JP2003269948A - Traction property measurement device and measurement method for road surface - Google Patents

Traction property measurement device and measurement method for road surface

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JP2003269948A
JP2003269948A JP2002066493A JP2002066493A JP2003269948A JP 2003269948 A JP2003269948 A JP 2003269948A JP 2002066493 A JP2002066493 A JP 2002066493A JP 2002066493 A JP2002066493 A JP 2002066493A JP 2003269948 A JP2003269948 A JP 2003269948A
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JP
Japan
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road surface
traction
measuring
unit
test piece
Prior art date
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Application number
JP2002066493A
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Japanese (ja)
Inventor
Joichi Sugimura
丈一 杉村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyushu TLO Co Ltd
Original Assignee
Kyushu TLO Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact and portable traction property measurement device for road surface capable of measuring a traction characteristic (variation of a traction coefficient to a slip ratio) on an actual road surface, and capable of measuring, at the same time, a surface roughness curve of the road surface at the same place, and to provide a measurement method capable of measuring the traction characteristic of an arbitrary road surface and the roughness thereof under an arbitrary load (contact surface pressure) and applicable to the evaluation of the road surface and a tire material executed by integrating the surface roughness of the road surface and the traction characteristic together. <P>SOLUTION: This traction property measurement device for road surface is provided with a linear guide part 6 having leg parts 7 supporting the entire device 1; a translational movement mechanism disposed in the lengthwise direction of the guide part 6; a moving part 10 formed on the guide part 6 and linearly moving along the translational movement mechanism; a measurement part 4 fixed to the moving part 10; and a control part for controlling the measurement part 4 to process measurement data. The traction property measurement device is characterized in that the measurement part comprises a unit 2 for measuring the traction of the road surface, and a unit 3 for measuring the roughness of the road surface. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、トラクション特性
及び表面粗さを同一の実際の路面上で測定できる路面の
トラクション性状測定装置及び測定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a road surface traction property measuring apparatus and method capable of measuring traction characteristics and surface roughness on the same actual road surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】道路の摩擦については道路や自動車分野
において種々の研究がなされてきたが、タイヤの転がり
滑り接触のもとでの滑り率(滑り速度/転がり速度)に
よるトラクション係数の変化や、それに及ぼす路面粗さ
の影響など、いわゆるトライボロジーの観点からの研究
は国内外ともに遅れている。近年、自動車の安全性向上
の一つとして、車両へのアンチロックブレーキシステム
(ABS)の標準装備化が急速に進んでいる。このAB
Sは、従来のブレーキシステムがタイヤをロックさせて
車両を停止させていたのに対し、緊急時でも危険回避が
出来るようにタイヤをロックさせることなしに車両を停
止させるものである。従来のブレーキシステムでは、タ
イヤのロック時の動摩擦性能が重要であったが、ABS
では低滑り率での動摩擦性能が重要であることがわかっ
ている。
2. Description of the Related Art Various studies have been conducted on road friction in the fields of roads and automobiles. However, changes in the traction coefficient due to the slip ratio (sliding speed / rolling speed) under rolling-sliding contact of tires, Research from the viewpoint of so-called tribology, such as the influence of road surface roughness on it, has been delayed both in Japan and overseas. In recent years, as one of the improvements in the safety of automobiles, the standardization of antilock brake systems (ABS) in vehicles has been rapidly progressing. This AB
In S, the conventional braking system locks the tires to stop the vehicle, but stops the vehicle without locking the tires so that danger can be avoided even in an emergency. In the conventional braking system, the dynamic friction performance when the tire is locked is important.
Has found that dynamic friction performance at low slip rates is important.

【0003】しかしながら、路面の粗さとトラクション
係数の関係については、産業上、学術上ともにまだ解明
されていない点が多いのが現状である。従来より、路面
摩擦の測定装置としては、実際の路面ですべり摩擦係数
を測定する装置、実際の路面ではなく試験片間のトラク
ション係数を測定する装置、氷面とゴムとのトラクショ
ンを測定する装置、自動車に搭載してトラクションを測
定する装置等が開発されてきた。例えば、特公平3−1
0062号公報には、「円盤にゴム試験片を取り付け、
試験片を路面に押し付けながら円盤を回転させることに
より摩擦を測定し、路面とゴムの動摩擦係数を測定でき
る、実際の路面ですべり摩擦係数を測定する装置」が開
示され、DFテスター(商品名;日邦産業製)として市
販されている。また、先端のゴム試験片をとりつけたア
ームを高い位置から振り下ろし、振幅の減衰から摩擦係
数を測定し、試験片と地面との間の滑り摩擦係数を測定
できる装置(ポータブル・スキッド・レジスタンス・テ
スター)がある。更に、実際の路面ではなく、回転ドラ
ムとゴム円板との間のトラクション係数を測定する、い
わゆる二円筒型の測定装置がある。
However, the current situation is that the relationship between road surface roughness and traction coefficient has not yet been clarified both industrially and academically. Conventionally, as a road friction measuring device, a device that measures the sliding friction coefficient on the actual road surface, a device that measures the traction coefficient between test pieces instead of the actual road surface, and a device that measures the traction between the ice surface and rubber , Etc. have been developed to be mounted on an automobile to measure traction. For example, Japanese Patent Fair 3-1
In the publication No. 0062, "A rubber test piece is attached to a disc
A device for measuring the friction coefficient by rotating the disk while pressing the test piece against the road surface to measure the dynamic friction coefficient between the road surface and the rubber and measuring the sliding friction coefficient on the actual road surface "is disclosed. It is marketed as Nihon Sangyo). In addition, the arm attached with the rubber test piece at the tip is swung down from a high position, the friction coefficient is measured from the damping of the amplitude, and the device that can measure the sliding friction coefficient between the test piece and the ground (portable skid resistance There is a tester). Furthermore, there is a so-called two-cylindrical measuring device that measures the traction coefficient between the rotating drum and the rubber disk, not on the actual road surface.

【0004】しかしながら、上記従来の摩擦係数測定装
置は、以下の課題を有していた。実際の路面ですべり摩
擦係数を測定する装置(DFテスター)は、摩擦の測定
はあくまでも純滑り接触(タイヤのロック状態)のもと
での動摩擦係数であり、ABSを考慮した動摩擦係数の
測定、すなわち低滑り率の領域で滑り率を変えたときの
トラクション係数の変化は測定できないという問題があ
る。試験片と地面との間の滑り摩擦係数を測定できる装
置(ポータブル・スキッド・レジスタンス・テスター)
は、簡便だが、DFテスターと同様に純滑り接触のもと
での摩擦係数しか測定できず、また路面/試験片間の荷
重設定が不確かなため、測定値は参考程度にしかならな
いという問題がある。更に、測定時の路面との相対速度
が低速度域に限定されるといった問題もある。また、試
験片間の動摩擦係数ないしトラクション係数を測定する
装置は、実際の路面におけるトラクションを測定するも
のではないため、測定結果を実際の路面に直接適用する
ことは困難であるという問題がある。従って、実際の路
面でトラクションを測定でき、かつ路面の表面粗さも測
定できるような装置や、トラクション特性(滑り率に対
するトラクション係数の変化)及び表面粗さを同一の実
際の路面上で測定できる装置の開発が切望されてきた。
However, the above conventional friction coefficient measuring device has the following problems. The device (DF tester) that measures the coefficient of sliding friction on the actual road surface is the dynamic friction coefficient under pure sliding contact (locked state of the tire), and the measurement of the friction coefficient is based on ABS. That is, there is a problem that the change in the traction coefficient when the slip ratio is changed in the low slip ratio region cannot be measured. Device that can measure the coefficient of sliding friction between the test piece and the ground (portable skid resistance tester)
Is simple, but like the DF tester, it can only measure the friction coefficient under pure sliding contact, and because the load setting between the road surface and the test piece is uncertain, the measured value is only a reference level. is there. Further, there is a problem that the relative speed to the road surface at the time of measurement is limited to the low speed range. Further, since the device for measuring the dynamic friction coefficient or the traction coefficient between the test pieces does not measure the traction on the actual road surface, it is difficult to directly apply the measurement result to the actual road surface. Therefore, a device that can measure traction on an actual road surface and also a surface roughness of the road surface, or a device that can measure traction characteristics (change of traction coefficient with respect to slip ratio) and surface roughness on the same actual road surface. Has been longed for.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、実際
の路面で、トラクション特性(滑り率に対するトラクシ
ョン係数の変化)を測定でき、同じ場所で路面の表面粗
さ曲線を同時に測定できるとともに、コンパクトで持ち
運び可能な路面のトラクション性状測定装置、及び任意
の荷重(接触面圧)のもとでの任意の路面のトラクショ
ン特性と路面粗さを測定でき、路面の表面粗さとトラク
ション特性を総合した路面とタイヤ材料の評価に応用可
能な測定方法を提供することにある。
An object of the present invention is to measure traction characteristics (change of traction coefficient with respect to slip ratio) on an actual road surface and simultaneously measure a surface roughness curve of the road surface at the same place. A compact and portable road surface traction property measuring device, and it is possible to measure the traction characteristics and road surface roughness of any road surface under any load (contact surface pressure), and combine the road surface roughness and traction characteristics. It is to provide a measurement method applicable to evaluation of road surfaces and tire materials.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の[1]
〜[4]に記載した事項により特定される。 [1]装置全体を支持する脚部を有するリニアガイド部
と、該リニアガイド部の長手方向に配設された並進移動
機構と、該リニアガイド部に形成され該並進移動機構に
沿って直線運動する移動部と、該移動部に固定された測
定部と、該測定部を制御し測定データを処理する制御部
とを備え、該測定部が、路面のトラクションを測定する
ユニットと、路面の粗さを測定するユニットとからなる
ことを特徴とする路面のトラクション性状測定装置。
The present invention provides the following [1].
~ It is specified by the items described in [4]. [1] A linear guide portion having legs supporting the entire apparatus, a translational movement mechanism arranged in the longitudinal direction of the linear guide portion, and a linear movement formed on the linear guide portion along the translational movement mechanism. A moving unit, a measuring unit fixed to the moving unit, and a control unit for controlling the measuring unit and processing the measurement data, the measuring unit measuring the traction of the road surface, and the rough surface of the road surface. A road surface traction property measuring device characterized by comprising a unit for measuring height.

【0007】これにより、実際の路面上で滑り率に対す
るトラクションの変化が測定でき、路面の同じ位置の表
面粗さ曲線を同時に測定できる。また、路面のトラクシ
ョンと表面粗さとの関係を明らかにすることにより、路
面の表面粗さとトラクション特性を総合した路面とタイ
ヤ材料の評価等に応用することができ、その評価に基づ
いた路面とタイヤ材料の設計が可能となるとともに、A
BS等の安全装置において路面のトラクション特性に基
づいたブレーキ制御方法の改善にも応用が可能である。
また、コンパクトであるため、手軽に測定場所へ移動す
ることができるとともに、狭い場所にも設置することが
でき、省スペース性、収納性、運搬性に優れる。また、
他の摩擦係数測定法による測定結果の評価、路面の設計
に加えて、路面のトラクション評価にもとづくメンテナ
ンス(保全)技術の改善を図ることができる。更に、自
動車に関してはブレーキだけでなく曲線路でのコーナリ
ングフォースの推定とそれに基づくタイヤの設計、また
ステアリングの安全設計の改善、加速時のトラクション
把握に基づく自動変速、無段変速等の変速比制御方法の
改善等を図ることが可能である。
Thus, the change in traction with respect to the slip ratio can be measured on the actual road surface, and the surface roughness curve at the same position on the road surface can be measured at the same time. In addition, by clarifying the relationship between road surface traction and surface roughness, it can be applied to the evaluation of road surface and tire materials that integrate the road surface surface roughness and traction characteristics, and the road surface and tire based on the evaluation. Material design becomes possible and A
It can be applied to the improvement of the brake control method based on the traction characteristics of the road surface in safety devices such as BS.
Further, since it is compact, it can be easily moved to the measurement place and can be installed in a narrow place, and it is excellent in space saving, storability, and transportability. Also,
In addition to evaluation of measurement results by other friction coefficient measurement methods and road surface design, maintenance technology based on road surface traction evaluation can be improved. Furthermore, for automobiles, not only brakes but also cornering force estimation on curved roads and tire design based on it, improvement of steering safety design, automatic gear shifting based on traction grasp during acceleration, continuously variable gear ratio control, etc. It is possible to improve the method.

【0008】[2]路面のトラクションを測定するユニ
ットが、駆動手段と、該駆動手段に回転自在に形成され
た軸部と、該軸部に固着され路面に接触する試験片と、
該移動部に配設され該駆動手段を支持するように形成さ
れた片持ち梁と、該片持ち梁に貼着された変位測定部と
を備え、及び/又は路面の粗さを測定するユニットが、
非接触変位計を備えることを特徴とする[1]に記載の
トラクション性状測定装置。
[2] A unit for measuring traction on a road surface includes a driving means, a shaft portion rotatably formed on the driving means, and a test piece fixed to the shaft portion and in contact with the road surface.
A unit provided with a cantilever arranged to support the drive means and arranged on the moving part, and a displacement measuring part attached to the cantilever, and / or a unit for measuring roughness of a road surface. But,
The traction property measurement device according to [1], further comprising a non-contact displacement meter.

【0009】これにより、任意の路面のトラクション特
性と、同じ場所で路面粗さを同時に簡単に測定すること
ができ、種々の分野に利用可能である。また、片持ち梁
を使ったシンプルな測定原理のため、トラクション測定
の信頼性に優れるとともに、滑り率だけでなく、転がり
速度自体を様々に変えることが可能である。
This makes it possible to easily measure the traction characteristics of an arbitrary road surface and the road surface roughness at the same place at the same time, and it can be used in various fields. Also, because of the simple measurement principle using a cantilever, the traction measurement is highly reliable and it is possible to change not only the slip ratio but also the rolling speed itself.

【0010】[3]該トラクションを測定するユニット
上に載置され該試験片と路面との間に荷重をかける負荷
部を備えることを特徴とする[1]又は[2]に記載の
トラクション性状測定装置。
[3] The traction property according to [1] or [2], which is equipped with a load portion which is placed on a unit for measuring the traction and applies a load between the test piece and a road surface. measuring device.

【0011】これにより、錘を適宜載せることによって
荷重条件を容易に変えることができ、材料の粘弾性の影
響を調べることが可能である。
Thus, the load condition can be easily changed by appropriately placing the weight, and the influence of viscoelasticity of the material can be investigated.

【0012】[4]該試験片が円板状に形成され弾性体
からなることを特徴とする[1]乃至[3]の内いずれ
か1項に記載のトラクション性状測定装置。
[4] The traction property measuring device according to any one of [1] to [3], wherein the test piece is formed in a disk shape and is made of an elastic body.

【0013】これにより、試験片を精度よく安定的に並
進運動させることができ、効率よく任意の路面のトラク
ション特性と、路面粗さを測定することができる。ま
た、試験片が弾性体からなり型を作成し成形できるの
で、異なる材料、充填材等を用いて種々の材料条件を適
宜変更することができる。
Thus, the test piece can be accurately and stably translated, and the traction characteristics and the road surface roughness of an arbitrary road surface can be efficiently measured. Further, since the test piece is made of an elastic body and can be formed into a mold and molded, various material conditions can be appropriately changed by using different materials, fillers and the like.

【0014】[5]測定部の直線移動速度と試験片の回
転速度を制御し、滑り率に対するトラクションを測定す
る工程と、表面粗さ曲線を測定する工程とを備えること
を特徴とする路面のトラクション性状測定方法。
[5] A road surface characterized by including a step of measuring the traction with respect to the slip ratio by controlling the linear movement speed of the measuring section and the rotation speed of the test piece, and a step of measuring the surface roughness curve. Traction property measurement method.

【0015】これにより、実際の路面上で滑り率に対す
るトラクションの変化が測定でき、路面の同じ位置の表
面粗さ曲線を同時に測定できる。また、路面のトラクシ
ョンと表面粗さとの関係が明らかにすることにより、路
面の表面粗さとトラクション特性を総合した路面とタイ
ヤ材料の評価等に応用することができ、その評価に基づ
いた路面とタイヤ材料の設計が可能となるとともに、A
BS等の安全装置において路面のトラクション特性に基
づいたブレーキ制御方法の改善にも応用が可能である。
また、他の摩擦係数測定法による測定結果の評価、路面
の設計に加えて、路面のトラクション評価にもとづくメ
ンテナンス(保全)技術の改善を図ることができる。更
に、自動車に関してはブレーキだけでなく、曲線路での
コーナリングフォースの推定とそれに基づくタイヤの設
計、またステアリングの安全設計の改善、加速時のトラ
クション把握に基づく自動変速、無段変速等の変速比制
御方法の改善等を図ることが可能である。
Thus, the change in traction with respect to the slip ratio can be measured on the actual road surface, and the surface roughness curve at the same position on the road surface can be measured at the same time. In addition, by clarifying the relationship between road surface traction and surface roughness, it can be applied to the evaluation of road surface and tire materials that comprehensively evaluate the road surface surface roughness and traction characteristics, and the road surface and tire based on the evaluation. Material design becomes possible and A
It can be applied to the improvement of the brake control method based on the traction characteristics of the road surface in safety devices such as BS.
Further, in addition to evaluation of measurement results by other friction coefficient measuring methods and road surface design, maintenance technology based on road surface traction evaluation can be improved. For automobiles, not only brakes but also cornering force estimation on curved roads and tire design based on it, improvement of steering safety design, automatic gear change based on traction grasp during acceleration, continuously variable gear ratio, etc. It is possible to improve the control method.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照しながら説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の実施の形態1におけるト
ラクション性状測定装置の斜視図であり、図2は本発明
の実施の形態1におけるトラクションを測定するユニッ
ト(TMU)の要部正面図である
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a perspective view of a traction property measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a front view of a main part of a unit (TMU) for measuring traction according to Embodiment 1 of the present invention. Is a figure

【0017】図1及び図2において、1は本発明の実施
の形態1における路面のトラクション性状測定装置、2
はトラクションの測定を行うユニット(TMU)、3は
路面粗さを測定するユニット(RMU)、4はトラクシ
ョンの測定を行うユニット(TMU)2と、路面粗さを
測定するユニット(RMU)3で構成され、任意の路面
のトラクション特性と路面粗さを測定する測定部、5は
測定対象である路面、6は路面5に設置し、測定部4を
直線運動させるリニアガイド部、7はリニアガイド部6
の下方に立設され、リニアガイド部6を支持する脚部、
8はリニアガイド部6の長手方向に対し直角方向に、2
本の脚部7間に架設された枠部、9はリニアガイド部6
の長手方向に配設された並進移動機構を形成する、送り
用螺子であるボール螺子、10はボール螺子9に螺合さ
れ、リニアガイド部6の長手方向と平行な方向へ測定部
4を移動する移動部である移動ステージ、11はリニア
ガイド部6の一端部に配設され、移動ステージ10をリ
ニアガイド部6の長手方向に沿って直線運動させる駆動
手段であるステッピングモータ、12は移動ステージ1
0の両側部下方に向かって立設された片持ち梁である、
厚さ約3mmの板状りん青銅製の板ばね、13は移動ス
テージ10に固定され、板ばね12を支持する取付アー
ム、14は板ばね12の表面と裏面のそれぞれに貼付さ
れ、板ばね12の変位を測定する変位測定部であるひず
みゲージ、15は路面5に接触させて路面のトラクショ
ン特性と路面粗さを測定する、軸部(後述する)に固着
されたゴム製の直径約60mm、幅約12mmの円板状
の試験片、16は試験片15を駆動する駆動部であるA
Cモータ、17はACモータ16に回転自在に形成され
た軸部、18は軸部17の端部に軸支され、試験片15
と同軸上に取付けられた試験片15の取付け部、19は
ACモータ16を支持するモータ支持台、20はモータ
支持台19と板ばね12間に装着された小型リニアガイ
ド、20aは小型リニアガイド20とモータ支持台19
間に装着された支持板、21はモータ支持台18の上部
に脱着自在に載置され、トラクション測定時の負荷を変
える負荷部である、切り欠き部を有する円板状の錘、2
2はRMU3を形成する非接触変位計(CCDレーザー
変位計)、23は移動ステージ10と非接触変位計22
間に架設されたア−ムである。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a road surface traction property measuring device according to the first embodiment of the present invention, and 2
Is a unit (TMU) for measuring traction, 3 is a unit (RMU) for measuring road surface roughness, 4 is a unit (TMU) 2 for measuring traction, and a unit (RMU) 3 for measuring road surface roughness. A measuring unit configured to measure traction characteristics and road surface roughness of an arbitrary road surface, 5 is a road surface to be measured, 6 is a linear guide unit that is installed on the road surface 5 and linearly moves the measuring unit 4, and 7 is a linear guide. Part 6
A leg portion that is erected below the base and that supports the linear guide portion 6,
8 is 2 in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the linear guide portion 6.
A frame portion bridged between leg portions 7 of the book, and 9 is a linear guide portion 6
Ball screws 10, which are feed screws, which form a translation mechanism arranged in the longitudinal direction of 10 are screwed into the ball screw 9, and move the measuring unit 4 in a direction parallel to the longitudinal direction of the linear guide unit 6. A moving stage which is a moving part, 11 is a stepping motor which is arranged at one end of the linear guide part 6 and which is a driving means for linearly moving the moving stage 10 along the longitudinal direction of the linear guide part 6, and 12 is a moving stage 1
It is a cantilever that is erected downward on both sides of 0.
A leaf spring made of a plate-shaped phosphor bronze having a thickness of about 3 mm, 13 is an attachment arm that is fixed to the moving stage 10 and supports the leaf spring 12, and 14 is affixed to each of the front surface and the back surface of the leaf spring 12. A strain gauge, which is a displacement measuring unit for measuring the displacement of, measures the traction characteristics and the road surface roughness of the road surface 15 by making contact with the road surface 5. The diameter of the rubber member fixed to the shaft portion (described later) is about 60 mm, A disk-shaped test piece having a width of about 12 mm, and 16 is a drive unit for driving the test piece 15.
A C motor, 17 is a shaft portion rotatably formed on the AC motor 16, and 18 is rotatably supported by an end portion of the shaft portion 17.
An attachment portion of the test piece 15 coaxially attached to the motor, 19 is a motor support for supporting the AC motor 16, 20 is a small linear guide mounted between the motor support 19 and the leaf spring 12, and 20a is a small linear guide. 20 and motor support 19
A support plate 21 mounted between the two is a disc-shaped weight 21 having a notch portion, which is a load portion that is detachably mounted on the motor support base 18 and changes the load during traction measurement.
Reference numeral 2 is a non-contact displacement gauge (CCD laser displacement gauge) forming the RMU 3, and 23 is a moving stage 10 and a non-contact displacement gauge 22.
It is an arm built between them.

【0018】ここで、トラクションの測定を行うユニッ
ト(TMU)2は、移動ステージ10に取付アーム13
を介して固定されており、ACモータ16と、ACモー
タ16の軸部17に固着され路面に接触しトラクション
を測定する試験片15と、軸部17の端部に軸支され試
験片15と同軸上に形成された、試験片15を支持する
取付け部18と、ACモータ16を支持するモータ支持
台19と、ACモータ16を小型リニアガイド20を介
して支持する2枚の板ばね12とから構成される。TM
U2は、リニアガイド部6の長手方向に沿って直線運動
し、試験片15の回転速度と、リニアガイド部6の直線
速度を制御し、任意の滑り率に対するトラクション係数
を測定する。
Here, the unit (TMU) 2 for measuring traction is mounted on the moving stage 10 by a mounting arm 13.
AC motor 16, a test piece 15 that is fixed to the shaft portion 17 of the AC motor 16 and contacts the road surface to measure traction, and a test piece 15 that is axially supported by the end portion of the shaft portion 17. A mounting portion 18 for supporting the test piece 15, which is formed coaxially, a motor support base 19 for supporting the AC motor 16, and two leaf springs 12 for supporting the AC motor 16 via a small linear guide 20. Composed of. TM
U2 linearly moves along the longitudinal direction of the linear guide portion 6, controls the rotational speed of the test piece 15 and the linear speed of the linear guide portion 6, and measures the traction coefficient for an arbitrary slip ratio.

【0019】路面粗さを測定するユニット(RMU)3
は、非接触変位計(CCDレーザー変位計)22がアー
ム23を介して移動ステージ10に固定されており、移
動ステージ10を直線運動させながら、一定時間おきに
路面5との距離を測定することにより、表面粗さ曲線を
得る。
Unit (RMU) 3 for measuring road surface roughness
A non-contact displacement gauge (CCD laser displacement gauge) 22 is fixed to the moving stage 10 via an arm 23. While moving the moving stage 10 linearly, the distance from the road surface 5 is measured at regular intervals. To obtain a surface roughness curve.

【0020】リニアガイド部6に配設された並進移動機
構としては、リニアガイド部6の長手方向に配設され該
移動部に螺合された送り用螺子と、転がり直動案内から
形成されるが、その他に、長手方向に溝状に配設された
係合溝と、該係合溝に摺動自在に係合される係合レール
から形成される場合等がある。本発明に係る送り用螺子
としては、ボール螺子9の他、角螺子や台形螺子等が挙
げられ、これらに限定されるものではないが、モータへ
の負担が少なく、摩擦損失が小さいボール螺子が好まし
い。
The translational movement mechanism arranged in the linear guide portion 6 is formed by a feed screw arranged in the longitudinal direction of the linear guide portion 6 and screwed into the moving portion, and a rolling linear guide. However, there are other cases, such as a case where it is formed from an engagement groove arranged in a groove shape in the longitudinal direction and an engagement rail slidably engaged with the engagement groove. The feed screw according to the present invention includes, in addition to the ball screw 9, a square screw, a trapezoidal screw, and the like, but is not limited to these, but a ball screw with a small load on the motor and a small friction loss is used. preferable.

【0021】本発明に係るリニアガイド部6の移動距離
は、測定条件等により適宜設計変更することができる
が、本実施の形態におけるトラクション性状測定装置1
においては、約500mmである。本発明に係る試験片
15の形状は、円板状、球面の一部、回転楕円体の一部
等が挙げられるが、円板状が好適に用いられる。
The design of the moving distance of the linear guide portion 6 according to the present invention can be appropriately changed depending on the measurement conditions and the like.
At about 500 mm. Examples of the shape of the test piece 15 according to the present invention include a disk shape, a part of a spherical surface, a part of a spheroid, and the like, and the disk shape is preferably used.

【0022】本発明に係る試験片15の材質は、天然ゴ
ム、合成ゴム、合成樹脂、金属、セラミクス等が挙げら
れるが、粘弾性を有する材料が好適に用いられる。
Examples of the material of the test piece 15 according to the present invention include natural rubber, synthetic rubber, synthetic resin, metal, ceramics and the like, and a material having viscoelasticity is preferably used.

【0023】試験片15に用いられる合成樹脂として
は、ポリオレフィン系樹脂(例えば、高密度ポリエチレ
ン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、超
高分子量ポリエチレン(UHMWPE)、アイソタクチ
ックポリプロピレン、エチレンプロピレン共重合体樹
脂)、ポリアミド系樹脂(例えば、ナイロン6(N
6)、ナイロン66(N66)、ナイロン46(N4
6)、ナイロン11(N11)、ナイロン12(N1
2)、ナイロン610(N610)、ナイロン612
(N612)、ナイロン6/66共重合体(N6/6
6)、ナイロン6/66/610共重合体(N6/66
/610)、ナイロンMXD6(MXD6)、ナイロン
6T、ナイロン6/6T共重合体、ナイロン66/PP
共重合体、ナイロン66/PPS共重合体)、ポリエス
テル系樹脂(例えば、ポリブチレンテレフタレート(P
BT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ
エチレンイソフタレート(PEI)、ポリエステル共重
合体、PET/PEI共重合体、ポリアリレート(PA
R)、ポリブチレンナフタレート(PBN)、液晶ポリ
エステル、ポリオキシアルキレンジイミド酸/ポリブチ
レートテレフタレート共重合体などの芳香族ポリエステ
ル)、ポリエーテル系樹脂(例えば、ポリアセタール
(POM)、ポリフェニレンオキシド(PPO)、ポリ
サルフォン(PSF)、ポリエーテルエーテルケトン
(PEEK))、ポリニトリル系樹脂(例えば、ポリア
クリロニトリル(PAN)、ポリメタクリロニトリル、
アクリロニトリル/スチレン共重合体(AS)、メタク
リロニトリル/スチレン共重合体、メタクリロニトリル
/スチレン/ブタジエン共重合体)、ポリメタクリレー
ト系樹脂(例えば、ポリメタクリル酸メチル(PMM
A)、ポリメタクリル酸エチル)、ポリビニル系樹脂
(例えば、酢酸ビニル(EVA)、ポリビニルアルコー
ル(PVA)、ビニルアルコール/エチレン共重合体
(EVOH)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリ
塩化ビニル(PVC)、塩化ビニル/塩化ビニリデン共
重合体、塩化ビニリデン/メチルアクリレート共重合
体)、セルロース系樹脂(例えば、酢酸セルロース、酢
酸酪酸セルロース)、フッ素系樹脂(例えば、ポリフッ
化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PV
F)、ポリクロルフルオロエチレン(PCTFE)、テ
トラフルオロエチレン/エチレン共重合体(ETF
E))、イミド系樹脂(例えば、芳香族ポリイミド(P
I))、ポリアセタール等を挙げることができる。
The synthetic resin used for the test piece 15 is a polyolefin resin (for example, high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE), isotactic polypropylene, ethylene propylene). Polymer resin), polyamide resin (for example, nylon 6 (N
6), nylon 66 (N66), nylon 46 (N4
6), nylon 11 (N11), nylon 12 (N1
2), nylon 610 (N610), nylon 612
(N612), nylon 6/66 copolymer (N6 / 6
6), nylon 6/66/610 copolymer (N6 / 66
/ 610), nylon MXD6 (MXD6), nylon 6T, nylon 6 / 6T copolymer, nylon 66 / PP
Copolymer, nylon 66 / PPS copolymer, polyester resin (for example, polybutylene terephthalate (P
BT), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene isophthalate (PEI), polyester copolymer, PET / PEI copolymer, polyarylate (PA)
R), polybutylene naphthalate (PBN), liquid crystal polyester, aromatic polyester such as polyoxyalkylene diimidic acid / polybutyrate terephthalate copolymer), polyether resin (for example, polyacetal (POM), polyphenylene oxide (PPO) ), Polysulfone (PSF), polyetheretherketone (PEEK)), polynitrile resin (for example, polyacrylonitrile (PAN), polymethacrylonitrile,
Acrylonitrile / styrene copolymer (AS), methacrylonitrile / styrene copolymer, methacrylonitrile / styrene / butadiene copolymer), polymethacrylate resin (for example, polymethylmethacrylate (PMM)
A), polyethylmethacrylate), polyvinyl resins (for example, vinyl acetate (EVA), polyvinyl alcohol (PVA), vinyl alcohol / ethylene copolymer (EVOH), polyvinylidene chloride (PVDC), polyvinyl chloride (PVC) ), Vinyl chloride / vinylidene chloride copolymer, vinylidene chloride / methyl acrylate copolymer), cellulose resin (eg, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate), fluorine resin (eg, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyfluoride) Vinyl (PV
F), polychlorofluoroethylene (PCTFE), tetrafluoroethylene / ethylene copolymer (ETF
E)), imide-based resin (for example, aromatic polyimide (P
I)), polyacetal and the like can be mentioned.

【0024】試験片15に用いられるゴムとしては、主
にタイヤトレッドに通常使用されるが、具体的にはジエ
ン系ゴム及びその水添物(例えば、天然ゴム、ポリイソ
プレンゴム、エポキシ化天然ゴム、スチレン−ブタジエ
ン共重合体ゴム、ポリブタジエンゴム(高シスBR及び
低シスBR)、NBR、水素化NBR、水素化SB
R)、各種エラストマー、例えば、オレフィン系ゴム
(例えば、エチレンプロピレンゴム(EPDM、EP
M))、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム(M−
EPM)、IIR、イソブチレンと芳香族ビニル又はジ
エン系モノマー共重合体、含ハロゲン系ゴム(例えば、
臭素化ブチルゴム、塩素化ブチルゴム、イソブチレンパ
ラメチルスチレン共重合体の臭素化物(Br−IPM
S)、クロロスルホン化ポリエチレン(CSM)、塩素
化ポリエチレン(CM)、マレイン酸変性塩素化ポリエ
チレン(M−CM))、熱可塑性エラストマー(例え
ば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマ
ー、エステル系エラストマー)等が挙げられる。
The rubber used for the test piece 15 is usually used mainly in tire treads, but specifically, it is a diene rubber and its hydrogenated product (for example, natural rubber, polyisoprene rubber, epoxidized natural rubber). , Styrene-butadiene copolymer rubber, polybutadiene rubber (high cis BR and low cis BR), NBR, hydrogenated NBR, hydrogenated SB
R), various elastomers such as olefin rubber (eg ethylene propylene rubber (EPDM, EP
M)), maleic acid-modified ethylene propylene rubber (M-
EPM), IIR, isobutylene and aromatic vinyl or diene monomer copolymer, halogen-containing rubber (for example,
Brominated butyl rubber, chlorinated butyl rubber, bromide of isobutylene paramethylstyrene copolymer (Br-IPM
S), chlorosulfonated polyethylene (CSM), chlorinated polyethylene (CM), maleic acid-modified chlorinated polyethylene (M-CM)), thermoplastic elastomer (for example, styrene elastomer, olefin elastomer, ester elastomer), etc. Is mentioned.

【0025】本発明の試験片15は、本発明の目的を損
なわない範囲において、プロセスオイル、加硫剤、加硫
促進剤、加硫活性化剤、安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、
ブルーイング剤、顔料、着色剤、酸化防止剤、帯電防止
剤等の添加剤等をブレンドしてもよい。
The test piece 15 of the present invention is a process oil, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, a vulcanization activator, a stabilizer, an ultraviolet absorber, a lubricant, and the like, as long as the object of the present invention is not impaired.
You may blend additives, such as a bluing agent, a pigment, a coloring agent, an antioxidant, and an antistatic agent.

【0026】本発明に係る駆動部としてのACモータ1
6は、小型リニアガイド20により、板ばね12に対し
て上下方向に自由に動くことができる。なお、駆動部と
しては、本実施の形態におけるACモータ16の他、D
Cモータ、ACサーボモータ等も使用できる。測定部4
の直線移動速度と試験片15の回転速度を制御し測定デ
ータを処理する制御部(図示せず)は、ノート型パソコ
ン、パソコンに取り付けられた入出力カード、インター
フェース回路、アンプ類、モータドライバー、蓄電池等
のハードウェアと、制御測定のためのソフトウェアから
なり、ラック等に納められて移動可能である。
AC motor 1 as a drive unit according to the present invention
The small linear guide 20 can freely move 6 in the vertical direction with respect to the leaf spring 12. As the drive unit, in addition to the AC motor 16 in the present embodiment, D
A C motor, an AC servo motor, etc. can also be used. Measuring unit 4
The control unit (not shown) that controls the linear movement speed and the rotation speed of the test piece 15 and processes the measurement data includes a notebook personal computer, an input / output card attached to the personal computer, an interface circuit, amplifiers, a motor driver, It consists of hardware such as a storage battery and software for control measurement, and can be moved by being stored in a rack or the like.

【0027】リニアガイド部6を駆動するステッピング
モータ11と、TMU2のACモータ16は、いずれも
ノート型パソコンとドライバ回路によって制御される。
一方、CCDレーザー変位計22からの変位データは、
AD変換カードを経由してパソコンに取り込まれる。ま
た、板ばね12のひずみデータは歪アンプ(ストレンア
ンプ)から電圧として出力される。
The stepping motor 11 for driving the linear guide section 6 and the AC motor 16 of the TMU 2 are both controlled by the notebook personal computer and the driver circuit.
On the other hand, the displacement data from the CCD laser displacement meter 22 is
It is taken into the personal computer via the AD conversion card. Further, the strain data of the leaf spring 12 is output as a voltage from a strain amplifier (strain amplifier).

【0028】リニアガイド装置1全体を任意の場所に移
動するために脚部7下方の端部にロック機能付きキャス
ター等の移動部を設けることも可能である。
It is possible to provide a moving portion such as a caster with a lock function at the end portion below the leg portion 7 in order to move the entire linear guide device 1 to an arbitrary place.

【0029】本実施の形態においては、路面5と試験片
15の間に働くトラクション(接線力)は、板ばね12
の曲げひずみを検出することにより測定するが、その測
定方法についてはいずれの方法であってもよい。トラク
ションの測定方法としては、例えば、ACモータ16の
軸部17と、試験片15の間にトルクメータを取り付け
てトルクを測る方法、ACモータ16から試験片15ま
での部分を所定のガイド上にローラー支持し接線力の向
きに圧縮コイルばね、ないしはロードセルを押す、ある
いは引張る力等を検出することにより測定する方法等が
挙げられる。
In the present embodiment, the traction (tangential force) acting between the road surface 5 and the test piece 15 is the leaf spring 12.
The bending strain is measured by detecting the bending strain, but any measuring method may be used. As a method of measuring the traction, for example, a torque meter is attached between the shaft portion 17 of the AC motor 16 and the test piece 15 to measure the torque, and the portion from the AC motor 16 to the test piece 15 is placed on a predetermined guide. Examples include a method in which the roller coil is supported and a compression coil spring or a load cell is pushed or pulled in the direction of the tangential force to measure the force.

【0030】また、弾性ひずみ(弾性応力)あるいは曲
げひずみ(曲げ応力)を測定する方法としては、片持ち
梁である板ばねを用いる場合、ガイドを用いる場合とも
に、レーザー等の光を用いたレーザー変位計等を利用す
ることができる。具体的には、発光素子から照射される
レーザー光が路面で反射され、その反射光の一部を受光
素子で受け、その受光位置によって板ばねまでの距離を
求めるものである。
As a method of measuring elastic strain (elastic stress) or bending strain (bending stress), a laser using light such as a laser is used both when using a leaf spring which is a cantilever and when using a guide. A displacement meter or the like can be used. Specifically, the laser light emitted from the light emitting element is reflected on the road surface, a part of the reflected light is received by the light receiving element, and the distance to the leaf spring is obtained by the light receiving position.

【0031】その他、板ばね12の表面の変位又は応力
を測定する手段としては、電気容量(ギャップセンサ
ー)を用いる方法等が挙げられるが、これらに限定され
るものではない。
Other means for measuring the displacement or stress on the surface of the leaf spring 12 include, but are not limited to, a method using an electric capacitance (gap sensor).

【0032】本発明においては、リニアガイド部6の移
動ステージ10をリニアガイド部6の長手方向に並進運
動させるため、リニアガイド部6にボール螺子9を配設
させたステッピングモータ11の回転運動を直線運動に
変換している。
In the present invention, since the moving stage 10 of the linear guide section 6 is translated in the longitudinal direction of the linear guide section 6, the rotary movement of the stepping motor 11 having the ball screw 9 arranged in the linear guide section 6 is performed. It is converted to linear motion.

【0033】試験片15と路面5の間に一定の荷重がか
かっているため、さらに負荷を与える必要がある場合
は、測定条件に応じてトラクション測定時の負荷を与え
ることができる。負荷を変える手段としては、錘(死荷
重)21、又はばねを用いる方法、油圧、空気圧を利用
する方法等があるが、これらに限定されるものではな
い。本装置のすべての電気機器、すなわちステッピング
モータ11、ACモータ16、歪アンプ、レーザー変位
計、およびパソコンの電源としては、直流バッテリ(1
2V)が用いられるが,持ち運び可能な電源であればこ
れに限定されない。
Since a constant load is applied between the test piece 15 and the road surface 5, if a further load is required, the load for traction measurement can be applied according to the measurement conditions. Examples of means for changing the load include, but are not limited to, a method using a weight (dead load) 21 or a spring, a method using hydraulic pressure, air pressure, and the like. A DC battery (1) is used as a power source for all the electric devices of the apparatus, that is, the stepping motor 11, the AC motor 16, the distortion amplifier, the laser displacement meter, and the personal computer.
2V) is used, but it is not limited to this as long as it is a portable power source.

【0034】本発明において、測定対象である路面は、
道路の他、飛行場の滑走路、その他の屋外の通路、屋内
で板状に形成したそれらのレプリカ路面,屋内の床等を
含み、あらゆる場所を測定することが可能であり汎用性
に優れる。
In the present invention, the road surface to be measured is
In addition to roads, airfield runways, other outdoor corridors, replica road surfaces formed indoors in the form of plates, indoor floors, etc. can be measured at any location and are highly versatile.

【0035】以上のように構成された路面のトラクショ
ン性状測定装置1について、以下その動作を説明する。 (1)トラクション係数の測定 路面の摩擦係数を測定するTMU2とRMU3の両者を
リニアガイド部6の長手方向に沿って直線移動させなが
ら、 ACモータ16の軸部17に軸支された試験片1
5を回転させ、所定のすべり率を試験片15と路面5と
の間に与えて板ばね12のひずみを計測することにより
トラクションを求める。これを負荷荷重で除すことによ
りトラクション係数が得られる。
The operation of the road surface traction property measuring apparatus 1 configured as described above will be described below. (1) Measurement of traction coefficient While moving both TMU2 and RMU3 for measuring the friction coefficient of the road surface linearly along the longitudinal direction of the linear guide portion 6, the test piece 1 axially supported by the shaft portion 17 of the AC motor 16
The traction is obtained by rotating 5 and applying a predetermined slip ratio between the test piece 15 and the road surface 5 to measure the strain of the leaf spring 12. The traction coefficient is obtained by dividing this by the applied load.

【0036】測定部4の直線移動速度とACモータ16
の回転速度を変えることによって、さまざまなすべり率
に対するトラクション係数の変化を得ることができる。
すべり率Sは下記式(1)(数1)で与えられる。
The linear movement speed of the measuring unit 4 and the AC motor 16
By changing the rotation speed of, it is possible to obtain changes in the traction coefficient for various slip rates.
The slip ratio S is given by the following equation (1) (Equation 1).

【0037】[0037]

【数1】S=2×(V2−V1)/(V2+V1) (式中、V1は測定部の直線移動速度、V2は試験片の
回転速度(周速)を表す)
## EQU1 ## S = 2 × (V2-V1) / (V2 + V1) (In the formula, V1 represents the linear moving speed of the measuring portion, and V2 represents the rotational speed (peripheral speed) of the test piece).

【0038】ステッピングモータ11とACモータ16
の制御は、ノート型パソコンにより行われ、回転速度、
回転方向、回転角等の運転条件を指定することができ
る。ACモータ16を両側部から支持する板ばね12に
は、表裏に1枚ずつ計4枚のひずみゲージ14を貼り付
けてある。この4枚のひずみゲージ14でホイートスト
ンブリッジ回路を組むことにより、板ばね12の曲げひ
ずみが測定される。そして、ひずみアンプから送られる
アナログ電圧値をノート型パソコンに組み込まれたAD
変換カードによってAD変換し、トラクション係数μを
算出する。測定においては、例えばV1を一定値として
さまざまなV2を与えてトラクション係数μを求め、こ
れらからSに対するμの変化を得る。
Stepping motor 11 and AC motor 16
Is controlled by a laptop computer,
It is possible to specify operating conditions such as rotation direction and rotation angle. A total of four strain gauges 14 are attached to each of the front and back sides of the leaf spring 12 that supports the AC motor 16 from both sides. By constructing a Wheatstone bridge circuit with the four strain gauges 14, the bending strain of the leaf spring 12 is measured. Then, the analog voltage value sent from the strain amplifier is added to the AD built into the notebook computer.
AD conversion is performed using a conversion card to calculate the traction coefficient μ. In the measurement, for example, with V1 being a constant value, various V2 are given to obtain the traction coefficient μ, and the change of μ with respect to S is obtained from these.

【0039】測定結果の例として、2つの路面,路面A
と路面Bでの結果を図3に示す。測定条件はいずれも常
温、乾燥状態のもとで、荷重31.4N、並進速度V1
=20mm/sである。また、使用した試験片15の材
料は、SBR(スチレンブタジエンゴム)であり、JI
S A硬度(JIS K 6253)が69(@20
℃)、引張弾性率M100(JIS K 6251の1
00%モジュラス)が2.9MPa、損失係数tanδ
が0.389(@20℃)である。滑り率ゼロから0.
2程度までトラクション係数が直線的に上昇し、滑り率
0.2以上では上昇率が低下して最大値に達する。路面
Aと路面Bにおいては、低すべり率では、μはほぼ同じ
値をとるが、最大値及び最大値に達するSがいずれも路
面Bのほうが大きい。
As an example of the measurement results, two road surfaces, road surface A
The result on the road surface B is shown in FIG. All measurement conditions were normal temperature and dry condition, load 31.4N, translation speed V1.
= 20 mm / s. The material of the test piece 15 used was SBR (styrene-butadiene rubber), and
S A hardness (JIS K 6253) is 69 (@ 20)
℃), tensile elastic modulus M100 (JIS K 6251 1
00% modulus) is 2.9 MPa, loss coefficient tan δ
Is 0.389 (@ 20 ° C). From zero slip rate to 0.
The traction coefficient increases linearly up to about 2, and when the slip ratio is 0.2 or more, the increase ratio decreases and reaches the maximum value. On the road surface A and the road surface B, μ has almost the same value at a low slip rate, but the maximum value and S reaching the maximum value are both larger on the road surface B.

【0040】(2)路面粗さ曲線の測定 上記と同様にして測定部4をリニアガイド部6の長手方
向に沿って直線移動させながら、RMU3により一定時
間おきに路面との距離を測定する。すなわち、CCDレ
ーザー変位センサーから出力されるアナログ電圧を一定
時間刻みでAD変換することにより路面粗さ曲線のデー
タを得る。
(2) Measurement of Road Surface Roughness Curve While moving the measuring unit 4 linearly along the longitudinal direction of the linear guide unit 6 in the same manner as above, the distance from the road surface is measured by the RMU 3 at regular intervals. That is, the analog voltage output from the CCD laser displacement sensor is AD-converted at fixed time intervals to obtain road surface roughness curve data.

【0041】ここで、CCDレーザー変位センサーの出
力とPCに組み込まれたAD変換カードの入力電圧範囲
の関係から、路面粗さ曲線の高さ方向の測定範囲は約1
0mmである。CCDレーザー変位センサーによって測
定された路面の粗さ測定の結果を図4及び図5に示す。
Here, from the relationship between the output of the CCD laser displacement sensor and the input voltage range of the AD conversion card incorporated in the PC, the measurement range in the height direction of the road surface roughness curve is about 1.
It is 0 mm. The results of the road surface roughness measured by the CCD laser displacement sensor are shown in FIGS. 4 and 5.

【0042】図4及び図5より、路面Aでは、おおよそ
高さのそろった凹凸がランダムに存在しているのに対
し、路面Bでは局所的に大きくえぐられた凹部があり、
全体的に粗さが大きいことがわかる。これは、アスファ
ルトが摩耗し砂利が残留しているためと考えられる。
From FIGS. 4 and 5, on the road surface A, irregularities of approximately the same height are randomly present, whereas on the road surface B, there are locally large recesses,
It can be seen that the overall roughness is large. This is probably because the asphalt was worn and the gravel remained.

【0043】以上のように本実施の形態の路面のトラク
ション性状測定装置1は構成され動作するので、以下の
作用を有する。 1)実際の路面上で滑り率に対するトラクションが測定
でき、路面の同じ位置の表面粗さ曲線を同時に測定でき
る。トラクションを荷重で除することによりトラクショ
ン係数が得られる。 2)路面のトラクションと表面粗さとの関係を明らかに
することにより、路面の表面粗さとトラクション特性を
総合した路面とタイヤ材料の評価等に応用することがで
き、その評価に基づいた路面とタイヤ材料の設計が可能
となるとともに、ABS等の安全装置において路面のト
ラクション特性に基づいたブレーキ制御方法の改善にも
応用が可能である。 3)コンパクトであるため、手軽に測定場所へ移動する
ことができるとともに、狭い場所にも設置することがで
き、省スペース性、収納性、運搬性に優れる。 4)他の摩擦係数測定法による測定結果の評価、路面の
設計に加えて、路面のトラクション評価にもとづくメン
テナンス(保全)技術の改善を図ることができる。 5)自動車に関してはブレーキだけでなく曲線路でのコ
ーナリングフォースの推定とそれに基づくタイヤの設
計、またステアリングの安全設計の改善、加速時のトラ
クション把握に基づく自動変速、無段変速等の変速比制
御方法の改善等を図ることが可能である。
As described above, since the road surface traction property measuring apparatus 1 of the present embodiment is constructed and operates, it has the following effects. 1) The traction against the slip ratio can be measured on the actual road surface, and the surface roughness curve at the same position on the road surface can be measured at the same time. The traction coefficient is obtained by dividing the traction by the load. 2) By clarifying the relationship between road surface traction and surface roughness, it can be applied to the evaluation of road surface and tire materials that integrate the road surface roughness and traction characteristics, and the road surface and tire based on the evaluation. The material can be designed, and it can be applied to the improvement of the brake control method based on the traction characteristics of the road surface in the safety device such as ABS. 3) Since it is compact, it can be easily moved to the measurement location, and it can be installed in a narrow place, and is excellent in space saving, storability, and transportability. 4) In addition to evaluation of measurement results by other friction coefficient measuring methods and road surface design, maintenance technology based on road surface traction evaluation can be improved. 5) For automobiles, not only brakes but also cornering force estimation on curved roads and tire design based on it, improvement of steering safety design, automatic gear shifting based on traction grasp during acceleration, stepless gear ratio control, etc. It is possible to improve the method.

【0044】6)任意の路面のトラクション特性と、同
じ場所で路面粗さを同時に簡単に測定することができ、
種々の分野に利用可能である。 7)片持ち梁12を使ったシンプルな測定原理のため、
トラクション測定の信頼性に優れるとともに、滑り率だ
けでなく、転がり速度自体をさまざまに変えることが可
能である。 8)錘21を適宜載せることによって荷重条件を容易に
変えることができ、材料の粘弾性の影響を調べることが
可能である。 9)試験片15が円板状に形成され弾性体からなるの
で、試験片15を精度よく安定的に並進運動させること
ができ、効率よく任意の路面のトラクション特性と、路
面粗さを測定することができる。 10)試験片15が弾性体からなり型を作成し成形でき
るので、異なる材料、充填材等を用いて種々の材料条件
を適宜変更することができる。
6) It is possible to easily measure the traction characteristics of an arbitrary road surface and the road surface roughness at the same place at the same time.
It can be used in various fields. 7) Due to the simple measurement principle using the cantilever 12,
Not only is the reliability of traction measurement excellent, but it is possible to change not only the slip ratio but also the rolling speed itself. 8) By appropriately mounting the weight 21, the load condition can be easily changed and the influence of viscoelasticity of the material can be investigated. 9) Since the test piece 15 is formed in the shape of a disk and is made of an elastic body, the test piece 15 can be accurately and stably translated, and the traction characteristics and the road surface roughness of an arbitrary road surface can be measured efficiently. be able to. 10) Since the test piece 15 is made of an elastic body and can be formed into a mold and molded, various material conditions can be appropriately changed by using different materials, fillers and the like.

【0045】11)板ばね12の曲げ歪をひずみゲージ
で測定するため、極めて簡易にトラクション係数と路面
粗さを測定することができる。 12)トラクション係数の測定を行うユニット(TM
U)2がACモータ16と試験片15と板ばね12とを
有し移動ステージ10に固定されているので、リニアガ
イド部6の長手方向に沿って直線運動し、試験片15の
回転速度と、リニアガイド部6の直線速度を制御し、任
意の滑り率に対するトラクション係数を効率よく測定す
ることができる。 13)路面粗さを測定するユニット(RMU)3が、非
接触変位計(CCDレーザー変位計)22からなりアー
ム23を介して移動ステージ10に固定されているの
で、リニアガイド部6と並進運動しながら、一定時間お
きに路面5との距離を測定することにより、表面粗さ曲
線を得る。 14)装置1全体を任意の場所に移動するために脚部7
下方の端部にロック機能付きキャスター等の移動手段を
設けると、所定の場所で装置を固定することができると
ともに、装置の水平度を調節することが可能である。 15)装置の制御とデータ取得はノート型パソコンによ
り行うことができるため、持ち運びに便利が容易であ
り、簡単にトラクション係数と路面粗さを測定すること
ができ、測定作業性、利便性に優れる。
11) Since the bending strain of the leaf spring 12 is measured by a strain gauge, the traction coefficient and the road surface roughness can be measured very easily. 12) Unit for measuring traction coefficient (TM
U) 2 has an AC motor 16, a test piece 15 and a leaf spring 12, and is fixed to the moving stage 10, so that it linearly moves along the longitudinal direction of the linear guide portion 6 and the rotational speed of the test piece 15 By controlling the linear velocity of the linear guide section 6, the traction coefficient for an arbitrary slip ratio can be efficiently measured. 13) Since the unit (RMU) 3 for measuring the road surface roughness is composed of a non-contact displacement gauge (CCD laser displacement gauge) 22 and is fixed to the moving stage 10 via an arm 23, the linear guide portion 6 and the translational movement. However, the surface roughness curve is obtained by measuring the distance from the road surface 5 at regular intervals. 14) In order to move the whole device 1 to any place, the leg 7
If a moving means such as a caster with a lock function is provided at the lower end, the device can be fixed at a predetermined place and the levelness of the device can be adjusted. 15) Control of the device and data acquisition can be performed by a laptop computer, so it is easy to carry, and the traction coefficient and road surface roughness can be easily measured, which is excellent in measurement workability and convenience. .

【0046】以上、本発明の実施の形態を図面により説
明したが、本発明は本実施の形態に限られるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の設計
の変更が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to the embodiments, and various design changes can be made without departing from the scope of the present invention. .

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明の路面のトラクション性状測定装
置によれば、実際の路面で、トラクション特性(滑り率
に対するトラクション係数の変化)を測定でき、しかも
同じ場所での路面の表面粗さ曲線も測定することができ
る。また、路面のトラクションと表面粗さとの関係を明
らかにすることにより、路面の表面粗さとトラクション
特性を総合した路面とタイヤ材料の評価等に応用するこ
とができ、その評価に基づいた路面とタイヤ材料の設計
が可能となるとともに、ABS等の安全装置において路
面のトラクション特性に基づいたブレーキ制御方法の改
善にも応用が可能である。
According to the road surface traction property measuring device of the present invention, it is possible to measure the traction characteristics (change of the traction coefficient with respect to the slip ratio) on an actual road surface, and also the surface roughness curve of the road surface at the same place. Can be measured. In addition, by clarifying the relationship between road surface traction and surface roughness, it can be applied to the evaluation of road surface and tire materials that integrate the road surface surface roughness and traction characteristics, and the road surface and tire based on the evaluation. The material can be designed, and it can be applied to the improvement of the brake control method based on the traction characteristics of the road surface in the safety device such as ABS.

【0048】本発明の路面のトラクション性状測定方法
によれば、試験片の回転速度とリニアガイドの並進速度
を制御することで、任意の滑り率に対するトラクション
係数を測定し、同時に並進運動する非接触変位計により
表面粗さ曲線を測定することができる。
According to the road surface traction property measuring method of the present invention, the traction coefficient for an arbitrary slip ratio is measured by controlling the rotational speed of the test piece and the translational speed of the linear guide, and at the same time, the non-contact movement in translational motion is performed. The surface roughness curve can be measured by a displacement meter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態1におけるトラクション性
状測定装置の斜視図
FIG. 1 is a perspective view of a traction property measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1におけるトラクションを
測定するユニット(TMU)の正面図
FIG. 2 is a front view of a unit (TMU) for measuring traction according to the first embodiment of the present invention.

【図3】トラクション係数の測定結果を示すグラフFIG. 3 is a graph showing a measurement result of a traction coefficient.

【図4】路面Aの粗さ曲線FIG. 4 Roughness curve of road surface A

【図5】路面Bの粗さ曲線FIG. 5: Roughness curve of road surface B

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 路面のトラクション性状測定装置 2 トラクションの測定を行うユニット(TMU) 3 路面粗さを測定するユニット(RMU) 4 測定部 5 路面 6 リニアガイド部 7 脚部 8 枠部 9 ボール螺子 10 移動ステージ 11 駆動手段(ステッピングモータ) 12 片持ち梁(板ばね) 13 取付アーム 14 変位測定部位(ひずみゲージ) 15 試験片 16 駆動部(ACモータ) 17 軸部 18 取付け部 19 モータ支持台 20 小型リニアガイド 20a 支持板 21 錘 22 非接触変位計(CCDレーザー変位計) 23 アーム 1 Road surface traction property measurement device Unit for measuring traction (TMU) 3 Road surface roughness measurement unit (RMU) 4 measuring section 5 road surface 6 Linear guide section 7 legs 8 frame parts 9 ball screw 10 moving stages 11 Driving means (stepping motor) 12 Cantilever (leaf spring) 13 mounting arm 14 Displacement measurement site (strain gauge) 15 test pieces 16 Drive unit (AC motor) 17 Shaft 18 Attachment 19 Motor support base 20 Small linear guide 20a support plate 21 weight 22 Non-contact displacement meter (CCD laser displacement meter) 23 arms

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 装置全体を支持する脚部を有するリニア
ガイド部と、該リニアガイド部の長手方向に配設された
並進移動機構と、該リニアガイド部に形成され該並進移
動機構に沿って直線運動する移動部と、該移動部に固定
された測定部と、該測定部を制御し測定データを処理す
る制御部とを備え、該測定部が、路面のトラクションを
測定するユニットと、路面の粗さを測定するユニットと
からなることを特徴とする路面のトラクション性状測定
装置。
1. A linear guide portion having a leg portion for supporting the entire apparatus, a translational movement mechanism arranged in a longitudinal direction of the linear guide portion, and a translational movement mechanism formed on the linear guide portion along the translational movement mechanism. A moving unit that moves linearly, a measuring unit fixed to the moving unit, and a control unit that controls the measuring unit and processes measurement data, the measuring unit measuring a traction of a road surface, and a road surface A traction property measuring device for a road surface, which comprises a unit for measuring the roughness of the road surface.
【請求項2】 路面のトラクションを測定するユニット
が、駆動部と、該駆動部に回転自在に形成された軸部
と、該軸部に固着され路面に接触する試験片と、該移動
部に配設され該駆動部を支持するように形成された片持
ち梁と、該片持ち梁に貼着された変位測定部とを備え、
及び/又は路面の粗さを測定するユニットが、非接触変
位計を備えることを特徴とする請求項1に記載のトラク
ション性状測定装置。
2. A unit for measuring traction on a road surface includes a drive unit, a shaft unit rotatably formed on the drive unit, a test piece fixed to the shaft unit and in contact with the road surface, and a moving unit. A cantilever formed to support the drive unit and a displacement measuring unit attached to the cantilever;
The traction property measuring apparatus according to claim 1, wherein the unit for measuring the roughness of the road surface and / or the road surface comprises a non-contact displacement meter.
【請求項3】 該トラクションを測定するユニット上に
載置され該試験片と路面との間に荷重をかける負荷部を
備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のトラク
ション性状測定装置。
3. The traction property measuring apparatus according to claim 1, further comprising a load portion mounted on the unit for measuring the traction and applying a load between the test piece and a road surface.
【請求項4】 該試験片が円板状に形成され弾性体から
なることを特徴とする請求項1乃至3の内いずれか1項
に記載のトラクション性状測定装置。
4. The traction property measuring device according to claim 1, wherein the test piece is formed in a disk shape and is made of an elastic body.
【請求項5】 測定部の直線移動速度と試験片の回転速
度を制御し、滑り率に対するトラクションを測定する工
程と、表面粗さ曲線を測定する工程とを備えることを特
徴とする路面のトラクション性状測定方法。
5. A road surface traction, comprising: a step of controlling a linear moving speed of a measuring section and a rotating speed of a test piece to measure a traction with respect to a slip ratio; and a step of measuring a surface roughness curve. Property measurement method.
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