(57)【要約】  【課題】  被測定路面に定地で自動的に測定可能で且つ装置全体がコンパクトで狭い場所での測定を可能とし、摩擦測定部は十分な剛性を有し、塵や埃の影響を受けない構造で精度の高い測定データの取得が可能な動摩擦係数測定装置の提供。  【解決手段】  路面に対して固定設置される台枠（１）と、車輪（２）及び測定路面（Ｇ）より成る摩擦測定部（Ａ）とを有し、前記車輪（２）を固着させた車軸（３）と、その車軸（３）を回転自在に軸支する車軸支持フレーム（４）と、前記車軸支持フレーム（４）を第１の駆動力伝達手段（６）を介して駆動する第１の駆動手段（５）と、前記車輪（２）を途中にトルクセンサ（Ｓｔ）を介装した第２の駆動力伝達手段（８）を介して駆動する第２の駆動手段（７）と、前記車輪（２）に垂直荷重を付加する垂直荷重付加手段（９）と、前記摩擦測定部（Ａ）の動摩擦係数を演算する制御手段（Ｂ）、とで構成され、該制御手段（Ｂ）は前記トルクセンサ（Ｓｔ）からの出力信号によって、動摩擦係数を演算することを特徴としている。  【選択図】  図１
2005083783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面に対して固定設置される台枠と、車輪及び測定路面より成る摩擦測定部とを有し、前記車輪を固着させた車軸と、その車軸を回転自在に軸支する車軸支持フレームと、前記車軸支持フレームを第１の駆動力伝達手段を介して駆動する車軸支持フレーム駆動手段と、前記車輪を途中にトルクセンサを介装した第２の駆動力伝達手段を介して駆動する車輪駆動手段と、前記車輪に作用する垂直荷重を調節する垂直荷重調節手段と、前記摩擦測定部の動摩擦係数を演算する制御装置とで構成され、該制御手段は前記トルクセンサからの出力信号によって、動摩擦係数を演算することを特徴とする動摩擦係数測定装置。
【請求項２】
前記トルクセンサは第２の駆動力伝達手段に作用する駆動力によって捩り歪を起こし、その捩り歪を電気信号として前記制御手段に発信するように構成されている請求項１の動摩擦係数測定装置。
【請求項３】
前記第１の駆動力伝達手段の一部は、前記第２の駆動力伝達手段を内部に挿通する筒状体で構成されている請求項１、２の何れかの動摩擦係数測定装置。
【請求項４】
前記車軸の一端と前記第２の駆動力伝達手段の先端とには傘歯車が固着されており、ともに傘歯車が噛合うことで直角方向の回転方向を変換するように構成された請求項１〜３の何れかの動摩擦係数測定装置。
【請求項５】
路面に対して固定設置される台枠と、車輪及び測定路面より成る摩擦測定部とを有し、該摩擦測定部を駆動手段によって駆動させる駆動部と、駆動手段から前記摩擦測定部に駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、前記車輪に対して制動力を付与する制動力付与手段と、該制動力付与手段から前記車輪に制動力を伝達する制動力伝達手段と、該制動力伝達手段の先端近傍に固着された第１の円盤と、前記駆動力伝達手段の先端に固着された第２の円盤と、第１の円盤と第２の円盤とを相対回転が可能なように係合するバランスばねと、第１及び第２の円盤が相対回転を起こし前記バランスばねが引き伸ばされ変形した際の変形量を検出する変形量検出手段と、前記摩擦測定部の動摩擦係数を演算する制御手段とで構成され、該制御手段は前記変形量検出手段からの出力信号によって、動摩擦係数を演算することを特徴とする動摩擦係数測定装置。
【請求項６】
前記変形量検出手段は制動力付与手段及び制動力伝達手段によって前記第１の円盤に制動を付与し、第１の円盤と第２の円盤との間に相対移動を生じせしめ、その相対移動で生じるバランスばねの変形量を電気信号に変換しその電気信号を前記制御手段に発信するように構成されている請求項５の動摩擦係数測定装置。
【請求項７】
前記駆動力伝達手段の一部は、前記制動力伝達手段を内部に挿通する筒状体で構成されている請求項５、６の何れかの動摩擦係数測定装置。
【請求項８】
前記車軸の一端と前記制動力伝達手段の先端とには傘歯車が固着されており、ともに傘歯車が噛合うことで直角方向の回転方向を変換するように構成された請求項５〜７の何れかの動摩擦係数測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面と車輪との間の動摩擦力をスリップ率に応じて連続的に測定できる動摩擦係数測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や航空機等の移動物体の路面に対する絶対速度をＶ０とし、自動車や航空機等の移動物体の車輪の回転速度をＶ１としたときに、スリップ率ＳはＳ＝Ｖ０−Ｖ１／Ｖ０で表される。そして一般的に路面と車輪との間の動摩擦係数μはＳが１０％〜１５％位が最大であることは知られている。
【０００３】
近時電子制御の発展に伴い、動摩擦係数の最大値を求めることにより極めて好適な制動作業を行うことが可能となった。したがって、動摩擦係数が最大となるスリップ率を求めることが要望されるようになった。このようにすることによって、例えばＡＢＳ（Ａｎｔｉ  Ｌｏｃｋ  Ｂｒａｋｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）を最適に設計できるからである。
【０００４】
一般に路面の動摩擦係数を測定する技術は知られている（例えば特許文献１および２参照）。
【特許文献１】特公平３−１００６２号公報。
【特許文献２】特公平３−３９５７７号公報。
【０００５】
しかしながら、上記の公知の技術ではスリップ率と動摩擦係数の関係を求めることは困難である。
従来、このようにスリップ率と動摩擦係数との関係を調べるためには、トレーラのような大型の車両を用い、大型の装置で何回も測定作業を行う必要があり、作業が面倒であり非効率的であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、比較的に簡単な構成でスリップ率と動摩擦係数との関係を求め、以って動摩擦係数が最大値となるスリップ率を求めることが出来る動摩擦係数測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の動摩擦係数測定装置は、路面に対して固定設置される台枠（１）と、車輪（２）及び測定路面（Ｇ）より成る摩擦測定部（Ａ）とを有し、前記車輪（２）を固着させた車軸（３）と、その車軸（３）を回転自在に軸支する車軸支持フレーム（４）と、前記車軸支持フレーム（４）を第１の駆動力伝達手段（６）を介して駆動する車軸支持フレーム駆動手段（５）と、前記車輪（２）を途中にトルクセンサ（Ｓｔ）を介装した第２の駆動力伝達手段（８）を介して駆動する車輪駆動手段（７）と、前記車輪（２）に作用する垂直荷重を調節する垂直荷重調節手段（１３Ｓ、１３Ｎ）と、前記摩擦測定部（Ａ）の動摩擦係数を演算する制御手段（Ｂ）、とで構成され、該制御手段（Ｂ）は前記トルクセンサ（Ｓｔ）からの出力信号によって、動摩擦係数を演算することを特徴としている（請求項１）。
【０００８】
前記トルクセンサ（Ｓｔ）は第２の駆動力伝達手段（８）に作用する駆動力によって捩り歪を起こし、その捩り歪を電気信号として前記制御手段（Ｂ）に発信するように構成されている（請求項２）。
【０００９】
ここで、制御手段（Ｂ）は、変換部（Ｂ１）と演算部（Ｂ２）と出力制御部（Ｂ３）とデータベース（Ｂ４）とによって構成されることが好ましい。
そのように構成されることによって、前記トルクセンサ（Ｓｔ）から発信された信号は変換部（Ｂ１）において捩り歪量である電気信号が摩擦力（Ｆ）に変換され、演算部（Ｂ２）において変換された摩擦力「Ｆ」即ち、車輪の接線方向（回転の逆方向）に発生した摩擦力を、予め車輪に負荷された垂直荷重「Ｗ」で除することによって動摩擦係数「μ」が求められる。
即ち、動摩擦係数「μ」は以下の式によって導かれている。
μ＝Ｆ／Ｗ
また、トルクセンサ（Ｓｔ）として、例えば既存のロードセルを用いても良い。或いは第２の駆動力伝達手段の軸体表面の軸芯に対して４５度方向に歪ゲージを張って、捩り方向の歪から車輪の接線方向の作用力を求めても良い。
【００１０】
前記第１の駆動力伝達手段（６）の一部（６２）は、前記第２の駆動力伝達手段（８）を内部に挿通する筒状体で構成されている（請求項３）。
【００１１】
前記車軸（３）の一端と第２の駆動力伝達手段（８３）の先端とには傘歯車（３１、８４）が固着されており、ともに傘歯車（３１、８４）が噛合うことで直角方向の回転方向を変換するように構成されている（請求項４）。
【００１２】
また、本発明の動摩擦係数測定装置は、路面に対して固定設置される台枠（１）と、測定車輪（２）及び測定路面（Ｇ）より成る摩擦測定部（Ａ２）とを有し、該摩擦測定部（Ａ２）を駆動手段（５）によって駆動させる駆動部（５００）と、駆動手段（５）から前記摩擦測定部（Ａ２）に駆動力を伝達する駆動力伝達手段（６００）と、前記車輪（２）に対して制動力を付与する制動力付与手段（５３０）と、該制動力付与手段（５３０）から前記測定車輪（２）に制動力を伝達する制動力伝達手段（７００）と、該制動力伝達手段（７００）の先端近傍に固着された第１の円盤（４００）と、前記駆動力伝達手段（６００）の先端に固着された第２の円盤（６３０）と、第１の円盤（４００）と第２の円盤（６３０）とを相対回転が可能なように係合するバランスばね（８００）と、第１及び第２の円盤（４００，６３０）が相対回転を起こし該バランスばね（８００）が引き伸ばされ変形した際の変形量を検出する変形量検出手段（８１０）と、前記摩擦測定部（Ａ２）の動摩擦係数を演算する制御手段（Ｄ）、とで構成され、該制御手段（Ｄ）は前記変形量検出手段（８１０）からの出力信号によって、動摩擦係数を演算することを特徴としている（請求項５）。
【００１３】
前記変形量検出手段（８１０）は制動力付与手段（５３０）及び制動力伝達手段（７００）によって前記第１の円盤（４００）に制動を付与し、第１の円盤（４００）と第２の円盤（６３０）との間に相対移動を生じせしめ、その相対移動で生じるバランスばね（８００）の変形量を電気信号に変換しその電気信号を前記制御手段（Ｄ）に発信するように構成されている（請求項６）。
【００１４】
前記駆動力伝達手段（６００）の一部（６２０ａ）は、前記制動力伝達手段（７００）を内部に挿通する筒状体で構成されている（請求項７）。
【００１５】
前記車軸（３）の一端と前記制動力伝達手段（７００）の先端とには傘歯車（３１、７２０）が固着されており、ともに傘歯車（３１、７２０）が噛合うことで直角方向の回転方向を変換するように構成されている（請求項８）。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の動摩擦係数測定装置は、第２の駆動力伝達手段に介装したトルクセンサの出力から容易に動摩擦係数を求めることが出来る。また、車軸支持フレーム駆動用モータ５を作動させ、測定車輪駆動用モータ７を停止させると、静摩擦係数も測定することが出来る。
【００１７】
そして、測定に利用するトルクセンサが、一種の歪計であり構成及び構造がシンプルであり、装着位置は車輪（タイヤ）を駆動する剛性の高い金属製の駆動軸上であるため、装着作業は簡単で且つ精度が高い。
【００１８】
更に、第１の駆動力伝達手段の一部を、第２の駆動力伝達手段を内部に挿通する筒状体で構成することにより、第１の駆動力伝達手段を最小限の構成部品点数とすることが出来、省スペース、低コストが実現する。
【００１９】
また、第２の駆動力伝達手段を構成する垂直駆動軸の先端の傘歯車が直交する一対の車軸端部の傘歯車に噛合って回転が伝達される。そして垂直駆動軸の軸中心、即ち当該測定装置の中心点周りで被測定路面上を円運動するように構成されているので、装置全体がコンパクトに出来る。
【００２０】
即ち、当該測定装置は一旦一箇所に設置したならば、定地のまま連続して動摩擦係数の測定が可能である。
【００２１】
そして、定地で移動することなく測定出来、しかも装置の占有面積が狭くて済むため、例えば、測定しようとする路面を採取し、実験室内に当該測定装置を持ち込んで測定することも出来る。
【００２２】
更に、車軸及び第２の駆動力伝達手段の駆動力伝達部には金属部品である傘歯車を使用し、第２の駆動力伝達手段全体が高剛性の例えば鋼製で形成されるために動摩擦係数の測定が正確に行われる。
【００２３】
そして、車輪に作用する垂直荷重を調節する垂直荷重調節手段によって車輪に作用する垂直荷重を調節するように構成されているので、許容荷重の異なる車輪（タイヤ）にも適用が可能である。
【００２４】
また、本発明の動摩擦係数測定装置は、駆動力伝達手段の一部を、制動力伝達手段を内部に挿通する筒状体で構成することにより、駆動力伝達手段を最小限の構成部品点数とすることが出来、省スペース、低コストが実現する。
【００２５】
そして、測定具を構成する２枚の円盤とその２枚の円盤を係合するバランスばね及びポテンショメータは何れもシンプルな要素であるため、装置全体が廉価に出来る。
【００２６】
そして、制動力伝達手段の先端の傘歯車が、直交する一対の車軸端部の傘歯車に噛合って回転が伝達され、制動力伝達手段の軸中心、即ち当該測定装置の中心点周りで被測定路面上を円運動するように構成されているので、装置全体がコンパクトに出来る。
即ち、当該測定装置は一旦一箇所に設置したならば、定地のまま連続して動摩擦係数の測定が可能である。
【００２７】
そして、定地で移動することなく測定出来、しかも装置の占有面積が狭くて済むため、例えば、測定しようとする路面を採取し、実験室内に当該測定装置を持ち込んで測定することも出来る。
【００２８】
更に、車軸及び制動力伝達手段の端部には金属部品である傘歯車を使用し、制動力伝達手段全体が高剛性の例えば鋼製で形成されるために動摩擦係数の測定が正確に行われる。
【００２９】
又測定車輪に制動力を付与し、第１と第２の円盤間の相対回転量を計測することによって静摩擦係数を求めることも出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００３１】
先ず図１〜図６を参照して第１実施形態を説明する。
【００３２】
図１において、本発明を実施した動摩擦係数測定装置は、路面に対して固定設置される台枠１を備え、前記台枠１は、上方部材１１と下方部材１２と、上方部材１１と下方部材１２とを係合させ、上方部材１１と下方部材１２とを水平方向に拘束する4本の支柱１３を有している。
【００３３】
下方部材１２は底部を上方に向けた４本の溝形鋼が、井桁状に溶接されて枠体が形成され、その井桁状に組まれた枠体の４隅には溝形鋼の開口部を塞ぐ部材１２ａの中央に例えば硬質ゴムで形成された設置用座１２ｂが固定されている。
上方部材１１の４隅には、下端にフランジ部１９ａを有し、垂直方向に中心軸を配置した中空のスラストベアリングＢｓを内包する軸受１９が、当該フランジ部１９ａによって上方部材１１に取付けられている。
【００３４】
また、前記支柱１３の外周には、下端から上方に向かって所定の長さに雄螺子１３ｍが形成され、支柱１３の上下両端面には固定用の雌ねじ１３ａ、１３ｂが形成されている。
【００３５】
４本の支柱１３によって、上方部材１１と下方部材１２とを係合させるに際して、先ず、４本の支柱１３の雄螺子１３ｍの各々にダブルナット１３Ｎを螺合させる。
そして、支柱１３を下方部材１２の所定の位置（下方部材１２の図示しない取付け孔が、支柱の下端面の雌ねじ１３ｂと合わさる位置）に配置し、下方部材１２側から取付けボルトＢ２で取り付ける。
【００３６】
次に、支柱１３の周囲を包囲するように設置圧調整ばね１３Ｓをセットし、４本の支柱１３の先端を前記上方部材１１の４箇所のスラストベアリングＢｓに挿通して、上方部材１１を４本の支柱１３に係合させる。
その後、各支柱１３の上端面に系止板１３Ｔをセットし、ボルトＢ１を雌ねじ１３ａに螺合させることよって系止板１３Ｔを支柱上端に取付ける。
【００３７】
その後、ダブルナット１３Ｎを一旦個々のナットに分離するように緩め、上方のナット１３Ｎを回転させて接地圧調整ばね１３Ｓと共に上方に移動させる。接地圧調整ばね１３Ｓの上端は前記軸受１９のフランジ部１９ａを介して上方部材１１を上方に持ち上げる方向に作用する。
【００３８】
ここで後述する第２の駆動力伝達手段８の垂直駆動軸８３の下端に固着した傘歯車８４の上端面と後述する駆動板（車軸支持フレーム）４の上方水平部材４１の裏面との間には図示では明確に示されていないがスラストベアリングＢｓが介装されている。
【００３９】
前述のように上方部材１１に上向きの力が作用すると、上方部材に間接的に上下方向に拘束された測定車輪駆動用モータ７、及び該モータ７に接続された第２の駆動力伝達手段８も上方に持ち上げられる。従って、第２の駆動力伝達手段８の下端の傘歯車８４の上端面に図示しないスラストベアリングＢｓを介して係合する前記駆動板４の上方水平部材４１も上方に持ち上げられ、その結果、測定車輪２に作用する垂直力は減少する方向に変化する（調整される）。
【００４０】
調整が終わった後、上方のナット１３Ｎを適正位置、即ち、車輪２に作用する垂直荷重が所定値となったところで、下側のナット１３Ｎを回しながら上昇させ、上方ナット１３Ｎに接触させた後、上方ナット１３Ｎを規定のトルクで戻し側（下側のナット１３Ｎに圧着する側）に回す。
【００４１】
上方部材１１の上面には４本の第２の支柱１４がボルトＢ３によって立設され、その４本の第２の支柱１４の上端部には後述のモータを取付けるモータ取付板１５がボルトＢ４によって水平に取付けられている。
【００４２】
そのモータ取付板１５の前記台枠１の中心に相当する位置には、第３の支柱１７およびモータ取付け部材１６を介して第２の駆動手段である測定車輪駆動用モータ７が取付けられている。又、モータ取付板１５の前記台枠１の中心から外れた位置には車軸支持フレーム駆動手段であるモータ５が直接取付けられている。
【００４３】
前記上方部材１１の中央部に形成された孔１１ｂには、複列のベアリングＢｒ１を一対介装した軸受１８が設けられている。
【００４４】
そして本第１実施形態の動摩擦係数測定装置は、路面Ｇ上を回動する一対の車輪（測定車輪）２を備え、その車輪２と路面Ｇとは摩擦測定部Ａを構成している。
【００４５】
前記一対の車輪２は、一対の車軸３の夫々の一端に固着され、その一対の車軸３の夫々の他端（当該測定装置の中央部Ｏ）には傘歯車３１が夫々固着されて、当該装置の中央部Ｏに対して、当該の一対の車軸３は互いに対象になるように配置されている。
そして一対の車軸３は、上方水平部材４１と４個の車軸支持部材４２と下部水平部材４５とで構成される駆動板（車軸支持フレーム）４の、図示では明確でないが、該４個の車軸支持部材４２各々に設けたベアリングによって回転自在に軸支されている。
【００４６】
前記駆動板回転用モータ５はモータ軸５ａを下方に向けて取り付けてあり、そのモータ軸５ａの先端には第１の駆動力伝達手段６を構成する小径の歯車６１が固着されており、同じく第１の駆動力伝達手段６を構成する大径歯車６２と噛合っている。
【００４７】
該大径歯車６２の中心部には図示の通り、垂直下方に延在する円筒状体６２ａが嵌着されており、その円筒状体６２ａの下端にはフランジ６２ｂが形成されている。そしてそのフランジ６２ｂは、前記駆動板４の上方水平部材４１の上面に公知の締結手段によって固着されている。
そのように構成されることにより、駆動板回転用モータ５の回転は第１の駆動力伝達手段６によって駆動板（車軸支持フレーム）４に伝達される。
【００４８】
一方、前記測定車輪駆動用モータ（第２の駆動手段）７のモータ軸７ａの先端には第２の駆動力伝達手段８が接続される。
すなわち、モータ軸７ａの先端には第１の接続部材（カップリング）８１が、またその第１の接続部材８１の下端には接手部材Ｃが、その接手部材Ｃの下端には第２の接続部材８２（カップリング）が、そして第２の接続部材８２の下端には下端に傘歯車８４を固着させた垂直駆動軸８３が順に接続され、第１の接続部材８１から垂直駆動軸８３までで第２の駆動力伝達手段８が構成される。
【００４９】
前記垂直駆動軸８３の傘歯車８４は、前記一対の車軸３側の傘歯車３１、３１と噛合って、測定車輪駆動用モータ７の回転力を一対の車軸３及び一対の車輪２に伝達している。
即ち、第２の駆動力伝達手段８によって前記車軸３、及び車軸３に固着した車輪２にモータ７の駆動力を伝達する。
【００５０】
前記接手部材Ｃの内部（あるいは接手部材Ｃの表面）には、図示では明確には示していないが、接手部材Ｃに生じる捩り歪に反応作用するトルクセンサＳｔが取り付けられている。
即ちそのトルクセンサＳｔは例えば接手部材Ｃに駆動力が作用した場合に、駆動力の大きさに比例して捩り方向に歪が生じることによってトルクセンサＳｔがその歪を検知するように構成されている。
そしてその歪は例えば電流信号となって信号ラインＬｓを介してコントロールユニットＢに発信される。
【００５１】
前述したように、第２の駆動力伝達手段８の一部を構成する前記垂直駆動軸８３の下端には前記車軸３に固着された傘歯車に噛合う傘歯車８４が固着されている。
図２は、それら傘歯車８４、３１、３１の噛合い、及び垂直駆動軸８３と車軸３の回転方向の関係を平面的に図示したものである。図示の例では、垂直駆動軸８３が矢印Ｒ１方向に回転すれば右左の車軸３は夫々Ｒ２、Ｒ３の方向に回転する。従って一対の車輪２、２は中心点Ｏに対して時計回りに円運動をするようにＲ４の軌跡を描く。
【００５２】
前記駆動板（車軸支持フレーム）回転用のモータ５は、駆動板４の回転駆動の他に、モータ５自身の回転速度、即ち、車軸支持フレーム４の回転速度を常に検出可能で速度センサの機能も果たしており、信号ラインＬｍを介して前記コントロールユニットＢに検出信号を発信している。
【００５３】
次にコントロールユニットＢの構成及び各構成の機能について図３を参照して説明する。
コントロールユニットＢは変換部Ｂ１と演算部Ｂ２と出力制御部Ｂ３とデータベースＢ４とによって構成されている。
前記トルクセンサＳｔは信号ラインＬｓを介して変換部Ｂ１と、また、速度センサの機能を有する駆動板回転用モータ５（速度センサＳｖ１）及び測定車輪駆動用モータ７（速度センサＳｖ２）は信号ラインＬｍを介してデータベースＢ４と夫々接続されている。
【００５４】
そして、変換部Ｂ１は前記トルクセンサＳｔと接続され、トルクセンサＳｔから発信された信号は変換部Ｂ１において捩り歪量である電気信号が摩擦力「Ｆ」に変換され、演算部Ｂ２において、変換された摩擦力「Ｆ」、即ち車輪２の接線（回転）方向に発生した摩擦力を、予め測定車輪２に負荷された垂直荷重「Ｗ」で除することによって動摩擦係数「μ（＝Ｆ／Ｗ）」を求める。
求めた動摩擦係数「μ」は出力制御部Ｂ３においてモニタＭへ出力するか、プリンタＰへ出力するか、或いは一端データベースＢ４に記憶されるか、が選択判断されるように構成されている。またデータベースＢ４は車軸支持フレーム回転用モータ５からの速度情報によって、測定した動摩擦係数がどの速度で計測されたかが記憶される。
【００５５】
ここで、求めるべき測定データとしては、動摩擦係数μの他に、最大動摩擦係数μｍａｘ及びその時の車輪速度Ｖｗ、車両速度Ｖｃの代替である車軸支持フレーム４の速度、及びその車輪速度Ｖｗ、車両速度Ｖｃから求められるスリップ率λである。尚、λは次式で求められる。
λ＝（Ｖｃ−Ｖｗ）／Ｖｃ。
然るに、一般的なタイヤにおいて摩擦係数が最大値となるようなスリップ率は凡そ１０〜１５％の間に有る。
そこでＶ1は具体的には４０ｋｍ／ｈとして測定を開始し、４０ｋｍ／ｈから例えば２ｋｍ／ｈづつ速度を増加させ或いは速度を減少させて所定の車速まで測定すればよい。
【００５６】
そこで、演算部Ｂ２では車軸支持フレーム回転用モータ５（速度センサＳｖ１）及び車輪駆動用モータ７（速度センサＳｖ２）からの情報に基づいて、スリップ率λを演算している。
【００５７】
次に図４及び図５を用い、図１をも参照して計測の（制御）手順について説明する。
【００５８】
先ず、ダブルナット１３Ｎを操作することで接地圧調整ばね１３Ｓを調整し、測定車輪２の接地圧を調整する（ステップＳ１）。そして、駆動板（車軸支持フレーム）回転用モータ５及び測定車輪用モータ７を同時に所定の速度Ｖ１で回転させる（ステップＳ２）。
【００５９】
次にトルクセンサＳｔをＯＮにし（ステップＳ３）、測定車輪用モータ７の速度を０まで下げる（ステップＳ４）。同時に車輪２の速度も検出する（ステップＳ５）。
【００６０】
次にトルクセンサＳｔから垂直駆動軸８３に作用するトルクが検出される（ステップＳ６）。
次のステップＳ７では、コントロールユニットＢの変換部Ｂ１は発信された捩り歪量である電気信号が摩擦力「Ｆ」に変換される。
演算部Ｂ２において、変換された摩擦力「Ｆ」、即ち車輪２の接線（回転）方向に発生した摩擦力を、予め車輪に負荷された垂直荷重「Ｗ」で除することによって動摩擦係数「μ」を求める。
更に速度Ｖ１（Ｖｃ；車両速度Ｖｃの代替である車軸支持フレーム４の特定な速度）及び検出した車輪速度Ｖｗからスリップ率λを算出する。
【００６１】
ステップＳ８では、コントロールユニットＢは次の速度、Ｖ２で計測を行うか否かが判断され、そうであれば（ステップＳ８のＹＥＳ）、次のテスト、即ち別の速度Ｖ２（例えばＶ１よりも２ｋｍ／ｈ値の大きな速度、或いは、Ｖ１よりも２ｋｍ／ｈ値の小さな速度）で再度ステップＳ１から測定を行う。
一方、例えば全ての速度での測定が終了した場合は、次の測定が無い（ステップＳ８のＮＯ）ので、制御を終了する。
そのようにして順次測定パターンを増やし、図５に進む。
【００６２】
図５では、コントロールユニットＢは全ての車速で測定が終了したか否かを判断し（ステップＳ１１）、全ての車速で測定が終了した段階（ステップＳ１１のＹＥＳ）で、最大動摩擦係数「μｍａｘ」とその時の車輪速度「Ｖｗ」及び／又は車軸支持フレーム４の速度（車速相当）「Ｖｃ」とスリップ率「λ」とを算出し、モニタＭ画面に表示する（ステップＳ１２）。
【００６３】
次にコントロールユニットＢはスリップ率λと動摩擦係数μの関係を示すグラフを作成したいのか否かを判断して（ステップＳ１３）、作成したくなければ（ステップＳ１３のＮＯ）そのまま制御は終了し、作成したいのであれば（ステップＳ１３のＹＥＳ）、当該グラフを作成する（ステップＳ１４）。
【００６４】
更にコントロールユニットＢは作成したグラフをモニタＭに表示したいか否かを判断して（ステップＳ１５）、表示しないのであれば（ステップＳ１５のＮＯ）、そのまま制御を終了し、表示したいのであれば（ステップＳ１５のＹＥＳ）、モニタＭ画面に表示した（ステップＳ１６）後、制御全てを終了する。
【００６５】
上述のように構成された第１実施形態によれば、第２の駆動力伝達手段８を構成する垂直駆動軸８３の先端の傘歯車８４が直交する一対の車軸３端部の傘歯車３１に噛合って回転が伝達される。そして垂直駆動軸８３の軸中心、即ち当該測定装置の中心点Ｏ周りで被測定路面上を円運動するように構成されているので、装置全体がコンパクトに出来る。即ち、当該測定装置は一旦一箇所に設置したならば、定地のまま連続して動摩擦係数、最大動摩擦係数、スリップ率等の測定が可能である。
【００６６】
尚、モータ５及びモータ７の出力を同等として測定車輪２及び車軸支持フレーム４を駆動した際に生じるトルクセンサ出力によって、静摩擦係数を測定することが可能である。
【００６７】
定地で移動することなく測定出来、しかも装置の占有面積が狭くて済むため、例えば、測定しようとする路面を採取し、実験室内に当該測定装置を持ち込んで測定することも出来る。
【００６８】
また、車軸３及び第２の駆動力伝達手段８の駆動力伝達部には金属部品である傘歯車を使用し、第２の駆動力伝達手段８全体が高剛性の例えば鋼製で形成されるために動摩擦係数の測定が正確に行われる。測定に利用するトルクセンサＳｔは、一種の歪計であり構成及び構造がシンプルであり、装着位置は車輪（タイヤ）２を駆動する剛性の高い金属製の駆動軸８上であるため、装着作業は簡単で且つ測定精度も高い。
【００６９】
更に、前記台枠１の上方部材１１と下方部材１２とを接続する支柱１３には、接地圧調整ばね１３Ｓが介装してあり、そのばね１３Ｓをダブルナットで調節することで測定車輪２に作用する垂直荷重を自由に調節することが出来る。
測定車輪２に作用する垂直荷重を自由に調節することが出来るので、例えば許容加重が異なる測定車輪（測定用タイヤ）２に対しても容易に対応出来る。
【００７０】
次に図６を参照して第１実施形態のその他の実施例について説明する。
図１〜図５の第１実施例では、測定の制御手段としてコントロールユニット（通常のパソコンで可能）を用い、モニタＭ及び／又はプリンタＰに出力する構成である。
これに対して図６の第１実施形態のその他の実施例では、従来タイプの測定器本体ＥにＸ−ＹレコーダＲを接続するように構成した実施例である。測定の基本原理は図１〜図５の第１実施例と実質的に同じである。
【００７１】
次に図７〜図９を参照して、第２実施形態を説明する。
【００７２】
第２実施形態の動摩擦係数測定装置は、図７で示すように、摩擦測定部Ａ２を有し、その摩擦測定部Ａ２は駆動部５００によって回転させられるように構成されている。そしてその駆動部５００は台枠１００上に固定されたホルダ２００によって支持され、レバー３００の一端に係合されたソレノイドダンパー９００によって上下動させられる。なお、ソレノイドダンパー９００は車輪に対するショックを吸収するために設けてある。
前記台枠１００の４隅には、下端に例えば硬質ゴム１２０を取付けた設地脚１１０が配置され、測定路面Ｇに台枠１００を設置している。
【００７３】
前記駆動部５００は、ブラケット５１０とそのブラケットに支持部材５２０を介して取付けられたモータ５と、制動手段であるソレノイドブレーキ５３０とを有している。制御手段としては例えばクラッチブレーキを用いてもよい。
【００７４】
一方、前記摩擦測定部Ａ２は、測定路面Ｇとその路面Ｇ上を回動する一対の測定車輪2で構成されている。
【００７５】
前記一対の測定車輪２は、一対の車軸３の夫々の一端に固着され、その一対の車軸３の他端（当該測定装置の中央部Ｏ）には傘歯車３１が夫々固着されている。
当該装置の中央Ｏに対して、当該の一対の車軸３は互いに対称になるように配置されている。
そして、一対の車軸３は、中央に嵌入孔を有するフランジ部材４００ａを板中央に配置した第１の円盤４００の中心点に対して対象に配置された一対の軸受４００ｂ、４００ｃによって回転自在に軸支されている。
【００７６】
前記モータ５のモータ軸５ａの先端近傍には駆動力伝達手段６００を構成する歯車６１０が固着されており、同じく駆動力伝達手段６００を構成する歯車６２０と噛合っている。
【００７７】
歯車６２０の中心部には図示において、垂直下方に延在する円筒状体６２０ａが嵌着されており、その円筒状体６２０ａの下端には中心孔を有するフランジ６２０ｂが形成されている。
そしてそのフランジ６２０ｂは、図示の例では前記車軸３を軸支する第１の円盤４００よりもやや大きな径の第２の円盤６３０に公知の締結手段（たとえばボルト等により）接続されている。
そのように構成されることにより、モータ５の回転は駆動力伝達手段６００によって第２の円盤６３０に伝達される。尚、モータ５の回転、即ち第２の円盤側の速度はモータ軸５ａの先端に取付けた速度計Ｖｓ１によって計測され、ラインＬｍを介して後述のコントロールユニットＢ１に計測結果が送られる。
【００７８】
又、駆動力伝達手段６００の中空部、即ち、円筒状体６２０ａの中心孔及びフランジ６２０ｂの中心孔には制動力伝達用シャフト７００が上下両端を露出するように貫通して、相対回転自在に構成されている。
【００７９】
前記制動力伝達用シャフト７００の上端近傍にはブレーキ用円盤７１０が固着され、シャフト７００の下端は更に前記第１の円盤４００のフランジ４００ａを貫通して前記一対の傘歯車３１と噛合う傘歯車７２０が固着されている。尚、当該動力伝達用シャフト７００と前記フランジ４００ａとは一体で回転するように固定されている。
【００８０】
従って、前記ソレノイドブレーキ５３０が前記ブレーキ用円盤７１０を押圧することによって制動力が付与され、その結果制動力伝達用シャフト７００に制動力が伝達され、車軸３及びその先端の測定車輪２が減速される。尚、制動力伝達用シャフト７００の上端には測定車輪側の速度を計測する速度計Ｖｓ２が取付けてあり、計測結果はラインＬｍを介して後述のコントロールユニットＤに送られる。
【００８１】
前記第２の円盤６３０と第１の円盤４００とは、１個又は複数のバランスばね８００及び図示しない係合手段によって係合されている。従って第１の円盤４００、即ち測定車輪２側に制動力が付与されると、その制動力に応じて第１の円盤４００と第２の円盤６３０とは相対角度が発生する。相対角度の発生はバランスばね８００を所定量だけ引き伸ばす（変形させる）。
【００８２】
そして、バランスばね８００の変形量は第２の円盤６３０上に取り付けられたポテンショメータ８１０によって電気的な信号に置き換えられ、その信号は信号ラインＬｓを介してコントロールユニットＤに送られる。
【００８３】
ここで、コントロールユニットＤの構成及び各構成の機能について図８を参照して説明する。
コントロールユニットＤは、変換部Ｄ１と演算部Ｄ２と出力制御部Ｄ３とデータベースＤ４とによって構成されている。
【００８４】
前記ポテンショメータ８１０は信号ラインＬｓを介して変換部Ｄ１と接続されている。
モータ軸先端に取付けた速度センサＳｖ１は信号ラインＬｍを介して演算部Ｄ２とデータベースＤ４に接続され、測定車輪側の速度センサＳｖ２は信号ラインＬｍを介して演算部Ｄ２に接続されている。
【００８５】
そして、ポテンショメータ８１０は前記バランスばね８００と接続され、バランスばね８００の変形量はポテンショメータ８１０で一旦電気信号に変換される。ポテンショメータ８１０から発信された信号は変換部Ｄ１におい電気信号が摩擦力「Ｆ」に変換され、演算部Ｄ２において、変換された摩擦力「Ｆ」、即ち車輪２の接線（回転）方向に発生した摩擦力（制動力）を、予め測定車輪２に負荷された垂直荷重「Ｗ」で除することによって動摩擦係数「μ」を求める。
求めた動摩擦係数「μ」は出力制御部Ｄ３においてモニタＭへ出力するか、プリンタＰへ出力するか、或いは一端データベースＤ４に記憶されるか、が選択判断されるように構成されている。またデータベースＤ４はモータ５側の速度センサＳｖ１からの速度情報（測定車輪２を有する車両の速度に相当）によって、測定した動摩擦係数がどの速度で計測されたかが記憶される。
【００８６】
尚、ソレノイドブレーキ５３０によって測定車輪２に制動力を付与し、第１の円盤４００と第２の円盤６３０間の相対回転量を計測することによって静摩擦係数を求めることも出来る。
【００８７】
コントロールユニットＤにおけるスリップ率の算出時の各構成の役割等については、第１実施形態と同様である。
【００８８】
次に図９及び図５を用い、図７をも参照して計測の（制御）手順について説明する。
【００８９】
先ず、測定車輪２に作用する垂直荷重「Ｗ」を図示しない吊りバネで適正値に調整する（ステップＳ２１）。そして、モータ５を所定の速度Ｖ１で回転させる（ステップＳ２２）。
【００９０】
次にソレノイドブレーキ５３０を作動させて測定車輪２の速度を０まで下げる（ステップＳ２３）。同時にその時の測定車輪２の速度も検出する（ステップＳ２４）。
【００９１】
次にバランスばね８００及びポテンショメータ８１０によって測定車輪２に作用する回転方向の力（制動力）が電気信号となって検出される（ステップＳ２５）。
次のステップＳ２６では、コントロールユニットＤの変換部Ｄ１は検出した電気信号が摩擦力「Ｆ」に変換される。
演算部Ｄ２において、変換された摩擦力「Ｆ」、即ち車輪２の接線方向（回転の逆方向）に発生した摩擦力（制動力）を、予め車輪に負荷された垂直荷重「Ｗ」で除することによって動摩擦係数「μ」を求める。
「μ」の算出とともに、フローチャートではことさら図示しないが、モータ側、即ち第２の円盤（測定車輪を有する車両に相当）側の速度Ｖ１（＝Ｖｃ）は常時検出されており、前記検出した車輪速度Ｖｗとからスリップ率λをも算出する。
【００９２】
ステップＳ２７では、コントロールユニットＤは次の速度、Ｖ２で計測を行うか否かが判断され、そうであれば（ステップＳ２７のＹＥＳ）、次のテスト、即ち別の速度Ｖ２（例えばＶ１よりも２ｋｍ／ｈ値の大きな速度、或いは、Ｖ１よりも２ｋｍ／ｈ値の小さな速度）で再度ステップＳ２１から測定を行う。即ち図５のフローチャートに進む。
一方、例えば全ての速度での測定が終了した場合は、次の測定が無い（ステップＳ２７のＮＯ）ので、制御を終了する。
そのようにして順次測定パターンを増やすべく、図５に進む。
【００９３】
図５では、コントロールユニットＤは全ての車速で測定が終了したか否かを判断し（ステップＳ１１）、全ての車速で測定が終了した段階（ステップＳ１１のＹＥＳ）で、最大動摩擦係数「μｍａｘ」とその時の車輪速度「Ｖｗ」及び／又は車軸支持フレームの速度（車速相当）「Ｖｃ」とスリップ率「λ」とを算出し、モニタＭ画面に表示する（ステップＳ１２）。
【００９４】
次にコントロールユニットＤはスリップ率λと動摩擦係数μの関係を示すグラフを作成したいのか否かを判断して（ステップＳ１３）、作成したくなければ（ステップＳ１３のＮＯ）そのまま制御は終了し、作成したいのであれば（ステップＳ１３のＹＥＳ）、当該グラフを作成する（ステップＳ１４）。
【００９５】
更にコントロールユニットＤは作成したグラフをモニタＭに表示したいか否かを判断して（ステップＳ１５）、表示しないのであれば（ステップＳ１５のＮＯ）、そのまま制御を終了し、表示したいのであれば（ステップＳ１５のＹＥＳ）、モニタＭ画面に表示した（ステップＳ１６）後、制御全てを終了する。
【００９６】
そのように構成され制御される第２実施形態の動摩擦係数測定装置によれば、駆動力伝達手段の一部６２０ａを、制動力伝達手段７００を内部に挿通する筒状体で構成することにより、駆動力伝達手段６００を最小限の構成部品点数とすることが出来、省スペース、低コストが実現する。
【００９７】
そして、測定具を構成する２枚の円盤４００、６３０とその２枚の円盤を係合するバランスばね８００及びポテンショメータ８１０は何れもシンプルな要素であるため、装置全体が廉価に出来る。
【００９８】
そして、制動力伝達手段７００の先端の傘歯車７２０が、直交する一対の車軸３端部の傘歯車３１に噛合って回転が伝達され、制動力伝達手段７００の軸中心、即ち当該測定装置の中心点周りで被測定路面Ｇ上を円運動するように構成されているので、装置全体がコンパクトに出来る。
即ち、当該測定装置は一旦一箇所に設置したならば、定地のまま連続して動摩擦係数の測定が可能である。
【００９９】
そして、定地で移動することなく測定出来、しかも装置の占有面積が狭くて済むため、例えば、測定しようとする路面を採取し、実験室内に当該測定装置を持ち込んで測定することも出来る。
【０１００】
更に、車軸３及び制動力伝達手段７００の端部には金属部品である傘歯車７２０を使用し、制動力伝達手段７００全体が高剛性の例えば鋼製で形成されるために動摩擦係数の測定が正確に行われる。
【０１０１】
又測定車輪２に制動力を付与しない状態で第１と第２の円盤４００、６３０間の相対回転量を計測することによって静摩擦係数を求めることも出来る。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の第１実施形態の全体構成を説明する縦断面図。
【図２】本発明の実施形態の測定時の車輪の軌跡を示した平面図。
【図３】本発明の第１実施形態の一実施例に係る測定（制御）部の構成を示したブロック図。
【図４】本発明の第１実施形態の測定制御の手順におけるサブルーチンを示したフローチャート。
【図５】本発明の実施形態の測定制御の手順におけるメインルーチンを示したフローチャート。
【図６】本発明の第１実施形態の他の実施例に係る測定（制御）部の構成を示したブロック図。
【図７】本発明の第２実施形態の全体構成を説明する縦断面図。
【図８】本発明の第２実施形態の一実施例に係る測定（制御）部の構成を示したブロック図。
【図９】本発明の第２実施形態の測定制御の手順におけるサブルーチンを示したフローチャート。
【符号の説明】
【０１０３】
１・・・台枠
２・・・車輪
３・・・車軸
４・・・車軸支持フレーム
５・・・駆動板回転用モータ／第１の駆動手段
６・・・第１の駆動力伝達手段
７・・・車輪駆動用モータ／第２の駆動手段
８・・・第２の駆動力伝達手段
１１・・・上方部材
１２・・・下方部材
３１、８４・・・傘歯車
Ａ・・・摩擦測定部
Ｂ・・・コントロールユニット
Ｃ・・・接手部材
【図１】
2005083783.tif 000003
【図２】
2005083783.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005083783.tif 000006
【図５】
2005083783.tif 000007
【図６】
2005083783.tif 000008
【図７】
2005083783.tif 000009
【図８】
2005083783.tif 000010
【図９】
2005083783.tif 000011