(57)【要約】【課題】  可動式の疑似路面上にて水膜を形成する台上ウェット路面形成装置に於いて、試行錯誤によらずに、厚みの変動の少ない安定的な水膜の形成を達成できるようにすること。【解決手段】  本発明の台上ウェット路面形成装置は、水膜の厚みを計測する水膜厚み計測手段と、疑似路面の移動速度を制御する疑似路面速度制御手段とを含み、疑似路面速度制御手段が、逐次的に計測された水膜厚みの計測値の標準偏差である水膜厚みの乱れ度と、逐次的な水膜厚みの計測の全回数のうちの水膜厚みの計測値が許容可能な範囲でなかった時の回数の比率である棄却率とを参照して、乱れ度又は棄却率とが最小となるように疑似路面の移動速度を調節する。【選択図】        図１
2015143637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動式の疑似路面上にて水膜を形成する台上ウェット路面形成装置であって、前記水膜の厚みを計測する水膜厚み計測手段と、前記疑似路面の移動速度を制御する疑似路面速度制御手段とを含み、前記疑似路面速度制御手段が、前記水膜厚み計測手段が逐次的に計測した水膜厚みの計測値の標準偏差である水膜厚みの乱れ度と、前記水膜厚み計測手段の逐次的な計測の全回数のうちの水膜厚みの計測値が許容可能な範囲でなかった時の回数の比率である棄却率とを参照して、前記乱れ度又は前記棄却率が最小となるように前記疑似路面の移動速度を調節する装置。
【請求項２】
請求項１による装置であって、平板状のノズル上板とノズル下板とを有し該ノズル上板と該ノズル下板との間の隙間を通して水を前記疑似路面上に噴出する噴出ノズルを含み、前記ノズル上板及び前記ノズル下板の板厚が、それぞれ、前記隙間内の内圧と、前記ノズル上板及び前記ノズル下板の前記隙間の水の流通方向のそれぞれの長さと、前記ノズル上板又は前記ノズル下板のそれぞれの前記隙間の水の流通方向と垂直な方向の幅と、前記ノズル上板又は前記ノズル下板のそれぞれのヤング率と、前記ノズル上板又は前記ノズル下板のそれぞれの許容可能な撓みとに基づいて決定される装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両又はその他の移動体或いはタイヤの走行試験用の装置に係り、より詳細には、台上の疑似路面にて水膜を形成してウェット路面を再現し、車両又は移動体のタイヤの状態の試験を行うための台上ウェット路面形成装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両又はその他の移動体（以下、単に、「車両等」と称する。）のタイヤの走行状態での特性を調べるために、台上の疑似路面上にてタイヤの試験を実行する台上タイヤ試験装置が利用されている。かかる台上タイヤ試験装置に於いて、特に、水で濡れた路面上でのタイヤの状態又は特性を検査するために、台上の疑似路面上に水膜を形成する装置（ウェット路面形成装置）が備えられている場合がある。そのようなウェット路面形成装置としては、例えば、特許文献１に於いては、疑似路面として平坦な無端ベルトを用いた試験装置であって、ベルトを移動させながら、その上でタイヤを回転させる形式の装置に於いて、ベルトの上流側にベルトの幅方向に亘って延在する水スプレーノズルを配置し、ベルト上に水を噴射する構成が開示されている。この装置の場合、水スプレーノズルとベルトとの隙間がバネ等により調節できるよう構成されている。また、特許文献２では、平坦な円盤上、円筒の内側面上又は平坦な無端ベルト上を疑似路面とし、その上でタイヤを回転させる試験装置に於いて、疑似路面の上流側にて水を供給する手段と、水の供給された疑似路面を調節可能な隙間に通過させて水膜の厚みを調節する手段と、調節後の水膜の厚みを検出する手段とを備え、疑似路面上にて形成される水膜の厚みを制御する構成が開示されている（水膜の厚みは、拡散反射型及び正反射型のレーザー変位計を利用して検出される。）。特許文献３では、疑似路面上にて水膜を形成する手段に於いて、水を供給するノズルの水路長をノズルの隙間（ノズルの開口部の寸法）の少なくとも１０倍以上にすることと、ノズルから供給する水圧と水量とを調節することが記載されている。更に、特許文献４では、転動方向が水平面内にある環状体の鉛直上側の面を疑似路面として用いた装置であって、環状体の鉛直上側の面上にてその幅方向（環状体の移動方向と垂直な方向）に亘って水を供給して水膜を形成する機構が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２０８２６５
【特許文献２】特開２００８−１７５７５７
【特許文献３】特開２００９−１２１９９８
【特許文献４】特開２００８−１９６９１２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の如き台上ウェット路面形成装置に於ける水膜の形成に於いては、実際には、水膜の厚みの変動が発生したり、水膜の幅方向の流速分布が不均一となるなど、安定的な水膜を形成することは困難となっている。安定的な水膜の形成が困難となる具体的な要因としては、（ａ）疑似路面（ベルト）の移動速度と水噴流速度との相対速度差が大きいこと、（ｂ）水を噴出するノズルのチャンバから噴出口までの長さによっては噴出口からの水噴流が整流とならない場合があること、（ｃ）疑似路面に対する水噴流の入射角度に依存して疑似路面に衝突して跳ね返る水流により水膜の乱れが増大する場合があること、（ｄ）ノズル内の高圧化に伴うノズルの幅方向中央に於ける応力の集中によって噴出口の変形が生じ、ノズルの幅方向に亘る圧力損失が不均一になり得ること、（ｅ）水噴流速度とノズル内圧の違いによって噴出口の変形量が異なることが挙げられる。そこで、上記の如き要因を排除して安定的な水膜の形成を達成するためには、（１）疑似路面に噴流が衝突し反発した流れの低減、及び／又は、（２）ノズル内の流れの整流化が必要となり、従って、装置の調整に於いては、水噴流の速度及び／又は水量、疑似路面の移動速度等の条件に合わせて、（ｉ）疑似路面に衝突する噴流の反発の影響が最小となる疑似路面の移動速度の微調整・ノズル位置の調整や、（ii）ノズル内の高圧化に伴う変形の少ないノズル流路及び噴出口の設計及びかかる変形を考慮したノズル流路及び噴出口の矯正などが可能であることが望ましい。また、種々の条件下に於いて、水膜が安定的に形成されているか否かを監視するために、通常、光学的な水膜厚みセンサを用いて水膜厚みが逐次的に計測され、計測結果に応じて、装置の各部が調節できることが望ましいところ、光学的な水膜厚みセンサは、水噴流が疑似路面に衝突して跳ね返る際の水の飛沫や水膜内に於ける淀みの発生によって計測不能となる場合があり、そのような計測不能な状態を回避するためには、センサの光学系レンズ部に付着する水滴の防止及び除去を適宜行えるようになっていることが望ましい。
【０００５】
上記の如き、疑似路面上の安定的な水膜の形成（主として、厚みの変動が少なく、又は、厚みの計測が適切に実行できる水膜の形成）の装置の調整は、従前に於いて一般的には、装置の使用者又は試験の実行者が自らの経験に基づき試行錯誤によって為されてきた。従って、かかる装置の調整は、時間、労力及び装置の使用者又は試験の実行者の熟練技術を要することとなっていた。
【０００６】
かくして、本発明の一つの課題は、上記の如き台上ウェット路面形成装置に於いて、試行錯誤によらずに、厚みの変動の少ない安定的な水膜の形成を達成できるようにすることである。
【０００７】
なお、上記の課題に関連して、安定的な水膜の形成のための調整を困難にしている理由の一つは、既に触れた如く、水膜厚みを監視するための光学的センサへの水の飛沫の付着や水膜に於ける淀み等の種々の理由で、しばしば、センサが適正な値を検出できない状態（計測不能な状態）が発生するということであり、このことが、水膜厚みの制御を一層困難にしている。そこで、本発明では、水膜厚みの変動を少なくするとともに、水膜厚みの計測不能な状態の発生頻度が最小となる条件を見つけることによって、装置の各部の調整が試行錯誤によらずに達成できる構成が提案される。そのために、本発明に於いては、水膜厚みの計測を複数回実行し、その場合の、水膜厚みの変動の程度を表す指標として、水膜厚みの検出値の標準偏差（以下、「乱れ度」と称する。）が参照され、計測不能な状態の発生頻度の程度を表す指標として、全計測回数に対する計測不能な状態となった回数の割合（以下、「棄却率」と称する。）が参照される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、上記の課題は、可動式の疑似路面上にて水膜を形成する台上ウェット路面形成装置であって、水膜の厚みを計測する水膜厚み計測手段と、疑似路面の移動速度を制御する疑似路面速度制御手段とを含み、疑似路面速度制御手段が、水膜厚み計測手段が逐次的に計測した水膜厚みの計測値の標準偏差である水膜厚みの乱れ度と、水膜厚み計測手段の逐次的な計測の全回数のうちの水膜厚みの計測値が許容可能な範囲でなかった時の回数の比率である棄却率とを参照して、乱れ度又は棄却率が最小となるように疑似路面の移動速度を調節する装置によって達成される。なお、上記の構成に於いて、台上ウェット路面形成装置は、台上タイヤ試験装置の一部として設けられてよい。可動式の疑似路面は、従前の同様の装置に於いて採用されているものと同様であってよく、平坦な無端ベルトの上面、水平方向に回転する円盤の上面、円筒の内表面に形成された疑似路面などであってよい。水膜厚み計測手段は、水膜の厚みの計測が可能な非接触型の任意のセンサであってよく、典型的には、光学素子を用いた光学的なセンサであってよい。
【０００９】
上記の本発明によるウェット路面形成装置は、後の実施形態の欄（図１（Ａ）参照）に於いて、より具体的に説明される如く、典型的には、検査されるタイヤが載置されて水平方向に移動される疑似路面上に、任意の厚みの水膜を形成して、ウェット路面を台上にて再現することを試みる装置である。通常、水膜の形成の際には、移動する疑似路面の上流側にて設けられた水を供給するための水噴出手段から水を供給し、検査されるべきタイヤの周囲に制御された厚みの水膜の形成が試みられる。その際、水膜の厚みは、疑似路面の移動速度、水の噴出速度、水量等によって変化するので、所望の厚みの水膜が形成されるように、上記の如く水膜厚み計測手段によって、実際の水膜の厚みが計測され、計測された厚みに応じて、水の噴出速度、水量等が調節されることとなる。かかる構成に於いて、水膜は、液体であるので、その厚みは、比較的変動し易く、疑似路面の速度がわずかに変化するだけでも、厚みの変動の程度が変化する。また、厚みの変動による水の淀み（光学的に不安定な状態）や水の飛沫等の影響で、水膜厚みの計測値が許容可能な範囲内にない状態、即ち、計測不能状態が発生し、その計測不能状態の発生頻度も疑似路面の速度がわずかに変化するだけでも変化する。従って、水膜形成の際には、疑似路面の速度の或る程度の目標値を設定した状態で、水膜厚み計測手段の計測値を参照しながら、疑似路面の速度の微調節が行われるところ、かかる微調節が、従前では、試行錯誤によっていたため、時間、労力、熟練技術が必要となっていた。
【００１０】
そこで、本発明に於いては、疑似路面の速度の微調節に要していた労力等を軽減するために、疑似路面の速度の微調節に於いて、既に触れたように、水膜厚みの変動の程度を表す指標として「乱れ度」を、計測不能な状態の発生頻度の程度を表す指標として「棄却率」を算定し、最小の「乱れ度」又は最小の「棄却率」を与える疑似路面の速度値の検索が実行され、その速度値に、疑似路面の速度値が設定される。この構成によれば、「乱れ度」が最小であり、或いは、「棄却率」が最小である場合には、水膜厚みの変動がもっとも少ない状態或いは制御可能な状態となり、安定的な水膜の形成が達成可能となる。また、「乱れ度」及び／又は「棄却率」という数値によって疑似路面の速度の微調節を実行することとなるので、従前の如き試行錯誤の依存の程度が低減されることが期待される。
【００１１】
なお、実施の形態に於いて、典型的には、「乱れ度」の算定のための水膜厚み計測手段と、「棄却率」算定のための水膜厚み計測手段とは、別々のものであってよく、「棄却率」算定のための水膜厚み計測手段として、水膜厚み計測の感度がより高いものが使用されてよい。この場合、或る程度の分解能にて、最小の「乱れ度」を与える疑似路面の速度を検出した後、更に高い分解能にて最小の「棄却率」を与える疑似路面の速度を検出するよう構成される。
【００１２】
また、既に述べた如く、安定的な水膜の形成は、疑似路面上に水を噴出する手段、典型的には、水噴射ノズル、の寸法や水噴射角度等の位置の設定によって影響され、水膜厚み計測の精度及び／又は確度は、水膜厚み計測手段が光学的センサである場合には、センサ窓の大きさやセンサの位置等の設定に影響される。従って、これらの安定的な水膜の形成と水膜の計測に影響を与える各部の設定も、「乱れ度」及び／又は「棄却率」を参照して、調節されてよい。
【００１３】
ところで、疑似路面上に形成される水膜は、疑似路面上をその移動方向と反対の方向に流れる水流によって形成される。その場合、水流の幅方向の速度むらが大きいと、水膜の厚みは不安定となる。そのような水流の幅方向の速度むらは、平板状のノズル上板とノズル下板とを有する噴出ノズルから該ノズル上板と該ノズル下板との間の隙間を通して水を疑似路面上に噴出することによって、水が供給される場合、ノズル上板とノズル下板の撓みを抑制することによって低減することが可能である。この点に関し、ノズル上板とノズル下板とを構成する平板の撓みは、平板の板厚、ノズル内圧、即ち、隙間内の内圧と、ノズル長、即ち、ノズル平板の、隙間の水の流通方向の長さと、ノズル平板の、隙間の水の流通方向と垂直な方向の幅と、ノズル平板のヤング率によって決定される。そこで、上記の本発明の装置に於いては、平板状のノズル上板とノズル下板とを有し該ノズル上板と該ノズル下板との間の隙間を通して水を疑似路面上に噴出する噴出ノズルを含む場合には、ノズル上板及びノズル下板の板厚が、それぞれ、隙間内の内圧と、ノズル上板及びノズル下板の隙間の水の流通方向のそれぞれの長さと、ノズル上板又はノズル下板のそれぞれの隙間の水の流通方向と垂直な方向の幅と、ノズル上板又はノズル下板のそれぞれのヤング率と、ノズル上板又はノズル下板のそれぞれの許容可能な撓みとに基づいて決定されてよい。「許容可能な撓み」とは、水流の幅方向の速度むらが許容範囲に収められるときの撓みであり、実験的に又は理論的に決定される。かかる構成により、ノズル上板とノズル下板の撓みが、許容可能な撓み内に抑制され、水流の幅方向の速度むらの抑制が期待される。
【００１４】
なお、実施の形態に於いては、ノズル上板とノズル下板とにおいて実際に生じた撓みを抑制するための手段が設けられていてよい。
【発明の効果】
【００１５】
かくして、上記の本発明によれば、台上ウェット路面形成装置に於いて、厚みの変動の少ない安定的な水膜の形成のための装置の調整、特に、疑似路面の速度の微調整が、試行錯誤によらずに、従って、従前の装置の場合よりも少ない時間、労力にて達成できることが期待される。特に、本発明に於いては、疑似路面の速度の微調整は、「乱れ度」又は「棄却率」という数値を指標値としているので、コンピュータ制御による自動的な疑似路面の速度の微調整が可能となり、タイヤ試験のための時間、労力、費用の低減が期待される。また、本発明は、熟練技術によらずに装置の調整を速やかに達成できる点でも有利である。
【００１６】
本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１（Ａ）は、本発明による台上ウェット路面形成装置が組み込まれた台上タイヤ試験装置の模式図であり、図１（Ｂ）は、台上ウェット路面形成装置の各部の調整を実行する調整制御装置のブロック図であり、図１（Ｃ）は、水膜厚み計測用の光学的センサ装置の模式図である。
【図２】図２は、本発明による台上ウェット路面形成装置に於ける水膜厚み計測処理と、乱れ度及び／又は棄却率の算定処理を、フローチャートの形式にて表した図である。
【図３】図３は、本発明による台上ウェット路面形成装置に於けるベルト速度（疑似路面移動速度）の選定処理をフローチャートの形式にて表した図である。
【図４】図４（Ａ）は、本発明による台上ウェット路面形成装置に於ける水噴出ノズルのノズル角度の選定処理をフローチャートの形式にて表した図である。図４（Ｂ）は、ノズル角度の選定処理の結果の一つの例を示したグラフ図である。
【図５】図５は、本発明による台上ウェット路面形成装置に於ける水噴出ノズルのノズル長の最適値を説明するグラフ図である。図中、黒点は、実測値であり、白丸は、平均値である。曲線は、平均値の近似曲線であり、点線は、許容可能な乱れ度の上限値を示している。
【図６】図６は、本発明による台上ウェット路面形成装置に於ける水膜厚み計測用の光学的センサ装置の水滴防止カバー底面の窓幅の選定処理をフローチャートの形式にて表した図である。
【図７】図７（Ａ）は、本発明による台上ウェット路面形成装置に於ける水噴出ノズルの構成を説明する模式図であり、図７（Ｂ）は、そのノズル上板の模式図である。図７（Ｃ）は、ノズル平板の撓みを説明する模式図である。図７（Ｄ）は、ノズル平板の撓みを矯正するための構成の模式図である。
【図８】図８は、本発明による台上ウェット路面形成装置に於けるノズル平板の撓み矯正処理をフローチャートの形式にて表した図である。
【符号の説明】
【００１８】
１…台上タイヤ試験装置（台上ウェット路面形成装置）
２…ローラ
３…ベルト
３ａ…疑似路面
４…噴流ノズル
４ａ…噴出口
５…流速計
６…光学式水深センサ
７…水滴防止カバー
８…エア噴射ノズル
１０…水供給ポンプ
Act…アクチュエータ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。図中、同一の符号は、同一の部位を示す。
【００２０】
台上ウェット路面形成装置の構成
図１（Ａ）を参照して、本発明による台上ウェット路面形成装置は、台上タイヤ試験装置１の一部として実現される。図示の例では、台上タイヤ試験装置１は、一対のローラ２の間にて平坦な面（紙面に垂直な方向に延在する平面）を有する無端ベルト３を架け渡し、ローラ２が矢印ａの方向に回転することによって、ベルト３が矢印ｂの方向に回転させられ、その上面が可動式の疑似路面３ａとなる。そして、疑似路面３ａ上には、図示していない被検査タイヤが載置され、タイヤの状態や特性が検査される。なお、疑似路面は、図示の如き無端ベルト式ではなく、上記の特許文献２等に例示されている別の形式のものであってもよい。そして、上記のタイヤ試験装置に於いて、更に、水に濡れた路面上でのタイヤの試験を実行するべく、台上ウェット路面形成装置として、無端ベルト３の上面の疑似路面上に水膜を形成するための水供給と水膜厚み監視のための機構が設けられる。図示の例の台上ウェット路面形成装置に於いては、まず、疑似路面３ａの移動方向の上流側に水噴出ノズル４が設けられ、その噴出口４ａから、水Ｗｂが噴出され、噴出された水は、疑似路面３ａ上にて疑似路面３ａの移動方向とは逆の方向へ流れる水流Ｗｓとなり、水膜Ｗｍを形成する。そして、疑似路面３ａ上を通過した水流Ｗｓは、疑似路面３ａの下流側にて水槽へ落下し（Ｗｆ）、排水される（Ｗｏ）。また、タイヤの状態や特性は、水膜Ｗｍの厚みによっても変化するので、水膜Ｗｍの厚みＤが制御できることが好ましい。そこで、上記の装置に於いては、光学式の水深センサ６が設けられ、センサ６の検出値によって水膜Ｗｍの厚みＤの監視が為される。水深センサ６は、典型的には、水滴防止カバー７に覆われており、水滴防止カバー７の底部に設けられた孔（窓）から入射する光を参照して水膜Ｗｍの厚みＤを検出する手段であってよい。そして、水滴防止カバー７の窓に付着した水滴等を除去すべく、該窓に向けて空気を噴射するエア噴射ノズル８が設けられていてよい。更に、水膜Ｗｍの厚みＤは、水の噴出速度及び水量に依存するので、噴出口４ａから噴出された水Ｗｂの噴出速度を監視するために、流速計５が設けられる。
【００２１】
上記の疑似路面３ａ上に形成される水膜Ｗｍについて、タイヤの状態や特性の検査を安定的に実行するためには、水膜Ｗｍの厚みＤの変動が少ないことが望ましい。しかしながら、実際の装置に於いては、水膜Ｗｍの変動が比較的大きく、また、水膜Ｗｍの変動による水膜内の光学的な乱れ（水の淀み）や、噴出口４ａから噴出された水Ｗｂが疑似路面３ａの表面ＳＰに衝突して反発することにより生ずる水の飛沫等に起因して、水深センサ６が精度又は確度よく水膜Ｗｍの厚みＤを検出できない状態（計測不能状態）となる場合がある。
【００２２】
上記の水膜Ｗｍの厚みの乱れ及び計測不能状態の発生の要因としては、「発明が解決しようとする課題」の欄にて説明された種々の事項が挙げられ、それらを解消するために、装置の各部の調整、例えば、疑似路面３ａの移動速度の微調整、センサ６の位置及び／又は窓幅の調整、ノズル位置の調整等が行われる。しかしながら、これらの装置の各部の調整は、従前では、装置の使用者又は試験の実行者の自らの経験に基づく試行錯誤によって為されていたため、時間、労力及び装置の使用者又は試験の実行者の熟練技術を要することとなっていた。そこで、本発明では、試行錯誤によらずに、各部の調整が達成できるよう装置の構成の改良が為される。
【００２３】
なお、本発明の装置では、図１（Ｂ）に例示されている如く、調整制御装置が、各部の調整を実行するアクチュエータへ制御指令を与えることによって、各部の調整が達成されてよい。調整制御装置は、水深センサ６、流速計５の計測値を受容し、下記に述べる一連の水膜厚み計測処理、各部の調整の選定処理及び選定された目標値に各部の調整する処理を実行し、そのための制御指令を各部のアクチュエータに送信する。調整制御装置は、通常の形式のコンピュータであってよく、ＣＰＵおよびメモリを備え、ＣＰＵが各種演算処理を実行することにより、本発明の手順を実行する。本実施形態で説明される処理の全て或いは一部は、それらの処理を実現するプログラムを従ってコンピュータにより実行されてよい。
【００２４】
水膜厚みの計測と乱れ度及び棄却率の算定
既に述べた如く、水膜は、液体であるので、その厚みは、或る同一の設定条件下に於いても時々刻々に変動する。従って、装置の各部の調整に於いては、基本的には、水膜の厚みを逐次的に複数回に亘って計測しながら、厚みの検出値の変動が最も少なくなるように各部の条件が調整される。その際、本発明では、特に、水膜厚みの変動の程度を数値的に把握するべく、その指標値として、複数回の計測に於ける水膜厚みの検出値の標準偏差を、「乱れ度」として参照する。また、既に触れた如く、水膜の厚みの複数回に亘る計測に於いては、水の淀みや飛沫の影響によって計測不能状態となる場合が発生し（この場合、検出値が異常な値を示すこととなる。）、そのような計測不能状態では、やはり、水膜厚みの変動が激しく、水膜の状態も整流化の程度が著しく低いと考えられ、計測不能状態の発生頻度が高いほど、水膜の状態の擾乱の程度が大きいということができる。そこで、本発明では、更に、計測不能な状態の発生頻度の程度を数値的に把握すべく、その指標値として、全計測回数に対する計測不能な状態となった回数の割合を「棄却率」として参照する。そして、装置の各部の調整に於いては、調整されるべき部位を或る目標とする状態に設定した後、その近傍にて部位の設定条件を少しずつ変更しつつ、水膜厚みの計測と乱れ度及び／又は棄却率の算定とを繰り返し行い、乱れ度及び／又は棄却率が最小となる状態の探索が為される。
【００２５】
図２は、或る調整条件に於ける水膜厚みの計測処理と乱れ度及び／又は棄却率の算定処理をフローチャートの形式にて表した図である。同図を参照して、かかる処理に於いては、まず、水膜厚みの計測処理を実行する総時間Ｔと、計測を実行する間隔（サンプリング時間）Δｔとを設定した後（ステップ１０）、Δｔ毎に水膜厚みＤｊの計測を、計測開始からの経過時間ｔが総時間Ｔを超えるまで、繰り返し実行する（ステップ２０〜ステップ６０）。その際、水膜厚みＤｊの計測値は、毎回、エラー値を越えているか否か、即ち、水膜厚みＤｊの計測値が許容範囲内であるか否かが判定される（ステップ３０）。そして、Ｄｊがエラー値より大きいときには、計測不能状態だったと判定し、その回数ｊがカウントされる（ステップ４０）。かくして、経過時間ｔが総時間Ｔを超えると、それまでの計測値の標準偏差が
乱れ度σ＝｛Σ（Ｄｊ−Ｄａｖｅ）２／（Ｔ／Δｔ）｝１／２  …（１）
として算定される（ステップ８０）。なお、Ｄａｖｅは、計測値の平均値である（ステップ８０）。また、全計測回数（Ｔ／Δｔ＋１）に対する、それまでの計測不能状態だった回数ｊの割合が、
棄却率Ｐ＝ｊ／（Ｔ／Δｔ＋１）  …（２）
として算定される（ステップ７０）。
【００２６】
なお、図２の処理に於いて、乱れ度σのみを算定する場合には、ステップ３０、４０、７０は、実行されなくてよい。また、下記に例示する典型的な実施形態に於いては、乱れ度σの算定のためのセンサと、棄却率Ｐの算定のためのセンサとしては、別々のセンサが用いられる。即ち、上記の装置１に於いては、二つのセンサが装備されてよい。そして、通常、棄却率Ｐの算定のためのセンサとして、より感度の高いセンサが使用されるので、後に述べる如く、典型的には、或る部位の調整に於いては、初めに、部位の設定条件を変更しながら、水膜厚みの計測と乱れ度σの算定を行い、最小の乱れ度σを与える条件を探索した後、探索された最小の乱れ度σを与える条件の近傍にて、更に細かい分解能にて、部位の設定条件を変更しながら、水膜厚みの計測と棄却率Ｐの算定を行い、最小の棄却率Ｐを与える条件の探索が実行されてよい。
【００２７】
ベルト速度（疑似路面速度）Ｖｂの選定
水膜の厚みとその変動の程度は、水噴射速度とベルト速度Ｖｂ、即ち、疑似路面の移動速度とに依存する。特に、水膜厚みの変動の態様に於いては、ベルト速度Ｖｂがわずかに変化しただけで変化する場合がある。そこで、本発明では、或る水噴射速度とベルト速度Ｖｂをそれぞれ目標値に設定した場合には、更に、ベルト速度Ｖｂを設定された目標値からその近傍にて変化させながら、水膜厚みの計測と乱れ度σの算定及び棄却率Ｐの算定を実行して、乱れ度σ又は棄却率Ｐが最小となる条件を探索し、水膜の厚みの変動が最小となり、安定な水膜形成が得られる条件の選定が実行される。かかる本発明によるベルト速度Ｖｂの微調整のための具体的な処理に於いては、図３を参照して、まず、目標噴流速度Ｖｘと目標ベルト速度Ｖｂｏ（初期値）とを設定した後（ステップ１１０）、その状態にて、図２に例示した水膜厚みの計測と乱れ度σの算定及び棄却率Ｐの算定が実行される（ステップ１２０）。図示していないが、この状態で棄却率Ｐ又は乱れ度σが著しく大きい場合には、微調整を実行しても、十分に安定な水膜の形成は望めないので、目標値の変更が為されてよい。
【００２８】
しかる後、初期状態に於ける棄却率Ｐ０及び乱れ度σ０が、著しく大きくない場合には、第一のベルト速度Ｖｂの微調整幅（刻み速度）ΔＶｓを設定し（ステップ１３０）、ベルト速度Ｖｂを刻み速度ΔＶｓずつ増大又は低減させながら、図２に例示した水膜厚みの計測と乱れ度σの算定を実行し（ステップ１３５〜２００）、最小の乱れ度σを与えるベルト速度Ｖｂの探索が実行される。なお、図示の例では、ステップ１３５〜１６０に於いて、ベルト速度Ｖｂの初期値からΔＶｓずつ増大させながら（ステップ１４０）、図２に例示した水膜厚みの計測と乱れ度σの算定（ステップ１５０）を繰り返し、最小の乱れ度σを与えるベルト速度Ｖｂの探索（ステップ１６０）が為され、ステップ１６５〜１９０に於いて、ベルト速度Ｖｂの初期値からΔＶｓずつ低減させながら（ステップ１７０）、図２に例示した水膜厚みの計測と乱れ度σの算定（ステップ１８０）を繰り返し、最小の乱れ度σを与えるベルト速度Ｖｂの探索（ステップ１９０）が為される。しかる後、ベルト速度Ｖｂの初期値Ｖｂ０の近傍で最小の乱れ度σを与えるベルト速度Ｖｂｍｉｎがベルト速度Ｖｂの初期値Ｖｂ０に設定し直され（ステップ２００）、第一の刻み速度ΔＶｓよりも小さい第二の刻み速度ΔＶｐを設定した後（ステップ２１０）、新たな初期値Ｖｂ０の近傍で、刻み速度ΔＶｐずつ増大又は低減させながら、図２に例示した水膜厚みの計測と棄却率Ｐの算定を実行し（ステップ２１５〜２７０）、最小の棄却率Ｐを与えるベルト速度Ｖｂの探索が実行される。ステップ２１５〜２７０の処理は、棄却率Ｐの算定を実行し、その最小値を与えるベルト速度Ｖｂを決定することを除いて、ステップ１３５〜２００と同様であってよい。
【００２９】
かくして、最小の乱れ度σを与えるベルト速度Ｖｂの近傍のうちで、更に最小の棄却率Ｐを与えるベルト速度Ｖｂが、目標噴流速度Ｖｘに対するベルト速度Ｖｂとして選定される（ステップ２８０）。かかる構成によれば、目標ベルト速度Ｖｂｏ（初期値）の近傍で水膜の乱れが最小に抑制され、又、水膜厚みの計測が最も確実に実行可能であるベルト速度Ｖｂが決定できることとなる。また、上記の処理は、水膜厚みの変動の程度を乱れ度σや棄却率Ｐといった数値的な指標を用いるので、ベルト速度Ｖｂの微調整に於いて試行錯誤の依存は大幅に低減され、効率よく、ベルト速度Ｖｂの微調整が達成可能となる。また、水膜厚みを変更すべく、目標噴流速度Ｖｘ及び／又はベルト速度Ｖｂを変更した場合にも、安定な水膜を形成するためのベルト速度Ｖｂの微調整が速やかに達成できる点で有利である。なお、上記の処理は、典型的には、調整制御装置のコンピュータの作動により自動的に実行される。
【００３０】
水噴流ノズルの角度の調整
上記の如く、疑似路面上に水噴射ノズル４から水を噴射して水膜Ｗｍを形成する際、噴出口４ａから噴出された水Ｗｂが疑似路面３ａの表面ＳＰに対して強く衝突し反発すると、水膜の厚みの変動の程度と水の飛沫量とが増大する。そして、水Ｗｂの表面ＳＰに対する衝突及び反発の強さは、ノズルの角度θによって変化する。従って、本発明では、水膜の厚みの変動ができるだけ抑制されるように、ノズルの角度θの調節も乱れ度σ又は棄却率Ｐを利用して為されてよい。図４（Ａ）は、本発明による水噴出ノズルのノズル角度θの選定処理をフローチャートの形式にて表した図である。同図を参照して、ノズル角度θの選定処理は、図３のベルト速度の選定処理と同様であってよく、ノズル角度θを徐々に変化させながら、図２に例示した水膜厚みの計測と乱れ度σの算定を反復実行して、最小の乱れ度σを与える角度θの探索が実行される。なお、図示していないが、棄却率Ｐを用いて最小の棄却率Ｐを与える角度θの探索が実行されてもよい。特に、図示の例では、初期値として、角度θ＝０°を設定して、徐々に角度を増大しながら、最小の乱れ度σを与える角度θの探索を実行するよう記載されているが、これに限定されない。図４（Ｂ）は、ノズル角度θを変更しながら得られた乱れ度σの変化の例を示している。同図の例の場合には、約５°で乱れ度σが最小となるので、その角度がタイヤ試験に使用される角度θとして選定されてよい。かかる角度調整は、要求される水膜厚み、ベルト速度、水噴射速度、ノズルの高さｈの条件が変更される度に実行されてよい。また、上記の処理も、水膜厚みの変動の程度を乱れ度σ（や棄却率Ｐ）といった数値的な指標を用いて達成可能であるので、試行錯誤によらず、噴出口４ａから噴出された水Ｗｂの疑似路面３ａの表面ＳＰに対する衝突及び反発の影響を低減し、安定な水膜を形成するためのノズル角度θの調整が速やかに達成できる点で有利である。なお、上記の処理は、典型的には、調整制御装置のコンピュータの作動により自動的に実行される。
【００３１】
水噴流ノズルのノズル長の選定
安定な水膜を形成するためには、ノズルから噴射される水流が整流化されていることが重要となる。かかる水流の整流化の程度は、図１（Ａ）の装置の水噴出ノズル４の如く、上下の平板の隙間から水を噴射させる形式（スリットノズル）の場合、水の流通方向に於ける平板の隙間の距離（ノズル長）Ｌによって影響される。そこで、本発明の発明者等は、種々のノズル長Ｌを用いて、図２に例示した水膜厚みの計測と乱れ度σの算定及び棄却率Ｐの算定を実行して乱れ度σと棄却率Ｐとが低く抑えられるノズル長Ｌの条件を探索した。図５は、その結果の例を示すグラフ図であり、図示の例では、ノズル長Ｌが２００ｍｍ以上になると、乱れ度σが許容範囲に収束し、その際の棄却率Ｐ（図示せず）も十分に低い値となった。かくして、乱れ度σと棄却率Ｐを参照することによって、試験のための安定的な水膜の形成を達成するノズル長Ｌの選定が可能であることが示された。
【００３２】
光学水深センサの調整
既に触れた如く、台上ウェット路面形成装置に於いて、水の飛沫等の影響によって、光学水深センサ６による水膜厚みの計測ができない状態となる場合がある。かかる計測不能状態の頻度は、光学水深センサ６の位置或いは水滴防止カバー７の底部に設けられた窓の大きさによっても変化し、また、水膜の形成条件に依存して、水の飛沫量が変化するので、計測不能状態の頻度も変化する。従って、台上ウェット路面形成装置に於いては、任意の水膜形成の条件毎に、光学水深センサ６の位置や窓の大きさも調整できることが望ましい。そこで、本発明の装置では、図１（Ｃ）に例示されている如く、光学水深センサ６の窓の大きさＷやベルト面３からの高さＨが、水膜厚みの計測に於ける棄却率Ｐを参照して、選定できるようになっていてよい。なお、本発明の装置で採用される光学水深センサ６に於いては、静的な水膜（水の飛沫や厚み変動のない水膜）に対しては、窓幅Ｗが広いほど、計測不能状態の頻度は低減する。しかしながら、本発明の装置で採用される場合には、水膜の厚みが動的に変動するとともに、水膜と窓の間に於いては、水の飛沫が浮遊する場合が多く、従って、窓幅Ｗが広いほど、水の飛沫が窓表面に付着しやすくなることなどにより、計測不能状態の頻度が増大する。そこで、本実施形態では、初めに、窓幅Ｗを計測が可能な最小値Ｗｍｉｎ（棄却率が１００％ではない最小値）を設定し、窓幅Ｗを徐々に大きくしながら、水膜厚みの計測処理と棄却率Ｐの算定が繰り返し実行される。そうすると、棄却率Ｐが徐々に低減していくところ、或る程度の窓幅Ｗになったところで、棄却率Ｐが殆ど変化しなくなることが期待されるので、そのときの窓幅Ｗ、即ち、窓幅Ｗをそれ以上増大しても棄却率Ｐが殆ど変化しなくなる状態での最小幅が最適値として選定される。
【００３３】
図６は、光学水深センサ６の窓幅Ｗの選定処理の過程をフローチャートの形式にて示したものである。同図を参照して、まず、水滴防止カバー底面の光学水深センサ６の窓の高さＨｏが任意に設定され、更に、窓幅Ｗは、計測が可能な最小値Ｗｍｉｎに設定される（ステップ３１０）。そして、この状態で、図２に例示した水膜厚みの計測と棄却率Ｐの算定が実行される（ステップ３２０）。ここで、棄却率Ｐが所定の閾値Ｐｔｈ１よりも大きいときには（ステップ３３０）、窓に水滴等が付着している可能性が高いため、エア噴射ノズル８から窓表面に向けて空気の噴射が為され、水滴等の除去が図られるようになっていてよい。しかる後、窓幅ＷをΔＷずつ増大しながら（ステップ３４０）、図２に例示した水膜厚みの計測と棄却率Ｐの算定（ステップ３５０）と窓幅Ｗの増大の前と後との棄却率Ｐの比較（ステップ３７０）とが繰り返し実行される。既に述べた如く、通常、窓幅Ｗの増大後の棄却率Ｐｉは、窓幅Ｗの増大前の棄却率Ｐｉ−１よりも低いはずなので、その場合には、更に棄却率Ｐを低減すべく、窓幅ＷのΔＷずつの増大（ステップ３４０）が繰り返される。そして、この操作を繰り返し、窓幅Ｗの増大後の棄却率Ｐｉが窓幅Ｗの増大前の棄却率Ｐｉ−１に等しいか或いは高くなったときには、窓幅Ｗを更に増大しても棄却率Ｐの低減は望めないこととなるので、その時点の窓幅Ｗｍａｘが試験に於いて使用される窓幅として選定される（ステップ３８０）。
【００３４】
上記の処理に於いて、棄却率Ｐが所定の閾値Ｐｔｈ１よりも大きいときには（ステップ３６０）、窓に水滴等が付着している可能性が高いため、エア噴射ノズル８から窓表面に向けて空気の噴射が為され、水滴等の除去が適宜図られるようになっていてよい。また、その後の任意に実行される水膜厚みの計測と棄却率Ｐの算定（ステップ３９０）に於いても、棄却率Ｐが所定の閾値Ｐｔｈ２よりも大きいときには（ステップ３９５）、窓に水滴等が付着している可能性が高いため、エア噴射ノズル８から窓表面に向けて空気の噴射が為され、水滴等の除去が図られるようになっていてよい。閾値Ｐｔｈ１と閾値Ｐｔｈ２とは、実験的に任意に設定されてよい（閾値Ｐｔｈ１と閾値Ｐｔｈ２とは、同一であっても異なる値であってもよい。）。
【００３５】
なお、図示していないが、水滴防止カバー底面の光学水深センサ６の窓の高さＨについても、図４の処理と同様の処理にて、窓の高さを変化させながら、棄却率Ｐを参照して、試験に於いて使用される高さに選定する処理が実行されてよい。高さの場合には、高いほど、棄却率が増大する一方、水膜に近すぎると、窓に水滴等が付着しやすくなるので、例えば、窓の高さの初期値をベルト面近傍に設定し、徐々に高さを増大し、棄却率が増大し始める高さの最低値を試験に於いて使用される高さに選定するようになっていてよい。
【００３６】
上記の構成によれば、水滴防止カバー底面の光学水深センサ６の窓に水の飛沫が付着するなどして、計測不能状態となる発生頻度をできるだけ低く抑えられることが期待される。また、上記の処理は、棄却率Ｐといった数値的な指標を用いるので、光学水深センサ６の窓の調整に於いて試行錯誤の依存は大幅に低減され、効率のよい調整が達成可能となる。なお、上記の処理は、典型的には、調整制御装置のコンピュータの作動により自動的に実行される。
【００３７】
ノズル平板板厚の設定
「発明の概要」の欄に於いて述べた如く、疑似路面上に形成される水膜に於いて、水流の幅方向の速度むらが大きいと、水膜の厚みは不安定となる。特に、図７（Ａ）に模式的に描かれている如き、平板状のノズル上板１２ｕとノズル下板１２ｌとを有する噴出ノズル４から該ノズル上板と該ノズル下板との間の隙間（スリットノズル）を通して水を疑似路面上に噴出することによって水流が供給される場合、隙間の内圧（ノズル内圧）が高圧化に伴って、ノズル上板とノズル下板の幅方向ｂの中央領域に応力が集中することによって撓みが発生して、噴出口４ａの形状が変化すると、噴出口の幅方向の圧力損失の差が増大し、これにより、水流の幅方向の速度むらが増大することとなる。一方、ノズル上板とノズル下板の撓みの大きさは、その板の板厚によって依存する。そこで、本発明のもう一つの態様に於いては、ノズル上板とノズル下板の撓みが許容範囲内に収まる板厚ｄを決定し、そのような板厚を有する平板がノズル上板とノズル下板として使用されてよい。
【００３８】
具体的には、まず、図７（Ａ）のスリットノズルに於いて、絞り部の圧力Ｐ１は、スリットノズル内の圧力Ｐ２と略等しいと考えられる。即ち、
Ｐ１＝Ｐ２    …（３）
が成立する。一方、絞り部の圧力Ｐ１は、供給ポンプ１０の圧力Ｐｐと噴出口４ａの流速Ｖ∞とを用いて、
Ｐ１＝Ｐｐ−（１／２）ρＶ∞２（Ｃ−λ（Ｌ／ｄ））    …（４）
にて表される。ここで、ρは、水の密度、Ｃは、１／（縮流係数）２、ｄは、隙間の距離である。一方、ノズル上板とノズル下板が、それぞれ、図７（Ｂ）に示されている如き、長さＬ、幅ｂ、厚みｚを有する平板であるとすると、平板は、ノズル内圧Ｐ２（＝Ｐ１）によって等分布荷重を受ける両端支持梁であると仮定することができ、そのときの図７（Ｃ）にて示されている撓みδを用いると、厚みｚは、
ｚ（ｘ）＝２．５Ｐ１・Ｌ・ｘ３（ｂ−ｘ）／（（Ｅ・ｂ）／δ）  …（５）
により表される。ここで、ｘは、幅方向の座標であり、Ｅは、平板のヤング率である。従って、δへ許容可能な撓みを代入することにより、想定されるノズル内圧Ｐ２に応じて、撓みが許容可能な範囲内に抑制できる厚みｚが決定できることとなる。かくして、本発明の台上ウェット路面形成装置の水噴出ノズルに於いて、ノズル上板とノズル下板として、式（５）にて算定される厚みｚの板を用いることによって、噴出口４ａの幅方向の圧力損失の差が低減し、水噴流の速度分布がより均一化されるので、水流の幅方向の速度むらの抑制が可能となる。
【００３９】
ノズル平板撓みの矯正
上記の「ノズル平板板厚の設定」の欄で説明された如く、撓みが許容可能な範囲内に収まる板厚を有する平板をノズル上板とノズル下板として使用する場合には、利用可能な平板の範囲が限定されることとなる。そこで、本発明の更に別の態様に於いては、図７（Ｂ）及び（Ｄ）に例示されている如く、ノズル上板とノズル下板上の幅方向の複数の点（矯正圧ポイント）に対して、押圧力を及ぼすアクチュエータ（Ａｃｔ）を設け、平板の撓みが抑制されるようになっていてよい。なお、平板上の撓みδは、式（５）から、
δ（ｘ）＝５Ｐ１・Ｌ・ｘ３（ｂ−ｘ）／（２４ＥＩ）      …（６）
により与えられる。ここで、Ｉは、断面二次モーメントであり、Ｉ＝ｂｚ３／１２である。（ここで、ｚは、定数である。）従って、式（４）から絞り圧力Ｐ１が分かれば、平板上の撓みが推定できることとなる。
【００４０】
図８は、目標噴流速度とポンプ吐出圧Ｐｐがそれぞれ或る値に設定された際に、ノズルの上下板の撓みの矯正を実行する処理をフローチャートの形式で表した図である。図示の処理も調整制御装置（図１（Ｂ））のコンピュータの作動により実現されてよい。
【００４１】
同図を参照して、まず、目標噴流速度とポンプ吐出圧Ｐｐの設定（ステップ５１０）が為されると、ノズル内の圧力Ｐ１が式（４）により予測されるか実測される（ステップ５２０）。そして、図７（Ｂ）にて例示されている如く、ノズルの上下板のそれぞれに於ける噴出口４ａの幅方向に於ける矯正圧ポイントの撓みδＵｉ、δＬｉが、式（６）により予測されるか実測される（ステップ５３０）。なお、撓みの実測のために、各矯正圧ポイントに任意の歪みセンサが設けられ、その検出値が調整制御装置へ入力されてよい（図１（Ｂ）参照）。しかる後、ノズルの上下板の矯正圧ポイント毎に、撓みδＵｉ、δＬｉが許容範囲内であるか否か、即ち、所定の閾値δｔｈ１又はδｔｈ３より小さいか否かが判定される（ステップ５４０、５７０）。ここで、撓みδＵｉ、δＬｉが所定の閾値δｔｈ１又はδｔｈ３よりも小さい場合には、アクチュエータの作動による矯正圧の付与は実行されず、次の矯正圧ポイントについて、同様の処理が為される。一方、撓みδＵｉ、δＬｉが所定の閾値δｔｈ１又はδｔｈ３よりも大きい場合には、アクチュエータの作動による矯正圧の付与が実行され（ステップ５５０、５７５）、図７（Ｃ）にて示されている如く、矯正量εＵｉ、εＬｉ、即ち、矯正圧の付与よる撓みの修正量が実測される（ステップ５５５、５８０）。そして、矯正後の撓み（δＵｉ−εＵｉ）、（δＬｉ−εＬｉ）が、許容範囲内であるか否か、即ち、所定の閾値δｔｈ２又はδｔｈ４より小さいか否かが判定され（ステップ５６０、５９０）、許容範囲内でない場合には、更なる矯正圧の付与は実行される。なお、ステップ５５０〜５６０、５７５〜５９０は、矯正後の撓みが許容範囲内となるまで反復されてよい。
【００４２】
かくして、各ポイントの撓みを参照した矯正処理が完了すると、撓みは、全て許容範囲内に収まっていると想定されるところ、矯正処理によって、噴出口での水の流速にムラが生じてしまう場合がある。そこで、続けて、噴出口の流速分布を参照して、更なる矯正圧の付与が実行されてよい。具体的には、まず、各ポイントに対応する噴出口での水の流速Ｖｉの測定と平均流速Ｖａｖｅの算定が実行される（ステップ６１０）。そして、各ポイント毎に、流速Ｖｉと平均流速Ｖａｖｅとの差分ΔＶｉが、所定の閾値Ｖｔｈより大きいか否かが判定される。そして、もしΔＶｉが閾値Ｖｔｈより大きいときには、ΔＶｉがＶｔｈよりも小さくなるまで、矯正圧の更なる付与が実行される（ステップ６２０〜６３０）。かくして、全てのポイントについて上記の処理が完了すると、矯正処理が終了する。
【００４３】
図８に例示の矯正処理によれば、最終的に噴出口の幅方向に於ける圧力損失の差による速度ムラが低減され、従って、安定した水膜の形成が期待される。また、図８による矯正処理を実行する場合には、ノズルの上下板として利用可能な平板の選択範囲が拡大され、より薄肉の、或いは、軽量の平板材の利用も可能となる。なお、各矯正ポイントに矯正圧を付与するアクチュエータは、電磁式又は液圧式に棒材を上下する形式の任意のアクチュエータであってよく、その動作は、調整制御装置のコンピュータの作動により制御されてよい。
【００４４】
以上の説明は、本発明の実施の形態に関連してなされているが、当業者にとつて多くの修正及び変更が容易に可能であり、本発明は、上記に例示された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の概念から逸脱することなく種々の装置に適用されることは明らかであろう。
【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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【図８】
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