(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも軸に沿った力とこの軸と直交する軸回りのモーメントとの２成分値を計測可能な多分力計に対してモーメントの校正を行うモーメント校正装置であって、
前記多分力計に対して水平方向に取り付けられ、前記多分力計に対してその基端側が連結されると共に先端側から入力された力を当該多分力計に伝達する長尺な力伝達部材と、
前記力伝達部材の先端側の荷重付与位置に対してのみ、鉛直方向に沿って且つ力の向きを変えることなく荷重を加える荷重付与手段と、
前記荷重付与手段からの鉛直荷重が加わった状態において前記多分力計で計測された鉛直方向と直交する方向の軸回りのモーメント値から、前記鉛直荷重の影響を排除した真のモーメントを算出する算出部と、
を備え、
前記算出部で算出された真のモーメントを用いて前記多分力計のモーメント校正を行うことを特徴とする多分力計のモーメント校正装置。
【請求項２】
前記荷重付与手段は、前記力伝達部材の下方に配備されて当該力伝達部材に上向きの荷重を付与するシリンダと、前記シリンダを荷重付与位置の直下に位置決めするための支持台と、前記シリンダによって前記力伝達部材に対して鉛直上向きの荷重を伝達する荷重伝達手段とを有していることを特徴とする請求項１に記載の多分力計のモーメント校正装置。
【請求項３】
前記荷重伝達手段は、前記シリンダの上端部に設けられた凸状の球面座と、前記力伝達部材の荷重付与位置に形成され、前記凸状の球面座と点接触する凹状の球面座とを有していることを特徴とする請求項２に記載の多分力計のモーメント校正装置。
【請求項４】
タイヤ試験装置のスピンドル軸に取り付けられたタイヤの中心で発生するモーメントを計測するべく、スピンドルハウジングに設けられた多分力計の校正方法であって、
スピンドルハウジングに設けられた状態の多分力計を請求項１〜３のいずれかに記載の多分力計のモーメント校正装置で校正することを特徴とする多分力計のモーメント校正方法。
【請求項５】
少なくとも軸に沿った力とこの軸と直交する軸回りのモーメントとの２成分値を計測可能な多分力計に対してモーメントを校正するに際しては、
前記多分力計に対して水平方向に、当該多分力計に対して長尺な力伝達部材をその基端側を当該多分力計に取り付けて前記力伝達部材の先端側の荷重付与位置から入力された力を当該多分力計に伝達可能としておき、
前記力伝達部材の先端側の荷重付与位置に対してのみ、鉛直方向に沿って且つ力の向きを変えることなく荷重を加え、
当該鉛直荷重が加わった状態において前記多分力計で計測された鉛直方向と直交する方向の軸回りのモーメント値から前記鉛直荷重の影響を排除した真のモーメントを算出し、
算出された真のモーメントを用いて前記多分力計のモーメント校正を行うことを特徴とする多分力計のモーメント校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多分力計のモーメント校正装置及び校正方法、特にタイヤ試験装置に設けられる多分力計やタイヤ試験装置から取り外された多分力計を校正するモーメント校正装置及び校正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特殊検査、評価・開発用のタイヤ試験装置には、路面に接して回転するタイヤに加わる直交３軸に沿った力（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）やこれらの軸回りのモーメント（Ｍｘ、Ｍｙ、Ｍｚ）を計測可能な多分力計が設けられている。この多分力計については、はじめてタイヤ試験装置に組み込む際には校正が必ず行われるし、タイヤ試験装置に組み込まれた後でも所定時間毎且つ頻繁に力やモーメントの計測精度を維持するために校正が行われる。
【０００３】
例えば、特許文献１には多分力計自体を校正する方法や校正するための治具などが開示されている。この校正方法は、多分力計に対してロープとプーリ(滑車)を介して分銅を取り付け、分銅で定められた力や分銅により発生するモーメントを付与し、多分力計を校正するものである。この校正方法は、タイヤ試験装置から取り外された多分力計を単体で校正するものであり、多分力計をタイヤ試験装置に組み込んだまま校正を行うものではない。
【０００４】
一方、多分力計をタイヤスピンドルに内蔵された状態で校正する校正装置もある。例えば、図４は、タイヤを保持するスピンドルシャフトを回転自在に有するタイヤスピンドルに多分力計が内蔵されたタイヤ試験装置について、タイヤスピンドルごと多分力計の校正を行う校正装置を示している。この校正装置は、実際に製造現場で用いられるものである。
【０００５】
この校正装置を用いてモーメントを校正する際は、スピンドルシャフトの先端から軸方向に沿って長尺状の力伝達部材を伸ばし、その先端にロープを取り付け、滑車を介してロープの先端に分銅を結びつけて力伝達部材の先端に上向きに力Ｆｚを加える。このようにすると、分銅の荷重Ｆｚと力伝達部材の長さＬとの積に相当するモーメントＭｘと上向きの力Ｆｚとがタイヤの取付位置にＸ軸回りに加わる。正確にモーメントだけを多分力計で検出させるには上向きの力Ｆｚが存在しない状態での計測が必要であり、この力Ｆｚを打ち消すためにタイヤの取付位置に対してロープを介して同じ重量の分銅を結びつけて下向きに力Ｆｚを加えることとしている。
【０００６】
このようにすれば、多分力計にはモーメントＭｘだけが加わり、多分力計におけるモーメントＭｘの校正が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５９−１５１０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来のモーメント校正方法では、多分力計を単体で校正する校正装置を用いるものであっても、多分力計をタイヤスピンドルに内蔵された状態で校正する校正装置をもちいるものであっても、力伝達部材にそれぞれ平行で且つ上下に逆向きに作用する荷重を加えなければならない。そのため、これらの装置には、図４に例示されるようにロープを所定方向（図４では上方）に引っ張るための滑車が必要不可欠になる。
【０００９】
ところが、滑車を用いると、滑車とロープとの間に摩擦力が発生し、この摩擦力が原因となって、モーメント校正の精度を悪くする。加えて、滑車を用いた場合は、滑車のすべり面（軸受け）の摩擦も精度を悪くする原因となる。また、図４の例では、力伝達部材に加わる荷重が鉛直方向から変位すると多分力計に正確にモーメントＭｘが加わらなくなってしまうため、滑車の取付位置は力伝達部材の鉛直上方に厳密に合わせなければならない。このような滑車の位置合わせは、繊細で手間のかかる作業であり、モーメント校正の作業性を悪くしていた。
【００１０】
また、ロープやワイヤには一般的にねじりが加えられていることが多く、荷重が大きくなるにつれてねじりに由来する捩れ力が発生し、この捩れ力が力伝達部材に加わって多分力計に誤差として加わることがある。これらのような、ロープやワイヤを用いたモーメント校正方法では、上述の摩擦力や捩れ力に由来する大きなヒステリシスが存在するため、このヒステリシスが原因となって高精度なモーメント校正は不可能であった。
【００１１】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、モーメントを精度良く且つ効率的に校正することができるタイヤ試験装置に設けられる多分力計のモーメント校正装置及び校正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の多分力計のモーメント校正装置は以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明の多分力計のモーメント校正装置は、少なくとも軸に沿った力とこの軸と直交する軸回りのモーメントとの２成分値を計測可能な多分力計に対してモーメントの校正を行うモーメント校正装置であって、前記多分力計に対してその基端側が連結されると共に先端側から入力された力を当該多分力計に伝達する長尺な力伝達部材と、前記力伝達部材の先端側の荷重付与位置に対して鉛直方向に沿って且つ力の向きを変えることなく荷重を加える荷重付与手段と、前記荷重付与手段からの鉛直荷重が加わった状態において前記多分力計で計測された鉛直方向と直交する方向の軸回りのモーメント値から、前記鉛直荷重の影響を排除した真のモーメントを算出する算出部とを備え、前記算出部で算出された真のモーメントを用いて前記多分力計のモーメント校正を行うことを特徴とする。
【００１３】
このようにすれば、図４のような従来の校正装置に存在していたロープやワイヤのねじれ、またはこれらと滑車との摩擦力等が発生することがなく、また滑車の取付位置を調整する手間も不要となって、タイヤ試験装置に設けられる多分力計のモーメントを精度良く且つ効率的に校正することができる。
また、前記力伝達部材は、前記多分力計に対して水平方向に取り付けられているのが好ましい。このような構成であれば、鉛直方向に荷重を加え易く、装置の構成が複雑になることなくモーメントを正確に校正することが可能となるからである。
【００１４】
なお、前記荷重付与手段は、前記力伝達部材の下方に配備されて当該力伝達部材に上向きの荷重を付与するシリンダと、前記シリンダを荷重付与位置の直下（荷重付与点直下）に位置決めするための支持台と、を有しているのがこのましい。また、シリンダによって力伝達部材に鉛直上向きの荷重を伝達する荷重伝達手段としては、前記シリンダの上端部に設けられた凸状の球面座と、前記力伝達部材の荷重付与位置に形成され、前記球面座と点接触する凹状の球面座とを備えているものを用いればよい。
【００１５】
このようにシリンダを用いて荷重を付与する方法は、分銅を用いる方法より大きな荷重を加える場合に適しており、タイヤ試験装置のように最大で８０ｋＮ程度の荷重を加えることもできる。また、上述のような荷重付与手段と荷重伝達手段を用いれば、荷重付与位置に常にシリンダが配置でき、力伝達部材に鉛直方向に沿った重荷重を加えることが可能となる。
【００１６】
上述したモーメント校正装置は、取り付けられたタイヤの中心で発生するモーメントを前記多分力計で計測するタイヤ試験装置に好ましくは適用される。
一方、本発明の多分力計のモーメント校正方法は、タイヤ試験装置のスピンドル軸に取り付けられたタイヤの中心で発生するモーメントを計測するべく、スピンドルハウジングに設けられた多分力計の校正方法であって、スピンドルハウジングに設けられた状態の多分力計を上述の多分力計のモーメント校正装置で校正することを特徴とするものである。
【００１７】
また、多分力計のモーメント校正方法は、少なくとも軸に沿った力とこの軸と直交する軸回りのモーメントとの２成分値を計測可能な多分力計に対してモーメントを校正するに際して、前記多分力計に対して長尺な力伝達部材の基端側を取り付けて当該力伝達部材の先端側の荷重付与位置から入力された力を前記多分力計に伝達可能としておき、前記力伝達部材の先端側の荷重付与位置に対して鉛直方向に沿って且つ力の向きを変えることなく荷重を加え、当該鉛直荷重が加わった状態において前記多分力計で計測された鉛直方向と直交する方向の軸回りのモーメント値から前記鉛直荷重の影響を排除した真のモーメントを算出し、算出された真のモーメントを用いて前記多分力計のモーメント校正を行うものであっても良い。
また、本発明に係る多分力計のモーメント校正装置の最も好ましい形態は、少なくとも軸に沿った力とこの軸と直交する軸回りのモーメントとの２成分値を計測可能な多分力計に対してモーメントの校正を行うモーメント校正装置であって、前記多分力計に対して水平方向に取り付けられ、前記多分力計に対してその基端側が連結されると共に先端側から入力された力を当該多分力計に伝達する長尺な力伝達部材と、前記力伝達部材の先端側の荷重付与位置に対してのみ、鉛直方向に沿って且つ力の向きを変えることなく荷重を加える荷重付与手段と、前記荷重付与手段からの鉛直荷重が加わった状態において前記多分力計で計測された鉛直方向と直交する方向の軸回りのモーメント値から、前記鉛直荷重の影響を排除した真のモーメントを算出する算出部と、を備え、前記算出部で算出された真のモーメントを用いて前記多分力計のモーメント校正を行うことを特徴とするものである。
なお、好ましくは、前記荷重伝達手段は、前記シリンダの上端部に設けられた凸状の球面座と、前記力伝達部材の荷重付与位置に形成され、前記凸状の球面座と点接触する凹状の球面座とを有しているとよい。
さらに、本発明に係る多分力計のモーメント校正方法の最も好ましい形態は、少なくとも軸に沿った力とこの軸と直交する軸回りのモーメントとの２成分値を計測可能な多分力計に対してモーメントを校正するに際しては、前記多分力計に対して水平方向に、当該多分力計に対して長尺な力伝達部材をその基端側を当該多分力計に取り付けて前記力伝達部材の先端側の荷重付与位置から入力された力を当該多分力計に伝達可能としておき、前記力伝達部材の先端側の荷重付与位置に対してのみ、鉛直方向に沿って且つ力の向きを変えることなく荷重を加え、当該鉛直荷重が加わった状態において前記多分力計で計測された鉛直方向と直交する方向の軸回りのモーメント値から前記鉛直荷重の影響を排除した真のモーメントを算出し、算出された真のモーメントを用いて前記多分力計のモーメント校正を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のモーメント校正装置及び校正方法により、タイヤ試験装置に設けられる多分力計のモーメントを精度良く且つ効率的に校正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ｘ方向軸回りのモーメントを校正する第１実施形態のモーメント校正装置の正面図である。
【図２】ｘ方向軸回りのモーメントを校正する第２実施形態のモーメント校正装置の正面図である。
【図３】ｙ方向軸回りのモーメントを校正する第２実施形態のモーメント校正装置の正面図である。
【図４】分銅を用いた従来のモーメント校正装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
「第１実施形態」
以下、本発明に係るモーメント校正装置１及び校正方法の実施形態を、図面に基づき詳しく説明する。
モーメント校正装置１の構成を説明する前に、まずモーメント校正装置１が取り付けられるタイヤ試験装置２について説明する。
【００２１】
図１に示すように、タイヤ試験装置２は、軸心が左右方向を向くように配備されたスピンドルシャフト３と、このスピンドルシャフト３を支持するハウジング４と、ハウジング４に設けられる多分力計５とを備えている。スピンドルシャフト３とハウジング４との間にはベアリング２６が設けられており、ハウジング４に対してスピンドルシャフト３を左右方向を向く軸回りに回転自在に支持している。スピンドルシャフト３の先端（左端）には図示しないリムなどを用いてタイヤＴが取り付け可能とされており、ハウジング４に対してスピンドルシャフト３を回転させることで取り付けられたタイヤＴを左右方向を向く軸回りに回転できるようになっている。また、ハウジング４はタイヤ試験装置のフレームに支持されている。
【００２２】
ハウジング４の左側端部及び右側端部には、スピンドルシャフト３からハウジング４に加わる力やモーメントを計測する多分力計５（本実施形態では６分力計を例示する）が備えられている。この多分力計５は、本実施形態では互いに距離をあけて配備された内側部材と外側部材とを起歪体で連結した歪ゲージ式の６分力計であり、スピンドルシャフト３にタイヤＴを取り付けた際に取り付けられたタイヤＴの中心（以降、この中心位置をタイヤ取付位置という）で発生したｘ方向、ｙ方向及びｚ方向に沿った力（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）とこれらの方向に沿った軸回りのモーメント（Ｍｘ、Ｍｚ）とを計測できるようになっている。
【００２３】
図１に示すように、第１実施形態のモーメント校正装置１は、タイヤ試験装置２の多分力計５で計測される力（荷重）及びモーメントを校正するものであり、入力された力を多分力計５に伝達する力伝達部材６と、この力伝達部材６に対して鉛直方向に沿って荷重を加える荷重付与手段７と、荷重付与手段７からの鉛直荷重が加わった状態において多分力計５で計測されたモーメント値から鉛直荷重の影響を排除した真のモーメントを算出する算出部８と、を有している。
【００２４】
このモーメント校正装置１は、ＭｘまたはＭｚのうちどのモーメントを校正する装置かで、力伝達部材６の取り付けや荷重の付与方向などの構成が異なる。そこで、まず力伝達部材６に荷重Ｆｚを加えることでモーメントＭｘを校正する装置を例に挙げて、本発明のモーメント校正装置１を説明する。
なお、以下の説明において、図１の上下をモーメント校正装置１を説明する際の上下とし、図１の左側及び右側をモーメント校正装置１を説明する際の左側及び右側とする。また、荷重やモーメントの説明では、図１の左右方向をｙ方向、上下方向をｚ方向、ｙ方向及びｚ方向の双方に垂直な方向をｘ方向と呼ぶことがある。
【００２５】
力伝達部材６は、長尺な棒状に形成された部材であり、左右方向（水平方向）に沿って配備されている。力伝達部材６は、その基端側がスピンドルシャフト３の左側端部にボルト９を用いて連結されており、このスピンドルシャフト３にしっかりと固定されると共にスピンドルシャフト３を介して多分力計５に確実に力を伝達できるようになっている。
力伝達部材６の先端側下面には上方に向かって凹んだ凹部１０が形成されており、この凹部１０には受け部材１１が嵌入している。この受け部材１１は後述する荷重伝達手段を構成するものであり、受け部材１１の下側には力伝達部材６に荷重を加える荷重付与手段７が設けられている。
【００２６】
荷重付与手段７は力伝達部材６に対して鉛直方向に沿って荷重を加えるものであり、力を付与する経路で力の向きが変わらないような分銅式や油圧式などさまざまな方式のものを用いることができる。本実施形態では、力伝達部材６の下方に配備されてこの力伝達部材６に荷重を付与するシリンダ１３とこのシリンダ１３を支持する支持台１４とを備えた荷重付与手段７が用いられている。
【００２７】
ところで、モーメントを校正する場合においては、力伝達部材６に対して上下方向のいずれかに沿って鉛直荷重を加えて、タイヤ取付位置で所定値のモーメントを発生させる必要がある。ところが、荷重付与手段７により加えられる荷重は、モーメントの発生に必要なものではあるが、モーメントと一緒に多分力計５で検出されてしまいモーメントの高精度な校正を困難にする。そのため、当業者の技術常識として、荷重付与手段７には、モーメントを発生させるために加えられる荷重をキャンセルする荷重を別途加える必要があると考えられていた。このキャンセル用の荷重はモーメントを発生させるために加えられる荷重とは力の作用方向が上下逆である。つまり、力伝達部材６には、モーメント発生用の荷重とキャンセル用の荷重という、作用方向が上下で逆で且つ互いに平行な荷重が必ず加えられることになる。
【００２８】
ところが、このような鉛直方向の荷重を分銅式の荷重付与手段７で加えるためには、ねじりに起因する誤差が生じやすいロープや摩擦に起因する誤差が生じやすい滑車などが必要となる。また、上方への荷重を力伝達部材６に付与する場合には、滑車の取付位置を厳密に合わせて荷重の作用方向を正確に鉛直方向に合わせる必要があるが、付与する荷重が変化すると滑車の取付位置も変えなくてはならないこととなるため、現実的には、滑車の取付位置を正確に鉛直方向に合わせる（言い換えると、付与する荷重の向きを鉛直方向に合わせる）ことは困難である。
【００２９】
そこで、本発明のモーメント校正装置１では、力伝達部材６の先端側に対して、滑車を用いた場合のように力の向きを変えるようなことなく鉛直方向に沿って荷重を加える荷重付与手段７と、この荷重付与手段７からの鉛直荷重が加わった状態において多分力計５で計測されたモーメント値から鉛直荷重の影響を排除した真のモーメントを算出する算出部８とを設けている。このようにすれば、算出部８で算出された真のモーメントを用いて多分力計５のモーメント校正を行うことができるからである。
【００３０】
具体的には、本実施形態の荷重付与手段７は、力伝達部材６の下方に配備されて力伝達部材６に荷重を付与するシリンダ１３と、このシリンダ１３を支持し、荷重付与位置の直下に位置決めする支持台１４と、を有している。シリンダ１３は、力伝達部材６の荷重付与位置Ｐの下方に常に位置するように配備されている。
シリンダ１３は、鉛直方向に沿って伸縮して力伝達部材６に上向きの荷重を付与できるものであり、本実施形態では上下方向に沿って配備されてシリンダロッド１５を伸縮可能な油圧シリンダが用いられている。シリンダ１３の上側にはシリンダ１３から力伝達部材６に加わる荷重を計測する歪ゲージ式の荷重計測器１６が配備されており、また下側には、荷重付与方向が鉛直となるように当該シリンダ１３を起立状に支持する支持台１４が配備されている。
【００３１】
支持台１４は、ピンなどの不動部（例えば、駆動していない疑似路面）と位置決めされており、シリンダ１３が定められた荷重付与位置Ｐに常に下方から鉛直上向きの荷重が加わるように位置決めを行っている。この荷重付与位置Ｐは、スピンドルシャフト３の左側端部から水平方向に一定の距離Ｌだけ離れた位置、言い替えれば多分力計５から一定の距離だけ離れた位置に設定される。
【００３２】
荷重伝達手段は、力伝達部材６側に設けられた受け部材１１に凹状に形成された球面座１７と、シリンダ１３側に設けられた球面状に形成された凸部（球面座）を持った押し棒２１を有している。受け部材１１は多分力計５から所定の距離Ｌにある荷重付与位置Ｐにおいて力伝達部材に対して下方に形成された凹部１０に嵌め込まれている。押し棒２１の上端に設けられた凸部は受け部材１１の球面座１７よりも小さな曲率半径を有した球面からなる球面座を形成している。受け部材１１は、球面座１７の曲率半径の中心位置が、スピンドルシャフト３の軸方向に見てその回転中心と一致するように凹部１０に取り付けられている。これにより、力伝達部材６におけるスピンドルシャフト３の回転方向の位置決め作業が簡易なものとなる。また、受け部材１１は、球面座１７の球面上で最も上方に向かって凹む点が荷重付与位置Ｐに位置するように取り付けられている。
【００３３】
算出部８は、荷重付与手段７から鉛直荷重が加わった状態において多分力計５で計測されたモーメント値から鉛直荷重の影響を排除した真のモーメントを算出するものである。算出部８にはシリンダ１３の上側に設けられた荷重計測器１６で計測される荷重と、多分力計５で計測される荷重及びモーメント値とが入力されており、この算出部８は入力された荷重及びモーメント値に基づいて算出された真のモーメントを出力できる構成となっている。算出部８には、具体的にはパソコンなどが用いられ、後述するモーメント校正方法に示される処理を行うことができる構成となっている。
【００３４】
ところで、上述した例は力伝達部材６に上向きに鉛直荷重Ｆｚを加えてタイヤ取付位置で発生するモーメントＭｘを校正する装置であったが、校正しようとするモーメントがｙ方向軸回りのモーメントＭｙである場合は、装置の構成が上記したものとは異なってくる。
このようにして上述のモーメント校正装置１では、ｘ方向及びｚ方向の軸回りのモーメントＭｘ、Ｍｚをそれぞれ計測することができる。
【００３５】
次に、上述のモーメント校正装置１を用いたモーメント校正方法を説明する。このモーメント校正方法は、モーメントＭｘを校正する場合を例に挙げれば、以下の通りである。
モーメントＭｘの校正方法は、まず多分力計５（スピンドルシャフト３の左側端部）に対して長尺な力伝達部材６の基端側を取り付けて力伝達部材６の先端側から入力された力を多分力計５に伝達可能としておき、力伝達部材６の先端側に対して鉛直方向に沿って上向きに荷重Ｆｚを加え、この鉛直荷重Ｆｚが加わった状態において多分力計５で計測されたモーメント値から鉛直荷重Ｆｚの影響を排除した真のモーメントＭｘを算出し、算出された真のモーメントＭｘを用いて多分力計５のモーメント校正を行うものである。このモーメント校正方法は、具体的には以下の通りに行われる。
【００３６】
まず、タイヤＴやこのタイヤＴを装着するリムが取り外されたスピンドルシャフト３の左側端部に、ボルト９を用いて力伝達部材６の基端側をしっかりと固定し、力伝達部材６をｙ方向に沿って水平に配備されるように取り付ける。そして、力伝達部材６の先端側に設けられた受け部材１１の下側に荷重付与手段７を配備する。このとき、荷重付与手段７における押し棒２１の上側に設けられた凸状の球面座が、荷重付与位置において受け部材１１の球面座１７に点接触するように荷重付与手段７を配備する。
【００３７】
そして、荷重付与手段７のシリンダ１３を伸長させて、力伝達部材６の先端側に鉛直方向に沿って上向きの荷重を付与する。そうすると、シリンダ１３の上側に設けられた荷重計測器１６で、少なくともシリンダ１３により発生する鉛直方向の荷重Ｆｚが計測される。計測された荷重Ｆｚは算出部８に送られる。
一方、荷重付与手段７から上向きの荷重を先端側に付与された力伝達部材６には、タイヤ取付位置に対してｘ方向の軸回りに力伝達部材６を回動させるモーメントＭｘが発生する。このモーメントＭｘは、タイヤ取付位置から荷重付与位置Ｐまでの距離Ｌと、力伝達部材６に加わる鉛直荷重Ｆｚとの積となる。
【００３８】
力伝達部材６にはこのモーメントＭｘだけでなく上向きの鉛直荷重Ｆｚも加わっており、これらは複合荷重として両方ともスピンドルシャフト３を介して多分力計５に伝達する。それゆえ、多分力計５で計測される値は、真のモーメントＭｘではなく、荷重Ｆｚによる誤差などが含まれたモーメント値Ｍｘ’である。
なお、モーメントＭｚを求める場合には、上述のように力伝達部材６の取り付け方向を変える。そうすれば、モーメントＭｚをＭｘ同様多分力計５で計測することができる。このようにして計測された各モーメント値Ｍｘ’、Ｍｚ’は算出部８に送られる。
【００３９】
算出部８では、荷重計測器１６から入力された荷重Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚと、多分力計５で計測されるＦｘ’、Ｆｙ’、Ｆｚ’、Ｍｘ’、Ｍｙ’、Ｍｚ’とに基づいて、真のモーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚが算出される。これらの真のモーメントは以下のように算出される。
まず、以下の式（１）に示されるように、多分力計５から実際に出力される６つの出力値（ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向に沿った荷重の出力値Ｆｘ’、Ｆｙ’、Ｆｚ’及びこれらの軸回りのモーメントの出力値Ｍｘ’、Ｍｙ’、Ｍｚ’）を成分とする行列を行列Ｅとし、タイヤ取付位置で実際に発生している力（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）やモーメント（Ｍｘ、Ｍｙ、Ｍｚ）を成分とする行列を行列Ｆとおく。
【００４０】
【数１】
0005562053.tif 000002
【００４１】
そうすると、行列Ｅと行列Ｆとの間には、次の式（２）の関係が成り立つ。
【００４２】
【数２】
0005562053.tif 000003
【００４３】
なお、この変換行列Ｃ-1は、次のようになる。
【００４４】
【数３】
0005562053.tif 000004
【００４５】
上式（１）〜（３）を整理すると、タイヤ取付位置で実際に発生している力及びモーメントは、式（４）のように示される。
【００４６】
【数４】
0005562053.tif 000005
【００４７】
上述した式を用いることで、タイヤ取付位置で実際に発生している力及びモーメントを算出することができる。そして、（荷重付与手段７を用いて力伝達部材６に実際に加えられた荷重、言い替えれば荷重計測器１６で計測された荷重）×（タイヤ取付位置から荷重付与位置Ｐまでの距離Ｌ）の値と、上式を用いて算出されるモーメントとを比較して両者にずれがあるかどうかを確認する。ずれがある場合は、力伝達部材６や荷重付与手段７が適正に取り付けられているかどうかをチェックした上で、多分力計５の校正を行う。多分力計５の校正は、例えば多分力計５やこの多分力計５からの出力を増幅等する機器（例えば、アンプ類）を調整することで行うことができる。
【００４８】
上述のモーメント校正装置１及び校正方法では、タイヤ取付位置から一定距離にあたる荷重付与位置Ｐの下方に荷重付与手段７のシリンダ１３をピン等によって常時、同じ位置に配備することができ、荷重伝達手段を介してシリンダ１３によって力伝達部材６に設けられた荷重付与位置Ｐにおいて常に上向きの鉛直荷重を加えることができるため、滑車やロープを用いる場合のように荷重に誤差成分が加わることがなく、タイヤ取付位置において所定のモーメントを正確に発生させることができる。それゆえ、ロープやワイヤのねじれまたはこれらと滑車との摩擦力が発生することがなく、また滑車の取付位置の調整が不要となって、タイヤ試験装置２に設けられる多分力計５のモーメントを精度良く校正することができる。
「第２実施形態」
次に、第２実施形態のモーメント校正装置１及び校正方法を説明する。
【００４９】
図２及び図３に示すように、第２実施形態のモーメント校正装置１及び校正方法は、第１実施形態のモーメント校正装置１及び校正方法がスピンドルに内蔵された多分力計５の校正に関するものであったのに対して、タイヤ試験装置２から取り外された多分力計５自体を校正するものである点で第１実施形態と異なっている。
第２実施形態のモーメント校正装置１には、床面や剛性のあるベースプレートのような不動部に対して多分力計５を固定する支持部材２７が備えられている。この支持部材２７は、鉛直方向を向くように不動部に固定される下部材２８と、この下部材２８の上端に取り付けられる上部材２９とを備えている。この上部材２９は、下部材２８の上端に取り付けられた基端から水平方向に沿って伸びており、その先端には鉛直方向を向く取付面３０が形成されており、この取付面３０にタイヤ試験装置２から取り外された多分力計５を取り付けできるようになっている。
【００５０】
この多分力計５の表面にはねじ穴が形成されており、このねじ穴に締結具（ボルト）を挿入することで多分力計５に対して力伝達部材６を水平方向に沿って取り付けることができるようになっている。
第２実施形態のモーメント校正装置１を用いてモーメントの校正方法は、次のようにして行われる。
【００５１】
すなわち、校正すべきモーメントがｘ方向軸まわりのモーメントＭｘの場合は、支持部材２７の取付面３０に取り付けられた多分力計５に対して力伝達部材６をｙ方向に沿って水平に固定し、第１実施形態の場合と同じようにして上向きに鉛直荷重Ｆｚを加える。そうすると、多分力計５の中心にｘ方向軸回りのモーメントＭｘが発生し、その正確な校正が可能となる。
【００５２】
また、校正すべきモーメントがｚ方向軸まわりのモーメントＭｚの場合は、多分力計５をｙ方向軸回りに９０°回転させた状態で取付面３０に取り付ける。そして、Ｍｘの校正の場合と同じように力伝達部材６をｙ方向に沿って水平に取り付け鉛直荷重を加えると、多分力計５の中心にｘ方向軸回りのモーメントＭｚが発生し、その正確な校正が可能となる。
【００５３】
さらに、校正すべきモーメントがｙ方向軸まわりのモーメントＭｙの場合は、多分力計５に対して力伝達部材６をｘ方向に沿って水平に固定し、第１実施形態の場合と同じようにして上向きに鉛直荷重Ｆｚを加えると、多分力計５の中心にｙ方向軸回りのモーメントＭｙが発生し、その正確な校正が可能となる。
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、発明の本質を変更しない範囲で各部材の形状、構造、材質、組み合わせなどを適宜変更可能である。
【００５４】
例えば、上記実施形態ではシリンダ１３を用いて鉛直荷重を上方に向かって加える荷重付与手段７を例示したが、鉛直荷重を加える方向は上方だけに限定されず、また荷重を発生させる手段は、ロープと滑車を用いた場合のように力の向きを変えるものでなければシリンダ１３でなくても良い。例えば、分銅を力伝達部材に吊して鉛直荷重を下方に向かって加える荷重付与手段７を用いることもできる。
【００５５】
また、上記第１実施形態では、タイヤ試験装置にモーメント校正装置１を取り付けているので、荷重付与手段が疑似路面上に設置されることになるが、タイヤ試験装置からスピンドルハウジングや多分力計からなるスピンドル部を取り外して、このスピンドル部を第２実施形態のような剛性のある支持部材に取り付けて校正作業を行うようにしても良い。この場合、荷重付与手段を第２実施形態と同様に剛性のある不動部に設置すればよい。
【符号の説明】
【００５６】
１  モーメント校正装置
２  タイヤ試験装置
３  スピンドルシャフト
４  ハウジング
５  多分力計
６  力伝達部材
７  荷重付与手段
８  算出部
９  ボルト
１０  凹部
１１  受け部材
１３  シリンダ
１４  支持台
１５  シリンダロッド
１６  荷重計測器
１７  球面座
２１  押し棒
２２  凹面
２６  ベアリング
２７  支持部材
２８  支持部材の下部材
２９  支持部材の上部材
３０  取付面
Ｌ  タイヤ取付位置から荷重付与位置までの距離
Ｐ  荷重付与位置
Ｔ  タイヤ
【図１】
0005562053.tif 000006
【図２】
0005562053.tif 000007
【図３】
0005562053.tif 000008
【図４】
0005562053.tif 000009