JP5011361B2 - タイヤ試験機 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ試験機に関するものである。

タイヤ試験機として、回転自在に保持されたタイヤをドラムや無端ベルトなどの外周面に形成された擬似路面に接地させ、ドラムや無端ベルトなどを駆動回転させることでタイヤを走行回転させ、走行状況下のタイヤの各種性能試験を行えるようにしたものは公知である。この種のタイヤ試験機には、擬似路面に対するタイヤのキャンバ角やスリップ角などを調整できるようにしたものがある。

例えば、このようなタイヤ試験機としては、特許文献１に示すように、装置本体に対して昇降するフレーム（以下「昇降フレーム」と言う）と、この昇降フレームの下方に模擬路面とを備えたものが知られている。このタイヤ試験機では、昇降フレームに略Ａ形のフレームがタイヤの接地点を通る垂直軸まわりに水平旋回可能に取り付けられており、またこの略Ａ形の字状のフレームは模擬路面の走行方向に沿った軸回りに横倒状に付角自在（傾斜自在）とされている。そして、この略Ａ形の字状のフレーム（以下「横倒フレーム」と言う）にはタイヤを回転自在に支持するスピンドルが設けられている。

つまり、このタイヤ試験機では、水平方向に移動する擬似路面に昇降フレームを昇降させることで、タイヤを擬似路面に接地（押圧）させる、または擬似路面からタイヤを離反（浮き上げ）させることができる。また、このとき横倒フレームを付角させれば、スピンドル（タイヤの回転軸）の軸心両端が高低差を生ずるように傾斜し、擬似路面に対するタイヤのキャンバ角を変化させることができる。さらに昇降フレームを横倒フレームに対して旋回させれば、スピンドルも旋回（水平状態のまま回動）し、擬似路面に対するタイヤのスリップ角を変化させることができる。

そして、このタイヤ試験機は、スピンドルにロードセルなどのセンサが内蔵されており、これらのセンサでさまざまなキャンバ角やスリップ角で走行するタイヤ反力やモーメントを測定することができる構成とされている。

特開昭５５−１２４０４１号公報

ところで、特許文献１のタイヤ試験機は、タイヤを回転自在に支持する構造にタイヤ反力やモーメント等を計測する測定用センサを組み込んだ高精度なスピンドルを備えており、非常に高価である。
ところが、一般に流通するタイヤにはトラック・バス用の大径タイヤや乗用車用の小径タイヤなどのように種々様々なサイズや用途があり、またサイズ違いや用途に応じて試験荷重や負荷などの試験条件も多種多様に変化する。それゆえ、従来は、高価なタイヤ試験機をタイヤのサイズや用途に合わせて複数用いる必要があった。

ここで、大径なタイヤの試験が可能なタイヤ試験機を用意し、このタイヤ試験機に小径なタイヤを取り付けて試験することも一見すれば可能なのではないかと考えられる。しかし、大径なサイズ用のタイヤ試験に配備される大荷重用センサは大径のタイヤから発生する大きなタイヤ反力に合わせた分解能を有している。このようなセンサで小径のタイヤから発生する小さなタイヤ反力を計測しようとすると、このような小さな荷重の測定に必要な分解能を維持できない場合があり、測定精度が悪くなることがある。

つまり、センサの分解能という点から大径なタイヤ用のタイヤ試験機と小径なタイヤのタイヤ試験とを兼用することは実質的に困難であり、高価なものではあってもタイヤ試験機をタイヤのサイズや用途に合わせて個別に且つ複数用意する必要があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、１機のタイヤ試験機でサイズや用途が異なる複数種のタイヤに対して高精度なタイヤ試験を行うことができるタイヤ試験機を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係るタイヤ試験機は、擬似路面と、装置フレームと、この装置フレームに設けられたスライドベースと、このスライドベースに取り付けられてタイヤを回転自在に支持すると共に支持されたタイヤのタイヤ特性を測定するセンサが内蔵された大スピンドルと、前記スライドベースに取り付けられて大スピンドルに取付可能なタイヤより小径のタイヤを回転自在に支持すると共に支持されたタイヤのタイヤ特性を測定するセンサが内蔵された小スピンドルと、を備えており、前記スライドベースは、前記大スピンドルに支持されたタイヤ又は前記小スピンドルに支持されたタイヤのいずれか一方を前記擬似路面に押し付けることができるように、前記装置フレームに対して上下動自在に配備されていることを特徴とする。

このような構成であると、例えば大径のタイヤを試験する際には大スピンドルを使用して、また小径のタイヤを試験する際には小スピンドルを使用して、高精度で信頼性の高い測定結果を得ることができる。そのため、１機のタイヤ試験機で大径タイヤ用のタイヤ試験と小径タイヤ用のタイヤ試験とを双方行うことができ、さまざまなサイズのタイヤに対して広範囲な試験条件で高精度にタイヤ試験を行うことができる。

なお、前記小スピンドルは、前記スライドベースにおいて大スピンドルより軸心の位置が低くなるように設置されているのが好ましい。小スピンドルに支持される小径なタイヤと大スピンドルに支持される大径のタイヤとでは小スピンドルの小径なタイヤの方が疑似路面に接地するのにスライドベースを大きく移動（下降）させる必要があり、上述のように小スピンドルの軸心の位置を大スピンドルより低くすれば、スライドベースを移動させるのに必要なストロークを短くすることが可能となるからである。

なお、この場合にあっては、さらに前記大スピンドルの軸心と前記小スピンドルの軸心との設置高さの差ａは、前記大スピンドルに支持可能な最小径のタイヤが所要の試験荷重で擬似路面に押圧されたときの外周面下端と大スピンドルの軸心との間の距離をｂとし、前記小スピンドルに支持可能な最小径のタイヤが所要の試験荷重で擬似路面に押圧されたときの外周面下端と小スピンドルの軸心との間の距離をｃとするとき、ａ＝ｂ−ｃの関係を満足するものとするのがさらに好ましい。

このようにした場合、大スピンドルに支持される最小径のタイヤの外周面下端と、小スピンドルに支持される最小径のタイヤの外周面下端とは、擬似路面からの高さが互いに一致する。そうすると、大スピンドルに最大径のタイヤを支持させて擬似路面へ押圧させる場合にスライドベースを昇降させねばならない距離（最小ストローク）と、小スピンドルに最小径のタイヤを支持させて擬似路面へ押圧させる場合にスライドベースを昇降させねばならない距離（最大ストローク）との差を最小に抑えることができ、スライドベースを移動させるのに必要なストロークを最も短くすることが可能となる。

前記スライドベースには、大スピンドルに支持されたタイヤ及び小スピンドルに支持されたタイヤのスリップ角を調整する両スピンドル両用のスリップ角調整手段が設けられているのが好適である。また、前記装置フレームには、大スピンドルに支持されたタイヤ及び小スピンドルに支持されたタイヤのキャンバ角を調整する両スピンドル両用のキャンバ角調整手段が設けられているのが好適である。

このようにすると、大スピンドルと小スピンドルとの間で、互いに共通するスリップ角調整手段やキャンバ角調整手段を使用することができるので、手段の共通化により装置を簡素化できる利点がある。
前記擬似路面上に設定される所定の試験位置に対し、大スピンドルに支持されたタイヤ及び小スピンドルに支持されたタイヤのいずれかを択一的に位置させるように、当該大スピンドル及び小スピンドルを前記擬似路面に対して水平方向に移動させる横移動機構が設けられているのが好適である。

このようにすると、例えばドラム型の擬似路面を用いるときのように試験位置がドラム外周面の最上位置だけに限定されている場合に、試験位置の上方に大スピンドルと小スピンドルとをそれぞれ位置させることが可能となる。すなわち、大スピンドルと小スピンドルとの間で互いに共通する擬似路面を使用して、ドラム型の擬似路面を用いたものに対しても本発明のタイヤ試験機を用いることが可能となる。

本発明に係るタイヤ試験機は、１機のタイヤ試験機でさまざまなサイズのタイヤに対して広範囲な試験条件で高精度にタイヤ試験を行うことができるようになっている。

本発明に係るタイヤ試験機の第１実施形態を示した正面図である。 図１のＡ−Ａ線矢視図である。 図１のＢ−Ｂ線矢視図である。 大スピンドルと小スピンドルの高低差に関する好適例を説明した正面図である。 大スピンドルと小スピンドルの高低差に関する比較例を説明した正面図である。 本発明に係るタイヤ試験機の第２実施形態を示した正面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１乃至図６は、本発明に係るタイヤ試験機１の第１実施形態を示している。
第１実施形態のタイヤ試験機１は、路面装置６の擬似路面５上に設けられたセンサを擬似路面５上を回転してきたタイヤが踏んだときにタイヤに加わる摩擦抵抗などを計測する静特性試験機として構成されている。

このタイヤ試験機１は、擬似路面５と、装置フレーム３と、この装置フレーム３に設けられたスライドベース１０と、このスライドベース１０に取り付けられた大スピンドル１１及び小スピンドル１２と、を備えている。
なお、以下の説明において、図１の左右をタイヤ試験機１を説明する際の左右とし、図１の上下をタイヤ試験機１を説明する際の上下とする。また、図２の左側をタイヤ試験機１を説明する際の前側（正面側）とし、図２の右側をタイヤ試験機１を説明する際の後側とする。

図１に示すように、装置フレーム３は門型の部材として形成されており、装置フレーム３の中央部は前後方向に貫通するように開口している。装置フレーム３は、下部が床面に敷設されたベース２に枢支されており、前後方向に傾動させることにより付角自在となっている。ベース２には装置フレーム３を左右両外側から挟持するように突設された左右一対の軸受部２０が設けられており、軸受部２０にはそれぞれ軸心が左右方向を向く支軸２１が挿入されている。そして、装置フレーム３は、これらの左右方向を向く支軸２１回りにフレーム上部を前後方向に傾動させることにより付角できるようになっている。

装置フレーム３の前面には、その左右両側に左右一対のガイドレール２２が上下方向に沿って設けられており、このガイドレール２２に沿ってスライドベース１０が上下方向に移動自在に配備されている。
スライドベース１０は板状に形成されており、その後面にはガイドレール２２に係合するガイド部材２３が設けられている。スライドベース１０は、このガイド部材２３とガイドレール２２からなるリニアモーションガイド機構を介して、後述のスライドベース昇降機構３１により当該ガイドレール２２に沿って上下動自在とされている。

このスライドベース１０には、２本の旋回軸２４，２５が左右方向で互いに所定間隔を保持しつつ且つ上下に貫通するように設けられている。旋回軸２４，２５は、上下方向を向く軸心まわりでスライドベース１０に対して回転自在となっている。第１の旋回軸２４の下端には大スピンドル１１が、また第２の旋回軸２５の下端には小スピンドル１２が連結されている。

大スピンドル１１は大径のタイヤＴ１を回転自在に支持可能とするものであり、小スピンドル１２は大スピンドル１１に支持される大径のタイヤＴ１より相対的に小さな径のタイヤＴ２を回転自在に支持可能とするものである。
大スピンドル１１には、軸心を前後方向に向けたスピンドル軸１３が回転自在に支持されている。そして、この大スピンドル１１には、スピンドル軸１３に加わる直交３軸の力やこれらの軸回りのモーメントを測定可能な多分力計などのセンサが内蔵され、このセンサ出力からスピンドル軸１３に保持されたタイヤＴ１に加わるタイヤ反力やモーメント等を求めることができるようになっている。

同様に、小スピンドル１２には、軸心を前後方向に向けたスピンドル軸１４が回転自在に支持されている。この小スピンドル１２にも、大スピンドル１１と同様なセンサが内蔵され、スピンドル軸１４に保持されたタイヤＴ２に加わるタイヤ反力やモーメント等を求めることができるようになっている。
なお、大スピンドル１１にはこれに支持される大径のタイヤＴ１で発生する大きいタイヤ反力やモーメントに応じた測定レンジや分解能（測定精度）を備えたセンサが取り付けられており、また小スピンドル１２にはこれに支持される小径のタイヤＴ２で発生する小さいタイヤ反力やモーメントに応じた測定レンジや分解能（測定精度）を備えたセンサが取り付けられている。

これら大スピンドル１１と小スピンドル１２との相互間隔は、大スピンドル１１が支持可能とするタイヤＴ１のうち最大径のものを当該大スピンドル１１に支持させたとき、言い替えればタイヤ試験機１に取付可能なタイヤの内で最も大径なタイヤＴ１を大スピンドル１１に装着した際に、このタイヤＴ１が小スピンドル１２に接触干渉しない距離以上となるように設定されている。

これら大スピンドル１１及び小スピンドル１２が支持するタイヤＴ１，Ｔ２の下方には、これらタイヤＴ１，Ｔ２を接地させ且つ押圧させる対象として、前記した路面装置６の擬似路面５が配置されている。
なお、大スピンドル１１に取付可能な大径のタイヤＴ１は、小スピンドル１２に取付可能な小径のタイヤＴ２に比べて大径なタイヤという意味であり、タイヤの中で一部の種類や径のものを示すものではない。しかし、本実施形態のように、バス用やトラック用のタイヤと乗用車用のタイヤとをそれぞれ試験できるような構成の場合は、バス用やトラック用のタイヤ、すなわちタイヤ径が例えば８００〜１２００ｍｍのタイヤが大径のタイヤＴ１とされる。

また、小スピンドル１２に取付可能な小径のタイヤＴ２は、大径のタイヤＴ１の場合と同じように、大スピンドル１１に取付可能な大径のタイヤＴ１に比べて小径なタイヤという意味であり、本実施形態の場合は例えばタイヤ径が５００〜８００ｍｍの乗用車用やライトトラック用などのタイヤを示す。
上述したタイヤ試験機１は、擬似路面５を有した路面装置６に併設されている。第１実施形態の路面装置６は、大スピンドル１１や小スピンドル１２の前端の下方であってスライドベース１０の前面よりさらに前方の床面に対して擬似路面５を水平方向に移動させることにより、位置的に固定したタイヤを擬似路面５に接触させつつ回転するものである。この路面装置６は、床面に固定された設置枠１７と、この設置枠１７の上で左右方向に移動自在に保持された移動路体１８とを有している。この移動路体１８の上面には、適宜路面部材を敷き詰められており、タイヤを走行させる擬似路面５が形成されている。そして、設置枠１７に対して移動路体１８をアクチュエータ（図示略）などの駆動手段により左右方向に水平移動させることで、擬似路面５を床面に対して（言い替えると位置的に固定したタイヤに対して）水平に移動させることができる構成としてある。

本発明のタイヤ試験装置１には、上述した擬似路面５に対してスライドベース１０を昇降（近接離反）させるスライドベース昇降機構３１、擬似路面５に対するタイヤのキャンバ角を調整するキャンバ角調整手段３３及びスリップ角を調整するスリップ角調整手段３５が備えられている。
スライドベース昇降機構３１は、装置フレーム３に設けられて装置フレーム３に対してスライドベース１０を昇降させるものである。このスライドベース昇降機構３１は、伸縮軸を上下方向に向けた電動アクチュエータなどの駆動機構３０を備えている。図２では、この駆動機構３０は装置フレーム３の上側に設けられている。この駆動機構３０の伸縮軸の下端は図示は省略するがスライドベース１０に連結されており、伸縮軸を伸縮することで大スピンドル１１で支持したタイヤＴ１や小スピンドル１２で支持したタイヤＴ２を擬似路面５へ接地させたり、押圧力（接地荷重）を調整させたり、或いは擬似路面５の上方へ離反させ（浮き上がらせ）たりすることができるようになっている。

つまり、このスライドベース昇降機構３１は、大スピンドル１１と小スピンドル１２との双方が支持されたスライドベース１０を昇降させるものであり、大スピンドル１１に支持されるタイヤＴ１及び小スピンドル１２に支持されるタイヤＴ２にとって互いに共通する昇降手段であると言うことができる。
また、ベース２と装置フレーム３との間には疑似路面５に対するタイヤのキャンバ角を調整するキャンバ角調整手段３３が設けられている。このキャンバ角調整手段３３は、ベース２の後部側と装置フレーム３の後面との間に設けられた電動アクチュエータなどの駆動機構３２を有しており、基準位置に対する装置フレーム３の支軸の軸まわりの回転角度を検出するキャンバ角検出手段（不図示）の検出値に基づいて、駆動機構３２を伸縮させることでベース２に対して装置フレーム３を支軸２１の軸まわりに前後方向に所要角度で付角できる構成とされている。

すなわち、このキャンバ角調整手段３３を作動させることで、大スピンドル１１の軸心両端及び小スピンドル１２の軸心両端に高低差を生じさせるように、これら大スピンドル１１や小スピンドル１２を傾斜させることができる。そのため、大スピンドル１１で支持したタイヤＴ１や小スピンドル１２で支持したタイヤＴ２について、擬似路面５に接地させた状況下でのキャンバ角を種々に変更させることができる。

つまり、このキャンバ角調整手段３３は、大スピンドル１１と小スピンドル１２との双方が支持されたスライドベース１０（装置フレーム３）を付角させるものであり、大スピンドル１１に支持されるタイヤＴ１及び小スピンドル１２に支持されるタイヤＴ２にとって互いに共通するキャンバ角の変更手段であると言うことができる。
更に、スライドベース１０には、疑似路面５に対するタイヤのスリップ角を調整するスリップ角調整手段３５が設けられている。このスリップ角調整手段３５は、基準位置に対する旋回軸の回転角度を検出するスリップ角検出手段（不図示）の検出値に基づいて、スライドベース１０に対して各旋回軸２４，２５を所要角度回動させる駆動機構３４を有している。

それゆえ、このスリップ角調整手段３５を作動させることで、大スピンドル１１で支持したタイヤＴ１と小スピンドル１２で支持したタイヤＴ２とをそれぞれ旋回軸２４、２５まわりに旋回させることができ、擬似路面５に接地させた状況下でのタイヤＴ１やタイヤＴ２のスリップ角を種々に変更させることができる。
本実施形態では、駆動機構３４は、各旋回軸２４，２５の上端部に設けられた傾動リンク３６，３７と、これら傾動リンク３６，３７のリンク端同士を連結する連結ロッド３８とを有し、この連結ロッド３８を油圧アクチュエータで押し引きする構成となっている。

傾動リンク３６，３７は、それらの突出方向が互いに平行するように設けられていると共に、各旋回軸２４，２５の軸心（旋回中心）から連結ロッド３８との連結点までの旋回半径が同じ寸法となるように揃えられている。
そのため、両傾動リンク３６，３７と連結ロッド３８とによって平行リンク機構が形成され、油圧アクチュエータなどで連結ロッド３８が押し引きされると、両旋回軸２４，２５は同時に、且つ同じ回転角度で旋回駆動されるようになる。

すなわち、本実施形態のスリップ角調整手段３５は、上述した平行リンク機構で大スピンドル１１と小スピンドル１２との双方を同時に且つ同じ回転角度で旋回させるものであり、大スピンドル１１に支持されるタイヤＴ１及び小スピンドル１２に支持されるタイヤＴ２にとって互いに共通するスリップ角の変更手段であると言うことができる。
ところで、スライドベース１０において小スピンドル１２は大スピンドル１１より軸心の位置が低く設置されている。図４に示すように、大スピンドル１１（スピンドル軸１３）の軸心と小スピンドル１２（スピンドル軸１４）の軸心との設置高さの差をａとすると、このａは次のように決定される。

図４示すように、大スピンドル１１で支持可能とされるタイヤＴ１のうち、最小径のタイヤＴ１Ｓが擬似路面５から離れた状態にある（接地していない状態にある）ときのタイヤＴ１Ｓの外周面と、大スピンドル１１（スピンドル軸１３）の軸心との間の距離をｂ’とおく。また、小スピンドル１２で支持可能とされるタイヤＴ２のうち、最小径のタイヤＴ２Ｓが擬似路面５から離れた状態にある（接地していない状態にある）ときのタイヤＴ２Ｓの外周面と、小スピンドル１２（スピンドル軸１４）の軸心との間の距離をｃ’とおく。そうすると、上述した両スピンドルの設置高さの差ａを、ａ＝ｂ’−ｃ’の関係を満足するように定めればよい。

このように、大小スピンドル１１、１２の軸心の高さの差がａ＝ｂ’−ｃ’の関係を満足していれば、大小スピンドル１１、１２に支持される最小径のタイヤＴ１Ｓ、Ｔ２Ｓの外周面下端が互いに擬似路面５から同じ高さＨに位置する。 なお、より正確にはタイヤＴ１、Ｔ２は接地した後にスライドベース１０をさらに降下させて擬似路面５に対して所定荷重で押圧されるため、この押圧に必要なスライドベース１０の下降量を考慮に入れて、両スピンドルの設置高さの差ａを決定するのが好ましい。

つまり、大スピンドル１１で支持可能とされるタイヤＴ１のうち、最小径のタイヤＴ１Ｓが所定荷重で擬似路面５に押圧されたときの外周面下端と、大スピンドル１１（スピンドル軸１３）の軸心との間の距離をｂとおく。また、小スピンドル１２で支持可能とされるタイヤＴ２のうち、最小径のタイヤＴ２Ｓが所定荷重で擬似路面５に押圧されたときの外周面下端と、小スピンドル１２（スピンドル軸１４）の軸心との間の距離をｃとおく。そうすると、上述した両スピンドルの設置高さの差ａを、ａ＝ｂ−ｃの関係を満足するように定めればよい。

このように、大小スピンドル１１、１２の軸心の高さの差がａ＝ｂ−ｃの関係を満足していれば、大小スピンドル１１、１２に支持される最小径のタイヤＴ１Ｓ、Ｔ２Ｓがそれぞれ擬似路面５から離れた状態から所定荷重で押し付けられるまでに必要なスライドベース１０のストロークが互いに等しくなる。
上述のように両スピンドル１１、１２の設置高さの差ａをｂ’−ｃ’とする、より好ましくはｂ−ｃとするのは、以下の理由によるものである。

最初にａ＝ｂ’−ｃ’の関係が成立するという意味を明らかにするために、各スピンドルに取り付けられるタイヤを疑似路面５に接地させるのに必要なスライドベース１０の最大下降量（すなわち、スライドベース１０のストローク）を考える。
まず、大スピンドル１１に着目すると、スライドベース１０のストロークが一番大きくなるのは、取り付け可能なタイヤの中でも最小径のタイヤＴ１Ｓを擬似路面５に接地させる場合である。この場合、スライドベース１０のストロークは、図４に示すようにタイヤＴ１Ｓを擬似路面５に接地させるまでに必要なスライドベース１０の下降量Ｈとなる。

次に、小スピンドル１２に着目してストロークを考える。小スピンドル１２においても、スライドベース１０のストロークが一番大きくなるのは、取り付け可能なタイヤの中でも最小径のタイヤＴ２Ｓを接地させる場合である。
ところが、上述のａ＝ｂ’−ｃ’の関係を満足する場合は、上述のようにタイヤＴ１Ｓの外周面下端とタイヤＴ２Ｓの外周面下端とは同じ高さとなる。つまり、小スピンドル１２にタイヤを取り付けた場合のストロークは、大スピンドル１１のストロークと同じＨとなる。

つまり、図４の場合は、例えばガイドレール２２の長さをストロークＨが実現可能な長さにすれば、大スピンドル１１に取り付けられたタイヤであっても小スピンドル１２に取り付けられたタイヤであっても疑似路面５に接地させることが可能となる。
ところが、図５に示すように大小スピンドル１１、１２をその軸心同士が同じ高さになるように配備すると、小スピンドル１２にタイヤを取り付けた場合のストロークＨ’は、大スピンドル１１にタイヤを取り付けた場合のストロークＨより大きくなり、図４の場合のように同じ値にはならない。この場合は、図５に示されるように、小スピンドル１２に取り付けたタイヤを昇降させるためだけに余計なストローク（Ｈ’−Ｈに相当するストローク）が追加で必要となり、例えばガイドレール２２の長さを図４の場合より長くしなければならなくなる。

つまり、上述のａ＝ｂ−ｃの関係を満足するように大小スピンドル１１、１２を配備すれば、大スピンドル１１にタイヤを取り付けた場合のストロークの中に小スピンドル１２のタイヤＴ２の昇降に必要なストロークが包含されるため、スライドベース１０の昇降に必要なストロークを最小にすることができる。一方、上述のａ＝ｂ−ｃの関係を満足しない場合は、大スピンドル１１にタイヤを取り付けた場合のストロークに小スピンドル１２のタイヤＴ２の昇降に必要なストロークが加わるので、小スピンドル１２の軸心の高さが高くなる程ガイドレール２２の長さがより長くなり、タイヤ試験装置が複雑で大型なものとなり易い。したがって、小スピンドル１２の軸心の高さは、大スピンドル１１の軸心の高さよりも低くすることが好ましく、ａ＝ｂ−ｃの関係を満たすように各スピンドルの位置を設定することがより好ましい。

なお、大小スピンドル１１、１２の軸心の高さを設定する方法としては、各スピンドル１１、１２に取付可能な最大径のタイヤ同士を基準にすることもできる。しかし、この場合は、小スピンドル１２のタイヤＴ２を接地させるためにスライドベース１０を下降させると、大スピンドル１１のスピンドル軸１３が擬似路面５に接触する位置関係になる可能性があることに留意すべきである。

ところで、上述のａ＝ｂ’−ｃ’の関係は、所定荷重で擬似路面５に接地するまでスライドベース１０のストロークのみを考慮したものである。しかし、実際にはタイヤＴ１、Ｔ２の接地に必要なスライドベース１０の下降量Ｈに加えて、接地してから押圧に必要なスライドベース１０の下降量αを考慮に入れて両スピンドル１１、１２の設置高さを規定する方が正確であり、上述のようにａ＝ｂ−ｃの関係を満足するようにするのが望ましい。

ただし、タイヤＴ１、Ｔ２の接地に必要なスライドベース１０の下降量Ｈに比べて、タイヤＴ１、Ｔ２の押圧に必要なスライドベース１０の下降量αは、無視できるほどに小さい。それゆえ、実際にはａ＝ｂ’−ｃ’の関係を満足するように大小スピンドル１１、１２の軸心の高さを設定するだけで十分である。
上述の関係は荷重が加わっていない状態のタイヤ外周面（タイヤの外径）を基準としても実質的に同じ関係が成立する。

本発明に係るタイヤ試験機１を用いたタイヤ試験方法を説明する。
まず、試験に供するタイヤのサイズや試験荷重などに応じて大スピンドル１１又は小スピンドル１２を選択し、そのいずれかにタイヤを適切に支持させる。
例えば、大径なタイヤＴ１のタイヤ性能試験を行う場合は、大スピンドル１１のスピンドル軸１３にタイヤＴ１を取り付け、スライドベース１０を下降させてタイヤＴ１を擬似路面５に接地させる。このとき、スリップ角調整手段３５を作動させてスリップ角を調整しておく、またはキャンバ角調整手段３３を作動させてキャンバ角を調整しておいても良い。そして、路面装置６の擬似路面５を水平移動させて、大径なタイヤＴ１に発生するタイヤ反力やモーメントなどを大スピンドル１１に内蔵されたセンサで計測する。このようにすれば、大スピンドル１１のセンサは、大径のタイヤＴ１で発生する大きいタイヤ反力やモーメントに合わせて選定された測定レンジや分解能（測定精度）を備えているため、このように大きいタイヤ反力やモーメントであっても精度良く計測することができる。

一方、小径なタイヤＴ２のタイヤ性能試験を行う場合は、スライドベース１０が上昇した状態で大スピンドル１１ではなく小スピンドル１２に小径なタイヤＴ２を取り付ける。そして、タイヤＴ１の場合と同様にスライドベース１０を下降させて路面装置６の擬似路面５を水平移動させると、タイヤＴ２に発生するタイヤ反力やモーメントなどを小スピンドル１２に内蔵されたセンサで計測することができる。小スピンドル１２に内蔵されたセンサは、大スピンドル１１に比べて小さいタイヤ反力やモーメントに合わせて選定された測定レンジや分解能（測定精度）を備えているため、小径のタイヤＴ２で発生する小さいタイヤ反力やモーメントであっても精度良く計測することができる。

このように本発明のタイヤ試験機１では、性能試験を行おうとするタイヤのサイズや種類に合わせて大小スピンドル１１、１２に内蔵された測定レンジや分解能が異なるセンサを使い分けることができるため、さまざまなサイズのタイヤに対して広範囲な試験条件で高精度にタイヤ試験を行うことができる。
また、上述したように大小スピンドル１１、１２をａ＝ｂ’−ｃ’の関係を満足するように配備しておけば、大小スピンドル１１、１２のいずれに取り付けられたタイヤであっても最小移動距離で疑似路面５に接地させることが可能となる。また、大小スピンドル１１、１２をａ＝ｂ−ｃの関係を満足するように配備しておけば、大小スピンドル１１、１２のいずれに取り付けられたタイヤであっても最小移動距離で疑似路面５に接地させると共に所定荷重で押圧させることが可能となり、さまざまなサイズのタイヤに対して短時間で且つ効率的にタイヤ試験することが可能となる。

図６は、本発明に係るタイヤ試験機１の第２実施形態を示している。第２実施形態のタイヤ試験機１は、スライドベース１０に対して横移動機構５０が設けられている点で、第１実施形態と異なっている。
この横移動機構５０は、擬似路面５上に設定される試験位置Ｐに対して大スピンドル１１（スピンドル軸１３）の軸心と小スピンドル１２（スピンドル軸１４）の軸心とを選択的に合致させるものである。このような横移動機構５０を装備しているため、第２実施形態のタイヤ試験機１は、擬似路面５がドラム型とされた路面装置６と組み合わせて実施することができる。

すなわち、このような擬似路面５がドラム型の路面装置６では、ドラムの回転中心に対する鉛直方向の最上位置に試験位置Ｐが設定され、この試験位置Ｐに対してタイヤＴ１又はＴ２が接地するようにスライドベース１０を移動させる必要がある。
そこで、第２実施形態のタイヤ試験機１では、ベース２が路面装置６の装置フレーム５１上に設けられたガイドレール５２に沿って左右方向に水平移動自在とされ、装置フレーム５１側に設けられた油圧アクチュエータなどの駆動機構５２により移動できるようになっている。

このようにすると、例えばドラム型の擬似路面５を用いるときのように試験位置Ｐがドラム外周面の最上位置だけに限定されている場合にも、試験位置Ｐの上方に大スピンドル１１と小スピンドル１２とをそれぞれ位置させることが可能となる。すなわち、大スピンドル１１と小スピンドル１２との間で互いに共通する擬似路面５を使用して、ドラム型の擬似路面５を用いたものに対しても本発明のタイヤ試験機１を用いることが可能となる。

本発明は、前記した各実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態ではフラット路面を往復動作させる静特性試験機を例に挙げて本発明のタイヤ試験機を説明したが、本発明のタイヤ試験機は無限運動が可能な前述のドラム路面や後述のフラットベルト路面を持つ動特性試験機に対しても適用することができる。

具体的には、擬似路面５を固定式とする場合であれば、水平方向に長い擬似路面５を固定式とした路面装置６に対して、その擬似路面５に沿わせつつタイヤ試験機１を水平移動させるような構成を採用することも可能である。
また、擬似路面５を駆動式とする場合であれば、水平方向に長い擬似路面５を固定式としたタイヤ試験機１に対して水平移動させるように駆動するものや、ドラムに表面を疑似路面５と見立てた金属ベルトを掛けてフラットベルト方式で駆動するものを採用しても良い。

その他、タイヤ試験機１において、スライドベース昇降機構３１、キャンバ角調整手段３３、スリップ角調整手段３５などの細部構造や、大スピンドル１１及び小スピンドル１２の支持構造、ベース２や装置フレーム３の組み合わせなどは、実施の態様に応じて適宜変更可能である。また、タイヤ試験方法の手順や種類なども、何ら限定されるものではない。

１ タイヤ試験機
３ 装置フレーム
５ 擬似路面
１０ スライドベース
１１ 大スピンドル
１２ 小スピンドル
３３ キャンバ角調整手段
３５ スリップ角調整手段
５０ 横移動機構
Ｔ１ タイヤ
Ｔ２ タイヤ
Ｐ 試験位置

Claims (6)

1. 擬似路面と、装置フレームと、この装置フレームに設けられたスライドベースと、このスライドベースに取り付けられてタイヤを回転自在に支持すると共に支持されたタイヤのタイヤ特性を測定するセンサが内蔵された大スピンドルと、前記スライドベースに取り付けられて大スピンドルに取付可能なタイヤより小径のタイヤを回転自在に支持すると共に支持されたタイヤのタイヤ特性を測定するセンサが内蔵された小スピンドルと、を備えており、
   前記スライドベースは、前記大スピンドルに支持されたタイヤ又は前記小スピンドルに支持されたタイヤのいずれか一方を前記擬似路面に押し付けることができるように、前記装置フレームに対して上下動自在に配備されていることを特徴とするタイヤ試験機。
2. 前記小スピンドルは、前記スライドベースにおいて大スピンドルより軸心の位置が低くなるように設置されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ試験機。
3. 前記大スピンドルの軸心と前記小スピンドルの軸心との設置高さの差ａは、
   前記大スピンドルに支持可能な最小径のタイヤが所要の試験荷重で擬似路面に押圧されたときの外周面下端と大スピンドルの軸心との間の距離をｂとし、
   前記小スピンドルに支持可能な最小径のタイヤが所要の試験荷重で擬似路面に押圧されたときの外周面下端と小スピンドルの軸心との間の距離をｃとするとき、
   ａ＝ｂ−ｃの関係を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ試験機。
4. 前記スライドベースには、大スピンドルに支持されたタイヤ及び小スピンドルに支持されたタイヤのスリップ角を調整する両スピンドル両用のスリップ角調整手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ試験機。
5. 前記装置フレームには、大スピンドルに支持されたタイヤ及び小スピンドルに支持されたタイヤのキャンバ角を調整する両スピンドル両用のキャンバ角調整手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤ試験機。
6. 前記擬似路面上に設定される所定の試験位置に対し、大スピンドルに支持されたタイヤ及び小スピンドルに支持されたタイヤを択一的に位置させるように、当該大スピンドル及び小スピンドルを前記擬似路面に対して水平方向に移動させる横移動機構が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のタイヤ試験機。

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