(57)【要約】【課題】タイヤの使用状態に近い条件で摩擦係数を測定することができるとともに、接地荷重と摩擦係数との関係を容易に測定することができ、しかも装置の小型化を図ることのできる摩擦係数測定装置を提供する。【解決手段】試験片１０の外周面を路面に接地させるとともに、駆動装置２０によって試験片１０を回転させ、その際に試験片１０に加わるトルクをトルク検出器４０によって検出し、そのトルク、接地荷重及び試験片１０の半径に基づいて摩擦係数を算出可能であることから、試験片１０に転動方向の摩擦力のみが生じ、タイヤの使用状態に近い条件で摩擦係数を測定することができる。また、接地荷重調整機構３０によって試験片１０の外周面を路面に接地させる接地荷重を任意に調整可能である。さらに、摩擦係数を測定するために試験片１０、駆動装置２０及びトルク検出器４０を無用に移動させる必要がない。【選択図】図１
2007333703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の材質と路面との摩擦係数を測定する摩擦係数測定装置において、
前記路面に接地する所定の接地部が下端側に設けられた装置本体と、
少なくとも外周面が所定の材質から成り、回転軸が略水平に配置されるように装置本体に上下方向に移動可能に支持された回転可能な試験片と、
試験片を回転させる駆動装置と、
装置本体の接地部が路面に接地している状態で試験片の外周面を任意の接地荷重で路面に接地させる接地荷重調整手段と、
試験片の外周面が路面に接地することにより試験片に加わるトルクを検出可能なトルク検出器と、
前記トルク、接地荷重及び試験片の半径に基づき試験片の外周面と路面との摩擦係数を算出する算出手段とを備えた
ことを特徴とする摩擦係数測定装置。
【請求項２】
前記駆動装置を試験片の回転速度を任意に設定可能に構成した
ことを特徴とする請求項１記載の摩擦係数測定装置。
【請求項３】
前記試験片の回転速度を検出可能な回転速度計と、
試験片を駆動装置によって任意の加速度で徐々に回転速度が大きくなるように回転させる回転速度制御手段と、
試験片が徐々に回転速度が大きくなるように回転している間に所定の回数だけトルク検出器によるトルクの検出及び回転速度計による試験片の回転速度の検出を行わせる検出制御手段と、
回転速度計によって検出された各回転速度に応じた試験片のすべり速度をそれぞれ算出するすべり速度算出手段とを備え、
前記算出手段を、トルク検出器によって検出された各トルクに基づき各すべり速度に応じた摩擦係数をそれぞれ算出するように構成した
ことを特徴とする請求項２記載の摩擦係数測定装置。
【請求項４】
所定の材質と路面との摩擦係数を測定する摩擦係数測定装置において、
装置本体と、
装置本体を路面に対して所定の高さ位置に配置しながら所定の方向に任意の速度で移動可能な本体移動手段と、
少なくとも外周面が所定の材質から成り、回転軸が略水平且つ装置本体の移動方向に対して略垂直に配置されるように装置本体に上下方向に移動可能に支持された回転可能な試験片と、
試験片を回転させる駆動装置と、
装置本体が路面に対して所定の高さ位置に配置されている状態で試験片の外周面を任意の接地荷重で路面に接地させる接地荷重調整手段と、
試験片の外周面が路面に接地することにより試験片に加わるトルクを検出可能なトルク検出器と、
前記トルク、接地荷重及び試験片の半径に基づき試験片の外周面と路面との摩擦係数を算出する算出手段とを備えた
ことを特徴とする摩擦係数測定装置。
【請求項５】
前記駆動装置を試験片の回転速度を任意に設定可能に構成した
ことを特徴とする請求項４記載の摩擦係数測定装置。
【請求項６】
前記装置本体の移動速度を検出可能な速度計と、
試験片を駆動装置によって所定の速度で回転させる回転速度制御手段と、
装置本体を本体移動手段によって任意の加速度で徐々に速度が大きくなるように移動させる移動速度制御手段と、
試験片が所定の回転速度で回転するとともに装置本体が徐々に速度が大きくなるように移動している間に所定の回数だけトルク検出器によるトルクの検出及び速度計による装置本体の速度の検出を行わせる検出制御手段と、
速度計によって検出された各速度に応じた試験片のスリップ率をそれぞれ算出するスリップ率算出手段とを備え、
前記算出手段を、トルク検出器によって検出された各トルクに基づき各スリップ率に応じた摩擦係数をそれぞれ算出するように構成した
ことを特徴とする請求項５記載の摩擦係数測定装置。
【請求項７】
前記本体移動手段を、装置本体を支持する回転可能な複数の車輪と、各車輪のうち少なくとも１つの車輪を任意の速度で回転可能な車輪駆動装置とから構成した
ことを特徴とする請求項４、５または６記載の摩擦係数測定装置。
【請求項８】
前記本体移動手段を、路面に沿って延びるように設けられたレールと、装置本体をレールに沿って移動可能に支持するガイド部材と、装置本体をレールに沿って任意の速度で移動可能な本体駆動装置とから構成した
ことを特徴とする請求項４、５または６記載の摩擦係数測定装置。
【請求項９】
前記摩擦係数の算出結果を表示する表示部を備えた
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の摩擦係数測定装置。
【請求項１０】
前記摩擦係数の算出結果を記録する記録装置を備えた
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の摩擦係数測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばタイヤ用ゴム材料と路面との摩擦係数を測定する摩擦係数測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の摩擦係数測定装置としては、上下方向に移動可能に設けられるとともに回転可能に設けられた円板状部材と、円板状部材の下面の外周面側に複数取付けられたタイヤ用ゴム材料から成るブロック状のゴム試験片とを備え、各ゴム試験片が路面から離れた状態で円板状部材を所定の回転速度で回転させるとともに、円板状部材を下方に向かってゆっくり移動して各ゴム試験片を路面に接触させ、各ゴム試験片と路面との摩擦抵抗によって円板状部材が減速する際の減速方向の加速度を利用することにより、各ゴム試験片と路面との摩擦抵抗を測定するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、他の摩擦係数測定装置としては、路面に設置可能な装置本体と、装置本体を路面に設置すると路面との間に所定の間隔をおいて配置される円板上部材と、円板上部材を任意の速度で回転させる第１モータと、円板状部材の外周面の近傍に配置されるとともに、回転軸が円板状部材の径方向に延びるように配置され、装置本体を路面に設置すると外周面が路面に接地するタイヤ用ゴム材料から成る円板状のゴム試験片と、ゴム試験片を任意の速度で回転させる第２モータと、ゴム試験片と第２モータとの間に設けられ、ゴム試験片に加わるトルクを検出するトルクセルとを備え、円板状部材を第１モータによって回転させながらゴム試験片を第２モータによって回転させることにより、転動しているゴム試験片の外周面と路面との摩擦係数を測定するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特公平３−１００６２号公報
【特許文献２】特開平１１−２１１６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前者の摩擦係数測定装置では、各ゴム試験片はブロック状に形成されており、ブロック状のゴム試験片が路面に押付けられた時の摩擦係数を測定するようにしているので、転動しながら路面との間で摩擦抵抗を生ずるタイヤの場合と条件が大きく異なり、タイヤの使用状態に近い条件で摩擦係数を測定することができないという問題点があった。
【０００５】
また、後者の摩擦係数測定装置では、円板状のゴム試験片を転動させながら摩擦係数を測定することができるが、ゴム試験片には転動方向の摩擦力の他に転動方向と垂直方向の摩擦力が生ずるので、タイヤの使用状態とは条件が異なるという問題点があった。
【０００６】
また、円板状部材の上面に第２モータ、ロードセル及びゴム試験片を取付けるとともに、円板状部材を第１モータによって回転させるようにしているので、第２モータ、ロードセル及びゴム試験片が円板状部材の周方向に移動することとなり、第２モータ、ロードセル及びゴム試験片が移動するスペースを確保する分だけ装置が大型化するという問題点があった。
【０００７】
さらに、前記各摩擦係数測定装置では、ゴム試験片と路面との接地荷重を容易に変更することができないので、接地荷重と摩擦係数との関係を測定することができないという問題点もあった。
【０００８】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、タイヤの使用状態に近い条件で摩擦係数を測定することができるとともに、接地荷重と摩擦係数との関係を容易に測定することができ、しかも装置の小型化を図ることのできる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】
【０００９】
本発明は前記目的を達成するために、所定の材質と路面との摩擦係数を測定する摩擦係数測定装置において、前記路面に接地する所定の接地部が下端側に設けられた装置本体と、少なくとも外周面が所定の材質から成り、回転軸が略水平に配置されるように装置本体に上下方向に移動可能に支持された回転可能な試験片と、試験片を回転させる駆動装置と、装置本体の接地部が路面に接地している状態で試験片の外周面を任意の接地荷重で路面に接地させる接地荷重調整手段と、
試験片の外周面が路面に接地することにより試験片に加わるトルクを検出可能なトルク検出器と、前記トルク、接地荷重及び試験片の半径に基づき試験片の外周面と路面との摩擦係数を算出する算出手段とを備えている。
【００１０】
これにより、接地荷重調整手段によって試験片の外周面を任意の接地荷重で路面に接地させるとともに、駆動装置によって試験片を回転させ、その際に試験片に加わるトルクをトルク検出器によって検出し、そのトルク、接地荷重及び試験片の半径に基づいて摩擦係数を算出可能であることから、試験片に転動方向の摩擦力のみが生じ、その摩擦力に基づく摩擦係数が算出される。また、接地荷重調整手段によって試験片の外周面を路面に接地させる接地荷重を任意に調整可能であることから、接地荷重と摩擦係数との関係を容易に測定することができる。さらに、試験片を回転させることにより摩擦係数を測定するようにしているので、摩擦係数を測定するために試験片、駆動装置及びトルク検出器を無用に移動させる必要がなく、装置の小型化を図ることができる。
【００１１】
また、本発明は、所定の材質と路面との摩擦係数を測定する摩擦係数測定装置において、装置本体と、装置本体を路面に対して所定の高さ位置に配置しながら所定の方向に任意の速度で移動可能な本体移動手段と、少なくとも外周面が所定の材質から成り、回転軸が略水平且つ装置本体の移動方向に対して略垂直に配置されるように装置本体に上下方向に移動可能に支持された回転可能な試験片と、試験片を回転させる駆動装置と、装置本体が路面に対して所定の高さ位置に配置されている状態で試験片の外周面を任意の接地荷重で路面に接地させる接地荷重調整手段と、試験片の外周面が路面に接地することにより試験片に加わるトルクを検出可能なトルク検出器と、前記トルク、接地荷重及び試験片の半径に基づき試験片の外周面と路面との摩擦係数を算出する算出手段とを備えている。
【００１２】
これにより、接地荷重調整手段によって試験片の外周面を任意の接地荷重で路面に接地させるとともに、駆動装置によって試験片を回転させ、また、本体移動手段によって装置本体を所定の方向に移動させるとともに、その際に試験片に加わるトルクをトルク検出器によって検出し、そのトルク、接地荷重及び試験片の半径に基づいて摩擦係数を算出可能であることから、試験片に転動方向の摩擦力のみが生じ、その摩擦力に基づく摩擦係数が算出される。また、接地荷重調整手段によって試験片の外周面を路面に接地させる接地荷重を任意に調整可能であることから、接地荷重と摩擦係数との関係を容易に測定することができる。さらに、試験片を回転させることにより摩擦係数を測定するようにしているので、摩擦係数を測定するために試験片、駆動装置及びトルク検出器を無用に移動させる必要がなく、装置の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、試験片に転動方向の摩擦力のみが生じ、その摩擦力に基づいて摩擦係数を算出することができるので、タイヤの使用状態に近い条件で摩擦係数を測定することができ、また、接地荷重と摩擦係数との関係を容易に測定することができるので、タイヤ用ゴム材料の摩擦係数を測定する上で極めて有利である。さらに、装置の小型化を図ることができるので、装置の持ち運びが容易となり、路面の種類と摩擦係数との関係を測定する上で極めて有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１乃至図８は本発明の第１の実施形態を示すもので、図１は摩擦係数測定装置の断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図、図３は図１におけるＢ方向矢視図、図４は摩擦係数測定装置の平面図、図５はトルク検出器の断面図、図６は制御パネルの平面図、図７は摩擦係数測定装置のブロック図、図８は制御部の動作を示すフローチャートである。
【００１５】
本実施形態の摩擦係数測定装置は、接地部としての下端面１ａが路面に接地するように形成された装置本体１と、装置本体１内に設けられた試験片１０と、試験片１０を回転させる駆動装置２０と、試験片１０の外周面を任意の接地荷重で路面に接地させる接地荷重調整機構３０と、試験片１０に加わるトルクを検出可能なトルク検出器４０と、試験片１０の回転速度を検出可能な回転速度計５０と、装置本体１の上面に設けられた制御パネル６０とを備えている。
【００１６】
装置本体１は下面を開口した箱状に形成され、上面に一対の取手１ｂを有する。
【００１７】
試験片１０は、円板上の内周部１１と、内周部１１の外周面に嵌合しているリング状の外周部１２とを有する。内周部１１は金属材料から成り、外周部１２はタイヤ用ゴム材料から成る。試験片１０の上側略半分は下面を開口した箱状の第１支持部材１３によって覆われている。内周部１１には支軸１１ａが挿通し、支軸１１ａの一端側は第１支持部材１３の一方の側面に回転可能に支持されている。支軸１１ａの他端側は第１支持部材１３の他方の側面を挿通して第２支持部材１４に回転可能に支持され、支軸１３の他端側には歯車１５が固定されている。また、試験片１０は支軸１１ａと一体に回転する。第１支持部材１３は装置本体１の一方の側面に設けられたガイドレール１３ａによって上下方向に移動可能に支持され、第２支持部材１４は装置本体１の他方の側面に設けられたガイドレール１４ａによって上下方向に移動可能に支持されている。即ち、支軸１１ａ及び試験片１０は各支持部材１３，１４及び各ガイドレール１３ａ，１４ａを介して装置本体１に上下方向に移動可能に支持されている。支軸１１ａの上下方向の位置は装置本体１の一方の側面に設けられた窓１ｃから視認可能であり、窓１ｃには装置本体１の下端面１ａからの距離を示す目盛りが設けられている。尚、第１支持部材１３及び第２支持部材１４を一体に形成することも可能である。
【００１８】
駆動装置２０は周知のＤＣサーボモータから成り、任意の回転速度で駆動シャフト２０ａを回転可能である。駆動シャフト２０ａには歯車２１が固定され、歯車２１は支軸１１ａの歯車１５と歯合している。駆動装置２０の上面には取付部材２２が固定され、取付部材２２は装置本体１の他方の側面に複数のボルト２２ａによって取付けられている。各ボルト２２ａは装置本体１の他方の側面に設けられた図示しない長孔を挿通しており、各ボルト２２ａを緩めることにより駆動装置２０の上下方向の位置を調整可能である。
【００１９】
接地荷重調整機構３０は、装置本体１の上面に上下方向に移動可能に螺合している調整ネジ３１と、調整ネジ３１の下端面と第１支持部材１３の上端面との間に設けられたバネ３２とを有する。調整ネジ３１は上端に円板状の操作部３１ａを有し、操作部３１ａの外周面にはローレット加工が施されている。また、調整ネジ３１の下端は円板状に形成され、調整ネジ３１にはロックナット３１ｂが螺合している。バネ３２の上端は調整ネジ３１の下端面に固定され、バネ３２の下端は第１保持部材１３の上端面に固定されている。バネ３２は変形量に比例した所定のバネ定数を有する。即ち、調整ネジ３１の締め込み量に比例してバネ３２の変形量が変化し、バネ３２の変形量に応じて第１支持部材１３が下方に向かって付勢される。従って、調整ネジ３１の締め込み量に比例して試験片１０の接地荷重が変化するようになっている。また、調整ネジ３１の側面には試験片１０の接地荷重を示す図示しない目盛りが設けられ、調整ネジ３１の締め込み量によって試験片１０の接地荷重を簡単に調整できるようになっている。尚、調整ネジ３１の目盛りには試験片１０、支軸１１ａ、第１支持部材１３、第２支持部材１４及び歯車１５の重量も考慮した接地荷重が示されている。
【００２０】
トルク検出器４０は、支軸１１ａの外周面に貼り付けられた歪ゲージ４１と、支軸１１ａの歪ゲージ４１が貼り付けられた部分を全周に亘って覆うリング状のアンテナ４２とから成る。アンテナ４２は歪ゲージ４１に非接触で電力を供給可能であり、歪ゲージ４１はアンテナ４２に非接触で出力電圧を送信可能である。歪ゲージ２１は第１支持部材１３の他方の側面と歯車１５との間に貼り付けられ、アンテナ２２は第１支持部材１３に固定されている。トルク検出器４０は支軸１１ａと駆動装置１０との間に加わるトルクを検出可能であり、支軸１１ａと試験片１０は一体に回転することから、トルク検出器４０によって試験片１０に加わるトルクを検出することができる。
【００２１】
回転速度計５０は周知のロータリーエンコーダから成り、第１支持部材１３に固定されている。回転速度計５０は支軸１１ａの回転速度を検出可能であり、支軸１１ａと試験片１０は一体に回転することから、回転速度計５０によって試験片１０の回転速度を検出することができる。
【００２２】
制御パネル６０は、周知のマイクロコンピュータから成る制御部６０ａと、制御パネル６０の上面に設けられた表示部６１と、制御パネル６０の上面に設けられた複数の入力ボタン６２と、制御パネル６０の上面に設けられたスタートボタン６３とを有する。駆動装置２０、トルク検出器４０、回転速度計５０、表示部６１、各入力ボタン６２及びスタートボタン６３は制御部６０ａに接続されている。表示部６１には、装置本体１の下端面１ａに対する支軸１１ａの高さ位置を表示する軸高さ表示部６１ａと、試験片１０の接地荷重を表示する接地荷重表示部６１ｂと、すべり速度及び摩擦係数の測定結果を表示する測定結果表示部６１ｃとが設けられている。軸高さ表示部６１ａ及び接地荷重表示部６１ｂには入力ボタン６２の操作によって数値を入力するようになっている（図６参照）。
【００２３】
このように構成された摩擦係数測定装置において、試験片１０の外周面と路面との摩擦係数を測定する場合は、先ず、装置本体１を路面上に載置する。これにより、装置本体１の下端面１ａが路面に接地するとともに、試験片１０の外周面が路面に接地する。ここで、試験片１０は装置本体１に上下方向に移動可能に支持されているので、装置本体１の下端面１ａと試験片１０の下端面の上下方向の位置が一致する。
【００２４】
次に、窓１ｃから支軸１１ａの高さ位置を目視で確認し、その値を各入力ボタン６２によって軸高さ表示部６１ａに入力する。ここで、装置本体１の下端面１ａと試験片１０の下端面の上下方向の位置が一致していることから、窓１ｃに示される支軸１１ａの位置は試験片１０の半径と一致する。続いて、調整ネジ３１を締め込むことにより、試験片１０を任意の接地荷重で路面に接地させ、その接地荷重を各入力ボタン６２によって接地荷重表示部６１ｂに入力する。
【００２５】
次に、スタートボタン６２を操作することにより、摩擦係数の測定が開始される。この際の制御部６０ａの動作について図８のフローチャートを参照しながら説明する。
【００２６】
先ず、スタートボタン６２が操作されると（Ｓ１）、試験片１０を駆動装置２０によって所定の加速度で徐々に回転速度が大きくなるように回転させる（Ｓ２）。ここで、前記所定の加速度は予め各入力ボタン６２によって設定されている。次に、試験片１０が徐々に回転速度が大きくなるように回転している間に所定の回数だけそれぞれ所定の時間にトルク検出器４０によるトルクの検出及び回転速度計５０による回転速度の検出を行わせる（Ｓ３）。前記所定の回数及び所定の時間は予め各入力ボタン６２によって設定されている。前記トルクの検出及び回転速度の検出が所定の回数行われると（Ｓ４）、駆動装置２０による試験片１０の回転を停止させる（Ｓ５）。
【００２７】
次に、回転速度計５０によって検出された各回転速度に応じた試験片１０のすべり速度をそれぞれ算出する（Ｓ６）。すべり速度＝試験片１０の半径×試験片１０の回転速度であることから、すべり速度＝軸高さ表示部６１ａの値×回転速度計５０の検出結果により算出される。
【００２８】
また、トルク検出器４０によって検出された各トルクに基づき、試験片１０の外周面と路面との摩擦係数を各すべり速度に応じてそれぞれ算出する（Ｓ７）。摩擦係数＝試験片１０の接地部の接線方向の力÷試験片１０の接地荷重であることから、摩擦係数＝（トルク検出器４０の検出結果÷軸高さ表示部６１ａの値）÷接地荷重表示部６１ｂの値により算出される。
【００２９】
続いて、算出された各すべり速度及び摩擦係数を測定結果表示部６１ｃに表示させる（Ｓ８，図６）。
【００３０】
尚、ステップ２（Ｓ２）は特許請求の範囲に記載した回転速度制御手段に相当し、ステップ３（Ｓ３）は特許請求の範囲に記載した検出制御手段に相当し、ステップ６（Ｓ６）は特許請求の範囲に記載したすべり速度検出手段に相当し、ステップ７（Ｓ７）は特許請求の範囲に記載した算出手段に相当する。
【００３１】
このように、本実施形態によれば、接地荷重調整機構３０によって試験片１０の外周面を任意の接地荷重で路面に接地させるとともに、駆動装置２０によって試験片１０を回転させ、その際に試験片１０に加わるトルクをトルク検出器４０によって検出し、そのトルク、接地荷重及び試験片１０の半径に基づいて摩擦係数を算出可能であることから、試験片１０に転動方向の摩擦力のみが生じ、その摩擦力に基づく摩擦係数が算出される。従って、タイヤの使用状態に近い条件で摩擦係数を測定することができるので、タイヤ用ゴム材料の摩擦係数を測定する上で極めて有利である。
【００３２】
また、接地荷重調整機構３０によって試験片１０の外周面を路面に接地させる接地荷重を任意に調整可能であることから、接地荷重と摩擦係数との関係を容易に測定することができ、タイヤ用ゴム材料の摩擦係数を測定する上で極めて有利である。
【００３３】
さらに、試験片１０を回転させることにより摩擦係数を測定するようにしているので、摩擦係数を測定するために試験片１０、駆動装置２０及びトルク検出器４０を無用に移動させる必要がなく、装置の小型化を図ることができる。即ち、装置の持ち運びが容易となり、路面の種類と摩擦係数との関係を測定する上で極めて有利である。
【００３４】
また、駆動装置２０は試験片１０の回転速度を任意に設定可能であることから、試験片１０の回転速度と摩擦係数の関係、即ち、すべり速度と摩擦係数の関係を測定することができ、タイヤ用ゴム材料の摩擦係数を測定する上で極めて有利である。
【００３５】
さらに、試験片１０の回転速度を検出可能な回転速度計５０が設けられ、また、試験片１０を駆動装置２０によって任意の加速度で徐々に回転速度が大きくなるように回転させるとともに、試験片１０が徐々に回転速度が大きくなるように回転している間に所定の回数だけトルク検出器４０によるトルクの検出及び回転速度計５０による試験片１０の回転速度の検出を行い、回転速度計５０によって検出された各回転速度に応じた試験片１０のすべり速度をそれぞれ算出するとともに、トルク検出器４０によって検出された各トルク、接地荷重及び試験片１０の半径に基づき各すべり速度に応じた摩擦係数をそれぞれ算出するようにしたので、すべり速度と摩擦係数の関係を自動的に測定することができ、タイヤ用ゴム材料の摩擦係数を測定する上で極めて有利である。
【００３６】
また、摩擦係数の算出結果を表示する測定結果表示部６１ｃを設けたので、摩擦係数の測定結果を容易に確認することができ、測定作業を円滑に行う上で極めて有利である。
【００３７】
尚、本実施形態では、摩擦係数の測定結果を測定結果表示部６１ｃに表示するようにしたものを示したが、制御パネル６０にプリンターを別途設け、摩擦係数の測定結果をプリンターによって記録することも可能である。さらに、制御パネル６０に記憶媒体を別途設け、摩擦係数の測定結果を記憶媒体に記憶させることも可能である。
【００３８】
また、本実施形態では、第１支持部材１３をバネ３２によって下方に向かって付勢し、バネ３２の付勢力によって試験片１０の接地荷重を調整するようにしたものを示したが、バネ３２の付勢力代わりに接地荷重を調整可能なおもりを設け、おもりによって試験片１０の付勢力を調整することも可能である。
【００３９】
尚、本実施形態では、トルク検出器４０を、支軸１１ａの外周面に貼り付けられた歪ゲージ４１と、歪ゲージ４１を覆うように設けられたアンテナ４２とから構成したものを示したが、支軸１１ａの軸方向に離れた２つの位置の相対的な捩り角度を一対のセンサを用いて測定することにより、トルクの検出行うことも可能であり、また、支軸１１ａに周知のロードセルを取付けることも可能である。
【００４０】
また、本実施形態では、窓１ｃに示される支軸１１ａの位置を目視によって確認し、その値を軸高さ表示部６１ａに入力するようにしたものを示したが、支軸１１ａの高さ位置を検出可能な変位センサを別途設け、変位センサの検出結果に基づき軸高さ表示部６１ａに自動的に軸高さが入力されるようにすることも可能である。
【００４１】
尚、本実施形態では、調整ネジ３１によって試験片１０の接地荷重を設定するとともに、設定した接地荷重を接地荷重入力部６１ｂに入力するようにしたものを示したが、バネ３２による付勢力を検出可能なロードセルを別途設け、ロードセルの検出結果に基づき接地荷重入力部６１ｂに自動的に接地荷重が入力されるようにすることも可能である。
【００４２】
また、本実施形態では、試験片１０の外周部１２をタイヤ用ゴム材料から形成したものを示したが、外周部１２を樹脂材料等の他の材料から形成し、その材料と路面との摩擦係数を測定することも可能である。
【００４３】
図９乃至図１１は本発明の第２の実施形態を示すもので、図９は摩擦係数測定装置の側面図、図１０は摩擦係数測定装置のブロック図、図１１は制御部の動作を示すフローチャートである。尚、第１の実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００４４】
本実施形態の摩擦係数測定装置は、第１の実施形態と同様の装置本体１、試験片１０、駆動装置２０、接地荷重調整機構３０、トルク検出器４０、回転速度計５０及び制御パネル６０と、装置本体１を支持する４つの車輪７０と、車輪７０の回転速度から装置本体１の移動速度を検出する速度計８０とを備えている。
【００４５】
装置本体１は第１の実施形態の場合よりも小さい高さ寸法に形成され、試験片１０の下端側が装置本体１の下端面１ａから下方に突出するようになっている。また、窓１ｃに設けられた目盛りは各車輪７０が接地した状態において路面に対する支軸１１ａの高さ寸法を示すようになっている。
【００４６】
各車輪７０は試験片１０の回転方向と等しい方向に回転可能であり、車輪駆動装置７１によって任意の速度で回転するようになっている。車輪駆動装置７１は各車輪７０のうち後側の２つの車輪７０を任意の回転速度で回転可能である。即ち、各車輪７０及び車輪駆動装置７１は装置本体１を路面に対して所定の高さ位置に配置するとともに、装置本体１を試験片１０の回転方向に任意の速度で移動可能である。
【００４７】
速度計８０は周知のロータリーエンコーダから成り、各車輪７０のうち前側の１つの車輪７０に装着されている。
【００４８】
制御部６０ａには、駆動装置２０、トルク検出器４０、回転速度計５０、表示部６１、各入力ボタン６２、スタートボタン６３、車輪駆動装置７１及び速度計８０に接続されている。
【００４９】
このように構成された摩擦係数測定装置において、試験片１０の外周面と路面との摩擦係数を測定する場合は、先ず、装置本体１の各車輪７０を路面に接地させる。これにより、試験片１０の外周面が路面に接地する。ここで、試験片１０は装置本体１に上下方向に移動可能に支持されているので、各車輪７０の下端面と試験片１０の下端面の上下方向の位置が一致する。
【００５０】
次に、窓１ｃから支軸１１ａの高さ位置を目視で確認し、その値を各入力ボタン６２によって軸高さ表示部６１ａに入力する。ここで、窓１ｃに示される支軸１１ａの位置は試験片１０の半径と一致する。続いて、調整ネジ３１を締め込むことにより、試験片１０を任意の接地荷重で路面に接地させ、その接地荷重を各入力ボタン６２によって接地荷重表示部６１ｂに入力する。
【００５１】
次に、スタートボタン６２を操作することにより、摩擦係数の測定が開始される。この際の制御部６０ａの動作について図１１のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５２】
先ず、スタートボタン６２が操作されると（Ｓ１１）、試験片１０を駆動装置２０によって所定の速度で回転させる（Ｓ１２）。前記所定の速度は予め各入力ボタン６２によって設定されている。続いて、車輪駆動装置７１によって装置本体１を所定の加速度で徐々に速度が大きくなるように移動させる（Ｓ１３）。前記所定の加速度は予め各入力ボタン６２によって設定されている。次に、試験片１０が所定の速度で回転するとともに装置本体１が徐々に速度が大きくなるように移動している間に所定の回数だけそれぞれ所定の時間にトルク検出器４０によるトルクの検出及び速度計８０による速度の検出を行わせる（Ｓ１４）。前記所定の回数及び所定の時間は予め各入力ボタン６２によって設定されている。前記トルクの検出及び速度の検出が所定の回数行われると（Ｓ１５）、駆動装置２０による試験片１０の回転及び車輪駆動装置７１による装置本体１の移動を停止させる（Ｓ１６）。
【００５３】
次に、速度計８０によって検出された各速度に応じて試験片１０のスリップ率をそれぞれ算出する（Ｓ１７）。スリップ率＝（車両速度−タイヤ外周面の周方向速度）÷車両速度であることから、スリップ率＝（装置本体１の速度の検出結果−試験片１０の接地部の接線方向の速度）÷装置本体１の速度の検出結果により算出される。また、試験片１０の接地部の接線方向の速度＝回転速度計５０の検出結果×軸高さ表示部６１ａの値により算出される。
【００５４】
また、トルク検出器４０によって検出された各トルクに基づき、試験片１０の外周面と路面との摩擦係数を各スリップ率に応じてそれぞれ算出する（Ｓ１８）。摩擦係数＝試験片１０の接地部の接線方向の力÷試験片１０の接地荷重であることから、摩擦係数＝（トルク検出器４０の検出結果÷軸高さ表示部６１ａの値）÷接地荷重表示部６１ｂの値により算出される。
【００５５】
続いて、算出された各スリップ率及び摩擦係数を測定結果表示部６１ｃに表示させる（Ｓ１９）。
【００５６】
尚、ステップ１２（Ｓ１２）は特許請求の範囲に記載した回転速度制御手段に相当し、ステップ１３（Ｓ１３）は特許請求の範囲に記載した移動速度制御手段に相当し、ステップ１４（Ｓ１４）は特許請求の範囲に記載した検出制御手段に相当し、ステップ１７（Ｓ１７）は特許請求の範囲に記載したスリップ率算出手段に相当し、ステップ１８（Ｓ１８）は特許請求の範囲に記載した算出手段に相当する。
【００５７】
このように、本実施形態によれば、接地荷重調整機構３０によって試験片１０の外周面を任意の接地荷重で路面に接地させるとともに、駆動装置２０によって試験片１０を回転させ、また、車輪駆動装置７１によって装置本体１を試験片１０の転動方向に移動させるとともに、その際に試験片１０に加わるトルクをトルク検出器４０によって検出し、そのトルク、接地荷重及び試験片１０の半径に基づいて摩擦係数を算出可能であることから、試験片１０に転動方向の摩擦力のみが生じ、その摩擦力に基づく摩擦係数が算出される。従って、タイヤの使用状態に近い条件で摩擦係数を測定することができるので、タイヤ用ゴム材料の摩擦係数を測定する上で極めて有利である。
【００５８】
また、接地荷重調整機構３０によって試験片１０の外周面を路面に接地させる接地荷重を任意に調整可能であることから、接地荷重と摩擦係数との関係を容易に測定することができ、タイヤ用ゴム材料の摩擦係数を測定する上で極めて有利である。
【００５９】
さらに、試験片１０を回転させることにより摩擦係数を測定するようにしているので、摩擦係数を測定するために試験片１０、駆動装置２０及びトルク検出器４０を無用に移動させる必要がなく、装置の小型化を図ることができる。即ち、装置の持ち運びが容易となり、路面の種類と摩擦係数との関係を測定する上で極めて有利である。
【００６０】
また、駆動装置２０は試験片１０の回転速度を任意に設定可能であることから、試験片１０の回転速度と摩擦係数の関係を測定することができ、タイヤ用ゴム材料の摩擦係数を測定する上で極めて有利である。
【００６１】
また、装置本体１の移動速度を検出可能な速度計８０が設けられ、試験片１０を駆動装置２０によって所定の回転速度で回転させるとともに、装置本体１を車輪駆動装置７１によって任意の加速度で徐々に速度が大きくなるように移動させ、試験片１０が所定の回転速度で回転するとともに装置本体１が徐々に速度が大きくなるように移動している間に所定の回数だけトルク検出器４０によるトルクの検出及び速度計８０による装置本体１の速度の検出を行わせるとともに、速度計８０によって検出された各速度に応じた試験片１０のスリップ率をそれぞれ算出し、トルク検出器４０によって検出された各トルク、接地荷重及び試験片１０の半径に基づき各スリップ率に応じた摩擦係数をそれぞれ算出するようにしたので、スリップ率と摩擦係数の関係を自動的に測定することができ、タイヤ用ゴム材料の摩擦係数を測定する上で極めて有利である。
【００６２】
また、装置本体１を支持する複数の車輪７０と、各車輪７０のうち２つの車輪７０を任意の速度で回転可能な車輪駆動機構７１とを用い、装置本体１を移動させるようにしたので、簡単な構成によって装置本体１の移動を行うことができ、装置の軽量化及び製造コストの低減を図る上で有利である。
【００６３】
尚、本実施形態では、各車輪７０及び車輪駆動機構７１によって装置本体１の移動を行うようにしたものを示したが、図１２に示すように、路面に沿って延びるように設けられた一対のレール１００と、装置本体１を各レール１００に沿って移動可能に支持する複数のガイド部材１０１と、装置本体１を各レール１００に沿って任意の速度で移動可能な図示しないボールネジ及びモータとを設け、装置本体１を各レール１００に沿って移動させることも可能である。尚、ボールネジ及びモータは特許請求の範囲に記載した本体駆動装置に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明における第１の実施形態を示す摩擦係数測定装置の断面図
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図
【図３】図１におけるＢ方向矢視図
【図４】摩擦係数測定装置の平面図
【図５】トルク検出器の断面図
【図６】制御パネルの平面図
【図７】摩擦係数測定装置のブロック図
【図８】制御部の動作を示すフローチャート
【図９】本発明における第２の実施形態を示す摩擦係数測定装置の側面図
【図１０】摩擦係数測定装置のブロック図
【図１１】制御部の動作を示すフローチャート
【図１２】第２の実施形態の変形例を示す摩擦係数測定装置の側面図
【符号の説明】
【００６５】
１…装置本体、１ａ…下端面、１ｃ…窓、１０…試験片、１１ａ…支軸、１３…第１支持部材、１４…第２支持部材、２０…駆動装置、３０…設置荷重調整機構、３１…調整ネジ、３２…バネ、４０…トルク検出器、４１…歪ゲージ、４２…アンテナ、５０…回転速度計、６０…制御パネル、６０ａ…制御部、６１…表示部、６１ａ…軸高さ表示部、６１ｂ…接地荷重表示部、６１ｃ…測定結果表示部、６２…入力ボタン、６３…スタートボタン、７０…車輪、７１…車輪駆動装置、８０…速度計、１００…レール、１０１…ガイド部材。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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