JP2011137787A - タイヤのフラットベルト試験装置及びタイヤ試験装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】実路面を擬似的に再現し、タイヤの動特性を精度良く測定可能にするタイヤのフラットベルト試験装置及びタイヤ試験装置を提供する。
【解決手段】所定距離離間して互いに平行かつ水平に配置される一対のドラム33,34と、一対のドラム33,34に掛け渡される環状のフラットベルト35と、一対のドラム33,34の少なくとも一方を駆動する駆動手段41と、フラットベルト35の幅方向に延長し、フラットベルト35の延長方向に複数配置され、フラットベルト35の上側の内周面と接触するサポートローラ36〜40と、サポートローラ36〜40を加振する加振装置21とを備えるようにした。
【選択図】図1
【解決手段】所定距離離間して互いに平行かつ水平に配置される一対のドラム33,34と、一対のドラム33,34に掛け渡される環状のフラットベルト35と、一対のドラム33,34の少なくとも一方を駆動する駆動手段41と、フラットベルト35の幅方向に延長し、フラットベルト35の延長方向に複数配置され、フラットベルト35の上側の内周面と接触するサポートローラ36〜40と、サポートローラ36〜40を加振する加振装置21とを備えるようにした。
【選択図】図1
Description
本発明は、タイヤ試験装置に関し、特に、実路面状態を高精度に再現可能なタイヤのフラットベルト試験装置及びタイヤ試験装置に関する。
例えば、タイヤの性能試験は、ホイールに組み付けられたタイヤを保持するコラムユニットと、擬似的に実際の路面を再現したフラットベルト試験装置(以下:フラットベルトユニットと示す)からなるタイヤ試験装置により行われる。
コラムユニットは、タイヤを固定するホイールハブを備えたサスペンションユニットと、操舵装置とが固定されるスピンドルと、スピンドルを上下に昇降させる昇降機構とを備え、サスペンションユニットのホイールハブに被検体となるタイヤを回転自在に保持し、タイヤのホイールに6分力測定器を取り付けてタイヤに作用する力を測定する。
一方、フラットベルトユニットは、互いに所定距離離間し、水平かつ平行に設けられた一対のドラムと、ドラム間に掛け渡されるフラットベルトと、ドラムの一方を回転させる駆動手段と、フラットベルトユニット全体を加振する加振装置とを備え、ドラムとともに回転するフラットベルトに対してタイヤを接触させ、フラットベルトユニットを加振することで実路面の凹凸を再現してタイヤに作用する力を測定するようにしている。
コラムユニットは、タイヤを固定するホイールハブを備えたサスペンションユニットと、操舵装置とが固定されるスピンドルと、スピンドルを上下に昇降させる昇降機構とを備え、サスペンションユニットのホイールハブに被検体となるタイヤを回転自在に保持し、タイヤのホイールに6分力測定器を取り付けてタイヤに作用する力を測定する。
一方、フラットベルトユニットは、互いに所定距離離間し、水平かつ平行に設けられた一対のドラムと、ドラム間に掛け渡されるフラットベルトと、ドラムの一方を回転させる駆動手段と、フラットベルトユニット全体を加振する加振装置とを備え、ドラムとともに回転するフラットベルトに対してタイヤを接触させ、フラットベルトユニットを加振することで実路面の凹凸を再現してタイヤに作用する力を測定するようにしている。
しかし、加振装置によりフラットベルトユニット全体を加振してタイヤの性能試験を行った場合、フラットベルトユニットが重いために、加振装置から入力される加振波形に対してフラットベルトユニットの動きが追従できず、高周波の細かい振動を再現することができない。よって、従来のフラットベルト試験装置では、精度良く実際の路面を再現することができず、タイヤの性能を正確に測定できないという問題が生じる。
本発明は、上記課題を解決するため、実路面を精度良く擬似的に再現し、タイヤの動特性を精度良く測定可能とするタイヤのフラットベルト試験装置及びタイヤ試験装置を提供する。
本発明の第1の構成として、所定距離離間して互いに平行かつ水平に配置される一対のドラムと、一対のドラムに掛け渡される環状のフラットベルトと、一対のドラムの少なくとも一方を駆動する駆動手段と、フラットベルトの幅方向に延長し、フラットベルトの延長方向に複数配置され、フラットベルトの上側の内周面と接触するサポートローラと、サポートローラを加振する加振装置とを備えるようにフラットベルト試験装置を構成した。
本発明によれば、加振装置がサポートローラを加振する振動が、サポートローラと接触するフラットベルトに伝達されることにより、加振装置からの加振に対してフラットベルトの追従性が良くなり、フラットベルトが実路面を擬似的に精度良く再現することができる。
本発明によれば、加振装置がサポートローラを加振する振動が、サポートローラと接触するフラットベルトに伝達されることにより、加振装置からの加振に対してフラットベルトの追従性が良くなり、フラットベルトが実路面を擬似的に精度良く再現することができる。
本発明の第2の構成として、加振装置をサポートローラを回転可能に保持するフレームに設けるようにフラットベルト試験装置を構成した。
本発明によれば、加振装置の加振する振動が、フレームを介してサポートローラに伝達されることでサポートローラが直接的に加振されるので、サポートローラと接触するフラットベルトに伝達されることにより、加振装置からの加振に対してフラットベルトの追従性が良くなり、フラットベルトが、実路面を擬似的に精度よく再現することができる。
本発明によれば、加振装置の加振する振動が、フレームを介してサポートローラに伝達されることでサポートローラが直接的に加振されるので、サポートローラと接触するフラットベルトに伝達されることにより、加振装置からの加振に対してフラットベルトの追従性が良くなり、フラットベルトが、実路面を擬似的に精度よく再現することができる。
本発明の第3の構成として、加振装置がフレームを3軸方向に加振するようにフラットベルト試験装置を構成した。
本発明によれば、フレームを3軸方向に加振することにより、サポートローラと接触するフラットベルトが、より複雑な実路面を擬似的に精度良く再現することができる。
本発明によれば、フレームを3軸方向に加振することにより、サポートローラと接触するフラットベルトが、より複雑な実路面を擬似的に精度良く再現することができる。
本発明の第4の構成として、加振装置をフレームに複数設けるようにフラットベルト試験装置を構成した。
本発明によれば、複数の加振装置の動作を組み合わせることにより、フレームを複雑に加振することができるので、サポートローラと接触するフラットベルトが、より複雑な実路面をより精度良く再現することができる。
本発明によれば、複数の加振装置の動作を組み合わせることにより、フレームを複雑に加振することができるので、サポートローラと接触するフラットベルトが、より複雑な実路面をより精度良く再現することができる。
本発明の第5の構成として、前記いずれかに記載のフラットベルト試験装置と、フラットベルトの延長方向と直角方向に延長し、タイヤを回転可能に保持するスピンドルと、スピンドルをフラットベルトに対して昇降する昇降機構を備える構成とした。
本発明によれば、タイヤを保持するスピンドルに複雑な構造を介在させることなく、フラットベルトに対して昇降させることが可能となり、様々な路面状態及びタイヤの運動状態を再現したタイヤの試験ができる。
本発明によれば、タイヤを保持するスピンドルに複雑な構造を介在させることなく、フラットベルトに対して昇降させることが可能となり、様々な路面状態及びタイヤの運動状態を再現したタイヤの試験ができる。
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
実施形態1
図1(a)はタイヤ試験装置1の側面図,図1(b)はタイヤ試験装置1の正面図である。
図1(a),(b)に示すように、タイヤ試験装置1は、被検体となるタイヤTを保持するコラムユニット2と、擬似的に路面を再現するフラットベルトユニット3とにより構成される。
コラムユニット2は、コラムフレーム5と、コラムフレーム5の一側面5aから水平方向に突出、延長するスピンドル7と、当該スピンドル7を鉛直方向(Z軸方向)、上下に移動させる鉛直移動機構8とを備える。
図1(a)はタイヤ試験装置1の側面図,図1(b)はタイヤ試験装置1の正面図である。
図1(a),(b)に示すように、タイヤ試験装置1は、被検体となるタイヤTを保持するコラムユニット2と、擬似的に路面を再現するフラットベルトユニット3とにより構成される。
コラムユニット2は、コラムフレーム5と、コラムフレーム5の一側面5aから水平方向に突出、延長するスピンドル7と、当該スピンドル7を鉛直方向(Z軸方向)、上下に移動させる鉛直移動機構8とを備える。
コラムフレーム5は、床面に立設され、複数本の支柱と支柱間に掛け渡される梁とにより構成され、タイヤ試験に耐え得る十分な耐振構造を有し、固有振動数が試験を行うタイヤの回転速度の40倍以上となるように設定される。コラムフレーム5内の底面5bには、鉛直移動機構8が設けられる。
鉛直移動機構8は、油圧シリンダ9により構成され、油圧シリンダ9のピストン9aの伸縮方向が鉛直方向(Z軸方向)となるようにコラムフレーム5内に設けられる。ピストン9aの先端9bには、スピンドル7が固定される。
スピンドル7は、柱状に形成された軸体からなり、軸体の延長方向が水平(Y軸方向)となるように、スピンドル7の軸体の一端側7aがピストン9aの先端9bに固定され、他端側7bがコラムフレーム5の一側面5aから突出する。スピンドル7の他端側7bの端面7cには、6分力測定器10が取付けられる。
スピンドル7は、柱状に形成された軸体からなり、軸体の延長方向が水平(Y軸方向)となるように、スピンドル7の軸体の一端側7aがピストン9aの先端9bに固定され、他端側7bがコラムフレーム5の一側面5aから突出する。スピンドル7の他端側7bの端面7cには、6分力測定器10が取付けられる。
6分力測定器10は、被検体となるタイヤTに作用する様々な荷重を、例えば、力Fx,Fy,Fz、モーメントMx,My,Mzとして測定する。ここで、力Fxはタイヤ前後方向(X軸方向)に作用する力を示し、力Fyはタイヤ横方向(Y軸方向)に作用する力を示し、力Fzはタイヤ鉛直方向(Z軸方向)に作用する力を示す。また、モーメントMxはタイヤ前後方向を向くX軸周りに作用する力を示し、モーメントMyはタイヤの横方向を向くY軸周りに作用する力を示し、モーメントMzはタイヤの鉛直方向を向くZ軸周りに作用する力を示す。
6分力測定器10により測定されたデータは、6分力測定器10に内蔵される図外の無線装置により逐次、後述の制御装置100(図5参照)に出力される。なお、本実施形態では6分力測定器10をスピンドル7に設けたが、ホイールに取り付けるタイプの6分力測定器を用いて測定しても良い。
6分力測定器10の先端には、ホイールハブ11が取り付けられる。ホイールハブ11は、ホイールWに組み付けられた被検体としてのタイヤTを回転自在に保持する。
上記構成のコラムユニット2により、被検体としてのタイヤTは、回転自在、かつ、鉛直方向に移動可能に保持される。
上記構成のコラムユニット2により、被検体としてのタイヤTは、回転自在、かつ、鉛直方向に移動可能に保持される。
図1(b)に示すように、コラムユニット2に保持されたタイヤTの下側には、フラットベルトユニット3が配置される。フラットベルトユニット3は、コラムユニット2に保持されたタイヤTを従動的に回転させるためのもので擬似的に実際の路面を再現する装置である。
フラットベルトユニット3は、コラムユニット2の側方に設けられる基台20と、基台20上に立設される支柱26〜29と、支柱26,27及び支柱28,29によりそれぞれ支持される回転支持軸31,32と、回転支持軸31,32により回転可能に支持される一対のドラム33,34と、ドラム33,34間に掛け渡される環状のフラットベルト35と、一方のドラム33を回転させる駆動手段41と、フラットベルト35の上側の内周面を支持する複数のサポートローラ36〜40からなるサポートローラユニット4とにより構成される。
フラットベルトユニット3は、コラムユニット2の側方に設けられる基台20と、基台20上に立設される支柱26〜29と、支柱26,27及び支柱28,29によりそれぞれ支持される回転支持軸31,32と、回転支持軸31,32により回転可能に支持される一対のドラム33,34と、ドラム33,34間に掛け渡される環状のフラットベルト35と、一方のドラム33を回転させる駆動手段41と、フラットベルト35の上側の内周面を支持する複数のサポートローラ36〜40からなるサポートローラユニット4とにより構成される。
支柱26〜29は、水平断面が長方形状の柱体からなり、水平断面における長辺がX軸と平行となるように基台20上に立設される。
支柱26の上端側26aには、Y軸方向に貫通する軸受け孔26cが形成され、軸受けの取り付け方向がY軸と平行となるように軸受け65が設けられる。支柱27の上端側27aには、Y軸方向に貫通する軸受け孔27cが形成され、当該軸受け孔27cに軸受け66が設けられる。支柱28の上端側28aには、Y軸方向に貫通する軸受け孔28cが形成され、当該軸受け孔28cに軸受け67が設けられる。支柱29の上端側29aには、Y軸方向に貫通する軸受け孔29cが形成され、当該軸受け孔29cに軸受け68が設けられる。
支柱26の上端側26aには、Y軸方向に貫通する軸受け孔26cが形成され、軸受けの取り付け方向がY軸と平行となるように軸受け65が設けられる。支柱27の上端側27aには、Y軸方向に貫通する軸受け孔27cが形成され、当該軸受け孔27cに軸受け66が設けられる。支柱28の上端側28aには、Y軸方向に貫通する軸受け孔28cが形成され、当該軸受け孔28cに軸受け67が設けられる。支柱29の上端側29aには、Y軸方向に貫通する軸受け孔29cが形成され、当該軸受け孔29cに軸受け68が設けられる。
支柱26,27の間には、回転支持軸31を備えたドラム33が配置され、回転支持軸31の両端が軸受け65,66により支持される。同様に、支柱28,29の間には、回転支持軸32を備えたドラム34が配置され、回転支持軸32の両端が軸受け67,68により支持される。
さらに、支柱26〜29の互いが向き合う面には、サブフレーム88A,88Bが取り付けられる。サブフレーム88Aは、延長方向がX軸に沿って支柱26と支柱28に固定され、サブフレーム88Bは、延長方向がX軸に沿って支柱27と支柱29に固定される。また、サブフレーム88A,88Bには、ドラム33とドラム34との間に位置し、サブフレーム88A,88B間に基板89が架設される。
上記構成のように設けられるドラム33,34には、フラットベルト35が掛け渡される。フラットベルト35は、厚さ約0.5mmの鋼板を環状の帯体にしたものであり、その外周面には例えばゴム製の防滑材が貼付されている。防滑材は、鋼板の摩擦係数よりも高い摩擦係数を有し、具体的には、実際のアスファルト路面に近い摩擦係数となるように設定されている。
なお、フラットベルト35は、図外のオートテンショナにより張力が一定に保たれる。
なお、フラットベルト35は、図外のオートテンショナにより張力が一定に保たれる。
図2は、駆動手段41によるドラム33の回転機構図を示す。図2に示すように、駆動手段41は、減速機構を備えるギアードモータ43と、ギアードモータ43の出力軸43aに取り付けられたプーリ44とにより構成される。ギアードモータ43のプーリ44と回転支持軸31のプーリ42とにベルト45が掛け渡され、ギアードモータ43の回転に伴なってドラム33が能動的に回転し、フラットベルト35が回転する。
図3は、サポートローラユニット4の構造図を示す。図4(a),(b)は、加振装置の構成図を示す。図3に示すように、サポートローラユニット4は、加振装置21と柱体90とフレーム91と複数のサポートローラ36〜40により構成される。
加振装置21は、複数のサポートローラ36〜40を加振してフラットベルト35を加振する。以下、加振装置21について説明する。
図4に示すように、加振装置21は、台座部51と、複数のリニアレールセット52〜55と、油圧シリンダ56〜58と、加振台59と、油圧発生器60と、サーボバルブ61〜63とにより構成される。
図4に示すように、加振装置21は、台座部51と、複数のリニアレールセット52〜55と、油圧シリンダ56〜58と、加振台59と、油圧発生器60と、サーボバルブ61〜63とにより構成される。
台座部51は、上側が開口する一方開口の箱体であり、対面する一対の側壁51b,51cの内面にはそれぞれリニアレールセット52,53が設けられる。
リニアレールセット52は、一対のガイドレール52a,52bとガイドレール52a,52b上を移動するスライダ52cとを備え、ガイドレール52a,52bの延長方向がZ軸方向と平行となるように壁部51bに固定される。リニアレールセット53は、一対のガイドレール53a,53bとガイドレール53a,53b上を移動するスライダ53cとを備え、ガイドレール53a,53bの延長方向がZ軸方向と平行となるように壁部51cに固定される。また、側壁51b,51cのうち一方の側壁51bには油圧シリンダ56が固定される。
リニアレールセット52は、一対のガイドレール52a,52bとガイドレール52a,52b上を移動するスライダ52cとを備え、ガイドレール52a,52bの延長方向がZ軸方向と平行となるように壁部51bに固定される。リニアレールセット53は、一対のガイドレール53a,53bとガイドレール53a,53b上を移動するスライダ53cとを備え、ガイドレール53a,53bの延長方向がZ軸方向と平行となるように壁部51cに固定される。また、側壁51b,51cのうち一方の側壁51bには油圧シリンダ56が固定される。
上記スライダ52c,53cには、板状の基板64が掛け渡され、基板64上には、別のリニアレールセット54と油圧シリンダ57が設けられる。リニアレールセット54のガイドレール54a,54bの延長方向がY軸方向と平行となるように基板64上に固定され、ガイドレール54a,54bの間には、油圧シリンダ57の伸縮方向がガイドレール54a,54bの延長方向と平行となるように基板64上に固定される。油圧シリンダ57のピストン57aはスライダ54cに固定され、ピストン57aの伸縮長さ及び伸縮速度によりスライダ54cの移動量及び速度が制御される。
スライダ54c上には、別のリニアレールセット55と油圧シリンダ58が設けられる。リニアレールセット55のガイドレール55a,55bの延長方向がX軸方向と平行となるようにスライダ54c上に固定され、ガイドレール55a,55bの間には、油圧シリンダ58の伸縮方向がガイドレール55a,55bの延長方向と平行となるようにスライダ54cに固定される。油圧シリンダ58のピストン58aはスライダ55cに固定され、ピストン58aの伸縮長さ及び伸縮速度によりスライダ55cの移動量及び速度が制御される。スライダ55cには、交換可能に加振台59が固定され、加振台59に支柱90が立設される。
上記構成の各油圧シリンダ56〜58には、ピストン56a〜58aが伸縮自在に固定され、シリンダ56b〜58bがピストン56a〜58aに沿って移動する。シリンダ56bはスライダ52cに固定され、シリンダ57cはスライダ54cに固定され、シリンダ58bは、スライダ55cに固定される。シリンダ56b〜58bは、それぞれサーボバルブ61〜63を介して、油圧発生器60に接続される。サーボバルブ61〜63は、後述の制御装置100から出力される加振信号に基づき、油圧シリンダ56〜58に供給する油量を各サーボバルブ61〜63を電気的に制御し、ピストン56a〜58aの移動距離及び伸縮速度を制御する。これにより、加振装置21の各油圧シリンダ56〜58の動作を個別に制御することにより、加振台59に立設された柱体90をX軸方向,Y軸方向,Z軸方向の3軸方向に移動させることができる。なお、加振装置21は、上記構成のものに限らず、電気的に加振するものであっても良い。また、1つの加振装置が3軸の加振を行うユニットではなく、単軸の加振装置を3軸方向に個別に設けて加振するように構成しても良い。
柱体90は、サポートローラ36〜40を回転可能に保持するフレーム91と加振台59を接続する支持部材である。
フレーム91は、フラットベルト35の幅よりも幅広な底部91aと、底部91aから互いに対向して立設される一対の側壁91b,91cとからなる。側壁91b,91cは、フラットベルト35の縁部に沿って平行となるように、支柱91aに固定される。側壁91b,91cの延長方向には、Y軸方向に貫通する複数の孔81a〜81e,82a〜82eが開設され、複数の孔81a〜81e,82a〜82eには、軸受け86a〜86eが開設される。軸受け86a〜86eには、サポートローラ36〜40を回転可能に支持するローラ軸36a〜40aが嵌入される。なお、サポートローラの数は上記に限らず適宜設定すれば良い。
フレーム91は、フラットベルト35の幅よりも幅広な底部91aと、底部91aから互いに対向して立設される一対の側壁91b,91cとからなる。側壁91b,91cは、フラットベルト35の縁部に沿って平行となるように、支柱91aに固定される。側壁91b,91cの延長方向には、Y軸方向に貫通する複数の孔81a〜81e,82a〜82eが開設され、複数の孔81a〜81e,82a〜82eには、軸受け86a〜86eが開設される。軸受け86a〜86eには、サポートローラ36〜40を回転可能に支持するローラ軸36a〜40aが嵌入される。なお、サポートローラの数は上記に限らず適宜設定すれば良い。
上記構成のサポートローラユニット4が基板89に加振装置21が固定されたときに、サポートローラ36〜40を回転可能に支持するローラ軸36a〜40aがフラットベルト35の幅方向に延長し、さらに、サポートローラ36〜40の配置される方向が、フラットベルト35の延長方向となるように設けられる。これにより、フラットベルト35の上側の内周面において、サポートローラ36〜40がフラットベルト35と接触し、フラットベルト35が回転したときにサポートローラ36〜40が回転できる。また、フラットベルト35にタイヤTが接触したときに、サポートローラ36〜40は、フラットベルト35が撓まないようにフラットベルト35上側の内周面を支持するので、タイヤTに作用する荷重が正確に測定できるようにアシストする。
上記構成のサポートローラユニット4によれば、加振装置21が作動して加振することによりサポートローラ36〜40が直接フラットベルト35に振動を伝達するので、周波数の高い、すなわち、小さな連続する路面の凹凸を再現することができる。
上記構成のサポートローラユニット4によれば、加振装置21が作動して加振することによりサポートローラ36〜40が直接フラットベルト35に振動を伝達するので、周波数の高い、すなわち、小さな連続する路面の凹凸を再現することができる。
図5は、制御装置100のブロック図を示す。
制御装置100は、試験条件を入力する入力手段と試験状態をリアルタイムで表示するモニタと接続される。また、制御装置100は、コラムユニット2の鉛直移動機構8を構成する油圧シリンダ9と、6分力測定器10と接続される。また、制御装置100は、フラットベルトユニット3の加振装置21に設けられる油圧シリンダ56〜58と接続するサーボバルブ61〜63と油圧発生器60と、ドラム33を回転させるギアードモータ43と接続される。
具体的には、制御装置100は、入力手段から試験条件がデータとして入力され、試験条件に基づいて以下の装置及び機器に各種信号を出力する。
制御装置100は、コラムユニット2の鉛直移動機構8を構成する油圧シリンダ9に対して、タイヤTを降下させてフラットベルト35に押圧し、タイヤTに所定の荷重が負荷されるようにする荷重信号を出力する。
また、制御装置100には、6分力測定器10が出力する力Fx,Fy,Fz、モーメントMx,My,Mzが入力される。
また、制御装置100は、ドラム33を回転させるギアードモータ43に対して回転信号を出力する。なお、回転信号には、試験条件に基づいて、ドラム33の回転速度を変化させる回転信号や回転速度を一定に保つ回転信号が存在する。
また、制御装置100は、油圧シリンダ56〜58に供給する油圧を発生させる油圧発生器60に対してポンプ駆動信号を出力する。
また、制御装置100は、サポートローラユニット4の加振装置21にそれぞれ設けられる油圧シリンダ56〜58と接続するサーボバルブ61〜63に対して加振信号を出力する。
制御装置100は、試験条件を入力する入力手段と試験状態をリアルタイムで表示するモニタと接続される。また、制御装置100は、コラムユニット2の鉛直移動機構8を構成する油圧シリンダ9と、6分力測定器10と接続される。また、制御装置100は、フラットベルトユニット3の加振装置21に設けられる油圧シリンダ56〜58と接続するサーボバルブ61〜63と油圧発生器60と、ドラム33を回転させるギアードモータ43と接続される。
具体的には、制御装置100は、入力手段から試験条件がデータとして入力され、試験条件に基づいて以下の装置及び機器に各種信号を出力する。
制御装置100は、コラムユニット2の鉛直移動機構8を構成する油圧シリンダ9に対して、タイヤTを降下させてフラットベルト35に押圧し、タイヤTに所定の荷重が負荷されるようにする荷重信号を出力する。
また、制御装置100には、6分力測定器10が出力する力Fx,Fy,Fz、モーメントMx,My,Mzが入力される。
また、制御装置100は、ドラム33を回転させるギアードモータ43に対して回転信号を出力する。なお、回転信号には、試験条件に基づいて、ドラム33の回転速度を変化させる回転信号や回転速度を一定に保つ回転信号が存在する。
また、制御装置100は、油圧シリンダ56〜58に供給する油圧を発生させる油圧発生器60に対してポンプ駆動信号を出力する。
また、制御装置100は、サポートローラユニット4の加振装置21にそれぞれ設けられる油圧シリンダ56〜58と接続するサーボバルブ61〜63に対して加振信号を出力する。
以下、タイヤの試験手順について説明する。
まず、タイヤTをコラムユニット2のホイールハブ11に固定し、静止時にタイヤTに付与する荷重及び路面状態を含む試験条件を制御装置100に入力する。これにより、コラムユニット2にセットされたタイヤTは、ニュートラル状態のサポートローラユニット4が支持するフラットベルト35と接触し、所定の荷重が得られまでスピンドル7とともに下降する。荷重の計測は、スピンドル7に設けられた6分力測定器10により計測され、6分力測定器10が制御装置100に出力する鉛直荷重Fzに基づいて、制御装置100がタイヤTの下降位置を決定する。
次に、制御装置100は、制御装置100に入力された試験条件としての路面状態を示す加振波形に基づき、加振装置21に加振信号を出力するとともに、タイヤTの走行状態を制御するために、フラットベルト35を回転させるギアードモータ43に回転信号を出力し、スピンドル7を移動させる油圧シリンダ9に荷重信号を出力する。これによりタイヤ試験が自動で開始される。
上記タイヤ試験において、6分力測定器10が出力する力Fx,Fy,Fz、モーメントMx,My,Mzは、加振波形と同期して制御装置100内に保存される。
まず、タイヤTをコラムユニット2のホイールハブ11に固定し、静止時にタイヤTに付与する荷重及び路面状態を含む試験条件を制御装置100に入力する。これにより、コラムユニット2にセットされたタイヤTは、ニュートラル状態のサポートローラユニット4が支持するフラットベルト35と接触し、所定の荷重が得られまでスピンドル7とともに下降する。荷重の計測は、スピンドル7に設けられた6分力測定器10により計測され、6分力測定器10が制御装置100に出力する鉛直荷重Fzに基づいて、制御装置100がタイヤTの下降位置を決定する。
次に、制御装置100は、制御装置100に入力された試験条件としての路面状態を示す加振波形に基づき、加振装置21に加振信号を出力するとともに、タイヤTの走行状態を制御するために、フラットベルト35を回転させるギアードモータ43に回転信号を出力し、スピンドル7を移動させる油圧シリンダ9に荷重信号を出力する。これによりタイヤ試験が自動で開始される。
上記タイヤ試験において、6分力測定器10が出力する力Fx,Fy,Fz、モーメントMx,My,Mzは、加振波形と同期して制御装置100内に保存される。
上記構成のタイヤ試験装置1によれば、加振装置21が軽量な複数のサポートローラ36〜40を加振することで、フラットベルト35が、周波数の高い振動でもサポートローラ36〜40の加振に追従して振動できるので、実路面を再現する範囲が広がり、従来よりも精度の良いタイヤ性能試験を行うことが可能となる。
実施形態2
図6は、他の形態としてのサポートローラユニット4の構造図を示す。図7は、柱体90とフレーム91の結合構造を示す。
実施形態1では、1つの加振装置21に柱体90を設け、柱体90に複数のサポートローラ36〜40を支持するフレーム91を設けたが、図6に示すように、フレーム91の4隅又は4隅近傍に対応するように加振装置21〜24を設けても良い。なお、加振装置の台数以外は実施形態1と同一構成のため説明は省略する。また、加振装置21〜24は、すべて同一構成である。
図6は、他の形態としてのサポートローラユニット4の構造図を示す。図7は、柱体90とフレーム91の結合構造を示す。
実施形態1では、1つの加振装置21に柱体90を設け、柱体90に複数のサポートローラ36〜40を支持するフレーム91を設けたが、図6に示すように、フレーム91の4隅又は4隅近傍に対応するように加振装置21〜24を設けても良い。なお、加振装置の台数以外は実施形態1と同一構成のため説明は省略する。また、加振装置21〜24は、すべて同一構成である。
図6,図7に示すように、フレーム91の4隅に加振装置21〜24を設け、フレーム91と各加振装置21〜24の柱体90をボールジョイント92を用いて結合する。これにより、フレーム91は、X軸周り、Y軸周り、Z軸周りに加振され、サポートローラ36〜40を介してフラットベルト35に前記加振が伝達され、図8(a),(b)、図9(a),(b)に示すようなパターンの路面状態を再現することができる。以下、図8乃至図9について説明する。
図8(a)は、加振装置21,23の加振台59,59がZ軸に沿って下降し、加振装置22,24の加振台59,59がZ軸に沿って上昇するように加振することで、サポートローラ36〜40がフラットベルト35を加振して、実路面のカント、又は、実路面に対してネガティブキャンバー状態のタイヤTが擬似的に再現される。
図8(b)は、加振装置21,23の加振台59,59がZ軸に沿って上昇し、加振装置22,24の加振台59,59がZ軸に沿って下降するように加振することで、サポートローラ36〜40がフラットベルト35を加振して、図8(a)における路面の逆向きのカント又は、実路面に対してポジティブキャンバー状態のタイヤTが擬似的に再現される。
図8(b)は、加振装置21,23の加振台59,59がZ軸に沿って上昇し、加振装置22,24の加振台59,59がZ軸に沿って下降するように加振することで、サポートローラ36〜40がフラットベルト35を加振して、図8(a)における路面の逆向きのカント又は、実路面に対してポジティブキャンバー状態のタイヤTが擬似的に再現される。
図9(a)は、加振装置21の加振台59がY軸の正方向に移動し、加振装置24の加振台59がY軸の負方向に移動し、加振装置22の加振台59がZ軸に沿って下降し、加振装置23の加振台59がZ軸に沿って上昇するように加振することで、サポートローラ36〜40がフラットベルト35を加振して、タイヤTが実路面において横滑りしている横滑り状態、又は、路面に対してタイヤTがトーアウトのときの横滑り状態が擬似的に再現される。
図9(b)は、加振装置21の加振台59がY軸の負方向に移動し、加振装置24の加振台59がY軸の正方向に移動し、加振装置22の加振台59がZ軸に沿って上昇し、加振装置23の加振台59がZ軸に沿って下降するように加振することで、サポートローラ36〜40がフラットベルト35を加振して、タイヤTが実路面において横滑り状態、又は、路面に対してタイヤTがトーインのときの横滑り状態が擬似的に再現される。
図9(b)は、加振装置21の加振台59がY軸の負方向に移動し、加振装置24の加振台59がY軸の正方向に移動し、加振装置22の加振台59がZ軸に沿って上昇し、加振装置23の加振台59がZ軸に沿って下降するように加振することで、サポートローラ36〜40がフラットベルト35を加振して、タイヤTが実路面において横滑り状態、又は、路面に対してタイヤTがトーインのときの横滑り状態が擬似的に再現される。
以上説明したように、本発明のタイヤ試験装置1によれば、擬似的な路面を再現するフラットベルトユニット3のフラットベルト35を支持するサポートローラ36〜40に加振装置21〜24を設けたことにより、サスペンションや操舵機構をコラムユニット2に設けることなく、被検体となるタイヤTを室内において試験することができるようになる。すなわち、サポートローラ36〜40を回転可能に支持するフレーム91に加振装置21〜24を設けることで、タイヤTにキャンバー角、トー角、操舵角を付加することなく、フラットベルト試験装置のフラットベルト35と接触させることで、タイヤTに純粋に作用する力Fx,Fy,Fz、モーメントMx,My,Mzを精度良く測定できるようになった。
つまり、制御装置100が各加振装置21〜24の加振波形をそれぞれ制御することにより、フラットベルト35に対するタイヤTのスリップ角,キャンバー角等を再現することができる。さらに、路面の起伏や、路面のカントの再現が可能となり、平滑路面での定常特性以外の測定ができるようになり、実可動状態でのタイヤTの特性測定を精度良く実施することができる。
また、ホイールハブ11にブレーキディスクを設け、スピンドル7にブレーキキャリパ等の油圧系ユニットを固定して、ホイールハブ11を介してタイヤTに制動力を付与するように構成しても良い。
このように構成することで、様々な路面状態での制動時のタイヤ性能試験を行うことができるようになる。
このように構成することで、様々な路面状態での制動時のタイヤ性能試験を行うことができるようになる。
さらに、ホイールハブ11の回転速度を検出する速度検出装置を設け、ドラム33の回転速度に基づいてフラットベルト35の移動速度を制御装置100により算出して、フラットベルト35の移動速度と、タイヤTの回転速度との差を検出するように構成することにより、タイヤTのスリップ性能の性能試験を行うことができるようになる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能である。
1 タイヤ試験装置、2 コラムユニット、3 フラットベルトユニット、
4 サポートローラユニット、5 コラムフレーム、
7 スピンドル、8 鉛直移動機構、9 油圧シリンダ、10 6分力測定器、
11 ホイールハブ、T タイヤ、20 基台、21〜24 加振装置、
26〜29 支柱、31,32 回転支持軸、33,34 ドラム、
35 フラットベルト、36〜40 サポートローラ、41 駆動手段、
42,44 プーリ、43 ギアードモータ、45 ベルト、51 台座部、
52〜55 リニアレールセット、56〜58 油圧シリンダ、59 加振台、
60 油圧発生器、61〜63 サーボバルブ、64 基板、
65〜68 軸受け、81a〜81e,82a〜82e 孔、
90 柱体、91 フレーム、100 制御装置、
Fx,Fy,Fz 力、Mx,My,Mz モーメント。
4 サポートローラユニット、5 コラムフレーム、
7 スピンドル、8 鉛直移動機構、9 油圧シリンダ、10 6分力測定器、
11 ホイールハブ、T タイヤ、20 基台、21〜24 加振装置、
26〜29 支柱、31,32 回転支持軸、33,34 ドラム、
35 フラットベルト、36〜40 サポートローラ、41 駆動手段、
42,44 プーリ、43 ギアードモータ、45 ベルト、51 台座部、
52〜55 リニアレールセット、56〜58 油圧シリンダ、59 加振台、
60 油圧発生器、61〜63 サーボバルブ、64 基板、
65〜68 軸受け、81a〜81e,82a〜82e 孔、
90 柱体、91 フレーム、100 制御装置、
Fx,Fy,Fz 力、Mx,My,Mz モーメント。
Claims (5)
- 所定距離離間して互いに平行かつ水平に配置される一対のドラムと、
前記一対のドラムに掛け渡される環状のフラットベルトと、
前記一対のドラムの少なくとも一方を駆動する駆動手段と、
前記フラットベルトの幅方向に延長し、前記フラットベルトの延長方向に複数配置され、前記フラットベルトの上側の内周面と接触するサポートローラと、
前記サポートローラを加振する加振装置とを備えることを特徴とするタイヤのフラットベルト試験装置。 - 前記加振装置は、前記サポートローラを回転可能に保持するフレームに設けられることを特徴とする請求項1に記載のタイヤのフラットベルト試験装置。
- 前記加振装置は、前記フレームを3軸方向に加振することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のタイヤのフラットベルト試験装置。
- 前記加振装置は、前記フレームに複数設けられることを特徴とする請求項1乃至請求項3いずれかに記載のタイヤのフラットベルト試験装置。
- 請求項1乃至請求項4いずれかに記載の前記フラットベルト試験装置と、
前記フラットベルトの延長方向と直角方向に延長し、タイヤを回転可能に保持するスピンドルと、
前記スピンドルをフラットベルトに対して昇降する昇降機構を備えることを特徴とするタイヤ試験装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010000253A JP2011137787A (ja) | 2010-01-04 | 2010-01-04 | タイヤのフラットベルト試験装置及びタイヤ試験装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010000253A JP2011137787A (ja) | 2010-01-04 | 2010-01-04 | タイヤのフラットベルト試験装置及びタイヤ試験装置 |
Publications (1)
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JP2011137787A true JP2011137787A (ja) | 2011-07-14 |
Family
ID=44349336
Family Applications (1)
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JP2010000253A Pending JP2011137787A (ja) | 2010-01-04 | 2010-01-04 | タイヤのフラットベルト試験装置及びタイヤ試験装置 |
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-
2010
- 2010-01-04 JP JP2010000253A patent/JP2011137787A/ja active Pending
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