JP6657045B2 - Tire contact force measuring device and method - Google Patents
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Description
本発明はタイヤが路面から受ける接地力を計測する装置とその方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for measuring a contact force that a tire receives from a road surface.
近年、路面を転動するタイヤにかかる負荷（接地力）を正確に把握する試みが成されている。たとえば特許文献１は、プレート、荷重センサ、接地力センサを組み合わせたプレートセンサユニットが路面に埋設されており、タイヤが転動する際の接地力を３分力（上下力、前後力、横力）として計測できるようになっている。接地力センサは、タイヤの転動する方向と直交する方向にライン状に複数配置されており、タイヤの接地力をタイヤ幅方向に複数ヶ所で計測できるようになっており、タイヤ幅方向の接地力の分布が計測できるようになっている。これらの接地力センサは状況に応じて複数列に配置され、タイヤの転動する方向においても接地力の分布や変動が計測できるようになっている。 In recent years, attempts have been made to accurately grasp the load (ground force) applied to a tire rolling on a road surface. For example, in Patent Literature 1, a plate sensor unit combining a plate, a load sensor, and a contact force sensor is buried in a road surface, and a contact force when a tire rolls is reduced by three component forces (vertical force, longitudinal force, lateral force). ) Can be measured. A plurality of contact force sensors are arranged in a line in a direction perpendicular to the direction in which the tire rolls, so that the contact force of the tire can be measured at a plurality of locations in the tire width direction. The distribution of force can be measured. These contact force sensors are arranged in a plurality of rows according to the situation, so that the distribution and variation of the contact force can be measured even in the rolling direction of the tire.
ところで、このような試験においては、精度の向上を図るため、同じ条件で複数回の繰り返しの試験（以下、繰り返し試験）が行われる。接地力にはタイヤのトレッドパターンが影響を与えているため、接地力のタイヤ計測位置が異なると、他の条件が同じでも計測結果が異なる可能性がある。このため、タイヤの接地力計測位置を正確に確認できる、タイヤ接地力計測試験をすることが望まれる。 By the way, in such a test, in order to improve the accuracy, a test is repeated a plurality of times under the same conditions (hereinafter, a repeated test). Since the tread pattern of the tire has an influence on the contact force, if the tire measurement position of the contact force is different, the measurement result may be different even if other conditions are the same. For this reason, it is desired to conduct a tire contact force measurement test in which the contact force measurement position of the tire can be accurately confirmed.
これに対し、例えば、文献２では、接地力を計測するセンサ近辺に、タイヤに塗料を付着させるマーカー器を設置して、センサ上を走行したタイヤに印をつけることで、タイヤ上の計測位置を確認している。しかし、これでは、付着した塗料の形状にムラが出来るために値がばらつくおそれがある上、試験を行う毎に塗料を消去する作業が必要である。 On the other hand, for example, in Document 2, a marker device for attaching paint to the tire is installed near the sensor for measuring the contact force, and the tire that has run on the sensor is marked, so that the measurement position on the tire is measured. Have confirmed. However, in this case, the value may vary due to unevenness in the shape of the applied paint, and the work of erasing the paint every time a test is performed is required.
本発明は、このような事情に鑑みて、タイヤの接地力計測位置を正確かつ容易に確認できる、タイヤの接地力計測装置及び方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a tire contact force measuring device and method capable of accurately and easily confirming a tire contact force measuring position.
上記問題を解決するため、請求項１として、タイヤが接地する路面に埋設されるプレートと、前記プレートに埋設状態で固定され、前記タイヤが接した際に接地力を計測する接地力センサと、前記プレートにかかる荷重を計測する少なくとも３以上の荷重センサと、前記タイヤ外周面に取付けられる衝撃付与部材とを備えたことを特徴とするタイヤ接地力計測装置を提供する。 In order to solve the above problem, as a claim 1, a plate buried on a road surface where the tire is in contact with the ground, a ground force sensor that is fixed in the plate in an embedded state and measures a contact force when the tire comes into contact with the tire, A tire contact force measuring device, comprising: at least three load sensors for measuring a load applied to the plate; and an impact applying member attached to the tire outer peripheral surface.
本発明によれば、少なくとも３以上の荷重センサによりプレートにかかる荷重を計測するため、プレートに接しているタイヤの荷重重心を求めることができる。 According to the present invention, since the load applied to the plate is measured by at least three or more load sensors, the load center of gravity of the tire in contact with the plate can be obtained.
タイヤ外周面には衝撃付与部材が取り付けられている。衝撃付与部材とは、タイヤ外周面に取付けられ、タイヤがプレートに接した際に、荷重センサが衝撃付与部材を介して作用する荷重（衝撃荷重）を計測できるものであり、例えば、タイヤの外周面から突き出して装着する硬い金属製のピンの突起物などである。衝撃付与部材が、タイヤに取付けられ、タイヤがプレート上を転動した際、衝撃付与部材が、周辺部よりも高い荷重をプレートに与えるため、衝撃付与部材が接した時を荷重センサで計測できる。 An impact applying member is attached to the tire outer peripheral surface. The impact imparting member is attached to the outer peripheral surface of the tire, and can measure a load (impact load) applied by the load sensor via the impact imparting member when the tire comes into contact with the plate. It is a projection of a hard metal pin that protrudes from the surface and is attached. When the impact applying member is attached to the tire and the tire rolls on the plate, the impact applying member applies a higher load to the plate than the peripheral portion, so that the load sensor can measure when the impact applying member contacts. .
また、接地力センサがプレートに埋没状態で固定されているため、タイヤの荷重を荷重センサで計測しながら、接地力計測センサでタイヤの接地力を計測することもできる。即ち、接地力計測時のタイヤ荷重重心を求める事ができる。これにより、衝撃付与部材がプレートに接した時のタイヤ荷重重心と、接地力センサで接地力の計測された時のタイヤ荷重重心の、二つの位置関係を、タイヤ上の衝撃付与部材の位置と照らし合わせることで、接地力を計測したタイヤの周方向位置を特定できる。また、接地力を計測したタイヤの相対的な幅方向位置を把握できる。 Further, since the contact force sensor is fixed to the plate in a buried state, the contact force measurement sensor can measure the contact force of the tire while measuring the load of the tire with the load sensor. That is, the center of gravity of the tire load at the time of measuring the contact force can be obtained. Thereby, the tire load center of gravity when the impact applying member is in contact with the plate, and the tire load center of gravity when the contact force is measured by the contact force sensor, the two positional relationship, the position of the impact applying member on the tire and By comparing the tires with each other, the circumferential position of the tire whose contact force has been measured can be specified. In addition, the relative width direction position of the tire for which the contact force has been measured can be grasped.
また、請求項２として、前記衝撃付与部材が少なくとも２以上であり、それぞれ周方向に離れてタイヤに取付けられることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ接地力計測装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the tire contact force measuring device according to the first aspect, wherein the number of the impact imparting members is at least two, and the impact imparting members are attached to the tire while being separated from each other in the circumferential direction.
複数の衝撃付与部材を使用することで、接地力を計測したタイヤ位置を確認するための目印が増える。これにより、前回試験と同じタイヤ位置で接地力を計測したが否かの確認が精度良く行うことができる。 By using a plurality of impact applying members, the number of marks for confirming the tire position at which the contact force is measured increases. This makes it possible to accurately confirm whether or not the contact force has been measured at the same tire position as in the previous test.
さらに、請求項３として、タイヤが接地する路面に埋設されるプレートと、前記プレートに埋設状態で固定され、前記タイヤが接した際に接地力を計測する接地力センサと、前記プレートにかかる荷重を計測する少なくとも３以上の荷重センサと、前記タイヤ外周面に取付けられる衝撃付与部材とを備えたタイヤ接地力計測装置を用いて、タイヤ上の接地力計測位置を算出する方法であって、前記衝撃付与部材が前記プレートに接した時のタイヤ荷重重心、及び前記接地力センサで接地力を計測した時のタイヤ荷重重心を算出し、前記タイヤに取付けられた衝撃付与部材の位置関係を参照することで、接地力を計測したタイヤ上の位置を算出することを特徴とするタイヤの接地力計測方法を提供する。 Furthermore, as a third aspect, a plate buried on a road surface where the tire is in contact with the ground, a ground force sensor fixedly buried in the plate and measuring the contact force when the tire comes into contact, and a load applied to the plate A method for calculating a contact force measuring position on a tire using a tire contact force measuring device including at least three or more load sensors for measuring the tire and an impact applying member attached to the tire outer peripheral surface, Calculate the tire load center of gravity when the impact applying member is in contact with the plate, and the tire load center of gravity when measuring the contact force with the contact force sensor, and refer to the positional relationship of the impact applying member attached to the tire. Thus, there is provided a method for measuring a contact force of a tire, wherein a position on the tire at which the contact force is measured is calculated.
この方法により、接地力を計測したタイヤ上の位置を算出できる。 According to this method, the position on the tire at which the contact force is measured can be calculated.
さらに、請求項４として、前記衝撃付与部材が少なくとも２以上であり、それぞれ周方向に離れてタイヤに取付けられる、ことを特徴とするタイヤ接地力計測装置であって、少なくとも２以上の前記衝撃付与部材が前記プレートに接した時のタイヤ荷重重心を算出することを特徴とする請求項３に記載のタイヤの接地力計測方法を提供する。 5. The tire contact force measuring device according to claim 4, wherein the number of the impact applying members is at least two, and each of the impact imparting members is attached to the tire at a distance from each other in the circumferential direction. The tire contact force measuring method according to claim 3, wherein a tire load center of gravity when a member contacts the plate is calculated.
タイヤ接地力計測位置を確認するために目印となる衝撃付与部材が２以上あるため、接地力を計測したタイヤ位置の確認を、精度良く行うことができる。 Since there are two or more impact applying members serving as marks for confirming the tire contact force measurement position, it is possible to accurately confirm the tire position where the contact force is measured.
本発明によれば、衝撃付与部材とタイヤ荷重重心を目印として、接地力を計測したタイヤの位置を確認できる。このため、接地力を前回試験と同じタイヤ位置で計測したか否かの判定が可能である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the position of the tire which measured the contact force can be confirmed using the impact imparting member and the tire load center of gravity as a mark. Therefore, it is possible to determine whether or not the contact force has been measured at the same tire position as in the previous test.
目印は衝撃付与部材とタイヤ荷重重心であるため、塗料などを目印として使用した場合と比較して、付着した塗料のムラによる値のばらつきが無く、試験を行う毎に塗料を消去する作業も必要がないため、接地力を計測した位置を容易かつ正確に確認できる。 Since the mark is the impact applying member and the center of gravity of the tire load, there is no variation in the value due to the unevenness of the paint adhered compared to when paint is used as the mark, and it is necessary to erase the paint every time the test is performed Because there is no, the position where the contact force is measured can be easily and accurately confirmed.
繰り返し試験が容易であり、また、効果の高い繰り返し試験を行うことができる。実質的に精度のよい接地力を得ることができる。 A repetitive test is easy, and a highly effective repetitive test can be performed. Substantially accurate contact force can be obtained.
以下、本発明に係るタイヤの接地力計測位装置及び方法の好ましい実施形態を図面に従って説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a device and method for measuring a contact force of a tire according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施形態に係るタイヤ接地力計測装置を示す斜視説明図である。 FIG. 1 is a perspective explanatory view showing a tire contact force measuring device according to an embodiment of the present invention.
図１に示すように、符号２はタイヤ接地力計測装置を示し、符号２２は、被計測体のタイヤ１２を転動させる路面である。 As shown in FIG. 1, reference numeral 2 denotes a tire contact force measuring device, and reference numeral 22 denotes a road surface on which the tire 12 of the measured object rolls.
タイヤ接地力計測装置２は、計測が行われるプレートセンサユニット１０、タイヤ１２に取付けられるピン６、各計測センサの制御等を行う制御装置２４から構成される。制御装置２４は、表示部２６を備える。プレートセンサユニット１０は、路面２２に埋設され、タイヤ１２が転動する位置に配置されている。 The tire contact force measuring device 2 includes a plate sensor unit 10 for measurement, a pin 6 attached to the tire 12, and a control device 24 for controlling each measurement sensor. The control device 24 includes a display unit 26. The plate sensor unit 10 is buried in the road surface 22 and is arranged at a position where the tire 12 rolls.
図２は、プレートセンサユニット１０の概略構成を示す斜視図である。プレートセンサユニット１０は、タイヤの接地力及び荷重を計測する。図２に示すように、プレートセンサユニット１０は、主として、プレート１４、荷重センサ１６、接地力センサ１８、ベース２０で構成されている。プレート１４及びベース２０は、略同じ大きさの矩形状に成形されている。プレート１４とベース２０は上下に間隔をあけて配置されており、その間の四隅の位置には、それぞれ、荷重センサ１６が配置されている。荷重センサ１６は、プレート１４に作用する荷重を計測するセンサであり、その構成は特に限定するものではないが、例えばロードセルが用いられる。ロードセルの場合、起歪体の固定部がベース２０に固定され、起歪体の可動部がプレート１４に固定されるとともに、起歪体の変形部位に張り付けられた歪ゲージによってプレート１４に作用する荷重が検出される。各荷重センサ１６は制御装置２４に接続されている。 FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the plate sensor unit 10. The plate sensor unit 10 measures a contact force and a load of the tire. As shown in FIG. 2, the plate sensor unit 10 mainly includes a plate 14, a load sensor 16, a ground force sensor 18, and a base 20. The plate 14 and the base 20 are formed in a rectangular shape having substantially the same size. The plate 14 and the base 20 are arranged at an interval above and below, and a load sensor 16 is arranged at each of four corners therebetween. The load sensor 16 is a sensor for measuring a load acting on the plate 14, and its configuration is not particularly limited. For example, a load cell is used. In the case of a load cell, the fixed portion of the flexure element is fixed to the base 20, the movable portion of the flexure element is fixed to the plate 14, and acts on the plate 14 by a strain gauge attached to a deformed portion of the flexure element. The load is detected. Each load sensor 16 is connected to the control device 24.
本形態では荷重センサ１６を四個設けたが、これに限定されるものではなく、少なくとも三個以上必要であって、五個以上であってもよい。プレート１４に作用する荷重を少なくとも三か所以上で計測するため、タイヤ１２がプレート１４を転動する際の、プレート１４にかかるタイヤ荷重の重心位置、即ち、タイヤ荷重重心Ｇを求めることができる。 In the present embodiment, four load sensors 16 are provided, but the number is not limited to this, and at least three or more are required, and five or more may be provided. Since the load acting on the plate 14 is measured at at least three places, the center of gravity of the tire load applied to the plate 14 when the tire 12 rolls on the plate 14, that is, the tire load center G can be obtained. .
図３は、プレートセンサユニット１０の縦断面図である。タイヤ１２がプレートセンサユニット１０上を転動している状態を示す。 FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the plate sensor unit 10. The state in which the tire 12 is rolling on the plate sensor unit 10 is shown.
図３に示すように、プレート１４の中央位置には、凹部１４Ａがタイヤ１２の幅方向に形成されており、この凹部１４Ａに複数の接地力センサ１８が一列に並んで配置される。 As shown in FIG. 3, a recess 14A is formed at the center of the plate 14 in the width direction of the tire 12, and a plurality of grounding force sensors 18 are arranged in a row in the recess 14A.
タイヤ１２には、衝撃付与部材として、ピン６が二個取り付けられる。衝撃付与部材とは、タイヤ１２の外周面に取付けられ、タイヤ１２がプレート１４に接した際に、荷重センサ１６が荷重伝達媒体を介して作用する荷重（衝撃荷重）を計測できるものであり、例えば、タイヤ１２の外周面から突き出して装着する硬い金属製のピンの突起物などである。 具体的には、トレッドにスパイクピンを打ち込む、溝にスパイクピンを植え付ける、金属やプラスチックやシリコンなどの突起をトレッドに打ち込む又は接着剤で貼り付ける、金属やプラスチックやシリコンなどの形成物を溝に植え付ける、画鋲・釘・ネジ・杭を打ち込む、ウレタンスプレーを吹き付けて突起を作る、チェーンを巻く、などが考えられる。 Two pins 6 are attached to the tire 12 as impact applying members. The impact imparting member is attached to the outer peripheral surface of the tire 12, and can measure a load (impact load) applied by the load sensor 16 via the load transmitting medium when the tire 12 comes into contact with the plate 14. For example, it is a projection of a hard metal pin that protrudes from the outer peripheral surface of the tire 12 and is mounted. Specifically, drive the spike pins into the tread, plant the spike pins in the grooves, drive the protrusions of metal, plastic, silicon, etc. into the tread or paste them with an adhesive, and insert the metal, plastic, silicon, etc. into the grooves. Planting, driving thumbtacks, nails, screws, and piles, spraying urethane spray to make protrusions, and winding chains are possible.
荷重伝達媒体は、通常時にタイヤ１２の外周面から突出している突起物に限られるものではない。例えば、硬い金属製のピン等が、タイヤ１２のトレッドに埋め込まれ、上面がタイヤ１２外周面と面一であっても、タイヤ１２より硬いため、タイヤ１２がプレート１４に接した際に、タイヤ１２がプレート１４に押され変形しても、ピン自体は変形せず、プレート１４に対して強い荷重を与えるなど、タイヤ１２がプレート１４に接した際に、タイヤ１２の荷重とは異なる荷重を与え、それを荷重センサ１６が計測できるものであればよい。 The load transmission medium is not limited to a projection that normally projects from the outer peripheral surface of the tire 12. For example, even if a hard metal pin or the like is embedded in the tread of the tire 12 and the upper surface is flush with the outer peripheral surface of the tire 12, the tire is harder than the tire 12. When the tire 12 comes into contact with the plate 14 such that the pin itself is not deformed and a strong load is applied to the plate 14 even if the pin 12 is pressed and deformed by the plate 14, a load different from the load of the tire 12 is applied. It is only necessary that the load sensor 16 can measure it.
本実施形態では、衝撃付与部材として、金属製のピン６をタイヤ外周面から突出するように取り付けた。ピン６が、タイヤ１２に取付けられ、タイヤ１２がプレート１４上を転動した際、ピン６が、周辺部よりも高い荷重をプレート１４に与えるため、ピン６が接した時を荷重センサ１６で計測できる。 In the present embodiment, a metal pin 6 is attached as an impact applying member so as to protrude from the tire outer peripheral surface. When the pin 6 is attached to the tire 12 and the tire 12 rolls on the plate 14, the pin 6 applies a higher load to the plate 14 than the peripheral portion. Can be measured.
図４は、接地力センサ１８を示す。図４に示すように、柱状に形成された起歪体１８Ａと、その側面に張り付けられた歪ゲージ１８Ｂとを備える。起歪体１８Ａはその下部がプレート１４の凹部１４Ａの底面に固定され、接地力センサ１８とプレート１４が一体化されている。起歪体１８Ａの上部は、タイヤ１２が転動する方向（前後方向）にわずかに突出して形成されており、起歪体１８の上面は、プレート１４の上面と面一になるように形成される。また、起歪体１８Ａは、その下部を除き、プレート１４に対して若干の隙間を持って配置されており、起歪体１８Ａが微妙に変形できるようになっている。一方、歪ゲージ１８Ｂは、制御装置２４に接続されており、制御装置２４において三分力（上下力、前後力、横力）を算出できるようになっている。なお、接地力センサ１８の構成、特に起歪体１８Ａの形状は、上述した例に限定されるものではなく、タイヤ１２から受ける力を計測できるものであればよい。また、図２には、十個の接地力センサ１８を一列に並べた例を示したが、接地力センサ１８の個数や配置はこれに限定されるものではない。たとえば、より多くの（一例として六十個程度の）接地力センサ１８を一列に並べて配置したり、タイヤ１２の転動方向に複数の列になるように配置したりしてもよい。 FIG. 4 shows the contact force sensor 18. As shown in FIG. 4, a strain generating body 18A formed in a columnar shape and a strain gauge 18B attached to a side surface thereof are provided. The lower portion of the flexure element 18A is fixed to the bottom surface of the concave portion 14A of the plate 14, and the ground force sensor 18 and the plate 14 are integrated. The upper portion of the flexure element 18A is formed to slightly protrude in the direction in which the tire 12 rolls (front-rear direction), and the upper surface of the flexure element 18 is formed to be flush with the upper surface of the plate 14. You. The flexure element 18A is arranged with a slight gap from the plate 14 except for the lower part thereof, so that the flexure element 18A can be delicately deformed. On the other hand, the strain gauge 18B is connected to the control device 24, so that the control device 24 can calculate three-component force (vertical force, longitudinal force, lateral force). The configuration of the contact force sensor 18, particularly the shape of the strain body 18A, is not limited to the above-described example, and may be any as long as it can measure the force received from the tire 12. FIG. 2 illustrates an example in which ten ground force sensors 18 are arranged in a line, but the number and arrangement of the ground force sensors 18 are not limited to this. For example, more (for example, about 60) contact force sensors 18 may be arranged in a line, or may be arranged in a plurality of lines in the rolling direction of the tire 12.
上記の如く構成されたプレートセンサユニット１０は、図３に示すように、路面２２の凹部２２Ａに配置される。路面２２の凹部２２Ａは、プレート１４よりも僅かに大きく形成されており、プレート１４が凹部２２Ａに接触しないようになっている。また、凹部２２Ａの深さは、プレートセンサユニット１０の高さに一致するようになっており、プレート１４の上面と路面２２が面一となっている。 The plate sensor unit 10 configured as described above is arranged in the recess 22A of the road surface 22, as shown in FIG. The concave portion 22A of the road surface 22 is formed slightly larger than the plate 14, so that the plate 14 does not contact the concave portion 22A. The depth of the concave portion 22A matches the height of the plate sensor unit 10, and the upper surface of the plate 14 and the road surface 22 are flush.
図５は、プレートセンサユニット１０及び制御装置２４の構成を模式的に示すブロック図である。各荷重センサ１６と、各接地力センサ１８は、制御装置２４に接続されている。制御装置２４は、アンプ、ＡＤ変換器、演算回路、メモリ等を内部に備えており、荷重センサ１６の信号や接地力センサ１８の信号を増幅してＡＤ変換し、各種の演算処理を行い、それらのデータを記録できるようになっている。演算処理としては、例えば、荷重センサ１６の信号に基づいて、タイヤ荷重重心Ｇを算出したり、接地力センサ１８の信号に基づいて各接地力センサ１８にかかる三分力を算出したりするようになっている。 FIG. 5 is a block diagram schematically showing the configurations of the plate sensor unit 10 and the control device 24. Each load sensor 16 and each contact force sensor 18 are connected to a control device 24. The control device 24 includes an amplifier, an AD converter, an arithmetic circuit, a memory, and the like, amplifies a signal of the load sensor 16 and a signal of the ground force sensor 18 to perform AD conversion, performs various arithmetic processes, These data can be recorded. As the arithmetic processing, for example, a tire load center of gravity G is calculated based on a signal from the load sensor 16, or a three-component force applied to each grounding force sensor 18 is calculated based on a signal from the grounding force sensor 18. It has become.
制御装置２４は表示部２６を備え、表示部２６に各種の情報が表示される。たとえば、横軸に接地力センサ１８の位置座標、縦軸に時間（あるいは前後方向に変換した位置座標）を設定したときの垂直方向の荷重を表示したり、前後方向と横方向の荷重をベクトルで表示した図を表示したりすることができる。これらの表示に合わせて、タイヤ荷重重心Ｇも一緒に表示することもできる。また、記憶している過去の試験結果を呼び出して、新しい試験結果と同時に表示することもできる。 The control device 24 includes a display unit 26 on which various information is displayed. For example, the horizontal axis shows the position coordinates of the contact force sensor 18 and the vertical axis shows the vertical load when time (or the position coordinates converted in the front-back direction) is set. Can be displayed. Along with these displays, the tire load center of gravity G can also be displayed. Also, the stored past test results can be called up and displayed simultaneously with the new test results.
次に、上記の如くに構成されたタイヤ接地力計測装置２を用いたタイヤ接地力計測方法の好適な実施形態について、説明する。 Next, a preferred embodiment of a tire contact force measuring method using the tire contact force measuring device 2 configured as described above will be described.
図６は、本発明の実施形態に基づく接地力計測の試験のフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart of a test of contact force measurement based on the embodiment of the present invention.
まず、ステップ１で、ピン６をタイヤ１２に取付ける。ピン６は二つ取り付け、タイヤが転動した際、一つ目のピン６Ａはタイヤ接地力が計測される前にプレート１４に接し、二つ目のピン６Ｂはタイヤ接地力が計測された後にプレート１４に接するよう、周方向に離して取り付ける。 First, in step 1, the pin 6 is attached to the tire 12. Two pins 6 are attached. When the tire rolls, the first pin 6A contacts the plate 14 before the tire contact force is measured, and the second pin 6B after the tire contact force is measured. Attach it in the circumferential direction so as to contact the plate 14.
次に、ステップ２で、スタート位置を調整する。後述するが、一回目の試験は任意の位置でよいが、二回目以降は一回目の試験結果を基にスタート位置を調整する。 Next, in step 2, the start position is adjusted. As will be described later, the first test may be at any position, but for the second and subsequent tests, the start position is adjusted based on the results of the first test.
次に、ステップ３で、ピン６が取り付けられたタイヤ１２を、路面２２上で転動させ、転動時の各種データを取得する。タイヤ１２がプレート１４に接した際、荷重センサ１６がタイヤ１２の荷重を計測する。荷重センサ１６は、タイヤ１２に取付けられたピン６を介して作用する衝撃荷重も計測するため、ピン６がプレート１４に接した時を知ることができる。また、接地力センサ１８にて、タイヤ１２の接地力が計測される。接地力センサ１８はプレート１４に埋設してあるため、接地力センサ１８にてタイヤ接地力を計測した時にも、荷重センサ１６でタイヤの荷重を計測することが可能である。これら全ての計測データは制御装置２４へ送られ、記憶される。 Next, in step 3, the tire 12 to which the pin 6 is attached is rolled on the road surface 22 to acquire various data at the time of rolling. When the tire 12 contacts the plate 14, the load sensor 16 measures the load of the tire 12. Since the load sensor 16 also measures an impact load acting via the pin 6 attached to the tire 12, it is possible to know when the pin 6 comes into contact with the plate 14. Further, the contact force sensor 18 measures the contact force of the tire 12. Since the contact force sensor 18 is embedded in the plate 14, even when the contact force sensor 18 measures the contact force of the tire, the load sensor 16 can measure the load on the tire. All these measurement data are sent to the control device 24 and stored.
次に、これら記憶したデータの演算処理を行う。 Next, arithmetic processing of these stored data is performed.
ステップ４で、接地力を算出する。三分力を表示部２６に表示させてもよい。 In step 4, the contact force is calculated. The third component may be displayed on the display unit 26.
ステップ５で、接地力を計測した位置の算出をする。これは、周方向と幅方向に分けて算出する。 In step 5, the position where the contact force is measured is calculated. This is calculated separately for the circumferential direction and the width direction.
まず、上記荷重センサ及び接地力センサの計測データから、周方向のタイヤ接地力計測位置Ｒを特定する。 First, the tire grounding force measurement position R in the circumferential direction is specified from the measurement data of the load sensor and the grounding force sensor.
３以上の荷重センサ１６でタイヤ荷重が計測されたため、タイヤ荷重重心Ｇが演算できる。ピン６が接した時のタイヤ荷重重心ＧＰ、及び接地力センサで接地力計測した時のタイヤ荷重重心ＧＳをそれぞれ求める。タイヤ１２のプレート１４のタイヤ荷重重心の軌跡ＧＴも算出する。 Since the tire load is measured by three or more load sensors 16, the tire load center of gravity G can be calculated. A tire load center of gravity GP when the pin 6 is in contact and a tire load center of gravity GS when the contact force is measured by the contact force sensor are obtained. The trajectory GT of the tire load center of gravity of the plate 14 of the tire 12 is also calculated.
図７はタイヤ荷重重心の軌跡ＧＴの一例を表示した図である。符号Ｌ１は、一つ目のピン６Ａがプレート１４に接した時のタイヤ荷重重心ＧＰＡから、タイヤ接地力が計測された時のタイヤ荷重重心ＧＳまでの距離であり、符号Ｌ２は、二つ目のピン６Ｂがプレート１４に接した時のタイヤ荷重重心ＧＰＢから、タイヤ接地力が計測された時のタイヤ荷重重心ＧＳまでの距離である。 FIG. 7 is a diagram showing an example of the locus GT of the tire load center of gravity. Symbol L1 is the distance from the tire load center of gravity GPA when the first pin 6A is in contact with the plate 14 to the tire load center of gravity GS when the tire contact force is measured. Is the distance from the tire load center of gravity GPB when the pin 6B contacts the plate 14 to the tire load center of gravity GS when the tire contact force is measured.
図８に、図７の試験の際のタイヤ１２に取付けられたピン６の位置を例として示す。符号Ｌ３はピン６Ａからタイヤ接地力計測位置Ｒまでの周方向距離であり、符号Ｌ４は、ピン６Ｂからタイヤ接地力計測位置Ｒまでの周方向距離である。 FIG. 8 shows an example of the position of the pin 6 attached to the tire 12 in the test of FIG. Reference symbol L3 is a circumferential distance from the pin 6A to the tire contact force measurement position R, and reference symbol L4 is a circumferential distance from the pin 6B to the tire contact force measurement position R.
ここで、Ｌ１：Ｌ２＝Ｌ３：Ｌ４であることから、周方向のタイヤ接地力計測位置Ｒを特定することができる。 Here, since L1: L2 = L3: L4, the tire contact force measurement position R in the circumferential direction can be specified.
本実施形態においては、接地力センサ１８はタイヤ１２の幅方向に対して一直線に並んでおり、周方向のタイヤ接地力計測位置Ｒを特定するだけで、タイヤ接地力計測位置を確認することが可能である。 In the present embodiment, the contact force sensor 18 is arranged in a straight line with respect to the width direction of the tire 12, and the tire contact force measurement position can be confirmed only by specifying the tire contact force measurement position R in the circumferential direction. It is possible.
次に、幅方向の接地力計測位置について算出する。これは、相対的な位置の算出及び把握となる。 Next, a calculation is made for the contact force measurement position in the width direction. This is the calculation and grasp of the relative position.
タイヤ接地力計測位置の幅方向に対しては、接地力計測の時のタイヤ荷重重心ＧＳが演算されるため、これを目印として確認することができる。 In the width direction of the tire contact force measurement position, since the tire load center of gravity GS at the time of contact force measurement is calculated, this can be confirmed as a mark.
図９は、タイヤ荷重重心Ｇを示すプレートセンサユニット１０の平面図である。符号Ｄは、一回目の試験での接地力計測の時のタイヤ荷重重心ＧＳ１と二回目の試験での接地力計測の時のタイヤ荷重重心ＧＳ２との距離である。 FIG. 9 is a plan view of the plate sensor unit 10 showing the tire load center of gravity G. Symbol D is the distance between the tire load center of gravity GS1 at the time of measuring the contact force in the first test and the tire load center of gravity GS2 at the time of measuring the contact force in the second test.
例えば、繰り返し試験などにより、同じ条件で再度タイヤの接地力を計測した際、前回試験よりも左右方向にずれてタイヤ接地力が計測された場合であっても、距離Ｄを確認することで、前回試験よりも、左右どちらに、どれだけずれたかを確認することができる。 For example, when the contact force of the tire is measured again under the same conditions by a repeated test or the like, even if the tire contact force is measured in a laterally shifted direction from the previous test, by confirming the distance D, It is possible to check how much left or right and how much has shifted from the previous test.
上記に示すように、本実施形態によれば、タイヤ接地力計測位置を周方向にも、幅方向にも確認できる、タイヤ接地力計測を行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to perform tire contact force measurement in which the tire contact force measurement position can be confirmed both in the circumferential direction and in the width direction.
次に、ステップ６として、上記結果を利用して、再度試験を行う。繰り返し試験においては、同じ条件で何度も試験を行うが、ステップ５で接地力の計測位置を確認した際に、前回試験と計測位置にずれが生じた際には、ずれの分だけスタート位置を修正し（ステップ２）、再度試験を行う（ステップ３〜ステップ５）。 Next, as step 6, a test is performed again using the above results. In the repetitive test, the test is performed many times under the same conditions. However, when the measurement position of the contact force is checked in step 5, if there is a deviation between the previous test and the measurement position, the start position is determined by the deviation. Is corrected (step 2), and the test is performed again (steps 3 to 5).
このように、接地力計測位置を確認しながら、接地力の計測を繰り返す。 In this way, the measurement of the contact force is repeated while confirming the contact force measurement position.
最後に、ステップ７として、全てのデータの集計を行い、試験を終了する。 Finally, as step 7, all data are totaled and the test is terminated.
次に、上記実施形態のタイヤ接地力計測装置及び方法の効果について説明する。 Next, effects of the tire contact force measuring device and method of the above embodiment will be described.
本実施形態では、ピン６が接した時のタイヤ荷重重心ＧＰと、接地力センサ１８で接地力が計測された時のタイヤ荷重重心ＧＳの、二つの位置関係を、タイヤ上のピン６の位置と照らし合わせることで、接地力を計測したタイヤ位置を確認できる。これにより、タイヤの同じ場所の接地力を何度も計測したい場合に、ピン６とタイヤ荷重重心を目印として、接地力を前回試験と同じタイヤ位置で計測したか否かの確認が可能である。また、上記のように同じ場所で接地力計測の繰り返し試験を行うことで、実質的に接地力の精度を上げることが可能となる。 In the present embodiment, two positional relationships between the tire load center of gravity GP when the pin 6 is in contact and the tire load center of gravity GS when the contact force is measured by the contact force sensor 18 are represented by the position of the pin 6 on the tire. By checking the tire position, the tire position where the contact force was measured can be confirmed. Thus, when it is desired to measure the contact force of the same place of the tire many times, it is possible to confirm whether or not the contact force is measured at the same tire position as the previous test by using the pin 6 and the tire load center of gravity as a mark. . In addition, by repeatedly performing the contact force measurement test at the same place as described above, the accuracy of the contact force can be substantially improved.
また、繰り返し試験において、目印としてピン６とタイヤ荷重重心を使用するため、塗料などを使用した場合と比較して、付着した塗料のムラによる値のばらつきが無く、試験を行う毎に塗料を消去する作業も必要がないため、接地力を計測した位置を容易かつ正確に確認できる。 Further, in the repeated test, since the pin 6 and the tire load center of gravity are used as marks, there is no variation in the value due to the unevenness of the applied paint compared with the case where the paint is used, and the paint is erased every time the test is performed. Since it is not necessary to perform an operation for performing the operation, the position where the contact force is measured can be easily and accurately confirmed.
本形態では、タイヤに取付けられるピン６が例として二個であったが、少なくとも一個以上のピン６がプレート１４に接する位置に取付けられていればよい。ピン６が三個以上でもよい。目印となるピン６が増えることで精度向上が見込める。その場合、好ましくは、少なくとも二個のピン６がプレート１４に接する位置に取り付けられる。さらに好ましくは、接地力が計測されるよりも前に、少なくとも一個のピン６の荷重がプレート１４に接地し、さらに接地力が計測された後に、少なくとも一個のピン６の荷重が、プレート１４に接地するよう、ピン６が取り付けられると良い。プレート１４に接したピン６が三個以上であっても、その中の二つを選択することで、同様に周方向のタイヤ接地力計測位置Ｒを特定することができる。 In the present embodiment, the number of the pins 6 attached to the tire is two as an example, but it is sufficient that at least one or more pins 6 are attached to a position in contact with the plate 14. Three or more pins 6 may be used. Accuracy improvement can be expected by increasing the number of pins 6 serving as marks. In that case, preferably, at least two pins 6 are attached at positions where they contact the plate 14. More preferably, the load of at least one pin 6 contacts the plate 14 before the contact force is measured, and the load of at least one pin 6 is applied to the plate 14 after the contact force is measured. Preferably, the pin 6 is attached so as to be grounded. Even if there are three or more pins 6 in contact with the plate 14, by selecting two of them, the tire contact force measurement position R in the circumferential direction can be similarly specified.
本実施形態では、一つ目のピン６Ａはタイヤ接地力が計測される前にプレート１４に接し、二つ目のピン６Ｂはタイヤ接地力が計測された後にプレート１４に接する位置であったが、二つのピン６が、共にタイヤ接地力が計測される前にプレート１４に接した場合も、同様に周方向のタイヤ接地力計測位置Ｒを特定することができる。タイヤ接地力が計測された後に、二つのピン６が共にプレート１４に接した場合でも同様である。 In the present embodiment, the first pin 6A contacts the plate 14 before the tire contact force is measured, and the second pin 6B contacts the plate 14 after the tire contact force is measured. Also, when the two pins 6 come into contact with the plate 14 before the tire contact force is measured, the circumferential tire contact force measurement position R can be similarly specified. The same is true even when the two pins 6 are both in contact with the plate 14 after the tire contact force is measured.
また、プレート１４に接したピン６が一個であった場合、Ｌ１＝Ｌ３から直接求めることができる。プレート１４に接したピン６が二個以上である場合は、タイヤ１２のすべりまでも考慮に入れるため、精度良く周方向のタイヤ接地力計測位置Ｒを求めることができる。 When only one pin 6 is in contact with the plate 14, it can be obtained directly from L1 = L3. When the number of the pins 6 in contact with the plate 14 is two or more, since the slip of the tire 12 is taken into consideration, the circumferential tire contact force measurement position R in the circumferential direction can be obtained with high accuracy.
さらに、制御装置２４に過去の計測結果を記憶させ、繰り返し試験を行った際に、同じタイヤ接地力計測位置であるかの合否判定や、結果の平均化なども行うことが可能である。 Further, it is possible to cause the control device 24 to store the past measurement results and determine whether or not the tire contact force measurement positions are the same at the same time, and average the results when performing a repeated test.
さらに、接地力計測位置の確認が可能であるため、ステップ６で繰り返しの計測を行う際に、周方向あるいは幅方向に少しずつずらしてスタート位置を調整し（ステップ２）、接地力を計測することで、トレッドパターンが接地力に与える影響が確認できる。トレッドパターンには横溝と縦溝が存在するため、周方向計測位置を知ることで、横溝の影響を確認でき、幅方向の計測位置を確認することで、縦溝の影響を確認できる。接地力センサの位置分解能は接地力センサ間距離であるが、実質的に位置分解能を向上させることができる。 Further, since the contact force measurement position can be confirmed, the start position is adjusted by slightly shifting in the circumferential direction or the width direction at the time of performing repeated measurement in step 6 (step 2), and the contact force is measured. Thus, the effect of the tread pattern on the contact force can be confirmed. Since the tread pattern has a horizontal groove and a vertical groove, the influence of the horizontal groove can be confirmed by knowing the measurement position in the circumferential direction, and the influence of the vertical groove can be confirmed by checking the measurement position in the width direction. Although the position resolution of the contact force sensor is the distance between the contact force sensors, the position resolution can be substantially improved.
以上、本発明の実施形態及び変形例を述べたが、形態及び変形例を当業者の知識に基づいて組み合わせることも可能であり、そのような形態は本発明の範囲に含まれる。 Although the embodiments and the modified examples of the present invention have been described above, the forms and the modified examples can be combined based on the knowledge of those skilled in the art, and such forms are included in the scope of the present invention.
２ タイヤ接地力計測装置
６ ピン
６Ａ （一つ目の）ピン
６Ｂ （二つ目の）ピン
１０ プレートセンサユニット
１２ タイヤ
１４ プレート
１４Ａ プレート凹部
１６ 荷重センサ
１８ 接地力センサ
１８Ａ 起歪体
１８Ｂ 歪ゲージ
２０ ベース
２２ 路面
２２Ａ 凹部
２４ 制御装置
２６ 表示装置
Ｄ 距離
Ｇ タイヤ荷重重心
ＧＰ （ピン６がプレートに接した時の）タイヤ荷重重心
ＧＰＡ （ピン６Ａがプレートに接した時の）タイヤ荷重重心
ＧＰＢ （ピン６Ｂがプレートに接した時の）タイヤ荷重重心
ＧＳ （接地力計測の時の）タイヤ荷重重心
ＧＴ タイヤ荷重重心の軌跡
Ｌ１ ＧＳからＧＰＡまでの距離
Ｌ２ ＧＳからＧＰＢまでの距離
Ｌ３ Ｒから６Ａまでのタイヤ周方向距離
Ｌ４ Ｒから６Ｂまでのタイヤ周方向距離
Ｒ （周方向の）接地力計測位置
2 Tire contact force measuring device 6 Pin 6A (first) pin 6B (second) pin 10 Plate sensor unit 12 Tire 14 Plate 14A Plate recess 16 Load sensor 18 Contact force sensor 18A Flexure element 18B Strain gauge 20 Base 22 Road surface 22A Recess 24 Control device 26 Display device D Distance G Tire load center of gravity GP Tire load center of gravity GPA (when pin 6 is in contact with the plate) Tire load center of gravity GPB (when pin 6A is in contact with the plate) Tire load center of gravity GS (when 6B touches the plate) Tire load center of gravity GT (at the time of contact force measurement) Tire load center of gravity L1 Distance from GS to GPA L2 Distance from GS to GPB L3 R to 6A Tire circumferential distance L4 Tire circumferential distance R from R to 6B Contacting force measurement position (in the circumferential direction)
Claims (4)
前記プレートに埋設状態で固定され、前記タイヤが接した際に接地力を計測する接地力センサと、
前記プレートにかかる荷重を計測する少なくとも３以上の荷重センサと、
前記タイヤ外周面に取付けられる衝撃付与部材と、
を備えたことを特徴とするタイヤ接地力計測装置。 A plate buried on the road where the tires touch the ground,
A grounding force sensor fixed in the embedded state to the plate and measuring a grounding force when the tire comes into contact with the tire,
At least three or more load sensors for measuring a load applied to the plate,
An impact applying member attached to the tire outer peripheral surface,
A tire contact force measuring device comprising:
ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ接地力計測装置。 The impact imparting member is at least two or more, and each is attached to the tire at a distance in the circumferential direction,
The tire contact force measuring device according to claim 1, wherein:
前記プレートに埋設状態で固定され、前記タイヤが接した際に接地力を計測する接地力センサと、
前記プレートにかかる荷重を計測する少なくとも３以上の荷重センサと、
前記タイヤ外周面に取付けられる衝撃付与部材と、
を備えたタイヤ接地力計測装置を用いて、タイヤ上の接地力計測位置を算出する方法であって、
前記衝撃付与部材が前記プレートに接した時のタイヤ荷重重心、及び前記接地力センサで接地力を計測した時のタイヤ荷重重心を算出し、
これら二つのタイヤ荷重重心の位置関係を参照することで、接地力を計測したタイヤの位置を算出する、
ことを特徴とするタイヤの接地力計測方法。 A plate buried on the road where the tires touch the ground,
A grounding force sensor fixed in the embedded state to the plate and measuring a grounding force when the tire comes into contact with the tire,
At least three or more load sensors for measuring a load applied to the plate,
An impact applying member attached to the tire outer peripheral surface,
A method for calculating a contact force measurement position on a tire using a tire contact force measurement device having
Calculate the tire load center of gravity when the impact applying member contacts the plate, and the tire load center of gravity when measuring the contact force with the contact force sensor,
By referring to the positional relationship between these two tire load centers of gravity , calculate the position of the tire that measured the contact force,
A method for measuring a contact force of a tire, comprising:
少なくとも２以上の前記衝撃付与部材が前記プレートに接した時のタイヤ荷重重心を算出する、
ことを特徴とする請求項３に記載のタイヤの接地力計測方法。 As the tire contact force measuring device, a device in which the impact imparting members are at least two or more and are attached to the tire while being separated from each other in a circumferential direction,
Calculate the center of gravity of the tire load when at least two or more of the impact applying members contact the plate,
The method for measuring a contact force of a tire according to claim 3, wherein:
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