JP6218298B2 - Tire and tire characteristic evaluation method - Google Patents

Tire and tire characteristic evaluation method Download PDF

Info

Publication number
JP6218298B2
JP6218298B2 JP2017516175A JP2017516175A JP6218298B2 JP 6218298 B2 JP6218298 B2 JP 6218298B2 JP 2017516175 A JP2017516175 A JP 2017516175A JP 2017516175 A JP2017516175 A JP 2017516175A JP 6218298 B2 JP6218298 B2 JP 6218298B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tire
strain
loss tangent
frequency
test piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017516175A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2017033414A1 (en
Inventor
順昭 小俣
順昭 小俣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HIGHFREQUENCY VISCOELASTICITY CORPORATION
Original Assignee
HIGHFREQUENCY VISCOELASTICITY CORPORATION
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HIGHFREQUENCY VISCOELASTICITY CORPORATION filed Critical HIGHFREQUENCY VISCOELASTICITY CORPORATION
Publication of JPWO2017033414A1 publication Critical patent/JPWO2017033414A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6218298B2 publication Critical patent/JP6218298B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C19/00Tyre parts or constructions not otherwise provided for
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/007Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/02Tyres
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

本発明はタイヤ及びタイヤの特性評価方法に関する。   The present invention relates to a tire and a tire characteristic evaluation method.

特許文献1はタイヤ性能の予測方法を開示している。かかる方法では特許文献2で示される装置及び非特許文献1で示された測定手法を用いる。かかる方法では、音波に基づいて、基準となるゴム組成物の損失正接を測定する。音波は0.01MHz以上100MHz以下の周波数を有する。   Patent Document 1 discloses a tire performance prediction method. In such a method, the apparatus shown in Patent Document 2 and the measurement technique shown in Non-Patent Document 1 are used. In this method, the loss tangent of the rubber composition serving as a reference is measured based on sound waves. The sound wave has a frequency of 0.01 MHz to 100 MHz.

上記方法ではさらに、かかるゴム組成物の最大摩擦係数を測定する。これらの測定値より損失正接及び最大摩擦係数の相関関係を特定する。また試料の損失正接を測定する。かかる相関関係及び試料の損失正接に基づいて試料の最大摩擦係数を予測する。   The method further measures the maximum friction coefficient of such a rubber composition. The correlation between the loss tangent and the maximum friction coefficient is specified from these measured values. Also measure the loss tangent of the sample. The maximum coefficient of friction of the sample is predicted based on the correlation and the loss tangent of the sample.

特開2010−085340号公報JP 2010-085340 A 特開2007−047130号公報JP 2007-047130 A 国際公開第2009/014234号International Publication No. 2009/014234 特開2010−59411号公報JP 2010-59411 A 特開2014−80613号公報JP 2014-80613 A

Tetsuya Kunizawa, Qing-Qing Ni, "HIGH FREQUENCY VISCOELASTIC PROPERTIES OF NANO PARTICLES-FILLED RUBBER COMPOUNDS BY ULTARSONIC MEASUREMENT", [online], 2007, ICCM-16 Local Organizing Committee, [June 18, 2015], internet <URL:http://www.iccm-central.org/Proceedings/ICCM16proceedings/contents/pdf/ThuA/ThAA1-05ge_kunizawat224577p.pdf>Tetsuya Kunizawa, Qing-Qing Ni, "HIGH FREQUENCY VISCOELASTIC PROPERTIES OF NANO PARTICLES-FILLED RUBBER COMPOUNDS BY ULTARSONIC MEASUREMENT", [online], 2007, ICCM-16 Local Organizing Committee, [June 18, 2015], internet <URL : http : //www.iccm-central.org/Proceedings/ICCM16proceedings/contents/pdf/ThuA/ThAA1-05ge_kunizawat224577p.pdf> 日本電子機械工業学会編、超音波工学、p135-137Japan Electromechanical Industry Association, Ultrasonic Engineering, p135-137 湯淺 毅、曽根卓男、冨永哲雄、岩野宗貴、「末端変性S-SBRによるシリカ分散性の向上および転がり抵抗の低減」、JSR TECHNICAL REVIEW、2010年、No.117、p.16-21Satoshi Yuzaki, Takuo Sone, Tetsuo Tominaga, Munetaka Iwano, “Improvement of Silica Dispersibility and Reduction of Rolling Resistance by Terminal Modified S-SBR”, JSR TECHNICAL REVIEW, 2010, No.117, p.16-21 C. Wrana, U. Eisele und S. Kelbch, "Measurement and Molecular Modeling of Rolling Resistance in Tire Treads", [online], KGK Kautschuk Gummi Kunststoffe 53. Jahrgang, Nr.3/2000, p.126-128C. Wrana, U. Eisele und S. Kelbch, "Measurement and Molecular Modeling of Rolling Resistance in Tire Treads", [online], KGK Kautschuk Gummi Kunststoffe 53. Jahrgang, Nr.3 / 2000, p.126-128 松崎 亮介、"センサ不要無電源無線ひずみ計測スマートタイヤの開発"、[online]、KAKEN Database of Grants-in-Aid for Scientific Research、インターネット〈URL:https://kaken.nii.ac.jp/d/p/06J05708.en.html〉Ryosuke Matsuzaki, "Development of Smart Tires without Sensor-less Wireless Strain Measurement", [online], KAKEN Database of Grants-in-Aid for Scientific Research, Internet <URL: https://kaken.nii.ac.jp/d /p/06J05708.en.html> 陰山 遼将、"タイヤを最後の最後まで使い切るセンサー技術、ブリヂストンが開発 (2/4)"、[online]、平成26年11月14日、MONOist、インターネット〈URL:http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1411/14/news153_2.html〉Masaaki Kageyama, "Sensor technology that uses tires to the end, developed by Bridgestone (2/4)", [online], November 14, 2014, MONOist, Internet <URL: http: //monoist.atmarkit .co.jp / mn / articles / 1411/14 / news153_2.html>

上記方法を用いることで種々のタイヤからグリップ性能の高いタイヤを選別することができる。しかしながら上記方法はグリップ性能の高いタイヤから転がり抵抗の小さいタイヤを選別することに適していない。上記方法を用いて、種々のタイヤから、グリップ性能が高いとともに転がり抵抗の小さいタイヤを選別することは困難である。   By using the above method, tires with high grip performance can be selected from various tires. However, the above method is not suitable for selecting a tire having a low rolling resistance from a tire having a high grip performance. It is difficult to select tires having high grip performance and low rolling resistance from various tires using the above method.

本発明はタイヤ及びタイヤの特性評価方法を提供する。かかるタイヤは高いグリップ性能及び小さな転がり抵抗を呈する。タイヤは高いウェットグリップ性能を有する。かかる方法は、被験対象のタイヤが高いグリップ性能及び小さな転がり抵抗を呈するか否かを評価する方法を提供することを目的とする。高いウェットグリップ性能と小さな転がり抵抗をタイヤが呈するか否かが評価される。   The present invention provides a tire and a tire characteristic evaluation method. Such tires exhibit high grip performance and small rolling resistance. The tire has a high wet grip performance. This method is intended to provide a method for evaluating whether or not a tire to be tested exhibits high grip performance and small rolling resistance. It is evaluated whether the tire exhibits high wet grip performance and small rolling resistance.

[タイヤ]本発明に係るタイヤではペイン効果がウェットグリップと転がり抵抗との最適化に応用されている。ペイン効果は貯蔵弾性率のひずみ依存性を表す。ペイン効果はまた損失正接のひずみ依存周波数シフトを表す。ペイン効果は従来フィラーの分散評価に応用されていた。本発明のタイヤでは損失正接のひずみ依存周波数シフトの大きいゴムコンパウンドをトレッドに配する。かかる特徴により、タイヤのウェットグリップと転がり抵抗との最適化が行われている。 [Tire] In the tire according to the present invention, the Pain effect is applied to the optimization of wet grip and rolling resistance. The Payne effect represents the strain dependence of the storage modulus. The Payne effect also represents a strain-dependent frequency shift of the loss tangent. The Payne effect has been applied to the evaluation of filler dispersion. In the tire of the present invention, a rubber compound having a large distortion-dependent frequency shift of loss tangent is arranged on the tread. Due to this feature, the tire wet grip and rolling resistance are optimized.

[1]本発明の第一の態様は、所定の損失正接を呈するトレッドを有するタイヤである。第一の態様では、前記所定の損失正接として、前記トレッドを構成するゴムの組成と同一の組成を有する試験片の呈する損失正接を、前記試験片を振動させることで測定した時、前記損失正接は前記試験片の振動におけるひずみの大きさ及び周波数に依拠して変化する。 [1] A first aspect of the present invention is a tire having a tread exhibiting a predetermined loss tangent. In the first aspect, when the loss tangent exhibited by a test piece having the same composition as that of the rubber constituting the tread is measured by vibrating the test piece as the predetermined loss tangent, the loss tangent is calculated. Varies depending on the magnitude and frequency of strain in the vibration of the specimen.

第一の態様では、第一損失正接は、前記試験片が第一ひずみを伴って第一周波数で振動する時に、前記試験片の呈する前記損失正接である。前記第一ひずみは、せん断ひずみ又は引張ひずみのいずれかである。   In the first aspect, the first loss tangent is the loss tangent exhibited by the test piece when the test piece vibrates at a first frequency with a first strain. The first strain is either a shear strain or a tensile strain.

第一の態様では、前記せん断ひずみは、前記試験片が前記試験片の表面の接線方向にせん断変形を伴う振動をする場合の、前記表面の法線方向の厚さに対する、前記接線方向の振幅の比で表される。前記引張ひずみは、前記試験片が前記法線方向に引張変形を伴う振動をする場合の、前記法線方向の厚さに対する、前記法線方向の振幅の比で表される。   In the first aspect, the shear strain is the amplitude in the tangential direction with respect to the thickness in the normal direction of the surface when the test piece vibrates with shear deformation in the tangential direction of the surface of the test piece. It is expressed by the ratio of The tensile strain is expressed as a ratio of the amplitude in the normal direction to the thickness in the normal direction when the test piece vibrates with tensile deformation in the normal direction.

第一の態様では、第二損失正接は、前記試験片が第二ひずみを伴って第二周波数の成分を含むように振動する時に、前記試験片の呈する前記損失正接である。前記第二ひずみは、前記試験片に超音波のパルス波を放射することで前記試験片中に弾性応力波が生じる場合に、前記パルス波の継続時間と同一の長さの時間で前記弾性応力波が進行する距離に対する、前記弾性応力波の振幅の比を表す。   In the first aspect, the second loss tangent is the loss tangent exhibited by the test piece when the test piece vibrates so as to include the second frequency component with the second strain. The second strain is obtained when the elastic stress wave is generated in the test piece by radiating an ultrasonic pulse wave to the test piece, and the elastic stress is equal to the duration of the pulse wave. It represents the ratio of the amplitude of the elastic stress wave to the distance traveled by the wave.

第一の態様では、前記第二周波数は、前記第一周波数より高い。前記第二損失正接が前記第一損失正接の60倍以上である。前記第二ひずみは前記第一ひずみより大きくてもよい。   In the first aspect, the second frequency is higher than the first frequency. The second loss tangent is 60 times or more the first loss tangent. The second strain may be greater than the first strain.

[2]前記第一損失正接が0.2以下であることが好ましい。前記第二損失正接が0.5以上であること好ましい。 [2] The first loss tangent is preferably 0.2 or less. The second loss tangent is preferably 0.5 or more.

[3]前記第一ひずみは10%以下であることが好ましい。前記第二ひずみは1%以上かつ1×10%以下であることが好ましい。前記第一周波数は1Hz以上かつ1×10Hz以下であることが好ましい。前記第二周波数は0.1MHz以上かつ1×10MHz以下の範囲に含まれることが好ましい。[3] The first strain is preferably 10% or less. The second strain is preferably 1% or more and 1 × 10 2 % or less. The first frequency is preferably 1 Hz or more and 1 × 10 2 Hz or less. The second frequency is preferably included in a range of 0.1 MHz to 1 × 10 2 MHz.

[4]前記弾性応力波は縦波又は横波のいずれかであることが好ましい。 [4] The elastic stress wave is preferably either a longitudinal wave or a transverse wave.

[5]本発明の第二の態様は、所定の損失正接を呈するトレッドを有するタイヤである。第一の態様と同様、第二の態様では、第一損失正接は、前記トレッドが第一ひずみを伴って第一周波数で振動する時に、前記トレッドの呈する損失正接として表される。 [5] A second aspect of the present invention is a tire having a tread exhibiting a predetermined loss tangent. Similar to the first aspect, in the second aspect, the first loss tangent is expressed as a loss tangent exhibited by the tread when the tread vibrates at a first frequency with a first strain.

第一の態様と同様、第二の態様では、前記第一ひずみは、せん断ひずみ又は引張ひずみのいずれかである。前記せん断ひずみは、前記トレッドが前記トレッドの表面の接線方向にせん断変形を伴う振動をする場合の、前記表面の法線方向の厚さに対する、前記接線方向の振幅の比で表される。前記引張ひずみは、前記トレッドが前記法線方向に引張変形を伴う振動をする場合の、前記法線方向の厚さに対する、前記法線方向の振幅の比で表される。   Similar to the first aspect, in the second aspect, the first strain is either a shear strain or a tensile strain. The shear strain is expressed as a ratio of the amplitude in the tangential direction to the thickness in the normal direction of the surface when the tread vibrates with shear deformation in the tangential direction of the surface of the tread. The tensile strain is expressed as a ratio of the amplitude in the normal direction to the thickness in the normal direction when the tread vibrates with tensile deformation in the normal direction.

第一の態様と異なり、第二の態様では、第二損失正接は、前記トレッドが第二ひずみを伴って第二周波数の成分を含むように振動する時に、前記トレッドの呈する前記損失正接として表される。前記第二ひずみは、前記トレッドに超音波のパルス波を放射することで前記トレッド中に弾性応力波が生じる場合に、前記パルス波の継続時間と同一の長さの時間で前記弾性応力波が進行する距離に対する、前記弾性応力波の振幅の比を表す。   Unlike the first aspect, in the second aspect, the second loss tangent is expressed as the loss tangent exhibited by the tread when the tread vibrates to include a second frequency component with a second strain. Is done. In the second strain, when an elastic stress wave is generated in the tread by radiating an ultrasonic pulse wave to the tread, the elastic stress wave has the same length as the duration of the pulse wave. The ratio of the amplitude of the elastic stress wave to the traveling distance is represented.

第一の態様と同様、第二の態様では、前記第二周波数は前記第一周波数より高い。前記第二損失正接が前記第一損失正接の60倍以上である。前記第二損失正接は前記第一ひずみより大きくてもよい。   Similar to the first aspect, in the second aspect, the second frequency is higher than the first frequency. The second loss tangent is 60 times or more the first loss tangent. The second loss tangent may be greater than the first strain.

[交通制御システム]
[6]本発明の第三の態様は交通制御システムである。交通制御システムは上記タイヤを備える車両に設けられた制御装置と、前記タイヤに内蔵されたセンサと、前記車両外に設けられたサーバとで構成される。第三の態様では前記制御装置は前記車両の走行を制御する。
[Traffic control system]
[6] A third aspect of the present invention is a traffic control system. The traffic control system includes a control device provided in a vehicle including the tire, a sensor built in the tire, and a server provided outside the vehicle. In a third aspect, the control device controls traveling of the vehicle.

前記センサは前記タイヤのひずみを測定するとともに、前記測定に基づき得られたデータを前記制御装置に送信する。前記制御装置は前記データを受信するとともに、前記データを前記サーバに送信する。前記サーバは前記データを受信し、前記データに含まれる前記ひずみに対する前記タイヤの転がり抵抗及びグリップの情報を参照するとともに、前記参照に基づき前記車両の走行計画を立てる。 The sensor measures strain of the tire and transmits data obtained based on the measurement to the control device. The control device receives the data and transmits the data to the server. The server receives the data, refers to information on the rolling resistance and grip of the tire with respect to the strain included in the data, and makes a travel plan for the vehicle based on the reference.

[特性評価方法]本発明に係るタイヤの特性評価方法では、損失正接のひずみ依存周波数シフトの大きいゴムコンパウンド又はトレッドを選別する。このため、本発明の方法は、タイヤのウェットグリップと転がり抵抗との最適化が行われているタイヤを提供するのに適する。 [Characteristic Evaluation Method] In the tire characteristic evaluation method according to the present invention, a rubber compound or a tread having a large loss-tangent strain-dependent frequency shift is selected. Therefore, the method of the present invention is suitable for providing a tire in which the wet grip and rolling resistance of the tire are optimized.

[7]本発明の第四の態様は、タイヤの有するトレッドの呈する損失正接を測定することでタイヤの有する特性を評価する方法である。第四の態様では、前記損失正接として、前記トレッドを構成するゴムの組成と同一の組成を有する試験片を所定のひずみの大きさ及び所定の周波数で振動させることで前記試験片の呈する損失正接を測定する。 [7] A fourth aspect of the present invention is a method for evaluating characteristics of a tire by measuring a loss tangent exhibited by a tread of the tire. In a fourth aspect, as the loss tangent, a loss tangent exhibited by the test piece is obtained by vibrating a test piece having the same composition as the rubber composition of the tread at a predetermined strain magnitude and a predetermined frequency. Measure.

第四の態様では、第一ひずみを伴って第一周波数で前記試験片を振動させることで、前記試験片の呈する第一損失正接を取得する。前記第一ひずみは、せん断ひずみ又は引張ひずみである。前記せん断ひずみは、前記試験片が前記試験片の表面の接線方向にせん断変形を伴う振動をする場合の、前記表面の法線方向の厚さに対する、前記接線方向の振幅の比を表される。前記引張ひずみは、前記試験片が前記法線方向に引張変形を伴う振動をする場合の、前記法線方向の厚さに対する、前記法線方向の振幅の比で表される。   In a 4th aspect, the 1st loss tangent which the said test piece exhibits is acquired by vibrating the said test piece with a 1st frequency with a 1st distortion. The first strain is a shear strain or a tensile strain. The shear strain represents the ratio of the amplitude in the tangential direction to the thickness in the normal direction of the surface when the test piece vibrates with shear deformation in the tangential direction of the surface of the test piece. . The tensile strain is expressed as a ratio of the amplitude in the normal direction to the thickness in the normal direction when the test piece vibrates with tensile deformation in the normal direction.

第四の態様では、前記第一損失正接の取得の前若しくは後又は取得と同時に、第二ひずみを伴って第二周波数の成分を含むように前記試験片を振動させることで、前記試験片の呈する第二損失正接を取得する。前記第二ひずみは、前記試験片に超音波のパルス波を放射することで前記試験片中に弾性応力波が生じる場合に、前記パルス波の継続時間と同一の時間で前記弾性応力波が進行する距離に対する、前記弾性応力波の振幅の比を表す。   In the fourth aspect, the test piece is vibrated so as to include a component of the second frequency with a second strain before, after or simultaneously with the acquisition of the first loss tangent. Get the second loss tangent to be presented. In the second strain, when an elastic stress wave is generated in the test piece by radiating an ultrasonic pulse wave to the test piece, the elastic stress wave advances in the same time as the duration of the pulse wave. The ratio of the amplitude of the elastic stress wave to the distance to be measured.

第四の態様では、前記第二周波数は前記第一周波数より高い。前記測定の後、前記第二損失正接が前記第一損失正接の60倍以上であるか否かを判定する。前記第二ひずみは前記第一ひずみより大きくてもよい。   In the fourth aspect, the second frequency is higher than the first frequency. After the measurement, it is determined whether the second loss tangent is 60 times or more of the first loss tangent. The second strain may be greater than the first strain.

[8]前記第一ひずみは10%以下であることが好ましい。前記第二ひずみは1%以上かつ1×10%以下であることが好ましい。[8] The first strain is preferably 10% or less. The second strain is preferably 1% or more and 1 × 10 2 % or less.

[9]前記第一周波数は1Hz以上かつ1×10Hz以下であることが好ましい。前記第二周波数は0.1MHz以上かつ1×10MHz以下の範囲に含まれることが好ましい。[9] The first frequency is preferably 1 Hz or more and 1 × 10 2 Hz or less. The second frequency is preferably included in a range of 0.1 MHz to 1 × 10 2 MHz.

[10]前記弾性応力波は縦波又は横波のいずれかであることが好ましい。 [10] The elastic stress wave is preferably either a longitudinal wave or a transverse wave.

[11]本発明の第五の態様は、タイヤの有するトレッドの呈する損失正接を測定することでタイヤの有する特性を評価する方法である。第四の態様と異なり、第五の態様では、第一ひずみを伴って第一周波数で前記トレッドを振動させることで、前記損失正接として前記トレッドの呈する第一損失正接を取得する。 [11] A fifth aspect of the present invention is a method for evaluating characteristics of a tire by measuring a loss tangent exhibited by a tread of the tire. Unlike the fourth aspect, in the fifth aspect, the first loss tangent exhibited by the tread is obtained as the loss tangent by vibrating the tread at a first frequency with a first strain.

第四の態様と同様、第五の態様では、前記第一ひずみは、せん断ひずみ又は引張ひずみである。前記せん断ひずみは、前記トレッドが前記トレッドの表面の接線方向にせん断変形を伴う振動をする場合の、前記表面の法線方向の厚さに対する、前記接線方向の振幅の比を表される。前記引張ひずみは、前記トレッドが前記法線方向に引張変形を伴う振動をする場合の、前記法線方向の厚さに対する、前記法線方向の振幅の比で表される。   Similar to the fourth aspect, in the fifth aspect, the first strain is a shear strain or a tensile strain. The shear strain represents the ratio of the amplitude in the tangential direction to the thickness in the normal direction of the surface when the tread vibrates with shear deformation in the tangential direction of the surface of the tread. The tensile strain is expressed as a ratio of the amplitude in the normal direction to the thickness in the normal direction when the tread vibrates with tensile deformation in the normal direction.

第四の態様と異なり、第五の態様では、前記第一損失正接の取得と同時に、第二ひずみを伴って第二周波数の成分を含むように前記トレッドを振動させることで、前記損失正接として前記トレッドの呈する第二損失正接を取得する。前記第二ひずみは、前記トレッドに超音波のパルス波を放射することで前記トレッド中に弾性応力波が生じる場合に、前記パルス波の継続時間と同一の時間で前記弾性応力波が進行する距離に対する、前記弾性応力波の振幅の比を表す。   Unlike the fourth aspect, in the fifth aspect, simultaneously with the acquisition of the first loss tangent, the tread is vibrated so as to include the component of the second frequency with the second distortion, thereby obtaining the loss tangent. A second loss tangent exhibited by the tread is acquired. The second strain is a distance that the elastic stress wave travels in the same time as the duration of the pulse wave when an elastic stress wave is generated in the tread by emitting an ultrasonic pulse wave to the tread. Represents the ratio of the amplitude of the elastic stress wave to.

第四の態様と同様、第五の態様では、前記第二周波数は前記第一周波数より高い。前記測定の後、前記第二損失正接が前記第一損失正接の60倍以上であるか否かを判定する。前記第二ひずみは前記第一ひずみより大きくもよい。前記第一損失正接の取得の前若しくは後に前記第二損失正接を取得してもよい。   Similar to the fourth aspect, in the fifth aspect, the second frequency is higher than the first frequency. After the measurement, it is determined whether the second loss tangent is 60 times or more of the first loss tangent. The second strain may be greater than the first strain. The second loss tangent may be acquired before or after the acquisition of the first loss tangent.

本発明により高いグリップ性能及び小さな転がり抵抗を呈するタイヤを提供できる。本発明により被験対象のタイヤが高いグリップ性能及び小さな転がり抵抗を呈するか否かを評価する方法を提供することができる。   According to the present invention, a tire exhibiting high grip performance and small rolling resistance can be provided. According to the present invention, it is possible to provide a method for evaluating whether or not a tire to be tested exhibits high grip performance and small rolling resistance.

試験片への超音波の放射を示す図である。It is a figure which shows the radiation | emission of the ultrasonic wave to a test piece. 超音波の波形データを示すグラフである。It is a graph which shows the waveform data of an ultrasonic wave. 引張変形によるDMA測定の模式図である。It is a schematic diagram of DMA measurement by tensile deformation. せん断変形によるDMA測定の模式図である。It is a schematic diagram of DMA measurement by shear deformation. タイヤに働くせん断ひずみを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the shear strain which acts on a tire. 測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a measuring apparatus. 超音波測定を示す図である。It is a figure which shows an ultrasonic measurement. センサを備えるタイヤを装着した車両を示す図である。It is a figure which shows the vehicle equipped with the tire provided with a sensor. タイヤの設計例を表すグラフである。It is a graph showing the example of a design of a tire. 設計例における周波数及び損失正接の関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the frequency and loss tangent in a design example. タイヤ設計の比較例1を表すグラフである。It is a graph showing the comparative example 1 of a tire design. タイヤ設計の比較例2を表すグラフである。It is a graph showing the comparative example 2 of a tire design. 試験片をせん断変形させる装置の模式図である。It is a schematic diagram of the apparatus which shear-deforms a test piece. ひずみ振動と粘弾性測定値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a strain vibration and a viscoelasticity measured value. タイヤを試験するための構成図1である。FIG. 1 is a configuration diagram 1 for testing a tire. タイヤを試験するための構成図2である。FIG. 3 is a configuration diagram 2 for testing a tire.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[タイヤ]
本実施形態のタイヤはトレッドを有する。トレッドは路面に接する。トレッドは主な機能としてグリップ性能と省燃費性能を要求されている。グリップ性能は高い摩擦力に依っている。省燃費性能は低い転がり抵抗に依っている。
[tire]
The tire of this embodiment has a tread. The tread touches the road surface. The tread is required to have grip performance and fuel saving performance as its main functions. Grip performance depends on high frictional force. Fuel saving performance depends on low rolling resistance.

本実施形態においてタイヤの特性とは複合的な特性である。かかる特性は、加速時、減速時及び旋回時にタイヤが示すグリップ性能の高さを含む。グリップ性能は凝着摩擦とヒステリシス摩擦に依っているといわれている。高いグリップ性能の中でも特に高いウェットグリップ性能が重要である。トレッドの表面が水で濡れることにより凝着摩擦が阻害される。このとき、ドライグリップ性能の寄与は低下し、タイヤは路面に対して滑りやすくなる。したがってウェットグリップ性能は安全性保持のため重要である。ウェットグリップ性能はヒステリシス摩擦に影響を受ける。ヒステリシス摩擦はトレッド表面の路面に対するすべりとともに生じる振動によるエネルギーロスに依っている。このため、トレッドの表面が水にぬれてもヒステリシス摩擦は阻害されにくい。   In the present embodiment, the tire characteristics are complex characteristics. Such characteristics include the high grip performance exhibited by the tire during acceleration, deceleration and turning. Grip performance is said to depend on adhesion friction and hysteresis friction. Of the high grip performance, particularly high wet grip performance is important. Adhesion friction is inhibited by the surface of the tread getting wet with water. At this time, the contribution of the dry grip performance decreases, and the tire becomes slippery with respect to the road surface. Therefore, wet grip performance is important for maintaining safety. Wet grip performance is affected by hysteresis friction. Hysteresis friction relies on energy loss due to vibrations that occur with the sliding of the tread surface against the road surface. For this reason, even if the surface of a tread gets wet with water, hysteresis friction is hard to be inhibited.

上記複合的な特性には、それら以外の時にタイヤが示す転がり抵抗の小ささを含む。それら以外の時の中にはタイヤが定速で直線的に転がる場合が含まれる。転がり抵抗の振動数はタイヤの回転数に依っているといわれている。ウェットグリップ性能及び転がり抵抗はいずれも損失正接との相関があると言われている。かかる損失正接はトレッドの振動におけるひずみ及び周波数に依拠して変化するエネルギーロスの指標である。   The composite characteristics include the low rolling resistance exhibited by the tire at other times. Other times include the case where the tire rolls linearly at a constant speed. It is said that the rolling resistance frequency depends on the tire rotation speed. It is said that both wet grip performance and rolling resistance have a correlation with loss tangent. Such loss tangent is an indicator of energy loss that varies depending on strain and frequency in tread vibration.

[タイヤの特性評価]
本実施形態ではタイヤの特性の評価は粘弾性測定を基に行われる。特別に言及しない限り本明細書では粘弾性測定とは損失正接を測定することを意味する。損失正接を表すtanδは下記式より求められる。
[Evaluation of tire characteristics]
In this embodiment, the evaluation of the tire characteristics is performed based on viscoelasticity measurement. Unless otherwise stated, in this specification viscoelasticity measurement means measuring loss tangent. Tan δ representing the loss tangent is obtained from the following equation.

tanδ=E”/E’
損失弾性率をE”とする。貯蔵弾性率をE’とする。
tan δ = E ″ / E ′
The loss elastic modulus is E ″. The storage elastic modulus is E ′.

損失弾性率及び貯蔵弾性率はDMAによって求める。DMAは動的機械分析(Dynamic mechanical analysis)の略称である。DMA以外にもレオメーターを用いた分析を利用することができる。特別に言及しない限り本明細書では損失正接の測定とはDMAまたはレオメーターを用いた分析によって測定された値から損失正接を求めることを含むものとする。   Loss modulus and storage modulus are determined by DMA. DMA is an abbreviation for dynamic mechanical analysis. In addition to DMA, analysis using a rheometer can be used. Unless otherwise stated, in this specification, measurement of loss tangent includes obtaining loss tangent from a value measured by analysis using DMA or rheometer.

DMAによる粘弾性測定時に被験物は振動させられる。本明細書ではかかる振動の振幅Δlと変形長さlとの比を「ひずみ(Strain)」と呼ぶ。変形長さについては後述する。先行技術文献において「ひずみ」は「ひずみ振幅(strain amplitude)」と表される場合がある。   When measuring viscoelasticity by DMA, the test object is vibrated. In this specification, the ratio between the vibration amplitude Δl and the deformation length l is referred to as “strain”. The deformation length will be described later. In the prior art documents, “strain” may be expressed as “strain amplitude”.

超音波を利用した粘弾性測定と超音波を使用しない粘弾性測定とを区別することが有意義である。特別に言及しない限り本明細書では前者を便宜的に超音波測定と呼ぶものとする。また後者を便宜的にDMA測定と呼ぶものとする。超音波測定ではDMA測定ではできない高周波での粘弾性測定が可能である。   It is meaningful to distinguish between viscoelasticity measurement using ultrasonic waves and viscoelasticity measurement without using ultrasonic waves. In the present specification, the former will be referred to as ultrasonic measurement for the sake of convenience unless otherwise specified. The latter is called DMA measurement for convenience. Ultrasonic measurement enables viscoelasticity measurement at a high frequency, which is not possible with DMA measurement.

被験物として試験片を選択できる。試験片はトレッドを構成するゴムの組成と同一の組成を有する。試験片はタイヤのトレッドの原材料と同一物であることが好ましい。トレッドを構成するゴムには加硫がなされている。前記試験片を振動させることで粘弾性測定をする。損失正接は試験片の振動におけるひずみの大きさ及び周波数に依拠して変化する。   A test piece can be selected as a test object. The test piece has the same composition as that of the rubber constituting the tread. The test piece is preferably the same as the raw material of the tire tread. The rubber constituting the tread is vulcanized. The viscoelasticity is measured by vibrating the test piece. The loss tangent varies depending on the magnitude and frequency of strain in the specimen vibration.

図1は粘弾性測定の一例として超音波を試験片に入射する例を表す図である。試験片43の全体に音波を放射することで試験片43の損失正接を測定することができる。入射音波47は発振器50から試験片43に向かって放射される。   FIG. 1 is a diagram illustrating an example in which ultrasonic waves are incident on a test piece as an example of viscoelasticity measurement. The loss tangent of the test piece 43 can be measured by radiating sound waves to the entire test piece 43. The incident sound wave 47 is radiated from the oscillator 50 toward the test piece 43.

図1に示す入射音波47は弾性応力波として試験片43中を伝搬する。試験片43は発振器50と接している。このため弾性応力波の振幅は発振器50の振幅と同一である。弾性応力波は縦波でも横波でもよい。   The incident sound wave 47 shown in FIG. 1 propagates through the test piece 43 as an elastic stress wave. The test piece 43 is in contact with the oscillator 50. Therefore, the amplitude of the elastic stress wave is the same as that of the oscillator 50. The elastic stress wave may be a longitudinal wave or a transverse wave.

本実施形態では図1に示す方法によって試験片の粘弾性を測定することもできる。かかる試験片を構成するゴムと同一の組成を有するトレッドはかかる試験片と同一の粘弾性を有するものと推測される。したがって上記測定によってタイヤの有する粘弾性を疑似的に測定することができる。   In this embodiment, the viscoelasticity of the test piece can also be measured by the method shown in FIG. It is presumed that a tread having the same composition as the rubber constituting the test piece has the same viscoelasticity as the test piece. Therefore, the viscoelasticity of the tire can be measured in a pseudo manner by the above measurement.

[振動にかかるひずみ及び周波数]
<概要>
本実施形態のタイヤは所定の損失正接を呈するトレッドを有するタイヤである。かかる損失正接はトレッドの振動におけるひずみ及び周波数に依拠して変化する。タイヤの特性を評価する際タイヤに対して、かかるひずみ及び周波数で特徴づけられる振動を付与する。かかる振動について超音波測定及びDMA測定ごとに説明する。また実際に路面上を回転するタイヤに付与される振動について説明する。これらの振動を説明した後にこれら振動を対比する。
[Strain and frequency applied to vibration]
<Overview>
The tire of the present embodiment is a tire having a tread that exhibits a predetermined loss tangent. Such loss tangent varies depending on the strain and frequency in the tread vibration. When evaluating the characteristics of a tire, vibrations characterized by such strain and frequency are applied to the tire. Such vibration will be described for each ultrasonic measurement and DMA measurement. Moreover, the vibration provided to the tire that actually rotates on the road surface will be described. After describing these vibrations, these vibrations will be compared.

<超音波測定>
超音波測定で用いられる超音波はパルス波である。図1に示すようにパルス波は入射音波47として発振器50から試験片43に入射する。入射音波47は試験片43に弾性応力波を生じる。言い換えれば入射音波47は試験片43の中で弾性応力波として振る舞う。
<Ultrasonic measurement>
The ultrasonic wave used in ultrasonic measurement is a pulse wave. As shown in FIG. 1, the pulse wave enters the test piece 43 from the oscillator 50 as an incident sound wave 47. The incident sound wave 47 generates an elastic stress wave in the test piece 43. In other words, the incident sound wave 47 behaves as an elastic stress wave in the test piece 43.

図2はパルス波の波形データの例を表す。波形データはパルス波の振動の時間変化の測定結果で表されている。パルス波は試験片に対して放射される。パルス波は所定の継続時間を有する。縦軸は図1に示す試験片43中のパルス波の振幅を示す。その単位はμmである。横軸は時間を示す。その単位はマイクロ秒(μs)である。   FIG. 2 shows an example of waveform data of a pulse wave. The waveform data is represented by the measurement result of the time change of the vibration of the pulse wave. The pulse wave is emitted to the test piece. The pulse wave has a predetermined duration. A vertical axis | shaft shows the amplitude of the pulse wave in the test piece 43 shown in FIG. The unit is μm. The horizontal axis indicates time. The unit is microseconds (μs).

図2よりパルス波の継続時間λtが算出される。λtの単位はマイクロ秒(μs)である。パルス波の継続時間とはパルス波の開始時刻46からパルス波の終了時刻48までの間の時間である。開始時刻46とはパルス波の始端の出現時刻である。開始時刻46は0.56(μs)である。終了時刻48とはパルス波の終端の出現時刻である。パルス波の終了時刻48は0.84(μs)である。λtは下記式の通り算出される。   The pulse wave duration λt is calculated from FIG. The unit of λt is microseconds (μs). The duration of the pulse wave is the time between the start time 46 of the pulse wave and the end time 48 of the pulse wave. The start time 46 is the appearance time of the beginning of the pulse wave. The start time 46 is 0.56 (μs). The end time 48 is the appearance time of the end of the pulse wave. The end time 48 of the pulse wave is 0.84 (μs). λt is calculated according to the following formula.

λt=0.84(μs)−0.56(μs)=0.28(μs)
パルス波では広い周波数帯域の波が重畳されている。このため、上記のような定義でひずみの及ぶ範囲を定義されることが一般的である。また後述する様な単一波長に近い波を用いる場合と比較する場合は、ひずみの及ぶ範囲を表すのに通常の波長である1サイクルの波長を用いてもよい。
λt = 0.84 (μs) −0.56 (μs) = 0.28 (μs)
In the pulse wave, waves in a wide frequency band are superimposed. For this reason, it is common to define the range where the strain extends by the above definition. In addition, when compared with a case where a wave close to a single wavelength as described later is used, a wavelength of one cycle, which is a normal wavelength, may be used to represent a range in which distortion is reached.

下記表1は超音波伝播時の試験片のひずみに関わる各値を表す。試験片のひずみとは弾性応力波によってパルス波形に応じて生じる試験片内のひずみである。   Table 1 below shows each value related to the strain of the test piece during ultrasonic propagation. The strain of the test piece is a strain in the test piece generated according to the pulse waveform by the elastic stress wave.

Figure 0006218298
Figure 0006218298

計測用超音波とは強力超音波よりも高い感度で受信される超音波をいう。計測用超音波の波形データは図1に表されている。超音波の受信は例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)の多結晶で行われる。強力超音波とは計測用超音波よりも振幅の大きい超音波をいう。   Measurement ultrasonic waves are ultrasonic waves received with higher sensitivity than powerful ultrasonic waves. Waveform data of measurement ultrasonic waves is shown in FIG. The reception of ultrasonic waves is performed by, for example, polycrystal of PZT (lead zirconate titanate). High-power ultrasound refers to ultrasound having a larger amplitude than measurement ultrasound.

Vはゴム中における音速の一般的な値を表す。ゴムの例は加硫SBR(スチレン・ブタジエンゴム)である。その出典は非特許文献2である。図1に示す試験片43はゴムでもよい。   V represents a general value of sound velocity in rubber. An example of rubber is vulcanized SBR (styrene butadiene rubber). The source is Non-Patent Document 2. The test piece 43 shown in FIG. 1 may be rubber.

振幅Sは図1に示す発振器50に一般的に用いられるPZTの一般的な振幅の値を表す。PZTの一般的な振幅とは発振器50の厚みが周期的に変化する時の、変化量の最大値である。PZTの多結晶に対してスパイク電圧又はステップ電圧を負荷した場合、厚みが周期的に変化する。かかる変化は逆圧電効果によるものである。このことにより振幅Sの超音波を発信することができる。表1に示すように強力超音波の振幅Sは計測用超音波の振幅Sの150倍である。強力超音波では周波数分散は狭くなり、波数が多くなる傾向がある。しかしながら、ひずみの計算では上記パルス波と同様に通常の波長である1サイクルの波長でひずみの及ぶ範囲を計算すればよい。   The amplitude S represents a general amplitude value of PZT generally used in the oscillator 50 shown in FIG. The general amplitude of PZT is the maximum value of the change amount when the thickness of the oscillator 50 changes periodically. When a spike voltage or a step voltage is applied to the polycrystal of PZT, the thickness changes periodically. Such a change is due to the inverse piezoelectric effect. As a result, an ultrasonic wave having an amplitude S can be transmitted. As shown in Table 1, the amplitude S of the powerful ultrasonic wave is 150 times the amplitude S of the ultrasonic wave for measurement. In high-power ultrasonic waves, the frequency dispersion tends to be narrow and the wave number tends to increase. However, in the calculation of the strain, it is only necessary to calculate the range where the strain reaches at the wavelength of one cycle, which is a normal wavelength, as in the case of the pulse wave.

図1に示す発振器50は試験片43に接しているので入射音波47は実質的に減損しない。このため試験片43は発振器50と同等の振幅で振動する。すなわち試験片43中の弾性応力波の振幅はSである。   Since the oscillator 50 shown in FIG. 1 is in contact with the test piece 43, the incident sound wave 47 is not substantially impaired. Therefore, the test piece 43 vibrates with the same amplitude as that of the oscillator 50. That is, the amplitude of the elastic stress wave in the test piece 43 is S.

パルス波の一波形の距離長さをλlとする。λlとは弾性応力波が継続時間λtと同一の長さの時間で試験片43中を音速Vで進行する時の進行距離である。λlは音速Vと継続時間λtとから求められる。図1に示す試験片43に生じるひずみはεで表される。ひずみεは下記式で表される。   Let λl be the distance length of one waveform of the pulse wave. λl is the travel distance when the elastic stress wave travels through the test piece 43 at the speed of sound V for the same length of time as the duration λt. λl is obtained from the sound speed V and the duration λt. The strain generated in the test piece 43 shown in FIG. The strain ε is expressed by the following formula.

ε=S/λl   ε = S / λl

上記式は以下の通り導くことができる。上述の通りひずみとは振動の振幅Δlと変形長さlとの比である。したがってε=Δl/lと表される。振幅Δlは上述の振幅Sである。lはパルス波の影響によって試験片が変形している範囲と考えられる。このためlは波形の距離長さλlとすることができる。ε=S/λlと言うことができる。ひずみεは本実施形態にかかる第二ひずみである。   The above equation can be derived as follows. As described above, the strain is the ratio between the vibration amplitude Δl and the deformation length l. Therefore, it is expressed as ε = Δl / l. The amplitude Δl is the amplitude S described above. l is considered to be the range where the specimen is deformed by the influence of the pulse wave. Therefore, l can be the distance length λl of the waveform. It can be said that ε = S / λl. The strain ε is the second strain according to this embodiment.

図1に示す試験片43は第二ひずみを伴って第二周波数の振動成分を含むように所定の帯域で振動する。かかる振動は上記パルス波の伝搬の結果として現れる。表1に示す周波数fはλtの逆数である。周波数fは第二周波数である。第二周波数は振動数である。   The test piece 43 shown in FIG. 1 vibrates in a predetermined band so as to include a vibration component of the second frequency with a second strain. Such vibrations appear as a result of the propagation of the pulse wave. The frequency f shown in Table 1 is the reciprocal of λt. The frequency f is a second frequency. The second frequency is the frequency.

パルス波には図2に示すように一波形の中に広い範囲の周波数の振動成分が含まれている。パルス波に含まれる振動成分の周波数は所定の帯域の範囲内で分散している。かかる振動は上記帯域に含まれる周波数を有する複数の単振動からなる合成振動であってもよい。ここで単振動とは単一周波数の連続波であってλtの継続時間を有するものでもよい。共振を利用して強力超音波を生成する場合は、周波数の分散レベルが小さくなることがある。したがってパルス波に含まれる振動成分は、パルス波自体がλtの継続時間を有する単振動とみなせる程度に小さな分散を示す場合もある。   As shown in FIG. 2, the pulse wave includes vibration components in a wide range of frequencies in one waveform. The frequency of the vibration component included in the pulse wave is dispersed within a predetermined band range. Such a vibration may be a combined vibration composed of a plurality of simple vibrations having a frequency included in the band. Here, the simple vibration may be a continuous wave having a single frequency and having a duration of λt. When generating strong ultrasonic waves using resonance, the frequency dispersion level may be small. Therefore, the vibration component included in the pulse wave may exhibit dispersion that is small enough that the pulse wave itself can be regarded as a single vibration having a duration of λt.

また本実施形態に係る第二損失正接は試験片43の呈する損失正接である。   The second loss tangent according to the present embodiment is a loss tangent exhibited by the test piece 43.

[DMA測定]
<引張ひずみ>
図3は引張ひずみによるDMA測定の模式図である。引張ひずみは第一ひずみの一例である。引張ひずみは試験片43が引張変形を伴う振動をする場合に生じる。試験片43は試験片43の表面42の法線方向に引張変形を伴う振動をする。このとき引張ひずみは、試験片長lに対する、法線方向の振幅Δlの比で表される。試験片長lは試験片43の図中の長手方向の長さである。その単位はメートル(m)である。
[DMA measurement]
<Tensile strain>
FIG. 3 is a schematic diagram of DMA measurement by tensile strain. Tensile strain is an example of the first strain. The tensile strain occurs when the test piece 43 vibrates with tensile deformation. The test piece 43 vibrates with tensile deformation in the normal direction of the surface 42 of the test piece 43. At this time, the tensile strain is expressed by the ratio of the amplitude Δl in the normal direction to the test piece length l. The test piece length l is the length of the test piece 43 in the longitudinal direction in the figure. The unit is meters (m).

かかるDMA測定によりひずみを測定した例を表2に表す。このようなDMA測定装置では通常、共振などの機械的制約から100Hzまでしか正常な測定ができない。特別な場合であっても1000Hzが正常な測定の限界とされている。また、大きなひずみでは低周波数での測定しかできないという制約がある。   Table 2 shows an example in which strain is measured by such DMA measurement. Such a DMA measuring apparatus can normally perform normal measurement only up to 100 Hz due to mechanical constraints such as resonance. Even in special cases, 1000Hz is considered the limit of normal measurement. In addition, there is a restriction that only a low frequency measurement can be performed with a large strain.

Figure 0006218298
Figure 0006218298

試験片長lは試験片に応力が発生してない時の試験片長lである。試験片43は加硫SBRからなる。ひずみは振幅Δlと試験片長lとの比の百分率である。試験片43は第一ひずみを伴って第一周波数で振動する。第一周波数は振動数である。本実施形態において試験片43の呈する損失正接を第一損失正接という。   The test piece length l is the test piece length l when no stress is generated on the test piece. The test piece 43 is made of vulcanized SBR. Strain is a percentage of the ratio of amplitude Δl and specimen length l. The test piece 43 vibrates at the first frequency with the first strain. The first frequency is the frequency. In this embodiment, the loss tangent exhibited by the test piece 43 is referred to as a first loss tangent.

<せん断ひずみ>
図4はせん断ひずみによるDMA測定の模式図である。せん断ひずみは第一ひずみの一例である。せん断ひずみは試験片がせん断変形を伴う振動をする場合に生じる。せん断変形はずり変形とも言い換えられる。試験片43は試験片43の表面42の接線方向にせん断変形を伴う振動をする。このときせん断ひずみγは表面42の法線方向の厚さに対する、接線方向の振幅Δsの比で表される。法線方向の厚さとは試験片厚みtである。
<Shear strain>
FIG. 4 is a schematic diagram of DMA measurement by shear strain. Shear strain is an example of the first strain. Shear strain occurs when the specimen vibrates with shear deformation. In other words, shear deformation and shear deformation. The test piece 43 vibrates with shear deformation in the tangential direction of the surface 42 of the test piece 43. At this time, the shear strain γ is expressed by the ratio of the amplitude Δs in the tangential direction to the thickness in the normal direction of the surface 42. The thickness in the normal direction is the specimen thickness t.

かかるDMA測定によりひずみを測定した例を表3に表す。このようなDMA測定装置では通常、共振などの機械的制約から100Hzまでしか正常な測定ができない。特別な場合であっても1000Hzが正常な測定の限界とされている。また、大きなひずみでは低周波数での測定しかできないという制約がある。   Table 3 shows an example in which strain is measured by such DMA measurement. Such a DMA measuring apparatus can normally perform normal measurement only up to 100 Hz due to mechanical constraints such as resonance. Even in special cases, 1000Hz is considered the limit of normal measurement. In addition, there is a restriction that only a low frequency measurement can be performed with a large strain.

Figure 0006218298
Figure 0006218298

表中の試験片厚みtは図4に示す試験片43に応力が発生してない時に測定されている。試験片43は加硫SBRからなる。せん断ひずみγは振幅Δsと試験片厚みtとの比(%)である。試験片43は第一ひずみを伴って第一周波数で振動する。第一周波数は振動数である。本実施形態において試験片43の呈する損失正接を第一損失正接という。   The test piece thickness t in the table is measured when no stress is generated in the test piece 43 shown in FIG. The test piece 43 is made of vulcanized SBR. The shear strain γ is a ratio (%) between the amplitude Δs and the specimen thickness t. The test piece 43 vibrates at the first frequency with the first strain. The first frequency is the frequency. In this embodiment, the loss tangent exhibited by the test piece 43 is referred to as a first loss tangent.

[タイヤに働くせん断ひずみ]
図5はタイヤに働くせん断ひずみの例である。タイヤは100%すべりの状態にある。100%すべりとはタイヤロック状態のことである。タイヤはトレッドを有する。かかる状態においてトレッドは振動する。トレッドは複数のブロックを有する。ブロックとはトレッド表面に形成された溝によって囲まれた直方体状の凸部である。
[Shear strain acting on tires]
FIG. 5 is an example of shear strain acting on a tire. The tire is 100% slippery. 100% slip means a tire locked state. The tire has a tread. In such a state, the tread vibrates. The tread has a plurality of blocks. A block is a rectangular parallelepiped convex part surrounded by the groove | channel formed in the tread surface.

図5にブロックの例としてブロック53を示す。ブロック53はブロック面54を有する。ブロック53はブロック53の基部でトレッド全体とつながっている。かかる基部を仮想的な基面56として図に表す。基面56とブロック面54は互いに反対側に位置する。タイヤが正立して路面と接している場合、複数のブロック面54が路面と接する。   FIG. 5 shows a block 53 as an example of the block. The block 53 has a block surface 54. The block 53 is connected to the entire tread at the base of the block 53. Such a base is shown as a virtual base surface 56 in the figure. The base surface 56 and the block surface 54 are located on opposite sides. When the tire stands upright and is in contact with the road surface, the plurality of block surfaces 54 are in contact with the road surface.

図5に示すブロック面54はトレッドの表面の接線方向と平行である。トレッドに対して、トレッドの表面において接線方向にせん断力が働く。かかるせん断力の発生に伴いトレッドにせん断ひずみが発生する。   The block surface 54 shown in FIG. 5 is parallel to the tangential direction of the tread surface. A shear force acts on the tread surface in a tangential direction with respect to the tread. As the shearing force is generated, shear strain is generated in the tread.

図5に示す摩擦力55は静止摩擦力である。路面と接するブロック面はそれぞれ摩擦力55を受ける。摩擦力55はヒステリシス摩擦によって発生する摩擦力である。ヒステリシス摩擦とはトレッドの振動の振動数に依存して生じる摩擦である。   The frictional force 55 shown in FIG. 5 is a static frictional force. Each block surface in contact with the road surface receives a frictional force 55. The frictional force 55 is a frictional force generated by hysteresis friction. Hysteresis friction is friction generated depending on the vibration frequency of the tread.

タイヤのウェットグリップはヒステリシスロスに依存している。かかる依存関係は上記トレッドの振動の周波数がメガヘルツ帯に属しているときに現れることが損失正接の周波数特性と摩擦係数の速度特性の対比から知られている。   Tire wet grip relies on hysteresis loss. It is known from the comparison between the frequency characteristic of loss tangent and the speed characteristic of the friction coefficient that such a dependency appears when the vibration frequency of the tread belongs to the megahertz band.

図5に示すΔsは変形量である。その単位はメートル(m)である。変形量Δsはブロック53をせん断変形させた時のブロック面54の変位の最大値である。ブロック面54の変位とは基面56との間のずれである。変形量Δsは最大静止摩擦力に達した摩擦力55によって発生する変位の大きさである。変形量Δsの求め方は後述する。   Δs shown in FIG. 5 is a deformation amount. The unit is meters (m). The deformation amount Δs is the maximum value of the displacement of the block surface 54 when the block 53 is subjected to shear deformation. The displacement of the block surface 54 is a deviation from the base surface 56. The deformation amount Δs is the magnitude of the displacement generated by the frictional force 55 that reaches the maximum static frictional force. A method for obtaining the deformation amount Δs will be described later.

図5に示すtはブロック厚である。ブロック厚とはブロック面54から測ったブロック53の高さである。すなわちブロック厚とはトレッドの表面の法線方向の厚さである。その単位はメートル(m)である。   T shown in FIG. 5 is a block thickness. The block thickness is the height of the block 53 measured from the block surface 54. That is, the block thickness is the thickness in the normal direction of the tread surface. The unit is meters (m).

タイヤに働くせん断ひずみを測定した例を表4に表す。   Table 4 shows an example of measuring the shear strain acting on the tire.

Figure 0006218298
Figure 0006218298

路面と接するブロック面54の面積の合計をAとする。その単位は平方メートル(m)である。ひずみは変形量Δsとブロック厚tとの比(%)である。接線力Fとは車重によって発生しうる最大摩擦力である。車重とはタイヤが支えている車両の重量である。接線力Fは最大静止摩擦力に達した摩擦力55の各ブロック53間の合計である。その単位はニュートン(N)である。A is the total area of the block surfaces 54 in contact with the road surface. The unit is square meters (m 2 ). The strain is a ratio (%) between the deformation amount Δs and the block thickness t. The tangential force F is the maximum frictional force that can be generated by the vehicle weight. The vehicle weight is the weight of the vehicle supported by the tire. The tangential force F is the total between the blocks 53 of the frictional force 55 that has reached the maximum static frictional force. The unit is Newton (N).

ブロック面は縦100mm、横100mmの大きさを有する。タイヤが支える車両の質量は2tとする。1本のタイヤの有するブロック面は質量Wを支える。質量Wは500kgである。ブロック面に負荷される力は下記式で表される。g(m/s)は重力加速度である。The block surface has a size of 100 mm in length and 100 mm in width. The mass of the vehicle supported by the tire is 2t. The block surface of one tire supports the mass W. The mass W is 500 kg. The force applied to the block surface is expressed by the following formula. g (m / s 2 ) is the gravitational acceleration.

W×g=500×9.8=4900(N)   W × g = 500 × 9.8 = 4900 (N)

摩擦係数は1.5である。接線力Fはブロック面に負荷される力と摩擦係数との積より求められる。接線力Fの値は表1に示すように7350(N)である。ずり弾性率Gは下記式で表される。   The coefficient of friction is 1.5. The tangential force F is obtained from the product of the force applied to the block surface and the friction coefficient. The value of the tangential force F is 7350 (N) as shown in Table 1. The shear modulus G is expressed by the following formula.

G=(F/A)/(Δs/t)   G = (F / A) / (Δs / t)

上記式に基づきΔsは下記式の通り導かれる。   Based on the above formula, Δs is derived as follows.

Δs=(F/A)/(G/t)   Δs = (F / A) / (G / t)

上述の通りせん断ひずみγとは振動の振幅Δsとブロック厚tとの比である。このためせん断ひずみγはγ=Δs/tで表すことができる。かかるせん断ひずみγはヒステリシス摩擦に関係する。かかるせん断ひずみγは表4のように表される。   As described above, the shear strain γ is the ratio between the vibration amplitude Δs and the block thickness t. Therefore, the shear strain γ can be expressed by γ = Δs / t. Such shear strain γ is related to hysteresis friction. The shear strain γ is expressed as shown in Table 4.

以上をまとめるとタイヤに働くせん断ひずみγとは、トレッドが、タイヤロック時に、摩擦によって、トレッドの表面の接線方向にせん断変形をする場合の、トレッド表面の法線方向の厚さtに対する、トレッドの表面の接線方向の変形量Δsの比を表す。ここで厚さtは特にトレッドの有するブロックの厚さを示す。   In summary, the shear strain γ acting on the tire is the tread with respect to the thickness t in the normal direction of the tread surface when the tread undergoes shear deformation in the tangential direction of the tread surface due to friction when the tire is locked. Represents the ratio of the amount of deformation Δs in the tangential direction of the surface. Here, the thickness t particularly indicates the thickness of the block of the tread.

非タイヤロック時にタイヤに働くせん断ひずみγはタイヤロック時にタイヤに働くせん断ひずみγと同様に表すことができる。例えば図5においてタイヤが100%すべりではないとものとする。このとき摩擦力55は最大静止摩擦力に達しないものの所定の大きさを有する接線力Fとなっている。特に定常走行では接線力Fの主要因は空気抵抗となる。このため非タイヤロック時のせん断ひずみγはタイヤロック時のせん断ひずみγよりも小さな値となる。   The shear strain γ acting on the tire when the tire is not locked can be expressed in the same manner as the shear strain γ acting on the tire when the tire is locked. For example, in FIG. 5, it is assumed that the tire does not slide 100%. At this time, the frictional force 55 is a tangential force F having a predetermined magnitude although it does not reach the maximum static frictional force. Particularly in steady running, the main factor of the tangential force F is air resistance. For this reason, the shear strain γ when the tire is not locked is smaller than the shear strain γ when the tire is locked.

以上、図5を用いてせん断ひずみについて説明した。非タイヤロック時にタイヤに働くひずみは、試験片に働く引張ひずみに置き換えることができる。すなわち実際のタイヤに働く応力の方向と異なる方向と整合しない引張ひずみを用いて試験片の損失正接を測定しても、所定のひずみの大きさに応じた損失正接の値を導出することができる。従来の研究により引張ひずみでもヒステリシス摩擦の検討が可能であることが示されている。このためDMA測定では引張変形を用いて、ひずみの大きさに応じた損失正接を測定してもよい。引張圧縮変形を用いて損失正接を測定することは測定の容易さと再現性の高さに優れる。   The shear strain has been described above with reference to FIG. The strain acting on the tire during non-tire locking can be replaced with the tensile strain acting on the test piece. That is, even if the loss tangent of the test piece is measured using a tensile strain that does not match the direction different from the direction of the stress acting on the actual tire, the value of the loss tangent corresponding to the magnitude of the predetermined strain can be derived. . Previous studies have shown that hysteresis friction can be studied even with tensile strain. Therefore, in the DMA measurement, loss tangent corresponding to the magnitude of strain may be measured using tensile deformation. Measuring the loss tangent using tensile and compressive deformation is excellent in ease of measurement and high reproducibility.

[タイヤの特性の評価条件]
本実施形態に係る、タイヤの有する特性を評価する方法を示す。かかる方法では、タイヤの有するトレッドの呈する損失正接を測定する。測定はトレッドを構成するゴムの組成と同一の組成を有する試験片を所定のひずみ及び所定の周波数で振動させることで行う。測定はDMA測定と超音波測定によって行うことが好ましい。測定によって得られた結果に基づきタイヤの有する特性を評価する。
[Evaluation conditions for tire characteristics]
The method to evaluate the characteristic which a tire concerning this embodiment has is shown. In this method, the loss tangent exhibited by the tread of the tire is measured. The measurement is performed by vibrating a test piece having the same composition as that of the rubber constituting the tread at a predetermined strain and a predetermined frequency. The measurement is preferably performed by DMA measurement and ultrasonic measurement. The characteristics of the tire are evaluated based on the results obtained by the measurement.

所定のひずみ及び所定の周波数は、実際にタイヤのトレッドが路面との接触によって生ずる振動のひずみ及び周波数を模している。ひずみは上述のせん断ひずみ又は引張ひずみのいずれかである。上述の通りせん断ひずみはせん断変形に伴って生じる。上述の通り従来の研究により引張ひずみでもヒステリシス摩擦の検討が可能であることが示されている。粘弾性測定でタイヤに付与される振動と、実際に路面上を回転するタイヤに付与される振動とを以下に対比する。   The predetermined strain and the predetermined frequency imitate the distortion and frequency of vibration actually caused by the contact of the tire tread with the road surface. The strain is either the above-described shear strain or tensile strain. As described above, shear strain is generated along with shear deformation. As described above, it has been shown by conventional research that hysteresis friction can be examined even with tensile strain. The vibration applied to the tire in the viscoelasticity measurement is compared with the vibration applied to the tire that actually rotates on the road surface.

図3及び表3に示されるDMA測定時の試験片のひずみに対して図1及び表1に示される超音波測定時の試験片のひずみは大きい。一方タイヤロック時のタイヤのひずみの大きさと同等の大きさを有するひずみは上記強力超音波で生成出来る。かかる超音波は上述の通り約35%のひずみを作成することができる。かかるひずみの大きさは図5及び表4に表されるひずみの大きさに近い。なお試験片中の超音波は縦波の弾性応力波である。かかる弾性応力波は引張と圧縮によるひずみを生じる。かかるひずみの大きさと損失正接との相関は、図5に示すトレッドのせん断ひずみの大きさとトレッドが呈する損失正接との相関を模している。   The strain of the test piece at the time of ultrasonic measurement shown in FIG. 1 and Table 1 is larger than the strain of the test piece at the time of DMA measurement shown in FIG. 3 and Table 3. On the other hand, a strain having a magnitude equivalent to that of the tire when the tire is locked can be generated by the high-intensity ultrasonic wave. Such ultrasound can create a strain of about 35% as described above. The magnitude of the strain is close to the magnitude of the strain shown in FIG. The ultrasonic waves in the test piece are longitudinal elastic stress waves. Such elastic stress waves cause strain due to tension and compression. The correlation between the magnitude of the strain and the loss tangent mimics the correlation between the magnitude of the shear strain of the tread shown in FIG. 5 and the loss tangent exhibited by the tread.

タイヤロック時のタイヤの振動の周波数と同等の周波数を有する振動は超音波で生成出来る。かかる超音波の振幅の一例は150μmである。かかる超音波の周波数の一例は20kHz〜1MHzである。超音波測定において再現できるせん断ひずみの大きさ及び振動の周波数はタイヤロック時のタイヤの呈するせん断ひずみの大きさ及び振動の周波数に類似する。このためタイヤロック時のトレッドの振動は超音波測定において高周波弾性応力波の伝搬と反射によって模式的に再現できる。超音波測定は高周波粘弾性測定に適する。   Vibration having a frequency equivalent to the frequency of vibration of the tire when the tire is locked can be generated by ultrasonic waves. An example of the amplitude of such an ultrasonic wave is 150 μm. An example of the frequency of such ultrasonic waves is 20 kHz to 1 MHz. The magnitude of shear strain and the frequency of vibration that can be reproduced in ultrasonic measurement are similar to the magnitude of shear strain and the frequency of vibration exhibited by the tire when the tire is locked. For this reason, the vibration of the tread when the tire is locked can be schematically reproduced by propagation and reflection of a high-frequency elastic stress wave in ultrasonic measurement. Ultrasonic measurement is suitable for high-frequency viscoelasticity measurement.

一方、定常走行では空気抵抗が主要因の接線力Fとなる。したがってひずみも小さな値となり転がり抵抗に関係する周波数は小さい。これにより非タイヤロック時のトレッドの振動はDMA測定において試験片に加えられる振動によって模式的に再現できる。これはDMA測定において振動が低周波数であり、かつ低ひずみだからである。DMA測定は低周波粘弾性測定に適する。   On the other hand, in steady running, air resistance becomes the tangential force F, the main factor. Therefore, the strain is also a small value, and the frequency related to the rolling resistance is small. Thereby, the vibration of the tread when the tire is not locked can be schematically reproduced by the vibration applied to the test piece in the DMA measurement. This is because vibration is low frequency and low distortion in the DMA measurement. DMA measurement is suitable for low frequency viscoelasticity measurement.

以上に基づき、試験片の呈する損失正接を測定することで、タイヤの有するトレッドの呈する損失正接を求めることができる。   Based on the above, the loss tangent exhibited by the tread of the tire can be obtained by measuring the loss tangent exhibited by the test piece.

図3又は図4に示すように第一ひずみを伴って第一周波数で試験片を振動させることで、試験片の呈する第一損失正接を取得する。測定はDMA測定で行う。第一ひずみは図4に示すせん断ひずみである。第一ひずみは図3に示す引張ひずみでもよい。第一ひずみは10%以下であることが好ましい。第一周波数は1Hz以上かつ1×10Hz以下であることが好ましい。As shown in FIG. 3 or 4, the first loss tangent exhibited by the test piece is obtained by vibrating the test piece at the first frequency with the first strain. Measurement is performed by DMA measurement. The first strain is a shear strain shown in FIG. The first strain may be the tensile strain shown in FIG. The first strain is preferably 10% or less. The first frequency is preferably 1 Hz or more and 1 × 10 2 Hz or less.

第二損失正接の取得は第一損失正接の取得の前又は後に行う。図1に示すように第二ひずみを伴って第二周波数帯域で試験片を振動させて第二損失正接を取得する。取得は超音波測定で行う。振動は超音波振動子によって発生させる。超音波振動子の例は発振器50である。   Acquisition of the second loss tangent is performed before or after acquisition of the first loss tangent. As shown in FIG. 1, the second loss tangent is obtained by vibrating the test piece in the second frequency band with the second strain. Acquisition is performed by ultrasonic measurement. The vibration is generated by an ultrasonic transducer. An example of the ultrasonic transducer is the oscillator 50.

図1に示すように試験片に第二周波数帯域を有する音波、すなわち超音波を放射する。超音波は弾性応力波として試験片中を伝わる。かかる放射に基づき、第二損失正接を測定する。第二ひずみを生じる弾性応力波はせん断ひずみによるせん断波であってもよく引っ張り圧縮ひずみによる縦波であってもよい。第二ひずみは第一ひずみより大きい。第二ひずみは1%以上かつ1×10%以下であることが好ましい。第二周波数帯域は第一周波数より高い。第二周波数帯域は0.1MHz以上かつ1×10MHz以下の範囲に含まれることが好ましい。As shown in FIG. 1, a sound wave having a second frequency band, that is, an ultrasonic wave is emitted to the test piece. Ultrasonic waves propagate through the specimen as elastic stress waves. Based on such radiation, the second loss tangent is measured. The elastic stress wave that generates the second strain may be a shear wave due to a shear strain or a longitudinal wave due to a tensile compression strain. The second strain is greater than the first strain. The second strain is preferably 1% or more and 1 × 10 2 % or less. The second frequency band is higher than the first frequency. The second frequency band is preferably included in the range of 0.1 MHz to 1 × 10 2 MHz.

特性の評価は第二損失正接が第一損失正接の60倍以上であるか否かを判定する。第二損失正接が第一損失正接の60倍以上であれば、上記トレッドを有するタイヤは高いグリップ性能及び小さな転がり抵抗を呈すると判別される。様々なグリップ性能の中でも特にウェットグリップ性能においてタイヤは優れると判別される。かかる判別は後述するコンピュータで行ってもよい。   The evaluation of characteristics determines whether or not the second loss tangent is 60 times or more of the first loss tangent. If the second loss tangent is 60 times or more of the first loss tangent, it is determined that the tire having the tread exhibits high grip performance and small rolling resistance. Among various grip performances, tires are determined to be particularly excellent in wet grip performance. Such determination may be performed by a computer described later.

[所定の損失正接]
本実施形態に係るタイヤの説明に戻る。上述の通りトレッドは所定の損失正接を呈する。かかる損失正接はトレッドの振動におけるひずみ及び周波数に依拠して変化する。かかる損失正接は異なる周波数ごとに少なくとも第一損失正接及び第二損失正接として示される値を呈する。
[Predetermined loss tangent]
Returning to the description of the tire according to the present embodiment. As described above, the tread exhibits a predetermined loss tangent. Such loss tangent varies depending on the strain and frequency in the tread vibration. Such a loss tangent exhibits values indicated as at least a first loss tangent and a second loss tangent for each different frequency.

第一損失正接はトレッドが第一ひずみを伴って第一周波数で振動する時にトレッドの呈する損失正接である。第一ひずみとは特に非タイヤロック時のせん断ひずみ又は引張圧縮ひずみである。第一周波数とは特に非タイヤロック時におけるトレッドの振動の周波数である。第一ひずみは10%以下であることが好ましい。第一周波数は1Hz以上かつ1×10Hz以下であることが好ましい。The first loss tangent is a loss tangent exhibited by the tread when the tread vibrates at the first frequency with the first strain. The first strain is a shear strain or a tensile compression strain at the time of non-tire locking. The first frequency is a frequency of tread vibration particularly when the tire is not locked. The first strain is preferably 10% or less. The first frequency is preferably 1 Hz or more and 1 × 10 2 Hz or less.

車重によるタイヤ変形を重視して第一損失正接の低減することもできる。タイヤの素材として異方性繊維強化材料やカーボン凝集体が配向している材料を用いる。これらの材料ではタイヤが圧縮される方向に配向されている繊維やカーボン凝集体が支配的となっている。これらの材料では圧縮方向の弾性率が他の方向に比べて高い。このため他の材料を用いた場合に比べタイヤに生じるひずみは小さい。タイヤの支える車体の重量が大きくなってもこの傾向が見られる。タイヤケーシング設計や空気圧の最適化は燃費を低減するのに役立つ。しかしながら、これらは摩擦と関係しない。したがってこれらはトレッド設計とは別に検討される。   The first loss tangent can also be reduced with emphasis on tire deformation due to vehicle weight. An anisotropic fiber reinforced material or a material in which carbon aggregates are oriented is used as a tire material. In these materials, fibers and carbon aggregates oriented in the direction in which the tire is compressed are dominant. These materials have a higher elastic modulus in the compression direction than in other directions. For this reason, the distortion which arises in a tire is small compared with the case where other materials are used. This tendency can be seen even if the weight of the body supported by the tire increases. Tire casing design and air pressure optimization can help reduce fuel consumption. However, these are not related to friction. These are therefore considered separately from the tread design.

本実施形態において、第二損失正接はトレッドが第二ひずみを伴って第二周波数帯域で振動する時にトレッドの呈する損失正接である。第二ひずみとは特にタイヤロック時のせん断ひずみである。第二周波数帯域とは特にタイヤロック時におけるトレッドの振動の周波数帯域である。第二ひずみは第一ひずみより大きい。第二周波数帯域は第一周波数より高い。前記第二ひずみは10%以上であることが好ましい。前記第二周波数帯域は0.1MHz以上かつ1×10MHz以下の範囲に含まれることが好ましい。In the present embodiment, the second loss tangent is a loss tangent exhibited by the tread when the tread vibrates in the second frequency band with the second strain. The second strain is a shear strain particularly when the tire is locked. The second frequency band is a frequency band of tread vibration particularly when the tire is locked. The second strain is greater than the first strain. The second frequency band is higher than the first frequency. The second strain is preferably 10% or more. The second frequency band is preferably included in a range of 0.1 MHz to 1 × 10 2 MHz.

第二損失正接は第一損失正接よりも大きい。第二損失正接は第一損失正接の60倍以上であることが好ましい。第一損失正接が0.2以下であるとともに、第二損失正接が0.5以上であることが好ましい。上記トレッドを有するタイヤは高いグリップ性能及び小さな転がり抵抗を呈する。かかるタイヤは、特には優れたウェットグリップ性能とともに高い省燃費性能を有することで特徴づけられる。   The second loss tangent is greater than the first loss tangent. The second loss tangent is preferably 60 times or more the first loss tangent. The first loss tangent is preferably 0.2 or less, and the second loss tangent is preferably 0.5 or more. The tire having the tread exhibits high grip performance and small rolling resistance. Such tires are particularly characterized by having high fuel-saving performance along with excellent wet grip performance.

なおトレッドの呈する損失正接を直接測定できない場合は、トレッドを構成するゴムの組成と同一の組成を有する試験片の損失正接を測定することでこれに換えてもよい。   In addition, when the loss tangent which a tread exhibits cannot be measured directly, you may change to this by measuring the loss tangent of the test piece which has the same composition as the rubber composition which comprises a tread.

[損失正接の測定]
<測定装置>
タイヤの損失正接は図6に示す測定装置1を用いて測定することができる。測定装置1は、制御部10とレオメーター部11と超音波放射部12と信号発生部13と変換部14と処理部15とを備える。測定装置1として、高周波粘弾性株式会社(HighFrequency ViscoElasticity Corporation, Yokohama, kanagawa, Japan)製の高周波粘弾性計測装置を用いることができる。
[Measurement of loss tangent]
<Measurement device>
The loss tangent of the tire can be measured using a measuring apparatus 1 shown in FIG. The measuring apparatus 1 includes a control unit 10, a rheometer unit 11, an ultrasonic radiation unit 12, a signal generation unit 13, a conversion unit 14, and a processing unit 15. As the measuring device 1, a high frequency viscoelasticity measuring device manufactured by High Frequency ViscoElasticity Corporation, Yokohama, Kanagawa, Japan can be used.

図6に示すレオメーター部11は低周波粘弾性測定に用いる。レオメーター部11は駆動部20と軸21と板22とを有する。超音波放射部12は高周波粘弾性測定に用いる。超音波放射部12はトランスデューサ25と遅延材26とを備える。レオメーター部11と超音波放射部12は、試験片43を挟み込んでいる。試験片43は板22と遅延材26との間に設置される。   The rheometer unit 11 shown in FIG. 6 is used for low-frequency viscoelasticity measurement. The rheometer unit 11 includes a drive unit 20, a shaft 21, and a plate 22. The ultrasonic radiation unit 12 is used for high-frequency viscoelasticity measurement. The ultrasonic radiation unit 12 includes a transducer 25 and a delay material 26. The rheometer unit 11 and the ultrasonic radiation unit 12 sandwich a test piece 43. The test piece 43 is installed between the plate 22 and the delay member 26.

図6に示す制御部10は、メモリやその他のIC(Integrated Circuit)等の回路を備える。制御部10は、処理部15から制御信号を取得する。制御部10は制御信号に基づいてレオメーター部11を利用して試験片43に所定のひずみを印加する。制御信号はひずみの情報である。ひずみの情報は振動の振幅、周波数又は周期、及び張力の情報を含む。ひずみの情報はひずみの時間変化の情報を含む。ひずみの情報はひずみの周期変化の情報を含む。ひずみの時間変化の情報からはひずみの位相が抽出できる。   The control unit 10 shown in FIG. 6 includes a circuit such as a memory and other IC (Integrated Circuit). The control unit 10 acquires a control signal from the processing unit 15. The control unit 10 applies a predetermined strain to the test piece 43 using the rheometer unit 11 based on the control signal. The control signal is distortion information. The strain information includes vibration amplitude, frequency or period, and tension information. The strain information includes strain change over time. The strain information includes information on strain period changes. The strain phase can be extracted from the strain change information.

図6に示す制御部10は、駆動部20に対して駆動指示を出力する。駆動部20は駆動指示を受ける。駆動指示は振動の振幅、周波数又は周期、及び張力の情報を含む。周波数は1Hz以上かつ1×10Hz以下である。The control unit 10 illustrated in FIG. 6 outputs a drive instruction to the drive unit 20. The drive unit 20 receives a drive instruction. The drive instruction includes vibration amplitude, frequency or period, and tension information. The frequency is 1 Hz or more and 1 × 10 2 Hz or less.

図6に示す駆動部20は駆動指示に基づいて、軸21及び板22を介して試験片43を縦方向に振動させる。縦方向とは軸21の長さ方向である。長さ方向とは図6における上下方向である。長さ方向とは駆動部20から板22に向かう方向に対して平行な方向である。振動は正弦波振動である。振動は軸21及び板22を通じて駆動部20から試験片43に伝搬する。   The drive unit 20 shown in FIG. 6 vibrates the test piece 43 in the vertical direction via the shaft 21 and the plate 22 based on the drive instruction. The vertical direction is the length direction of the shaft 21. The length direction is the vertical direction in FIG. The length direction is a direction parallel to the direction from the drive unit 20 toward the plate 22. The vibration is a sinusoidal vibration. The vibration propagates from the driving unit 20 to the test piece 43 through the shaft 21 and the plate 22.

図6に示す駆動部20は軸21及び板22を介して上記張力と等しい力をもって試験片43を長さ方向に引く。駆動部20はモータ23とセンサ24を有する。かかる力はモータ23が発生する。試験片43はかかる力に対する応力を発生する。かかる応力は張力である。試験片43は長さ方向に引張変形する。   The driving unit 20 shown in FIG. 6 pulls the test piece 43 in the length direction through the shaft 21 and the plate 22 with a force equal to the tension. The drive unit 20 includes a motor 23 and a sensor 24. Such a force is generated by the motor 23. The test piece 43 generates a stress against this force. Such stress is tension. The test piece 43 is tensile-deformed in the length direction.

図6に示す試験片43はねじり変形してもよい。モータ23は駆動指示に応じて軸21を回動させる。軸21は環状板22と接続されている。軸21の動きに応じて板22が動く。板22は試験片43の一面に固定されている。このため試験片43は駆動部20から力を受ける。試験片43にはかかる力に応じたひずみが発生するとともに、試験片43はねじり変形する。   The test piece 43 shown in FIG. 6 may be torsionally deformed. The motor 23 rotates the shaft 21 in response to a drive instruction. The shaft 21 is connected to the annular plate 22. The plate 22 moves according to the movement of the shaft 21. The plate 22 is fixed to one surface of the test piece 43. Therefore, the test piece 43 receives a force from the drive unit 20. A strain corresponding to the force applied to the test piece 43 is generated, and the test piece 43 is torsionally deformed.

図6に示すセンサ24は張力を検出する。センサ24は検出した張力の情報を変換部14に出力する。センサ24はせん断力に対する応力を検出してもよい。センサ24はかかる応力の情報を変換部14に出力する。   The sensor 24 shown in FIG. 6 detects tension. The sensor 24 outputs the detected tension information to the conversion unit 14. The sensor 24 may detect a stress against a shearing force. The sensor 24 outputs information on the stress to the conversion unit 14.

応力の情報は応力の時間変化の情報を含む。応力の情報は応力の周期変化の情報を含む。応力の時間変化の情報からは応力の位相が抽出できる。応力の時間変化の情報が備える時間情報はひずみの時間変化の情報が備える時間情報と同一である。このため応力の時間変化の情報はひずみの時間変化の情報と比較することができる。これらの応力の情報はアナログ情報でもデジタル情報でもよい。   The information on stress includes information on time change of stress. The information on stress includes information on the periodic change of stress. The phase of the stress can be extracted from the information on the time change of the stress. The time information included in the information about the time change of the stress is the same as the time information included in the information about the time change of the strain. For this reason, the information on the time change of the stress can be compared with the information on the time change of the strain. Such stress information may be analog information or digital information.

変換部14はアナログ情報をデジタル情報に変換してもよい。変換部14は変換された情報を処理部15に出力する。処理部15は変換された情報を受ける。   The conversion unit 14 may convert analog information into digital information. The conversion unit 14 outputs the converted information to the processing unit 15. The processing unit 15 receives the converted information.

図6に示すトランスデューサ25は発振器である。発振器は圧電素子を備える。圧電素子は圧電材を備える。好ましい圧電材はPZTの多結晶である。圧電材に電圧が負荷されると圧電材の体積が変化する。電圧の周期的な変化は圧電材の体積の周期的な変化をもたらす。電圧の周期的な変化はトランスデューサ25の受ける電気信号によって作ることができる。圧電材の体積の周期的な変化は音波を生じる。計測用PZTは電圧の周期的変化を音波に変換する。トランスデューサ25は音波を発信する。音波は上記超音波である。超音波は上記パルス波である。   The transducer 25 shown in FIG. 6 is an oscillator. The oscillator includes a piezoelectric element. The piezoelectric element includes a piezoelectric material. A preferable piezoelectric material is PZT polycrystal. When voltage is applied to the piezoelectric material, the volume of the piezoelectric material changes. Periodic changes in voltage cause periodic changes in the volume of the piezoelectric material. A periodic change in voltage can be generated by an electrical signal received by the transducer 25. Periodic changes in the volume of the piezoelectric material produce sound waves. The measurement PZT converts a periodic change in voltage into a sound wave. The transducer 25 emits sound waves. The sound wave is the above ultrasonic wave. The ultrasonic wave is the pulse wave.

トランスデューサ25は音波の発信に加えて受信を行うことができる。圧電材は音波を受けて電圧の変化を発生することもできる。PZTの多結晶を用いた装置は音波を電圧の周期的変化に変換することもできる。トランスデューサ25は電圧の周期的変化を電気信号として出力することができる。   The transducer 25 can receive in addition to transmitting sound waves. The piezoelectric material can generate a change in voltage upon receiving a sound wave. An apparatus using polycrystals of PZT can also convert sound waves into periodic changes in voltage. The transducer 25 can output a periodic change in voltage as an electrical signal.

トランスデューサ25は超音波放射部12の内部に取り付けられている。遅延材26の有する一方の面はトランスデューサ25と密着している。遅延材26は一方の面と対向する他方の面を有する。他方の面は試験片43と接触している。トランスデューサ25は、方向整合器28と接続される。   The transducer 25 is attached inside the ultrasonic radiation unit 12. One surface of the retarder 26 is in close contact with the transducer 25. The delay member 26 has the other surface facing one surface. The other surface is in contact with the test piece 43. The transducer 25 is connected to the direction matcher 28.

図6に示す方向整合器28は電気信号をトランスデューサ25に供給する。トランスデューサ25は電気信号を音波に変換する。電気信号は高周波の音波の情報を有する。音波の情報の例は、音波がパルス状であるという情報及び音波が所定の周波数成分を含むという情報である。トランスデューサ25は、音波を遅延材26に放射する。音波は遅延材26に入射する。遅延材26は音波を伝搬する。遅延材26は音波を遅延させる。   A direction aligner 28 shown in FIG. 6 supplies an electrical signal to the transducer 25. The transducer 25 converts an electrical signal into a sound wave. The electrical signal has high frequency sound wave information. Examples of sound wave information are information that the sound wave is pulsed and information that the sound wave includes a predetermined frequency component. The transducer 25 radiates sound waves to the delay material 26. The sound wave enters the delay material 26. The delay material 26 propagates sound waves. The delay material 26 delays the sound wave.

図6に示す遅延材26は音波を試験片43に放射する。音波は試験片43に入射する。試験片43は音波を反射する。遅延材26は反射された音波をトランスデューサ25に伝搬する。音波はトランスデューサ25に入射する。トランスデューサ25は音波を受ける。   The delay material 26 shown in FIG. 6 radiates sound waves to the test piece 43. The sound wave enters the test piece 43. The test piece 43 reflects sound waves. The delay material 26 propagates the reflected sound wave to the transducer 25. The sound wave enters the transducer 25. The transducer 25 receives sound waves.

図6に示すトランスデューサ25は反射された音波の大きさを測定する。トランスデューサ25は反射された音波を電気信号に変換する。トランスデューサ25は反射された音波の大きさの情報を取得する。トランスデューサ25は電気信号を方向整合器28に出力する。   The transducer 25 shown in FIG. 6 measures the magnitude of the reflected sound wave. The transducer 25 converts the reflected sound wave into an electrical signal. The transducer 25 acquires information on the magnitude of the reflected sound wave. The transducer 25 outputs an electrical signal to the direction matcher 28.

図6に示す遅延材26は音波を遅延させる。遅延材26は所定の伝搬長を有する。伝播長が長くなるとトランスデューサ25が音波を放射してから、試験片43で反射された音波を受けるまでの間の時間が長くなる。遅延材26はトランスデューサ25が音波を連続的に放射しているときに有意義な働きをする。遅延材26は、トランスデューサ25が音波を放射している時間と、トランスデューサ25に音波が入射している時間との重複を解消する。   The delay material 26 shown in FIG. 6 delays sound waves. The delay material 26 has a predetermined propagation length. As the propagation length increases, the time from when the transducer 25 radiates the sound wave to when the sound wave reflected by the test piece 43 is received becomes longer. The delay material 26 has a significant function when the transducer 25 is continuously emitting sound waves. The delay member 26 eliminates the overlap between the time that the transducer 25 emits sound waves and the time that the sound waves are incident on the transducer 25.

図6に示す信号発生部13は電気信号を発生する。信号発生部13は電気信号を出力する。超音波放射部12は電気信号を受ける。かかる電気信号は損失正接の算出に役立つ。   The signal generator 13 shown in FIG. 6 generates an electrical signal. The signal generator 13 outputs an electrical signal. The ultrasonic radiation unit 12 receives an electrical signal. Such an electrical signal is useful for calculating the loss tangent.

図6に示す信号発生部13はトランスデューサ25が出力した電気信号を受信する。信号発生部13はかかる電気信号を出力する。変換部14はかかる電気信号を受ける。   The signal generator 13 shown in FIG. 6 receives the electrical signal output from the transducer 25. The signal generator 13 outputs such an electric signal. The converter 14 receives such an electric signal.

図6に示す信号発生部13は発生器27と方向整合器28と増幅器29とを有する。処理部15は放射指示信号を出力する。発生器27は放射指示信号を受ける。発生器27は放射指示信号に基づいて電気信号を生成する。電気信号は駆動波形の情報を含む。   The signal generator 13 shown in FIG. 6 includes a generator 27, a direction matching unit 28, and an amplifier 29. The processing unit 15 outputs a radiation instruction signal. Generator 27 receives a radiation indication signal. The generator 27 generates an electrical signal based on the radiation instruction signal. The electrical signal includes drive waveform information.

駆動波形とは図6に示すトランスデューサ25が駆動するのに必要な情報である。トランスデューサ25が駆動すると音波を放射する。駆動波形とはトランスデューサ25が放射する音波の波形である。   The drive waveform is information necessary for driving the transducer 25 shown in FIG. When the transducer 25 is driven, a sound wave is emitted. The drive waveform is a waveform of a sound wave emitted from the transducer 25.

図6に示す発生器27は電気信号を出力する。方向整合器28はかかる電気信号を受ける。発生器27はさらにトリガ信号を出力する。トリガ信号は発生器27が電気信号を出力した時刻の情報を有する。増幅器29はトリガ信号を受ける。増幅器29はトリガ信号を受ける。   The generator 27 shown in FIG. 6 outputs an electrical signal. Direction aligner 28 receives such an electrical signal. The generator 27 further outputs a trigger signal. The trigger signal has information on the time when the generator 27 outputs the electrical signal. The amplifier 29 receives the trigger signal. The amplifier 29 receives the trigger signal.

図6に示す方向整合器28は、発生器27、増幅器29及びトランスデューサ25と接続されている。方向整合器28は発生器27から受信した電気信号をトランスデューサ25に出力する。方向整合器28はトランスデューサ25から供給された電気信号を増幅器29に出力する。方向整合器28はこれらの信号の伝送方向を調節している。このため発生器27から出力された電気信号は増幅器29に出力されない。   The directional matcher 28 shown in FIG. 6 is connected to the generator 27, the amplifier 29, and the transducer 25. The direction matching unit 28 outputs the electrical signal received from the generator 27 to the transducer 25. The direction matching unit 28 outputs the electrical signal supplied from the transducer 25 to the amplifier 29. The direction matching unit 28 adjusts the transmission direction of these signals. For this reason, the electrical signal output from the generator 27 is not output to the amplifier 29.

図6に示す増幅器29は方向整合器28から電気信号を受ける。この電気信号はもともとトランスデューサ25が出力した電気信号である。増幅器29は供給された電気信号中の高周波成分を所定の増幅率で増幅する。増幅器29は電気信号を出力する。変換部14はかかる電気信号を受ける。   The amplifier 29 shown in FIG. 6 receives an electrical signal from the direction matching unit 28. This electric signal is an electric signal originally output from the transducer 25. The amplifier 29 amplifies the high frequency component in the supplied electric signal with a predetermined amplification factor. The amplifier 29 outputs an electrical signal. The converter 14 receives such an electric signal.

上記電気信号では高周波成分が増幅されている。高周波成分の一例は1MHz〜100MHzの成分である。かかる成分は高周波とともに振動する試験片43の損失正接を算出するのに必要である。   In the electric signal, a high frequency component is amplified. An example of the high frequency component is a component of 1 MHz to 100 MHz. Such a component is necessary to calculate the loss tangent of the test piece 43 that vibrates with a high frequency.

図6に示す増幅器29は、発生器27からトリガ信号を受信後、方向整合器28から供給される電気信号の受信を開始する。図6に示す増幅器29は、トリガ信号を受信しない限り電気信号を受信しない。増幅器29は電気信号の受信以外の不要な動作をしない。   The amplifier 29 shown in FIG. 6 starts receiving the electrical signal supplied from the direction matching unit 28 after receiving the trigger signal from the generator 27. The amplifier 29 shown in FIG. 6 does not receive an electrical signal unless it receives a trigger signal. The amplifier 29 does not perform unnecessary operations other than reception of electrical signals.

図6に示す変換部14は、処理部15と、それ以外との間で送受される情報の信号形式の変換を行う。変換部14は、D/A変換部30及びA/D変換部31を有する。   The conversion unit 14 illustrated in FIG. 6 performs conversion of the signal format of information transmitted and received between the processing unit 15 and the others. The conversion unit 14 includes a D / A conversion unit 30 and an A / D conversion unit 31.

図6に示すD/A変換部30はD/A変換回路(コンバータ)を備える。D/A変換部30は、処理部15から出力されたデジタルの制御信号をアナログ信号に変換する。D/A変換部30はアナログ信号を出力する。制御部10はアナログ信号を受ける。アナログ信号の一部は放射指示信号である。発生器27は放射指示信号を受ける。   The D / A converter 30 shown in FIG. 6 includes a D / A converter circuit (converter). The D / A converter 30 converts the digital control signal output from the processor 15 into an analog signal. The D / A converter 30 outputs an analog signal. The control unit 10 receives an analog signal. Part of the analog signal is a radiation instruction signal. Generator 27 receives a radiation indication signal.

図6に示すA/D変換部31はA/D変換回路(コンバータ)を備える。A/D変換部31は増幅器29から出力された電気信号をデジタル信号に変換する。かかる電気信号はもともとアナログ信号である。A/D変換部31はデジタル信号を出力する。処理部15はデジタル信号を受ける。   The A / D conversion unit 31 illustrated in FIG. 6 includes an A / D conversion circuit (converter). The A / D converter 31 converts the electrical signal output from the amplifier 29 into a digital signal. Such an electrical signal is originally an analog signal. The A / D converter 31 outputs a digital signal. The processing unit 15 receives a digital signal.

図6に示すA/D変換部31は、センサ24から出力された電気信号をデジタル信号に変換する。かかる電気信号はもともとアナログ信号である。A/D変換部31はデジタル信号を出力する。処理部15はデジタル信号を受ける。   The A / D converter 31 shown in FIG. 6 converts the electrical signal output from the sensor 24 into a digital signal. Such an electrical signal is originally an analog signal. The A / D converter 31 outputs a digital signal. The processing unit 15 receives a digital signal.

図6に示す処理部15は損失正接を算出する。損失正接は試験片43の振動の周波数によって異なる。電気信号は超音波放射部12から信号発生部13及び変換部14を介して処理部15に送られる。処理部15は電気信号を用いて試験片43の損失正接を算出する。   The processing unit 15 illustrated in FIG. 6 calculates the loss tangent. The loss tangent varies depending on the vibration frequency of the test piece 43. The electrical signal is sent from the ultrasonic radiation unit 12 to the processing unit 15 via the signal generation unit 13 and the conversion unit 14. The processing unit 15 calculates the loss tangent of the test piece 43 using the electrical signal.

処理部15は、例えばコンピュータ、好ましくはパーソナルコンピュータを備える。コンピュータはメモリ及びCPUを備える。コンピュータはプログラムで動作する。プログラムはメモリにロードされ、CPUで実行される。処理部15の動作に必要な情報はプログラムに記述することができる。   The processing unit 15 includes, for example, a computer, preferably a personal computer. The computer includes a memory and a CPU. The computer operates with a program. The program is loaded into the memory and executed by the CPU. Information necessary for the operation of the processing unit 15 can be described in a program.

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD−ROM(Read Only Memory)、CD−R、CD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(random access memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。   The program may be stored using various types of non-transitory computer readable media and supplied to a computer. Non-transitory computer readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-transitory computer-readable media include magnetic recording media (for example, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (for example, magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs, CD-R / W and semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (random access memory)) are included. The program may also be supplied to the computer by various types of transitory computer readable media. Examples of transitory computer readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves. The temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.

図6に示す処理部15は制御信号を出力する。制御部10は制御信号を受ける。処理部15は試験片43のひずみの情報を格納する。ひずみの情報は上記制御信号に含まれる。処理部15はデジタル信号を受ける。   The processing unit 15 shown in FIG. 6 outputs a control signal. The control unit 10 receives a control signal. The processing unit 15 stores information on the strain of the test piece 43. Strain information is included in the control signal. The processing unit 15 receives a digital signal.

デジタル信号には図6に示すセンサ24が出力したアナログ信号が変換されて生じたデジタル信号が含まれる。かかるデジタル信号は試験片43に作用している応力の位相の情報を含む。処理部15はこれらの情報に基づき、低周波で振動する試験片43の呈する損失正接を算出する。   The digital signal includes a digital signal generated by converting an analog signal output from the sensor 24 shown in FIG. Such a digital signal includes information on the phase of the stress acting on the test piece 43. Based on these pieces of information, the processing unit 15 calculates a loss tangent exhibited by the test piece 43 that vibrates at a low frequency.

図6に示す処理部15は所定の周波数領域における波形の解析処理を行なう。かかる解析処理はFFT(Fast Fourier Transformation)処理でもよい。所定の周波数領域とは損失正接を測定すべき周波数が含まれる領域である。   The processing unit 15 shown in FIG. 6 performs a waveform analysis process in a predetermined frequency region. Such analysis processing may be FFT (Fast Fourier Transformation) processing. The predetermined frequency region is a region including a frequency whose loss tangent is to be measured.

図6に示す処理部15はひずみの情報から振幅及び位相を取得する。ひずみの情報は上記制御信号に含まれる。処理部15はデジタル信号を受ける。デジタル信号には増幅器29が出力したアナログ信号が変換されて生じたデジタル信号が含まれる。かかるデジタル信号は試験片43で反射した音波の波形の時間変化の情報を含む。処理部15はこれらの情報に基づき、高周波で振動する試験片43の呈する損失正接を算出する。   The processing unit 15 shown in FIG. 6 acquires the amplitude and phase from the strain information. Strain information is included in the control signal. The processing unit 15 receives a digital signal. The digital signal includes a digital signal generated by converting the analog signal output from the amplifier 29. Such a digital signal includes information on the temporal change of the waveform of the sound wave reflected by the test piece 43. Based on these pieces of information, the processing unit 15 calculates the loss tangent exhibited by the test piece 43 that vibrates at a high frequency.

[DMA測定と演算処理]
図6に示す処理部15は試験片43に作用している応力の位相及び試験片43のひずみの位相を比較する。処理部15は両者の位相差を算出する。処理部15は位相差より、低周波で振動する試験片43の呈する損失正接を算出する。かかる算出は公知の方法で行うことができる。
[DMA measurement and processing]
The processing unit 15 shown in FIG. 6 compares the phase of stress acting on the test piece 43 and the phase of strain of the test piece 43. The processing unit 15 calculates the phase difference between them. The processing unit 15 calculates the loss tangent exhibited by the test piece 43 that vibrates at a low frequency from the phase difference. Such calculation can be performed by a known method.

[超音波測定と演算処理]
<援用>
特許文献2、日本国特許出願公開2007−047130号公報に記載された全ての記載内容を援用する。
<表面反射法>
図7に示すように超音波測定は表面反射法で行う。超音波測定では基準値の測定と、試験片43の呈する値の測定とを行う。基準値を測定する際、遅延材26の有する面は試験片43と接触していない。試験片43の呈する値を測定する際、遅延材26の有する面は試験片43と接触している。いずれにおいても遅延材26の有する面はトランスデューサ25と接触している。
[Ultrasonic measurement and processing]
<Assistance>
All the description contents described in Patent Document 2 and Japanese Patent Application Publication No. 2007-047130 are incorporated.
<Surface reflection method>
As shown in FIG. 7, the ultrasonic measurement is performed by the surface reflection method. In the ultrasonic measurement, measurement of a reference value and measurement of a value exhibited by the test piece 43 are performed. When measuring the reference value, the surface of the retarder 26 is not in contact with the test piece 43. When measuring the value exhibited by the test piece 43, the surface of the retarder 26 is in contact with the test piece 43. In any case, the surface of the retarder 26 is in contact with the transducer 25.

図7に示すトランスデューサ25は入射音波47を試験片43へ放射する。入射音波47は遅延材26から試験片43に入射する音波である。遅延材26と試験片43とが接していない場合、入射音波47は遅延材26から空気に入射する音波である。   The transducer 25 shown in FIG. 7 radiates an incident sound wave 47 to the test piece 43. The incident sound wave 47 is a sound wave incident on the test piece 43 from the delay material 26. When the delay material 26 and the test piece 43 are not in contact with each other, the incident sound wave 47 is a sound wave that enters the air from the delay material 26.

図7に示すように放射された入射音波47の一部は遅延材26と試験片43との界面で反射する。入射音波47の残りは界面を透過する。反射と透過の比率は、かかる界面の反射率で表される。反射率は遅延材26と試験片43との間の音響インピーダンスの違いに依存する。遅延材26と試験片43とが接していない場合、放射された入射音波47は遅延材26と空気との界面でほぼ全反射される。遅延材26と試験片43とが接していない場合の中には測定装置1中に試験片43を配置していない場合を含む。   As shown in FIG. 7, a part of the emitted incident sound wave 47 is reflected at the interface between the delay material 26 and the test piece 43. The remainder of the incident sound wave 47 is transmitted through the interface. The ratio between reflection and transmission is represented by the reflectance of the interface. The reflectivity depends on the difference in acoustic impedance between the delay material 26 and the test piece 43. When the delay material 26 and the test piece 43 are not in contact with each other, the emitted incident sound wave 47 is almost totally reflected at the interface between the delay material 26 and air. The case where the delay member 26 and the test piece 43 are not in contact includes the case where the test piece 43 is not arranged in the measuring apparatus 1.

図7に示すように反射された入射音波47は反射音波49となる。遅延材26と試験片43とが接している場合、反射音波49は試験片43で反射する音波である。遅延材26と試験片43とが接していない場合、反射音波49は空気で反射する音波である。測定装置1は反射音波49に基づいて超音波測定を行う。   As shown in FIG. 7, the reflected incident sound wave 47 becomes a reflected sound wave 49. When the delay material 26 and the test piece 43 are in contact with each other, the reflected sound wave 49 is a sound wave reflected by the test piece 43. When the delay member 26 and the test piece 43 are not in contact, the reflected sound wave 49 is a sound wave reflected by air. The measuring device 1 performs ultrasonic measurement based on the reflected sound wave 49.

図7に示すトランスデューサ25は反射音波49を受信する。トランスデューサ25は反射音波49を電気信号に変換する。図6に示す増幅器29はかかる電気信号中の高周波成分を増幅する。A/D変換部31はかかる電気信号をデジタル信号に変換する。   The transducer 25 shown in FIG. 7 receives the reflected sound wave 49. The transducer 25 converts the reflected sound wave 49 into an electric signal. The amplifier 29 shown in FIG. 6 amplifies high frequency components in the electric signal. The A / D converter 31 converts the electric signal into a digital signal.

基準値と、図7に示す試験片43の呈する値とはこれらの変換を受けた後に図6に示す処理部15に格納される。基準値と試験片43の呈する値とは所定の周波数における超音波の位相及び振幅値を含む。これらはいずれも周波数の関数である。処理部15は処理部15に試験片43の呈する値と基準値とを比較して、試験片43の損失正接を算出する。   The reference value and the value presented by the test piece 43 shown in FIG. 7 are stored in the processing unit 15 shown in FIG. 6 after undergoing these conversions. The reference value and the value presented by the test piece 43 include an ultrasonic phase and amplitude value at a predetermined frequency. These are all functions of frequency. The processing unit 15 compares the value provided by the test piece 43 with the reference value to the processing unit 15 to calculate the loss tangent of the test piece 43.

<基準値及び試験片43の呈する値の測定>
図6に示す測定装置1は試験片43の呈する値の測定の前に又は後に基準値を測定する。特許文献2に記載の方法に準じて基準値を測定することができる。特許文献2に記載の方法に準じて試験片43の呈する値を測定することができる。試験片43の呈する値の測定の時の入射音波47の周波数及び振幅は基準値の測定の時に放射された入射音波47の周波数及び振幅と同一である。
<Measurement of Reference Value and Value Presented by Specimen 43>
The measuring apparatus 1 shown in FIG. 6 measures the reference value before or after measuring the value presented by the test piece 43. The reference value can be measured according to the method described in Patent Document 2. The value exhibited by the test piece 43 can be measured according to the method described in Patent Document 2. The frequency and amplitude of the incident sound wave 47 when measuring the value exhibited by the test piece 43 are the same as the frequency and amplitude of the incident sound wave 47 radiated when measuring the reference value.

<損失正接の算出>
特許文献2に記載の方法に準じて損失正接を算出することができる。図6に示す処理部15は基準値中の振幅値の実数及び位相を用いる。処理部15は試験片43で反射された反射音波49の振幅及び位相をかかる基準値と比較する。比較は特許文献2に記載の方法に基づいて行われる。この演算処理により測定装置1は試験片43の呈する損失正接を測定できる。
<Calculation of loss tangent>
The loss tangent can be calculated according to the method described in Patent Document 2. The processing unit 15 shown in FIG. 6 uses the real number and phase of the amplitude value in the reference value. The processing unit 15 compares the amplitude and phase of the reflected sound wave 49 reflected by the test piece 43 with the reference value. The comparison is performed based on the method described in Patent Document 2. By this arithmetic processing, the measuring apparatus 1 can measure the loss tangent exhibited by the test piece 43.

上述のDMA測定及び超音波測定並びにこれらに付随する演算処理は、高周波粘弾性株式会社(HighFrequency ViscoElasticity Corporation, Yokohama, kanagawa, Japan)において提供する受託試験サービスを用いて実施することができる。   The above-described DMA measurement and ultrasonic measurement, and the arithmetic processing associated therewith, can be performed using a contract test service provided by High Frequency ViscoElasticity Corporation, Yokohama, Kanagawa, Japan.

[タイヤの設計方法]
上述の通り損失正接はトレッドの振動におけるひずみ及び周波数に依拠して変化する。
タイヤのヒステリシスロスはタイヤの損失正接に依拠する。したがってタイヤのヒステリシスロスはトレッドの振動における周波数に依拠する。すなわちタイヤのヒステリシスロスは周波数特性を有する。またタイヤのヒステリシスロスはトレッドの振動におけるひずみの大きさに依拠する。さらにタイヤのヒステリシスロスの周波数特性はひずみの大きさに依拠して変化する。
[Tire design method]
As described above, the loss tangent varies depending on the strain and frequency in the tread vibration.
Tire hysteresis loss depends on tire loss tangent. Therefore, the hysteresis loss of the tire depends on the frequency in the tread vibration. That is, the tire hysteresis loss has frequency characteristics. Tire hysteresis loss depends on the amount of strain in tread vibration. Furthermore, the frequency characteristics of tire hysteresis loss vary depending on the magnitude of strain.

タイヤのヒステリシスロスの周波数特性を制御するためのタイヤの設計方法を示す。タイヤは補強材又は補強剤(以下、補強材という)を含有するゴムを備える。補強材はシリカ及びカーボンブラックのうち一以上のものでもよい。かかる補強材は互いに凝集している。補強材はブドウの房のような粒子状の凝集体を成している。かかる凝集体では、ブドウの房中の粒一つ一つを補強材の一分子又は数分子と見立てている。また補強材はゴム中で分散していない。各凝集体はゴム中に分散している。   A tire design method for controlling the frequency characteristics of tire hysteresis loss will be described. The tire includes a rubber containing a reinforcing material or a reinforcing agent (hereinafter referred to as a reinforcing material). The reinforcing material may be one or more of silica and carbon black. Such reinforcing materials are agglomerated with each other. The reinforcing material forms a granular aggregate like a bunch of grapes. In such agglomerates, each grain in the bunch of grapes is considered as one or several molecules of reinforcing material. The reinforcing material is not dispersed in the rubber. Each agglomerate is dispersed in the rubber.

かかるゴムが大変形するとき、ゴムのヒステリシスロスは、ゴムが小変形するときに比べて生じやすくなる。かかるヒステリシスロスは補強材同士が相互作用して生じる場合がある。ヒステリシスロスはゴム分子と補強材とが相互作用して生じる場合がある。上述の通り本実施形態では損失正接は周波数に応じて変化する。上記相互作用によりピーク周波数や、ピーク周波数における損失正接の大きさが変化する。   When such rubber undergoes large deformation, the hysteresis loss of rubber is more likely to occur than when rubber undergoes small deformation. Such hysteresis loss may occur due to the interaction between the reinforcing materials. Hysteresis loss may occur due to interaction between rubber molecules and the reinforcing material. As described above, in this embodiment, the loss tangent changes according to the frequency. Due to the above interaction, the peak frequency and the magnitude of the loss tangent at the peak frequency change.

かかる効果はペイン効果とも呼ばれる。たとえば、ひずみが大きくなるにつれてヒステリシスロスが優勢になるゴム材料では、タイヤの転がり抵抗が増大するとともにタイヤのグリップ性能が向上する。ゴムのひずみが小さくなるにつれてヒステリシスロスが劣勢になるゴム材料では、タイヤの転がり抵抗が減少するとともにタイヤのグリップ性能が減少する。本実施形態ではタイヤにおいてこのようなペイン効果を発現させるために所定の材料ゴムを採用してもよく、またタイヤ構造を所定のとおり設計してもよい。   Such an effect is also called a pain effect. For example, in a rubber material in which hysteresis loss becomes dominant as strain increases, the rolling resistance of the tire increases and the grip performance of the tire improves. In the rubber material in which hysteresis loss becomes inferior as the strain of the rubber decreases, the rolling resistance of the tire decreases and the grip performance of the tire decreases. In the present embodiment, a predetermined material rubber may be adopted to develop such a pane effect in the tire, and the tire structure may be designed as predetermined.

本実施形態では、タイヤが路面から強い応力を受けて大きなひずみを生じた時、タイヤにはペイン効果により強いヒステリシスロスが生じる。このためタイヤには大きな摩擦力が発生する。タイヤが路面から強い応力を受ける時の中にはタイヤが加速する時、減速する時及び旋回する時を含む。またタイヤがこれらの動作をしながら、タイヤが路面に対してスリップをする場合が含まれる。   In the present embodiment, when the tire receives a strong stress from the road surface and generates a large strain, the tire has a strong hysteresis loss due to the pain effect. For this reason, a large frictional force is generated in the tire. The time when the tire receives a strong stress from the road surface includes the time when the tire accelerates, decelerates and turns. Moreover, the case where the tire slips with respect to the road surface while the tire performs these operations is included.

それら以外の時にペイン効果によりヒステリシスロスが弱まる。本実施形態のタイヤは、加速時、減速時及び旋回時に大きなグリップ抵抗を示し、それら以外の時に小さい転がり抵抗を示す。   At other times, the hysteresis loss is weakened by the pain effect. The tire according to the present embodiment exhibits a large grip resistance during acceleration, deceleration and turning, and exhibits a small rolling resistance at other times.

[タイヤの製造方法]
タイヤのヒステリシスロスの周波数特性を制御するためのタイヤの製造方法を示す。一例としてスチレン−ブタジエン共重合体とシリカとを混合する。この際にシリカ分散助剤を添加しない。シリカ分散助剤の例はカルボン酸アミン塩(特許文献3、段落0088)及びアミノ/メルカプタンco−アルコキシ変性シルセスキオキサン(特許文献4、段落0061)である。
[Tire manufacturing method]
The tire manufacturing method for controlling the frequency characteristic of the hysteresis loss of a tire is shown. As an example, a styrene-butadiene copolymer and silica are mixed. At this time, no silica dispersion aid is added. Examples of silica dispersing aids are carboxylic acid amine salts (Patent Document 3, paragraph 0088) and amino / mercaptan co-alkoxy modified silsesquioxanes (Patent Document 4, paragraph 0061).

上記スチレン−ブタジエン共重合体の末端は官能化されていない。例えば以下の態様が挙げられる。スチレン及びブタジエンの共重合反応をエチレンスルフィド又はクロロトリエトキシシランにより停止しない。これらに代えて共重合反応をイソプロパノールで停止する(特許文献5、段落0071)。あるいはスチレン−ブタジエン共重合体の末端にアルコシキシリル基を付与しない(非特許文献3、Table 1-3)。   The ends of the styrene-butadiene copolymer are not functionalized. For example, the following aspects are mentioned. The copolymerization reaction of styrene and butadiene is not stopped by ethylene sulfide or chlorotriethoxysilane. Instead, the copolymerization reaction is stopped with isopropanol (Patent Document 5, paragraph 0071). Alternatively, no alkoxysilyl group is added to the terminal of the styrene-butadiene copolymer (Non-patent Document 3, Table 1-3).

非特許文献3ではかかる組成を有する試験片に対して低周波振動を与えることでペイン効果への寄与を確認している。非特許文献3において低周波振動とは数Hzの周波数で周期的に0.1〜10%のひずみを与えることである。   In Non-Patent Document 3, the contribution to the pain effect is confirmed by applying low-frequency vibration to a test piece having such a composition. In Non-Patent Document 3, low-frequency vibration means that a strain of 0.1 to 10% is periodically applied at a frequency of several Hz.

スチレン−ブタジエン共重合体とシリカとの混合物に硫黄を加える。硫黄を加えた混合物を公知の方法に従って成形しトレッドとする。トレッドと他の部材とを公知の方法に従って組み上げてタイヤとする。   Sulfur is added to the mixture of styrene-butadiene copolymer and silica. The mixture added with sulfur is formed into a tread according to a known method. A tread and other members are assembled according to a known method to obtain a tire.

[実施形態の変形]
上述したDMA測定において試験片に与えた振動は、サイン波(正弦波)で表される連続的な振動である。DMA測定ではかかる振動に換えて、パルス波で表される短時間の振動を用いてもよい(非特許文献4)。かかるパルス波におけるひずみは図3及び図4に基づき説明したひずみと同等である。非特許文献4、C. Wrana, U. Eisele und S. Kelbch, "Measurement and Molecular Modeling of Rolling Resistance in Tire Treads", [online], KGK Kautschuk Gummi Kunststoffe 53. Jahrgang, Nr.3/2000, p.126-128に記載された全ての記載内容を援用する。
[Modification of Embodiment]
The vibration applied to the test piece in the DMA measurement described above is a continuous vibration represented by a sine wave (sine wave). In the DMA measurement, a short-time vibration represented by a pulse wave may be used instead of the vibration (Non-patent Document 4). The distortion in such a pulse wave is equivalent to the distortion described with reference to FIGS. Non-Patent Document 4, C. Wrana, U. Eisele und S. Kelbch, "Measurement and Molecular Modeling of Rolling Resistance in Tire Treads", [online], KGK Kautschuk Gummi Kunststoffe 53. Jahrgang, Nr. 3/2000, p. All descriptions described in 126-128 are incorporated.

図1に示すように被験物は試験片43である。被験物を試験片からタイヤに置き換えることもできる。かかる場合はタイヤのトレッドに超音波のパルス波を放射することでトレッド中に弾性応力波が生じさせてタイヤの粘弾性を測定する。かかる測定の態様はいわゆる表面法と呼ばれる。表面法におけるひずみは図2に基づき説明したひずみと同等である。試験片をトレッドに置き換えた点が異なる。   As shown in FIG. 1, the test object is a test piece 43. The test object can be replaced with a tire from the test piece. In such a case, an ultrasonic stress wave is generated in the tread by radiating an ultrasonic pulse wave to the tire tread to measure the viscoelasticity of the tire. Such a measurement mode is called a so-called surface method. The strain in the surface method is equivalent to the strain described based on FIG. The difference is that the test piece was replaced with a tread.

図6に示す試験片43の呈する損失正接は周波数に依存する。そのため測定装置1は相異なる周波数ごとに損失正接を測定してもよい。また超音波測定は底面反射法で行ってもよい。   The loss tangent exhibited by the test piece 43 shown in FIG. 6 depends on the frequency. Therefore, the measuring apparatus 1 may measure the loss tangent for each different frequency. The ultrasonic measurement may be performed by a bottom reflection method.

図6に示すトランスデューサ25は発信部と受信部に分けてもよい。発信部は入射音波47として強力超音波を送信してもよい。強力超音波の周波数帯域は計測用超音波の周波数帯域よりも狭くてもよい。発信部は複数の帯域を持つ複数の発信部として構成されていてもよい。受信部は反射音波49として計測用超音波を受信してもよい。計測用超音波の周波数帯域は強力超音波の周波数帯域よりも広くてもよい。受信部は複数の帯域を持つ複数の受信部として構成されていてもよい。   The transducer 25 shown in FIG. 6 may be divided into a transmitter and a receiver. The transmitting unit may transmit a powerful ultrasonic wave as the incident sound wave 47. The frequency band of high intensity ultrasonic waves may be narrower than the frequency band of ultrasonic waves for measurement. The transmitter may be configured as a plurality of transmitters having a plurality of bands. The receiving unit may receive ultrasonic waves for measurement as the reflected sound waves 49. The frequency band of measurement ultrasonic waves may be wider than the frequency band of powerful ultrasonic waves. The receiving unit may be configured as a plurality of receiving units having a plurality of bands.

図6に示す処理部15とその他の構成要素は分離していてもよい。測定装置1の外から制御信号を変換部14に送ってもよい。変換部14から測定装置1の外へデジタル信号を送ってもよい。変換部14と測定装置1の外との間の通信はネットワークを用いて行ってよい。ネットワークはインターネットでもよい。測定装置1の外で損失正接を算出してもよい。   The processing unit 15 illustrated in FIG. 6 and other components may be separated. A control signal may be sent to the conversion unit 14 from outside the measurement apparatus 1. A digital signal may be sent from the conversion unit 14 to the outside of the measuring apparatus 1. Communication between the conversion unit 14 and the outside of the measuring apparatus 1 may be performed using a network. The network may be the Internet. The loss tangent may be calculated outside the measuring apparatus 1.

この様にひずみと周波数の依って最適化された粘弾性を有するタイヤは、小さな転がり抵抗と、大きなグリップ性能とを両立する。小さな転がり抵抗は一般に燃費の向上に関わる。大きなグリップ性能は一般に安全性と快適性の向上に資する。   Thus, a tire having viscoelasticity optimized by strain and frequency achieves both a small rolling resistance and a large grip performance. Small rolling resistance is generally associated with improved fuel economy. Large grip performance generally contributes to improved safety and comfort.

図8はセンサを備えるタイヤ65を装着した車両60を示す図である。タイヤ65は上記タイヤと同等である。車両60では車両60に備わるABS68(アンチブレーキロックシステム)の備えるセンサを使用して、タイヤ65の性能をより高く引き出すことができる。   FIG. 8 is a view showing a vehicle 60 equipped with a tire 65 having a sensor. The tire 65 is equivalent to the above tire. In the vehicle 60, the performance of the tire 65 can be further enhanced by using a sensor provided in the ABS 68 (anti-brake lock system) provided in the vehicle 60.

図8に示すABS68の備えるセンサは滑りセンサ及び加速度センサのうちの少なくともいずれか一つの機能を有するセンサである。かかる構成によりタイヤ65の最大性能を発揮できるひずみ条件でタイヤ65を使用することができる。   The sensor included in the ABS 68 shown in FIG. 8 is a sensor having a function of at least one of a slip sensor and an acceleration sensor. With such a configuration, the tire 65 can be used under a strain condition in which the maximum performance of the tire 65 can be exhibited.

図8に示すタイヤ65にはさらにひずみゲージを備えるセンサ66を内蔵してもよい。センサ66はタイヤ65のひずみ及び粘弾性を測定するセンサシステムである。かかるひずみゲージによりさらにタイヤ65の性能を高く引き出すことができる。ひずみゲージは公知のものを使用することができる。   The tire 65 shown in FIG. 8 may further incorporate a sensor 66 having a strain gauge. The sensor 66 is a sensor system that measures strain and viscoelasticity of the tire 65. With such a strain gauge, the performance of the tire 65 can be further enhanced. A well-known strain gauge can be used.

図8に示す車両60は制御装置62をさらに備える。制御装置62はABS68との間で情報を送受信することができる。制御装置62はセンサ66との間で無線により情報を送受信することができる。センサ66は測定に基づき得られたタイヤ65に係るひずみ及び粘弾性のデータを制御装置62に送信する。制御装置62はさらに車両60の有する他の機能を制御する総合的な車両制御装置でもよい。   The vehicle 60 shown in FIG. 8 further includes a control device 62. The control device 62 can send and receive information to and from the ABS 68. The control device 62 can transmit and receive information to and from the sensor 66 wirelessly. The sensor 66 transmits strain and viscoelasticity data relating to the tire 65 obtained based on the measurement to the control device 62. The control device 62 may be a comprehensive vehicle control device that controls other functions of the vehicle 60.

図8に示す制御装置62はプログラム格納部63及びデータ格納部64を備える。プログラム格納部63は制御プログラムを格納している。制御装置62は制御プログラムを呼び出すとともに制御プログラムに基づき動作する。制御装置62はセンサ66から受信したデータをデータ格納部64に格納する。   The control device 62 shown in FIG. 8 includes a program storage unit 63 and a data storage unit 64. The program storage unit 63 stores a control program. The control device 62 calls a control program and operates based on the control program. The control device 62 stores the data received from the sensor 66 in the data storage unit 64.

図8に示すタイヤ65は粘弾性が最適化されている。タイヤ65の性能を引き出すためには粘弾性情報を活用することが好ましい。上記データと、タイヤ65に係る粘弾性情報とを組み合わせることができる。データ格納部64は予め粘弾性情報を格納していてもよい。制御装置62及び周辺のセンサの組合せにより当該車両の制動や加速における加速度を制御することができる。   The tire 65 shown in FIG. 8 has optimized viscoelasticity. In order to bring out the performance of the tire 65, it is preferable to use viscoelasticity information. The above data and viscoelasticity information related to the tire 65 can be combined. The data storage unit 64 may store viscoelastic information in advance. The acceleration in braking and acceleration of the vehicle can be controlled by a combination of the control device 62 and surrounding sensors.

図8に示した車両制御方法の応用として、これを用いて車両60の走行する地域の交通を制御する交通制御システム61を作ることができる。交通制御システム61は車両60外に設けられたサーバ67を備える。サーバ67は制御装置62との間で無線により情報を送受信することができる。交通制御システム61は交通制御にタイヤ65の劣化の情報を反映することができる。   As an application of the vehicle control method shown in FIG. 8, a traffic control system 61 that controls traffic in a region where the vehicle 60 travels can be made using this. The traffic control system 61 includes a server 67 provided outside the vehicle 60. The server 67 can transmit and receive information to and from the control device 62 wirelessly. The traffic control system 61 can reflect the deterioration information of the tire 65 in the traffic control.

図8に示すサーバ67は車両60と車両60の周辺の地域の車両との走行計画を最適化する。このため、これらの車両は最小時間で目的値に到達できる。車両60の周辺の地域の車両も車両60と同等の機能を有することが好ましい。以下、特に言及しない限りこれらの車両をまとめて車両60と呼ぶ。   A server 67 shown in FIG. 8 optimizes a travel plan between the vehicle 60 and vehicles in the area around the vehicle 60. For this reason, these vehicles can reach the target value in a minimum time. It is preferable that the vehicle in the area around the vehicle 60 also has a function equivalent to that of the vehicle 60. Hereinafter, these vehicles are collectively referred to as a vehicle 60 unless otherwise specified.

図8に示すサーバ67は車両60に装着されたタイヤのひずみに対する、かかるタイヤの転がり抵抗及びグリップの情報を参照する。かかる情報はサーバ67に格納されている。サーバ67は上記参照に基づき車両60の加速、制動、走行速度を制御する信号を車両60に設けられた制御装置62に送信する。制御装置62は信号に基づき車両を制御する。交通制御システム61は車両60と車両60の周辺の地域の車両との燃費を低減することができる。   The server 67 shown in FIG. 8 refers to information on the rolling resistance and grip of the tire against the strain of the tire mounted on the vehicle 60. Such information is stored in the server 67. The server 67 transmits a signal for controlling acceleration, braking, and traveling speed of the vehicle 60 to the control device 62 provided in the vehicle 60 based on the above reference. The control device 62 controls the vehicle based on the signal. The traffic control system 61 can reduce fuel consumption between the vehicle 60 and vehicles in the area around the vehicle 60.

図8に示すタイヤ65は時間経過と繰り返しの使用により劣化する。交通制御システム61は上記交通制御においてタイヤ65の劣化の情報を反映することができる。   The tire 65 shown in FIG. 8 deteriorates with time and repeated use. The traffic control system 61 can reflect the deterioration information of the tire 65 in the traffic control.

図8に示すセンサ66は公知のひずみセンサと同等の機能を有してもよい。センサ66によりタイヤ65の硬さの変化に係るデータを収集し、データ格納部64に格納してもよい。制御装置62はかかる情報を利用しタイヤ65の劣化の影響を加味して上記粘弾性情報を更新してもよい。   The sensor 66 shown in FIG. 8 may have a function equivalent to a known strain sensor. Data related to changes in the hardness of the tire 65 may be collected by the sensor 66 and stored in the data storage unit 64. The control device 62 may update the viscoelasticity information in consideration of the deterioration of the tire 65 using such information.

図8に示すセンサ66は特許文献2に記載の超音波粘弾性測定装置及び方法に係るタイヤ内臓センサと同等の機能を有してもよい。かかるセンサ66によりタイヤ65の粘弾性の変化に係るデータを収集し、データ格納部64に格納してもよい。制御装置62はかかる情報を利用してタイヤ65の劣化の影響を加味して上記粘弾性情報を更新してもよい。   The sensor 66 shown in FIG. 8 may have a function equivalent to that of the tire visceral sensor according to the ultrasonic viscoelasticity measuring apparatus and method described in Patent Document 2. Data relating to changes in viscoelasticity of the tire 65 may be collected by the sensor 66 and stored in the data storage unit 64. The control device 62 may update the viscoelasticity information in consideration of the deterioration of the tire 65 using such information.

上述した制御に関し、特許文献2、日本国特許出願公開公報、特開2007−047130号公報;非特許文献5、松崎 亮介、"センサ不要無電源無線ひずみ計測スマートタイヤの開発"、[online]、KAKEN Database of Grants-in-Aid for Scientific Research、インターネット〈URL:https://kaken.nii.ac.jp/d/p/06J05708.en.html〉;及び非特許文献6、陰山 遼将、"タイヤを最後の最後まで使い切るセンサー技術、ブリヂストンが開発 (2/4)"、[online]、平成26年11月14日、MONOist、インターネット〈URL:http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1411/14/news153_2.html〉に記載された全ての記載内容を援用する。   Regarding the above-described control, Patent Document 2, Japanese Patent Application Publication, JP-A-2007-047130; Non-Patent Document 5, Ryosuke Matsuzaki, “Development of Sensor-Free Wireless Strain Measurement Smart Tire”, [online], KAKEN Database of Grants-in-Aid for Scientific Research, Internet <URL: https://kaken.nii.ac.jp/d/p/06J05708.en.html>; Developed by Bridgestone, a sensor technology that uses tires to the end (2/4) ", [online], November 14, 2014, MONOist, Internet <URL: http://monoist.atmarkit.co.jp/ mn / articles / 1411/14 / news153_2.html> is incorporated in full.

[設計例]
図9はタイヤの設計例を表すグラフである。グラフは周波数、ひずみ及び損失正接の関係を表す。x軸は周波数を表す。グラフ中の曲線は周波数が10Hz〜1GHzの範囲で表されている。y軸はひずみの大きさを表す。グラフ中の曲線はひずみの大きさが0.1%〜10%の範囲で表されている。z軸は損失正接を表す。
[Design example]
FIG. 9 is a graph showing a tire design example. The graph represents the relationship between frequency, distortion and loss tangent. The x axis represents frequency. The curve in the graph is represented in the frequency range of 10 Hz to 1 GHz. The y axis represents the magnitude of strain. The curves in the graph are expressed in the range of strain of 0.1% to 10%. The z axis represents the loss tangent.

図9に示されるように、本設計例は高周波で振動する時に高い損失正接を呈するタイヤを模している。高周波の振動とは0.1MHz以上かつ1×10MHz以下の振動である。本設計例は低周波で振動する時に低い損失正接を呈するタイヤを模している。本設計例では低周波の振動とは1Hz以上かつ1×10Hz以下の振動である。好ましい態様において本設計例のタイヤは温度によらず上記性質を示す。As shown in FIG. 9, the present design example simulates a tire that exhibits a high loss tangent when vibrating at high frequencies. High frequency vibration is vibration of 0.1 MHz or more and 1 × 10 2 MHz or less. This design example mimics a tire that exhibits a low loss tangent when vibrating at low frequencies. In this design example, the low-frequency vibration is vibration of 1 Hz or more and 1 × 10 2 Hz or less. In a preferred embodiment, the tire of this design example exhibits the above properties regardless of temperature.

上記において、タイヤが高周波で振動する時の温度と、タイヤが低周波で振動する時の温度は同一であってもよい。かかる温度は−30℃から60℃でもよい。係る温度は−25、−20、−15、−10、−5、0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、及び55℃のいずれかでもよい。   In the above, the temperature when the tire vibrates at a high frequency and the temperature when the tire vibrates at a low frequency may be the same. Such a temperature may be from -30 ° C to 60 ° C. The temperature may be any of -25, -20, -15, -10, -5, 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, and 55 ° C.

上記においてタイヤが高周波で振動する時の温度と、タイヤが低周波で振動する時の温度はいずれも一定の範囲内にあってもよい。係る一定の範囲としては−30℃から60℃、−20℃から50℃、−10℃から40℃、0℃から30℃、10℃から20℃のいずれかでもよい。   In the above, the temperature at which the tire vibrates at a high frequency and the temperature at which the tire vibrates at a low frequency may both be within a certain range. Such fixed ranges may be any of -30 ° C to 60 ° C, -20 ° C to 50 ° C, -10 ° C to 40 ° C, 0 ° C to 30 ° C, 10 ° C to 20 ° C.

振動とはタイヤが所定のひずみの大きさで周期的に変形することをいう。ひずみの大きさとはタイヤの単位長さあたりのタイヤの変形量をいう。本設計例ではひずみの大きさでタイヤのヒステリシスロスの周波数特性を制御できる。ヒステリシスロスの周波数特性とはタイヤが種々の周波数で振動する時に周波数に応じてタイヤの損失正接が変化することをいう。   Vibration means that the tire is periodically deformed with a predetermined magnitude of strain. The magnitude of strain refers to the amount of deformation of the tire per unit length of the tire. In this design example, the frequency characteristic of tire hysteresis loss can be controlled by the magnitude of strain. The frequency characteristic of hysteresis loss means that the loss tangent of a tire changes according to the frequency when the tire vibrates at various frequencies.

図9に示す状態44は最もウェットグリップに優れた状態を示す。状態44ではひずみが大きく、かつ周波数が高い。状態44ではひずみが10%であるとともに、周波数が1MHzである。したがって状態44ではトレッドが第二ひずみを伴って第二周波数帯域で振動していると言える。   A state 44 shown in FIG. 9 shows a state most excellent in wet grip. In state 44, the distortion is large and the frequency is high. In state 44, the distortion is 10% and the frequency is 1 MHz. Therefore, in state 44, it can be said that the tread vibrates in the second frequency band with the second strain.

図9に示す状態45は最も転がり抵抗が低い状態を示す。すなわち状態45は最も燃費に優れた状態を示す。状態45ではひずみが小さく、かつ周波数が低い。状態45ではひずみが0.1%であるとともに、周波数が10Hzである。したがって状態45ではトレッドが第一ひずみを伴って第一周波数で振動していると言える。   A state 45 shown in FIG. 9 shows a state where the rolling resistance is the lowest. That is, the state 45 shows the state with the best fuel consumption. In state 45, the distortion is small and the frequency is low. In state 45, the strain is 0.1% and the frequency is 10 Hz. Therefore, in state 45, it can be said that the tread vibrates at the first frequency with the first strain.

図9に示す状態44における損失正接は第二損失正接と言える。状態45における損失正接は第一損失正接と言える。状態44では損失正接が1.2である。状態45では損失正接が0.02である。状態44における損失正接は、状態45における損失正接の60倍である。したがって本設計例のタイヤは、加速時、減速時及び旋回時に大きなグリップ抵抗を示し、それら以外の時に小さな転がり抵抗を示す。   It can be said that the loss tangent in the state 44 shown in FIG. 9 is the second loss tangent. It can be said that the loss tangent in the state 45 is the first loss tangent. In state 44, the loss tangent is 1.2. In state 45, the loss tangent is 0.02. The loss tangent in state 44 is 60 times the loss tangent in state 45. Therefore, the tire of this design example exhibits a large grip resistance during acceleration, deceleration and turning, and exhibits a small rolling resistance at other times.

図10は設計例における周波数及び損失正接の関係を表すグラフである。これらの関係はひずみの大きさごとに表されている。x軸は周波数を表す。z軸は損失正接を表す。グラフの表す内容は図9と同等である。   FIG. 10 is a graph showing the relationship between frequency and loss tangent in a design example. These relationships are expressed for each magnitude of strain. The x axis represents frequency. The z axis represents the loss tangent. The contents represented by the graph are the same as in FIG.

図10に示す状態44は高い周波数の帯域34の中にある。帯域34は0.1MHz以上かつ1×10MHz以下の範囲に含まれる。状態45は低い周波数の帯域35の近傍にある。帯域35及び状態45は1Hz以上かつ1×10Hz以下の範囲に含まれる。The state 44 shown in FIG. 10 is in the high frequency band 34. The band 34 is included in the range of 0.1 MHz to 1 × 10 2 MHz. State 45 is in the vicinity of the low frequency band 35. The band 35 and the state 45 are included in the range of 1 Hz or more and 1 × 10 2 Hz or less.

[比較例1]
図11はタイヤ設計の比較例1を表すグラフである。グラフのz軸及びx軸は図10に準ずる。またひずみの大きさの表記も図10に準ずる。比較例1は路面とタイヤとのグリップを高めた従来のタイヤを模している。
[Comparative Example 1]
FIG. 11 is a graph showing Comparative Example 1 of tire design. The z-axis and x-axis of the graph conform to FIG. Moreover, the notation of the magnitude of the strain also conforms to FIG. Comparative Example 1 imitates a conventional tire in which the grip between the road surface and the tire is enhanced.

図11に示されるタイヤは帯域34において高い損失正接を呈する。しかしながら、かかるタイヤは帯域35においても高い損失正接を呈する。このためタイヤのヒステリシスロスは周波数が低くても大きい。したがって本比較例のタイヤは、タイヤが定速で直線的に転がる時に大きな転がり抵抗を示す。またペイン効果は少ないので、損失正接のピーク周波数のひずみによる変化が少ない。   The tire shown in FIG. 11 exhibits a high loss tangent in the band. However, such a tire also exhibits a high loss tangent in the band 35. For this reason, the hysteresis loss of the tire is large even if the frequency is low. Therefore, the tire of this comparative example exhibits a large rolling resistance when the tire rolls linearly at a constant speed. Since the Payne effect is small, there is little change due to distortion of the loss tangent peak frequency.

[比較例2]
図12はタイヤ設計の比較例2を表すグラフである。グラフのz軸及びx軸は図10に準ずる。またひずみの大きさの表記も図10に準ずる。比較例1は転がり抵抗を低くしたタイヤを模している。
[Comparative Example 2]
FIG. 12 is a graph showing Comparative Example 2 of tire design. The z-axis and x-axis of the graph conform to FIG. Moreover, the notation of the magnitude of the strain also conforms to FIG. Comparative Example 1 imitates a tire with low rolling resistance.

図12に示されるタイヤは帯域35において低い損失正接を呈する。しかしながら、かかるタイヤは帯域34においても低い損失正接を呈する。このためタイヤのヒステリシスロスは周波数が高くても小さい。したがって本比較例のタイヤは、加速時、減速時及び旋回時に小さなグリップ抵抗しか示さない。   The tire shown in FIG. 12 exhibits a low loss tangent in the band 35. However, such tires also exhibit a low loss tangent in band 34. For this reason, the hysteresis loss of the tire is small even if the frequency is high. Therefore, the tire of this comparative example shows only a small grip resistance when accelerating, decelerating and turning.

図11に示される比較例1のタイヤに比べて図10に示される設計例のタイヤは小さな転がり抵抗を呈する。図12に示される比較例2のタイヤに比べて図10に示される設計例のタイヤは高いグリップ性能を呈する。設計例のタイヤは高いグリップ性能及び小さな転がり抵抗を両立している。   Compared with the tire of Comparative Example 1 shown in FIG. 11, the tire of the design example shown in FIG. 10 exhibits a small rolling resistance. Compared with the tire of Comparative Example 2 shown in FIG. 12, the tire of the design example shown in FIG. 10 exhibits higher grip performance. The designed tire has both high grip performance and low rolling resistance.

[試験片をせん断変形させる装置の例] [Example of apparatus for shear deformation of test piece]

図13に示す測定装置70は試験片43を周期的にせん断変形させる。測定装置70は駆動装置71を備える。駆動装置71はサーボモータ駆動装置である。駆動装置71はさらにスライダ72及びサーボ73を備える。スライダ72はサーボ73に接続している。サーボ73はスライダ72に駆動電力を供給するとともにその運動を制御する。   The measuring device 70 shown in FIG. 13 periodically shears and deforms the test piece 43. The measuring device 70 includes a driving device 71. The drive device 71 is a servo motor drive device. The driving device 71 further includes a slider 72 and a servo 73. The slider 72 is connected to the servo 73. The servo 73 supplies driving power to the slider 72 and controls its movement.

図13に示すスライダ72は平坦な上面74を有する。スライダ72は上面74に対して平行に往復運動をする。したがって表面42は表面42に対して平行な方向において変位する。試験片43の表面42はスライダ72の上面74と接している。したがって試験片43は、表面42に対して平行な方向においてせん断変形する。このため試験片43にはせん断ひずみが発生する。せん断変形は繰り返し行われる。したがって試験片43はせん断ひずみを伴う振動をする。   The slider 72 shown in FIG. 13 has a flat upper surface 74. The slider 72 reciprocates in parallel with the upper surface 74. Accordingly, the surface 42 is displaced in a direction parallel to the surface 42. The surface 42 of the test piece 43 is in contact with the upper surface 74 of the slider 72. Therefore, the test piece 43 undergoes shear deformation in a direction parallel to the surface 42. For this reason, shear strain occurs in the test piece 43. Shear deformation is repeated. Therefore, the test piece 43 vibrates with shear strain.

図13に示すスライダ72には不図示のモータが付されている。モータは駆動電力を受けてスライダ72を往復運動させる。係るモータの一例はリニアモータである。係るモータの他の例は回転モータである。回転モータの回転運動はリードねじ(lead screw)によって往復運動に変換できる。   A motor (not shown) is attached to the slider 72 shown in FIG. The motor receives driving power and reciprocates the slider 72. An example of such a motor is a linear motor. Another example of such a motor is a rotary motor. The rotary motion of the rotary motor can be converted into a reciprocating motion by a lead screw.

図13に示す測定装置70は超音波放射部12をさらに備える。超音波放射部12は、上述のとおり高周波の音波を試験片43に対して放射することで、試験片43の高周波粘弾性を測定するための超音波センサである。   The measurement apparatus 70 shown in FIG. 13 further includes an ultrasonic radiation unit 12. The ultrasonic radiation unit 12 is an ultrasonic sensor for measuring high-frequency viscoelasticity of the test piece 43 by radiating high-frequency sound waves to the test piece 43 as described above.

図13に示す処理部15はPIX(PCI eXtentions for Instrumentation)システム16を備える。PXIは登録商標である。PCIはPeripheral Component Interconnectを表す。PXIシステム16はI/O(Input/Output)、ADC(Analog to Digital Converter)、MPU(Micro-processing Unit)、及びHDD(Hard Disk Drive)を備える。   The processing unit 15 illustrated in FIG. 13 includes a PIX (PCI eXtentions for Instrumentation) system 16. PXI is a registered trademark. PCI stands for Peripheral Component Interconnect. The PXI system 16 includes I / O (Input / Output), ADC (Analog to Digital Converter), MPU (Micro-processing Unit), and HDD (Hard Disk Drive).

図13に示すHDDはスライダ72の往復運動の周波数及び振幅の情報を保持する。周波数はせん断ひずみの変化速度に相当する。振幅はせん断ひずみの大きさに相当する。サーボ73はI/Oに接続する。MPUはHDDに保持された情報に基づき、制御信号を生成する。PIXシステムはI/Oを通じて、制御信号をサーボ73に送る。サーボ73は制御信号に従ってスライダ72を制御する。   The HDD shown in FIG. 13 holds information on the frequency and amplitude of the reciprocating motion of the slider 72. The frequency corresponds to the rate of change of shear strain. The amplitude corresponds to the magnitude of the shear strain. The servo 73 is connected to the I / O. The MPU generates a control signal based on information stored in the HDD. The PIX system sends a control signal to the servo 73 through I / O. The servo 73 controls the slider 72 according to the control signal.

図13に示す超音波放射部12は、図6に示す超音波発生部12と同様に動作する。超音波放射部12は、信号発生部13によって発生させた電気信号に基づいて超音波を試験片43に対して放射する。これとともに、超音波放射部12は反射波等を受信する。信号発生部13はADCに接続する。ADCは図6に示す変換部14と同様に信号発生部13を経由して超音波放射部12から高周波粘弾性に係るアナログ情報を受ける。ADCはアナログ情報をデジタル情報に変換する。処理部15はデジタル情報をHDDに記録する。HDDはデジタル情報を保持する。係る情報の処理をMPUが制御する。処理された情報の一部又は全部はディスプレイ18に表示される。   The ultrasonic radiation unit 12 illustrated in FIG. 13 operates in the same manner as the ultrasonic generation unit 12 illustrated in FIG. The ultrasonic radiation unit 12 radiates ultrasonic waves to the test piece 43 based on the electrical signal generated by the signal generation unit 13. At the same time, the ultrasonic radiation unit 12 receives reflected waves and the like. The signal generator 13 is connected to the ADC. The ADC receives analog information related to high-frequency viscoelasticity from the ultrasonic radiation unit 12 via the signal generation unit 13 in the same manner as the conversion unit 14 shown in FIG. The ADC converts analog information into digital information. The processing unit 15 records digital information on the HDD. The HDD holds digital information. The MPU controls the processing of such information. Part or all of the processed information is displayed on the display 18.

図13に示す測定装置70は、HDDに記録された情報又はHDDの保持している情報を、有線若しくは無線の通信網を介して外部の装置に送信してもよい。これとは逆に測定装置70は外部の装置から情報を受け取ってもよい。係る情報をHDDに記録してもよい。係る情報をHDDが保持してもよい。HDDはフラッシュメモリを初めとする他の記憶装置でもよい。   The measuring device 70 shown in FIG. 13 may transmit information recorded on the HDD or information held by the HDD to an external device via a wired or wireless communication network. On the contrary, the measuring device 70 may receive information from an external device. Such information may be recorded on the HDD. Such information may be held by the HDD. The HDD may be another storage device such as a flash memory.

図14に示すグラフの上段の曲線75a−dはDMA測定におけるひずみ振動を表す。下段の曲線77a−fは粘弾性測定値を表す。グラフは全体としてひずみ振動と粘弾性測定値との関係を表す。グラフの横軸は時間を表す。ひずみ振動の曲線75a−dにおいて、グラフの縦軸はDMA測定におけるせん断ひずみの大きさを示す。かかるせん断ひずみの値は上記の通り図4及び表3を用いて説明したせん断ひずみγと同様の値である。せん断ひずみγは、図13に示す表面42の振幅Δsと試験片厚みtとの比(振幅Δs/試験片厚みt)で表される。また、ひずみ振動とは、図13の矢印に示すような上述のせん断ひずみγを伴う振動である。   The upper curve 75a-d of the graph shown in FIG. 14 represents the strain vibration in the DMA measurement. Lower curves 77a-f represent viscoelasticity measurements. The graph as a whole represents the relationship between strain vibration and viscoelasticity measurements. The horizontal axis of the graph represents time. In the strain vibration curve 75a-d, the vertical axis of the graph indicates the magnitude of the shear strain in the DMA measurement. The value of the shear strain is the same value as the shear strain γ described with reference to FIG. 4 and Table 3 as described above. The shear strain γ is represented by the ratio (amplitude Δs / test specimen thickness t) between the amplitude Δs of the surface 42 and the specimen thickness t shown in FIG. The strain vibration is vibration accompanied by the above-described shear strain γ as shown by an arrow in FIG.

図14に示す曲線75a−dにおいて、ひずみの変化速度は0.01Hz〜100Hzである。ひずみの変化速度とはひずみ振動の周期の逆数である。   In the curve 75a-d shown in FIG. 14, the strain change rate is 0.01 Hz to 100 Hz. The strain change rate is the reciprocal of the period of strain vibration.

図14に示す曲線75a−dにおいて、せん断ひずみγは1〜100%である。せん断ひずみγとは、試験片厚みtに対する、振幅Δsの割合を百分率で表したものである。曲線75aのせん断ひずみγが最も小さく、曲線75b、c及びdの順にせん断ひずみγが大きくなる。   In the curve 75a-d shown in FIG. 14, the shear strain γ is 1 to 100%. The shear strain γ is a percentage of the amplitude Δs with respect to the specimen thickness t. The shear strain γ of the curve 75a is the smallest, and the shear strain γ increases in the order of the curves 75b, c, and d.

図14に示す粘弾性測定値の曲線77a−fにおいて、グラフの縦軸は、変数E’、変数E”、及び損失正接tanδを表す。   In the viscoelasticity measurement curve 77a-f shown in FIG. 14, the vertical axis of the graph represents the variable E ′, the variable E ″, and the loss tangent tan δ.

図14に示す変数E’は粘弾性測定値の曲線に関連する。変数E’は、貯蔵弾性率E’を表す。貯蔵弾性率E’は超音波弾性率である。   The variable E ′ shown in FIG. 14 is related to the viscoelasticity measurement curve. The variable E ′ represents the storage elastic modulus E ′. The storage elastic modulus E ′ is an ultrasonic elastic modulus.

図14に示す変数E”は粘弾性測定値の曲線に関連する。変数E”は、損失弾性率E”を表す。損失弾性率E”は超音波弾性率である。   The variable E ″ shown in FIG. 14 relates to the viscoelasticity measurement curve. The variable E ″ represents the loss elastic modulus E ″. The loss elastic modulus E ″ is the ultrasonic elastic modulus.

図14に示すtanδと、変数E’と、変数E”との関係は次のように表される。
tanδ=E”/E’
The relationship among tan δ, variable E ′, and variable E ″ shown in FIG. 14 is expressed as follows.
tan δ = E ″ / E ′

図14に示す曲線77a−fは互いに異なる大きさの振動を表す。曲線77aを得た時のせん断ひずみγが最も小さく、曲線77b、c、d、e及びfの順にせん断ひずみγが大きくなる。グラフは、せん断ひずみγが大きくなるにつれて、超音波粘弾性も大きくなることを表す。曲線77a−fを得た時のせん断ひずみγは、それぞれ曲線75a−fのせん断ひずみγである。   Curves 77a-f shown in FIG. 14 represent vibrations having different magnitudes. The shear strain γ when the curve 77a is obtained is the smallest, and the shear strain γ increases in the order of the curves 77b, c, d, e, and f. The graph shows that the ultrasonic viscoelasticity increases as the shear strain γ increases. The shear strain γ when the curves 77a-f are obtained is the shear strain γ of the curves 75a-f, respectively.

上記の超音波の周波数はタイヤ等のゴム製品の要求特性に合わせて任意に設定することができる。   The frequency of the ultrasonic wave can be arbitrarily set according to the required characteristics of rubber products such as tires.

図13に示す測定装置70と、図14に示すひずみ振動及び粘弾性測定値との関係は次のように表される。すなわち測定装置70では、せん断ひずみγの大きさ、ひずみ振動の周波数、及び超音波センサの押し付け力を任意に設定できる。このため、低周波のせん断ひずみの振動下での粘弾性特性の測定に加えて、超音波伝搬による高周波粘弾性を測定するにあたり、これらに影響を及ぼす変数を任意に変更できる。したがって、低周波のせん断ひずみの振動下での粘弾性特性と、超音波伝搬時に測定される高周波粘弾性との関係を比較検討するのに適する。   The relationship between the measurement device 70 shown in FIG. 13 and the strain vibration and viscoelasticity measurement values shown in FIG. 14 is expressed as follows. That is, in the measuring device 70, the magnitude of the shear strain γ, the frequency of strain vibration, and the pressing force of the ultrasonic sensor can be arbitrarily set. For this reason, in addition to the measurement of the viscoelasticity property under the vibration of the low frequency shear strain, the variable affecting these can be arbitrarily changed when measuring the high frequency viscoelasticity due to the ultrasonic wave propagation. Therefore, it is suitable for comparing and examining the relationship between the viscoelastic characteristics under the vibration of the low frequency shear strain and the high frequency viscoelasticity measured at the time of ultrasonic wave propagation.

[タイヤを試験片とする試験例1] [Test Example 1 using a tire as a test piece]

以下にタイヤを試験片とする試験例を示す。図15に自動車の車体80に装着されたタイヤ81を試験する方法が示されている。タイヤ81はホイール82に装着されている。ホイール82は自動車の車体80に装着されている。タイヤ81には押圧力79が負荷される。押圧力79は車体80の重量に由来する押圧力である。   The test example which uses a tire as a test piece is shown below. FIG. 15 shows a method for testing a tire 81 mounted on a car body 80 of an automobile. The tire 81 is attached to the wheel 82. The wheel 82 is attached to the vehicle body 80 of the automobile. A pressing force 79 is applied to the tire 81. The pressing force 79 is a pressing force derived from the weight of the vehicle body 80.

図15に示すタイヤ81のトレッド面86はセンサ83に接している。トレッド面86はタイヤ81の接地面である。センサ83は高周波粘弾性測定に用いられる超音波センサである。センサ83は図6に示す超音波放射部12と同等の機能及び構成を有する。   The tread surface 86 of the tire 81 shown in FIG. 15 is in contact with the sensor 83. The tread surface 86 is a contact surface of the tire 81. The sensor 83 is an ultrasonic sensor used for high frequency viscoelasticity measurement. The sensor 83 has the same function and configuration as the ultrasonic radiation unit 12 shown in FIG.

図15にはスライダ機構84が示されている。スライダ機構84は不図示のサーボモータ駆動装置によって駆動する。スライダ機構84は、タイヤ81とセンサ83との間の接触面と平行にセンサ83を振動させる。   FIG. 15 shows a slider mechanism 84. The slider mechanism 84 is driven by a servo motor drive device (not shown). The slider mechanism 84 vibrates the sensor 83 in parallel with the contact surface between the tire 81 and the sensor 83.

図15に示すセンサ83の振動の方向はセンサ83上でタイヤ81の転がる方向と平行でもよい。センサ83を平面視した時、係る振動の方向は、タイヤ81の転がる方向に対して所定の角度でずれていてもよい。センサ83の振動は動的でもよい。センサ83は振動せずに静的でもよい。静的とは、トレッド面86近傍の極低速で微小な運動を伴って、せん断力が一方向にのみタイヤ81に対して付加されることを表す。   The vibration direction of the sensor 83 shown in FIG. 15 may be parallel to the rolling direction of the tire 81 on the sensor 83. When the sensor 83 is viewed in plan, the direction of vibration may be shifted by a predetermined angle with respect to the rolling direction of the tire 81. The vibration of the sensor 83 may be dynamic. The sensor 83 may be static without vibrating. Static means that a shearing force is applied to the tire 81 only in one direction with a very small motion at an extremely low speed near the tread surface 86.

図15に示すタイヤ81を試験する際には、車体80又はホイール82を固定する。ホイール82を固定する際は、車体80は無くてもよい。押圧力79の代わりに他の押圧力をタイヤ81に負荷してもよく、負荷しなくてもよい。車体80が固定された状態でセンサ83が振動することで、トレッド面86がトレッド面86の接線方向に振動する。係る振動によりせん断ひずみが繰り返しタイヤ81に与えられる。   When testing the tire 81 shown in FIG. 15, the vehicle body 80 or the wheel 82 is fixed. When the wheel 82 is fixed, the vehicle body 80 may be omitted. Instead of the pressing force 79, another pressing force may be applied to the tire 81 or may not be applied. When the sensor 83 vibrates in a state where the vehicle body 80 is fixed, the tread surface 86 vibrates in the tangential direction of the tread surface 86. Such vibration repeatedly applies shear strain to the tire 81.

図15に示すスライダ機構84を用いずにタイヤ81を振動させてもよい。すなわち、センサ83を固定する一方で、車体80を振動させることで、タイヤ81を振動させてもよい。振動は車体80を断続的に押すことで発生させてもよい。一方で、タイヤ81はセンサ83に接している。このためトレッド面86においてタイヤ81は変位しない。したがってタイヤ81に対してひずみ振動が与えられる。このためタイヤ81に対してせん断ひずみが繰り返し与えられる。   The tire 81 may be vibrated without using the slider mechanism 84 shown in FIG. That is, the tire 81 may be vibrated by vibrating the vehicle body 80 while fixing the sensor 83. The vibration may be generated by pushing the vehicle body 80 intermittently. On the other hand, the tire 81 is in contact with the sensor 83. For this reason, the tire 81 is not displaced on the tread surface 86. Therefore, strain vibration is applied to the tire 81. For this reason, shear strain is repeatedly applied to the tire 81.

図15に示すタイヤ81を駆動することで、タイヤ81を振動させてもよい。タイヤ81の駆動は静的なものでも、振動的なものでもよい。タイヤ81の駆動が静的であるとは、タイヤ81の駆動により、トレッド面86近傍の極低速で微小な運動を伴って、せん断力が一方向にのみタイヤ81に対して付加されることを表す。タイヤ81の駆動が振動的であるとは、タイヤ81の駆動が周期的に繰り返すことを表す。   The tire 81 may be vibrated by driving the tire 81 shown in FIG. The driving of the tire 81 may be static or vibrational. The driving of the tire 81 being static means that the driving of the tire 81 causes a shearing force to be applied to the tire 81 only in one direction with a very small movement at an extremely low speed near the tread surface 86. Represent. The expression that the driving of the tire 81 is oscillatory means that the driving of the tire 81 is periodically repeated.

図15に示すタイヤ81のせん断ひずみのひずみ量を測定する。ひずみ量とは、試験片厚みtに対する、変形量Δsの割合を百分率で表したものである。を表す。タイヤ81にせん断ひずみが生じる際のせん断変形力(せん断変形力)を測定してもよい。せん断変形力とは、トレッド面86に働く接線方向の力を表す。   The amount of shear strain of the tire 81 shown in FIG. 15 is measured. The strain amount is a percentage of the deformation amount Δs with respect to the specimen thickness t. Represents. You may measure the shear deformation force (shear deformation force) at the time of a shear strain generating in the tire 81. The shear deformation force represents a tangential force acting on the tread surface 86.

図15に示すタイヤ81の試験に際しては、タイヤ81の形状に合わせて、センサ83の位置を調整してもよい。例えばトレッド面86上にある不図示のトレッドブロックと、センサ83とが密着するように、センサ83の位置を調整してもよい。またタイヤ81の大きさに合わせて、センサ83の位置を調整してもよい。センサ83の位置を調整する代わりに、又はセンサ83の位置の調整と同時にタイヤ81の位置を調整してもよい。これらの調整は、後述する所定の位置調整機構を用いて行ってもよい。   In the test of the tire 81 shown in FIG. 15, the position of the sensor 83 may be adjusted according to the shape of the tire 81. For example, the position of the sensor 83 may be adjusted so that the tread block (not shown) on the tread surface 86 and the sensor 83 are in close contact with each other. Further, the position of the sensor 83 may be adjusted in accordance with the size of the tire 81. Instead of adjusting the position of the sensor 83, or simultaneously with the adjustment of the position of the sensor 83, the position of the tire 81 may be adjusted. These adjustments may be performed using a predetermined position adjustment mechanism described later.

[タイヤを試験片とする試験例2] [Test Example 2 using a tire as a test piece]

図16はタイヤを試験するための測定装置89を表す。測定装置89は低周波及び高周波の粘弾性特性を測定する装置である。測定装置89は表面反射法でタイヤ81の高周波粘弾性特性を算出する。測定装置89はさらに、タイヤ81を光学的に測定する機能を有する。   FIG. 16 represents a measuring device 89 for testing a tire. The measuring device 89 is a device for measuring low-frequency and high-frequency viscoelastic properties. The measuring device 89 calculates the high frequency viscoelastic property of the tire 81 by the surface reflection method. The measuring device 89 further has a function of measuring the tire 81 optically.

図16には、測定試料であるタイヤ81と、超音波放射部12とが示されている。超音波放射部12はトランスデューサ25と、遅延材26とを備える。測定装置89は、測定装置1と同等の構成を有する。測定装置89は、さらに光源90と、カメラ91と、処理部92とを備える。光源の例はLED(Light Emitting Diode)である。カメラ91の例は高速CCD(Charge Coupled Device)カメラである。処理部92はカメラ91と有線又は無線で接続されている。   In FIG. 16, a tire 81 that is a measurement sample and the ultrasonic radiation unit 12 are shown. The ultrasonic radiation unit 12 includes a transducer 25 and a delay material 26. The measuring device 89 has a configuration equivalent to that of the measuring device 1. The measuring device 89 further includes a light source 90, a camera 91, and a processing unit 92. An example of the light source is an LED (Light Emitting Diode). An example of the camera 91 is a high-speed CCD (Charge Coupled Device) camera. The processing unit 92 is connected to the camera 91 by wire or wireless.

図16に示す遅延材26は探査面87及び検出面88を有する。探査面87はタイヤ81に対向する。検出面88はトランスデューサ25に対向する。図中では、タイヤ81のトレッド面86に位置するトレッドブロックが、検出面88に接する様子が強調されている。探査面87と検出面88とは互いに相対する位置に位置する。   The retarder 26 shown in FIG. 16 has a search surface 87 and a detection surface 88. The search surface 87 faces the tire 81. The detection surface 88 faces the transducer 25. In the drawing, it is emphasized that the tread block located on the tread surface 86 of the tire 81 is in contact with the detection surface 88. The search surface 87 and the detection surface 88 are located at positions facing each other.

粘弾性特性を測定する際に、図16に示すタイヤ81に対して、押圧力79が掛けられる。押圧力79によりタイヤ81のトレッド面86が、遅延材26の探査面87の一部に接触する。そして、不図示のモータがタイヤ81を駆動することで、タイヤ81は回転する。回転は、タイヤ81が探査面87の一部に接触しながら行われる。   When measuring the viscoelastic characteristics, a pressing force 79 is applied to the tire 81 shown in FIG. The tread surface 86 of the tire 81 comes into contact with a part of the search surface 87 of the delay member 26 by the pressing force 79. And the tire 81 rotates because the motor not shown drives the tire 81. The rotation is performed while the tire 81 contacts a part of the exploration surface 87.

図16に示すタイヤ81は、回転を続けても探査面87に接触し続けるように固定されている。このためタイヤ81は転がり方向の前後に変位しない。トレッド面86と探査面87との間には、押圧力79により摩擦が生じている。トレッド面86の周辺部には、摩擦とタイヤ81の回転により生じるせん断力が作用している。   The tire 81 shown in FIG. 16 is fixed so as to keep in contact with the exploration surface 87 even if the rotation continues. For this reason, the tire 81 is not displaced back and forth in the rolling direction. Friction is generated between the tread surface 86 and the exploration surface 87 by the pressing force 79. A shearing force generated by friction and rotation of the tire 81 acts on the periphery of the tread surface 86.

図16に示す光源90は、探査面87に向かって測定光95を照射する。測定光95は遅延材26を透過する。測定光95は探査面87に入射する。測定光95は探査面87で反射することで反射光96となる。反射光96は遅延材26を透過する。カメラ91は遅延材26を透過した後の反射光96を検出する。遅延材26の屈折率及び形状を適宜選択することで、カメラ91に到達する反射光96の強度を高めることが出来る。   The light source 90 shown in FIG. 16 irradiates the measurement light 95 toward the search surface 87. The measuring light 95 passes through the delay material 26. The measurement light 95 is incident on the search surface 87. The measurement light 95 is reflected by the search surface 87 to become reflected light 96. The reflected light 96 passes through the delay material 26. The camera 91 detects the reflected light 96 after passing through the delay material 26. By appropriately selecting the refractive index and shape of the retarder 26, the intensity of the reflected light 96 reaching the camera 91 can be increased.

図16に示すカメラ91は、探査面87の内、遅延材26とタイヤ81とが接触している領域85a−cを撮像する。領域85a−cではトレッド面86のトレッドブロックが遅延材26に接している。カメラ91はさらに、探査面87の内、遅延材26とタイヤ81とが接触していない領域85d,eを撮像する。領域85d,eではトレッド面86のトレッドブロック間の空隙に遅延材26が面している。図に示されるトレッドブロック及び領域85a−eの形状並びに数は例示である。   The camera 91 shown in FIG. 16 images the area 85a-c where the retarder 26 and the tire 81 are in contact with each other in the exploration surface 87. In the regions 85 a-c, the tread block of the tread surface 86 is in contact with the delay member 26. Further, the camera 91 captures an area 85 d, e in the exploration surface 87 where the delay member 26 and the tire 81 are not in contact with each other. In the regions 85d and e, the retarder 26 faces the gap between the tread blocks of the tread surface 86. The shape and number of tread blocks and regions 85a-e shown in the figure are exemplary.

撮像に際して図16に示す測定光95を走査することで、領域85a−eのうち複数の領域に測定光95を入射させてもよい。測定光95を広域ビーム化して領域85a−eのうち複数の領域に測定光95を入射させてもよい。   By scanning the measurement light 95 shown in FIG. 16 at the time of imaging, the measurement light 95 may be incident on a plurality of regions among the regions 85a-e. The measurement light 95 may be converted into a wide beam so that the measurement light 95 is incident on a plurality of regions among the regions 85a-e.

図16に示す遅延材26と接する物質は、タイヤ81を構成するゴムと異なる屈折率を有する。係る物質は空気又は水でもよい。本例では遅延材26は領域85d,eで空気と接するものとする。タイヤ81に働くせん断力を妨げない限り、領域85d,eで遅延材26と接する物質は制限されない。   The substance in contact with the retarder 26 shown in FIG. 16 has a refractive index different from that of the rubber constituting the tire 81. Such material may be air or water. In this example, the retarder 26 is in contact with air in the regions 85d and e. As long as the shearing force acting on the tire 81 is not hindered, the substance in contact with the retarder 26 in the regions 85d and e is not limited.

図16に示す領域85a−cには遅延材26とタイヤ81との境界面が形成されている。領域85d,eには遅延材26と空気との境界面が形成されている。上述の通りタイヤ81を構成するゴムの屈折率は空気のそれとは異なる。したがって領域85a−cにおける臨界角θは、領域85d,eにおける臨界角θとは異なる。このため領域85a−cにおける測定光95の反射率は、領域85d,eにおけるそれとは異なる。A boundary surface between the delay member 26 and the tire 81 is formed in the regions 85a-c shown in FIG. A boundary surface between the retarder 26 and air is formed in the regions 85d and e. As described above, the refractive index of the rubber constituting the tire 81 is different from that of air. Therefore, the critical angle θ 1 in the regions 85a-c is different from the critical angle θ 2 in the regions 85d and e. For this reason, the reflectance of the measurement light 95 in the regions 85a-c is different from that in the regions 85d and e.

撮像に際して図16に示す探査面87における測定光95の入射角Inを臨界角θと臨界角θとの間に設定する。領域85a−eの各領域で測定光95がどの程度反射されるかをカメラ91で検出する。したがって、カメラ91で得た像において、領域85a−cと領域85d,eとを互いに区別できる。At the time of imaging, the incident angle In of the measurement light 95 on the exploration surface 87 shown in FIG. 16 is set between the critical angle θ 1 and the critical angle θ 2 . The camera 91 detects how much the measurement light 95 is reflected in each of the regions 85a-e. Therefore, in the image obtained by the camera 91, the regions 85a-c and the regions 85d, e can be distinguished from each other.

図16に示す処理部92は、カメラ91から像の情報を受け取る。処理部92は像の情報に基づいて、探査面87のいずれの領域にタイヤ81が接触しているかを識別する。図中では、領域85a−cにタイヤ81が接触していることが識別される。領域85a−cの面積を合計することで、遅延材26とタイヤ81との接触面積が得られる。処理部92は、処理部15と同様のコンピュータから構成される。コンピュータはパーソナルコンピュータが好ましい。   The processing unit 92 illustrated in FIG. 16 receives image information from the camera 91. The processing unit 92 identifies which region of the exploration surface 87 is in contact with the tire 81 based on the image information. In the figure, it is identified that the tire 81 is in contact with the regions 85a-c. By summing the areas of the regions 85a-c, the contact area between the retarder 26 and the tire 81 is obtained. The processing unit 92 is composed of the same computer as the processing unit 15. The computer is preferably a personal computer.

図16に示すタイヤ81を回転させながら、連続的にタイヤ81の接触面積を測定してもよい。この時、処理部92は、探査面87に対してタイヤ81が滑る箇所と、凝着する箇所とを識別してもよい。タイヤ81が滑る箇所では、短時間でタイヤ81と探査面87とが接触しなくなる。タイヤ81が凝着する箇所では、タイヤ81が探査面87と長時間接触する。このため、接触時間の相違から両箇所の区別を行ってもよい。   The contact area of the tire 81 may be continuously measured while rotating the tire 81 shown in FIG. At this time, the processing unit 92 may identify a place where the tire 81 slips with respect to the exploration surface 87 and a place where the tire 81 adheres. In the place where the tire 81 slides, the tire 81 and the exploration surface 87 do not contact in a short time. Where the tire 81 adheres, the tire 81 contacts the exploration surface 87 for a long time. For this reason, you may distinguish both locations from the difference in contact time.

図16に示す測定装置89は遅延材26とタイヤ81との接触面積を計測する。また、測定装置89は、低周波及び高周波の粘弾性特性を計測する。測定装置89を用いることで、タイヤ81における接触面積と粘弾性特性との相関についての情報を得られる。   A measuring device 89 shown in FIG. 16 measures the contact area between the delay member 26 and the tire 81. The measuring device 89 measures low-frequency and high-frequency viscoelastic properties. By using the measuring device 89, information on the correlation between the contact area and the viscoelastic property in the tire 81 can be obtained.

図16に示すタイヤ81は試料ローラに置き換えてもよい。測定装置89を用いて、ゴムからなる試料ローラを測定してもよい。試料ローラは、回転の用途に用いる他の物質からなるものでもよい。   The tire 81 shown in FIG. 16 may be replaced with a sample roller. A measuring roller 89 may be used to measure a sample roller made of rubber. The sample roller may be made of other materials used for rotational purposes.

図16に示すタイヤ81を1回転以上回転させなくともよい。すなわちタイヤ81が遅延材26に対して部分的に滑る範囲で所定の角度のみ回転させてもよい。タイヤ81は回転させなくてもよい。すなわちタイヤ81を無回転状態で遅延材26に接触させてもよい。これらの測定態様でタイヤ81における接触面積と粘弾性特性との相関についての情報を得られる。   It is not necessary to rotate the tire 81 shown in FIG. 16 one or more times. That is, the tire 81 may be rotated only by a predetermined angle within a range where the tire 81 partially slides with respect to the delay member 26. The tire 81 may not be rotated. That is, the tire 81 may be brought into contact with the delay member 26 in a non-rotating state. In these measurement modes, information about the correlation between the contact area and the viscoelastic property in the tire 81 can be obtained.

図16に示すトランスデューサ25は、高周波粘弾性を測定するための入射音波をタイヤ81に放射しなくてもよい。トランスデューサ25は、タイヤ81から放射されるとともに、遅延材26を介して伝播する音波の受信のみを実行してもよい。係る音波は探査面87上でのタイヤ81の滑りによって生じるタイヤ81の振動に由来する音波でもよい。   The transducer 25 shown in FIG. 16 may not emit incident sound waves for measuring high-frequency viscoelasticity to the tire 81. The transducer 25 may only receive a sound wave that is radiated from the tire 81 and propagates through the delay material 26. The sound wave may be a sound wave derived from the vibration of the tire 81 caused by the slip of the tire 81 on the exploration surface 87.

音波の情報は、不図示の変換部を経由して、図16に示す処理部92に出力される。処理部92は、この音波の情報に基づき、タイヤ81の振動状態であって、タイヤ81のすべりによるものを測定することができる。係る態様により測定装置89は、入射音波をタイヤ81に放射する時よりも、より精度の高い高周波粘弾性の測定ができる。   The sound wave information is output to the processing unit 92 shown in FIG. 16 via a conversion unit (not shown). Based on the information of the sound wave, the processing unit 92 can measure the vibration state of the tire 81 that is caused by the slip of the tire 81. With this aspect, the measuring device 89 can measure the high-frequency viscoelasticity with higher accuracy than when the incident sound wave is radiated to the tire 81.

図16に示す測定装置89は、振動周波数帯域、スペクトル及び波形の情報を収集することができる。これらの中には顕著な特徴を有するものが含まれる。これらの情報に基づき、測定装置89は、タイヤ81の振動状態が測定目的に応じた所望の状態であるか否かを判定してもよい。測定装置89は、特に、タイヤ81に摩擦力がかからない場合の、タイヤ81の振動状態に対して判定を行ってもよい。   The measuring device 89 shown in FIG. 16 can collect information on the vibration frequency band, spectrum, and waveform. Some of these have prominent features. Based on these pieces of information, the measurement device 89 may determine whether or not the vibration state of the tire 81 is a desired state according to the measurement purpose. The measuring device 89 may particularly determine the vibration state of the tire 81 when the tire 81 is not subjected to frictional force.

図16に示すタイヤ81の振動状態が所望の状態である場合に、測定装置89は、タイヤ81の高周波粘弾性の測定を実行してもよい。これにより、高周波粘弾性の測定の条件を最適な条件とすることができる。タイヤ81の振動状態を所望の状態とするため、探査面87を、測定に応じた表面粗さを有する摩擦面としてもよい。   When the vibration state of the tire 81 illustrated in FIG. 16 is a desired state, the measurement device 89 may perform measurement of high-frequency viscoelasticity of the tire 81. Thereby, the conditions for the measurement of high-frequency viscoelasticity can be set to the optimum conditions. In order to make the vibration state of the tire 81 a desired state, the exploration surface 87 may be a friction surface having a surface roughness corresponding to the measurement.

[位置調整機構] [Position adjustment mechanism]

図16に示す測定装置89はさらに位置調整機構97を備えてもよい。上述の通り、処理部92はカメラ91で得た像を解析する。処理部92は解析結果をもとに位置調整機構97に命令を送る。位置調整機構97は命令を受けるとともに、命令に基づいてトランスデューサ25を探査面87と平行な方向に移動する。   The measuring apparatus 89 shown in FIG. 16 may further include a position adjustment mechanism 97. As described above, the processing unit 92 analyzes the image obtained by the camera 91. The processing unit 92 sends a command to the position adjustment mechanism 97 based on the analysis result. The position adjustment mechanism 97 receives a command and moves the transducer 25 in a direction parallel to the search surface 87 based on the command.

位置調整の際、図16に示すタイヤ81の形状に合わせて、センサ83の位置を調整することが好ましいのは上述の通りである。位置調整機構97はセンサ83の代わりに、又はセンサ83とともにタイヤ81の位置を探査面87と平行な方向に移動させてもよい。   As described above, it is preferable to adjust the position of the sensor 83 in accordance with the shape of the tire 81 shown in FIG. The position adjustment mechanism 97 may move the position of the tire 81 in a direction parallel to the search surface 87 instead of the sensor 83 or together with the sensor 83.

以上、実施形態や様々な例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。   The present invention has been described above with reference to the exemplary embodiments and various examples, but the present invention is not limited to the above. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the invention.

この出願は、2015年8月24日に出願された日本出願特願2015−164402を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。   This application claims the priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2015-164402 for which it applied on August 24, 2015, and takes in those the indications of all here.

1 測定装置、10 制御部、11 レオメーター部、12 超音波放射部、13 信号発生部、14 変換部、15 処理部、20 駆動部、21 軸、22 板、23 モータ、24 センサ、25 トランスデューサ、26 遅延材、27 発生器、28 方向整合器、29 増幅器、30 変換部、31 変換部、34 帯域、35 帯域、43 試験片、44 状態、45 状態、46 開始時刻、47 入射音波、48 終了時刻、49 反射音波、50 発振器、53 ブロック、54 ブロック面、55 摩擦力、56 基面、60 車両、61 交通制御システム、62 制御装置、63 プログラム格納部、64 データ格納部、65 タイヤ、66 センサ、67 サーバ、70 測定装置、71 駆動装置、72 スライダ、73 サーボ、74 上面、75a−d 曲線、77a−f 曲線、79 押圧力、80 車体、81 タイヤ、82 ホイール、83 センサ、84 スライダ機構、85a−e 領域、86 トレッド面、87 測定面、88 表面、89 測定装置、90 光源、91 カメラ、92 処理部、95 測定光、96 反射光、97 位置調整機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measuring apparatus, 10 Control part, 11 Rheometer part, 12 Ultrasonic radiation part, 13 Signal generation part, 14 Conversion part, 15 Processing part, 20 Driving part, 21 Axis, 22 Plate, 23 Motor, 24 Sensor, 25 Transducer , 26 delay material, 27 generator, 28 directional matching device, 29 amplifier, 30 conversion unit, 31 conversion unit, 34 band, 35 band, 43 test piece, 44 state, 45 state, 46 start time, 47 incident sound wave, 48 End time, 49 Reflected sound wave, 50 Oscillator, 53 block, 54 Block surface, 55 Friction force, 56 Base surface, 60 Vehicle, 61 Traffic control system, 62 Controller, 63 Program storage unit, 64 Data storage unit, 65 Tire, 66 sensors, 67 servers, 70 measuring devices, 71 driving devices, 72 sliders, 73 servos, 74 Surface, 75a-d curve, 77a-f curve, 79 pressing force, 80 body, 81 tire, 82 wheel, 83 sensor, 84 slider mechanism, 85a-e area, 86 tread surface, 87 measurement surface, 88 surface, 89 measurement Device, 90 light source, 91 camera, 92 processing unit, 95 measuring light, 96 reflected light, 97 position adjustment mechanism

Claims (6)

タイヤの有するトレッドの呈する損失正接を測定することでタイヤの有する特性を評価する方法であって、
前記損失正接として、前記トレッドを構成するゴムの組成と同一の組成を有する試験片を所定のひずみの大きさ及び所定の周波数で振動させることで前記試験片の呈する損失正接を測定するところ、
第一ひずみを伴って第一周波数で前記試験片を振動させることで、前記試験片の呈する第一損失正接を取得し、
前記第一ひずみは、せん断ひずみ又は引張ひずみであり、
前記せん断ひずみは、前記試験片が前記試験片の表面の接線方向にせん断変形を伴う振動をする場合の、前記表面の法線方向の厚さに対する、前記接線方向の振幅の比を表され、
前記引張ひずみは、前記試験片が前記法線方向に引張変形を伴う振動をする場合の、前記法線方向の厚さに対する、前記法線方向の振幅の比で表され、
前記第一損失正接の取得の前若しくは後又は取得と同時に、第二ひずみを伴って第二周波数の成分を含むように前記試験片を振動させることで、前記試験片の呈する第二損失正接を取得し、
前記第二ひずみは、前記試験片に超音波のパルス波を放射することで前記試験片中に弾性応力波が生じる場合に、前記パルス波の継続時間と同一の時間で前記弾性応力波が進行する距離に対する、前記弾性応力波の振幅の比を表し、
前記第二周波数は、前記第一周波数より高く、
前記測定の後、前記第二損失正接が前記第一損失正接より大きいか否かを判定する、
方法。
A method for evaluating characteristics of a tire by measuring a loss tangent exhibited by a tread of the tire,
As the loss tangent, the loss tangent exhibited by the test piece is measured by vibrating a test piece having the same composition as that of the rubber constituting the tread at a predetermined strain magnitude and a predetermined frequency.
By vibrating the test piece at a first frequency with a first strain, the first loss tangent exhibited by the test piece is obtained,
The first strain is a shear strain or a tensile strain,
The shear strain represents the ratio of the amplitude in the tangential direction to the thickness in the normal direction of the surface when the test piece vibrates with shear deformation in the tangential direction of the surface of the test piece,
The tensile strain is represented by the ratio of the amplitude in the normal direction to the thickness in the normal direction when the test piece vibrates with tensile deformation in the normal direction.
Before, after or simultaneously with the acquisition of the first loss tangent, the test piece is vibrated so as to include a second frequency component with a second strain, thereby obtaining a second loss tangent exhibited by the test piece. Acquired,
In the second strain, when an elastic stress wave is generated in the test piece by radiating an ultrasonic pulse wave to the test piece, the elastic stress wave advances in the same time as the duration of the pulse wave. Represents the ratio of the amplitude of the elastic stress wave to the distance to
The second frequency is higher than the first frequency;
After the measurement, it is determined whether the second loss tangent is greater than the first loss tangent.
Method.
前記第一ひずみは10%以下であり、
前記第二ひずみは1%以上かつ1×10%以下である、
請求項1に記載の方法。
The first strain is 10% or less,
The second strain is 1% or more and 1 × 10 2 % or less,
The method of claim 1.
前記第一周波数は1Hz以上かつ1×10Hz以下であり、
前記第二周波数は0.1MHz以上かつ1×10MHz以下の範囲に含まれる、
請求項1又は2に記載の方法。
The first frequency is 1 Hz or more and 1 × 10 2 Hz or less,
The second frequency is included in a range of 0.1 MHz to 1 × 10 2 MHz,
The method according to claim 1 or 2.
前記弾性応力波は縦波又は横波のいずれかである、
請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
The elastic stress wave is either a longitudinal wave or a transverse wave,
The method according to claim 1.
タイヤの有するトレッドの呈する損失正接を測定することでタイヤの有する特性を評価する方法であって、
第一ひずみを伴って第一周波数で前記トレッドを振動させることで、前記損失正接として前記トレッドの呈する第一損失正接を取得し、
前記第一ひずみは、せん断ひずみ又は引張ひずみであり、
前記せん断ひずみは、前記トレッドが前記トレッドの表面の接線方向にせん断変形を伴う振動をする場合の、前記表面の法線方向の厚さに対する、前記接線方向の振幅の比で表され、
前記引張ひずみは、前記トレッドが前記法線方向に引張変形を伴う振動をする場合の、前記法線方向の厚さに対する、前記法線方向の振幅の比で表され、
前記第一損失正接の取得の前若しくは後又は取得と同時に、第二ひずみを伴って第二周波数の成分を含むように前記トレッドを振動させることで、前記損失正接として前記トレッドの呈する第二損失正接を取得し、
前記第二ひずみは、前記トレッドに超音波のパルス波を放射することで前記トレッド中に弾性応力波が生じる場合に、前記パルス波の継続時間と同一の時間で前記弾性応力波が進行する距離に対する、前記弾性応力波の振幅の比を表し、
前記第二周波数は、前記第一周波数より高く、
前記測定の後、前記第二損失正接が前記第一損失正接より大きいか否かを判定する、
方法。
A method for evaluating characteristics of a tire by measuring a loss tangent exhibited by a tread of the tire,
By vibrating the tread at a first frequency with a first strain, the first loss tangent exhibited by the tread is obtained as the loss tangent.
The first strain is a shear strain or a tensile strain,
The shear strain is represented by the ratio of the tangential amplitude to the normal thickness of the surface when the tread vibrates with shear deformation in the tangential direction of the surface of the tread,
The tensile strain is represented by the ratio of the amplitude in the normal direction to the thickness in the normal direction when the tread vibrates with tensile deformation in the normal direction.
Before or after obtaining the first loss tangent or simultaneously with obtaining the second loss, the tread exhibits the loss tangent as the loss tangent by vibrating the tread so as to include the second frequency component with the second distortion. Get tangent,
The second strain is a distance that the elastic stress wave travels in the same time as the duration of the pulse wave when an elastic stress wave is generated in the tread by emitting an ultrasonic pulse wave to the tread. Represents the ratio of the amplitude of the elastic stress wave to
The second frequency is higher than the first frequency;
After the measurement, it is determined whether the second loss tangent is greater than the first loss tangent.
Method.
前記測定の後、前記第二損失正接が前記第一損失正接の60倍以上であるか否かを判定する、
請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
After the measurement, it is determined whether the second loss tangent is 60 times or more of the first loss tangent.
The method according to claim 1.
JP2017516175A 2015-08-24 2016-08-05 Tire and tire characteristic evaluation method Active JP6218298B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015164402 2015-08-24
JP2015164402 2015-08-24
PCT/JP2016/003625 WO2017033414A1 (en) 2015-08-24 2016-08-05 Tire and tire characteristic evaluating method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2017033414A1 JPWO2017033414A1 (en) 2017-09-07
JP6218298B2 true JP6218298B2 (en) 2017-10-25

Family

ID=58099817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017516175A Active JP6218298B2 (en) 2015-08-24 2016-08-05 Tire and tire characteristic evaluation method

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6218298B2 (en)
WO (1) WO2017033414A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11760135B2 (en) * 2017-09-12 2023-09-19 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Pneumatic tire

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3528894B2 (en) * 1996-11-08 2004-05-24 横浜ゴム株式会社 Pneumatic tire
JP4594043B2 (en) * 2004-11-15 2010-12-08 住友ゴム工業株式会社 Rubber material simulation method
JP2007047130A (en) * 2005-08-12 2007-02-22 Omron Corp Device for measuring frictional characteristic, and tire turned to it
JP5091587B2 (en) * 2007-08-22 2012-12-05 住友ゴム工業株式会社 Evaluation method of tire grip characteristics
JP5281865B2 (en) * 2008-10-02 2013-09-04 住友ゴム工業株式会社 Predicting tire performance
JP5721182B2 (en) * 2012-04-11 2015-05-20 国立大学法人長岡技術科学大学 Vulcanizate and method for producing the same
JP2013250167A (en) * 2012-05-31 2013-12-12 Pioneer Electronic Corp Distance measuring device, distance correction method, distance correction program, and recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2017033414A1 (en) 2017-09-07
WO2017033414A1 (en) 2017-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5862914B1 (en) Viscoelastic property measuring apparatus and viscoelastic property measuring method
TWI775862B (en) Battery life assessment and capacity restoration
US9909953B2 (en) Method and apparatus for non-destructive detection of tire anomalies
US9689760B2 (en) Stress detection in rail
Ooi et al. Dynamic stiffness and loss factor measurement of engine rubber mount by impact test
JP2007047130A (en) Device for measuring frictional characteristic, and tire turned to it
O’Boy et al. Tyre/road interaction noise—Numerical noise prediction of a patterned tyre on a rough road surface
JP2002511921A (en) Method and apparatus for non-destructive classification
Michaels et al. Impact of applied loads on guided wave structural health monitoring
JP2006194591A (en) Ultrasonic flaw detector
US20180335406A1 (en) Acoustic Black Hole for Sensing Applications
JP6218298B2 (en) Tire and tire characteristic evaluation method
AU2010258067B2 (en) Method for inspecting tyres enabling the on-site detection of defects, the state of wear of the rubber, or the internal condition of the tyre
Faure et al. Characterisation of the acoustic field radiated by a rail with a microphone array: The SWEAM method
Kim et al. A study on radial directional natural frequency and damping ratio in a vehicle tire
US6644122B2 (en) Method for ultrasonic monitoring and evaluating of composites
KR101304878B1 (en) Ultra-high cycle fatigue testing apparatus
Schirru et al. Development of a shear ultrasonic spectroscopy technique for the evaluation of viscoelastic fluid properties: Theory and experimental validation
US20090199643A1 (en) Actuation system
US6923067B2 (en) Defect type classifying method
WO2009100064A2 (en) Actuation system
Zhang et al. An acoustic technique for measurement of bubble solids mass loading–(a) Fundamental study of single bubble
JP2001165915A (en) Method of calculating density of banking and method of controlling degree of compaction of banking
Andersson et al. Rapid tyre/road separation: An experimental study of adherence forces and noise generation
RU2279653C1 (en) Method of investigating road structures

Legal Events

Date Code Title Description
A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20170322

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20170412

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170530

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170726

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170905

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170922

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6218298

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250