轮胎的台上试验装置以及使用该装置的轮胎性能试验方法
【专利摘要】本发明提供一种轮胎的台上试验装置，利用该轮胎的台上试验装置在室内能够获得与在室外进行的轮胎的性能试验结果相关性较高的试验结果。在室内进行轮胎的性能试验的轮胎的台上试验装置（1）包括：使轮胎（T）接触并行驶的能够旋转的转鼓（2）；将装配于轮辋（J）的所述轮胎（T）以悬臂的方式保持为能够旋转的支承轴（3）；以及对所述转鼓（2）或所述支承轴（3）进行旋转驱动的驱动单元。所述转鼓（2）具有内周面（2G），该内周面（2G）具备供轮胎（T）行驶的模拟路面（7）。该内周面（2G）在包括转鼓旋转轴心（2c）的截面中具有向转鼓径向外侧突出的平滑的圆弧状面（2M）。
【专利说明】轮胎的台上试验装置以及使用该装置的轮胎性能试验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及轮胎的台上试验装置以及使用该装置的轮胎性能试验方法，利用该轮胎的台上试验装置能够在室内获得与在室外进行的轮胎的性能试验结果相关性较高的试验结果。
【背景技术】
[0002]作为评价轮胎的行驶性能的轮胎行驶试验方法，已知有基于实车的实车行驶试验方法以及使用转鼓来评价行驶性能的台上试验方法。
[0003]实车行驶试验方法是在室外进行的方法，利用车辆在测试路线上行驶，并评价例如噪声性能、转弯性能、水漂性能以及磨损性能等的轮胎行驶性能。
[0004]另一方面，台上试验方法是在室内进行的方法，如图8所示，使用在转鼓d的内周面da设置有供轮胎t使用的行驶面ta的台上试验装置S，例如规定加载于轮胎t的载荷、转鼓d或轮胎t的行驶速度、轮胎t的旋转方向等，并使轮胎t在上述内周面da上接触行驶，从而评价上述各种轮胎行驶性能。
[0005]然而，存在如下问题，即:通过以往的台上试验而获得的结果与实车行驶试验结果的相关性不甚良好。根据发明人所进行的各种实验的结果可知，上述相关性较低的原因在于，在转鼓的内周面行驶的轮胎的接地形状与以实车在路面上行驶时的轮胎的接地形状大不相同，因此导致作用于接地面的载荷相差较大等。下述专利文献中记载有与台上试验装置相关的技术。
[0006]专利文献1:日本特开2008-82709号公报
【发明内容】
[0007]本发明是鉴于上述这样的问题而提出的，其主要目的在于提供一种轮胎的台上试验装置以及使用了该装置的轮胎性能试验方法，使在室内进行的轮胎的台上试验装置的转鼓的内周面在包括转鼓旋转轴心的截面上形成为向转鼓径向外侧突出的平滑的圆弧状面，以此为基本，使得台上试验时的轮胎的接地形状与基于实车的行驶试验时的轮胎的接地形状近似，由此能够获得与利用实车进行的轮胎的性能试验结果的相关性较高的试验结果。
[0008]本发明中的技术方案I所记载的发明是一种轮胎的台上试验装置，用于在室内进行轮胎的性能试验，该轮胎的台上试验装置包括:能够旋转的转鼓，使轮胎与该转鼓接触并使轮胎在该转鼓上行驶；支承轴，该支承轴将装配于轮辋的所述轮胎以悬臂的方式保持为能够旋转；以及驱动单元，该驱动单元对所述转鼓或所述支承轴进行旋转驱动，所述轮胎的台上试验装置的特征在于，所述转鼓具有内周面，该内周面具备供轮胎行驶的模拟路面，在包括转鼓旋转轴心的截面中，所述内周面具有向转鼓径向外侧突出的平滑的圆弧状面。
[0009]另外，根据技术方案I所记载的轮胎的台上试验装置，在技术方案2所记载的发明中，在所述截面中，所述圆弧状面的曲率半径Ra是转鼓半径Rb的1.70倍?2.40倍，该转鼓半径Rb是从转鼓旋转轴心到所述圆弧状面的转鼓径向的最外侧点的半径。[0010]另外，根据技术方案I或2所记载的轮胎的台上试验装置，在技术方案3所记载的发明中，所述模拟路面为柏油路、混凝土路以及砂石路中的任一种。
[0011]另外，根据技术方案I或2所记载的轮胎的台上试验装置，在技术方案4所记载的发明中，所述模拟路面的按照IS010844所定义的纹理深度为0.40mm?0.80mm。
[0012]另外，根据技术方案I至4中任意方案所记载的轮胎的台上试验装置，在技术方案5所记载的发明中，所述模拟路面包括在转鼓周向上被分割、且以能够更换的方式所粘贴的多个分割体。
[0013]另外，根据技术方案5所记载的轮胎的台上试验装置，在技术方案6所记载的发明中，所述分割体在转鼓周向上的长度不同。
[0014]另外，根据技术方案I至6中任意方案所记载的轮胎的台上试验装置，在技术方案7所记载的发明中，所述驱动单元被吸声材料覆盖。
[0015]另外，根据技术方案I至7中任意方案所记载的轮胎的台上试验装置，在技术方案8所记载的发明中，具有:对所述模拟路面洒水的洒水装置、和保持所述模拟路面上的水的保持单元。
[0016]另外，根据技术方案I至8中任意方案所记载的轮胎的台上试验装置，在技术方案9所记载的发明中，还包括测量轮胎的性能的测量单元，所述测量单元包括测量载荷用的测力传感器，该测力传感器安装在将所述支承轴支承为旋转自如的轴承的内周面。
[0017]另外，根据技术方案I至9中任意方案所记载的轮胎的台上试验装置，在技术方案10所记载的发明中，还具有:控制所述驱动单元的旋转速度的旋转速度控制装置、控制加载于所述转鼓的载荷的载荷控制装置、以及控制所述轮胎的旋转方向的旋转方向控制装置。
[0018]另外，技术方案11所记载的发明是一种轮胎性能试验方法，利用轮胎的台上试验装置而在室内进行轮胎的性能试验，所述轮胎性能试验方法的特征在于，包括以下工序:行驶工序，使装配于轮辋的轮胎与能够旋转的转鼓的内周面接触并在该转鼓的内周面上行驶，其中所述转鼓在所述内周面具备模拟路面；和测量工序，测量所述轮胎的行驶过程中的性能，在包括转鼓旋转轴的截面中，所述内周面具有向转鼓径向外侧突出的平滑的圆弧状面。
[0019]根据技术方案11所记载的轮胎性能试验方法，在技术方案12所记载的发明中，所述圆弧状面的曲率半径Ra是转鼓半径Rb的1.70倍?2.40倍，该转鼓半径Rb是从转鼓旋转轴的中心到所述圆弧状面的转鼓径向的最外侧点的半径。
[0020]根据技术方案11或12所记载的轮胎性能试验方法，在技术方案13所记载的发明中，所述行驶工序包括使所述转鼓旋转并且使所述轮胎以与所述转鼓的旋转速度不同的速度行驶的工序，所述测量工序是测量由所述转鼓与所述轮胎的速度差而产生的摩擦的摩擦系数的摩擦系数测量工序。
[0021]根据技术方案11或12所记载的轮胎性能试验方法，在技术方案14所记载的发明中，所述行驶工序包括一边对所述轮胎施加载荷，一边使所述轮胎向旋转方向相对于所述转鼓的旋转方向不同的方向行驶的工序，所述测量工序是测量产生于所述轮胎的横向力的横向力测量工序。
[0022]根据技术方案11或12所记载的轮胎性能试验方法，在技术方案15所记载的发明中，还包括对所述模拟路面洒水的洒水工序，所述行驶工序包括在被洒水后的模拟路面上一边对所述轮胎施加载荷，一边使所述轮胎向旋转方向相对于所述转鼓的旋转方向不同的方向行驶的工序，所述测量工序是测量产生于所述轮胎的横向力的横向力测量工序。
[0023]根据技术方案11或12所记载的轮胎性能试验方法，在技术方案16所记载的发明中，所述测量工序是测量行驶工序前后的轮胎的质量之差的质量测量工序。
[0024]根据技术方案11或12所记载的轮胎性能试验方法，在技术方案17所记载的发明中，所述测量工序是测量噪声的噪声测量工序。
[0025]本发明的轮胎的台上试验装置用于在室内进行轮胎的性能试验，该轮胎的台上试验装置包括:使轮胎接触并行驶的能够旋转的转鼓；将装配于轮辋的所述轮胎以悬臂的方式保持为能够旋转的支承轴；以及对所述转鼓或所述支承轴进行旋转驱动的驱动单元。所述转鼓具有内周面，该内周面具备供轮胎行驶时的模拟路面，该内周面在包括转鼓旋转轴心的截面中具有向转鼓径向外侧突出的平滑的圆弧状面。在利用这种台上试验装置的台上试验中，由于在转鼓上行驶的轮胎的接地形状与在实车行驶试验的路面上行驶的轮胎的接地形状近似，因此台上试验的行驶性能与在实车行驶试验的行驶性能近似。因此本发明的轮胎的台上试验装置，能够获得与在室外进行的轮胎的试验结果相关性较高的试验结果。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是示意性地示出本发明的一个实施方式的轮胎的台上试验装置的侧视图。
[0027]图2是图1的立体图。
[0028]图3 (a)是转鼓的放大剖视图，(b)是分割体的立体图。
[0029]图4是示出实车行驶试验中的轮胎的接地形状的图。
[0030]图5 (a)是示出圆弧状面的曲率`半径Ra为转鼓半径Rb的1.0倍时的接地形状的图，(b)是示出圆弧状面的曲率半径Ra为转鼓半径Rb的3.0倍时的接地形状的图。
[0031]图6是示出测力传感器的安装状态的轴承的剖视图。
[0032]图7 Ca)是示出台上试验装置的噪声测量仪的配设位置的侧视图，(b)是其主视剖视图，(C)是示出实车行驶试验中的噪声测量仪的配设位置的俯视图。
[0033]图8是对现有的台上试验装置进行说明的侧视图。
[0034]附图标号说明:T…充气轮胎；1…台上试验装置；2…转鼓；2c…转鼓旋转轴心；2G…内周面;2M…圆弧状面;3…支承轴；7…模拟路面J…轮辋；T...轮胎。
【具体实施方式】
[0035]以下，基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。
[0036]如图1及图2所示，本发明的轮胎的台上试验装置(以下，有时简称为“装置”)1，是用于在室内针对轿车用、摩托车用以及被称作SUV (Sports Utility Vehicle)等的多用途汽车使用的四轮驱动用等的各种轮胎(以下有时简称为“轮胎”)T的行驶性能进行试验的装置，其中，行驶性能例如包括噪声性能、转弯性能、水漂性能、磨损性能等。
[0037]本实施方式的装置I例如构成为包括:能够沿周向旋转的转鼓2 ;支承轴3，该支承轴3以悬臂的方式保持轮胎Τ，且使安装于轮辋J的轮胎T的胎面表面Tl在转鼓2的内周面2G上接触并旋转；驱动该支承轴3的轮胎驱动单元4 ;将上述转鼓2以悬臂的方式保持为能够旋转的转鼓旋转轴5 ;以及对该转鼓旋转轴5进行旋转驱动的转鼓驱动单元6。这样，本实施方式的装置I成为轮胎T在转鼓2的内周面2G上行驶的内置转鼓(inside drum)式的测量装置。
[0038]本实施方式的转鼓2包括:具备模仿实车行驶试验中所使用的路面的模拟路面7的内周面2G ;安装有上述转鼓旋转轴5的一侧的侧面2A ;以及具有供轮胎T进出的开口 O的另一侧的侧面2B。此外，在上述开口 O的周缘设置有高度较小的凸缘部Of。
[0039]如图3 Ca)所示，上述内周面2G在包括转鼓旋转轴2c的截面中具有向转鼓径向外侧突出的平滑的圆弧状面2M。发明人的实验结果能够判明，如图4所示，在这种圆弧状面2M上行驶的轮胎的接地形状与在实车行驶试验中的路面上行驶的轮胎的接地形状近似。因此，作用于在圆弧状面2M上行驶的轮胎的接地面的载荷，与作用于实车行驶试验中的接地面的载荷分布近似。因此，本发明的轮胎的台上试验装置，能够获得与在室外进行的基于实车的轮胎的行驶性能试验结果相关性较高的试验结果。
[0040]在本实施方式中，所述圆弧状面2M的转鼓径向上的最外侧点P实质上设置在内周面2G的赤道Ca上，并且所述圆弧状面2M形成为遍布模拟路面7的整个宽度。所述“实质上”当然包括所述最外侧点P设置在内周面2G的赤道Ca上的情况，除此之外，还包括从内周面2G的赤道Ca起在转鼓轴向两侧设置于内周面2G的转鼓轴向长度Wd的5%的范围内的情况。
[0041]优选地，这种圆弧状面2M的曲率半径Ra是转鼓半径Rb的1.70倍?2.40倍，该转鼓半径Rb是从转鼓旋转轴心2c到所述最外侧点P的半径。即，发明人的实验结果能够判明，在所述曲率半径Ra小于转鼓半径Rb的1.70倍的情况下，如图5 (a)所示，接地面的形状与实车行驶试验中的所述接地形状(图4所示)相比，存在如下倾向:在整个轮胎轴向上轮胎周向的长度相等且形成为较小的近似矩形形状。相反，在所述曲率半径Ra超过转鼓半径Rb的2.40倍的情况下，如图5 (b)所示，接地面的形状与实车行驶试验中的接地形状相t匕，存在如下倾向:轮胎赤道C侧的轮胎周向的长度相对于轮胎轴向两端侧的轮胎周向长度过大，并且在整个轮胎轴向上轮胎周向的长度成为较大的近似圆形形状。因此无论在何种情况下，圆弧状面2M上的接地面的形状都与实车行驶试验中的接地形状大不相同，因此使得作用于接地面的载荷分布大不相同，从而有可能使实车行驶试验与台上试验的行驶性能的试验结果的相关性减小。根据这种观点，所述曲率半径Ra优选为转鼓半径Rb的1.90倍以上，另外优选为小于转鼓半径Rb的2.20倍。
[0042]另外，优选地，模拟路面7由柏油路、混凝土路以及砂石路中的任一种形成。由此能够进行与期望的路面状态相应的行驶性能试验。
[0043]另外，如图3 (a)所示，所述模拟路面7可以通过调配芯材7a与结合材料7b而形成，其中，芯材7a的性质符合ISO路面规格的粒度曲线(参照IS010844的附属说明书C的设计指南中记载的柏油混合物的粒度曲线允许范围)，结合材料7b由将上述芯材7a结合的树脂构成。
[0044]在该情况下，优选地，模拟路面7按照IS010844中的“基于体积法进行的铺设面的宏观的纹理深度的测量”所定义的纹理深度为0.40mm?0.80mm。即，在进行噪声试验的情况下，若纹理深度小于0.4_，则纵沟气柱共鸣声的激振力减小，从而有可能导致与实车的噪声试验结果的相关性降低。相反，若纹理深度超过0.8mm，则无法激起纵沟气柱共鸣声的频率，从而同样存在与实车的噪声试验结果的相关性降低的倾向。
[0045]如图3 (b)所示，本实施方式的模拟路面7在转鼓周向上被分割，并由能够更换为上述期望的路面的多个分割体8构成。另外，优选地，该分割体8以转鼓周向长度L不同的大小而形成。由此，例如能够通过分割体8的接缝而以良好的精度进行基于间距变换法等的噪声试验。此外，虽然未对所述长度L进行特殊限定，但是为了均衡地确保各种行驶性能的相关性，所述长度L优选为转鼓半径Rb的50%?80%。另外，为了有效地发挥上述作用，最大分割体8b的周向长度Lb与最小分割体8a的周向长度La之比Lb/La优选为125%?105%。此外，例如利用螺栓等公知的紧固件18而将分割体8牢固地固定于转鼓主体。
[0046]另外，如图2的点划线所示，装置I优选被吸声材料Z覆盖。在本实施方式中设置有:利用吸声材料Z将轮胎驱动单元4包围的轮胎侧包围部Z1、和利用吸声材料Z将转鼓驱动单元6包围的转鼓侧包围部Z2 ο所述轮胎侧包围部ZI形成为长方体状,该长方体包括由支承轴3贯通的部分设置有开口(未图示)的侧面。另外，所述转鼓侧包围部Z2形成为长方体状，该长方体包括在由转鼓旋转轴5贯通的部分设置有开口(未图示)的侧面。由此，由于能够减少从轮胎T反射的噪声、以及轮胎驱动单元4及转鼓驱动单元6所发出的驱动噪声，因此能够以良好的精度测量轮胎的噪声。
[0047]为了进一步发挥上述作用，如图1或图3 (a)所示，优选将吸声材料Z粘贴在转鼓2的所述一侧的侧面2A的内侧。
[0048]在兼顾成本削减与吸声效果方面，例如优选毛毡、玻璃棉、石棉以及发泡聚氨酯等作为这种吸声材料Z。
[0049]如图1及图2所示，在本实施方式中，所述轮胎驱动单元4具备:基台10 ;在上述基台I上被支承为能够沿转鼓轴向进行滑动移动的支承台11 ;以及具有轴承14的支承臂13，该轴承14在上述支承台11上经由缸体12而升降自如地进行伸缩、且在端部将支承轴3保持为能够旋转。该轮胎驱动单元4利用缸体12而使支承臂13上下移动，由此能够以规定的载荷将旋转自如地保持于支承轴3的轮胎T压接于内周面2G。
[0050]另外，在本实施方式中，优选地，轮胎驱动单元4还包括公知的载荷控制装置(省略图示)和公知的旋转方向控制装置(省略图示)，其中载荷控制装置包括通过控制缸体12的按压力而控制对转鼓2的载荷的例如载荷传感器等；旋转方向控制装置包括控制支承轴3相对于转鼓旋转轴心2c的配设角度的例如伺服马达等。
[0051]所述支承轴3在一侧的端部安装有使该支承轴3旋转的例如电动机15。另外，在本实施方式中安装有例如变换器等轮胎旋转速度控制单元(省略图示)，该轮胎旋转速度控制单元能够自如地控制上述电动机15的旋转速度，进而能够控制轮胎T的行驶速度。
[0052]所述转鼓旋转轴5以与转鼓旋转轴心2c同心的方式固定于转鼓2的一侧的侧面2A。
[0053]所述转鼓驱动单元6构成为包括:保持转鼓旋转轴5的转鼓侧基台16 ;载置于上述转鼓侧基台16且将转鼓旋转轴5支承为旋转自如的转鼓侧轴承23 ；以及使转鼓旋转轴5旋转的例如电动机17。另外，转鼓驱动单元6安装有例如变换器等转鼓旋转速度控制单元(省略图示)，该转鼓旋转速度控制单元控制上述电动机17的旋转速度，进而控制转鼓2的旋转速度。
[0054]根据行驶性能的试验，而这种装置I终使用各种测量单元(未图示)。[0055]例如在行驶试验中测量噪声的情况下，所述测量单元采用基于JASO规格所规定的JISC1505 (精密噪声计)的噪声计、或者包括基于上述规格的噪声计的噪声测量仪9 (在图7 (a)、图7 (b)中示出其配设位置)。
[0056]另外，在行驶试验中测量轮胎的上下方向的载荷(垂直载荷)、轮胎的制动力或驱动力(水平载荷)的情况下，如图6所示，测量单元采用测量载荷用的测力传感器20。该测力传感器20安装于将支承轴3支承为旋转自如的所述轴承14的内周面14a。本实施方式的测力传感器20例如安装于轴承14的上下左右，例如安装于上下方向的测力传感器20a用于测量轮胎上下方向的载荷，安装于左右方向的测力传感器20b用于测量轮胎前后方向的载荷。由测力传感器20测量所得的测量数据利用运算处理装置24进行处理，并作为摩擦系数、横向力、载荷等而算出。
[0057]如图1所示，可以在装置I设置:洒水装置(省略图示)，该洒水装置包括对模拟路面7洒水的例如具有公知构造的洒水喷嘴、和调节上述洒水喷嘴的水量的已知的水量调节器；以及保持单元21，该保持单元21例如对由接水罩22构成的模拟路面7上的水进行保持。
[0058]所述接水罩22构成为包括:内侧壁22a，该内侧壁22配置成比凸缘部Of的内端靠转鼓径向的内侧且沿转鼓轴向及转鼓周向延伸；外侧壁22b,该外侧壁22b配置于凸缘部Of的外侧且与内侧壁22a的外端连接。这种接水罩22抑制转鼓2旋转时因离心力而上升到转鼓2的上部的水直接落到转鼓2的下部，从而有助于将轮胎行驶面上的水深保持为恒定。本实施方式的接水罩22例如固定于基台10 (未图示)，转鼓2被保持为旋转自如的状态。
[0059]另外，装置I也可以具备附设于转鼓2或模拟路面7的例如由公知的加热装置构成的温度控制单元(省略图示)。由此，能够在考虑了气温、路面温度的情况下进行轮胎性能评价。
[0060]利用以上述方式构成的装置I对测量轮胎的行驶性能的方法进行说明。本实施方式的测量方法包括:行驶工序，用于使装配于轮辋J的轮胎T在能够旋转的转鼓2的内周面2G上接触并行驶，其中转鼓2在所述内周面2G具备模拟路面7 ;噪声测量工序，用于测量所述轮胎T的行驶过程中的性能。
[0061]并且，在进行噪声性能试验的情况下，除了转鼓2的内周面2G的形状以外，其他方面均以JAS0C606-8所规定的单体台上试验方法为基准进行。
[0062]在所述行驶工序中，通过对安装于支承轴3的电动机15进行驱动而对轮胎T进行旋转驱动。并且，利用缸体12使支承轴3下降，利用载荷控制装置控制载荷，例如在正规载荷负载状态下使轮胎T在转鼓2的内周面2G的赤道Ca上接地。此外，在该行驶工序中，优选将所述接水罩22从装置I拆卸而不测量所述接水罩22的反射噪声。
[0063]所述“正规载荷负载状态”意味着，对轮辋组装于正规轮辋且填充了正规内压后的轮胎，施加正规载荷的状态。其中，所述“正规轮辋”是指在包括轮胎所依据的规格的规格体系中根据每个轮胎来规定该规格的轮辋，例如若为JATMA则表示标准轮辋，若为TRA则表示“Design Rim”,或者若为ETRTO则表示“Measuring Rim”。所述“正规内压”是指根据每个轮胎来规定所述规格的气压，若为JATMA则表示最高气压，若为TRA则表示表格“TIRELOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES” 中所记载的最大值，若为 ETRTO 则表示“INFLATION PRESSURES”，在轮胎用于轿车的情况下则设为200kPa。所述“正规载荷”是指根据每个轮胎来规定所述规格的载荷，若为JATMA则表示“最大负载能力”，若为TRA则表示表格“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES” 中所记载的最大值，若为 ETRTO 则表示 “LOAD CAPACITY”。
[0064]接下来，在测量工序中，利用噪声测量仪9测量行驶过程中的轮胎T在转鼓2上的噪声。噪声测量仪9配置在JASO规格所规定的位置。S卩，如图7 (a)及(b)所示，将噪声测量仪9设置在以下位置，即:在支承轴3的中心3c的垂直面η上通过且在轮胎赤道C的侧方的距离LI为lm，并且从转鼓2的内周面2G的所述最外侧点P朝上部离开的距离Hl为0.25m的位置。
[0065]根据发明人的验证能够判明，基于这种轮胎的噪声试验方法进行的噪声测试结果，与在实车行驶试验中进行的噪声测试结果的相关性非常高(对于这点，将在后面的实施例中进行详细叙述。)。因此不进行室外的实车惯性行驶试验便能够正确地评价轮胎T的噪
声试验。
[0066]作为其他实施方式，存在测量轮胎T的磨损性能的方法。在该情况下，在所述行驶工序中，对安装于支承轴3的电动机15或安装于转鼓旋转轴5的电动机17进行驱动，使轮胎T与转鼓2的内周面2G进行接触旋转。然后，在测量工序中，测量上述行驶工序前后的轮胎T的质量差。在测量工序中，除了通过测量而求得行驶前后的轮胎T的质量的方法以夕卜，还存在收集行驶过程中所产生的轮胎磨损粉屑并测量其质量的方法等。对质量的测量使用公知的质量计。
[0067]作为其它方式还存在测量轮胎的摩擦性能的方法。例如通过使转鼓2的旋转速度V (km/h)与轮胎T的旋转速度V (km/h)不同，并测量轮胎打滑时的摩擦系数μ与打滑率S之间的关系(以下，称作“ μ -S特性”)，由此能够评价上述摩擦性能。轮胎T与模拟路面7之间的摩擦系数μ的值，根据下述数学式I所示的制动、驱动时的打滑率S而变化。
[0068](数学式I)
[0069]制动时:打滑率S (%)={ (V-v) /V} X 100%
[0070]驱动时:打滑率S (%)={ (V-v) /V} X 100%
[0071 ] 具体而言，在行驶工序中，使转鼓2及轮胎T以相同的旋转速度进行旋转，然后，保持转鼓2的速度不变并且利用所述旋转速度控制装置以使轮胎T的旋转速度逐渐减速的方式进行制动。然后，在测量工序中，通过测力传感器2输出该制动状态下的摩擦力，由此算出摩擦系数μ来评价制动时的轮胎打滑率-摩擦系数特性。此外，还能够使轮胎T的旋转速度急剧下降而成为全锁止(full lock)状态，并通过算出该状态下的摩擦系数μ来评价轮胎性能。
[0072]另外，与上述制动时的评价方法相反，还可以使轮胎T的旋转速度逐渐加速而成为驱动状态，由此评价驱动时的轮胎打滑率-摩擦系数特性。进而，还能够使轮胎T的旋转速度急剧上升而成为车轮转动状态，从而评价该状态下的轮胎性能。
[0073]作为其他实施方式还存在测量转弯性能的方法。在该情况下，在行驶工序中，利用电动机15使轮胎T在模拟路面7上接触旋转，利用缸体12并经由支承轴3而对轮胎T施加载荷。并且，利用旋转方向控制装置而将轮胎T的旋转方向配置成相对于转鼓2的旋转方向不同的方向，从而使轮胎T处于转弯状态。并且，在测量工序中，利用测力传感器20测量在该转弯行驶状态下的轮胎T所产生的横向力。
[0074]进而，作为其它实施方式还存在测量水漂性能的方法。在该测量方法中，在行驶工序之前，进行对模拟路面7喷洒所需量的水的洒水工序。接下来，进行与上述的测量转弯性能的方法同样的行驶工序及测量工序，由此测量水漂性能。
[0075]以上虽然对测量轮胎的各种行驶性能的方法进行了叙述，但并不局限于这些方法，还能够利用本实施方式的装置I来实施耐久性能、振动性能等其他行驶性能的试验。另夕卜，此时利用所述旋转速度控制装置、载荷控制装置以及旋转方向控制装置，进行转弯行驶或者以使轮胎及转鼓的旋转速度、或加载于轮胎T的载荷不断变化而行驶，从而能够进行上述行驶状态下的行驶性能的测量。进而，将模拟路面7分别设置为柏油路、混凝土路、砂石路以及调配芯材7a和由将该芯材7a结合的树脂构成的结合材料7b而成的路面，其中，上述芯材7a的性质符合柏油混合物的粒度曲线(参照柏油混合物的粒度曲线允许范围)，并且针对在上述各种模拟路面7上的上述行驶性能进行测试。
[0076]以上虽然对本发明的优选实施方式进行了详述，但是本发明并不局限于图示的实施方式,还能够变形为各种方式来实施。
[0077]实施例
[0078]为了确认本发明的效果，基于JASO规格并利用本申请发明的台上试验装置而求出了轮胎的噪声的综合值、节距噪声(一次)以及产生这些噪声时的接地形状，并进行了与实车行驶时的上述各项指标的试验结果比较的测试。表I及表2中示出了针对不同的轮胎尺寸的测试结果。共通规格如下。
[0079]<台上试验装置>
[0080]噪声测量仪的位置:处于包括轮胎旋转轴的垂直面上，在转鼓轴向上距离轮胎赤道为1.0m,并且从转鼓内周面的最下端向上方为0.25m的位置(参照图7 (a)、(b))
[0081]噪声测量仪的规格:基于JIS C1505 (精密噪声计)的噪声计
[0082]模拟路面的规格:芯材与结合材料的调配(现有例、比较例及实施例中均共通)
[0083]模拟路面的纹理深度:0.44mm
[0084]<实车噪声试验(惯性行驶通过噪声)>
[0085]如图7 (C)所示，以ECE R117为基准，将噪声测量仪安装于从车辆行驶中心C-C离开7.5±0.05m、并且地面上高度为1.2±0.02m的位置。并且,使车辆前进,在比A-A靠前的位置使发动机停止，然后对车辆的前端到达噪声测量仪b、b之间时的速度进行调整而使之处于下述速度范围，利用下述回归式而算出各种速度时的噪声等级。表I中求出了速度为80km/h时的噪声等级，表2中求出了速度为40km/h时的噪声等级。
[0086]速度:70km/h?90km/h (轿车用轮胎)
[0087]速度:30km/h?50km/h (重载荷用轮胎)
[0088]回归式:噪声等级=A+BXLog (速度)
[0089]〈表1>
[0090]轿车用轮胎
[0091]轮胎尺寸:235/45R18
[0092]轮辋:8.0JX 18
[0093]内压:176kPa (4个车轮平均值)[0094]250X (Qt/Qr) XL 25 ≤一个车轮的轮胎的内压≤ 1.1X250X (Qt/Qr) XL 25
[0095]载荷:4.60kN (4个车轮平均值)
[0096]一个车轮的轮胎的载荷Qt处于JIS所规定的最大载荷Qr的50%~90%的范围，4个车轮的平均载荷为最大载荷Qr的75±5%
[0097]转鼓半径Rb: 1.5m
[0098]基于实车噪声试验的综合值的轮胎间排序:(好)A<B<C<D<L.(差)
[0099]基于实车噪声试验的节距噪声(一次)的轮胎间排序:(好)A N B<C N E〈D (差)
[0100]〈表2>
[0101]重载荷用轮胎
[0102]轮胎尺寸:275/80R22.5
[0103]轮辋:7.50JX22.5
[0104]内压:9OOkPa
[0105]载荷:23.7kN
[0106]转鼓半径Rb: 1.5m
[0107]基于实车噪声试验的综合值的轮胎间排序:(好)F〈G〈H〈I〈J (差)
[0108]基于实车噪声试验的节距噪声(一次)的轮胎间排序:(好)F N G〈H〈I〈J (差)
[0109]<综合值的相关系数〉
[0110]对基于本申请发明的台上噪声试验的综合值的各轮胎间的排序、与基于JASO规格的实车噪声试验的综合值的各轮胎间的排序的相关性进行了比较，并且算出并比较了基于台上噪声试验与基于实车噪声试验的综合值的相关系数。
[0111]<节距噪声(一次)的相关系数>
[0112]对基于本申请发明的台上噪声试验的节距噪声(一次)的各轮胎间的排序、与基于JASO规格的实车噪声试验的节距噪声(一次)的各轮胎间的排序的相关性进行了比较，并且算出并比较了基于台上噪声试验与基于实车噪声试验的节距噪声(一次)的相关系数。
[0113]〈接地形状比〉
[0114]针对表1的A轮胎及表2的F轮胎，算出了与转鼓接触时的接地形状值Sa、与在路面行驶时的接地形状值Sb之比Sa/Sb。此外，如图4所示，接地形状值Sa、Sb，利用最远离轮胎赤道的胎肩陆地部的轮胎轴向上的中间位置处的轮胎周向长度Ls、与最接近轮胎赤道的胎冠陆地部的轮胎轴向上的中间位置处的轮胎周向长度Lc之比Ls/Lc来表示。
[0115]表1及表2中示出了测试结果。
[0116]表1[0117]
【权利要求】
1.一种轮胎的台上试验装置，用于在室内进行轮胎的性能试验，该轮胎的台上试验装置包括:能够旋转的转鼓，使轮胎与该转鼓接触并使轮胎在该转鼓上行驶；支承轴，该支承轴将装配于轮辋的所述轮胎以悬臂的方式保持为能够旋转；以及驱动单元，该驱动单元对所述转鼓或所述支承轴进行旋转驱动，所述轮胎的台上试验装置的特征在于， 所述转鼓具有内周面，该内周面具备供轮胎行驶的模拟路面， 在包括转鼓旋转轴心的截面中，所述内周面具有向转鼓径向外侧突出的平滑的圆弧状面。
2.根据权利要求1所述的轮胎的台上试验装置，其特征在于， 在所述截面中，所述圆弧状面的曲率半径Ra是转鼓半径Rb的1.70倍~2.40倍，该转鼓半径Rb是从转鼓旋转轴心到所述圆弧状面的转鼓径向的最外侧点的半径。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎的台上试验装置，其特征在于， 所述模拟路面为柏油路、混凝土路以及砂石路中的任一种。
4.根据权利要求1或2所述的轮胎的台上试验装置，其特征在于， 所述模拟路面的按照IS010844所定义的纹理深度为0.40mm~0.80mm。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎的台上试验装置，其特征在于， 所述模拟路面包括在转鼓周向上被分割、且以能够更换的方式所粘贴的多个分割体。
6.根据权利要求5所述的轮胎的台上试验装置，其特征在于， 所述分割体在转鼓周向上的长度不同。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的轮胎的台上试验装置，其特征在于， 所述驱动单元被吸声材料覆盖。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的轮胎的台上试验装置，其特征在于， 具有:对所述模拟路面洒水的洒水装置、和保持所述模拟路面上的水的保持单元。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的轮胎的台上试验装置，其特征在于， 还包括测量轮胎的性能的测量单元， 所述测量单元包括测量载荷用的测力传感器，该测力传感器安装在将所述支承轴支承为旋转自如的轴承的内周面。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的轮胎的台上试验装置，其特征在于， 还具有:控制所述驱动单元的旋转速度的旋转速度控制装置、控制加载于所述转鼓的载荷的载荷控制装置、以及控制所述轮胎的旋转方向的旋转方向控制装置。
11.一种轮胎性能试验方法，利用轮胎的台上试验装置而在室内进行轮胎的性能试验，所述轮胎性能试验方法的特征在于，包括以下工序: 行驶工序，使装配于轮辋的轮胎与能够旋转的转鼓的内周面接触并在该转鼓的内周面上行驶，其中所述转鼓在所述内周面具备模拟路面；和测量工序，测量所述轮胎的行驶过程中的性能， 在包括转鼓旋转轴的截面中，所述内周面具有向转鼓径向外侧突出的平滑的圆弧状面。
12.根据权利要求11所述的轮胎性能试验方法，其特征在于， 所述圆弧状面的曲率半径Ra是转鼓半径Rb的1.70倍~2.40倍，该转鼓半径Rb是从转鼓旋转轴的中心到所述圆弧状面的转鼓径向的最外侧点的半径。
13.根据权利要求11或12所述的轮胎性能试验方法，其特征在于， 所述行驶工序包括使所述转鼓旋转并且使所述轮胎以与所述转鼓的旋转速度不同的速度行驶的工序， 所述测量工序是测量由所述转鼓与所述轮胎的速度差而产生的摩擦的摩擦系数的摩擦系数测量工序。
14.根据权利要求11或12所述的轮胎性能试验方法，其特征在于， 所述行驶工序包括一边对所述轮胎施加载荷，一边使所述轮胎向旋转方向相对于所述转鼓的旋转方向不同的方向行驶的工序， 所述测量工序是测量产生于所述轮胎的横向力的横向力测量工序。
15.根据权利要求11或12所述的轮胎性能试验方法，其特征在于， 还包括对所述模拟路面洒水的洒水工序， 所述行驶工序包括在被洒水后的模拟路面上一边对所述轮胎施加载荷，一边使所述轮胎向旋转方向相对于所述转鼓的旋转方向不同的方向行驶的工序， 所述测量工序是测量产生于所述轮胎的横向力的横向力测量工序。
16.根据权利要求11或12所述的轮胎性能试验方法，其特征在于， 所述测量工序是测量行驶工序前后的轮胎的质量之差的质量测量工序。
17.根据权利要求11或12所述的轮胎性能试验方法，其特征在于， 所述测量工序是测量噪声的噪声测量工序。
【文档编号】G01M17/02GK103575551SQ201310244399
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年6月19日 优先权日:2012年8月2日
【发明者】岸田正宽 申请人:住友橡胶工业株式会社