JP7167543B2 - Method for evaluating tire braking performance on ice - Google Patents
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本発明は、ウエットな氷路面上での制動性能を評価するタイヤの氷上制動性能評価方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a tire braking performance evaluation method on ice for evaluating braking performance on a wet icy road surface.
下記の特許文献1には、内周面に氷盤状の氷路面が形成されたドラムを用いてタイヤの氷上性能を評価する方法が提案されている。前記方法では、氷路面上を走行するタイヤの反力に基づいて、タイヤの氷上での制動性能が評価される。又前記方法では、実車による氷上試験に近い氷路面の状態を維持するために、冷却気体噴射手段を用いて氷路面上の水分を吹き飛ばし、氷路面をドライな状態に維持している。
しかし、寒冷地域の市街地では、氷路面上に薄い水膜(例えば厚さ1.0mm程度の水膜)が形成されたウエットな氷路面の状態も多く存在する。そして本発明者が研究した結果、タイヤによっては、ドライな氷路面における氷上制動性能と、ウエットな氷路面における氷上制動性能とが大きく相違するものが存在することが判明した。図4は、市販の三種類のタイヤA、B、Cに対して、実車テストを行って得た、ドライな氷路面およびウエットな氷路面に対する「μ-s特性」である。又表1は、図4における各タイヤA~Cの最大摩擦係数μmaxの値、およびタイヤAのドライな氷路面での最大摩擦係数μmaxを100とした指数値である。なおタイヤCでは、ウエットな氷路面における摩擦係数にピークないため、スリップ速度1.5km/hにおける値を最大摩擦係数μmaxとしている。 However, in urban areas in cold regions, there are many conditions of wet icy road surfaces in which a thin water film (for example, a water film with a thickness of about 1.0 mm) is formed on the icy road surface. As a result of research by the present inventors, it has been found that, depending on the tire, the braking performance on ice on a dry icy road surface differs greatly from that on a wet icy road surface. FIG. 4 shows "μs characteristics" for dry and wet icy road surfaces obtained by conducting actual vehicle tests on three types of tires A, B, and C on the market. Table 1 shows the values of the maximum friction coefficient μmax of each tire A to C in FIG. In tire C, since the coefficient of friction does not peak on a wet and icy road surface, the value at a slip speed of 1.5 km/h is taken as the maximum coefficient of friction μmax.
表1に示されるように、
(1) タイヤAでは、ドライな氷路面からウエットな氷路面へ、最大摩擦係数μmaxが100→94と6ポント低下し、
(2)タイヤBでは、ドライな氷路面からウエットな氷路面へ、最大摩擦係数μmaxが114→92と22ポント低下し、
(3)タイヤCでは、ドライな氷路面からウエットな氷路面へ、最大摩擦係数μmaxが105→72と33ポント低下している。
As shown in Table 1,
(1) With Tire A, the maximum coefficient of friction μmax decreases from 100 to 94, 6 points from a dry ice road surface to a wet ice road surface.
(2) With tire B, the maximum coefficient of friction μmax decreases from 114 to 92, from a dry icy road surface to a wet icy road surface, by 22 points.
(3) With the tire C, the maximum coefficient of friction μmax decreases from 105 to 72, 33 pts, from the dry icy road surface to the wet icy road surface.
このように、従来のドライな氷路面での評価方法では、B>C>Aの順で氷上性能が優れると評価されていたものが、ウエットな氷路面では、A>B>Cの順で氷上性能が優れると評価できる。 In this way, in the conventional evaluation method for dry icy road surfaces, the order of B > C > A was evaluated as excellent on ice performance, but on wet icy roads, the order was A > B > C. It can be evaluated as having excellent performance on ice.
従って、タイヤの氷上制動性能を評価する場合、ドライな氷路面だけでなく、ウエットな氷路面での評価も重要となる。 Therefore, when evaluating the braking performance of a tire on ice, it is important to evaluate not only on a dry icy road surface but also on a wet icy road surface.
本発明は、ウエットな氷路面での氷上制動性能の評価を行いうるタイヤの氷上制動性能評価方法を提供することを課題としている。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for evaluating braking performance on ice of a tire capable of evaluating braking performance on ice on a wet icy road surface.
本発明は、円筒状の駆動ドラムを有しかつ室内に設置された氷上試験装置の前記駆動ドラムの内周面に氷結された氷路面により、タイヤの氷上制動性能を評価する方法であって、
前記室内が氷点下の第1の室温の状態にて、前記駆動ドラムの内周面に氷路面を作成する氷路面形成工程と、
前記室内を前記第1の室温よりも高い第2の室温の状態とし、前記氷路面を、その表面に水膜が形成されたウエット氷路面とするとともに、前記第2の室温の状態かつ前記ウエット氷路面によりタイヤの氷上制動試験を行う試験工程とを含む。
The present invention is a method for evaluating braking performance on ice of a tire using an icy road frozen on the inner peripheral surface of the driving drum of an on-ice test apparatus having a cylindrical driving drum and installed indoors,
an ice road surface forming step of forming an ice road surface on the inner peripheral surface of the driving drum in a first room temperature state in which the room temperature is below freezing;
The interior of the room is set to a second room temperature higher than the first room temperature, and the ice road surface is a wet ice road surface having a water film formed on the surface thereof, and the wet ice road surface is set to the second room temperature and the wet surface. and a testing step of performing an ice braking test of the tire on an icy surface.
本発明に係るタイヤの氷上制動性能評価方法では、前記第2の室温は、前記第1温度よりも5~10℃高いのが好ましい。 In the method for evaluating braking performance on ice of a tire according to the present invention, the second room temperature is preferably 5 to 10° C. higher than the first temperature.
本発明に係るタイヤの氷上制動性能評価方法では、前記第1の室温は、-3~-8℃の範囲であるのが好ましい。 In the method for evaluating tire braking performance on ice according to the present invention, the first room temperature is preferably in the range of -3 to -8°C.
本発明に係るタイヤの氷上制動性能評価方法では、前記第2の室温は、+1~+3℃の範囲であるのが好ましい。 In the method for evaluating braking performance on ice of a tire according to the present invention, it is preferable that the second room temperature is in the range of +1°C to +3°C.
本発明に係るタイヤの氷上制動性能評価方法では、前記氷路面形成工程は、
前記内周面に氷盤を作成する段階と、
形成された前記氷盤の表面を、切削刃により削って平滑化する段階と、
平滑化された前記氷盤の表面を、研磨用タイヤにより磨いて鏡面化する段階とを含むのが好ましい。
In the method for evaluating braking performance on ice of a tire according to the present invention, the step of forming an icy road surface includes:
forming an ice floe on the inner peripheral surface;
a step of smoothing the surface of the formed ice floe by scraping it with a cutting blade;
polishing the smoothed surface of the ice floe with a polishing tire to make it a mirror finish.
本発明に係るタイヤの氷上制動性能評価方法では、前記試験工程は、
前記ウエット氷路面に、試験タイヤの外周面を押圧した状態で、前記駆動ドラムと前記試験タイヤとを相対的に回転させる回転駆動ステップと、
前記回転駆動ステップ中に、前記ウエット氷路面から前記試験タイヤに加わる反力を測定する測定ステップと、
前記ウエット氷路面から前記試験タイヤを離間させる離間ステップと、
前記ウエット氷路面から離間している前記試験タイヤを、ドラム軸方向に横移動させる横移動ステップと、
前記測定ステップにより測定された反力から摩擦係数を算出する演算ステップとを含み、
しかも前記回転駆動ステップと、測定ステップと、離間ステップと、横移動ステップとが、順次複数サイクル繰り返され、
少なくとも一部のサイクルにおいて算出された摩擦係数に基づいてウエット氷路面における制動性能が評価されるのが好ましい。
In the method for evaluating braking performance on ice of a tire according to the present invention, the test step includes:
a rotational driving step of relatively rotating the drive drum and the test tire while the outer peripheral surface of the test tire is pressed against the wet ice road surface;
a measuring step of measuring a reaction force applied to the test tire from the wet ice road surface during the rotating step;
a spacing step of spacing the test tire from the wet ice road surface;
a lateral movement step of laterally moving the test tire away from the wet ice road surface in the axial direction of the drum;
a calculation step of calculating a coefficient of friction from the reaction force measured in the measurement step;
Moreover, the rotational driving step, the measuring step, the separating step, and the lateral moving step are sequentially repeated for a plurality of cycles,
It is preferable to evaluate braking performance on a wet ice road surface based on the coefficient of friction calculated in at least some of the cycles.
本発明に係るタイヤの氷上制動性能評価方法では、前記横移動ステップにおいて、前記試験タイヤの横移動の距離は5~20mmであるのが好ましい。 In the method for evaluating the braking performance of a tire on ice according to the present invention, in the lateral movement step, the distance of lateral movement of the test tire is preferably 5 to 20 mm.
本発明に係るタイヤの氷上制動性能評価方法では、前記回転駆動ステップにおいて、前記駆動ドラムから前記試験タイヤに作用する上下荷重が、試験荷重として規定された値に達してから2秒以上10秒以下の間、前記試験荷重の押圧を維持するのが好ましい。 In the method for evaluating braking performance on ice of a tire according to the present invention, in the rotation driving step, the vertical load acting on the test tire from the driving drum reaches a value specified as the test load for 2 seconds or more and 10 seconds or less. It is preferred to maintain the test load pressed during.
本発明において、氷路面形成工程では、室内を、氷点下の第1の室温の状態とすることで、駆動ドラムの内周面に氷路面を作成することができる。 In the present invention, in the icy surface formation step, the interior of the room is kept at the first room temperature below the freezing point, so that the icy surface can be formed on the inner circumferential surface of the driving drum.
又試験工程では、室内を前記第1の室温よりも高い第2の室温の状態とすることで、前記氷路面の表面が解け、表面に水膜が形成されたウエット氷路面が形成される。このとき、氷路面の表面が、第2の室温によって自然にかつ徐々に解けるため、氷路面Sに割れ等の発生を防止しうるとともに、氷路面Sの表面を全周に亘って均一に解かすことができる。 In the test process, the interior of the room is set to a second room temperature higher than the first room temperature, so that the surface of the icy road surface is melted to form a wet icy road surface with a film of water formed on the surface. At this time, the surface of the icy road surface is naturally and gradually melted by the second room temperature, so that the occurrence of cracks or the like on the icy road surface S can be prevented, and the surface of the icy road surface S is uniformly melted over the entire circumference. can be scratched.
なお、氷路面上に水を撒いて水膜を形成する場合、温度差により氷路面に割れが発生し易い。又撒いた水により、氷路面が不均一に解けるため、氷路面の表面が凹凸になったり真円度が低下する。そのため、水膜の厚さが不均一となる。 When water is sprinkled on an icy surface to form a water film, cracks are likely to occur in the icy surface due to temperature differences. In addition, the sprinkled water melts the icy road unevenly, so that the surface of the icy road becomes uneven and the roundness is lowered. Therefore, the thickness of the water film becomes uneven.
又試験工程では、前記第2の室温の状態のまま、ウエット氷路面により氷上制動試験が行われる。これにより、温度変化の影響を受けることなく、ウエットな氷路面での氷上制動性能の評価を、精度良く行うことができる。 In the test step, a braking test on ice is performed on a wet icy road surface while maintaining the second room temperature. As a result, it is possible to accurately evaluate the braking performance on ice on a wet icy road surface without being affected by temperature changes.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図1に示されるように、本発明のタイヤの氷上制動性能評価方法(以下、単に「評価方法」という場合がある。)を実施するための氷上試験装置1は、温度管理可能な室内に設置される。又氷上試験装置1は、氷路面Sを形成するための内周面2sを有する円筒状の駆動ドラム2を含む。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
As shown in FIG. 1, an on-
本例では、氷上試験装置1が、前記駆動ドラム2と、ドラム支持手段3と、タイヤ支持手段4とを具える。
In this example, an on-
駆動ドラム2は、鋼製の円筒状のドラム本体2Aと、このドラム本体2Aの一側面を閉じる側壁体2Bとを具える。ドラム本体2Aの他側面側は、試験タイヤTを出し入れするための開口5とされ、該開口5の周縁には小高さのフランジ部5fが設けられている。
The
ドラム支持手段3は、駆動ドラム2を水平な軸心j2周りで回転可能に支持する。本例のドラム支持手段3は、駆動ドラム2の前記側壁体2Bに一端部が固定される支持軸3Aと、この支持軸3Aを軸受けを介して回転自在に支持する支持台3Bと、前記支持軸3Aを回転駆動する駆動手段3Cとを具える。駆動手段3Cは、モータMを含み、このモータMの回転速度を制御することにより駆動ドラム2の回転速度が調節される。
The drum support means 3 supports the
タイヤ支持手段4は、氷路面Sに対して、試験タイヤTの外周面を所定の荷重で接触させながら前記試験タイヤTを水平な軸心jT周りに回転可能に支持する。本例のタイヤ支持手段4は、基台10と、この基台10上にドラム軸方向に移動可能に支持される支持台11と、該支持台11にシリンダ12を介して昇降自在に取り付く支持アーム13と、該支持アーム13の下端部に軸受けを介して連結される水平なタイヤ支持軸14とを具える。
The tire support means 4 supports the test tire T rotatably around a horizontal axis jT while bringing the outer peripheral surface of the test tire T into contact with the icy road surface S with a predetermined load. The tire support means 4 of this embodiment comprises a
タイヤ支持手段4は、前記シリンダ12によって支持アーム13を上下動させることにより、タイヤ支持軸14に回転自在に保持される試験タイヤTを、前記氷路面Sに対して所定の荷重で押し付けうるとともに、その時の荷重量を調整することができる。
By vertically moving the
また、支持アーム13には、タイヤ支持軸14の回転速度、ひいては試験タイヤTの走行速度を自在にコントロールしうるタイヤ速度制御手段15が取り付く。このタイヤ速度制御手段15は、例えば周知のモータ及びブレーキを含んで構成される。又タイヤ支持軸14には、試験タイヤTに作用する上下荷重Fz及び前後力Fxを測定するための荷重センサ(図示省略)が取り付けられる。荷重センサとして、例えば六分力計が好適に採用される。
Further, the
次に、評価方法を説明する。図2に示すように、評価方法は、氷路面形成工程KAと、試験工程KBとを含む。 Next, the evaluation method will be explained. As shown in FIG. 2, the evaluation method includes an ice surface formation process KA and a test process KB.
氷路面形成工程KAでは、室内が氷点(0℃)下の第1の室温t1の状態にて、駆動ドラム2の内周面2sに氷路面Sを作成する。詳しくは、氷路面形成工程KAは、本例では3つの段階KA1~KA3を含む。
In the icy surface forming process KA, the icy surface S is formed on the inner
段階KA1では、内周面2sに氷盤を作成する。具体的には、駆動ドラム2を回転させながら内周面2s上に水を注入することにより、氷盤が形成される。好ましくは、駆動ドラム2を、高速回転(例えば内周面2sの速度が50~120km/h)させながら、内周面2s内に水を注入する。そして、注入した水を遠心力によって内周面2sに均等に張り付けながら、第1の室温t1によって凍結させる。これを繰り返すことで氷厚さが例えば20~50mmの氷盤が形成される。
At stage KA1, an ice floe is formed on the inner
段階KA2では、段階KA1により形成された氷盤の表面を、切削刃により削って平滑化する。好ましくは、駆動ドラム2を回転させながら、例えば切削バイトをドラム軸方向に少しずつ動かすことにより、氷盤の表面を薄く削り取る。
In step KA2, the surface of the ice floe formed in step KA1 is cut and smoothed with a cutting blade. Preferably, while rotating the
段階KA3では、段階KA2により平滑化された氷盤の表面を、研磨用タイヤにより磨いて鏡面化する。研磨用タイヤとしてスリックタイヤ或いはスタッドレスタイヤが好適に採用される。ドラム回転状態において、氷盤表面に研磨用タイヤを押し当てることにより表面粗さを減じ、表面を鏡面化した氷路面Sが形成される。 In step KA3, the surface of the ice floe smoothed in step KA2 is polished with a polishing tire to a mirror surface. A slick tire or studless tire is preferably employed as the polishing tire. While the drum is rotating, a polishing tire is pressed against the surface of the ice floe to reduce surface roughness and form an ice road surface S with a mirror surface.
この氷路面形成工程KAにおいて氷路面Sを能率良く形成するために、第1の室温t1は、-3~-8℃の範囲が好ましい。-3℃より高いと、氷路面Sの形成時間が長く掛かり効率が低下する。逆に-8℃より低いと、第2の室温t2で試験工程KBを行う際に、氷路面Sに割れが発生し易くなる。 In order to efficiently form the icy road surface S in the icy road forming process KA, the first room temperature t1 is preferably in the range of -3 to -8°C. If the temperature is higher than -3°C, it takes a long time to form the icy road surface S, resulting in a decrease in efficiency. Conversely, when the temperature is lower than -8°C, cracks are likely to occur on the icy road surface S when the test step KB is performed at the second room temperature t2.
次に、試験工程KBは、氷路面Sをウエット氷路面Swとするウエット氷路面形成段階KB1と、ウエット氷路面Swを用いて試験タイヤの氷上制動試験を行う試験段階KB2とを含む。 Next, the test process KB includes a wet ice road surface forming step KB1 in which the icy road surface S is a wet ice road surface Sw, and a test step KB2 in which an on-ice braking test of the test tire is performed using the wet ice road surface Sw.
ウエット氷路面形成段階KB1では、室内を第1の室温t1よりも高い第2の室温t2の状態とする。これにより氷路面Sの表面が解け、表面に水膜が形成されたウエット氷路面Swが形成される。このとき、氷路面Sの表面が、第2の室温t2によって自然にかつ徐々に解ける。そのため、氷路面Sに割れ等の発生を防止しながら、氷路面Sの表面を全周に亘って均一に解かすことができる。均一化のために、ウエット氷路面形成段階KB1では、駆動ドラム2を回転させるのが好ましい。このとき回転の速度が速すぎると、冷却効果により水膜が形成されるまでに時間が掛かる。そのためウエット氷路面形成段階KB1では、内周面2sの速度は1~10km/hが好ましい。
In the wet ice surface forming stage KB1, the interior of the room is set to a second room temperature t2 higher than the first room temperature t1. As a result, the surface of the icy road surface S is melted to form a wet icy road surface Sw with a water film formed on the surface. At this time, the surface of the icy road surface S is naturally and gradually melted by the second room temperature t2. Therefore, the surface of the icy road surface S can be melted uniformly over the entire circumference while preventing cracks or the like from occurring on the icy road surface S. For uniformity, the
第2の室温t2は、第1の室温t1よりも5~10℃高いことが好ましい。温度差(t2-t1)が5℃以下と小さいと、ウエット氷路面Swの形成に時間が掛かり効率が悪くなる。逆に10℃を越えると、温度差が大きくなりすぎて、試験段階KB2において氷路面Sに割れが発生し易くなる。同じ理由により、第2の室温t2は、特には+1~+3℃の範囲が好ましい。 The second room temperature t2 is preferably 5 to 10° C. higher than the first room temperature t1. If the temperature difference (t2-t1) is as small as 5.degree. Conversely, if the temperature exceeds 10° C., the temperature difference becomes too large, and cracks are likely to occur on the icy road surface S in the test stage KB2. For the same reason, the second room temperature t2 is preferably in the range +1 to +3°C.
なおウエット氷路面形成段階KB1において形成されるウエット氷路面Swの水膜の厚さは、0.5~1.0mmが好ましい。本発明者の実験の結果、特に、第2の室温t2が+0.5~+2.0℃の範囲では、氷路面Sの表面温度は、-0.3℃ぐらいまでしか上昇せず、厚さ0.5~1.0mmの水膜を安定して形成しうることが確認できた。 The thickness of the water film on the wet ice surface Sw formed in the wet ice surface forming step KB1 is preferably 0.5 to 1.0 mm. As a result of experiments conducted by the present inventor, particularly when the second room temperature t2 is in the range of +0.5°C to +2.0°C, the surface temperature of the icy road surface S rises only to about -0.3°C. It was confirmed that a water film of 0.5 to 1.0 mm can be stably formed.
試験段階KB2は、ウエット氷路面形成段階KB1と同じ第2の室温t2にて行われる。 The test phase KB2 is performed at the same second room temperature t2 as the wet ice surface formation phase KB1.
試験段階KB2は特に規制されないが、本例では、回転駆動ステップKB21と、測定ステップKB22と、離間ステップKB23と、横移動ステップKB24と、演算ステップKB25とを含む。又回転駆動ステップKB21と、離間ステップKB23と、横移動ステップKB24とは、順次複数サイクル繰り返される。 The test stage KB2 is not particularly restricted, but in this example includes a rotation drive step KB2 1 , a measurement step KB2 2 , a separation step KB2 3 , a lateral movement step KB2 4 , and a calculation step KB2 5 . Further, the rotation driving step KB2-1 , the separation step KB2-3 , and the lateral movement step KB2-4 are sequentially repeated for a plurality of cycles.
回転駆動ステップKB21では、ウエット氷路面Swに、試験タイヤTの外周面を押圧した状態で、駆動ドラム2と試験タイヤTとを相対的に回転させる。 In the rotation driving step KB21, the drive drum 2 and the test tire T are rotated relative to each other while the outer peripheral surface of the test tire T is pressed against the wet ice road surface Sw.
測定ステップKB22では、回転駆動ステップKB21中に、ウエット氷路面Swから試験タイヤTに加わる反力を測定する。 In the measurement step KB2-2 , the reaction force applied to the test tire T from the wet ice road surface Sw during the rotation drive step KB2-1 is measured.
離間ステップKB23では、ウエット氷路面Swから試験タイヤTを離間させる。 In the separation step KB23 , the test tire T is separated from the wet ice road surface Sw.
横移動ステップKB24では、ウエット氷路面Swから離間している試験タイヤTを、ドラム軸方向に横移動させる。 In the lateral movement step KB24 , the test tire T separated from the wet ice road surface Sw is laterally moved in the axial direction of the drum.
そして、回転駆動ステップKB21と、測定ステップKB22と、離間ステップKB23と、横移動ステップKB24とが、複数サイクル繰り返されたのち、氷上制動性能評価が行われる。この評価は、測定ステップKB22により測定された反力から摩擦係数を算出する演算ステップKB25の演算結果に基づいて行われる。演算ステップKB25は、各サイクル毎に行うことができる。又所定回数のサイクルが行われたのちに行うこともできる。 After a plurality of cycles of the rotation drive step KB2-1 , the measurement step KB2-2 , the separation step KB2-3 , and the lateral movement step KB2-4 , the ice braking performance is evaluated. This evaluation is performed based on the calculation result of calculation step KB25 for calculating the coefficient of friction from the reaction force measured in measurement step KB22 . The calculation step KB25 can be performed for each cycle. It can also be performed after a predetermined number of cycles have been performed.
具体的に説明すると、まず、所定の速度(例えば20km/h)で回転駆動されている駆動ドラム2のウエット氷路面Swに、自由回転可能に支持した試験タイヤTを押圧する。これにより、試験タイヤTは、駆動ドラム2と同速度で回転する。その後、タイヤ支持手段4により、試験タイヤTにブレーキを掛け、試験タイヤTの速度を20km/hから10km/hまで、1秒間に例えば5km/hの割合で減速させる(回転駆動ステップKB21)。
Specifically, first, the freely rotatably supported test tire T is pressed against the wet ice surface Sw of the
回転駆動ステップKB21では、駆動ドラム2から試験タイヤTに作用する上下荷重が、試験荷重として規定された値に達してから2秒以上10秒以下の間、試験荷重の押圧は維持されるのが好ましい。これにより試験タイヤTの回転を安定化させる。その後、試験タイヤTにブレーキを掛けて減速を行う。
In the rotation driving step KB21, the pressure of the test load is maintained for 2 seconds or more and 10 seconds or less after the vertical load acting on the test tire T from the
その時、試験タイヤに作用する反力である上下荷重Fz及び前後力Fxが荷重センサにより連続して測定される(測定ステップKB22)。 At that time, the vertical load Fz and the longitudinal force Fx, which are reaction forces acting on the test tire, are continuously measured by the load sensors (measurement step KB2 2 ).
この上下荷重Fz及び前後力Fxから、試験タイヤTとウエット氷路面Swとの間の摩擦係数μが算出される(演算ステップKB25)。
摩擦係数μは、次式で示される。
μ=Fx/Fz
A coefficient of friction μ between the test tire T and the wet icy road surface Sw is calculated from the vertical load Fz and the longitudinal force Fx (calculation step KB2 5 ).
The coefficient of friction μ is expressed by the following formula.
μ = Fx/Fz
図3には、回転駆動ステップKB21、離間ステップKB23、横移動ステップKB24における試験タイヤTの動きが示されている。上記測定ステップKB22が終了した後、試験タイヤTは、シリンダ12によって上昇させされ、ウエット氷路面Swから離間させられる(図3(a))。次の押圧まで、試験タイヤTは、所定の時間、ウエット氷路面Swから離間した状態にある。この離間している間、試験タイヤTは、ドラム軸方向に横移動させられる(図3(b))。試験タイヤTは、横移動した位置でシリンダ12によって下降し、ウエット氷路面Swに押圧される(図3(c))。そして、回転駆動ステップKB21と、測定ステップKB22と、離間ステップKB23と、横移動ステップKB24とが、複数サイクル繰り返される。
FIG. 3 shows the movement of the test tire T in the rotational drive step KB2 1 , the separation step KB2 3 and the lateral movement step KB2 4 . After completion of the measurement step KB22 , the test tire T is lifted by the
このように横移動ステップKB24を含むことで、試験タイヤTの接地部位は、直前のサイクルにおける試験タイヤTの接地部位とは一致しない。これにより、轍の形成が防止される。なお横移動ステップKB24における試験タイヤTの横移動の距離Lは5~20mmの範囲が好ましい。 By including the lateral movement step KB24 in this way, the ground-contacting portion of the test tire T does not match the ground-contacting portion of the test tire T in the immediately preceding cycle. This prevents the formation of ruts. The distance L of lateral movement of the test tire T in the lateral movement step KB24 is preferably in the range of 5 to 20 mm.
そして、少なくとも一部のサイクルにおいて算出された摩擦係数に基づいてウエット氷路面Swにおける制動性能が評価される。 Then, the braking performance on the wet ice road surface Sw is evaluated based on the coefficient of friction calculated in at least some of the cycles.
本例では、演算ステップKB25により、各サイクル毎に、試験タイヤTの最大摩擦係数μmaxが求められ、各サイクルの最大摩擦係数μmaxの平均値に基づいて、ウエット氷路面Swにおける制動性能が評価される。最大摩擦係数μmaxの平均値としては、各サイクルの最大摩擦係数μmaxのうち、最大と最小とを削除し、残りの最大摩擦係数μmaxを平均するのが好ましい。 In this example, the maximum friction coefficient μmax of the test tire T is obtained for each cycle in the calculation step KB25 , and the braking performance on the wet icy road surface Sw is evaluated based on the average value of the maximum friction coefficient μmax in each cycle. be done. As for the average value of the maximum friction coefficient μmax, it is preferable to remove the maximum and minimum from the maximum friction coefficient μmax of each cycle and average the remaining maximum friction coefficient μmax.
なお各サイクルが開始される前、即ち試験タイヤTが下降される前に、ウエット氷路面Swの水膜の厚さを計測するのも好ましい。そして、水膜の厚さが1.0mmを越えている場合、0.5~1.0mmの範囲となるまで、水を取り除いて調整するのが好ましい。 It is also preferable to measure the thickness of the water film on the wet icy road surface Sw before each cycle is started, that is, before the test tire T is lowered. When the thickness of the water film exceeds 1.0 mm, it is preferable to adjust the thickness by removing water until the thickness falls within the range of 0.5 to 1.0 mm.
以上、本発明の特に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うる。 Although the particularly preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the illustrated embodiments and can be modified in various ways.
本発明の氷上制動性能評価方法に従い、市販の5種類のスタッドレスのタイヤを試験タイヤT1~T5として、ウエット氷路面Swでの制動性能評価を評価した。 According to the method for evaluating braking performance on ice according to the present invention, five types of commercially available studless tires were used as test tires T1 to T5 to evaluate braking performance on a wet ice road surface Sw.
氷路面形成工程KAでは、第1の室温t1(-5℃)の状態にて、駆動ドラム2を速度100km/hで回転させながら、水を注入し、遠心力によって水を内周面2sに張り付けながら凍結させる。これを繰り返すことで、氷厚さが40mmの氷盤を形成した(段階KA1)。
In the ice surface forming step KA, water is injected while rotating the
その後、駆動ドラム2を速度80km/hで回転させながら、切削バイトをドラム軸方向に少しずつ動かすことにより、氷盤の表面を薄く削り取って平滑化した(段階KA2)。
Thereafter, while rotating the driving
その後、前記回転状態(速度80km/h)において、研磨用タイヤ(市販のスタッドレスタイヤ)を氷盤表面に押し当てることにより表面を鏡面化した(段階KA3)。 After that, in the rotating state (speed of 80 km/h), a polishing tire (commercially available studless tire) was pressed against the surface of the ice floe to mirror-finish the surface (step KA3).
試験工程KBでは、試験タイヤT1~T5に対し、それぞれ、回転駆動ステップKB21と、測定ステップKB22と、離間ステップKB23と、横移動ステップKB24とが、5サイクル(N=5)繰り返された。 In the test process KB, the rotational driving step KB2 1 , the measuring step KB2 2 , the separating step KB2 3 , and the lateral moving step KB2 4 are repeated for five cycles (N=5) for each of the test tires T1 to T5. was
具体的には、試験タイヤT1を5サイクル行った後、試験タイヤT2を5サイクル、試験タイヤT3を5サイクル、試験タイヤT4を5サイクル行い、その度、再度、試験タイヤT1を5サイクル行った。 Specifically, after performing 5 cycles of the test tire T1, 5 cycles of the test tire T2, 5 cycles of the test tire T3, and 5 cycles of the test tire T4 were performed, and each time, 5 cycles of the test tire T1 were performed again. .
なお試験工程KBのウエット氷路面形成段階KB1では、室内を第2の室温t2(+2℃)とすることで、約1.5時間後に、水膜の厚さが1.0mmのウエット氷路面Swが形成された。このウエット氷路面形成段階KB1では、駆動ドラム2を速度5km/hで回転している。
In the wet ice surface formation stage KB1 of the test process KB, the room temperature is set to the second room temperature t2 (+2° C.), and after about 1.5 hours, the wet ice surface Sw with a water film thickness of 1.0 mm is formed. was formed. In this wet ice surface forming stage KB1, the
回転駆動ステップKB21では、各サイクルにおいて、速度20km/hで回転する駆動ドラム2のウエット氷路面Swに、自由回転可能な内圧(230kPa)の試験タイヤを上下加重(3.8kN)にて押圧することで、試験タイヤを同速度で回転させた。その後、この押圧した状態にて試験タイヤにブレーキを掛け、試験タイヤの速度を20km/hから10km/hまで、1秒間に5km/hの割合で減速させた。
In the rotation driving step KB21, in each cycle, a freely rotatable test tire having an internal pressure (230 kPa) is pressed against the wet ice surface Sw of the driving
又演算ステップKB25では、各サイクル毎に、測定ステップKB22によって測定した上下荷重Fz及び前後力Fxから、各サイクル毎に、最大摩擦係数μmaxを算出した。その結果を表2に示す。 Further, in the calculation step KB25 , the maximum friction coefficient μmax is calculated for each cycle from the vertical load Fz and the longitudinal force Fx measured in the measurement step KB22 . Table 2 shows the results.
表2において、最大摩擦係数μmaxの平均値は、5サイクルの最大摩擦係数μmaxのうち、最大と最小とを削除した残りの3サイクルにおける最大摩擦係数μmaxを平均した値である。 In Table 2, the average value of the maximum friction coefficient μmax is the average value of the maximum friction coefficient μmax of the remaining 3 cycles after removing the maximum and minimum among the maximum friction coefficient μmax of 5 cycles.
表2に示すように、各試験タイヤT1~T4において、変動係数(標準偏差σ/平均値AVE)が3%以下であり、相対的なばらつきが少なく高精度で評価しうるのが確認できる。又試験タイヤT1の1回目の平均値(0.115)と、2回目の平均値(0.116)との差が0.001であり、再現性を有することも確認できる。 As shown in Table 2, each test tire T1 to T4 has a coefficient of variation (standard deviation σ/average value AVE) of 3% or less. Moreover, the difference between the first average value (0.115) and the second average value (0.116) of the test tire T1 is 0.001, and it can be confirmed that there is reproducibility.
1 氷上試験装置
2 駆動ドラム
2s 内周面
KA 氷路面形成工程
KA1~KA3 段階
KB 試験工程
KB1 ウエット氷路面形成段階
KB2 試験段階
KB21 回転駆動ステップ
KB22 測定ステップ
KB23 離間ステップ
KB24 横移動ステップ
KB25 演算ステップ
Sw ウエット氷路面
S 氷路面
T 試験タイヤ
t1 第1の室温
t2 第2の室温
1
Claims (6)
前記タイヤの氷上制動性能を評価する方法は、氷路面形成工程と試験工程とを含み、
前記氷路面形成工程は、
前記室内が氷点下の第1の室温の状態にて、前記駆動ドラムの内周面に氷路面を作成し、
前記試験工程は、
前記駆動ドラムを回転させて前記駆動ドラムの内周面の速度を1~10km/hとし、かつ、前記室内を前記第1の室温よりも高い+0.5~+2.0℃の第2の室温の状態とすることで、前記氷路面の表面に厚さ0.5~1.0mmの水膜が形成されたウエット氷路面を形成するウエット氷路面形成段階と、
前記第2の室温の状態かつ前記ウエット氷路面によりタイヤの氷上制動試験を行う試験段階とからなるタイヤの氷上制動性能評価方法。 A method of evaluating the braking performance of a tire on ice using an ice road frozen on the inner peripheral surface of the driving drum of an on-ice test apparatus having a cylindrical driving drum and installed indoors, comprising:
The method for evaluating the braking performance on ice of the tire includes an ice surface formation step and a test step,
The ice surface formation step includes:
creating an ice surface on the inner peripheral surface of the driving drum in a first room temperature state in which the inside of the room is below freezing;
The test step includes:
The driving drum is rotated so that the speed of the inner peripheral surface of the driving drum is 1 to 10 km/h, and the inside of the chamber is set to a second room temperature of +0.5 to +2.0° C. higher than the first room temperature. a wet ice road surface forming step of forming a wet ice road surface in which a water film having a thickness of 0.5 to 1.0 mm is formed on the surface of the ice road surface by setting the state of
A method for evaluating a tire's braking performance on ice , comprising a test step of performing an on-ice braking test of the tire under the condition of the second room temperature and on the wet ice road surface.
形成された前記氷盤の表面を、切削刃により削って平滑化する段階と、a step of smoothing the surface of the formed ice floe by scraping it with a cutting blade;
平滑化された前記氷盤の表面を、研磨用タイヤにより磨いて鏡面化する段階とを含む請求項1又は2に記載のタイヤの氷上制動性能評価方法。3. The method for evaluating braking performance on ice of a tire according to claim 1, further comprising the step of polishing the smoothed surface of the ice floe to a mirror surface with a polishing tire.
前記ウエット氷路面に、試験タイヤの外周面を押圧した状態で、前記駆動ドラムと前記試験タイヤとを相対的に回転させる回転駆動ステップと、a rotational driving step of relatively rotating the drive drum and the test tire while the outer peripheral surface of the test tire is pressed against the wet ice road surface;
前記回転駆動ステップ中に、前記ウエット氷路面から前記試験タイヤに加わる反力を測定する測定ステップと、a measuring step of measuring a reaction force applied to the test tire from the wet ice road surface during the rotating step;
前記ウエット氷路面から前記試験タイヤを離間させる離間ステップと、a spacing step of spacing the test tire from the wet ice road surface;
前記ウエット氷路面から離間している前記試験タイヤを、ドラム軸方向に横移動させる横移動ステップと、a lateral movement step of laterally moving the test tire away from the wet ice road surface in the axial direction of the drum;
前記測定ステップにより測定された反力から摩擦係数を算出する演算ステップとを含み、a calculation step of calculating a coefficient of friction from the reaction force measured in the measurement step;
しかも前記回転駆動ステップと、測定ステップと、離間ステップと、横移動ステップとが、順次複数サイクル繰り返され、Moreover, the rotational driving step, the measuring step, the separating step, and the lateral moving step are sequentially repeated for a plurality of cycles,
少なくとも一部のサイクルにおいて算出された摩擦係数に基づいてウエット氷路面における制動性能が評価される請求項1~3の何れかに記載のタイヤの氷上制動性能評価方法。4. The method for evaluating tire braking performance on ice according to any one of claims 1 to 3, wherein braking performance on a wet ice road surface is evaluated based on the coefficient of friction calculated in at least some of the cycles.
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