(57)【要約】【課題】キャンパ角やトー角が存在する状態において、自動車の前後、左右、上下のそれぞれの方向に相当する各方向ついてタイヤから作用する力を直接計測可能とする。【解決手段】３分力計１５１を、３分力計１５１の円環柱形状の高さ方向（軸方向）が左右方向と一致し、かつ、３分力計１５１が力を検出する方向が前後方向、左右方向、上下方向となるようにフレーム１４にボルトによって固定する。また、タイヤ５０が連結されるスピンドル１５３のラジアル軸受１５２を、タイヤ５０のキャンパ角やトー角を設定するための二つのスペーサ１５４に貫挿した状態で、３分力計１５１にボルトによって固定する。【選択図】図３
2013113662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの試験に用いられる、周面に前記タイヤが当接されるローラを備えたタイヤ試験装置であって、
フレームと、
前記タイヤに連結されるスピンドルと、
前記フレームに固定された多分力計と、
スペーサと、
前記スピンドルを回動可能に支持する軸受とを有し、
前記軸受は、前記多分力計に、当該軸受と前記多分力計の間に前記スペーサが介挿された形態で前記多分力計に連結されることにより、前記多分力計を介して前記フレームによって支持されており、
前記多分力計は、前記ローラの軸方向を左右方向、当該左右方向と垂直な２方向を上下方向、前後方向として、前記軸受から加わる前後方向、上下方向、左右方向それぞれの分力を検出し、
前記スペーサは、厚みが非一様であって、当該スペーサの前記介挿によって、前記スピンドルの軸方向が、前記左右方向に対して傾いた方向に設定されていることを特徴とするタイヤ試験装置。
【請求項２】
請求項１記載のタイヤ試験装置であって、
前記スペーサを複数備え、
各スペーサは、当該スペーサの厚み方向と垂直な一方向から見た形状がくさび状の形状を有し、
各スペーサは厚み方向に積層された状態で、前記軸受と前記多分力計の間に介挿されており、
各スペーサを前記軸受と前記多分力計の間に介挿させた状態における、当該スペーサの厚み方向の軸まわり方向の向きは、可変であることを特徴とするタイヤ試験装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のタイヤ試験装置であって、
前記フレームは、前後方向に移動可能に設けられており、
当該タイヤ試験装置は、前記フレームに対して前記前後方向の力を加えるアクチュエータを備えていることを特徴とするタイヤ試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの試験に用いられるタイヤ試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ試験装置としては、モータによって回転するローラと、回転可能に軸受されたスピンドルと、歪みゲージを用いた多分力検出器とを備え、スピンドルに固定したタイヤの周面をローラの周面に当接させて、タイヤをローラと共に回転させながら、スピンドルに加わる、スピンドル軸方向の力と、スピンドル軸方向と垂直かつ相互に垂直な２方向の力を多分力検出器で検出し、検出した力よりタイヤの転がり抵抗を算出する技術が知られている。（たとえば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３-００４５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現実の自動車には、キャンパ角やトー角が存在するため、タイヤの軸方向と自動車の左右方向は一致しない。
したがって、上述した特許文献１の技術によればタイヤの軸方向と一致するスピンドル軸方向の力と、当該スピンドル軸方向と垂直かつ相互に垂直な２方向の力を多分力検出器で検出するものであるため、キャンパ角やトー角が存在する状態において、自動車の前後左右上下方向に相当する方向についてタイヤから作用する力を直接計測することができない。
【０００５】
そこで、本発明は、キャンパ角やトー角が存在する状態において、自動車の前後、左右、上下のそれぞれの方向に相当する各方向ついて、タイヤから作用する力を直接計測可能なタイヤ試験装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題達成のために、本発明は、タイヤの試験に用いられる、周面に前記タイヤが当接されるローラを備えたタイヤ試験装置に、前記ローラの軸に対して回転移動しないフレームと、前記タイヤに連結されるスピンドルと、前記フレームに固定された多分力計と、スペーサと、前記スピンドルを回動可能に支持する軸受とを設けたものである。ここで、前記軸受は、前記多分力計に、当該軸受と前記多分力計の間に前記スペーサが介挿された形態で前記多分力計に連結されることにより、前記多分力計を介して前記フレームによって支持されており、前記多分力計は、前記ローラの軸方向を左右方向、当該左右方向と垂直な２方向を上下方向、前後方向として、前記軸受から加わる前後方向、上下方向、左右方向それぞれの分力を検出するものである。また、前記スペーサは、厚みが非一様であって、当該スペーサの前記介挿によって、前記スピンドルの軸方向が、前記左右方向に対して傾いた方向に設定されている。
【０００７】
このようなタイヤ試験装置によれば、スペーサの介挿によって、軸受の軸方向、したがってスピンドルの軸方向の角度を調整、設定することができ、これにより、タイヤのキャンパ角やトー角を調整、設定することができる。一方で、タイヤのキャンパ角やトー角に関わらずに、フレームに直接固定されている多分力計の姿勢は、前記ローラの軸方向を左右方向、当該左右方向と垂直な２方向を上下方向、前後方向として、前記軸受から加わる前後方向、上下方向、左右方向それぞれの分力を検出する姿勢に維持される。よって、タイヤのキャンパ角やトー角に関わらずに、３分力計において前後、左右、上下のそれぞれの方向について、タイヤから加わる力を直接検出することができる。
よって、前後方向、上下方向、左右方向はタイヤを装着した自動車の前後方向、上下方向、左右方向に相当するので、本タイヤ試験装置によれば、タイヤのキャンパ角やトー角をスペーサの形状等によって適宜、所望の値に設定することができると共に、タイヤのキャンパ角やトー角が存在する状態において、タイヤを実際に自動車に装着した時の自動車の前後方向、左右方向、上下方向のそれぞれに相当する各方向について、タイヤから作用する力を直接計測することができる。
【０００８】
ここで、このようなタイヤ試験装置に、前記スペーサを複数設け、各スペーサを、当該スペーサの厚み方向と垂直な一方向から見た形状がくさび状の形状を有するものとし、各スペーサを厚み方向に積層された状態で、前記軸受と前記多分力計の間に介挿するようにすると共に、各スペーサを前記軸受と前記多分力計の間に介挿させた状態における、当該スペーサの厚み方向の軸まわり方向の向きを、可変とするようにしてもよい。このようにすることによりスペーサの向きや組み合わせを変化させるだけで、キャンパ角やトー角を変化させることができるようになる。
また、このようなタイヤ試験装置は、前記フレームを、前後方向に移動可能に設けると共に、当該タイヤ試験装置に、前記フレームに対して前記前後方向の力を加えるアクチュエータを備えることも好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によれば、キャンパ角やトー角が存在する状態において、自動車の前後、左右、上下のそれぞれの方向に相当する各方向について、タイヤから作用する力を直接計測可能なタイヤ試験装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るタイヤ試験装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るタイヤ試験装置のタイヤ支持ユニットの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るタイヤ試験装置のタイヤ支持部の固定構造を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るタイヤ試験装置の３分力計の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１ａ１-ａ４に、本実施形態に係るタイヤ試験装置の構成を示す。
ここで、図ａ４はタイヤ試験装置の斜視図であり、図ａ４に示すように上下前後左右を定義するものとして、図１ａ１はタイヤ試験装置を右方より見たようすを、図１ａ２はタイヤ試験装置を前方より見たようすを、図１ａ３はタイヤ試験装置を左方より見たようすを表している。
【００１２】
図示するように、タイヤ試験装置は、ベース１、ローラ２、ローラ２に連結されたローラシャフト３、ローラシャフト３を回動可能に支持する、ベース１に固定されたローラシャフト軸受４、ローラシャフト３に加わる軸回りのトルクを検出するローラ軸トルク計５、ローラシャフト３の角回転速度を検出するローラ回転計６、ローラシャフト３に固定されたローラ用プーリ７、ベース１に固定されたローラモータ８、ローラモータ８の回転軸に固定されたローラモータプーリ９とローラ用プーリ７とに巻回されたローラ用ベルト１０とを備えている。そして、このような構成によって、ローラモータ８の発生トルクがローラ２に伝達され、ローラモータ８の回転に伴いローラ２が回転するようになっている。
【００１３】
また、タイヤ試験装置は、ベース１に対して前後に移動可能に、二本のガイドシャフト１１により支持されたステージ１２と、ベース１に固定されたステージ１２を、図１ｂに示すように、前後方向に移動/加圧する油圧/エアシリンダ等のアクチュエータ１３を備えている。
【００１４】
そして、ステージ１２の上には、フレーム１４が固定されており、フレーム１４には、フレーム１４に固定された、タイヤ５０を回動自在に支持するタイヤ支持ユニット１５が固定されている。
次に、タイヤ支持ユニット１５の構成について説明する。
図２ａに、タイヤ支持ユニット１５を構成する部材を示す。
図示するように、タイヤ支持ユニット１５は、円環柱形状の３分力計１５１、円管状のラジアル軸受１５２、ラジアル軸受１５２によって回動可能に支持されるスピンドル１５３、ラジアル軸受１５２が貫挿されるアライメント調整用の２枚の円環状のスペーサ１５４とよりなる。
【００１５】
ここで、３分力計１５１は、円環柱形状の高さ（軸）方向、高さ（軸）方向と垂直かつ相互に垂直な２方向との３方向のそれぞれについて、３分力計１５１に加わる力を検出するセンサである。
次に、スピンドル１５３の先端にはタイヤ固定用のフランジ１５３１が設けられており、ラジアル軸受１５２のスピンドル１５３の先端側には、ラジアル軸受１５２固定用のフランジ１５２１が設けられている。
また、スペーサ１５４の各々は、図示するように半円毎に分割することができるように構成されており、ラジアル軸受１５２の中途位置において、各半円を組み合わせてスペーサ１５４を円環状に形成することにより、端部からラジアル軸受１５２をスペーサ１５４に挿入しなくても、スペーサ１５４にラジアル軸受１５２が貫挿された状態とすることができる。
【００１６】
また、図２ｂに側面図を示すように、スペーサ１５４の各々は、軸方向の厚みが最大の位置の角度を０度として、０度の位置から１８０度の位置に向かって厚みが一様に漸減する形状、すなわち、９０度、２７０度の方向から見た形状がくさび状となる形状を有している。
【００１７】
次に、図３に、このようなタイヤ支持ユニット１５のフレーム１４への固定の構成について説明する。
図３ａに、３分力計１５１の円環柱形状の中心（軸）を通る、上下方向と垂直な平面を断面とする断面図によって、タイヤ支持ユニット１５のフレーム１４への固定の構造を模式的に示す。なお、３分力計１５１の円環柱形状の中心（軸）を通る、前後方向と垂直な平面を断面とする断面図によるタイヤ支持ユニット１５のフレーム１４への固定の構造も、図３ａと同様になる。
図示するように、３分力計１５１は、３分力計１５１の円環柱形状の高さ方向（軸方向）が左右方向と一致し、かつ、３分力計１５１が力を検出する方向が前後方向、左右方向、上下方向となる姿勢を正規姿勢として、正規姿勢を維持するようにフレーム１４にボルトによって、３分力計１５１の正規姿勢における左側に設けられた雌ねじを用いて固定される。
【００１８】
そして、ラジアル軸受１５２を二つのスペーサ１５４に貫挿させた状態で、ラジアル軸受１５２のフランジ１５２１を、３分力計１５１の右側に設けられた雌ねじに、ボルトによって固定することにより、ラジアル軸受１５２、二つのスペーサ１５４はラジアル軸受１５２に固定され、３分力計１５１を介してフレーム１４によって支持される。
【００１９】
この結果、タイヤ５０からスピンドル１５３を介してラジアル軸受１５２に加わる力は、３分力計１５１に伝わることとなり、３分力計１５１で、タイヤ５０から加わる力を、前後、左右、上下のそれぞれの方向について直接検出することができるようになる。
ここで、上述のように、二つのスペーサ１５４の厚みは軸方向の厚みが最大の位置の角度を０度として、０度の位置から１８０度の位置に向かって厚みが一様に漸減する形状を有しているので、各スペーサ１５４の取り付けの向きの組み合わせを変化させることにより、図３ａ、ｂに示すように、ラジアル軸受１５２の軸方向、したがってスピンドル１５３の軸方向の、左右方向に対する角度を変化させることができ、これにより、タイヤ５０のキャンパ角やトー角を変化させることができる。
【００２０】
一方で、フレーム１４に直接固定されている３分力計１５１の姿勢は、上述した正規姿勢に維持されることとなるので、タイヤ５０のキャンパ角やトー角に関わらずに、３分力計１５１において前後、左右、上下のそれぞれの方向について、タイヤ５０から加わる力を直接検出することができる。
【００２１】
よって、本タイヤ試験装置によれば、タイヤ５０のキャンパ角やトー角を適宜、所望の値に設定することができると共に、タイヤ５０のキャンパ角やトー角を設定した状態において、自動車の前後、左右、上下のそれぞれの方向に相当する各方向ついて、タイヤ５０から作用する力を直接計測することができる。
【００２２】
次に、３分力計１５１の構成例を示す。
３分力計１５１の円環柱形状の内部が中空となっており、図４ａに円環柱形状の高さ方向（軸方向）にみた内部構造を示すように、３分力計１５１内部には、３分力計１５１内部の内側面と外側面を連結する可撓性部材１５１１と、３分力計１５１内部の内側面と外側面を連結する４つの歪みセンサユニット１５１２を備えており、４つの歪みセンサユニット１５１２は９０度おきに、２つの歪みセンサユニット１５１２が上述した正規姿勢における上下に位置し、２つの歪みセンサユニット１５１２が上述した正規姿勢における前後に位置するように配置されている。
【００２３】
また、歪みセンサユニット１５１２の各々は、図４ｂに３分力計１５１内部の歪みセンサユニット１５１２の斜視図を示すように、軸方向に加わる力によって撓み軸方向に加わる力を検出する軸方向歪みセンサ１５１２１と、円周方向に加わる力によって撓み円周方向に加わる力を検出する円周方向歪みセンサ１５１２２とを経方向に連結したものである。
【００２４】
このような構成において、各歪みセンサユニット１５１２の軸方向歪みセンサ１５１２１は、上述した正規姿勢における左右方向に３分力計１５１に加わる力を検出し、上下に配置された二つの歪みセンサユニット１５１２の円周方向歪みセンサ１５１２２は前後方向に３分力計１５１に加わる力を検出し、前後に配置された二つの歪みセンサユニット１５１２の円周方向歪みセンサ１５１２２は上下方向に３分力計１５１に加わる力を検出することとなる。
【００２５】
次に、以上のようなタイヤ試験装置を用いたタイヤ試験について説明する。
すなわち、タイヤ試験実施の際には、まず、予め用意した複数の上述したくさび形状のくさびの角度が異なる複数のスペーサ１５４の内から、所望のキャンパ角やトー角が得られるように、１または２つのスペーサ１５４を選定する。そして、ラジアル軸受１５２を３分力計１５１に固定するボルトを一旦外した上で、選定したスペーサ１５４を所定角度でラジアル軸受１５２まわりに位置付けた上で、ボルトを締め付けてラジアル軸受１５２を３分力計１５１に固定する。そして、スピンドル１５３にタイヤ５０を固定する。
【００２６】
そして、図示を省略した制御部において、アクチュエータ１３を用いて、タイヤ５０の周面をローラ２の周面に任意の力で押しつけた状態で、ローラ軸トルク計５やローラ回転計６の出力を参照して、ローラモータ８を制御することにより、所望のキャンパ角やトー角を与えたタイヤ５０を、所望の回転速度で、所望の負荷を与えながら回転しつつ、３分力計１５１で検出される、タイヤ５０から加わる前後、左右、上下のそれぞれの方向の力を計測する。
【００２７】
以上、本発明に係るタイヤ試験層装置の実施形態について説明した。
【符号の説明】
【００２８】
１…ベース、２…ローラ、３…ローラシャフト、４…ローラシャフト軸受、５…ローラ軸トルク計、６…ローラ回転計、７…ローラ用プーリ、８…ローラモータ、９…ローラモータプーリ、１０…ローラ用ベルト、１１…ガイドシャフト、１２…ステージ、１３…アクチュエータ、１４…フレーム、１５…タイヤ支持ユニット、５０…タイヤ、１５１…３分力計、１５２…ラジアル軸受、１５３…スピンドル、１５４…スペーサ、１５１１…可撓性部材、１５１２…センサユニット、１５１２１…軸方向歪みセンサ、１５１２２…円周方向歪みセンサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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