JP2009180715A - タイヤ試験装置及びタイヤ試験方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】車輌にタイヤを装着して走行させたときのタイヤの走行状態を再現することができるようにする。
【解決手段】模擬路面Rを移動させる路面移動機構3と、スピンドル軸23回りにタイヤTを回転自在に保持するタイヤ保持機構2とを備えたタイヤ試験装置において、タイヤ保持機構2をラジアル方向に移動させるラジアル移動機構5と、タイヤ保持機構2をタイヤTと模擬路面との接地部を中心に揺動させてキャンバ角を付与するキャンバ角付与機構66と、ラジアル移動機構5とは別体にタイヤ保持機構2を鉛直方向に移動させる鉛直移動機構4とを備えている点にある。
【選択図】図3
【解決手段】模擬路面Rを移動させる路面移動機構3と、スピンドル軸23回りにタイヤTを回転自在に保持するタイヤ保持機構2とを備えたタイヤ試験装置において、タイヤ保持機構2をラジアル方向に移動させるラジアル移動機構5と、タイヤ保持機構2をタイヤTと模擬路面との接地部を中心に揺動させてキャンバ角を付与するキャンバ角付与機構66と、ラジアル移動機構5とは別体にタイヤ保持機構2を鉛直方向に移動させる鉛直移動機構4とを備えている点にある。
【選択図】図3
Description
本発明は、タイヤ試験装置及びタイヤ試験方法に関する。
従来より、タイヤを模擬路面に接地して、模擬路面上を転動させることによりタイヤの各種データ(反力や振動など)を測定するタイヤ試験装置は、特許文献1〜2に示すように様々なものが開発されている。
特許文献1のタイヤ試験装置は、タイヤと模擬路面(金属ベルト)との接地部を中心として揺動することによりキャンバ角を付与するA字形のキャンバフレームを備えているもので、このキャンバフレームはキャンバ角を付与した状態では、タイヤのラジアル方向(ラジアル軸)に沿って移動自在なものとなっている。このタイヤ試験装置では、キャンバフレームを鉛直軸回りに回転させることによって、タイヤにスリップ角を付与できるようになっている。
特許文献1のタイヤ試験装置は、タイヤと模擬路面(金属ベルト)との接地部を中心として揺動することによりキャンバ角を付与するA字形のキャンバフレームを備えているもので、このキャンバフレームはキャンバ角を付与した状態では、タイヤのラジアル方向(ラジアル軸)に沿って移動自在なものとなっている。このタイヤ試験装置では、キャンバフレームを鉛直軸回りに回転させることによって、タイヤにスリップ角を付与できるようになっている。
特許文献2のタイヤ試験装置は、タイヤを水平軸回りに回転自在に保持するタイヤ保持機構をタイヤの回転軸上の固定点を中心として揺動させることによってキャンバ角を付与するキャンバ角付与機構を備えたもので、このキャンバ角付与機構は鉛直方向に移動自在となっている。このタイヤ試験装置では、キャンバ角付与機構を鉛直軸回りに回転させることで、タイヤにスリップ角を付与するようにしている。
米国特許4238954号明細書
特開平11−173952号公報
タイヤを車輌に装着した状態を考えると、タイヤには車輌から鉛直方向の荷重(重力)が加わることになり、タイヤに対する重力の作用は大きいものである。
特許文献1のタイヤ試験装置においては、キャンバフレームの揺動によってタイヤにキャンバ角を付与することができるが、キャンバ角を付与した状態ではキャンバフレームはタイヤのラジアル軸に沿った移動しかできないため、タイヤにはラジアル荷重しかかけららない構造である。
特許文献1のタイヤ試験装置では、ラジアル荷重しか掛けられないため、キャンバ角を付与した状態でタイヤに作用する重力の影響を測定した際、鉛直方向の成分と、さらには横軸方向(水平方向)の荷重までもが加わってしまう。そのため、このタイヤ試験装置では、車輌にタイヤを装着して走行させたときのタイヤの走行状態を厳密に再現することは非常に困難である。
特許文献1のタイヤ試験装置においては、キャンバフレームの揺動によってタイヤにキャンバ角を付与することができるが、キャンバ角を付与した状態ではキャンバフレームはタイヤのラジアル軸に沿った移動しかできないため、タイヤにはラジアル荷重しかかけららない構造である。
特許文献1のタイヤ試験装置では、ラジアル荷重しか掛けられないため、キャンバ角を付与した状態でタイヤに作用する重力の影響を測定した際、鉛直方向の成分と、さらには横軸方向(水平方向)の荷重までもが加わってしまう。そのため、このタイヤ試験装置では、車輌にタイヤを装着して走行させたときのタイヤの走行状態を厳密に再現することは非常に困難である。
特許文献2のタイヤ試験装置においては、キャンバ角付与機構が鉛直方向に移動できるようになっているのでタイヤに対して鉛直方向の荷重を掛けることができる。
しかしながら、このタイヤ試験装置では、キャンバ角の中心はタイヤの回転軸上であるためキャンバ角を変化させた際にタイヤの接地部が模擬路面からずれてしまう。そのため、このタイヤ試験装置でも車輌にタイヤを装着して走行させたときのタイヤの走行状態を厳密に再現することは非常に困難である。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、車輌にタイヤを装着して走行させたときのタイヤの走行状態を再現することができるタイヤ試験装置及びタイヤ試験方法を提供することを目的とする。
しかしながら、このタイヤ試験装置では、キャンバ角の中心はタイヤの回転軸上であるためキャンバ角を変化させた際にタイヤの接地部が模擬路面からずれてしまう。そのため、このタイヤ試験装置でも車輌にタイヤを装着して走行させたときのタイヤの走行状態を厳密に再現することは非常に困難である。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、車輌にタイヤを装着して走行させたときのタイヤの走行状態を再現することができるタイヤ試験装置及びタイヤ試験方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。即ち、模擬路面を移動させる路面移動機構と、スピンドル軸回りにタイヤを回転自在に保持するタイヤ保持機構とを備えたタイヤ試験装置において、前記タイヤ保持機構を前記スピンドル軸のラジアル方向に移動させるラジアル移動機構と、前記タイヤ保持機構を前記タイヤと模擬路面との接地部を中心に揺動させてキャンバ角を付与するキャンバ角付与機構と、前記ラジアル移動機構とは別体に設けられ且つ前記タイヤ保持機構を鉛直方向に移動させる鉛直移動機構とを備えている点にある。
前記鉛直移動機構は、前記ラジアル移動機構と前記キャンバ角付与機構とを鉛直方向に移動自在に支持していることが好ましい。
前記ラジアル移動機構は、前記タイヤ保持機構を前記スピンドル軸のラジアル方向へ移動自在に支持していると共に、前記キャンバ角付与機構に揺動自在に支持されていることが好ましい。
前記鉛直移動機構は、メインフレームに鉛直方向に移動自在に支持されたコラムと、このコラムを鉛直方向に移動させる鉛直アクチュエータを備え、前記ラジアル移動機構は、前記タイヤ保持機構をラジアル方向に移動自在に支持し且つ前記コラムに揺動自在に支持された支持体と、この支持体に支持されたタイヤ保持機構をラジアル方向に移動させるラジアルアクチュエータとを備え、前記キャンバ角付与機構は、前記コラムに設けられ且つ前記支持体を揺動自在に支持する円弧状のレールと、前記レールに沿って移動させるキャンバアクチュエータとを備えていることが好ましい。
前記ラジアル移動機構は、前記タイヤ保持機構を前記スピンドル軸のラジアル方向へ移動自在に支持していると共に、前記キャンバ角付与機構に揺動自在に支持されていることが好ましい。
前記鉛直移動機構は、メインフレームに鉛直方向に移動自在に支持されたコラムと、このコラムを鉛直方向に移動させる鉛直アクチュエータを備え、前記ラジアル移動機構は、前記タイヤ保持機構をラジアル方向に移動自在に支持し且つ前記コラムに揺動自在に支持された支持体と、この支持体に支持されたタイヤ保持機構をラジアル方向に移動させるラジアルアクチュエータとを備え、前記キャンバ角付与機構は、前記コラムに設けられ且つ前記支持体を揺動自在に支持する円弧状のレールと、前記レールに沿って移動させるキャンバアクチュエータとを備えていることが好ましい。
前記鉛直移動機構は、メインフレームに鉛直方向に移動自在に支持されたコラムと、このコラムを鉛直方向に移動させる鉛直アクチュエータを備え、前記キャンバ角付与機構は、前記コラムに設けられた円弧状のレールと、この円弧状のレールに揺動自在に支持された取付体と、前記レールに沿って取付体を移動させるキャンバアクチュエータとを備え、
前記ラジアル移動機構は、前記取付体に移動自在に支持されて且つ前記タイヤ保持機構が取り付けられた支持体と、この支持体を前記スピンドル軸のラジアル方向に移動させるラジアルアクチュエータとを備えていることが好ましい。
前記ラジアル移動機構は、前記取付体に移動自在に支持されて且つ前記タイヤ保持機構が取り付けられた支持体と、この支持体を前記スピンドル軸のラジアル方向に移動させるラジアルアクチュエータとを備えていることが好ましい。
前記鉛直アクチュエータは、前記コラムを鉛直方向に移動させる伸縮ロッドを備え、前記鉛直アクチュエータの伸縮ロッドの中心線と、前記キャンバ角付与機構のレールの円弧中心を通る鉛直方向の中心線とが同軸上となるように設定されていることが好ましい。
前記路面移動機構又はタイヤ保持機構を鉛直方向の軸線回りに回転させることでスリップ角を付与するスリップ角付与機構を備えていることが好ましい。
前記タイヤ試験装置を用いてタイヤの試験を行うタイヤ試験方法であっては、前記鉛直移動機構でタイヤを鉛直方向に移動させると共にラジアル移動機構でタイヤをラジアル方向に移動させることで、前記キャンバ角付与機構の揺動中心をタイヤと模擬路面の接地部に一致させ、前記キャンバ角付与機構により前記接地部を中心としてタイヤのキャンバ角を変化させながらタイヤの試験を行う。前記タイヤの試験に用いるタイヤは、2輪車用のタイヤであることが好ましい。
前記路面移動機構又はタイヤ保持機構を鉛直方向の軸線回りに回転させることでスリップ角を付与するスリップ角付与機構を備えていることが好ましい。
前記タイヤ試験装置を用いてタイヤの試験を行うタイヤ試験方法であっては、前記鉛直移動機構でタイヤを鉛直方向に移動させると共にラジアル移動機構でタイヤをラジアル方向に移動させることで、前記キャンバ角付与機構の揺動中心をタイヤと模擬路面の接地部に一致させ、前記キャンバ角付与機構により前記接地部を中心としてタイヤのキャンバ角を変化させながらタイヤの試験を行う。前記タイヤの試験に用いるタイヤは、2輪車用のタイヤであることが好ましい。
本発明によれば、車輌にタイヤを装着して走行させたときのタイヤの走行状態を再現することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
図1〜図3は第1実施形態におけるタイヤ試験装置を示したものである。
図1はタイヤ試験装置の全体正面図であり、図2はタイヤ試験装置の全体側面図であり、図3はタイヤ試験装置においてタイヤに対してキャンバ角を付与したときの装置全体図である。なお、以下の説明において、図1及び図2の紙面上下方向を上下方向又は鉛直方向とし、図1の紙面左右方向を左右方向又は水平方向とし、図1の紙面貫通方向を前後方向とする。
[第1実施形態]
図1〜図3は第1実施形態におけるタイヤ試験装置を示したものである。
図1はタイヤ試験装置の全体正面図であり、図2はタイヤ試験装置の全体側面図であり、図3はタイヤ試験装置においてタイヤに対してキャンバ角を付与したときの装置全体図である。なお、以下の説明において、図1及び図2の紙面上下方向を上下方向又は鉛直方向とし、図1の紙面左右方向を左右方向又は水平方向とし、図1の紙面貫通方向を前後方向とする。
図1〜図3に示すように、タイヤ試験装置1は、タイヤTを保持するスピンドル軸23を備えたタイヤ保持機構2と、路面移動機構3と、鉛直移動機構4と、ラジアル移動機構5と、キャンバ角付与機構6とを備えている。これらタイヤ保持機構2と鉛直移動機構4とラジアル移動機構5及びキャンバ角付与機構6は、門型枠状のメインフレーム7に支持されている。
このメインフレーム7は、設置面Fから上方へ起立した左右一対の支柱8と、この一対の支柱8の上部側を連結する連結体9とを備えている。メインフレーム7の上部側に鉛直移動機構4が支持されたものとなっている。
このメインフレーム7は、設置面Fから上方へ起立した左右一対の支柱8と、この一対の支柱8の上部側を連結する連結体9とを備えている。メインフレーム7の上部側に鉛直移動機構4が支持されたものとなっている。
この鉛直移動機構4は、タイヤTを回転自在に保持するタイヤ保持機構2とラジアル移動機構5及びキャンバ角付与機構6を一体的に鉛直方向に移動させるものであって、鉛直方向に移動自在なコラム10と、このコラム10を鉛直方向に移動させる鉛直アクチュエータ11を備えている。
詳しくは、コラム10は矩形状で且つ下部が切り欠かれた形状とされ、一対の支柱8に亘って設けられいる。コラム10の左右両端部は各支柱8に設けられた上下の鉛直スライドバー12に上下移動自在に係合している(例えば、各支柱8に設けられたリニアモーションガイドのガイドレールにコラム10の左右両端部に設けられたスライドガイドを係合させる)。これにより、コラム10の全体が鉛直スライドバー12に沿って鉛直方向に移動する。なお、コラム10の左右両端部は鉛直スライドバー12に限らず、各支柱8に設けられた上下の鉛直溝又は鉛直孔に沿って移動自在になっていてもよい。
詳しくは、コラム10は矩形状で且つ下部が切り欠かれた形状とされ、一対の支柱8に亘って設けられいる。コラム10の左右両端部は各支柱8に設けられた上下の鉛直スライドバー12に上下移動自在に係合している(例えば、各支柱8に設けられたリニアモーションガイドのガイドレールにコラム10の左右両端部に設けられたスライドガイドを係合させる)。これにより、コラム10の全体が鉛直スライドバー12に沿って鉛直方向に移動する。なお、コラム10の左右両端部は鉛直スライドバー12に限らず、各支柱8に設けられた上下の鉛直溝又は鉛直孔に沿って移動自在になっていてもよい。
鉛直アクチュエータ11は、油圧又は電動等によって鉛直方向に伸縮するものであって、メインフレーム7の左右方向中央部又はコラム10の左右方向中央部に設けられている。鉛直アクチュエータ11の伸縮ロッドの中心線にあたる伸縮方向軸線N1(鉛直移動機構4における移動軸線N1)は上下に向けられている。
コラム10と鉛直アクチュエータ11との間には、当該鉛直アクチュエータ11を駆動してコラム10を鉛直方向に移動させた際に、コラム10又はアクチュエータにかかる鉛直荷重を測定する力計測手段(ロードセル)13が設けられている。
コラム10と鉛直アクチュエータ11との間には、当該鉛直アクチュエータ11を駆動してコラム10を鉛直方向に移動させた際に、コラム10又はアクチュエータにかかる鉛直荷重を測定する力計測手段(ロードセル)13が設けられている。
このロードセル13によって、タイヤTを装着してコラム10を鉛直方向に移動させた際のタイヤTにかかる鉛直荷重を測定することができる。ロードセル13を設けることで、キャンバ角が付与された状態でラジアル荷重と横荷重(ラテラル荷重)とキャンバ角とから鉛直荷重を求めるという必要がなくなり、簡単に鉛直荷重を制御することができる。
ラジアル移動機構5は、鉛直移動機構4とは別体に構成されたもので、タイヤ保持機構2をスピンドル軸23のラジアル方向、即ち、タイヤTのラジアル方向に移動させるものである。このラジアル移動機構5は、鉛直移動機構4のコラム10に支持されたものとなっている。
ラジアル移動機構5は、鉛直移動機構4とは別体に構成されたもので、タイヤ保持機構2をスピンドル軸23のラジアル方向、即ち、タイヤTのラジアル方向に移動させるものである。このラジアル移動機構5は、鉛直移動機構4のコラム10に支持されたものとなっている。
このラジアル移動機構5は、コラム10に取り付けられる取付体15と、この取付体15の前面側に固定されてタイヤ保持機構2をラジアル方向に移動自在に支持する支持体16と、この支持体16に支持されたタイヤ保持機構2をラジアル方向に移動させるラジアルアクチュエータ17とを備えている。
取付体15の後部、即ち、コラム10と対向する側には、コラム10の前面に設けられたレール18に嵌り込んで当該レール18(詳細は後述する)に沿って摺動自在なガイド部材19が設けられている。ガイド部材19がレール18に沿って摺動することにより、ラジアル移動機構5(取付体15)はレール18に沿って移動自在となっている。
取付体15の後部、即ち、コラム10と対向する側には、コラム10の前面に設けられたレール18に嵌り込んで当該レール18(詳細は後述する)に沿って摺動自在なガイド部材19が設けられている。ガイド部材19がレール18に沿って摺動することにより、ラジアル移動機構5(取付体15)はレール18に沿って移動自在となっている。
支持体16は、取付体15の前面に取付固定される固定部材20と、この固定部材20に対してタイヤTのラジアル軸線N3に沿って移動自在なスライド軸21と、このスライド軸21をラジアル方向に移動自在に支持するブラケット22とを備えたものとなっている。スライド軸21の下端には、後述するように、タイヤTの回転中心となるスピンドル軸23を回転自在に支持するケース24(タイヤ保持機構2のケース24)が装着されている。
さらに、具体的には、図1、図2に示すように、固定部材20内に左右及び前後に複数のスライド軸21が設けられて、このスライド軸21が上下に並べられた複数のブラケット22により支持されている。前側のスライド軸21を支持する前側のブラケット22Fは固定部材20に取り付けられ、後側のスライド軸21を支持する後側のブラケット22Rは取付体15に取り付けられている。各スライド軸21の下端にケース24が装着されたものとなっている。
さらに、具体的には、図1、図2に示すように、固定部材20内に左右及び前後に複数のスライド軸21が設けられて、このスライド軸21が上下に並べられた複数のブラケット22により支持されている。前側のスライド軸21を支持する前側のブラケット22Fは固定部材20に取り付けられ、後側のスライド軸21を支持する後側のブラケット22Rは取付体15に取り付けられている。各スライド軸21の下端にケース24が装着されたものとなっている。
ラジアルアクチュエータ17は、ボールねじ機構を備えるものであって、スライド軸21に平行で回転自在なねじ軸25と、このねじ軸25に螺合する螺合体(ボールねじナット)26と、ねじ軸25を回転させるモータ27とを備え、ボールねじナット26はスライド軸21に連結されている。
したがって、モータ27を駆動してねじ軸25を回転させることによって、ボールねじナット26を固定部材20に対して上下に移動させてスライド軸21をラジアル方向に移動させることができる。なお、ラジアルアクチュエータ17は、上述したねじ式の移動手段に限らず、油圧シリンダなどでスライド軸21を移動させるものであっても、他のものであってもよい。
したがって、モータ27を駆動してねじ軸25を回転させることによって、ボールねじナット26を固定部材20に対して上下に移動させてスライド軸21をラジアル方向に移動させることができる。なお、ラジアルアクチュエータ17は、上述したねじ式の移動手段に限らず、油圧シリンダなどでスライド軸21を移動させるものであっても、他のものであってもよい。
タイヤ保持機構2は、タイヤTをタイヤのラジアル軸線N3と直交する水平軸線の回りに回転自在に保持するものであって、鉛直移動機構4、キャンバ角付与機構6及びラジアル移動機構5を介して、メインフレーム7に支持されている。
詳しくは、このタイヤ保持機構2は、タイヤTの回転中心となるスピンドル軸23を回転自在に支持するケース24を備えており、このケース24がラジアル移動機構5(スライド軸21)に装着されたものとなっている。
ケース24には、スピンドル軸23を介してタイヤTの荷重やモーメントを測定する6分力計(ロードセル30)が少なくとも1つ設けられている。この実施形態では、ケース24の左右両端側に2つのロードセル30が設けられたものとなっている。スピンドル軸23の先端(左側)にはタイヤTを装着するためのリムが着脱自在に設けられている。
詳しくは、このタイヤ保持機構2は、タイヤTの回転中心となるスピンドル軸23を回転自在に支持するケース24を備えており、このケース24がラジアル移動機構5(スライド軸21)に装着されたものとなっている。
ケース24には、スピンドル軸23を介してタイヤTの荷重やモーメントを測定する6分力計(ロードセル30)が少なくとも1つ設けられている。この実施形態では、ケース24の左右両端側に2つのロードセル30が設けられたものとなっている。スピンドル軸23の先端(左側)にはタイヤTを装着するためのリムが着脱自在に設けられている。
キャンバ角付与機構6は、タイヤ保持機構2を左右方向に揺動させることで、タイヤTと模擬路面Rとの接地部を中心Oとして当該タイヤTにキャンバ角を付与するものである。このキャンバ角付与機構6は、鉛直移動機構4のコラム10に設けられたレール18と、本体側(シリンダ側)がコラム10に固定され、ロッド側がラジアル移動機構5(詳しくは、取付体15の下部)に連結されたキャンバアクチュエータ31とを備えている。
このレール18は、上方凸の円弧状に形成されたもので、その円弧の円弧中心を通る鉛直方向の中心線N2は、鉛直アクチュエータ11の伸縮方向軸線N1と同軸上となっている。
このレール18は、上方凸の円弧状に形成されたもので、その円弧の円弧中心を通る鉛直方向の中心線N2は、鉛直アクチュエータ11の伸縮方向軸線N1と同軸上となっている。
路面移動機構3は、タイヤTが接地する模擬路面Rを移動させるものであって、タイヤ保持機構2の下方に設けられている。路面移動機構3は、この実施形態では水平方向に回転自在な一対のドラム33に模擬路面Rとなる金属ベルト34を巻き回した平ベルト式のものとなっている。
ドラム33の回転軸35は、後述するターンテーブル36上に設けられた一対の軸受け体37により回転自在に支持されている。ターンテーブル36上には、ドラム33の回転軸35を回転させる駆動モータ38が配置されている。
ドラム33の回転軸35は、後述するターンテーブル36上に設けられた一対の軸受け体37により回転自在に支持されている。ターンテーブル36上には、ドラム33の回転軸35を回転させる駆動モータ38が配置されている。
路面移動機構3によれば、駆動モータ38を駆動させてドラム33の回転軸35を介してドラム33を回転させることによって、金属ベルト34(模擬路面R)を移動させることができるようになっている。
タイヤ試験装置1は、タイヤTに対してスリップ角を付与するスリップ角付与機構40を備えている。このスリップ角付与機構40は、路面移動機構3又はタイヤ保持機構2を路面Rの中心を通る上下軸(鉛直軸)回りに回転させるものであって、この実施形態では路面移動機構3を回転させるものである。
タイヤ試験装置1は、タイヤTに対してスリップ角を付与するスリップ角付与機構40を備えている。このスリップ角付与機構40は、路面移動機構3又はタイヤ保持機構2を路面Rの中心を通る上下軸(鉛直軸)回りに回転させるものであって、この実施形態では路面移動機構3を回転させるものである。
詳しくは、スリップ角付与機構40は、設置面Fに設置される設置台41と、この設置台41とドラム33との間に設けられて鉛直軸回りに回転自在となるターンテーブル36と、ターンテーブル36を回転駆動させるスリップアクチュエータ42とを備えている。
このスリップアクチュエータ42は、例えば、伸縮自在な油圧シリンダで構成されており、一端はターンテーブル36に連結され、他端はメインフレーム7又は設置台41又は設置面Fに連結されている。スリップ角付与機構40によれば、スリップアクチュエータ42を伸縮させることによって、ターンテーブル36が鉛直軸線回りに回転し、タイヤTに対してスリップ角を付与することができるようになっている。
このスリップアクチュエータ42は、例えば、伸縮自在な油圧シリンダで構成されており、一端はターンテーブル36に連結され、他端はメインフレーム7又は設置台41又は設置面Fに連結されている。スリップ角付与機構40によれば、スリップアクチュエータ42を伸縮させることによって、ターンテーブル36が鉛直軸線回りに回転し、タイヤTに対してスリップ角を付与することができるようになっている。
本発明のタイヤ試験装置1におけるタイヤT試験方法をタイヤ試験装置1の動作と合わせて説明する。
タイヤ試験装置1においては、リムにタイヤTを装着した後、キャンバ角付与機構6やスリップ角付与機構40によってキャンバ角やスリップ角を付与しながら当該タイヤTを路面移動機構3の模擬路面Rに転動させることで、タイヤTの力学特性をロードセル30により測定する。
詳しくは、まず、繰り返し試験を行ったときの測定精度を高めるために、タイヤTの走行時(転動時)での走行発熱を安定化させる予備走行を行う。予備走行では、タイヤTに対して、例えば、鉛直アクチュエータ11を駆動してコラム10を移動することでタイヤ保持機構2(タイヤT)を鉛直方向に移動させてタイヤTに鉛直荷重を付与し、この状態でタイヤTを10分〜30分間走行させる。なお、予備走行においては、上述したように、タイヤTに荷重を掛けるがタイヤTに掛ける荷重は鉛直荷重に限らず、ラジアル移動機構5によりラジアル荷重を掛けながら予備走行を行ってもよい。
タイヤ試験装置1においては、リムにタイヤTを装着した後、キャンバ角付与機構6やスリップ角付与機構40によってキャンバ角やスリップ角を付与しながら当該タイヤTを路面移動機構3の模擬路面Rに転動させることで、タイヤTの力学特性をロードセル30により測定する。
詳しくは、まず、繰り返し試験を行ったときの測定精度を高めるために、タイヤTの走行時(転動時)での走行発熱を安定化させる予備走行を行う。予備走行では、タイヤTに対して、例えば、鉛直アクチュエータ11を駆動してコラム10を移動することでタイヤ保持機構2(タイヤT)を鉛直方向に移動させてタイヤTに鉛直荷重を付与し、この状態でタイヤTを10分〜30分間走行させる。なお、予備走行においては、上述したように、タイヤTに荷重を掛けるがタイヤTに掛ける荷重は鉛直荷重に限らず、ラジアル移動機構5によりラジアル荷重を掛けながら予備走行を行ってもよい。
予備走行後、タイヤTを垂直状態(キャンバ角が0度の状態)にして、この状態でコラム10を移動することでタイヤTを鉛直方向に移動させ、タイヤTを模擬路面Rに接地する。タイヤTを接地する際には試験における所定の鉛直荷重を掛けておく。
次に、ラジアル移動機構5のラジアルアクチュエータ17を駆動してスライド軸21をラジアル方向に移動させることによりタイヤ保持機構2(タイヤT)とコラム10との相対距離を調整する。この際、キャンバ角付与機構6によってキャンバ角をつけた際のキャンバ角の揺動中心が模擬路面Rの高さと一致するように、タイヤT(タイヤ保持機構2)をコラムに対して相対移動させる(キャンバ角の揺動中心を模擬路面Rに合わせる)。言い換えれば、キャンバ角付与機構6のキャンバアクチュエータ31を駆動してラジアル移動機構5をレール18に沿って揺動させてタイヤのキャンバ角を変化させる場合に、キャンバ角の揺動中心が模擬路面RとタイヤTとの接地部から位置ずれすることがないように、当該ラジアル移動機構5でタイヤ保持機構2(タイヤT)とコラム10との相対距離を調整する。なお、キャンバ角の揺動中心を模擬路面Rに位置合わせする際には、コラム10をタイヤ保持機構2(タイヤT)に対して移動させてコラム10とタイヤ保持機構2(タイヤT)との相対距離を調整してもよい。
次に、ラジアル移動機構5のラジアルアクチュエータ17を駆動してスライド軸21をラジアル方向に移動させることによりタイヤ保持機構2(タイヤT)とコラム10との相対距離を調整する。この際、キャンバ角付与機構6によってキャンバ角をつけた際のキャンバ角の揺動中心が模擬路面Rの高さと一致するように、タイヤT(タイヤ保持機構2)をコラムに対して相対移動させる(キャンバ角の揺動中心を模擬路面Rに合わせる)。言い換えれば、キャンバ角付与機構6のキャンバアクチュエータ31を駆動してラジアル移動機構5をレール18に沿って揺動させてタイヤのキャンバ角を変化させる場合に、キャンバ角の揺動中心が模擬路面RとタイヤTとの接地部から位置ずれすることがないように、当該ラジアル移動機構5でタイヤ保持機構2(タイヤT)とコラム10との相対距離を調整する。なお、キャンバ角の揺動中心を模擬路面Rに位置合わせする際には、コラム10をタイヤ保持機構2(タイヤT)に対して移動させてコラム10とタイヤ保持機構2(タイヤT)との相対距離を調整してもよい。
上述したように、タイヤTが垂直状態で鉛直荷重の設定と、タイヤTを模擬路面Rに接地した状態でのキャンバ角中心の設定とを行った後、キャンバ角付与機構6でタイヤTにキャンバ角を付与して、タイヤTを模擬路面R上に走行させる。なお、キャンバ角に加えて、ターンテーブル36を回転させることで、タイヤTにスリップ角を付与してタイヤTの試験を行ってもよい。
本発明によれば、鉛直移動機構4と、ラジアル移動機構5と、キャンバ角を付与するキャンバ角付与機構6とを備えているため、キャンバ角を付与した状態で車輌等の荷重(重力)に相当する鉛直荷重をタイヤTに付与することができ、さらに、連続的にキャンバ角を変化させても、タイヤTの接地中心部が模擬路面Rから水平方向にずれてしまうということがなく、鉛直荷重を変えずにキャンバ角を連続的に変化させるといった試験を行うことができる。この試験は、2輪車用のタイヤの試験としても最適である。
本発明によれば、鉛直移動機構4と、ラジアル移動機構5と、キャンバ角を付与するキャンバ角付与機構6とを備えているため、キャンバ角を付与した状態で車輌等の荷重(重力)に相当する鉛直荷重をタイヤTに付与することができ、さらに、連続的にキャンバ角を変化させても、タイヤTの接地中心部が模擬路面Rから水平方向にずれてしまうということがなく、鉛直荷重を変えずにキャンバ角を連続的に変化させるといった試験を行うことができる。この試験は、2輪車用のタイヤの試験としても最適である。
しかも、鉛直アクチュエータ11によりタイヤTに付与する鉛直荷重の制御と、ラジアルアクチュエータ17によりタイヤTのラジアル軸線の移動制御とを独立して行うことができ、タイヤ試験における各種試験の設定(特にキャンバ角の中心の設定と、鉛直荷重の設定)が非常に行い易い。
また、ラジアル移動機構5は、タイヤ保持機構2をラジアル方向移動自在に支持していると共に、キャンバ角付与機構6に揺動自在に支持されていることから、ラジアル移動機構5によってタイヤTをラジアル方向に移動させることによってキャンバ角の中心を模擬路面R上に設定することが簡単にできる。
また、ラジアル移動機構5は、タイヤ保持機構2をラジアル方向移動自在に支持していると共に、キャンバ角付与機構6に揺動自在に支持されていることから、ラジアル移動機構5によってタイヤTをラジアル方向に移動させることによってキャンバ角の中心を模擬路面R上に設定することが簡単にできる。
スリップ角付与機構40は、模擬路面装置3を鉛直軸線回りに回転させるターンテーブル36を備えているため、ターンテーブル36を回転させることで、タイヤTに対して簡単にスリップ角を付与することができる。また、スリップ角付与機構40によって、スリップ角を変化させながらタイヤTの試験を行うことができる。
[第2実施形態]
図4及び図5は、第2実施形態におけるタイヤ試験装置を示したものである。なお、第1実施形態と同様の構成のものは、同一符号を付して説明を省略する。
[第2実施形態]
図4及び図5は、第2実施形態におけるタイヤ試験装置を示したものである。なお、第1実施形態と同様の構成のものは、同一符号を付して説明を省略する。
第2実施形態は、第1実施形態のラジアル移動機構5とキャンバ角付与機構6とを変形したものである。即ち、第1実施形態では、取付体15に対して固定された支持体16がスピンドル軸23のラジアル方向にタイヤ保持機構2を移動自在に支持する構造になっていたが、第2実施形態では、支持体16aにタイヤ保持機構2が移動不能に取り付けられて、当該支持体16aが取付体15に対してスピンドル軸23のラジアル方向に移動自在に支持され、これにより、タイヤ保持機構2がスピンドル軸23のラジアル方向に移動するものとなっている。
キャンバ角付与機構6は、円弧状に形成されたレール18と、この円弧状のレール18に揺動自在に支持された取付体15と、レール18に沿って取付体15を移動させるキャンバアクチュエータ31とを備えている。
この実施形態では、コラム10の前面に上下に離間した2本のレール18,18が取り付けられ、このレール18にガイド部材19が移動自在(摺動自在)設けられている。ガイド部材19に取付体15の後部が取り付けられたものとなっている。
取付体15の下部には、キャンバアクチュエータ31のロッド側が連結され、キャンバアクチュエータ31を伸縮することで、取付体15がレール18に沿って左右方向に揺動し、この取付体15を介してラジアル移動機構5(支持体16a)及びタイヤ保持機構2が左右方向に揺動するものとなっている。
この実施形態では、コラム10の前面に上下に離間した2本のレール18,18が取り付けられ、このレール18にガイド部材19が移動自在(摺動自在)設けられている。ガイド部材19に取付体15の後部が取り付けられたものとなっている。
取付体15の下部には、キャンバアクチュエータ31のロッド側が連結され、キャンバアクチュエータ31を伸縮することで、取付体15がレール18に沿って左右方向に揺動し、この取付体15を介してラジアル移動機構5(支持体16a)及びタイヤ保持機構2が左右方向に揺動するものとなっている。
取付体15の前部側には、左右方向に離間した2つのリニアモーションガイドが設けられており、各リニアモーションガイドのレール40が上下に延設されるように取付体15に取り付けられている。
ラジアル移動機構5は、タイヤ保持機構2が取り付けられ且つ取付体15に移動自在に支持された支持体16aと、この支持体16aをスピンドル軸23のラジアル方向に移動させるラジアルアクチュエータ17とを備えている。
支持体16aの後部(コラム10と対向する対向面側)には、取付体15に設けられたレール40に対して摺動自在に支持されたガイド部材41が取付けられている。支持体16aの下部には、前後方向に離間した2つのブラケット42,42が設けられ、このブラケット42,42によって挟み込まれるようにタイヤ保持機構2のケース24が取りつけられている。
ラジアル移動機構5は、タイヤ保持機構2が取り付けられ且つ取付体15に移動自在に支持された支持体16aと、この支持体16aをスピンドル軸23のラジアル方向に移動させるラジアルアクチュエータ17とを備えている。
支持体16aの後部(コラム10と対向する対向面側)には、取付体15に設けられたレール40に対して摺動自在に支持されたガイド部材41が取付けられている。支持体16aの下部には、前後方向に離間した2つのブラケット42,42が設けられ、このブラケット42,42によって挟み込まれるようにタイヤ保持機構2のケース24が取りつけられている。
したがって、支持体16aに取り付けられたガイド部材41がレール40に対して摺動することで、タイヤ保持機構2はリニアモーションガイドのレール40に沿って移動するものとなっている。
ラジアルアクチュエータ17は、ボールねじ機構を備えるものであって、リニアモーションガイドのレール40に平行で回転自在なねじ軸25aと、このねじ軸25aに螺合する螺合体(ボールねじナット)26aと、ねじ軸25aを回転させるモータ27とを備えている。ボールねじナット26aは支持体16aに対しては移動不能に固定され、モータ27は取付体15の上部に固定され、ねじ軸25aは取付体15に回転自在に両端支持されている。
ラジアルアクチュエータ17は、ボールねじ機構を備えるものであって、リニアモーションガイドのレール40に平行で回転自在なねじ軸25aと、このねじ軸25aに螺合する螺合体(ボールねじナット)26aと、ねじ軸25aを回転させるモータ27とを備えている。ボールねじナット26aは支持体16aに対しては移動不能に固定され、モータ27は取付体15の上部に固定され、ねじ軸25aは取付体15に回転自在に両端支持されている。
したがって、モータ27を駆動してねじ軸25aを回転させることによって、ボールねじナット26aを介して支持体16aはリニアモーションガイドのレール40に沿って上下に移動するようになり、これにより、タイヤ保持機構2がスピンドル軸23のラジアル方向に移動することとなる。
本発明は上記の実施の形態に限定されない。
即ち、支持体16aの下部には、タイヤ保持機構2のスピンドル軸23を駆動回転させるためのスピンドルモータ44を設けてもよい。これにより、スピンドル軸23に取りつけたタイヤTに対してトルクを付与することができるようになり、また、擬似路面Rの移動速度とタイヤTの回転速度に速度差をつけて試験することができる。
本発明は上記の実施の形態に限定されない。
即ち、支持体16aの下部には、タイヤ保持機構2のスピンドル軸23を駆動回転させるためのスピンドルモータ44を設けてもよい。これにより、スピンドル軸23に取りつけたタイヤTに対してトルクを付与することができるようになり、また、擬似路面Rの移動速度とタイヤTの回転速度に速度差をつけて試験することができる。
1 タイヤ試験装置
2 タイヤ保持機構
3 路面移動機構
4 鉛直移動機構
5 ラジアル移動機構
6 キャンバ角付与機構
R 模擬路面
T タイヤ
2 タイヤ保持機構
3 路面移動機構
4 鉛直移動機構
5 ラジアル移動機構
6 キャンバ角付与機構
R 模擬路面
T タイヤ
Claims (9)
- 模擬路面を移動させる路面移動機構と、スピンドル軸回りにタイヤを回転自在に保持するタイヤ保持機構とを備えたタイヤ試験装置において、
前記タイヤ保持機構を前記スピンドル軸のラジアル方向に移動させるラジアル移動機構と、前記タイヤ保持機構を前記タイヤと模擬路面との接地部を中心に揺動させてキャンバ角を付与するキャンバ角付与機構と、前記ラジアル移動機構とは別体に設けられ且つ前記タイヤ保持機構を鉛直方向に移動させる鉛直移動機構とを備えていることを特徴とするタイヤ試験装置。 - 前記鉛直移動機構は、前記ラジアル移動機構と前記キャンバ角付与機構とを鉛直方向に移動自在に支持していることを特徴とする請求項1に記載のタイヤ試験装置。
- 前記ラジアル移動機構は、前記タイヤ保持機構を前記スピンドル軸のラジアル方向へ移動自在に支持していると共に、前記キャンバ角付与機構に揺動自在に支持されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のタイヤ試験装置。
- 前記鉛直移動機構は、メインフレームに鉛直方向に移動自在に支持されたコラムと、このコラムを鉛直方向に移動させる鉛直アクチュエータを備え、
前記ラジアル移動機構は、前記タイヤ保持機構をラジアル方向に移動自在に支持し且つ前記コラムに揺動自在に支持された支持体と、この支持体に支持されたタイヤ保持機構をラジアル方向に移動させるラジアルアクチュエータとを備え、
前記キャンバ角付与機構は、前記コラムに設けられ且つ前記支持体を揺動自在に支持する円弧状のレールと、前記レールに沿って移動させるキャンバアクチュエータとを備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ試験装置。 - 前記鉛直移動機構は、メインフレームに鉛直方向に移動自在に支持されたコラムと、このコラムを鉛直方向に移動させる鉛直アクチュエータを備え、
前記キャンバ角付与機構は、前記コラムに設けられた円弧状のレールと、この円弧状のレールに揺動自在に支持された取付体と、前記レールに沿って取付体を移動させるキャンバアクチュエータとを備え、
前記ラジアル移動機構は、前記取付体に移動自在に支持されて且つ前記タイヤ保持機構が取り付けられた支持体と、この支持体を前記スピンドル軸のラジアル方向に移動させるラジアルアクチュエータとを備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ試験装置。 - 前記鉛直アクチュエータは、前記コラムを鉛直方向に移動させる伸縮ロッドを備え、前記鉛直アクチュエータの伸縮ロッドの中心線と、前記キャンバ角付与機構のレールの円弧中心を通る鉛直方向の中心線とが同軸上となるように設定されていることを特徴とする請求項4又は5に記載のタイヤ試験装置。
- 前記路面移動機構又はタイヤ保持機構を鉛直方向の軸線回りに回転させることでスリップ角を付与するスリップ角付与機構を備えていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のタイヤ試験装置。
- 請求項1〜7のいずれかのタイヤ試験装置を用いてタイヤの試験を行うタイヤ試験方法であって、
前記鉛直移動機構でタイヤを鉛直方向に移動させると共にラジアル移動機構でタイヤをラジアル方向に移動させることで、前記キャンバ角付与機構の揺動中心をタイヤと模擬路面の接地部に一致させ、前記キャンバ角付与機構により前記接地部を中心としてタイヤのキャンバ角を変化させながらタイヤの試験を行うことを特徴とするタイヤ試験方法。 - 前記タイヤとして、2輪車用のタイヤを用いることを特徴とする請求項8に記載のタイヤ試験方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008022782A JP2009180715A (ja) | 2008-02-01 | 2008-02-01 | タイヤ試験装置及びタイヤ試験方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012126321A (ja) * | 2010-12-17 | 2012-07-05 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 空気入りタイヤの空気漏れ試験装置及び空気漏れ試験方法 |
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JP2015072214A (ja) * | 2013-10-03 | 2015-04-16 | 株式会社ブリヂストン | タイヤ試験装置 |
JP2020091160A (ja) * | 2018-12-04 | 2020-06-11 | 株式会社ブリヂストン | タイヤ接地特性計測方法、タイヤ接地特性計測装置およびタイヤ接地特性計測システム |
WO2022071395A1 (ja) * | 2020-09-30 | 2022-04-07 | 国際計測器株式会社 | タイヤ試験装置 |
US11867588B2 (en) | 2018-04-20 | 2024-01-09 | Kokusai Keisokuki Kabushiki Kaisha | Tire testing device |
-
2008
- 2008-02-01 JP JP2008022782A patent/JP2009180715A/ja active Pending
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