JP3320654B2

JP3320654B2 - ゴム摩耗度測定方法

Info

Publication number: JP3320654B2
Application number: JP12617998A
Authority: JP
Inventors: 浩毛利; 尚博佐坂; 明禎清水; 直人山岸; 弘小林; 哲之理原口; 康之加藤
Original assignee: Bridgestone Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Bridgestone Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-05-08
Filing date: 1998-05-08
Publication date: 2002-09-03
Anticipated expiration: 2018-05-08
Also published as: JPH11326169A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム摩耗度測定方
法に係り、より詳しくは、路面模擬部材及び回転可能な
ゴム試験部材の少なくとも一方を他方に圧着しかつ該ゴ
ム試験部材を回転させてゴム摩耗度を測定するゴム摩耗
度測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、タイヤのゴム配合開発のた
め、タイヤの摩耗度を調べることが広く行われている。
タイヤの摩耗度は、タイヤを車両に実際に装着させて試
験（実車テスト）することにより調べるのが正確である
半面、手間暇がかかり、ゴムの配合開発を効率的に行う
上で望ましくない。

【０００３】そこで、簡便にゴムの材料単体で摩耗評価
を行う方法がＪＩＳＫ６２６４にいくつか定められて
おり、この中で、各々回転可能砥石及びゴム試験片を圧
着かつ互いに逆回転させて、タイヤのように転動しなが
ら滑りが生じるランボーン摩耗試験が、タイヤの摩耗試
験として適当であることが知られている（日ゴム協会誌
第６９巻、第１１号、頁７３９、１９９６）。

【０００４】また、ランボーン摩耗試験と同様に転がり
ながら滑りを発生する改良型のＤＩＮ摩耗試験もタイヤ
評価に適するゴム摩耗試験として提案されている（特開
平１−２９２２３２号公報）。

【０００５】これらのランボーン摩耗試験やＤＩＮ改良
摩耗試験等により得られるタイヤの摩耗度（室内の予
測）は、実車テストの結果とある程度相関性が見られる
ものの、未だ精度よく対応しない。

【０００６】即ち、ゴムの摩耗表面を調べると、いずれ
の試験法の場合にも進行方向に対して直角方向に縞模様
状のアブレージョンパターンが発生している。ところ
が、最近の乗用車に装着されたタイヤの摩耗表面には殆
ど、そのような規則正しいパターンは認められず、表面
は滑らかで所々に引っ掻き傷や微小にゴムがもぎ取られ
た跡のデコボコが見えるだけである。これは近年のタイ
ヤのラジアル化や道路の整備に伴って、路面のタイヤを
摩耗させる度合い（過酷度）が従来より小さくなってい
るためである。

【０００７】ところで、Ｖｅｉｔｈ（ＲｕｂｂｅｒＣｈ
ｅｍ．＆Ｔｅｃｈｎｏｌ．６５，６０１，（１９９
２））によれば前者のゴム摩耗表面は弾性摩耗であり、
後者のタイヤ摩耗表面は塑性摩耗として区別されると述
べている。弾性摩耗はタイヤを摩耗させるためのエネル
ギー（摩擦エネルギー）のレベルが高い領域（高苛酷
度）で発生し、塑性摩耗は摩擦エネルギーのレベルが低
い領域（低苛酷度）で発生すると考えられる。

【０００８】このように、室内の摩耗試験では、実車で
見られる低い摩擦エネルギーの領域で摩耗試験していな
いことから、室内の予測と実車の結果が合わない結果と
なる。

【０００９】よって、室内の予測と実車テストの結果を
精度よく対応させるためには、低い摩擦エネルギーの領
域で摩耗試験する必要がある。このためには、スリップ
率を小さく設定することが考えられる。なお、スリップ
率は、次式に基づいて設定することができる。

【００１０】スリップ率＝（Ｖ_s−Ｖ_d）÷Ｖ_s×１００（％）Ｖ_s：ゴム試験片の周面の速度（周速) （ｃｍ／ｍｉ
ｎ）Ｖ_d：砥石の周速（ｃｍ／ｍｉｎ）スリップ率を精度よく設定するためは、ゴム試験片の実
際の周速を精度よく設定する必要があり、よって、ゴム
試験片の半径や円周を正確に求めることが必要となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
摩耗試験では、ゴム試験片の理論直径、すなわち、ゴム
試験片を型加硫によって製造する場合にはモールド寸法
を、また切断によって製造する場合には、切断刃の寸法
をそれぞれ用いている。よって、ゴム試験片に加硫戻り
が生じたり、切断刃の切れ味が悪くなったりしたとき等
には、ゴム試験片の理論半径と、ゴム試験片の実際の半
径との間に無視することのできない誤差が生ずる。

【００１２】しかも、摩耗試験に当って、ゴム試験片
を、摩耗試験装置のゴム試験片取付部で厚み方向に挟持
することによる、ゴム試験片の半径方向の弾性変形、及
び試験に際して、ゴム試験片周面を砥石周面に所定の力
で圧着することによるゴム試験片の弾性変形が発生す
る。これらの弾性変形も、ゴム試験片の理論半径と、試
験時の実際の半径との間の誤差の原因となっている。

【００１３】よって、摩耗試験の実施に際して理論半径
に基づいて設定したスリップ率が適切な値とならず、ゴ
ム摩耗度の室内の予測を実車の結果に精度よく対応させ
ることができない。

【００１４】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、測定されるゴム摩耗度を実車の結果に精度よく対
応させることの可能なゴム摩耗度測定方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため請求
項１記載の発明は、路面模擬部材及び回転可能なゴム試
験部材の少なくとも一方を他方に圧着しかつ該ゴム試験
部材を回転させ、前記圧着されかつ前記回転している状
態での路面模擬部材に圧着する側のゴム試験部材の半径
を検出し、前記検出された半径に基づいて前記ゴム試験
部材が０．５％〜５％の範囲内のスリップ率で回転する
ように調整すると共に前記ゴム試験部材を前記路面模擬
部材に対して自由回転させ、前記ゴム試験部材を前記ス
リップ率で回転させたときと前記ゴム試験部材を自由回
転させたときとの各々の前後力を検出し、前記検出され
た前後力の各々と前記スリップ率とに基づいて定義され
る摩擦エネルギーから、ゴム摩耗度を測定するようにし
ている。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記ゴム試験部材を前記スリップ率で回転
させる前後の前記ゴム試験部材の質量を検出し、前記摩
擦エネルギーと、前記検出された質量に基づいて定義さ
れるゴム試験部材の摩耗量、前記ゴム試験部材の密度、
前記ゴム試験部材を所定時間前記スリップ率で回転させ
たときの路面模擬部材がゴム試験部材に圧着する累積長
さ、及び前記検出された半径に基づいて定義される摩耗
深さと、に基づいて、前記ゴム摩耗度として、単位エネ
ルギー当たりの前記摩耗深さを算出するようにしてい
る。

【００１７】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、車両に装着されかつゴム試験部材と同じ材
質のタイヤの摩擦エネルギーを検出し、該タイヤの摩擦
エネルギーと前記ゴム摩耗度とに基づいて、前記タイヤ
のゴム摩耗度を更に測定するようにしている。

【００１８】即ち、請求項１記載の発明に係るゴム摩耗
度測定方法では、路面模擬部材及び回転可能なゴム試験
部材の少なくとも一方を他方に圧着しかつ該ゴム試験部
材を回転させる。

【００１９】即ち、路面模擬部材を回転可能な構成にし
て、路面模擬部材及びゴム試験部材を互いに逆回転する
ようにしてもよい。

【００２０】また、路面模擬部材を、ゴム試験部材に圧
着する面を平面となるように構成して、ゴム試験部材
を、路面模擬部材に対して回転させながら移動したり、
路面模擬部材を移動させることによりゴム試験部材を回
転するようにしたり、ゴム試験部材を回転させながら移
動しかつ路面模擬部材を移動させたり、してもよい。

【００２１】次に、上記のように圧着されかつ回転して
いる状態での路面模擬部材に圧着する側のゴム試験部材
の半径（有効動荷重半径）を検出する。なお、当該半径
は、ゴム試験部材の円周を検出して、検出してもよい。

【００２２】また、上記検出された有効動荷重半径に基
づいてゴム試験部材が０．５％〜５％の範囲内のスリッ
プ率（好ましくは１％〜３％の低シベリティ領域）で回
転するように調整すると共にゴム試験部材を路面模擬部
材に対して自由回転させる。この場合、ゴム試験部材を
上記スリップ率で回転させたときとゴム試験部材を自由
回転させたときとの各々の上記前後力を検出する。

【００２３】そして、上記検出された前後力の各々と上
記スリップ率とに基づいて定義される摩擦エネルギー
（ゴム試験部材を摩耗させるのに必要なエネルギー）か
ら、ゴム摩耗度を測定する。ここで摩擦エネルギーと
は、ゴム試験部材の単位距離走行当たりの単位面積当た
りの摩擦エネルギーをいう。

【００２４】ここで、ゴム摩耗度は、上記摩擦エネルギ
ーと、摩耗深さ（上記スリップ率で回転することにより
ゴム試験部材が路面模擬部材に圧着する所定長さ当たり
のゴム試験部材が摩耗される半径方向の長さ）と、に基
づいて、単位エネルギー当たりの摩耗深さを測定するこ
とにより、求めることができる。

【００２５】なお、単位エネルギー当たりの摩耗深さ
は、ゴム試験部材を上記スリップ率で回転させる前後の
ゴム試験部材の質量に基づいて定義されるゴム試験部材
の摩耗量、ゴム試験部材の密度、ゴム試験部材を所定時
間前記スリップ率で回転させたときの路面模擬部材がゴ
ム試験部材に圧着する累積長さ、及び検出された半径に
基づいて定義される。

【００２６】また、上記有効動荷重半径は、回転中のゴ
ム試験部材に荷重がかかっているためにたわみが発生す
ることを考慮したものである。

【００２７】従来のように、スリップ率の設定を行なう
際に、無負荷時のゴム試験部材半径を用いるのでは、
０．５％から５％の低いスリップ率の領域における正確
なスリップ率の設定ができなかったが、上記の有効動荷
重半径という概念を導入することにより正確なスリップ
率の設定が可能になったのである。

【００２８】接地時のゴム試験部材の有効動荷重半径を
測定する方法として、特願平０９−０５１２６３号に示
されるレーザー変位計を用いる方法がある。また、上記
有効動荷重半径に代えて有効転がり半径を用いる場合に
は、特願平０９−００７１６８号に示されるパルス計を
用いて測定する方法等がある。

【００２９】無論、荷重時の回転サンプルをトラベリン
グマイクロスコープなどを用いて有効動荷重半径を直接
測定することも可能であるが、手間がかかり、ばらつき
やすいという問題点がある。

【００３０】このようにゴム試験部材のゴム摩耗度が求
められるので、車両に装着されかつゴム試験部材と同じ
材質のタイヤの摩耗度も次のように求められる。即ち、
該タイヤの摩擦エネルギーを検出し、該タイヤの摩擦エ
ネルギーとゴム試験部材のゴム摩耗度とに基づいて求め
ることができる。

【００３１】以上説明したように本発明は、ゴム試験部
材の実際の半径に基づいてスリップ率を設定するので、
スリップ率を精度よく設定することができる。よって、
スリップ率を０．５％〜５％の範囲内の値に精度よく設
定することができ、実車で見られる低い摩擦エネルギー
の領域で摩耗試験することができる。従って、実車の結
果に精度よく対応させることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００３３】図１には、本実施の形態に係るゴム摩耗度
測定方法を実行するための装置の要部が示されている。
なお、本装置は、ランボーン摩耗試験装置（ＪＩＳＫ６
２６４参照）を利用した構成であり、一端に、走行路面
を模擬した回転体である、砥石（半径Ｒ_d）１が取り付
けられた砥石駆動軸２を備えている。砥石駆動軸２の他
端には図示しないサーボモータ等の回転駆動手段が連結
されている。回転駆動手段により、砥石駆動軸２を介し
て、砥石１は、角速度ω_d（ｒａｄ／ｍｉｎ）で回転さ
れる。

【００３４】また、砥石駆動軸２と平行にゴム試験片駆
動軸３が延在されて配設され、ゴム試験片駆動軸３の一
方の端部には、円板状のゴム試験片４を保持するホルダ
ー５が設けられ、他端には、上記回転駆動手段とは別個
の、図示しないサーボモータ等の回転駆動手段が連結さ
れると共に、その中間部に、偏角許容型カップリング
（自在継手）２０、クラッチ６、及びトルクメータ１３
等が設けられている。

【００３５】ここで、ホルダー５は、ゴム試験片駆動軸
３側に設けた受けパッド５ａと、ゴム試験片駆動軸３の
直下位置に配置した図示しないシリンダによって、受け
パッド５ａに対して進退変位されるクランプパッド５ｂ
からなる。これらの両パッド５ａ、５ｂは、それらの間
に配置したゴム試験片４をそれの厚み方向から所定の力
で挟持して、そのゴム試験片４の周面を、砥石１の周面
に対向させて位置させる。従って、ゴム試験片駆動軸３
の回転作動に基づき、ゴム試験片４が、両パッド５ａ、
５ｂとともに、その駆動軸３と等速で回転する。

【００３６】また、クラッチ６は、接続されることによ
り、回転駆動手段による回転力をゴム試験片駆動軸３に
伝達する。なお、クラッチ６が解除されると、回転駆動
手段による回転力がゴム試験片駆動軸３に伝達されず、
ゴム試験片４が自由回転する。

【００３７】ゴム試験片駆動軸３は、可動ベース７上に
取付けられている。そして、この可動ベース７は、固定
ベース８上にゴム試験片駆動軸３の軸線と直交する方向
に敷設されたガイドレール９に進退変位可能に取り付け
られている。よって、ゴム試験片駆動軸３は、砥石駆動
軸２との平行状態を維持したまま、それに接近し、また
離隔変位することができる。

【００３８】可動ベース７は、図示しない荷重負荷装置
により移動され、これにより、砥石１とゴム試験片４と
が圧着する。砥石１とゴム試験片４とが圧着すると、ゴ
ム試験片４に前後力が発生する。この前後力は、分力計
１９（図２参照）により検出することができる。

【００３９】ここで、前後力とは、砥石１とゴム試験片
４とが接する面の接線方向の力をいい、図１においては
紙面と垂直な方向の力である。

【００４０】さらに、可動ベース７の、固定ベース８に
対する相対変位量を検出するため、遮光板１０とセンサ
ヘッド１１とからなるレーザ変位計（変位センサ）１２
が設けられている。遮光板１０は可動ベース７に、セン
サヘッド１１は固定ベース８にそれぞれ取り付けられて
いる。

【００４１】変位センサ１２は、可動ベース７に取付け
た遮光板１０の、センサヘッド１１への進入量に応じ
て、センサヘッド１１の発光部１１ａから照射されたレ
ーザの、受光部１１ｂへの入射光量が変動することに基
づいて、固定ベース８に対する可動ベース７の、基準位
置からの変位量を検出する。

【００４２】なお、可動ベース７の基準位置とは、ゴム
試験片４の中心軸線と砥石１周面（ゴム試験片４側）と
の間隔が、ゴム試験片４の理論上の半径と等しくなるよ
うに可動ベース７を位置させたときの、当該可動ベース
７の固定ベース８に対する位置である。

【００４３】ところで、図２（ａ）、図２（ｂ）に示す
ように、本実施の形態では、可動ベース７上に、偏角許
容型カップリング２０を隔てて位置する一対のブラケッ
ト１５を上方に向けて突設し、そのブラケット１５の上
端部分に揺動アーム１６の一端部をゴム試験片駆動軸３
の、偏角許容型カップリング２０より遊端側部分、即
ち、ゴム試験片駆動軸３に掛合させ、これにより、揺動
アーム１６の、ゴム試験片駆動軸３に正確に追従した上
下方向の揺動変位を可能ならしめている。

【００４４】ここで、揺動アーム１６のゴム試験片駆動
軸３への掛合は、それら両者間の水平方向の相対変位を
許容するボールスライドユニット１７を介して行うこと
が好ましく、また好ましくは、揺動アーム１６の中間部
をも同様のスライドユニット１７を介してゴム試験片駆
動軸３に掛合させ、これによって、可動ベース７の移動
によるゴム試験片４の砥石１への押圧力の分力計１９へ
の拘束を除去して単にゴム試験片４の前後力のみを正し
く検出可能ならしめた。

【００４５】またここでは、ブラケット１５の上端に、
高い剛性を有する固定アーム１８を、ゴム試験片駆動軸
３遊端側に向けて水平に取付け、この固定アーム１８
と、揺動アーム１６との間に、駆動軸と交差する方向、
図では、上下方向の力を検出する分力計１９を配設す
る。

【００４６】かかる構成によれば、先に述べたようにゴ
ム試験片４に発生した前後力は、ゴム試験片駆動軸３、
揺動アーム１６を介して分力計１９に円滑に伝達される
ことになるので、前後力を高い精度にて検出することが
できる。

【００４７】またここでは、分力計１９として一般的な
ロードセルを用いることができるので、すぐれた耐久性
の下で、故障のおそれ、保守管理等の必要性なしに、高
い測定精度を長期間にわたって維持することができ、駆
動軸等の構成部材の耐久性の低下のおそれがない。更
に、駆動軸の括れ部が不要となる為駆動軸の剛性が高ま
り、ゴム試験片がバウンドすると言う問題の発生もな
い。

【００４８】図３は、他の実施形態を示す要部斜視図で
あり、図３（ａ）に示すところは、分力計１９を、ゴム
試験片駆動軸３に掛合させた揺動アーム１６の先端部分
と、固定アーム１８の先端部分で、その本体部分１８ａ
から上方へ突出する門形突部１８ｂとの間に配設したも
のであり、これによれば、図１、図２（ａ）、図２
（ｂ）に示すものに比して、門形突部部分に配設した分
力計が偏角許容型カップリングに掛合した揺動アームに
前後力方向と垂直な方向に大きい荷重押圧力がかかって
も、分力計は門形突部１８ｂに保護され、何ら影響を受
けることがない。また、図３（ｂ）に示す装置は、とく
に、図３（ａ）に示す門形突部１８ｂの、頂壁相当分１
８ｃの両端に水平軸１８ｄを突設し、それぞれの水平軸
１８ｄを側壁相当部分１８ｅにて軸受支持したものであ
る。これによれば、頂壁相当部分１８ｃが、水平軸１８
ｄの軸線方向、いいかえれば、ゴム試験片駆動軸３の軸
線と直交する方向に水平変位することを抑制して前後力
方向と垂直な方向の荷重負荷による水平変位を除去する
と共に、前後方向のゴム試験片の摩擦力を敏感に検出す
る為に分力計を配設した頂壁相当部分１８ｃの、側壁相
当部分１８ｅとの連結部にベアリング軸受けを配したこ
とで、その側壁相当部分１８ｅの、水平軸１８ｄの軸線
の周りでの回動変位が容易となり更に固定アーム１８の
下側にボールスライドユニットを設けたことで分力計で
ゴム試験片の摩擦力を正確に検出することができる。

【００４９】次に、本形態の作用を説明する。

【００５０】ゴム試験片の摩耗試験を行う場合には、そ
の試験の開始に先だって、ゴム試験片４の質量ｍ１を計
測する。また、ホルダー５にそのゴム試験片４を保持す
るとともに、ゴム試験片駆動軸３のクラッチ６が解除さ
れた状態で、ゴム試験片駆動軸３（直接的には可動ベー
ス７）を、上記荷重負荷装置により、砥石駆動軸２側へ
進出変位させる。これにより、ゴム試験片４の周面を、
砥石１の周面に所定圧着力で圧着させることができる。
回転駆動手段により、砥石１を角速度ω_d（ｒａｄ／ｍ
ｉｎ）で回転させると、クラッチ６の解除によりゴム試
験片４が自由回転可能であるので、ゴム試験片４は、砥
石１に対する摩擦力によってスリップ率０で回転（連れ
回り）する。なお、このとき上記前後力Ｆ_oを分力計１
９により検出する。

【００５１】そして、このような連れ回り回転中におけ
るゴム試験片４の回転軸線と、砥石周面との間隔を、変
位センサ１２により検出された、基準位置に対する可動
ベース７の変位量から求め、求めた間隔をゴム試験片４
の有効動荷重半径Ｒｒとする。即ち、有効動荷重半径Ｒ
ｒは、ゴム試験片４の試験時における砥石１に圧着され
る側の実際の半径である。

【００５２】なお、ゴム試験片回転軸線と砥石周面との
間隔が、ゴム試験片４の成形誤差その他に起因して、そ
のゴム試験片４と砥石１との周方向接触位置によって若
干変化することも考えられるが、その変化の影響は、ゴ
ム試験片４の回転中に前記間隔を複数回にわたって測定
して、それらの測定値を平均化することで、十分に低減
させることができる。

【００５３】次に、上述のようにして求めたゴム試験片
４の有効動荷重半径Ｒｒから、０．５％〜５％（好まし
くは、１％〜３％）の範囲内のスリップ率Ｓ（例えば、
２％＝Ｓ₀）を（１）式に基づいて、設定する。

【００５４】

【数１】但し、ω_sはゴム試験片の角速度（ｒａｄ／ｍｉｎ）で
あり、ω_dは砥石の角速度（ｒａｄ／ｍｉｎ）である。

【００５５】スリップ率の設定は、摩耗試験に当って、
ゴム試験片駆動軸３のクラッチ６を接続状態とすると共
に、回転駆動手段により、砥石１の周速（ω_d×Ｒ_d）
と、ゴム試験片４の周速（ω_s×Ｒ_r）との間に、
（１）式を満たす周速差をもたらすことによって実現す
ることができる。即ち、ゴム試験片４を（２）式から得
られる角速度ω_sで回転させることにより、スリップ率
Ｓ＝Ｓ₀を設定することができる。

【００５６】

【数２】ここで、０．５％〜５％の範囲内のスリップ率Ｓとした
のは、０．５％〜５％の範囲内のスリップ率Ｓを設定し
て試験すれば、実車に相当する摩擦エネルギーをゴム試
験片４で実現することができるからである。即ち、スリ
ップ率が５％を超えると摩耗形態が弾性摩耗を示しはじ
めるので実車の摩耗形態と離れ、望ましくない。一方、
スリップ率が０．５％を割ると著しく時間がかかるばか
りか摩耗量が少なくなり、精度が不十分となる。なお、
誤差が発生する場合を考慮し、スリップ率は好ましくは
１％から３％の範囲、より好ましくは、２％で行うこと
が望ましい。

【００５７】このように、ゴム試験片４の試験時におけ
る実際の有効動荷重半径Ｒｒを求め、求めた有効動荷重
半径Ｒｒからスリップ率を設定するので、スリップ率
を、その大小にかかわらず、高い精度で設定することが
できる。よって、摩耗試験の試験精度を効果的に向上さ
せることができる。

【００５８】そして、ゴム試験片４と砥石１とを、スリ
ップ率Ｓ₀で、所定時間回転させる。また、スリップ率
Ｓ₀で回転させているときの上記前後力Ｆ_yを分力計１
９により検出する。更に、ホルダー５による保持を解い
て、ゴム試験片４の質量ｍ２を計測する。

【００５９】そして、スリップ率０のとき（自由回転
時）の上記前後力Ｆ₀、スリップ率Ｓ ₀のときの上記前
後力Ｆ_y、及びスリップ率Ｓ₀を用い、（３）式によっ
て摩擦エネルギーｅｗ１（ｋｇｆ／ｃｍ²（ＳＩ単位系
ではＮ／ｍ²））を求める。なお、摩擦エネルギーと
は、砥石に押圧してゴム試験片を摩耗させるに必要な単
位距離走行当たりの単位面積（例えば１ｃｍ²）当たり
のエネルギーをいう。

【００６０】

【数３】ｅｗ１＝（Ｆ_y−Ｆ_O）・Ｓ₀／（２πＲ_r・Ｄ）・・・（３）また、１０００ｋｍ当りのゴム試験片４が摩耗される半
径方向の長さ（摩耗深さ）Ｗ（ｍｍ／１０００ｋｍ）
を、測定された摩耗量Ｗ_O（＝ｍ１−ｍ２）（ｇ）を用
いて、（４）式から求める。但し、ρ（ｇ／ｃｍ³）は
サンプルの密度、ｔ（ｍｉｎ）はテスト時間、Ｄ（ｃ
ｍ）はサンプルの幅、Ｖ_d（ｃｍ／ｍｉｎ）は砥石１の
周速である。

【００６１】

【数４】更に、（３）、（４）式より、単位摩擦エネルギー当り
の摩耗の深さを、ゴム摩耗度Ｖとして（５）式から求め
る。

【００６２】

【数５】Ｖ＝Ｗ／ｅｗ１・・・（５）そして、車両に装着されかつゴム試験片と同じ材質のタ
イヤの摩擦エネルギー（図示しない検出器により検出さ
れる）をｅｗ_tとすれば、タイヤのゴム摩耗度Ｗ_tを
（６）式より予測する。

【００６３】

【数６】Ｗ_t＝Ｖ・ｅｗ_t・・・（６）ところで、本発明者が、表１に示すように配合し、か
つ、理論上の半径Ｒ_sが２．４５ｃｍ、幅Ｄが１．００
ｃｍのゴム試験片４について種々のパターンについて実
験してみたところ、表２の結果が得られた。

【００６４】

【表１】

【００６５】

【表２】また、本発明者は、本実施の形態で使用したゴム試験片
と同一の配合及び同一の大きさのゴム試験片について、
ＪＩＳ規格によるランボーン摩耗試験及び改良型のＤＩ
Ｎ摩耗試験を実行してみたところ、実車テストの結果と
の相関係数として、表３に示す結果を得ることができ
た。

【００６６】

【表３】表３に示すように、本実施の形態の試験の結果が、実車
テストの結果に精度よく対応する。

【００６７】以上説明した実施の形態では、前後力を分
力計により検出しているが、本発明はこれに限定される
ものでなく、従来のトルクメータ１３においても駆動時
の前後力は測定してもよい。但し、軸受け等によって発
生するトルクも含まれることになり、測定精度は分力計
１９による測定対比低下する。

【００６８】また、前述した実施の形態では、基準位置
に対する可動ベースの変位量からゴム試験片の有効動荷
重半径を求めているが、本発明はこれに限定されるもの
でなく、ゴム試験片の円周を求め、求めた円周からゴム
試験片の転がり半径を求めるようにしてもよい。

【００６９】即ち、ゴム試験片の円周は、次のようにし
て求めることができる。即ち、ゴム試験片及び砥石の回
転と同期して回転すると共に端部に切欠部が設けられた
円板の各々をゴム試験片及び砥石に対応して配置する。
また、該円板の回転による切欠部の軌跡上の各々に、円
板を挟むように発光部及び受光部からなる光センサを設
ける。なお、光センサは、発光部からの光を受光部が受
光した場合にパルスを発生させる。そして、砥石側及び
ゴム試験片側から発生されるパルスの各々の間隔と、砥
石の円周とからゴム試験片の円周を求める。

【００７０】また、前述した実施の形態では、砥石を固
定してゴム試験片を移動させて圧着させているが、本発
明はこれに限定されるものでなく、ゴム試験片を固定し
て砥石を移動したり、砥石及びゴム試験片の双方を移動
させたりして、圧着するようにしてもよい。

【００７１】更に、前述した実施の形態では、砥石の角
速度を固定し、ゴム試験片の角速度を調整してスリップ
率を設定しているが、本発明はこれに限定されるもので
なく、ゴム試験片の角速度を固定して砥石の角速度を調
整したり、砥石及びゴム試験片の双方の角速度を調整し
たりして、スリップ率を設定してもよい。

【００７２】また、前述した実施の形態では、砥石及び
ゴム試験部材を回転可能な構成にして、砥石及びゴム試
験部材を互いに逆回転するようにしているが、本発明は
これに限定されるものでなく、砥石を、ゴム試験部材に
圧着する面を平面となるように構成して、ゴム試験部材
を、砥石に対して回転させながら移動したり、砥石を移
動させることによりゴム試験部材を回転するようにした
り、ゴム試験部材を回転させながら移動しかつ砥石を移
動させたり、してもよい。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ゴム試験
部材の実際の半径に基づいてスリップ率を設定するの
で、スリップ率を精度よく設定することができる。よっ
て、スリップ率を０．５％〜５％の範囲内の値に精度よ
く設定することができ、実車で見られる低い摩擦エネル
ギーの領域で摩耗試験することができる。従って、実車
の結果に精度よく対応させることができる。

【００７４】また、ゴム試験部材のゴム摩耗度から予測
される、当該ゴム試験部材と同じ材質のタイヤのゴム摩
耗度を、実車の結果に精度よく対応させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る装置の要部を示す平面図で
ある。

【図２】（ａ）は、前後力を測定する部分を示す側面図
であり、（ｂ）は、図２（ａ）のＡ方向からみた側面図
である。

【図３】変形例に係る前後力を測定する部分を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１砥石２砥石駆動軸３ゴム試験片駆動軸４ゴム試験片５ホルダー５ａ受けパッド５ｂクランプパッド６クラッチ７可動ベース８固定ベース９ガイドレールｌ０遮光板１１センサヘッド１１ａ発光部１１ｂ受光部１２変位センサ１３トルクメータ１９分力計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山岸直人東京都小平市小川東町３−３−８−104 (72)発明者小林弘愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者原口哲之理愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者加藤康之愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (56)参考文献特開平５−34233（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−109347（ＪＰ，Ａ) 特開平７−63658（ＪＰ，Ａ) 特開平９−329530（ＪＰ，Ａ) 特開平９−26382（ＪＰ，Ａ) 特開平10−253517（ＪＰ，Ａ) 特開平10−206307（ＪＰ，Ａ) 富樫実、毛利浩，”タイヤの摩耗，偏摩耗評価・改良技術”，日本ゴム協会誌，日本，社団法人日本ゴム協会，1996 年11月15日，第69巻第11号，ｐ．739− 748 日本工業標準調査会，”加硫ゴムの摩耗試験方法ＪＩＳＫ 6264”，日本工業規格，日本，日本規格協会，1993年２月28日 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 3/56 G01M 17/02 G01N 3/56 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】路面模擬部材及び回転可能なゴム試験部
材の少なくとも一方を他方に圧着しかつ該ゴム試験部材
を回転させ、前記圧着されかつ前記回転している状態での路面模擬部
材に圧着する側のゴム試験部材の半径を検出し、前記検出された半径に基づいて前記ゴム試験部材が０．
５％〜５％の範囲内のスリップ率で回転するように調整
すると共に前記ゴム試験部材を前記路面模擬部材に対し
て自由回転させ、前記ゴム試験部材を前記スリップ率で回転させたときと
前記ゴム試験部材を自由回転させたときとの各々の前後
力を検出し、前記検出された前後力の各々と前記スリップ率とに基づ
いて定義される摩擦エネルギーから、ゴム摩耗度を測定
するゴム摩耗度測定方法。
【請求項２】前記ゴム試験部材を前記スリップ率で回
転させる前後の前記ゴム試験部材の質量を検出し、前記摩擦エネルギーと、前記検出された質量に基づいて
定義されるゴム試験部材の摩耗量、前記ゴム試験部材の
密度、前記ゴム試験部材を所定時間前記スリップ率で回
転させたときの路面模擬部材がゴム試験部材に圧着する
累積長さ、及び前記検出された半径に基づいて定義され
る摩耗深さと、に基づいて、前記ゴム摩耗度として、単
位エネルギー当たりの摩耗深さを算出する請求項１記載
のゴム摩耗度測定方法。
【請求項３】車両に装着されかつゴム試験部材と同じ
材質のタイヤの摩擦エネルギーを検出し、前記タイヤの摩擦エネルギーと前記ゴム摩耗度とに基づ
いて、前記タイヤのゴム摩耗度を更に測定する請求項２
記載のゴム摩耗度測定方法。