JP4602605B2 - タイヤ摩耗寿命予測方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ摩耗寿命予測方法に係り、特に、実際の走行状態でのタイヤの摩耗寿命を予測するタイヤ摩耗寿命予測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用のタイヤの摩耗寿命を予測するために、予測対象とするタイヤをドラム試験装置に取り付けて走行させたり、予測対象とするタイヤを装着した車両を実際に所定距離だけ走行させて、そのときのタイヤの摩耗量に基づいて摩耗寿命を予測する方法が採られていた。
【０００３】
しかしながら、これらの方法では、高精度な予測を行なうためにはタイヤの摩耗量を精度良く測定する必要があり、このためにタイヤ若しくは車両の走行距離を十分に長くする必要があるため、タイヤ摩耗寿命を予測するのに時間がかかる、という問題点があった。
【０００４】
この問題点を解決するために、特開平１１−３２６１４３号公報に記載の技術では、ランボーン摩耗試験機により予測対象とするタイヤのタイヤトレッド部と同材質のゴム試料の市場走行時と略同等のシベリティにおける摩擦エネルギー、及び所定走行距離当りの摩耗深さを求め、当該摩擦エネルギー及び摩耗深さに基づいて当該タイヤのタイヤトレッド部の摩耗し易さを示す係数（同公報では「ゴムインデックスＧｉ」と表記。）を求めると共に、踏面観察機（同公報では「タイヤ踏面の接地部測定装置」と表記。）により当該タイヤのフリーローリング時の摩擦エネルギー、トー角が付与されている状態での摩擦エネルギー、横力が付与されている状態での摩擦エネルギー、駆動力が付与されている状態での摩擦エネルギー、及び制動力が付与されている状態での摩擦エネルギーを計測し、これらの摩擦エネルギーに基づいて当該タイヤ全体としての摩擦エネルギーを求め、上記摩耗し易さを示す係数と上記タイヤ全体としての摩擦エネルギーに基づいてタイヤの摩耗寿命を予測していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平１１−３２６１４３号公報に記載の技術では、予測対象とするタイヤのタイヤトレッド部と同材質のゴム試料が必要とされるが、予測対象とするタイヤが他社製品である場合等、タイヤトレッド部の材質が特定できない場合には、ランボーン摩耗試験において用いられるゴム試料を用意することができず、タイヤの摩耗寿命を予測することができない、という問題点があった。
【０００６】
また、同公報に記載の技術では、摩擦エネルギーを計測する系がランボーン摩耗試験機と踏面観察機とにまたがるため、誤差要因が大きく、摩耗予測の精度の面で不利である、という問題点があった。
【０００７】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、予測対象とするタイヤのタイヤトレッド部と同材質のゴム試料を用意することなく、当該タイヤの摩耗寿命を短時間でかつ正確に予測することができるタイヤ摩耗寿命予測方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載のタイヤ摩耗寿命予測方法は、ドラム摩耗試験により摩耗寿命の予測対象とするタイヤに所定の大きさの所定入力を付与した状態で前記タイヤを摩耗させたときの前記タイヤの所定走行距離当りの摩耗量を計測し、かつ前記ドラム摩耗試験において前記タイヤに付与した入力と同一の入力を前記所定の大きさと同一又は略同一の大きさで付与した状態における前記タイヤの第１の摩擦エネルギーを求めると共に、市場走行時の入力を加味した入力を付与した状態における前記タイヤの第２の摩擦エネルギーを求め、前記所定走行距離当りの摩耗量である摩耗速度を、前記第１の摩擦エネルギーで除算することにより前記タイヤの摩耗し易さを示す摩耗指数を算出し、前記摩耗指数及び前記第２の摩擦エネルギーに基づいて前記タイヤの摩耗寿命を予測するものである。
【０００９】
ここで、請求項１記載のタイヤ摩耗寿命予測方法の原理について説明する。
【００１０】
図１に示すように、タイヤに対する摩擦エネルギーと摩耗速度（所定走行距離当りの摩耗量）とは比例関係にあるが、このときの比例定数はタイヤによって異なっている。ここで、同図におけるａタイヤ及びｂタイヤの比例定数を、各々γａ及びγｂとする。
【００１１】
この比例定数γａ及びγｂが本発明の摩耗指数に相当するものであり、トレッドゴムの種類等に左右される値である。
【００１２】
一方、タイヤへの入力（横力、駆動力、制動力等）と、摩擦エネルギーとの関係は、一例として図２に示すようになっている。すなわち、摩擦エネルギーは、タイヤへの入力の２乗にほぼ比例しているが、タイヤ入力−摩擦エネルギー曲線の形状はタイヤの種類に応じて異なっている。
【００１３】
ここで、ａタイヤが５００（Ｎ）の入力を受けたときの摩擦エネルギーがＥＷ(500)、ドラム摩耗試験でａタイヤに略同等の入力を付与しながらａタイヤを走行させたときの摩耗速度がＶ(500)であるものとすると、ａタイヤの摩耗指数γａは次の（１）式で表わされる。
【００１４】
【数１】
【００１５】
そして、ａタイヤが３００（Ｎ）の入力を受けたときの摩擦エネルギーがＥＷ(300)であったとすると、ドラム摩耗試験でａタイヤに３００（Ｎ）の入力を付与しながらａタイヤを走行させたときの摩耗速度Ｖ(300)は次の（２）式で求めることができる。
【００１６】
Ｖ(300)＝γａ×ＥＷ(300) ・・・（２）
同様に、ａタイヤに市場入力をシミュレートして得られた摩擦エネルギーＥＷｃ（本発明の「第２の摩擦エネルギー」に相当。）に対しても、摩耗速度Ｖｃは次の（３）式によって導出することができる。
【００１７】
Ｖｃ＝γａ×ＥＷｃ ・・・（３）
以上の原理に基づき、請求項１に記載のタイヤ摩耗寿命予測方法では、ドラム摩耗試験により摩耗寿命の予測対象とするタイヤに所定大きさの所定入力を付与した状態で当該タイヤを摩耗させたときの当該タイヤの所定走行距離当りの摩耗量が計測され、かつ上記ドラム摩耗試験においてタイヤに付与した入力と同一の入力を上記所定大きさと同一又は略同一の大きさで付与した状態における上記タイヤの第１の摩擦エネルギーが求められると共に、市場走行時の入力を加味した入力を付与した状態における当該タイヤの第２の摩擦エネルギーが求められる。
【００１８】
そして、本発明では、上記所定走行距離当りの摩耗量である摩耗速度を、上記第１の摩擦エネルギーで除算することにより上記タイヤの摩耗し易さを示す摩耗指数が算出され、当該摩耗指数及び上記第２の摩擦エネルギーに基づいて当該タイヤの摩耗寿命が予測される。
【００１９】
このように、請求項１に記載のタイヤ摩耗寿命予測方法によれば、ドラム摩耗試験を、摩耗指数を求めるために行なっているので、ドラム摩耗試験によって得られた摩耗量のみに基づいて摩耗寿命を予測する場合に比較してドラム摩耗試験の試験時間を短縮することができ、この結果としてタイヤの摩耗寿命を短時間で予測することができると共に、予測対象とするタイヤの摩耗量を直接計測して摩耗指数を求めているので、ランボーン摩耗試験によってタイヤの摩耗深さを求める場合に必要とされた当該タイヤのタイヤトレッド部と同材質のゴム試料を用意する必要がなく、更に、第１の摩擦エネルギー及び第２の摩擦エネルギーを双方とも予測対象とするタイヤを用いて求めているので、摩擦エネルギーをランボーン摩耗試験機及び踏面観察機の２つの異なる測定系によって求める場合のように、各測定系間の相関や誤差等を考慮する必要がなく、高精度に摩耗寿命を予測することができる。
【００２０】
なお、本発明の上記所定入力は、請求項２記載の発明のように、横力と、駆動力及び制動力と、の少なくとも一方とすることができる。
【００２１】
これによって、ドラム摩耗試験を行なう際のタイヤの摩耗を促進させることができ、ドラム摩耗試験の所要時間を短縮することができる。
また、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記摩耗速度を、前記タイヤが市場において用いられた場合の値に換算するための補正係数である路面補正係数を加味したものとしてもよい。
さらに、本発明は、請求項４に記載の発明のように、前記摩耗指数と前記第２の摩擦エネルギーとを乗算することにより推定摩耗速度を算出し、当該推定摩耗速度及び前記タイヤの溝深さを示すＮＳＤ値に基づいて、前記タイヤのタイヤトレッド部における溝がなくなる状態に至る走行距離を示す推定耐摩耗走行距離を前記タイヤの摩耗寿命に相当するものとして算出してもよい。
【００２２】
ところで、特開平１１−３２６１４３号公報にも記載されているように、本発明の第２の摩擦エネルギーは、フリーローリング時のタイヤの摩擦エネルギーＥｗｆ、トー角が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーＥｗａ、横力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーＥｗｓ、駆動力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーＥｗｄ、及び制動力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーＥｗｂの各摩擦エネルギーを合計して求めることが好ましい。
【００２３】
これによって、駆動方向、制動方向、及び左右方向の剛性のみを考慮したシャーラマッハの摩耗量式を用いて摩耗寿命を予測する場合に比較して、より高精度な摩耗寿命の予測を行なうことができる。
【００２４】
なお、この際のトー角は、進行方向に対するタイヤ赤道面の角度、横力はタイヤの転動方向と直交する方向の力、駆動力はタイヤ駆動時のタイヤの進行方向の力、制動力はタイヤ制動時の駆動力方向とは逆方向の力である。また、上記フリーローリング時のタイヤの摩擦エネルギーＥｗｆを求める際には、タイヤが装着される車両のイニシャルキャンバー角を付与することが好ましい。
【００２５】
ところで、実車における車両走行時のタイヤでは、車両の姿勢によってアライメントやタイヤにかかる荷重が変化するため、車両走行時における動的なアライメントの変化や荷重移動に関する要素を摩擦エネルギーＥｗｓ、Ｅｗｄ、及びＥｗｂに反映させた方が好ましい。
【００２６】
そこで、前記摩擦エネルギーＥｗｓ、前記摩擦エネルギーＥｗｄ、及び前記摩擦エネルギーＥｗｂを、各々タイヤ使用時の動的な変化を考慮したキャンバー角、トー角、及び荷重が前記タイヤに付与された状態で求めてもよい。これにより、このようなキャンバー角、トー角、及び荷重がタイヤに付与されない状態で各摩擦エネルギーを求める場合に比較して、より高精度なタイヤの摩耗寿命予測を行なうことができる。
【００２７】
なお、上記タイヤ使用時の動的な変化を考慮したキャンバー角、トー角、及び荷重は、走行中の車両の動的なアライメントの変化の要因となる前後（方向）、左右（方向）、ヨーイング、ローリング、及びピッチングを含めた５自由度以上（必要に応じてさらに上下（方向）を含めた６自由度）の車両モデルを用いて各々次のように算出することができる。
【００２８】
まず、摩擦エネルギーＥｗｓを求める際にタイヤに対して付与するキャンバー角、トー角、及び荷重は、車両の旋回時における速度及び求心加速度（旋回中心に対する加速度）を設定し、上記車両モデルを用いて定常円旋回時の車両に装着されたタイヤのキャンバー角、トー角、及び荷重をコンピュータシミュレーションにより算出する。市場走行時のような様々な入力状態であっても、上記車両の旋回時における速度及び求心加速度として車両の代表速度及び代表加速度を設定することによって定常円旋回に置き換えることが可能である。なお、実際には上記代表速度として想定する走行モードの平均速度を、上記代表加速度として想定する走行モードの加速度のＲＭＳ値を用いるのが好ましい。
【００２９】
また、摩擦エネルギーＥｗｄを求める際にタイヤに対して付与するキャンバー角、トー角、及び荷重は、車両の駆動加速度を設定し、上記車両モデルを用いて駆動時の車両に装着されたタイヤのキャンバー角、トー角、及び荷重をコンピュータシミュレーションにより算出する。市場走行時のような様々な入力状態であっても、上記車両の駆動加速度として車両の代表駆動加速度を設定することによって一定の慣性力の状態に置き換えることが可能である。なお、実際には上記代表駆動加速度として想定する走行モードの加速度のＲＭＳ値を用いる。
【００３０】
同様に、摩擦エネルギーＥｗｂを求める際にタイヤに対して付与するキャンバー角、トー角、及び荷重は、車両の制動加速度を設定し、上記車両モデルを用いて制動時の車両に装着されたタイヤのキャンバー角、トー角、及び荷重をコンピュータシミュレーションにより算出する。市場走行時のような様々な入力状態であっても、上記車両の制動加速度として車両の代表制動加速度を設定することによって一定の慣性力の状態に置き換えることが可能である。なお、実際には上記代表制動加速度として想定する走行モードの加速度のＲＭＳ値を用いる。
【００３１】
ところで、車両が右旋回するときと左旋回するときとでは、車両に装着されたタイヤに対する同じ発生力における摩擦エネルギーは異なるが、さらにトー角等の影響により発生力も異なる。発生力が右旋回時と左旋回時とで異なる要因として、トー角による影響の他に、車両のアッカーマン特性による左右輪の実舵角の違いによる影響が知られている。
【００３２】
そこで、左右方向の入力Ｆｙを、コーナリングパワーＣｐ（ｋｇｆ／ｒａｄ）、トー角θｔｏｅ（ｒａｄ）、及びアッカーマン特性による左右輪の実舵角の差θアッカーマン（ｒａｄ）を用いて、次の（４）式及び（５）式により、右旋回時の左右方向の入力Ｆｙ+と、左旋回時の左右方向の入力Ｆｙ-の２つの式に分けて考えることが好ましい。
【００３３】
また、これに伴い、横力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーＥｗｓも、右旋回時の横力が付与されている状態での摩擦エネルギーＥｗｓ+と、左旋回時の横力が付与されている状態での摩擦エネルギーＥｗｓ-とに分けて、次の（６）式で表すことが好ましい。
【００３４】
Ｅｗｓ＝Ｅｗｓ+＋Ｅｗｓ- ・・・（６）
ここで、上記アッカーマン特性による左右輪の実舵角の差θアッカーマンは、次のように計算する。
【００３５】
すなわち、市場入力より求めた車両の平均速度で車両の左右入力（好ましくはＲＭＳ値）を発生する定常円旋回を仮定して、その旋回半径を計算し、さらにその円旋回を速度０で走行したとき、スリップ角がともに０となる左右輪それぞれの実舵角を計算する（理想的アッカーマン）。
【００３６】
そして、実際の車両はアッカーマンがない状態（パラレルリンク）と理想的アッカーマンの中間程度のアッカーマン特性であることから上記計算値の半分の値を車両のアッカーマン特性による左右輪の実舵角の差θアッカーマンとする。
【００３７】
なお、車両のアッカーマン特性があれば、それをそのまま用いてもよい。また、右旋回時の左右方向の入力Ｆｙ+と、左旋回時の左右方向の入力Ｆｙ-は、上記５自由度以上の車両モデルを用いたコンピュータシミュレーションにより算出してもよい。この場合、ヨーイングによる左右輪のスリップ角の差をも考慮することができるので、より摩耗寿命の予測精度が高くなる。
【００３８】
したがって、前記摩擦エネルギーＥｗｓを、車両のアッカーマン特性及びトー角に基づいて、前記タイヤを車両に装着した場合の車両が右旋回するときの摩擦エネルギーＥｗｓ＋と、車両が左旋回するときの摩擦エネルギーＥｗｓ−とに分けて求め、前記摩擦エネルギーＥｗｓを、前記摩擦エネルギーＥｗｓ＋と、前記摩擦エネルギーＥｗｓ−との和Ｅｗｓ＋＋Ｅｗｓ−により求めてもよい。
【００３９】
このタイヤ摩耗寿命予測方法によれば、摩擦エネルギーＥｗｓが、車両のアッカーマン特性及びトー角に基づいて、タイヤを車両に装着した場合の車両が右旋回するときの摩擦エネルギーＥｗｓ＋と、車両が左旋回するときの摩擦エネルギーＥｗｓ−とに分けて求められ、摩擦エネルギーＥｗｓは、摩擦エネルギーＥｗｓ＋と、摩擦エネルギーＥｗｓ−との和Ｅｗｓ＋＋Ｅｗｓ−により求められる。
【００４０】
このように、このタイヤ摩耗寿命予測方法によれば、摩擦エネルギーＥｗｓが、アッカーマン特性及びトー角に基づいて、タイヤを車両に装着した場合の車両が右旋回するときの摩擦エネルギーＥｗｓ＋と、車両が左旋回するときの摩擦エネルギーＥｗｓ−とに分けて求められ、かつ摩擦エネルギーＥｗｓは、摩擦エネルギーＥｗｓ＋と、摩擦エネルギーＥｗｓ−との和Ｅｗｓ＋＋Ｅｗｓ−により求められるので、アッカーマン特性及びトー角に基づくことなく摩擦エネルギーＥｗｓを求める場合に比較して、より実車走行時の状況に近い摩擦エネルギーＥｗｓを求めることができる。
【００４１】
上記のようなアッカーマン特性やトー角以外にも、コンプライアンスステア等による影響も考慮することが可能である。
【００４２】
また、このタイヤ摩耗寿命予測方法は、市場走行時の車両重心位置の左右方向の加速度分布、及び車両重心位置の前後方向の加速度分布のＲＭＳ値に基づいて、車両が右旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ＋、車両が左旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ−、駆動力によって発生する前方向の力Ｆｘ＋、及び制動力によって発生する後方向の力Ｆｘ−を決定し、決定された前記左右方向の入力Ｆｙ＋、前記左右方向の入力Ｆｙ−、前記前方向の力Ｆｘ＋、及び前記後方向の力Ｆｘ−に基づいて前記摩擦エネルギーＥｗｓ＋、前記摩擦エネルギーＥｗｓ−、前記摩擦エネルギーＥｗｄ、及び前記摩擦エネルギーＥｗｂを求めてもよい。
【００４３】
このタイヤ摩耗寿命予測方法によれば、市場走行時の車両重心位置の左右方向の加速度分布、及び車両重心位置の前後方向の加速度分布のＲＭＳ値に基づいて、車両が右旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ＋、車両が左旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ−、駆動力によって発生する前方向の力Ｆｘ＋、及び制動力によって発生する後方向の力Ｆｘ−が決定される。なお、ここでＲＭＳ値は、各加速度分布における所定範囲の各加速度の２乗の平均値の平方根によって求められる値である。
【００４４】
また、本発明では、以上によって決定された上記左右方向の入力Ｆｙ+、上記左右方向の入力Ｆｙ-、上記前方向の力Ｆｘ+、及び上記後方向の力Ｆｘ-に基づいて摩擦エネルギーＥｗｓ+、摩擦エネルギーＥｗｓ-、摩擦エネルギーＥｗｄ、及び摩擦エネルギーＥｗｂが求められる。
【００４５】
このように、このタイヤ摩耗寿命予測方法によれば、市場走行時の車両重心位置の左右方向の加速度分布、及び車両重心位置の前後方向の加速度分布のＲＭＳ値に基づいて、車両が右旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ＋、車両が左旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ−、駆動力によって発生する前方向の力Ｆｘ＋、及び制動力によって発生する後方向の力Ｆｘ−を決定し、決定された左右方向の入力Ｆｙ＋、左右方向の入力Ｆｙ−、前方向の力Ｆｘ＋、及び後方向の力Ｆｘ−に基づいて摩擦エネルギーＥｗｓ＋、摩擦エネルギーＥｗｓ−、摩擦エネルギーＥｗｄ、及び摩擦エネルギーＥｗｂを求めているので、市場走行時の車両重心位置の左右方向の加速度分布、及び車両重心位置の前後方向の加速度分布のＲＭＳ値に基づかない場合に比較して、より高精度にタイヤの摩耗寿命の予測を行なうことができる。
【００４６】
ところで、タイヤの耐摩耗性能は、タイヤトレッド部の残溝の深さの平均値、タイヤの重量の減少量等のタイヤ全体の平均的な値に基づいて評価することが多いが、実際にタイヤを車両に装着して使用する場合には、タイヤの摩耗がトレッド幅方向に不均一となるため、最も摩耗が激しい部分がタイヤ棄却限界に達した場合に、他の部分がタイヤ棄却限界に達していない場合であっても、棄却限界とされることが多い。このことから、タイヤ全体の平均的な値のみに基づいて耐摩耗性能を予測するのではなく、トレッド幅方向の摩耗量の分布状況を予測することが好ましい。
【００４７】
そこで、このタイヤ摩耗寿命予測方法は、前記タイヤの複数箇所において摩耗寿命を予測してもよい。
【００４８】
このように、このタイヤ摩耗寿命予測方法によれば、タイヤの複数箇所の摩耗寿命が予測されるので、上記複数箇所をタイヤトレッド部のトレッド幅方向の複数箇所とすることにより、トレッド幅方向の摩耗寿命の分布（偏摩耗）を予測することができる。
【００４９】
なお、この発明において、前記第１の摩擦エネルギー及び前記第２の摩擦エネルギーを、タイヤの転がり半径で基準化した単位面積当たりの単位距離走行時の摩擦エネルギーとすることが好ましい。この場合、タイヤサイズの異なる複数のタイヤにおける摩耗寿命の予測結果を相互に比較することができるようになる。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係るタイヤ摩耗寿命予測方法の実施の形態について詳細に説明する。
【００５１】
〔第１実施形態〕
図３のフローチャートを参照して、本第１実施形態のタイヤ摩耗寿命予測方法を説明する。なお、ここでは、ネガティブ比が比較的大きい実在のタイヤＡを摩耗寿命の予測対象とした場合の具体的な数値例を示しつつ説明を行なう。
【００５２】
まず、ステップ１００では、ドラム摩耗試験により摩耗寿命の予測を行なうタイヤに対して所定大きさの所定入力（本実施の形態では、横力と、駆動力及び制動力と、の少なくとも一方。）を付与したときの当該タイヤにおける所定走行距離毎の摩耗量（減少量）を測定する。
【００５３】
この際の摩耗量の測定は、例えば、図４に要部を示したドラム試験装置７０を用いて行なうことができる。
【００５４】
同図に示すように、このドラム試験装置７０は、タイヤ３０を回転自在に保持するタイヤ保持部８２を備えており、タイヤ保持部８２はシリンダ軸８３を介して油圧シリンダ８４にて上下動可能となっている。なお、タイヤ３０は、必要に応じ、タイヤ保持部８２によって保持された状態でモータ８１により図４矢印Ｄ１方向に回転させることができるように構成されている。
【００５５】
シリンダ軸８３はモータ８５により軸心を中心として双方向（時計回り及び反時計回り）に回転させることができる。また、シリンダ軸８３には３成分力変換器（図示省略）が設けられており、シリンダ軸８３が受ける３軸方向の力を各々測定することができる。
【００５６】
一方、タイヤ保持部８２の下方には、ドラム８６が配置されている。ドラム８６は、軸受８８に回転自在に支持されており、モータ８９によって図４矢印Ｄ２方向に回転される。
【００５７】
以上のように構成されたドラム試験装置７０により、次のようにタイヤ３０における所定走行距離毎の摩耗量を測定する。なお、ここでは、上記所定入力として横力を適用した場合について説明する。
【００５８】
まず、タイヤ３０をタイヤ保持部８２に取り付ける。ここでは、取り付けたタイヤ３０はドラム８６には接触させない。
【００５９】
次に、モータ８９を回転駆動させることによってドラム８６を所定の回転速度（本実施の形態では、ドラム８６の外周表面が５０（ｋｍ／ｈ）で移動する速度）で回転させた後、油圧シリンダ８４を作動させ、タイヤ３０をドラム８６の外周表面に所定の荷重（本実施の形態では、４７００（Ｎ））で押し付ける。なお、このとき、当該荷重の上記３成分力変換器による計測値が上記所定の荷重となるように油圧シリンダ８４を作動させる。
【００６０】
次に、モータ８５によりシリンダ軸８３を、軸心を中心として時計方向（又は反時計方向）に回転させてタイヤ３０にスリップ角を付与した後、シリンダ軸８３を逆方向に回転させてタイヤ３０に上記スリップ角とは逆方向のスリップ角を付与することを繰り返して行なうことにより、タイヤ３０に対して左右方向（図４紙面垂直方向）に所定大きさ（本実施の形態では、４７０（Ｎ））の横力を順次付与する。なお、このとき、当該横力の上記３成分力変換器による計測値が上記所定大きさとなるように上記スリップ角の角度を調整する。
【００６１】
以上により、タイヤ３０は上記所定大きさの横力が付与された状態でドラム８６に接触しながら回転し、接地面がドラム８６との摩擦により削られる。
【００６２】
次に、タイヤ３０の走行時間が所定時間（本実施の形態では、４時間）に達した時点、すなわち、タイヤ３０の走行距離が上記所定走行距離（本実施の形態では２００（ｋｍ））に達した時点でモータ８５及びモータ８９の回転駆動を停止し、油圧シリンダ８４を作動させてタイヤ３０をドラム８６の外周表面から離間させた後に、タイヤ３０をタイヤ保持部８２から取り外す。
【００６３】
そして、取り外したタイヤ３０の重量を計測し、この計測値を以上の動作により接地面が削られる前の重量から減算することによってタイヤ３０の上記所定走行距離の走行による減少量を算出し、記録する。
【００６４】
以上の工程を、ドラム試験装置７０によるタイヤ３０の走行距離が所定距離（本実施の形態では、４４００（ｋｍ））に達するまで繰り返し行なうことにより、タイヤ３０における所定走行距離毎の摩耗量（減少量）を測定する。
【００６５】
表１には、本ステップ１００により、上記タイヤＡについて所定走行距離毎の摩耗量を測定したときの測定結果例が示されている。
【００６６】
【表１】
【００６７】
所定走行距離毎の摩耗量（減少量）の測定が終了すると、次のステップ１０２では、タイヤ３０の所定走行距離（本実施の形態では、１ｋｍ）当りの重量ロスｅ（ｇ／ｋｍ）を次のように導出する。
【００６８】
まず、上記ステップ１００によって得られた所定走行距離（本実施の形態では、２００ｋｍ）毎の摩耗量を用いて、走行距離を横軸とし、摩耗開始からの積算摩耗量を縦軸としたグラフを作成する。なお、図５には、タイヤＡについての当該グラフが示されている。
【００６９】
次に、当該グラフに描かれた曲線を直線に近似したときの当該直線の傾きを求め、これを重量ロスｅとする。なお、タイヤＡについてのグラフにおける上記直線は、次の１次関数で表わされた。従って、この場合の重量ロスｅは、約０．０１７７（ｇ／ｋｍ）となる。
【００７０】
ｙ≒０．０１７７ｘ＋７．１８４８
次のステップ１０４では、導出された重量ロスｅに基づいて、所定走行距離（本実施の形態では、１０００（ｋｍ））当りの摩耗量である摩耗速度Ｖｄ（ｍｍ／１０００ｋｍ）を以下に示すように算出する。
【００７１】
タイヤのトレッド面積は、次の（７）式により求められる。
【００７２】
【数２】
【００７３】
ここで、Ｗはタイヤの接地幅（ｍｍ）を、Ｈはタイヤの外径（ｍｍ）を、νはタイヤのネガティブ比（％）を、各々表わす。
【００７４】
なお、ここでいうネガティブ比νは、ドラム摩耗試験と同一の条件（内圧、荷重、リム）下での接地形状において、接地幅当りのネガティブ比（接地幅を一辺とした長方形でトレッドパターンを見たときのネガティブ比）として算出されるものである。
【００７５】
また、タイヤの摩耗体積は次の（８）式により求められる。
【００７６】
【数３】
【００７７】
ここで、ρはタイヤ３０のトレッドゴムの比重を表わす。
【００７８】
そして、ドラム試験装置７０による摩耗量の計測のみによって得られるタイヤの摩耗速度Ｖｘは次の（９）式によって求められる。
【００７９】
【数４】
【００８０】
さらに、上記（９）式に路面補正係数ｂを乗算した次の（１０）式により摩耗速度Ｖｄを算出する。
【００８１】
【数５】
【００８２】
なお、路面補正係数ｂは、市場でのアスファルト路によるタイヤ３０の削れ易さを示すデータと、ドラム試験装置７０におけるドラム８６の外周表面によるタイヤ３０の削れ易さを示すデータとの関係に基づいて得られた補正係数であり、ドラム試験装置７０による計測によって得られたタイヤ３０の摩耗速度Ｖｘを、当該タイヤ３０が市場において用いられた場合の値に換算するための補正係数である。
【００８３】
タイヤＡの接地幅Ｗは１４２（ｍｍ）であり、外径Ｈは６６０（ｍｍ）であり、ネガティブ比νは４０（％）であり、比重ρは１．１６５（ｇ／ｃｍ3）であり、路面補正係数ｂは２．２であった。
【００８４】
従って、この場合の摩耗速度Ｖｄは、約０．１８９（ｍｍ／１０００ｋｍ）となる。
【００８５】
摩耗速度Ｖｄが算出されると、次のステップ１０６では、上記ステップ１００におけるドラム試験装置７０による摩耗量の計測の際にタイヤ３０に付与した入力と同一の入力（本実施の形態では、横力）を同一の大きさでタイヤ３０に付与したときの摩擦エネルギーＥＷＤを導出する。ここで、摩擦エネルギーＥＷＤはタイヤの転がり半径で基準化した単位面積当たりの単位距離走行時の摩擦エネルギーであり、単位は（Ｊ／ｍ3）である。
【００８６】
この際の摩擦エネルギーの測定は、例えば図６及び図７に示す特開平７−６３６５８号公報に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置１０を用いて行なうことができる。
【００８７】
図６及び図７に示すように、接地部測定装置１０は、長尺状のベースフレーム１２を備え、ベースフレーム１２は床面１４に固定されている。ベースフレーム１２には、所定間隔で複数本の支柱１６が立設しており、支柱１６の上部には、床面１４と平行とされた水平フレーム１８が固定されている。
【００８８】
水平フレーム１８には、複数本のローラ２０が水平フレーム１８の長手方向に沿って等間隔で配設されている。これらのローラ２０は、軸方向が水平フレーム１８の長手方向と直交方向とされ、水平フレーム１８に回転自在に支持されている。
【００８９】
これらのローラ２０の上には、路面２２が載置されている。路面２２は矩形の板状とされ、水平フレーム１８の長手方向に沿って長尺状とされている。この路面２２は金属で形成されており、長手方向中央部分には透明板２４が嵌め込まれている。なお、本実施の形態では、透明板２４にアクリル板が用いられているが、透明であればその他の材質であってもよい。ここで、路面２２の下面の摩擦係数を全体的に一定にするために、金属部分の表面には透明板２４と同材質の薄板（図示省略）を貼り付けることが好ましい。なお、路面２２の下面の摩擦係数を全体的に一定にするためには、上記の方法以外に金属部分又は透明板２４の一方の表面粗さを変えることもできる。
【００９０】
水平フレーム１８には、移動用モータ２６が取り付けられており、所定のローラ２０Ａが、図示しない減速機を介して移動用モータ２６に連結されており、所定のローラ２０Ａを回転させることによって、載置された路面２２を水平フレーム１８の長手方向に沿って移動させることができる。
【００９１】
また、路面２２の下面には、透明板２４とは異なる部位にタイヤ３０の踏面から受ける力を計測する３成分力変換器３２が埋め込まれている。
【００９２】
一方、中央側の支柱１６Ａと支柱１６Ｂとの間には、矩形板状のサブフレーム３６が配設されている。サブフレーム３６には、各角部に図示しない直線運動用ベアリングが設けられており、ベースフレーム１２に立設されたスライドシャフト３８に沿って上下移動可能とされている。
【００９３】
また、サブフレーム３６の長手方向両端部には、それぞれ図示しない雌ねじナットが固定されており、雌ねじナットにはベースフレーム１２に設けられたギヤボックス４０から立設する雄ねじ４２がそれぞれ螺合している。ギヤボックス４０は、軸４４、減速機４６を介してベースフレーム１２の中央に配設された昇降用モータ４８に連結されている。このため、雄ねじ４２を回転させることにより、サブフレーム３６を上下に移動させることができる。
【００９４】
サブフレーム３６の上面には、レール取付台５０が固定されており、レール取付台５０の上面には、水平フレーム１８の長手方向とは直交する方向に延びる一対のレール５２が設けられている。
【００９５】
レール５２の上には、タイヤ支持台５４が設けられており、タイヤ支持台５４の車輪５６がレール５２に載っている。タイヤ支持台５４には、車輪５６を回転させるためのモータ５８が設けられており、車輪５６を回転させることによりタイヤ支持台５４をレール５２の長手方向に沿って移動させることができる。
【００９６】
このタイヤ支持台５４の上部には、タイヤ３０が回転自在に支持される。なお、タイヤ支持台５４に設けられたタイヤを支持するタイヤ軸には３成分力変換器（図示省略）が設けられており、当該タイヤ軸が受ける３軸方向の力を各々測定することができる。
【００９７】
路面２２の透明板２４の上方には、テレビカメラ６０が真下に向けられて配設されている。このテレビカメラ６０は、路面２２の上面に固定されたスタンド６２に固定されており、透明板２４を通してタイヤ支持台５４に支持されたタイヤ３０のトレッド部分を撮影することができる。また、テレビカメラ６０には、ビデオテープレコーダー、テレビモニター及び画像解析コンピューター（図示省略）等が接続されている。
【００９８】
以上のような構成の接地部測定装置１０を用いて、上記ステップ１００におけるドラム試験装置７０による摩耗量の計測の際にタイヤ３０に付与した入力と同一の入力（本実施の形態では、横力）を同一の大きさでタイヤ３０に付与したときの滑り量Ｓを測定すると共に、路面２２に設けられている３成分力変換器３２を用いて剪断力τを測定する。特開平７−６３６５８号公報にも記載されているように、タイヤ踏面の摩擦仕事量Ｅは次の（１１）式で表される。
【００９９】
Ｅ＝∫τｄｓ ・・・（１１）
そこで、本実施の形態では、接地部測定装置１０により測定された滑り量Ｓと剪断力τとを用いて（１１）式によりタイヤ踏面の摩擦仕事量Ｅを算出し、これを摩擦エネルギーＥＷＤとして適用する。
【０１００】
ここで、接地部測定装置１０においてタイヤ３０に横力を付与するには、路面２２の移動と同時にタイヤ支持台５４を路面２２の移動方向に対して左方向、及び右方向に移動させるか、または路面２２の移動方向とホイール面に角度をつけることにより行なう。
【０１０１】
なお、タイヤ３０に付与する横力の大きさを、ドラム試験装置７０による摩耗量の測定の際にタイヤ３０に付与した横力と正確に同一とすることは困難であるため、本実施の形態では、路面２２の移動方向に対して左方向にある程度の大きさの横力を付与した際の摩擦エネルギー、路面２２の移動方向に対して右方向にある程度の大きさの横力を付与した際の摩擦エネルギー、及びタイヤ３０に対して横力を付与しない状態における摩擦エネルギーの３つの摩擦エネルギーを測定すると共に、上記左方向の横力の付与時におけるタイヤ３０に対する入力、上記右方向の横力の付与時におけるタイヤ３０に対する入力、及び上記横力を付与しない状態におけるタイヤ３０に対する入力をタイヤ支持台５４のタイヤ軸に設けられた３成分力変換器を用いて測定し、これらの測定結果を用いた近似により、摩擦エネルギーＥＷＤを導出する方法を適用する。
【０１０２】
以下、接地部測定装置１０を用いた、タイヤ踏面の接地部の滑り量Ｓ、及び剪断力τの測定方法を詳細に説明する。
【０１０３】
接地部の任意の位置（例えば、ブロック）の滑り量Ｓを測定する場合、タイヤトレッドの任意の位置にマーキングを施す。タイヤ３０を回転させてマーキングの施されたブロックを真上に位置させ、マーキングがテレビカメラ６０の真下に位置するようにタイヤ支持台５４の位置を調整する。次に、透明板２４の中央部分がマーキングの施されたブロックの真上に位置するように路面２２を移動させる。次に、サブフレーム３６を上昇させて、タイヤ３０のタイヤトレッドを路面２２の透明板２４に押圧させる。ここで、タイヤ３０の押圧力を決めるには、タイヤ支持台５４のタイヤ軸に設けられた３成分力変換器を用いて計測、調整を行う。
【０１０４】
次に、路面２２を水平フレーム１８の長手方向一方側に移動させ、他方側へ向かって路面２２を所定の速度、例えばタイヤ周速度に合わせて移動させる。
【０１０５】
これによって、タイヤトレッドのマーキングを施した任意の位置が透明板２４に接地してから離間するまでを経時的にテレビカメラ６０は撮影領域の中央で捕らえることができる。
【０１０６】
接地部測定装置１０では、テレビカメラ６０を路面２２に固定したので、路面２２の透明板２４に接地した任意の位置が滑りを起こしていない場合には、テレビモニターの画面中央にマーキングが静止した状態で写し出される。
【０１０７】
一方、透明板２４に接地した任意の位置が滑りを起こした場合には、透明板２４と任意の位置との相対的な位置がずれたことになるため、テレビモニターに写し出されたマーキングが画面中央から移動するので、この移動量を滑り量Ｓとして計測する。
【０１０８】
したがって、接地部測定装置１０では、タイヤトレッドの任意の位置が路面２２の透明板２４に接触し始めてから離間するまでの状態を容易に追跡することができる。
【０１０９】
また、接地部測定装置１０では、接地面全体を撮影する必要が無く、測定すべき微小領域（例えば、１つのブロック）をほぼテレビカメラ６０の画角いっぱいに入れて滑り量Ｓを高精度で計測することができる。
【０１１０】
また、接地面に働く剪断力τは、路面２２に設けられた３成分力変換器３２により測定する。
【０１１１】
以上の測定方法により、路面２２の移動方向に対して左方向にある程度の大きさの横力を付与した際の摩擦エネルギー、路面２２の移動方向に対して右方向にある程度の大きさの横力を付与した際の摩擦エネルギー、及びタイヤ３０に対して横力を付与しない状態、すなわちフリーローリング時における摩擦エネルギーの３つの摩擦エネルギーが測定されると共に、上記左方向の横力の付与時におけるタイヤ３０に対する入力、上記右方向の横力の付与時におけるタイヤ３０に対する入力、及びフリーローリング時におけるタイヤ３０に対する入力がタイヤ支持台５４のタイヤ軸に設けられた３成分力変換器を用いて測定されると、これらの測定結果を用いた２次関数による近似によって摩擦エネルギーＥＷＤを導出する。
【０１１２】
タイヤＡに対して上記左方向の横力を付与した際の摩擦エネルギーは７２（Ｊ／ｍ3）であり、このときのタイヤＡに対する入力は９５１（Ｎ）であった。また、タイヤＡに対して上記右方向の横力を付与した際の摩擦エネルギーは３６（Ｊ／ｍ3）であり、このときのタイヤＡに対する入力は８７１（Ｎ）であった。さらに、フリーローリング時における摩擦エネルギーは１２（Ｊ／ｍ3）であり、このときのタイヤＡに対する入力は１９（Ｎ）であった。
【０１１３】
図８には、横軸をタイヤＡに対する入力とし、縦軸を測定された摩擦エネルギーとしたときの、タイヤＡにおける測定結果を示すグラフが示されている。このグラフを次式で示される２次関数で近似した結果、ａは０．００００５０であり、ｂは０．０１５８であり、ｃは１１．４７であった。
【０１１４】
ｙ＝ａｘ2＋ｂｘ＋ｃ
従って、この式に対して、ドラム試験装置７０による摩耗量の測定の際にタイヤ３０に付与した左方向の横力及び右方向の横力（本実施の形態では、各々４７０（Ｎ）及び−４７０（Ｎ）。）をｘに代入すると共に、ａ、ｂ、ｃに各々０．００００５０、０．０１５８、１１．４７を代入することによって、左方向の横力に対応する推定摩擦エネルギーとして約２９．９（Ｊ／ｍ3）が、右方向の横力に対応する推定摩擦エネルギーとして約１５．１（Ｊ／ｍ3）が各々得られ、これらの推定摩擦エネルギーの平均値（≒２２．５（Ｊ／ｍ3））を摩擦エネルギーＥＷＤとする。
【０１１５】
摩擦エネルギーＥＷＤが導出されると、次のステップ１０８では、上記ステップ１０４において算出された摩耗速度Ｖｄと上記ステップ１０６において導出された摩擦エネルギーＥＷＤとを用いて、次の（１２）式により摩耗指数γを算出する。
【０１１６】
【数６】
【０１１７】
タイヤＡの摩耗指数γは約０．００８４（＝０．１８９／２２．５）となる。
【０１１８】
次のステップ１１０では、フリーローリング時のタイヤ３０の摩擦エネルギーＥｗｆ、トー角が付与されている状態でのタイヤ３０の摩擦エネルギーＥｗａ、横力が付与されている状態でのタイヤ３０の摩擦エネルギーＥｗｓ、駆動力が付与されている状態でのタイヤ３０の摩擦エネルギーＥｗｄ、及び制動力が付与されている状態でのタイヤ３０の摩擦エネルギーＥｗｂを測定し、これによって得られた各摩擦エネルギーを合計することにより、タイヤ３０全体としてのシミュレーション摩擦エネルギーＥＷｃを導出する。ここで、各摩擦エネルギーＥｗｆ、Ｅｗａ、Ｅｗｓ、Ｅｗｄ、及びＥｗｂは、タイヤの転がり半径で基準化した単位面積当たりの単位距離走行時の摩擦エネルギーであり、各々の単位は（Ｊ／ｍ3）である。
【０１１９】
この際の各摩擦エネルギーの測定は、例えば前述の接地部測定装置１０（図６参照）を用いて行なうことができる。
【０１２０】
すなわち、接地部測定装置１０を用いて、フリーローリング時、トー角が付与されている状態、横力が付与されている状態、駆動力が付与されている状態、及び制動力が付与されている状態、の各々の場合の滑り量Ｓを測定すると共に、路面２２に設けられている３成分力変換器３２を用いて剪断力τを測定し、上記（１１）式によりタイヤ踏面の摩擦仕事量Ｅを算出し、これを各摩擦エネルギーとして用いる。なお、このときの各状態での滑り量Ｓ及び剪断力τの測定は、上記ステップ１０６での測定方法と同様の手順で行なう。
【０１２１】
なお、摩擦エネルギーＥｗａを測定する際のトー角を付与する方法としては、タイヤ３０をタイヤ支持台５４の上部に装着する際に、装着されたタイヤ３０の進行方向に対する角度が所望のトー角となるように装着することにより行なう。
また、この場合、必要に応じてキャンバー角を付与してもよい。
【０１２２】
また、上記横力を付与するには、路面２２の移動と同時にタイヤ支持台５４を路面の移動方向に対して左方向、及び右方向に移動させるか、または路面２２の移動方向とホイール面に角度をつけることにより行なう。
【０１２３】
さらに、この際の摩擦エネルギーＥｗｓ、Ｅｗｄ、及びＥｗｂの各々を測定する際には、タイヤ使用時の動的な変化を考慮したキャンバー角、トー角、及び荷重をタイヤに対して付与する。この場合の、上記キャンバー角、トー角、及び荷重は、上記のように５自由度以上の車両モデルを用いたコンピュータシミュレーションによって求める。
【０１２４】
これによって求められた上記キャンバー角、トー角、及び荷重をタイヤに対して付与する方法としては、測定装置として図６の接地部測定装置１０を使用した場合には、タイヤ３０を接地部測定装置１０におけるタイヤ支持台５４の上部に装着する際に、装着されたタイヤ３０の垂直方向に対する角度が求められたキャンバー角となり、かつ装着されたタイヤ３０の進行方向に対する角度が求められたトー角となるように装着すると共に、タイヤ３０の路面２２に対する押圧力が、求められた荷重に相当する押圧力となるようにタイヤ支持台５４のタイヤ軸に設けられた３成分力変換器を用いて計測、調整を行うことにより行なう。
【０１２５】
なお、タイヤＡについてシミュレーション摩擦エネルギーＥＷｃを測定した結果、約１３．８８（Ｊ／ｍ3）であった。
【０１２６】
シミュレーション摩擦エネルギーＥＷｃが導出されると、次のステップ１１２では、上記ステップ１０８において導出された摩耗指数γと、上記ステップ１１０において導出されたシミュレーション摩擦エネルギーＥＷｃとを用いて、次の（１３）式により推定摩耗速度Ｖｃ（ｍｍ／１０００ｋｍ）を算出する。
【０１２７】
Ｖｃ＝γ×ＥＷｃ ・・・（１３）
タイヤＡについての推定摩耗速度Ｖｃは約０．１１６６（≒０．００８４×１３．８８）（ｍｍ／１０００ｋｍ）となる。
【０１２８】
推定摩耗速度Ｖｃが算出されると、次のステップ１１４では、算出された推定摩耗速度Ｖｃ及びタイヤ３０の溝深さ（ｍｍ）を示すＮＳＤ値Ｎに基づいて、次の（１４）式により、推定耐摩耗走行距離ＴＤ（ｋｍ）を算出する。なお、本実施の形態では、ＮＳＤ値Ｎを、タイヤ３０のタイヤトレッド部における複数箇所の溝深さの平均値とする。
【０１２９】
【数７】
【０１３０】
ＮＳＤ値Ｎが８（ｍｍ）であるときのタイヤＡの推定耐摩耗走行距離ＴＤは約６８６１０（≒（８／０．１１６６）×１０００）（ｋｍ）となる。
【０１３１】
この推定耐摩耗走行距離ＴＤが予測対象とするタイヤのタイヤトレッド部における溝がなくなる状態に至る走行距離を示すものであり、本発明のタイヤ摩耗寿命に相当するものである。
【０１３２】
以上詳細に説明したように、本第１実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法は、ドラム摩耗試験を、摩耗指数γを求めるために行なっているので、ドラム摩耗試験によって得られた摩耗量のみに基づいて摩耗寿命を予測する場合に比較してドラム摩耗試験の試験時間を短縮することができ、この結果としてタイヤの摩耗寿命を短時間で予測することができると共に、予測対象とするタイヤの摩耗量を直接計測して摩耗指数を求めているので、ランボーン摩耗試験によってタイヤの摩耗深さを求める場合に必要とされた当該タイヤのタイヤトレッド部と同材質のゴム試料を用意する必要がなく、更に、摩擦エネルギーＥＷＤ及びシミュレーション摩擦エネルギーＥＷｃを双方とも予測対象とするタイヤを用いて求めているので、摩擦エネルギーをランボーン摩耗試験機及び踏面観察機の２つの異なる測定系によって求める場合のように、各測定系間の相関や誤差等を考慮する必要がなく、高精度に摩耗寿命を予測することができる。
【０１３３】
また、本第１実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法は、ドラム摩耗試験を行なう際に予測対象とするタイヤに横力を付与しているので、タイヤの摩耗を促進させることができ、ドラム摩耗試験の所要時間を短縮することができる。
【０１３４】
また、本第１実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法は、シミュレーション摩擦エネルギーＥＷｃを、フリーローリング時のタイヤの摩擦エネルギーＥｗｆ、トー角が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーＥｗａ、横力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーＥｗｓ、駆動力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーＥｗｄ、及び制動力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーＥｗｂの各摩擦エネルギーを合計して求めているので、駆動方向、制動方向、及び左右方向の剛性のみを考慮したシャーラマッハの摩耗量式を用いて摩耗寿命を予測する場合に比較して、より高精度な摩耗寿命の予測を行なうことができる。
【０１３５】
また、本第１実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法は、摩擦エネルギーＥｗｓ、摩擦エネルギーＥｗｄ、及び摩擦エネルギーＥｗｂを、各々タイヤ使用時の動的な変化を考慮したキャンバー角、トー角、及び荷重がタイヤに付与された状態で求めているので、このようなキャンバー角、トー角、及び荷重がタイヤに付与されない状態で各摩擦エネルギーを求める場合に比較して、より高精度なタイヤの摩耗寿命予測を行なうことができる。
【０１３６】
更に、本第１実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法は、摩擦エネルギーＥＷＤ及びシミュレーション摩擦エネルギーＥＷｃを、タイヤの転がり半径で基準化した単位面積当たりの単位距離走行時の摩擦エネルギーとしているので、タイヤサイズの異なる複数のタイヤにおける摩耗寿命の予測結果を相互に比較することができる。
【０１３７】
なお、本第１実施形態では、摩擦エネルギーを測定するのに、特開平７−６３６５８号公報に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置１０（図６参照）を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば１９８２年秋季自動車技術会講演会前刷り集の「タイヤ摩耗の室内評価についての一つの試み」（横浜ゴム株式会社）において摩擦エネルギーを測定する際に用いている米国Precision Measurement Co. 製の接地圧・変位測定装置であるTire Pressure and Slip Plateを用いてもよい。
【０１３８】
また、本第１実施形態では、タイヤの溝深さＮＳＤをタイヤトレッド部の複数箇所の溝深さの平均値とする場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばタイヤトレッド部の複数の溝深さの最小値とする形態としてもよい。
【０１３９】
また、本第１実施形態では、ドラム摩耗試験を行なう際に摩耗寿命の予測を行なうタイヤに対して付与する入力を横力とした場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、駆動力及び制動力を付与するようにしてもよい。
【０１４０】
この場合、ドラム摩耗試験を行なう際には、ドラム試験装置７０（図４参照）におけるモータ８１により、タイヤ３０をドラム８６より速く回転させることによってタイヤ３０に駆動力を付与した後、タイヤ３０をドラム８６より遅く回転させることによってタイヤ３０に制動力を付与することを繰り返して行なうようにして、所定走行距離毎の摩耗量（減少量）を計測する。
【０１４１】
また、この場合、接地部測定装置１０を用いて摩擦エネルギーＥＷＤを導出する際には、タイヤ３０に対してある程度の大きさの駆動力を付与した際の摩擦エネルギー、タイヤ３０に対してある程度の大きさの制動力を付与した際の摩擦エネルギー、及びフリーローリング時の摩擦エネルギーの３つの摩擦エネルギーを測定すると共に、上記駆動力の付与時におけるタイヤ３０に対する入力、上記制動力の付与時におけるタイヤ３０に対する入力、及びフリーローリング時におけるタイヤ３０に対する入力をタイヤ支持台５４のタイヤ軸に設けられた３成分力変換器を用いて測定し、これらの測定結果を用いた近似によって摩擦エネルギーＥＷＤを導出する。
【０１４２】
前述のタイヤＡに対して上記駆動力を付与した際の摩擦エネルギーは５３（Ｊ／ｍ3）であり、このときのタイヤＡに対する入力は９５１（Ｎ）であった。また、タイヤＡに対して上記制動力を付与した際の摩擦エネルギーは２２（Ｊ／ｍ3）であり、このときのタイヤＡに対する入力は−９３２（Ｎ）であった。さらに、前述のように、フリーローリング時の摩擦エネルギーは１２（Ｊ／ｍ3）であり、このときのタイヤＡに対する入力は１９（Ｎ）であった。
【０１４３】
図９には、横軸をタイヤＡに対する入力とし、縦軸を測定された摩擦エネルギーとしたときの、タイヤＡにおける測定結果を示すグラフが示されている。当該グラフが図８に示したグラフに対応するものであり、これ以降の処理は本実施の形態と同様である。
【０１４４】
〔第２実施形態〕
次に本発明の第２実施形態について説明する。本第２実施形態は、横力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーＥｗｓを、タイヤを車両に装着した場合の車両が右旋回するときの横力が付与されている状態での摩擦エネルギーＥｗｓ+と、車両が左旋回するときの横力が付与されている状態での摩擦エネルギーＥｗｓ-とに分け、摩擦エネルギーＥｗｓを摩擦エネルギーＥｗｓ+と摩擦エネルギーＥｗｓ-との和、すなわちＥｗｓ+＋Ｅｗｓ-により求めるものとすると共に、摩擦エネルギーＥｗｓ+、Ｅｗｓ-、Ｅｗｄ、及びＥｗｂを、市場走行時の入力を反映したものとするものである。さらに、本第２実施形態では、タイヤトレッド部のトレッド幅方向の複数箇所の予測点を定めておき、各予測点における耐摩耗走行距離ＴＤを算出することにより、タイヤのトレッド幅方向の各点の偏摩耗状態の予測を可能とするものである。
【０１４５】
本第２実施形態では、摩擦エネルギーＥｗｓ+、摩擦エネルギーＥｗｓ-、摩擦エネルギーＥｗｄ、及び摩擦エネルギーＥｗｂの各々を、車両が右旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ+、車両が左旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ-、駆動力によって発生する前方向の力Ｆｘ+、制動力によって発生する後方向の力Ｆｘ-、未定係数Ｓ１、Ｓ２、Ｄ、Ｂ及び指数ｎｓ１、ｎｓ２、ｎｄ、ｎｂを用いて、
Ｅｗｓ+＝Ｓ１×Ｆｙ+ ns1 ・・・（１５）
Ｅｗｓ-＝Ｓ２×Ｆｙ- ns2 ・・・（１６）
Ｅｗｄ＝Ｄ×Ｆｘ+ nd ・・・（１７）
Ｅｗｂ＝Ｂ×Ｆｘ- nb ・・・（１８）
と表し、指数ｎｓ１、ｎｓ２、ｎｄ、ｎｂを所定値として未定係数Ｓ１、Ｓ２、Ｄ、Ｂを、左右方向の入力Ｆｙ+、左右方向の入力Ｆｙ-、前方向の力Ｆｘ+、及び後方向の力Ｆｘ-を各々付与したときの摩擦エネルギーＥｗｓ+、摩擦エネルギーＥｗｓ-、摩擦エネルギーＥｗｄ、及び摩擦エネルギーＥｗｂ、の各々の測定値に基づいて予め求めておいて、市場走行時の車両重心位置の左右方向の加速度分布、及び車両重心位置の前後方向の加速度分布のＲＭＳ値に基づいて左右方向の入力Ｆｙ+、左右方向の入力Ｆｙ-、前方向の力Ｆｘ+、及び後方向の力Ｆｘ-を決定し、決定された左右方向の入力Ｆｙ+、左右方向の入力Ｆｙ-、前方向の力Ｆｘ+、及び後方向の力Ｆｘ-と、（１５）式〜（１８）式に基づいて、摩擦エネルギーＥｗｓ+、摩擦エネルギーＥｗｓ-、摩擦エネルギーＥｗｄ、及び摩擦エネルギーＥｗｂを求める。
【０１４６】
以下、図１０及び図１１のフローチャートを参照して、本第２実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法を詳細に説明する。なお、本第２実施形態では、上記（１５）式〜（１８）式における指数ｎｓ１、ｎｓ２、ｎｄ、ｎｂを各々‘２’に固定した場合について説明する。なお、図１０における図３と同様の処理を行なうステップについては図３と同一のステップ番号を付する。
【０１４７】
まず、ステップ１００〜ステップ１０８では、上記第１実施形態における図３のステップ１００〜ステップ１０８と同様に、摩耗寿命の予測を行なうタイヤの摩耗指数γを導出する。
【０１４８】
次のステップ１５０では、図６に示した接地部測定装置１０を用いて、第１実施形態における図３のステップ１１０と同様の方法で、上記予測点のうちの１点について摩擦エネルギーＥｗｆ、及びＥｗａを測定する。
【０１４９】
次のステップ１５２では、図１１のフローチャートで示した摩擦エネルギー導出手順により、上記ステップ１５０において測定対象とした上記予測点のうちの１点における摩擦エネルギーＥｗｓ+、Ｅｗｓ-、Ｅｗｄ、及びＥｗｂを導出する。以下に、図１１を参照して、摩擦エネルギーＥｗｓ+、Ｅｗｓ-、Ｅｗｄ、及びＥｗｂの導出手順を詳細に説明する。
【０１５０】
まず、ステップ２００では、摩擦エネルギーＥｗｓ+、Ｅｗｓ-、Ｅｗｄ、及びＥｗｂを、車両右旋回時の左右方向の入力Ｆｙ+、車両左旋回時の左右方向の入力Ｆｙ-、駆動力によって発生する前方向の力Ｆｘ+、及び制動力によって発生する後方向の力Ｆｘ-、未定係数Ｓ１、Ｓ２、Ｄ、Ｂ及び指数ｎｓ１、ｎｓ２、ｎｄ、ｎｂを用いて上記（１５）式〜（１８）式で表した場合の、未定係数Ｓ１、Ｓ２、Ｄ、Ｂを求める。
【０１５１】
なお、未定係数Ｓ１、Ｓ２、Ｄ、Ｂは、例えば次の方法により求める。すなわち、未定係数Ｓ１は、まず摩耗寿命を予測したいタイヤに対して複数通り（好ましくは３通り以上）の車両右旋回時の左右方向の入力Ｆｙ+を付与した場合の摩擦エネルギーＥｗｓ+を各々測定し、測定された摩擦エネルギーＥｗｓ+と、そのときのタイヤに付与した車両右旋回時の左右方向の入力Ｆｙ+の２乗とから（１５）式から逆算して、すなわちＥｗｓ+／Ｆｙ+ 2を計算して複数の未定係数Ｓ１を求め、これらの平均値として求める。同様に未定係数Ｓ２は、まず摩耗寿命を予測したいタイヤに対して複数通り（好ましくは３通り以上）の車両左旋回時の左右方向の入力Ｆｙ-を付与した場合の摩擦エネルギーＥｗｓ-を各々測定し、測定された摩擦エネルギーＥｗｓ-と、そのときのタイヤに付与した車両左旋回時の左右方向の入力Ｆｙ-の２乗とから（１６）式から逆算して、すなわちＥｗｓ-／Ｆｙ- 2を計算して複数の未定係数Ｓ２を求め、これらの平均値として求める。
【０１５２】
また、未定係数Ｄは、まず摩耗寿命または摩耗量を予測したいタイヤに対して複数通り（好ましくは３通り以上）の前方向の力Ｆｘ+を付与した場合の摩擦エネルギーＥｗｄを各々測定し、測定された摩擦エネルギーＥｗｄと、そのときのタイヤに付与した前方向の力Ｆｘ+の２乗とから（１７）式から逆算して、すなわちＥｗｄ／Ｆｘ+ 2を計算して複数の未定係数Ｄを求め、これらの平均値として求める。さらに、未定係数Ｂは、まず摩耗寿命または摩耗量を予測したいタイヤに対して複数通り（好ましくは３通り以上）の後方向の力Ｆｘ-を付与した場合の摩擦エネルギーＥｗｂを各々測定し、測定された摩擦エネルギーＥｗｂと、そのときのタイヤに付与した後方向の力Ｆｘ-の２乗とから（１８）式から逆算して、すなわちＥｗｂ／Ｆｘ- 2を計算して複数の未定係数Ｂを求め、これらの平均値として求める。
【０１５３】
なお、この際の摩擦エネルギーＥｗｓ+、Ｅｗｓ-、Ｅｗｄ、及びＥｗｂの測定は、例えば図６に示した接地部測定装置１０を用いて行なわれる。
【０１５４】
また、本第２実施形態では、実車での使用条件をできるだけ再現するために、摩擦エネルギーＥｗｓ+、Ｅｗｓ-、Ｅｗｄ、及びＥｗｂを測定する際には、上記第１実施形態と同様に、タイヤ使用時の動的な変化を考慮したキャンバー角、トー角、及び荷重をタイヤに対して付与した場合の各摩擦エネルギーを測定する。
【０１５５】
次のステップ２０２では、摩耗寿命の予測を行ないたい市場を代表するような道路（例えば日本国内の一般的な道路等）を特定して、特定された道路に対して車両を所定距離だけ走行させたときの車両重心位置の左右方向の加速度（Ｇ）、及び車両重心位置の前後方向の加速度（Ｇ）を所定時間毎に測定することにより、市場走行時の車両重心位置の左右方向の加速度分布、及び車両重心位置の前後方向の加速度分布を求める。なお、各加速度は、例えば車両の重心位置にＧセンサを設置しておき、該Ｇセンサにより測定することができる。図１２（Ａ）は車両重心位置の前後方向の加速度分布の一例を、図１２（Ｂ）は車両重心位置の左右方向の加速度分布の一例を各々示す。
【０１５６】
次のステップ２０４では、左右方向の加速度分布のＲＭＳ値Ａｓ、前方向の加速度分布のＲＭＳ値Ａｘ+、及び後方向の加速度分布のＲＭＳ値Ａｘ-を算出する。なお、ここでＲＭＳ値は、各加速度分布における所定範囲の加速度の２乗の平均値の平方根で求められる値である。また、前方向の加速度分布のＲＭＳ値Ａｘ+を求める際には、車両重心位置の前後方向の加速度分布における０より大きい加速度のＲＭＳ値を、後方向の加速度分布のＲＭＳ値Ａｘ-を求める際には、車両重心位置の前後方向の加速度分布における０より小さい加速度のＲＭＳ値を、各々求める。
【０１５７】
次のステップ２０６では、以上により求められたＲＭＳ値Ａｓ、Ａｘ+、及びＡｘ-と、横力が付与されている状態でのタイヤ荷重ｗ1、駆動力が付与されている状態でのタイヤ荷重ｗ2、及び制動力が付与されている状態でのタイヤ荷重ｗ3とにより、次の（１９）式〜（２１）式によって左右方向の入力Ｆｙ、前方向の力Ｆｘ+、及び後方向の力Ｆｘ-を求める。なお、タイヤ荷重の単位は（ｋｇ）である。
【０１５８】
Ｆｙ ＝ｗ1×Ａｓ ・・・（１９）
Ｆｘ+＝ｗ2×Ａｘ+ ・・・（２０）
Ｆｘ-＝ｗ3×Ａｘ- ・・・（２１）
但し、前方向の力Ｆｘ+に関しては、駆動輪が２輪のみの車両では、車両全体を加速させるための力を、駆動輪の２輪のみで発生しなければならないため、駆動輪２輪の発生力の和が重心の慣性力となるようにする。
【０１５９】
また、ＲＭＳ値を発生させるような状況での車両をシミュレート計算し、上記Ｆｘ+、Ｆｘ-、Ｆｙ（Ｆｙ+、Ｆｙ-）を求めてもよい。
【０１６０】
その後、以上により求められた左右方向の入力Ｆｙに基づいて（４）式及び（５）式により、トー角及びアッカーマン特性を考慮した車両右旋回時の左右方向の入力Ｆｙ+、及び車両左旋回時の左右方向の入力Ｆｙ-を求める。
【０１６１】
次のステップ２０８では、以上により求められた未定係数Ｓ１と左右方向の入力Ｆｙ+とを（１５）式に代入することにより摩擦エネルギーＥｗｓ+を、未定係数Ｓ２と左右方向の入力Ｆｙ-とを（１６）式に代入することにより摩擦エネルギーＥｗｓ-を、未定係数Ｄと前方向の力Ｆｘ+とを（１７）式に代入することにより摩擦エネルギーＥｗｄを、未定係数Ｂと後方向の力Ｆｘ-とを（１８）式に代入することにより摩擦エネルギーＥｗｂを、各々求める。
【０１６２】
なお、予め上記ステップ２０６における上記Ｆｙ+、Ｆｙ-、Ｆｘ+、Ｆｘ-が判明している場合には、上記ステップ２００を実施せずに、上記ステップ２０８にて、前記Ｆｙ+、Ｆｙ-、Ｆｘ+、Ｆｘ-の条件にて接地部測定装置１０を用いて直接摩擦エネルギーＥｗｓ+、Ｅｗｓ-、Ｅｗｄ、Ｅｗｂを測定して求めることも可能である。
【０１６３】
以上により摩擦エネルギーＥｗｓ+、Ｅｗｓ-、Ｅｗｄ、及びＥｗｂが導出されると、図１０におけるステップ１５４では、以上によって得られた摩擦エネルギーＥｗｓ+及びＥｗｓ-を合計して摩擦エネルギーＥｗｓを求めると共に、当該摩擦エネルギーＥｗｓと、上記ステップ１５０において測定された摩擦エネルギーＥｗｆ及びＥｗａと、上記ステップ１５２において導出された摩擦エネルギーＥｗｄ、及びＥｗｂと、を合計することにより、市場走行時の入力を加味した状態でのタイヤ３０全体としてのシミュレーション摩擦エネルギーＥＷｃを導出する。
【０１６４】
次のステップ１５６では、図３のステップ１１２と同様に推定摩耗速度Ｖｃを導出し、次のステップ１５８では、図３のステップ１１４と同様に耐摩耗走行距離ＴＤを導出する。
【０１６５】
耐摩耗走行距離ＴＤが導出されると、次のステップ１６０では、予め定めた複数箇所の予測点の全てにおいて、耐摩耗走行距離ＴＤの導出が終了したか否かを判定し、終了していない場合は終了するまで、上記ステップ１５０〜ステップ１５８による各予測点における耐摩耗走行距離ＴＤの導出を行なったのち、本手順を終了する。なお、この後、各予測点での耐摩耗走行距離ＴＤの平均値を用いてタイヤ全体の平均的な摩耗寿命を予測してもよい。
【０１６６】
図１３には、実在するタイヤＡ、タイヤＢ、タイヤＣの３種類のタイヤについて、従来のドラム摩耗試験による摩耗量の計測結果に基づいて得られた摩耗速度（ｍｍ／１０００ｋｍ）の一例が示されている。なお、タイヤＡ、タイヤＢ、及びタイヤＣは、ネガティブ比がタイヤＡ、タイヤＢ、タイヤＣの順に小さくなるものである。
【０１６７】
また、図１４には、当該ドラム摩耗試験により得られた摩耗速度（ｍｍ／１０００ｋｍ）を横軸とし、実地試験により得られた摩耗速度（ｍｍ／１０００ｋｍ）を縦軸として、タイヤＡ、タイヤＢ、及びタイヤＣの各摩耗速度をプロットしたグラフが示されている。同図に示すように、この場合の各試験間の寄与率Ｒ2は−０．０６であり、ドラム摩耗試験により得られた摩耗速度のみでは、実際の摩耗速度を予測することが困難であることがわかる。
【０１６８】
一方、図１５には、本実施の形態に係るタイヤ摩耗寿命予測手順（図１０参照）におけるステップ１０６の手順によって得られた、タイヤＡ、タイヤＢ、及びタイヤＣについての図８と同様のグラフが示されており、図１６には、本実施の形態に係るタイヤ摩耗寿命予測手順によって得られた推定摩耗速度Ｖｃ（ｍｍ／１０００ｋｍ）を横軸とし、実地試験により得られた摩耗速度（ｍｍ／１０００ｋｍ）を縦軸として、タイヤＡ、タイヤＢ、及びタイヤＣの各摩耗速度をプロットしたグラフが示されている。
【０１６９】
同図に示すように、この場合の寄与率Ｒ2は０．９９であり、本発明によるタイヤ摩耗寿命予測方法によって、高精度に摩耗寿命を予測できることがわかる。
【０１７０】
以上詳細に説明したように、本第２実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法は、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができると共に、摩擦エネルギーＥｗｓが、アッカーマン特性及びトー角に基づいて、タイヤを車両に装着した場合の車両が右旋回するときの摩擦エネルギーＥｗｓ+と、車両が左旋回するときの摩擦エネルギーＥｗｓ-とに分けて求められ、かつ摩擦エネルギーＥｗｓは、摩擦エネルギーＥｗｓ+と、摩擦エネルギーＥｗｓ-との和Ｅｗｓ+＋Ｅｗｓ-により求められるので、アッカーマン特性及びトー角に基づくことなく摩擦エネルギーＥｗｓを求める場合に比較して、より実車走行時の状況に近い摩擦エネルギーＥｗｓを求めることができる、という効果が得られる。
【０１７１】
また、本第２実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法は、市場走行時の車両重心位置の左右方向の加速度分布、及び車両重心位置の前後方向の加速度分布のＲＭＳ値に基づいて、車両が右旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ+、車両が左旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ-、駆動力によって発生する前方向の力Ｆｘ+、及び制動力によって発生する後方向の力Ｆｘ-を決定し、決定された左右方向の入力Ｆｙ+、左右方向の入力Ｆｙ-、前方向の力Ｆｘ+、及び後方向の力Ｆｘ-に基づいて摩擦エネルギーＥｗｓ+、摩擦エネルギーＥｗｓ-、摩擦エネルギーＥｗｄ、及び摩擦エネルギーＥｗｂを求めているので、市場走行時の車両重心位置の左右方向の加速度分布、及び車両重心位置の前後方向の加速度分布のＲＭＳ値に基づかない場合に比較して、より高精度にタイヤの摩耗寿命の予測を行なうことができる。
【０１７２】
さらに、本第２実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法は、タイヤの複数箇所の摩耗寿命が予測されるので、上記複数箇所をタイヤトレッド部のトレッド幅方向の複数箇所とすることにより、トレッド幅方向の摩耗寿命の分布（偏摩耗）を予測することができる。
【０１７３】
図１７には、本発明のタイヤ摩耗寿命予測方法の概要が模式的に示されている。なお、同図では、各手順における具体的な数値例も併記してある。また、同図における‘ＳＦ’は横力を表わす。
【０１７４】
同図に示すように、本発明では、ドラム摩耗試験により路面補正係数ｂを加味して得られた一定入力時における摩耗速度Ｖｄと、接地部測定装置１０による踏面観察により得られた上記と同様の一定入力時における摩擦エネルギーＥＷＤと、を用いて摩耗指数γを求めている。
【０１７５】
一方、本発明では、接地部測定装置１０による踏面観察によって、実地調査により得られた市場走行時における各種パラメータ（トー角、キャンバー角、車両重心位置の左右方向及び前後方向における加速度分布のＲＭＳ値等）を加味してシミュレーション摩擦エネルギーＥＷｃを求め、当該摩擦エネルギーＥＷｃと上記摩耗指数γとに基づいて推定摩耗速度Ｖｃを求め、更に、当該推定摩耗速度Ｖｃに基づいて推定耐摩耗走行距離ＴＤを本発明の摩耗寿命として求めている。
【０１７６】
従って、本発明によれば、従来のドラム摩耗試験における試験期間が長い、という短所と、踏面観察を行なう際のトレッドゴムの摩耗度を考慮していない、という短所を回避することができる。
【０１７７】
なお、上記第２実施形態では、摩擦エネルギーＥｗｆ、Ｅｗａを測定する場合に、特開平７−６３６５８号公報に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置１０（図６参照）を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば第１実施形態と同様に１９８２年秋季自動車技術会講演会前刷り集の「タイヤ摩耗の室内評価についての一つの試み」（横浜ゴム株式会社）において摩擦エネルギーを測定する際に用いている米国Precision Measurement Co. 製の接地圧・変位測定装置であるTire Pressure and Slip Plateを用いてもよい。
【０１７８】
また、上記第２実施形態では、（１５）式〜（１８）式における未定係数Ｓ１、Ｓ２、Ｄ、Ｂを求める方法として、指数ｎｓ１、ｎｓ２、ｎｄ、ｎｂを所定値（本第２実施形態では‘２’。）に固定し、複数の入力を行なった場合の各摩擦エネルギーを測定して、各入力と摩擦エネルギーとを用いて、（１５）式〜（１８）式により逆算して求める場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、指数ｎｓ１、ｎｓ２、ｎｄ、ｎｂを固定値とせず、複数の入力を行なった場合の各摩擦エネルギーを測定して、各入力と摩擦エネルギーとの関係から最小２乗法、偏差面積法等によって各未定係数Ｓ１、Ｓ２、Ｄ、Ｂ及び各指数ｎｓ１、ｎｓ２、ｎｄ、ｎｂを近似的に求めるようにしてもよい。この場合、指数ｎｓ１、ｎｓ２、ｎｄ、ｎｂを固定値とする場合に比較して、より高精度な摩耗寿命予測が行なえる。
【０１７９】
また、上記各実施形態では、摩擦エネルギーＥｗｓ、Ｅｗｄ、及びＥｗｂの各々を測定する際にタイヤに付与する、タイヤ使用時の動的な変化を考慮したキャンバー角、トー角、及び荷重を、５自由度以上の車両モデルを用いたコンピュータシミュレーションによって求める場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば上記キャンバー角、トー角、及び荷重を実車走行試験により求めてもよい。
【０１８０】
さらに、上記各実施形態では、各摩擦エネルギーを転がり半径で基準化したものとする場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、転がり半径による基準化を行なわないものとしてもよい。
【０１８１】
【発明の効果】
請求項１記載のタイヤ摩耗寿命予測方法によれば、ドラム摩耗試験を、摩耗指数を求めるために行なっているので、ドラム摩耗試験によって得られた摩耗量のみに基づいて摩耗寿命を予測する場合に比較してドラム摩耗試験の試験時間を短縮することができ、この結果としてタイヤの摩耗寿命を短時間で予測することができると共に、予測対象とするタイヤの摩耗量を直接計測して摩耗指数を求めているので、ランボーン摩耗試験によってタイヤの摩耗深さを求める場合に必要とされた当該タイヤのタイヤトレッド部と同材質のゴム試料を用意する必要がなく、更に、第１の摩擦エネルギー及び第２の摩擦エネルギーを双方とも予測対象とするタイヤを用いて求めているので、摩擦エネルギーをランボーン摩耗試験機及び踏面観察機の２つの異なる測定系によって求める場合のように、各測定系間の相関や誤差等を考慮する必要がなく、高精度に摩耗寿命を予測することができる、という効果が得られる。
【０１８２】
また、請求項２記載のタイヤ摩耗寿命予測方法によれば、本発明の所定入力を、横力と、駆動力及び制動力と、の少なくとも一方としているので、ドラム摩耗試験を行なう際のタイヤの摩耗を促進させることができ、ドラム摩耗試験の所要時間を短縮することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理の説明に供するグラフである。
【図２】本発明の原理の説明に供するグラフである。
【図３】第１実施形態におけるタイヤ摩耗寿命予測方法の手順を示す概略フローチャートである。
【図４】実施の形態において摩耗量の測定に用いられるドラム試験装置７０の要部を示す側面図である。
【図５】ドラム摩耗試験により得られた積算摩耗量と走行距離との関係を示すグラフである。
【図６】実施の形態において摩擦エネルギーの測定に用いられるタイヤ踏面の接地部測定装置１０の要部を示す側面図である。
【図７】接地部測定装置１０の要部を示す他の側面図である。
【図８】横力をタイヤに付与した状態で接地部測定装置１０による測定によって得られた摩擦エネルギーとタイヤ入力との関係を示すグラフである。
【図９】駆動力及び制動力をタイヤに付与した状態で接地部測定装置１０による測定によって得られた摩擦エネルギーとタイヤ入力との関係を示すグラフである。
【図１０】第２実施形態におけるタイヤ摩耗寿命予測方法の手順を示す概略フローチャートである。
【図１１】第２実施形態における摩擦エネルギーＥｗｓ+、Ｅｗｓ-、Ｅｗｄ、及びＥｗｂの導出手順を示す概略フローチャートである。
【図１２】（Ａ）は市場における車両重心位置の前後方向の加速度分布の一例を示すグラフであり、（Ｂ）は市場における車両重心位置の左右方向の加速度分布の一例を示すグラフである。
【図１３】実在するタイヤＡ、タイヤＢ、タイヤＣの３種類のタイヤについて、従来のドラム摩耗試験による摩耗量の計測結果に基づいて得られた摩耗速度（ｍｍ／１０００ｋｍ）の一例を示すグラフである。
【図１４】タイヤＡ、タイヤＢ、タイヤＣのドラム摩耗試験により得られた摩耗速度と、実地試験により得られた摩耗速度との関係を示すグラフである。
【図１５】タイヤＡ、タイヤＢ、タイヤＣの各々について、横力を付与した状態で接地部測定装置１０による測定によって得られた摩擦エネルギーと横力との関係を示すグラフである。
【図１６】第２実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測手順によって得られた推定摩耗速度と、実地試験により得られた摩耗速度との関係を示すグラフである。
【図１７】本発明のタイヤ摩耗寿命予測方法の概要を示す概略図である。
【符号の説明】
１０ 接地部測定装置
３０ タイヤ
３２ ３成分力変換器
７０ ドラム試験装置
８６ ドラム
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ摩耗寿命予測方法に係り、特に、実際の走行状態でのタイヤの摩耗寿命を予測するタイヤ摩耗寿命予測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用のタイヤの摩耗寿命を予測するために、予測対象とするタイヤをドラム試験装置に取り付けて走行させたり、予測対象とするタイヤを装着した車両を実際に所定距離だけ走行させて、そのときのタイヤの摩耗量に基づいて摩耗寿命を予測する方法が採られていた。
【０００３】
しかしながら、これらの方法では、高精度な予測を行なうためにはタイヤの摩耗量を精度良く測定する必要があり、このためにタイヤ若しくは車両の走行距離を十分に長くする必要があるため、タイヤ摩耗寿命を予測するのに時間がかかる、という問題点があった。
【０００４】
この問題点を解決するために、特開平１１−３２６１４３号公報に記載の技術では、ランボーン摩耗試験機により予測対象とするタイヤのタイヤトレッド部と同材質のゴム試料の市場走行時と略同等のシベリティにおける摩擦エネルギー、及び所定走行距離当りの摩耗深さを求め、当該摩擦エネルギー及び摩耗深さに基づいて当該タイヤのタイヤトレッド部の摩耗し易さを示す係数（同公報では「ゴムインデックスＧｉ」と表記。）を求めると共に、踏面観察機（同公報では「タイヤ踏面の接地部測定装置」と表記。）により当該タイヤのフリーローリング時の摩擦エネルギー、トー角が付与されている状態での摩擦エネルギー、横力が付与されている状態での摩擦エネルギー、駆動力が付与されている状態での摩擦エネルギー、及び制動力が付与されている状態での摩擦エネルギーを計測し、これらの摩擦エネルギーに基づいて当該タイヤ全体としての摩擦エネルギーを求め、上記摩耗し易さを示す係数と上記タイヤ全体としての摩擦エネルギーに基づいてタイヤの摩耗寿命を予測していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平１１−３２６１４３号公報に記載の技術では、予測対象とするタイヤのタイヤトレッド部と同材質のゴム試料が必要とされるが、予測対象とするタイヤが他社製品である場合等、タイヤトレッド部の材質が特定できない場合には、ランボーン摩耗試験において用いられるゴム試料を用意することができず、タイヤの摩耗寿命を予測することができない、という問題点があった。
【０００６】
また、同公報に記載の技術では、摩擦エネルギーを計測する系がランボーン摩耗試験機と踏面観察機とにまたがるため、誤差要因が大きく、摩耗予測の精度の面で不利である、という問題点があった。
【０００７】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、予測対象とするタイヤのタイヤトレッド部と同材質のゴム試料を用意することなく、当該タイヤの摩耗寿命を短時間でかつ正確に予測することができるタイヤ摩耗寿命予測方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載のタイヤ摩耗寿命予測方法は、ドラム摩耗試験により摩耗寿命の予測対象とするタイヤに所定の大きさの所定入力を付与した状態で前記タイヤを摩耗させたときの前記タイヤの所定走行距離当りの摩耗量を計測し、かつ前記ドラム摩耗試験において前記タイヤに付与した入力と同一の入力を前記所定の大きさと同一又は略同一の大きさで付与した状態における前記タイヤの第１の摩擦エネルギーを求めると共に、市場走行時の入力を加味した入力を付与した状態における前記タイヤの第２の摩擦エネルギーを求め、前記所定走行距離当りの摩耗量である摩耗速度を、前記第１の摩擦エネルギーで除算することにより前記タイヤの摩耗し易さを示す摩耗指数を算出し、前記摩耗指数及び前記第２の摩擦エネルギーに基づいて前記タイヤの摩耗寿命を予測するものである。
【０００９】
ここで、請求項１記載のタイヤ摩耗寿命予測方法の原理について説明する。
【００１０】
図１に示すように、タイヤに対する摩擦エネルギーと摩耗速度（所定走行距離当りの摩耗量）とは比例関係にあるが、このときの比例定数はタイヤによって異なっている。ここで、同図におけるａタイヤ及びｂタイヤの比例定数を、各々γａ及びγｂとする。
【００１１】
この比例定数γａ及びγｂが本発明の摩耗指数に相当するものであり、トレッドゴムの種類等に左右される値である。
【００１２】
一方、タイヤへの入力（横力、駆動力、制動力等）と、摩擦エネルギーとの関係は、一例として図２に示すようになっている。すなわち、摩擦エネルギーは、タイヤへの入力の２乗にほぼ比例しているが、タイヤ入力−摩擦エネルギー曲線の形状はタイヤの種類に応じて異なっている。
【００１３】
ここで、ａタイヤが５００（Ｎ）の入力を受けたときの摩擦エネルギーがＥＷ(500)、ドラム摩耗試験でａタイヤに略同等の入力を付与しながらａタイヤを走行させたときの摩耗速度がＶ(500)であるものとすると、ａタイヤの摩耗指数γａは次の（１）式で表わされる。
【００１４】
【数１】
そして、ａタイヤが３００（Ｎ）の入力を受けたときの摩擦エネルギーがＥＷ(300)であったとすると、ドラム摩耗試験でａタイヤに３００（Ｎ）の入力を付与しながらａタイヤを走行させたときの摩耗速度Ｖ(300)は次の（２）式で求めることができる。
【００１６】
Ｖ(300)＝γａ×ＥＷ(300) ・・・（２）
同様に、ａタイヤに市場入力をシミュレートして得られた摩擦エネルギーＥＷｃ（本発明の「第２の摩擦エネルギー」に相当。）に対しても、摩耗速度Ｖｃは次の（３）式によって導出することができる。
【００１７】
Ｖｃ＝γａ×ＥＷｃ ・・・（３）
以上の原理に基づき、請求項１に記載のタイヤ摩耗寿命予測方法では、ドラム摩耗試験により摩耗寿命の予測対象とするタイヤに所定大きさの所定入力を付与した状態で当該タイヤを摩耗させたときの当該タイヤの所定走行距離当りの摩耗量が計測され、かつ上記ドラム摩耗試験においてタイヤに付与した入力と同一の入力を上記所定大きさと同一又は略同一の大きさで付与した状態における上記タイヤの第１の摩擦エネルギーが求められると共に、市場走行時の入力を加味した入力を付与した状態における当該タイヤの第２の摩擦エネルギーが求められる。
【００１８】
そして、本発明では、上記所定走行距離当りの摩耗量である摩耗速度を、上記第１の摩擦エネルギーで除算することにより上記タイヤの摩耗し易さを示す摩耗指数が算出され、当該摩耗指数及び上記第２の摩擦エネルギーに基づいて当該タイヤの摩耗寿命が予測される。
【００１９】
このように、請求項１に記載のタイヤ摩耗寿命予測方法によれば、ドラム摩耗試験を、摩耗指数を求めるために行なっているので、ドラム摩耗試験によって得られた摩耗量のみに基づいて摩耗寿命を予測する場合に比較してドラム摩耗試験の試験時間を短縮することができ、この結果としてタイヤの摩耗寿命を短時間で予測することができると共に、予測対象とするタイヤの摩耗量を直接計測して摩耗指数を求めているので、ランボーン摩耗試験によってタイヤの摩耗深さを求める場合に必要とされた当該タイヤのタイヤトレッド部と同材質のゴム試料を用意する必要がなく、更に、第１の摩擦エネルギー及び第２の摩擦エネルギーを双方とも予測対象とするタイヤを用いて求めているので、摩擦エネルギーをランボーン摩耗試験機及び踏面観察機の２つの異なる測定系によって求める場合のように、各測定系間の相関や誤差等を考慮する必要がなく、高精度に摩耗寿命を予測することができる。
【００２０】
なお、本発明の上記所定入力は、請求項２記載の発明のように、横力と、駆動力及び制動力と、の少なくとも一方とすることができる。
【００２１】
これによって、ドラム摩耗試験を行なう際のタイヤの摩耗を促進させることができ、ドラム摩耗試験の所要時間を短縮することができる。
また、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記摩耗速度を、前記タイヤが市場において用いられた場合の値に換算するための補正係数である路面補正係数を加味したものとしてもよい。
さらに、本発明は、請求項４に記載の発明のように、前記摩耗指数と前記第２の摩擦エネルギーとを乗算することにより推定摩耗速度を算出し、当該推定摩耗速度及び前記タイヤの溝深さを示すＮＳＤ値に基づいて、前記タイヤのタイヤトレッド部における溝がなくなる状態に至る走行距離を示す推定耐摩耗走行距離を前記タイヤの摩耗寿命に相当するものとして算出してもよい。
【００２２】
ところで、特開平１１−３２６１４３号公報にも記載されているように、本発明の第２の摩擦エネルギーは、フリーローリング時のタイヤの摩擦エネルギーＥｗｆ、トー角が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーＥｗａ、横力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーＥｗｓ、駆動力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーＥｗｄ、及び制動力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーＥｗｂの各摩擦エネルギーを合計して求めることが好ましい。
【００２３】
これによって、駆動方向、制動方向、及び左右方向の剛性のみを考慮したシャーラマッハの摩耗量式を用いて摩耗寿命を予測する場合に比較して、より高精度な摩耗寿命の予測を行なうことができる。
【００２４】
なお、この際のトー角は、進行方向に対するタイヤ赤道面の角度、横力はタイヤの転動方向と直交する方向の力、駆動力はタイヤ駆動時のタイヤの進行方向の力、制動力はタイヤ制動時の駆動力方向とは逆方向の力である。また、上記フリーローリング時のタイヤの摩擦エネルギーＥｗｆを求める際には、タイヤが装着される車両のイニシャルキャンバー角を付与することが好ましい。
【００２５】
ところで、実車における車両走行時のタイヤでは、車両の姿勢によってアライメントやタイヤにかかる荷重が変化するため、車両走行時における動的なアライメントの変化や荷重移動に関する要素を摩擦エネルギーＥｗｓ、Ｅｗｄ、及びＥｗｂに反映させた方が好ましい。
【００２６】
そこで、前記摩擦エネルギーＥｗｓ、前記摩擦エネルギーＥｗｄ、及び前記摩擦エネルギーＥｗｂを、各々タイヤ使用時の動的な変化を考慮したキャンバー角、トー角、及び荷重が前記タイヤに付与された状態で求めてもよい。これにより、このようなキャンバー角、トー角、及び荷重がタイヤに付与されない状態で各摩擦エネルギーを求める場合に比較して、より高精度なタイヤの摩耗寿命予測を行なうことができる。
【００２７】
なお、上記タイヤ使用時の動的な変化を考慮したキャンバー角、トー角、及び荷重は、走行中の車両の動的なアライメントの変化の要因となる前後（方向）、左右（方向）、ヨーイング、ローリング、及びピッチングを含めた５自由度以上（必要に応じてさらに上下（方向）を含めた６自由度）の車両モデルを用いて各々次のように算出することができる。
【００２８】
まず、摩擦エネルギーＥｗｓを求める際にタイヤに対して付与するキャンバー角、トー角、及び荷重は、車両の旋回時における速度及び求心加速度（旋回中心に対する加速度）を設定し、上記車両モデルを用いて定常円旋回時の車両に装着されたタイヤのキャンバー角、トー角、及び荷重をコンピュータシミュレーションにより算出する。市場走行時のような様々な入力状態であっても、上記車両の旋回時における速度及び求心加速度として車両の代表速度及び代表加速度を設定することによって定常円旋回に置き換えることが可能である。なお、実際には上記代表速度として想定する走行モードの平均速度を、上記代表加速度として想定する走行モードの加速度のＲＭＳ値を用いるのが好ましい。
【００２９】
また、摩擦エネルギーＥｗｄを求める際にタイヤに対して付与するキャンバー角、トー角、及び荷重は、車両の駆動加速度を設定し、上記車両モデルを用いて駆動時の車両に装着されたタイヤのキャンバー角、トー角、及び荷重をコンピュータシミュレーションにより算出する。市場走行時のような様々な入力状態であっても、上記車両の駆動加速度として車両の代表駆動加速度を設定することによって一定の慣性力の状態に置き換えることが可能である。なお、実際には上記代表駆動加速度として想定する走行モードの加速度のＲＭＳ値を用いる。
【００３０】
同様に、摩擦エネルギーＥｗｂを求める際にタイヤに対して付与するキャンバー角、トー角、及び荷重は、車両の制動加速度を設定し、上記車両モデルを用いて制動時の車両に装着されたタイヤのキャンバー角、トー角、及び荷重をコンピュータシミュレーションにより算出する。市場走行時のような様々な入力状態であっても、上記車両の制動加速度として車両の代表制動加速度を設定することによって一定の慣性力の状態に置き換えることが可能である。なお、実際には上記代表制動加速度として想定する走行モードの加速度のＲＭＳ値を用いる。
【００３１】
ところで、車両が右旋回するときと左旋回するときとでは、車両に装着されたタイヤに対する同じ発生力における摩擦エネルギーは異なるが、さらにトー角等の影響により発生力も異なる。発生力が右旋回時と左旋回時とで異なる要因として、トー角による影響の他に、車両のアッカーマン特性による左右輪の実舵角の違いによる影響が知られている。
【００３２】
そこで、左右方向の入力Ｆｙを、コーナリングパワーＣｐ（ｋｇｆ／ｒａｄ）、トー角θｔｏｅ（ｒａｄ）、及びアッカーマン特性による左右輪の実舵角の差θアッカーマン（ｒａｄ）を用いて、次の（４）式及び（５）式により、右旋回時の左右方向の入力Ｆｙ+と、左旋回時の左右方向の入力Ｆｙ-の２つの式に分けて考えることが好ましい。
【００３３】
【００３４】
Ｅｗｓ＝Ｅｗｓ+＋Ｅｗｓ- ・・・（６）
ここで、上記アッカーマン特性による左右輪の実舵角の差θアッカーマンは、次のように計算する。
【００３５】
すなわち、市場入力より求めた車両の平均速度で車両の左右入力（好ましくはＲＭＳ値）を発生する定常円旋回を仮定して、その旋回半径を計算し、さらにその円旋回を速度０で走行したとき、スリップ角がともに０となる左右輪それぞれの実舵角を計算する（理想的アッカーマン）。
【００３６】
そして、実際の車両はアッカーマンがない状態（パラレルリンク）と理想的アッカーマンの中間程度のアッカーマン特性であることから上記計算値の半分の値を車両のアッカーマン特性による左右輪の実舵角の差θアッカーマンとする。
【００３７】
なお、車両のアッカーマン特性があれば、それをそのまま用いてもよい。また、右旋回時の左右方向の入力Ｆｙ+と、左旋回時の左右方向の入力Ｆｙ-は、上記５自由度以上の車両モデルを用いたコンピュータシミュレーションにより算出してもよい。この場合、ヨーイングによる左右輪のスリップ角の差をも考慮することができるので、より摩耗寿命の予測精度が高くなる。
【００３８】
したがって、前記摩擦エネルギーＥｗｓを、車両のアッカーマン特性及びトー角に基づいて、前記タイヤを車両に装着した場合の車両が右旋回するときの摩擦エネルギーＥｗｓ＋と、車両が左旋回するときの摩擦エネルギーＥｗｓ−とに分けて求め、前記摩擦エネルギーＥｗｓを、前記摩擦エネルギーＥｗｓ＋と、前記摩擦エネルギーＥｗｓ−との和Ｅｗｓ＋＋Ｅｗｓ−により求めてもよい。
【００３９】
このタイヤ摩耗寿命予測方法によれば、摩擦エネルギーＥｗｓが、車両のアッカーマン特性及びトー角に基づいて、タイヤを車両に装着した場合の車両が右旋回するときの摩擦エネルギーＥｗｓ＋と、車両が左旋回するときの摩擦エネルギーＥｗｓ−とに分けて求められ、摩擦エネルギーＥｗｓは、摩擦エネルギーＥｗｓ＋と、摩擦エネルギーＥｗｓ−との和Ｅｗｓ＋＋Ｅｗｓ−により求められる。
【００４０】
このように、このタイヤ摩耗寿命予測方法によれば、摩擦エネルギーＥｗｓが、アッカーマン特性及びトー角に基づいて、タイヤを車両に装着した場合の車両が右旋回するときの摩擦エネルギーＥｗｓ＋と、車両が左旋回するときの摩擦エネルギーＥｗｓ−とに分けて求められ、かつ摩擦エネルギーＥｗｓは、摩擦エネルギーＥｗｓ＋と、摩擦エネルギーＥｗｓ−との和Ｅｗｓ＋＋Ｅｗｓ−により求められるので、アッカーマン特性及びトー角に基づくことなく摩擦エネルギーＥｗｓを求める場合に比較して、より実車走行時の状況に近い摩擦エネルギーＥｗｓを求めることができる。
【００４１】
上記のようなアッカーマン特性やトー角以外にも、コンプライアンスステア等による影響も考慮することが可能である。
【００４２】
また、このタイヤ摩耗寿命予測方法は、市場走行時の車両重心位置の左右方向の加速度分布、及び車両重心位置の前後方向の加速度分布のＲＭＳ値に基づいて、車両が右旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ＋、車両が左旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ−、駆動力によって発生する前方向の力Ｆｘ＋、及び制動力によって発生する後方向の力Ｆｘ−を決定し、決定された前記左右方向の入力Ｆｙ＋、前記左右方向の入力Ｆｙ−、前記前方向の力Ｆｘ＋、及び前記後方向の力Ｆｘ−に基づいて前記摩擦エネルギーＥｗｓ＋、前記摩擦エネルギーＥｗｓ−、前記摩擦エネルギーＥｗｄ、及び前記摩擦エネルギーＥｗｂを求めてもよい。
【００４３】
このタイヤ摩耗寿命予測方法によれば、市場走行時の車両重心位置の左右方向の加速度分布、及び車両重心位置の前後方向の加速度分布のＲＭＳ値に基づいて、車両が右旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ＋、車両が左旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ−、駆動力によって発生する前方向の力Ｆｘ＋、及び制動力によって発生する後方向の力Ｆｘ−が決定される。なお、ここでＲＭＳ値は、各加速度分布における所定範囲の各加速度の２乗の平均値の平方根によって求められる値である。
【００４４】
また、本発明では、以上によって決定された上記左右方向の入力Ｆｙ+、上記左右方向の入力Ｆｙ-、上記前方向の力Ｆｘ+、及び上記後方向の力Ｆｘ-に基づいて摩擦エネルギーＥｗｓ+、摩擦エネルギーＥｗｓ-、摩擦エネルギーＥｗｄ、及び摩擦エネルギーＥｗｂが求められる。
【００４５】
このように、このタイヤ摩耗寿命予測方法によれば、市場走行時の車両重心位置の左右方向の加速度分布、及び車両重心位置の前後方向の加速度分布のＲＭＳ値に基づいて、車両が右旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ＋、車両が左旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ−、駆動力によって発生する前方向の力Ｆｘ＋、及び制動力によって発生する後方向の力Ｆｘ−を決定し、決定された左右方向の入力Ｆｙ＋、左右方向の入力Ｆｙ−、前方向の力Ｆｘ＋、及び後方向の力Ｆｘ−に基づいて摩擦エネルギーＥｗｓ＋、摩擦エネルギーＥｗｓ−、摩擦エネルギーＥｗｄ、及び摩擦エネルギーＥｗｂを求めているので、市場走行時の車両重心位置の左右方向の加速度分布、及び車両重心位置の前後方向の加速度分布のＲＭＳ値に基づかない場合に比較して、より高精度にタイヤの摩耗寿命の予測を行なうことができる。
【００４６】
ところで、タイヤの耐摩耗性能は、タイヤトレッド部の残溝の深さの平均値、タイヤの重量の減少量等のタイヤ全体の平均的な値に基づいて評価することが多いが、実際にタイヤを車両に装着して使用する場合には、タイヤの摩耗がトレッド幅方向に不均一となるため、最も摩耗が激しい部分がタイヤ棄却限界に達した場合に、他の部分がタイヤ棄却限界に達していない場合であっても、棄却限界とされることが多い。このことから、タイヤ全体の平均的な値のみに基づいて耐摩耗性能を予測するのではなく、トレッド幅方向の摩耗量の分布状況を予測することが好ましい。
【００４７】
そこで、このタイヤ摩耗寿命予測方法は、前記タイヤの複数箇所において摩耗寿命を予測してもよい。
【００４８】
このように、このタイヤ摩耗寿命予測方法によれば、タイヤの複数箇所の摩耗寿命が予測されるので、上記複数箇所をタイヤトレッド部のトレッド幅方向の複数箇所とすることにより、トレッド幅方向の摩耗寿命の分布（偏摩耗）を予測することができる。
【００４９】
なお、この発明において、前記第１の摩擦エネルギー及び前記第２の摩擦エネルギーを、タイヤの転がり半径で基準化した単位面積当たりの単位距離走行時の摩擦エネルギーとすることが好ましい。この場合、タイヤサイズの異なる複数のタイヤにおける摩耗寿命の予測結果を相互に比較することができるようになる。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係るタイヤ摩耗寿命予測方法の実施の形態について詳細に説明する。
【００５１】
〔第１実施形態〕
図３のフローチャートを参照して、本第１実施形態のタイヤ摩耗寿命予測方法を説明する。なお、ここでは、ネガティブ比が比較的大きい実在のタイヤＡを摩耗寿命の予測対象とした場合の具体的な数値例を示しつつ説明を行なう。
【００５２】
まず、ステップ１００では、ドラム摩耗試験により摩耗寿命の予測を行なうタイヤに対して所定大きさの所定入力（本実施の形態では、横力と、駆動力及び制動力と、の少なくとも一方。）を付与したときの当該タイヤにおける所定走行距離毎の摩耗量（減少量）を測定する。
【００５３】
この際の摩耗量の測定は、例えば、図４に要部を示したドラム試験装置７０を用いて行なうことができる。
【００５４】
同図に示すように、このドラム試験装置７０は、タイヤ３０を回転自在に保持するタイヤ保持部８２を備えており、タイヤ保持部８２はシリンダ軸８３を介して油圧シリンダ８４にて上下動可能となっている。なお、タイヤ３０は、必要に応じ、タイヤ保持部８２によって保持された状態でモータ８１により図４矢印Ｄ１方向に回転させることができるように構成されている。
【００５５】
シリンダ軸８３はモータ８５により軸心を中心として双方向（時計回り及び反時計回り）に回転させることができる。また、シリンダ軸８３には３成分力変換器（図示省略）が設けられており、シリンダ軸８３が受ける３軸方向の力を各々測定することができる。
【００５６】
一方、タイヤ保持部８２の下方には、ドラム８６が配置されている。ドラム８６は、軸受８８に回転自在に支持されており、モータ８９によって図４矢印Ｄ２方向に回転される。
【００５７】
以上のように構成されたドラム試験装置７０により、次のようにタイヤ３０における所定走行距離毎の摩耗量を測定する。なお、ここでは、上記所定入力として横力を適用した場合について説明する。
【００５８】
まず、タイヤ３０をタイヤ保持部８２に取り付ける。ここでは、取り付けたタイヤ３０はドラム８６には接触させない。
【００５９】
次に、モータ８９を回転駆動させることによってドラム８６を所定の回転速度（本実施の形態では、ドラム８６の外周表面が５０（ｋｍ／ｈ）で移動する速度）で回転させた後、油圧シリンダ８４を作動させ、タイヤ３０をドラム８６の外周表面に所定の荷重（本実施の形態では、４７００（Ｎ））で押し付ける。なお、このとき、当該荷重の上記３成分力変換器による計測値が上記所定の荷重となるように油圧シリンダ８４を作動させる。
【００６０】
次に、モータ８５によりシリンダ軸８３を、軸心を中心として時計方向（又は反時計方向）に回転させてタイヤ３０にスリップ角を付与した後、シリンダ軸８３を逆方向に回転させてタイヤ３０に上記スリップ角とは逆方向のスリップ角を付与することを繰り返して行なうことにより、タイヤ３０に対して左右方向（図４紙面垂直方向）に所定大きさ（本実施の形態では、４７０（Ｎ））の横力を順次付与する。なお、このとき、当該横力の上記３成分力変換器による計測値が上記所定大きさとなるように上記スリップ角の角度を調整する。
【００６１】
以上により、タイヤ３０は上記所定大きさの横力が付与された状態でドラム８６に接触しながら回転し、接地面がドラム８６との摩擦により削られる。
【００６２】
次に、タイヤ３０の走行時間が所定時間（本実施の形態では、４時間）に達した時点、すなわち、タイヤ３０の走行距離が上記所定走行距離（本実施の形態では２００（ｋｍ））に達した時点でモータ８５及びモータ８９の回転駆動を停止し、油圧シリンダ８４を作動させてタイヤ３０をドラム８６の外周表面から離間させた後に、タイヤ３０をタイヤ保持部８２から取り外す。
【００６３】
そして、取り外したタイヤ３０の重量を計測し、この計測値を以上の動作により接地面が削られる前の重量から減算することによってタイヤ３０の上記所定走行距離の走行による減少量を算出し、記録する。
【００６４】
以上の工程を、ドラム試験装置７０によるタイヤ３０の走行距離が所定距離（本実施の形態では、４４００（ｋｍ））に達するまで繰り返し行なうことにより、タイヤ３０における所定走行距離毎の摩耗量（減少量）を測定する。
【００６５】
表１には、本ステップ１００により、上記タイヤＡについて所定走行距離毎の摩耗量を測定したときの測定結果例が示されている。
【００６６】
【表１】
所定走行距離毎の摩耗量（減少量）の測定が終了すると、次のステップ１０２では、タイヤ３０の所定走行距離（本実施の形態では、１ｋｍ）当りの重量ロスｅ（ｇ／ｋｍ）を次のように導出する。
【００６８】
まず、上記ステップ１００によって得られた所定走行距離（本実施の形態では、２００ｋｍ）毎の摩耗量を用いて、走行距離を横軸とし、摩耗開始からの積算摩耗量を縦軸としたグラフを作成する。なお、図５には、タイヤＡについての当該グラフが示されている。
【００６９】
次に、当該グラフに描かれた曲線を直線に近似したときの当該直線の傾きを求め、これを重量ロスｅとする。なお、タイヤＡについてのグラフにおける上記直線は、次の１次関数で表わされた。従って、この場合の重量ロスｅは、約０．０１７７（ｇ／ｋｍ）となる。
【００７０】
ｙ≒０．０１７７ｘ＋７．１８４８
次のステップ１０４では、導出された重量ロスｅに基づいて、所定走行距離（本実施の形態では、１０００（ｋｍ））当りの摩耗量である摩耗速度Ｖｄ（ｍｍ／１０００ｋｍ）を以下に示すように算出する。
【００７１】
タイヤのトレッド面積は、次の（７）式により求められる。
【００７２】
【数２】
ここで、Ｗはタイヤの接地幅（ｍｍ）を、Ｈはタイヤの外径（ｍｍ）を、νはタイヤのネガティブ比（％）を、各々表わす。
【００７４】
なお、ここでいうネガティブ比νは、ドラム摩耗試験と同一の条件（内圧、荷重、リム）下での接地形状において、接地幅当りのネガティブ比（接地幅を一辺とした長方形でトレッドパターンを見たときのネガティブ比）として算出されるものである。
【００７５】
また、タイヤの摩耗体積は次の（８）式により求められる。
【００７６】
【数３】
ここで、ρはタイヤ３０のトレッドゴムの比重を表わす。
【００７８】
そして、ドラム試験装置７０による摩耗量の計測のみによって得られるタイヤの摩耗速度Ｖｘは次の（９）式によって求められる。
【００７９】
【数４】
さらに、上記（９）式に路面補正係数ｂを乗算した次の（１０）式により摩耗速度Ｖｄを算出する。
【００８１】
【数５】
なお、路面補正係数ｂは、市場でのアスファルト路によるタイヤ３０の削れ易さを示すデータと、ドラム試験装置７０におけるドラム８６の外周表面によるタイヤ３０の削れ易さを示すデータとの関係に基づいて得られた補正係数であり、ドラム試験装置７０による計測によって得られたタイヤ３０の摩耗速度Ｖｘを、当該タイヤ３０が市場において用いられた場合の値に換算するための補正係数である。
【００８３】
タイヤＡの接地幅Ｗは１４２（ｍｍ）であり、外径Ｈは６６０（ｍｍ）であり、ネガティブ比νは４０（％）であり、比重ρは１．１６５（ｇ／ｃｍ3）であり、路面補正係数ｂは２．２であった。
【００８４】
従って、この場合の摩耗速度Ｖｄは、約０．１８９（ｍｍ／１０００ｋｍ）となる。
【００８５】
摩耗速度Ｖｄが算出されると、次のステップ１０６では、上記ステップ１００におけるドラム試験装置７０による摩耗量の計測の際にタイヤ３０に付与した入力と同一の入力（本実施の形態では、横力）を同一の大きさでタイヤ３０に付与したときの摩擦エネルギーＥＷＤを導出する。ここで、摩擦エネルギーＥＷＤはタイヤの転がり半径で基準化した単位面積当たりの単位距離走行時の摩擦エネルギーであり、単位は（Ｊ／ｍ3）である。
【００８６】
この際の摩擦エネルギーの測定は、例えば図６及び図７に示す特開平７−６３６５８号公報に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置１０を用いて行なうことができる。
【００８７】
図６及び図７に示すように、接地部測定装置１０は、長尺状のベースフレーム１２を備え、ベースフレーム１２は床面１４に固定されている。ベースフレーム１２には、所定間隔で複数本の支柱１６が立設しており、支柱１６の上部には、床面１４と平行とされた水平フレーム１８が固定されている。
【００８８】
水平フレーム１８には、複数本のローラ２０が水平フレーム１８の長手方向に沿って等間隔で配設されている。これらのローラ２０は、軸方向が水平フレーム１８の長手方向と直交方向とされ、水平フレーム１８に回転自在に支持されている。
【００８９】
これらのローラ２０の上には、路面２２が載置されている。路面２２は矩形の板状とされ、水平フレーム１８の長手方向に沿って長尺状とされている。この路面２２は金属で形成されており、長手方向中央部分には透明板２４が嵌め込まれている。なお、本実施の形態では、透明板２４にアクリル板が用いられているが、透明であればその他の材質であってもよい。ここで、路面２２の下面の摩擦係数を全体的に一定にするために、金属部分の表面には透明板２４と同材質の薄板（図示省略）を貼り付けることが好ましい。なお、路面２２の下面の摩擦係数を全体的に一定にするためには、上記の方法以外に金属部分又は透明板２４の一方の表面粗さを変えることもできる。
【００９０】
水平フレーム１８には、移動用モータ２６が取り付けられており、所定のローラ２０Ａが、図示しない減速機を介して移動用モータ２６に連結されており、所定のローラ２０Ａを回転させることによって、載置された路面２２を水平フレーム１８の長手方向に沿って移動させることができる。
【００９１】
また、路面２２の下面には、透明板２４とは異なる部位にタイヤ３０の踏面から受ける力を計測する３成分力変換器３２が埋め込まれている。
【００９２】
一方、中央側の支柱１６Ａと支柱１６Ｂとの間には、矩形板状のサブフレーム３６が配設されている。サブフレーム３６には、各角部に図示しない直線運動用ベアリングが設けられており、ベースフレーム１２に立設されたスライドシャフト３８に沿って上下移動可能とされている。
【００９３】
また、サブフレーム３６の長手方向両端部には、それぞれ図示しない雌ねじナットが固定されており、雌ねじナットにはベースフレーム１２に設けられたギヤボックス４０から立設する雄ねじ４２がそれぞれ螺合している。ギヤボックス４０は、軸４４、減速機４６を介してベースフレーム１２の中央に配設された昇降用モータ４８に連結されている。このため、雄ねじ４２を回転させることにより、サブフレーム３６を上下に移動させることができる。
【００９４】
サブフレーム３６の上面には、レール取付台５０が固定されており、レール取付台５０の上面には、水平フレーム１８の長手方向とは直交する方向に延びる一対のレール５２が設けられている。
【００９５】
レール５２の上には、タイヤ支持台５４が設けられており、タイヤ支持台５４の車輪５６がレール５２に載っている。タイヤ支持台５４には、車輪５６を回転させるためのモータ５８が設けられており、車輪５６を回転させることによりタイヤ支持台５４をレール５２の長手方向に沿って移動させることができる。
【００９６】
このタイヤ支持台５４の上部には、タイヤ３０が回転自在に支持される。なお、タイヤ支持台５４に設けられたタイヤを支持するタイヤ軸には３成分力変換器（図示省略）が設けられており、当該タイヤ軸が受ける３軸方向の力を各々測定することができる。
【００９７】
路面２２の透明板２４の上方には、テレビカメラ６０が真下に向けられて配設されている。このテレビカメラ６０は、路面２２の上面に固定されたスタンド６２に固定されており、透明板２４を通してタイヤ支持台５４に支持されたタイヤ３０のトレッド部分を撮影することができる。また、テレビカメラ６０には、ビデオテープレコーダー、テレビモニター及び画像解析コンピューター（図示省略）等が接続されている。
【００９８】
以上のような構成の接地部測定装置１０を用いて、上記ステップ１００におけるドラム試験装置７０による摩耗量の計測の際にタイヤ３０に付与した入力と同一の入力（本実施の形態では、横力）を同一の大きさでタイヤ３０に付与したときの滑り量Ｓを測定すると共に、路面２２に設けられている３成分力変換器３２を用いて剪断力τを測定する。特開平７−６３６５８号公報にも記載されているように、タイヤ踏面の摩擦仕事量Ｅは次の（１１）式で表される。
【００９９】
Ｅ＝∫τｄｓ ・・・（１１）
そこで、本実施の形態では、接地部測定装置１０により測定された滑り量Ｓと剪断力τとを用いて（１１）式によりタイヤ踏面の摩擦仕事量Ｅを算出し、これを摩擦エネルギーＥＷＤとして適用する。
【０１００】
ここで、接地部測定装置１０においてタイヤ３０に横力を付与するには、路面２２の移動と同時にタイヤ支持台５４を路面２２の移動方向に対して左方向、及び右方向に移動させるか、または路面２２の移動方向とホイール面に角度をつけることにより行なう。
【０１０１】
なお、タイヤ３０に付与する横力の大きさを、ドラム試験装置７０による摩耗量の測定の際にタイヤ３０に付与した横力と正確に同一とすることは困難であるため、本実施の形態では、路面２２の移動方向に対して左方向にある程度の大きさの横力を付与した際の摩擦エネルギー、路面２２の移動方向に対して右方向にある程度の大きさの横力を付与した際の摩擦エネルギー、及びタイヤ３０に対して横力を付与しない状態における摩擦エネルギーの３つの摩擦エネルギーを測定すると共に、上記左方向の横力の付与時におけるタイヤ３０に対する入力、上記右方向の横力の付与時におけるタイヤ３０に対する入力、及び上記横力を付与しない状態におけるタイヤ３０に対する入力をタイヤ支持台５４のタイヤ軸に設けられた３成分力変換器を用いて測定し、これらの測定結果を用いた近似により、摩擦エネルギーＥＷＤを導出する方法を適用する。
【０１０２】
以下、接地部測定装置１０を用いた、タイヤ踏面の接地部の滑り量Ｓ、及び剪断力τの測定方法を詳細に説明する。
【０１０３】
接地部の任意の位置（例えば、ブロック）の滑り量Ｓを測定する場合、タイヤトレッドの任意の位置にマーキングを施す。タイヤ３０を回転させてマーキングの施されたブロックを真上に位置させ、マーキングがテレビカメラ６０の真下に位置するようにタイヤ支持台５４の位置を調整する。次に、透明板２４の中央部分がマーキングの施されたブロックの真上に位置するように路面２２を移動させる。次に、サブフレーム３６を上昇させて、タイヤ３０のタイヤトレッドを路面２２の透明板２４に押圧させる。ここで、タイヤ３０の押圧力を決めるには、タイヤ支持台５４のタイヤ軸に設けられた３成分力変換器を用いて計測、調整を行う。
【０１０４】
次に、路面２２を水平フレーム１８の長手方向一方側に移動させ、他方側へ向かって路面２２を所定の速度、例えばタイヤ周速度に合わせて移動させる。
【０１０５】
これによって、タイヤトレッドのマーキングを施した任意の位置が透明板２４に接地してから離間するまでを経時的にテレビカメラ６０は撮影領域の中央で捕らえることができる。
【０１０６】
接地部測定装置１０では、テレビカメラ６０を路面２２に固定したので、路面２２の透明板２４に接地した任意の位置が滑りを起こしていない場合には、テレビモニターの画面中央にマーキングが静止した状態で写し出される。
【０１０７】
一方、透明板２４に接地した任意の位置が滑りを起こした場合には、透明板２４と任意の位置との相対的な位置がずれたことになるため、テレビモニターに写し出されたマーキングが画面中央から移動するので、この移動量を滑り量Ｓとして計測する。
【０１０８】
したがって、接地部測定装置１０では、タイヤトレッドの任意の位置が路面２２の透明板２４に接触し始めてから離間するまでの状態を容易に追跡することができる。
【０１０９】
また、接地部測定装置１０では、接地面全体を撮影する必要が無く、測定すべき微小領域（例えば、１つのブロック）をほぼテレビカメラ６０の画角いっぱいに入れて滑り量Ｓを高精度で計測することができる。
【０１１０】
また、接地面に働く剪断力τは、路面２２に設けられた３成分力変換器３２により測定する。
【０１１１】
以上の測定方法により、路面２２の移動方向に対して左方向にある程度の大きさの横力を付与した際の摩擦エネルギー、路面２２の移動方向に対して右方向にある程度の大きさの横力を付与した際の摩擦エネルギー、及びタイヤ３０に対して横力を付与しない状態、すなわちフリーローリング時における摩擦エネルギーの３つの摩擦エネルギーが測定されると共に、上記左方向の横力の付与時におけるタイヤ３０に対する入力、上記右方向の横力の付与時におけるタイヤ３０に対する入力、及びフリーローリング時におけるタイヤ３０に対する入力がタイヤ支持台５４のタイヤ軸に設けられた３成分力変換器を用いて測定されると、これらの測定結果を用いた２次関数による近似によって摩擦エネルギーＥＷＤを導出する。
【０１１２】
タイヤＡに対して上記左方向の横力を付与した際の摩擦エネルギーは７２（Ｊ／ｍ3）であり、このときのタイヤＡに対する入力は９５１（Ｎ）であった。また、タイヤＡに対して上記右方向の横力を付与した際の摩擦エネルギーは３６（Ｊ／ｍ3）であり、このときのタイヤＡに対する入力は８７１（Ｎ）であった。さらに、フリーローリング時における摩擦エネルギーは１２（Ｊ／ｍ3）であり、このときのタイヤＡに対する入力は１９（Ｎ）であった。
【０１１３】
図８には、横軸をタイヤＡに対する入力とし、縦軸を測定された摩擦エネルギーとしたときの、タイヤＡにおける測定結果を示すグラフが示されている。このグラフを次式で示される２次関数で近似した結果、ａは０．００００５０であり、ｂは０．０１５８であり、ｃは１１．４７であった。
【０１１４】
ｙ＝ａｘ2＋ｂｘ＋ｃ
従って、この式に対して、ドラム試験装置７０による摩耗量の測定の際にタイヤ３０に付与した左方向の横力及び右方向の横力（本実施の形態では、各々４７０（Ｎ）及び−４７０（Ｎ）。）をｘに代入すると共に、ａ、ｂ、ｃに各々０．００００５０、０．０１５８、１１．４７を代入することによって、左方向の横力に対応する推定摩擦エネルギーとして約２９．９（Ｊ／ｍ3）が、右方向の横力に対応する推定摩擦エネルギーとして約１５．１（Ｊ／ｍ3）が各々得られ、これらの推定摩擦エネルギーの平均値（≒２２．５（Ｊ／ｍ3））を摩擦エネルギーＥＷＤとする。
【０１１５】
摩擦エネルギーＥＷＤが導出されると、次のステップ１０８では、上記ステップ１０４において算出された摩耗速度Ｖｄと上記ステップ１０６において導出された摩擦エネルギーＥＷＤとを用いて、次の（１２）式により摩耗指数γを算出する。
【０１１６】
【数６】
タイヤＡの摩耗指数γは約０．００８４（＝０．１８９／２２．５）となる。
【０１１８】
次のステップ１１０では、フリーローリング時のタイヤ３０の摩擦エネルギーＥｗｆ、トー角が付与されている状態でのタイヤ３０の摩擦エネルギーＥｗａ、横力が付与されている状態でのタイヤ３０の摩擦エネルギーＥｗｓ、駆動力が付与されている状態でのタイヤ３０の摩擦エネルギーＥｗｄ、及び制動力が付与されている状態でのタイヤ３０の摩擦エネルギーＥｗｂを測定し、これによって得られた各摩擦エネルギーを合計することにより、タイヤ３０全体としてのシミュレーション摩擦エネルギーＥＷｃを導出する。ここで、各摩擦エネルギーＥｗｆ、Ｅｗａ、Ｅｗｓ、Ｅｗｄ、及びＥｗｂは、タイヤの転がり半径で基準化した単位面積当たりの単位距離走行時の摩擦エネルギーであり、各々の単位は（Ｊ／ｍ3）である。
【０１１９】
この際の各摩擦エネルギーの測定は、例えば前述の接地部測定装置１０（図６参照）を用いて行なうことができる。
【０１２０】
すなわち、接地部測定装置１０を用いて、フリーローリング時、トー角が付与されている状態、横力が付与されている状態、駆動力が付与されている状態、及び制動力が付与されている状態、の各々の場合の滑り量Ｓを測定すると共に、路面２２に設けられている３成分力変換器３２を用いて剪断力τを測定し、上記（１１）式によりタイヤ踏面の摩擦仕事量Ｅを算出し、これを各摩擦エネルギーとして用いる。なお、このときの各状態での滑り量Ｓ及び剪断力τの測定は、上記ステップ１０６での測定方法と同様の手順で行なう。
【０１２１】
なお、摩擦エネルギーＥｗａを測定する際のトー角を付与する方法としては、タイヤ３０をタイヤ支持台５４の上部に装着する際に、装着されたタイヤ３０の進行方向に対する角度が所望のトー角となるように装着することにより行なう。
また、この場合、必要に応じてキャンバー角を付与してもよい。
【０１２２】
また、上記横力を付与するには、路面２２の移動と同時にタイヤ支持台５４を路面の移動方向に対して左方向、及び右方向に移動させるか、または路面２２の移動方向とホイール面に角度をつけることにより行なう。
【０１２３】
さらに、この際の摩擦エネルギーＥｗｓ、Ｅｗｄ、及びＥｗｂの各々を測定する際には、タイヤ使用時の動的な変化を考慮したキャンバー角、トー角、及び荷重をタイヤに対して付与する。この場合の、上記キャンバー角、トー角、及び荷重は、上記のように５自由度以上の車両モデルを用いたコンピュータシミュレーションによって求める。
【０１２４】
これによって求められた上記キャンバー角、トー角、及び荷重をタイヤに対して付与する方法としては、測定装置として図６の接地部測定装置１０を使用した場合には、タイヤ３０を接地部測定装置１０におけるタイヤ支持台５４の上部に装着する際に、装着されたタイヤ３０の垂直方向に対する角度が求められたキャンバー角となり、かつ装着されたタイヤ３０の進行方向に対する角度が求められたトー角となるように装着すると共に、タイヤ３０の路面２２に対する押圧力が、求められた荷重に相当する押圧力となるようにタイヤ支持台５４のタイヤ軸に設けられた３成分力変換器を用いて計測、調整を行うことにより行なう。
【０１２５】
なお、タイヤＡについてシミュレーション摩擦エネルギーＥＷｃを測定した結果、約１３．８８（Ｊ／ｍ3）であった。
【０１２６】
シミュレーション摩擦エネルギーＥＷｃが導出されると、次のステップ１１２では、上記ステップ１０８において導出された摩耗指数γと、上記ステップ１１０において導出されたシミュレーション摩擦エネルギーＥＷｃとを用いて、次の（１３）式により推定摩耗速度Ｖｃ（ｍｍ／１０００ｋｍ）を算出する。
【０１２７】
Ｖｃ＝γ×ＥＷｃ ・・・（１３）
タイヤＡについての推定摩耗速度Ｖｃは約０．１１６６（≒０．００８４×１３．８８）（ｍｍ／１０００ｋｍ）となる。
【０１２８】
推定摩耗速度Ｖｃが算出されると、次のステップ１１４では、算出された推定摩耗速度Ｖｃ及びタイヤ３０の溝深さ（ｍｍ）を示すＮＳＤ値Ｎに基づいて、次の（１４）式により、推定耐摩耗走行距離ＴＤ（ｋｍ）を算出する。なお、本実施の形態では、ＮＳＤ値Ｎを、タイヤ３０のタイヤトレッド部における複数箇所の溝深さの平均値とする。
【０１２９】
【数７】
ＮＳＤ値Ｎが８（ｍｍ）であるときのタイヤＡの推定耐摩耗走行距離ＴＤは約６８６１０（≒（８／０．１１６６）×１０００）（ｋｍ）となる。
【０１３１】
この推定耐摩耗走行距離ＴＤが予測対象とするタイヤのタイヤトレッド部における溝がなくなる状態に至る走行距離を示すものであり、本発明のタイヤ摩耗寿命に相当するものである。
【０１３２】
以上詳細に説明したように、本第１実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法は、ドラム摩耗試験を、摩耗指数γを求めるために行なっているので、ドラム摩耗試験によって得られた摩耗量のみに基づいて摩耗寿命を予測する場合に比較してドラム摩耗試験の試験時間を短縮することができ、この結果としてタイヤの摩耗寿命を短時間で予測することができると共に、予測対象とするタイヤの摩耗量を直接計測して摩耗指数を求めているので、ランボーン摩耗試験によってタイヤの摩耗深さを求める場合に必要とされた当該タイヤのタイヤトレッド部と同材質のゴム試料を用意する必要がなく、更に、摩擦エネルギーＥＷＤ及びシミュレーション摩擦エネルギーＥＷｃを双方とも予測対象とするタイヤを用いて求めているので、摩擦エネルギーをランボーン摩耗試験機及び踏面観察機の２つの異なる測定系によって求める場合のように、各測定系間の相関や誤差等を考慮する必要がなく、高精度に摩耗寿命を予測することができる。
【０１３３】
また、本第１実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法は、ドラム摩耗試験を行なう際に予測対象とするタイヤに横力を付与しているので、タイヤの摩耗を促進させることができ、ドラム摩耗試験の所要時間を短縮することができる。
【０１３４】
また、本第１実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法は、シミュレーション摩擦エネルギーＥＷｃを、フリーローリング時のタイヤの摩擦エネルギーＥｗｆ、トー角が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーＥｗａ、横力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーＥｗｓ、駆動力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーＥｗｄ、及び制動力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーＥｗｂの各摩擦エネルギーを合計して求めているので、駆動方向、制動方向、及び左右方向の剛性のみを考慮したシャーラマッハの摩耗量式を用いて摩耗寿命を予測する場合に比較して、より高精度な摩耗寿命の予測を行なうことができる。
【０１３５】
また、本第１実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法は、摩擦エネルギーＥｗｓ、摩擦エネルギーＥｗｄ、及び摩擦エネルギーＥｗｂを、各々タイヤ使用時の動的な変化を考慮したキャンバー角、トー角、及び荷重がタイヤに付与された状態で求めているので、このようなキャンバー角、トー角、及び荷重がタイヤに付与されない状態で各摩擦エネルギーを求める場合に比較して、より高精度なタイヤの摩耗寿命予測を行なうことができる。
【０１３６】
更に、本第１実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法は、摩擦エネルギーＥＷＤ及びシミュレーション摩擦エネルギーＥＷｃを、タイヤの転がり半径で基準化した単位面積当たりの単位距離走行時の摩擦エネルギーとしているので、タイヤサイズの異なる複数のタイヤにおける摩耗寿命の予測結果を相互に比較することができる。
【０１３７】
なお、本第１実施形態では、摩擦エネルギーを測定するのに、特開平７−６３６５８号公報に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置１０（図６参照）を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば１９８２年秋季自動車技術会講演会前刷り集の「タイヤ摩耗の室内評価についての一つの試み」（横浜ゴム株式会社）において摩擦エネルギーを測定する際に用いている米国Precision Measurement Co. 製の接地圧・変位測定装置であるTire Pressure and Slip Plateを用いてもよい。
【０１３８】
また、本第１実施形態では、タイヤの溝深さＮＳＤをタイヤトレッド部の複数箇所の溝深さの平均値とする場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばタイヤトレッド部の複数の溝深さの最小値とする形態としてもよい。
【０１３９】
また、本第１実施形態では、ドラム摩耗試験を行なう際に摩耗寿命の予測を行なうタイヤに対して付与する入力を横力とした場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、駆動力及び制動力を付与するようにしてもよい。
【０１４０】
この場合、ドラム摩耗試験を行なう際には、ドラム試験装置７０（図４参照）におけるモータ８１により、タイヤ３０をドラム８６より速く回転させることによってタイヤ３０に駆動力を付与した後、タイヤ３０をドラム８６より遅く回転させることによってタイヤ３０に制動力を付与することを繰り返して行なうようにして、所定走行距離毎の摩耗量（減少量）を計測する。
【０１４１】
また、この場合、接地部測定装置１０を用いて摩擦エネルギーＥＷＤを導出する際には、タイヤ３０に対してある程度の大きさの駆動力を付与した際の摩擦エネルギー、タイヤ３０に対してある程度の大きさの制動力を付与した際の摩擦エネルギー、及びフリーローリング時の摩擦エネルギーの３つの摩擦エネルギーを測定すると共に、上記駆動力の付与時におけるタイヤ３０に対する入力、上記制動力の付与時におけるタイヤ３０に対する入力、及びフリーローリング時におけるタイヤ３０に対する入力をタイヤ支持台５４のタイヤ軸に設けられた３成分力変換器を用いて測定し、これらの測定結果を用いた近似によって摩擦エネルギーＥＷＤを導出する。
【０１４２】
前述のタイヤＡに対して上記駆動力を付与した際の摩擦エネルギーは５３（Ｊ／ｍ3）であり、このときのタイヤＡに対する入力は９５１（Ｎ）であった。また、タイヤＡに対して上記制動力を付与した際の摩擦エネルギーは２２（Ｊ／ｍ3）であり、このときのタイヤＡに対する入力は−９３２（Ｎ）であった。さらに、前述のように、フリーローリング時の摩擦エネルギーは１２（Ｊ／ｍ3）であり、このときのタイヤＡに対する入力は１９（Ｎ）であった。
【０１４３】
図９には、横軸をタイヤＡに対する入力とし、縦軸を測定された摩擦エネルギーとしたときの、タイヤＡにおける測定結果を示すグラフが示されている。当該グラフが図８に示したグラフに対応するものであり、これ以降の処理は本実施の形態と同様である。
【０１４４】
〔第２実施形態〕
次に本発明の第２実施形態について説明する。本第２実施形態は、横力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーＥｗｓを、タイヤを車両に装着した場合の車両が右旋回するときの横力が付与されている状態での摩擦エネルギーＥｗｓ+と、車両が左旋回するときの横力が付与されている状態での摩擦エネルギーＥｗｓ-とに分け、摩擦エネルギーＥｗｓを摩擦エネルギーＥｗｓ+と摩擦エネルギーＥｗｓ-との和、すなわちＥｗｓ+＋Ｅｗｓ-により求めるものとすると共に、摩擦エネルギーＥｗｓ+、Ｅｗｓ-、Ｅｗｄ、及びＥｗｂを、市場走行時の入力を反映したものとするものである。さらに、本第２実施形態では、タイヤトレッド部のトレッド幅方向の複数箇所の予測点を定めておき、各予測点における耐摩耗走行距離ＴＤを算出することにより、タイヤのトレッド幅方向の各点の偏摩耗状態の予測を可能とするものである。
【０１４５】
本第２実施形態では、摩擦エネルギーＥｗｓ+、摩擦エネルギーＥｗｓ-、摩擦エネルギーＥｗｄ、及び摩擦エネルギーＥｗｂの各々を、車両が右旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ+、車両が左旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ-、駆動力によって発生する前方向の力Ｆｘ+、制動力によって発生する後方向の力Ｆｘ-、未定係数Ｓ１、Ｓ２、Ｄ、Ｂ及び指数ｎｓ１、ｎｓ２、ｎｄ、ｎｂを用いて、
Ｅｗｓ+＝Ｓ１×Ｆｙ+ ns1 ・・・（１５）
Ｅｗｓ-＝Ｓ２×Ｆｙ- ns2 ・・・（１６）
Ｅｗｄ＝Ｄ×Ｆｘ+ nd ・・・（１７）
Ｅｗｂ＝Ｂ×Ｆｘ- nb ・・・（１８）
と表し、指数ｎｓ１、ｎｓ２、ｎｄ、ｎｂを所定値として未定係数Ｓ１、Ｓ２、Ｄ、Ｂを、左右方向の入力Ｆｙ+、左右方向の入力Ｆｙ-、前方向の力Ｆｘ+、及び後方向の力Ｆｘ-を各々付与したときの摩擦エネルギーＥｗｓ+、摩擦エネルギーＥｗｓ-、摩擦エネルギーＥｗｄ、及び摩擦エネルギーＥｗｂ、の各々の測定値に基づいて予め求めておいて、市場走行時の車両重心位置の左右方向の加速度分布、及び車両重心位置の前後方向の加速度分布のＲＭＳ値に基づいて左右方向の入力Ｆｙ+、左右方向の入力Ｆｙ-、前方向の力Ｆｘ+、及び後方向の力Ｆｘ-を決定し、決定された左右方向の入力Ｆｙ+、左右方向の入力Ｆｙ-、前方向の力Ｆｘ+、及び後方向の力Ｆｘ-と、（１５）式〜（１８）式に基づいて、摩擦エネルギーＥｗｓ+、摩擦エネルギーＥｗｓ-、摩擦エネルギーＥｗｄ、及び摩擦エネルギーＥｗｂを求める。
【０１４６】
以下、図１０及び図１１のフローチャートを参照して、本第２実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法を詳細に説明する。なお、本第２実施形態では、上記（１５）式〜（１８）式における指数ｎｓ１、ｎｓ２、ｎｄ、ｎｂを各々‘２’に固定した場合について説明する。なお、図１０における図３と同様の処理を行なうステップについては図３と同一のステップ番号を付する。
【０１４７】
まず、ステップ１００〜ステップ１０８では、上記第１実施形態における図３のステップ１００〜ステップ１０８と同様に、摩耗寿命の予測を行なうタイヤの摩耗指数γを導出する。
【０１４８】
次のステップ１５０では、図６に示した接地部測定装置１０を用いて、第１実施形態における図３のステップ１１０と同様の方法で、上記予測点のうちの１点について摩擦エネルギーＥｗｆ、及びＥｗａを測定する。
【０１４９】
次のステップ１５２では、図１１のフローチャートで示した摩擦エネルギー導出手順により、上記ステップ１５０において測定対象とした上記予測点のうちの１点における摩擦エネルギーＥｗｓ+、Ｅｗｓ-、Ｅｗｄ、及びＥｗｂを導出する。以下に、図１１を参照して、摩擦エネルギーＥｗｓ+、Ｅｗｓ-、Ｅｗｄ、及びＥｗｂの導出手順を詳細に説明する。
【０１５０】
まず、ステップ２００では、摩擦エネルギーＥｗｓ+、Ｅｗｓ-、Ｅｗｄ、及びＥｗｂを、車両右旋回時の左右方向の入力Ｆｙ+、車両左旋回時の左右方向の入力Ｆｙ-、駆動力によって発生する前方向の力Ｆｘ+、及び制動力によって発生する後方向の力Ｆｘ-、未定係数Ｓ１、Ｓ２、Ｄ、Ｂ及び指数ｎｓ１、ｎｓ２、ｎｄ、ｎｂを用いて上記（１５）式〜（１８）式で表した場合の、未定係数Ｓ１、Ｓ２、Ｄ、Ｂを求める。
【０１５１】
なお、未定係数Ｓ１、Ｓ２、Ｄ、Ｂは、例えば次の方法により求める。すなわち、未定係数Ｓ１は、まず摩耗寿命を予測したいタイヤに対して複数通り（好ましくは３通り以上）の車両右旋回時の左右方向の入力Ｆｙ+を付与した場合の摩擦エネルギーＥｗｓ+を各々測定し、測定された摩擦エネルギーＥｗｓ+と、そのときのタイヤに付与した車両右旋回時の左右方向の入力Ｆｙ+の２乗とから（１５）式から逆算して、すなわちＥｗｓ+／Ｆｙ+ 2を計算して複数の未定係数Ｓ１を求め、これらの平均値として求める。同様に未定係数Ｓ２は、まず摩耗寿命を予測したいタイヤに対して複数通り（好ましくは３通り以上）の車両左旋回時の左右方向の入力Ｆｙ-を付与した場合の摩擦エネルギーＥｗｓ-を各々測定し、測定された摩擦エネルギーＥｗｓ-と、そのときのタイヤに付与した車両左旋回時の左右方向の入力Ｆｙ-の２乗とから（１６）式から逆算して、すなわちＥｗｓ-／Ｆｙ- 2を計算して複数の未定係数Ｓ２を求め、これらの平均値として求める。
【０１５２】
また、未定係数Ｄは、まず摩耗寿命または摩耗量を予測したいタイヤに対して複数通り（好ましくは３通り以上）の前方向の力Ｆｘ+を付与した場合の摩擦エネルギーＥｗｄを各々測定し、測定された摩擦エネルギーＥｗｄと、そのときのタイヤに付与した前方向の力Ｆｘ+の２乗とから（１７）式から逆算して、すなわちＥｗｄ／Ｆｘ+ 2を計算して複数の未定係数Ｄを求め、これらの平均値として求める。さらに、未定係数Ｂは、まず摩耗寿命または摩耗量を予測したいタイヤに対して複数通り（好ましくは３通り以上）の後方向の力Ｆｘ-を付与した場合の摩擦エネルギーＥｗｂを各々測定し、測定された摩擦エネルギーＥｗｂと、そのときのタイヤに付与した後方向の力Ｆｘ-の２乗とから（１８）式から逆算して、すなわちＥｗｂ／Ｆｘ- 2を計算して複数の未定係数Ｂを求め、これらの平均値として求める。
【０１５３】
なお、この際の摩擦エネルギーＥｗｓ+、Ｅｗｓ-、Ｅｗｄ、及びＥｗｂの測定は、例えば図６に示した接地部測定装置１０を用いて行なわれる。
【０１５４】
また、本第２実施形態では、実車での使用条件をできるだけ再現するために、摩擦エネルギーＥｗｓ+、Ｅｗｓ-、Ｅｗｄ、及びＥｗｂを測定する際には、上記第１実施形態と同様に、タイヤ使用時の動的な変化を考慮したキャンバー角、トー角、及び荷重をタイヤに対して付与した場合の各摩擦エネルギーを測定する。
【０１５５】
次のステップ２０２では、摩耗寿命の予測を行ないたい市場を代表するような道路（例えば日本国内の一般的な道路等）を特定して、特定された道路に対して車両を所定距離だけ走行させたときの車両重心位置の左右方向の加速度（Ｇ）、及び車両重心位置の前後方向の加速度（Ｇ）を所定時間毎に測定することにより、市場走行時の車両重心位置の左右方向の加速度分布、及び車両重心位置の前後方向の加速度分布を求める。なお、各加速度は、例えば車両の重心位置にＧセンサを設置しておき、該Ｇセンサにより測定することができる。図１２（Ａ）は車両重心位置の前後方向の加速度分布の一例を、図１２（Ｂ）は車両重心位置の左右方向の加速度分布の一例を各々示す。
【０１５６】
次のステップ２０４では、左右方向の加速度分布のＲＭＳ値Ａｓ、前方向の加速度分布のＲＭＳ値Ａｘ+、及び後方向の加速度分布のＲＭＳ値Ａｘ-を算出する。なお、ここでＲＭＳ値は、各加速度分布における所定範囲の加速度の２乗の平均値の平方根で求められる値である。また、前方向の加速度分布のＲＭＳ値Ａｘ+を求める際には、車両重心位置の前後方向の加速度分布における０より大きい加速度のＲＭＳ値を、後方向の加速度分布のＲＭＳ値Ａｘ-を求める際には、車両重心位置の前後方向の加速度分布における０より小さい加速度のＲＭＳ値を、各々求める。
【０１５７】
次のステップ２０６では、以上により求められたＲＭＳ値Ａｓ、Ａｘ+、及びＡｘ-と、横力が付与されている状態でのタイヤ荷重ｗ1、駆動力が付与されている状態でのタイヤ荷重ｗ2、及び制動力が付与されている状態でのタイヤ荷重ｗ3とにより、次の（１９）式〜（２１）式によって左右方向の入力Ｆｙ、前方向の力Ｆｘ+、及び後方向の力Ｆｘ-を求める。なお、タイヤ荷重の単位は（ｋｇ）である。
【０１５８】
Ｆｙ ＝ｗ1×Ａｓ ・・・（１９）
Ｆｘ+＝ｗ2×Ａｘ+ ・・・（２０）
Ｆｘ-＝ｗ3×Ａｘ- ・・・（２１）
但し、前方向の力Ｆｘ+に関しては、駆動輪が２輪のみの車両では、車両全体を加速させるための力を、駆動輪の２輪のみで発生しなければならないため、駆動輪２輪の発生力の和が重心の慣性力となるようにする。
【０１５９】
また、ＲＭＳ値を発生させるような状況での車両をシミュレート計算し、上記Ｆｘ+、Ｆｘ-、Ｆｙ（Ｆｙ+、Ｆｙ-）を求めてもよい。
【０１６０】
その後、以上により求められた左右方向の入力Ｆｙに基づいて（４）式及び（５）式により、トー角及びアッカーマン特性を考慮した車両右旋回時の左右方向の入力Ｆｙ+、及び車両左旋回時の左右方向の入力Ｆｙ-を求める。
【０１６１】
次のステップ２０８では、以上により求められた未定係数Ｓ１と左右方向の入力Ｆｙ+とを（１５）式に代入することにより摩擦エネルギーＥｗｓ+を、未定係数Ｓ２と左右方向の入力Ｆｙ-とを（１６）式に代入することにより摩擦エネルギーＥｗｓ-を、未定係数Ｄと前方向の力Ｆｘ+とを（１７）式に代入することにより摩擦エネルギーＥｗｄを、未定係数Ｂと後方向の力Ｆｘ-とを（１８）式に代入することにより摩擦エネルギーＥｗｂを、各々求める。
【０１６２】
なお、予め上記ステップ２０６における上記Ｆｙ+、Ｆｙ-、Ｆｘ+、Ｆｘ-が判明している場合には、上記ステップ２００を実施せずに、上記ステップ２０８にて、前記Ｆｙ+、Ｆｙ-、Ｆｘ+、Ｆｘ-の条件にて接地部測定装置１０を用いて直接摩擦エネルギーＥｗｓ+、Ｅｗｓ-、Ｅｗｄ、Ｅｗｂを測定して求めることも可能である。
【０１６３】
以上により摩擦エネルギーＥｗｓ+、Ｅｗｓ-、Ｅｗｄ、及びＥｗｂが導出されると、図１０におけるステップ１５４では、以上によって得られた摩擦エネルギーＥｗｓ+及びＥｗｓ-を合計して摩擦エネルギーＥｗｓを求めると共に、当該摩擦エネルギーＥｗｓと、上記ステップ１５０において測定された摩擦エネルギーＥｗｆ及びＥｗａと、上記ステップ１５２において導出された摩擦エネルギーＥｗｄ、及びＥｗｂと、を合計することにより、市場走行時の入力を加味した状態でのタイヤ３０全体としてのシミュレーション摩擦エネルギーＥＷｃを導出する。
【０１６４】
次のステップ１５６では、図３のステップ１１２と同様に推定摩耗速度Ｖｃを導出し、次のステップ１５８では、図３のステップ１１４と同様に耐摩耗走行距離ＴＤを導出する。
【０１６５】
耐摩耗走行距離ＴＤが導出されると、次のステップ１６０では、予め定めた複数箇所の予測点の全てにおいて、耐摩耗走行距離ＴＤの導出が終了したか否かを判定し、終了していない場合は終了するまで、上記ステップ１５０〜ステップ１５８による各予測点における耐摩耗走行距離ＴＤの導出を行なったのち、本手順を終了する。なお、この後、各予測点での耐摩耗走行距離ＴＤの平均値を用いてタイヤ全体の平均的な摩耗寿命を予測してもよい。
【０１６６】
図１３には、実在するタイヤＡ、タイヤＢ、タイヤＣの３種類のタイヤについて、従来のドラム摩耗試験による摩耗量の計測結果に基づいて得られた摩耗速度（ｍｍ／１０００ｋｍ）の一例が示されている。なお、タイヤＡ、タイヤＢ、及びタイヤＣは、ネガティブ比がタイヤＡ、タイヤＢ、タイヤＣの順に小さくなるものである。
【０１６７】
また、図１４には、当該ドラム摩耗試験により得られた摩耗速度（ｍｍ／１０００ｋｍ）を横軸とし、実地試験により得られた摩耗速度（ｍｍ／１０００ｋｍ）を縦軸として、タイヤＡ、タイヤＢ、及びタイヤＣの各摩耗速度をプロットしたグラフが示されている。同図に示すように、この場合の各試験間の寄与率Ｒ2は−０．０６であり、ドラム摩耗試験により得られた摩耗速度のみでは、実際の摩耗速度を予測することが困難であることがわかる。
【０１６８】
一方、図１５には、本実施の形態に係るタイヤ摩耗寿命予測手順（図１０参照）におけるステップ１０６の手順によって得られた、タイヤＡ、タイヤＢ、及びタイヤＣについての図８と同様のグラフが示されており、図１６には、本実施の形態に係るタイヤ摩耗寿命予測手順によって得られた推定摩耗速度Ｖｃ（ｍｍ／１０００ｋｍ）を横軸とし、実地試験により得られた摩耗速度（ｍｍ／１０００ｋｍ）を縦軸として、タイヤＡ、タイヤＢ、及びタイヤＣの各摩耗速度をプロットしたグラフが示されている。
【０１６９】
同図に示すように、この場合の寄与率Ｒ2は０．９９であり、本発明によるタイヤ摩耗寿命予測方法によって、高精度に摩耗寿命を予測できることがわかる。
【０１７０】
以上詳細に説明したように、本第２実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法は、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができると共に、摩擦エネルギーＥｗｓが、アッカーマン特性及びトー角に基づいて、タイヤを車両に装着した場合の車両が右旋回するときの摩擦エネルギーＥｗｓ+と、車両が左旋回するときの摩擦エネルギーＥｗｓ-とに分けて求められ、かつ摩擦エネルギーＥｗｓは、摩擦エネルギーＥｗｓ+と、摩擦エネルギーＥｗｓ-との和Ｅｗｓ+＋Ｅｗｓ-により求められるので、アッカーマン特性及びトー角に基づくことなく摩擦エネルギーＥｗｓを求める場合に比較して、より実車走行時の状況に近い摩擦エネルギーＥｗｓを求めることができる、という効果が得られる。
【０１７１】
また、本第２実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法は、市場走行時の車両重心位置の左右方向の加速度分布、及び車両重心位置の前後方向の加速度分布のＲＭＳ値に基づいて、車両が右旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ+、車両が左旋回するときの左右方向の入力Ｆｙ-、駆動力によって発生する前方向の力Ｆｘ+、及び制動力によって発生する後方向の力Ｆｘ-を決定し、決定された左右方向の入力Ｆｙ+、左右方向の入力Ｆｙ-、前方向の力Ｆｘ+、及び後方向の力Ｆｘ-に基づいて摩擦エネルギーＥｗｓ+、摩擦エネルギーＥｗｓ-、摩擦エネルギーＥｗｄ、及び摩擦エネルギーＥｗｂを求めているので、市場走行時の車両重心位置の左右方向の加速度分布、及び車両重心位置の前後方向の加速度分布のＲＭＳ値に基づかない場合に比較して、より高精度にタイヤの摩耗寿命の予測を行なうことができる。
【０１７２】
さらに、本第２実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法は、タイヤの複数箇所の摩耗寿命が予測されるので、上記複数箇所をタイヤトレッド部のトレッド幅方向の複数箇所とすることにより、トレッド幅方向の摩耗寿命の分布（偏摩耗）を予測することができる。
【０１７３】
図１７には、本発明のタイヤ摩耗寿命予測方法の概要が模式的に示されている。なお、同図では、各手順における具体的な数値例も併記してある。また、同図における‘ＳＦ’は横力を表わす。
【０１７４】
同図に示すように、本発明では、ドラム摩耗試験により路面補正係数ｂを加味して得られた一定入力時における摩耗速度Ｖｄと、接地部測定装置１０による踏面観察により得られた上記と同様の一定入力時における摩擦エネルギーＥＷＤと、を用いて摩耗指数γを求めている。
【０１７５】
一方、本発明では、接地部測定装置１０による踏面観察によって、実地調査により得られた市場走行時における各種パラメータ（トー角、キャンバー角、車両重心位置の左右方向及び前後方向における加速度分布のＲＭＳ値等）を加味してシミュレーション摩擦エネルギーＥＷｃを求め、当該摩擦エネルギーＥＷｃと上記摩耗指数γとに基づいて推定摩耗速度Ｖｃを求め、更に、当該推定摩耗速度Ｖｃに基づいて推定耐摩耗走行距離ＴＤを本発明の摩耗寿命として求めている。
【０１７６】
従って、本発明によれば、従来のドラム摩耗試験における試験期間が長い、という短所と、踏面観察を行なう際のトレッドゴムの摩耗度を考慮していない、という短所を回避することができる。
【０１７７】
なお、上記第２実施形態では、摩擦エネルギーＥｗｆ、Ｅｗａを測定する場合に、特開平７−６３６５８号公報に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置１０（図６参照）を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば第１実施形態と同様に１９８２年秋季自動車技術会講演会前刷り集の「タイヤ摩耗の室内評価についての一つの試み」（横浜ゴム株式会社）において摩擦エネルギーを測定する際に用いている米国Precision Measurement Co. 製の接地圧・変位測定装置であるTire Pressure and Slip Plateを用いてもよい。
【０１７８】
また、上記第２実施形態では、（１５）式〜（１８）式における未定係数Ｓ１、Ｓ２、Ｄ、Ｂを求める方法として、指数ｎｓ１、ｎｓ２、ｎｄ、ｎｂを所定値（本第２実施形態では‘２’。）に固定し、複数の入力を行なった場合の各摩擦エネルギーを測定して、各入力と摩擦エネルギーとを用いて、（１５）式〜（１８）式により逆算して求める場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、指数ｎｓ１、ｎｓ２、ｎｄ、ｎｂを固定値とせず、複数の入力を行なった場合の各摩擦エネルギーを測定して、各入力と摩擦エネルギーとの関係から最小２乗法、偏差面積法等によって各未定係数Ｓ１、Ｓ２、Ｄ、Ｂ及び各指数ｎｓ１、ｎｓ２、ｎｄ、ｎｂを近似的に求めるようにしてもよい。この場合、指数ｎｓ１、ｎｓ２、ｎｄ、ｎｂを固定値とする場合に比較して、より高精度な摩耗寿命予測が行なえる。
【０１７９】
また、上記各実施形態では、摩擦エネルギーＥｗｓ、Ｅｗｄ、及びＥｗｂの各々を測定する際にタイヤに付与する、タイヤ使用時の動的な変化を考慮したキャンバー角、トー角、及び荷重を、５自由度以上の車両モデルを用いたコンピュータシミュレーションによって求める場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば上記キャンバー角、トー角、及び荷重を実車走行試験により求めてもよい。
【０１８０】
さらに、上記各実施形態では、各摩擦エネルギーを転がり半径で基準化したものとする場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、転がり半径による基準化を行なわないものとしてもよい。
【０１８１】
【発明の効果】
請求項１記載のタイヤ摩耗寿命予測方法によれば、ドラム摩耗試験を、摩耗指数を求めるために行なっているので、ドラム摩耗試験によって得られた摩耗量のみに基づいて摩耗寿命を予測する場合に比較してドラム摩耗試験の試験時間を短縮することができ、この結果としてタイヤの摩耗寿命を短時間で予測することができると共に、予測対象とするタイヤの摩耗量を直接計測して摩耗指数を求めているので、ランボーン摩耗試験によってタイヤの摩耗深さを求める場合に必要とされた当該タイヤのタイヤトレッド部と同材質のゴム試料を用意する必要がなく、更に、第１の摩擦エネルギー及び第２の摩擦エネルギーを双方とも予測対象とするタイヤを用いて求めているので、摩擦エネルギーをランボーン摩耗試験機及び踏面観察機の２つの異なる測定系によって求める場合のように、各測定系間の相関や誤差等を考慮する必要がなく、高精度に摩耗寿命を予測することができる、という効果が得られる。
【０１８２】
また、請求項２記載のタイヤ摩耗寿命予測方法によれば、本発明の所定入力を、横力と、駆動力及び制動力と、の少なくとも一方としているので、ドラム摩耗試験を行なう際のタイヤの摩耗を促進させることができ、ドラム摩耗試験の所要時間を短縮することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理の説明に供するグラフである。
【図２】本発明の原理の説明に供するグラフである。
【図３】第１実施形態におけるタイヤ摩耗寿命予測方法の手順を示す概略フローチャートである。
【図４】実施の形態において摩耗量の測定に用いられるドラム試験装置７０の要部を示す側面図である。
【図５】ドラム摩耗試験により得られた積算摩耗量と走行距離との関係を示すグラフである。
【図６】実施の形態において摩擦エネルギーの測定に用いられるタイヤ踏面の接地部測定装置１０の要部を示す側面図である。
【図７】接地部測定装置１０の要部を示す他の側面図である。
【図８】横力をタイヤに付与した状態で接地部測定装置１０による測定によって得られた摩擦エネルギーとタイヤ入力との関係を示すグラフである。
【図９】駆動力及び制動力をタイヤに付与した状態で接地部測定装置１０による測定によって得られた摩擦エネルギーとタイヤ入力との関係を示すグラフである。
【図１０】第２実施形態におけるタイヤ摩耗寿命予測方法の手順を示す概略フローチャートである。
【図１１】第２実施形態における摩擦エネルギーＥｗｓ+、Ｅｗｓ-、Ｅｗｄ、及びＥｗｂの導出手順を示す概略フローチャートである。
【図１２】（Ａ）は市場における車両重心位置の前後方向の加速度分布の一例を示すグラフであり、（Ｂ）は市場における車両重心位置の左右方向の加速度分布の一例を示すグラフである。
【図１３】実在するタイヤＡ、タイヤＢ、タイヤＣの３種類のタイヤについて、従来のドラム摩耗試験による摩耗量の計測結果に基づいて得られた摩耗速度（ｍｍ／１０００ｋｍ）の一例を示すグラフである。
【図１４】タイヤＡ、タイヤＢ、タイヤＣのドラム摩耗試験により得られた摩耗速度と、実地試験により得られた摩耗速度との関係を示すグラフである。
【図１５】タイヤＡ、タイヤＢ、タイヤＣの各々について、横力を付与した状態で接地部測定装置１０による測定によって得られた摩擦エネルギーと横力との関係を示すグラフである。
【図１６】第２実施形態に係るタイヤ摩耗寿命予測手順によって得られた推定摩耗速度と、実地試験により得られた摩耗速度との関係を示すグラフである。
【図１７】本発明のタイヤ摩耗寿命予測方法の概要を示す概略図である。
【符号の説明】
１０ 接地部測定装置
３０ タイヤ
３２ ３成分力変換器
７０ ドラム試験装置
８６ ドラム
Claims (4)
- ドラム摩耗試験により摩耗寿命の予測対象とするタイヤに所定の大きさの所定入力を付与した状態で前記タイヤを摩耗させたときの前記タイヤの所定走行距離当りの摩耗量を計測し、かつ前記ドラム摩耗試験において前記タイヤに付与した入力と同一の入力を前記所定の大きさと同一又は略同一の大きさで付与した状態における前記タイヤの第１の摩擦エネルギーを求めると共に、市場走行時の入力を加味した入力を付与した状態における前記タイヤの第２の摩擦エネルギーを求め、
前記所定走行距離当りの摩耗量である摩耗速度を、前記第１の摩擦エネルギーで除算することにより前記タイヤの摩耗し易さを示す摩耗指数を算出し、
前記摩耗指数及び前記第２の摩擦エネルギーに基づいて前記タイヤの摩耗寿命を予測する
タイヤ摩耗寿命予測方法。 - 前記所定入力を、横力と、駆動力及び制動力と、の少なくとも一方とした
請求項１記載のタイヤ摩耗寿命予測方法。 - 前記摩耗速度は、前記タイヤが市場において用いられた場合の値に換算するための補正係数である路面補正係数を加味したものである
請求項１又は請求項２記載のタイヤ摩耗寿命予測方法。 - 前記摩耗指数と前記第２の摩擦エネルギーとを乗算することにより推定摩耗速度を算出し、当該推定摩耗速度及び前記タイヤの溝深さを示すＮＳＤ値に基づいて、前記タイヤのタイヤトレッド部における溝がなくなる状態に至る走行距離を示す推定耐摩耗走行距離を前記タイヤの摩耗寿命に相当するものとして算出する
請求項１乃至請求項３の何れか１項記載のタイヤ摩耗寿命予測方法。
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