(57)【要約】【課題】タイヤが路面上で受ける荷重を正確且つ簡単に計測することができるタイヤ試験装置を提供する。【解決手段】タイヤ試験装置１０は、タイヤ１２が接地する路面２２に埋設されるプレート１４と、プレート１４に埋設状態で固定され、タイヤ１２が接した際に接地力を計測する接地力センサ１８と、プレート１４にかかる荷重を計測するプレート用センサ１６と、を備える。このタイヤ試験装置１０によれば、タイヤ１２の接地力を接地力センサ１８で測定できるとともに、タイヤがプレート１４に及ぼす荷重をプレート用センサ１６で測定できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤが接地する路面に埋設されるプレートと、
該プレートに埋設状態で固定され、前記タイヤが接した際に接地力を計測する接地力センサと、
前記プレートにかかる荷重を計測するプレート用センサと、
を備えたことを特徴とするタイヤ試験装置。
【請求項２】
前記プレート用センサは、前記プレートを複数ヶ所で計測することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ試験装置。
【請求項３】
前記プレート用センサの出力信号に基づいて、前記接地力センサの出力信号を取得することを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタイヤ試験装置に係り、特にタイヤが路面から受ける接地力を計測するタイヤ試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、走行車両のタイヤにかかる負荷（接地力）を正確に把握する試みが成されている。たとえば特許文献１は、柱部材にゲージを取り付けたセンサユニットが路面に埋設されており、このセンサユニットによってタイヤが通過する際の負荷を３次元的に計測できるようになっている。センサユニットは、タイヤの進行方向と直交する方向にライン状に複数配置されており、タイヤにかかる負荷をタイヤの幅方向に複数ヶ所で計測できるようになっている。これらのセンサユニットは、状況に応じて複数列が配置され、タイヤの進行方向においても負荷の分布や変動が計測できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１６２０５４
【特許文献２】特許第４３６７６１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したような計測装置では、タイヤがセンサユニット上をいつ通過するのか、どのセンサユニット上を通過するのか、分からないという問題があった。このため、精度の荒い測定しか実現できないという問題があった。
【０００５】
特許文献２は、レーザー式のセンサを設けたり、タッチセンサを設けることによって、タイヤの位置や速度などの情報を所得している。しかし、特許文献２のように、別のセンサを設けた場合、これらの別センサをセンサユニットの信号に同期させたり、センサユニットとの位置関係を正確に求めなければならないという問題が生じ、さらにそれらの作業が正確に行われない場合は測定精度が低下するおそれがあった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたものであり、タイヤが路面上で受ける荷重を正確且つ簡単に計測することができるタイヤ試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、タイヤが接地する路面に埋設されるプレートと、該プレートに埋設状態で固定され、前記タイヤが接した際に接地力を計測する接地力センサと、前記プレートにかかる荷重を計測するプレート用センサと、を備えたことを特徴とするタイヤ試験装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、接地力センサが路面に直接埋設されるのではなく、プレートを介して埋設されており、且つ、そのプレートにかかる荷重を計測できるようになっている。したがって、タイヤが接地力センサの上を通過する直前には、タイヤがプレートに乗って荷重がかかるので、タイヤが接地力センサの上を通過するタイミングを把握することができる。これにより計測データ容量を現実的なサイズに抑え、サンプリング周期を短く設定して、精度の高い測定を行うことができる。
【０００９】
また、本発明によれば、接地力センサをプレートに固定するので、プレート用センサと接地力センサとの位置関係が固定され、両方の計測信号の同期作業を比較的容易に行うことができる。さらに本発明によれば、接地力センサをプレートに固定するので、複数の接地力センサを組み込む場合であっても、正確に位置決めして取り付けることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は請求項１の発明において、前記プレート用センサは、前記プレートを複数ヶ所で計測することを特徴とする。本発明によれば、プレートの荷重重心を把握できるので、プレート上のタイヤの通過軌道を把握することができる。よって、センサに対するタイヤの進入角度や、タイヤの移動速度も把握することができる。さらにそれらを使うことによって、センサのデータ処理をより正確に行うことができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は請求項１または２の発明において、前記プレート用センサの出力信号に基づいて、前記接地力センサの出力信号を取得することを特徴とする。本発明によれば、プレートの荷重に応じて接地力センサの出力信号を取得するので、より的確なサンプリングを行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、接地力センサをプレートに固定し、そのプレートの荷重を計測するようにしたので、タイヤが接地力センサの上を通過するタイミングを把握でき、且つ、接地力センサの位置決め等を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るタイヤ試験装置の計測部の概略構成を示す斜視図
【図２】図１の計測部を路面に埋め込んだ状態を示す側面断面図
【図３】接地力センサを示す斜視図
【図４】タイヤ試験装置の構成を模式的に示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
添付図面に従って本発明に係るタイヤ試験装置の好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明が適用されたタイヤ試験装置１０の計測部の概略構成を示す斜視図であり、図２はその計測部を路面に埋め込んだ状態の断面図である。
【００１５】
タイヤ試験装置１０の計測部は、走行車両のタイヤ１２が通過する位置に配置されており、主としてプレート１４、プレート用センサ１６、接地力センサ１８、ベース２０で構成されている。
【００１６】
プレート１４及びベース２０は、略同じ大きさの矩形状に形成されている。プレート１４とベース２０は上下に間隔をあけて配置されており、その間の四隅の位置にはそれぞれ、プレート用センサ１６が配置されている。プレート用センサ１６は、プレート１４の荷重を計測するセンサであり、その構成は特に限定するものではないが、たとえばロードセルが用いられる。ロードセルの場合、起歪体の固定部がベース２０に固定され、起歪体の可動部がプレート１４に固定されるとともに、起歪体の変形部位に貼り付けられたゲージによってプレート１４の荷重が検出される。各プレート用センサ１６は後述の制御装置２４に接続されており、制御装置２４によってプレート１４の荷重や荷重重心が算出される。
【００１７】
図２に示すように、プレート１４の中央位置には、凹部１４Ａがタイヤ１２の幅方向に形成されており、この凹部１４Ａに複数の接地力センサ１８が一列に並んで配置される。
【００１８】
接地力センサ１８は図３に示すように、柱状に形成された起歪体１８Ａと、その側面に貼り付けられたゲージ１８Ｂとを備える。起歪体１８Ａはその下部がプレート１４の凹部１４Ａに固定されており、接地力センサ１８とプレート１４が一体化されている。起歪体１８Ａの上部は、タイヤ１２の進行方向（前後方向）に僅かに突出して形成されており、起歪体１８Ａの上面は、プレート１４の上面と同一面を成すように形成される。また、起歪体１８Ａは、その下部を除き、プレート１４に対して若干の隙間を持って配置されており、起歪体１８Ａが微妙に変形できるようになっている。一方、ゲージ１８Ｂは、後述の制御装置２４に接続されており、制御装置２０において３分力（上下力、前後力、横力）を算出できるようになっている。なお、接地力センサ１８の構成、特に起歪体１８Ａの形状は上述した例に限定されるものではなく、タイヤ１２から受ける力を計測できるのであれば良い。また、図１には、１０個の接地力センサ１８を一列に並べた例を示したが、接地力センサ１８の個数や配置はこれに限定するものではない。たとえば、より多くの（一例として６０個程度の）接地力センサ１８を一列に並べて配置したり、タイヤ１２の進行方向に複数の列になるように配置したりしてもよい。
【００１９】
上記の如く構成されたタイヤ試験装置１０の計測部は、図２に示すように路面２２の凹部２２Ａに配置される。路面２２の凹部２２Ａは、プレート１４よりも僅かに大きく形成されており、プレート１４が凹部２２Ａの壁面に接触しないようになっている。また、凹部２２Ａの深さは、タイヤ試験装置１０の計測部の高さに一致するようになっており、プレート１４の上面と路面２２が同一面を成すようになっている。
【００２０】
図４はタイヤ試験装置１０の構成を模式的に示すブロック図である。各プレート用センサ１６と各接地力センサ１８は制御装置２４に接続されている。制御装置２４は、アンプ、ＡＤ変換器、演算回路、メモリ等を内部に備えており、プレート用センサ１６の信号や接地力センサ１８の信号を増幅してＡＤ変換し、各種の演算処理を行い、それらのデータを記録できるようになっている。演算処理としては、たとえばプレート用センサ１６の信号に基づいてプレート１４にかかる全荷重値や荷重重心を算出したり、接地力センサ１８の信号に基づいて各接地力センサ１８にかかる３分力を算出したりするようになっている。
【００２１】
また、制御装置２４は、プレート用センサ１６の出力信号に基づいて、接地力センサ１８のサンプリングの開始と終了を制御するようになっている。たとえば、プレート用センサ１６にタイヤ１２の荷重が加わり、所定値を超えた際に接地力センサ１８のサンプリングを開始し、プレート用センサ１６からタイヤ１２の荷重が無くなった際に接地力センサ１８のサンプリングを終了するように設定される。これにより、接地力センサ１８のサンプリング時間が短くなるので、計測データ容量を気にすることなく、サンプリング周波数を高くすることができ、有効なデータ数を増やして精度の良い計測を行うことができる。
【００２２】
制御装置２４は、表示部２６に接続されており、表示部２６に各種の情報が表示される。たとえば、横軸に接地力センサ１８の位置座標、縦軸に時間（或いは前後方向に変換した位置座標）を設定したときの垂直方向の荷重を表示したり、前後方向と横方向の荷重をベクトルで表示した図を表示したりすることができる。
【００２３】
次に上記の如く構成されたタイヤ試験装置１０の作用について説明する。
【００２４】
従来のタイヤ試験装置１０は、プレート用センサ１６が無く、プレート１４の荷重を計量することができない。このため、接地力センサ１８の上をタイヤ１２がいつ通過するか分からないという問題がある。その結果、接地力センサ１８のサンプリング間隔を長く設定しなければならず、精度の良いデータの収集が難しいという問題があった。
【００２５】
これに対して、本実施の形態では、プレート用センサ１６を設けてプレート１４の荷重を検出するとともに、プレート用センサ１６の出力信号に基づいて接地力センサ１８のサンプリングの開始と終了を決定している。したがって、プレート用センサ１６のサンプリング間隔を無駄に長くする必要がなく、サンプリング間隔を短くして精度の高いデータ収集を行うことができる。
【００２６】
また、本実施の形態では、プレート用センサ１６を四個設けたので、プレート１４の荷重重心を演算することができ、タイヤ１２の通過軌道を正確に求める。これにより、従来は不可能であった、タイヤ１４の通過軌道に基づいた接地力データの検証を行うことができる。たとえば、従来装置では、接地力が発生しない接地力センサ１８があったとしても、タイヤ１２が通過していないためなのか、タイヤ１２の溝とセンサの位置が偶然重なっただけなのか分からなかった。これに対して、本実施の形態では、タイヤ１２の通過軌道が分かるので、タイヤ１２の溝の影響を正確に考慮することができる。
【００２７】
また、本実施の形態によれば、プレート用センサ１６を四個設けたことによって、接地力センサ１８に対するタイヤ１２の軌道や、タイヤ１２の移動速度も把握することができる。したがって、たとえばタイヤ１２がコーナーリングしながら進入した場合等であっても、タイヤ１２の軌道に合わせて接地力センサ１８のデータ処理を行うことができ、さらには、減速や加速しながら進入した場合であっても、それらの状況を加味して接地力センサ１８のデータ処理を行うことができる。これにより、正確かつ迅速な解析処理を行うことができる。
【００２８】
また、本実施の形態では、接地力センサ１８で求めた荷重値の合計と、プレート用センサ１６で求めた荷重の合計とを比較することによって、接地力センサ１８の精度の検証を行うことができる。
【００２９】
さらに、本実施の形態によれば、プレート１４に接地力センサ１８とプレート用センサ１６が固定されているので、両方のセンサの位置関係を正確に設定することができる。したがって、従来のように別のセンサーを取り付けた場合には、両者の位置決め作業や同期作業に手間がかかるが、本実施の形態では、それらの作業を容易に行うことができる。
【００３０】
なお、上述した実施の形態では、プレート用センサ１６を４個設けたが、これに限定するものでは無く、１〜３個であっても５個以上であってもよい。ただし、プレート１４の荷重重心を求めることができる点で３個以上が好ましい。また、プレート１４の形状は矩形状に限定されるものでは無く、多角形や円形など様々な形状のものを用いることができる。
【００３１】
また、上述した実施の形態では特に示さなかったが、ベース２０に排水用開口を設けたり、ベース２０にケーブルの取り回し用の溝を設けたりしてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１０…タイヤ試験装置、１２…タイヤ、１４…プレート、１６…プレート用センサ、１８…接地力センサ、２０…ベース、２２…路面、２４…制御装置、２６…表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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