JP6363920B2 - タイヤのハイドロプレーニング性能評価方法 - Google Patents

Description

本発明は、実車走行でのタイヤのハイドロプレーニング性能評価と相関の高い試験結果を室内でも得ることができるタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法に関する。

下記特許文献１は、ドラムの内周面にタイヤの走行面を具えた台上試験装置を用いて、タイヤのハイドロプレーニング性能評価を行うことを教えている。しかしながら、この特許文献１には、ハイドロプレーニング性能の具体的な評価方法が記載されていない。

特開２００８−８２７０９号公報

本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、実車で行うタイヤのハイドロプレーニング性能試験結果と相関の高い試験結果を得ることができるタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法を提供することを主たる目的としている。

本発明は、タイヤが走行可能なウェット状態の走行面を具えたドラムを有する試験装置を用いて、タイヤのハイドロプレーニング性能を評価するための方法であって、第１駆動手段により回転する前記ドラムの前記走行面を、第２駆動手段により回転するタイヤで走行させる走行工程、前記走行工程中の前記タイヤに作用する走行方向の前後力を測定する測定工程、及び、少なくとも前記前後力に基づいて、前記タイヤのハイドロプレーニング性能を評価する評価工程を含むことを特徴とする。

本発明に係るタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法は、前記走行工程において、前記ドラム又は前記タイヤの速度が変化するのが望ましい。

本発明に係るタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法は、前記走行工程において、前記ドラムの速度は、前記タイヤの速度よりも大きいのが望ましい。

本発明に係るタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法は、前記走行工程において、前記タイヤ又は前記ドラムの一方の速度を一定とし、かつ、前記タイヤ又は前記ドラムの他方の速度を増加させるのが望ましい。

本発明に係るタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法は、前記評価工程が、前記他方の速度と前記タイヤの前後力との関係を示す速度−前後力曲線に基づいて、前記タイヤのハイドロプレーニング性能を評価するのが望ましい。

本発明に係るタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法は、前記評価工程が、前記他方の速度と、前記タイヤの前後力の変化率との関係を示す速度−前後力変化率曲線に基づいて、前記タイヤのハイドロプレーニング性能を評価するのが望ましい。

本発明に係るタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法は、前記タイヤの前後力の変化率が、下記式（１）で計算されるのが望ましい。
タイヤの前後力の変化率＝Ｆｘ／Ｆｘ(max) …（１）
（ここで、Ｆｘは前後力、Ｆｘ(max)は、測定工程で得られた前後力の最大値であるである。）

本発明に係るタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法は、前記タイヤの前後力の変化率が、下記式（２）で計算されるのが望ましい。
タイヤの前後力の変化率＝Ｆｘ／Ｆｘ(a) …（２）
（ここで、Ｆｘは前後力、Ｆｘ(a)は、測定工程で得られた前後力の中で予め定められた基準値であるである。）

本発明に係るタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法は、前記評価工程が、前記ドラムの速度Ｖと前記タイヤの速度ｖとから下記式（３）で求められるスリップ率Ｓと、前記前後力との関係に基づいて、前記タイヤのハイドロプレーニング性能を評価するのが望ましい。
Ｓ＝（Ｖ−ｖ）／Ｖ …（３）

本発明に係るタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法は、前記走行工程において、前記ドラムの速度Ｖは、下記式（４）を満足するのが望ましい。
Ｖ≧√（ｒ×ｇ） …（４）
但し、ｒ：前記ドラムの半径（m）ｇ：重力加速度（m/s^２）

本発明のタイヤのハイドロプレーニング性能の評価方法は、第１駆動手段により回転するドラムの走行面を、第２駆動手段により回転するタイヤで走行させる走行工程、走行工程中のタイヤに作用する走行方向の前後力を測定する測定工程、及び、少なくとも前後力に基づいて、タイヤのハイドロプレーニング性能を評価する評価工程を含んでいる。回転駆動されているドラムのウェット状態の走行面上で回転駆動されているタイヤは、ウェット路面を実車走行しているタイヤのグリップ状態を再現する。即ち、上記試験装置のタイヤに作用する進行方向の前後力は、実車走行のタイヤに作用する進行方向の前後力と正の相関関係がある。従って、本発明のタイヤの評価方法は、実車走行なしに、高い精度でタイヤのハイドロプレーニング性能を評価することができる。

本発明の一実施形態のタイヤの台上試験装置の側面図である。 図１の斜視図である。 荷重測定装置の側面図である。 本実施形態の準備工程を説明する台上試験装置の側面図である。 タイヤの速度−前後力変化率曲線を表すグラフである。 タイヤの速度−前後力曲線を表すグラフである。 （ａ）及び（ｂ）は、タイヤのスリップ率−前後力曲線を表すグラフである。 実車走行によるタイヤのハイドロプレーニング性能試験を説明する平面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１及び２には、本発明のタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法に使用される試験装置（以下、単に「装置」ということがある。）１が示される。本実施形態のハイドロプレーニング性能評価方法（以下、単に「評価方法」ということがある。）では、乗用車用、自動二輪車用及びＳＵＶ（Sports Utility Viechle）などと称される多目的自動車に使用される四輪駆動用、トラック用、ライトトラック用等の種々のタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）Ｔが評価され得る。

装置１は、例えば、室内で使用することができる。これにより、室内の温度及び湿度を制御することにより、精度の良い評価結果を得ることができる。本実施形態の装置１は、ハイドロプレーンニング性能だけではなく、例えば、騒音性能、旋回性能、摩耗性能等を試験することができる。

本実施形態の装置１は、タイヤＴがドラム２の内周面２Ｇに沿って走行するインサイドドラム式であって、例えば、周方向に回転可能なドラム２、ドラム２を回転駆動させる第１駆動手段３、タイヤＴを回転駆動させる第２駆動手段４、及び、第２駆動手段を保持する保持手段５を含んで構成されている。

ドラム２は、例えば、円周方向に環状にのびる周方向部６ａ、その一方側の第１側面部６ｂ、及び、その他方側の第２側面部６ｃを含むドラム本体６と、周方向部６ａの内周面に環状に連続して形成された擬似路面７とを含んで構成されている。

第２側面部６ｃは、タイヤＴを出し入れするための開口Ｏが設けられている。

擬似路面７は、タイヤＴが走行する走行面７ａを具えている。本実施形態の走行面７ａは、ドラム回転軸２ｃと平行な面で形成されている。擬似路面２Ａは、実車走行試験で使用される路面を模して形成されるのが望ましく、例えば、ＩＳＯ路面規格の粒度曲線（ＩＳＯ１０８４４の付属書Ｃ設計のガイドラインに記載のアスファルト混合物の粒度曲線許容範囲参照）に合わせた材料で形成されている。これにより、実車走行でのハイドロプレーニング性能評価と擬似路面２Ａを具えた装置１の性能評価との相関をより高くすることができる。

ドラム２には、例えば、擬似路面２Ａに水を供給するための散水ノズルと、走行面７ａの水深を調節する水量調節器とを含む散水装置（図示省略）、及び、走行面７ａ上の水を保持する水膜保持手段８が設けられるのが望ましい。散水ノズル及び水量調節器は、周知構造のものが採用される。

水膜保持手段８は、例えば、ドラム回転軸２ｃの上側に設けられている。水膜保持手段８は、本実施形態では、第２側面部６ｃの半径方向の内端よりもドラム半径方向の内側に配され、ドラム軸方向かつドラム周方向にのびる内方壁８ａと、第２側面部６ｃの外側に配され、内方壁８ａの外端に接続しかつ第２側面部６ｃに沿ってのびる外方壁８ｂとを具えている。このような水膜保持手段８は、ドラム２の回転時、遠心力によってドラム２の上部に持ち上げられた水が、ドラム２の下部に直接に落ちることを抑制し、タイヤＴ近傍の走行面７ａ上の水深を一定に保つのに役立つ。本実施形態では、水膜保持手段８が、ドラム２とともに回転しないように、支持具（図示省略）を介して保持手段５に固定されている。

第１駆動手段３は、例えば、ドラム側基台１０の上に設けられており、ドラム２に固定された第１回転軸９、第１回転軸９を回転自在に支承する軸受１１、及び、第１回転軸９を回転させる電動機１２を含んでいる。また、第１駆動手段３は、この電動機１２の回転速度、ひいてはドラム２の速度を制御する、例えばインバータなどのドラム速度制御手段（図示省略）を含んでいる。

第２駆動手段４は、例えば、タイヤＴが装着されているリム（図示省略）を片持ち状に支持する第２回転軸１４と、第２回転軸１４を回転自在に支承する第２軸受１５と、第２回転軸１４を回転させる電動機１６とを含んでいる。本実施形態の第２駆動手段４は、電動機１６の回転速度、ひいてはタイヤＴの速度を自在にコントロールしうる、例えばインバータなどのタイヤ速度制御手段（図示省略）を含んでいる。

保持手段５は、例えば、基台１８と、基台１８上でドラム回転軸２ｃに沿ってスライド移動可能に移動する移動台１９と、移動台１９に取付けられかつ端部に第２軸受１５が固着される支持アーム２０と、支持アーム２０をその軸中心線回りに回転させる回転手段２２とを含んでいる。移動台１９の移動に伴い、タイヤＴは、ドラム回転軸２ｃに沿って移動される。

支持アーム２０は、例えば、移動台１９に設けられたシリンダ２１によって、昇降自在に移動し得る。従って、支持アーム２０の昇降移動に伴い、タイヤＴは上下方向に移動される。

回転手段２２は、例えば、サーボモータなどを含む周知の構造であり、支持アーム２０に接続されたタイヤＴのスリップ角等を制御しうる。

保持手段５は、例えば、シリンダ２１の押圧力を制御することにより、ドラム２に対するタイヤＴの荷重を制御する周知構造の荷重制御装置（図示省略）をさらに含むのが望ましい。

図３は、例えば、タイヤＴに作用する荷重を測定するための荷重測定装置２４の側面図である。図３に示されるように、荷重測定装置２３は、本実施形態では、支持アーム２０に取付けられた第２軸受１５の外周面１５ａに設けられる。このような荷重測定装置２３として、例えば、ロードセル等が好適に採用される。

ロードセル２４は、第２軸受１５の上下左右の少なくとも４ヶ所に取り付けられている。上下に取り付けられた第１のロードセル２４ａは、第２回転軸１４に作用する上下力を測定する。左右に取り付けられた第２のロードセル２４ｂは、第２回転軸１４に作用する前後力を測定する。各ロードセル２４ａ、２４ｂは、円環状の固定具２６によって保持され、かつ第２軸受１５を変位可能にその外周面１５ａと接している。これにより、第２回転軸１４に作用する荷重が測定される。ロードセル２４で測定された計測データは、例えば、演算処理装置２５に入力される。演算処理装置２５は、上記力に基づいて、タイヤに作用する進行方向の前後力を算出する。

次に、装置１を用いたタイヤＴのハイドロプレーニング性能の評価方法が説明される。本実施形態の評価方法は、例えば、走行面７ａをウェット状態にするとともに評価用のタイヤＴを準備する準備工程と、回転駆動するドラム２の走行面７ａ上で、回転駆動するタイヤＴを走行させる走行工程と、走行工程中のタイヤＴに作用する前後力を測定する測定工程と、測定された前後力に基づいてハイドロプレーニング性能を評価する評価工程とを含んでいる。

図４は、本実施形態の準備工程を示す概略図である。図４に示されるように、先ず、第２駆動手段４の第２回転軸１４（図１に示す）にリム組されたタイヤＴが取り付けられる。このとき、タイヤＴはドラム２の外側で保持されている。次に、例えば、散水装置によって、走行面７ａに水Ｗを供給するとともに、第１駆動手段３の電動機１２を駆動させて、ドラム２を回転駆動し、走行面７ａ上の水Ｗを、走行面７ａに広く行き渡らせる。このように、タイヤＴを走行面７ａに接地させる前に、散水してドラム２を回転させることにより、正確に路面上の水深を決めることができる。水深は、ハイドロプレーニング性能を精度良く評価するため、１〜１０mmであるのが望ましい。

次に、走行工程が行われる。走行工程は、例えば、第２駆動手段４の電動機１６を駆動し、タイヤＴを回転駆動させるとともに、移動台１９をドラム２側に移動させて、タイヤＴをドラム２の中の走行面７ａ上に移動させる。タイヤＴの回転の向きは、ドラム２の回転の向きに揃えられる。

次に、シリンダ２１により支持アーム２０を降下させ、図１に示されるように、タイヤＴを走行面７ａに接地させる。このように、ドラム２及びタイヤＴをそれぞれ駆動させて接地させることにより、タイヤＴに前後力を発生させることができる。例えば、タイヤＴの速度がドラム２よりも大きい場合、タイヤＴは、駆動力を作用した状態とされる。逆に、タイヤＴの速度がドラム２よりも小さい場合、タイヤＴに制動力が作用した状態を再現できる。また、両者の速度差が大きくなると、タイヤＴと走行面７ａとの間にはすべりが生じる。このすべりは、ウェット路面を実車走行しているタイヤと路面の摩擦現象に相当している。ウェット路面を走行する速度が高まるに従い、路面とタイヤの間に水幕が侵入することでタイヤと路面の接地面積が減少し、タイヤと路面との間に発生する力が下がっていく。この状態がハイドロプレーニング現象である。従って、回転駆動されているドラム２のウェット状態の走行面７ａ上で回転駆動されているタイヤＴは、ウェット路面を実車走行しているタイヤの様々なグリップ状態を再現することができる。

タイヤＴは、例えば、正規荷重負荷状態で走行させるのが望ましい。前記「正規荷重負荷状態」とは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧が充填されたタイヤＴに、正規荷重を負荷してキャンバー角０度で平面に接地させた状態である。「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim"、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"である。「正規内圧」とは、前記各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。タイヤが乗用車用である場合、正規内圧は、１８０kPaである。「正規荷重」とは、前記各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"である。

走行工程では、ドラム２の初期速度（タイヤＴと走行面７ａとの接地直後の速度）Ｖｏ（km/h）は、予測されるハイドロプレーニング発生速度よりも小さいのが望ましい。これにより、ドラム２の速度を増加させながら、ハイドロプレーニング現象を再現させることができる。ドラム２の初期速度Ｖｏは、予測されるハイドロプレーニング発生速度よりも、例えば７km/h以上小さいのが、より望ましい。一般的な乗用車用タイヤの場合、ドラム２の初期速度Ｖｏは、例えば、７０〜９０km/hであるのが、さらに望ましい。

タイヤの初期速度（タイヤＴと走行面７ａとの接地直後の速度）Ｘｏは、ドラム２の初期速度Ｖｏと大きな差がないのが望ましい。即ち、タイヤの初期速度Ｘｏとドラム２の初期速度Ｖｏとの差が大きい場合、接地時にタイヤＴに大きな前後力が作用し、タイヤＴの接地面Ｔａが損傷し、ハイドロプレーニング性能を精度良く評価することができなくなるおそれがある。タイヤＴの損傷を抑制する観点より、タイヤＴの初期速度Ｘｏとドラム２の初期速度Ｖｏと差（Ｖｏ−Ｘｏ）が、ドラム２の初期速度Ｖｏの０．３倍以下が望ましい。また、タイヤの初期速度Ｘｏは初期速度Ｖｏと差があることが望ましい。ＸｏとＶｏに差がないとタイヤと路面間に力が発生しないからである。この評価では前後力の低下を観察していることから、接地当初からタイヤに前後力が発生する状態であることが試験効率の観点から望ましい。このような観点から初期速度Ｖｏと差（Ｖｏ−Ｘ０）が、ドラム２の初期速度Ｖｏの０．１倍以上が望ましい。

走行工程中でのドラム２の速度Ｖは、下記式（４）を満足しているのが望ましい。
Ｖ≧√（ｒ×ｇ）…（４）
ここで、ｒは、ドラム２の半径（m）である。また、ｇは、重力加速度（m/s^２）である。ドラム２の速度Ｖが√（ｒ×ｇ）未満の場合、ドラム２内の水に作用する遠心力よりも重力が大きくなり、ドラム２の上側の水が走行面７ａから落下し、水深を一定に保つことができないおそれがある。

本実施形態の走行工程では、ドラム２の速度Ｖは、タイヤＴの速度Ｘよりも大きく設定されている。これにより、ドラム２の速度Ｖとタイヤの速度Ｘとの差に基づいて前後力（制動力）を生じさせながら、実車走行でのハイドロプレーニング現象を再現することができる。なお、走行工程では、ドラム２の速度Ｖを、タイヤＴの速度Ｘよりも小さくしても良い。この場合、タイヤＴに駆動力を生じさせながら、実車走行時のハイドロプレーニング現象を再現しうる。

走行工程では、ドラム２の速度Ｖ又はタイヤＴの速度Ｘを変化させるのが望ましい。これにより、性能評価に必要な各速度における前後力を測定することができる。

走行工程では、タイヤＴの速度Ｘ又はドラム２の速度Ｖの一方を一定として、かつ、タイヤＴの速度Ｘ又はドラム２の速度Ｖの他方を増加させるのが望ましい。一方の速度を一定にすることにより、他方の速度の増加による前後力の変化のばらつきが抑制され、速度に基づいた前後力を精度良く測定することができる。本実施形態の走行工程では、タイヤＴの速度Ｘを一定とし、ドラム２の速度Ｖを増加させている。但し、ドラム２の速度Ｖを一定にして、タイヤＴの速度Ｘを増加させる態様でも構わない。この場合、ドラム速度を複数条件（ドラム速度が低いものから高いものまでを順次繰り返して）測定する必要がある。ハイドロプレーニングが発生するか否かは水膜一定条件においてはドラム速度で決まり、タイヤ速度は影響されないからである。
そのような観点から、より好ましくは、タイヤの速度を一定として、かつ、ドラムの速度を増加させるのが好ましい。これにより、１回の走行でハイドロプレーニング性能を評価することができるとともに、ハイドロプレーニングが発生していく状況をリニアに（速度によるタイヤ発生力の変化を詳細に）とらえることができるからである。

次に、測定工程が行われる。測定工程では、タイヤＴに作用する前後力が測定される。本実施形態の測定工程は、タイヤＴの前後力の他、ドラム２の速度Ｖ、タイヤＴの速度Ｘ、及び、タイヤＴの垂直荷重等が測定される。タイヤＴの前後力及び垂直荷重は、本実施形態では、演算処理装置２５で算出される。ドラム２の速度Ｖ、タイヤＴの速度Ｘは、例えば、電動機１２、１６に取付けられた前記タイヤ速度制御手段やドラム速度制御手段によって計測される。

次に、測定工程で測定されたタイヤＴに作用する前後力に基づいて、タイヤＴのハイドロプレーニング性能を評価する評価工程が行われる。測定工程において、装置１ドラム２を駆動走行しているタイヤＴに作用する前後力は、実車走行のタイヤに作用する前後力と正の相関関係を有している。このため、前後力に基づいて、高い精度でハイドロプレーニング性能を評価することができる。

「前後力に基づいた評価」とは、前後力を用いたあらゆる評価を含む。その一例として、ドラム２の速度ＶとタイヤＴの前後力の変化率との関係を示す速度−前後力変化率曲線に基づいて、ハイドロプレーニング性能が評価される。

先ず、タイヤＴの前後力の変化率Ｃｐが、下記式（２）で計算される。
Ｃｐ＝Ｆｘ／Ｆｘ(a) …（２）
ここで、ＦｘはタイヤＴに作用している前後力、Ｆｘ(a)は、測定工程で得られたタイヤＴに作用している前後力Ｆｘの中で予め定められた基準値である。例えば、測定工程で、ドラム２の速度が８０〜１３０km/hまで上昇したような場合、基準値Ｆｘ(a)は、ドラム２の速度が８０km/hのときのタイヤＴに作用している前後力が採用される。このような基準値Ｆｘ(a)は、タイヤの速度を一定として、かつ、ドラムの速度を増加させた場合、ＷＥＴ路面での摩擦係数と速度差（ドラム速度−タイヤ速度）（いわゆるＷＥＴ状態における摩擦係数μ−スリップ率Ｓ）との関係において最大の摩擦係数を示す速度差以上のドラム速度の状態のＦｘとすることが好ましい。また、ハイドロプレーニングが起こると推定される速度以下のＦｘとすることが好ましい。乗用車タイヤではタイヤ速度Ｘとドラム速度Ｖの差（Ｖ−Ｘ）が、ドラム２の速度Ｖの０．１倍以上0.3倍以下とすることが望ましい。

図５には、トレッドパターンの異なる５種類のタイヤＴ１乃至Ｔ５の速度Ｖ−前後力変化率Ｃｐ曲線の一例が示されている。図５の横軸は、ドラム２の速度Ｖを示し、縦軸は、タイヤＴの上記式（２）で求まる前後力の変化率Ｃｐを示している。図５から明らかなように、各タイヤＴ１〜Ｔ５は、ドラム２の速度が上昇するにつれて、変化率Ｃｐが低下している。つまり、タイヤＴ１〜Ｔ５は、ドラム２の速度上昇によって、タイヤと路面の接地面内に水膜が侵入することによりタイヤと路面の接地面積が小さくなる。それにより前後力が小さくなっていることがわかる。

評価工程の一例では、前後力の変化率Ｃｐが５０％、即ち、タイヤＴの前後力が、ドラム２の速度８０km/h時のタイヤＴの前後力の半分になったときのドラム２の速度Ｖが最も大きいタイヤＴ１が、ハイドロプレーニング性能が最も良く、前後力の変化率Ｃｐが５０％におけるドラム２の速度Ｖが最も小さいタイヤＴ５が、ハイドロプレーニング性能が最も悪いと評価される。

このようなタイヤＴのハイドロプレーニング性能評価方法による評価結果は、実車走行で行うハイドロプレーニング性能評価結果と相関が非常に高い。従って、屋外の実車走行試験を行うことなく、装置１によって、タイヤＴのハイドロプレーニング性能を精度良く評価することができる。

また、前後力の変化率Ｃｐは、５０％に限定されるものではなく、種々の実験の結果から、３０％〜７０％の間で、精度良く評価できることが判明している。さらに、ドラム２の速度Ｖｐは、６５〜１０５km/hの範囲で精度良く評価できることが判明している。

タイヤＴの前後力の変化率は、例えば下記式（１）で計算されても良い。
Ｃｔ＝Ｆｘ／Ｆｘ(max) …（１）
ここで、Ｆｘ(max)は、測定工程で得られた前後力Ｆｘの最大値である。
上記式では、特定の速度からのグリップの低下を表していたが、この式（１）では、タイヤＴが、最もグリップしているときからグリップがどれだけ低下しているのかを簡単に示すことができる。

次に、評価工程の他の実施形態が説明される。なお、評価工程以外の工程は、上述の通りであるため、その説明が省略される。例えば、図６に示されるように、この実施形態の評価工程では、ドラム２の速度ＶとタイヤＴの前後力との関係を示す速度−前後力曲線に基づいてハイドロプレーニング性能が評価される。例えば、予め定められたドラム２の速度Ｖ（この例では、９０km/h）での前後力の大小に基づいてハイドロプレーニング性能が評価がされる。また、例えば、予め定められた前後力（この例では、１０００N）でのドラム２の速度Ｖの大小に基づいてハイドロプレーニング性能が評価されても良い。いずれの場合でも、タイヤＴ１が、最も良いと評価され、前後力が最小となるタイヤＴ５が、最も悪いと評価される。この実施形態の場合、評価されるドラム２の速度Ｖは、８５〜１０５km/hの範囲が望ましい。また、評価される前後力は、５００〜１５００Nの範囲が望ましい。

評価工程のさらに他の実施形態では、スリップ率ＳとタイヤＴの前後力との関係に基づいて、ハイドロプレーニング性能が評価される。スリップ率Ｓは、ドラム２の速度ＶとタイヤＴの速度Ｘとから下記式（３）で求められる。
Ｓ＝（Ｖ−Ｘ）／Ｖ …（３）

図７（ａ）及び図７（ｂ）は、前後力Ｆｘとスリップ率Ｓとの関係を示すグラフである。図７（ａ）及び図７（ｂ）の縦軸は、前後力Ｆｘを、横軸はスリップ率Ｓを示している。図７（ａ）は、ジャストウェット状態の走行面７ａで走行させたタイヤＴのスリップ率−前後力曲線のグラフである。ジャストウェット状態とは、水深が１mm未満である状態をいう。一般的な乗用車用タイヤではジャストウェット状態ではタイヤの接地面における排水性能を超えないためハイドロプレーニング現象が起こらない。即ち、図７（ａ）は、ハイドロプレーニング現象が生じていない場合のグラフである。この状態では、タイヤは一定のスリップ率で前後力の最大値を発生し、それよりスリップ率が高くなるに従いＦｘが減少し、一定の値に収束する傾向を示す。図７（ｂ）は、水深が1mm以上のウェット状態の走行面７ａで走行させ、ハイドロプレーニング現象が発生する場合のスリップ率−前後力曲線のグラフである。図７（ｂ）に示されるように、ハイドロプレーニング現象の影響が大きくなるにしたがって前後力が減少する。ハイドロプレーニングが生じている状態である、スリップ率Ｓが３０％以上のときには、ジャストウェットの状態よりも前後力Ｆｘが大きく減少している。このため、本実施形態のハイドロプレーニング性能は、例えば、ハイドロプレーニングが発生すると想定されるスリップ率Ｓでの前後力で評価される。スリップ率Ｓは、例えば、２０％〜４０％の範囲が採用される。

準備工程及び走行工程の他の実施形態として、予め定められた水深に応じた水量を散水できる場合、タイヤＴを走行面７ａに接地させて、ドラムの走行面７ａに散水した後、第１回転軸９及び第２回転軸１４を駆動させて、タイヤＴ及びドラム２を回転させても良い。準備工程及び走行工程のさらに他の実施形態として、第１回転軸９及び第２回転軸１４を駆動させて、初期速度Ｖｏ、Ｘｏを確保した後、タイヤＴを走行面７ａ上で走行させて、散水しても良い。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施し得る。

本発明の効果を確認するために、ドラムを有する試験装置を用いたタイヤのハイドロプレーニング性能評価と、同じ試供タイヤを用いた実車走行によるハイドロプレーニング性能評価とが比較された。各性能評価には、トレッドパターンの異なる５種類のタイヤＡ１乃至Ａ５が使用された。共通仕様は以下の通りである。

＜タイヤ＞
タイヤサイズ：１７５／６５Ｒ１４
リム：１４×５JJ
内圧：２３０kPa
荷重：３．２８kN

＜実車走行による性能評価＞
図８は、実車走行試験の概略平面図である。図８に示されるように、実車走行試験は、トレッドパターンが同じ一対の試供タイヤＴａ、Ｔｂを駆動輪に具えたテスト車両３０を走行させるものである。この車両は前輪駆動である。テストコースは、水深５mmのウェットアスファルト路面３２とウェットアスファルト路面３２に沿ってのびる乾燥アスファルト路面３３とを具えている。一方のタイヤＴａはウェットアスファルト路面３２を走行し、他方のタイヤＴｂは、乾燥アスファルト路面３３を走行する。テスト車両３１の速度が９０km/hのときに、テストコースに進入させ、その後テスト車両３１の速度を増加させた。ハイドロプレーニング性能は、一対の試供タイヤＴａ、Ｔｂの速度をそれぞれ測定し、下記式において速度差率Ｓａが１５％になったときのテスト車両３１の速度をハイドロプレーニング発生速度として評価する。
Ｓａ＝（Ｖａ−Ｖｂ）／Ｖａ×１００（％）
Ｖａ：他方のタイヤの速度（km/h）
Ｖｂ：一方のタイヤの速度（km/h）

＜装置による性能評価＞
図１及び図２に示される装置を用い、下記の条件でタイヤのハイドロプレーニング性能評価がされた。
＜ドラム＞
ドラム回転軸と走行面との半径方向の長さ：１．５m
擬似路面：ＩＳＯ路面規格の粒度曲線に合わせた材料
平均水深：５mm
＜評価方法＞
走行工程のタイヤの速度：７０km/hで一定
走行工程のドラムの速度：８０km/hから１３０km/hへ漸増
タイヤスリップ角：０度
評価工程：上記式（２）で計算される前後力変化率Ｃｐとドラムの速度との速度−前後力変化率曲線に基づいた性能評価
予め定められたドラムの速度Ｖｐ：８０km/h
ハイドロプレーニング性能は、Ｃｐが５０％におけるドラムの速度をハイドロプレーニング発生速度として評価する。
テストの結果を表１に示す。

テストの結果、装置による性能評価では、タイヤＡ１乃至Ａ５の順にハイドロプレーニング発生速度が小さくなり、この順で該性能が悪化すると評価できる。また、実車走行による性能評価でも、タイヤＡ１乃至Ａ５の順にハイドロプレーニング発生速度が小さくなり、この順で該性能が悪化すると評価できる。このため、本発明による性能評価方法は、実車走行による性能評価方法と相関が高いことが確認できた。さらに、装置によるハイドロプレーニング発生速度は、実車走行によるハイドロプレーニング発生速度との誤差が５％以内の精度である。

また、予め定められたドラムの速度Ｖｐをハイドロプレーニングが起こらないと推定される７０km/hから９０km/hまで変化させるとともに、式（２）で計算される前後力変化率Ｃｐを３０％〜７０％の範囲で変化させた場合においてもハイドロプレーニング性能を評価するテストを行ったが、タイヤＡ１乃至Ａ５の順にハイドロプレーニング発生速度が小さくなり、かつ、実車走行によるハイドロプレーニング発生速度との誤差がいずれも７％以内の精度であった。

また、評価工程において、上記式（１）で計算される前後力変化率Ｃｔとドラムの速度との速度−前後力変化率曲線に基づいた性能評価、上記（３）式で求められるスリップ率Ｓと前後力との関係に基づいた性能評価、ドラムの速度と前後力との関係を示す速度−前後力曲線に基づいた性能評価が行われたが、いずれにおいても、実車走行による性能評価と高い相関を得ることができた。また、他のサイズのタイヤ、他のトレッドパターンのタイヤについてもテストを行った同じ結果であった。

Ｔ 空気入りタイヤ
１ 試験装置
２ ドラム
３ 第１駆動手段
４ 第２駆動手段
７ａ 走行面

Claims (9)

1. タイヤが走行可能なウェット状態の走行面を具えたドラムを有する試験装置を用いて、タイヤのハイドロプレーニング性能を評価するための方法であって、
   第１駆動手段により回転する前記ドラムの前記走行面を、第２駆動手段により回転するタイヤで走行させる走行工程、
   前記走行工程中の前記タイヤに作用する走行方向の前後力を測定する測定工程、及び、
   少なくとも前記前後力に基づいて、前記タイヤのハイドロプレーニング性能を評価する評価工程を含み、
   前記走行工程において、前記タイヤ又は前記ドラムの一方の速度を一定とし、かつ、前記タイヤ又は前記ドラムの他方の速度を増加させ、
   前記評価工程は、さらに前記他方の速度にも基づくことを特徴とするタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法。
2. 前記ドラムの初期速度は、前記タイヤの初期速度よりも大きい請求項１記載のタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法。
3. 前記走行工程において、前記ドラムの速度は、前記タイヤの速度よりも大きい請求項１又は２に記載のタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法。
4. 前記評価工程は、前記他方の速度と前記タイヤの前後力との関係を示す速度−前後力曲線に基づいて、前記タイヤのハイドロプレーニング性能を評価する請求項１ないし３のいずれかに記載のタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法。
5. 前記評価工程は、前記他方の速度と、前記タイヤの前後力の変化率との関係を示す速度−前後力変化率曲線に基づいて、前記タイヤのハイドロプレーニング性能を評価する請求項１ないし３のいずれかに記載のタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法。
6. 前記タイヤの前後力の変化率は、下記式（１）で計算される請求項５に記載のタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法。
   タイヤの前後力の変化率＝Ｆｘ／Ｆｘ(max) …（１）
   （ここで、Ｆｘは前後力、Ｆｘ(max)は、測定工程で得られた前後力の最大値である。）
7. 前記タイヤの前後力の変化率は、下記式（２）で計算される請求項５に記載のタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法。
   タイヤの前後力の変化率＝Ｆｘ／Ｆｘ(a) …（２）
   （ここで、Ｆｘは前後力、Ｆｘ(a)は、測定工程で得られた前後力の中で予め定められた基準値である。）
8. 前記評価工程は、前記ドラムの速度Ｖと前記タイヤの速度ｖとから下記式（３）で求められるスリップ率Ｓと、前記前後力との関係に基づいて、前記タイヤのハイドロプレーニング性能を評価する請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法。
   Ｓ＝（Ｖ−ｖ）／Ｖ …（３）
9. 前記走行工程において、前記ドラムの速度Ｖは、下記式（４）を満足する請求項１乃至８のいずれかに記載のタイヤのハイドロプレーニング性能評価方法。
   Ｖ≧√（ｒ×ｇ） …（４）
   但し、ｒ：前記ドラムの半径（m）
   ｇ：重力加速度（m/s ^２ ）

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