(57)【要約】      （修正有）【課題】車両に装着されたタイヤの一部をより正確に再現することのできるゴム試験機を提供する。【解決手段】ゴム試験機１０は、疑似路面を有する路面パレット１２と、ゴム試料２２を保持するとともにゴム試料２２を路面パレット１２に対して進退方向、平行方向、回転方向に移動するゴム試料駆動部１４と、ゴム試料２２が路面パレット１２から受ける荷重を計測する荷重計測部１６と、荷重計測部１６の計測値に基づいてゴム試料駆動部１４を制御する制御装置とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定された疑似路面と、
ゴム試料を保持するとともに、該ゴム試料を前記疑似路面に対して進退方向および回転方向に移動させるゴム試料駆動部と、
前記ゴム試料が前記疑似路面から受ける荷重を計測する荷重計測部と、
前記荷重計測部で計測した荷重に基づいて前記ゴム試料駆動部を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とするゴム試験機。
【請求項２】
前記制御部は、前記疑似路面に対する前記ゴム試料の傾斜角度が予め設定された踏込角度となるように前記ゴム試料を前記疑似路面に接触させた後、前記傾斜角度が徐々に小さくなり、且つ、前記荷重計測部の計測値が徐々に大きくなって、予め設定された押付荷重値になるように、前記ゴム試料駆動部を制御することを特徴とする請求項１に記載のゴム試験機。
【請求項３】
記制御部は、前記疑似路面に対する前記ゴム試料の傾斜角度が０°の状態から徐々に大きくなって、予め設定された蹴出角度になった際に前記荷重計測手段の計測値が０になるように、前記ゴム試料駆動部を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のゴム試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はゴム試験機に係り、特に自動車タイヤ用の加硫ゴムの摩耗試験を行うゴム試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車タイヤに用いられる加硫ゴムの摩耗試験するため、様々な試験機が提案されている。たとえば、特許文献１の試験機は、平板状のゴム試験片と、砥石（または疑似路面）をそれぞれ独立して移動させている。この試験機によれば、ゴム試験片を傾斜させながら砥石に押し付けた後、傾斜させながら砥石から蹴り出させることによって、タイヤのトレッドブロックの接地から蹴り出しまでの現象を再現できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2011-158382
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の試験機は、ゴム試験片の動きに合わせて砥石を正確に駆動制御する必要があり、砥石の動きが少しでもずれた場合にはゴム試験片と砥石との間に余計な滑りが発生してしまうという問題があった。このため、ゴム試験片と砥石との間に僅かな滑りが発生した場合に、それが本来の現象なのか試験機の誤差なのかの判断が難しいという問題があった。
【０００５】
また、特許文献１の試験機は、ゴム試験片と砥石の両方を独立して駆動制御するため、ゴム試験片にかかる荷重を正確にコントロールすることが難しいという問題もあった。具体的に説明すると、車両に装着されたタイヤは、車両から大きな荷重を受けており、その荷重値に応じてタイヤの摩耗状況も異なる。したがって、タイヤのトレッドブロックの現象を再現するためには、ゴム試料にかかる荷重値も正確且つ迅速に制御する必要がある。しかし、特許文献１の試験機は、砥石を駆動させた場合にゴム試験片によって力が吸収されてしまうため、ゴム試験片にかかる荷重値を迅速かつ正確にコントロールすることができないという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたものであり、ゴム試料の動きとゴム試料にかかる荷重の両方を正確に制御することによって、より精度の高い試験を行うことができるゴム試験機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】
【０００７】
請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、固定された疑似路面と、ゴム試料を保持するとともに、該ゴム試料を前記疑似路面に対して進退方向および回転方向に移動させるゴム試料駆動部と、前記ゴム試料が前記疑似路面から受ける荷重を計測する荷重計測部と、前記荷重計測部で計測した荷重に基づいて前記ゴム試料駆動部を制御する制御部と、を備えたことを特徴とするゴム試験機を提供する。
【０００８】
請求項１の発明によれば、疑似路面を固定し、ゴム試料のみを移動させるようにしたので、ゴム試料にかかる荷重を正確且つ迅速にコントロールすることができる。さらに、請求項１の発明によれば、ゴム試料の動きとゴム試料にかかる荷重の両方を同時に制御することができるので、ゴム試料をタイヤのトレッドブロックと同じように摩耗させることができる。
【０００９】
請求項２の発明は請求項１の発明において、前記制御部は、前記疑似路面に対する前記ゴム試料の傾斜角度が予め設定された踏込角度となるように前記ゴム試料を前記疑似路面に接触させた後、前記傾斜角度が徐々に小さくなり、且つ、前記荷重計測部の計測値が徐々に大きくなって、予め設定された押付荷重値になるように、前記ゴム試料駆動部を制御することを特徴とする。請求項２の発明によれば、タイヤのトレッドブロックが疑似路面に接地した際の挙動をゴム試料で再現することができる。
【００１０】
請求項３の発明は請求項１または２の発明において、前記制御部は、前記疑似路面に対する前記ゴム試料の傾斜角度が０°の状態から徐々に大きくなって、予め設定された蹴出角度になった際に前記荷重計測手段の計測値が０になるように、前記ゴム試料駆動部を制御することを特徴とする。請求項３の発明によれば、タイヤのトレッドブロックが疑似路面から蹴り出す際の挙動をゴム試料で再現することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ゴム試料が疑似路面から受ける荷重に基づいてゴム試料の移動や回転を行うので、ゴム試料にかかる荷重とゴム試料の動きの両方を正確にコントロールすることができ、実際のタイヤのトレッドブロックの挙動をゴム試料で再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態のゴム試験機の構成を模式的に示す正面図
【図２】図１のゴム試験機の側面図
【図３】本実施の形態のゴム試験機の内部構成を模式的に示すブロック図
【図４】制御の一例を説明する図
【図５】図４におけるゴム試料の挙動を説明する図
【図６】別のゴム試料駆動機構を説明する模式図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
添付図面に従って本発明に係るゴム試験機の好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明が適用されたゴム試験機１０の概略構成を示す正面図であり、図２はその側面図である。また、図３はゴム試験機１０の内部構成を示すブロック図である。
【００１４】
ゴム試験機１０は、ゴム試料２２の摩耗試験を行う装置であり、路面パレット１２と、ゴム試料駆動部１４と、荷重計測部１６を備えている。
【００１５】
路面パレット１２は、平板状の砥石等を保持するパレットであり、架台２０に水平且つ上向きに固定されている。この路面パレット１２は、模擬する路面の状況に応じて複数の種類が用意されており、必要に応じて選択して着脱できるようになっている。路面パレット１２の種類としては例えば、乾燥路面用、ウェット路面用、氷雪路面用、高温路面用などが用意されるほか、撮影用の透明路面等が用意される。
【００１６】
ゴム試料駆動部１４は、ゴム試料２２を路面パレット１２に向けて下向きに保持するとともに、その保持したゴム試料２２を路面パレット１２に対して進退する方向（図１の上下方向）に移動したり、路面パレット１２に平行な方向（図１の左右方向）に移動したり、路面パレット１２に対して回転したりする機構である。
【００１７】
ゴム試料駆動部１４にはゴム試料２２の保持部２４が設けられており、この保持部２４にゴム試料２２が下向きに保持される。保持部２４は柱状部材２６の下端に取り付けられており、柱状部材２６の上部は、コ状のホルダ２８に回動自在に保持され、さらに回転軸３０を介して傾斜用モータ３２に連結されている。したがって、傾斜用モータ３２を駆動することによって、回転軸３０を介して柱状部材２６が回動し、保持部２４に保持されたゴム試料２２が回転する。これにより、路面パレット１２に対するゴム試料２２を所望の角度で傾斜させることができる。
【００１８】
コ状のホルダ２８は、昇降板３４に取り付けられている。昇降板３４は垂直に配置されており、同じく垂直に配置されたベース板３６に沿って昇降自在に支持される。具体的には、ベース板３６には一対のガイドレール３８が上下方向に取り付けられており、このガイドレール３８に沿って昇降板３４が昇降自在に支持されている。ベース板３６には、昇降板３４を昇降させるための昇降用モータ４２が取り付けられており、この昇降用モータ４２は、不図示の動力伝達機構を介して昇降板３４に連結され、昇降板３４を上下方向に移動できるようになっている。したがって、昇降用モータ４２を駆動することによって、昇降板３４、コ状のホルダ２８、柱状部材２６を介してゴム試料２２を上下方向に移動させることができる。
【００１９】
前述のベース板３６は、走行用モータに５２よって水平方向に移動できるようになっている。具体的には、架台１４の上部に一対のガイドレール４４が水平に配置されており、この一対のガイドレール４４にそれぞれスライダ４６がスライド自在に支持され、さらにこの一対のスライダ４６に跨るようにして前述のベース板３６が支持されている。スライダ４６の一方には、リニアモータ等から成る走行用モータ５２が取り付けられており、ガイドレール４４に沿ってスライダ４６を移動できるようになっている。したがって、走行用モータ５２を駆動することによって、ベース板３６等を介して、ゴム試料２２を水平方向に移動させることができる。
【００２０】
一方、荷重計測部１６は、前述の保持部２４に設けられており、ゴム試料２２にかかる荷重を計測できるようになっている。ここで、走行用モータ５２による移動方向（図１の左右方向）をＸ方向、そのＸ方向に直交する水平方向（図２の左右方向）をＹ方向、上下方向をＺ方向とする。荷重計測部１６は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の３分力を計測できるものが用いられる。なお、本実施の形態では３分力を計測するようにしたが、回転方向を加えた６分力を計測するようにしてもよいし、Ｚ方向のみを計測するものであっても良い。
【００２１】
図３に示すように傾斜用モータ３２、昇降用モータ４２、走行用モータ５２、および、荷重計測部１６はそれぞれ制御装置１８に接続されている。制御装置１８は、荷重計測部１６の計測値（Ｚ方向の荷重の値）に応じて傾斜用モータ３２、昇降用モータ４２、走行用モータ５２を制御する装置であり、傾斜用モータ３２、昇降用モータ４２、走行用モータ５２はそれぞれ独立して所定の操作量となるように制御される。
【００２２】
制御装置１８には、表示装置５４が接続されており、この表示装置５４に試験結果等が表示される。また、表示装置５４はタッチパネルのように入力手段も兼ねており、表示装置５４を用いて予め、踏込角θ１、蹴出角θ２、押付荷重Ｔが入力される。踏込角θ１は、ゴム試料２２が路面パレット１２に接触する際の、ゴム試料２２と路面パレット１２との角度であり、再現したいタイヤの大きさ等から算出されて入力される。蹴出角θ２は、ゴム試料２２が路面パレット１２から離れる際の、ゴム試料２２と路面パレット１２との角度であり、踏込角θ１と同様に、タイヤの大きさ等から算出された結果が入力される。一方、押付荷重Ｔは、車重等からタイヤにかかる荷重が算出され、その結果を用いて入力される。
【００２３】
図４は制御装置１８による制御の一例を示している。図４（ａ）はゴム試料２２にかかる荷重の変化を示しており、図４（ｂ）はゴム試料２２と路面パレット１２との角度の変化を示している。図４において、時刻α１はゴム試料２２が路面パレット１２に接地した瞬間であり、時刻α２はゴム試料２２が路面パレット１２に平行になった瞬間（つまりゴム試料２２と路面パレット１２との傾斜角度が０°になって面接触した瞬間）である。また、時刻β１はゴム試料２２が路面パレット１２に対して回転を始める瞬間（つまり蹴り出し始める瞬間）であり、β２はゴム試料２２が路面パレット１２から離れた瞬間である。図５は、図４の各時刻α１、α２、β１、β２におけるゴム試料２２と路面パレット１２の状況を模式的に示している。
【００２４】
まず、時刻α１では、路面パレット１２に対するゴム試料２２の角度が踏込角θ１となるように傾斜用モータ３２が制御され、その状態でゴム試料２２が路面パレット１２に接触するように昇降用モータ３２が制御される。
【００２５】
時刻α１からα２の間では、路面パレット１２に対するゴム試料２２の傾斜角度が徐々に小さくなるように傾斜用モータ３２が制御される。その際、ゴム試料２２にかかる荷重が徐々に大きくなるように昇降用モータ４２が制御され、さらにゴム試料２２と路面パレット１２の接触位置が変化しないように、走行用モータ５２が制御される。そして、時刻α２で傾斜角度が０°になり、且つ、ゴム試料２２にかかる荷重が押付荷重Ｔとなるように、傾斜用モータ３２、昇降用モータ４２、走行モータ５２が同時に制御される。これにより、ゴム試料２２は、タイヤのトレッドブロックの踏込み時の状況を正確に再現することができる。
【００２６】
時刻α２から時刻β１では、ゴム試料２２が路面パレット１２に対して面接触をしたまま平行移動するように、走行用モータ５２を駆動制御する。このとき、ゴム試料２２にかかる荷重が押付荷重Ｔの値で一定になるように走行用モータ５２を駆動制御する。
【００２７】
時刻β１では、路面パレット１２に対するゴム試料２２の角度が０°であり、ゴム試料２２にかかる荷重は押付荷重Ｔの値である。この状態から傾斜用モータ３２を駆動することによって、路面パレット１２に対するゴム試料２２の角度を徐々に大きくするとともに、昇降用モータ４２を駆動することによって、ゴム試料２２にかかる荷重を徐々に減少させる。そして、時刻β２において、傾斜角度が蹴出角θ２となり、且つ、荷重が０となるように、傾斜用モータ３２、昇降用モータ４２、走行モータ５２を同時に制御する。これにより、ゴム試料２２は、タイヤのトレッドパターンの蹴り出し時の状況を正確に再現することができる。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態のタイヤ試験機によれば、ゴム試料２２の動きだけでなく、ゴム試料２２にかかる荷重を制御するようにしたので、タイヤのトレッドブロックを正確に再現することができ、より正確な摩耗試験を行うことができる。
【００２９】
なお、上述した実施の形態では、踏込み時や蹴り出し時におけるゴム試料２２の角度と荷重が図４に示すように一定の速度で変化するように制御したが、これに限定するものでは無く、加速度的に増加或いは減少させたり、実際のタイヤで計測したデータに基づいて不規則に変化させたりしてもよい。さらに、上述した実施の形態では、Ｚ方向の荷重に基づいてゴム試料駆動部１４を制御するようにしたが、Ｘ方向やＹ方向の荷重に基づいても制御を行うようにしてもよい。
【００３０】
また、上述した実施の形態では、時刻α２から時刻β１までの間、一定の押圧荷重Ｔとなるように制御したが、これに限定するものではなく、実際の計測データ等に応じて不規則に変化させてもよい。さらに上述した実施の形態では、時刻α２から時刻β１までの間、ゴム試料２２を路面パレット１２に対して所定の滑りを与えたが、これに限定するものではなく、滑りを与えなくてもよい。その場合には、走行モータ５２による移動を停止し、所定の時間だけゴム試料２２を路面パレット１２に押し付けるようにするとよい。
【００３１】
また、上述した実施の形態では、ゴム試料２２を水平の一方向のみに駆動制御するようにしたが、これに限定するものではなく、直交する２方向に駆動制御するようにしてもよい。すなわち、Ｙ方向にゴム試料２２を移動させるようにしてもよい。これにより、タイヤのトレッドブロックがタイヤの幅方向に微小に移動する現象を再現することができる。
【００３２】
なお、上述した実施の形態では説明を省略したが、様々な計測や撮影等を行うようにしてもよい。たとえば、ゴム試料２２の側方や下方にハイスピードカメラを配置し、ゴム試料２２の現象を撮影するようにしてもよい。また、ゴム試料２２の周囲に温度センサを配置し、温度を計測するようにしてもよい。
【００３３】
また、上述した実施の形態では、傾斜用モータ３２、昇降用モータ４２、走行用モータ５２によってゴム試料２２が回転移動、昇降移動、水平移動を行うように構成したが、ゴム試料２２の駆動機構はこれに限定するものでは無く、様々な態様が可能である。たとえば、図６に示す機構では、ゴム試料２２の保持部２４が傾斜板６０の下面に支持されており、傾斜板６０は、シリンダ６４、６６のロッドの先端に回動自在に連結されている。シリンダ６４、６６は上側の架台７０に下向きに固定されており、そのロッドを下方に伸縮するように構成される。シリンダ６４とシリンダ６６はＸ方向に所定の間隔をあけて配置されている。したがって、シリンダ６４、６６を同じ操作量で駆動することによってゴム試料２２を上下に移動させることができ、各シリンダ６４、６６を異なる操作量で駆動することによってゴム試料２２を傾斜させることができる。ゴム試料２２の保持部２４は傾斜板６０に対して不図示のガイドレールによってＸ方向にスライド自在に支持されており、モータ６２によって保持部２４がＸ方向に移動するようになっている。したがって、モータ６２を駆動することによってゴム試料２２をＸ方向に移動させることができる。このような駆動機構を用いた場合であっても、ゴム試料２２を路面パレット１２に対して進退移行、平行移動、回転移動させることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０…ゴム試験機、１２…路面パレット、１４…ゴム試料駆動装置、１６…荷重計測部、１８…制御装置、２０…架台、２２…ゴム試料、２４…保持部、２６…柱状部材、２８…コ状ホルダ、３０…回転軸、３２…傾斜用モータ、３４…昇降板、３６…ベース板、３８…ガイドレール、４２…昇降用モータ、４４…ガイドレール、４６…スライダ、５２…走行用モータ、５４…表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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