JP2019020179A

JP2019020179A - 計測装置および計測装置の校正方法

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Publication number: JP2019020179A
Application number: JP2017136800A
Authority: JP
Inventors: 幸久伊藤; Yukihisa Ito; 一希木戸; Kazuki KIDO; 智之森田; Tomoyuki Morita; 一希岡本; Kazuki Okamoto
Original assignee: A&D Co Ltd
Current assignee: A&D Holon Holdings Co Ltd
Priority date: 2017-07-13
Filing date: 2017-07-13
Publication date: 2019-02-07

Abstract

【課題】路面に設置される計測装置であって，その水平方向の校正をすることが容易な計測装置および計測装置の校正方法を提供することを目的とする。【解決手段】路面に設置する計測装置であって，計測装置は，ベースと，ベースから離間して配置されるプレートと，プレートにかかる負荷を計測するセンサと，センサの校正時において，プレートの水平方向に校正荷重をかけるための校正用治具と，を有する計測装置である。【選択図】図１

Description

本発明は，路面に設置される計測装置であって，とくに，水平方向の校正をすることが容易な計測装置および計測装置の校正方法に関する。

近年，走行車両のタイヤにかかる負荷（接地力）を正確に把握する試みがなされている。たとえば，特許文献１は，柱部材にゲージを取り付けたセンサユニットを路面に埋設しており，このセンサユニットによってタイヤが通過する際の負荷を３次元的に計測できるようになっている。センサユニットは，タイヤの進行方向と直交する方向にライン上に複数配置されており，タイヤにかかる負荷をタイヤの幅方向に複数箇所で計測できるようになっている。

このような計測装置は，タイヤの接地力を計測するという装置の特性上，センサユニットが路面に埋設されていることが一般的である。特許文献１には，従来の計測装置の一例が示されている。

特開２０００−１６２０５４号公報

計測装置を路面に設置する際には校正が行われる。しかし，計測装置をいったん設置したあとは，校正が行われない。これは，計測装置が路面に埋設して設置されることも一つの要因としてある。そのため，計測装置を路面に設置後，日時の経過とともにセンサから得られるデータに誤差が生じる可能性が出てくる。従来はタイヤ全体での接地力の計測について高い精度を必要としていなかったので，このような問題が着目されることがなかった。しかし，最近では，設計や開発の段階でシミュレーションが多用されるようになり，計測データに基づいての高度な解析が必要になっているため，計測データも高い精度が必要になっている。そのため，データの誤差を無視することはできず，計測装置の設置後も，校正することによって，正確なデータを取得することが求められる。

本発明者は上記課題に鑑み，計測装置を路面に設置した場合であっても校正できる，計測装置および計測装置の校正方法を発明した。

第１の発明は，路面に設置する計測装置であって，前記計測装置は，ベースと，前記ベースから離間して配置されるプレートと，前記プレートにかかる負荷を計測するセンサと，前記センサの校正時において，前記プレートの水平方向に校正荷重をかけるための校正用治具と，を有する計測装置である。

第２の発明は，路面に設置する計測装置であって，前記計測装置は，ベースと，前記ベースから離間して配置されるプレートと，前記プレートにかかる負荷を計測するセンサと，を有しており，前記計測装置のプレートの外側には，前記プレートに対して校正荷重を伝える外側部材が設置されており，前記外側部材は，前記センサの校正時において，前記プレートの水平方向に校正荷重をかけるための校正用治具を有する，計測装置である。

これらの発明によれば，計測装置または計測装置の外側にある外側部材に設けた校正用治具に対して校正荷重をかけることで，プレートに対して水平方向の校正荷重がかけられるようになる。これによって，計測装置を路面に設置した場合であっても，水平方向に対する校正を行うことができ，正確なデータを取得することができる。

上述の発明において，前記校正用治具は，前記センサの校正時において，その一部または全部が前記プレートまたは前記外側部材よりも上方に位置する，計測装置のように構成することができる。

センサの校正を行う場合には，水平方向への校正荷重をかけやすくなるので，校正用治具は，プレートや外側部材よりも上方に位置させることがよい。

上述の発明において，前記校正用治具は前記プレートまたは前記外側部材から出没自在であり，前記センサの校正時に，前記校正用治具の一部または全部が前記プレートまたは前記外側部材よりも上方に出ており，前記校正用治具に対して前記プレートの水平方向に校正荷重をかける，計測装置のように構成することができる。

上述の発明において，前記校正用治具は前記プレートまたは前記外側部材に着脱自在であり，前記センサの校正時に，前記校正用治具が前記プレートまたは前記外側部材に取り付けられており，前記校正用治具に対して前記プレートの水平方向に校正荷重をかける，計測装置のように構成することができる。

上述の発明において，前記校正用治具は前記プレートまたは前記外側部材にはめ込み自在であり，前記センサの校正時に，前記校正用治具が前記プレートまたは前記外側部材にはめ込まれており，前記校正用治具に対して前記プレートの水平方向に校正荷重をかける，計測装置のように構成することができる。

校正用治具の設置にはさまざまな方法があるが，これらの発明のように構成することで，計測時と校正時の双方の切り替えが簡便に行える。

上述の発明において，バネ秤のフックを前記校正用治具に係止することで，前記校正用治具に対して前記プレートの水平方向に校正荷重をかける，計測装置のように構成することができる。

バネ秤を用いることで，簡便かつ正確に校正荷重をかけられるので，校正荷重をかけるのにはバネ秤を用いることが好ましい。

第８の発明は，路面に設置し，ベースと，前記ベースから離間して配置されるプレートと，前記プレートにかかる負荷を計測するセンサとを有する計測装置の校正方法であって，前記計測装置のプレートに対して水平方向に校正荷重をかけ，前記センサから得られた計測データを用いることで校正を行う，計測装置の校正方法である。

本発明のように構成することで，計測装置を路面に設置した場合であっても，水平方向に対する校正を行うことができ，正確なデータを取得することができる。

上述の発明において，前記計測装置は，さらに，前記センサの校正時において，前記プレートの水平方向に校正荷重をかけるための校正用治具，を有しており，前記プレートにある前記校正用治具に対して，前記プレートの水平方向に校正荷重をかけ，前記センサから得られる計測データを用いることで校正を行う，計測装置の校正方法のように構成することができる。

上述の発明において，前記計測装置のプレートの外側には，前記プレートに対して校正荷重を伝える外側部材が設置されており，前記センサの校正時において，前記プレートの水平方向に校正荷重をかけるための校正用治具が前記外側部材にあり，前記校正用治具に対して，前記プレートの水平方向に校正荷重をかけ，前記センサから得られる計測データを用いることで校正を行う，計測装置の校正方法のように構成することができる。

これらの発明の校正方法を用いることで，水平方向に校正荷重を簡便にかけられるので，好ましい。

本発明の計測装置および計測装置の校正方法を用いることによって，計測装置を路面に設置した場合であっても，水平方向に校正加重をかけられるので，校正を行うことができる。

本発明が適用されたタイヤ試験装置の構成を模式的に示す図である。計測部を示す斜視図である。計測部の水平断面を示す図である。Ｘ方向計測用のセンサを示す斜視図である。Ｙ方向計測用のセンサを示す斜視図である。校正用治具を収納した状態における校正用治具付近のプレートを示す断面図である。校正用治具が突出した状態における校正用治具付近のプレートを示す断面図である。計測部を路面に埋め込んだ状態を示す図である。計測原理を説明する図である。センサとそこから得られる計測データの対応関係を示す図である。校正を行う場合の一例を示す図である。水平方向に対する校正を行う校正用治具の設置位置の一例を示す図である。垂直方向に対する校正を行う校正用治具の設置位置の一例を示す図である。校正用治具の他の実施態様の一例を示す図である。校正用治具の他の実施態様の一例を示す図である。計測装置の周辺にブロックを設置することで校正を行う場合の実施態様の一例を示す図である。計測装置の周辺にブロックを設置することで校正を行う場合の，異なる実施態様の一例を示す図である。他の実施形態の計測部を示す断面図である。

まず，本発明の計測装置の構成の一実施形態を説明する。以下では，計測装置をタイヤ試験装置に適用した場合で説明するが，計測装置としてはタイヤ試験装置に限定するものではなく，様々な用途に用いることができる。たとえば，人が歩いたり走ったりする際の足の面圧を計測する装置として適用したり，工業機械の連結部において３分力や６分力を計測する装置として適用することができる。また，後述するように，計測装置におけるプレートを水平に配置する用途に限定されず，垂直や斜めに配置する用途にも適用することができる。

図１はタイヤ試験装置１０の構成を模式的に示している。同図に示すタイヤ試験装置１０は，タイヤ１１の接地力を計測する計測部１２と，その計測部１２の計測値から各種の演算処理を行う制御部１３を備える。制御部１３は，その内部にアンプ，Ａ／Ｄ変換器，演算回路，メモリ等を備えており，計測部１２からの信号を増幅し，Ａ／Ｄ変換し，各種の信号処理を行った後，記憶するように構成される。制御部１３には表示器１４が接続されており，この表示器１４に演算結果などが表示される。

図２は計測部１２の概略構成を示す斜視図であり，図３は計測部１２の水平面での断面図である。これらの図において，Ｘ方向はタイヤ１１の進行方向（水平方向）を示し，Ｙ方向はタイヤ１１の幅方向（水平方向）を示し，Ｚ方向は鉛直方向を示している。

計測部１２は，車両のタイヤ１１が通過する位置に配置されており，主としてプレート２１，ベース２２，センサ２３で構成されている。プレート２１及びベース２２は，金属たとえばアルミによって略同じ大きさの矩形状に形成されており，上下に間隔をあけて配置されている。プレート２１とベース２２の間には，プレート２１の負荷を計測する８個のセンサ２３が設けられている。このセンサ２３は，Ｘ方向，Ｙ方向，Ｚ方向のいずれかを計測するように構成される。ここで，Ｘ方向を計測するセンサ２３をセンサ２３Ｘとし，Ｙ方向を計測するセンサ２３をセンサ２３Ｙとし，Ｚ方向を計測するセンサ２３をセンサ２３Ｚとする。センサ２３Ｘとセンサ２３Ｙは２個ずつ設けられ，センサ２３Ｚは４個設けられている。

図３に示すように，センサ２３Ｘは，ベース２２の中心（すなわちプレート２４の中心）を通るＹ方向の直線上に配置されている。また，センサ２３Ｘは，ベース２２の中心部分を挟んで両側に，かつ，ベース２２の周辺部分（すなわちプレート２１の周辺部分）に配置されている。センサ２３Ｘとしては，たとえば図４に示す曲げ型の歪ゲージ式ロードセルが用いられる。このセンサ２３Ｘは，金属等によって形成された起歪体２４Ｘを備え，起歪体２４Ｘの上端がプレート２１（図２参照）に連結されるとともに，起歪体２４Ｘの下端がベース２２の溝２２Ｘに係合されている。ベース２２の溝２２Ｘは，ベース２２の上面にＹ方向に形成されており，この溝２２Ｘに起歪体２４Ｘの下端が入り込んでいる。また，溝２２Ｘは，起歪体２４Ｘの下方に僅かな隙間が形成されるような深さで形成されている。さらに溝２２Ｘは，起歪体２４Ｘの下端と同じ幅で形成されており，起歪体２４Ｘの下部とベース２２がＸ方向に一体となって動くようになっている。起歪体２４Ｘには，Ｙ方向に貫通した孔２６Ｘが形成されており，薄肉部が四カ所に形成され，その薄肉部にゲージ２５Ｘが貼り付けられている。ゲージ２５Ｘはブリッジ回路を形成するように接続されており，さらに制御部１３（図１参照）に接続されている。このように構成されたセンサ２３Ｘによれば，プレート２１がＸ方向に負荷を受けると，起歪体２４Ｘの薄肉部が変形し，ゲージ２５Ｘの電気抵抗が変化することによって，Ｘ方向の荷重を計測することができる。また，センサ２３Ｘによれば，上端がプレート２１に連結される一方で，下端がベース２２の溝２２Ｘに沿ってＹ方向にスライド自在なので，プレート２１がＹ方向に膨張や収縮した際，センサ２３Ｘがプレート２１に伴ってＹ方向に移動することができる。

センサ２３Ｙは，図３に示すように，ベース２２の中心部分を通るＸ方向の直線上に配置されている。また，センサ２３Ｙは，ベース２２の中心部分を挟んで両側に，かつ，ベース２２の周辺部分に配置されている。センサ２３Ｙはセンサ２３Ｘと同様に曲げ型の歪ゲージ式ロードセルが用いられる。図５に示すようにセンサ２３Ｙは，柱状に形成された起歪体２４Ｙを備え，その上端がプレート２１（図２参照）に連結されるとともに，下端がベース２２の溝２２Ｙに係合されている。ベース２２の溝２２Ｙは，ベース２２の上面にＸ方向に形成されており，この溝２２Ｙに起歪体２４Ｙの下端が入り込んでいる。また，溝２２Ｙは，起歪体２４Ｙの下方に僅かな隙間が形成されるような深さで形成されている。さらに溝２２Ｙは，起歪体２４Ｙの下端と同じ幅で形成されており，起歪体２４Ｙの下部とベース２２がＹ方向に一体となって動くようになっている。起歪体２４Ｙには，Ｘ方向に貫通した孔２６Ｙが形成されており，薄肉部が四カ所に形成され，その薄肉部にゲージ２５Ｙが貼り付けられている。ゲージ２５Ｙはブリッジ回路を形成するように接続されており，さらに制御部１３（図１参照）に接続されている。このように構成されたセンサ２３Ｙによれば，プレート２１がＹ方向に負荷を受けると，起歪体２４Ｙの薄肉部が変形し，ゲージ２５Ｙの電気抵抗が変化することによって，Ｙ方向の荷重を計測することができる。また，センサ２３Ｙによれば，上端がプレート２１に連結される一方で，下端がベース２２の溝２２Ｙに沿ってＸ方向にスライド自在なので，プレート２１がＸ方向に膨張や収縮した際，センサ２３Ｙがプレート２１に伴ってＸ方向に移動することができる。

図２，図３に示すように，センサ２３Ｚは，プレート２１の四隅部分（すなわちベース２２の四隅部分）に配置されている。ただし，センサ２３Ｚは後述するように，下端がベース２２の面上で僅かに移動することがあるので，ベース２２の各縁から若干の隙間を持つように配置することが好ましい。センサ２３Ｚとしては，たとえば圧縮型の歪ゲージ式ロードセルが用いられる。その構成は図示しないが，金属等からなる柱状の起歪体と，その側面に貼り付けられた複数のゲージとで構成される。起歪体の上端はプレート２１の仮面に連結されており，起歪体の下端は（ベース２２に連結されずに）ベース２２に載置されている。したがって，センサ２３Ｚは，下端がベース２２の面上を自由に動くことができる。ゲージは，ブリッジ回路を形成するように接続されており，さらに制御部１３（図１参照）に接続される。このように構成されたセンサ２３Ｚによれば，プレート２１にＺ方向の負荷が加わると，起歪体が圧縮され，ゲージの電気抵抗が代わるので，荷重を計測することができる。また，センサ２３Ｚによれば，起歪体の下端がベース２２の面上で自在に動くので，プレート２１がＸ方向やＹ方向に伸縮・収縮した際，プレート２１に伴って移動することができる。

上述したセンサ２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚとベース２２との摺動部分には，グリスのような潤滑剤を塗布することが好ましい。具体的には，センサ２３Ｘの起歪体２４Ｘとベース２２の溝２２Ｘとの摺動部分や，センサ２３Ｙの起歪体２４Ｙとベース２２の溝２２Ｙとの摺動部分，センサ２３Ｚの起歪体２４の下面とベース２２の上面との摺動部分に，潤滑剤を塗布するとよい。これにより，両者の摩擦抵抗を軽減することができる。

図２に示すように，プレート２１には，校正用治具３０が設置される。校正用治具３０はプレート２１のＸ軸方向，Ｙ軸方向のそれぞれの辺の縁部付近であってセンサ２３Ｘ，センサ２３Ｙの直上またはその周辺付近，および／またはプレート２１の中心付近に設置している。図２では，Ｘ軸方向に沿って，校正用治具３０ａ，３０ｃが，Ｙ軸方向に沿って校正用治具３０ｂ，３０ｄが，中心付近に校正用治具３０ｅが設けられた場合を示している。プレート２１の上面には，校正用治具３０を収納するための凹部２７が設けられている。凹部２７は，校正用治具３０を収納するため，校正用治具３０とほぼ同じ大きさで形成されている。したがって，校正用治具３０を凹部２７に収納した状態においては，校正用治具３０とプレート２１とは同一平面となる高さになるように形成される。

図６および図７に，校正用治具３０付近のプレート２１の断面図を示す。図６は校正用治具３０をプレート２１の凹部２７に収納した状態を示している。校正用治具３０は，通常状態では，プレート２１の凹部２７に収納されている。また校正用治具３０の一端には孔が設けられており，軸３１が孔を貫通することで，校正用治具３０は軸３１を中心として，Ｚ軸方向に回動可能である。図７に，校正用治具３０をプレート２１の凹部２７から突出させた状態を示す。校正用治具３０の他の一端（孔とは反対側の端部）付近には，係止部３２が設けられている。係止部３２は，タイヤ試験装置１０の計測部１２の校正を行う際に，校正用治具３０をプレート２１の上面より突出させた状態とし，その状態において，校正荷重をかけるためのバネ秤のフックを係止する部位である。係止部３２としては，たとえば貫通孔が一例としてあるが，それに限定するのもではなく，バネ秤のフックを係止可能であればよい。なお，係止部３２は，プレート２１の上面より突出させた状態において，プレート２１の各辺の中心または中心付近に位置することが好ましい。

通常の計測状態におけるタイヤ試験装置１０の動作を説明する。上記のごとく構成された計測部１２は，図８に示すように，路面１００の凹部１００Ａに配置される。路面１００の凹部１００Ａは，プレート２１よりも僅かに大きく形成されており，プレート２１が凹部１００Ａの壁面に接触しないようになっている。また，凹部１００Ａの深さは，計測部１２の高さに一致するようになっており，プレート２１の上面と路面１００が同一面をなすようになっている。したがって，路面１００上を転動したタイヤ１１は，そのままプレート２１の上に乗り移り，プレート２１上を転動した後，路面１００の上に再び乗り移る。その際，タイヤ１１がプレート２１に及ぼす接地力がセンサ２３によって計測される。具体的には，センサ２３ＸによってＸ方向の負荷が計測され，センサ２３ＹによってＹ方向の負荷が計測され，センサ２３ＺによってＺ方向の負荷が計測される。

図９は計測原理を説明する図であり，図９（ａ）は無負荷の状態を示しており，図９（ｂ）はＸ方向に負荷が加わった状態を誇張して示している。なお，これらの図は計測部１２の正面図を模式的に示したものであり，右側の一部はセンサ２３Ｙの位置での断面が示されている。

図９（ｂ）に示すように，プレート２１にＸ方向の負荷が加わると，プレート２１はＸ方向に僅かに変異する。センサ２３Ｘは上端がプレート２１に連結され，下端はベース２２の溝２２Ｘに対してＸ方向に隙間なく係合しているので，プレート２１がＸ方向に変位すると，センサ２３Ｘの上端と下端の位置がＸ方向にずれて変形する。これに対して，センサ２３Ｙは下端が溝２２Ｙに沿ってＸ方向に自在に移動できるので，センサ２３Ｙ全体がＸ方向に移動し，変形しない。またセンサ２３Ｚは下端がベース２２に載置されただけでＸ方向に自在に移動できるので，センサ２３Ｚ全体がＸ方向に移動し，変形しない。したがって，プレート２１にＸ方向の負荷が加わった場合は，センサ２３Ｘのみが変形し，センサ２３ＸによってＸ方向の負荷を正確に計測することができる。

同様に，プレート２１にＹ方向の負荷が加わると，プレート２１はＹ方向に僅かに変異する。センサ２３Ｙは上端がプレート２１に連結され，下端がベース２２の溝２２Ｙに対してＹ方向に隙間なく係合しているので，プレート２１がＹ方向に変位すると，センサ２３Ｙの上端と下端の位置がＹ方向にずれて変形する。これに対して，センサ２３Ｘは下端が溝２２Ｘに沿ってＹ方向に自在に移動できるので，センサ２３Ｘ全体がＹ方向に移動し，変形しない。また，センサ２３Ｚは下端がベース２２に載置されただけでＹ方向に自在に移動できるので，センサ２３Ｚ全体がＹ方向に移動し，変形しない。したがって，プレート２１にＹ方向の負荷が加わった場合は，センサ２３Ｙのみが変形し，センサ２３ＹによってＹ方向の負荷を正確に計測することができる。

一方，プレート２１にＺ方向の負荷が加わると，センサ２３ＺはＺ方向に圧縮され，変形する。これに対して，センサ２３Ｘ，２３Ｙは，その下方に若干の隙間があるので，圧縮されることがなく，変形しない。したがって，プレート２１にＺ方向の負荷が加わった場合は，センサ２３Ｚのみが変形し，センサ２３ＺによってＺ方向への負荷を正確に計測することができる。

このようにプレート２１が受ける負荷のうち，Ｘ方向成分はセンサ２３Ｘによって計測され，Ｙ方向成分はセンサ２３Ｙによって計測され，Ｚ成分はセンサ２３Ｚによって計測される。センサ２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚは制御部１３に接続されており，計測データが制御部１３に送信される。制御部１３は，計測データから接地力の３分力（Ｘ方向成分，Ｙ方向成分，Ｚ方向成分）を算出した後，その結果を表示器１４に表示する。また，制御部１３は，必要に応じて４つのセンサ２３Ｚの計測データからタイヤ１１の重心軌道を求め，その結果を表示器１４に表示する。さらに，制御部１３は，必要に応じて６分力（Ｘ方向成分，Ｙ方向成分，Ｚ方向成分，Ｘ軸まわりのモーメント，Ｙ軸まわりのモーメント，Ｚ軸まわりのモーメント）を求め，その結果を表示器１４に表示する。このとき，モーメントはプレート２１の中心に対して求めてもよいし，それ以外の点でのモーメントに補正してもよい。

つぎに，計測部１２のセンサ２３に対する校正を行う場合を説明する。計測時のプレート２１においては，校正用治具３０はプレート２１の凹部２７に収納されている。凹部２７に収納されている校正用治具３０は凹部２７とほぼ同じ大きさであるので，プレート２１と同一平面の高さとなっている。一方，校正を行う場合には，校正用治具３０を軸３１を中心にＺ軸方向に回動させて，校正用治具３０の係止部３２をプレート２１の上面よりも上方に位置させる。そして係止部３２にバネ秤のフックを係止させ，水平方向に所定の校正荷重をかける。その際にセンサ２３で検出する計測データＳ（Ｓ_１〜Ｓ_８）を計測する。図１０に，各センサ２３の位置と，そのセンサ２３から得られる計測データとの対応関係を模式的に示す。

図１１に示すように，Ｙ軸方向の校正，すなわちセンサ２３Ｙの校正については，校正用治具３０ａの場合，校正用治具３０ａをＺ軸方向に回動させることで，係止部３２ａがプレート２１の上面より上方に位置する。そして，係止部３２ａにバネ秤のフックを係止させ，ＸＹ平面に対して平行に，Ｙ軸方向に所定の校正荷重Ｆ_ｙをかける。この際にセンサ２３Ｙで検出した計測データＳ_７，Ｓ_８を計測する。

また，同様に，Ｘ軸方向の校正，すなわちセンサ２３Ｘの校正については，校正用治具３０ｂの場合，校正用治具３０ｂをＺ軸方向に回動させることで，係止部３２ｂがプレート２１の上面より上方に位置する。そして，係止部３２ｂにバネ秤のフックを係止させ，ＸＹ平面に対して平行に，Ｘ軸方向に所定の校正荷重Ｆ_ｘをかける。この際にセンサ２３Ｘで検出した計測データＳ_５，Ｓ_６を計測する。

水平方向に対する校正における校正用治具３０ａ乃至３０ｅの配置の一例を図１２に示す。図１２では，網掛け部分に校正用治具３０ａ乃至３０ｅを配置することを示している。また，校正用治具３０ａ乃至３０ｄは，センサ２３Ｘ，２３Ｙの直上またはその周辺付近に配置される。なお，水平方向に対する校正は，各校正用治具３０ａ乃至３０ｅに対して順次行う。

Ｚ軸方向の校正，すなわちセンサ２３Ｚの校正については，プレート２１の所定箇所，たとえばプレート２１の中心付近および／または四隅付近（センサ２３Ｚの直上またはその周辺付近）に，所定重量の校正用の分銅を載置する。この際の校正荷重Ｆ_ｚは分銅の重量である。そして，センサ２３Ｚで検出した計測データＳ_１〜Ｓ_４を計測する。さらにプレート２１に載置する分銅の位置を変更して，荷重×中心からの距離を演算することにより，モーメントＭ_ｘ，Ｍ_ｙを算出できる。同様に，バネ秤による校正荷重Ｆ×中心からの距離を演算することにより，モーメントＭ_ｚを算出できる。

垂直方向に対する校正における校正荷重をかけるための分銅の配置の一例を図１３に示す。図１３では，網掛け部分に校正用の分銅を配置することを示している。四隅に校正用の分銅が配置される場合には，センサ２３Ｚの直上またはその周辺付近に配置される。なお，校正用の分銅の配置は，各場所に対して順次行う。

以上のようにすることで，Ｆ_ｘ，Ｆ_ｙ，Ｆ_ｚ，Ｍ_ｘ，Ｍ_ｙ，Ｍ_ｚの６分力が得られる。そして，各センサ２３が図１０に示すように配置されている場合，各センサ２３から求められる６分力は，数１で示される。

実際には，各センサ２３から得られる計測データには誤差が発生しているので，Ｆ_ｘ＝ａＳ_５＋ｂＳ_６のように補正係数を含む数式となる。そして，補正係数をそれぞれａ乃至ｈとすると，各センサ２３から求められる６分力は，数２で示される。

そして，複数の条件において６分力を測定することで数３が示される。ここでＦ＝Ｓ×Ａの行列においてＡが求めたい補正係数の行列となる。

センサ２３に対して，Ｘ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向に対してそれぞれ校正荷重Ｆをかけることにより得られた計測データＳから最小二乗法を用いて係数Ａが算出可能となる。

タイヤ試験装置１０で計測を行う場合には，各センサ２３から得られた計測データＳに対して，以上のように算出した補正係数Ａを乗算することで，より正確な６分力が算出可能できる。

計測部１２における校正用治具３０の異なる実施態様としては，図１４および図１５がある。図１４は，校正用治具３０をネジ３５でプレート２１に螺合する場合の実施態様である。この場合の校正用治具３０としては，図１４（ａ）に示すように，たとえばＬ字形状の金属部材とし，その一面にネジ孔３３を設け，他の一面に，係止部３２となる貫通孔を設ける。また，図１４（ｂ）に示すように，校正用治具３０に設けたプレート２１のネジ孔３３に対応する，プレート２１の位置にネジ孔３４を設ける。ネジ孔３４は，校正用治具３０が，センサ２３Ｘ，２３Ｙの直上またはその周辺付近に位置するように，および／またはプレート２１の中心付近に設けられる。

校正を行う際には，図１４（ｃ）に示すように，校正用治具３０の一面のネジ孔３３と，プレート２１のネジ孔３４とが同じ位置になるように位置合わせをし，そこにネジ３５を通し，校正用治具３０をプレート２１にネジ３５で固定する。そして，バネ秤のフックを校正用治具３０の係止部３２に係止させ，図１１と同様に，ＸＹ平面に対して平行にプレート２１に対して所定の校正荷重をかけることで，校正を行う。校正が終了したあとは，ネジ３５を取り外すことでプレート２１から校正用治具３０を取り外す。

この場合，校正用治具３０としてＬ字形状の金属部材のほか，図１４（ｄ）に示すように，Ｌ字形状および逆Ｌ字形状が組み合わさった金属部材としてもよい。また材質としては金属に限らず，校正荷重に耐えられるものであればいかなる材質であってもよい。

さらに図１５に示す校正用治具３０の異なる実施態様としては，校正用治具３０をプレート２１にはめ込む方式としてもよい。この場合の校正用治具３０は，図１５（ａ）に示すように，平板部３６と，プレート２１に対して垂直方向に起立する垂直部３７とからなる。平板部３６には一または複数のネジ孔３３が設けられており，垂直部３７には係止部３２となる貫通孔が設けられている。また図１５（ｂ）に示すように，プレート２１には，校正用治具３０の平板部３６がはめ込まれる凹部３８が設けられている。そして，凹部３８の底面には，平板部３６に設けたネジ孔３３と同じ位置になるように，一または複数のネジ孔３９が設けられている。凹部３８は，校正用治具３０が，センサ２３Ｘ，２３Ｙの直上またはその周辺付近に位置するように，および／またはプレート２１の中心付近に設けられる。

校正を行う際には，図１５（ｃ）に示すように，校正用治具３０の平板部３６をプレート２１の凹部３８にはめ込む。そして，平板部３６のネジ孔３３と，凹部３８の底面のネジ孔３９にネジを通し，校正用治具３０をネジ３５で螺合する。そして，バネ秤のフックを校正用治具３０の係止部３２に係止させ，図１１と同様に，ＸＹ平面に対して平行にプレート２１に対して所定の校正荷重をかけることで，校正を行う。校正が終了したあとは，ネジ３５を取り外すことでプレート２１から校正用治具３０を取り外す。なお，校正を行わない場合には，校正用治具３０の平板部３６と同じ大きさの平板を，プレート２１の凹部３８にはめ込めばよい。平板には，凹部３８の底面のネジ孔３９と同じ位置になるように，一または複数のネジ孔を設け，ネジ３５で螺合する。これによって，計測時にはプレート２１は平面となり，計測を妨げることがない。

計測部１２の校正を行うための別の実施態様として，プレート２１ではなく，計測部１２が設置される周囲の路面１００に，校正用治具としてのブロック４０（４０ａ乃至４０ｄ）を設置するように構成してもよい。この場合を図１６に示す。計測部１２のプレート２１とブロック４０との間には若干の間隙が設けられており，ブロック４０は，プレート２１の方向に移動可能となっている。また，ブロック４０とプレート２１の間隙の幅は，ブロック４０に対してＸＹ平面に対して平行に校正荷重がかけられた場合に，プレート２１が前後左右に移動可能な幅であればよい。

ブロック４０には垂直方向に対して係止部４１（４１ａ乃至４１ｄ）が設けられている。係止部４１は，ブロック４０の中心付近にあるとよい。係止部４１にバネ秤のフックが係止され，ＸＹ平面に対して平行に，プレート方向に対して校正荷重がかけられる。ブロック４０が校正荷重によってプレート方向に対して移動し，プレート２１に対して水平方向の力を伝えることで，センサ２３の計測データを計測し，上述と同様の校正を行う。なお，係止部４１は，プレート２１の上面よりも上方に位置するとよいが，それに限定するものではない。ブロック４０に対して，プレート２１の方向に対して校正荷重がかけられればよい。

たとえばブロック４０ｄの係止部４１ｄにバネ秤のフックが係止され，プレート方向に対して校正荷重がかけられた場合，ブロック４０ｄがプレート方向に平行に移動し，プレート２１に対して水平方向の校正加重Ｆ_ｘが伝えられる。そして，センサ２３Ｘの計測データを計測し，上述と同様の校正を行う。また，ブロック４０ａの係止部４１ａにバネ秤のフックが係止され，プレート方向に対して校正加重がかけられた場合，ブロック４０ａがプレート方向に平行に移動し，プレート２１に対して水平方向の校正加重Ｆ_ｙが伝えられる。そしてセンサ２３Ｙの計測データを計測し，上述と同様の校正を行う。

Ｚ軸方向に対する校正荷重は，上述の場合と同様に，プレート２１に分銅などを載置することで，行える。

図１６では，プレート２１の各辺に対して平行に一つのブロック４０を設置する場合を説明したが，プレート２１の各辺に対して複数のブロック４０を設置するようにしてもよい。この場合の一例を図１７に示す。

図１７では，プレート２１の各辺について２つずつブロック４０（４０ａ乃至４０ｈ）を設置している。そしてブロック４０の係止部４１（４１ａ乃至４１ｈ）は，プレート２１の各辺の中心の位置からずれることとなる。そのため，それぞれ図１６と同様に校正加重をかけた場合であっても，バネ秤による校正加重Ｆ×中心からの距離を演算することにより，モーメントを算出することも可能となる。

なおブロック４０に対して係止部４１を設ける場合には，係止部３２を備えた校正用治具３０を用いる場合と同様に，係止部４１を備えた校正用治具３０がブロック４０から出没自在，はめ込み自在，着脱自在となるように構成してもよい。また，プレート２１の周囲に設置する部材としてブロック４０の場合を説明したが，プレート２１に対して，その外側からＸＹ平面（水平方向）に対して校正荷重をかけられる部材（外側部材）であれば，ブロック４０に限定するものではない。

上述した計測部１２の実施形態はベース２２に溝２２Ｘ，２２Ｙを形成してセンサ２３Ｘ，２６Ｙを係合させるようにしたが，溝２２Ｘ，２２Ｙに限定するものではなく，センサ２３Ｘ，２３Ｙを所定の方向にガイドする手段であればよい。したがって，たとえばベース２２の上面に突起を設けてガイドを形成したり，ローラーやベアリング等を用いたリニアガイドを用いてもよい。

また，上述した実施形態は，センサ２３Ｘ，２３Ｙをプレート２１の中心部の両側に１個ずつ配置したが，センサ２３Ｘ，２３Ｙの個数や配置はこれに限定するものではなく，センサ２３Ｘまたはセンサ２３Ｙをプレート２１の中央部に１個のみ設けたり，あるいは全部で３個以上設けたりしてもよい。

また，上述した実施形態は，センサ２３Ｚの下端をベース２２に載置したが，これに限定するものではなく，センサ２３Ｚの下端がＸＹ平面上で移動自在であるとともに，Ｚ方向に係合するような構成を適用してもよい。

また，上述した実施形態は，計測方向が１方向のみである３種類のセンサ２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚを用いたが，これに限定するものではなく，様々な態様が可能である。たとえば，図１８は，２方向に計測を行う２種類のセンサ２３ＸＺ，２３ＹＺを用いた例を示している。センサ２３ＸＺは，Ｘ方向とＺ方向に計測を行うセンサであり，その構成や配置は上述のセンサ２３Ｘと略同じであるが，センサ２３ＸＺの下面が溝２２Ｘの底面に接しており，さらに，Ｚ方向の圧縮を計測するゲージを備えている。センサ２３ＹＺは，Ｙ方向とＺ方向に計測を行うセンサであり，その構成や配置は上述のセンサ２３Ｙと略同じであるが，センサ２３ＹＺの下面が溝２２Ｙの底面に接しており，さらに，Ｚ方向の圧縮を計測するゲージを備えている。このような構成にした場合であっても，センサ２３ＸＺがＹ方向にスライド自在であり，かつ，センサ２３ＹＺがＸ方向にスライド自在なので，プレート２１が膨張や収縮した際に，センサ２３ＸＺ，２３ＹＺが変形することを防止できる。なお，本発明は，複数のセンサ２３の少なくとも一つが，プレート２１またはベース２２に対して計測方向と直交する方向にスライド自在であればよく，これによってプレート２１の膨張や収縮による計測誤差を抑制することができる。

また，上述した実施形態は，センサ２３Ｘ，２３Ｙ，２３Ｚをプレート２１に固定してベース２２に対して移動自在としたが，逆にベース２２に固定してプレート２１に対して移動自在としてもよい。

さらに上述した実施形態は，タイヤ１１全体での接地力を計測する装置の例であるが，タイヤ１１の局所的な接地力を計測するセンサをプレート２１に組み込んで同時に計測するようにしてもよい。

水平方向に対して校正荷重をかける場合，バネ秤に限定するものではなく，所定の校正荷重がかけられる器具，装置であればいかなるものであってもよい。また垂直方向に対して校正荷重をかける場合，分銅に限定するものではなく，所定の校正荷重がかけられる器具，装置であればいかなるものであってもよい。

１０：タイヤ試験装置
１１：タイヤ
１２：計測部
１３：制御部
１４：表示器
２１：プレート
２２：ベース
２３：センサ
２４：起歪体
２５：ゲージ
２６：孔
２７：プレートの凹部
３０：校正用治具
３１：軸
３２：係止部
３３：ネジ孔
３４：プレート側の孔
３５：ネジ
３６：平板部
３７：垂直部
３８：プレート側の凹部
３９：凹部底面の孔
４０：ブロック
４１：係止部
１００：路面
１００Ａ：路面の凹部

Claims

路面に設置する計測装置であって，
前記計測装置は，
ベースと，
前記ベースから離間して配置されるプレートと，
前記プレートにかかる負荷を計測するセンサと，
前記センサの校正時において，前記プレートの水平方向に校正荷重をかけるための校正用治具と，
を有することを特徴とする計測装置。
路面に設置する計測装置であって，
前記計測装置は，
ベースと，
前記ベースから離間して配置されるプレートと，
前記プレートにかかる負荷を計測するセンサと，を有しており，
前記計測装置のプレートの外側には，前記プレートに対して校正荷重を伝える外側部材が設置されており，
前記外側部材は，前記センサの校正時において，前記プレートの水平方向に校正荷重をかけるための校正用治具を有する，
ことを特徴とする計測装置。
前記校正用治具は，
前記センサの校正時において，その一部または全部が前記プレートまたは前記外側部材よりも上方に位置する，
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。
前記校正用治具は前記プレートまたは前記外側部材から出没自在であり，
前記センサの校正時に，前記校正用治具の一部または全部が前記プレートまたは前記外側部材よりも上方に出ており，前記校正用治具に対して前記プレートの水平方向に校正荷重をかける，
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の計測装置。
前記校正用治具は前記プレートまたは前記外側部材に着脱自在であり，
前記センサの校正時に，前記校正用治具が前記プレートまたは前記外側部材に取り付けられており，前記校正用治具に対して前記プレートの水平方向に校正荷重をかける，
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の計測装置。
前記校正用治具は前記プレートまたは前記外側部材にはめ込み自在であり，
前記センサの校正時に，前記校正用治具が前記プレートまたは前記外側部材にはめ込まれており，前記校正用治具に対して前記プレートの水平方向に校正荷重をかける，
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の計測装置。
バネ秤のフックを前記校正用治具に係止することで，前記校正用治具に対して前記プレートの水平方向に校正荷重をかける，
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の計測装置。
路面に設置し，ベースと，前記ベースから離間して配置されるプレートと，前記プレートにかかる負荷を計測するセンサとを有する計測装置の校正方法であって，
前記計測装置のプレートに対して水平方向に校正荷重をかけ，
前記センサから得られた計測データを用いることで校正を行う，
ことを特徴とする計測装置の校正方法。
前記計測装置は，さらに，
前記センサの校正時において，前記プレートの水平方向に校正荷重をかけるための校正用治具，を有しており，
前記プレートにある前記校正用治具に対して，前記プレートの水平方向に校正荷重をかけ，
前記センサから得られる計測データを用いることで校正を行う，
ことを特徴とする請求項８に記載の計測装置の校正方法。
前記計測装置のプレートの外側には，前記プレートに対して校正荷重を伝える外側部材が設置されており，
前記センサの校正時において，前記プレートの水平方向に校正荷重をかけるための校正用治具が前記外側部材にあり，
前記校正用治具に対して，前記プレートの水平方向に校正荷重をかけ，
前記センサから得られる計測データを用いることで校正を行う，
ことを特徴とする請求項８に記載の計測装置の校正方法。