JP4617865B2

JP4617865B2 - タイヤ耐久試験方法

Info

Publication number: JP4617865B2
Application number: JP2004361191A
Authority: JP
Inventors: 洋飯塚
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2024-12-14
Also published as: JP2006170694A

Description

本発明は、ドラム式耐久試験装置を用いたタイヤ耐久試験方法に関し、さらに詳しくは、回転ドラム上で荷重とスリップ角を与えた状態で空気入りタイヤの耐久性を評価するにあたって、実走行での耐久性をより正確に評価することを可能にしたタイヤ耐久試験方法に関する。

ドラム式耐久試験装置を用いたタイヤ耐久試験方法において、走行条件の入力パラメータとしてスリップ角が採用されている。例えば、スラローム試験を実施する場合、回転ドラム上で連続走行する空気入りタイヤのスリップ角を一定の変動幅で周期的に変化させている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、タイヤ耐久試験ではタイヤトレッド部が徐々に摩耗し、その摩耗に伴ってタイヤのコーナリング特性が変化するので、走行環境の過酷さ（シビアリティ）が経時的に変化し、耐久性に大きな影響を与えるベルトエッジ部の温度が変化することになる。そのため、タイヤ耐久試験の初期から末期まで一定のシビアリティを与えるような試験方法が望まれている。
特開２００３−２９４５８５号公報

本発明の目的は、回転ドラム上で荷重とスリップ角を与えた状態で空気入りタイヤの耐久性を評価するにあたって、実走行での耐久性をより正確に評価することを可能にしたタイヤ耐久試験方法を提供することにある。

上記目的を解決するための本発明のタイヤ耐久試験方法は、空気入りタイヤを回転ドラム上で荷重とスリップ角を与えた状態で走行させ、走行中にタイヤ回転軸方向に生じる横力を検出し、該横力とスリップ角との積を所望の値に制御しながら走行状態を維持することを特徴とするものである。

本発明のタイヤ耐久試験方法では、走行中にタイヤ回転軸方向に生じる横力を検出し、該横力とスリップ角との積を所望の値に制御しながら走行状態を維持することにより、タイヤトレッド部の摩耗に拘らず、走行環境の過酷さを一定にした条件で耐久性を評価することができる。これにより、回転ドラム上で荷重とスリップ角を与えた状態で空気入りタイヤの耐久性を評価するにあたって、実走行での耐久性をより正確に評価することができる。

本発明のタイヤ耐久試験方法の一形態として、空気入りタイヤに酸素濃度３０％以上の気体を充填した状態で少なくとも２４時間の加熱処理を含む前処理を実施し、次いで、空気入りタイヤの封入気体を入れ替えて回転ドラム上での本走行を実施するタイヤ耐久試験方法であって、前記本走行を実施するに際して、空気入りタイヤを回転ドラム上で荷重とスリップ角を与えた状態で走行させ、走行中にタイヤ回転軸方向に生じる横力を検出し、該横力とスリップ角との積を所望の値に制御しながら走行状態を維持することを特徴とするタイヤ耐久試験方法が提供される。

また、本発明のタイヤ耐久試験方法の一形態として、空気入りタイヤに酸素濃度３０％以上の気体を充填した状態で少なくとも２４時間の連続走行を含む回転ドラム上での前処理走行を実施し、次いで、空気入りタイヤの封入気体を入れ替えて回転ドラム上での本走行を実施するタイヤ耐久試験方法であって、前記本走行を実施するに際して、空気入りタイヤを回転ドラム上で荷重とスリップ角を与えた状態で走行させ、走行中にタイヤ回転軸方向に生じる横力を検出し、該横力とスリップ角との積を所望の値に制御しながら走行状態を維持することを特徴とするタイヤ耐久試験方法が提供される。

更に、本発明のタイヤ耐久試験方法の一形態として、市場走行後の空気入りタイヤの残存耐久性を評価するためのタイヤ耐久試験方法であって、市場走行に供された空気入りタイヤを回転ドラム上で荷重とスリップ角を与えた状態で走行させ、走行中にタイヤ回転軸方向に生じる横力を検出し、該横力とスリップ角との積を所望の値に制御しながら走行状態を維持することを特徴とするタイヤ耐久試験方法が提供される。

更に、本発明のタイヤ耐久試験方法の一形態として、市場走行後の空気入りタイヤの残存耐久性を評価するためのタイヤ耐久試験方法であって、市場走行に供された空気入りタイヤのトレッド面をバフ処理した後、該空気入りタイヤを回転ドラム上で荷重とスリップ角を与えた状態で走行させ、走行中にタイヤ回転軸方向に生じる横力を検出し、該横力とスリップ角との積を所望の値に制御しながら走行状態を維持することを特徴とするタイヤ耐久試験方法が提供される。

本発明者は、横力とスリップ角との積が走行時におけるタイヤトレッド部のベルトエッジ付近での温度に対して比例関係にあることを知見した。そのため、横力とスリップ角との積に基づいてタイヤ内部温度を所望の範囲（±３℃）に制御することができる。つまり、本発明によれば、空気入りタイヤを回転ドラム上で荷重とスリップ角を与えた状態で走行させ、走行中にタイヤ回転軸方向に生じる横力を検出し、該横力とスリップ角との積に基づいてタイヤ内部温度を所望の範囲に制御しながら走行状態を維持することを特徴とするタイヤ耐久試験方法が提供される。

本発明において、空気入りタイヤの走行状態を維持しながら行う耐久試験の評価項目は特に限定されるものではなく、タイヤが破壊する迄の走行距離、セパレーション等の故障が生じる迄の走行距離、摩耗特性等を挙げることができる。

本発明のタイヤ耐久試験方法では、ドラム式耐久試験装置を使用する。このドラム式耐久試験装置は、空気入りタイヤを転動させるドラムと、該ドラムを回転させる駆動手段と、空気入りタイヤを所定の荷重とスリップ角の条件で回転自在に支持する支持手段とを備えるものであり、タイヤ業界において公知のものを使用することができる。ドラムの直径は、例えば、１５００〜２０００ｍｍの範囲にあれば良く、一般的には１７０７ｍｍである。

例えば、コーナリングパワーが相対的に高いタイヤＡと、コーナリングパワーが相対的に低いタイヤＢについて考えてみる。図１に示すように、スリップ角ＳＡ（振幅）を周期的に変化させるスラローム試験において、回転ドラムＤ上で走行するタイヤＡ，Ｂのスリップ角ＳＡを同一にした場合、走行中にタイヤ回転軸方向に生じる横力ＳＦ（振幅）はタイヤＢよりもタイヤＡの方が大きくなる。

本発明のタイヤ耐久試験方法では、空気入りタイヤを回転ドラム上で荷重とスリップ角を与えた状態で走行させ、走行中にタイヤ回転軸方向に生じる横力をロードセル等を用いて検出し、該横力とスリップ角との積を所望の値に制御しながら走行状態を維持する。横力とスリップ角との積を所望の値に制御するとは、横力とスリップ角との積を予め設定された数値に導くことである。横力とスリップ角との積を制御する方法としては、スリップ角を変化させる方法、空気圧を変化させる方法、荷重を変化させる方法、速度を変化させる方法等があるが、これらを組み合わせても良い。

ここで、スラローム試験において、スリップ角ＳＡ（振幅）を一定にした場合の横力ＳＦ（振幅）の経時的な変化を図２に示し、横力ＳＦ（振幅）を一定にした場合のスリップ角ＳＡ（振幅）の経時的な変化を図３に示す。図２から判るように、スリップ角ＳＡを一定にした場合、タイヤトレッド部の摩耗に伴ってコーナリングパワーが増加するため、横力ＳＦが徐々に増加することになる。そのため、走行環境の過酷さは経時的に増加する。一方、図３から判るように、横力ＳＦを一定にした場合、タイヤトレッド部の摩耗に伴ってコーナリングパワーが増加するため、スリップ角ＳＡが徐々に減少することになる。そのため、走行環境の過酷さは経時的に減少する。

一方、スラローム試験において、スリップ角ＳＡを一定にした場合、横力ＳＦを一定にした場合、スリップ角ＳＡと横力ＳＦの積を一定にした場合について、それぞれスリップ角ＳＡと横力ＳＦの積の経時的な変化を図４に示す。図４に示すように、スリップ角ＳＡと横力ＳＦの積を一定にした場合、タイヤトレッド部の摩耗に拘らず、タイヤトレッド部に与えられるエネルギーが一定になり、走行環境の過酷さは試験初期から末期まで一定に維持される。

上述のように走行条件の入力パラメータとして横力とスリップ角との積を採用することにより、走行環境の過酷さを一定にした条件で耐久性を評価することができ、その結果として、実走行での耐久性をより正確に評価することができる。

図５はスラローム試験におけるスリップ角ＳＡ（振幅）とベルトエッジ温度との関係を示し、図６はスラローム試験における横力ＳＦ（振幅）とスリップ角ＳＡ（振幅）との積とベルトエッジ温度との関係を示すものである。これら図５及び図６はタイヤサイズ１１Ｒ２２．５のタイヤについて空気圧を７００ｋＰａと８５０ｋＰａにした場合の結果を示すものである。図５及び図６から判るように、横力ＳＦとスリップ角ＳＡとの積とベルトエッジ温度と間には線形の比例関係が認められる。

つまり、走行条件の入力パラメータとして横力ＳＦとスリップ角ＳＡとの積を採用し、これら横力ＳＦとスリップ角ＳＡとの積を一定にした場合、ベルトエッジ温度を所望の範囲（±３℃）に制御することができる。これにより、耐久性に大きな影響を与えるベルトエッジ温度を一定にしながら空気入りタイヤの耐久性を評価することができる。

上記タイヤ耐久試験方法は、空気入りタイヤに酸素濃度３０％以上の気体を充填した状態で少なくとも２４時間の加熱処理を含む前処理を実施し、次いで、空気入りタイヤの封入気体を入れ替えて回転ドラム上での本走行を実施する場合に有効である。つまり、本走行を実施するに際して、空気入りタイヤを回転ドラム上で荷重とスリップ角を与えた状態で走行させ、走行中にタイヤ回転軸方向に生じる横力を検出し、該横力又は横力とスリップ角との積を所望の値に制御しながら走行状態を維持するのである。

前処理において、空気入りタイヤに酸素濃度３０％以上の気体を充填した状態で少なくとも２４時間の加熱処理を行うのは、酸化劣化を促進し、その本走行において、実走行での耐久性をより正確に評価するためである。ここで言う酸素濃度とは体積分率であり、例えば、気体の全圧に対する酸素の分圧から求めることができる。前処理での酸素濃度が３０％未満であると酸化劣化の促進が不十分になる。また、前処理での加熱処理が２４時間未満であると酸化劣化の促進が不十分になる。加熱処理時間の上限は４８０時間とすることが望ましい。

また、上記タイヤ耐久試験方法は、空気入りタイヤに酸素濃度３０％以上の気体を充填した状態で少なくとも２４時間の連続走行を含む回転ドラム上での前処理走行を実施し、次いで、空気入りタイヤの封入気体を入れ替えて回転ドラム上での本走行を実施する場合に有効である。つまり、本走行を実施するに際して、空気入りタイヤを回転ドラム上で荷重とスリップ角を与えた状態で走行させ、走行中にタイヤ回転軸方向に生じる横力を検出し、該横力又は横力とスリップ角との積を所望の値に制御しながら走行状態を維持するのである。

前処理走行において、空気入りタイヤに酸素濃度３０％以上の気体を充填した状態で少なくとも２４時間の連続走行を行うのは、空気入りタイヤを固有の発熱特性に応じて発熱させ、実走行に近似した発熱状態で酸化劣化と外径成長を促進し、その本走行において、実走行での耐久性をより正確に評価するためである。ここで言う酸素濃度とは体積分率であり、例えば、気体の全圧に対する酸素の分圧から求めることができる。前処理走行での酸素濃度が３０％未満であると酸化劣化の促進が不十分になる。また、前処理走行での連続走行が２４時間未満であると酸化劣化と外径成長の促進が不十分になる。前処理走行での連続走行時間は、タイヤへの荷重及びタイヤの走行速度に応じて任意に設定することができるが、その上限は４８０時間とすることが望ましい。

更に、上記タイヤ耐久試験方法は、市場走行後の空気入りタイヤの残存耐久性を評価する場合に有効である。つまり、市場走行に供された空気入りタイヤを回転ドラム上で荷重とスリップ角を与えた状態で走行させ、走行中にタイヤ回転軸方向に生じる横力を検出し、該横力又は横力とスリップ角との積を所望の値に制御しながら走行状態を維持するのである。市場走行に供された空気入りタイヤのトレッド面をバフ処理した後、走行試験に供しても良い。この場合、市場走行に供された空気入りタイヤに生じたヒールアンドトウ摩耗、センター摩耗、ショルダー摩耗、多角形摩耗等の偏摩耗の要因を排除し、タイヤ構造に関わる残存耐久性をより正確に評価することができる。

スラローム試験において、回転ドラム上で走行するタイヤのスリップ角ＳＡを同一にした場合を示す側面図である。スラローム試験において、スリップ角ＳＡを一定にした場合の横力ＳＦの経時的な変化を示すグラフである。スラローム試験において、横力ＳＦを一定にした場合のスリップ角ＳＡの経時的な変化を示すグラフである。スラローム試験において、スリップ角ＳＡを一定にした場合、横力ＳＦを一定にした場合、スリップ角ＳＡと横力ＳＦの積を一定にした場合について、それぞれスリップ角ＳＡと横力ＳＦの積の経時的な変化を示すグラフである。スラローム試験におけるスリップ角ＳＡとベルトエッジ温度との関係を示すグラフである。スラローム試験における横力ＳＦとスリップ角ＳＡとの積とベルトエッジ温度との関係を示すグラフである。

Ａ，Ｂタイヤ
Ｄ回転ドラム
ＳＡスリップ角
ＳＦ横力

Claims

空気入りタイヤを回転ドラム上で荷重とスリップ角を与えた状態で走行させ、走行中にタイヤ回転軸方向に生じる横力を検出し、該横力とスリップ角との積を所望の値に制御しながら走行状態を維持することを特徴とするタイヤ耐久試験方法。
空気入りタイヤに酸素濃度３０％以上の気体を充填した状態で少なくとも２４時間の加熱処理を含む前処理を実施し、次いで、空気入りタイヤの封入気体を入れ替えて回転ドラム上での本走行を実施するタイヤ耐久試験方法であって、前記本走行を実施するに際して、空気入りタイヤを回転ドラム上で荷重とスリップ角を与えた状態で走行させ、走行中にタイヤ回転軸方向に生じる横力を検出し、該横力とスリップ角との積を所望の値に制御しながら走行状態を維持することを特徴とするタイヤ耐久試験方法。
空気入りタイヤに酸素濃度３０％以上の気体を充填した状態で少なくとも２４時間の連続走行を含む回転ドラム上での前処理走行を実施し、次いで、空気入りタイヤの封入気体を入れ替えて回転ドラム上での本走行を実施するタイヤ耐久試験方法であって、前記本走行を実施するに際して、空気入りタイヤを回転ドラム上で荷重とスリップ角を与えた状態で走行させ、走行中にタイヤ回転軸方向に生じる横力を検出し、該横力とスリップ角との積を所望の値に制御しながら走行状態を維持することを特徴とするタイヤ耐久試験方法。
市場走行後の空気入りタイヤの残存耐久性を評価するためのタイヤ耐久試験方法であって、市場走行に供された空気入りタイヤを回転ドラム上で荷重とスリップ角を与えた状態で走行させ、走行中にタイヤ回転軸方向に生じる横力を検出し、該横力とスリップ角との積を所望の値に制御しながら走行状態を維持することを特徴とするタイヤ耐久試験方法。
市場走行後の空気入りタイヤの残存耐久性を評価するためのタイヤ耐久試験方法であって、市場走行に供された空気入りタイヤのトレッド面をバフ処理した後、該空気入りタイヤを回転ドラム上で荷重とスリップ角を与えた状態で走行させ、走行中にタイヤ回転軸方向に生じる横力を検出し、該横力とスリップ角との積を所望の値に制御しながら走行状態を維持することを特徴とするタイヤ耐久試験方法。
空気入りタイヤを回転ドラム上で荷重とスリップ角を与えた状態で走行させ、走行中にタイヤ回転軸方向に生じる横力を検出し、該横力とスリップ角との積に基づいてタイヤ内部温度を所望の範囲に制御しながら走行状態を維持することを特徴とするタイヤ耐久試験方法。