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1. WO2011105498 - METHOD OF TESTING RUBBER WEAR, AND METHOD, DEVICE AND PROGRAM OF CALCULATING RUBBER INDEX OF TIRE USING METHOD OF TESTING RUBBER WEAR

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明 細 書

発明の名称 ゴム摩耗試験方法、それを用いたタイヤのゴムインデックス算出方法、装置及びプログラム

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005  

先行技術文献

特許文献

0006  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0007   0008  

課題を解決するための手段

0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019  

発明の効果

0020  

図面の簡単な説明

0021  

発明を実施するための形態

0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088  

実施例

0089   0090   0091   0092  

符号の説明

0093  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8  

明 細 書

発明の名称 : ゴム摩耗試験方法、それを用いたタイヤのゴムインデックス算出方法、装置及びプログラム

技術分野

[0001]
 本発明は、ゴム摩耗試験方法、それを用いたタイヤのゴムインデックス算出方法、装置及びプログラムに関し、詳しくは、タイヤで起きている摩耗現象を精度良くサンプルで再現することが可能なゴム摩耗試験方法、それを用いたタイヤのゴムインデックス算出方法、装置及びプログラムに関する。

背景技術

[0002]
 タイヤ等のゴム製品に用いられるゴムは使用中に摩耗していくので、高い耐摩耗性能を担持させることが必要であり、そのためのゴム材料の開発が重要となってくる。そして、開発したゴム材料の良否を判断するためには、その耐摩耗性能を評価する必要があるが、そのゴム材料を用いたゴム製品を実際に使用して、実際の摩耗寿命を評価していたのでは時間がかかってしまい、開発のスピードが阻害されてしまう。
[0003]
 そこで、ゴムの摩耗寿命を短時間で評価するためのラボ評価が広く行われている。例えば、特許文献1には、円盤状の砥石と、この砥石を回転させる砥石回転手段と、砥石の回転軸と平行な軸を中心として円盤状のゴムサンプルを回転させるサンプル回転手段と、サンプルを砥石に押圧するサンプル押圧手段とを具え、サンプル回転手段を制御するサンプル回転制御手段が設けられ、サンプル回転制御手段を、ゴムサンプルを回転させるトルクが所望の変化パターンとなるようにする制御方式の制御が可能なゴム摩耗試験機が開示されている。
[0004]
 また、特許文献2には、走行条件固有のタイヤシビアリティ情報と、摩耗寿命を予測する対象タイヤのトレッドゴム部と同種のゴム固有の摩耗対応情報とを取得し、摩耗対応情報に基づいて定まる、各タイヤシビアリティ情報が表すエネルギー量と等価な摩擦エネルギーが上記同種のゴムにかかった場合のゴム摩耗量それぞれを、各タイヤシビアリティ情報が表すエネルギー量が上記対象タイヤにかかった場合の、各単位時間あたりの対象タイヤ摩耗量として用い、所定の転動条件下、特定転動時間範囲にわたって対象タイヤが転動した際の、上記対象タイヤの等価タイヤ摩耗総量を求め、転動距離範囲と等価摩耗総量とに基づいて、上記対象タイヤの摩耗寿命を表す等価摩耗寿命情報を求めて出力するタイヤの摩耗寿命測定方法が開示されている。
[0005]
 さらに、特許文献3には、ゴムサンプルを研磨ホイールの外周面に押し付けたときのゴムサンプルの駆動軸に発生するホイール面の周方向の力を連続的に測定し、駆動軸に発生する周方向の力の値が予め設定された値に対して近づくように、フィードバック制御によってゴム体サンプルの駆動軸の回転数を調整する摩耗試験方法が開示されている。

先行技術文献

特許文献

[0006]
特許文献1 : 特開2008-185475号公報
特許文献2 : 特開2008-82914号公報
特許文献3 : 特開2006-242697号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0007]
 しかしながら、特許文献1~3に記載に開示されているゴム摩耗評価方法でゴムの耐摩耗性を評価してみると、例えば、タイヤのトレッドゴムに用いられるゴムの場合、配合の異なる2種のゴム材料のうち、ラボ評価では優れていた一方のゴム材料を用いたタイヤを実車に装着し、実際の使用条件下で走行させてみると、他方のゴム材料より劣るという結果になってしまう場合がある。そのため、サンプルを用いたタイヤ耐摩耗性評価方法にはいまだ予測精度に改善の余地が残されている。
[0008]
 そこで本発明の目的は、上記課題を解消して、タイヤで起きている摩耗現象を精度良くサンプルで再現することが可能なゴム摩耗試験方法、それを用いたタイヤのゴムインデックス算出方法、装置及びプログラムを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0009]
 本発明者は、上記課題を解消するために、摩擦現象に重要な因子である接地圧に着目して鋭意検討した結果、下記の知見を得た。すなわち、従来のゴム摩耗評価方法では、サンプルを押し付ける際の押付荷重の設定には、(1)タイヤの内圧と同等の接地圧になるように荷重を設定する、(2)タイヤ輪荷重を見かけの接地面積で平均した接地圧に合わせる、といった手法がとられていた。しかしながら、タイヤの表面はタイヤ幅方向に曲率を有しており、路面に対して均一に接地しておらず、接地面内ではタイヤ幅方向について接地圧分布を有していることから、上記(1)、(2)の手法により得られる接地圧は、タイヤ接地面内の真の接地圧とは異なり、タイヤでの摩耗現象をサンプルでは精度良く再現することができないことがわかった。
[0010]
 本発明者は、かかる知見に基づき、さらに鋭意検討した結果、下記構成とすることにより、上記課題を解消することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
[0011]
 すなわち、本発明のゴム摩耗試験方法は、タイヤの耐摩耗をタイヤトレッドと同一ゴム試験片を用いて予測する試験方法であって、円盤状のサンプルと円盤状の研磨ホイールとを、それぞれ独立して定められた回転数で回転させながら、前記サンプルを前記研磨ホイールの外周面に押し付けることにより行うゴム摩耗試験方法において、
 前記サンプルを前記研磨ホイールの外周面に押し付けた際の接地圧と、前記タイヤの接地面部のゴム摩耗の評価に係る部位の接地圧とが同一になるように、前記サンプルに押付荷重を印加することを特徴とするものである。
[0012]
 本発明においては、前記押付荷重を印加した状態で、前記研磨ホイールの外周面に前記円盤状のサンプルを押し付けた際に発生する摩擦エネルギーと、前記タイヤの接地面部のゴム摩耗の評価に係る部位の摩擦エネルギーとが同一となるように、前記円盤状のサンプルにトルクを印加することが好ましい。
[0013]
 また、本発明のタイヤのゴムインデックス算出方法は、タイヤに与える複数のタイヤ入力条件におけるタイヤのタイヤ摩擦エネルギーを、タイヤ接地面のせん断力及び滑り量に基づいて測定する摩擦エネルギー測定装置に測定させるタイヤ摩擦エネルギー測定ステップと、
 前記タイヤの接地面部のゴム摩耗の評価に係る部位の接地圧を測定する接地圧測定ステップと、
 前記接地圧を押付荷重としてサンプルに印加するよう設定する押付荷重設定ステップと、
 前記押付荷重をサンプルに印加した状態で、前記タイヤと同一材料のサンプルのサンプル摩擦エネルギーを、測定された各タイヤ入力条件におけるタイヤ摩擦エネルギーに基づいて設定されたサンプル入力条件で求め、測定された各タイヤ入力条件におけるタイヤ摩擦エネルギーと、各サンプル入力条件で求めたサンプル摩擦エネルギーと、に基づいて、前記サンプルのサンプル摩耗量を測定するための測定条件を設定する設定ステップと、
 設定された測定条件で前記サンプルのサンプル摩耗量を摩耗量測定装置に測定させるサンプル摩耗量測定ステップと、
 測定された前記サンプル摩擦エネルギーと前記サンプル摩耗量とに基づいて、前記タイヤのゴムインデックスを算出するゴムインデックス算出ステップと、を含むことを特徴とするものである。
[0014]
 本発明においては、前記設定ステップは、
 前記タイヤ入力条件と前記タイヤ摩擦エネルギーとの対応関係を示す摩擦エネルギー関数を前記タイヤ入力条件の種類毎に算出するステップと、
 前記タイヤを用いた実車走行において測定したタイヤ入力と当該タイヤ入力の頻度との関係を示す頻度データと、前記タイヤ入力条件の種類毎の摩擦エネルギー関数と、に基づいて、前記タイヤ摩擦エネルギーの期待値を算出するステップと、
 前記サンプルのサンプル摩擦エネルギーを前記摩擦エネルギー測定装置により測定させるための前記サンプルに与えるサンプル入力条件を設定するサンプル入力条件設定ステップと、
 設定されたサンプル入力条件で前記サンプルのサンプル摩擦エネルギーを測定し、測定された前記サンプル摩擦エネルギーが、前記タイヤ摩擦エネルギーの期待値と一致するまで、前記サンプル入力条件を変更しながら前記サンプル摩擦エネルギーを測定させるサンプル摩擦エネルギー測定ステップと、
 前記測定された前記サンプル摩擦エネルギーが、前記タイヤ摩擦エネルギーの期待値と一致するサンプル入力条件を、前記サンプル摩耗量を測定するための測定条件として設定するサンプル摩耗量測定条件設定ステップと、を含み、
 前記サンプル摩耗量測定ステップは、前記サンプル摩耗量測定条件設定ステップで設定された測定条件で前記サンプルのサンプル摩耗量を測定することが好ましい。
[0015]
 また、本発明においては、前記設定ステップは、
 前記複数のタイヤ入力条件の各々について、
 前記サンプルのサンプル摩擦エネルギーを前記摩擦エネルギー測定装置により測定させるための前記サンプルに与えるサンプル入力条件を設定するサンプル入力条件設定ステップと、
 設定されたサンプル入力条件で前記サンプルのサンプル摩擦エネルギーを測定し、測定された前記サンプル摩擦エネルギーが、対応する前記タイヤ入力条件で測定された前記タイヤ摩擦エネルギーと一致するまで、前記サンプル入力条件を変更しながら前記サンプル摩擦エネルギーを測定させるサンプル摩擦エネルギー測定ステップと、
 前記測定された前記サンプル摩擦エネルギーが、対応する前記タイヤ入力条件で測定された前記タイヤ摩擦エネルギーと一致するサンプル入力条件を、前記サンプル摩耗量を測定するための測定条件として設定するサンプル摩耗量測定条件設定ステップと、を含み、
 前記サンプル摩耗量測定ステップは、前記複数のタイヤ入力条件の各々について、前記サンプル摩耗量測定条件設定ステップで設定された測定条件で前記サンプルのサンプル摩耗量を測定し、
 前記ゴムインデックス算出ステップは、
 前記複数のタイヤ入力条件の各々について、前記摩擦エネルギーと前記サンプル摩耗量とに基づいてゴムインデックスを算出するステップと、
 前記複数のタイヤ入力条件の各々について算出したゴムインデックスに基づいて、前記タイヤ入力条件と前記タイヤのゴムインデックスとの対応関係を示すゴムインデックス関数を前記タイヤ入力条件の種類毎に算出するステップと、
 前記タイヤを用いた実車走行において測定したタイヤ入力と当該タイヤ入力の頻度との関係を示す頻度データと、前記タイヤ入力条件の種類毎のゴムインデックス関数と、に基づいて、前記ゴムインデックスの期待値を算出するステップと、を含むことが好ましい。
[0016]
 さらに、本発明においては、前記設定ステップは、
 前記タイヤ入力条件と前記タイヤ摩擦エネルギーとの対応関係を示す摩擦エネルギー関数を前記タイヤ入力条件の種類毎に算出するステップと、
 前記タイヤを用いた実車走行において測定したタイヤ入力と当該タイヤ入力の頻度との関係を示す頻度データと、前記タイヤ入力条件の種類毎の摩擦エネルギー関数と、に基づいて、前記タイヤ摩擦エネルギーの期待値を算出するステップと、
 前記サンプルのサンプル摩擦エネルギーを前記サンプルのサンプルモデルに基づいて演算するための前記サンプルに与えるサンプル入力条件を設定するサンプル入力条件設定ステップと、
 設定されたサンプル入力条件で前記サンプルのサンプル摩擦エネルギーを演算し、演算された前記サンプル摩擦エネルギーが、前記タイヤ摩擦エネルギーの期待値と一致するまで、前記サンプル入力条件を変更しながら前記サンプル摩擦エネルギーを演算させるサンプル摩擦エネルギー演算ステップと、
 前記演算された前記サンプル摩擦エネルギーが、前記タイヤ摩擦エネルギーの期待値と一致するサンプル入力条件を、前記サンプル摩耗量を測定するための測定条件として設定するサンプル摩耗量測定条件設定ステップと、を含み、
 前記サンプル摩耗量測定ステップは、前記サンプル摩耗量測定条件設定ステップで設定された測定条件で前記サンプルのサンプル摩耗量を測定することが好ましい。
[0017]
 さらにまた、本発明においては、前記設定ステップは、
 前記複数のタイヤ入力条件の各々について、
 前記サンプルのサンプル摩擦エネルギーを前記サンプルのサンプルモデルに基づいて演算するための前記サンプルに与えるサンプル入力条件を設定するサンプル入力条件設定ステップと、
 設定されたサンプル入力条件で前記サンプルのサンプル摩擦エネルギーを演算し、演算された前記サンプル摩擦エネルギーが、対応する前記タイヤ入力条件で測定された前記タイヤ摩擦エネルギーと一致するまで、前記サンプル入力条件を変更しながら前記サンプル摩擦エネルギーを演算させるサンプル摩擦エネルギー演算ステップと、
 前記演算された前記サンプル摩擦エネルギーが、対応する前記タイヤ入力条件で測定された前記タイヤ摩擦エネルギーと一致するサンプル入力条件を、前記サンプル摩耗量を測定するための測定条件として設定するサンプル摩耗量測定条件設定ステップと、を含み、
 前記サンプル摩耗量測定ステップは、前記複数のタイヤ入力条件の各々について、前記サンプル摩耗量測定条件設定ステップで設定された測定条件で前記サンプルのサンプル摩耗量を測定し、
 前記ゴムインデックス算出ステップは、
 前記複数のタイヤ入力条件の各々について、前記摩擦エネルギーと前記サンプル摩耗量とに基づいてゴムインデックスを算出するステップと、
 前記複数のタイヤ入力条件の各々について算出したゴムインデックスに基づいて、前記タイヤ入力条件と前記タイヤのゴムインデックスとの対応関係を示すゴムインデックス関数を前記タイヤ入力条件の種類毎に算出するステップと、
 前記タイヤを用いた実車走行において測定したタイヤ入力と当該タイヤ入力の頻度との関係を示す頻度データと、前記タイヤ入力条件の種類毎のゴムインデックス関数と、に基づいて、前記ゴムインデックスの期待値を算出するステップと、を含むことが好ましい。
[0018]
 本発明のタイヤのゴムインデックス算出装置は、タイヤに与える複数のタイヤ入力条件におけるタイヤのタイヤ摩擦エネルギーを、タイヤ接地面のせん断力及び滑り量に基づいて測定する摩擦エネルギー測定装置に測定させるタイヤ摩擦エネルギー測定手段と、
 前記タイヤの接地面部のゴム摩耗の評価に係る部位の接地圧を測定させる接地圧測定手段と、
 前記接地圧を押付荷重としてサンプルに印加する押付荷重設定手段と、
 前記押付荷重をサンプルに印加した状態で、前記タイヤと同一材料のサンプルのサンプル摩擦エネルギーを、測定された各タイヤ入力条件におけるタイヤ摩擦エネルギーに基づいて設定されたサンプル入力条件で求め、測定された各タイヤ入力条件におけるタイヤ摩擦エネルギーと、各サンプル入力条件で求めたサンプル摩擦エネルギーと、に基づいて、前記サンプルのサンプル摩耗量を測定するための測定条件を設定する設定手段と、
 設定された測定条件で前記サンプルのサンプル摩耗量を摩耗量測定装置に測定させるサンプル摩耗量測定手段と、
 測定された前記サンプル摩擦エネルギーと前記サンプル摩耗量とに基づいて、前記タイヤのゴムインデックスを算出するゴムインデックス算出手段と、を備えたことを特徴とするものである。
[0019]
 本発明のタイヤのゴムインデックス算出プログラムは、タイヤに与える複数のタイヤ入力条件におけるタイヤのタイヤ摩擦エネルギーを、タイヤ接地面のせん断力及び滑り量に基づいて測定する摩擦エネルギー測定装置に測定させるタイヤ摩擦エネルギー測定ステップと、
 前記タイヤの接地面部のゴム摩耗の評価に係る部位の接地圧を測定させる接地圧測定ステップと、
 前記接地圧を押付荷重としてサンプルに印加するよう設定する押付荷重設定ステップと、
 前記押付荷重をサンプルに印加した状態で、前記タイヤと同一材料のサンプルのサンプル摩擦エネルギーを、測定された各タイヤ入力条件におけるタイヤ摩擦エネルギーに基づいて設定されたサンプル入力条件で求め、測定された各タイヤ入力条件におけるタイヤ摩擦エネルギーと、各サンプル入力条件で求めたサンプル摩擦エネルギーと、に基づいて、前記サンプルのサンプル摩耗量を測定するための測定条件を設定する設定ステップと、
 設定された測定条件で前記サンプルのサンプル摩耗量を摩耗量測定装置に測定させるサンプル摩耗量測定ステップと、
 測定された前記サンプル摩擦エネルギーと前記サンプル摩耗量とに基づいて、前記タイヤのゴムインデックスを算出するゴムインデックス算出ステップと、を含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とするものである。

発明の効果

[0020]
 本発明により、タイヤで起きている摩耗現象を精度良くサンプルで再現することが可能なゴム摩耗試験方法、それを用いたタイヤのゴムインデックス算出方法、装置及びプログラムを提供することが可能となった。

図面の簡単な説明

[0021]
[図1] 本発明のゴム摩耗試験方法の好適実施形態の一例を示す概略図である。
[図2] ゴムインデックス算出システムの概略構成図である。
[図3] (A)はサンプルの一例を示す斜視図、(B)はサンプルのせん断力の特性を示す線図である。
[図4] 第1実施形態に係るゴムインデックス算出装置で実行されるゴムインデックス算出処理の流れを示すフローチャートである。
[図5] 第2実施形態に係るゴムインデックス算出装置で実行されるゴムインデックス算出処理の流れを示すフローチャートである。
[図6] 第3実施形態に係るゴムインデックス算出装置で実行されるゴムインデックス算出処理の流れを示すフローチャートである。
[図7] 第4実施形態に係るゴムインデックス算出装置で実行されるゴムインデックス算出処理の流れを示すフローチャートである。
[図8] 第2実施形態で説明した実測結果及び従来の実測結果から求めたタイヤの摩耗に関する評価値であるゴム摩耗試験ゴムインデックスと、実車で走行して測定したタイヤの摩耗量等から求めたタイヤの摩耗に関する評価値である実車摩耗試験ゴムインデックスと、の関係を示すグラフである。

発明を実施するための形態

[0022]
 以下、本発明のゴム摩耗試験方法について、詳細に説明する。
 図1は、本発明のゴム摩耗試験方法の好適実施形態の一例を示す概略図である。図示例では、円盤状の研磨ホイール1と、研磨ホイール1を回転させる研磨ホイール回転手段2と、研磨ホイール1の回転軸L1と平行な軸L2を中心として円盤状のサンプル3を回転させるサンプル回転手段4と、サンプル3を研磨ホイール1に押圧するサンプル押付手段5とを具え、研磨ホイール1の周面にサンプル3の周面を押圧しながら研磨ホイール1とサンプル3とを回転させてサンプル3を摩耗させることができるよう構成されている。
[0023]
 本発明においては、サンプル3を研磨ホイール1の外周面に押し付けた際の接地圧と、タイヤの接地面部のゴム摩耗の評価に係る部位の接地圧とが同一になるように、サンプル3に押付荷重を印加することが重要である。これにより、タイヤで起きているゴム摩耗現象を精度良くサンプル3で再現することが可能となる。
[0024]
 本発明のゴム摩耗試験方法によれば、例えば、タイヤセンター部の接地圧と、サンプル3を研磨ホイール1の外周面に押し付けた際の接地圧とが同一になるように押付荷重を設定することで、タイヤセンター部で起こっているゴム摩耗現象をサンプル3で精度良く再現することができ、タイヤの摩耗ライフを精度良く評価することができる。また、タイヤショルダー部にかかる接地圧と、サンプル3を研磨ホイール1の外周面に押し付けた際の接地圧とが同一になるように押付荷重を設定することで、タイヤショルダー部で起きているゴム摩耗現象をサンプル3で精度良く再現することができ、精度良く偏摩耗性について評価することができる。
[0025]
 本発明においては、上記押付荷重を印加した状態で、研磨ホイール1の外周面に円盤状のサンプル3を押し付けた際に発生する摩擦エネルギーと、タイヤの接地面部のゴム摩耗の評価に係る部位の摩擦エネルギーとが同一となるように、円盤状のサンプル3にトルクを加えることが好ましい。ゴムの摩耗性に対する接地圧依存性が大きいことは上述の通りである。従って、タイヤの接地面のゴム摩耗の評価に係る部位の摩耗現象を、サンプル3を用いてより精度良く再現するためには、タイヤの接地面のゴム摩耗の評価に係る部位の接地圧と、サンプル3を研磨ホイール1の外周面に押し付ける際の押付荷重とを、同一にしたうえで、さらに、研磨ホイール1の外周面に円盤状のサンプル3を押し付けた際に発生する摩擦エネルギーと、タイヤの接地面のゴム摩耗の評価に係る部位の摩擦エネルギーとが同一になるようにトルクを設定することが好ましい。
[0026]
 本発明においては、タイヤ及びサンプルの接地圧の測定及び摩耗エネルギーの測定には、公知の手法を用いることができる。例えば、特許第3277155号公報や特許第3406643号公報に記載されたタイヤ接地面の接地部測定装置を用いることができる。なお、本実施形態で、タイヤそのものではなく、タイヤよりもサイズが大幅に小さいサンプルの接地面の摩擦エネルギーを測定する場合、サンプルの接地面を撮影するカメラの解像度や撮影のサンプリングレートを、タイヤ接地面の摩擦エネルギーを測定する場合よりも高くすることが好ましい。
[0027]
 本発明のゴム摩耗試験方法を実施するにあたっては、特許第3277155号公報及び特開2006-242697号公報に記載されたような、所謂ランボーン試験によりタイヤの摩耗量を測定する摩耗試験装置を用いることができる。
[0028]
 次に、本発明のゴムインデックスの算出方法について説明する。本発明のゴムインデックスの算出方法は、本発明のゴム摩耗試験方法を用いてサンプルの摩耗量を測定し、これに基づいてゴムインデックスを算出するものである。以下、第1~4実施形態を例に挙げ、詳細に説明する。
[0029]
 (第1実施形態)
 図2は、本実施形態に係るタイヤのゴムインデックス算出システム10の概略構成図である。同図に示すように、タイヤのゴムインデックス算出システム10は、タイヤのゴムインデックス算出装置12、摩擦エネルギー測定装置14、接地部測定装置15及び摩耗量測定装置16を含んで構成されている。
[0030]
 タイヤのゴムインデックス算出装置12は、図2に示すように、CPU(Central Processing Unit)18、ROM(Read Only Memory)20、RAM(Random Access Memory)22、不揮発性メモリ24、及び入出力インターフェース(I/O)26がバス28を介して各々接続されたコンピュータ30を含んで構成されている。
[0031]
 I/O26には、液晶ディスプレイ等で構成されたモニタ32、キーボードやマウス等で構成された操作部34、ハードディスク36、及び通信インターフェース(I/F)38が接続されている。通信I/F38には、摩擦エネルギー測定装置14、接地部測定装置15及び摩耗量測定装置16が接続されている。
[0032]
 摩擦エネルギー測定装置14は、例えば、ゴムインデックスの算出対象のタイヤのトレッド部と同一材料で、例えば、円盤状のサンプルの接地面の摩擦エネルギーを測定する。このような装置としては、例えば、特許第3277155号公報及び特許第3406643号公報に記載されたタイヤ接地面の接地部測定装置を用いることができる。なお、本実施形態では、タイヤそのものではなく、タイヤよりもサイズが大幅に小さいサンプルの接地面の摩擦エネルギーを測定するため、サンプルの接地面を撮影するカメラの解像度や撮影のサンプリングレートを、タイヤ接地面の摩擦エネルギーを測定する場合よりも高くすることが好ましい。
[0033]
 なお、サンプルとしては、例えば図3(A)に示すようなサンプル40が用いられる。この場合、幅Wが5mm以上、直径2Rが80mm未満、厚み(サンプル40の外径-内径)Dが5mm以上であることが好ましい。また、同図(B)に示すように、せん断力の傾きKが負となるようなサンプルを用いることが好ましい。
[0034]
 接地部測定装置15は、タイヤの接地面部のゴム摩耗の評価に係る部位の接地圧及びサンプルの接地圧を測定する。接地部測定装置としては、公知のものを用いることができ、例えば、特許第3277155号公報や特許第3406643号公報に記載の接地部測定装置を挙げることができる。
[0035]
 摩耗量測定装置16は、ゴムインデックス算出対象のタイヤの摩耗量を測定する。このような装置としては、特許第3277155号公報及び特開2006-242697号公報に記載されたような所謂ランボーン試験によりタイヤの摩耗量を測定する摩耗試験装置を用いることができる。
[0036]
 次に、タイヤのゴムインデックス算出装置12のCPU18で実行される処理について、図4に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図4に示す処理ルーチンのプログラムは、例えばハードディスク36に予め格納されており、CPU18がハードディスク36からプログラムを読み出すことにより実行される。
[0037]
 まず、図4に示すステップ100では、ゴムインデックス算出対象のタイヤの摩擦エネルギーを、複数のタイヤ入力条件で測定するように、ゴムインデックス算出対象のタイヤがセットされた摩擦エネルギー測定装置14に指示する。タイヤ入力の種類には、例えばタイヤに作用する駆動力(前後力)や横力(左右力)、制動力等があるので、例えばこれらのタイヤ入力の種類の各々について複数のタイヤ入力条件を設定する。以下では、説明を簡単にするために、タイヤ入力条件として駆動力及び横力が設定された場合について説明する。
[0038]
 摩擦エネルギー測定装置14は、ゴムインデックス算出装置12から測定を指示されると、指示された複数のタイヤ入力条件の各々について、タイヤの摩擦エネルギーを測定する。これにより、例えば複数の異なる駆動力をタイヤに付与したときの各摩擦エネルギー、複数の異なる横力をタイヤに付与したときの各摩擦エネルギーがそれぞれ摩擦エネルギー測定装置14によって測定される。測定された各摩擦エネルギーは、ゴムインデックス算出装置12に出力される。
[0039]
 ステップ102では、タイヤ入力と摩擦エネルギーとの対応関係を示す摩擦エネルギー関数をタイヤ入力条件の種類毎に算出する。すなわち、異なる複数の駆動力をタイヤに付与して測定した摩擦エネルギーに基づいて、駆動力と摩擦エネルギーとの対応関係を示す摩擦エネルギー関数f1を算出する。この摩擦エネルギー関数の算出は、例えば最小自乗法等を用いて求めることができる。同様にして、横力と摩擦エネルギーとの対応関係を示す摩擦エネルギー関数f2を算出する。
[0040]
 ステップ104では、ゴムインデックス算出対象のタイヤを装着した車両で実際に所定の走行コースを走行したときに測定したタイヤ入力とその頻度との関係を示す頻度データと、ステップ102で求めた摩擦エネルギー関数と、に基づいて、タイヤ入力の種類毎の摩擦エネルギーの期待値を算出する。
[0041]
 頻度データは、例えば、以下のようにして得られる。まず、タイヤに入力される駆動力及び横力を測定するセンサを車両に取り付けて上記走行コースを走行し、走行中の駆動力及び横力を測定する。そして、測定された駆動力及び横力のデータに基づいて、各入力の頻度を求める。これにより、実車において測定した駆動力及び横力と、これらの頻度(%)と、の関係を示す頻度データが得られる。得られた頻度データは、例えば予めハードディスク36に格納しておく。
[0042]
 そして、頻度データのうちタイヤの摩擦エネルギーを測定したときの各駆動力のデータに対応する摩擦エネルギーを摩擦エネルギー関数f1により各々算出し、算出した各摩擦エネルギーに、対応する頻度を各々乗算して、これらを全て加算する。これにより、駆動力の摩擦エネルギーの期待値Ewdが算出される。例えば、測定された駆動力の摩擦エネルギーの種類をEwd 、Ewd 、・・・Ewd (nは駆動力の摩擦エネルギーの種類の数)とし、その頻度をh 、h ・・h (nは駆動力の摩擦エネルギーの種類の数)とした場合、駆動力の摩擦エネルギー関数の期待値Ewdは、次式により算出される。
Ewd=Ewd ×h +Ewd ×h +、・・・Ewd ×h ・・・(1)
横力についても同様にして、摩擦エネルギーEwcを求める。すなわち、測定された横力の摩擦エネルギーの種類をEwc 、Ewc 、・・・Ewc (nは横力の摩擦エネルギーの種類の数)とし、その頻度をh 、h ・・h (nは横力の摩擦エネルギーの種類の数)とした場合、横力の摩擦エネルギー関数の期待値Ewcは、次式により算出される。
Ewc=Ewc ×h +Ewc ×h +、・・・Ewc ×h ・・・(2)
 ステップ106では、ステップ104で求めた駆動力の摩擦エネルギーの期待値Ewdと横力の摩擦エネルギーの期待値Ewcとを加算することにより、トータルの摩擦エネルギーの期待値Ewを算出する。
[0043]
 ステップ108では、ゴムインデックス算出対象のタイヤの接地面部のゴム摩耗の評価に係る部位の接地圧を測定するように、ゴムインデックス算出対象のタイヤがセットされた接地部測定装置15に指示する。測定された接地圧は、ゴムインデックス算出装置12に出力される。
[0044]
 ステップ110では、ゴムインデックス算出対象のタイヤのトレッド部と同一材料の円盤状のサンプルの摩擦エネルギーを測定するため、サンプルの接地圧とステップ108で測定した接地圧とが、同一となるように押付荷重を設定する。
[0045]
 ステップ112では、ステップ106で求めた摩擦エネルギーの期待値Ewに基づいて、ゴムインデックス算出対象のタイヤのトレッド部と同一材料の円盤状のサンプルの摩擦エネルギーを測定するための測定条件を定める。最初にこのステップを実行した場合には、ステップ106で求めた駆動力の摩擦エネルギーの期待値Ewdに対応する駆動力及び横力の摩擦エネルギーEwcの期待値Ewcに対応する横力を摩擦エネルギー関数f1、f2を用いて各々求め、求めた駆動力及び横力をサンプルの摩擦エネルギーを測定するための測定条件(サンプル入力条件)として設定する。
[0046]
 ステップ114では、サンプルがセットされた摩擦エネルギー測定装置14に対して、ステップ112で設定した測定条件でサンプルの摩擦エネルギーを測定するように指示する。これにより、摩擦エネルギー測定装置14は、ゴムインデックス算出装置12から指示された測定条件でサンプルの摩擦エネルギーを測定する。このサンプルの摩擦エネルギーの測定は、サンプルの接地面に加わるせん断力及び滑り量を測定し、これらに基づいて摩擦エネルギーを求めることにより行われる。測定された摩擦エネルギーは、ゴムインデックス算出装置12に出力される。
[0047]
 ステップ116では、ステップ106で求めたタイヤの摩擦エネルギーの期待値Ewとステップ114で摩擦エネルギー測定装置14により測定されたサンプルの摩擦エネルギーとが一致するか否かを判断し、一致しない場合には、ステップ112へ戻って測定条件を変更して上記と同様の処理を繰り返す。そして、タイヤの摩擦エネルギーの期待値Ewとサンプルの摩擦エネルギーとが一致した場合は、ステップ118へ移行する。このように、タイヤの摩擦エネルギーの期待値Ewとサンプルの摩擦エネルギーとが一致するまで測定条件を変更してサンプルの摩擦エネルギーを測定する処理を繰り返す。
[0048]
 ステップ118では、タイヤの摩擦エネルギーの期待値Ewとサンプルの摩擦エネルギーとが一致する測定条件を、サンプルの摩耗量を測定するための測定条件として設定する。
[0049]
 ステップ120では、ステップ118で設定された測定条件、すなわち、タイヤの摩擦エネルギーの期待値Ewとサンプルの摩擦エネルギーとが一致したときの測定条件(押付荷重、駆動力及び横力)で摩耗量を測定するように、摩耗量測定装置16に指示する。これにより、摩耗量測定装置16は、ゴムインデックス算出装置12により指示された測定条件でサンプルの摩耗量mを測定する。測定された摩耗量mはゴムインデックス算出装置12に出力される。
[0050]
 ステップ122では、求めたサンプルの摩擦エネルギーの期待値Ewと摩耗量mとに基づいて、ゴムインデックスGを算出し、算出結果を例えばモニタ32やハードディスク36に出力し、算出結果をモニタ32に表示させたり、ハードディスク36に記憶させたりする。なお、ゴムインデックスGは、次式により求められる。
G=m/Ew・・・(3)
 このように、本実施形態では、タイヤの接地面部のゴム摩耗の評価に係る部位の接地圧を接地部観察装置15により測定し、この接地圧とサンプルの接地圧とを一致させた状態で、サンプルの摩擦エネルギーをタイヤ接地面のせん断力及び滑り量に基づいて測定する摩擦エネルギー測定装置14により測定し、測定したサンプルの摩擦エネルギーがタイヤの摩擦エネルギーと一致するようにサンプルの測定条件を合わせ、この測定条件で測定されたサンプルの摩耗量とサンプルの摩擦エネルギーとに基づいてゴムインデックスを算出している。このため、従来のように、実際のタイヤの接地圧を考慮していないゴム摩耗評価方法よりも、精度良くサンプルの摩耗量を測定することができ、ゴムインデックスを精度良く算出することができる。
[0051]
 (第2実施形態)
 次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[0052]
 第1実施形態では、タイヤ入力条件の種類毎に摩擦エネルギー関数を求め、トータルのタイヤの摩擦エネルギーの期待値を求めてからゴムインデックスを算出したが、本実施形態では、各タイヤ入力条件についてゴムインデックスを算出し、これらのゴムインデックスからゴムインデックスの期待値を算出する場合について説明する。
[0053]
 本実施形態に係るゴムインデックス算出装置は第1実施形態と同一であるので、説明は省略する。
[0054]
 次に、タイヤのゴムインデックス算出装置12のCPU18で実行される処理について、図5に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図5に示す処理ルーチンのプログラムは、例えばハードディスク36に予め格納されており、CPU18がハードディスク36からプログラムを読み出すことにより実行される。
[0055]
 まず、図5に示すステップ200では、図4のステップ100と同様に、ゴムインデックス算出対象のタイヤの摩擦エネルギーを、複数のタイヤ入力条件で測定するように、ゴムインデックス算出対象のタイヤがセットされた摩擦エネルギー測定装置14に指示する。
[0056]
 これにより、摩擦エネルギー測定装置14は、ゴムインデックス算出装置12から指示された複数のタイヤ入力条件の各々について、タイヤの摩擦エネルギーを測定する。これにより、例えば複数の異なる駆動力をタイヤに付与したときの各摩擦エネルギー、複数の異なる横力をタイヤに付与したときの各摩擦エネルギーがそれぞれ摩擦エネルギー測定装置14によって測定される。測定された各摩擦エネルギーは、ゴムインデックス算出装置12に出力される。
[0057]
 ステップ202では、ステップ108と同様に、ゴムインデックス算出対象のタイヤの接地面部のゴム摩耗の評価に係る部位の接地圧を測定するように、ゴムインデックス算出対象のタイヤがセットされた接地部測定装置15に指示する。測定された接地圧は、ゴムインデックス算出装置12に出力される。
[0058]
 ステップ204では、ゴムインデックス算出対象のタイヤのトレッド部と同一材料の円盤状のサンプルの摩擦エネルギーを測定するため、サンプルの接地圧とステップ202で測定した接地圧とが、同一となるように押付荷重を設定する。
[0059]
 ステップ206では、ステップ200で摩擦エネルギーを求めた複数のタイヤ入力条件のうち何れかのタイヤ入力条件を、サンプルの摩擦エネルギーを測定するための測定条件として設定する。
[0060]
 ステップ208では、サンプルがセットされた摩擦エネルギー測定装置14に対して、ステップ206で設定した測定条件でサンプルの摩擦エネルギーを測定するように指示する。これにより、摩擦エネルギー測定装置14は、ゴムインデックス算出装置12から指示された測定条件でサンプルの摩擦エネルギーを測定する。測定された摩擦エネルギーは、ゴムインデックス算出装置12に出力される。
[0061]
 ステップ210では、ステップ200で求めたタイヤの摩擦エネルギーとステップ208で摩擦エネルギー測定装置14により測定されたサンプルの摩擦エネルギーとが一致するか否かを判断し、一致しない場合には、ステップ206へ戻って測定条件を変更して上記と同様の処理を繰り返す。そして、タイヤの摩擦エネルギーとサンプルの摩擦エネルギーとが一致した場合は、ステップ212へ移行し、その測定条件をハードディスク36に記憶する。このように、タイヤの摩擦エネルギーとサンプルの摩擦エネルギーとが一致するまで測定条件を変更してサンプルの摩擦エネルギーを測定する処理を繰り返す。
[0062]
 ステップ214では、ステップ200で測定した全てのタイヤ入力条件について上記のステップ206~212の処理を実行したか否かを判断し、実行した場合にはステップ216へ移行し、まだ実行していないタイヤ入力条件がある場合には、ステップ206へ戻って上記と同様の処理を繰り返す。これにより、ステップ200で測定した複数のタイヤ入力条件の各々に対応するサンプルの摩耗量を測定するための測定条件が各々設定される。
[0063]
 ステップ216では、各タイヤ入力条件についてタイヤの摩擦エネルギーとサンプルの摩擦エネルギーとが一致したときの測定条件(押付荷重、駆動力及び横力)で摩耗量を各々測定するように、摩耗量測定装置16に指示する。これにより、摩耗量測定装置16は、ゴムインデックス算出装置12により指示された各測定条件でサンプルの摩耗量を各々測定する。測定された各摩耗量はゴムインデックス算出装置12に出力される。
[0064]
 ステップ218では、各タイヤ入力条件について、サンプルの摩擦エネルギーと摩耗量とに基づいてゴムインデックスを各々算出する。
[0065]
 ステップ220では、ステップ218で求めたタイヤ入力条件毎のゴムインデックスに基づいて、タイヤ入力とゴムインデックスとの対応関係を示すゴムインデックス関数をタイヤ入力条件の種類毎に算出する。すなわち、複数の駆動力のタイヤ入力条件について算出された各ゴムインデックスに基づいて、駆動力とゴムインデックスとの対応関係を示すゴムインデックス関数f3を算出する。このゴムインデックス関数f3の算出は、例えば最小自乗法等を用いて求めることができる。同様にして、横力とゴムインデックスとの対応関係を示すゴムインデックス関数f4を算出する。これらのゴムインデックス関数の算出は、例えば最小自乗法等を用いて求めることができる。
[0066]
 ステップ222では、ゴムインデックス算出対象のタイヤを装着した車両で実際に所定の走行コースを走行したときに測定したタイヤ入力とその頻度との関係を示す頻度データと、ステップ220で求めたタイヤ入力条件の種類毎のゴムインデックス関数と、に基づいて、ゴムインデックスの期待値をタイヤ入力条件の種類毎に算出する。
[0067]
 すなわち、頻度データのうちタイヤの摩擦エネルギーを測定したときの各駆動力のデータに対応するゴムインデックスをゴムインデックス関数f3により各々算出し、算出した各ゴムインデックスに、対応する頻度を各々乗算して、これらを全て加算する。これにより、駆動力のゴムインデックスの期待値Gdが算出される。例えば、駆動力のゴムインデックスの種類をGd 、Gd 、・・・Gd (nは駆動力のゴムインデックスの種類の数)とし、その頻度をh 、h ・・h (nは駆動力のゴムインデックスの種類の数)とした場合、駆動力のゴムインデックスの期待値Gdは、次式により算出される。
Gd=Gd ×h +Gd ×h +、・・・Gd ×h ・・・(4)
 横力についても同様にして、ゴムインデックスGcを求める。すなわち、横力のゴムインデックスの種類をGc 、Gc 、・・・Gc (nは横力のゴムインデックスの種類の数)とし、その頻度をh 、h ・・h (nは横力のゴムインデックスの種類の数)とした場合、横力のゴムインデックスの期待値Gcは、次式により算出される。
Gc=Gc ×h +Gc ×h +、・・・Gc ×h ・・・(5)
 ステップ224では、ステップ222で求めた駆動力のゴムインデックスの期待値Gdと横力のゴムインデックスの期待値Gcとを加算することにより、トータルのゴムインデックスの期待値Gを算出する。
[0068]
 このように、本実施形態では、タイヤの接地面部のゴム摩耗の評価に係る部位の接地圧を接地部観察装置15により測定し、この接地圧とサンプルの接地圧とを一致させた状態で、サンプルの摩擦エネルギーをタイヤ接地面のせん断力及び滑り量に基づいて測定する摩擦エネルギー測定装置14により測定し、測定したサンプルの摩擦エネルギーがタイヤの摩擦エネルギーと一致するようにサンプルの測定条件を合わせ、この測定条件で測定されたサンプルの摩耗量とサンプルの摩擦エネルギーとに基づいてゴムインデックスを算出している。このため、従来のように、実際のタイヤの接地圧を考慮していないゴム摩耗評価方法よりも、精度良くサンプルの摩耗量を測定することができ、ゴムインデックスを精度良く算出することができる。
[0069]
 (第3実施形態)
 次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[0070]
 第1実施形態では、サンプルの摩擦エネルギーを摩擦エネルギー測定装置14により測定したが、本実施形態では、サンプルを複数の要素に分割したサンプルモデルを用いて、サンプルの接地面の摩擦エネルギーを、有限要素法(FEM)を用いたシミュレーションにより求める場合について説明する。
[0071]
 なお、本実施形態に係るゴムインデックス算出装置は、第1実施形態と同一であるので、説明は省略する。
[0072]
 次に、タイヤのゴムインデックス算出装置12のCPU18で実行される処理について、図6に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図6に示す処理ルーチンのプログラムは、例えばハードディスク36に予め格納されており、CPU18がハードディスク36からプログラムを読み出すことにより実行される。また、図4に示すフローチャートと異なる処理のステップの符号に‘A’を付し、同一の処理については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
[0073]
 ステップ100~110は、図4に示す処理と同一であるので説明は省略する。
[0074]
 ステップ112Aでは、ステップ106で求めた摩擦エネルギーの期待値Ewに基づいて、ゴムインデックス算出対象のタイヤのトレッド部と同一材料の円盤状のサンプルの摩擦エネルギーをシミュレーションするためのシミュレーション条件を定める。最初にこのステップを実行した場合には、ステップ106で求めた駆動力の摩擦エネルギーの期待値Ewdに対応する駆動力及び横力の摩擦エネルギーEwcの期待値Ewcに対応する横力を摩擦エネルギー関数f1、f2を用いて各々求め、求めた駆動力及び横力をサンプルの摩擦エネルギーをシミュレーションするためのシミュレーション条件(サンプル入力条件)として設定する。
[0075]
 ステップ114Aでは、ステップ106で設定したシミュレーション条件でサンプルの摩擦エネルギーをシミュレーションする。例えばサンプルを複数の要素にメッシュ分割したサンプルモデルを作成し、有限要素法を用いた公知の手法により、ステップ106で設定したシミュレーション条件でサンプルモデルについて転動解析することにより、サンプルの接地面のせん断力及び滑り量を求める。そして、求めたせん断力及び滑り量に基づいてサンプルの摩擦エネルギーを算出する。
[0076]
 ステップ116~122は、処理に用いられるタイヤの摩擦エネルギーが、シミュレーションにより算出された摩擦エネルギーである点を除いて、図4に示す処理と同一であるので説明は省略する。
[0077]
 このように、本実施形態では、タイヤの接地面部のゴム摩耗の評価に係る部位の接地圧を接地部観察装置15により測定し、この接地圧とサンプルの接地圧とを一致させた状態で、サンプルの摩擦エネルギーを、シミュレーションにより求めたタイヤ接地面のせん断力及び滑り量に基づいて算出し、算出したサンプルの摩擦エネルギーがタイヤの摩擦エネルギーと一致するようにサンプルのシミュレーション条件を合わせ、この条件で測定されたサンプルの摩耗量とサンプルの摩擦エネルギーとに基づいてゴムインデックスを算出している。このため、従来のように、実際のタイヤの接地圧を考慮していないゴム摩耗評価方法よりも、精度良くサンプルの摩耗量を測定することができ、ゴムインデックスを精度良く算出することができる。
[0078]
 (第4実施形態)
 次に、本発明の第4実施形態について説明する。なお、第2実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[0079]
 第2実施形態では、サンプルの摩擦エネルギーを摩擦エネルギー測定装置14により測定したが、本実施形態では、サンプルを複数の要素に分割したサンプルモデルを用いて、サンプルの接地面の摩擦エネルギーを、有限要素法を用いたシミュレーションにより求める場合について説明する。
[0080]
 なお、本実施形態に係るゴムインデックス算出装置は、第1実施形態と同一であるので、説明は省略する。
[0081]
 次に、タイヤのゴムインデックス算出装置12のCPU18で実行される処理について、図7に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図7に示す処理ルーチンのプログラムは、例えばハードディスク36に予め格納されており、CPU18がハードディスク36からプログラムを読み出すことにより実行される。また、図5に示すフローチャートと異なる処理のステップの符号に‘A’を付し、同一の処理については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
[0082]
 図7に示すステップ200~ステップ204は、それぞれ図5のステップ200~ステップ204と同様であるので説明は省略する。
[0083]
 ステップ206Aでは、ステップ200で摩擦エネルギーを求めた複数のタイヤ入力条件のうち何れかのタイヤ入力条件を、サンプルの摩擦エネルギーをシミュレーションするためのシミュレーション条件として設定する。
[0084]
 ステップ208Aでは、図6のステップ114Aと同様に、ステップ206Aで設定したシミュレーション条件でサンプルの摩擦エネルギーをシミュレーションにより算出する。
[0085]
 ステップ210では、ステップ200で求めたタイヤの摩擦エネルギーとステップ208Aで算出されたサンプルの摩擦エネルギーとが一致するか否かを判断し、一致しない場合には、ステップ206Aへ戻って測定条件を変更して上記と同様の処理を繰り返す。そして、タイヤの摩擦エネルギーとサンプルの摩擦エネルギーとが一致した場合は、ステップ212Aへ移行し、そのシミュレーション条件をハードディスク36に記憶する。このように、タイヤの摩擦エネルギーとサンプルの摩擦エネルギーとが一致するまでシミュレーション条件を変更してサンプルの摩擦エネルギーをシミュレーションする処理を繰り返す。
[0086]
 ステップ214では、ステップ200で測定した全てのタイヤ入力条件について上記のステップ206A~212Aの処理を実行したか否かを判断し、実行した場合にはステップ216へ移行し、まだ実行していないタイヤ入力条件がある場合には、ステップ206Aへ戻って上記と同様の処理を繰り返す。これにより、ステップ200で測定した複数のタイヤ入力条件の各々に対応するサンプルの摩耗量を測定するための測定条件が各々設定される。
[0087]
 ステップ216~224は、処理に用いられるタイヤの摩擦エネルギーが、シミュレーションにより算出された摩擦エネルギーである点を除いて、図5に示す処理と同一であるので説明は省略する。
[0088]
 このように、本実施形態では、タイヤの接地面部のゴム摩耗の評価に係る部位の接地圧を接地部観察装置15により測定し、この接地圧とサンプルの接地圧とを一致させた状態で、サンプルの摩擦エネルギーをタイヤ接地面のせん断力及び滑り量に基づいてシミュレーションにより算出し、算出したサンプルの摩擦エネルギーがタイヤの摩擦エネルギーと一致するようにサンプルのシミュレーション条件を合わせ、このシミュレーション条件で測定されたサンプルの摩耗量とサンプルの摩擦エネルギーとに基づいてゴムインデックスを算出している。このため、従来のように、実際のタイヤの接地圧を考慮していないゴム摩耗評価方法よりも、精度良くサンプルの摩耗量を測定することができ、ゴムインデックスを精度良く算出することができる。
実施例
[0089]
 以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
<実施例>
 ゴム材質を変えた4種のトレッドゴムで、第2実施形態に従い、ゴム摩耗試験ゴムインデックスを算出した。押付荷重はタイヤセンターリブ部に合わせた荷重設定(60N)とした。得られたゴム摩耗試験ゴムインデックスを下記する実車摩耗試験インデックスに対してプロットした。結果を図8に示す。
[0090]
<比較例>
 実施例と同様の4種のトレッドゴムで、ゴムインデックスを算出した。比較例においては、押付荷重としてタイヤ内圧を接地圧と仮定した荷重設定(35N)を用いた。得られたゴム摩耗試験ゴムインデックスを下記する実車摩耗試験ゴムインデックスに対してプロットした。結果を図8示す。
[0091]
<実車摩耗試験>
 実施例で用いた4種のトレッドゴムを用いてタイヤを作製し、実車に装着して実車走行を行った。実車走行に用いた車両は、前輪駆動の乗用車であり、摩耗量測定対象のタイヤを前輪に装着した。タイヤサイズは195/70R15、タイヤ内圧は360kPaとした。荷重は15kNであり、0~100km/hの条件で走行し、摩耗量等を測定した。得られた摩耗量から、実車摩耗試験ゴムインデックスを求めた。
[0092]
 比較例では実車摩耗試験結果とゴム摩耗試験結果による予測との間に、耐摩耗順列に逆転がみられる。また、ゴム摩耗試験結果でインデックス90付近に3種のゴムが存在している。これらは、実車摩耗試験結果では有意差があるにもかかわらず、ゴム摩耗試験結果では同等という結果となっている。一方、実施例では上記のような問題は発生せず、精度良く実車での耐摩耗順列を予測できていることがわかる。

符号の説明

[0093]
 1 研磨ホイール
 2 研磨ホイール回転手段
 3 サンプル
 4 サンプル回転手段
 5 サンプル押付手段
 10 タイヤのゴムインデックス算出システム
 12 タイヤのゴムインデックス算出装置
 14 摩擦エネルギー測定装置
 15 接地部測定装置
 16 摩耗量測定装置
 18 CPU
 20 ROM
 22 RAM
 24 不揮発性メモリ
 26 入出力インターフェース
 28 バス
 30 コンピュータ
 32 モニタ
 34 操作部
 36 ハードディスク
 38 通信インターフェース

請求の範囲

[請求項1]
 タイヤの耐摩耗をタイヤトレッドと同一ゴム試験片を用いて予測する試験方法であって、円盤状のサンプルと円盤状の研磨ホイールとを、それぞれ独立して定められた回転数で回転させながら、前記サンプルを前記研磨ホイールの外周面に押し付けることにより行うゴム摩耗試験方法において、
 前記サンプルを前記研磨ホイールの外周面に押し付けた際の接地圧と、前記タイヤの接地面部のゴム摩耗の評価に係る部位の接地圧とが同一になるように、前記サンプルに押付荷重を印加することを特徴とするゴム摩耗試験方法。
[請求項2]
 前記押付荷重を印加した状態で、前記研磨ホイールの外周面に前記円盤状のサンプルを押し付けた際に発生する摩擦エネルギーと、前記タイヤの接地面部のゴム摩耗の評価に係る部位の摩擦エネルギーとが同一となるように、前記サンプルにトルクを印加する請求項1記載のゴム摩耗試験方法。
[請求項3]
 タイヤに与える複数のタイヤ入力条件におけるタイヤのタイヤ摩擦エネルギーを、タイヤ接地面のせん断力及び滑り量に基づいて測定する摩擦エネルギー測定装置に測定させるタイヤ摩擦エネルギー測定ステップと、
 前記タイヤの接地面部のゴム摩耗の評価に係る部位の接地圧を測定する接地圧測定ステップと、
 前記接地圧を押付荷重としてサンプルに印加するよう設定する押付荷重設定ステップと、
 前記押付荷重をサンプルに印加した状態で、前記タイヤと同一材料のサンプルのサンプル摩擦エネルギーを、測定された各タイヤ入力条件におけるタイヤ摩擦エネルギーに基づいて設定されたサンプル入力条件で求め、測定された各タイヤ入力条件におけるタイヤ摩擦エネルギーと、各サンプル入力条件で求めたサンプル摩擦エネルギーと、に基づいて、前記サンプルのサンプル摩耗量を測定するための測定条件を設定する設定ステップと、
 設定された測定条件で前記サンプルのサンプル摩耗量を摩耗量測定装置に測定させるサンプル摩耗量測定ステップと、
 測定された前記サンプル摩擦エネルギーと前記サンプル摩耗量とに基づいて、前記タイヤのゴムインデックスを算出するゴムインデックス算出ステップと、を含むことを特徴とするタイヤのゴムインデックス算出方法。
[請求項4]
 前記設定ステップは、
 前記タイヤ入力条件と前記タイヤ摩擦エネルギーとの対応関係を示す摩擦エネルギー関数を前記タイヤ入力条件の種類毎に算出するステップと、
 前記タイヤを用いた実車走行において測定したタイヤ入力と当該タイヤ入力の頻度との関係を示す頻度データと、前記タイヤ入力条件の種類毎の摩擦エネルギー関数と、に基づいて、前記タイヤ摩擦エネルギーの期待値を算出するステップと、
 前記サンプルのサンプル摩擦エネルギーを前記摩擦エネルギー測定装置により測定させるための前記サンプルに与えるサンプル入力条件を設定するサンプル入力条件設定ステップと、
 設定されたサンプル入力条件で前記サンプルのサンプル摩擦エネルギーを測定し、測定された前記サンプル摩擦エネルギーが、前記タイヤ摩擦エネルギーの期待値と一致するまで、前記サンプル入力条件を変更しながら前記サンプル摩擦エネルギーを測定させるサンプル摩擦エネルギー測定ステップと、
 前記測定された前記サンプル摩擦エネルギーが、前記タイヤ摩擦エネルギーの期待値と一致するサンプル入力条件を、前記サンプル摩耗量を測定するための測定条件として設定するサンプル摩耗量測定条件設定ステップと、を含み、
 前記サンプル摩耗量測定ステップは、前記サンプル摩耗量測定条件設定ステップで設定された測定条件で前記サンプルのサンプル摩耗量を測定する請求項3記載のタイヤのゴムインデックス算出方法。
[請求項5]
 前記設定ステップは、
 前記複数のタイヤ入力条件の各々について、
 前記サンプルのサンプル摩擦エネルギーを前記摩擦エネルギー測定装置により測定させるための前記サンプルに与えるサンプル入力条件を設定するサンプル入力条件設定ステップと、
 設定されたサンプル入力条件で前記サンプルのサンプル摩擦エネルギーを測定し、測定された前記サンプル摩擦エネルギーが、対応する前記タイヤ入力条件で測定された前記タイヤ摩擦エネルギーと一致するまで、前記サンプル入力条件を変更しながら前記サンプル摩擦エネルギーを測定させるサンプル摩擦エネルギー測定ステップと、
 前記測定された前記サンプル摩擦エネルギーが、対応する前記タイヤ入力条件で測定された前記タイヤ摩擦エネルギーと一致するサンプル入力条件を、前記サンプル摩耗量を測定するための測定条件として設定するサンプル摩耗量測定条件設定ステップと、を含み、
 前記サンプル摩耗量測定ステップは、前記複数のタイヤ入力条件の各々について、前記サンプル摩耗量測定条件設定ステップで設定された測定条件で前記サンプルのサンプル摩耗量を測定し、
 前記ゴムインデックス算出ステップは、
 前記複数のタイヤ入力条件の各々について、前記摩擦エネルギーと前記サンプル摩耗量とに基づいてゴムインデックスを算出するステップと、
 前記複数のタイヤ入力条件の各々について算出したゴムインデックスに基づいて、前記タイヤ入力条件と前記タイヤのゴムインデックスとの対応関係を示すゴムインデックス関数を前記タイヤ入力条件の種類毎に算出するステップと、
 前記タイヤを用いた実車走行において測定したタイヤ入力と当該タイヤ入力の頻度との関係を示す頻度データと、前記タイヤ入力条件の種類毎のゴムインデックス関数と、に基づいて、前記ゴムインデックスの期待値を算出するステップと、を含む請求項3記載のタイヤのゴムインデックス算出方法。
[請求項6]
 前記設定ステップは、
 前記タイヤ入力条件と前記タイヤ摩擦エネルギーとの対応関係を示す摩擦エネルギー関数を前記タイヤ入力条件の種類毎に算出するステップと、
 前記タイヤを用いた実車走行において測定したタイヤ入力と当該タイヤ入力の頻度との関係を示す頻度データと、前記タイヤ入力条件の種類毎の摩擦エネルギー関数と、に基づいて、前記タイヤ摩擦エネルギーの期待値を算出するステップと、
 前記サンプルのサンプル摩擦エネルギーを前記サンプルのサンプルモデルに基づいて演算するための前記サンプルに与えるサンプル入力条件を設定するサンプル入力条件設定ステップと、
 設定されたサンプル入力条件で前記サンプルのサンプル摩擦エネルギーを演算し、演算された前記サンプル摩擦エネルギーが、前記タイヤ摩擦エネルギーの期待値と一致するまで、前記サンプル入力条件を変更しながら前記サンプル摩擦エネルギーを演算させるサンプル摩擦エネルギー演算ステップと、
 前記演算された前記サンプル摩擦エネルギーが、前記タイヤ摩擦エネルギーの期待値と一致するサンプル入力条件を、前記サンプル摩耗量を測定するための測定条件として設定するサンプル摩耗量測定条件設定ステップと、を含み、
 前記サンプル摩耗量測定ステップは、前記サンプル摩耗量測定条件設定ステップで設定された測定条件で前記サンプルのサンプル摩耗量を測定する請求項3記載のタイヤのゴムインデックス算出方法。
[請求項7]
 前記設定ステップは、
 前記複数のタイヤ入力条件の各々について、
 前記サンプルのサンプル摩擦エネルギーを前記サンプルのサンプルモデルに基づいて演算するための前記サンプルに与えるサンプル入力条件を設定するサンプル入力条件設定ステップと、
 設定されたサンプル入力条件で前記サンプルのサンプル摩擦エネルギーを演算し、演算された前記サンプル摩擦エネルギーが、対応する前記タイヤ入力条件で測定された前記タイヤ摩擦エネルギーと一致するまで、前記サンプル入力条件を変更しながら前記サンプル摩擦エネルギーを演算させるサンプル摩擦エネルギー演算ステップと、
 前記演算された前記サンプル摩擦エネルギーが、対応する前記タイヤ入力条件で測定された前記タイヤ摩擦エネルギーと一致するサンプル入力条件を、前記サンプル摩耗量を測定するための測定条件として設定するサンプル摩耗量測定条件設定ステップと、を含み、
 前記サンプル摩耗量測定ステップは、前記複数のタイヤ入力条件の各々について、前記サンプル摩耗量測定条件設定ステップで設定された測定条件で前記サンプルのサンプル摩耗量を測定し、
 前記ゴムインデックス算出ステップは、
 前記複数のタイヤ入力条件の各々について、前記摩擦エネルギーと前記サンプル摩耗量とに基づいてゴムインデックスを算出するステップと、
 前記複数のタイヤ入力条件の各々について算出したゴムインデックスに基づいて、前記タイヤ入力条件と前記タイヤのゴムインデックスとの対応関係を示すゴムインデックス関数を前記タイヤ入力条件の種類毎に算出するステップと、
 前記タイヤを用いた実車走行において測定したタイヤ入力と当該タイヤ入力の頻度との関係を示す頻度データと、前記タイヤ入力条件の種類毎のゴムインデックス関数と、に基づいて、前記ゴムインデックスの期待値を算出するステップと、を含む請求項3記載のタイヤのゴムインデックス算出方法。
[請求項8]
 タイヤに与える複数のタイヤ入力条件におけるタイヤのタイヤ摩擦エネルギーを、タイヤ接地面のせん断力及び滑り量に基づいて測定する摩擦エネルギー測定装置に測定させるタイヤ摩擦エネルギー測定手段と、
 前記タイヤの接地面部のゴム摩耗の評価に係る部位の接地圧を測定させる接地圧測定手段と、
 前記接地圧を押付荷重としてサンプルに印加する押付荷重設定手段と、
 前記押付荷重をサンプルに印加した状態で、前記タイヤと同一材料のサンプルのサンプル摩擦エネルギーを、測定された各タイヤ入力条件におけるタイヤ摩擦エネルギーに基づいて設定されたサンプル入力条件で求め、測定された各タイヤ入力条件におけるタイヤ摩擦エネルギーと、各サンプル入力条件で求めたサンプル摩擦エネルギーと、に基づいて、前記サンプルのサンプル摩耗量を測定するための測定条件を設定する設定手段と、
 設定された測定条件で前記サンプルのサンプル摩耗量を摩耗量測定装置に測定させるサンプル摩耗量測定手段と、
 測定された前記サンプル摩擦エネルギーと前記サンプル摩耗量とに基づいて、前記タイヤのゴムインデックスを算出するゴムインデックス算出手段と、を備えたことを特徴とするタイヤのゴムインデックス算出装置。
[請求項9]
 タイヤに与える複数のタイヤ入力条件におけるタイヤのタイヤ摩擦エネルギーを、タイヤ接地面のせん断力及び滑り量に基づいて測定する摩擦エネルギー測定装置に測定させるタイヤ摩擦エネルギー測定ステップと、
 前記タイヤの接地面部のゴム摩耗の評価に係る部位の接地圧を測定させる接地圧測定ステップと、
 前記接地圧を押付荷重としてサンプルに印加するよう設定する押付荷重設定ステップと、
 前記押付荷重をサンプルに印加した状態で、前記タイヤと同一材料のサンプルのサンプル摩擦エネルギーを、測定された各タイヤ入力条件におけるタイヤ摩擦エネルギーに基づいて設定されたサンプル入力条件で求め、測定された各タイヤ入力条件におけるタイヤ摩擦エネルギーと、各サンプル入力条件で求めたサンプル摩擦エネルギーと、に基づいて、前記サンプルのサンプル摩耗量を測定するための測定条件を設定する設定ステップと、
 設定された測定条件で前記サンプルのサンプル摩耗量を摩耗量測定装置に測定させるサンプル摩耗量測定ステップと、
 測定された前記サンプル摩擦エネルギーと前記サンプル摩耗量とに基づいて、前記タイヤのゴムインデックスを算出するゴムインデックス算出ステップと、を含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とするタイヤのゴムインデックス算出プログラム。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]