JP3251663B2 - タイヤの剛性測定装置 - Google Patents

タイヤの剛性測定装置

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JP3251663B2 JP28185292A JP28185292A JP3251663B2 JP 3251663 B2 JP3251663 B2 JP 3251663B2 JP 28185292 A JP28185292 A JP 28185292A JP 28185292 A JP28185292 A JP 28185292A JP 3251663 B2 JP3251663 B2 JP 3251663B2
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wheel
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、タイヤの剛性測定装置
に係り、詳しくは、タイヤの回転軸方向の横剛性、タイ
ヤの回転方向の捩じり剛性、タイヤの半径方向の剛性及
びタイヤの回転軸に直交する軸回りの捩じり剛性を一度
のセッティグで容易に測定できるタイヤの剛性測定装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】タイヤの剛性測定装置として、特開平1
−156635号等が知られている。このタイヤの剛性
測定装置はタイヤの回転軸方向の横剛性、タイヤの回転
方向の捩じり剛性及びタイヤの半径方向の剛性を測定で
きるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、タイヤの基
本特性としては、タイヤの回転軸方向の横剛性、タイヤ
の回転方向の捩じり剛性及びタイヤの半径方向の剛性の
他にタイヤの回転軸に直交する軸回りの捩じり剛性があ
る。ところが、従来は、タイヤの回転軸に直交する軸回
りの捩じり剛性を測定する機器が無かったため、タイヤ
の回転軸に直交する軸回りの捩じり剛性をタイヤの回転
軸方向の横剛性等を用いて近似式によって推定しなけれ
ばならず、計算が煩雑であると共に、正確な値を求める
ことが困難であった。
【0004】本発明は上記事実を考慮し、一度のセッテ
ィグでタイヤの回転軸方向の横剛性、タイヤの回転方向
の捩じり剛性、タイヤの半径方向の剛性及びタイヤの回
転軸に直交する軸回りの捩じり剛性を容易にしかも正確
に測定できるタイヤの剛性測定装置を提供することが目
的である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、水平方向に配
設される片持式のタイヤ支持軸と、ホイールのリムに装
着されてリムハブ面を介して前記タイヤ支持軸に支持さ
れたタイヤの外周面を挟持するクランプ装置と、を備
え、ホイールの中心と前記クランプ装置によって挟持さ
れたタイヤ外周面とを相対変位させてタイヤを変形させ
てタイヤの剛性を測定するタイヤの剛性測定装置であっ
て、前記クランプ装置と前記ホイールとをホイールの回
転軸方向に相対移動させて前記クランプ装置にクランプ
されたタイヤを回転軸方向に変形させる第1の変形手段
と、タイヤの回転軸方向の変形量を検出する第1のセン
サと、前記クランプ装置と前記ホイールとをタイヤの回
転方向に相対回転させて前記クランプ装置にクランプさ
れたタイヤを回転方向に変形させる第2の変形手段と、
タイヤの回転方向変形量を検出する第2のセンサと、前
記クランプ装置と前記ホイールとをタイヤの半径方向に
相対移動させて前記クランプ装置にクランプされたタイ
ヤを半径方向に変形させる第3の変形手段と、タイヤの
半径方向変形量を検出する第3のセンサと、前記クラン
プ装置と前記ホイールとをホイールの回転軸と直交する
軸回りに相対回転させて前記クランプ装置にクランプさ
れたタイヤをホイールの回転軸と直交する軸回りに変形
させる第4の変形手段と、タイヤの回転軸方向とは直交
する軸回りの変形量を検出する第4のセンサと、前記ホ
イールの中心点に作用する力及びトルクを計測する測定
装置と、を有することを特徴としている。
【0006】
【作用】本発明のタイヤの剛性測定装置によれば、タイ
ヤの回転軸方向の横剛性を調べる場合には、第1の変形
手段を作動させてクランプ装置とホイールとをホイール
の回転軸方向に相対移動させ、クランプ装置にクランプ
されたタイヤを回転軸方向に変形させる。計測装置によ
って測定されたタイヤの軸方向の力と第1のセンサによ
って測定されたタイヤの変形量とからタイヤの回転軸方
向の横剛性が得られる。
【0007】タイヤの回転方向の捩じり剛性を調べる場
合には、第2の変形手段を作動させてクランプ装置とホ
イールとをタイヤの回転方向に相対回転させ、クランプ
装置にクランプされたタイヤを回転方向に変形させる。
この時に、計測装置によって測定されたタイヤ回転軸回
りの力、即ち、タイヤ回転軸回りのトルクと第2のセン
サによって測定されたタイヤの捩じれ角度とによってタ
イヤの回転方向の捩じり剛性が得られる。
【0008】タイヤの半径方向の剛性を調べる場合に
は、第3の変形手段を作動させてクランプ装置とホイー
ルとをタイヤの半径方向に相対移動させてクランプ装置
にクランプされたタイヤを半径方向に変形させる。計測
装置によってて測定されたタイヤ半径方向の力と第3の
センサによって測定されたタイヤの半径方向の変形量と
によってタイヤの半径方向の剛性が得られる。
【0009】また、タイヤの回転軸に直交する軸回りの
捩じり剛性を調べる場合には、第4の変形手段を作動さ
せてクランプ装置にクランプされたタイヤをホイールの
回転軸と直交する軸回りに変形させる。計測装置によっ
て測定されたタイヤ回転軸に直交する軸回りのトルクと
第4のセンサによって測定されたタイヤの捩じれ角度と
によってタイヤの回転軸に直交する軸回りの捩じれ剛性
が得られる。
【0010】
【実施例】本発明の一実施例を図1乃至図7にしたがっ
て説明する。ここで、図1は本発明の一実施例に係るタ
イヤ剛性測定装置の平面図、図2は図1に示すタイヤ剛
性測定装置の側面図、図3は図1に示すタイヤ剛性測定
装置の正面図である。
【0011】図1に示すように、本実施例のタイヤ剛性
測定装置10は、タイヤ支持部12とタイヤ変形部14
とから構成されている。
【0012】タイヤ支持部12は、箱状のタイヤ軸側フ
レーム16を備えており、図2に示すように、このタイ
ヤ軸側フレーム16の一方の側面からは軸受18に回転
可能に支持されたタイヤ支持軸20が水平方向に突出し
ている。
【0013】タイヤ軸側フレーム16には、タイヤ支持
軸20の突出する側とは反対側に、タイヤ支持軸20を
回転させるための第2の変形手段の一部を構成するタイ
ヤ回転駆動モータ22及びタイヤ支持軸20の回転角度
αを検出する第2のセンサとしての回転角度検出センサ
24が設けられている。
【0014】タイヤ支持軸20の先端には測定装置とし
てのホイール型6分力計26が取り付けられている。ホ
イール型6分力計26は、測定対象のタイヤ27を嵌め
るためのリム29Aを有したホイール29を備えてい
る。ホイール型6分力計26は、3直交軸力(X軸、Y
軸、Z軸方向の力)および3直交軸トルク(X軸回りの
トルク、Y軸回りのトルク、Z軸回りのトルク)を測定
するセンサが内蔵されている。なお、本実施例では、タ
イヤ回転軸方向(矢印A方向)をY軸、Y軸と直交する
横方向をX軸、上下方向をZ軸(矢印B方向)とする。
【0015】このホイール型6分力計26としては、一
例としてKISTLER社のタイヤ動力計(ホイール・
ダイナモメータ)を使用することができる。なお、ホイ
ール型6分力計26は、測定値を表示する表示装置を備
えたアンプ(図示せず)に連結されている。
【0016】一方、タイヤ変形部14は、タイヤ支持部
12のタイヤ支持軸20の突出する側に対向して配設さ
れている。タイヤ変形部14は、長手方向がタイヤ支持
軸20の軸線に沿った方向とされた一対のレール32を
備えており、この一対のレール32上には第1の変形手
段の一部を構成する走行モータ34によってレール32
の長手方向を自在に移動できる移動ベース36が載置さ
れている。また、移動ベース36には、タイヤ変形部1
4のレール長手方向移動量を検出する第1のセンサとし
ての変位センサ38が取り付けられている。
【0017】移動ベース36には、両側に一対の垂直ガ
イド40が立設されており、この垂直ガイド40には、
昇降フレーム42が垂直ガイド40の長手方向に沿って
移動自在に支持されている。この昇降フレーム42に
は、第3の変形手段の一部を構成する昇降用駆動モータ
44が取り付けられており、昇降フレーム42はこの昇
降用駆動モータ44によって垂直ガイド40の長手方向
を移動できる。また、昇降フレーム42の垂直ガイド長
手方向移動量を検出する第3のセンサとしての変位セン
サ45が取り付けられている。
【0018】昇降フレーム42には、両側に一対の支柱
46が立設されており、上端にはそれぞれ軸受48が取
り付けられている。これらの支柱46間には、正方形の
フレーム50が配設されている。フレーム50の両側面
には軸線方向が前述した垂直ガイド40と直交する方向
とされた支持軸52が固着されている。これらの支持軸
52は、それぞれ軸受54へ回転可能に支持されてお
り、これによって、フレーム50は支持軸52の軸線回
りに回転自在となっている。
【0019】また、昇降フレーム42の一方には、フレ
ーム50を回転させるための第4の変形手段の一部を構
成する回転駆動用モータ56及び、支持軸52の回転角
度を検出する第4のセンサとしての回転角度検出センサ
58が設けられている。
【0020】フレーム50の中央には、測定タイヤの外
径よりも大径とされた円孔60が設けられている。ま
た、フレーム50の4隅には、タイヤ外周クランプ装置
62が設けられている。タイヤ外周クランプ装置62は
長手方向が対角線方向とされた油圧または空気圧で作動
するシリンダ64備え、シリンダロッド66が円孔60
の中心に対して進退するようになっている。このシリン
ダロッド66の先端には、測定タイヤの外周曲率に応じ
て交換可能とされた円弧板状セグメント68が設けられ
ている。
【0021】なお、変位センサ38、変位センサ45及
び回転角度検出センサ58は、測定値を表示する表示装
置を備えたアンプ(図示せず)に連結されている。
【0022】次に、本実施例のタイヤ剛性測定装置10
を使用したタイヤの剛性測定方法を説明する。
【0023】先ず、ホイール型6分力計26のリム29
Aに測定すべきタイヤ27を装着する。次に、タイヤ変
形部14をレール32に沿って移動させ、タイヤ27の
中心とフレーム50の支持軸52の軸芯とを一致させ、
タイヤ外周クランプ装置62によってタイヤ27の外周
面をクランプする。
【0024】ここで、例えば、タイヤ27の回転軸方向
の横剛性BYを調べる場合には、タイヤ変形部14をレ
ール32の長手方向に移動させる。この時に、ホイール
型6分力計26によりタイヤ27に作用する軸方向の力
を測定することができ、試験タイヤ27の変形量Yを変
位センサ38によって測定することができる。ホイール
型6分力計26によって測定された軸方向の力FYと変
位センサ38によって測定された変形量Yによってタイ
ヤ27の回転軸方向の横剛性BYが求められる(図4参
照)。
【0025】また、タイヤ27の回転方向(矢印C方
向)の捩じり剛性BOYを調べる場合には、タイヤ回転駆
動モータ22を作動させる。この時に、ホイール型6分
力計26によりタイヤ27に作用するタイヤ回転軸回り
の力、即ち、タイヤ回転軸回りのトルクMOYを測定する
ことができ、タイヤ27の捩じれ角度αOYを回転角度検
出センサ24によって測定することができる。ホイール
型6分力計26によって測定されたタイヤ回転軸回りの
トルクMOYと回転角度検出センサ24によって測定され
た捩じれ角度αOYによってタイヤ27の回転方向の捩じ
り剛性BOYが求められる(図5参照)。
【0026】また、タイヤ27の半径方向の剛性BZ
調べる場合には、昇降フレーム42を昇降用駆動モータ
44によって上昇または下降させる。この時に、ホイー
ル型6分力計26によりタイヤ27に作用する半径方向
の力FZ を測定することができ、タイヤ27の半径方向
の変形量Zを変位センサ45によって測定することがで
きる。ホイール型6分力計26によって測定されたタイ
ヤ半径方向の力FZ と変位センサ45によって測定され
たタイヤ半径方向の変形量Zによってタイヤ27の半径
方向の剛性BZ が求められる(図6参照)。
【0027】さらに、タイヤ27の回転軸に直交する軸
回りの捩じり剛性BOXを調べる場合には、回転駆動用モ
ータ56を作動させてフレーム50を矢印D方向に回転
させ、回転角度検出センサ58によってタイヤ27の捩
じれ角度αOXを測定する。ホイール型6分力計26によ
って測定されたタイヤ回転軸に直交する軸回りのトルク
OXと回転角度検出センサ58によって測定された捩じ
れ角度αOXによってタイヤ27の回転軸に直交する軸回
りの捩じれ剛性BOXが求められる(図7参照)。
【0028】このように、本実施例のタイヤ剛性測定装
置10は、タイヤ27をホイール型6分力計26に一度
セットすれば、タイヤ27の取り付けを変更せずに、横
剛性、ホイール面内捩じり剛性、偏心剛性及びホイール
面外捩じり剛性を、容易にしかも迅速、かつ正確に測定
できるという優れた効果を有する。
【0029】このように、本実施例のタイヤ剛性測定装
置10は、タイヤ27を一度セットすれば、タイヤの横
剛性、ホイール面内捩じり剛性、偏心剛性及びホイール
面外捩じり剛性を、容易にしかも迅速、かつ正確に測定
することができる。
【0030】なお、本発明のタイヤ剛性測定装置は上記
実施例に限らず、クランプ装置、第1の変形手段、第1
のセンサ、第2の変形手段、第2のセンサ、第3の変形
手段、第3のセンサ、第4の変形手段、第4のセンサ及
び測定装置を備えるものであれば、構成部品の配置は種
々の変更が可能であり、構成部品の配置は上記実施例に
限るものではない。
【0031】また、タイヤ27に作用する力、トルク、
変形量、捩じれ角度の各測定結果に基づいて、それぞれ
の剛性の値を算出できるようにコンピュータをアンプに
連結してもよい。
【0032】
【発明の効果】本発明のタイヤ剛性測定装置は上記構成
としたので、タイヤの回転軸方向の横剛性、タイヤの回
転方向の捩じり剛性、タイヤの半径方向の剛性及びタイ
ヤの回転軸に直交する軸回りの捩じり剛性の4種類の剛
性を一度のセッティングで容易に迅速かつ正確に測定で
きるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るタイヤ剛性測定装置の
平面図である。
【図2】図1に示すタイヤ剛性測定装置の側面図であ
る。
【図3】図1に示すタイヤ剛性測定装置の正面図であ
る。
【図4】タイヤの回転軸方向の変形を示す斜視図であ
る。
【図5】タイヤの回転方向の変形を示す斜視図である。
【図6】タイヤの幅方向の変形を示す斜視図である。
【図7】タイヤの回転軸と直交する軸回りの変形を示す
斜視図である。
【符号の説明】
10 タイヤの剛性測定装置 20 タイヤ支持軸 22 モータ(第2の変形手段) 24 回転角度検出センサ(第2のセンサ) 26 ホイール型6分力計(測定装置) 29 ホイール 29A リム 34 走行モータ(第1の変形手段) 38 変位センサ(第1のセンサ) 44 昇降用モータ(第3の変形手段) 45 変位センサ(第3のセンサ) 56 回転駆動用モータ(第4の変形手段) 58 回転角度検出センサ(第4のセンサ) 62 タイヤ外周クランプ装置(クランプ装置)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水平方向に配設される片持式のタイヤ支
    持軸と、 ホイールのリムに装着されてリムハブ面を介して前記タ
    イヤ支持軸に支持されたタイヤの外周面を挟持するクラ
    ンプ装置と、を備え、ホイールの中心と前記クランプ装
    置によって挟持されたタイヤ外周面とを相対変位させて
    タイヤを変形させてタイヤの剛性を測定するタイヤの剛
    性測定装置であって、 前記クランプ装置と前記ホイールとをホイールの回転軸
    方向に相対移動させて前記クランプ装置にクランプされ
    たタイヤを回転軸方向に変形させる第1の変形手段と、 タイヤの回転軸方向の変形量を検出する第1のセンサ
    と、 前記クランプ装置と前記ホイールとをタイヤの回転方向
    に相対回転させて前記クランプ装置にクランプされたタ
    イヤを回転方向に変形させる第2の変形手段と、 タイヤの回転方向変形量を検出する第2のセンサと、 前記クランプ装置と前記ホイールとをタイヤの半径方向
    に相対移動させて前記クランプ装置にクランプされたタ
    イヤを半径方向に変形させる第3の変形手段と、 タイヤの半径方向変形量を検出する第3のセンサと、 前記クランプ装置と前記ホイールとをホイールの回転軸
    と直交する軸回りに相対回転させて前記クランプ装置に
    クランプされたタイヤをホイールの回転軸と直交する軸
    回りに変形させる第4の変形手段と、 タイヤの回転軸方向とは直交する軸回りの変形量を検出
    する第4のセンサと、 前記ホイールの中心点に作用する力及びトルクを計測す
    る測定装置と、 を有することを特徴とするタイヤの剛性測定装置。
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