JP5999977B2 - タイヤ踏面の接地部測定装置、及びタイヤ踏面の接地部測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ踏面に作用する力を測定可能なタイヤ踏面の接地部測定装置、及びタイヤ踏面の接地部測定方法に関する。

タイヤ接地面の摩耗量となる摩擦エネルギーは摩擦力×滑りで求められるため、従来からタイヤ転動時にタイヤ接地面に作用する力（接地圧やせん断力など）と、タイヤ接地面の路面に対する滑りを測定する測定装置が種々開発されている（例えば、特許文献１）。

特許第４１９８６１０号公報

ところで、一般的なタイヤ接地面の測定装置では、平坦な試験路面上を転動させて、接地面に作用する力を測定している。しかし、実際の路面（以下、単に「実路面」と記載する）には凹凸が存在していることが多く、平坦な試験路面上での測定結果と実路面上での測定結果の間に差が生じることがあった。

本発明は、実路面上でタイヤ踏面に作用する力に近い力を測定することを課題とする。

本発明の請求項１に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置は、試験タイヤが転動し、凸部が設けられた試験路面と、少なくとも前記凸部の表面に滑らかに沿うように配置され前記試験タイヤと接触する受圧部と、前記受圧部が前記試験タイヤから受けた接地圧及びせん断力を検出する検出部と、を含む力検出器と、前記試験路面を構成し、少なくとも一部が透明とされた路面構成部材とを備え、前記力検出器は、前記路面構成部材に埋設され、前記受圧部は、前記路面構成部材の透明部分または該透明部分に隣接して配置され、前記路面構成部材の下側には、少なくとも前記受圧部に前記試験タイヤが接触してから離れるまで前記透明部分を透して前記試験タイヤの接地面を連続して撮影する撮影手段が配置され、前記撮影手段は、撮影範囲に前記受圧部の周辺を含み、前記撮影手段により撮影された画像から前記試験タイヤの踏面の滑りを求める。

本発明の請求項１に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置では、試験路面に凸部を設けていることから、試験路面の路面状態を実路面の路面状態に近づけることができる。
このような試験路面上で試験タイヤを転動させて、力検出器で試験タイヤの踏面（接地面）に作用する力（接地圧及びせん断力）を求める（測定する）ことで、試験タイヤを実路面上で転動させた場合に踏面に作用する力に近い値（力）を求める（測定する）ことができる。
また、力検出器を路面構成部材に埋設しているので、試験タイヤからの力に対して力検出器の剛性が向上する。
撮影手段によって、受圧部に試験タイヤが接触してから離れるまでの間、路面構成部材の透明部分を透して試験タイヤの接地面が連続して撮影される。また、撮影手段の撮影範囲に受圧部の周辺を含ませていることから、試験タイヤの踏面に作用する力の測定と共に、該測定部位に近接した部分（すなわち受圧部の周辺部分）の挙動（滑り）を観察することができる。
なお、試験タイヤの踏面の「滑り」は、撮影手段で撮影した複数の画像から、パターンマッチングなどを用いて試験タイヤ踏面の変位を求めることで得られる。
また、ここでいう「透明」とは、透明部分を透して試験タイヤの踏面を撮影できる程度の透明度のものを指している。

本発明の請求項２に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置は、請求項１に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置において、前記凸部の頂部に前記受圧部が配置されている。

本発明の請求項２に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置では、凸部の頂部に受圧部を配置することで、試験タイヤの踏面と受圧部を確実に接触させることができる。

本発明の請求項３に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置は、請求項１または請求項２に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置において、一つの前記凸部に複数の前記力検出器の受圧部がそれぞれ配置されている。

本発明の請求項３に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置では、一つの凸部に複数の力検出器の受圧部をそれぞれ配置することで、試験タイヤの踏面の一つの凸部に接触した部分での各部位に作用する力を求めることができる。

本発明の請求項４に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置において、前記受圧部は、前記試験タイヤの転動方向の長さ、及び、前記転動方向に直交する方向の幅が４ｍｍ以下である。

本発明の請求項４に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置では、受圧部の長さ及び幅を４ｍｍ以下とすることで、受圧部を小さい凸部にも配置することができる。

本発明の請求項５に記載のタイヤ踏面の接地部測定方法は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置を用いたタイヤ踏面の接地部測定方法であって、前記試験タイヤを前記試験路面の前記凸部上を通過するように転動させて、前記力検出器で前記受圧部が前記試験タイヤから受けた力を検出する。

本発明の請求項５に記載のタイヤ踏面の接地部測定方法では、請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置を用いるため、試験タイヤを実路面上で転動させた場合に踏面に作用する力に近い力を求めることができる。

以上説明したように、本発明のタイヤ踏面の接地部測定装置及びタイヤ踏面の接地部測定方法は、実路面上でタイヤ踏面に作用する力に近い力を測定することができる。

第１実施形態の接地部測定装置を上方から見た平面図である。 第１実施形態の接地部測定装置を側方から側面図である。 第１実施形態の接地部測定装置の正面図である。 第１実施形態の試験路面を側方から見た側断面図である。 図４の５Ｘ−５Ｘ線断面図である。 図５の凸部を上方から見た展開平面図である。 制御系の構成を示すブロック図である。 制御のフローチャートである。 モデル化すべき領域を示した説明図である。 テクスチャの動きを説明する説明図である。 座標の差分の累積方法を説明する説明図である。 第２実施形態の力検出器を側方から見た側断面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係るタイヤ踏面の接地部測定装置及びタイヤ踏面の接地部測定方法について説明する。

図１、図２に示すように、第１実施形態の接地部測定装置１０は、長尺状のベースフレーム１２を備えている。図１、図２では、ベースフレーム１２の幅方向（以下、適宜「装置幅方向」と記載する。）を矢印Ｆ方向及び矢印Ｂ方向で示し、ベースフレーム１２の長手方向（以下、適宜「装置長手方向」と記載する。）を矢印Ｌ方向及び矢印Ｒ方向で示し、ベースフレーム１２の上下方向（以下、適宜「装置上下方向」と記載する。）を矢印Ｕ方向（上方向）及び矢印Ｄ方向（下方向）で示している。なお、ここで言う装置上下方向と装置鉛直方向は同義である。

図１〜図３に示すように、ベースフレーム１２の幅方向両側には、ベースフレーム１２の長手方向に沿って延びるスライドレール１４が取り付けられており、幅方向略中間部分には同じく長手方向に沿って延びる路面１６が設けられている。

スライドレール１４には、リニアモーションガイド１８を介してタイヤ走行装置２０がスライド自在に搭載されている。

ベースフレーム１２の側面には、サーボモータ２２で回転されるボールネジ２４が軸受２６で支持されている。

また、タイヤ走行装置２０の枠状フレーム２８には、ボールネジ２４と螺合するナット３０が固定されており、ボールネジ２４を回転させることでタイヤ走行装置２０をスライドレール１４に沿って移動させることができる。

なお、枠状フレーム２８には、タイヤ走行装置２０の位置を検出するエンコーダ２１（図７参照）が設けられている。なお、図７に示すように、サーボモータ２２及びエンコーダ２１は、コンピュータ、記憶装置等を含む制御装置２３に接続されている。

なお、コンピュータには、少なくともパターンマッチングを行なわせるための画像処理ソフトが記憶されている。

枠状フレーム２８の上部には、ベースフレーム１２の長手方向に対して直交する方向に沿って延びるスライドレール３２が取り付けられており、スライドレール３２には、リニアモーションガイド３４を介して移動ベース３６がスライド自在に搭載されている。

また、枠状フレーム２８の上部には、サーボモータ３８で回転されるボールネジ４０が軸受４２で支持されている。移動ベース３６にはボールネジ４０の螺合するナット（図示せず）が固定されており、ボールネジ４０を回転させることで移動ベース３６をスライドレール３２に沿って移動させることができる。

枠状フレーム２８には、移動ベース３６の位置を検出するエンコーダ４３（図７参照）が設けられており、サーボモータ３８及びエンコーダ４３は制御装置２３に接続されている。

移動ベース３６の中央上部には、スラストベアリング４４を介して枠状のフレーム４６が回転可能に設けられている。フレーム４６の中央には、軸受４８が取り付けられている。この軸受４８には、シャフト５０が鉛直方向にスライド自在に支持されている。

移動ベース３６の上部には、サーボモータ４９を動力とするスリップ角変更用のスクリュージャッキ５１が取り付けられており、スクリュージャッキ５１のスクリュー５２の先端の軸受５４に設けたピン５６が、軸受４２の外側に突出したレバー６０の先端部分の孔（図示せず）に挿入されている。このため、スクリュー５２を軸方向に移動させることで、軸受４８に支持されたシャフト５０が移動ベース３６に対してある範囲内で回転する。

フレーム４６の上部には、サーボモータ６２を動力とする荷重負荷用のスクリュージャッキ６４が取り付けられており、スクリュージャッキ６４のスクリュー６６が、シャフト５０に接続されている。このため、スクリュー６６を軸方向に移動させることで軸受４８に支持されたシャフト５０が上下動する。

移動ベース３６には、軸受４８（シャフト５０）の角度（スリップアングル）を検出するロータリーエンコーダ６１（図７参照）、シャフト５０の上下位置を検出するエンコーダ６３が設けられており、サーボモータ４９、ロータリーエンコーダ６１、サーボモータ６２及びエンコーダ６３は制御装置２３に接続されている。

シャフト５０の下端には、Ｔ字状の水平回転フレーム６８が吊り下げられる格好で取り付けられている。

水平回転フレーム６８は、水平方向に延びる水平部６８Ａと、水平部６８Ａの中央から下方に延びる鉛直部６８Ｂとを備え、水平部６８Ａの一端にシャフト５０が固定されている。

水平回転フレーム６８の鉛直部６８Ｂの下端には、シャフト７０が水平に取り付けられている。このシャフト７０には、タイヤ支持フレーム７２が揺動自在に支持されている。

水平回転フレーム６８の水平部６８Ａには、サーボモータ７３を動力とするキャンバー角変更用のスクリュージャッキ７４が取り付けられており、スクリュージャッキ７４のスクリュー７６の先端の軸受７８に設けたピン８０が、タイヤ支持フレーム７２の孔（図示せず）に挿入されている。このため、スクリュー７６を軸方向に移動させることで、タイヤ支持フレーム７２がシャフト７０を中心に揺動する。

水平回転フレーム６８には、タイヤ支持フレーム７２の角度（キャンバー角）を検出するロータリーエンコーダ８１（図７参照）が設けられている。このロータリーエンコーダ８１、及びサーボモータ７３は制御装置２３に接続されている。

タイヤ支持フレーム７２には、試験タイヤ（以下、単に「タイヤ」と記載する。）８２を装着するハブ軸８４と、ハブ軸８４を回転させる制駆動サーボモータ８６、ハブ軸８４の回転位置を検出するロータリーエンコーダ８７が設けられている。また、ハブ軸８４には、タイヤ８２に作用する力（負荷荷重等）を検出するロードセル８９（図７参照）が設けられている。
これら制駆動サーボモータ８６、ロータリーエンコーダ８７、及びロードセル８９は、制御装置２３に接続されている。

路面１６の一部には、一段下がった凹部８８が設けられている。凹部８８の底面には、路面１６の長手方向に対して直交する方向に沿って延びるスライドレール９０が取り付けられている。このスライドレール９０には、リニアモーションガイド９１を介して計測器搭載路面９２がスライド自在に搭載されている。

凹部８８の底面には、サーボモータ９５で回転されるボールネジ９７が軸受９９で支持されている。

計測器搭載路面９２には、ボールネジ９７の螺合するナット（図示せず）が固定されており、ボールネジ９７を回転させることで計測器搭載路面９２を路面１６の長手方向に対して直交する方向に移動させることができる。

路面１６には、計測器搭載路面９２の位置を検出するエンコーダ９３（図７参照）が設けられており、エンコーダ９３は制御装置２３に接続されている。

図４、図５に示すように、計測器搭載路面９２は、タイヤ８２が転動する試験路面９８Ａを構成する路面構成部材９８と、タイヤ８２の踏面８２Ａに作用する力を測定可能な力検出器１００と、試験路面９８Ａ上の物体（ここではタイヤ８２）を撮影可能なビデオカメラ１１０と、を備えている。なお、ビデオカメラ１１０は、本発明の撮影手段の一例である。

路面構成部材９８は、略板状とされ、少なくとも一部が透明とされている。この路面構成部材９８の透明部分１１２は、アクリルやガラス等の透明な材料で形成されている。
なお、本実施形態では、路面構成部材９８の一部を透明としているが、本発明はこの構成に限定されず、路面構成部材９８のすべての部分を透明としてもよい。

図４に示すように、試験路面９８Ａには、複数の凸部１５０（図４では、凸部１５０Ａ〜Ｃ）が設けられている。本実施形態の凸部１５０は、滑らかに湾曲し、さらに、互いに隣り合う凸部１５０間に形成される凹部１５２と各凸部１５０がそれぞれ滑らかに連続している。
なお、凸部１５０の形状は、上記構成（滑らかに湾曲する形状）に限定されず、試験路面９８Ａを実路面に近づけられれば、どのような形状でも構わない。例えば、凸部１５０に局所的に平坦な部分を形成してもよく、角部が形成されていてもよい。さらに、互いに隣り合う凸部の形状が異なっていても、同じであってもよい。また、さらに、互いに隣り合う凸部の高さが異なっていても、同じであってもよい。

また、図５に示すように、本実施形態では、凸部１５０（図５では、凸部１５０Ｂ）の頂部１５１とその周辺が透明部分１１２とされている。

図４、図５に示すように、力検出器１００は、凸部１５０に配置され、タイヤ８２（図５では二点鎖線）の踏面８２Ａと接触する受圧部１０２Ａと、この受圧部１０２Ａよりも下方に配置され、受圧部１０２Ａがタイヤ８２の踏面８２Ａから受けた力を検出する検出部１０４と、を備えている。

また、力検出器１００は、路面構成部材９８に埋設されており、受圧部１０２Ａが凸部１５０の頂部１５１から露出している。すなわち、受圧部１０２Ａは、凸部１５０の頂部１５１に配置されている。また、本実施形態の受圧部１０２Ａは、透明部分１１２にも配置されている。
また、受圧部１０２Ａは、頂部１５１の表面と実質的に面一とされている。

図４に示すように、一つの凸部１５０（図４では凸部１５０Ａと凸部１５０Ｃ）には、複数の力検出器１００が埋設され、これら力検出器１００の受圧部１０２Ａがそれぞれ凸部１５０から露出するように該凸部１５０に配置されている。

図６に示すように、受圧部１０２Ａは、試験タイヤ８２の転動方向（装置長手方向）の長さＬ、及び、転動方向に直交する方向（装置幅方向）の幅Ｗが４ｍｍ以下とされている。

図５に示すように、検出部１０４の上部には、頂部が受圧部１０２Ａとされた板状の力伝達部材１０２が接続されている。本実施形態の検出部１０４は、タイヤ８２の踏面８２Ａから受ける３方向（装置長手方向、装置幅方向、装置上下方向）それぞれの力の大きさを測定可能な、所謂３分力センサである。
なお、本実施形態では、力検出器１００を、検出部１０４と、当該検出部１０４と異なる部材（すなわち別部材）で構成された受圧部１０２Ａ（力伝達部材１０２）とで構成しているが、本発明はこの構成に限定されず、力検出器１００としては、受圧部１０２Ａで受けた力を検出部１０４で検出することができれば、どのような構成のものでもよい。例えば、力検出器１００を、検出部１０４の一部（頂部）を受圧部１０２Ａとしたものとする、言い換えると、受圧部１０２Ａと検出部１０４とを一体としたものとしてもよい。なお、後述する力検出器１７０においても、上記構成を適用することができることは言うまでもない。

図５に示すように、ビデオカメラ１１０は、路面構成部材９８の透明部分１１２の下側、好ましくは、力検出器１００の下側に、路面構成部材９８の下部に取り付けられた図示しない取付金具を用いて配設されている。このビデオカメラ１１０は、少なくとも受圧部１０２Ａにタイヤ８２の踏面８２Ａが接触してから離れるまでの間、透明部分１１２を透してタイヤ８２の接地面を連続して撮影することが可能とされている。また、ビデオカメラ１１０の撮影範囲Ｐには、少なくとも受圧部１０２Ａの周辺が含まれている。なお、撮影範囲Ｐに受圧部１０２Ａ自体が含まれてもよい。
なお、ビデオカメラ１１０としては、例えば、ＣＣＤカメラなどが用いられる。

また、ビデオカメラ１１０は、一つの力検出器１００につき一つ用いる構成としてもよく、複数の力検出器１００に対して一つ用いる構成としてもよい。なお、複数の力検出器１００に対して一つ用いる場合には、路面構成部材９８に設ける透明部分１１２の数を増やすか、面積を広げればよい。

また、力検出器１００及びビデオカメラ１１０は、制御装置２３に接続されており、図７に示すように、制御装置２３には、テレビモニター１２０、各種の設定を行うためのキーボード１２２、マウス１１８及び、記憶装置１２４等が接続されている。

次に、本実施形態の接地部測定装置１０の動作を図８のフローチャート、及び図９に基づき説明する。

先ず、タイヤ８２をハブ軸８４に取り付ける。この時、タイヤ走行装置２０はタイヤ走行装置２０のスタート位置（図１に示すように、矢印Ｌ方向側の位置）に配置されており、シャフト５０は上昇位置にある。

ステップ１３０では、試験条件を設定する。試験条件としては、スリップアングル（ＳＡ）、キャンバー角（ＣＡ）、荷重、制動力、駆動力等があり、各々設定できる。これらの値は、キーボード１２２より入力できる。

なお、タイヤ走行装置２０の移動速度と制駆動サーボモータ８６の回転速度とを調整することにより、路面１６を走行するタイヤ８２に対して制駆動力を付与することができる。

そして、タイヤ８２は、走行軌跡下に力検出器１００の受圧部１０２Ａが位置するように位置決めされ、最初の試験条件で決められたスリップアングル（ＳＡ）、キャンバー角（ＣＡ）、荷重、制駆動力等が付与されて、タイヤ８２を路面１６に接地した状態でタイヤ走行装置２０が矢印Ｒ方向に移動（転動）される。

これによりタイヤ８２は、路面１６及び試験路面９８Ａ上を転動する。そして、タイヤ８２の踏面８２Ａは受圧部１０２Ａと接触し、受圧部１０２Ａがタイヤ８２から受けた力が検出部１０４で検出される。この検出された力のうち、装置上下方向（装置鉛直方向）の成分が踏面８２Ａに作用する接地圧を表し、装置長手方向及び装置幅方向の成分が踏面８２Ａに作用するそれぞれの方向のせん断力を表している。すなわち、力検出器１００によって踏面８２Ａに作用する力（接地圧、せん断力）が求められる（測定される）。また、この力検出時に、タイヤ８２の踏面８２Ａが少なくとも受圧部１０２Ａに接触してから離れるまでの間、ビデオカメラ１１０が透明部分１１２を透して受圧部１０２Ａの周辺を含む撮影範囲Ｐを連続して撮影する。
そして、ビデオカメラ１１０で連続して撮影された複数の画像は、制御装置２３に一定の時間間隔で記憶される。

また、制御装置２３は、力検出器１００から送られてきた検出データに基づいて３方向の力（装置幅方向の力、装置長手方向の力、装置上下方向の力）の大きさを、画像に対応させて記憶する。

次のステップ１３２では、記憶されている接地している瞬間の画像のうちの一つ（例えば、最初に接地した際のタイヤ踏面の画像）を選択し、テレビモニター１２０に映し出す。

オペレータは、画面を見ながらマウス１１８（図７参照）等を用いて画像の中の計測したい計測位置、即ちパターン認識に用いるモデル化すべき領域の位置及び大きさを指定する（図９参照。図９において、符号２０４の付与されている点線の四角はモデル化領域を示している。）。なお、本実施形態では、図６に示すように、受圧部１０２Ａの転動方向と直交する方向に隣接する領域がパターンマッチングのモデル化領域２０４とされている。

なお、複数箇所の変位を見たい場合には、ここでモデル化すべき領域を複数指定する。本実施形態では、複数の力検出器１００を設けているため、各々の受圧部１０２Ａに隣接する領域をそれぞれモデル化すべき領域として指定している。なお、モデル化領域２０４の大きさは、受圧部１０２Ａよりも小さくすることが好ましい。

次のステップ１３４では、オペレータによりコンピュータが操作されると、画像のコントラストや明るさが、認識範囲内で一定のパターンが認識できるように調整される（本実施形態では、特徴抽出が容易にできるよう多値画像から２値画像（白黒）に変換を行なう。）。なお、画像の調整は、画像処理ソフトが行う。

次のステップ１３６では、パターンマッチングに用いる初期モデルの設定を行なう。オペレータがキーボード１２２等でコンピュータに指示を出すことで、コンピュータは、最初に接地した際のタイヤ８２の踏面８２Ａの画像のモデル化すべき領域２０４（ステップ１３２で設定された。）を初期モデルとし、該初期モデルの座標（Ｘｐ０，Ｙｐ０）を演算し、これを１番目の画像に対応させて記憶する。

次のステップ１３８では、コンピュータは、先に初期モデルを設定した１番目の画像と、別の時間に撮影された画像、例えば、２番目の画像についてパターンマッチングを行い初期モデルのテクスチャと同じテクスチャを２番目の画像から抽出し、該初期モデルの２番目の画像における座標（Ｘｐｔ，Ｙｐｔ）を演算し、これを２番目の画像に対応させて記憶させる。

以後同様にして、撮影された全ての画像について、前後の画像のパターンマッチングを順に行い、初期モデルの座標を各画像について演算し、得られた座標を画像に対応させて記憶する。

次のステップ１４０では、必要画面数の処理が終了したか否かが判断され、必要画面数の処理が終了した場合には、次のステップ１４２へ進み、必要画面数の処理が終了していない場合にはステップ１３８へ戻る。

次のステップ１４２では、必要計測位置（初期モデル）の処理が終了したか否かが判断される。ステップ１４２において、初期モデルが複数設定されている場合には、複数の初期モデルにおいて、上述した座標の演算が全て処理されたかが判断される。

ここで、全ての初期モデルの処理が終了していると判断された場合には次のステップ１４４へ進み、そうでない場合にはステップ１３６へ戻る。

次のステップ１４４では、記憶した座標に基づいて、初期モデルの変位を演算する。

例えば、１番目の画像と２番目の画像とを比較した際、初期モデルが変位している場合、路面に対するタイヤ８２の踏面８２Ａの初期モデルの変位量は、１番目の画像での座標と２番目の画像での座標の差で表される。

Ｘ軸方向の変位量：Ｘｐ＝Ｘｐｔ−Ｘｐ０
Ｘ軸方向の変位量：Ｙｐ＝Ｙｐｔ−Ｙｐ０
なお、Ｘｐ、及びＹｐより、初期モデルの変位方向も演算できる。

ここでは、全ての画像について前後の画像から初期モデルの変位量を演算する。

これらを図１０、及び図１１の概念図を参照して説明すると、図１０に示すように、テクスチャ４００が１番目の画像Ｐ１から４番目の画像Ｐ４に示すように変位している場合、図１１に示すように、先ず画像Ｐ１と画像Ｐ２との座標の差分Ｓ１を取り、次に画像Ｐ２と画像Ｐ３との座標の差分Ｓ２を取り、次に画像Ｐ３と画像Ｐ４との座標の差分Ｓ３を取り、これらの差分Ｓ１、差分Ｓ２、及び差分Ｓ３を累積することで、テクスチャ４００の変位を得ることが出来る。

次に、接地部測定装置１０の作用について説明する。
接地部測定装置１０では、試験路面９８Ａに凸部１５０を設けていることから、試験路面９８Ａの路面状態を実路面の路面状態に近づけることができる。このような試験路面９８Ａ上でタイヤ８２を転動させて、力検出器１００でタイヤ８２の踏面８２Ａに作用する力（接地圧、せん断力）を求める（測定する）ことで、タイヤ８２を実路面上で転動させた場合に踏面８２Ａに作用する力に近い値（力）を求める（測定する）ことができる。

そして、少なくとも受圧部１０２Ａにタイヤ８２が接触してから離れるまでの間、路面構成部材９８の透明部分１１２を透してタイヤ８２の接地面が受圧部１０２Ａの周辺を含む撮影範囲Ｐで連続して撮影される。これらの撮影された画像から踏面８２Ａの滑りを求めることで、タイヤ８２を実路面上で転動させた場合に得られる滑りに近い滑りを測定することができる。

上記のように、接地部測定装置１０では、実路面での測定結果に近い力（接地圧、せん断力）と滑りを測定できるため、より正確な摩耗エネルギーを求めることができる。これにより、従来よりも精度の高い摩耗予測が可能となる。

また、接地部測定装置１０では、凸部１５０の頂部１５１に受圧部１０２Ａを配置することで、タイヤ８２の踏面８２Ａと受圧部１０２Ａを確実に接触させることができる。なお、力検出器１００は、タイヤ８２と接触したときに検出データを制御装置２３に送信する。このため、タイヤ８２と接触した力検出器１００の検出データから踏面８２Ａに作用する力が求められる。

さらに、接地部測定装置１０では、一つの凸部１５０（図４では、凸部１５０Ａ、凸部１５０Ｃ）に複数の力検出器１００の受圧部１０２Ａをそれぞれ配置することで、タイヤ８２の踏面８２Ａの一つの凸部１５０に接触した部分での各部位に作用する力を求めることができる。これにより、踏面８２Ａに作用する力の測定精度が向上する。

また、受圧部１０２Ａの長さＬ及び幅Ｗを４ｍｍ以下とすることで、受圧部１０２Ａを小さい凸部にも配置することができる。

さらに、力検出器１００を路面構成部材９８に埋設しているので、タイヤ８２から受ける力に対して力検出器１００の剛性が向上する。

第１実施形態では、図４に示すように、力検出器１００を間隔をあけて配設しているが、本発明はこの構成に限定されず、力検出器１００を密に配設してもよい。例えば、力検出器１００をタイヤ８２の転動方向に沿って並べて配設したり、該転動方向と直交する方向に並べて配設したり、などしてもよい。

また、第１実施形態の接地部測定装置１０では、力検出器１００を用いているが、本発明はこの構成に限定されず、図１２に示す第２実施形態の接地部測定装置１６０のように力検出器１７０を用いてもよい。なお、その他の実施形態として、力検出器１７０と力検出器１００を混在させてもよい。

図１２に示す接地部測定装置１６０は、力検出器１７０の構成以外は、第１実施形態の接地部測定装置１０と同一の構成である。従って、力検出器１７０の構成のみ説明する。力検出器１７０は、凸部１５０に設けられてタイヤ８２と接触する受圧部１７２Ａと、この受圧部１７２Ａが受けた力を検出する検出部１７４とを備えている。この受圧部１７２Ａは、円錐台状とされた力伝達部材１７２の頂部であり、凸部１５０の表面と面一とされている。検出部１７４は、リング状の３分力センサであり、上部に力伝達部材１７２が接続されている。また検出部１７４は、固定金具１０６によって路面構成部材９８の下部に配設されている。また、力伝達部材１７２の中央には、透明な丸棒１７６が受圧部１７２Ａから検出部１７４の中央を通り抜けるように配設されている。ビデオカメラ１１０は、この丸棒１７６を介して（透して）タイヤ８２の接地面を撮影することができるようになっている。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。

１０、１６０ 接地部測定装置
８２ 試験タイヤ
８２Ａ 踏面
９８ 路面構成部材
９８Ａ 試験路面
１００、１７０ 力検出器
１０２、１７２Ａ 受圧部
１０４、１７４ 検出部
１１０ ビデオカメラ（撮影手段）

Claims (5)

1. 試験タイヤが転動し、凸部が設けられた試験路面と、
   少なくとも前記凸部の表面に滑らかに沿うように配置され前記試験タイヤと接触する受圧部と、前記受圧部が前記試験タイヤから受けた接地圧及びせん断力を検出する検出部と、を含む力検出器と、
   前記試験路面を構成し、少なくとも一部が透明とされた路面構成部材とを備え、
   前記力検出器は、前記路面構成部材に埋設され、
   前記受圧部は、前記路面構成部材の透明部分または該透明部分に隣接して配置され、
   前記路面構成部材の下側には、少なくとも前記受圧部に前記試験タイヤが接触してから離れるまで前記透明部分を透して前記試験タイヤの接地面を連続して撮影する撮影手段が配置され、
   前記撮影手段は、撮影範囲に前記受圧部の周辺を含み、
   前記撮影手段により撮影された画像から前記試験タイヤの踏面の滑りを求めるタイヤ踏面の接地部測定装置。
2. 前記凸部の頂部に前記受圧部が配置されている、請求項１に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置。
3. 一つの前記凸部に複数の前記力検出器の受圧部がそれぞれ配置されている、請求項１または請求項２に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置。
4. 前記受圧部は、前記試験タイヤの転動方向の長さ、及び、前記転動方向に直交する方向の幅が４ｍｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置を用いたタイヤ踏面の接地部測定方法であって、
   前記試験タイヤを前記試験路面の前記凸部上を通過するように転動させて、前記力検出器で前記受圧部が前記試験タイヤから受けた力を検出する、タイヤ踏面の接地部測定方法。