(57)【要約】      （修正有）【課題】高精度の試験が可能なタイヤ路上試験装置を提供する。【解決手段】車両と、車両に搭載された試験ユニットと、を備え、試験ユニットは、試験タイヤが装着される試験輪と、車両の走行角を計測可能なモニター輪ユニット１５０を備えている。モニター輪ユニット１５０は、モニター輪１５１、左右一対のスイングアーム１５２、スイング軸１５３、支柱１５４、軸受、スリップ軸、角度センサ１５７、空気圧シリンダ１５８及び磁気式ギア速度センサを備えている。【選択図】図１４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一対の前輪を有する車両と、
前記車両に搭載された試験ユニットと、
を備え、
前記試験ユニットが、試験タイヤが装着される試験輪を備え、
前記試験輪が、試験中に該試験輪の軌跡と前記前輪の軌跡とが重ならないように、前記車両の水平断面中央部に配置された、
タイヤ路上試験装置。
【請求項２】
前記試験ユニットが、前記試験輪を制駆動するスピンドルを備え、
前記スピンドルが、
前記試験輪を駆動するモータと、
前記試験輪を制動するブレーキ装置と、を備えた、
請求項１に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項３】
前記試験ユニットの動作を制御する制御装置を備え、
前記制御装置が、前記モータと前記ブレーキ装置とが協働して前記試験輪を制動するように、前記モータ及び前記ブレーキ装置を制御可能である、
請求項２に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項４】
前記ブレーキ装置がディスクブレーキであり、
前記スピンドルが、前記ブレーキ装置のブレーキディスクの回転数を検出する磁気式ギア速度センサを備えた、
請求項２又は請求項３に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項５】
前記モータが油圧モータであり、
前記油圧モータに油圧を供給する油圧供給装置を備え、
前記油圧供給装置が、
電気サーボモータと、
前記電気サーボモータに連結された油圧ポンプと、
を備え、前記サーボモータの回転数に応じた量の作動油を供給する、
請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項６】
前記スピンドルが、前記試験輪に加わる軸トルクを検出するトルクセンサを備え、
前記制御装置が、前記トルクセンサの検出結果に基づいて前記電気サーボモータの駆動を制御する、
請求項５に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項７】
前記スピンドルが、
回転方向に高い剛性を有しつつ、曲げ方向に柔軟性を有するカップリングを備えた、
請求項２から請求項６のいずれか一項に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項８】
前記スピンドルが、前記モータの駆動力を遮断するクラッチを備えた、
請求項２から請求項７のいずれか一項に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項９】
前記試験ユニットが、前記車両に対する向きを調整可能に前記スピンドルを支持するキャリッジを備えた、
請求項２から請求項８のいずれか一項に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１０】
前記キャリッジが、
前記車両に取り付けられる第１フレームと、
前記第１フレームに対して上下方向にスライド可能な第２フレームと、
前記第１フレームに対して前記第２フレームを上下方向に駆動する第１油圧シリンダと、
前記第１フレームと前記第２フレームとを上下方向にスライド可能に連結するリニアガイドウェイと、
を備え、
前記第１油圧シリンダによって前記試験輪に所定のタイヤ荷重を与える、
請求項９に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１１】
前記キャリッジが、前記試験輪に所定のスリップ角を与えるスリップ角付与機構を備え、
前記スリップ角付与機構が、前記試験タイヤの中心を通る中心軸の周りに該試験タイヤを回動させることにより、該試験タイヤにスリップ角を与える、
請求項９又は請求項１０に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１２】
前記スリップ角付与機構が、前記キャリッジと前記スピンドルとを回転可能に連結する回転連結器を備え、
前記回転連結器の回転軸が、前記タイヤ中心軸と同軸に配置された、
請求項１１に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１３】
前記スリップ角付与機構が、第２油圧シリンダを備え、
前記第２油圧シリンダが、
シリンダ本体と、
前記シリンダ本体に対して軸方向に駆動されるピストンロッドと、
を備え、
前記スピンドルに前記シリンダ本体及び前記ピストンロッドの一方が連結され、前記キャリッジに他方が連結され、
前記第２油圧シリンダの作動によってスリップ角が調整される、
請求項１１又は請求項１２に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１４】
前記試験ユニットがメインフレームを備え、
前記キャリッジが、前記試験輪に所定のキャンバー角を与えるキャンバー角付与機構を備え、
前記キャンバー角付与機構が
第１フレームと、
前記第１フレームに固定された、前記車両の走行方向へ延びるピンと、
前記メインフレームに固定された、前記ピンを回転可能に支持する軸受と、
前記第１フレームを駆動して前記ピンの周りに揺動させる第３油圧シリンダと、
を備え、
前記第３油圧シリンダが、
前記ピンと平行な回転軸を有する第１ヒンジ機構を介して前記メインフレームに揺動可能に接続されたシリンダ本体と、
前記ピンと平行な回転軸を有する第２ヒンジ機構を介して前記第１フレームに揺動可能に取り付けられたピストンロッドと、
を備えた、
請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１５】
前記スピンドルが、
前記試験輪が取り付けられる出力軸と、
前記出力軸を回転自在に支持する軸受部と、
を備え、
前記軸受部が、
前記キャリッジに対して固定された第１部と、
前記試験輪が取り付けられる第２部と、
前記出力軸と同心の円周上に等間隔で配置され、前記第１部と前記第２部とで挟持された複数の３分力センサと、を備え、
前記複数の３分力センサの信号に基づいて、前記試験輪に加わる軸トルク以外の５分力を計算する、
請求項９から請求項１４のいずれか一項に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１６】
前記試験ユニットが、前記車両の走行角を計測するモニター輪ユニットを備えた、
請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１７】
前記モニター輪ユニットが、
モニター輪と、
前記モニター輪を回転自在に支持するアームと、
前記アームが連結され、該アームと共に前記車両の上下方向の軸周りに回動可能に支持されたスリップ軸と、
前記スリップ軸の回転角を検出する角度センサと、
を備えた、
請求項１６に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１８】
前記モニター輪ユニットが、
前記スリップ軸と前記アームとを前記車両の左右方向の軸周りに揺動可能に連結するスイング軸と、
前記アームを揺動させて前記モニター輪にタイヤ荷重を与えるエアシリンダと、
を備えた、
請求項１７に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１９】
前記走行角の検出結果に基づいて前記試験輪に与えるスリップ角を補正する、
請求項１６から請求項１８のいずれか一項に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項２０】
前記試験輪が接地する路面に散水する散水装置を備え、
前記散水装置が、
貯水タンクと、
前記貯水タンクから供給された水を加圧するポンプと、
前記試験輪の前方に配置され、前記ポンプに加圧された水を吐出するノズルと、
を備えた、
請求項１から請求項１９のいずれか一項に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項２１】
前記散水装置が、前記ノズルに供給する水量を調整する散水量調整手段を備え、
前記散水量調整手段が、車速に応じて前記水量を調整する、
請求項２０に記載のタイヤ路上試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ路上試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試験タイヤを装着して自動車テストコース等の実際の路面上を走行することにより、自動車用タイヤの各種性能を測定するタイヤの路上試験専用車（以下「タイヤ路上試験装置」という。）が知られている。
【０００３】
特許文献１には、バス等の自動車を改造したベース車両を使用したバス式のタイヤ路上試験装置の一例が記載されている。
【０００４】
特許文献１に記載のタイヤ路上試験装置は、制動・駆動性能測定装置とコーナリング性能測定装置とを備えている。各測定装置は、それぞれベース車両の車輪とは別に試験タイヤを装着するための車輪（試験輪）を備えており、制動・駆動性能とコーナリング性能とを同時に測定できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭５２−１４４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のタイヤ路上試験装置は、各試験輪が車両の水平断面中央部（若しくは車両の重心下）に配置されていないため、試験輪に試験荷重（タイヤ荷重）を与えようとするとベース車両が傾き、試験輪に正確な試験荷重を与えることができない。また、試験輪が車両の重心から離れて配置されているため、試験荷重が車両のローリングやピッチングの影響を受けやすく、安定した試験条件で試験を行うことができない。
【０００７】
また、特許文献１のタイヤ路上試験装置では、各試験輪が前輪の走行方向背後に配置されているため、試験時の前輪の軌跡と各試験輪の軌跡とが重なり、又は非常に近接したものとなる。その結果、各試験輪の直前に配置された前輪によって各試験輪の路面状態が変化するため、試験精度が低下してしまう。特に、散水した路面上で試験を行うウエット試験では、前輪が各試験輪の路面状態に大きな影響を与える。
【０００８】
以上のことから、特許文献１に記載のタイヤ路上試験装置では、高精度の路上試験を行うことが難しかった。
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高精度の試験が可能なタイヤ路上試験装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも一対の前輪を有する車両と、前記車両に搭載された試験ユニットと、を備え、前記試験ユニットが、試験タイヤが装着される試験輪を備え、前記試験輪が、試験中に該試験輪の軌跡と前記前輪の軌跡とが重ならないように、前記車両の水平断面中央部に配置された、タイヤ路上試験装置が提供される。
【００１１】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、試験ユニットが、試験輪を制駆動するスピンドルを備え、スピンドルが、試験輪を駆動するモータと、試験輪を制動するブレーキ装置と、を備えた構成としてもよい。
【００１２】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、試験ユニットの動作を制御する制御装置を備え、制御装置が、モータとブレーキ装置とが協働して試験輪を制動するように、モータ及びブレーキ装置を制御可能である、構成としてもよい。
【００１３】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、ブレーキ装置がディスクブレーキであり、スピンドルが、ブレーキ装置のブレーキディスクの回転数を検出する磁気式ギア速度センサを備えた構成としてもよい。
【００１４】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、モータが油圧モータであり、油圧モータに油圧を供給する油圧供給装置を備え、油圧供給装置が、電気サーボモータと、電気サーボモータに連結された油圧ポンプと、を備え、サーボモータの回転数に応じた量の作動油を供給する構成としてもよい。
【００１５】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、スピンドルが、試験輪に加わる軸トルクを検出するトルクセンサを備え、制御装置が、トルクセンサの検出結果に基づいて電気サーボモータの駆動を制御する構成としてもよい。
【００１６】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、スピンドルが、回転方向に高い剛性を有しつつ、曲げ方向に柔軟性を有するカップリングを備えた構成としてもよい。
【００１７】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、スピンドルが、モータの駆動力を遮断するクラッチを備えた構成としてもよい。
【００１８】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、試験ユニットが、車両に対する向きを調整可能にスピンドルを支持するキャリッジを備えた構成としてもよい。
【００１９】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、キャリッジが、車両に取り付けられる第１フレームと、第１フレームに対して上下方向にスライド可能な第２フレームと、第１フレームに対して第２フレームを上下方向に駆動する第１油圧シリンダと、第１フレームと第２フレームとを上下方向にスライド可能に連結するリニアガイドウェイと、を備え、第１油圧シリンダによって試験輪に所定のタイヤ荷重を与える構成としてもよい。
【００２０】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、キャリッジが、試験輪に所定のスリップ角を与えるスリップ角付与機構を備え、スリップ角付与機構が、試験タイヤの中心を通る中心軸の周りに試験タイヤを回動させることにより、試験タイヤにスリップ角を与える構成としてもよい。
【００２１】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、スリップ角付与機構が、キャリッジとスピンドルとを回転可能に連結する回転連結器を備え、回転連結器の回転軸が、タイヤ中心軸と同軸に配置された構成としてもよい。
【００２２】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、スリップ角付与機構が、第２油圧シリンダを備え、第２油圧シリンダが、シリンダ本体と、シリンダ本体に対して軸方向に駆動されるピストンロッドと、を備え、スピンドルにシリンダ本体及びピストンロッドの一方が連結され、キャリッジに他方が連結され、第２油圧シリンダの作動によってスリップ角が調整される構成としてもよい。
【００２３】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、試験ユニットがメインフレームを備え、キャリッジが、試験輪に所定のキャンバー角を与えるキャンバー角付与機構を備え、キャンバー角付与機構が第１フレームと、第１フレームに固定された、車両の走行方向へ延びるピンと、メインフレームに固定された、ピンを回転可能に支持する軸受と、第１フレームを駆動してピンの周りに揺動させる第３油圧シリンダと、を備え、第３油圧シリンダが、ピンと平行な回転軸を有する第１ヒンジ機構を介してメインフレームに揺動可能に接続されたシリンダ本体と、ピンと平行な回転軸を有する第２ヒンジ機構を介して第１フレームに揺動可能に取り付けられたピストンロッドと、を備えた構成としてもよい。
【００２４】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、スピンドルが、試験輪が取り付けられる出力軸と、出力軸を回転自在に支持する軸受部と、を備え、軸受部が、キャリッジに対して固定された第１部と、試験輪が取り付けられる第２部と、出力軸と同心の円周上に等間隔で配置され、第１部と第２部とで挟持された複数の３分力センサと、を備え、複数の３分力センサの信号に基づいて、試験輪に加わる軸トルク以外の５分力を計算する構成としてもよい。
【００２５】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、試験ユニットが、車両の走行角を計測するモニター輪ユニットを備えた、構成としてもよい。
【００２６】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、モニター輪ユニットが、モニター輪と、モニター輪を回転自在に支持するアームと、アームが連結され、アームと共に車両の上下方向の軸周りに回動可能に支持されたスリップ軸と、スリップ軸の回転角を検出する角度センサと、を備えた構成としてもよい。
【００２７】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、モニター輪ユニットが、モニター輪に同軸に固定された速度検出用ギアと、速度検出用ギアの回転数を検出する磁気式ギア速度センサと、を備えた構成としてもよい。
【００２８】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、モニター輪ユニットが、スリップ軸とアームとを車両の左右方向の軸周りに揺動可能に連結するスイング軸と、アームを揺動させてモニター輪にタイヤ荷重を与えるエアシリンダと、を備えた構成としてもよい。
【００２９】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、走行角の検出結果に基づいて試験輪に与えるスリップ角を補正する構成としてもよい。
【００３０】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、試験輪が接地する路面に散水する散水装置を備え、散水装置が、貯水タンクと、貯水タンクから供給された水を加圧するポンプと、
試験輪の前方に配置され、ポンプに加圧された水を吐出するノズルと、を備えた構成としてもよい。
【００３１】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、散水装置が、ノズルに供給する水量を調整する散水量調整手段を備え、散水量調整手段が、車速に応じて水量を調整する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の実施形態の構成によれば、試験時に試験輪の軌跡と前輪の軌跡とが重ならないため、前輪による試験輪の路面状態への影響を回避することができる。また、試験輪を車両の水平断面中央部に配置することにより、試験輪に正確に垂直荷重を与えることが可能になり、また、車両のローリングやピッチングによる影響を軽減することができる。その結果、より正確かつ安定した試験条件下で、より高精度のタイヤの路上試験を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るタイヤ路上試験装置の内部構造の概略を示す側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るタイヤ路上試験装置の内部構造の概略を示す平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るタイヤ路上試験装置の内部構造の概略を示す背面図である。
【図４】スピンドルの内部構造の概略を示す側面図である。
【図５】スピンドルの内部構造の概略を示す平面図である。
【図６】スピンドルの正面図である。
【図７】試験ユニットの本体の主要部の側面図である。
【図８】試験ユニットの本体の主要部の平面図である。
【図９】試験ユニットの本体の主要部の正面図である。
【図１０】スリップ角付与機構の付近を拡大したキャリッジの平面図である。
【図１１】スリップ角付与機構の付近を拡大したキャリッジの背面図である。
【図１２】スリップ角付与機構の付近を拡大したキャリッジの側面図である。
【図１３】モニター輪ユニットの側面図である。
【図１４】モニター輪ユニットの平面図である。
【図１５】車両の前輪と試験輪の配置関係を示す図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係るタイヤ路上試験装置の内部構造の概略を示す側面図である。
【図１７】本発明の第２実施形態のスピンドルの内部構造を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に参照する各図において、その全部又は一部が適宜断面図により示される場合がある。
【００３５】
（第１実施形態）
［タイヤ路上試験装置］
図１、図２及び図３は、それぞれ本発明の第１実施形態に係るタイヤ路上試験装置１の内部構造の概略を示す側面図、平面図及び背面図である。
【００３６】
タイヤ路上試験装置１は、自動車を改造して製作された自走式のタイヤ路上試験装置であり、後述する試験輪１２０（図９）のホイール１２１に試験タイヤ１２２を装着して、自動車用テストコース等の路面上を走行することにより、様々な路面に対して試験タイヤ１２２の各種性能を試験するものである。
【００３７】
本実施形態のタイヤ路上試験装置１は、ベース車両であるリアエンジン・リアドライブ（ＲＲ）方式のバスを改造した車両２に試験ユニット３等の試験設備を搭載したものである。
【００３８】
なお、以下の説明における前後、上下、左右の各方向は、車両２の前進方向を向いたときの各方向として定義する。また、右方向（左方向）をＸ軸正（負）方向、前方（後方）をＹ軸正（負）方向、上方（下方）をＺ軸正（負）方向と定義する。
【００３９】
図１及び図２に示されるように、車両２の主室（ベース車両の客室部分）は、前隔壁２ｄ及び後隔壁２ｅにより、前後方向に３つに区画されている。前隔壁２ｄと後隔壁２ｅとで挟まれた前後方向中央の区画を試験室２ｆ、運転席２ｃが配置された前隔壁２ｄよりも前方の区画を制御室２ｇ、後隔壁２ｅよりも後方の区画を機械室２ｈという。なお、ベース車両において客室中央部の床下に設けられていたトランクルームと客室とを仕切る壁は取り払われて、一つの試験室２ｆが形成されている。
【００４０】
［試験ユニット］
試験ユニット３は、本体１０、制御装置２０、発電機３０、動力ユニット４０、制駆動用油圧供給装置５０（図２）及び空気圧供給装置６０（図２）を備えている。
【００４１】
試験ユニット３の本体１０は試験室２ｆに配置され、制御装置２０は制御室２ｇに配置され、発電機３０、動力ユニット４０、制駆動用油圧供給装置５０及び空気圧供給装置６０は機械室２ｈに配置されている。まえた、空気圧供給装置６０は、エアータンク６１を備えている。
【００４２】
本体１０は、試験ユニット３の主要部であり、試験タイヤ１２２を路面に対して所定の向きに合わせて、試験タイヤ１２２に所定の試験荷重（タイヤ荷重）及び制駆動力（制動力及び駆動力）を与えると共に、試験タイヤ１２２に加わる力を検出する。本体１０の詳細については後述する。
【００４３】
制御装置２０は、本体１０をはじめとする試験ユニット３を構成する各部の動作の監視及び制御を行う。制御装置２０は、ユーザインタフェースである操作卓２１を備えている。操作卓２１は、図示されていないディスプレーやキーボード等の入出力装置を備えている。
【００４４】
発電機３０は、試験ユニット３の各部に電力を供給する。
【００４５】
なお、大量の電力を消費する試験輪１２０の制駆動（後述するスピンドル１３０の油圧モータ１３２の駆動）には、動力ユニット４０が発生する電力が使用される。
【００４６】
制駆動用油圧供給装置５０（図２）は、動力ユニット４０から供給される電力を使用して、油圧モータ１３２を駆動するする。
【００４７】
空気圧供給装置６０は、圧縮空気を貯蔵するエアータンク６１を備え、油圧バルブ等を制御するための圧縮空気を供給する。
【００４８】
［試験ユニットの本体］
図１及び図２に示されるように、本体１０は、ベースフレーム１１０、試験輪１２０、スピンドル１３０、キャリッジ１４０及びモニター輪ユニット１５０を備えている。なお、試験輪１２０のホイール１２１（図９）には、試験タイヤ１２２が装着される。
【００４９】
本体１０のベースフレーム１１０は、溶接等により車両２のフレーム（不図示）に固定されている。本体１０のベースフレーム１１０には、キャリッジ１４０及びモニター輪ユニット１５０が取り付けられている。
【００５０】
キャリッジ１４０は、スピンドル１３０を支持する支持装置である。キャリッジ１４０は、スピンドル１３０にタイヤ荷重（鉛直荷重）を与えると共に、スピンドル１３０を、そのベースフレーム１１０に対する位置及び向きを設定されたものに調整することができる。キャリッジ１４０の詳細については後述する。
【００５１】
［スピンドル］
図４及び図５は、それぞれスピンドル１３０の内部構造の概略を示す側面図及び平面図であり、図６はスピンドル１３０の正面図である。
【００５２】
図４に示されるように、スピンドル１３０は、スピンドルフレーム１３１、油圧モータ１３２、クラッチ１３３、ブレーキ装置１３４、速度センサ１３５、トルクセンサ１３６、カップリング１３７、軸受部１３８及び出力軸１３９を備えている。
【００５３】
スピンドルフレーム１３１は、筒部１３１ａ、固定部１３１ｂ、連結部１３１ｃ及び背面補強部１３１ｄを有している。
筒部１３１ａは、Ｘ軸方向に延びる筒状のケースであり、その中空部にスピンドル１３０の回転軸を収容し、この回転軸を回転可能に支持している。
固定部１３１ｂは、キャリッジ１４０に取り付けられる略平板状の部分であり、筒部１３１ａの上方において筒部１３１ａと平行に配置されている。
連結部１３１ｃは、筒部１３１ａと固定部１３１ｂを連結する略平板状の部分であり、筒部１３１ａの一端部（Ｘ軸負方向端部）から上方に突出して、正面（Ｘ軸負方向側の面）において固定部１３１ｂの一端部（Ｘ軸正方向端部）と接続されている。
背面補強部１３１ｄは、連結部１３１ｃの背面（固定部１３１ｂと反対側の面）から突出するリブ構造である。
【００５４】
油圧モータ１３２は、スピンドルフレーム１３１の筒部１３１ａの他端部（Ｘ軸正方向端部）に取り付けられている。油圧モータ１３２は、制駆動用油圧供給装置５０から供給される油圧を、試験輪１２０を制駆動（制動及び駆動）するためのトルクに変換する。油圧モータ１３２には、クラッチ１３３の入力側が接続されている。
【００５５】
クラッチ１３３は、試験輪１２０に駆動力を与えない試験を行う場合に、油圧モータ１３２と試験輪１２０との連結を切断するためのドグクラッチである。クラッチ１３３は、クラッチレバー１３３ａを操作することにより、連結／切断が切り換えられる。クラッチレバー１３３ａは、スピンドルフレーム１３１の筒部１３１ａの外部から容易に操作できるように、筒部１３１ａを貫通して外部に露出している。クラッチ１３３の出力側にはブレーキ装置１３４が接続されている。
【００５６】
ブレーキ装置１３４は、ディスク式油圧ブレーキであり、キャリパー１３４ａ及びディスクローター１３４ｂを備えている。ディスクローター１３４ｂは、入力側がクラッチ１３３と接続され、出力側がトルクセンサ１３６と接続されている。また、キャリパー１３４ａはスピンドルフレーム１３１の筒部１３１ａに取り付けられている。なお、ブレーキ装置１３４には、ドラム式油圧ブレーキやエア式ブレーキ等、他の方式のものを使用してもよい。
【００５７】
速度センサ１３５は、ブレーキ装置１３４のディスクローター１３４ｂの回転数を検出する磁気式ギア速度センサである。速度センサ１３５は、ディスクローター１３４ｂの外周面と対向するように配置され、スピンドルフレーム１３１の筒部１３１ａに取り付けられている。なお、本実施形態のディスクローター１３４ｂには、自動車用の市販品がそのまま使用されているが、ディスクローター１３４ｂの外周面に速度検出用の歯を設けても良い。ディスクローター１３４ｂを検出歯車として使用することにより、部品点数を増やさずに、軽量（低慣性）でコンパクトなスピンドル１３０が実現する。また、ディスクローター１３４ｂとは別に磁性材料からなる検出歯車を設けて、検出歯車の外周面と対向するように速度センサ１３５を配置した構成としてもよい。速度センサ１３５の検出結果を示す信号は制御装置２０に送信される。制御装置２０は、この信号に基づいて、制駆動用油圧供給装置５０による試験輪１２０の回転駆動のフィードバック制御を行う。
【００５８】
トルクセンサ１３６は、所謂フランジ型トルクセンサであり、回転軸に接続される検出器１３６ａとスピンドルフレーム１３１の筒部１３１ａに取り付けられるレシーバ１３６ｂを備えている。検出器１３６ａによって検出されたトルクを示す信号は、検出器１３６ａから電磁波（例えば電波や赤外線）として発信され、レシーバ１３６ｂによって受信された後、信号線（不図示）を介して制御装置２０へ転送される。また、検出器１３６ａが使用する電力は、レシーバ１３６ｂから電磁波として供給される。
【００５９】
トルクセンサ１３６の検出器１３６ａの入力側にはブレーキ装置１３４のディスクローター１３４ｂが接続され、出力側にはカップリング１３７が接続されている。本実施形態のカップリング１３７は、回転方向に高い剛性を有すると共に、曲げ方向に柔軟性を有している。この構成により、カップリング１３７は、回転運動を正確に伝達可能でありながらも、回転軸の撓みを逃がして回転抵抗の増大を防止することができる。
【００６０】
カップリング１３７の出力側は、出力軸１３９と連結されている。出力軸１３９の先端面には、試験輪１２０のホイール（不図示）を取り付けるための複数のねじ穴１３９ａが設けられている。
【００６１】
軸受部１３８は、スピンドルフレーム１３１の筒部１３１ａのＸ軸負方向端に取り付けられている。また、軸受部１３８は、出力軸１３９をスピンドルフレーム１３１に対して回転自在に支持する。
【００６２】
軸受部１３８は、第１部１３８ａ、第２部１３８ｂ、複数の軸受１３８ｃ及び４個の圧電方式の３分力センサ１３８ｓを備えている。第１部１３８ａはスピンドルフレーム１３１に取り付けられている。また、第１部１３８ａと第２部１３８ｂとは、その間に並列に配置された４個の３分力センサ１３８ｓを挟み、４本のボルト１３８ｄによって一体に固定されている。４個の３分力センサ１３８ｓは、スピンドル１３０の回転軸を中心とする同一円周上に等間隔で配置されている。また、各３分力センサ１３８ｓには、ボルト１３８ｄを通す貫通孔が形成されている。４本のボルト１３８ｄの締め付けにより、各３分力センサ１３８ｓには所定の大きさのプリロードが与えられている。また、第２部１３８ｂは、少なくとも一つ（本実施形態では３つ）の軸受１３８ｃを介して、出力軸１３９を回転自在に支持する。
【００６３】
この構成により、軸受１３８ｃを介して出力軸１３９から軸受部１３８の第２部１３８ｂに伝達された力は、４個の３分力センサ１３８ｓに伝達される。各３分力センサ１３８ｓの信号は制御装置２０へ送信される。制御装置２０は、４個の３分力センサ１３８ｓの信号に基づいて、出力軸１３９から軸受部１３８の第２部１３８ｂに伝達された力の５分力（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の並進力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ及びＹ、Ｚ軸周りのトルクＭｙ、Ｍｚ）を計算する。
【００６４】
なお、出力軸１３９の軸トルクＭｘ（Ｘ軸周りのトルク）は、軸受１３８ｃによっては伝達されず、カップリング１３７を介してトルクセンサ１３６に伝達され、トルクセンサ１３６によって検出される。トルクセンサ１３６の信号も制御装置２０へ送信される。制御装置２０は、トルクセンサ１３６からの信号に基づいて、出力軸１３９からトルクセンサ１３６に伝達された軸トルクＭｘ計算する。
【００６５】
本実施形態で使用されるカップリング１３７は、回転方向のみに高い剛性を有しているため、試験輪１２０（出力軸１３９）の軸トルクＭｘ（Ｘ軸回りのトルク）のみがカップリング１３７を介してトルクセンサ１３６に伝達されてトルクセンサ１３６によって検出され、それ以外の５分力（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、Ｍｙ、Ｍｚ）は殆ど全てが軸受部１３８に伝達され、４つの３分力センサ１３８ｓによって検出される。
【００６６】
［キャリッジ］
図７、図８及び図９は、それぞれ本体１０の主要部の側面図、平面図及び正面図である。図７に示されるように、キャリッジ１４０は、キャンバー角付与機構１４１、荷重付与機構１４２、スリップ角付与機構１４３及びキャリッジ用油圧供給装置１４４（図１）を備えている。
【００６７】
［キャンバー角付与機構］
キャンバー角付与機構１４１は、設定されたキャンバー角を試験輪１２０に与えるために、スピンドル１３０をＹ軸周りに回動させる機構である。図７に示されるように、キャンバー角付与機構１４１は、第１キャリッジフレーム１４１１、軸１４１２、軸受１４１３、油圧シリンダ１４１４、ヒンジ１４１５及びヒンジ１４１６を備えている。
【００６８】
第１キャリッジフレーム１４１１は、鋼製の角パイプを溶接して形成したものである。図８に示されるように、第１キャリッジフレーム１４１１は、角パイプを長方形の環状に接合した枠部１４１１ａを有している。枠部１４１１ａは、Ｙ軸方向延びる長辺１４１１ａ１と、Ｘ軸方向に伸びる短辺１４１１ａ２を有している。枠部１４１１ａの四隅からは、二対の脚部１４１１ｂ、１４１１ｃが下方に伸びている。
【００６９】
図７及ぶ図９に示されるように、Ｘ軸正方向側に配置された一対の脚部１４１１ｂの下端部には、それぞれＹ軸方向外側に伸びる軸１４１２が固定されている。一対の軸１４１２は、それぞれベースフレーム１１０に固定された一対の軸受１４１３によって回転可能に支持されている。すなわち、キャンバー角付与機構１４１の第１キャリッジフレーム１４１１は、軸受１４１３によってＹ軸方向に延びる軸１４１２の周りに揺動可能に支持されている。軸１４１２の回転角（すなわち、第１キャリッジフレーム１４１１の揺動角）は、角度センサ１４１３ａ（図８）によって検出される。
【００７０】
また、図７に示されるように、第１キャリッジフレーム１４１１のＸ軸負方向側に配置された一対の脚部１４１１ｃは、その下端部において、それぞれＹ軸周りに屈曲可能なヒンジ１４１５を介して一対の油圧シリンダ１４１４のピストンロッド１４１４ｂと連結されている。油圧シリンダ１４１４のシリンダ本体１４１４ａは、Ｙ軸周りに屈曲可能なヒンジ１４１６を介してベースフレーム１１０に取り付けられている。油圧シリンダ１４１４は、キャリッジ用油圧供給装置１４４（図１）から供給される油圧によって作動する。この構成によれば、油圧シリンダ１４１４の伸縮量により、ベースフレーム１１０（すなわち車両２）に対するキャリッジ１４０のＹ軸周りの傾き角（すなわち試験輪１２０のキャンバー角）を調整することができる。制御装置２０がキャリッジ用油圧供給装置１４４を制御することにより、試験輪１２０のキャンバー角が設定値に調整される。
【００７１】
［荷重付与機構］
荷重付与機構１４２は、設定されたタイヤ荷重（鉛直荷重）を試験輪１２０に与えるために、スピンドル１３０を上下動させる機構である。荷重付与機構１４２は、第２キャリッジフレーム１４２１と、一対のリニアガイド１４２２と、油圧シリンダ１４２３を備えている。
【００７２】
各リニアガイド１４２２のレール１４２２ａは、長手方向をＺ軸方向に向けて、キャンバー角付与機構１４１の第１キャリッジフレーム１４１１（具体的には、各脚部１４１１ｂのＸ軸正方向側の側面）に取り付けられている。各レール１４２２ａには、一対のキャリッジ１４２２ｂが装着されている。各キャリッジ１４２２ｂは、第２キャリッジフレーム１４２１の、各レール１４２２ａと対向する面に取り付けられている。この構成により、荷重付与機構１４２の第２キャリッジフレーム１４２１は、キャンバー角付与機構１４１の脚部１４１１ｂに沿って上下に（すなわち、略Ｚ軸方向に）スライド可能に支持されている。
【００７３】
油圧シリンダ１４２３のシリンダ本体１４２３ａは、後述するスリップ角付与機構１４３の回転連結器１４３１の外筒１４３１ｂを介して第２キャリッジフレーム１４２１に固定されている。また、油圧シリンダ１４２３のピストンロッド１４２３ｂの先端は、キャンバー角付与機構１４１の第１キャリッジフレーム１４１１に固定されている。具体的には、第１キャリッジフレーム１４１１は枠部１４１１ａの長手方向中央部にて一対の長辺を連結する連結部１４１ｄを有し、この連結部１４１ｄの下面にピストンロッド１４２３ｂの先端が固定されている。
【００７４】
油圧シリンダ１４２３は、キャリッジ用油圧供給装置１４４（図１）から供給される油圧によって作動する。油圧シリンダ１４２３の伸縮量により、第１キャリッジフレーム１４１１に対する第２キャリッジフレーム１４２１の高さ（Ｚ軸位置）、すなわち、車両２に対する試験輪１２０の高さを調整することができる。また、試験輪１２０が接地した状態で車両２に対する試験輪１２０の高さを変化させると、試験輪１２０に加わるタイヤ荷重が変化するため、油圧シリンダ１４２３の伸縮量により、タイヤ荷重を調整することができる。制御装置２０がキャリッジ用油圧供給装置１４４を制御することにより、試験輪１２０のタイヤ荷重が設定値に調整される。また、荷重付与機構１４２は、試験を行わないときには、試験輪１２０を上昇させて、路面から離隔させる。
【００７５】
［スリップ角付与機構］
スリップ角付与機構１４３は、設定されたスリップ角を試験輪１２０に与えるために、スピンドル１３０をＺ軸周りに回動させる機構である。
【００７６】
図１０、図１１及び図１２は、それぞれスリップ角付与機構１４３の付近を拡大したキャリッジ１４０の平面図、背面図及び側面図である。図１０に示されるように、スリップ角付与機構１４３は、回転連結器１４３１、油圧シリンダ１４３２、ヒンジ１４３３及びヒンジ１４３４を備えている。
【００７７】
回転連結器１４３１は、スピンドル１３０を、荷重付与機構１４２の第２キャリッジフレーム１４２１に対して、Ｚ軸周りに回転可能に連結する装置である。図１２に示されるように、回転連結器１４３１は、内筒１４３１ａ、外筒１４３１ｂ、一対の軸受１４３１ｃ１及び１４３１ｃ２並びに角度センサ１４３１ｄを備えている。内筒１４３１ａ及び外筒１４３１ｂは略円筒状の部材である。外筒１４３１ｂは、中心軸をＺ軸方向に向けて配置され、Ｘ軸正方向側の側面において第２キャリッジフレーム１４２１に固定されている。外筒１４３１ｂのＸ軸負方向側の側面下端部には、油圧シリンダ１４２３のシリンダ本体１４２３ａ（図７）が取り付けられるシリンダ取付部１４３１ｂ２が設けられている。また、外筒１４３１ｂは、その中空部内に内筒１４３１ａを同軸に収容し、一対の軸受１４３１ｃ１及び１４３１ｃ２を介して内筒１４３１ａを回転自在に支持している。内筒１４３１ａは、その下端を塞ぐ底板１４３１ａ１と、上端を塞ぐ天板１４３１ａ２を有している。底板１４３１ａ１は、スピンドル１３０のフレーム１３１の固定部１３１ｂに固定されている。
【００７８】
また、外筒１４３１ｂは、その上端を塞ぐ天板１４３１ｂ１を有している。天板１４３１ｂ１の上面中央には、角度センサ１４３１ｄの本体１４３１ｄ１が取り付けられている。角度センサ１４３１ｄの本体１４３１ｄ１の下面からは、回転角を検出するためのシャフト１４３１ｄ２が、外筒１４３１ｂの中心軸上を垂下している。シャフト１４３１ｄ２の下端は、内筒１４３１ａの天板１４３１ａ２に固定されている。角度センサ１４３１ｄは、本体１４３１ｄ１が固定された外筒１４３１ｂに対するシャフト１４３１ｄ２が固定された内筒１４３１ａの回転角、すなわち、キャリッジ１４０に対するスピンドル１３０のＺ軸周りの回転角を検出する。
【００７９】
また、図１０に示されるように、スピンドル１３０のフレーム１３１の背面補強部１３１ｄには、そのＸ軸正方向端において、ヒンジ１４３３を介して油圧シリンダ１４３２の本体１４３２ａがＺ軸周りに揺動可能に取り付けられている。また、油圧シリンダ１４３２のピストンロッド１４３２ｂの先端は、ヒンジ１４３４を介して、荷重付与機構１４２の第２キャリッジフレーム１４２１に固定されたアーム１４２１ａと、Ｚ軸周りに揺動可能に連結されている。なお、スリップ角を０°に設定したときに、ヒンジ１４３４の回転軸は、ヒンジ１４３３の回転軸よりも僅かに第２キャリッジフレーム１４２１寄りに配置されている。これにより、油圧シリンダ１４３２の伸縮によってスピンドル１３０がスムーズに揺動することができるようになっている。
【００８０】
油圧シリンダ１４３２は、キャリッジ用油圧供給装置１４４（図１）から供給される油圧によって作動する。油圧シリンダ１４３２の伸縮量により、キャリッジ１４０に対するスピンドル１３０のＺ軸周りの回転角、すなわち試験輪１２０のスリップ角を調整することができる。
【００８１】
また、図８に示されるように、本実施形態では、スリップ角を調整するための揺動軸（具体的には、回転連結器１４３１の中心軸Ａｘ）が試験輪１２０の中心を通るように構成されている。
【００８２】
［モニター輪ユニット］
図１３及び図１４は、それぞれモニター輪ユニット１５０の側面図及び平面図である。モニター輪ユニット１５０は、車両２の車速及び走行角を計測するための装置である。図１３に示されるように、モニター輪ユニット１５０は、モニター輪１５１、左右一対のスイングアーム１５２、スイング軸１５３、支柱１５４、軸受１５５、スリップ軸１５６、角度センサ１５７、空気圧シリンダ１５８及び磁気式ギア速度センサ１５９を備えている。
【００８３】
Ｚ軸方向に伸びる円柱状のスリップ軸１５６は、ベースフレーム１１０に取り付けられたブラケット１５０ａに固定されている。また、スリップ軸１５６と平行に角柱状の支柱１５４が配置されている。支柱１５４の側面にはヒンジベース１５４ａが固定されている。スリップ軸１５６はヒンジベース１５４ａの軸受部に通され、ヒンジベース１５４ａと共にＺ軸周りに揺動自在なヒンジを構成している。すなわち、ヒンジベース１５４ａ及び支柱１５４は、スリップ軸１５６によって、スリップ軸１５６を中心に回動可能に支持されている。また、ヒンジベース１５４ａには、スリップ軸の回転角を検出する角度センサ１５７が取り付けられている。角度センサ１５７の信号は制御装置２０に送られ、この信号に基づいて制御装置２０は車両２の走行角を計算する。車両２の旋回中（すなわち、走行角が零でないとき）は、路面に対する試験輪１２０の真のスリップ角は、スリップ角付与機構１４３によって試験輪１２０に与えられるスリップ角の設定値（ベースフレーム１１０に対する試験輪１２０のＺ軸周りの傾き）よりも、走行角の分だけ大きく（又は、小さく）なる。そのため、制御装置２０は、計算した走行角に基づいて、スリップ角付与機構１４３によって試験輪１２０に与えるスリップ角の設定値を補正する。
【００８４】
支柱１５４の下端部には、Ｘ軸方向に延びる円柱状のスイング軸１５３が取り付けられている。また、一対のスイングアーム１５２は、互いに平行に配置され、連結棒１５２ａにより一体に連結されている。各スイングアーム１５２の長手方向両端部には軸受（不図示）が設けられている。各スイングアーム１５２の前方の軸受はスイング軸１５３を回転自在に支持し、後方の軸受はモニター輪１５１の車軸１５１ａを回転自在に支持する。また、モニター輪１５１のホイール１５１ｂには、速度検出用ギア１５９ａが取り付けられ、速度検出用ギア１５９ａの外周面と対向して磁気式ギア速度センサ１５９ａが配置されている。磁気式ギア速度センサ１５９によるモニター輪１５１の速度の検出結果を示す信号は制御装置２０に送られ、この信号に基づいて制御装置２０は車両２の車速を計算する。
【００８５】
また、空気圧シリンダ１５８の本体は、支柱１５４の上端部に設けられたボス１５４ｂにピン１５８ｃを介して揺動可能に取り付けられ、空気圧シリンダ１５８のピストンロッド１５８ａの先端部は、連結棒１５２ａに設けられたボス１５２ｂにピン１５８ｄを介して揺動可能に取り付けられている。空気圧シリンダ１５８は、空気圧供給装置６０から供給される圧縮空気により作動する。空気圧シリンダ１５８の伸縮により、車両２（すなわち路面）に対するモニター輪１５１の高さやタイヤ荷重を調整することができる。制御装置２０は、設定されたタイヤ荷重がモニター輪１５１に加わるように、空気圧供給装置６０を制御する。モニター輪１５１のタイヤ荷重は、空気圧シリンダ１５８に供給される圧縮空気の圧力（空気圧供給装置６０の図示されていない空気圧計によって検出される）に基づいて制御される。また、制御装置２０は、試験が行われない時には、空気圧シリンダ１５８に負圧を供給するよう空気圧供給装置６０を制御して、モニター輪１５１を路面から離して、試験室２ｆ（図１）内に格納する。
【００８６】
図１５は、本実施形態の各車輪の配置関係を示した図である。ハッチングは、走行角θ〜＋θ（例えば、−５°〜＋５°）の範囲内で操舵した場合における前輪２ａの軌跡の範囲を図示したものである。タイヤの路上試験は、一般的な車両の走行速度（例えば６３ｋｍ／ｈ）で行われる。この走行速度で安全に試験を行うためには、走行角は概ね２〜３°以内に制限する必要がある。従って、最大走行角±２〜３°（好ましくは±１〜３°のマージンを含めた最大走行角±３〜６°）で走行した場合でも前輪２ａの軌跡に試験輪１２０が乗らないように試験輪１２０を配置することにより、試験輪１２０の路面状態への前輪の影響を排除又は軽減させ、試験精度を有意に向上させることができる。なお、本実施形態のタイヤ路上試験装置１では、走行角が−２０°〜＋２０°の範囲で走行しても、従来の路上試験装置のように前輪２ａの軌跡上に試験輪１２０が接地することはない。従って、より低い走行速度及びより大きな走行角の下で試験を行った場合でも、試験輪１２０の路面状態は、前輪２ａによって殆ど影響を受けることがなく、より正確な路上試験が可能となる。
【００８７】
［タイヤ路上試験装置の動作］
次に、タイヤ路上試験装置１の動作について説明する。
【００８８】
まず、実施する試験内容に応じて、クラッチレバー１３３ａ（図４）が操作される。具体的には、油圧モータ１３２により試験輪１２０に駆動力を与える試験を行う場合には、クラッチレバー１３３ａが連結側に倒され、試験輪１２０に駆動力を与えない試験を行う場合には、クラッチレバー１３３ａが切断側に倒される。例えば、試験輪１２０に制動力のみを与える試験を行う場合は、油圧モータ１３２は駆動されず、クラッチレバー１３３ａを切断側に倒した状態で試験が行われる。以下の説明は、クラッチ１３３を連結して油圧モータ１３２による駆動を行う場合のものである。
【００８９】
なお、試験ユニット３の始動時において、試験輪１２０及びモニター輪１５１は、試験室２ｆ内に格納され、路面から浮いた状態となっている。
【００９０】
制御卓２１により試験条件が入力され、試験ユニット３の暖気運転が完了すると、制御装置２０は、試験可能な状態であることを操作卓２１のディスプレーに表示して、試験開始ボタン（不図示）の操作を待つ。
【００９１】
次に、車両２が始動して、走行を開始する。そして、車両２がテストコースに進入すると、操作卓２１の試験開始ボタンが押される。制御装置２０は、スリップ角及びキャンバー角の設定値に基づいてキャリッジ１４０を制御し、試験ユニット３のフレーム１１０に対するスピンドル１３０（すなわち試験輪１２０）のＺ軸周り及びＹ軸周りの傾きを調整する。具体的には、制御装置２０は、キャリッジ用油圧供給装置１４４を制御して、角度センサ１４３１ｄ（図１２）によって計測されるスリップ角が設定値と一致するようにスリップ角付与機構１４３の油圧シリンダ１４３２（図１０）を作動させると共に、角度センサ１４１３ａ（図８）によって計測されるキャンバー角が設定値と一致するようにキャンバー角付与機構１４１の油圧シリンダ１４１４（図７）を作動させる。なお、スリップ角の設定値は、モニター輪ユニット１５０によって検出された走行角に基づいて補正される。
【００９２】
また、制御装置２０は、試験輪１２０の周速が走行速度の設定値と一致するように、制駆動用油圧供給装置５０を制御し、スピンドル１３０を駆動して試験輪１２０を定速回転させる。そして、モニター輪ユニット１５０によって検出された車速が走行速度の設定値に近づくと、制御装置２０は、試験輪１２０の周速がモニター輪ユニット１５０により検出された車速と一致するように、制駆動用油圧供給装置５０を制御する。
【００９３】
次いで、制御装置２０は、キャリッジ１４０（荷重付与機構１４２）を制御して、路面に接地するまで試験輪１２０を一定速度で降下させる。具体的には、制御装置２０は、キャリッジ用油圧供給装置１４４を制御して、荷重付与機構１４２の油圧シリンダ１４２３（図７）を一定速度で伸長するように作動させる。
【００９４】
制御装置２０は、３分力センサ１３８ｂを用いて計測されるタイヤ荷重Ｆｚの変動から、試験輪の接地を感知することができる。制御装置２０は、試験輪の接地を感知すると、荷重付与機構１４２による試験輪１２０のＺ軸方向の位置制御を、速度制御（降下速度の制御）から荷重制御（タイヤ荷重Ｆｚの制御）に切り替える。具体的には、制御装置２０は、キャリッジ用油圧供給装置１４４を制御して、３分力センサ１３８ｂにより計測される試験輪１２０のタイヤ荷重Ｆｚが設定値と一致するように、荷重付与機構１４２の油圧シリンダ１４１４（図７）を作動させる。
【００９５】
また、制御装置２０は、試験輪１２０の接地を感知すると、スピンドル１３０による試験輪１２０の駆動制御を、速度制御（回転数の制御）から荷重制御（軸トルクＭｘの制御）に切り替える。具体的には、制御装置２０は、制駆動用油圧供給装置５０を制御して、トルクセンサ１３６により計測される試験輪１２０の軸トルクＭｘが駆動力（又は制動力）の設定値から計算される値と一致するように、スピンドル１３０の油圧モータ１３２（図４）を作動させる。また、制御装置２０は、必要な制動力が、油圧モータ１３２が出力可能な制動力の上限を超える場合には、不足する制動力を補うために同時にブレーキ装置１３４を作動させる。
【００９６】
なお、試験輪１２０の接地後にも試験輪１２０の速度制御を継続する構成も可能である。この場合には、制御装置２０は、ブレーキ装置１３４を制御して、トルクセンサ１３６により計測される試験輪１２０の軸トルクＭｘが制動力の設定値から計算される値と一致するように、キャリパー１３４ａ（図４）を作動させる。この場合、必要な制動力がブレーキ装置１３４により付与可能な制動力の上限を超えると、試験輪１２０の周速がモニター輪ユニット１５０により検出された車速よりも早くなるが、試験輪１２０の周速が走行速度の設定値と一致するようにスピンドル１３０の油圧モータ１３２によって制動力が与えられるため、必要な制動力が確保される。
【００９７】
また、クラッチ１３３を切断し、試験輪１２０に制動力のみを加える試験を行う場合には、制御装置２０は、ブレーキ装置１３４を制御して、トルクセンサ１３６により計測される試験輪１２０の軸トルクＭｘが制動力の設定値から計算される値と一致するように、キャリパー１３４ａ（図４）を作動させる。
【００９８】
制御装置２０は、上述のように、スピンドル１３０及びキャリッジ１４０の動作を制御しながら、３分力センサ１３８ｂ、トルクセンサ１３６、モニター輪ユニット１５０等の検出結果に基づいて各種の物理量を計算し、計算結果を制御装置２０に内蔵されたハードディスクドライブ等の補助記憶装置（不図示）に記録する。本実施形態の試験ユニット３は、以下の物理量を計測及び記録する（山括弧内は、計測に使用するセンサ）。
・試験輪回転数＜速度センサ１３５＞
・車速＜モニター輪ユニット１５０（磁気式ギア速度センサ１５９）＞
・車両加速度＜モニター輪ユニット１５０（磁気式ギア速度センサ１５９）＞
・車両２の走行角＜モニター輪ユニット１５０（角度センサ１５７）＞
・横力［Ｆｘ］＜３分力センサ１３８ｂ＞
・前後力［Ｆｙ］＜３分力センサ１３８ｂ＞
・タイヤ荷重［Ｆｚ］＜３分力センサ１３８ｂ＞
・軸トルク［Ｍｘ］＜トルクセンサ１３６＞
・ＯＴＭ（Over Tuning Moment）［Ｍｙ］＜３分力センサ１３８ｂ＞
・ＳＡＴ（Self-Aligning Torque）［Ｍｚ］＜３分力センサ１３８ｂ＞
・スリップ角（ＳＡ）＜角度センサ１４３１ｄ＞
・キャンバー角（ＣＡ）＜角度センサ１４１３ａ＞
【００９９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の第２実施形態の説明においては、第1実施形態と同等の構成に対しては同一又は類似の符号を使用し、重複する説明は省略する。
【０１００】
［散水ユニット］
図１６は、本発明の第２実施形態に係るタイヤ路上試験装置１Ｓの内部構造の概略を示す側面図である。本実施形態のタイヤ路上試験装置１Ｓは、試験輪１２０が接地する路面に散水する散水ユニット７０を備えている。散水ユニット７０は、貯水タンク７１、ポンプ７２、流量調整弁７３及びノズル７４を備えている。
【０１０１】
貯水タンク７１に貯蔵された水は、ポンプによって所定圧に加圧され、流量調整弁７３によって流量が調整された後、ノズル７４から路面に散水される。ノズル７４は、試験輪１２０に対して、所定の位置及び角度で配置され、試験輪１２０が接地する路面上に所定厚の水膜が形成されるように散水する。
【０１０２】
制御装置２０は、流量調整弁７３を制御して、モニター輪ユニット１７０により検出した車両２Ｓの車速に応じてノズル７４からの散水量を調整する。これにより、車速によらず、一定厚の水膜が形成され、一定の試験条件下で高精度のウエット試験を行うことが可能になる。
【０１０３】
［ベベルギア］
図１７は、第２実施形態のスピンドル１３０Ｓの内部構造を示す側面図である。本実施形態のスピンドル１３０Ｓは、油圧モータ１３２の動力の伝達方向を９０度偏向させるベベルギア２００を備えており、油圧モータ１３２はベベルギア２００を介してクラッチ１３３に連結される。この構成により、スピンドル１３０ＳのＸ軸方向の寸法を大幅に短くすることができ、小型のバスにもスピンドル１３０Ｓを搭載することが可能になる。
【０１０４】
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、特許請求の範囲の記載により表現された技術的思想の範囲内において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示された実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本願の実施形態に含まれる。
【０１０５】
上記の実施形態は、いずれもリアエンジン・リアドライブ方式のバスを改造して得た車両２を使用した例であるが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、試験ユニット３の設置の支障となる横断面中央部に配置されプロペラシャフトを備えていない車両（例えば、フロントエンジン・フロントドライブ方式のもの）を使用することができる。また、プロペラシャフトを備えた車両であっても、プロペラシャフトが試験ユニット３の配置の妨げとならない配置をとるものであれば本発明を適用することができる。
【０１０６】
上記の実施形態では、トルクセンサ１３６により制駆動力を計測し、試験輪１２０に加わる残りの５分力を軸受部１３８に設けられた４つの３分力センサ１３８ｓを使用して計測する構成が採用されているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、３分力センサ１３８ｓのみを使用して試験輪１２０に加わる６分力全てを計測することもできる。また、各分力を個別のセンサを使用して計測してもよい。
【０１０７】
また、上記の実施形態では、４つの３分力センサ１３８ｓが使用されているが、例えば円周方向に等間隔に配置した３つの３分力センサ１３８ｓを使用して５分力を計測することもできる。
【０１０８】
また、本発明の一実施形態に係るタイヤ路上試験装置において、試験ユニットが、試験ユニットの各部に電力を供給する発電機と、モータに動力を供給するパワーユニットと、を備えた構成としてもよい。
【０１０９】
また、本発明の一実施形態に係るタイヤ路上試験装置において、パワーユニットが、エンジンと、エンジンに連結されたオルタネータと、を備え、電気サーボモータに電力を供給する構成としてもよい。
【０１１０】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、最大走行角３°（若しくは、最大走行角４°、５°、６°又は２０°）での走行時に、試験輪の軌跡と前輪の軌跡とが重ならないように構成してもよい。
【０１１１】
また、上記のタイヤ路上試験装置において、モータにより試験輪を制動可能な構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
１      …  タイヤ路上試験装置
２      …  車両
３      …  試験ユニット
１０    …  本体
１２０  …  試験輪
１３０  …  スピンドル
１４０  …  キャリッジ
１７０  …  モニター輪ユニット
２０    …  制御装置
３０    …  発電機
４０    …  動力ユニット
５０    …  制駆動用油圧ユニット
６０    …  空気圧供給装置
７０    …  散水ユニット
【図１】
2019124693.tif 000003
【図２】
2019124693.tif 000004
【図３】
2019124693.tif 000005
【図４】
2019124693.tif 000006
【図５】
2019124693.tif 000007
【図６】
2019124693.tif 000008
【図７】
2019124693.tif 000009
【図８】
2019124693.tif 000010
【図９】
2019124693.tif 000011
【図１０】
2019124693.tif 000012
【図１１】
2019124693.tif 000013
【図１２】
2019124693.tif 000014
【図１３】
2019124693.tif 000015
【図１４】
2019124693.tif 000016
【図１５】
2019124693.tif 000017
【図１６】
2019124693.tif 000018
【図１７】
2019124693.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月28日(2019.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両と、
前記車両に取り付けられた試験ユニットと、
を備え、
前記試験ユニットが、
前記車両に固定されたベースフレームと、
試験タイヤが装着された試験輪が取り付けられるスピンドルと、
前記車両の走行角を計測するモニター輪ユニットと、を備え、
前記モニター輪ユニットが、
路面に接地するモニター輪と、
前記モニター輪を回転可能に支持するアームと、
前記ベースフレームと前記アームとを上下に延びるＺ軸周りに回転可能に連結するヒンジと、
前記ヒンジの回転角を検出可能な角度センサと、を備えた、
タイヤ路上試験装置。
【請求項２】
前記ヒンジが、
前記Ｚ軸方向に伸びる円柱状のスリップ軸と、
前記スリップ軸を回転可能に支持するヒンジベースと、を備え、
前記角度センサが、前記スリップ軸の回転角を検出する、
請求項１に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項３】
前記モニター輪ユニットが、前記ヒンジによって前記ベースフレームと前記Ｚ軸周りに回転可能に連結された支柱を備え、
前記アームが、前記支柱を介して、前記ヒンジベースに連結され、
前記支柱と前記アームとが前記モニター輪の回転軸と平行なＹ軸周りに回転可能に連結された、
請求項１又は請求項２に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項４】
前記モニター輪ユニットが、前記支柱と前記アームとを連結し、前記アームを前記Ｙ軸周りに回転駆動可能な第１のシリンダを備えた、
請求項３に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項５】
前記スピンドルが、
前記試験輪が取り付けられる出力軸と、
前記出力軸を回転可能に支持する軸受部と、
前記出力軸を駆動可能なモータと、を備えた、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項６】
前記スピンドルが、
前記モータが取り付けられたスピンドルフレームと、
力センサと、を備え、
前記軸受部が、前記力センサを介して、前記スピンドルフレームに取り付けられた、
請求項５に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項７】
前記力センサが３分力センサであり、
前記スピンドルが、複数の前記３分力センサを備え、
前記複数の３分力センサの信号に基づいて前記試験輪に加わる５分力（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、Ｍｙ、Ｍｚ）を計算する手段を備え、
但し、
Ｆｘは、前記試験輪の回転軸に平行なＸ軸の方向の並進力であり、
Ｆｙは、前記Ｙ軸の方向の並進力であり、
Ｆｚは、前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸のそれぞれと垂直なＺ軸の方向の並進力であり、
Ｍｙは、前記Ｙ軸の周りの力のモーメントであり、
Ｍｚは、前記Ｚ軸の周りの力のモーメントである、
請求項６に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項８】
前記複数の３分力センサが、前記スピンドルの回転軸を中心とする同一円周上に等間隔で配置された、
請求項７に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項９】
前記３分力センサが、
前記軸受部を前記スピンドルフレームに取り付けるためのボルトが通される貫通孔が形成された圧電方式の力センサであり、
前記ボルトの締め付けによって前記３分力センサにプリロードが与えられている、
請求項７又は請求項８に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１０】
前記試験ユニットの動作を制御する制御装置を備え、
前記スピンドルが、前記試験輪を制動するブレーキ装置を備え、
前記制御装置が、前記モータと前記ブレーキ装置とが協働して前記試験輪を制動するように、前記モータ及び前記ブレーキ装置を制御可能に構成された、
請求項５から請求項９のいずれか一項に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１１】
前記ブレーキ装置がディスクブレーキであり、
前記スピンドルが、前記ブレーキ装置のブレーキディスクの回転数を検出する磁気式ギア速度センサを備えた、
請求項１０に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１２】
前記スピンドルが、前記モータと前記出力軸とを断続するクラッチを備えた、
請求項５から請求項１１のいずれか一項に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１３】
前記モータが油圧モータであり、
前記油圧モータに油圧を供給する油圧供給装置を備え、
前記油圧供給装置が、
電気サーボモータと、
前記電気サーボモータに連結された油圧ポンプと、を備え、
前記サーボモータの回転数に応じた量の作動油を供給する、
請求項５から請求項１２のいずれか一項に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１４】
前記スピンドルが、前記試験輪に加わる軸トルクを検出するトルクセンサを備え、
前記制御装置が、前記トルクセンサの検出結果に基づいて前記モータの駆動を制御する、
請求項５から請求項１３のいずれか一項に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１５】
前記スピンドルが、回転方向に高い剛性を有しつつ、曲げ方向に柔軟性を有するカップリングを備え、
前記カップリングを介して前記出力軸が前記モータと連結された、
請求項５から請求項１４のいずれか一項に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１６】
前記試験ユニットが、
前記試験輪に所定のタイヤ荷重を与える荷重付与機構を備え、
前記荷重付与機構が、
上下に移動可能な第１のフレームと、
前記第１のフレームを上下方向に駆動可能な第１の駆動手段と、を備え、
前記試験輪が路面に接地した状態で前記第１のフレームを上下方向にスライドさせて前記第１のフレームに支持された前記試験輪の高さを変化させることにより、前記タイヤ荷重を調整可能に構成された、
請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１７】
前記試験ユニットが、
前記ベースフレームと前記第１のフレームとを上下方向にスライド可能に連結するリニアガイドウェイと、を備えた、
請求項１６に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１８】
前記試験ユニットが、
前記試験輪に可変のスリップ角を与えるスリップ角付与機構と、
前記走行角の計測結果に基づいて前記スリップ角の設定値を補正する手段と、を備えた、
請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項１９】
車両と、
前記車両に取り付けられた試験ユニットと、
を備え、
前記試験ユニットが、
前記車両に固定されたベースフレームと、
試験タイヤが装着された試験輪が取り付けられるスピンドルと、
前記試験輪に可変のスリップ角を与えるスリップ角付与機構と、
前記車両の走行角を計測する手段と、
前記走行角の計測結果に基づいて前記スリップ角の設定値を補正する手段と、を備えた、
タイヤ路上試験装置。
【請求項２０】
前記スリップ角付与機構が、
前記ベースフレームと前記スピンドルとを、前記試験輪の中心を通り上下に延びるＺ軸周りに回転可能に連結する回転連結器と、
前記Ｚ軸周りに前記スピンドルを回転駆動可能な第２の駆動手段と、を備えた、
請求項１８又は請求項１９に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項２１】
前記第２の駆動手段が、
前記第１のフレームと前記スピンドルとを連結する第２のシリンダを備え、
前記第２のシリンダが、
一端側において、前記車両の走行方向を向くＹ軸及び前記試験輪の回転軸のそれぞれと垂直な回転軸を有する第２のヒンジを介して、前記第２のフレームに連結され、
他端側において、前記第２のヒンジと回転軸が平行な第３のヒンジを介して、前記スピンドルに連結された、
請求項２０に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項２２】
前記試験輪が接地する路面に散水する散水装置を備え、
前記散水装置が、
貯水タンクと、
前記貯水タンクから供給された水を加圧するポンプと、
前記試験輪の前方に配置され、前記ポンプに加圧された水を吐出するノズルと、
を備えた、
請求項１から請求項２１のいずれか一項に記載のタイヤ路上試験装置。
【請求項２３】
前記散水装置が、前記ノズルに供給する水量を調整する散水量調整手段を備え、
前記散水量調整手段が、車速に応じて前記水量を調整する、
請求項２２に記載のタイヤ路上試験装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
制駆動用油圧供給装置５０（図２）は、動力ユニット４０から供給される電力を使用して、油圧モータ１３２を駆動する。