タイヤの振動特性の試験装置、及びそれを用いた試験方法
【課題】ロードノイズ性能の評価を精度良く行う。
【解決手段】ドラムと、このドラムを回転可能に保持する回転駆動手段と、前記ドラムの外周面に試験タイヤを所要の接地荷重で接触させながら該試験タイヤを回転可能に保持するタイヤ保持手段と、前記回転時の試験タイヤの軸力の変動を測定する測定手段とを具える。前記ドラムは、外周面に、ドラム周方向に等ピッチ間隔Ｐを有して一直線上に整列して取り付けられる複数かつ同形状の加振用突起体を具え、しかも前記加振用突起体の取付け数Ｎ及びピッチ間隔Ｐを変更可能とした。
【解決手段】ドラムと、このドラムを回転可能に保持する回転駆動手段と、前記ドラムの外周面に試験タイヤを所要の接地荷重で接触させながら該試験タイヤを回転可能に保持するタイヤ保持手段と、前記回転時の試験タイヤの軸力の変動を測定する測定手段とを具える。前記ドラムは、外周面に、ドラム周方向に等ピッチ間隔Ｐを有して一直線上に整列して取り付けられる複数かつ同形状の加振用突起体を具え、しかも前記加振用突起体の取付け数Ｎ及びピッチ間隔Ｐを変更可能とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の周波数にて加振されかつ特定の走行速度で走行する試験タイヤの振動特性を試験するタイヤの振動特性の試験装置、及びそれを用いた試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行中のタイヤは、トレッド部に凹設される種々な模様のトレッドパターン、及び路面上の凹凸などによって振動し、この振動が車軸やサスペンションなどを伝って車輌側に入力され、車室内に音となって侵入する。
【０００３】
この音は、ロードノイズと呼ばれる周波数１０〜５００Ｈｚのものであり、この周波数が、人の感覚が比較的敏感な周波数域であることから、耳障りな騒音となる。特に、タイヤから伝わる振動の周波数と、サスペンションなどの車輌側の共振周波数とが一致した場合には、騒音レベルが高くなって、搭乗者に大きな不快感を与えることとなる。従って、前記ロードノイズを低減させるためには、車輌側の共振周波数と等しい或いはそれに近い特定の周波数における振動を低減したタイヤを作成することが必要となる。
【０００４】
そのためには、タイヤの製品開発において、特定の周波数におけるタイヤの振動特性を正確に評価しうることが重要となる
【０００５】
他方、従来より、ロードノイズに影響を与えるタイヤの振動特性を評価する方法として、種々の検討が行われており、例えば、通常路面を模擬したレプリカ路面を外周面に形成したドラムを用い、このレプリカ路面上でタイヤを走行させ、その時発生するタイヤの軸力変動に基づいて評価するもの、或いはドラムの外周面に突起体を設け、この突起体によって加振される走行中のタイヤの軸力変動に基づいて評価するもの（例えば特許文献１など）などが挙げられる。
【０００６】
しかし、このような従来の評価方法では、特定の周波数におけるタイヤの振動特性を正確に評価することが難しく、実車走行におけるロードノイズの測定結果との間に不一致を招く場合があるという問題が生じていた。
【０００７】
そこで本発明者は、特定の周波数が強調された路面を走行させることで、タイヤを特定の周波数で加振する加振走行試験を行うとともに、その時に発生するタイヤの軸力変動を周波数分析することで、前記特定の周波数におけるタイヤの振動特性をより正確に評価しうることを見出した。又前記特定の周波数が強調された路面として、ドラムの外周面上に、加振用の複数の突起体をドラム周方向に一定のピッチ間隔Ｐを隔てて取り付けたドラムが使用できることを提案した。この場合、下記式で示す周波数Ｆにてタイヤを加振しうる。
Ｆ＝Ｖ／Ｐ
（式中、Ｆ：周波数、Ｖ：タイヤの走行速度、Ｐ：突起体のピッチ間隔）
【０００８】
他方、実際の走行においては、走行速度によって加振力も変化する。従って、ロードノイズが問題となっている走行速度にて前記加振走行試験を行うことが、実際のロードノイズ性能をより正確に評価する上で好ましい。或いは、基準の走行速度を設定し、この速度に基づいて前記加振走行試験を行うことも好ましい。しかし、特定の周波数は、車輌の仕様などによって相違する。従って、この評価試験を行うためには、タイヤの走行速度を設定した後、この走行速度と特定の周波数とに基づいて、加振用突起体のピッチ間隔を設定することが必要であり、又そのためにはドラムにおいて、前記加振用突起体の取付け数Ｎ及びピッチ間隔Ｐを変更可能とすることが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−８５２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで本発明は、ドラムの外周面に、複数の同形状の加振用突起体をドラム周方向に等ピッチ間隔Ｐを隔てて取り付けるとともに、その加振用突起体の取付け数Ｎ及びピッチ間隔Ｐを変更可能とすることを基本として、特定の周波数におけるタイヤの振動特性を正確に評価することができ、ロードノイズ性能の評価に役立つタイヤの振動特性の試験装置、及びそれを用いた試験方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、ドラムと、このドラムを回転可能に保持する回転駆動手段と、前記ドラムの外周面に試験タイヤを所要の接地荷重で接触させながら該試験タイヤを回転可能に保持するタイヤ保持手段と、前記回転時の試験タイヤの軸力の変動を測定する測定手段とを具えるとともに、前記ドラムは、外周面に、ドラム周方向に等ピッチ間隔Ｐを有して一直線上に整列して取り付けられる複数かつ同形状の加振用突起体を具え、しかも前記加振用突起体の取付け数Ｎ及びピッチ間隔Ｐを変更可能としたことを特徴としている。
【００１２】
又請求項２の発明では、前記加振用突起体は、前記ドラムの外周面からの高さＨが０．５〜７．０ｍｍ、ドラム周方向の長さＬが３ｍｍ以上かつ前記ピッチ間隔Ｐの０．５倍以下、かつドラム軸芯方向の巾Ｗが３ｍｍ以上であることを特徴としている。
【００１３】
又請求項３の発明では、前記加振用突起体は、試験タイヤが乗り上げる側の前縁が円弧をなす板状体、又は半円球状体であることを特徴としている。
【００１４】
又請求項４の発明では、前記加振用突起体の巾Ｗは、タイヤ接地巾ＴＷの１／７倍以下であり、
しかも前記加振用突起体は、試験タイヤのタイヤ赤道が通る中央の周方向線上、及びこの中央の周方向線からドラム軸心方向両側にタイヤ接地巾ＴＷの１／４倍の距離を隔たる位置に配される一対の側の周方向線上に、それぞれ配されるとともに、ドラム軸心方向に隣り合う加振用突起体同士は、ドラム軸心線上に整列していることを特徴としている。
【００１５】
又請求項５の発明は、請求項１〜４の何れかに記載のタイヤの振動特性の試験装置を用い、特定の周波数Ｆ０にて加振された特定の走行速度Ｖ０の試験タイヤの振動特性を試験する試験方法であって、
タイヤの走行速度Ｖを、前記特定の走行速度Ｖ０に設定した後、
前記特定の走行速度Ｖ０と特定の周波数Ｆ０とから、次式（１）にて、前記加振用突起体のピッチ間隔Ｐを設定するピッチ設定ステップ、
Ｐ＝Ｖ０／Ｆ０ −−−−（１）
前記ピッチ設定ステップにて求めたピッチ間隔Ｐに基づき、前記加振用突起体をドラムの外周面に取り付ける加振用突起体取付けステップ、
及び、前記ドラムに試験タイヤを所要の接地荷重で接触させることにより、該試験タイヤを前記周波数Ｆ０にて加振しながら前記走行速度Ｖ０にて回転させるとともに、その時発生する試験タイヤの軸力の変動を前記測定手段によって測定する軸力変動測定ステップを順次行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は叙上の如く、ドラムの外周面に、ドラム周方向に等ピッチ間隔Ｐを隔てて取り付けられる複数の同形状の加振用突起体を具えるとともに、この加振用突起体の取付け数Ｎ及びピッチ間隔Ｐを変更可能に構成している。そのため、試験タイヤを、例えばロードノイズが問題となる特定の周波数にて加振しながら、例えばロードノイズが問題となる特定の走行速度にて回転させることができる。そして、このとき発生するタイヤの軸力変動を前記測定手段により測定し、その結果を、周波数分析し、例えば前記特定の周波数近辺における軸力変動の最大振幅を比較することで、前記特定の周波数における振動特性を正確に評価することが可能となる。従って、ロードノイズ性能の評価精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のタイヤの振動特性の試験装置の一実施を示す側面図である。
【図２】その一部を拡大して示す正面図である。
【図３】加振用突起体のピッチ間隔を示す周方向断面図である。
【図４】加振用突起体の取付け方法の一例を示す斜視図である。
【図５】加振用突起体の配列を示す説明図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は加振用突起体の突起本体の形状を例示する斜視図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は加振用突起体の他の配列を示す説明図である。
【図８】実施例１における軸力変動の周波数分析を示すグラフである。
【図９】実施例２における軸力変動の周波数分析を示すグラフである。
【図１０】実施例３における軸力変動の周波数分析を示すグラフである。
【図１１】実施例４における軸力変動の周波数分析を示すグラフである。
【図１２】比較例１における軸力変動の周波数分析を示すグラフである。
【図１３】タイヤの半径方向の振動モードを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１、２において、本実施形態のタイヤの振動特性の試験装置１（単に試験装置１という場合がある。）は、ドラム２と、このドラム２を回転可能に保持する回転駆動手段３と、試験タイヤＴを回転可能に保持するタイヤ保持手段４と、回転時の試験タイヤＴの軸力変動を測定する測定手段５とを具える。
【００１９】
前記ドラム２は、外周面６Ｓを平滑面とした円筒状の胴部６Ａを有する例えば鋼製のドラム本体６と、この外周面６Ｓ上に取り付く加振手段７とを具える。
【００２０】
前記加振手段７は、ドラム２の外周面６Ｓに、ドラム周方向に等ピッチ間隔Ｐを有して一直線上に整列して取り付けられる複数かつ同形状の加振用突起体８を具える。詳しくは、前記加振手段７は、前記加振用突起体８を、ドラム周方向に等ピッチ間隔Ｐを隔てて一直線上に整列させた少なくとも１本の周方向の突起体列８Ｒから形成される。なお本例の如く、加振手段７が複数本の突起体列８Ｒから構成される場合には、ドラム軸心方向に隣り合う加振用突起体８同士も、ドラム軸心線Ｘ上で整列している。特に本例では、前記加振手段７が、図５に示すように、試験タイヤＴのタイヤ赤道Ｃｏが通る中央の周方向線Ｙｃ上に配される中央の突起体列８Ｒｃと、この中央の周方向線Ｙｃからドラム軸心方向両側にタイヤ接地巾ＴＷの１／４倍の距離を隔たる位置に配される一対の側の周方向線Ｙｓ、Ｙｓ上に配される側の突起体列８Ｒｓ、８Ｒｓとの３本の突起体列８Ｒからなる場合が示される。図５では外周面６Ｓの一部を平面に展開して示している。
【００２１】
ここで、前記「整列する」とは、加振用突起体８が、その中心（平面視における面中心）を一直線上に位置させて並ぶことを意味する。これに対して、「周方向線Ｙ上に突起体列８Ｒが配される」とは、突起体列８Ｒをなす加振用突起体８の一部が周方向線Ｙ上を通れば良く、必ずしも加振用突起体８の中心が周方向線Ｙ上に位置することを要求しない。しかし好ましくは、前記加振用突起体８の中心が、周方向線Ｙ上に位置することが望ましい。
【００２２】
又前記加振用突起体８は、図３、４に示すように、前記ドラム２の外周面６Ｓから突出する突起本体１０を有し、この突起本体１０の前記ドラム２の外周面からの高さＨを０．５〜７．０ｍｍ、ドラム周方向の長さＬを３ｍｍ以上かつ前記ピッチ間隔Ｐの０．５倍以下、かつドラム軸芯方向の巾Ｗを３ｍｍ以上としている。前記高さＨが０．５ｍｍ未満の時、及びドラム軸芯方向の巾Ｗが３ｍｍ未満の時には、加振力が過小となって振動特性の評価精度を低下させる。逆に前記高さＨが７ｍｍを越えると、試験タイヤＴとの衝撃が大きすぎ、走行中に加振用突起体８がドラム２から外れる恐れを招く。又ドラム周方向の長さＬが３ｍｍ未満では、試験タイヤＴとの衝撃に耐えきれずに加振用突起体８自体が変形する恐れを招く。逆に前記長さＬがピッチ間隔Ｐの０．５倍を越えると、試験タイヤＴが、加振用突起体８、８間では外周面６Ｓに接地しないで、加振用突起体８のみに接しながら走行する傾向となるなど、試験タイヤを充分に加振することができなくなり、振動特性の評価精度を低下させる。
【００２３】
なお加振用突起体８のドラム軸芯方向の巾Ｗの上限は、特に規制されないが、前記加振用突起体が複数の列をなす場合には、列の数をＭとしたとき、下記の式（２）を満たすのが好ましい。
Ｗ≦（ＴＷ−Ｗ×Ｍ）／（Ｍ＋１） −−−（２）
即ち、前記巾Ｗは、Ｍ本の突起体列８Ｒをタイヤ接地巾ＴＷ内で均等に配したときにドラム軸芯方向で隣り合う加振用突起体８、８間の間隙Ｇ（図５に示す。）以下であることが好ましい。前記巾Ｗが前記間隙Ｇよりも大きくなる、即ち上記式（２）を満たさないとき、ドラム軸芯方向で隣り合う加振用突起体８、８間で、試験タイヤＴが外周面６Ｓに充分接地しなくなる傾向を招く。なお本例（Ｍ＝３）の場合、Ｗ≦ＴＷ／７である。
【００２４】
又前記ドラム２は、前記加振用突起体８を、その取付け数Ｎ及びピッチ間隔Ｐを変更可能に取り付けている。この取付方法としては、特に規制されないが、本例では前記図４の如く、加振用突起体８を、前記突起本体１０と、その下面から突出する例えば矩形ブロック状の取付部１１とから形成している。前記取付部１１の下面には、ボルト１２が螺着するボルト取付孔１１Ｈが穿設される。又前記ドラム本体６の円筒状の胴部６Ａには、前記取付部１１をドラム周方向に移動自在に保持する長穴状の取付孔６Ｈを形成している。この取付孔６Ｈは、前記取付部１１が嵌り込む保持孔部６Ｈ１と、前記取付部１１の下面を受ける段差部６Ｈ２を介して前記ボルト１２が下方から通る巾狭のボルト挿通孔６Ｈ３とから形成される。
【００２５】
従って、前記ドラム２は、前記加振用突起体８を、前記取付孔６Ｈに沿ってドラム周方向に自在に位置替え可能に固定でき、前記加振用突起体８の取付け数Ｎ、及びピッチ間隔Ｐを自在に変更可能としている。なお前記加振用突起体８を、マグネット等の磁性体にて形成することが好ましい。これにより、前記加振用突起体８をドラム２にボルト止めする際、吸着力により加振用突起体８がドラム２から落下するのを防止でき、取付作業性を高めることができる。なお取付方法としては、ボルト止めに代えて、接着剤によって固定しても良く、この場合には、加振用突起体８を突起本体１０のみで形成しうる。又特に磁性体を用いる場合には、接着剤が硬化するまでの間、加振用突起体８をドラム２に保持させることができるため、作業性を向上しうるとともに、吸着力によって加振用突起体８の固定強度を高めることができる。
【００２６】
又前記加振用突起体８の突起本体１０は、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、試験タイヤＴが乗り上げる側の前縁１０ｅが円弧をなす板状体、又は半円球状体であることが好ましい。このように前縁１０ｅを円弧とすることにより、試験タイヤＴとの衝撃を緩和でき、該試験タイヤＴに局部的な応力が作用するのを抑制しうる。なお前記板状体としては、円板状体８Ａ（図６（Ａ）に示す。）、後縁側を除去した半円板状体８Ｂ（図６（Ｂ）に示す。）、及び後縁側を矩形とした前円後矩形状板状体８Ｃ（図６（Ｃ）に示す。）などが挙げられる。
【００２７】
次に、前記回転駆動手段３は、前記図１の如く、ドラム２の中心軸２Ａを回転自在に支持するドラムホルダ１５と、前記中心軸２Ａに出力軸が連結され前記ドラム２を回転駆動するモータＭとを具える。なお前記モータＭの回転速度を自在に調節可能であり、この回転速度を調節することにより、ドラム２の外周面６Ｓの速度、即ち試験タイヤＴの走行速度Ｖを自在に調整することができる。
【００２８】
次に、前記タイヤ保持手段４は、基台１６に昇降自在に取り付く昇降台１７と、この昇降台１７に回転自在に枢支されかつ先端に試験タイヤＴを着脱自在に取り付けうるタイヤ支持軸１８とを具える。そして前記昇降台１７の下降により、タイヤ支持軸１８の先端に取り付く試験タイヤＴを、前記ドラム２の外周面６Ｓに押し付けでき、所要の接地荷重にて接地させることができる。なお接地荷重としては、特に規制されないが、正規荷重が好適に採用しうる。この正規荷重は、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。
【００２９】
又前記タイヤ支持軸１８には、回転時の試験タイヤＴの軸力変動を測定する測定手段５が取り付けられる。前記測定手段５として、本例では、タイヤ支持軸１８の軸受け部に取り付き、上下の軸力変動を測定するロードセル５Ａを用いているが、例えば６分力計など種々のセンサが使用できる。
【００３０】
次に、前記試験装置１を用いたタイヤの振動特性の試験方法を説明する。この試験方法では、特定の周波数Ｆ０にて加振された特定の走行速度Ｖ０の試験タイヤＴの振動特性を試験する。
【００３１】
具体的には、前記特定の周波数Ｆ０として、例えばタイヤの製品開発において問題となっているロードノイズのうちで最も低減が望まれる音の周波数が好適に採用できる。又特定の走行速度Ｖ０としては、前記問題となっているロードノイズが発生している走行速度が好適に採用できる。しかし特定の走行速度Ｖ０としては、他に、基準の走行速度として例えば６０ｋｍ／Ｈを設定し、この基準の走行速度を固定値として、各タイヤの振動特性試験を行うのも好ましい。
【００３２】
そして、前記回転駆動手段３に対し、試験タイヤＴの走行速度Ｖが前記特定の走行速度Ｖ０となるように、ドラム２の回転速度を設定する。このとき前記走行速度Ｖ０は、４０ｋｍ／Ｈ以上であるのが好ましく、４０ｋｍ／Ｈ未満では、加振力が過小となって満足のいく評価精度をうることが難しくなる。又試験の安全性の観点からは、前記走行速度Ｖ０は１００ｋｍ／Ｈ以下、さらには８０ｋｍ／Ｈ以下であるのが好ましい。
【００３３】
又前記特定の走行速度Ｖ０と特定の周波数Ｆ０とから、次式（１）にて、前記加振用突起体８のピッチ間隔Ｐを設定するピッチ設定ステップと、
Ｐ＝Ｖ０／Ｆ０ −−−−（１）
前記ピッチ設定ステップにて求めたピッチ間隔Ｐに基づき、前記加振用突起体８をドラム２の外周面６Ｓに取り付ける加振用突起体取付けステップとを順次行う。なおロードノイズの周波数は大凡１０〜５００Ｈｚの範囲であり、従って走行速度を前述の如く４０ｋｍ／Ｈ以上とするためには、前記式（１）から前記ピッチ間隔Ｐは２２ｍｍ以上が必要となる。従って、前記ピッチ間隔Ｐの下限値は２２ｍｍ以上が好ましい。
【００３４】
その後、前記試験装置１を作動させて軸力変動測定ステップを行う。この軸力変動測定ステップでは、前記回転駆動手段３及びタイヤ保持手段４を作動させ、前記ドラム２に試験タイヤＴを所要の接地荷重で接触させることにより、試験タイヤＴを前記周波数Ｆ０にて加振しながら前記走行速度Ｖ０にて回転させる。そしてこの走行状態において発生する試験タイヤＴの軸力の変動、本例では上下の軸力変動を、前記測定手段５によって測定する。
【００３５】
又前記軸力変動の測定結果を、周波数分析することで、例えば図１０に例示するようなグラフが得られる。そしてこのグラフにおいて、前記特定の周波数Ｆ０近辺における軸力変動の最大振幅を比較することで、前記特定の周波数Ｆ０における振動特性を評価することが可能となる。そしてこの評価に基づき、タイヤの製品開発において前記振動特性を向上させることにより、ロードノイズが低いタイヤを提供することが可能となる。なお前記周波数Ｆ０近辺として、例えば前記周波数Ｆ０±５Ｈｚの範囲が好適に採用しうる。
【００３６】
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。
【実施例】
【００３７】
本発明の効果を確認するため、内部構造を違えたタイヤサイズ１７５／６５Ｒ１５の４種類の試験タイヤ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に対し、本発明に係わる試験方法に基づいて、下記の表１の仕様により振動特性試験を行った。そして、その時の各試験タイヤの軸力変動を測定するとともに、その測定結果を周波数分析した結果を、図８〜１１に示す。
【００３８】
又比較例として、外表面にレプリカ路面を形成したドラムを用いて同様の試験を行い、各試験タイヤの軸力変動を測定するとともに、その測定結果を周波数分析した結果を、図１２に示す。なおレプリカ路面は、通常路面を模擬した路面であり、本例では、ドラム軸心方向にのびる排水用のレイングルーブ（溝巾７mm）が、ドラム周方向に２０ｍｍ間隔にて形成されたものを使用している。比較例と実施例とは、ドラム以外は実質的に同条件である。
【００３９】
共通仕様は、下記のとうりである。
・特定の周波数Ｆ０ ：３８０Hz（問題となっているロードノイズの周波数）
・特定の走行速度Ｖ０ ：７０km/H（前記ロードノイズが問題となっている走行速度）
＜ドラム＞
・外周面
・・突起体列の形成数：表１に記載
・・突起本体の形状 ：円板体（直径＝１０ｍｍ、高さＨ＝５ｍｍ）
・・周方向のピッチ間隔Ｐ＝Ｖ０／Ｆ０＝７０００００００／（６０×６０×３８０）≒５１<mm>
・・加振用突起体の取付数Ｎ：３０個
・・ドラムの周長 ：１５３０ｍｍ
＜走向条件＞
・適用リム ：１５×５ＪＪ
・タイヤの内圧 ：２３０ｋＰａ
・走行速度 ：７０km/H
・接地荷重 ：３．４ｋＮ
【００４０】
表１において、
・ 突起体列Ｒの形成数が１本の場合、図７（Ａ）に示すように、タイヤ赤道Ｃｏが通る中央の周方向線Ｙｃ上に突起体列Ｒを形成している。（なお周方向線Ｙｃ上に、加振用突起体８の中心が位置している。）
・ 突起体列Ｒの形成数が２本の場合、図７（Ｂ）に示すように、前記中央の周方向線Ｙｃからドラム軸心方向両側にタイヤ接地巾ＴＷの１／６倍の距離を隔たる位置に配される一対の側の周方向線Ｙｓ上に、突起体列Ｒを形成している。（なお周方向線Ｙｓ上に、加振用突起体８の中心が位置している。）
・ 突起体列Ｒの形成数が３本の場合、図５（Ｂ）に示すように、前記中央の周方向線Ｙｃ上と、この中央の周方向線Ｙｃからドラム軸心方向両側にタイヤ接地巾ＴＷの１／４倍の距離を隔たる位置に配される一対の側の周方向線Ｙｓ上とに、それぞれ突起体列Ｒを形成している。（なお各周方向線Ｙｃ、Ｙｓ上に、加振用突起体８の中心が位置している。）
・ 突起体列Ｒの形成数が４本の場合、図７（Ｃ）に示すように、前記中央の周方向線Ｙｃからドラム軸心方向両側にタイヤ接地巾ＴＷの１／１０倍の距離を隔たる位置に配される一対の内側の周方向線Ｙｓ１上と、前記中央の周方向線Ｙｃからドラム軸心方向両側にタイヤ接地巾ＴＷの３／１０倍の距離を隔たる位置に配される一対の外側の周方向線Ｙｓ２上とに、それぞれ突起体列Ｒを形成している。（なお各周方向線Ｙｓ１、Ｙｓ２上に、加振用突起体８の中心が位置している。）
【００４１】
【表１】
【００４２】
試験タイヤを、適用リム（１５×５ＪＪ）、タイヤの内圧（２３０ｋＰａ）の条件にて車両（国産１３００ｃｃのＦＲ車）の全輪に装着し、ロードノイズ計測路（アスファルト粗面路）を速度７０km／H で走行したときの車内騒音を、ドライバーによって官能評価した（このテストを実車走行テストという場合がある。）。そしてこの評価に基づき、各試験タイヤＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのロードノイズ性能を、１位〜４位と順位づけした（１位が最も優れている。）。
試験タイヤＡ−−−２位、
試験タイヤＢ−−−１位、
試験タイヤＣ−−−３位、
試験タイヤＤ−−−４位、
【００４３】
図１２に示すように、レプリカ路面にて加振した比較例の試験方法では、軸力変動の周波数分析結果からは、ロードノイズ性能を評価することが難しい。これに対して、図８〜１１に示すように、加振用突起体を等ピッチ間隔Ｐで配置し、３８０Ｈｚの周波数にて加振した実施例の試験方法では、軸力変動の周波数分析結果において、３８０Ｈｚ近辺の軸力変動の振幅に明確な差異が生じており、この差異は、前記実車走行テストにおけるロードノイズ性能の順位に一致している。即ち、この３８０Ｈｚ近辺の軸力変動の振幅の最大値からロードノイズ性能を評価しうるのが確認できる。
【００４４】
特に、突起体列の形成数を３本とした図１０の周波数分析結果は、軸力変動の振幅の差が拡大されており、より明確にロードノイズ性能を評価しうるのが確認できる。その理由として以下のように推測される。図１３にタイヤの半径方向の振動モードを示すように、タイヤには、タイヤ赤道ａとショルダー部ｂとに共振の腹部分が位置している。従って、突起体列の形成数を３本とし、その位置を上記のように設定することで、各突起体列が、それぞれ前記共振の腹部分を加振でき、軸力変動の振幅の差を増大させると推測される。
【符号の説明】
【００４５】
１ 振動特性の試験装置
２ ドラム
３ 回転駆動手段
４ タイヤ保持手段
５ 測定手段
６Ｓ 外周面
８ 加振用突起体
１０ｅ 前縁
Ｃｏ タイヤ赤道
Ｔ 試験タイヤ
Ｘ ドラム軸心線
Ｙｃ 中央の周方向線
Ｙｓ 側の周方向線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の周波数にて加振されかつ特定の走行速度で走行する試験タイヤの振動特性を試験するタイヤの振動特性の試験装置、及びそれを用いた試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行中のタイヤは、トレッド部に凹設される種々な模様のトレッドパターン、及び路面上の凹凸などによって振動し、この振動が車軸やサスペンションなどを伝って車輌側に入力され、車室内に音となって侵入する。
【０００３】
この音は、ロードノイズと呼ばれる周波数１０〜５００Ｈｚのものであり、この周波数が、人の感覚が比較的敏感な周波数域であることから、耳障りな騒音となる。特に、タイヤから伝わる振動の周波数と、サスペンションなどの車輌側の共振周波数とが一致した場合には、騒音レベルが高くなって、搭乗者に大きな不快感を与えることとなる。従って、前記ロードノイズを低減させるためには、車輌側の共振周波数と等しい或いはそれに近い特定の周波数における振動を低減したタイヤを作成することが必要となる。
【０００４】
そのためには、タイヤの製品開発において、特定の周波数におけるタイヤの振動特性を正確に評価しうることが重要となる
【０００５】
他方、従来より、ロードノイズに影響を与えるタイヤの振動特性を評価する方法として、種々の検討が行われており、例えば、通常路面を模擬したレプリカ路面を外周面に形成したドラムを用い、このレプリカ路面上でタイヤを走行させ、その時発生するタイヤの軸力変動に基づいて評価するもの、或いはドラムの外周面に突起体を設け、この突起体によって加振される走行中のタイヤの軸力変動に基づいて評価するもの（例えば特許文献１など）などが挙げられる。
【０００６】
しかし、このような従来の評価方法では、特定の周波数におけるタイヤの振動特性を正確に評価することが難しく、実車走行におけるロードノイズの測定結果との間に不一致を招く場合があるという問題が生じていた。
【０００７】
そこで本発明者は、特定の周波数が強調された路面を走行させることで、タイヤを特定の周波数で加振する加振走行試験を行うとともに、その時に発生するタイヤの軸力変動を周波数分析することで、前記特定の周波数におけるタイヤの振動特性をより正確に評価しうることを見出した。又前記特定の周波数が強調された路面として、ドラムの外周面上に、加振用の複数の突起体をドラム周方向に一定のピッチ間隔Ｐを隔てて取り付けたドラムが使用できることを提案した。この場合、下記式で示す周波数Ｆにてタイヤを加振しうる。
Ｆ＝Ｖ／Ｐ
（式中、Ｆ：周波数、Ｖ：タイヤの走行速度、Ｐ：突起体のピッチ間隔）
【０００８】
他方、実際の走行においては、走行速度によって加振力も変化する。従って、ロードノイズが問題となっている走行速度にて前記加振走行試験を行うことが、実際のロードノイズ性能をより正確に評価する上で好ましい。或いは、基準の走行速度を設定し、この速度に基づいて前記加振走行試験を行うことも好ましい。しかし、特定の周波数は、車輌の仕様などによって相違する。従って、この評価試験を行うためには、タイヤの走行速度を設定した後、この走行速度と特定の周波数とに基づいて、加振用突起体のピッチ間隔を設定することが必要であり、又そのためにはドラムにおいて、前記加振用突起体の取付け数Ｎ及びピッチ間隔Ｐを変更可能とすることが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−８５２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで本発明は、ドラムの外周面に、複数の同形状の加振用突起体をドラム周方向に等ピッチ間隔Ｐを隔てて取り付けるとともに、その加振用突起体の取付け数Ｎ及びピッチ間隔Ｐを変更可能とすることを基本として、特定の周波数におけるタイヤの振動特性を正確に評価することができ、ロードノイズ性能の評価に役立つタイヤの振動特性の試験装置、及びそれを用いた試験方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、ドラムと、このドラムを回転可能に保持する回転駆動手段と、前記ドラムの外周面に試験タイヤを所要の接地荷重で接触させながら該試験タイヤを回転可能に保持するタイヤ保持手段と、前記回転時の試験タイヤの軸力の変動を測定する測定手段とを具えるとともに、前記ドラムは、外周面に、ドラム周方向に等ピッチ間隔Ｐを有して一直線上に整列して取り付けられる複数かつ同形状の加振用突起体を具え、しかも前記加振用突起体の取付け数Ｎ及びピッチ間隔Ｐを変更可能としたことを特徴としている。
【００１２】
又請求項２の発明では、前記加振用突起体は、前記ドラムの外周面からの高さＨが０．５〜７．０ｍｍ、ドラム周方向の長さＬが３ｍｍ以上かつ前記ピッチ間隔Ｐの０．５倍以下、かつドラム軸芯方向の巾Ｗが３ｍｍ以上であることを特徴としている。
【００１３】
又請求項３の発明では、前記加振用突起体は、試験タイヤが乗り上げる側の前縁が円弧をなす板状体、又は半円球状体であることを特徴としている。
【００１４】
又請求項４の発明では、前記加振用突起体の巾Ｗは、タイヤ接地巾ＴＷの１／７倍以下であり、
しかも前記加振用突起体は、試験タイヤのタイヤ赤道が通る中央の周方向線上、及びこの中央の周方向線からドラム軸心方向両側にタイヤ接地巾ＴＷの１／４倍の距離を隔たる位置に配される一対の側の周方向線上に、それぞれ配されるとともに、ドラム軸心方向に隣り合う加振用突起体同士は、ドラム軸心線上に整列していることを特徴としている。
【００１５】
又請求項５の発明は、請求項１〜４の何れかに記載のタイヤの振動特性の試験装置を用い、特定の周波数Ｆ０にて加振された特定の走行速度Ｖ０の試験タイヤの振動特性を試験する試験方法であって、
タイヤの走行速度Ｖを、前記特定の走行速度Ｖ０に設定した後、
前記特定の走行速度Ｖ０と特定の周波数Ｆ０とから、次式（１）にて、前記加振用突起体のピッチ間隔Ｐを設定するピッチ設定ステップ、
Ｐ＝Ｖ０／Ｆ０ −−−−（１）
前記ピッチ設定ステップにて求めたピッチ間隔Ｐに基づき、前記加振用突起体をドラムの外周面に取り付ける加振用突起体取付けステップ、
及び、前記ドラムに試験タイヤを所要の接地荷重で接触させることにより、該試験タイヤを前記周波数Ｆ０にて加振しながら前記走行速度Ｖ０にて回転させるとともに、その時発生する試験タイヤの軸力の変動を前記測定手段によって測定する軸力変動測定ステップを順次行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は叙上の如く、ドラムの外周面に、ドラム周方向に等ピッチ間隔Ｐを隔てて取り付けられる複数の同形状の加振用突起体を具えるとともに、この加振用突起体の取付け数Ｎ及びピッチ間隔Ｐを変更可能に構成している。そのため、試験タイヤを、例えばロードノイズが問題となる特定の周波数にて加振しながら、例えばロードノイズが問題となる特定の走行速度にて回転させることができる。そして、このとき発生するタイヤの軸力変動を前記測定手段により測定し、その結果を、周波数分析し、例えば前記特定の周波数近辺における軸力変動の最大振幅を比較することで、前記特定の周波数における振動特性を正確に評価することが可能となる。従って、ロードノイズ性能の評価精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のタイヤの振動特性の試験装置の一実施を示す側面図である。
【図２】その一部を拡大して示す正面図である。
【図３】加振用突起体のピッチ間隔を示す周方向断面図である。
【図４】加振用突起体の取付け方法の一例を示す斜視図である。
【図５】加振用突起体の配列を示す説明図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は加振用突起体の突起本体の形状を例示する斜視図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は加振用突起体の他の配列を示す説明図である。
【図８】実施例１における軸力変動の周波数分析を示すグラフである。
【図９】実施例２における軸力変動の周波数分析を示すグラフである。
【図１０】実施例３における軸力変動の周波数分析を示すグラフである。
【図１１】実施例４における軸力変動の周波数分析を示すグラフである。
【図１２】比較例１における軸力変動の周波数分析を示すグラフである。
【図１３】タイヤの半径方向の振動モードを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１、２において、本実施形態のタイヤの振動特性の試験装置１（単に試験装置１という場合がある。）は、ドラム２と、このドラム２を回転可能に保持する回転駆動手段３と、試験タイヤＴを回転可能に保持するタイヤ保持手段４と、回転時の試験タイヤＴの軸力変動を測定する測定手段５とを具える。
【００１９】
前記ドラム２は、外周面６Ｓを平滑面とした円筒状の胴部６Ａを有する例えば鋼製のドラム本体６と、この外周面６Ｓ上に取り付く加振手段７とを具える。
【００２０】
前記加振手段７は、ドラム２の外周面６Ｓに、ドラム周方向に等ピッチ間隔Ｐを有して一直線上に整列して取り付けられる複数かつ同形状の加振用突起体８を具える。詳しくは、前記加振手段７は、前記加振用突起体８を、ドラム周方向に等ピッチ間隔Ｐを隔てて一直線上に整列させた少なくとも１本の周方向の突起体列８Ｒから形成される。なお本例の如く、加振手段７が複数本の突起体列８Ｒから構成される場合には、ドラム軸心方向に隣り合う加振用突起体８同士も、ドラム軸心線Ｘ上で整列している。特に本例では、前記加振手段７が、図５に示すように、試験タイヤＴのタイヤ赤道Ｃｏが通る中央の周方向線Ｙｃ上に配される中央の突起体列８Ｒｃと、この中央の周方向線Ｙｃからドラム軸心方向両側にタイヤ接地巾ＴＷの１／４倍の距離を隔たる位置に配される一対の側の周方向線Ｙｓ、Ｙｓ上に配される側の突起体列８Ｒｓ、８Ｒｓとの３本の突起体列８Ｒからなる場合が示される。図５では外周面６Ｓの一部を平面に展開して示している。
【００２１】
ここで、前記「整列する」とは、加振用突起体８が、その中心（平面視における面中心）を一直線上に位置させて並ぶことを意味する。これに対して、「周方向線Ｙ上に突起体列８Ｒが配される」とは、突起体列８Ｒをなす加振用突起体８の一部が周方向線Ｙ上を通れば良く、必ずしも加振用突起体８の中心が周方向線Ｙ上に位置することを要求しない。しかし好ましくは、前記加振用突起体８の中心が、周方向線Ｙ上に位置することが望ましい。
【００２２】
又前記加振用突起体８は、図３、４に示すように、前記ドラム２の外周面６Ｓから突出する突起本体１０を有し、この突起本体１０の前記ドラム２の外周面からの高さＨを０．５〜７．０ｍｍ、ドラム周方向の長さＬを３ｍｍ以上かつ前記ピッチ間隔Ｐの０．５倍以下、かつドラム軸芯方向の巾Ｗを３ｍｍ以上としている。前記高さＨが０．５ｍｍ未満の時、及びドラム軸芯方向の巾Ｗが３ｍｍ未満の時には、加振力が過小となって振動特性の評価精度を低下させる。逆に前記高さＨが７ｍｍを越えると、試験タイヤＴとの衝撃が大きすぎ、走行中に加振用突起体８がドラム２から外れる恐れを招く。又ドラム周方向の長さＬが３ｍｍ未満では、試験タイヤＴとの衝撃に耐えきれずに加振用突起体８自体が変形する恐れを招く。逆に前記長さＬがピッチ間隔Ｐの０．５倍を越えると、試験タイヤＴが、加振用突起体８、８間では外周面６Ｓに接地しないで、加振用突起体８のみに接しながら走行する傾向となるなど、試験タイヤを充分に加振することができなくなり、振動特性の評価精度を低下させる。
【００２３】
なお加振用突起体８のドラム軸芯方向の巾Ｗの上限は、特に規制されないが、前記加振用突起体が複数の列をなす場合には、列の数をＭとしたとき、下記の式（２）を満たすのが好ましい。
Ｗ≦（ＴＷ−Ｗ×Ｍ）／（Ｍ＋１） −−−（２）
即ち、前記巾Ｗは、Ｍ本の突起体列８Ｒをタイヤ接地巾ＴＷ内で均等に配したときにドラム軸芯方向で隣り合う加振用突起体８、８間の間隙Ｇ（図５に示す。）以下であることが好ましい。前記巾Ｗが前記間隙Ｇよりも大きくなる、即ち上記式（２）を満たさないとき、ドラム軸芯方向で隣り合う加振用突起体８、８間で、試験タイヤＴが外周面６Ｓに充分接地しなくなる傾向を招く。なお本例（Ｍ＝３）の場合、Ｗ≦ＴＷ／７である。
【００２４】
又前記ドラム２は、前記加振用突起体８を、その取付け数Ｎ及びピッチ間隔Ｐを変更可能に取り付けている。この取付方法としては、特に規制されないが、本例では前記図４の如く、加振用突起体８を、前記突起本体１０と、その下面から突出する例えば矩形ブロック状の取付部１１とから形成している。前記取付部１１の下面には、ボルト１２が螺着するボルト取付孔１１Ｈが穿設される。又前記ドラム本体６の円筒状の胴部６Ａには、前記取付部１１をドラム周方向に移動自在に保持する長穴状の取付孔６Ｈを形成している。この取付孔６Ｈは、前記取付部１１が嵌り込む保持孔部６Ｈ１と、前記取付部１１の下面を受ける段差部６Ｈ２を介して前記ボルト１２が下方から通る巾狭のボルト挿通孔６Ｈ３とから形成される。
【００２５】
従って、前記ドラム２は、前記加振用突起体８を、前記取付孔６Ｈに沿ってドラム周方向に自在に位置替え可能に固定でき、前記加振用突起体８の取付け数Ｎ、及びピッチ間隔Ｐを自在に変更可能としている。なお前記加振用突起体８を、マグネット等の磁性体にて形成することが好ましい。これにより、前記加振用突起体８をドラム２にボルト止めする際、吸着力により加振用突起体８がドラム２から落下するのを防止でき、取付作業性を高めることができる。なお取付方法としては、ボルト止めに代えて、接着剤によって固定しても良く、この場合には、加振用突起体８を突起本体１０のみで形成しうる。又特に磁性体を用いる場合には、接着剤が硬化するまでの間、加振用突起体８をドラム２に保持させることができるため、作業性を向上しうるとともに、吸着力によって加振用突起体８の固定強度を高めることができる。
【００２６】
又前記加振用突起体８の突起本体１０は、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、試験タイヤＴが乗り上げる側の前縁１０ｅが円弧をなす板状体、又は半円球状体であることが好ましい。このように前縁１０ｅを円弧とすることにより、試験タイヤＴとの衝撃を緩和でき、該試験タイヤＴに局部的な応力が作用するのを抑制しうる。なお前記板状体としては、円板状体８Ａ（図６（Ａ）に示す。）、後縁側を除去した半円板状体８Ｂ（図６（Ｂ）に示す。）、及び後縁側を矩形とした前円後矩形状板状体８Ｃ（図６（Ｃ）に示す。）などが挙げられる。
【００２７】
次に、前記回転駆動手段３は、前記図１の如く、ドラム２の中心軸２Ａを回転自在に支持するドラムホルダ１５と、前記中心軸２Ａに出力軸が連結され前記ドラム２を回転駆動するモータＭとを具える。なお前記モータＭの回転速度を自在に調節可能であり、この回転速度を調節することにより、ドラム２の外周面６Ｓの速度、即ち試験タイヤＴの走行速度Ｖを自在に調整することができる。
【００２８】
次に、前記タイヤ保持手段４は、基台１６に昇降自在に取り付く昇降台１７と、この昇降台１７に回転自在に枢支されかつ先端に試験タイヤＴを着脱自在に取り付けうるタイヤ支持軸１８とを具える。そして前記昇降台１７の下降により、タイヤ支持軸１８の先端に取り付く試験タイヤＴを、前記ドラム２の外周面６Ｓに押し付けでき、所要の接地荷重にて接地させることができる。なお接地荷重としては、特に規制されないが、正規荷重が好適に採用しうる。この正規荷重は、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。
【００２９】
又前記タイヤ支持軸１８には、回転時の試験タイヤＴの軸力変動を測定する測定手段５が取り付けられる。前記測定手段５として、本例では、タイヤ支持軸１８の軸受け部に取り付き、上下の軸力変動を測定するロードセル５Ａを用いているが、例えば６分力計など種々のセンサが使用できる。
【００３０】
次に、前記試験装置１を用いたタイヤの振動特性の試験方法を説明する。この試験方法では、特定の周波数Ｆ０にて加振された特定の走行速度Ｖ０の試験タイヤＴの振動特性を試験する。
【００３１】
具体的には、前記特定の周波数Ｆ０として、例えばタイヤの製品開発において問題となっているロードノイズのうちで最も低減が望まれる音の周波数が好適に採用できる。又特定の走行速度Ｖ０としては、前記問題となっているロードノイズが発生している走行速度が好適に採用できる。しかし特定の走行速度Ｖ０としては、他に、基準の走行速度として例えば６０ｋｍ／Ｈを設定し、この基準の走行速度を固定値として、各タイヤの振動特性試験を行うのも好ましい。
【００３２】
そして、前記回転駆動手段３に対し、試験タイヤＴの走行速度Ｖが前記特定の走行速度Ｖ０となるように、ドラム２の回転速度を設定する。このとき前記走行速度Ｖ０は、４０ｋｍ／Ｈ以上であるのが好ましく、４０ｋｍ／Ｈ未満では、加振力が過小となって満足のいく評価精度をうることが難しくなる。又試験の安全性の観点からは、前記走行速度Ｖ０は１００ｋｍ／Ｈ以下、さらには８０ｋｍ／Ｈ以下であるのが好ましい。
【００３３】
又前記特定の走行速度Ｖ０と特定の周波数Ｆ０とから、次式（１）にて、前記加振用突起体８のピッチ間隔Ｐを設定するピッチ設定ステップと、
Ｐ＝Ｖ０／Ｆ０ −−−−（１）
前記ピッチ設定ステップにて求めたピッチ間隔Ｐに基づき、前記加振用突起体８をドラム２の外周面６Ｓに取り付ける加振用突起体取付けステップとを順次行う。なおロードノイズの周波数は大凡１０〜５００Ｈｚの範囲であり、従って走行速度を前述の如く４０ｋｍ／Ｈ以上とするためには、前記式（１）から前記ピッチ間隔Ｐは２２ｍｍ以上が必要となる。従って、前記ピッチ間隔Ｐの下限値は２２ｍｍ以上が好ましい。
【００３４】
その後、前記試験装置１を作動させて軸力変動測定ステップを行う。この軸力変動測定ステップでは、前記回転駆動手段３及びタイヤ保持手段４を作動させ、前記ドラム２に試験タイヤＴを所要の接地荷重で接触させることにより、試験タイヤＴを前記周波数Ｆ０にて加振しながら前記走行速度Ｖ０にて回転させる。そしてこの走行状態において発生する試験タイヤＴの軸力の変動、本例では上下の軸力変動を、前記測定手段５によって測定する。
【００３５】
又前記軸力変動の測定結果を、周波数分析することで、例えば図１０に例示するようなグラフが得られる。そしてこのグラフにおいて、前記特定の周波数Ｆ０近辺における軸力変動の最大振幅を比較することで、前記特定の周波数Ｆ０における振動特性を評価することが可能となる。そしてこの評価に基づき、タイヤの製品開発において前記振動特性を向上させることにより、ロードノイズが低いタイヤを提供することが可能となる。なお前記周波数Ｆ０近辺として、例えば前記周波数Ｆ０±５Ｈｚの範囲が好適に採用しうる。
【００３６】
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。
【実施例】
【００３７】
本発明の効果を確認するため、内部構造を違えたタイヤサイズ１７５／６５Ｒ１５の４種類の試験タイヤ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に対し、本発明に係わる試験方法に基づいて、下記の表１の仕様により振動特性試験を行った。そして、その時の各試験タイヤの軸力変動を測定するとともに、その測定結果を周波数分析した結果を、図８〜１１に示す。
【００３８】
又比較例として、外表面にレプリカ路面を形成したドラムを用いて同様の試験を行い、各試験タイヤの軸力変動を測定するとともに、その測定結果を周波数分析した結果を、図１２に示す。なおレプリカ路面は、通常路面を模擬した路面であり、本例では、ドラム軸心方向にのびる排水用のレイングルーブ（溝巾７mm）が、ドラム周方向に２０ｍｍ間隔にて形成されたものを使用している。比較例と実施例とは、ドラム以外は実質的に同条件である。
【００３９】
共通仕様は、下記のとうりである。
・特定の周波数Ｆ０ ：３８０Hz（問題となっているロードノイズの周波数）
・特定の走行速度Ｖ０ ：７０km/H（前記ロードノイズが問題となっている走行速度）
＜ドラム＞
・外周面
・・突起体列の形成数：表１に記載
・・突起本体の形状 ：円板体（直径＝１０ｍｍ、高さＨ＝５ｍｍ）
・・周方向のピッチ間隔Ｐ＝Ｖ０／Ｆ０＝７０００００００／（６０×６０×３８０）≒５１<mm>
・・加振用突起体の取付数Ｎ：３０個
・・ドラムの周長 ：１５３０ｍｍ
＜走向条件＞
・適用リム ：１５×５ＪＪ
・タイヤの内圧 ：２３０ｋＰａ
・走行速度 ：７０km/H
・接地荷重 ：３．４ｋＮ
【００４０】
表１において、
・ 突起体列Ｒの形成数が１本の場合、図７（Ａ）に示すように、タイヤ赤道Ｃｏが通る中央の周方向線Ｙｃ上に突起体列Ｒを形成している。（なお周方向線Ｙｃ上に、加振用突起体８の中心が位置している。）
・ 突起体列Ｒの形成数が２本の場合、図７（Ｂ）に示すように、前記中央の周方向線Ｙｃからドラム軸心方向両側にタイヤ接地巾ＴＷの１／６倍の距離を隔たる位置に配される一対の側の周方向線Ｙｓ上に、突起体列Ｒを形成している。（なお周方向線Ｙｓ上に、加振用突起体８の中心が位置している。）
・ 突起体列Ｒの形成数が３本の場合、図５（Ｂ）に示すように、前記中央の周方向線Ｙｃ上と、この中央の周方向線Ｙｃからドラム軸心方向両側にタイヤ接地巾ＴＷの１／４倍の距離を隔たる位置に配される一対の側の周方向線Ｙｓ上とに、それぞれ突起体列Ｒを形成している。（なお各周方向線Ｙｃ、Ｙｓ上に、加振用突起体８の中心が位置している。）
・ 突起体列Ｒの形成数が４本の場合、図７（Ｃ）に示すように、前記中央の周方向線Ｙｃからドラム軸心方向両側にタイヤ接地巾ＴＷの１／１０倍の距離を隔たる位置に配される一対の内側の周方向線Ｙｓ１上と、前記中央の周方向線Ｙｃからドラム軸心方向両側にタイヤ接地巾ＴＷの３／１０倍の距離を隔たる位置に配される一対の外側の周方向線Ｙｓ２上とに、それぞれ突起体列Ｒを形成している。（なお各周方向線Ｙｓ１、Ｙｓ２上に、加振用突起体８の中心が位置している。）
【００４１】
【表１】
【００４２】
試験タイヤを、適用リム（１５×５ＪＪ）、タイヤの内圧（２３０ｋＰａ）の条件にて車両（国産１３００ｃｃのＦＲ車）の全輪に装着し、ロードノイズ計測路（アスファルト粗面路）を速度７０km／H で走行したときの車内騒音を、ドライバーによって官能評価した（このテストを実車走行テストという場合がある。）。そしてこの評価に基づき、各試験タイヤＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのロードノイズ性能を、１位〜４位と順位づけした（１位が最も優れている。）。
試験タイヤＡ−−−２位、
試験タイヤＢ−−−１位、
試験タイヤＣ−−−３位、
試験タイヤＤ−−−４位、
【００４３】
図１２に示すように、レプリカ路面にて加振した比較例の試験方法では、軸力変動の周波数分析結果からは、ロードノイズ性能を評価することが難しい。これに対して、図８〜１１に示すように、加振用突起体を等ピッチ間隔Ｐで配置し、３８０Ｈｚの周波数にて加振した実施例の試験方法では、軸力変動の周波数分析結果において、３８０Ｈｚ近辺の軸力変動の振幅に明確な差異が生じており、この差異は、前記実車走行テストにおけるロードノイズ性能の順位に一致している。即ち、この３８０Ｈｚ近辺の軸力変動の振幅の最大値からロードノイズ性能を評価しうるのが確認できる。
【００４４】
特に、突起体列の形成数を３本とした図１０の周波数分析結果は、軸力変動の振幅の差が拡大されており、より明確にロードノイズ性能を評価しうるのが確認できる。その理由として以下のように推測される。図１３にタイヤの半径方向の振動モードを示すように、タイヤには、タイヤ赤道ａとショルダー部ｂとに共振の腹部分が位置している。従って、突起体列の形成数を３本とし、その位置を上記のように設定することで、各突起体列が、それぞれ前記共振の腹部分を加振でき、軸力変動の振幅の差を増大させると推測される。
【符号の説明】
【００４５】
１ 振動特性の試験装置
２ ドラム
３ 回転駆動手段
４ タイヤ保持手段
５ 測定手段
６Ｓ 外周面
８ 加振用突起体
１０ｅ 前縁
Ｃｏ タイヤ赤道
Ｔ 試験タイヤ
Ｘ ドラム軸心線
Ｙｃ 中央の周方向線
Ｙｓ 側の周方向線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドラムと、
このドラムを回転可能に保持する回転駆動手段と、
前記ドラムの外周面に試験タイヤを所要の接地荷重で接触させながら該試験タイヤを回転可能に保持するタイヤ保持手段と、
前記回転時の試験タイヤの軸力の変動を測定する測定手段とを具えるとともに、
前記ドラムは、外周面に、ドラム周方向に等ピッチ間隔Ｐを有して一直線上に整列して取り付けられる複数かつ同形状の加振用突起体を具え、しかも前記加振用突起体の取付け数Ｎ及びピッチ間隔Ｐを変更可能としたことを特徴とするタイヤの振動特性の試験装置。
【請求項２】
前記加振用突起体は、前記ドラムの外周面からの高さＨが０．５〜７．０ｍｍ、ドラム周方向の長さＬが３ｍｍ以上かつ前記ピッチ間隔Ｐの０．５倍以下、かつドラム軸芯方向の巾Ｗが３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載のタイヤの振動特性の試験装置。
【請求項３】
前記加振用突起体は、試験タイヤが乗り上げる側の前縁が円弧をなす板状体、又は半円球状体であることを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤの振動特性の試験装置。
【請求項４】
前記加振用突起体の巾Ｗは、タイヤ接地巾ＴＷの１／７倍以下であり、
しかも前記加振用突起体は、試験タイヤのタイヤ赤道が通る中央の周方向線上、及びこの中央の周方向線からドラム軸心方向両側にタイヤ接地巾ＴＷの１／４倍の距離を隔たる位置に配される一対の側の周方向線上に、それぞれ配されるとともに、ドラム軸心方向に隣り合う加振用突起体同士は、ドラム軸心線上に整列していることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のタイヤの振動特性の試験装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載のタイヤの振動特性の試験装置を用い、特定の周波数Ｆ０にて加振された特定の走行速度Ｖ０の試験タイヤの振動特性を試験する試験方法であって、
タイヤの走行速度Ｖを、前記特定の走行速度Ｖ０に設定した後、
前記特定の走行速度Ｖ０と特定の周波数Ｆ０とから、次式（１）にて、前記加振用突起体のピッチ間隔Ｐを設定するピッチ設定ステップ、
Ｐ＝Ｖ０／Ｆ０ −−−−（１）
前記ピッチ設定ステップにて求めたピッチ間隔Ｐに基づき、前記加振用突起体をドラムの外周面に取り付ける加振用突起体取付けステップ、
及び、前記ドラムに試験タイヤを所要の接地荷重で接触させることにより、該試験タイヤを前記周波数Ｆ０にて加振しながら前記走行速度Ｖ０にて回転させるとともに、その時発生する試験タイヤの軸力の変動を前記測定手段によって測定する軸力変動測定ステップを順次行うことを特徴とするタイヤの振動特性の試験方法。
【請求項１】
ドラムと、
このドラムを回転可能に保持する回転駆動手段と、
前記ドラムの外周面に試験タイヤを所要の接地荷重で接触させながら該試験タイヤを回転可能に保持するタイヤ保持手段と、
前記回転時の試験タイヤの軸力の変動を測定する測定手段とを具えるとともに、
前記ドラムは、外周面に、ドラム周方向に等ピッチ間隔Ｐを有して一直線上に整列して取り付けられる複数かつ同形状の加振用突起体を具え、しかも前記加振用突起体の取付け数Ｎ及びピッチ間隔Ｐを変更可能としたことを特徴とするタイヤの振動特性の試験装置。
【請求項２】
前記加振用突起体は、前記ドラムの外周面からの高さＨが０．５〜７．０ｍｍ、ドラム周方向の長さＬが３ｍｍ以上かつ前記ピッチ間隔Ｐの０．５倍以下、かつドラム軸芯方向の巾Ｗが３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載のタイヤの振動特性の試験装置。
【請求項３】
前記加振用突起体は、試験タイヤが乗り上げる側の前縁が円弧をなす板状体、又は半円球状体であることを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤの振動特性の試験装置。
【請求項４】
前記加振用突起体の巾Ｗは、タイヤ接地巾ＴＷの１／７倍以下であり、
しかも前記加振用突起体は、試験タイヤのタイヤ赤道が通る中央の周方向線上、及びこの中央の周方向線からドラム軸心方向両側にタイヤ接地巾ＴＷの１／４倍の距離を隔たる位置に配される一対の側の周方向線上に、それぞれ配されるとともに、ドラム軸心方向に隣り合う加振用突起体同士は、ドラム軸心線上に整列していることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のタイヤの振動特性の試験装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載のタイヤの振動特性の試験装置を用い、特定の周波数Ｆ０にて加振された特定の走行速度Ｖ０の試験タイヤの振動特性を試験する試験方法であって、
タイヤの走行速度Ｖを、前記特定の走行速度Ｖ０に設定した後、
前記特定の走行速度Ｖ０と特定の周波数Ｆ０とから、次式（１）にて、前記加振用突起体のピッチ間隔Ｐを設定するピッチ設定ステップ、
Ｐ＝Ｖ０／Ｆ０ −−−−（１）
前記ピッチ設定ステップにて求めたピッチ間隔Ｐに基づき、前記加振用突起体をドラムの外周面に取り付ける加振用突起体取付けステップ、
及び、前記ドラムに試験タイヤを所要の接地荷重で接触させることにより、該試験タイヤを前記周波数Ｆ０にて加振しながら前記走行速度Ｖ０にて回転させるとともに、その時発生する試験タイヤの軸力の変動を前記測定手段によって測定する軸力変動測定ステップを順次行うことを特徴とするタイヤの振動特性の試験方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１１２７８１（Ｐ２０１２−１１２７８１Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６１６１４（Ｐ２０１０−２６１６１４）
【出願日】平成２２年１１月２４日（２０１０．１１．２４）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２４日（２０１０．１１．２４）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
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