专利名称：轮胎的摩擦系数的预测方法
技术领域：
本发明涉及一种轮胎的摩擦系数的预测方法。
背景技术：
轮胎的胎面会受到由路面的凹凸而引起的振动。为了对轮胎的制动特性进行评价，必须把握构成胎面的交联橡胶的粘弹性特性。对于湿润的路面的摩擦系数的计算，提倡使用0°C下的tan δ (例如，非专利文献 1)。这是基于胎面受到来自路面的IMHz左右的振动相当于0°C下IOHz左右的振动这样的想法。在特开2007-163142公报中，公开有使用0°C下的tan δ对湿润的路面的摩擦力进行评价的方法。从提高评价精度的观点出发，对于粘弹性特性的测定装置以及测定方法进行着各种研究。作为该研究的一例，在特开2006-177734公报中公开。如上所述，胎面受到来自路面的IMHz左右的振动。该振动是高频振动。为了测量高频域的tan δ，有时会使用超声波。该使用超声波的tan δ的测量实例，在特开 2007-47130公报以及特开2010-85340公报中公开。现有技术文献专利文献专利文献1特开2007-163142公报专利文献2特开2006-1777 公报专利文献3特开2007-47130公报专利文献4特开2010-85340公报非专利文献非专利文献1芥川惠造、日本橡胶协会杂志、第80卷第10号、第394页-第401 页(2007年)
发明内容
发明要解决的技术问题浙青路面存在各种各样的大小凹凸。路面的凹凸细小时，轮胎会受到来自该路面的高频的振动。但即使路面是粗大的凸凹，轮胎在该路面上高速行进的话，该轮胎也会受到来自该路面的高频的振动。由此可见，轮胎受到的来自路面的振动的频率(下面，称为输入频率)受到路面的状态、行进速度这样的行进条件的综合影响。对于这种综合的影响没有定量地整理的方法，因此，存在不能按各行进条件高精度地计算出轮胎的摩擦系数的问题。图10是示意性地示出路面2的状态的截面图。图10(a)所示的路面加由基准面如和从该基准面如突出的多个凸部6构成。这些凸部6具有相同高度Ha。这些凸部6隔着一定的间距而配置。图10(b)所示的路面2b由基准面4b和从基准面4b凹陷的多个凹部8构成。这些凹部8具有相同深度Db。这些凹部8隔着一定的间距而配置。这些凹部8的间距与上述的凸部6的间距相等。在图10中，凸部6的高度Ha以及凹部8的深度Db相等时，路面加的十点平均粗糙度Rz与路面2b的相等。路面加的最大高度Ry与路面2b的相等。但是，在路面加行进的轮胎的摩擦系数与在路面2b行进的轮胎的摩擦系数不相同。由此可见，即使十点平均粗糙度Rz、最大高度Ry等这样的参数为相同值，路面2的摩擦系数也有时会不同。而且，该参数反映凸部6的高度Ha或者凹部8的深度Db，但并不能反映轮胎与路面2接触所产生的振动的频率。以这样的参数，高精度预测与行进条件相关联的轮胎的摩擦系数存在局限。在上述特开2007-163142公报中所记载的方法中，使用了路面存在的突起的顶端半径的平均值。该平均值可以根据路面的微小凹凸的轮廓来求出。在该方法中，路面的状态由仅着眼于该凹凸形状的指标来表示。而且，使用0°c时的tan δ以及弹性率作为其它的指标。在该方法中，轮胎受到来自路面的振动与粘弹性特性的关联不充分。在该方法得到的摩擦系数不能充分反映路面的效果。该方法对于高精度预测与行进条件相关联的摩擦系数来说也存在局限。本发明的目的在于提供一种使用精度高的指标来预测轮胎的摩擦系数的方法。解决问题的技术手段本发明的轮胎的摩擦系数的预测方法，包括(1)对在路面行进的橡胶块的滑行速度Vs进行测量的步骤；(2)使用表面粗糙度仪对该路面进行扫描，并测量位置χ处的该路面的高度ζ (χ)，用以将该路面的状态数值化的步骤；(3)使用由该位置χ以及高度ζ (χ) 构成的数据、下述数式(1)所示的分散函数σ (χ)以及下述数式( 所示的Gamma函数 Γζ(λ)，计算出下述数式(3)所示的高度差相关函数CzU)，并得到最长水平相关长度 I h的步骤；(4)由上述滑行速度Vs除以该最长水平相关长度ξ h，以估算上述橡胶块与上述路面接触产生的振动的频率N的步骤；( 准备由与该橡胶块的与上述路面接触的部分同等的橡胶组成物构成的基准试样的步骤；(6)测量该基准试样的损失正切，并制作该损失正切的主曲线的步骤；(7)使用该主曲线，对与上述接触部分的上述频率N对应的损失正切进行估算的步骤，σ (χ) = <(z(x)-<z 2> (1)Γζ(λ) = <(ζ(χ+λ)ζ(χ))>-<ζ(χ)>2 (2)CzU) = 2(σ_Γζ(λ)) (3)在数式⑵及(3)中，λ表示波长。理想的是，在轮胎的摩擦系数的预测方法中，在上述数值化步骤中，上述路面的扫描部分的长度为上述最长水平相关长度ξ h的50倍以上1000倍以下。理想的是，在轮胎的摩擦系数的预测方法中，在上述主曲线的制作步骤中，该主曲线的基准温度为上述路面的温度或者上述橡胶块的表面温度。发明的效果本发明的轮胎的摩擦系数的预测方法中，路面状态或行进速度这样的行进条件被定量的整理，能够对橡胶块与路面接触产生的振动的频率N进行估算。该频率N是正确的。基于该频率N估算的损失正切是高精度的指标。根据该预测方法，可以与行进条件相关联地以高精度对轮胎的摩擦系数进行预测。
图1示出本发明的一实施方式的轮胎的摩擦系数的预测方法的流程图。图2是表示路面状态的测量状况的平面图。图3是相对于波长λ绘制高度差相关函数Cz ( λ )的图表。图4是表示对于与图3不同的路面的高度差相关函数Cz ( λ )的计算结果的图表。图5是表示对于与图3不同的另一路面的高度差相关函数CzU)的计算结果的图表。图6是表示损失正切(tan δ )的主曲线的图表。图7是表示tan δ和摩擦系数μ的相互关系的图表。图8表示与图7不同的行进条件下的tan δ和摩擦系数μ的相互关系的图表。图9表示与图7不同的另一行进条件下的tan δ和摩擦系数μ的相互关系的图表。图10是示意性地示出路面的状态的截面图。符号说明2、2a、2b、10 …路面4a、4b···基准面6…凸部8…凹部
具体实施例方式参照适当的附图，基于优选的实施方式对本发明进行详细地说明。图1示出本发明的一实施方式的轮胎的摩擦系数的预测方法的流程图。该预测方法包括如下步骤(1)准备橡胶块的步骤(步骤1)；(2)使橡胶块行进，得到滑行速度Vs的步骤(步骤2)；(3)对橡胶块所行进的路面的状态进行数值化的步骤(步骤3)；(4)对数值化了的数据进行分析的步骤(步骤4)；以及(5)基于分析结果，估算损失正切(以下，称为tan δ )的步骤(步骤5)。在准备步骤(步骤1)中，使用捏合机、滚筒等的混合机，准备含有基材橡胶以及填料的基准橡胶组成物。将该橡胶组成物交联，准备橡胶块。虽然图中没有示出，该橡胶块为面包圈的形状。该橡胶块用于后述的摩擦试验机。又，也可以将该橡胶块作为轮胎。此时， 该轮胎的胎面由该橡胶组成物构成。在该预测方法中准备了组成不同的5种基准橡胶组成物。这些橡胶组成物的配比如下表1所示。表1中，“NipolNS116”是日本瑞翁公司制的苯乙烯丁二烯橡胶。“KR7” 是天然橡胶。“UBEPOL BR150L”是宇部兴产株式会社制的丁二烯橡胶。“ZE0SIL115Gr”是 Rhodia公司制的二氧化硅。“N220”是碳黑。“寸 > 卜7 l·夕夕7 13”是7 l·今〉7公司制的抗氧化剂。“)夕七，一 NS”是大内新兴化学公司制的硫化促进剂。“寸 ，一 TBZTD”是三新化学公司制的硫化促进剂。表1基准橡胶组成物的配比
权利要求
1.一种轮胎的摩擦系数的预测方法，其特征在于，包括 对在路面行进的橡胶块的滑行速度Vs进行测量的步骤；使用表面粗糙度仪对该路面进行扫描，并测量位置X处的该路面的高度Ζ (X)，用以将该路面的状态数值化的步骤；使用由该位置X以及高度Z(X)构成的数据、下述数式(1)所示的分散函数σ (X)以及下述数式( 所示的Gamma函数Γ ζ ( λ )，计算出下述数式( 所示的高度差相关函数 Cz(A),并得到最长水平相关长度ξ h的步骤；由上述滑行速度Vs除以该最长水平相关长度ξ h，以估算上述橡胶块与上述路面接触产生的振动的频率N的步骤；准备由与该橡胶块的与上述路面接触的部分同等的橡胶组成物构成的基准试样的步骤；测量该基准试样的损失正切，并制作该损失正切的主曲线的步骤；使用该主曲线，对与上述接触部分的上述频率N对应的损失正切进行估算的步骤，σ (χ) = <(z(x)-<z 2> (1) Γ z ( λ ) = < (ζ (χ+ λ ) ζ (χ)) >-<ζ (χ) >2 (2) Cz(A) = 2(σ-Γζ(λ)) (3) 在数式(2)及(3)中，λ表示波长。
2.如权利要求1所述的轮胎的摩擦系数的预测方法，其特征在于，在上述数值化步骤中，上述路面的扫描部分的长度为上述最长水平相关长度ξ h的50 倍以上1000倍以下。
3.如权利要求1或2所述的轮胎的摩擦系数的预测方法，其特征在于， 在上述主曲线的制作步骤中，该主曲线的基准温度为上述路面的温度或者上述橡胶块的表面温度。
全文摘要
本发明提供一种使用高精度的指标，对轮胎的摩擦系数进行预测的方法。该预测方法包括(1)对在路面行进的橡胶块的滑行速度进行测量的步骤；(2)使用表面粗糙度仪对该路面进行扫描，并测量该路面的位置的高度的步骤；(3)使用该被测量的数据、分散函数以及Gamma函数，计算出高度差相关函数，并得到最长水平相关长的步骤；(4)由滑行速度除以最长水平相关长，对橡胶块与路面接触产生的振动的频率进行估算的步骤；(5)准备由该橡胶块的与上述路面接触的部分同等的橡胶组成物构成的基准试样的步骤；(6)测量该基准试样的损失正切，并制作主曲线的步骤；(7)使用该主曲线，对与频率对应的损失正切进行估算的步骤。
文档编号G01N19/02GK102564942SQ20111030681
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月11日 优先权日2010年10月25日
发明者多田俊生 申请人:住友橡胶工业株式会社