JP3182319B2

JP3182319B2 - タイヤスリップ率の相対測定方法

Info

Publication number: JP3182319B2
Application number: JP17347095A
Authority: JP
Inventors: 賢二斎藤
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1995-07-10
Filing date: 1995-07-10
Publication date: 2001-07-03
Anticipated expiration: 2015-07-10
Also published as: JPH0921729A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤの押付け条
件が異なる２つの条件のもとでタイヤの回転数をそれぞ
れ測定し、これらの回転数よりタイヤのスリップ率を求
めるタイヤの相対スリップ率の測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】路面を走行する車両が、例えば加速して
いるときタイヤの接地面が、路面に対してどのようなす
べりの関係にあるのかを示すのにスリップ比という言葉
が用いられる。

【０００３】トレッド部の接地域内における平均速度を
Ｖｂ、路面の速度をＶｒとし、制動時におけるスリップ
比ｓはｓ＝（Ｖｒ−Ｖｂ）／Ｖｒとして定義される。

【０００４】トレッド部のスリップといっても、もちろ
ん全体が均一に滑っているわけではなく、ある部分は路
面に密着し、他の部分は滑っていてその方向もまちまち
だが、接地面全体として平均化された滑りをスリップ比
として表す。スリップ比が小さければ路面にくっついて
いる部分が多く、これが大きくなるにつれて滑っている
部分が多くなり、スリップ比１．０で全体が滑り出すと
いうわけである。

【０００５】このことから、スリップ比の小さいところ
では外からタイヤの接地部を観察しても、トレッドと路
面の間にずれが生じているようには見えない。スリップ
比が大きくなると、乾燥した舗装路ならタイヤの滑り音
が聞こえるのでスリップしているとわかるが、それでも
１．０近くにならないと目には見えにくい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような速度をベー
スにしたスリップ比の測定は、実車走行に等しい条件で
測定を行わねばならず装置が大型化する。測定精度を高
めるには、高速走行を必要とするなど測定が大掛りとな
る。

【０００７】なお、タイヤを単独で走行テストを行う方
法もある。例えば図８に示すように大径の回転ドラムｄ
の外周面にタイヤｗを接触させつつタイヤｗの性能を調
査するドラム試験機が存在する。しかしこの回転ドラム
ｄは、ドラムである以上その周面は円弧によって形成さ
れ、このような装置を用いてタイヤの速度よりスリップ
比を求めた場合には、平坦路面と、円弧面との相違から
平坦な路面走行状態とは接地面の形状及びタイヤの傾き
が異なることによって、測定に誤差が生じるなど実態を
把握し得ない。

【０００８】又、特開昭５５−１２８１１０号におい
て、タイヤの実走行距離を試供タイヤを平板上で転動さ
せかつパルス波を用いて測定する装置が開示されている
が、この装置はバッテリー等を載置するなど大掛かりと
なり、しかもパルス波はタイヤ回転とは無関係に発生す
るので走行距離の測定に用いる以外には利用し得ない構
造のものであった。

【０００９】発明者は、タイヤの押付けた路面模擬板を
移動させこの路面の模擬板が実距離を移動するに要した
タイヤの回転数をタイヤの押付け条件を違えてそれぞれ
測定し、その測定値より前述のスリップ比に対応したタ
イヤのスリップ率（本明細書において相対スリップ率と
名付ける）を求めうることを見出し本発明を完成させた
のである。

【００１０】本発明は簡易な方法で各条件間での相対ス
リップ率を測定でき、この相対スリップ率を基にしてタ
イヤの摩耗速度、偏摩耗の発生予測を可能とするタイヤ
の相対スリップ率の測定方法の提供を目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、長さ方向に移
動可能な路面模擬板とタイヤを装着する回転軸とを有す
るタイヤスリップ測定機の前記回転軸にタイヤを嵌着し
かつこのタイヤを前記路面模擬板に押付けるとともに、
回転軸又は路面模擬板を駆動しタイヤを回転させつつ路
面模擬板を移動させることにより路面模擬板が一定距離
を移動するのに要したタイヤの回転数を押付けの条件が
異なる第１条件、第２条件で測定し、第１条件でのパル
ス的信号数Ｒ１、第２条件でのパルス的信号数Ｒ２とす
るとき、Ｓ＝（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）により求まるタイヤの相対スリップ率Ｓを求めることを
特徴とするタイヤ相対スリップ率の測定方法である。

【００１２】又請求項２の発明は、タイヤの回転数は、
回転軸の等しい回転ピッチ角度ごとにパルス的信号を回
転軸１回転当り５００回以上発生させるパルス発生装置
を用いており、この方法を用いて測定することにより精
度が高いスリップ比を得ることができる。

【００１３】さらに前記一定距離Ｌは、タイヤが回転開
始後に１／４回転以上回転した路面模擬板上の相当位置
を起点とし、タイヤが１／２回転以上回転した相当位置
を終点とし、この起点と終点との間の長さとすることに
より、起動、停止時における測定誤差を排除でき高精度
のスリップ比を得ることが出来る。

【００１４】ここで押付けの条件としては、（１）タイヤを路面模擬板に押付ける押付け力、即ちタ
イヤに作用する縦荷重。（２）キャンバー角。（３）スリップ角。（４）制動力又は駆動力。（５）タイヤの内腔に装填される空気圧、即ちタイヤ内
圧。等がある。又、これらの条件の中で１つ又は２つ以上違
えて押付けの条件を違える。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態の一例を
図面に基づき説明する。図１〜５においてタイヤ相対ス
リップ測定方法は、タイヤスリップ測定機２を用いて測
定する。

【００１６】タイヤスリップ測定機２は図１に示す如
く、長尺矩形板からなりかつ長さ方向に移動可能な路面
模擬板３と、タイヤ４を装着する回転軸５とを有する。

【００１７】路面模擬板３は、上面がタイヤが走行する
一般路面と略等しい粗さの仕上面あるいは平滑スチール
面等を有する。模擬板本体３Ａの一端に該模擬板本体３
Ａの長手方向の長さに略等しい長さを有しかつ上面にラ
ックを具える長寸のラック体１１を延設し、この模擬板
本体３Ａはラック体１１とともに、路面模擬板３の長さ
方向に配列した複数のコロ１２…上に載置され、従って
路面模擬板３は、コロ１２…の転動によってその長さ方
向に移動可能としている。

【００１８】前記ラック体１１は、減速電動機Ｍの出力
軸１３に取付くピニオン１４と噛合する。従ってこの減
速電動機Ｍの正逆転駆動によって、路面模擬板３を往復
動できかつ停止させることが出来る。

【００１９】又、スリップ測定機２には、タイヤ４を路
面模擬板３に取付ける押圧部１６と、タイヤ４の回転数
を測定しうる計測部１７とが設けられる。

【００２０】押圧部１６はタイヤ４の中心軸と同芯に配
され該タイヤ４を、共廻り可能に嵌着する前記回転軸５
を、タイヤ４を挟んでその両側で支持する軸受１９、１
９によって保持するとともに、軸受１９、１９はそれぞ
れ下方に向かって押圧しうる油圧又はエアーシリンダー
からなる押圧具２１を介して固定される。

【００２１】又、押圧部１６は、タイヤ４の路面模擬板
３の移動方向に対する向きを変化させうる旋回手段２２
と、前記２つの押圧具２１、２１に押圧力の差を付すこ
とにより回転軸５を傾斜させる傾斜手段２３とを具え
る。

【００２２】従って、タイヤ４には、押圧具２１によっ
て路面模擬板３に対してタイヤ４を所望の圧力を加えて
押付けることが出来るとともに、前記傾斜手段２３によ
って回転軸５を傾けることにより、タイヤ４に所定のキ
ャンバー角αを付与することができ、又旋回手段２２に
よって、タイヤ４にスリップ角βを付与することが出来
る。

【００２３】このように、押圧部１６はタイヤ４を種々
な走行条件のもとで路面模擬板３に押し付けかつ路面模
擬板３を移動させることにより回転させてテストするこ
とが出来る。

【００２４】計測部１７は、本実施例では、前記回転軸
５と同芯に取付く測定円板２５と、この測定円板２５の
回転による距離の変化を計測するレーザー距離計２６
と、レーザ距離計２６より得られた波動をパルス的信号
数に変換し、タイヤの回転数を得るパルス発生装置６と
を具える。

【００２５】測定円板２５は、厚みを有する円板体であ
り、回転軸５に固着されるとともに、その外側の円周面
２５Ａに、周方向に並ぶ多数の刻み部２７が設けられ
る。刻み部２７は本実施例では、図２に示す如く、測定
円板の両側面間を結ぶ断面矩形の細溝であって、この細
溝の溝底は外周面２５Ａから凹むとともに、該円周面２
５Ａに沿ってかつ回転軸５の等しいピッチ毎に５００個
以上設けられる。

【００２６】従って、減速電動機Ｍを駆動することによ
り、路面模擬板３は長さ方向に移動し、その移動により
路面模擬板３に押付けられたタイヤ４が回転する。これ
により回転軸５に固定される測定円板２５も回転軸５の
軸芯を中心として回転することが出来る。なお、前記減
速電動機Ｍをその出力回転数を可変とすることにより、
測定が一層容易かつ測定範囲を拡大しうる。

【００２７】レーザ距離計２６は、例えば図３に原理を
示すマイケルソン干渉計を採用することが出来る。この
マイケルソン干渉計は、レーザ発光器３１からの光を測
定円板２５の外周面２５Ａに投光し、その反射光３２
と、器内に設ける固定鏡３３から反射して戻る基準光３
４との光路差によって生じる光の干渉現象を検出器３５
が読み取り前記外周面２５Ａまでの距離を高精度に測定
しうる周知の距離計測器であり、このような構成による
装置としては、例えば三菱電機（株）製のレーザ式変位
計（ＭＤ−１２１１Ｂ等）がある。

【００２８】従って、この反射光３２を反射させる測定
円板２５の外周面２５Ａに前記刻み部２７が存在するこ
とによって、この測定円板２５の回転によって、反射光
３２は、刻み部２７が通過する毎にその光路長さに差が
生じこの距離差を検出器３５が経時的に検知することが
出来る。その経時的な距離の波形は図４に示す如くな
る。又、レーザ距離計２６は、これを電気的に変換しそ
の電気信号３６を出力する。

【００２９】前記電気信号３６は増巾器３７により増巾
され、パルス発生装置６に入力される。パルス発生装置
６は前記信号３６を基準レベルを変化させ図５のグラフ
に示すように２値化（０レベル化）して方形波かつ等高
の０と１とのパルス的信号として、しかも時間Ｔととも
に記録することが出来る。

【００３０】然して、レーザー距離計２６を測定円板２
５の円周面２５Ａに向き合わせて設置するとともに、減
速電動機Ｍを駆動し、路面模擬板３をその長手方向に移
動させる。路面模擬板３の移動によって、その上面に押
し付けられたタイヤ４は回転し、回転軸５を介して結合
する測定円板２５が回転する。他方、レーザ距離計２６
は、該レーザ距離計２６と前記円周面２５Ａとの間の距
離を時間Ｔとともに記録する。

【００３１】ここで円周面２５Ａには前述の如く複数個
の刻み部２７…が回転軸５の回転ピッチ角度毎に設けら
れており、レーザ距離計２６はこの刻み部２７と向き合
う毎に、距離の相違を検知しかつ経時的に波状を記録す
る。又、パルス発生装置６によって前記波形は２値価処
理され、計数の容易な方形のパルス的信号に変換され、
単位時間Ｔ当たりのバルス的信号数Ｒを解読しかつ記録
することが出来る。

【００３２】又、本実施例ではパルス発生装置６には演
算機能を有し、前述の単位時間Ｔ当たりのパルス数ｎを
演算することにより、回転体２の回転数を求めることが
出来る。

【００３３】ここでｎ：単位時間当たり計測した刻み数の数（即ちパルス的信号数Ｒ）ｐ：刻み部２７、２７間の円周面３Ａ上のピッチｎｏ：円周面２５Ａ上に設けた刻み部２７の総数ｒｏ：円周面２５Ａの回転軸中心からの半径Ｎ：上記計測値から求められる回転軸５の即ちタイヤ４の回転数とするとき、測定円板２５の円周面の長さは、ｎｏｐ＝２πｒ₀ （１）

【００３４】又、前記測定円板２５の円周面２５Ａの周
速度ｖは次の関係がそれぞれ成立する。ｖ＝２πｒ₀Ｎ（２）ｖ＝ｎｐ／Ｔ（３）（２）式に（１）式を代入すればｖ＝ｎ₀ｐＮ（４）（３）、（４）式よりｎｐ／Ｔ＝ｎ₀ｐＮ（５）従って回転数Ｎは、Ｎ＝ｎｐ／（Ｔ）×（ｎ₀ｐ）＝ｎ／（Ｔｎ₀）（６）（６）式によって求めることが出来る。

【００３５】又、単位時間Ｔ当たりのパルス的信号数Ｒ
はＲ＝ｎであることによりＲ＝Ｎ・Ｔ・ｎ₀ （７）

【００３６】（６）式において、ｎ₀を大きくすれば回
転数Ｎを求めるための計測時間Ｔを短縮できる。換言す
れば回転軸５の測定のための回転が一回転に満たない場
合であっても高精度で回転数を計測でき、又回転軸５の
回転が極度に低速であっても計測できることとなる。

【００３７】さらに、レザー距離計２６を用いることに
よって、１回転当たり５００回以上のパルス信号を発生
させることが可能となったため、前記した刻み部２７の
構成と有機的に結合しかつ一体化することによって回転
軸５の回転数Ｎを精度よく、かつ今まで計測し得なかっ
た低速回転であっても計測し得るのである。

【００３８】なお、前記刻み部２７は、図７（Ａ）に示
すように円周面２５Ａの軸方向中間位置に有底の円形孔
２７Ａ…によって形成してもよく、又その孔が図７
（Ｂ）に示すように長円形孔２７Ｂ…であってもよい。

【００３９】さらには図７（Ｃ）の如く円周面２５Ａか
ら突出する突起体２７Ｃによって形成することも出来
る。

【００４０】なお刻み部４は周方向の壁面を垂直に近い
状態に形成するのが好ましいのであるがこの刻み部の形
状を台形状の溝又は突起体とし、レーザ距離計２６によ
る波形の前縁部、後縁部に立上がり部を有するパルス波
として計測した後、パルス発生装置６に例えばシュミッ
ト・トリガ回路等を付設することによって、波形を方形
に近づけて、パルス的発振数を計測しうるよう形成する
ことも出来る。タイヤＴの押し付け条件として、下記に
示す条件がある。

【００４１】（Ａ）スキム条件イ）押し付け強さ：タイヤ４が路面模擬板３との相対移
動に応じて回転しうる最小の荷重、例えば５〜１０kg。ロ）キャンバー角α：０度キャンバー角αとはタイヤ４の赤道面が路面模擬板３の
移動方向に対する垂直方向の傾きであり、左右に配され
る１対の押圧具２１、２１の押圧強さを違えて回転軸５
を傾けることにより、キャンバー角αを調節することが
出来る。ハ）スリップ角β：０度スリップ角βとは、タイヤ４の赤道面と路面模擬板３の
移動方向の水平方向の傾きであり、押圧部１６の旋回手
段２２を用いて調節する。ニ）制動力（又は駆動力）：無し制動力（又は駆動力）を想定してタイヤに加える回転方
向（又は反回転方向）の力であり、回転軸５に前記力に
相当するトルクを発生させる。ホ）タイヤ内圧：正規内圧

【００４２】（Ｂ）基準条件イ）押付け強さ：実車荷重ロ）キャンバー角（α）：０度ハ）スリップ角（β）：０度ニ）制動力（又は駆動力）：無しホ）タイヤ内圧：正規内圧

【００４３】（Ｃ）実車条件イ）押付け強さ：実車荷重ロ）キャンバー角α：実車でのキャンバー角（例えば
０．５〜５度）ハ）スリップ角β：実車でのスリップ角（例えば０．５
〜５度）ニ）タイヤ内圧：正規内圧

【００４４】（Ｄ）その他の条件例えばａ）：（Ｂ）項の基準条件でキャンバー角αを付けた条
件ｂ）：（Ｂ）項の基準条件でスリップ角βを付けた条件ｃ）：（Ｂ）項の基準条件又は（Ｃ）の実車条件から押
付け強さ又はタイヤ内を変えた条件ｄ）：（Ｃ）の実車条件から制動力（又は駆動力）を更
に変えた条件ｅ）各条件のもとで路面模擬板３の表面の状態（即ち路
面状態）を変えた条件ｆ）各条件のもとでタイヤ４のトレッドパターンを変え
た条件ｇ）各条件のもとでタイヤ４のタイヤ骨組構造（カーカ
ス、ベルト層等）の構成又はタイヤゴムの種類、厚さな
どのタイヤ構造を変えた条件などがある。

【００４５】前述の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の
条件から１つを選んで第１の条件を、又残余の中から１
つを選び前記第１の条件とは押付けの異なる第２の条件
をそれぞれ設定するとともに、第１、第２の各条件のも
とで、路面模擬板３が移動する一定距離Ｌを移動する間
のそれぞれのパルス的信号数Ｒ１、Ｒ２を測定する。

【００４６】第１の条件でのパルス的信号数Ｒ１と、第
２の条件でのパルス的信号数Ｒ２とにより、第１、第２
の条件の差により生じたスリップ率Ｓを、Ｓ＝（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）として求めることが出来る。

【００４７】前記パルス的信号数Ｒ１、Ｒ２の測定に際
して、前記一定距離Ｌは、路面模擬板３が移動を開始す
ることにより、タイヤ４が回転を開始したＤ後に該タイ
ヤ４が１／４回転以上回転した路面模擬板３上の相当位
置を起点Ｐとし、かつ該タイヤ４が１／２回転以上回転
した路面模擬板３上の相当位置を終点Ｑとし、この起点
Ｐと終点Ｑとの間の長さとしている。

【００４８】このように前記測定の基準となる一定距離
Ｌの路面模擬板上の起点Ｐと終点Ｑとを規制することに
より、スリップ測定機の起動、停止に伴う誤差を排除で
き、それぞれの条件における正確なパルス的信号数Ｒ
１、Ｒ２を測定でき、精度の高いスリップ率Ｓを把握す
ることが出来る。

【００４９】なお本発明において路面模擬板を駆動する
のに代えてタイヤを装置した回転軸を駆動し、路面模擬
板はタイヤの回転に追従して移動するよう形成でき、本
発明は種々な態様のものに変形できる。

【００５０】

【発明の効果】叙上の如く、本発明のタイヤ相対スリッ
プ率の測定方法は、請求項１記載の構成を具えることに
より、条件ごとのタイヤの相対スリップ率を、従来のよ
うな大掛かりな装置を用いることなく、簡易な装置でし
かも簡易な操作で計測でき、この計測値を基にしてタイ
ヤの摩耗速度、偏摩耗の発生予測を容易にかつ精度よく
なしうる。

【００５１】又請求項２に記載のように、回転軸１回転
当り５００回以上のパルス波を発生しうるパルス的信号
を用いてタイヤの回転数を計測することによって、タイ
ヤが低速走行時する状態における相対スリップ率をも計
測でき測定範囲の拡大を図りうる。

【００５２】さらに条件毎のパルス的信号数より相対ス
リップ率を算出できるため、従来の算出方法に比べて測
定が簡易かつ測定に要する時間、費用を少なくしうる。

【００５３】又、請求項３に記載するように、測定のた
めの一定距離についてその起点、終点の各位置を規制し
たため、タイヤスリップ測定機の起動、停止時の誤差を
排除でき、精度の高い測定がなしうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】測定円板の刻み部を示す部分斜視図である。

【図３】そのレーザ距離計の作用原理を示す線図であ
る。

【図４】レーザ距離計が出力する出力波形を時間ととも
に示すグラフである。

【図５】パルス発生装置によって得られたパルス的信号
の波形の一例を時間とともに示すグラフである。

【図６】路面模擬板の作用を示す正面図であり（Ａ）は
起動時、（Ｂ）は停止時をそれぞれ示す。

【図７】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は何れも刻み部の他の
態様を示す斜視図である。

【図８】従来技術を示す線図である。

【符号の説明】

２タイヤスリップ測定機３路面模擬板４タイヤ５回転軸Ｌ一定距離Ｐ起点Ｑ終点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01M 17/02 B60C 23/00 G01N 3/56

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】長さ方向に移動可能な路面模擬板とタイヤ
を装着する回転軸とを有するタイヤスリップ測定機の前
記回転軸にタイヤを嵌着しかつこのタイヤを前記路面模
擬板に押付けるとともに、回転軸又は路面模擬板を駆動しタイヤを回転させつつ路
面模擬板を移動させることにより路面模擬板が一定距離
を移動するのに要したタイヤの回転数を押付けの条件が
異なる第１条件、第２条件で測定し、第１条件でのパルス的信号数Ｒ１、第２条件でのパルス
的信号数Ｒ２とするとき、Ｓ＝（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）により求まるタイヤの相対スリップ率Ｓを求めることを
特徴とするタイヤ相対スリップ率の測定方法。
【請求項２】前記タイヤの回転数は、回転軸の等しい回
転ピッチ角度ごとにパルス的信号を回転軸１回転当り５
００回以上発生させるパルス発生装置を用いて測定する
ことを特徴とする請求項１記載のタイヤ相対スリップ率
の測定方法。
【請求項３】前記一定距離Ｌは、タイヤが回転開始後に
１／４回転以上回転した路面模擬板上の相当位置を起点
とし、タイヤが１／２回転以上回転した相当位置を終点
とし、この起点と終点との間の長さであることを特徴と
する請求項１又は２記載のタイヤ相対スリップ率の測定
方法。