JP6782622B2 - タイヤの接地状態測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの接地面圧及び接地面形状を測定可能なタイヤの接地状態測定装置に関する。

タイヤの接地面圧を計測する装置として、特許文献１には、走行面と、走行面にタイヤを接地させ且つ転動させるタイヤ駆動装置と、測定用シートとして圧力センサシートと、圧力センサシートを覆う保護シートと、保護シートに対してタイヤ進行方向に張力を加える前後張力付加機構と、を有する装置が開示されている。

圧力センサシートは、面に垂直な方向には強度を有するものの、せん断力に弱い。タイヤの制動、駆動、旋回、スリップ角やキャンバー角が設定されている場合には、圧力センサシートにせん断力が作用するために、保護シートで保護する必要がある。タイヤの転動によって保護シードが動かないようにするために、前後張力付加機構によって、保護シートに対してタイヤ進行方向に張力を付加している。

特開２０１３−２１７７２６号公報

前後張力付加機構によって保護シートを引っ張る必要があるが、タイヤが進行方向に進むので、前後張力付加機構がタイヤの進行を邪魔しないようにする必要がある。そのために、特許文献１では、タイヤの走行面よりも保護シートを長くして、タイヤ走行面よりも外側に前後張力付加機構を配置している。この構成では、装置がタイヤ進行方向に大きくなってしまう。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、装置を小型化可能なタイヤの接地状態測定装置を提供することである。

本発明は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。

すなわち、本発明のタイヤの接地状態測定装置は、
走行面と、
前記走行面にタイヤを接地させ且つ転動させるタイヤ駆動装置と、
前記走行面の一部領域に載置され、タイヤの接地状態を測定するための測定用シートと、
前記測定用シートを覆う保護シートと、
前記保護シートに対してタイヤ進行方向に沿った張力を加える前後張力付加機構と、を備え、
前記走行面には、前記測定用シートのタイヤ進行方向の遅れ側及び進み側の少なくとも一方に、前記保護シートを走行面よりも下方に導く空間が形成されており、前記前後張力付加機構は、前記保護シートのタイヤ進行方向の少なくとも一端を前記走行面の下方から引っ張るように構成され、
前記空間の上部開口は、前記走行面と面一となるように配置される上蓋で部分的に塞がれているものである。

このように、走行面には、測定用シートのタイヤ進行方向の遅れ側及び進み側の少なくとも一方に、保護シートを走行面よりも下方に導く空間が形成されており、前後張力付加機構は、保護シートのタイヤ進行方向の少なくとも一端を走行面の下方から引っ張るので、タイヤの駆動開始時又は制動時のいずれかにおいて、前後張力付加機構がタイヤの走行に干渉せず、保護シートを必要な最低長さに設定でき、装置を小型化することが可能となる。また、走行面に形成された空間の上部開口は、走行面と面一となるように配置される上蓋で部分的に塞がれているため、走行面の路面状態を均一にすることができ、走行面に空間を形成したことの不具合はない。

本発明における第１実施形態のタイヤ接地状態測定装置を示す側面図 第１実施形態のタイヤ接地状態測定装置を示す平面図 図２ＡにおけるＡ−Ａ部位断面図 図２Ｂに示すタイヤ接地状態測定装置の要部拡大図 保護シートの平面図 第２実施形態のタイヤ接地状態測定装置を示す平面図 第３実施形態のタイヤ接地状態測定装置を示す平面図 第４実施形態のタイヤ接地状態測定装置を示す平面図 図７ＡにおけるＢ−Ｂ部位断面図 第５実施形態の保護シートの平面図

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態のタイヤの接地状態測定装置について、図面を参照して説明する。

図１、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、タイヤの接地状態測定装置は、タイヤＴを走行させるための走行面１と、走行面１にタイヤＴを接地させ且つ転動させるタイヤ駆動装置２と、走行面１の一部領域Ａｒ１に載置され、タイヤＴの接地状態を測定するための測定用シート３と、測定用シート３を覆う保護シート４と、を有する。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、走行面１は、平面視で矩形状をなし、測定領域Ａｒ１及び走行領域Ａｒ２を有する。本実施形態では、測定領域Ａｒ１のタイヤ進行方向ＭＤの遅れ側及び進み側の両側に走行領域Ａｒ２が設定されているが、これに限定されない。測定領域Ａｒ１のタイヤ進行方向ＭＤの遅れ側のみに走行領域Ａｒ２があってもよいし、測定領域Ａｒ１のタイヤ進行方向ＭＤの進み側のみに走行領域Ａｒ２があってもよい。

図１に示すように、タイヤ駆動装置２は、タイヤＴを走行面１に押圧して接地させ、タイヤ進行方向ＭＤに沿ってスライド移動することで、タイヤＴを転動させる。本実施形態では、走行面１を固定としてタイヤ駆動装置２がスライド移動する。走行面１とタイヤ駆動装置２が相対的に移動可能であれば、これに限定されない。例えば、タイヤ駆動装置２を固定とし走行面１を動かしてもよい。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、測定用シート３は、走行面１の一部領域（測定領域Ａｒ１）に載置され、固定される。本実施形態では、測定用シート３は、測定領域Ａｒ１の走行面１に埋設され、測定用シート３の上面と走行領域Ａｒ２の走行面１とが略面一となるようにしている。また、本実施形態では、測定用シート３は、圧力に応じた電気信号を出力する既知の圧力センサシートであるが、これに限定されない。例えば、撮像した画像から圧力を計測する方法において使用される、撮像用シートでもよい。このシートは表面に微小突起を有し、圧力に応じて微小突起の潰れ具合が変わり、微小突起の潰れ具合に応じて画像に明暗ができることを利用した既知の測定方法である。

保護シート４は、測定用シート３を保護するために設けられ、或る程度の強度を有する。保護シート４の材料としては、例えば、ポリカーボネートが挙げられるが、これに限定されない。厚みは、０．５ｍｍ以下が好ましい。

保護シート４は、図４に示すように平面視で十字状に形成されている。保護シート４の四方の突出端には、取付プレート４０がそれぞれ固定されている。取付プレート４０は、一対の矩形状のプレートで構成され、一対のプレートで保護シート４を両面から挟み込んで固定する。取付プレート４０には、後述するネジ５０で固定するための貫通孔が形成されている。この例では、一つの取付プレート４０に貫通孔が２個ずつ設けられているが、これに限定されず、３個以上設けられてもよい。

走行面１には、測定用シート３のタイヤ進行方向ＭＤの両側に、保護シート４を走行面１よりも下方に導く空間６が形成されている。空間６は、タイヤ進行方向ＭＤに直交して延びる溝となっている。

前後張力付加機構５は、保護シート４のタイヤ進行方向ＭＤの両端を走行面１の下方から引っ張ることで、保護シート４に対してタイヤ進行方向ＭＤに沿った張力を付加する。張力を付加する方法としては、図２Ｂ及び図３に示すように、保護シート４に固定された取付プレート４０をネジ５０で空間６の底部に固定して、保護シート４に適切な張力が加わるようにすればよい。このとき、ネジ５０の締め代によって保護シート４に付加する張力の大きさを調整することができる。

空間６の上部開口のうち測定用シート３に面する開口縁６ａは、図３に示すように丸められている。言い換えると、測定用シート３が載置された測定領域Ａｒ１の走行面１と、空間６とは、滑らかな曲面にて接続されている。これにより、保護シート４のタイヤ進行方向ＭＤの両端を下方から引っ張る際、保護シート４に対してスムーズに張力を付加することができる。すなわち、開口縁６ａが角張っている場合、保護シート４が折れて保護シート４に適切に張力を付加することができないが、開口縁６ａを丸めることで保護シート４の折れを防ぐことができる。

空間６の上部開口は、走行面１と面一となるように配置される上蓋９で部分的に塞がれている。これにより、走行面１の路面状態を均一にすることができる。上蓋９は、上部開口の開口縁６ａに対向する開口縁６ｂに固定される。上蓋９は、開口縁６ｂに形成された凹部に不図示のネジ等によって固定される。また、上蓋９と保護シート４との間には、わずかな隙間を設けており、上蓋９は保護シート４の移動を阻害しない。

さらに、保護シート４に対して、タイヤ進行方向ＭＤに直交する幅方向ＷＤに張力を加える幅方向張力付加機構７が設けられている。幅方向張力付加機構７は、前後張力付加機構５と同様に構成されている。すなわち、走行面１には、測定用シート３の幅方向ＷＤの両側に、保護シート４を走行面１よりも下方に導く空間８が形成されており、幅方向張力付加機構７は、保護シート４の幅方向ＷＤの両端を走行面１の下方から引っ張るように構成されている。

＜第２実施形態、第３実施形態、第４実施形態、第５実施形態、その他の変形例＞
保護シート４の形状は平面視十字状（図２Ａ参照）に限定されるものではなく、平面視で矩形状（図５参照）、又は、円形状でもよい。

また、幅方向張力付加機構７を、従来と同様に、水平方向に沿って引っ張るように構成してもよい。また、図５に示す第２実施形態のように幅方向張力付加機構を設けなくてもよい。空間６の形状は、図２Ａに示す第１実施形態のように走行面１内で終端する溝でもよく、図５に示す第２実施形態のように、走行面１の端に開口するスリットでもよい。

また、空間６の幅方向ＷＤの両端と、空間８のタイヤ進行方向ＭＤの両端とを連結し、図６に示す第３実施形態のように全体として平面視でロ字状の空間としてもよい。このとき、上蓋９もロ字状とする。

上記第１実施形態（図２Ａ、図２Ｂ）、第２実施形態（図５）、及び第３実施形態（図６）では、走行面１は、測定用シート３のタイヤ進行方向ＭＤの遅れ側及び進み側の両側に空間６が形成されているが、図７Ａ及び図７Ｂに示す第４実施形態のようにどちらか一方のみに空間６を形成してもよい。図７Ａ及び図７Ｂの例では、測定用シート３のタイヤ進行方向ＭＤの遅れ側のみに空間６を形成している。

また、上記の実施形態では、保護シート４に直接張力を付加しているが、保護シート４のタイヤ進行方向ＭＤの少なくとも一端に弾性シート４１の一端が接続されており、前後張力付加機構５は、弾性シート４１の他端を引っ張ることで保護シート４に張力を加えるようにしてもよい。また、図８に示す第５実施形態のように、平面視矩形状の保護シート４のタイヤ進行方向ＭＤの両端及び幅方向ＷＤの両端にそれぞれ弾性シート４１の一端を接続し、さらに隣り合う弾性シート４１同士を接続することで、保護シート４を取り囲むように弾性シート４１を配置するようにしてもよい。なお、弾性シート４１の材料としてはゴムが好ましいが、これに限定されない。

以上のように、本実施形態のタイヤの接地状態測定装置は、
走行面１と、
走行面１にタイヤＴを接地させ且つ転動させるタイヤ駆動装置２と、
走行面１の一部領域Ａｒ１に載置され、タイヤＴの接地状態を測定するための測定用シート３と、
測定用シート３を覆う保護シート４と、
保護シート４に対してタイヤ進行方向ＭＤに沿った張力を加える前後張力付加機構５と、を備え、
走行面１には、測定用シート３のタイヤ進行方向ＭＤの遅れ側及び進み側の少なくとも一方に、保護シート４を走行面１よりも下方に導く空間６が形成されており、前後張力付加機構５は、保護シート４のタイヤ進行方向ＭＤの少なくとも一端を走行面１の下方から引っ張るように構成され、
空間６の上部開口は、走行面１と面一となるように配置される上蓋９で部分的に塞がれている。

この構成によれば、タイヤの駆動開始時又は制動時のいずれかにおいて、前後張力付加機構５がタイヤＴの走行に干渉せず、保護シート４を必要な最低長さに設定でき、装置を小型化することが可能となる。

本実施形態では、空間６の上部開口の開口縁のうち測定用シート３に面する開口縁６ａは、丸められている。

この構成によれば、保護シート４のタイヤ進行方向ＭＤの少なくとも一端を下方から引っ張る際、保護シート４に対してスムーズに張力を付加することができる。

本実施形態では、保護シート４のタイヤ進行方向ＭＤの少なくとも一端に弾性シート４１の一端が接続されており、前後張力付加機構５は、弾性シート４１の他端を引っ張ることで保護シート４に張力を加えている。

この構成によれば、空間６の開口縁６ａに接触する部分を弾性シート４１とすることができるため、保護シート４の歪や破断を防ぐことができる。

本実施形態では、保護シート４に対して、タイヤ進行方向ＭＤに直交する幅方向ＷＤに張力を加える幅方向張力付加機構７を備えている。

この構成によれば、保護シート４に対して幅方向ＷＤに張力を加えるので、タイヤＴを旋回させつつ制動又は駆動開始させても、保護シート４で測定用シート３を保護することが可能となる。

本実施形態では、走行面１には、測定用シート３の幅方向ＷＤの両側に、保護シート４を走行面１よりも下方に導く空間８が形成されており、幅方向張力付加機構７は、保護シート４の幅方向ＷＤの両端を走行面１の下方から引っ張るように構成されている。

この構成によれば、保護シート４に対して幅方向ＷＤに張力を加える幅方向張力付加機構７が走行面１よりも下方に配置されるので、装置を小型化することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…走行面
２…タイヤ駆動装置
３…測定用シート
４…保護シート
５…前後張力付加機構
６…空間
７…幅方向張力付加機構
８…空間
９…上蓋
Ｔ…タイヤ
ＭＤ…タイヤ進行方向
ＷＤ…幅方向

Claims (4)

1. 走行面と、
   前記走行面にタイヤを接地させ且つ転動させるタイヤ駆動装置と、
   前記走行面の一部領域に載置され、タイヤの接地状態を測定するための測定用シートと、
   前記測定用シートを覆う保護シートと、
   前記保護シートに対してタイヤ進行方向に沿った張力を加える前後張力付加機構と、を備え、
   前記走行面には、前記測定用シートのタイヤ進行方向の遅れ側及び進み側の少なくとも一方に、前記保護シートを走行面よりも下方に導く空間が形成されており、前記前後張力付加機構は、前記保護シートのタイヤ進行方向の少なくとも一端を前記走行面の下方から引っ張るように構成され、
   前記空間の上部開口は、前記走行面と面一となるように配置される上蓋で部分的に塞がれている、タイヤの接地状態測定装置。
2. 前記上部開口の開口縁のうち前記測定用シートに面する開口縁は、前記走行面と前記空間とを滑らかな曲面で接続するように丸められている、請求項１に記載のタイヤの接地状態測定装置。
3. 前記保護シートのタイヤ進行方向の少なくとも一端に弾性シートの一端が接続されており、前記前後張力付加機構は、前記弾性シートの他端を引っ張ることで前記保護シートに張力を加える、請求項１又は２に記載のタイヤの接地状態測定装置。
4. 前記保護シートに対して、タイヤ進行方向に直交する幅方向に沿った張力を加える幅方向張力付加機構を備えている、請求項１〜３の何れかに記載のタイヤの接地状態測定装置。

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