(57)【要約】【課題】  簡易な構造のタイヤ試験装置を提供する。【解決手段】  タイヤ試験装置は、タイヤを回転自在に保持する回転軸と、前記回転軸を駆動する駆動用電動機と、前記回転軸の前記駆動用電動機側の第１軸部と、前記回転軸の前記タイヤ側の第２軸部との間に直列に挿入され、前記第１軸部に対する前記第２軸部の角度が可変自在になるように前記第１軸部と前記第２軸部とを接続するジョイントと、前記タイヤの踏面が外周面に当接し、前記タイヤの回転に伴って回転するローラと、前記タイヤの前記ローラへの接地荷重が変化するように、前記回転軸及び前記駆動用電動機を前記ローラに対して移動させる第１調整用電動機と、前記第１軸部に対する前記第２軸部の角度が変化するように前記第２軸部の角度を調整する第２調整用電動機とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを回転自在に保持する回転軸と、
前記回転軸を駆動する駆動用電動機と、
前記回転軸の前記駆動用電動機側の第１軸部と、前記回転軸の前記タイヤ側の第２軸部との間に直列に挿入され、前記第１軸部に対する前記第２軸部の角度が可変自在になるように前記第１軸部と前記第２軸部とを接続するジョイントと、
前記タイヤの踏面が外周面に当接し、前記タイヤの回転に伴って回転するローラと、
前記タイヤの前記ローラへの接地荷重が変化するように、前記回転軸及び前記駆動用電動機を前記ローラに対して移動させる第１調整用電動機と、
前記第１軸部に対する前記第２軸部の角度が変化するように前記第２軸部の角度を調整する第２調整用電動機と
を含む、タイヤ試験装置。
【請求項２】
前記第２軸部を回転自在に保持する保持部をさらに含み、
前記第２調整用電動機は、前記保持部を移動させることにより、前記第１軸部に対する前記第２軸部の角度を調整する、請求項１記載のタイヤ試験装置。
【請求項３】
前記第２調整用電動機とは異なる方向に前記第２軸部の角度を調整する第３調整用電動機をさらに含み、
前記第２調整用電動機は、前記タイヤのキャンバ角及びトー角のいずれか一方を調整し、
前記第３調整用電動機は、前記タイヤのキャンバ角及びトー角のいずれか他方を調整する、請求項１又は２記載のタイヤ試験装置。
【請求項４】
前記駆動用電動機を前記第１調整用電動機による移動方向に移動可能に保持するステージをさらに含み、
前記ステージは、前記第１調整用電動機による前記回転軸及び前記駆動用電動機の移動に伴って移動する、請求項１乃至３のいずれか一項記載のタイヤ試験装置。
【請求項５】
前記第１調整用電動機に同期して前記ステージを移動させる第４調整用電動機をさらに含む、請求項４記載のタイヤ試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、周面にタイヤが当接される、水平な回転軸を備えたローラを有するタイヤ試験装置であって、第１ステージと、ローラの回転軸方向をＸ軸方向、ローラの回転軸方向と垂直かつ水平な方向をＹ軸方向として、前記第１ステージに対して前記Ｙ軸方向に移動自在に前記第１ステージに支持された第２ステージと、前記第２ステージに設けられた回転軸まわりに前記第２ステージに対して回動可能に、前記第２ステージに支持された第３ステージとを備えるタイヤ試験装置がある。
【０００３】
このタイヤ試験装置は、前記第３ステージに支持された、前記タイヤに連結し当該タイヤを回転するタイヤ駆動機構と、前記第１ステージを移動して、前記第１ステージの前記Ｙ軸回りの揺動角と、上下方向高さとを調整する第１移動機構と、前記第２ステージに前記第Ｙ軸方向の力を加える第２移動機構と、前記第３ステージを、前記第２ステージに設けられた前記回転軸まわりに前記第２ステージに対して回動する第３移動機構とをさらに備え、前記第２ステージに設けられた前記回転軸の軸方向は、前記タイヤの回転軸及び前記Ｙ軸方向と垂直となる方向であることを特徴とする（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０７８３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来のタイヤ試験装置は、ローラの回転軸方向と垂直かつ水平な方向にタイヤを移動させるためや、タイヤに角度を付けるためや、タイヤを上下方向に移動させるために、複数のステージを含む。
【０００６】
このため、従来のタイヤ試験装置は、構造が複雑である。
【０００７】
そこで、簡易な構造のタイヤ試験装置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】
【０００８】
本発明の実施の形態のタイヤ試験装置は、タイヤを回転自在に保持する回転軸と、前記タイヤの回転軸を駆動する第１電動機と、前記タイヤの踏面が外周面に当接し、前記タイヤの回転に伴って回転するローラと、前記ローラの回転軸に軸支される第２電動機と、前記第１電動機及び前記第２電動機の駆動制御を行う駆動制御部であって、前記タイヤが所定速度で前記ローラの外周面を走行するように前記第１電動機を駆動するとともに、前記ローラの外周面を走行する前記タイヤに対して所定の走行抵抗を与えるように前記第２電動機を駆動する、駆動制御部とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
簡易な構造のタイヤ試験装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態のタイヤ試験装置１００を示す図である。
【図２】実施の形態のタイヤ試験装置１００を示す図である。
【図３】タイヤ試験装置１００の構成を示す図である。
【図４】タイヤ２０のキャンバ角とトー角を示す図である。
【図５】タイヤ試験装置１００の各種駆動系と制御系の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のタイヤ試験装置を適用した実施の形態について説明する。
【００１２】
＜実施の形態＞
図１及び図２は、実施の形態のタイヤ試験装置１００を示す図である。図１は、タイヤ試験装置１００の正面側を示す図であり、図２は、タイヤ試験装置１００の背面側を示す図である。以下では、ＸＹＺ座標系を用いて説明する。Ｘ軸は、鉛直方向に平行であるため、Ｘ軸正方向側が上側であり、Ｘ軸負方向側が下側である。
【００１３】
タイヤ試験装置１００は、外部から見える主な構成要素として、枠体１０１、回転軸１１１、タイヤ駆動モータ１１２、荷重生成機構１１３、レール１１４、台車１１５、筐体１１６、ジョイント１１７、ドラム１２１、ドラム駆動モータ１２３、ドラム駆動機構１２２、及び動力制御盤１３０を含む。動力制御盤１３０には、ＰＣ(Personal Computer)１０が接続されている。図１には動力制御盤１３０及びＰＣ１０を示すが、図２では省略する。
【００１４】
枠体１０１は、鉄又はステンレス等の金属製の枠状の部材であり、回転軸１１１、タイヤ駆動モータ１１２、レール１１４、台車１１５、ドラム１２１、ドラム駆動モータ１２３、ドラム駆動機構１２２を直接的又は間接的に保持するために設けられている。枠体１０１は、複数の金属製のＨ形鋼等のような柱状の部材をネジ留め又は溶接等で組み付けられることで、図１及び図２に示すように、ＹＺ平面に平行な底面を有し、Ｘ軸方向の高さを有する立体的な骨格になっている。
【００１５】
回転軸１１１は、ドラム１２１の外周面に踏面が当接するタイヤ２０を回転自在に保持する。回転軸１１１は、ベアリング等によって回転自在に軸支されている。回転軸１１１のＹ軸負方向側の端部にはホイール２１に装着されたタイヤ２０が固定される。タイヤ２０の踏面（外周面のうち、ドラム１２１に当接する部分）は、ＸＹ平面に略平行である。
【００１６】
回転軸１１１は、タイヤ駆動モータ１１２に接続されており、タイヤ駆動モータ１１２によって回転駆動される。これにより、タイヤ２０が回転し、ドラム１２１がタイヤ２０の回転に伴って回転する。
【００１７】
回転軸１１１の両端間には、筐体１１６とジョイント１１７が挿入されている。筐体１１６の内部には、分力計が収容されている。回転軸１１１は、ジョイント１１７によって接続される２本の回転軸１１１Ａと回転軸１１１Ｂとを接続したものである。以下では、回転軸１１１Ａと回転軸１１１Ｂを区別しない場合には、単に回転軸１１１と称す。
【００１８】
回転軸１１１は、タイヤ駆動モータ１１２に接続されている側の回転軸１１１Ａに対して、タイヤ２０が装着される側の回転軸１１１Ｂがジョイント１１７によって角度を振れるように構成されている。筐体１１６の内部の分力計は、ジョイント１１７よりもタイヤ２０が装着される側の回転軸１１１Ｂに直列に挿入される。なお、回転軸１１１Ａは、第１軸部の一例であり、回転軸１１１Ｂは、第２軸部の一例である。
【００１９】
回転軸１１１は、回転軸１１１を回転自在に保持するベアリング、回転軸１１１にホイール２１を装着する装着部、回転軸１１１にタイヤ駆動モータ１１２を接続する接続部等を有する。回転軸１１１と、装着部及び接続部等とは、タイヤ２０を回転させるタイヤ回転機構を構成する。
【００２０】
タイヤ駆動モータ１１２は、回転軸１１１ＡのＹ軸正方向側の端部に接続され、タイヤ試験装置１００の利用者がＰＣ１０に入力する走行速度に応じた回転数で回転軸１１１Ａ及び１１１Ｂを回転駆動する。タイヤ駆動モータ１１２は、第１電動機の一例である。タイヤ駆動モータ１１２を駆動するインバータ等は、動力制御盤１３０の内部に配置される。また、走行速度とは、タイヤ２０を装着する仮想的な車両の走行速度である。
【００２１】
荷重生成機構１１３は、回転軸１１１Ｂに直列に挿入される分力計を収容する筐体１１６を保持する。荷重生成機構１１３は、筐体１１６を保持することによって、間接的に回転軸１１１Ｂを保持している。荷重生成機構１１３と筐体１１６との間には、荷重生成機構１１３に対する筐体１１６の角度を振れるようにするジョイントが設けられている。
【００２２】
荷重生成機構１１３は、筐体１１６をＺ軸方向に移動させることにより、回転軸１１１Ａ及び１１１ＢをＺ軸方向に移動させる機構である。荷重生成機構１１３は、回転軸１１１Ａに対する回転軸１１１Ｂの角度を変化させることなく、回転軸１１１Ａ及び１１１ＢをＺ軸方向に移動させることができるように構成されている。
【００２３】
荷重生成機構１１３は、回転軸１１１Ａ及び１１１ＢをＺ軸正方向に移動させることにより、タイヤ２０の踏面をドラム１２１に押し付ける。これにより、タイヤ２０の踏面に掛かる荷重を増大させることができる。荷重生成機構１１３が回転軸１１１Ａ及び１１１ＢをＺ軸負方向に移動させると、タイヤ２０の踏面に掛かる荷重を低減することができる。
【００２４】
荷重生成機構１１３が筐体１１６をＺ軸方向に移動すると、タイヤ駆動モータ１１２を搭載する台車１１５がレール１１４に沿ってＺ軸方向に移動する。このため、回転軸１１１Ａ及び１１１Ｂは、Ｙ軸方向に平行な状態でＺ軸方向に移動することになる。
【００２５】
なお、荷重生成機構１１３は、モータによって駆動される。この詳細については後述する。
【００２６】
レール１１４は、枠体１０１のＹ軸正方向側（背面側）の底部（Ｘ軸負方向側の部分）に設けられている。レール１１４は、台車１１５をＺ軸方向に移動させるために、Ｚ軸方向に延在するレールである。レール１１４は、鉄又はステンレス等の金属製である。
【００２７】
台車１１５は、枠体１０１の背面側の底部において、レール１１４に搭載されており、レール１１４に沿ってＺ軸方向に移動可能である。台車１１５には、タイヤ駆動モータ１１２が搭載されている。このため、タイヤ駆動モータ１１２は、Ｚ軸方向に移動可能である。
【００２８】
なお、台車１１５は、モータによって駆動される。この詳細については後述する。台車１１５は、ステージの一例である。
【００２９】
筐体１１６は、回転軸１１１Ｂに直列に挿入される分力計を収容する円筒型の筐体である。筐体１１６は、ジョイント１１７よりもタイヤ２０が装着される側に位置し、荷重生成機構１１３によって保持されている。
【００３０】
なお、回転軸１１１Ｂは、筐体１１６の位置がモータによって移動されることによって、回転軸１１１Ａに対して角度を有するように移動される。この詳細については後述する。
【００３１】
ジョイント１１７は、回転軸１１１Ａと回転軸１１１Ｂとを接続するユニバーサルジョイントである。ジョイント１１７は、Ｙ軸に平行に延在する回転軸１１１Ａに対する回転軸１１１Ｂの角度がＸＹ平面内及びＹＺ平面内で自在に変化できるように、回転軸１１１Ａと回転軸１１１Ｂとを接続している。ジョイント１１７は、タイヤ２０のキャンバ角及びトー角を調整可能にするために設けられている。
【００３２】
ドラム１２１は、タイヤ２０よりも大きい外径を有する円盤状の部材であり、ロータの一例である。ドラム１２１の外周は、タイヤ２０の踏面が接地する路面に相当する。タイヤ２０が回転駆動されると、ドラム１２１も回転される。
【００３３】
ドラム駆動機構１２２は、ドラム駆動モータ１２３が発生する力（トルク）をドラム１２１に伝達する動力伝達機構である。ドラム駆動機構１２２は、本体部１２２Ａ、回転軸１２２Ｂ、プーリ１２２Ｃ、１２２Ｄ、及びベルト１２２Ｅを有する。
【００３４】
本体部１２２Ａは、回転軸１２２Ｂとプーリ１２２Ｃ及び１２２Ｄを保持する枠状の部材である。本体部１２２Ａの下側の部分には、回転軸１２２Ｂが設けられている。また、本体部１２２Ａの上には、ドラム駆動モータ１２３が搭載されている。
【００３５】
回転軸１２２Ｂにはプーリ１２２Ｃが同軸状に取り付けられるとともに、ドラム１２１の回転軸が接続されている。プーリ１２２Ｄは、本体部１２２Ａの上部に設けられており、ドラム駆動モータ１２３の回転軸１２３Ａに接続されている。プーリ１２２Ｃとプーリ１２２Ｄには、ベルト１２２Ｅが掛けられている。
【００３６】
ドラム駆動機構１２２は、ドラム駆動モータ１２３からプーリ１２２Ｄに伝達される力（トルク）をベルト１２２Ｅを介してプーリ１２２Ｃに伝達する。これにより、ドラム駆動モータ１２３が発生する力（トルク）がドラム１２１に伝達される。
【００３７】
ドラム駆動モータ１２３は、ドラム１２１に伝達される力（トルク）を発生する。ドラム駆動モータ１２３は、ドラム１２１に力（トルク）を伝達することにより、ドラム１２１を回転させるタイヤ２０に対して、走行抵抗を付与するために設けられている。ドラム駆動モータ１２３は、第２電動機の一例である。
【００３８】
走行抵抗とは、タイヤ２０がドラム１２１の外周面を転がる際に発生する転がり抵抗の他に、タイヤ２０を装着する仮想的な車両が受ける空気抵抗等の転がり抵抗以外の抵抗も含むものである。また、転がり抵抗は、タイヤ２０の踏面に掛かる荷重によっても変化する。
【００３９】
例えば、タイヤ２０を装着する仮想的な車両が上り坂を走行している状況を模擬する場合には、ドラム駆動モータ１２３は、タイヤ２０の回転を妨げる力（トルク）を発生する。タイヤ２０の回転を妨げる力（トルク）は、上り坂を走行している状況での走行抵抗を模擬したものである。
【００４０】
また、平坦路を走行している状況を模擬する場合には、ドラム駆動モータ１２３は、タイヤ２０の回転を妨げる力（トルク）であって、上り坂の場合よりも小さい力（トルク）を発生する。この場合のタイヤ２０の回転を妨げる力（トルク）は、平坦路を走行している状況での走行抵抗を模擬したものである。
【００４１】
また、下り坂を走行している状況を模擬する場合には、ドラム駆動モータ１２３は、タイヤ２０の回転を妨げる力（トルク）を発生する場合と、タイヤ２０を装着する仮想的な車両に掛かる重力によって車速が上昇する状況を模擬する場合には、ドラム１２１の回転をアシストする方向（ドラム１２１の回転方向と同一の回転方向）にドラム１２１を回転させる力（トルク）を発生する。これらの場合のタイヤ２０の回転を妨げる力（トルク）やドラム１２１の回転をアシストする方向にドラム１２１を回転させる力（トルク）は、下り坂を走行している状況での走行抵抗を模擬したものである。
【００４２】
なお、上り坂、平坦路、及び下り坂のいずれの場合にも、路面の摩擦係数等によって転がり抵抗は変わるため、ＰＣ１０を介してドラム駆動モータ１２３が発生する力（トルク）を自在に設定することができる。
【００４３】
動力制御盤１３０は、タイヤ駆動モータ１１２及びドラム駆動モータ１２３を駆動するインバータ及び制御装置の他に、荷重生成機構１１３、台車１１５、及び筐体１１６を駆動するモータを駆動するインバータ及び制御装置等を含む。また、動力制御盤１３０は、走行速度、荷重、キャンバ角、及びトー角等の値を表示する数値表示部を含むが、ここでは図示を省略する。
【００４４】
ＰＣ１０は、動力制御盤１３０に接続されており、タイヤ試験装置１００の利用者が走行速度等の様々な試験条件を入力する。ＰＣ１０には、タイヤ試験装置１００専用のアプリケーションプログラムがインストールされており、利用者が入力する試験条件等の情報は、ＰＣ１０のディスプレイパネルに表示される。また、試験中のタイヤ２０の回転による走行速度、走行抵抗、及びタイヤ２０に掛かる荷重等のデータもＰＣ１０のディスプレイパネルに表示される。
【００４５】
なお、ここでは、一例として、動力制御盤１３０にＰＣ１０を接続する形態について説明するが、動力制御盤１３０にＰＣ１０を接続するのではなく、ここで説明するＰＣ１０の機能と、タッチパネル付きのディスプレイパネルとを動力制御盤１３０が有する構成であってもよい。この場合には、動力制御盤１３０のタッチパネル付きのディスプレイパネルに利用者が走行速度等の様々な試験条件を入力し、動力制御盤１３０のタッチパネル付きのディスプレイパネルに利用者が入力する試験条件等の情報や試験中のタイヤ２０の回転による走行速度、走行抵抗、及びタイヤ２０に掛かる荷重等のデータ等を表示するようにしてもよい。
【００４６】
図３は、タイヤ試験装置１００の回転軸１１１、タイヤ駆動モータ１１２、荷重生成機構１１３、ドラム１２１、ドラム駆動機構１２２、及びドラム駆動モータ１２３と、その周辺の構成とを示す図である。図４は、タイヤ２０のキャンバ角とトー角を示す図である。
【００４７】
図３では、枠体１０１、レール１１４、ドラム駆動機構１２２の本体部１２２Ａ、動力制御盤１３０、及びＰＣ１０を省略する。また、本来、プーリ１２２Ｄ、ベルト１２２Ｅ、及びドラム駆動モータ１２３は、回転軸１２２Ｂ及びプーリ１２２Ｃの上側（Ｘ軸正方向側）に位置するものであるが（図１及び図２参照）、図３では、分かり易さを優先してＹＺ平面に配置して示す。
【００４８】
また、図３には、荷重生成機構１１３と筐体１１６を接合するジョイント１１３Ａを示す。筐体１１６に収納される分力計は、回転軸１１１Ｂを回動自在に保持しており、筐体１１６に対する回転軸１１１Ｂの角度は、一定である。
【００４９】
荷重生成機構１１３と筐体１１６をジョイント１１３Ａで接合することにより、荷重生成機構１１３に対して筐体１１６が角度を振れるようにしている。ジョイント１１３Ａは、回転軸１１１Ａに対する回転軸１１１Ｂの角度が変化する際に、荷重生成機構１１３に対して筐体１１６が角度を振れるようにしている。ジョイント１１３Ａとしては、ユニバーサルジョイントを用いればよい。
【００５０】
タイヤ試験装置１００は、図１及び図２を用いて説明した構成要素に加えて、さらに、モータ１４１、１４２、１４３、１４４を有する。
【００５１】
モータ１４１は、荷重生成機構１１３をＺ軸方向に移動させるために設けられている。モータ１４１は、回転軸１４１ＡがＺ軸と平行になるように、枠体１０１（図１及び図２参照）に固定されている。モータ１４１は、第１調整用電動機の一例である。
【００５２】
モータ１４１の回転軸１４１Ａは、ボールネジ１４１Ｂに接続されており、ボールネジ１４１Ｂは、荷重生成機構１１３のネジ受け部１１３Ｂに係合されている。ボールネジ１４１Ｂは、円柱状の部材の外周面にネジが切られた部材である。ネジ受け部１１３Ｂは、ボールネジ１４１Ｂに対応したネジが内周面に切られた孔部である。
【００５３】
モータ１４１が回転軸１４１Ａを回転させると、ボールネジ１４１Ｂがネジ受け部１１３ＢをＺ軸方向に移動させるため、荷重生成機構１１３をＺ軸正方向又はＺ軸負方向に移動させることができる。
【００５４】
モータ１４２は、台車１１５をＺ軸方向に移動させるために設けられている。モータ１４２は、回転軸１４２ＡがＺ軸と平行になるように、枠体１０１（図１及び図２参照）に固定されている。
【００５５】
モータ１４２の回転軸１４２Ａは、ボールネジ１４２Ｂに接続されており、ボールネジ１４２Ｂは、台車１１５のネジ受け部に係合されている。台車１１５のネジ受け部は、ここでは図示を省略する。ボールネジ１４２Ｂと台車１１５のネジ受け部の構成は、ボールネジ１４１Ｂとネジ受け部１１３Ｂの構成と同様である。
【００５６】
モータ１４２が回転軸１４２Ａを回転させると、ボールネジ１４２Ｂが台車１１５のネジ受け部をＺ軸方向に移動させるため、台車１１５をＺ軸正方向又はＺ軸負方向に移動させることができる。
【００５７】
ここで、回転軸１１１とタイヤ駆動モータ１１２は、位置関係を変えることなく荷重生成機構１１３と台車１１５によって、Ｚ軸方向に一体的に移動されるため、モータ１４１とモータ１４２は、同期して、同一回転量だけ駆動される。すなわち、モータ１４１の回転軸１４１Ａの回転によって荷重生成機構１１３がＺ軸方向に移動する量は、モータ１４２の回転軸１４２Ａによって台車１１５がＺ軸方向に移動する量と等しく、両者の移動は、同じタイミングで行われる。
【００５８】
モータ１４３は、筐体１１６をＸＹ平面内で回転移動させるために設けられている。モータ１４３は、回転軸１４３ＡがＺ軸と平行になるように、枠体１０１（図１及び図２参照）に固定されている。
【００５９】
モータ１４３の回転軸１４３Ａの外周面は、筐体１１６の外表面からＹ軸正方向に突出する係合部１１６Ａとジョイント等を介して接続されている。係合部１１６Ａは、ＹＺ面視で筐体１１６のＺ軸負方向側、かつ、Ｙ軸正方向側の角部からＹ軸正方向に延出している。
【００６０】
モータ１４３が回転軸１４３Ａを回転させると、ＸＹ平面内でＺ軸負方向側から見て、ジョイント１１７を回転移動の中心として回転軸１４３Ａが係合部１１６Ａを時計回り又は反時計回りの方向に引っ張るため、筐体１１６をＸＹ平面内で回転移動させることができる。筐体１１６をＸＹ平面内で回転させると、タイヤ２０のキャンバ角を調整することができる。
【００６１】
タイヤ２０のキャンバ角の調整代は、±５度程度であるため、モータ１４３の回転軸１４３Ａの回転移動量は、ごく僅かである。モータ１４３は、タイヤ２０のキャンバ角調整用のモータである。
【００６２】
モータ１４４は、筐体１１６をＹＺ平面内で回転移動させるために設けられている。モータ１４４の回転軸１４４Ａは、ピニオンギアになっており、ラック１４４Ｂに係合している。ラック１４４Ｂは、一端側で回転軸１４４Ａのピニオンビアに係合しており、他端側は回転軸１４４Ｃを介して筐体１１６に接続されている。
【００６３】
回転軸１４４Ｃは、ＹＺ面視で筐体１１６のＺ軸正方向側、かつ、Ｙ軸負方向側の角部で筐体１１６に接合されており、ラック１４４ＢをＹＺ平面内で回転自在に保持する。
【００６４】
モータ１４４が回転軸１４４Ａを回転させて、回転軸１４４Ａと回転軸１４４Ｃとが近くなるようにラック１４４Ｂを引き寄せると、筐体１１６は、ジョイント１１３Ａを中心としてＹＺ平面内で反時計回りに回動する。これとは逆に、モータ１４４が回転軸１４４Ａを回転させて、回転軸１４４Ａと回転軸１４４Ｃとが離れるようにラック１４４Ｂを引き戻すと、筐体１１６は、ジョイント１１３Ａを中心としてＹＺ平面内で時計回りに回動する。
【００６５】
このようにモータ１４４を駆動することにより、タイヤ２０のトー角を調整することができる。タイヤ２０のトー角の調整代は、±５度程度であるため、モータ１４４の回転軸１４４Ａの回転移動量は、ごく僅かである。モータ１４４は、トー角調整用のモータである。
【００６６】
なお、モータ１４３及び１４４は、第２調整用電動機及び第３調整用電動機の一例である。
【００６７】
図４（Ａ）に示すようにタイヤ２０のキャンバ角を変化させる場合には、上述のように、モータ１４３の回転軸１４３Ａを回転させて、ジョイント１１７を回転移動の中心として、ＸＹ平面内で筐体１１６を回動させればよい。
【００６８】
また、図４（Ｂ）に示すようにタイヤ２０のトー角を変化させる場合には、上述のように、モータ１４４の回転軸１４４Ａを回転させて、ジョイント１１３Ａを中心としてＹＺ平面内で筐体１１６を回動させればよい。
【００６９】
図５は、タイヤ試験装置１００の各種駆動系と制御系の構成を示す図である。
【００７０】
タイヤ試験装置１００は、タイヤ駆動モータ１１２、ドラム駆動モータ１２３、及びモータ１４１、１４２、１４３、１４４に加えて、エンコーダ１１２Ｅ、速度計１５１Ａ、トルク計１５１Ｂ、分力計１５１Ｃ、エンコーダ１２３Ｅ、１５２Ａ、トルク計１５２Ｂ、エンコーダ１５３、１５４、１５５、１５６、インバータ１６１、１６２、サーボアンプ１７１、１７２、１７３、１７４、及び制御装置１８０をさらに含む。
【００７１】
これらのうち、タイヤ駆動モータ１１２、ドラム駆動モータ１２３、モータ１４１、１４２、１４３、１４４、エンコーダ１１２Ｅ、速度計１５１Ａ、トルク計１５１Ｂ、分力計１５１Ｃ、エンコーダ１２３Ｅ、１５２Ａ、トルク計１５２Ｂ、及びエンコーダ１５３、１５４、１５５、１５６は、図１及び図２に示す枠体１０１に直接的又は間接的に取り付けられる。
【００７２】
また、インバータ１６１、１６２、サーボアンプ１７１、１７２、１７３、１７４、及び制御装置１８０は、図１に示す動力制御盤１３０の内部に配置される。
【００７３】
ＰＣ１０には、タイヤ試験装置１００の利用者によって、走行速度、タイヤ２０に掛ける荷重、キャンバ角、トー角、及び走行抵抗を表すデータが入力される。ＰＣ１０は、入力されたこれらのデータを制御装置１８０に出力する。
【００７４】
エンコーダ１１２Ｅは、タイヤ駆動モータ１１２の回転軸の回転角度を検出する。エンコーダ１１２Ｅの出力は、制御装置１８０に入力される。
【００７５】
速度計１５１Ａは、回転軸１１１の回転速度を計測する。速度計１５１Ａの出力は、制御装置１８０に入力される。制御装置１８０は、速度計１５１Ａの出力に基づいて、タイヤ２０を装着する仮想的な車両の車速を演算する。
【００７６】
トルク計１５１Ｂは、回転軸１１１に掛かるトルクを計測する。トルク計１５１Ｂの出力は、制御装置１８０に入力される。制御装置１８０は、トルク計１５１Ｂの出力と、ＰＣ１０から入力される走行抵抗の値とを用いて、ドラム駆動モータ１２３を駆動するインバータ１６２に与えるトルク指令を演算する。
【００７７】
分力計１５１Ｃは、図１乃至図３に示す筐体１１６の内部に収容され、回転軸１１１ＢのＸ軸方向、Ｚ軸方向、及びＹ軸方向に掛かる力と、Ｘ軸方向のモーメントと、Ｚ軸方向のモーメントとを検出する。分力計１５１Ｃが検出する力とモーメントを表すデータは、制御装置１８０を介して、ＰＣ１０に伝送され、ＰＣ１０のディスプレイパネルに表示される。また、分力計１５１Ｃが検出するＺ軸方向のモーメントを表すデータは、モータ１４１の制御に用いられる。
【００７８】
エンコーダ１２３Ｅは、ドラム駆動モータ１２３の回転軸１２３Ａの回転角度を検出する。エンコーダ１２３Ｅの出力は、制御装置１８０に入力される。
【００７９】
エンコーダ１５２Ａは、ドラム１２１の回転軸１２２Ｂの回転角度を検出する。エンコーダ１５２Ａの出力は、制御装置１８０に入力される。
【００８０】
トルク計１５２Ｂは、ドラム１２１の回転軸１２２Ｂに掛かるトルクを計測する。トルク計１５２Ｂが計測したトルクを表すデータは、制御装置１８０に入力される。
【００８１】
エンコーダ１５３は、モータ１４１の回転軸１４１Ａの回転角度を検出する。エンコーダ１５３の出力は、制御装置１８０に入力される。
【００８２】
エンコーダ１５４は、モータ１４２の回転軸１４２Ａの回転角度を検出する。エンコーダ１５４の出力は、制御装置１８０に入力される。
【００８３】
エンコーダ１５５は、モータ１４３の回転軸１４３Ａの回転角度を検出する。エンコーダ１５５の出力は、制御装置１８０に入力される。
【００８４】
エンコーダ１５６は、モータ１４４の回転軸１４４Ａの回転角度を検出する。エンコーダ１５６の出力は、制御装置１８０に入力される。
【００８５】
インバータ１６１は、制御装置１８０から入力される速度指令に基づいて、タイヤ駆動モータ１１２を駆動する交流電圧を生成し、タイヤ駆動モータ１１２の駆動制御を行う。速度指令は、ＰＣ１０から制御装置１８０に入力される走行速度をタイヤ２０の回転速度に変換した値を目標値とする指令である。インバータ１６１は速度指令に基づいたフィードバック制御を行う。
【００８６】
なお、ここでは、速度指令が走行速度をタイヤ２０の回転速度に変換した値を目標値とする指令である形態について説明するが、速度指令は、走行速度を表す指令であってもよい。
【００８７】
インバータ１６２は、制御装置１８０から入力されるトルク指令に基づいて、ドラム駆動モータ１２３を駆動する交流電圧を生成し、ドラム駆動モータ１２３の駆動制御を行う。制御装置１８０は、トルク計１５２Ｂによって計測される回転軸１２２Ｂのトルクがトルク指令が表すトルクに等しくなるように、フィードバック制御を行う。
【００８８】
なお、ここでは、制御装置１８０がトルク計１５２Ｂによって計測される回転軸１２２Ｂのトルクがトルク指令が表すトルクに等しくなるように、フィードバック制御を行う形態について説明するが、インバータ１６２の出力電流をトルクに変換する演算を行い、演算で求めたトルクを用いてフィードバック制御を行ってもよい。
【００８９】
サーボアンプ１７１は、制御装置１８０から入力される荷重指令に基づいて、分力計１５１Ｃによって検出されるＺ軸方向のモーメントから演算される荷重と、制御装置１８０から入力される荷重指令が表す荷重とが等しくなるように、モータ１４１を駆動する。
【００９０】
サーボアンプ１７２は、エンコーダ１５４によって検出される回転角度と、制御装置１８０から入力される角度指令が表す角度とが等しくなるように、モータ１４２を駆動する。制御装置１８０がモータ１４２の駆動に用いる角度指令は、制御装置１８０が、エンコーダ１５３によって検出されるモータ１４１の回転軸の回転角度に基づいて、モータ１４１が荷重生成機構１１３をＺ軸方向に移動させる量と、モータ１４２が台車１１５をＺ軸方向に移動させる量とが等しくなるように生成するものである。
【００９１】
このような角度指令値でモータ１４２を駆動すれば、荷重生成機構１１３と台車１１５がＺ軸方向に同一の移動量だけ移動し、回転軸１１１がＺ軸方向に平行移動する。
【００９２】
サーボアンプ１７３は、エンコーダ１５５によって検出されるモータ１４３の回転軸の回転角度と、制御装置１８０から入力される角度指令が表す角度とが等しくなるように、モータ１４３を駆動する。制御装置１８０からサーボアンプ１７３に入力される角度指令は、キャンバ角度を表す指令値である。
【００９３】
サーボアンプ１７４は、エンコーダ１５６によって検出されるモータ１４４の回転軸の回転角度と、制御装置１８０から入力される角度指令が表す角度とが等しくなるように、モータ１４４を駆動する。制御装置１８０からサーボアンプ１７４に入力される角度指令は、トー角度を表す指令値である。
【００９４】
制御装置１８０は、主制御部１８１、設定部１８２、試験処理部１８３、及びメモリ１８４を有する。制御装置１８０は、コンピュータによって実現される。
【００９５】
主制御部１８１は、制御装置１８０の処理を統括する処理部である。主制御部１８１は、設定部１８２及び試験処理部１８３が実行する処理以外の処理を実行する。
【００９６】
設定部１８２は、ＰＣ１０から入力される、タイヤ２０に掛ける荷重、タイヤ２０のキャンバ角、及びタイヤ２０のトー角を表すデータに基づき、サーボアンプ１７１に荷重指令を出力するとともに、サーボアンプ１７２乃至１７４に角度指令を出力する。これにより、モータ１４１及び１４２（荷重）、モータ１４３（キャンバ角）、及びモータ１４４（トー角）が駆動され、荷重、キャンバ角、及びトー角が設定される。
【００９７】
設定部１８２は、タイヤ試験を行う上で必要な制御のうち、固定的な値に関する制御を行う。ただし、設定部１８２は、タイヤ２０に掛ける荷重が時間の経過に伴って変化するようにする荷重指令を出力するようになっていてもよい。
【００９８】
試験処理部１８３は、ＰＣ１０から入力される試験の開始指令が入力されると、ＰＣから入力される走行速度及び走行抵抗を表すデータに基づき、インバータ１６１に速度指令を出力するとともに、インバータ１６２にトルク指令を出力する。試験処理部１８３は、タイヤの試験を行うために必要なその他の処理も実行する。試験処理部１８３は、駆動制御部の一例である。
【００９９】
メモリ１８４は、様々な摩擦係数の路面のデータ、走行速度をタイヤ２０の回転速度に変換する演算に必要なデータ、及びその他にタイヤ試験に必要なデータを格納する。また、トルク計１５２Ｂを用いずに、制御装置１８０がインバータ１６２の出力電流をトルクに変換する演算を行い、演算で求めたトルクを用いてフィードバック制御を行う場合には、メモリ１８４は、インバータ１６２の出力電流をトルクに変換する演算に必要なデータを格納すればよい。
【０１００】
以上のような構成のタイヤ試験装置１００では、モータ１４１及び１４２で回転軸１１１のＺ軸方向の位置を調整することで、タイヤ２０に掛かる荷重を設定できるので、非常に容易に荷重を制御することができる。また、また、モータ１４３及びモータ１４４で回転軸１１１Ｂの角度を調整することで、キャンバ角及びトー角を設定できるので、非常に容易にキャンバ角及びトー角を設定することができる。荷重を制御と、キャンバ角及びトー角の設定は、モータ１４１乃至１４４を駆動することで実現でき、回転軸１１１の位置の調整に、１つの台車１１５を用いるのみである。
【０１０１】
従って、実施の形態によれば、このような観点においても、簡易な構造のタイヤ試験装置１００を提供することができる。特に、従来の複数のステージを含むタイヤ試験装置のように複雑な構成を必要としないため、タイヤ試験装置１００の構造を簡易にできる。
【０１０２】
また、サーボアンプ１７１乃至１７４でモータ１４１乃至１４４を駆動するので、回転軸１１１のＺ軸方向の位置、タイヤ２０に掛かる荷重、キャンバ角、及びトー角を正確に設定することができる。
【０１０３】
また、ドラム１２１がタイヤ２０に与える走行抵抗を制御することで走行抵抗を調節し、上り坂、平坦路、下り坂に加え、様々な摩擦係数の走行路を模擬してタイヤ試験を行うことができる。
【０１０４】
従って、実施の形態によれば、簡易な構造のタイヤ試験装置１００を提供することができる。
【０１０５】
また、勾配が連続的に変化するような走行抵抗を有する走行路のデータを入力すれば、勾配が連続的に変化する走行路での試験を行うことができる。このような走行抵抗の切り替えは、制御装置１８０がインバータ１６２に出力するトルク指令の値を変化させて、ドラム駆動モータ１２３が出力するトルクを変化させるだけで実現できるので、非常に容易に実現することができる。
【０１０６】
また、タイヤ２０が回転している間に、制御装置１８０がサーボアンプ１７１及び１７２に出力する荷重指令及び角度指令の値を変化させれば、タイヤ２０の回転中に荷重を変化させることができる。
【０１０７】
タイヤ試験装置１００は、上述のように、タイヤ２０の走行抵抗、タイヤ２０に掛かる荷重、キャンバ角、及びトー角を設定することができるので、様々な車種のタイヤ試験を行うことができる。四輪以上の車輪を有する車両であれば、軽自動車から大型までのタイヤ試験を行うことができ、一輪、二輪、及び三輪の車両のタイヤ試験も行うことができる。
【０１０８】
また、以上では、モータ１４１が、回転軸１１１Ｂを軸支する荷重生成機構１１３をＺ軸方向に移動させるとともに、モータ１４２が、タイヤ駆動モータ１１２を搭載する台車１１５をＺ軸方向に移動させることにより、タイヤ２０に荷重を掛ける形態について説明した。
【０１０９】
しかしながら、モータ１４２を用いずに、モータ１４１のみで回転軸１１１をＺ軸方向に移動させてタイヤ２０に荷重を掛けてもよい。また、荷重生成機構１１３及び／又は台車１１５以外の機構を用いて、回転軸１１１をＺ軸方向に移動できるようにして、モータ１４１及び１４２、又は、モータ１４１の駆動力によって、タイヤ２０に荷重を掛けるようにしてもよい。
【０１１０】
また、以上では、モータ１４３の回転軸１４３Ａの外周面が、筐体１１６の外表面からＹ軸正方向に突出する係合部１１６Ａとジョイント等を介して接続される形態について説明した。しかしながら、モータ１４３の駆動力を利用して、筐体１１６をＸＹ平面内で回転移動させる機構であれば、上述のような機構以外の機構であってもよい。
【０１１１】
また、以上では、モータ１４４の回転軸１４４Ａがピニオンギアになっており、ラック１４４Ｂに係合し、モータ１４４の駆動力で、筐体１１６をＹＺ平面内で回転移動させる形態について説明した。しかしながら、モータ１４４の駆動力を利用して筐体１１６をＹＺ平面内で回転移動させることができる機構であれば、上述のような機構以外の機構であってもよい。
【０１１２】
また、以上では、タイヤ試験装置１００の構成のうち、タイヤ２０の走行抵抗、タイヤ２０に掛かる荷重、キャンバ角、及びトー角に関する部分を中心に説明したが、タイヤ試験装置１００は、その他の構成も有する。タイヤ試験装置１００は、例えば、回転軸１１１の回転を停止させるブレーキ、タイヤ駆動モータ１１２の回転を停止させるブレーキ、ドラム１２１の回転軸の温度を測定する測定部、タイヤ２０のバーストを検知する検知部、タイヤ２０の温度を測定する測定部、タイヤ２０の内圧を検知する検知部、タイヤ２０の空気圧を調整する調整機構、タイヤ２０の内圧低下を検知する検知部等をさらに含む。
【０１１３】
以上、本発明の例示的な実施の形態のタイヤ試験装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０  ＰＣ
２０  タイヤ
１００  タイヤ試験装置
１０１  枠体
１１１、１１１Ａ、１１１Ｂ  回転軸
１１２  タイヤ駆動モータ
１１３  荷重生成機構
１１４  レール
１１５  台車
１２１  ドラム
１２２  ドラム駆動機構
１２２Ｂ  回転軸
１２３  ドラム駆動モータ
１３０  動力制御盤
１４１、１４２、１４３、１４４  モータ
１５１Ｃ  分力計
１６１、１６２  インバータ
１７１、１７２、１７３、１７４  サーボアンプ
１８０  制御装置
１８１  主制御部
１８２  設定部
１８３  試験処理部
１８４  メモリ
【図１】
2019100826.tif 000003
【図２】
2019100826.tif 000004
【図３】
2019100826.tif 000005
【図４】
2019100826.tif 000006
【図５】
2019100826.tif 000007