JP2011137788A - 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

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、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、一対のドラムの少なくとも一方を駆動する駆動手段と、サポートローラを加振する加振器とを備え、加振器をサポートローラに設けるようにした。
【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。

従来、タイヤの性能試験は、例えば、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分力計測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、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、フラットベルトの上側の内周面を支持する複数のサポートローラと、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。

特開２００５−８３８１２号公報

本発明は、上記課題を解決するため、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、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、一対のドラムの少なくとも一方を駆動する駆動手段と、サポートローラを加振する加振器とを備え、加振器をサポートローラに設けるように構成した。
本発明によれば、サポートローラを個別に加振することにより、タイヤの接地長さよりも短い単発的な突起や連続的な突起、実路面における起伏やカントを擬似的に再現することができ、さらに、サポートローラの加振が直接的にフラットベルトに伝達されるので、フラットベルトによって実路面の様々な状態を擬似的に精度良く再現できる。

本発明の第２の構成として、サポートローラは、フラットベルトの幅方向にも複数設けるように構成した。
本発明によれば、請求項１の効果に加え、幅方向に設けたサポートローラを個別にフラットベルトの幅方向、進行方向、斜め対角方向に波状に加振することで、フラットベルトを波状として、実路面におけるワダチを擬似的に再現することができる。

本発明の第３の構成として、フラットベルトは、幅方向に設けられたサポートローラ毎に設けるように構成した。
本発明によれば、フラットベルトの幅方向に加振することで、実路面における溝を擬似的に再現することができる。また、タイヤの接地面に局所的に作用する力を試験することができる。

本発明の第４の構成として、サポートローラは、フラットベルトの延長方向に対して垂直方向に加振するように構成した。
本発明によれば、複数のサポートローラを個別に制御して垂直方向に加振するだけで、タイヤの接地長さよりも短い単発的な突起や連続的な突起、実路面における起伏やカントを擬似的に再現することができる。

本発明の第５の構成として、請求項１乃至請求項４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され、タイヤが取り付けられるスピンドルと、タイヤをスピンドルと共にフラットベルトに対して昇降させる昇降機構を備えるように構成した。
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備えることなくスピンドルを昇降させて、振動又は傾斜するフラットベルトに接触させることで、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。

本発明の実施形態１に係るタイヤ試験装置の側面図及び正面図。 本発明の実施形態１に係るドラムの回転機構図。 本発明の実施形態１に係るサポートローラユニットの構造図。 本発明の実施形態１に係る制御装置のブロック図。 本発明の実施形態１に係るサポートローラユニットにより再現された傾斜路面図。 本発明の実施形態１に係るサポートローラユニットにより再現された傾斜路面図。 本発明の実施形態１に係るサポートローラユニットにより再現された下り勾配の路面図。 本発明の実施形態１に係るサポートローラユニットにより再現された上り勾配の路面図。 本発明の実施形態１に係るサポートローラユニットにより再現された山型の路面図。 本発明の実施形態１に係るサポートローラユニットにより再現された段差路面図。 本発明の実施形態１に係るサポートローラユニットにより再現された矩形段差路面図。 本発明の実施形態１に係るサポートローラユニットにより再現されたねじれ路面図。 本発明の実施形態１に係るサポートローラユニットにより再現されたねじれ路面図。 本発明の実施形態１に係るサポートローラユニットにより再現された連続ねじれ路面図。 本発明の実施形態２に係るサポートローラユニットの構造図。

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。なお、図中におけるＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸は、以下の説明において基準となる方向軸である。
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、後述の制御装置１００（図４参照）が図外の油圧供給手段に出力する昇降信号に基づき油圧シリンダ９の昇降が制御される。油圧シリンダ９のピストン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分力計測器１０が取付けられる。

６分力計測器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分力計測器１０により測定されたデータは、６分力計測器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４参照）に出力される。なお、本実施形態では６分力計測器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分力計測器を用いて測定しても良い。

６分力計測器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。
つまり、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するコラムユニット２に取り付けられる。

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、一対のドラム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の上側の内周面と接触するサポートローラ群を有す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、当該軸受け孔２６ｃ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と支柱２７及び支柱２８と支柱２９が互いに向き合う面には、サブフレーム８８Ａ，８８Ｂが固定される。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との間に位置する基板８９が架設される。

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。

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、後述の制御装置１００が出力する回転信号に基づいてギアードモータ４３が回転する。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の概略構成図を示す。
図３に示すように、サポートローラユニット４は、基板８９上に立設される支柱９０Ａ〜９０Ｄと、台座９１と複数のサポートローラ３６ａ〜３６ｈからなるサポートローラ群３６と複数の加振器５１ａ〜５１ｈ，５４ａ〜５４ｈにより構成される。
支柱９０Ａ〜９０Ｄは、サブフレーム８８Ａ，８８Ｂに固定される基板８９上に立設され、台座９１を支持する。台座９１は、剛性を有する長方形状の平板からなり、上面側には、複数の加振器５１ａ〜５１ｈ，５４ａ〜５４ｈが配置される。

加振器５１ａ〜５１ｈ，５４ａ〜５４ｈは、加振速度及び振幅が電気的に制御される電磁式のものからなる。なお、加振器５１ａ〜５１ｈ，５４ａ〜５４ｈは、同一構成のため、加振器５１ａを用いて構成を説明する。
加振器５１ａは、円筒状に巻きつけられたボビン状の励磁コイルを備えるシリンダ５２ａと、コイル中央に配置される誘起コイルを備えるピストン５３ａと、ピストン５３ａの先端に取り付けられた球面軸受け８６ａにより構成される。加振器５１ａは、後述の制御装置１００により加振の変位の速度及び変位量が制御される。詳細には、制御装置１００から出力される加振信号がパワーアンプを介してシリンダ５２ａの励磁コイル及びピストン５３ａの誘起コイルに伝達され、励磁コイルに生じる磁力により、誘起コイルを備えるピストン５３ａの加振の変位の速度及び変位量を制御する。

加振器５１ａ〜５１ｈは、フラットベルト３５の一方の縁部と平行となるように台座９１上に配置され、加振器５４ａ〜５４ｈは、フラットベルト３５の他方の縁部と平行となるように台座９１上に配置される。
加振器５１ａと加振器５４ａは、サポートローラ３６ａの回転軸３７ａの両端部を支持し、加振器５１ｂと加振器５４ｂは、サポートローラ３６ｂの回転軸３７ｂの両端部を支持し、・・・、加振器５１ｈと加振器５４ｈは、サポートローラ３６ｈの回転軸３７ｈの両端部を支持する。これにより、３６ａ〜３６ｈは、回転方向がフラットベルト３５の移動方向と同一方向となり、フラットベルト３５の上側の内面を支持する。
上記加振器５１ａ〜５１ｈ，５４ａ〜５４ｈには、パワーアンプが接続され、後述の制御装置１００の出力する加振信号がパワーアンプにより増幅されて、複数の加振器５１ａ〜５１ｈ，５４ａ〜５４ｈに出力される。

図４は、制御装置１００のブロック図を示す。
制御装置１００には、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が接続される。また、制御装置１００には、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を制御する図外のサーボバルブと油圧発生装置と６分力計測器１０とが接続される。また、制御装置１００は、加振器５１ａ〜５１ｈ，５４ａ〜５４ｈとパワーアンプを介して接続され、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分力計測器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、回転信号は、試験条件に基づいて、ドラム３３の回転速度が変化するように逐次信号を変化させても良い。
また、制御装置１００は、サポートローラユニット４の加振器５１ａ〜５１ｈ，５４ａ〜５４ｈにパワーアンプを介して個別に加振信号を出力する。

上記構成のサポートローラユニット４によれば、加振器５１ａ〜５１ｈ，５４ａ〜５４ｈを個別に制御して加振することにより、サポートローラ３６ａ〜３６ｈ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、例えば、小さな凹凸が連続する路面を再現することができる。

具体的には、図５乃至図１４に示すような路面状態を再現することができる。以下、図５乃至図１４について説明する。
図５（ａ），（ｂ）は、実路面におけるカントを擬似的にフラットベルト３５を傾斜させて再現した図を示す。図５（ａ），（ｂ）に示すように、加振器５１ａ〜５１ｈ側に対して同一の変位量が得られるように加振信号を出力してピストン５３ａ〜５３ｈを突出させ、加振器５４ａ〜５４ｈに対して変位量がゼロとなるように加振信号を出力して、サポートローラ３６ａ〜３６ｈを傾斜させてフラットベルト３５を傾斜させることにより、実路面のカントを擬似的に再現する。また、フラットベルト３５に対しては、タイヤＴにネガティブキャンバーが設定された状態を再現する。
図６（ａ），（ｂ）は、図５（ａ），（ｂ）において再現したカントを逆向きにフラットベルト３５を傾斜させて再現した図を示す。図６（ａ），（ｂ）に示すように、加振器５４ａ〜５４ｈ側に対して同一の変位量が得られるように加振信号を出力してピストン５６ａ〜５６ｈを突出させ、加振器５１ａ〜５１ｈに対して変位量がゼロとなるように加振信号を出力して、サポートローラ３６ａ〜３６ｈを傾斜させてフラットベルト３５を傾斜させることにより、実路面のカントを擬似的に再現する。
また、フラットベルト３５に対しては、タイヤＴにポジティブキャンバーが設定された状態を再現する。上記加振により、カント路面を走行するタイヤＴ、又はポジティブキャンバーやネガティブキャンバーが設定されたときのタイヤＴに作用する力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、モーメントＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚを計測することができる。

図７（ａ），（ｂ）は、実路面における下り勾配を擬似的にフラットベルト３５を傾斜させて再現した図を示す。図７（ａ），（ｂ）に示すように、加振器５１ａ〜５１ｈまでの変位量が徐々に大きくなるように加振信号を出力し、また、加振器５１ａ〜５１ｈとそれぞれ対応する加振器５４ａ〜５４ｈにも、それぞれ加振器５１ａ〜５１ｈと同一の変位量が得られるように加振信号を出力し、サポートローラ３６ａ〜３６ｈの高さをフラットベルト３５の進入方向から徐々に高くすることにより、実路面の下り勾配を擬似的に再現する。
図８（ａ），（ｂ）は、実路面における上り勾配を擬似的にフラットベルト３５を傾斜させて再現した図を示す。図８（ａ），（ｂ）に示すように、加振器５１ｈ〜５１ａまでの変位量が徐々に大きくなるように加振信号を出力し、また、加振器５１ａ〜５１ｈとそれぞれ対応する加振器５４ａ〜５４ｈにも、それぞれ加振器５１ａ〜５１ｈと同一の変位量が得られるように加振信号を出力し、サポートローラ３６ａ〜３６ｈの高さをフラットベルト３５の進入方向から徐々に低くすることにより、実路面の上り勾配を擬似的に再現する。上記加振により、上下勾配の路面を走行するタイヤＴに作用する力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、モーメントＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚを計測することができる。

図９（ａ）は、実路面における緩やかな凹凸を示し、図９（ｂ）は、実路面における細かな凹凸を示す。図９（ａ）に示すように、周期が一定な大きな波が伝播するように加振器５１ａ〜５１ｈの変位量を時間とともに増減させる加振信号を出力し、また、加振器５１ａ〜５１ｈとそれぞれ対応する加振器５４ａ〜５４ｈにも、それぞれ加振器５１ａ〜５１ｈと同一の変位量となるように加振信号を出力し、フラットベルト３５の進入方向からタイヤＴの接地する付近までサポートローラ３６ａ〜３６ｈの変位量を緩やかに増減させることにより、タイヤＴが大きな凹凸を通過するような実路面を擬似的に再現する。
また、図９（ｂ）に示すように、周期が一定な小さな波が伝播するように加振器５１ａ〜５１ｈの変位量を時間とともに増減させる加振信号を出力し、また、加振器５１ａ〜５１ｈとそれぞれ対応する加振器５４ａ〜５４ｈにも加振器５１ａ〜５１ｈと同一の変位量となるように加振信号を出力し、フラットベルト３５の進入方向からタイヤＴの接地する付近までサポートローラ３６ａ〜３６ｈの変位量を細かく増減させることにより、タイヤＴが凹凸（波状路）を通過するような実路面を擬似的に再現する。

図１０（ａ）は、実路面における緩やかな段差を示し、図１０（ｂ）は、実路面における壁状の段差を示す。図１０（ａ）に示すように、大きな波が伝播するように加振器５１ａ〜５１ｈの変位量を時間とともに増減させる加振信号を出力し、また、加振器５１ａ〜５１ｈとそれぞれ対応する加振器５４ａ〜５４ｈにも、それぞれ加振器５１ａ〜５１ｈと同一の変位量となるように加振信号を出力し、タイヤＴの接地する付近までサポートローラ３６ａ〜３６ｈの高さを緩やかに増加させ、高さの増加がタイヤＴを過ぎたときに急激に減少させることにより、タイヤＴが大きな段差を通過するような実路面を擬似的に再現する。
図１０（ｂ）に示すように、大きな波が伝播するように加振器５１ａ〜５１ｈの変位量を時間とともに増減させる加振信号を出力し、また、加振器５１ａ〜５１ｈとそれぞれ対応する加振器５４ａ〜５４ｈにも、それぞれ加振器５１ａ〜５１ｈと同一の変位量となるように加振信号を出力し、タイヤＴの接地する付近までほぼ平坦にサポートローラ３６ａ〜３６ｈを変位させ、タイヤＴを過ぎる直前に急激にサポートローラの変位を増加させることにより、タイヤＴが大きな段差を通過するような実路面を擬似的に再現する。

図１１（ａ）,（ｂ）は、実路面における矩形の段差を示す。図１１（ａ）に示すように、矩形の波が伝播するように加振器５１ａ〜５１ｈの変位量を時間とともに増減させる加振信号を出力し、また、加振器５１ａ〜５１ｈとそれぞれ対応する加振器５４ａ〜５４ｈにも、それぞれ加振器５１ａ〜５１ｈと同一の変位量となるように加振信号を出力し、サポートローラ３６ａ〜３６ｈの高さをタイヤＴの接地する付近まで高い状態を維持させ、タイヤＴを過ぎたときに急激に低くすることにより、実路面の路肩等の段差を擬似的に再現する。
図１１（ｂ）に示すように、矩形の波が伝播するように、加振器５１ａ〜５１ｈの変位量を時間とともに増減させる加振信号を出力し、また、加振器５１ａ〜５１ｈとそれぞれ対応する加振器５４ａ〜５４ｈにも、それぞれ加振器５１ａ〜５１ｈと同一の変位量となるように加振信号を出力し、サポートローラ３６ａ〜３６ｈの高さをタイヤＴの接地する付近までほぼ平坦に変位させ、タイヤＴを過ぎる直前に壁のように急激に増加させることにより、実路面の路肩等の段差を擬似的に再現する。上記加振により、タイヤＴが段差を乗り越えるとき、又は、段差を降りるときのタイヤＴに作用する力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、モーメントＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚを計測することができる。

図１２（ａ）,（ｂ）、図１３（ａ），（ｂ）、図１４は、実路面における下りのねじれ路面を示す。図１２（ａ）,（ｂ）に示すように、加振器５１ａ〜５１ｈに徐々に変位量が大きくなるように加振信号を出力し、また、加振器５４ａ〜５４ｈには、変位量がゼロとなるように加振信号を出力し、サポートローラ３６ａ〜３６ｈの高さをフラットベルト３５の進入方向で低く平坦に設定し、フラットベルト３５の出口で加振器５１ａ〜５１ｈ側でのみ高く設定することにより、実路面の下り路面のカーブを擬似的に再現する。
図１３（ａ），（ｂ）に示すように、加振器５１ａ〜５１ｈに変位量がゼロとなるように加振信号を出力し、また、加振器５４ａ〜５４ｈには、変位量が徐々に小さくなるように加振信号を出力し、サポートローラ３６ａ〜３６ｈの高さをフラットベルト３５の進入位置で加振器５４ａ〜５４ｈ側でのみ高く設定し、フラットベルト３５の出口で低く平坦に設定することにより、実路面の上り路面のカーブを擬似的に再現する。
図１４は、図１２及び図１３で示した路面の合成を示し、実路面における路面のつなぎ目を擬似的に再現する。上記加振により、タイヤＴがカーブを通過するときや路面のつなぎ目を通過するときのタイヤＴに作用する力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、モーメントＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚを計測することができる。
以上説明したように、上記サポートローラユニット４によれば、サポートローラ３６ａ〜３６ｈの駆動パターンを組み合わせることにより、上記以外の様々な実路面を擬似的に再現することができる。

以下、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るまでスピンドル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分力計測器１０により計測され、６分力計測器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、加振器５１ａ〜５１ｈ，５４ａ〜５４ｈに加振信号を出力してサポートローラ３６ａ〜３６ｈを加振させるとともに、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、フラットベルト３５は、実路面を擬似的に再現し、当該フラットベルト３５に接地するタイヤＴのタイヤ試験が自動で実施される。
なお、タイヤ試験において、６分力計測器１０により測定される力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、加振装置が軽量な複数のサポートローラ３６ａ〜３６ｈを直接加振することで、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３６ａ〜３６ｈの加振に追従して振動できるので、実路面の状態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
実施形態２では、サポートローラユニット４の実施形態１のサポートローラ３６ａ〜３６ｈを幅方向に複数に分割した形態を示す。なお、サポートローラユニット４以外の構成は実施形態１と同一構成のため説明を省略する。
図１５は、サポートローラ３６ａ〜３６ｈをそれぞれ幅方向に複数、本形態では幅方向に３つに分割したサポートローラユニット４を示す。
具体的には、サポートローラユニット４は、フラットベルト３５の幅方向にサポートローラ７１Ａ〜７１Ｃ，・・・，７８Ａ〜７８Ｃ、フラットベルト３５の延長方向にサポートローラ７１Ａ〜７８Ａ，・・・，サポートローラ７１Ｃ〜７８Ｃのように配置される。各サポートローラ７１Ａ〜７１Ｃ，・・・，７８Ａ〜７８Ｃは、それぞれサポートローラを回転可能に支持する回転軸を備え、各回転軸の両端部が直接加振器により保持される。各加振器は個別に制御装置により制御され、実施形態１に示したようにサポートローラ７１Ａ〜７１Ｃ，・・・，７８Ａ〜７８Ｃを動作させる。
本構成のサポートローラユニット４によれば、次のようにフラットベルト３５を動作させることができる。
サポートローラ７１Ａ〜７８Ａ及びサポートローラ７１Ｃ〜７８Ｃを上昇させるように加振器を加振させることにより、実路面におけるわだちを擬似的に再現することができる。
また、サポートローラ７１Ａ〜７８Ａ、サポートローラ７１Ｂ〜７８Ｂ、サポートローラ７１Ｃ〜７８Ｃの高さが幅方向に波打つように加振器を加振することにより、わだちを過ぎるときにタイヤＴに作用する力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、モーメントＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚを測定することができる。
また、サポートローラ７１Ｂ〜７８Ｂがフラットベルト３５の進行方向に波打つように加振することにより、実路面における石等を踏んだときにタイヤＴに作用する力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、モーメントＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚを測定することができる。
また、サポートローラ７１Ａからサポートローラ７１Ｂ，７２Ａ、サポートローラ７１Ｂ，７２Ａからサポートローラ７１Ｃ，７２Ｂ，７３Ａのようにフラットベルト３５の進行方向に傾斜するようにサポートローラを波打つように加振することにより、実路面に対してタイヤＴが横滑り状態のときのタイヤＴに作用する力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、モーメントＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚを測定することができる。

以上説明したように、サポートローラ７１Ａ〜７１Ｃ，・・・，７８Ａ〜７８Ｃを実施形態２のように構成することにより、上記実施形態１で示した路面よりもさらに複雑な実路面、及び実路面に対するタイヤＴの状態を再現することができるので、タイヤの性能試験において、より詳細な精度の良いタイヤＴに作用する力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、モーメントＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚを測定が可能となる。

上記実施形態２の構成において、実施形態１と同一の一枚のフラットベルト３５により構成したが、図１５（ｃ）に示すように、各サポートローラの列毎、すなわち、サポートローラ７１Ａ〜７８Ａ，サポートローラ７１Ｂ〜７８Ｂ，サポートローラ７１Ｃ〜７８Ｃ毎に個別にフラットベルト３５Ａ，フラットベルト３５Ｂ，フラットベルト３５Ｃを設けるように構成しても良い。

以上、実施形態１及び実施形態２で説明したように、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３６ａ〜３６ｈを支持する回転軸３７ａ〜３７ｈを加振器５１ａ〜５１ｈ，５４ａ〜５４ｈに直接支持させたことにより、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３６ａ〜３６ｈを回転可能に支持し、直接加振する加振器５１ａ〜５１ｈ，５４ａ〜５４ｈを台座９１に設けることで、フラットベルト３５に直接アクションを与えて実路面を擬似的に精度良く再現し、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る。

つまり、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、さらに、タイヤＴに対するフラットベルト３５の起伏や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可能となった。

なお、上記タイヤ試験装置の構成において、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しても良い。これにより、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。

また、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、多様な変更又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、５ａ 一側面、５ｂ 底面、
７ スピンドル、７ａ 一端側、７ｂ 他端側、７ｃ 端面、８ 鉛直移動機構、
９ 油圧シリンダ、９ａ ピストン、９ｂ 先端、１０ ６分力計測器、
１１ ホイールハブ、２０ 基台、
２６〜２９ 支柱、２６ａ〜２９ａ 上端側、２６ｃ〜２９ｃ 軸受け孔、
３１,３２ 回転支持軸、３３,３４ ドラム、３５ フラットベルト、
３６ａ〜３６ｈ サポートローラ、３７ａ〜３７ｈ 回転軸、４１ 駆動手段、
４３ ギアードモータ、４３ａ 出力軸、４２；４４ プーリ、４５ ベルト、
５１ａ〜５１ｈ；５４ａ〜５４ｈ 加振器、５２ａ〜５２ｈ シリンダ、
５３ａ〜５３ｈ ピストン、６５〜６８ 軸受け、
７１Ａ〜７８Ａ，７１Ｂ〜７８Ｂ，７１Ｃ〜７８Ｃ サポートローラ、
８６ａ〜８６ｈ；８７ａ〜８７ｈ 球面軸受け、８８Ａ，８８Ｂ サブフレーム、
８９ 基板、９０Ａ〜９０Ｄ 支柱、９１ 台座、１００ 制御装置、
Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ 力、Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ モーメント、Ｔ タイヤ。

Claims (5)

1. 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、
   前記サポートローラを加振する加振器とを備え、
   前記加振器をサポートローラに設けたことを特徴とするタイヤのフラットベルト試験装置。
2. 前記サポートローラは、前記フラットベルトの幅方向に複数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。
3. 前記フラットベルトは、幅方向に設けられた前記サポートローラに対応して前記一対のドラムの幅方向に複数掛け渡されることを特徴とする請求項２に記載のタイヤのフラットベルト試験装置。
4. 前記サポートローラは、前記フラットベルトの延長方向に対して垂直方向に加振す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。
5. 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され、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させる昇降機構とを備えることを特徴とするタイヤ試験装置。

Images