(57)【要約】【課題】実際に用いられるマンホールの摩擦係数が測定でき、且つ、コンパクトで測定試験を容易にする。【解決手段】上下軸心４廻りに回転自在に支持されたアーム２と、測定器３と、を備えており、アーム２にはタイヤ５を回転自在に支持し、且つ、タイヤ５を水平軸心廻りに装着可能にする取付部６を有し、この取付部６に装着されたタイヤ５が測定対象物上を転動しながら上下軸心４廻りをアーム２と共に回転する摩擦特性測定装置であって、測定器３は、タイヤ５が測定対象物上を転動した際のタイヤ５にかかる水平荷重Ａ、又は、垂直荷重Ｂを測定する。【選択図】　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下軸心（４）廻りに回転自在に支持されたアーム（２）と、測定器（３）と、を備えており、アーム（２）にはタイヤ（５）を回転自在に支持し、且つ、タイヤ（５）を水平軸心廻りに装着可能にする取付部（６）を有し、この取付部（６）に装着されたタイヤ（５）が測定対象物上を転動しながら上下軸心（４）廻りをアーム（２）と共に回転する摩擦特性測定装置であって、前記測定器（３）は、前記タイヤ（５）が測定対象物上を転動した際のタイヤ（５）にかかる垂直荷重（Ａ）、又は、水平荷重（Ｂ）を測定することを特徴とする摩擦特性測定装置。
【請求項２】
上下軸心（４）廻りに回転自在に支持されたアーム（２）と、測定器（３）とを備えており、アーム（２）にはタイヤ（５）を回転自在に支持し、且つ、タイヤ（５）を水平軸心廻りに装着可能にする取付部（６）を有し、この取付部（６）に装着されたタイヤ（５）が測定対象物上を転動しながら上下軸心（４）廻りをアーム（２）と共に回転する回転転動状態において、測定器（３）がタイヤ（４）にかかる垂直荷重（Ａ）、又は、水平荷重（Ｂ）を測定する摩擦特性測定装置であって、
前記タイヤ（５）と測定対象物とに向けて散水液を散水する散水ノズル（１３）と、この散水ノズル（１３）から散水される散水液を貯留する貯留タンク（１４）とが設けられ、散水ノズル（１３）はタイヤ（５）の近傍に設けられたことを特徴とする摩擦特性測定装置。
【請求項３】
上下軸心（４）廻りに回転自在に支持されたアーム（２）と、測定器（３）とを備えており、アーム（２）にはタイヤ（５）を回転自在に支持し、且つ、タイヤ（５）を水平軸心廻りに装着可能にする取付部（６）を有し、この取付部（６）に装着されたタイヤ（５）が測定対象物上を転動しながら上下軸心（４）廻りをアーム（２）と共に回転する回転転動状態において、測定器（３）がタイヤ（４）にかかる垂直荷重（Ａ）、又は、水平荷重（Ｂ）を測定する摩擦特性測定装置であって、
前記上下軸心（４）を支持する架台（７）が設けられ、この架台（７）には重りとしての機能を有し、且つ、液体を入排出できる重石タンク（８）が設けられていることを特徴とする摩擦特性測定装置。
【請求項４】
上下軸心（４）廻りに回転自在に支持されたアーム（２）と、測定器（３）とを備えており、アーム（２）にはタイヤ（５）を回転自在に支持し、且つ、タイヤ（５）を水平軸心廻りに装着可能にする取付部（６）を有し、この取付部（６）に装着されたタイヤ（５）が測定対象物上を転動しながら上下軸心（４）廻りをアーム（２）と共に回転する回転転動状態において、測定器（３）がタイヤ（４）にかかる垂直荷重（Ａ）、又は、水平荷重（Ｂ）を測定する摩擦特性測定装置であって、
前記タイヤ（５）を転動させる駆動モーター（１７）がアーム（２）に設けられ、この駆動モーター（１７）には、アーム（２）の軸心方向に対して駆動モーター（１７）の回転軸（１９）が傾斜するように、スラスト角（Ｃ）が付与されていることを特徴とする摩擦特性測定装置。
【請求項５】
前記アーム（２）の取付部（６）の近傍に重量物が設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の摩擦特性測定装置。
【請求項６】
前記測定器（３）は、水平荷重（Ｂ）としてタイヤ（５）にかかる横力を測定すると共に、タイヤ（５）にかかる垂直荷重（Ａ）を測定するロードセル（１１）であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の摩擦特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば路面に設置されるマンホールの摩擦特性を測定する摩擦特性測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マンホールやその他の地下構造物用の蓋は路面構成物として道路に設置され、そのマンホール等の表面を自動車や二輪車などのタイヤが通過するようになっている。
このマンホールなどの蓋は鋳鉄等によって製造されているため、特に雨などの水に濡れた場合は表面が滑りやすくなりタイヤのスリップ等の原因になって二輪車などの走行に危険であることが多い。このため、マンホールの蓋に様々な凹凸を設け、マンホールが濡れた状態であっても、マンホールの摩擦係数が道路（路面）とあまり変わらないようにして、マンホールによるスリップを防止するといった取り組みがなされている。
【０００３】
一方で、設計されたマンホールの蓋の摩擦係数を測定する専用装置は少なく、マンホールなどの摩擦係数を測定するには大型のトレーラ式試験車が用いらている。このトレーラ式試験車では、マンホールを設置した道路を走行して、マンホールの摩擦係数を測定しているのが実情である。
また、実車を用いないポータブルな摩擦係数試験機として、振り子式、回転式などがある。このような試験機は、実際に用いられるマンホールに類似した試験用のマンホールを試験資料として製作し、この試験資料を用いて摩擦係数を測定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のトレーラ式試験車では、わずか１ｍ足らずの大きさのマンホールの摩擦係数を測定するのに数回マンホール上を走行しなければならず、又、装置が大きいため、摩擦係数の測定試験が大がかりとなってしまう問題があった。
また、ポータブルな摩擦係数試験機では、摩擦係数試験機の構造上の制約などから試験用のマンホールの凹凸が実際に用いられるマンホールよりも大きくなりそのために、タイヤを実際にマンホールに走行させた時のような、摩擦係数が測定しにくいという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、実際に用いられるマンホールの摩擦係数が測定でき、且つ、コンパクトで測定試験が容易になすことができる摩擦特性測定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記の目的を達成するために、次の解決手段を採用した。すなわち、上下軸心廻りに回転自在に支持されたアームと、測定器とを備えており、アームにはタイヤを回転自在に支持し、且つ、タイヤを水平軸心廻りに装着可能にする取付部を有し、この取付部に装着されたタイヤが測定対象物上を転動しながら上下軸心廻りをアームと共に回転する摩擦特性測定装置であって、測定器は、前記タイヤが測定対象物上を転動した際のタイヤにかかる水平荷重、又は、垂直荷重を測定することを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、アームにタイヤを装着し、アームを軸心廻りに回転することで、タイヤが測定対象物上を転動した際のタイヤにかかる水平荷重、又は、垂直荷重を測定することができる。
したがって、測定対象物をマンホールにすれば、マンホールの摩擦特性を測定するために、従来のような大がかりなトレーラー式試験車を用いなくてもマンホールの摩擦特性試験を行うことができる。
さらに、本発明の摩擦特性試験装置では、タイヤは上下軸を中心に円運動するようになっているので、従来のトレーラー式試験車のように測定のために大きな試験スペースを用意する必要がなく、狭いスペースでも試験を行うことができる。
【０００８】
また、タイヤが転動する回転軌道上にマンホールを設置して試験が行えるので、従来のポータブルな試験装置のようにマンホールの試験のために試験用のマンホールを用意する必要がなく、実際に用いられるマンホールの摩擦係数が測定できる。
また、タイヤと測定対象物とに向けて散水液を散水する散水ノズルと、この散水ノズルから散水される散水液を貯留する貯留タンクとが設け、散水ノズルはタイヤの近傍に設けると好ましい。
【０００９】
このようにすれば、散水ノズルから水等を散水することにより、タイヤとタイヤが転動する測定対象物を濡らすことができるので、測定対象物とタイヤとを濡らした状態での摩擦特性を測定することができる。
また、アームは、このアームを支持する架台と連結させて、この架台には重りとしての機能を有し、且つ、液体を入排出できる重石タンクが設けるのが好ましい。
このようにすれば、重石タンクに液体（例えば水）を入れることによって、重石タンクの重量が増加し、この重石タンクが重りとなるので、タイヤを地面に転動させた状態においても、架台は安定した状態で地面等に載置することができる。また、重石タンクの液体を排出すれば、摩擦特性測定装置全体を軽くすることができるので、摩擦特性測定装置自体の持ち運びを容易になすことができる。
【００１０】
また、タイヤを転動させる駆動モーターをアームに設け、この駆動モーターには、アームの軸心方向に対して駆動モーターの回転軸が傾斜するように、スラスト角が付与するのが好ましい。
これによれば、駆動モータの駆動によってタイヤを転動させることができると共に駆動モーターの駆動時に駆動モーターにかかる駆動反力が弱まるので駆動モーターに負担をかけすぎることを防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１〜５は本発明に係る摩擦特性測定装置にタイヤを装着した装着状態を示している。
この摩擦特性測定装置は、装着されたタイヤを測定対象物（例えば、マンホールや路面）上に転動させて、タイヤがマンホール上を転動した際に、タイヤにかかる水平荷重、又は、垂直荷重と測定する装置である。
【００１２】
図１，２に示すように、摩擦特性測定装置１はアーム２と、測定器３とを有している。アーム２は、金属系材料やその他の材料でパイプ、又は、棒状、若しくは、長方形板状に形成されている。
このアーム２の端部には、略起立した上下軸心４が設けられている。この上下軸心４は、アーム２を上下軸心４廻りに回転自在になるように支持しており、これにより、アーム２はこの上下軸心４を支柱として上下軸心４廻りを回転することができる。
【００１３】
アーム２の他端部には、タイヤ５を装着する取付部６が設けられている。この取付部６は、タイヤ５を回転自在に支持し、且つ、タイヤ５を水平軸心廻りに装着できるようになっている。
したがって、タイヤ５を取付部６に装着し、上下軸心４を固定した状態で、アーム２を上下軸心４廻りに回転させることにより、図２に示すようにタイヤ５は、アーム２と共に上下軸心４を中心として周方向に回転する。即ち、タイヤ５は上下軸心４を中心として円運動をしながら地面Ｇ等を転動することができる。
【００１４】
上下軸心４を固定する手段として、この実施の形態では、上下軸心４の下端部に上下軸心４を支持する略円形状の架台７が設けられており、この架台７の上には液体（水等）が給排水できる重石タンク８が設けられている。この重石タンク８は、上下軸心４を同心として円形状に形成されており、重石タンク８の上部には水等を入水する入水口９が設けられ、重石タンク８の下部には水等を排出する排出口１０が設けられている。
したがって、この重石タンク８に水等を入水口９から入水することにより、重石タンク８の重量が増加してこの重石タンク８が架台７に対しての重りとなるので、タイヤ５を地面Ｇに転動させた状態においても、架台７は安定した状態で地面Ｇ等に載置されることとなる。
【００１５】
測定器３は、アーム２の取付部６、又は、タイヤ５の回転軸と連結しており、タイヤ５が測定対象物上を転動した際（回転転動状態）のタイヤ５にかかる垂直荷重Ａ、又は、水平荷重Ｂとが測定できるようになっている。この場合においては、図１に示すように、タイヤにかかる横力（水平荷重Ｂ）と、タイヤの上下荷重（垂直荷重Ａ）とを測定できるロードセル１１が採用される。
なお、図１に示すように、矢印Ａは垂直荷重の方向、矢印Ｂは水平荷重の方向を示しており、Ａ方向にかかる荷重を垂直荷重Ａ、Ｂ方向にかかる荷重を水平荷重Ｂとしている。
【００１６】
この測定器３と電気的に連結されている記憶装置１２がアーム２に設けられた枠状の設置台２０を介してアーム２に吊り下げられている。この記憶装置１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されたコンピュータが用いられ、このコンピュータにより測定器３で測定された垂直荷重Ａ、又は、水平荷重Ｂが記憶されるようになっている。
なお、この場合において、記憶装置１２をＸ−Ｙレコーダー等の記録装置１３に変え、測定器３で測定された垂直荷重Ａ、又は、水平荷重Ｂを記録するようにしてもよい。
【００１７】
図１〜５に示すように、摩擦特性測定装置１には、アーム２に装着されたタイヤ５の後近傍には散水ノズル１３が設けられている。なお、この散水ノズル１３はタイヤ５の前近傍に設けられてもよい。この散水ノズル１３はタイヤ５、又は、タイヤ５が転動する地面Ｇや測定対象物に対して散水液（水等）を散水することができる。この散水ノズル１３の端部は、上下軸心４の上側に設けられた略円形状の貯留タンク１４に連通しており、散水ノズル１３から散水される散水液（水等）はこの貯留タンク１４に貯留されている。貯留タンク１４の近傍には、水等を散水ノズル１４に向けて送り出す吐出ポンプ（図示していない）が設けられており、この吐出ポンプにより散水ノズル１３から水等が散水できるようになっている。この貯留タンク１４には、水等を入水する入水口１５と、貯留タンク１４に貯まった水等を排水する排水口１６が設けられており、必要に応じて給排水ができるようになっている。
【００１８】
したがって、散水ノズル１３から水等を散水することにより、タイヤ５とタイヤ５が転動する地面Ｇや測定対象物を濡らすことができるので、地面Ｇや測定対象物を雨に濡れた状態にすることができる。
また、摩擦特性測定装置１には、タイヤ５を地面Ｇ等に転動させる転動手段として、駆動モーター１７が設けられている。この駆動モーター１７は、タイヤ５に近接するアーム２に吊り下げられており、駆動モーター１７の回転軸１９の回転駆動によってタイヤ５が回転するようになっている。この駆動モーター１７の回転軸１９は、アーム２の水平軸心方向に対して傾斜するように、スラスト角Ｃ（図４参照）が付与されており、これにより、駆動モーター１７の駆動時に駆動モーター１７にかかる駆動反力が弱まるので駆動モーター１７に負担をかけすぎることを防止することができる。
【００１９】
以上の構成のような摩擦特性測定装置１を用いれば次のように、タイヤ５を測定対象物に転動させて測定対象物の摩擦特性を測定することができる。
例えば、図５に示すように、測定対象物を路面Ｇ’と、マンホール１８とし、この路面Ｇ’とマンホール１８の摩擦特性を測定するには、この摩擦特性測定装置１を路面Ｇ’に設置し、タイヤ５が上下軸心４廻りに回転する回転軌道上Ｄにマンホール１８を設置する。
次に、駆動モーター１７を駆動させてタイヤ５を路面Ｇ’とマンホール１８上にを転動させ、この状態においてロードセル１１により、タイヤ５が測定対象物（路面Ｇ’とマンホール）上を転動したときの横力（水平荷重Ｂ）を測定する。
【００２０】
このように測定された横力は、例えば図６のような結果になる。この図６において横軸はタイヤ５が測定対象物を転動した区間を表しており、ａとｃ区間は路面Ｇ’を転動した区間であり、ｂ区間はマンホール１８を転動した区間である。縦軸はタイヤ５が測定対処物を転動したときの横力である。この測定結果によればタイヤ５が路面Ｇ’を転動したときの横力は略７４ｋｇで、マンホール１８を転動したときの横力は略４６ｋｇとなった。
これから分かるように、測定対象物をタイヤ５の回転軌道Ｄ上に配置することによって、タイヤ５が測定対象物上を転動した際の垂直荷重Ａや水平荷重Ｂを測定することができる。また、タイヤ５の回転軌道Ｄ上に様々な測定対象物を配置することによって連続的に異なる測定対象物の摩擦特性（垂直荷重Ａや水平荷重Ｂ）を測定することができる。
【００２１】
さらに、散水ノズル１３から水などを散水してタイヤ５や測定対象物（マンホール１８や路面Ｇ’）を濡らせば雨が降った場合の摩擦特性（垂直荷重Ａや水平荷重Ｂ）を測定することができる。
この場合において、散水ノズル１３から散水する散水量を調整すれば、タイヤ５や測定対象物の濡れる状況を変えることができるので、様々な状況下で摩擦特性測定を行うことができる。
また、摩擦特性測定装置１では、重石タンク８と貯留タンク１４を除く、重量物、即ち、測定器３や駆動モーター１７や散水ノズル１３の先端等がタイヤ５の近傍のアーム２に設けられているので、アーム２が上下軸心４廻りに回転した際に、アーム２の回転軸部分の上下変動幅は小さくなり、その結果、アーム２の回転部分の回転負担を低減することができる。また、この重量物をタイヤ５近傍に設けることで、タイヤ５にかかる荷重を大きくしてタイヤ５と測定対象物との摩擦力を大きくすることができる。なお、この場合において、アーム２が上下軸心４廻りに回転している際の摩擦特性測定装置１の安定をはかるために、タイヤ５にかかる荷重は重石タンク８の重量を超えないようにしなければならない。
【００２２】
また、貯水タンク１４及び重石タンク８は、給排水ができるようになっているので、それぞれのタンク内の水等を排水することによって摩擦特性測定装置１全体を軽くできるので、摩擦特性測定装置１自体を容易に持ち運びすることができる。
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜に変更することができる。
即ち、駆動モータ１７の回転によってタイヤ５をアーム２を介して上下軸心４廻りに転動させていたが、アーム２を上下軸心４廻りに回転させる駆動モーターを設けてアーム２自体を回転させるによってタイヤ５を転動するようにしてもよいし、上下軸心４自体を回転できるように駆動モーターを設け、上下軸心４自体と共にアーム２を回転させることによってタイヤ５を転動させるようにしてもよい。
【００２３】
また、上記実施の形態では、タイヤ５の回転転動時の摩擦特性測定装置１自体の設置状態の安定をはかるために、架台７に重石タンク８を設けていたが、直接、架台７が地面Ｇ等に設置できるように架台７に連結部を設けて架台７を地面Ｇに固定するようにしてもよい。
また、上記実施の形態では、アーム２に一つの取付部６を設けていたが、アーム２に複数の取付部６を設け、複数のタイヤ５が転動できるようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、上下軸芯廻りに回転自在に支持されたアームを設け、このアームにタイヤを装着して、タイヤが測定対象物上を転動した際の水平荷重、又は、垂直荷重を測定できる測定器を設けたので、摩擦特性試験の際に試験スペースを大きくとることがなく、又、簡単に摩擦特性試験が行えるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施の形態を示す摩擦特性試験装置にタイヤを装着した側面図である。
【図２】
同図１のＸ−Ｘ矢視図である。
【図３】
同を上から見た図である。
【図４】
同を下から見た図である。
【図５】
同摩擦特性試験の説明図である。
【図６】
同横力を測定した測定結果図である。
【符号の説明】
１　　摩擦特性測定装置
２　　アーム
３　　測定器
４　　上下軸心
５　　タイヤ
６　　取付部
７　　架台
８　　重石タンク
１１　ロードセル
１３　散水ノズル
１４　貯留タンク
Ａ　　垂直荷重
Ｂ　　水平荷重
【図１】
2004085317.tif 000003
【図２】
2004085317.tif 000004
【図３】
2004085317.tif 000005
【図４】
2004085317.tif 000006
【図５】
2004085317.tif 000007
【図６】
2004085317.tif 000008