(57)【要約】【課題】  センサーの測定精度を高く維持しながら、ドラム試験機の汎用性を確保し、かつセンサーの露出面の高さ調整を容易に行う。【解決手段】  ドラム２に別々に取り付くカバー部材２０とセンサーユニット２１とを含む。カバー部材２０は、表面側の接地面Ｓ、裏面側の凹部２２、及びその間をのびる貫通孔２３を含む。センサーユニット２１は、凹部２２がなす収容室２４内に収納されるセンサー主部３１Ａと、貫通孔２３を通って接地面Ｓで露出するセンサー突出部３１Ｂとを具えるユニット本体３１を含む。センサー主部３１Ａ及びセンサー突出部３１Ｂは、カバー部材２０とは接触することなく間隔Ｇを隔てて配される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ試験用のドラムに、取り外し可能に取り付くタイヤの接地面応力の測定装置であって、
前記ドラムに取り付くカバー部材と、前記カバー部材とは独立して前記ドラムに取り付くセンサーユニットとを含み、
前記カバー部材は、タイヤが転動する表面側の接地面、前記ドラムとの間で収容室を構成する裏面側の凹部、及び前記凹部と前記接地面との間を貫通してのびる貫通孔を含み、
前記センサーユニットは、前記収容室内に収納されるセンサー主部と、前記貫通孔を通って前記接地面で露出することによりタイヤと接触可能なセンサー突出部とを具えるユニット本体を含むとともに、
前記センサー主部及びセンサー突出部は、前記カバー部材とは接触することなく間隔を隔てて配されるタイヤの接地面応力の測定装置。
【請求項２】
前記センサーユニットは、前記ドラムに取り付くベース部材と、このベース部材上に取り付きかつドラム軸心方向に並列する複数のユニット本体とを具える請求項１記載のタイヤの接地面応力の測定装置。
【請求項３】
前記複数のユニット本体は、ドラム軸心方向で隣り合うユニット本体との間に、０．５mm以上の間隔を有する請求項１又は２記載のタイヤの接地面応力の測定装置。
【請求項４】
前記ユニット本体は、センサー、前記センサーを保持するセンサーケース、及び前記センサーと前記センサーケースとを貫通してのびかつ前記センサーをセンサーケースに取り付ける応力伝達軸とを具え、かつ前記応力伝達軸の上端部が前記センサー突出部を構成する請求項１〜３の何れかに記載のタイヤの接地面応力の測定装置。
【請求項５】
前記複数のユニット本体は、それぞれネジによって前記ベース部材に取り付く前記２〜４の何れかに記載のタイヤの接地面応力の測定装置。
【請求項６】
前記カバー部材は、周方向一方側の第１カバー部と、周方向他方側の第２カバー部とを含み、
前記第１カバー部の収納室により前記ユニット本体を収納し、かつ前記第２カバー部の収納室により前記ユニット本体からの配線部を収納する請求項１〜５の何れかに記載のタイヤの接地面応力の測定装置。
【請求項７】
前記第１カバー部の接地面は、前記ドラムの軸心と前記センサー突出部の中心とを通る基準面に対して直角な平面で形成される請求項１〜６の何れかに記載のタイヤの接地面応力の測定装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行中のタイヤの接地面応力を測定するタイヤの接地面応力の測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
路面上を走行しているタイヤの接地面の接地応力の測定は、タイヤの接地特性を評価する上で重要である。このようなタイヤの接地面応力の測定装置の一例が、下記の特許文献１に記載されている。
【０００３】
この測定装置では、ドラムの路面の少なくとも一箇所に、応力測定用の３分力センサーが埋設されている。
【０００４】
しかしこのように、ドラムの路面に埋設した場合、センサーの脱着が容易にできない。そのため、前記測定装置を取り付けたドラム試験機を、他の用途で使用することが難しくなる。即ち、前記測定装置を取り付けたドラム試験機では、センサーの露出面の材質に合わせて、ドラムの路面を、例えばスチール路面やアクリル路面等に合わせて形成せざるを得ない。そのため、このような路面でのタイヤ動的特性しか測定することができなくなるなど専用試験機となってしまう。またセンサーの露出面の高さ調整を行う際にも、大がかりな取り外し作業が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−９０２３４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、測定精度を高く維持しながら、ドラム試験機の汎用性を確保し、かつセンサーの露出面の高さ調整を容易に行いうるタイヤの接地面応力の測定装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、タイヤ試験用のドラムに、取り外し可能に取り付くタイヤの接地面応力の測定装置であって、
前記ドラムに取り付くカバー部材と、前記カバー部材とは独立して前記ドラムに取り付くセンサーユニットとを含み、
前記カバー部材は、タイヤが転動する表面側の接地面、前記ドラムとの間で収容室を構成する裏面側の凹部、及び前記凹部と前記接地面との間を貫通してのびる貫通孔を含み、
前記センサーユニットは、前記収容室内に収納されるセンサー主部と、前記貫通孔を通って前記接地面で露出することによりタイヤと接触可能なセンサー突出部とを具えるユニット本体を含むとともに、
前記センサー主部及びセンサー突出部は、前記カバー部材とは接触することなく間隔を隔てて配される。
【０００８】
本発明に係るタイヤの接地面応力の測定装置では、前記センサーユニットは、前記ドラムに取り付くベース部材と、このベース部材上に取り付きかつドラム軸心方向に並列する複数のユニット本体とを具えるのが好ましい。
【０００９】
本発明に係るタイヤの接地面応力の測定装置では、前記複数のユニット本体は、ドラム軸心方向で隣り合うユニット本体との間に、０．５mm以上の間隔を有するのが好ましい。
【００１０】
本発明に係るタイヤの接地面応力の測定装置では、前記ユニット本体は、センサー、前記センサーを保持するセンサーケース、及び前記センサーと前記センサーケースとを貫通してのびかつ前記センサーをセンサーケースに取り付ける応力伝達軸とを具え、かつ前記応力伝達軸の上端部が前記センサー突出部を構成するのが好ましい。
【００１１】
本発明に係るタイヤの接地面応力の測定装置では、前記複数のユニット本体は、それぞれネジによって前記ベース部材に取り付くのが好ましい。
【００１２】
本発明に係るタイヤの接地面応力の測定装置では、前記カバー部材は、周方向一方側の第１カバー部と、周方向他方側の第２カバー部とを含み、
前記第１カバー部の収納室により前記ユニット本体を収納し、かつ前記第２カバー部の収納室により前記ユニット本体からの配線部を収納するのが好ましい。
【００１３】
本発明に係るタイヤの接地面応力の測定装置では、前記第１カバー部の接地面は、前記ドラムの軸心と前記センサー突出部の中心とを通る基準面に対して直角な平面で形成されるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は叙上の如く、カバー部材とセンサーユニットとが、ドラムに別々に取り付け、取り外し可能である。そのため、ドラム試験機の汎用性を維持できる。又センサー突出部の露出面の高さ調整を容易に行うことが可能となる。
【００１５】
さらに、センサー主部及びセンサー突出部が、それぞれカバー部材とは間隔を隔てて配される。そのため、タイヤ荷重によるカバー部材の歪みの影響を受けずに、センサーユニットにより接地面応力を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態のタイヤの接地面応力の測定装置の使用状態を示す断面図である。
【図２】測定装置を拡大して示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】測定装置の分解斜視図である。
【図５】センサーユニットを拡大して示す拡大断面図である。
【図６】ユニット本体の分解斜視図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は第１カバー部の接地面を平面としたときの効果を誇張して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１には、本実施形態のタイヤの接地面応力の測定装置１（以下に「測定装置１」と呼ぶ）の使用状態が示される。図１に示すように、測定装置１は、タイヤ試験用のドラム２に、取り外し可能に取り付く。
【００１８】
本例では、前記ドラム２がインサイドドラム式の試験機３のドラムであり、インサイドドラムの内周面２ｓに、測定装置１が取り付く場合が示される。しかしこれに限定されず、アウトサイドドラム式の試験機のドラムに採用することもできる。
【００１９】
試験機３は、タイヤＴを回転可能に支持するタイヤ支持装置４と、タイヤＴを回転駆動するためのドラム支持装置６とを具える。
【００２０】
ドラム支持装置６は、例えば水平な軸心周りでドラム２を回転させるドラム駆動手段７を具える。ドラム駆動手段７は、回転速度の制御が可能である。
【００２１】
タイヤ支持装置４は、タイヤＴを回転可能に支持するタイヤ支持手段８を具える。このタイヤ支持手段８は、制動機能を具えることができ、ドラム２に追従して回転するタイヤＴに対して制動力を加え、減速、停止を行うことができる。又タイヤ支持装置４は、タイヤＴを上下動させる昇降手段１０を具える。これにより、タイヤＴを、ドラム２の内周面２ｓに形成される接地面Ｓに対して、離間させるとともに、タイヤＴを、接地面Ｓに任意の荷重で押圧させることができる。又タイヤ支持装置４は、支持したタイヤＴの軸心方向を、ドラム２の軸心に対して、任意の角度で変化させる軸線角度調整手段（図示省略）を具える。これにより、タイヤＴに、任意のキャンバー角、及びスリップ角を付与することが可能になる。
【００２２】
次に、ドラム２の内周面２ｓ上には、接地面Ｓをなす路面１１が形成される。図３に示すように、路面１１は、その周方向の少なくとも一箇所に欠損部Ｋを有し、この欠損部Ｋに、前記測定装置１が取り外し可能に取り付く。路面１１は、前記測定装置１と協働して、周方向に実質的に連続してのびる接地面Ｓを提供する。
【００２３】
測定装置１は、図４に示すように、カバー部材２０とセンサーユニット２１とを含み、このカバー部材２０とセンサーユニット２１とは、互いに独立してドラム２の内周面２ｓに取り付く。
【００２４】
カバー部材２０は、接地面Ｓと、凹部２２と、貫通孔２３とを含む。
【００２５】
接地面Ｓは、カバー部材２０の表面に形成される。凹部２２は、カバー部材２０の裏面に形成され、ドラム２の内周面２ｓとの間で、センサーユニット２１を収容するための収容室２４（図５に示す）を構成する。又貫通孔２３は、前記凹部２２の底面２２ｓと前記接地面Ｓとの間を貫通してドラム半径方向にのびる。
【００２６】
このカバー部材２０は、例えばネジ２５によって、ドラム２の内周面２ｓに取り付く。ネジには、所謂ボルト、及びビスも含まれる。
【００２７】
図２、３に示すように、本例では、カバー部材２０は、周方向一方側の第１カバー部２０Ａと、周方向他方側の第２カバー部２０Ｂとを含む。第１カバー部２０Ａと、第２カバー部２０Ｂとは、それぞれ、前記ネジ２５によって内周面２ｓに取り付く。第１カバー部２０Ａの収納室２４には、センサーユニット２１におけるユニット本体２７（図２に示す）が収納される。又第２カバー部２０Ｂの収納室２４には、ユニット本体２７からのびる配線部２８（図２に示す）が収納される。
【００２８】
図４に示すように、センサーユニット２１は、応力測定用のセンサー３０（図５，６に示す）を有する１以上のユニット本体３１を含む。本例のセンサーユニット２１は、ドラム２の内周面２ｓに、例えばネジ２６を介して取り付く板状のベース部材３４と、このベース部材３４上に、例えばネジ３５（図５に示す）を介して取り付く複数のユニット本体３１とを具える。前記複数のユニット本体３１は、ドラム軸心方向に並列している。なおドラム軸方向で隣り合うユニット本体３１、３１間には、０．５mm以上の間隔Ｄが形成される。
【００２９】
各ユニット本体３１は、前記収容室２４内に収納されるセンサー主部３１Ａと、このセンサー主部３１Ａから突出するセンサー突出部３１Ｂとを具える。センサー突出部３１Ｂは、前記貫通孔２３を通って接地面Ｓで露出することにより、タイヤＴと接触して、外力をセンサー３０に伝達する。
【００３０】
図５、６に示すように、各ユニット本体３１は、具体的には、センサー３０、センサー３０を保持するセンサーケース３２、及びセンサー３０とセンサーケース３２とを貫通してのびる応力伝達軸３３とを具える。
【００３１】
本例では、センサー３０として、中心孔３０ａを有する例えばワッシャ型のロードセルが使用される。符号３０ｂは、センサー３０の出力ケーブルである。
【００３２】
センサーケース３２は、例えば矩形ブロック状をなし、前記ネジ３５によって、ベース部材３４に取り付く。このセンサーケース３２は、その上面に、センサー３０を着座させて保持する着座部３６が凹設される。着座部３６の底面には、応力伝達軸３３が通る貫通孔３６ａが開口する。
【００３３】
応力伝達軸３３は、フランジ部３３Ａと、このフランジ部３３Ａから下方にのびる基軸部３３Ｂとを具える。フランジ部３３Ａは、センサー３０の上面（受圧面）に当接し、タイヤＴからの外力をセンサー３０に伝達する。基軸部３３Ｂは、センサー３０の中心孔３０ａと、センサーケース３２の貫通孔３６ａとを通って下方にのび、その下端部には、ナット３７が螺着される。これにより、センサー３０がセンサーケース３２に取り付けられる。なおベース部材３４には、ナット３７との衝合を避ける孔部３４ａが形成される。
【００３４】
本例のフランジ部３３Ａは、センサー側の大径部３３Ａ１と、その上端から突出する小径部３３Ａ２とからなる段付き状をなす。そして、小径部３３Ａ２が、貫通孔２３を通って接地面Ｓで露出する。従って、本例では、応力伝達軸３３の上端部である小径部３３Ａ２が、前記センサー突出部３１Ｂを構成している。なおセンサー３０、センサーケース３２、及び応力伝達軸３３の小径部３３Ａ２以外の部位により、センサー主部３１Ａを構成している。
【００３５】
測定装置１では、センサー主部３１Ａ及びセンサー突出部３１Ｂは、カバー部材２０とは接触することなく間隔Ｇを隔てて配される。具体的には、凹部２２の底面２２ｓ（下面）とセンサー主部３１Ａの上面との間に、間隔Ｇが形成される。又貫通孔２３の内周面とセンサー突出部３１Ｂの外周面との間にも、間隔Ｇが形成される。この間隔Ｇは、１．０mm以上であるのが好ましい。
【００３６】
測定装置１は、カバー部材２０とセンサーユニット２１とが、ドラム２に別々に取り付け、取り外し可能である。そのため、試験機３の汎用性を維持できる。又センサー突出部３１Ｂの露出面の高さ調整を容易に行うことが可能となる。この高さ調整は、図５に示すように、例えばベース部材３４とセンサーケース３２との間に、シム４０を挿入することで容易に行うことができる。このシム４０の挿入は、センサーユニット２１をドラム２に装着した状態で行うことも可能である。
【００３７】
センサー主部３１Ａ及びセンサー突出部３１Ｂが、それぞれカバー部材２０とは間隔Ｇを隔てて配される。そのため、タイヤ荷重によるカバー部材２０の歪みの影響を受けることがなく、負荷された応力のみをセンサー３０によって正確に測定することができる。
【００３８】
又本例では、ベース部材３４に複数のユニット本体３１を取り付けている。そのため、センサー３０間の位置関係を変化させることなく、複数のセンサー３０を一括して取り付け取り外しでき、正確なデータを計測できる。又取り付け、取り外しの作業性を大幅に向上させることができる。
【００３９】
又本例では、ドラム軸方向で隣り合うユニット本体３１間に、０．５mm以上の間隔Ｄを設けている。そのため、例えば一方のユニット本体３１に大きな力が負荷されてユニット本体３１が変形した場合にも、他方のユニット本体３１への影響を回避でき、測定精度を高めることができる。
【００４０】
又本例では、カバー部材２０を、ユニット本体３１を収納する第１カバー部２０Ａと、配線部２８を収納する第２カバー部２０Ｂとに区分している。そのため、各カバー部の剛性を高めることが可能になる。またタイヤＴが第２カバー部２０Ｂ上を通過した時の歪が、第１カバー部２０Ａに伝達されるのを回避でき、測定精度を高めることができる。
【００４１】
図３に示すように、第１カバー部２０Ａの接地面Ｓは、円弧面ではなく、ドラム２の軸心とセンサー突出部３１Ｂの中心とを通る基準面Ｘに対して直角な平面４１で形成されるのが好ましい。
【００４２】
図７（Ａ）に誇張して示すように、第１カバー部２０Ａの接地面Ｓが、ドラム２の軸心を中心とした円弧面の場合、接地面Ｓに対するセンサー突出部３１Ｂの高さが不明瞭であり、高さ調子を精度良く行うことが難しい。これに対し、図７（Ｂ）に示すように、第１カバー部２０Ａの接地面Ｓが、基準面Ｘに対して直角な平面４１の場合、高さが明瞭であり高さ調子を精度良く行いうる。又平面路面に接触した状態での接地面応力挙動を検出することができるため、実路面に即したデータをうることが可能となる。
【００４３】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【符号の説明】
【００４４】
１  測定装置
２  ドラム
２０  カバー部材
２０Ａ  第１カバー部
２０Ｂ  第２カバー部
２１  センサーユニット
２２  凹部
２３  貫通孔
２４  収納室
２５  ネジ
２７  ユニット本体
２８  配線部
３１Ａ  センサー主部
３１Ｂ  センサー突出部
３１  ユニット本体
３２  センサーケース
３３  応力伝達軸
３４  ベース部材
Ｄ、Ｇ  間隔
Ｓ  接地面
Ｔ  タイヤ
【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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【図７】
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