JP7439643B2

JP7439643B2 - タイヤの摩耗方法及びタイヤの試験方法

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Publication number: JP7439643B2
Application number: JP2020090729A
Authority: JP
Inventors: 辰哉飯窪; 直也久保
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2020-05-25
Filing date: 2020-05-25
Publication date: 2024-02-28
Anticipated expiration: 2040-05-25
Also published as: JP2021188906A

Description

本発明は、タイヤの摩耗方法及びタイヤの試験方法に関する。

一般に、新品タイヤの表面には、タイヤ加硫成形時の離型剤や油分等が付着しており、タイヤ本来の性能を発揮させるためには、数十～数百キロメートル程度の慣らし走行が推奨されている。このため、タイヤの各種走行性能を評価する場合、事前に、台上摩耗試験機などを用いて、タイヤのトレッド部を摩耗させることが行われている。

下記特許文献１には、タイヤの室内摩耗試験方法が記載されている。この方法では、タイヤが接触する走行面上に、タルク（滑石）の懸濁液が散布される。タルクは、試験中にタイヤのトレッド面から分離した摩耗ゴムが、トレッド部に再付着して試験結果に悪影響を及ぼすことを防止する。

特開平７－１４６２１７号公報

発明者らは、特許文献１の方法で摩耗させたタイヤのトレッド部を注意深く観察したところ、多数のタルクが、トレッド部表面のミクロな凹凸に深く入り込んでいることが分かった。また、このようなタルクは、ブラシ等を用いた洗浄では完全に除去することが困難であることも判明した。

そして、トレッド部の表面に付着したタルクは、タイヤの走行性能、とりわけ、トレッド部のグリップ特性に関係する雪上、氷上性能等の性能評価に、大きな影響を与えるという問題があった。

本発明は、以上のような実情点に鑑み案出なされたもので、走行性能に影響を与えないように、タイヤのトレッド部を摩耗させることができるタイヤの摩耗方法を提供することを主たる課題としている。

本発明は、タイヤのトレッド部を摩耗させるための方法であって、水溶性粉末が撒かれた台上摩耗試験機上に、前記トレッド部を接地させて前記タイヤを走行させる走行工程と、前記走行工程後、前記トレッド部に付着した前記水溶性粉末を、水を用いて洗浄する洗浄工程とを含む、タイヤの摩耗方法である。

本発明の他の態様では、前記洗浄工程は、前記トレッド部をブラシで擦る工程を含むことができる。

本発明の他の態様では、前記水溶性粉末の水に対する溶解度が、水温２０℃に対して３０（ｇ/１００ｇＨ_２Ｏ）以上であっても良い。

本発明の他の態様では、前記水溶性粉末の粒径は、５～５０（μｍ）であっても良い。

本発明の他の態様では、前記水溶性粉末は、不燃性物質であっても良い。

本発明の他の態様では、前記水溶性粉末は、潮解性の無い物質であっても良い。

本発明の他の態様では、前記水溶性粉末は、無機塩であっても良い。

本発明の他の態様では、上記のいずれかに記載されたタイヤの摩耗方法で摩耗させたタイヤを用いて、タイヤの走行性能を試験する工程を含むタイヤの試験方法であっても良い。

本発明の他の態様では、前記走行性能が、雪上性能又は氷上性能であっても良い。

本発明では、上記の工程を採用したことにより、走行工程後にトレッド部に付着した水溶性粉末を容易に除去することができる。したがって、本発明は、タイヤの本来の走行性能に影響を与えないようにタイヤのトレッド部を摩耗させることができる。

本実施形態のタイヤの摩耗方法を実施するための台上摩耗試験機の模式図である。洗浄工程の一例を示す側面図である。実施例及び比較例のタイヤについて、スリップ角とコーナリングフォースとの関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施の一形態が、図面に基づき説明される。
図面は、本発明の理解を助けるために、誇張表現や、実際の構造の寸法比とは異なる表現が含まれていることが理解されなければならない。また、複数の実施形態がある場合、明細書を通して、同一又は共通する要素については同一の符号が付されており、重複する説明が省略される。さらに、実施形態及び図面に表された具体的な構成は、本発明の内容理解のためのものであって、本発明は、図示されている具体的な構成に限定されるものではない。

［台上摩耗試験機］
図１は、本実施形態のタイヤの摩耗方法を実施するための台上摩耗試験機１の模式図である。本実施形態の台上摩耗試験機１は、ドラム式であって、タイヤ２を走行させるための回転可能な金属製のドラム３を備える。

ドラム３の外表面には、タイヤ２を走行させるための走行面４が連続して形成されている。これにより、台上摩耗試験機１は、無端路面を形成する。他の態様では、台上摩耗試験機１は、ドラム式に代えて、フラットベルト式とされても良い。

走行面４は、例えば、アスファルトを模したレプリカ路面で形成されている。このようなレプリカ路面は、例えば、樹脂と珪素との混合物で形成され得る。他の態様では、タイヤ２の摩耗を促進させるために、走行面４には、セーフティ、ウォーク（スリーエムカンパニー社の登録商標）などの摩擦係数の大きい滑り止め表面材が用いられても良い。

本実施形態の台上摩耗試験機１には、散布装置５が設けられている。散布装置５は、水溶性粉末７（詳細後述）を、走行面４に向けて散布するためのノズル６を備える。散布装置５は、例えば、高圧空気により、水溶性粉末を走行面４に向けて散布することができる。

［摩耗方法］
次に、本実施形態のタイヤ２のトレッド部２ａを摩耗させるための摩耗方法が説明される。本実施形態の摩耗方法は、走行工程と洗浄工程とを含む。

［走行工程］
走行工程では、水溶性粉末７が撒かれた台上摩耗試験機１上に、タイヤ２のトレッド部２ａを接地させて走行させる。

具体的には、図１に示されるように、タイヤ２のトレッド部２ａは、台上摩耗試験機１の走行面４に接地するように配置される。このとき、タイヤ２は、図示しないタイヤ保持部に回転自在に支持されている。

また、タイヤ２には、所定の荷重が与えられており、したがって、トレッド部２ａは、ドラム３の走行面４に押し付けられる。

しかる後、ドラム３が、方向Ａで回転駆動される。これにより、ドラム３に接触しているタイヤ２は、ドラム３の上をドラム３とは反対方向に回転（走行）させられる。

また、例えば、タイヤ２が走行中、散布装置５から水溶性粉末７が走行面４に向けて散布される。本実施形態では、タイヤ２の回転方向の先着側（踏み込み側）に向けて、水溶性粉末７が散布される。このため、水溶性粉末７は、ドラム３の走行面４に付着し、その後、走行面４と接触するトレッド部２ａにも付着され得る。

走行工程において、タイヤ２のトレッド部２ａは、ドラム３の走行面４との接触で生じる摩耗エネルギーによって徐々に摩耗する。すなわち、トレッド部２ａの表面のゴムが削れていく。一方、散布された水溶性粉末７は、トレッド部２ａや走行面４に付着しており、トレッド部２ａから削れたゴム粉等が、再び、トレッド部２ａや走行面４に付着するのを妨げる。これより、タイヤ２のトレッド部２ａは、実際のアスファルト路面を走行したときの摩耗形態に近い状態に摩耗する。

［洗浄工程］
洗浄工程では、走行工程の後、トレッド部２ａに付着した水溶性粉末が、水を用いて洗浄される。洗浄工程は、種々の方法で行うことができる。最も簡単なものといて、洗浄工程は、タイヤ２のトレッド部２ａの表面に水を噴射して行われても良い。これにより、トレッド部２ａの表面に残存した水溶性粉末７は、接触した水に溶解し、容易にトレッド部２ａから除去される。

以上のように、本実施形態のタイヤ２の摩耗方法では、洗浄工程後にタイヤ２のトレッド部２ａに異物である粉末が残存するという問題を解決し、ひいては、トレッド部２ａの表面状態を、実車走行時の摩耗形態及び表面状態に近づけることができる。したがって、本実施形態の摩耗方法は、タイヤ２の本来の走行性能に影響を与えないようにタイヤ２のトレッド部２ａを摩耗させることができる。

好ましい態様では、洗浄工程は、トレッド部２ａをブラシで擦る工程を含むことができる。このような態様では、水溶性粉末７を水に溶解させてトレッド部２ａの表面から除去するのみならず、トレッド部２ａの表面から十分に溶解していない水溶性粉末７を物理的に取り除くこともできる。したがって、トレッド部２ａを短時間で洗浄することができる。

図２は、洗浄工程のさらに他の例を示す。図２に示されるように、走行工程を終えたタイヤ２は、例えば、洗浄装置１０に置かれる。洗浄装置１０は、貯水可能なフレーム１１と、フレーム１１に配置された複数のブラシロール１２とを含む。ブラシロール１２は、その下部がフレーム１１に貯められた水Ｗに浸漬している。ブラシロール１２、１２で支持されたタイヤ２を回転させることにとり、トレッド部２ａが水とブラシロール１２に接触して洗浄される。トレッド部２ａには、別途、洗浄水が吹き付けられても良い。

［水溶性粉末の溶解度］
水溶性粉末７は、水に溶けて水溶液をつくるものであれば特に限定されないが、溶解度が高いものほど望ましい。これにより少量の洗浄水でトレッド部２ａの表面の水溶性粉末７を除去することが可能になる。好ましい態様では、水溶性粉末７の水に対する溶解度は、水温２０℃（大気圧下）において、例えば、１０（ｇ/１００ｇＨ_２Ｏ）以上、さらには２０（ｇ/１００ｇＨ_２Ｏ）以上、特には３０（ｇ/１００ｇＨ_２Ｏ）以上であるのが望ましい。

［水溶性粉末の粒径］
水溶性粉末７の粒径については、特に限定されることはないが、過度に大きくなると、通常のアスファルト舗装路での実車摩耗形態とかけ離れたものになるおそれがある。このような観点より、水溶性粉末７の粒径は、例えば、５～５０μｍ程度が望ましい。

［水溶性粉末の不燃性］
本実施形態の摩耗方法を実施する環境下において、防爆性を確保するために、水溶性粉末７は、例えば、不燃性物質、とりわけ不燃性の無機物からなるのが望ましい。

［水溶性粉末の潮解性］
水溶性粉末７は、例えば、潮解性の無い物質であるのが望ましい。水溶性粉末７が潮解性を有する場合、摩耗方法実施中、空気中の水蒸気を吸収して溶解し、微小な粒径を保つことができないおそれがある。一方、潮解性の無い水溶性粉末７を用いた場合、摩耗方法を行う雰囲気から湿度の影響が排除できる点で望ましい。ただし、摩耗方法を実施する環境が、多湿環境ではない場合、水溶性粉末の潮解性はさほど重要ではない。

［水溶性粉末の代表例］
水溶性粉末７としては、例えば、塩化ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム等の無機塩が望ましい。

［摩耗方法後の性能試験］
好ましい態様では、本実施形態の摩耗方法で摩耗させたタイヤを用いて、タイヤの走行性能が試験される。本実施形態の摩耗方法で摩耗させたタイヤ２は、洗浄工程後にタイヤ２のトレッド部２ａに水溶性粉末が残存することがなく、実車による慣らし走行に近い摩耗状態が得られる。したがって、本実施形態の摩耗方法で摩耗させたタイヤは、タイヤ２の本来の走行性能をより正確に試験することが可能になる。

試験されるタイヤの走行性能は、特に限定されないが、トレッド部２ａのグリップ性能に大きな影響を受ける氷上性能又は雪上性能が好ましい。なぜなら、本実施形態の摩耗方法では、トレッド部２ａの表面に水溶性粉末７（異物）の付着がないことから、トレッド部２ａのグリップ性能をより精度良く評価することが可能だからである。

以上、本発明の実施形態が詳細に説明されたが、本発明は、上記の具体的な開示に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、種々変更して実施することができる。

以下、本発明のより具体的かつ非限定的な実施例が説明される。

［実施例の摩耗試験］
実施例では、以下の水溶性粉末を散布しながら、台上摩耗試験機を用いて走行工程が行われた。その後、洗浄工程として、作業者１名が約５分間、ブラシでトレッド部を擦りながら水洗いした。その後、氷上性能試験が行われた。詳細は、次の通りである。

＜水溶性粉末＞
材料：硫酸マグネシウム（赤穂化成社製）
粒径：１０（μｍ）
引火点：不燃性
溶解度（＠水温２０℃）：３０（ｇ／１００ｇＨ_２Ｏ）
潮解性：なし
散布量：０．３（ｇ／sec）

＜走行工程＞
タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５９１Ｑ（スタッドレスタイヤ）
内圧：２３０（ｋPa）
荷重：３．８０（ｋＮ）
ドラム速度：５０、６０、１００（km／ｈ）
走行時間：１時間

＜氷上性能試験＞
路面が氷路面とされた台上コーナリングフォース試験機を用い、以下の条件でコーナリングフォースが測定された。
内圧：２３０（ｋＰａ）
荷重：３．８０（ｋＮ）
ドラム速度：１５（km／ｈ）
タイヤ速度：１５（km／ｈ）
スリップ角：０～５（°）

［比較例］
比較例として、実施例の水溶性粉末を粉末状のタルクに置換して、同様の走行工程、洗浄工程、及び氷上性能試験が行われた。

［試験結果の評価］
氷上性能試験の結果は、図３に示されている。図３において、横軸はスリップ角を、縦軸はコーナリングフォースをそれぞれ示している。また、実線は実施例の試験結果を、仮想線は比較例の試験結果をそれぞれ示す。さらに、破線は、実車慣らし走行を行ったタイヤの氷上性能試験である（参考例）。慣らし走行は、実施例及び比較例の走行工程とほぼ同じ距離を市街地走行させたものである。

図３において、コーナリングフォースの最大値に着目すると、比較例は、参考例に比べて、約－９％の乖離がある。特に、比較例では、スリップ角が大きくなるにしたがって、コーナリングフォースの低下が大きくなっている。これは、摩耗試験後のトレッド部の表面に残存しているタルクがグリップ性能を低下させ、ひいては、タイヤの滑り領域が増大したことによると推察される。

これに対して、実施例は、コーナリングフォースの最大値に関して、参考例とほぼ同じ値を示した。また、実施例は、スリップ角に対するコーナリングフォースの変化も、参考例と同様の傾向を示していることが確認できた。

１台上摩耗試験機
２タイヤ
２ａトレッド部
７水溶性粉末

Claims

タイヤのトレッド部を摩耗させるための方法であって、
水溶性粉末が撒かれた台上摩耗試験機上に、前記トレッド部を接地させて前記タイヤを走行させる走行工程と、
前記走行工程後、前記トレッド部に付着した前記水溶性粉末を、水を用いて洗浄する洗浄工程とを含む、
タイヤの摩耗方法。
前記洗浄工程は、前記トレッド部をブラシで擦る工程を含む、請求項１に記載のタイヤの摩耗方法。
前記水溶性粉末の水に対する溶解度が、水温２０℃に対して３０（ｇ/１００ｇＨ_２Ｏ）以上である、請求項１又は２に記載のタイヤの摩耗方法。
前記水溶性粉末の粒径は、５～５０（μｍ）である、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のタイヤの摩耗方法。
前記水溶性粉末は、不燃性物質である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のタイヤの摩耗方法。
前記水溶性粉末は、潮解性の無い物質である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のタイヤの摩耗方法。
前記水溶性粉末は、無機塩である、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のタイヤの摩耗方法。
請求項１ないし７のいずれか１項に記載されたタイヤの摩耗方法で摩耗させたタイヤを用いて、タイヤの走行性能を試験する工程を含むタイヤの試験方法。
前記走行性能が、雪上性能又は氷上性能である、請求項８に記載のタイヤの試験方法。