JP3122700U - 道路のすべり抵抗測定装置 - Google Patents

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敏彦 福原
康嗣 山内
繁樹 川島
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敏彦 福原
康嗣 山内
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Abstract

【課題】路面構造変化の多い歩行者系道路に適正に追従してそのすべり抵抗をこまめに測定できるコンパクトな構造で安価な道路のすべり抵抗測定装置を提供する。
【解決手段】すべり抵抗測定装置10は、支持部材11と、その両端側に取り付けられた第1,第2の軸12,13と、各軸12,13に取り付けられて回転可能にされた第1,第2のローラ14,15と、各ローラ14,15の軸心位置に一体となって回転するように取り付けられた第1,第2の歯車16,17と、両歯車16,17に噛み合って巻き付けられたベルト18と、ベルト18の張力を測定する張力測定部21と、いずれか一方のローラに荷重を加える荷重部31と、両ローラ14,15を回転移動させる操作棒35とを備える。各ローラ14,15の径が同一で各歯車16,17の歯数が異なっているか、又は各歯車16,17の歯数が同一で各ローラ14,15の径が異なっている。
【選択図】図1

Description

本考案は、道路のすべり抵抗を測定するすべり抵抗測定装置に係り、特に歩行者が通過する歩道や建物等の構内の通路等の歩行者系道路のすべり抵抗を測定するのに適した道路のすべり抵抗測定装置に関する。
従来、この種の道路のすべり抵抗の測定方法としては、重りにゴム試験片を取り付けたものを所定長さの棒の一端に固定した測定具を用いた方法が知られている。この方法によれば、測定路面から所定高さ位置に棒の他端を回転可能な状態で固定し、棒を水平にした状態にして放すことにより、棒の先端に取り付けられたゴム試験片を測定路面に接触させ、接触後に移動した棒の鉛直方向に対する傾斜角度を測定することによりすべり抵抗が求められていた。ところで、歩行者系道路の場合、場所によって路面の構造が異なり、さらに通常は短い距離で頻繁に路面の構造が異なる場合が多い。そのため、歩行者系道路のすべり抵抗については、特定箇所の測定のみでは不十分であり、連続して長い距離を測定する必要がある。しかし、上記従来の測定方法では、連続してすべり抵抗を測定することが非常に困難である。
これに対して、車両が通過する車道系道路での滑り抵抗測定については、例えば特許文献1に示すように、SL回転式すべり抵抗測定器による動的摩擦係数の測定方法が知られている。この測定方法は、路面とタイヤゴムピースとが接する構造で回転する円盤、回転時にタイヤゴムピースに作用する摩擦力等を計測する装置、及び記録計で構成された例えばダイナミックフリクションテスターが用いられる。しかし、このすべり抵抗測定装置は、あくまで車道のすべり抵抗を測定する大掛かりなものであり、路面構造変化の多い歩行者系道路でのすべり抵抗をこまめに測定できるものではなく、また装置の価格も高価である。
特開2005−240305号公報
本考案は、上記問題を解決しようとするもので、路面構造変化の多い歩行者系道路に適正に追従してそのすべり抵抗をこまめに測定できるコンパクトな構造で安価な道路のすべり抵抗測定装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本考案の構成上の特徴は、長尺状の支持部材と、支持部材の両端側に取り付けられた互いに平行に延びた第1の軸及び第2の軸と、第1の軸及び第2の軸に取り付けられて軸と一体で又は軸と別個に回転可能にされて路面上に載置される第1のローラ及び第2のローラと、第1のローラの軸心位置に第1のローラと一体となって回転するように取り付けられた第1の歯車と、第2のローラの軸心位置に第2のローラと一体となって回転するように取り付けられた第2の歯車と、第1の歯車と第2の歯車とに噛み合って巻きつけられて両歯車間で回転を相互に伝達させるベルトと、ベルトが受けた張力を測定する張力測定手段と、第1のローラ及び第2のローラのいずれか一方に荷重を加える荷重手段と、支持部材を押して第1のローラ及び第2のローラを回転移動させる操作手段とを備えた道路のすべり抵抗測定装置であって、第1のローラと第2のローラの径が同一でかつ第1の歯車と第2の歯車の歯数が異なっているか、又は第1の歯車と第2の歯車の歯数が同一でかつ第1のローラと第2のローラの径が異なっているかのいずれかであることにある。
上記のように構成した本考案においては、荷重手段によって第1のローラ及び第2のローラのいずれか一方に荷重が加えられた状態で、操作手段により支持部材を押して第1のローラ及び第2のローラを回転移動させると、第1のローラと第2のローラの径が同一でかつ第1の歯車と第2の歯車の歯数が異なっている場合は、第1の歯車及び第2の歯車のうちの歯数が多いほうが歯数の少ない方より歯のピッチ当りの速度が速くなる。そのため、歯数の多い歯車がベルトを引っ張り、歯数の少なく歯車がベルトを戻そうとすることによりベルトに張力が作用する。そのとき、歯数の多い歯車側のローラに荷重が加えられているとそのローラは滑らず歯数の少ない歯車側のローラがすべりを生じ、それにより、ベルトに加わる張力が解除される。このように、第1のローラ及び第2のローラの回転移動により、ベルトに張力が加わる状態と張力が解除されることが繰り返される。このときの、ベルトに加わる最大の張力を張力測定手段によって測定し、張力測定結果に応じて、所定の演算を行うことにより、歯数の少ない歯車側のローラすなわち駆動側ローラでの路面のすべり抵抗を簡単に求めることができる。
また、歯数の少ない歯車側のローラに荷重が加えられているとそのローラは滑らず歯数の多い歯車側のローラがすべりを生じる。それにより、同様にベルトに加わる張力が解除され、第1のローラ及び第2のローラの回転移動により、ベルトに張力が加わる状態と張力が解除されることが繰り返される。このときの、ベルトに加わる最大の張力を張力測定手段によって測定し、張力測定結果に応じて、所定の演算を行うことにより、歯数の多い歯車側のローラすなわち制動側ローラでの路面のすべり抵抗を簡単に求めることができる。
また、第1の歯車と第2の歯車の歯数が同一で第1のローラと第2のローラの径が異なっている場合は、径の小さい方のローラの回転速度が他方のローラの回転速度より大きくなる。そのため、径の小さい方のローラ側の歯車がベルトを引っ張り、径の大きい方のローラ側の歯車がベルトを戻そうとすることによりベルトに張力が作用する。そのとき、径の大きい方のローラに荷重が加えられているとそのローラは滑らず径の小さい方のローラがすべりを生じる。それにより、ベルトに加わる張力が解除される。このように、第1のローラ及び第2のローラの回転移動により、ベルトに張力が加わる状態と張力が解除されることが繰り返される。このときの、ベルトに加わる最大の張力を張力測定手段によって測定し、張力測定結果に応じて、所定の演算を行うことにより、径の小さい方のローラすなわち駆動側ローラでの路面のすべり抵抗を簡単に求めることができる。
また、径の小さい方のローラに荷重が加えられているとそのローラは滑らず径の大きい方のローラがすべりを生じる。それにより、同様にベルトに加わる張力が解除され、第1のローラ及び第2のローラの回転移動により、ベルトに張力が加わる状態と張力が解除されることが繰り返される。このときの、ベルトに加わる最大の張力を張力測定手段によって測定し、張力測定結果に応じて、所定の演算を行うことにより、径の大きい方のローラすなわち制動側ローラでの路面のすべり抵抗を簡単に求めることができる。
また、本考案において、張力測定手段が、支持部材の中間位置に回転可能に取り付けられた回転片と、回転片の両側に取り付けられてベルトの上下部分を上下から挟む挟持部と、回転片をベルトの上下部分が接近する方向に付勢するばね手段とにより構成されてもよい。これにより、ベルトが緩んだ状態では、回転片の両側に取り付けられた挟持部に加わる張力が弱く、回転片はばね手段に付勢されて回動が少なくなっている。一方、ベルトが引っ張られた状態では、回転片の両側に取り付けられた挟持部に加わる張力が強くなり、回転片はばね手段に付勢に対抗して大きく回動するようになる。回転片の回動が大きくなり、その回動を張力測定手段によって測定することにより、ベルトの張力が得られ、張力の測定結果から路面のすべり抵抗を簡単に得ることができる。
また、本考案において、荷重手段が支持部材に取り付けられており、第1のローラへの荷重付加と第2のローラへの荷重付加とが切り替え可能であってもよい。このように、支持部材に取り付けられた荷重手段を操作することにより、第1のローラと第2ローラへの荷重付加の切替を簡単に行うことができ、駆動側と制動側のローラにおけるすべり抵抗を簡易に測定することができる。
本考案においては、第1のローラと第2のローラの径が同一で第1の歯車と第2の歯車の歯数が異なっているか、又は第1の歯車と第2の歯車の歯数が同一で第1のローラと第2のローラの径が異なっているかのいずれかとしたことにより、第1のローラ及び第2のローラを回転移動させると、第1と第2の歯車間でベルトが引っ張られる状態になり、荷重が加えられない側のローラがすべりを生じ、ローラにすべりが生じるときのベルトに加わる最大の張力を測定し、張力測定結果に基づいて簡易に路面のすべり抵抗を求めることができる。その結果、本考案においては、簡易な構造の装置により、路面のすべり抵抗を測定できるので、路面構造変化の多い歩行者系道路でのすべり抵抗をこまめに測定でき、また測定装置が安価に提供される。
以下、本考案の一実施の形態について図面を用いて説明する。図1及び図2は同実施例である歩行者が通過する歩道や建物等の構内の通路等の歩行者系道路のすべり抵抗を測定するのに適した道路のすべり抵抗測定装置の概略構成を正面図及び平面図により示したものである。なお、以下の説明において、すべり抵抗測定装置の上下左右については図1の上下左右に合わせるものとする。
すべり抵抗測定装置10は、図1,図2に示すように、長尺状の厚板である支持部材11を有している。支持部材11の長手方向の左右両端側の対称位置には、第1の軸12と第2の軸13が、支持部材11に対して直角にかつ同一方向(図1の前方向)に突出して固定されている。第1の軸12と第2の軸13の先端には、それぞれ第1のローラ14と第2のローラ15が回転可能にかつ軸方向に移動不能に取り付けられている。第1のローラ14と第2のローラ15は、硬質ゴム材料等の弾性体製で同一形状の円形厚板であり、例えば外径が150mmφである。第1のローラ14の軸心位置には、第1の歯車16が第1のローラ14と一体となって回転するように取り付けられている。また、第2のローラ15の軸心位置には、第2の歯車17が第2のローラ15と一体となって回転するように取り付けられている。第1の歯車16と第2の歯車17は歯のピッチが同じである。第1の歯車16の歯数は、第2の歯車17より歯数が少なく、例えば歯数の比が9:10になっている。
第1の歯車16と第2の歯車17にはベルト18(図1、図2において二点鎖線で示す)が巻き付けられて両者を連結している。ベルト18は、その内周面に第1の歯車16と第2の歯車17の歯に噛み合う歯状の突起を設けており、両歯車16,17間で相互に回転を伝達させるようになっている。ベルト18は、変形のない柔軟な材質で形成されており、両歯車16,17にはわずかに緩んだ状態で巻き付けられている。支持部材11の左右中央位置には、ベルト18が受けた張力を測定する張力測定手段である張力測定部21が設けられている。
張力測定部21は、図2から図4に示すように、支持部材11の左右中央位置に前方に突出して回転可能に取り付けられた支持軸22を有している。支持軸22の先端には長尺状の薄板である回転片23が長手方向中央位置にて支持軸22に対して垂直にかつ正面から見て右端が上になるように傾斜した状態で固定されている。回転片23は、長手方向両端側に、支持部材11と反対方向に突出した挟持部である一対の係合突起24を設けている。一対の係合突起24の内側に上記ベルト18の上下部分が係合しており、ベルト18の上下部分が一対の係合突起24によって挟持されている。また、支持軸22の支持部材11側には、回転片23とほぼ同一形状の長尺状の駆動片25が取り付けられている。
駆動片25の長手方向一端(図4の右端)には、コイルばね26が一端にて取り付けられて右下方向に延びて他端が支持部材11に取り付けられており、駆動片25の長手方向他端(図4の左端)には、それぞれコイルばね27が一端にて取り付けられて左上方向に延びて他端が支持部材11に取り付けられている。これにより、両コイルばね26,27は、右端が上になるように傾斜した駆動片25を水平方向に向けるように付勢している。さらに、支持軸22の回転角度を検出するロータリーエンコーダ28が、支持部材11の後方に突出した支持軸22部分に取り付けられている。さらに、支持部材11には、演算部29が設けられている。演算部29は、ロータリーエンコーダ28からの角度検出結果を受けて、ベルト18の張力を演算するものである。
支持部材11の左右中央位置上端には、荷重手段である荷重部31が取り付けられている。荷重部31は、支持部材11に回動可能に取り付けられた切替支持棒32と、その先端に取り付けられた重り33とを備えている。切替支持棒32は、左右両側において、水平位置から略30°傾斜するようになっており、左右の傾斜状態で重り33がそれぞれ第1のローラ14と第2のローラ15の上方にローラから離間して配置され、第1のローラ14あるいは第2のローラ15に荷重Wが加えられるようになっている。また、右側の第2の軸13にて支持部材11と第2のローラ15の間には、操作手段である操作棒35が回転可能に取り付けられて軸直角方向右方向に延びている。操作棒35を手で押すことによって、支持部材11が押されて第1のローラ14と第2のローラ15が回転するようになっている。
上記のように構成した実施例においては、第1及び第2のローラ14,15が歩道上に載置され、荷重部31によって第2のローラ14に荷重Wが加えられた状態で、操作棒35を手で押すことにより、支持部材11が押されて第1のローラ14及び第2のローラ15が図1に示す矢印F方向に向けて回転移動する。ここで、第1の歯車16は第2の歯車17より歯数が少なくなっているので、第2の歯車17のほうが第1の歯車16に対してピッチ当りの速度が速くなる。そのため、第2の歯車17がベルト18を引っ張り、第1の歯車16がベルト18を戻そうとすることによりベルト18の下側部分18aに張力が作用する。第2の歯車17側の第2のローラ15に荷重Wが加えられているので、第2のローラ15はすべらず第1のローラ14がすべりを生じ、それにより、ベルト18に加わる張力が解除される。このように、第1のローラ14及び第2のローラ15の回転移動により、ベルト18に張力が加わる状態と張力が解除されることが繰り返される。
ベルト18が緩んだ状態では、回転片23の両側に取り付けられた係合突起24に加わる張力が弱く、回転片23はコイルばね26,27に付勢されて回動が少なくなっている。一方、第1のローラ14によってベルト18が引っ張られた状態では、回転片23の両側に取り付けられた係合突起24に加わる張力が強くなり、回転片23はコイルばね26,27の付勢力に対抗して鉛直方向に向けて大きく回動するようになる。回転片23の回動が大きくなると第1のローラ14にすべりが生じるが、すべりが生じたときのベルト18に加わる最大の張力を張力測定部21のロータリーエンコーダ28により支持軸22の回転角度に変換して検出することができる。張力測定部21によって測定された回転角度に基づいて、演算部29でベルト18の張力Tが演算され、さらに下記数1に基づいて第1のローラ14すなわち駆動側のローラでの路面のすべり抵抗μが得られる。なお、下記数1において、rは第1の歯車16の半径、Rは第1のローラ14の半径、wは第1のローラ14の重量である。
(数1)T×r/R=w×μ
また、図1に点線で示すように、荷重部31によって歯数の少ない第1の歯車16側の第1のローラ14に荷重Wが加えられると、第1のローラ14はすべらず第2のローラ15がすべりを生じる。それにより、同様にベルト18に加わる張力が解除され、第1のローラ14及び第2のローラ15に回転移動により、ベルト18に張力が加わる状態と張力が解除されることが繰り返される。このときの、ベルト18に加わる最大の張力を張力測定部21によって測定し、演算部29によって張力測定結果に応じて所定の演算を行うことにより、第2のローラ15すなわち制動側ローラでの路面のすべり抵抗を簡単に求めることができる。
その結果、本実施例においては、簡易な構造のすべり抵抗測定装置10により、路面のすべり抵抗を測定できるので、路面構造変化の多い歩行者系道路でのすべり抵抗をこまめに測定でき、またすべり抵抗測定装置10が安価に提供される。また、本実施例では、支持部材11に取り付けられた荷重部31を操作することにより、第1のローラ14と第2ローラ15への荷重付加の切替を簡単に行うことができ、両ローラにおけるすべり抵抗を簡易に測定することができる。
なお、上記実施例においては、第1のローラ14と第2のローラ15の径が同一で、第1の歯車16と第2の歯車17の歯数を変えることにより、ローラ18にすべりを生じさせているが、他の実施例として、第1の歯車16と第2の歯車17の歯数が同一で、第1のローラ14と第2のローラ15の径を異ならせることによっても上記実施例と同様の効果が得られる。また、張力測定部21の構成についても、上記実施例に示したものに限らず、ベルト18に加わる張力を検出できる構造であればよい。さらに、荷重部31についても、上記実施例に示したものに限らず、第1、第2のローラに荷重を加えることができるものであればよい。その他、上記実施例に示した道路のすべり抵抗測定装置の具体的構成については一例であり、本考案の主旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。
本考案においては、第1のローラと第2のローラの径が同一でかつ第1の歯車と第2の歯車の歯数を異ならせるか、又は第1の歯車と第2の歯車の歯数が同一でかつ第1のローラと第2のローラの径を異ならせることにより、第1のローラ及び第2のローラを回転移動させると、両歯車間でベルトを引っ張る状態になり、荷重を加えないローラがすべりを生じ、そのときのベルトに加わる張力を測定することにより、簡単に路面のすべり抵抗を求めることができ、路面構造変化の多い歩行者系道路でのすべり抵抗をこまめにかつ安価に測定できるので、有用である。
本考案の一実施例である歩行者系道路のすべり抵抗を測定する道路のすべり抵抗測定装置の概略構成を示す正面図である。 同道路のすべり抵抗測定装置を概略的に示す平面図である。 同道路のすべり抵抗測定装置の張力測定部の一部を拡大して示す部分拡大正面図である。 同道路のすべり抵抗測定装置の張力測定部の一部を拡大して示す部分拡大正面図である。
符号の説明
10…道路のすべり抵抗測定装置、11…支持部材、12…第1の軸、13…第2の軸、14…第1のローラ、15…第2のローラ、16…第1の歯車、17…第2の歯車、18…ベルト、21…張力測定部、22…支持軸、23…回転片、24…係合突起、25…駆動片、26,27…コイルばね、28…ロータリーエンコーダ、29…演算部、31…荷重部、33…重り、35…操作棒。

Claims (4)

  1. 長尺状の支持部材と、該支持部材の両端側に取り付けられた互いに平行に延びた第1の軸及び第2の軸と、該第1の軸及び第2の軸に取り付けられて該軸と一体で又は該軸と別個に回転可能にされて路面上に載置される第1のローラ及び第2のローラと、該第1のローラの軸心位置に該第1のローラと一体となって回転するように取り付けられた第1の歯車と、該第2のローラの軸心位置に該第2のローラと一体となって回転するように取り付けられた第2の歯車と、該第1の歯車と第2の歯車とに噛み合って巻きつけられて両歯車間で回転を相互に伝達させるベルトと、該ベルトが受けた張力を測定する張力測定手段と、前記第1のローラ及び第2のローラのいずれか一方に荷重を加える荷重手段と、前記支持部材を押して前記第1のローラ及び第2のローラを回転移動させる操作手段とを備えた道路のすべり抵抗測定装置であって、
    前記第1のローラと第2のローラの径が同一でかつ前記第1の歯車と第2の歯車の歯数が異なっているか、又は該第1の歯車と第2の歯車の歯数が同一でかつ該第1のローラと第2のローラの径が異なっているかのいずれかであることを特徴とする道路のすべり抵抗測定装置。
  2. 長尺状の支持部材と、該支持部材の両端側に取り付けられた互いに平行に延びた第1の軸及び第2の軸と、該第1の軸及び第2の軸に取り付けられて該軸と一体で又は該軸と別個に回転可能にされて路面上に載置される第1のローラ及び第2のローラと、該第1のローラの軸心位置に該第1のローラと一体となって回転するように取り付けられた第1の歯車と、該第2のローラの軸心位置に該第2のローラと一体となって回転するように取り付けられた第2の歯車と、該第1の歯車と第2の歯車とに噛み合って巻きつけられて両歯車間で回転を相互に伝達させるベルトと、該ベルトが受けた張力を測定する張力測定手段と、前記第1のローラ及び第2のローラのいずれか一方に荷重を加える荷重手段と、前記支持部材を押して前記第1のローラ及び第2のローラを回転移動させる操作手段とを備えた道路のすべり抵抗測定装置であって、
    前記第1のローラと第2のローラの径が同一でかつ前記第1の歯車と第2の歯車の歯数が異なっているか、又は該第1の歯車と第2の歯車の歯数が同一でかつ該第1のローラと第2のローラの径が異なっているかのいずれかであり、
    前記張力測定手段が、前記支持部材の中間位置に回転可能に取り付けられた回転片と、回転片の両側に取り付けられて前記ベルトの上下部分を上下から挟む挟持部と、該回転片を該ベルトの上下部分が接近する方向に付勢するばね手段とにより構成されたことを特徴とする道路のすべり抵抗測定装置。
  3. 長尺状の支持部材と、該支持部材の両端側に取り付けられた互いに平行に延びた第1の軸及び第2の軸と、該第1の軸及び第2の軸に取り付けられて該軸と一体で又は該軸と別個に回転可能にされて路面上に載置される第1のローラ及び第2のローラと、該第1のローラの軸心位置に該第1のローラと一体となって回転するように取り付けられた第1の歯車と、該第2のローラの軸心位置に該第2のローラと一体となって回転するように取り付けられた第2の歯車と、該第1の歯車と第2の歯車とに噛み合って巻きつけられて両歯車間で回転を相互に伝達させるベルトと、該ベルトが受けた張力を測定する張力測定手段と、前記第1のローラ及び第2のローラのいずれか一方に荷重を加える荷重手段と、前記支持部材を押して前記第1のローラ及び第2のローラを回転移動させる操作手段とを備えた道路のすべり抵抗測定装置であって、
    前記第1のローラと第2のローラの径が同一でかつ前記第1の歯車と第2の歯車の歯数が異なっているか、又は該第1の歯車と第2の歯車の歯数が同一でかつ該第1のローラと第2のローラの径が異なっているかのいずれかであり、
    前記張力測定手段が、前記支持部材の中間位置に回転可能に取り付けられた回転片と、回転片の両側に取り付けられて前記ベルトの上下部分を上下から挟む挟持部と、該回転片を該ベルトの上下部分が接近する方向に付勢するばね手段とにより構成され、
    前記荷重手段が前記支持部材に取り付けられており、前記第1のローラへの荷重付加と前記第2のローラへの荷重付加とが切り替え可能であることを特徴とする道路のすべり抵抗測定装置。
  4. 長尺状の支持部材と、該支持部材の両端側に取り付けられた互いに平行に延びた第1の軸及び第2の軸と、該第1の軸及び第2の軸に取り付けられて該軸と一体で又は該軸と別個に回転可能にされて路面上に載置される第1のローラ及び第2のローラと、該第1のローラの軸心位置に該第1のローラと一体となって回転するように取り付けられた第1の歯車と、該第2のローラの軸心位置に該第2のローラと一体となって回転するように取り付けられた第2の歯車と、該第1の歯車と第2の歯車とに噛み合って巻きつけられて両歯車間で回転を相互に伝達させるベルトと、該ベルトが受けた張力を測定する張力測定手段と、前記第1のローラ及び第2のローラのいずれか一方に荷重を加える荷重手段と、前記支持部材を押して前記第1のローラ及び第2のローラを回転移動させる操作手段とを備えた道路のすべり抵抗測定装置であって、
    前記第1のローラと第2のローラの径が同一でかつ前記第1の歯車と第2の歯車の歯数が異なっているか、又は該第1の歯車と第2の歯車の歯数が同一でかつ該第1のローラと第2のローラの径が異なっているかのいずれかであり、
    前記荷重手段が前記支持部材に取り付けられており、前記第1のローラへの荷重付加と前記第2のローラへの荷重付加とが切り替え可能であることを特徴とする道路のすべり抵抗測定装置。
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