JP2017191043A - Tire testing apparatus and tire testing method - Google Patents

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Abstract

【課題】タイヤ試験における計測異常を検出可能なタイヤ試験装置及びタイヤ試験方法を提供する。【解決手段】タイヤに所定の接地荷重を付与しつつ回転させるタイヤ試験装置であって、タイヤの接地荷重を分力して支持するとともに回転するタイヤに作用する力を計測する複数の荷重検出器と、複数の荷重検出器から個別に出力される信号に基づいてタイヤに作用する力の荷重値を算出する荷重算出手段と、複数の荷重検出器から個別に出力される信号の出力差に基づいて荷重検出器の故障を検出する故障検出手段とを備えるタイヤ試験装置。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tire test apparatus and a tire test method capable of detecting a measurement abnormality in a tire test. SOLUTION: This is a tire test device that rotates a tire while applying a predetermined contact load, and is a plurality of load detectors that support the contact load of the tire by dividing it and measure the force acting on the rotating tire. Based on the load calculation means that calculates the load value of the force acting on the tire based on the signals output individually from the plurality of load detectors, and the output difference of the signals output individually from the plurality of load detectors. A tire test device including a failure detecting means for detecting a failure of a load detector. [Selection diagram] Fig. 2

Description

本発明は、タイヤ試験装置及びタイヤ試験方法に関し、特に、タイヤ試験における計測異常を検出可能なタイヤ試験装置及びタイヤ試験方法に関する。   The present invention relates to a tire testing apparatus and a tire testing method, and more particularly to a tire testing apparatus and a tire testing method capable of detecting a measurement abnormality in a tire test.

従来、タイヤの製造工程においては、製造された複数のタイヤの中からサンプルを抜き出し、商品として所定の性能を有しているかを試験により評価するタイヤ試験がなされている。このようなタイヤ試験では、路面を模したドラム等の擬似路面にタイヤを接地させ、タイヤに所定の接地荷重を付与した状態でタイヤを回転させて、特許文献1に開示されるような多分力計測センサにより、接地荷重や転がり抵抗力等のタイヤに作用する力を計測している。   Conventionally, in a tire manufacturing process, a tire test is performed in which a sample is extracted from a plurality of manufactured tires, and whether the product has a predetermined performance is evaluated by a test. In such a tire test, the tire is grounded on a simulated road surface such as a drum simulating the road surface, and the tire is rotated in a state where a predetermined ground load is applied to the tire. The force acting on the tire, such as contact load and rolling resistance, is measured by the measurement sensor.

特開2013−195389号公報JP 2013-195389 A

しかしながら、特許文献1に係る多分力計測センサでは、これ自体に故障が生じていても故障がわかりにくいという問題がある。特許文献1の多分力計測センサでは、タイヤが固定されるスピンドル軸を回転自在に支持する固定体に、タイヤに作用した接地荷重(上下力)や転がり抵抗力(前後力)によりひずむ起歪体を複数形成し、各起歪体にひずみゲージを設けてひずみ量を検出することにより、タイヤの接地荷重や転がり抵抗力等を計測している。
ところが、ひずみゲージは、断線した場合を除き、異常が生じていても何らかの計測値を出力するため、誤った計測値に基づいてタイヤ試験が行われてしまう場合がある。これを防ぐために、まず計測された接地荷重が正しいかどうかを定期的に検査している。しかし、検査において計測された接地荷重が小さいなどの異常が発見された場合には、前回の定期検査からの期間に実施された試験結果が保証されなくなるという懸念があった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、タイヤ試験における計測異常を検出可能な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。
However, the multi-component force measuring sensor according to Patent Document 1 has a problem that it is difficult to understand the failure even if the failure occurs in itself. In the multi-component force sensor disclosed in Patent Document 1, a strain body that is distorted by a ground load (vertical force) or rolling resistance force (front / rear force) acting on the tire is fixed to a fixed body that rotatably supports a spindle shaft to which the tire is fixed. Are formed, and a strain gauge is provided on each strain body to detect the amount of strain, thereby measuring the ground contact load, rolling resistance, etc. of the tire.
However, except for the case where the strain gauge is disconnected, the strain gauge outputs some measurement value even if an abnormality has occurred, so that a tire test may be performed based on an erroneous measurement value. In order to prevent this, first, the measured ground load is regularly inspected for correctness. However, when an abnormality such as a small contact load measured in the inspection is found, there is a concern that the test results performed in the period from the previous periodic inspection cannot be guaranteed.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a tire testing apparatus and a tire testing method capable of detecting a measurement abnormality in a tire test.

上記課題を解決するためのタイヤ試験装置の構成として、タイヤに所定の接地荷重を付与しつつ回転させるタイヤ試験装置であって、タイヤの接地荷重を分力して支持するとともに、回転するタイヤに作用する力を計測する複数の荷重検出器と、複数の荷重検出器から個別に出力される信号に基づいてタイヤに作用する力の荷重値を算出する荷重算出手段と、複数の荷重検出器から個別に出力される信号の出力差に基づいて荷重検出器の故障を検出する故障検出手段とを備える構成とした。
本構成によれば、タイヤ試験を行うときに、荷重検出器の故障を検出することができる。
また、他の構成として、複数の荷重検出器は、タイヤの回転中心軸を中心とする円周上、かつタイヤの前後方向及び上下方向に対称の位置に設けられたので、簡単な処理で荷重検出器の故障を検出することができる。
また、他の構成として、複数の荷重検出器は、タイヤの接地荷重を計測する複数の接地荷重計測用荷重検出器と、タイヤの転がり抵抗力を計測する複数の転がり抵抗力計測用荷重検出器とで構成されるので、接地荷重の計測や転がり抵抗力の計測における異常を検出できる。
また、他の構成として、複数の接地荷重計測用荷重検出器及び複数の転がり抵抗力計測用荷重検出器は、計測方向が一方向に規定されたロバーバル型のロードセルからなり、複数の接地荷重計測用荷重検出器は、計測方向を接地荷重の付与方向に向けて設けられ、転がり抵抗力計測用荷重検出器は、計測方向を接地荷重の付与方向に直交するタイヤの前後方向に向けて設けられたので、接地荷重及び転がり抵抗力を精度良く計測できる。
また、他の構成として、複数の接地荷重計測用荷重検出器及び複数の転がり抵抗力計測用荷重検出器は、1つの力伝達部材を介して計測方向が直交するように設けられたので、接地荷重及び転がり抵抗力をより精度よく計測できる。
また、上記課題を解決するためのタイヤ試験方法の態様として、タイヤに所定の接地荷重を付与しつつ回転させてタイヤに作用する荷重を計測するタイヤ試験方法であって、タイヤに作用する荷重を分力して支持するとともに分力された荷重を計測する複数の荷重検出器を設け、複数の荷重検出器から個別に出力される信号に基づいてタイヤに作用する荷重を算出する荷重算出工程と、複数の荷重検出器から個別に出力される信号の出力差に基づいて荷重検出器の故障を検出する故障検出工程と、を備える態様とした。
本態様によれば、タイヤ試験を行うときに、荷重検出器の故障を検出することができる。
As a configuration of a tire test apparatus for solving the above-mentioned problem, a tire test apparatus that rotates while applying a predetermined ground load to the tire, supports the ground load of the tire by dividing it, and supports the rotating tire. From a plurality of load detectors for measuring the acting force, a load calculation means for calculating a load value of the force acting on the tire based on signals output individually from the plurality of load detectors, and a plurality of load detectors A failure detecting means for detecting a failure of the load detector based on an output difference between individually output signals is provided.
According to this configuration, it is possible to detect a failure of the load detector when performing a tire test.
As another configuration, the plurality of load detectors are provided on the circumference centered on the rotation center axis of the tire and at symmetrical positions in the front-rear direction and the up-down direction of the tire. A detector failure can be detected.
As another configuration, the plurality of load detectors include a plurality of contact load measurement load detectors that measure the tire contact load, and a plurality of rolling resistance measurement load detectors that measure the tire rolling resistance force. Therefore, it is possible to detect an abnormality in the measurement of the contact load and the measurement of the rolling resistance force.
As another configuration, a plurality of load detectors for measuring a ground load and a plurality of load detectors for measuring a rolling resistance force are composed of a robust load cell whose measurement direction is defined in one direction, and a plurality of contact load measurements. The load detector for measuring is provided with the measurement direction facing the direction of applying the ground load, and the load detector for measuring the rolling resistance force is provided with the measuring direction facing the front and rear direction of the tire orthogonal to the direction of applying the ground load. Therefore, it is possible to accurately measure the ground load and rolling resistance.
In addition, as another configuration, a plurality of load detectors for measuring the ground load and a plurality of load detectors for measuring the rolling resistance force are provided so that the measurement directions are orthogonal to each other via one force transmission member. The load and rolling resistance can be measured with higher accuracy.
Further, as an aspect of a tire test method for solving the above-described problem, a tire test method for measuring a load acting on a tire by rotating the tire while applying a predetermined contact load to the tire, the load acting on the tire being measured. A load calculating step of providing a plurality of load detectors for supporting the divided force and measuring the divided load, and calculating a load acting on the tire based on signals individually output from the plurality of load detectors; And a failure detection step of detecting a failure of the load detector based on an output difference between signals individually output from the plurality of load detectors.
According to this aspect, when the tire test is performed, a failure of the load detector can be detected.

タイヤ試験装置の概略図である。1 is a schematic view of a tire testing apparatus. 荷重計測装置の斜視図及び分解斜視図である。It is the perspective view and exploded perspective view of a load measuring device. 荷重検出器の構成図である。It is a block diagram of a load detector. ブリッジ回路を示す図である。It is a figure which shows a bridge circuit. 荷重計測装置の上面図、平面図及び断面図である。It is the upper side figure of a load measuring device, a top view, and sectional drawing. 荷重計測を示す図である。It is a figure which shows load measurement. 荷重計測装置の他の形態を示す図である。It is a figure which shows the other form of a load measuring device.

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。   Hereinafter, the present invention will be described in detail through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the invention according to the claims, and all combinations of features described in the embodiments are included in the invention. It is not necessarily essential to the solution, but includes a configuration that is selectively adopted.

図1は、タイヤ試験装置1の一実施形態を示す概略図である。同図に示すように、タイヤ試験装置1は、モータ2の駆動により回転する円筒状のドラム3と、タイヤ負荷装置5と、制御装置50とを備える。ドラム3は、モータ2の駆動により回転する回転軸4の回転中心軸C1と同軸に設けられる。ドラム3の外周面3aは、擬似路面として実際の路面を模した加工が施されている。ドラム3の外周面3a上に回転自在に支持されたタイヤTを接地させることにより、タイヤTに作用する上下力である接地荷重Fz、転がり抵抗力を生じさせる前後力Fxや横力Fy等を計測するタイヤ試験が実施される。なお、以下の説明において、各方向をFz方向,Fx方向,Fy方向として特定する。Fz方向は、タイヤTに荷重が加わる付与方向であり、Fx方向は、タイヤTの前後方向、Fyは、タイヤTの幅方向である。タイヤTはドラム3の外周面3aと対向するように配置されたタイヤ負荷装置5に装着される。   FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a tire testing apparatus 1. As shown in FIG. 1, the tire testing device 1 includes a cylindrical drum 3 that rotates by driving of a motor 2, a tire load device 5, and a control device 50. The drum 3 is provided coaxially with the rotation center axis C <b> 1 of the rotation shaft 4 that rotates by driving of the motor 2. The outer peripheral surface 3a of the drum 3 is processed to simulate an actual road surface as a simulated road surface. By grounding the tire T that is rotatably supported on the outer peripheral surface 3a of the drum 3, a ground load Fz that is a vertical force acting on the tire T, a longitudinal force Fx that generates a rolling resistance force, a lateral force Fy, and the like. A tire test to be measured is performed. In the following description, each direction is specified as an Fz direction, an Fx direction, and an Fy direction. The Fz direction is an application direction in which a load is applied to the tire T, the Fx direction is the front-rear direction of the tire T, and Fy is the width direction of the tire T. The tire T is mounted on a tire load device 5 that is disposed so as to face the outer peripheral surface 3 a of the drum 3.

タイヤ負荷装置5は、負荷発生部6と、タイヤ支持部7とを備える。負荷発生部6は、例えば、サーボモータ8、スクリュージャッキ9とで構成される。サーボモータ8は、カップリング10を介してスクリュージャッキ9に連結され、制御装置50から出力される信号に基づいて回転が制御される。スクリュージャッキ9は、サーボモータ8から入力される正転方向又は逆転方向の回転力により出没するシリンダ9Aを備え、シリンダ9Aの出没方向がドラム3の回転中心軸C1に直交するように設けられる。   The tire load device 5 includes a load generation unit 6 and a tire support unit 7. The load generating unit 6 includes, for example, a servo motor 8 and a screw jack 9. The servo motor 8 is connected to the screw jack 9 via the coupling 10, and the rotation is controlled based on a signal output from the control device 50. The screw jack 9 includes a cylinder 9 </ b> A that protrudes and retracts by a forward or reverse rotational force input from the servomotor 8, and is provided so that the extending and retracting direction of the cylinder 9 </ b> A is orthogonal to the rotation center axis C <b> 1 of the drum 3.

タイヤ支持部7は、リニアレール13と、荷重計測装置11と、タイヤ取付軸12とを備える。リニアレール13は、ドラム3の回転軸4の延長方向に対し、直交方向に延長するように敷設されたレール14と、該レール14上を移動自在に設けられたスライダ15とで構成される。スライダ15には、基台17が設けられ、当該基台17上に荷重計測装置11が設置される。荷重計測装置11は、スクリュージャッキ9のシリンダ9Aと連結され、シリンダ9Aの出没に伴って、基台17とともにドラム3の外周面3aに対して近接離間する。   The tire support portion 7 includes a linear rail 13, a load measuring device 11, and a tire attachment shaft 12. The linear rail 13 includes a rail 14 laid so as to extend in a direction orthogonal to the extending direction of the rotating shaft 4 of the drum 3, and a slider 15 movably provided on the rail 14. The slider 15 is provided with a base 17, and the load measuring device 11 is installed on the base 17. The load measuring device 11 is connected to the cylinder 9 </ b> A of the screw jack 9, and moves closer to and away from the outer peripheral surface 3 a of the drum 3 together with the base 17 as the cylinder 9 </ b> A protrudes and retracts.

図2は、本実施形態に係る荷重計測装置11の外観斜視図及び分解斜視図である。
図2に示すように、荷重計測装置11には、タイヤ取付軸12が設けられ、タイヤTに作用する力が入力される第1支持部材23と、第1支持部材23を支持する複数の第1の荷重検出器20と、複数の第1の荷重検出器20を支持する第2支持部材24と、第2支持部材24を支持する複数の第2の荷重検出器21と、複数の第2の荷重検出器21を支持するとともに上記負荷発生部6と連結される第3支持部材25とを備える。本実施形態では、第1の荷重検出器20によりタイヤTの前後力が計測されるため、第1の荷重検出器20を前後力検出器20という。また、第2の荷重検出器21によりタイヤTの接地荷重である上下力が計測されるため、第2の荷重検出器21を上下力検出器21という。
FIG. 2 is an external perspective view and an exploded perspective view of the load measuring device 11 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the load measuring device 11 is provided with a tire mounting shaft 12, and a first support member 23 to which a force acting on the tire T is input, and a plurality of first support members 23 that support the first support member 23. One load detector 20, a second support member 24 that supports the plurality of first load detectors 20, a plurality of second load detectors 21 that support the second support member 24, and a plurality of second detectors. And a third support member 25 connected to the load generator 6. In the present embodiment, since the longitudinal force of the tire T is measured by the first load detector 20, the first load detector 20 is referred to as the longitudinal force detector 20. In addition, since the vertical force that is the ground load of the tire T is measured by the second load detector 21, the second load detector 21 is referred to as the vertical force detector 21.

図3は、荷重検出器の構成図である。図4は、ブリッジ回路を示す図である。図3(a),(b)に示すように、前後力検出器20及び上下力検出器21(以下単に力検出器ともいう場合がある)は、例えば、それぞれ同一のロードセルで構成される。本実施形態では、ロードセルには、例えば、4枚のひずみゲージ35とブリッジ回路60とを備える平行四辺形型(ロバーバル型)が適用される。ロバーバル型のロードセルは、一方長尺の角柱状のアルミニウム合金やSUSなどの金属素材の長手方向両端に各支持部材23,24,25に固定される固定部31,31と、貫通孔32を設けることにより両側の固定部31,31を平行に連結する薄肉の一対のビーム部33,33とを備えている。各ビーム部33,33には、貫通孔32の内周面32aと外面33aとに囲まれた起歪部34が2箇所設けられる。各起歪部34の外面33aには伸び歪み量および縮み歪み量をそれぞれ検出するひずみゲージ35がそれぞれ貼付される。このようなロバーバル型のロードセルは、ビーム部33,33が並ぶ方向(以下計測方向という)の荷重のみを検出するように力の計測方向が規定され、計測方向以外の計測方向に直交する2方向については、一方の固定部31から他方の固定部31への力を伝達、或いは、力を支持する部材として機能する。   FIG. 3 is a configuration diagram of the load detector. FIG. 4 is a diagram illustrating a bridge circuit. As shown in FIGS. 3A and 3B, the longitudinal force detector 20 and the vertical force detector 21 (hereinafter sometimes simply referred to as a force detector) are each configured by the same load cell, for example. In the present embodiment, for example, a parallelogram type (Roval type) including four strain gauges 35 and a bridge circuit 60 is applied to the load cell. The Rovalval type load cell is provided with fixing portions 31, 31 fixed to the support members 23, 24, 25 and through holes 32 at both ends in the longitudinal direction of a metal material such as a long prismatic aluminum alloy or SUS. Thus, a pair of thin beam portions 33, 33 for connecting the fixing portions 31, 31 on both sides in parallel are provided. Each of the beam portions 33 and 33 is provided with two strain generating portions 34 surrounded by the inner peripheral surface 32a and the outer surface 33a of the through hole 32. Strain gauges 35 for detecting the amount of extension strain and the amount of contraction strain are respectively attached to the outer surfaces 33a of the strain generating portions 34. In such a robust load cell, the force measurement direction is defined so as to detect only the load in the direction in which the beam portions 33 and 33 are arranged (hereinafter referred to as measurement direction), and the two directions are orthogonal to the measurement direction other than the measurement direction. About, it functions as a member which transmits the force from one fixing | fixed part 31 to the other fixing | fixed part 31, or supports force.

図4に示すように、4枚のひずみゲージ35は、伸び歪み量を検出する2枚と縮み歪み量を検出する2枚とを対辺に置くブリッジ回路に接続される。図3(c)に示すように、ロバーバル型のロードセルでは、一方の固定部31に荷重Pが入力されると形状が長方形状から平行四辺形状に変形する。この変形は、固定部31,31が平行状態を維持したまま計測方向にずれて平行四辺形状に変形するため、精度の高い計測をすることができる。
即ち、一方の固定部31に入力された荷重Pにより該一方の固定部31が他方の固定部31を中心として回転せずに、平行リンクのように移動するため、荷重Pの入力方向が一定に維持され、精度の高い計測が可能となる。また、この変形にともない、1つのビーム部33内において一方の起歪部34a及び34dには伸長力、他方の起歪部34b,34cには圧縮力が作用する。したがって、起歪部34a及び34dに設けられたひずみゲージ35a,35dでは、伸び歪み量が検出される。また、起歪部34b,34cでは縮み歪み量が検出される。
As shown in FIG. 4, the four strain gauges 35 are connected to a bridge circuit that places two sheets for detecting the amount of elongation strain and two sheets for detecting the amount of contraction strain on opposite sides. As shown in FIG. 3C, in the load type load cell, when a load P is input to one fixed portion 31, the shape changes from a rectangular shape to a parallelogram shape. Since this deformation | transformation shifts | deviates to a measurement direction and the fixed parts 31 and 31 maintain a parallel state, it deform | transforms into a parallelogram shape, Therefore A highly accurate measurement can be performed.
That is, the input direction of the load P is constant because the one fixed portion 31 moves like a parallel link without rotating around the other fixed portion 31 due to the load P input to the one fixed portion 31. Therefore, highly accurate measurement is possible. In addition, along with this deformation, in one beam portion 33, one of the strain generating portions 34a and 34d is subjected to an extension force, and the other strain generating portions 34b and 34c are subjected to a compressive force. Therefore, the strain gauges 35a and 35d provided in the strain generating portions 34a and 34d detect the amount of elongation strain. Further, the amount of shrinkage distortion is detected by the strain generating portions 34b and 34c.

ブリッジ回路60は、制御装置50と電気的に接続され、制御装置50から電圧が入力される入力端子61と、制御装置50に電圧を出力する出力端子62とを備える。即ち、ブリッジ回路60の入力端子61に所定の電圧が制御装置50から入力された状態で、ロードセル30の一端側の固定部31に荷重が付加されると、荷重の大きさに比例して起歪部34a乃至34dの伸縮歪み量が変化し、それに対応してひずみゲージ35の抵抗が変化して、出力端子62に荷重の大きさに応じた出力電圧信号が発生する。発生した出力電圧信号は、制御装置50の試験制御手段51に出力され、試験制御手段51において該出力電圧信号を前後力あるいは上下力の荷重値として算出される。   The bridge circuit 60 is electrically connected to the control device 50 and includes an input terminal 61 to which a voltage is input from the control device 50 and an output terminal 62 that outputs a voltage to the control device 50. That is, when a load is applied to the fixed portion 31 on one end side of the load cell 30 in a state where a predetermined voltage is input from the control device 50 to the input terminal 61 of the bridge circuit 60, the load is generated in proportion to the magnitude of the load. The amount of expansion / contraction strain of the strain portions 34a to 34d changes, the resistance of the strain gauge 35 changes correspondingly, and an output voltage signal corresponding to the magnitude of the load is generated at the output terminal 62. The generated output voltage signal is output to the test control means 51 of the control device 50, and the test control means 51 calculates the output voltage signal as a load value of the longitudinal force or the vertical force.

図2,図5に示すように、各支持部材23,24,25は、概略、厚みが一定の平板部材により構成され、Fz方向及びFx方向に延長し、互いに平行に設けられる。
図2,図5(a)に示すように、第1支持部材23は、平面視においてFz方向、Fx方向に対称形状に形成され、車軸取付部36、前後力検出器取付部37とを備える。車軸取付部36は、例えば、一面側の中央において1つの円周上に均等な間隔に設けられた複数のねじ穴として構成される。タイヤ取付軸12は、平板円板状のフランジ部12Aと、タイヤTを支持する円柱状の支持軸12Bとで構成される。支持軸12Bの外周には図外のベアリングを介してタイヤTが装着されたリムを固定するためのハブが設けられる。車軸取付部36にタイヤ取付軸12を固定したときに、タイヤTの回転中心軸C2が当該面(第1支持部材23の車軸取付部36が設けられた一面)に直交する。また、タイヤTの回転中心軸C2は、ドラム3の回転中心軸C1と平行であり、例えば、タイヤ試験において平地を想定した場合には、回転中心軸C1とFx方向同一の位置(高さ)に、傾斜地を想定した場合には、回転中心軸C1に対してFx方向に位置ずれするように設けられる。なお、以下の説明において、車軸取付部36が設けられた面を基準面23aという。
As shown in FIGS. 2 and 5, each support member 23, 24, 25 is generally constituted by a flat plate member having a constant thickness, extends in the Fz direction and the Fx direction, and is provided in parallel to each other.
As shown in FIGS. 2 and 5A, the first support member 23 is formed in a symmetrical shape in the Fz direction and the Fx direction in plan view, and includes an axle mounting portion 36 and a longitudinal force detector mounting portion 37. . The axle mounting portion 36 is configured as, for example, a plurality of screw holes provided at equal intervals on one circumference at the center of one surface side. The tire mounting shaft 12 includes a flat disk-shaped flange portion 12A and a columnar support shaft 12B that supports the tire T. A hub for fixing a rim on which the tire T is mounted is provided on the outer periphery of the support shaft 12B via a bearing (not shown). When the tire mounting shaft 12 is fixed to the axle mounting portion 36, the rotation center axis C2 of the tire T is orthogonal to the surface (one surface on which the axle mounting portion 36 of the first support member 23 is provided). The rotation center axis C2 of the tire T is parallel to the rotation center axis C1 of the drum 3. For example, when a flat ground is assumed in the tire test, the same position (height) as the rotation center axis C1 in the Fx direction. Furthermore, when an inclined ground is assumed, it is provided so as to be displaced in the Fx direction with respect to the rotation center axis C1. In the following description, the surface on which the axle mounting portion 36 is provided is referred to as a reference surface 23a.

前後力検出器取付部37は、タイヤTの回転中心軸C2を中心とする1つの円周上に、回転中心軸C2を囲むように板厚面23bに4か所設けられる。具体的には、前後力検出器取付部37は、Fz方向ドラム側及び負荷側に回転中心軸C2から同一の距離にそれぞれの側に2か所、かつ、Fx方向踏込側及び蹴出側に回転中心軸C2から同一の距離となるように合計4か所設けられる。つまり、前後力検出器取付部37は、図5(a)に示す平面視において、Fz方向が長手方向である長方形の対角線の交点が回転中心軸C2上に位置する長方形の角部に位置する。各前後力検出器取付部37において、前後力検出器20は、計測方向がFx方向と同一方向に向け、かつ延長方向が基準面23aに対して直交した状態で背面側に延長するようにボルト、ナット等の固定手段により一端側が固定される。   Four longitudinal force detector attachment portions 37 are provided on the plate thickness surface 23b on one circumference around the rotation center axis C2 of the tire T so as to surround the rotation center axis C2. Specifically, the longitudinal force detector mounting portion 37 has two locations on the respective sides at the same distance from the rotation central axis C2 on the Fz direction drum side and the load side, and on the Fx direction stepping side and the kicking side. A total of four places are provided so as to be the same distance from the rotation center axis C2. That is, the longitudinal force detector mounting portion 37 is located at the corner of the rectangle where the intersection of the diagonals of the rectangle whose longitudinal direction is the Fz direction is located on the rotation center axis C2 in the plan view shown in FIG. . In each longitudinal force detector mounting portion 37, the longitudinal force detector 20 is bolted so that the measurement direction is in the same direction as the Fx direction and the extension direction extends to the back side in a state orthogonal to the reference surface 23a. The one end side is fixed by fixing means such as a nut.

第2支持部材24は、平面視においてFz方向、Fx方向に対称形状に形成され、第1支持部材23に一端側が固定された前後力検出器20の他端側を固定する複数の前後力検出器取付部38と、上下力検出器21の一端側を固定する複数の上下力検出器取付部39とを備える。つまり、第2支持部材24は、タイヤ取付軸12から前後力検出器20に入力された荷重を上下力検出器21に伝達する力伝達部材として、また前後力検出器20に入力された荷重を支持する支持部材として機能する。前後力検出器取付部38は、第1支持部材23から延長する各前後力検出器20の他端側を、互いの平行状態を維持したまま固定されるように板厚面24bに4か所設けられる。   The second support member 24 is formed in a symmetrical shape in the Fz direction and the Fx direction in plan view, and a plurality of longitudinal force detections that fix the other end side of the longitudinal force detector 20 having one end side fixed to the first support member 23. And a plurality of vertical force detector mounting portions 39 for fixing one end side of the vertical force detector 21. That is, the second support member 24 serves as a force transmission member that transmits the load input from the tire mounting shaft 12 to the longitudinal force detector 20 to the vertical force detector 21, and the load input to the longitudinal force detector 20. It functions as a supporting member to support. The front / rear force detector mounting portions 38 are provided at four locations on the plate thickness surface 24b so that the other end sides of the front / rear force detectors 20 extending from the first support member 23 are fixed while maintaining the mutual parallel state. Provided.

図2,図5に示すように、上下力検出器取付部39は、4つの前後力検出器20により第1支持部材23と一体化されたときに、複数の上下力検出器21がタイヤTの回転中心軸C2を中心とする1つの円周上に位置するように、板厚面24bに設けられる。具体的には、上下力検出器取付部39は、Fz方向ドラム側及び負荷側に回転中心軸C2から同一の距離にそれぞれの側に2か所、かつ、Fx方向踏込側及び蹴出側に回転中心軸C2から同一の距離となるように合計4か所設けられる。つまり、上下力検出器取付部39は、図5(a)に示す平面視において、Fx方向が長手方向である長方形の対角線の交点が回転中心軸C2上に位置する長方形の角部に位置する。各上下力検出器取付部39において、上下力検出器21は、計測方向がFx方向と同一方向に向き、かつ延長方向が基準面23aに対して直交した状態でタイヤ側に延長するようにボルト、ナット等の固定手段により一端側が固定される。   As shown in FIGS. 2 and 5, when the vertical force detector mounting portion 39 is integrated with the first support member 23 by the four longitudinal force detectors 20, a plurality of vertical force detectors 21 are connected to the tire T. Is provided on the plate thickness surface 24b so as to be positioned on one circumference centered on the rotation center axis C2. Specifically, the vertical force detector mounting portion 39 has two locations on the respective sides at the same distance from the rotation center axis C2 on the Fz direction drum side and the load side, and on the Fx direction stepping side and the kicking side. A total of four places are provided so as to be the same distance from the rotation center axis C2. That is, the vertical force detector mounting portion 39 is located at the corner of the rectangle where the intersection of the diagonals of the rectangle whose longitudinal direction is the Fx direction is located on the rotation center axis C2 in the plan view shown in FIG. . In each vertical force detector mounting portion 39, the vertical force detector 21 is bolted so that the measurement direction is in the same direction as the Fx direction and the extension direction is orthogonal to the reference surface 23a and extends to the tire side. The one end side is fixed by fixing means such as a nut.

図5に示すように、第3支持部材25は、厚さが一定の矩形状の平板からなる基部41と、当該基部41の上下の端部からタイヤ側に突出する上側突出片42及び下側突出片43を備える。基部41は、背面側に連結体44を備える。連結体44は、Fz方向に延長する柱体からなり、一端側が負荷発生部6に連結され、他端側が基部41の背面に固定される。具体的には、連結体44は、図5(c)に示すように、基部41の背面側において、タイヤ取付軸12の延長上に位置するように設けられることが好ましい。各突出片42,43は、Fz方向の各端面に一端が第2支持部材24に固定された状態の上下力検出器21を取り付ける上下力検出器取付部45を備える。上下力検出器取付部45は、第2支持部材24から延長する各上下力検出器21の他端側を、互いの平行状態を維持したまま固定されるように4か所設けられる。   As shown in FIG. 5, the third support member 25 includes a base portion 41 made of a rectangular flat plate having a constant thickness, an upper protruding piece 42 and a lower side protruding from the upper and lower ends of the base portion 41 toward the tire side. A protruding piece 43 is provided. The base 41 includes a connecting body 44 on the back side. The connecting body 44 is composed of a column extending in the Fz direction, and one end side is connected to the load generating unit 6, and the other end side is fixed to the back surface of the base 41. Specifically, as shown in FIG. 5C, the connecting body 44 is preferably provided on the back side of the base portion 41 so as to be positioned on the extension of the tire mounting shaft 12. Each of the protruding pieces 42 and 43 includes a vertical force detector mounting portion 45 for mounting the vertical force detector 21 with one end fixed to the second support member 24 on each end face in the Fz direction. The vertical force detector mounting portions 45 are provided at four locations so that the other end sides of the vertical force detectors 21 extending from the second support member 24 are fixed while maintaining the mutual parallel state.

上記構成によれば、第1支持部材23及び第2支持部材24を連結する前後力検出器20、第2支持部材24及び第3支持部材25を連結する上下力検出器21の全てが回転中心軸C2と平行に延長している。また、4つの前後力検出器20及び4つの上下力検出器21は、同心円上に位置している。   According to the above configuration, the longitudinal force detector 20 that connects the first support member 23 and the second support member 24, and the vertical force detector 21 that connects the second support member 24 and the third support member 25 are all rotation centers. It extends parallel to the axis C2. Further, the four longitudinal force detectors 20 and the four vertical force detectors 21 are located on concentric circles.

制御装置50は、いわゆるコンピュータにより構成されており、ハードウェア資源として設けられた演算手段としてのCPU、ROM,RAM等を含む記憶手段、キーボードやマウス、或いは、磁気,光学ドライブ等の入力手段、モニター等の表示手段、ネットワークインターフェイスや外部機器等を接続する外部接続インターフェース(外部IF)等を備える。CPUが記憶手段に格納されたプログラムに従って後述の処理を実行することにより、制御装置50を後述の各手段として機能させる。   The control device 50 is constituted by a so-called computer, and includes a CPU, ROM, RAM, etc. as a computing means provided as hardware resources, a keyboard, a mouse, or an input means such as a magnetic or optical drive, A display means such as a monitor, a network interface, an external connection interface (external IF) for connecting an external device, and the like are provided. The CPU executes a process described later according to a program stored in the storage unit, thereby causing the control device 50 to function as each unit described later.

制御装置50は、タイヤ試験を制御する試験制御手段51と、各前後力検出器20及び上下力検出器21から出力された信号電圧に基づいて上下力及び前後力等の荷重を算出する荷重算出手段52と、各前後力検出器20及び各上下力検出器21から声別に出力された出力値に基づいて、検出器の異常を検出する故障検出手段53とを備える。   The control device 50 calculates the load such as the vertical force and the longitudinal force based on the test control means 51 for controlling the tire test and the signal voltage output from each longitudinal force detector 20 and the vertical force detector 21. Means 52 and failure detection means 53 for detecting an abnormality of the detector based on the output values output for each voice from each longitudinal force detector 20 and each vertical force detector 21.

試験制御手段51は、タイヤ試験の全般の処理を制御し、ドラム3を回転駆動するモータ2の回転速度の制御、及び予め指令値として入力された荷重値がタイヤTに付与されるようにタイヤ負荷装置5のサーボモータ8の回転数の制御や、荷重計測装置11を構成する各検出器20,21に電源電圧(電力)の供給を制御する。また、故障検出手段53から試験の停止を報知する信号が入力されたときには、タイヤ試験を停止させる制御を行う。
荷重算出手段52は、4つの上下力検出器21から個別に出力された出力値の和に基づいて上下力(接地荷重値)を算出する上下力算出部と、4つの前後力検出器20から個別に出力された出力値の和に基づいて前後力としての荷重値を算出する前後力算出部とを備える。荷重算出手段52は、各前後力検出器20及び各上下力検出器21から出力される信号の出力値(電圧値)を荷重値に変換する変換データを備える。例えば、変換データは、出力値が入力されると荷重値を出力する関数として構成される。
図6に示すように、4つの前後力検出器20を20a,20b,20c,20dとし、4つの上下力検出器21を21a,21b,21c,21dとした場合、荷重算出手段52は、以下のように前後力検出器20a〜20dから個別に出力された出力値を変換データにより個別に荷重値を算出し、算出した荷重値に基づいて前後力や上下力を算出する。
前後力算出部では、算出された各荷重値の合計(20aにより計測された荷重値+20bにより計測された荷重値+20cにより計測された荷重値+20dにより計測された荷重値)を演算することにより前後力を算出する。
上下力算出部では、算出された各荷重値の合計(21aにより計測された荷重値+21bにより計測された荷重値+21cにより計測された荷重値+21dにより計測された荷重値)を演算することにより上下力を算出する。
なお、荷重算出手段52では、個別に算出した荷重値に基づいて、Fx方向軸周りの偶力Mxや、Fz方向軸周りの偶力Mzを算出することも可能である。この場合、偶力Mxは、(21aにより計測された荷重値+21dにより計測された荷重値)−(21bにより計測された荷重値+21cにより計測された荷重値)により算出される。また、偶力Mzは、(20aにより計測された荷重値+20bにより計測された荷重値)−(20cにより計測された荷重値+21dにより計測された荷重値)により算出される。
The test control means 51 controls the overall processing of the tire test, controls the rotational speed of the motor 2 that rotationally drives the drum 3, and applies the load value previously input as a command value to the tire T. Control of the rotation speed of the servo motor 8 of the load device 5 and supply of power supply voltage (electric power) to the detectors 20 and 21 constituting the load measuring device 11 are controlled. Further, when a signal for notifying the stop of the test is input from the failure detecting means 53, a control for stopping the tire test is performed.
The load calculation means 52 includes a vertical force calculation unit that calculates vertical force (ground load value) based on the sum of output values individually output from the four vertical force detectors 21, and the four longitudinal force detectors 20. A longitudinal force calculator that calculates a load value as a longitudinal force based on the sum of the output values individually output. The load calculation means 52 includes conversion data for converting the output values (voltage values) of the signals output from the longitudinal force detectors 20 and the vertical force detectors 21 into load values. For example, the conversion data is configured as a function that outputs a load value when an output value is input.
As shown in FIG. 6, when the four longitudinal force detectors 20 are 20a, 20b, 20c, and 20d, and the four vertical force detectors 21 are 21a, 21b, 21c, and 21d, the load calculating means 52 is as follows. As described above, the load values are individually calculated from the output values individually output from the longitudinal force detectors 20a to 20d based on the conversion data, and the longitudinal force and the vertical force are calculated based on the calculated load values.
The longitudinal force calculation unit calculates the sum of the calculated load values (the load value measured by 20a + the load value measured by 20b + the load value measured by 20c + the load value measured by 20d). Calculate the force.
The vertical force calculation unit calculates the sum of the calculated load values (the load value measured by 21a + the load value measured by 21b + the load value measured by 21c + the load value measured by 21d). Calculate the force.
Note that the load calculation means 52 can also calculate the couple Mx around the Fx direction axis and the couple Mz around the Fz direction axis based on the individually calculated load values. In this case, the couple Mx is calculated by (the load value measured by 21a + the load value measured by 21d) − (the load value measured by 21b + the load value measured by 21c). The couple Mz is calculated by (load value measured by 20a + load value measured by 20b) − (load value measured by 20c + load value measured by 21d).

故障検出手段53は、4つの上下力検出器21から個別に出力された出力値の出力差に基づいて異常を検出する上下力検出器故障検出部と、4つの前後力検出器20から出力された出力値の出力差に基づいて異常を検出する前後力検出器故障検出部とを備える。
図6に示すように、4つの前後力検出器20を20a,20b,20c,20dとし、4つの上下力検出器21を21a,21b,21c,21dとした場合、故障検出手段53は、以下のように異常を検出する。
前後力検出器20a〜20dの故障の検出は、(20aの出力値+20dの出力値)−(20bの出力値+20cの出力値)をExとした場合、Exが閾値αx以上の場合には前後力検出器20a〜20dのいずれかに故障有りと検出し、閾値αxよりも小さい場合には故障無しとして検出する。また、上下力検出器21a〜21dの故障の検出は、(21aの出力値+21dの出力値)−(21bの出力値+21cの出力値)をEzとした場合、Ezが閾値αz以上の場合には上下力検出器21a〜21dのいずれかに故障有りと検出し、閾値αzよりも小さい場合には故障無しとして検出する。
そして、故障検出手段53は、前後力検出器20a〜20d及び上下力検出器21a〜21dのいずれかに故障が検出されたときには、試験制御手段51に試験停止を報知する信号を出力する。なお、故障検出手段53における故障検出の処理では、各検出器20a〜20d,21a〜21dから出力された信号の出力値(電圧値)を直接的に処理して故障を検出するものとして説明したが、例えば、荷重算出手段52により変換された荷重値を上記出力値とし、故障を検出するようにしても良い。
The failure detection means 53 is output from the vertical force detector failure detection unit that detects an abnormality based on the output difference between the output values individually output from the four vertical force detectors 21 and the four longitudinal force detectors 20. And a front-rear force detector failure detector for detecting an abnormality based on the output difference between the output values.
As shown in FIG. 6, when the four longitudinal force detectors 20 are 20a, 20b, 20c, and 20d and the four vertical force detectors 21 are 21a, 21b, 21c, and 21d, the failure detection means 53 is as follows. Detect anomalies like
The detection of the failure of the longitudinal force detectors 20a to 20d is performed when Ex is greater than or equal to the threshold value αx, where (20a output value + 20d output value) − (20b output value + 20c output value) is Ex. If any of the force detectors 20a to 20d is detected as having a failure, and smaller than the threshold value αx, it is detected as having no failure. In addition, the detection of the failure of the vertical force detectors 21a to 21d is performed when Ez is equal to or greater than the threshold value αz, where (21a output value + 21d output value) − (21b output value + 21c output value) is Ez. Detects that there is a failure in any of the vertical force detectors 21a to 21d, and detects that there is no failure if it is smaller than the threshold value αz.
Then, the failure detection means 53 outputs a signal for notifying the test control means 51 of the test stop when a failure is detected in any of the longitudinal force detectors 20a to 20d and the vertical force detectors 21a to 21d. In the failure detection process in the failure detection means 53, it has been described that a failure is detected by directly processing the output values (voltage values) of the signals output from the detectors 20a to 20d and 21a to 21d. However, for example, the load value converted by the load calculating means 52 may be used as the output value to detect a failure.

また、故障検出手段53における検出器の他の故障の検出方法として、(20aの出力値+20bの出力値)−(20cの出力値+20dの出力値)をEmxとした場合、Emxが閾値βx以上の場合には前後力検出器20a〜20dのいずれかに故障有りと検出し、閾値βxよりも小さい場合には故障無しとして検出する。また、上下力検出器21a〜21dの故障の検出は、(21aの出力値+21bの出力値)−(21cの出力値+21dの出力値)をEmzとした場合、Emzが閾値βz以上の場合には上下力検出器21a〜21dのいずれかに故障有りと検出し、閾値βzよりも小さい場合には故障無しとして検出することもできる。   Further, as another detection method for the failure in the detector in the failure detection means 53, when (20a output value + 20b output value) − (20c output value + 20d output value) is Emx, Emx is equal to or greater than the threshold value βx. In this case, it is detected that there is a failure in any of the longitudinal force detectors 20a to 20d, and if it is smaller than the threshold value βx, it is detected that there is no failure. Further, the failure detection of the vertical force detectors 21a to 21d is performed when Emz is equal to or greater than the threshold value βz, where (21a output value + 21b output value) − (21c output value + 21d output value) is Emz. Can detect that there is a failure in any of the vertical force detectors 21a to 21d, and if it is smaller than the threshold value βz, it can also be detected that there is no failure.

より好ましくは、上記2つの異常の検出方法を組み合わせることにより、より精度の高い異常検出を行うことができる。
なお、検出器20a〜20d及び21a〜21dの故障の検出は、上記方法に限定されない。例えば、図6における回転中心軸C2を中心とする対角の関係に基づいて、(20aの出力値+20cの出力値)−(20bの出力値+20dの出力値)や、(21aの出力値+21cの出力値)−(21bの出力値+21d出力値)を閾値と比較して故障を検出するようにしても良い。
故障検出手段53による検出器の故障の検出は、本実施形態における4つの前後力検出器20a〜20d及び4つの上下力検出器21a〜21dが、それぞれタイヤTの回転中心軸C2を中心とする同一円周上、かつタイヤの前後方向及び上下方向に対称の位置に設けられているため、上述のように各検出器20a〜20d,21a〜21dからの出力値を直接的に扱い、単純な演算により検出することができる。即ち、複雑な演算処理を行うことなく検出器の計測異常を精度良く検出することができる。
More preferably, the abnormality detection with higher accuracy can be performed by combining the two abnormality detection methods.
Note that the detection of the failure of the detectors 20a to 20d and 21a to 21d is not limited to the above method. For example, based on the diagonal relationship about the rotation center axis C2 in FIG. 6, (20a output value + 20c output value) − (20b output value + 20d output value) or (21a output value + 21c). The output value) − (21b output value + 21d output value) may be compared with a threshold value to detect a failure.
The detection of the failure of the detector by the failure detection means 53 is performed by the four longitudinal force detectors 20a to 20d and the four vertical force detectors 21a to 21d in the present embodiment about the rotation center axis C2 of the tire T, respectively. Since they are provided on the same circumference and symmetrically in the front-rear direction and the up-down direction of the tire, the output values from the detectors 20a to 20d and 21a to 21d are directly handled as described above. It can be detected by calculation. That is, the measurement abnormality of the detector can be detected with high accuracy without performing complicated arithmetic processing.

以下、タイヤ試験装置1の動作について説明する。
まず、入力手段を介してタイヤTに付与する接地荷重値等の試験条件を入力し、接地荷重値を制御装置50に設定し、タイヤ試験を開始する。以下この接地荷重値を設定荷重値という。タイヤ試験の開始により、各前後力検出器20a〜20d及び各上下力検出器21a〜21dには、制御装置50から電力が供給される。電力の供給に伴ない制御装置50には、各前後力検出器20a〜20d及び各上下力検出器21a〜21dから無負荷状態における計測値が入力される。制御装置50に入力された各検出器20a〜20d,21a〜21dの計測値は、故障検出手段53により故障判定がなされる。故障検出手段53は、故障を検したときにはタイヤ試験の停止を報知する信号を試験制御手段51に出力する。なお、故障検出手段53は、故障を検出しないときには、そのまま故障の有無の監視を継続する。
試験制御手段51は、タイヤTに設定荷重値が付与されるように、サーボモーター8を駆動し、スクリュージャッキ9のシリンダ9Aをドラム3に向けて伸長させる。このシリンダ9Aの伸長によりドラム3にタイヤTが接地すると、荷重計測装置11の各上下力検出器20によりタイヤTに作用する上下力が計測される。計測された上下力は、制御装置50の荷重算出手段52と故障検出手段53とに出力される。荷重算出手段52は、4つの上下力検出器21から個別に計測された計測値に基づいて上下力を算出し、試験制御手段51に出力する。試験制御手段51は、入力された上下力を設定荷重値と比較し、入力される上下力が設定荷重値となるようにサーボモーター8の駆動を制御する。
また、故障検出手段53は、4つの上下力検出器21から個別に計測された計測値の差に基づいて、上下力検出器21の故障の有無を判定し、4つの上下力検出器20の状態を監視する。
Hereinafter, the operation of the tire testing apparatus 1 will be described.
First, a test condition such as a contact load value to be applied to the tire T is input via the input means, the contact load value is set in the control device 50, and the tire test is started. Hereinafter, this ground load value is referred to as a set load value. By starting the tire test, electric power is supplied from the control device 50 to each of the longitudinal force detectors 20a to 20d and each of the vertical force detectors 21a to 21d. A measured value in a no-load state is input from the longitudinal force detectors 20a to 20d and the vertical force detectors 21a to 21d to the control device 50 as power is supplied. The measured values of the detectors 20a to 20d and 21a to 21d input to the control device 50 are subjected to failure determination by the failure detection means 53. The failure detection means 53 outputs a signal notifying that the tire test is stopped to the test control means 51 when a failure is detected. Note that the failure detection means 53 continues monitoring whether there is a failure as it is when no failure is detected.
The test control means 51 drives the servo motor 8 to extend the cylinder 9 </ b> A of the screw jack 9 toward the drum 3 so that a set load value is applied to the tire T. When the tire T comes in contact with the drum 3 due to the extension of the cylinder 9 </ b> A, the vertical force acting on the tire T is measured by the vertical force detectors 20 of the load measuring device 11. The measured vertical force is output to the load calculation means 52 and the failure detection means 53 of the control device 50. The load calculating unit 52 calculates the vertical force based on the measurement values individually measured from the four vertical force detectors 21 and outputs the calculated vertical force to the test control unit 51. The test control means 51 compares the input vertical force with the set load value, and controls the drive of the servo motor 8 so that the input vertical force becomes the set load value.
Further, the failure detection means 53 determines the presence / absence of a failure of the vertical force detector 21 based on the difference between the measurement values individually measured from the four vertical force detectors 21 and determines whether the four vertical force detectors 20 Monitor status.

次に、上下力が設定荷重値に設定され、故障検出手段53から故障の検出の信号が入力されない場合には、試験制御手段51は、ドラム3の回転駆動源であるモータ2を回転駆動する信号を出力し、タイヤTが所定の回転速度で回転するようにドラム3を所定の回転数で回転させる。ドラム3の回転にともなってタイヤTが従動的に回転する。タイヤTが回転することにより、タイヤ取付軸12には、タイヤTの性能に応じて、Fx方向、Fy方向、Fz方向の力を合成した合力が作用する。
そして、タイヤ取付軸12に作用する合力のうち、Fx方向の成分が4つの前後力検出器20によって計測され、Fz方向の成分が4つの上下力検出器21によって計測される。
4つの前後力検出器20及び4つの上下力検出器21により個別に計測された計測値は、荷重算出手段52及び故障検出手段53に出力される。
荷重算出手段52では、4つの前後力検出器20により個別に計測された計測値の合計値に基づいて前後力を算出し、4つの上下力検出器21により個別に計測された計測値の合計値に基づいて上下力を算出する。
また、故障検出手段53では、4つの前後力検出器20により個別に計測された計測値の差に基づいて前後力検出器20の故障の有無を判定し、4つの上下力検出器21により個別に計測された計測値の合計値に基づいて上下力検出器21の故障の有無を判定する。この判定において、前後力検出器20のいずれか、上下力検出器21のいずれかに故障が検出された場合、試験制御手段51に試験停止信号を出力する。
そして、試験制御手段51では、試験停止信号の入力によりドラム3の回転を停止した後に、サーボモーター8にタイヤTをドラム3から離間させて初期位置に戻すように信号を出力し、サーボモーター8を駆動し、タイヤ試験を終了させる。
Next, when the vertical force is set to the set load value and no failure detection signal is input from the failure detection unit 53, the test control unit 51 rotates the motor 2 that is the rotation drive source of the drum 3. A signal is output, and the drum 3 is rotated at a predetermined rotational speed so that the tire T rotates at a predetermined rotational speed. As the drum 3 rotates, the tire T rotates in a driven manner. As the tire T rotates, a resultant force obtained by synthesizing forces in the Fx direction, the Fy direction, and the Fz direction acts on the tire mounting shaft 12 according to the performance of the tire T.
Of the resultant force acting on the tire mounting shaft 12, the component in the Fx direction is measured by the four longitudinal force detectors 20, and the component in the Fz direction is measured by the four vertical force detectors 21.
The measurement values individually measured by the four longitudinal force detectors 20 and the four vertical force detectors 21 are output to the load calculation unit 52 and the failure detection unit 53.
In the load calculation means 52, the longitudinal force is calculated based on the total value of the measurement values individually measured by the four longitudinal force detectors 20, and the total of the measurement values individually measured by the four vertical force detectors 21. The vertical force is calculated based on the value.
Further, the failure detection means 53 determines the presence / absence of a failure of the longitudinal force detector 20 based on the difference between the measurement values individually measured by the four longitudinal force detectors 20, and individually detects the failure by the four vertical force detectors 21. Whether or not the vertical force detector 21 has failed is determined based on the total value of the measured values. In this determination, if a failure is detected in either the longitudinal force detector 20 or the vertical force detector 21, a test stop signal is output to the test control means 51.
The test control means 51 outputs a signal to the servo motor 8 so that the tire T is separated from the drum 3 and returned to the initial position after the rotation of the drum 3 is stopped by inputting the test stop signal. To finish the tire test.

以上説明したように、荷重計測装置11を上述の構成することにより、ドラム3の外周面3aを転動するタイヤTに生じた力は、タイヤ取付軸12から荷重計測装置11の第1支持部材23に入力され、第1支持部材23に入力された力は4つの前後力検出器20により支持され、複数の前後力検出器20の支持する力は第2支持部材24により支持される。さらに、第2支持部材24の支持する力は、複数の上下力検出器21により支持され、4つの上下力検出器21の支持する力は第3支持部材25により支持される。
このように、タイヤTに生じた力が直列的に伝達、支持されることにより、各部材23,24,25及び各検出器20,21に同一の力が作用するため、各検出器20,21により計測される上下力や前後力を精度良く計測することができる。
また、タイヤ取付軸12から入力された前後力Fxを4つの前後力検出器20で均等に分力して支持されるため、各前後力検出器20が支持する力はそれぞれFx/4となる。したがって、前後力検出器20から出力される出力値は、故障がなければ同じ値、故障があればいずれかが異なる値を出力するので容易、かつ確実に故障を検出することができる。
また、本実施形態における4つの前後力検出器20a〜20d及び4つの上下力検出器21a〜21dが、それぞれタイヤTの回転中心軸C2を中心とする同一円周上、かつタイヤの前後方向及び上下方向に対称の位置に設けられているため、各検出器20a〜20d,21a〜21dから入力された出力値を荷重値に変換し、上述のような単純な演算により前後力や上下力を算出することができる。即ち、複雑な演算処理を行うことなく前後力や上下力を精度良く算出することができる。
4つの前後力検出器20a〜20dの互いの位置関係や、4つの上下力検出器21a〜21dの互いの位置関係については、上記に限定されず適宜変更可能である。例えば、上記構成の荷重計測装置11は、各検出器20a〜20d,21a〜21dにより計測された計測値に基づいて、Fx軸周りの偶力Mxや、Fz軸周りの偶力Mz等の荷重値を算出することも可能である。偶力Mxや偶力Mzの算出は、回転中心軸C2から各検出器20a〜20d,21a〜21dまでの距離が影響を及ぼすため、複雑な演算が必要となる。このような場合、算出された偶力Mxや偶力Mzには計算誤差が含まれることとなり、計測精度を低下させてしまう虞がある。このため、上述したように、各検出器20a〜20d,21a〜21dをそれぞれ配置することが好ましい。
As described above, by configuring the load measuring device 11 as described above, the force generated on the tire T rolling on the outer peripheral surface 3 a of the drum 3 is transmitted from the tire mounting shaft 12 to the first support member of the load measuring device 11. The force input to the first support member 23 is supported by the four longitudinal force detectors 20, and the force supported by the plurality of longitudinal force detectors 20 is supported by the second support member 24. Further, the force supported by the second support member 24 is supported by the plurality of vertical force detectors 21, and the force supported by the four vertical force detectors 21 is supported by the third support member 25.
In this way, since the force generated in the tire T is transmitted and supported in series, the same force acts on each member 23, 24, 25 and each detector 20, 21, so each detector 20, The vertical force and the longitudinal force measured by 21 can be accurately measured.
Further, since the longitudinal force Fx input from the tire mounting shaft 12 is equally divided and supported by the four longitudinal force detectors 20, the force supported by each longitudinal force detector 20 is Fx / 4. . Therefore, since the output value output from the longitudinal force detector 20 outputs the same value if there is no failure, or any different value if there is a failure, the failure can be detected easily and reliably.
Further, the four longitudinal force detectors 20a to 20d and the four vertical force detectors 21a to 21d in the present embodiment are respectively on the same circumference around the rotation center axis C2 of the tire T, and in the longitudinal direction of the tire. Since it is provided at a position symmetrical in the vertical direction, the output values input from the detectors 20a to 20d and 21a to 21d are converted into load values, and the longitudinal force and vertical force are obtained by the simple calculation as described above. Can be calculated. That is, it is possible to accurately calculate the longitudinal force and the vertical force without performing complicated calculation processing.
The mutual positional relationship of the four longitudinal force detectors 20a to 20d and the mutual positional relationship of the four vertical force detectors 21a to 21d are not limited to the above and can be appropriately changed. For example, the load measuring device 11 having the above-described configuration is a load such as a couple force Mx around the Fx axis and a couple Mz around the Fz axis based on the measured values measured by the detectors 20a to 20d and 21a to 21d. It is also possible to calculate a value. The calculation of the couple Mx and the couple Mz requires a complicated calculation because the distance from the rotation center axis C2 to each of the detectors 20a to 20d and 21a to 21d is affected. In such a case, the calculated couple Mx and couple Mz include a calculation error, which may reduce the measurement accuracy. For this reason, as described above, it is preferable to arrange the detectors 20a to 20d and 21a to 21d, respectively.

なお、上記実施形態では、上下力及び前後力の両方を計測するものとして説明したが、上下力又は前後力のいずれか一方を検出するように、荷重計測装置11を構成しても良い。また、検出器の計測方向をタイヤTの回転軸方向に平行に向けて取り付けることによりタイヤの横力(Fy方向の力)も計測することができる。   Although the above embodiment has been described as measuring both the vertical force and the longitudinal force, the load measuring device 11 may be configured to detect either the vertical force or the longitudinal force. Further, by attaching the detector in the direction of measurement parallel to the direction of the rotation axis of the tire T, the lateral force of the tire (force in the Fy direction) can also be measured.

また、上記実施形態では、荷重計測装置11における前後力検出器20及び上下力検出器21の数量を4つとして説明したが、これに限定されない。
例えば、図7に示すように、荷重計測装置11を2つの前後力検出器20及び2つの上下力検出器21で構成しても良い。このように構成しても2つの前後力検出器20から個別に出力された出力値、2つの上下力検出器21から個別に出力された出力値を荷重値に変換し、その和に基づいて前後力や上下力等を計測することができる。また、2つの前後力検出器20から個別に出力された出力値の差や、2つの上下力検出器21から個別に出力された出力値の差をそれぞれ閾値と比較することで、前後力検出器20の故障や上下力検出器21の故障を検出することができる。
荷重計測装置11は、故障検出の観点からすれば2つ以上、荷重計測の精度の観点からは、回転中心軸C2を囲むことができる3つ以上が好ましい。このように各方向の力を計測する検出器を3つ以上とすることにより、1つの平面を定義することができる。例えば、前後力検出器20を3つとした場合、一方の固定部31同士、他方の固定部31同士は、それぞれ1つの平面上に位置し、この2つの平面は互いに平行である。そして、2つの平面は、それぞれ一方が第1支持部材23に相当し、他方が第2支持部材24に対応する。したがって、タイヤTに作用した前後力は、3つの前後力検出器20の計測方向に第1支持部材23を平行に移動させることができるため、計測精度を向上させることができる。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the quantity of the longitudinal force detector 20 and the vertical force detector 21 in the load measuring device 11 as four, it is not limited to this.
For example, as shown in FIG. 7, the load measuring device 11 may be configured with two longitudinal force detectors 20 and two vertical force detectors 21. Even in this configuration, the output values individually output from the two longitudinal force detectors 20 and the output values individually output from the two vertical force detectors 21 are converted into load values, and based on the sum thereof. It is possible to measure longitudinal force and vertical force. Also, the longitudinal force detection is performed by comparing the difference between the output values individually output from the two longitudinal force detectors 20 and the difference between the output values individually output from the two vertical force detectors 21 with threshold values. It is possible to detect a failure of the device 20 and a failure of the vertical force detector 21.
Two or more load measuring devices 11 are preferable from the viewpoint of failure detection, and three or more that can surround the rotation center axis C2 are preferable from the viewpoint of accuracy of load measurement. Thus, by using three or more detectors that measure the force in each direction, one plane can be defined. For example, when the number of front-rear force detectors 20 is three, one fixing part 31 and the other fixing part 31 are each located on one plane, and these two planes are parallel to each other. One of the two planes corresponds to the first support member 23 and the other corresponds to the second support member 24. Therefore, the longitudinal force acting on the tire T can move the first support member 23 in parallel in the measurement direction of the three longitudinal force detectors 20, so that the measurement accuracy can be improved.

1 タイヤ試験装置、3 ドラム、11 荷重計測装置、
20 前後力検出器(ロードセル)、21 上下力検出器(ロードセル)、
T タイヤ。
1 tire testing device, 3 drums, 11 load measuring device,
20 longitudinal force detector (load cell), 21 vertical force detector (load cell),
T tires.

Claims (6)

タイヤに所定の接地荷重を付与しつつ回転させるタイヤ試験装置であって、
前記タイヤの接地荷重を分力して支持するとともに回転するタイヤに作用する力を計測する複数の荷重検出器と、
前記複数の荷重検出器から個別に出力される信号に基づいて前記タイヤに作用する力の荷重値を算出する荷重算出手段と、
前記複数の荷重検出器から個別に出力される信号の出力差に基づいて荷重検出器の故障を検出する故障検出手段とを備えるタイヤ試験装置。
A tire testing device that rotates while applying a predetermined contact load to a tire,
A plurality of load detectors for measuring the force acting on the rotating tire while supporting and dividing the ground load of the tire;
Load calculating means for calculating a load value of a force acting on the tire based on signals individually output from the plurality of load detectors;
A tire testing apparatus comprising failure detection means for detecting a failure of the load detector based on an output difference between signals individually output from the plurality of load detectors.
前記複数の荷重検出器は、前記タイヤの回転中心軸を中心とする同一円周上、かつタイヤの前後方向及び上下方向に対称の位置に設けられた請求項1記載のタイヤ試験装置。   2. The tire testing device according to claim 1, wherein the plurality of load detectors are provided on the same circumference around the rotation center axis of the tire and symmetrically in the front-rear direction and the up-down direction of the tire. 前記複数の荷重検出器は、
前記タイヤの接地荷重を計測する複数の接地荷重計測用荷重検出器と、
前記タイヤの転がり抵抗力を計測する複数の転がり抵抗力計測用荷重検出器とで構成される請求項1又は請求項2記載のタイヤ試験装置。
The plurality of load detectors are:
A plurality of contact load measuring load detectors for measuring the contact load of the tire;
The tire testing device according to claim 1 or 2, comprising a plurality of rolling resistance measuring load detectors for measuring the rolling resistance of the tire.
前記複数の接地荷重計測用荷重検出器及び前記複数の転がり抵抗力計測用荷重検出器は、計測方向が一方向に規定されたロバーバル型のロードセルからなり、
前記複数の接地荷重計測用荷重検出器は、計測方向を前記接地荷重の付与方向に向けて設けられ、
前記転がり抵抗力計測用荷重検出器は、計測方向を前記接地荷重の付与方向に直交するタイヤの前後方向に向けて設けられた請求項3記載のタイヤ試験装置。
The plurality of load detectors for measuring a ground load and the plurality of load detectors for measuring a rolling resistance force are composed of a Robert type load cell in which a measurement direction is defined in one direction,
The plurality of load detectors for measuring a ground load are provided with a measurement direction directed toward the direction of application of the ground load,
The tire test apparatus according to claim 3, wherein the rolling resistance measuring load detector is provided with a measurement direction directed in a front-rear direction of the tire orthogonal to the contact load application direction.
前記複数の接地荷重計測用荷重検出器及び前記複数の転がり抵抗力計測用荷重検出器は、1つの力伝達部材を介して計測方向が直交するように設けられた請求項4記載のタイヤ試験装置。   The tire testing device according to claim 4, wherein the plurality of contact load measuring load detectors and the plurality of rolling resistance force measuring load detectors are provided so that measurement directions are orthogonal to each other via one force transmission member. . タイヤに所定の接地荷重を付与しつつ回転させてタイヤに作用する荷重を計測するタイヤ試験方法であって、
前記タイヤに作用する荷重を分力して支持するとともに回転するタイヤに作用する力を計測する複数の荷重検出器を設け、
前記複数の荷重検出器から個別に出力される信号に基づいて前記タイヤに作用する力の荷重値を算出する荷重算出工程と、
前記複数の荷重検出器から個別に出力される信号の出力差に基づいて荷重検出器の故障を検出する故障検出工程と、を含むタイヤ試験方法。
A tire test method for measuring a load acting on a tire by rotating the tire while applying a predetermined ground load,
Provided with a plurality of load detectors for measuring the force acting on the rotating tire while supporting by dividing the load acting on the tire,
A load calculating step of calculating a load value of a force acting on the tire based on signals individually output from the plurality of load detectors;
A failure detection step of detecting a failure of the load detector based on an output difference between signals individually output from the plurality of load detectors.
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