって路面の凹凸が擬似的に再現されるので、空気入りタイヤ１の縦ばね剛性が正確に評価される。特に、本実施形態の剛性評価方法１０及び剛性評価装置１００では、路面の凹凸に追従して変形するトレッドゴム２Ｇに起因する第１縦ばね定数Ｋ_Ｔが正確に計算されるので、空気入りタイヤ１の縦ばね剛性評価の精度が向上する。また、突起１１３Ａないし１１３Ｄが規則的に配置されているので、測定された第１縦ばね定数Ｋ_Ｔのバラツキが抑制され、定量的に評価できるようになる。

試験面板１１２Ａないし１１２Ｄにおいて、隣り合う複数の突起１１３Ａないし１１３Ｄの間隔は、２０mm以下が望ましい。これにより、空気入りタイヤ１の縦ばね剛性評価の精度がより一層向上する。

また、空気入りタイヤ１の走行が想定される路面を考慮すると、より望ましい間隔は、１０mm以下である、

試験面板１１２Ａないし１１２Ｃに示されるように、突起１１３Ａないし１１３Ｃの先端部は半球状に形成されていてもよく、試験面板１１２Ｄに示されるように、突起１１３Ｄの先端部は角錐状に形成されていてもよい。このような試験面板１１２Ａないし１１２Ｄによって、種々の路面が擬似的に再現され、空気入りタイヤ１の縦ばね剛性評価の精度が向上する。

図１７及び図１８は、試験面板１１２のさらに別の変形例である試験面板１１２Ｅ及び１１２Ｆを示している。試験面板１１２Ｅ及び１１２Ｆにおいて、試験面ＴＳは、不規則な凹凸１１４、１１５を含んでいる。凹凸１１４によってアスファルトの疑似路面が再現される。凹凸１１５によって煉瓦敷きの疑似路面が再現される。

試験面板１１２Ｅ及び１１２Ｆでは、不規則な凹凸１１４、１１５によって、空気入りタイヤ１の走行が想定される路面での空気入りタイヤ１の縦ばね剛性評価の精度が向上する。

以上、本発明の剛性評価方法１０及び剛性評価装置１００が詳細に説明されたが、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される。

図１の基本構造を有する同一パターンでサイズ：２０５／４５Ｒ１７の４種類の空気入りタイヤＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて、荷重Ｆ及び変位ΔＸが測定され、従来の剛性評価方法による空気入りタイヤ１の全体の縦ばね定数Ｋｚと、本発明の剛性評価方法による第１縦ばね定数Ｋ_Ｔ及び第２縦ばね定数Ｋ_Ｃが計算された。

各タイヤの突起乗り越し性能が、タイヤ公正取引協議会の定める試験基準に従って測定され、縦ばね定数Ｋｚ、第１縦ばね定数Ｋ_Ｔ及び第２縦ばね定数Ｋ_Ｃとの相関が検証された。

図１９は、比較例として、空気入りタイヤ１の全体の縦ばね定数Ｋｚと突起乗り越し性能との相関を示している。図１９の縦軸は、突起乗り越し時におけるタイヤ軸に生ずる縦方向の力の変動（ピーク ツー ピーク）である（図２０、２１においても同様とする）。図１９から明らかなように、空気入りタイヤ１の全体の縦ばね定数Ｋｚと突起乗り越し性能との間には、明確な相関が見い出せなかった。

図２０は、参考例として、空気入りタイヤ１のケース構造体８に起因する第２縦ばね定数Ｋ_Ｃと突起乗り越し性能との相関を示している。図２０から明らかなように、カーカス枚数の少ない空気入りタイヤＡ、Ｃは、本発明の剛性評価方法１０及び剛性評価装置１００によってケース構造体８に起因する第２縦ばね定数Ｋ_Ｃが小さく計算された。

さらに、空気入りタイヤ１のケース構造体８に起因する第２縦ばね定数Ｋ_Ｃと突起乗り越し性能との間には、明確な相関が見い出せなかった。従って、空気入りタイヤにおいてカーカス枚数を少なく設計しても、突起乗り越し性能の向上には寄与しないことが、本発明の剛性評価方法１０及び剛性評価装置１００によって検証された。

図２１は、実施例として、空気入りタイヤ１のトレッドゴム２Ｇに起因する第１縦ばね定数Ｋ_Ｔと突起乗り越し性能との相関を示している。図２１から明らかなように、トレッドゴム２Ｇのゴム硬度の低いタイヤＡ、Ｂは、本発明の剛性評価方法１０及び剛性評価装置１００によってトレッドゴム２Ｇに起因する第１縦ばね定数Ｋ_Ｔが小さく計算された。

さらに、空気入りタイヤ１のトレッドゴム２Ｇに起因する第１縦ばね定数Ｋ_Ｔと突起乗り越し性能との間には、明確な相関が見い出された。従って、空気入りタイヤにおいてトレッドゴム２Ｇのゴム硬度を低く設計することは、良好な突起乗り越し性能（エンベロープ特性）が得られることに寄与するが検証された。

そして、所望の突起乗り越し性能を得るための第１縦ばね定数Ｋ_Ｔの適正値を、本発明の剛性評価方法１０及び剛性評価装置１００によって推定することが可能となった。

［付記］
本発明は以下の態様を含む。

［本発明１］
トレッドゴムを備えたトレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部と、前記一対のビード部間をのびるカーカスを備えたケース構造体とを含む空気入りタイヤの剛性評価方法であって、
リムに組み込まれ、内圧が充填された前記空気入りタイヤに荷重を第１方向に負荷して前記トレッド部を試験面に押し付ける第１ステップと、
前記荷重と、前記空気入りタイヤのタイヤ軸に作用する前記第１方向への変位を検出する第２ステップと、
前記荷重及び前記変位に基づいて、前記空気入りタイヤの前記トレッドゴムに起因する第１縦ばね定数と、前記ケース構造体に起因する第２縦ばね定数とを計算する第３ステップとを含む、
剛性評価方法。
［本発明２］
前記第３ステップは、前記変位の二乗を前記荷重で除したパラメーターを計算する第４ステップを含む、本発明１に記載の剛性評価方法。
［本発明３］
前記第３ステップは、前記変位と前記パラメーターとの関係を一次関数で近似する第５ステップを含む、本発明２に記載の剛性評価方法。
［本発明４］
前記第３ステップは、前記一次関数の傾きを計算することにより、前記第２縦ばね定数を得る第６ステップを含む、本発明３に記載の剛性評価方法。
［本発明５］
前記第３ステップは、前記一次関数の傾き及び切片を計算し、前記変位、前記傾き及び前記切片に基づいて、前記第１縦ばね定数を計算する第７ステップを含む、本発明３に記載の剛性評価方法。
［本発明６］
前記第７ステップは、前記傾きと前記変位との積を前記切片で除することにより、前記第１縦ばね定数を計算する、本発明５に記載の剛性評価方法。
［本発明７］
トレッドゴムを備えたトレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部と、前記一対のビード部間を延びるカーカスを備えたケース構造体とを含む空気入りタイヤの剛性評価装置であって、
リムに組み込まれ、内圧が充填された前記空気入りタイヤに荷重を第１方向に負荷する荷重部と、
前記空気入りタイヤの負荷時に前記トレッド部が押し付けられる試験面と、
前記荷重と、前記空気入りタイヤのタイヤ軸に作用する前記第１方向への変位を検出する検出部と、
前記荷重及び前記変位に基づいて、前記空気入りタイヤの前記トレッドゴムに起因する第１縦ばね定数と、前記ケース構造体に起因する第２縦ばね定数とを計算する計算部とを含む、
剛性評価装置。
［本発明８］
前記試験面は、平面状に形成されている、本発明７に記載の剛性評価装置。
［本発明９］
前記試験面は、規則的に配置された複数の突起を含む、本発明７に記載の剛性評価装置。
［本発明１０］
隣り合う前記複数の突起の間隔は、２０mm以下である、本発明９に記載の剛性評価装置。
［本発明１１］
前記間隔は、１０mm以下である、本発明１０に記載の剛性評価装置。
［本発明１２］
前記複数の突起の先端部は、半球状に形成されている本発明９に記載の剛性評価装置。
［本発明１３］
前記複数の突起の半径は、１０mm以下である、本発明９に記載の剛性評価装置。
［本発明１４］
前記試験面は、不規則な凹凸を含む疑似路面である、本発明７に記載の剛性評価装置。

１ ：空気入りタイヤ
２ ：トレッド部
２Ｇ ：トレッドゴム
３ ：サイドウォール部
４ ：ビード部
６ ：カーカス
８ ：ケース構造体
１０ ：剛性評価方法
１００ ：剛性評価装置
１１０ ：荷重部
１１３Ａ ：突起
１１３Ｄ ：突起
１１４ ：凹凸
１１５ ：凹凸
１２０ ：検出部
１３０ ：計算部
Ｃ_１ ：傾き
Ｃ_２ ：切片
Ｄ１ ：第１方向
Ｋ_Ｃ ：第２縦ばね定数
Ｋ_Ｔ ：第１縦ばね定数
Ｋｚ ：縦ばね定数
Ｒ ：リム
Ｓ１ ：第１ステップ
Ｓ２ ：第２ステップ
Ｓ３ ：第３ステップ
Ｓ７ ：第７ステップ
ＴＳ ：試験面
ΔＸ ：変位

Claims (14)

1. トレッドゴムを備えたトレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部と、前記一対のビード部間をのびるカーカスを備えたケース構造体とを含む空気入りタイヤの剛性評価方法であって、
   リムに組み込まれ、内圧が充填された前記空気入りタイヤに荷重を第１方向に負荷して前記トレッド部を試験面に押し付ける第１ステップと、
   前記荷重と、前記空気入りタイヤのタイヤ軸に作用する前記第１方向への変位を検出する第２ステップと、
   前記荷重及び前記変位に基づいて、前記空気入りタイヤの前記トレッドゴムに起因する第１縦ばね定数と、前記ケース構造体に起因する第２縦ばね定数とを計算する第３ステップとを含む、
   剛性評価方法。
2. 前記第３ステップは、前記変位の二乗を前記荷重で除したパラメーターを計算する第４ステップを含む、請求項１に記載の剛性評価方法。
3. 前記第３ステップは、前記変位と前記パラメーターとの関係を一次関数で近似する第５ステップを含む、請求項２に記載の剛性評価方法。
4. 前記第３ステップは、前記一次関数の傾きを計算することにより、前記第２縦ばね定数を得る第６ステップを含む、請求項３に記載の剛性評価方法。
5. 前記第３ステップは、前記一次関数の傾き及び切片を計算し、前記変位、前記傾き及び前記切片に基づいて、前記第１縦ばね定数を計算する第７ステップを含む、請求項３に記載の剛性評価方法。
6. 前記第７ステップは、前記傾きと前記変位との積を前記切片で除することにより、前記第１縦ばね定数を計算する、請求項５に記載の剛性評価方法。
7. トレッドゴムを備えたトレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部と、前記一対のビード部間を延びるカーカスを備えたケース構造体とを含む空気入りタイヤの剛性評価装置であって、
   リムに組み込まれ、内圧が充填された前記空気入りタイヤに荷重を第１方向に負荷する荷重部と、
   前記空気入りタイヤの負荷時に前記トレッド部が押し付けられる試験面と、
   前記荷重と、前記空気入りタイヤのタイヤ軸に作用する前記第１方向への変位を検出する検出部と、
   前記荷重及び前記変位に基づいて、前記空気入りタイヤの前記トレッドゴムに起因する第１縦ばね定数と、前記ケース構造体に起因する第２縦ばね定数とを計算する計算部とを含む、
   剛性評価装置。
8. 前記試験面は、平面状に形成されている、請求項７に記載の剛性評価装置。
9. 前記試験面は、規則的に配置された複数の突起を含む、請求項７に記載の剛性評価装置。
10. 隣り合う前記複数の突起の間隔は、２０mm以下である、請求項９に記載の剛性評価装置。
11. 前記間隔は、１０mm以下である、請求項１０に記載の剛性評価装置。
12. 前記複数の突起の先端部は、半球状に形成されている請求項９に記載の剛性評価装置。
13. 前記複数の突起の半径は、１０mm以下である、請求項９に記載の剛性評価装置。
14. 前記試験面は、不規則な凹凸を含む疑似路面である、請求項７に記載の剛性評価装置。

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