JP6965180B2 - スタッドピンの抜け荷重計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、スタッドピンの抜け荷重計測装置に関する。

トレッド部にスタッドピンが埋設された空気入りタイヤが知られている。スタッドピンは、トレッド部に形成されたスタッドピン孔に埋設されて、この内周壁面による緊迫力により保持されている。スタッドピンのスタッドピン孔からの耐抜け性を、スタッドピンを空気入りタイヤから引き抜く際の抜け荷重により評価する場合がある。

図１１は、従来例に係るスタッドピンの抜け荷重の計測方法を概念的に示す図である。図１１に示すように、スタッドピンの抜け荷重は、スタッドピン１００が埋設された空気入りタイヤ１５０を、実車両に装着した状態で評価するのではなく、タイヤ単体で評価されていた。具体的には、スタッドピン１００の頂部に例えばネジ込みにより取り付けられたフック１２０を、スタッドピン１００の軸線方向に引っ張り、スタッドピン孔１１０から引き抜かれた際の抜け荷重を荷重計測器１３０により計測する。計測されたスタッドピンの抜け荷重に基づいて、スタッドピン１００の耐抜け性が評価されている。

しかしながら、実車にタイヤが装着された状態では、スタッドピンには、軸線方向に作用する力の他、路面からの接線方向（タイヤ周方向）への力や、旋回時等にタイヤ幅方向への力が作用する。このため、例えば、スタッドピンが軸線方向には抜け難い一方でタイヤ周方向には抜け易い場合等、軸線方向における抜け荷重による評価では、実車におけるスタッドピンの耐抜け性を精度よく評価できない場合がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、スタッドピンの抜け荷重を、この軸線方向以外の方向において計測することができるスタッドピンの抜け荷重計測装置を提供することを課題とする。

本発明は、
スタッドピンが埋設された空気入りタイヤが支持されるタイヤ支持部と、
前記空気入りタイヤに対して、このタイヤ軸線の延在方向である第１方向に直交する第２方向に離間した位置に配置された荷重計測器と、
前記荷重計測器と前記スタッドピンとを前記第２方向に接続する接続部材とを備え、
前記タイヤ支持部に前記空気入りタイヤが支持された状態で、前記荷重計測器を前記タイヤ支持部に対して前記第２方向に離間させて前記接続部材を介して前記スタッドピンを前記空気入りタイヤから引き抜く際の抜け荷重が前記荷重計測器によって計測される、スタッドピンの抜け荷重計測装置であって、
前記第１方向及び前記第２方向それぞれに直交する方向を第３方向として、
前記荷重計測器側から前記タイヤ支持部側を前記第２方向に見て、前記荷重計測器は、前記タイヤ軸線から前記第３方向に離間して位置するスタッドピンに対向するように、前記第３方向における位置が調整可能に構成されている。

本発明によれば、第２方向から見たときにタイヤ軸線から第３方向に離間して位置するスタッドピンに対応して位置するように、荷重計測器は第３方向における位置が調整される。ここで、スタッドピンは、第２方向から見てタイヤ軸線から第３方向に離間した位置に配置されているので、空気入りタイヤのラジアル方向に延びるスタッドピンの軸線方向はタイヤ内径側に向かって、第２方向に対してタイヤ軸線に向かうように傾斜している。

この結果、接続部材は、スタッドピンの軸線方向に対して角度差を有するように第２方向に延びるように配設される。その結果、スタッドピンは、この軸線方向から傾斜した第２方向に引き抜かれるので、該傾斜した第２方向におけるスタッドピンの抜け荷重が計測される。換言すれば、スタッドピンの抜け荷重を、該スタッドピンが埋設された部分におけるラジアル方向とは異なる方向において計測することができる。

好ましくは、前記荷重計測器側から前記タイヤ支持部側を前記第２方向に見て、前記荷重計測器は、前記タイヤ軸線に対向する位置から前記タイヤの第３方向における両端部に対向する位置まで、前記第３方向における位置が調整可能に構成されている。

本構成によれば、荷重計測部をタイヤ軸線に対向する位置に配置した場合には、スタッドピンの軸線方向（すなわちタイヤに対してラジアル方向）における抜け荷重を計測することができる。また、荷重計測部を空気入りタイヤの第３方向における両端部に対向する位置に配置した場合にはスタッドピンのタイヤ周方向における抜け荷重を計測することができる。すなわち、第２方向から見てスタッドピンを空気入りタイヤの第３方向における任意の位置に配置することにより、スタッドピンの抜け荷重を、ラジアル方向からタイヤ周方向までの間の任意の方向において計測することができる。

また、好ましくは、前記タイヤ支持部は、ここに支持される前記空気入りタイヤを、このタイヤ軸周りに回転させるとともに、所望の回転位置に保持可能に構成されている。

本構成によれば、空気入りタイヤをタイヤ支持部に取り付けた状態で、スタッドピンを第２方向から見てタイヤ軸から第３方向に離間した位置に容易に配置できる。

また、好ましくは、前記荷重計測器の前記第２方向への移動量を計測する移動量計測部を更に備え、
前記移動量計測部は、前記荷重計測器による前記抜け荷重の計測と同期して、前記移動量を計測する。

本構成によれば、スタッドピンの抜け荷重と変位とを同期して計測することにより、変位が少ない場合にはスタッドピン孔の剛性が高くスタッドピンの保持力が高いと判断でき、変位が大きくても保持力がある場合にはスタッドピン孔の底部の噛み合わせがよくてスタッドピンの保持力が高いと判断できる。また、変位が大きくて引き抜け荷重が小さい場合には、スタッドピンが埋設された陸部の剛性が低いと判断できるので、スタッドピンの埋設位置を陸部のうち剛性が高い部分に埋設するように変更することにより、スタッドピンの抜け荷重を向上させることができる。すなわち、陸部におけるスタッドピンの埋設位置を評価できる。

また、好ましくは、前記タイヤ支持部は、前記第３方向に平行な第１軸周りに回転可能に構成されている。

本構成によれば、タイヤ支持部を第１軸周りに回転させることにより、接続部材をスタッドピンに対してタイヤ幅方向に傾斜させることができる。これにより、スタッドピンの抜け荷重を、タイヤ幅方向に傾斜した方向において計測することができる。

また、好ましくは、前記タイヤ支持部は、前記タイヤ軸線が第１方向に沿って延びる第１軸第１回動位置と、前記タイヤ軸線が第２方向に沿って延びる第１軸第２回動位置とにおいて、前記第１軸周りの回動が固定されるように構成されている。

本構成によれば、タイヤ支持部を第１軸第２回動位置に位置させることにより、スタッドピンの抜け荷重を、この軸線方向に対して直角をなすタイヤ幅方向において計測することができる。

また、好ましくは、前記タイヤ支持部は、前記第１軸周りにおいて、前記第１軸第１回動位置と前記第１軸第２回動位置との間の任意の回動位置に保持可能に構成されている。

本構成によれば、スタッドピンの抜け荷重を、ラジアル方向からタイヤ幅方向までの間の任意の方向において計測することができる。なお、タイヤ支持部を第１軸周りに回転させることによって、第１方向を実車の天地方向とした場合のキャンバー角を模擬したタイヤ姿勢を実現でき、実車装着状態により近い状態におけるスタッドピンの抜け荷重を計測することができる。

また、好ましくは、前記タイヤ支持部は、前記第１方向に平行な第２軸周りに回転可能に構成されている。

本構成によれば、タイヤ支持部を第２軸周りに回転させることにより、接続部材をスタッドピンの軸線方向に対して、タイヤ周方向及び／又はタイヤ幅方向に傾斜させることができる。これにより、スタッドピンの抜け荷重を、接地面内に傾斜した方向において計測することができる。

また、好ましくは、前記タイヤ支持部は、前記タイヤ軸線が第２方向に沿って延びる第２軸第１回動位置と、前記タイヤ軸線が第３方向に沿って延びる第２軸第２回動位置とにおいて、前記第２軸周りの回転が固定されるように構成されている。

本構成によれば、タイヤ支持部を第２軸第２回動位置に位置させることにより、スタッドピンの抜け荷重をタイヤ周方向に傾斜した方向において計測することができる。

また、好ましくは、前記タイヤ支持部は、前記第２軸周りにおいて、前記第２軸第１回動位置と前記第２軸第２回動位置との間の任意の回転位置に固定可能に構成されている。

本構成によれば、スタッドピンの抜け荷重を、タイヤ幅方向からタイヤ周方向までの任意の方向において計測することができる。なお、タイヤ支持部を第２軸周りに回転させることにより、スリップ角及び操舵時を模擬したタイヤ姿勢を実現でき、実車装着状態により近い状態におけるスタッドピンの抜け荷重を計測することができる。

本発明に係るスタッドピンの抜け荷重計測装置よれば、スタッドピンの抜け荷重を、この軸線方向以外の方向において計測することができる。

第１実施形態に係るスタッドピンの抜け荷重計測装置の側面図。 図１の平面図。 種々の位置におけるスタッドピンの抜け荷重の計測を示す平面図。 第２実施形態に係るスタッドピンの抜け荷重計測装置の側面図。 第２実施形態の変形例に係るタイヤ支持部の周辺を示す平面図。 タイヤ支持部が第１軸第２回動位置の近傍に位置する場合のスタッドピンの抜け荷重計測を示す側面図。 第３実施形態に係るスタッドピンの抜け荷重の計測装置の平面図。 第３実施形態の変形例に係るタイヤ支持部の周辺を示す側面図。 第３実施形態の更なる変形例に係るタイヤ支持部の周辺を示す側面図。 タイヤ支持柱が第２軸第１回動位置の近傍に位置する場合のスタッドピンの抜け荷重計測を示す平面図。 タイヤ支持柱が第２軸第２回動位置の近傍に位置する場合のスタッドピンの抜け荷重計測を示す平面図。 従来例に係るスタッドピンの抜け荷重の計測方法を示す概念図。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。

（第１実施形態）
図１は本発明の一実施形態に係るスタッドピンの抜け荷重計測装置１の側面図であり、図２は同平面図である。以下の説明では、図１における上下方向及び左右方向を抜け荷重計測装置１の上下方向及び前後方向とそれぞれ称し、図２における左右方向及び上下方向を抜け荷重計測装置１の前後方向及び右左方向とそれぞれ称する。

図１に示されるように、抜け荷重計測装置１は、前後方向に延びる装置フレーム２と、この前端部に配置されたタイヤ支持部１０と、装置フレーム２の後端部に配置された荷重計測部３０とを有している。スタッドピン７（図２参照）が埋設された空気入りタイヤ８は、タイヤ軸線ＴＣが上下方向に延びる姿勢でタイヤ支持部１０によって支持され、スタッドピン７の空気入りタイヤ８からの引き抜き荷重が荷重計測部３０によって計測される。

図２を併せて参照して、装置フレーム２は、前後方向に延びる左右一対のメインフレーム３と、この前端部それぞれにおいて上方に延びる左右一対の前部柱４とを有している。

タイヤ支持部１０は、左右一対の前部柱４の間に取り付けられて前方に延びる第１筐体１１と、この前端部から上方に延びるタイヤ支持柱１２と、この上端部にタイヤ支持柱に対して回転可能に設けられたタイヤ固定ハブ１３と、タイヤ支持柱１２の上部にブラケットを介して固着されたブレーキ装置１４とを有している。第１筐体１１は、前部柱４に相対変位不能に固定されている。

タイヤ固定ハブ１３は軸芯が上下方向に延びる円盤状の形態をなしており、この下面に拡径されたブレーキディスク１５が一体的に設けられている。タイヤ固定ハブ１３の上端面には、この軸芯に、空気入りタイヤ８がタイヤ軸線ＴＣを一致させた状態で、ホイール９を介して不図示の締結手段により固定されて支持されている。

ブレーキ装置１４は、ブレーキディスク１５を厚み方向（図１、図２において上下方向）に挟むように設けられており、作動時にブレーキディスク１５を厚み方向に把持して、ブレーキディスク１５のタイヤ支持柱１２周りの回転位置を固定する。すなわち、ブレーキ装置１４を作動させることにより、タイヤ固定ハブ１３がブレーキディスク１５を介してタイヤ支持柱１２周りにおいて回転不能に固定される。

荷重計測部３０は、左右一対のメインフレーム３の後端部に取り付けられて上方に延びるベース３１と、ベース３１の前面に対して上下方向に昇降可能に設けられた上下方向移動ユニット４０と、上下方向移動ユニット４０の上面に対して左右方向に移動可能に設けられた左右方向移動ユニット５０と、左右方向移動ユニット５０の上面に対して前後方向に移動可能に設けられた前後方向移動ユニット６０とを有している。

ベース３１は、直方体状のハウジング３２と、ハウジング３２の内側において上下方向に延びており軸線周りに回転可能に支持された上下方向ボールネジ３３と、ハウジング３２の上面に配置されており上下方向ボールネジ３３の上端部に連結されてこれと一体的に回転するハンドル３４と、ハウジング３２の前面に固着されて上下方向に延びる左右一対の上下方向スライドレール３５とを有する。

上下方向移動ユニット４０は、直方体状のハウジング４１と、ハウジング４１の後面に固着された左右一対のキャリッジ４２及びこれらの左右方向間に配置されたナット受け４３と、ハウジング４１の上面に固着されたテーブル４４とを有している。左右一対のキャリッジ４２はそれぞれ、左右一対の上下方向スライドレール３５にガイドされて上下方向に移動する。ナット受け４３は、ベース３１のハウジング３２の内側に突出しており、ここに上下方向に延びる雌ねじ部を有し、該雌ねじ部に上下方向ボールネジ３３が上下に貫通して螺合している。テーブル４４は水平方向に延びている。

すなわち、ベース３１のハンドル３４を回転させることによって、上下方向移動ユニット４０は、ナット受け３４を介して上下方向ボールネジ３３によりベース３１に対して上下方向へ移動させられると共に、その移動がキャリッジ４２を介して上下方向スライドレール３５によりガイドされる。

テーブル４４上には、左右方向に延びる前後一対の左右方向スライドレール４５と、これらの間において左右方向に延びており軸線周りに回転可能に支持された左右方向ボールネジ４６と、左右方向ボールネジ４６の左端部に連結されてこれと一体的に回転するハンドル４７とが配置されている。

左右方向移動ユニット５０は、水平方向に延びるテーブル５１と、テーブル５１の下面に固着された前後一対のキャリッジ５２及びこれらの前後方向間に配置されたナット受け５３とを有している。前後一対のキャリッジ５２はそれぞれ、前後一対の左右方向スライドレール４５にガイドされて左右方向に移動する。ナット受け５３は、左右方向に延びる雌ねじ部を有し、該雌ねじ部に左右方向ボールネジ４６が左右に貫通して螺合している。

すなわち、上下方向移動ユニット４０のハンドル４７を回転させることによって、左右方向移動ユニット５０が、ナット受け５３を介して左右方向ボールネジ４６により上下方向移動ユニット４０に対して左右方向へ移動させられると共に、その移動がキャリッジ５２を介して左右方向スライドレール４５によりガイドされる。

テーブル５１上には、前後方向に延びる左右一対の前後方向スライドレール５４と、これらの間において前後方向に延びており軸線周りに回転可能に支持された前後方向ボールネジ５５と、前後方向ボールネジ５５の後端部に連結されたモータ５６とが配置されている。モータ５６は、前後方向に延びる出力軸を有し、該出力軸の軸線を前後方向ボールネジ５５の軸線に一致させて配置されている。モータ５６は、駆動された際に出力軸を前後方向に延びる軸線周りに回転させる。

前後方向移動ユニット６０は、水平方向に延びるテーブル６１と、テーブル６１の下面に固着された左右一対のキャリッジ６２及びこれらの左右方向間に配置されたナット受け６３とを有している。左右一対のキャリッジ６２はそれぞれ、左右一対の前後方向スライドレール５４にガイドされて前後方向に移動する。ナット受け６３は、前後方向に延びる雌ねじ部を有し、該雌ねじ部に前後方向ボールネジ５５が前後に貫通して螺合している。

すなわち、モータ５６を駆動させることによって、前後方向移動ユニット６０が、ナット受け６３を介して前後方向ボールネジ５５により左右方向移動ユニット５０に対して前後方向に移動させられると共に、その移動がキャリッジ６２を介して前後方向スライドレール５４によりガイドされる。

テーブル６１上には、ロードセル（荷重計測器）６４が固着されている。ロードセル６４の前端部には、後述する接続部材６６が連結される連結部６５が設けられている。ロードセル６４は、接続部材６６を介して連結部６５に入力された荷重を計測する。なお、ロードセル６４として荷重の前後方向成分のみ計測するものを採用してもよい。

接続部材６６は、タイヤ支持部１０に支持された空気入りタイヤ８に埋設されたスタッドピン７とロードセル６４の連結部６５とを前後方向に接続する線状部材であり、軸線方向に延び難い部材であればよく、本実施形態では金属製のチェーンが採用されている。なお、接続部材６６と、ロードセル６４の連結部６５及びスタッドピン７それぞれとの連結は、適宜の連結手段を採用できる。例えば、スタッドピン７の頂部及び連結部６５にフック部又はリング部を設け、カラビナ等を用いて接続部材６６と連結するように構成してもよい。

また、抜け荷重計測装置１は、制御装置５を更に備えている。制御装置５は、ＣＰＵ、メモリ、記憶装置、および入出力装置を備えた周知のコンピュータと、コンピュータに実装されたソフトウエアとにより構成されている。制御装置５は、モータ５６の駆動を制御すると共に、ロードセル６４による計測結果が入力されるようになっている。

具体的には、制御装置５は、モータ５６の単位時間当たりの回転数（ｒｐｍ）を制御すると共に、その回転量が入力される。これにより前後方向移動ユニット６０の前後方向の移動速度を制御することができると共に、前後方向への移動量を計測することができる。

さらに、制御装置５には、前後方向移動ユニット６０の移動量の計測に同期させて、ロードセル６４による荷重の計測結果が入力される。すなわち、制御装置５は、接続部材６６を介してロードセル６４に入力される荷重と、前後方向移動ユニット６０の前後方向への移動量とを同期して計測する。

以下、抜け荷重計測装置１によるスタッドピン７の抜け荷重の計測について説明する。

図２に示されるように、空気入りタイヤ８をタイヤ支持部１０にする。このとき、ロードセル６４側からタイヤ支持部１０側を前後方向に見て、引き抜き荷重の計測対象となっているスタッドピン７Ａが、タイヤ軸線ＴＣに対して左右方向に離間して位置するように、空気入りタイヤ８はタイヤ軸線ＴＣ周りの回転位置に配置されている。この状態で、ブレーキ装置１４を作動させることにより、空気入りタイヤ８がタイヤ支持柱１２周りにおいて回転方向に固定されている。

次いで、ロードセル６４の連結部６５が計測対象のスタッドピン７Ａの頂部に前後方向に対向して位置するように、上下方向移動ユニット４０及び左右方向移動ユニット５０により前後方向移動ユニット６０の位置を上下方向及び左右方向に調整する。例えば、ロードセル６４の連結部６５が前後方向に対向する位置を照射するレーザー照射装置（不図示）を前後方向移動ユニット６０に設け、レーザー照射装置が照射する光が計測対象のスタッドピン７Ａの頂部を照射するように前後方向移動ユニット６０の位置を調整することにより、調整作業を容易化できる。

次いで、接続部材６６により、計測対象のスタッドピン７Ａとロードセル６４の連結部６５とを前後方向に接続する。ここで、ロードセル６４の連結部６５は計測対象のスタッドピン７Ａの頂部に前後方向に対向して位置しているので、これらを接続する接続部材６６は、前後方向に平行に延びることになる。

次いで、制御装置５によりモータ５６を駆動制御して、前後方向移動ユニット６０を後方へ移動させて、接続部材６６を介してスタッドピン７Ａに空気入りタイヤ８からの引き抜き力を加える。このとき、制御装置５は、スタッドピン７Ａが引き抜かれるまで、前後方向移動ユニット６０の後方への移動量と同期させて、ロードセル６４により計測されたスタッドピン７Ａの引き抜き荷重を記録する。

すなわち、本実施形態によれば、前後方向から見たときにタイヤ軸線ＴＣから右側に離間して位置するスタッドピン７Ａに対応して位置するように、ロードセル６４は左右方向における位置が調整される。ここで、スタッドピン７Ａは、前後方向から見てタイヤ軸線ＴＣから右方向に離間した位置に配置されているので、空気入りタイヤ８のラジアル方向に延びるスタッドピン７Ａの軸線方向はタイヤ内径側に向かって、タイヤ軸線に向かうように左側に傾斜している。

この結果、図３に示されるように、接続部材６６は、スタッドピン７Ａの軸線方法に対して角度差Ｘを有するように前後方向に延びるように配設されるので、スタッドピン７Ａをこの軸線方向から傾斜した前後方向に引き抜く際の荷重が計測される。換言すれば、スタッドピン７Ａの抜け荷重を、該スタッドピン７Ａが埋設された部分におけるラジアル方向に対して角度差Ｘで傾斜した方向において計測することができる。

また、タイヤ支持部１０は、空気入りタイヤ８をタイヤ軸線ＴＣ周りに回転させるとともに、ブレーキ装置１４により所望の回転位置に保持可能に構成されている。これにより、前後方向から見て、空気入りタイヤ８をタイヤ支持部１０に取り付けた状態で、スタッドピン７のタイヤ軸線ＴＣに対する左右方向の位置を容易に調整できる。また、ロードセル６４の連結部６５がスタッドピン７に前後方向に対向するように、前後方向移動ユニット６０の位置が左右方向及び上下方向に移動可能となるように構成されている。

例えば、図３に示されるように、前後方向から見て、スタッドピン７Ｂ及び７Ｃを空気入りタイヤ８の左右方向の両端部に位置させた場合、スタッドピン７Ｂ及び７Ｃの軸線方向（ラジアル方向）が左右方向に向く一方で、これに対して直交して接続部材６６は前後方向に延びている。すなわち、スタッドピン７Ｂ及び７Ｃに関して、空気入りタイヤ８のラジアル方向に対して直交する方向、すなわちタイヤ周方向に沿った方向における抜け荷重を計測することができる。

また、前後方向から見て、スタッドピン７Ｄを空気入りタイヤ８のタイヤ軸線ＴＣに対して前後方向に対向させて位置させた場合、スタッドピン７Ｄの軸線方向（ラジアル方向）が前後方向に向き、これは接続部材６６の延びる方向と一致している。すなわち、スタッドピン７Ｄに関して、空気入りタイヤ８のラジアル方向における抜け荷重を計測することができる。

よって、スタッドピン７を、前後方向から見て、空気入りタイヤ８のタイヤ軸線ＴＣに対して左右方向の任意の場所に位置させることにより、スタッドピン７の軸線と接続部材６６の延びる方向との間のなす角度を０°〜９０°まで任意の角度に設定することができる。これにより、スタッドピン７の抜け荷重を、タイヤ軸線ＴＣに直交する面内における任意の方向において、計測することができる。

また、スタッドピン７の抜け荷重と変位とを同期して計測することにより、変位が少ない場合にはスタッドピン孔の剛性が高くスタッドピン７の保持力が高いと判断でき、変位が大きくても保持力がある場合にはスタッドピン孔の底部の噛み合わせがよくてスタッドピン７保持力が高いと判断できる。また、変位が大きくて引き抜け荷重が小さい場合には、スタッドピン７が埋設された陸部の剛性が低いと判断できるので、スタッドピン７の埋設位置を陸部のうち剛性が高い部分に埋設するように変更することにより、スタッドピン７の抜け荷重を向上させることができる。すなわち、陸部におけるスタッドピン７の埋設位置を評価できる。

（第２実施形態）
図４〜図６を参照して、第２実施形態に係るスタッドピンの抜け荷重計測装置７０を説明する。抜け荷重計測装置７０は、第１実施形態に係る抜け荷重計測装置１に対して、タイヤ支持部１０が前後方向及び上下方向に平行な平面内を回動可能に構成されている点が異なっている。以下の説明では、上記第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図４はスタッドピンの抜け荷重計測装置７０の側面図である。図４に示されるように、荷重抜け装置７０において、タイヤ支持部１０は、左右方向に延びて第１筐体１１を左右に貫通する第１軸７１と、左右一対の前部柱４に取り付けられて第１軸７１をこの軸線周りに回転可能に支持する第１軸受け７２とを更に備えている。すなわち、タイヤ支持部１０は、前部柱４に対して、第１軸７１周りに前後方向及び上下方向に平行な平面内を回転可能に構成されている。

本実施形態では、タイヤ支持部１０は、第１筐体１１が前部柱４に対して第１軸７１周りに回動することにより、ここに支持される空気入りタイヤ８のタイヤ軸線ＴＣが上下方向に延びる第１軸第１回動位置と、タイヤ軸線ＴＣが前後方向に延びる第１軸第２回動位置との間を移動可能に構成されている。なお、タイヤ支持部１０は、第１筐体１１が前部柱４に対して、第１軸第１回動位置及び第１軸第２回動位置それぞれに保持されるように図示しないストッパを備えている。

図４において二点鎖線で示されるようにタイヤ支持部１０が第１軸第１回動位置に保持されている場合、上記第１実施形態と同様に、スタッドピン７の抜け荷重をタイヤ軸線ＴＣに直交する面内における任意の方向において計測することができる。

また、図４において実線で示されるようにタイヤ支持部１０が第１軸第２回動位置に保持されている場合、スタッドピン７は、前後方向に垂直な面内において空気入りタイヤ８のラジアル方向に延びているのに対して、接続部材６６は前後方向に延びている。この場合、接続部材６６が、スタッドピン７の軸線方向（ラジアル方向）に対して直交、すなわちタイヤ幅方向に延びるように配置されることになる。よって、スタッドピン７の抜け荷重をタイヤ幅方向において計測することができる。

図５は、第２実施形態の変形例に係るスタッドピンの抜け荷重装置７５の平面図であり、タイヤ支持部１０の周辺を示している。図５に示すように、抜け荷重装置７５は、第１位置決めモータ７６を更に有している。第１位置決めモータ７６は、出力軸を第１軸７１の軸芯に一致させて第１軸７１の左端部に連結されている。第１位置決めモータ７６は、制御装置５により制御されて出力軸を任意の回転角度位置に保持できるように構成されており、例えばステッピングモータを採用することができる。

スタッドピンの抜け荷重装置７５によれば、タイヤ支持部１０を第１軸第１回動位置と第１軸第２回動位置との間の任意の角度位置に保持できる。例えば、図６に示される側面視において、上下方向を実車の天地方向とした場合に、タイヤ支持部１０に支持された空気入りタイヤ８をタイヤ軸線ＴＣが後方に向かって下方に傾斜するように実車装着状態でのキャンバー角Ｙを模擬することもできる。すなわち、実車装着状態により近い状態におけるスタッドピンの抜け荷重を計測することができる。

（第３実施形態）
図７〜図１０を参照して、第３実施形態に係るスタッドピンの抜け荷重計測装置８０を説明する。抜け荷重計測装置８０は、第２実施形態に係る抜け荷重計測装置７０に対して、タイヤ支持部１０のタイヤ支持柱１２が水平方向に回動可能に構成されている点が異なっている。以下の説明では、上記第１及び第２実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図７はスタッドピンの抜け荷重計測装置８０の平面図である。図８に示されるように、荷重抜け装置８０において、タイヤ支持部１０は、上下方向に延びてタイヤ支持柱１２を上下に貫通する第２軸８１と、第１筐体１１に取り付けられて第２軸８１をこの軸線周りに回転可能に支持する第２軸受け８２とを更に備えている。すなわち、タイヤ支持部１０において、タイヤ支持柱１２は第１筐体１１に対して、第２軸８１周りに水平方向に回転可能に構成されている。

本実施形態では、タイヤ支持部１０は、タイヤ支持柱１２が第１筐体１１に対して第２軸８１周りに回動することにより、ここに支持される空気入りタイヤ８のタイヤ軸線ＴＣが前後方向及び上下方向に平行な面内を延びる第２軸第１回動位置と、タイヤ軸線ＴＣが左右方向に延びる第２軸第２回動位置との間を移動可能に構成されている。なお、タイヤ支持部１０は、タイヤ支持柱１２が第１筐体１１に対して、第２軸第１回動位置及び第２軸第２回動位置それぞれに保持されるように図示しないストッパを備えている。

図７において二点鎖線で示されるように、タイヤ支持部１０が第１軸第２回動位置に位置している状態でタイヤ支持柱１２が第２軸第１回動位置に保持されている場合、上記第２実施形態と同様に、スタッドピン７の抜け荷重をタイヤ幅方向において計測することができる。

また、図７において実線で示されるようにタイヤ支持部１０が第１軸第２回動位置に位置している状態でタイヤ支持柱１２が第２軸第２回動位置に保持されている場合、スタッドピン７は、左右方向に垂直な面内において空気入りタイヤ８のラジアル方向に延びているのに対して、接続部材６６は前後方向に延びている。この場合、接続部材６６が、スタッドピン７の軸線方向（ラジアル方向）に対して、左右方向に垂直、すなわちタイヤ軸線ＴＣに垂直な面内において角度差をもって延びるように配置されることになる。よって、スタッドピン７の抜け荷重をタイヤ軸線ＴＣに垂直な面内における任意の方向において計測することができる。

図８は、第３実施形態の変形例に係るスタッドピンの抜け荷重計測装置８５の側面図であり、タイヤ支持部１０の周辺を示している。図８に示すように、抜け荷重計測装置８５は、第２位置決めモータ８６を更に有している。第２位置決めモータ８６は、出力軸を第２軸８１の軸芯に一致させて第２軸８１の下端部に連結されている。第２位置決めモータ８６は、制御装置５により制御されて出力軸を任意の回転角度位置に保持できるように構成されており、例えばステッピングモータを採用することができる。

抜け荷重計測装置８５によれば、タイヤ支持柱１２を第２軸第１回動位置と第２軸第２回動位置との間の任意の角度位置に保持できる。

この他、図９に示される、更なる変形例に係るスタットピンの抜け荷重計測装置９０のように、第１位置決めモータ７６と第２位置決めモータ８６とを両方備えるように構成してもよい。これによって、タイヤ支持部１０を第１軸７１周りの任意の角度位置に保持しつつ、タイヤ支持柱１２を第２軸８１周りの任意の角度位置に保持できる。これにより、スタッドピンの抜け荷重を、より一層様々な方向において計測することができる。

例えば、図１０Ａに示すように、タイヤ支持部１０が第１軸第２位置に位置する状態で、第２軸８１周りに回動させて、空気入りタイヤ８のタイヤ軸線ＴＣが前後方向に対して微少な角度差Ｚ１（例えば５°以下）を有するようにして、左右方向を進行方向とした場合のスリップアングルを再現するようにしてもよい。この場合、前後方向に延びる接続部材６６は、空気入りタイヤ８の進行方向に直交する（車両の）幅方向に延びることになり、スリップアングルを考慮した場合の、スタッドピンのタイヤ幅方向における抜け荷重を計測することができる。

また、図１０Ｂに示すように、タイヤ支持部１０が第１軸第２位置に位置する状態で、第２軸８１周りに回動させて、空気入りタイヤ８のタイヤ軸線ＴＣが左右方向に対して微少な角度差Ｚ２（例えば５°以下）を有するようにして、前後方向を進行方向とした場合のスリップアングルを再現するようにしてもよい。この場合、前後方向に延びる接続部材６６は、空気入りタイヤ８の進行方向に延びることになり、スリップアングルを考慮した場合の、スタッドピンのタイヤ周方向における抜け荷重を計測することができる。

すなわち、タイヤ支持柱１２を第２軸８１周りに回動させることにより、スタッドピンの抜け荷重を、タイヤ幅方向からタイヤ周方向までの任意の方向において計測することができ、上述したようにスリップアングルや、旋回時の状況を考慮した、スタッドピンの抜け荷重を計測することができる。

第１実施形態において、タイヤ支持部１０をタイヤ軸線ＴＣが上下方向に延びている場合を例にとって説明したがこれに限らない。すなわちタイヤ支持部１０をタイヤ軸線ＴＣが左右方向に延びていてもよい。この場合、上記実施形態の各部材を、上下方向と左右方向とを入れ替えて構成すればよい。また、タイヤ支持部１０が第１軸７１を備えていない場合であっても、第２軸８１を備えるように構成してもよく、この場合、タイヤ支持部１０が第１軸第２位置に固定された状態で、タイヤ支持柱１２を第２軸８１周りに回動可能に構成してもよい。

また、上記実施形態では、接続部材６６とスタッドピン７及びロードセル６４の連結部６５とを、フック及びカラビナ等を用いて連結する場合を例示したが、この他、例えばペンチ、プライヤ等の適宜の把持手段によりスタッドピンの頂部近傍の外筒面を把持して、該把持手段を接続部材６６に連結するようにしてもよい。

なお、本発明は、上記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

１ 抜け荷重計測装置
４ 前部柱
５ 制御装置
７ スタッドピン
８ 空気入りタイヤ
１０ タイヤ支持部
１１ 第１筐体
１２ タイヤ支持柱
３０ 荷重計測部
３１ ベース
４０ 上下方向移動ユニット
５０ 左右方向移動ユニット
６０ 前後方向移動ユニット
６４ ロードセル
６６ 接続部材
７１ 第１軸
７６ 第１位置決めモータ
８１ 第２軸
８６ 第２位置決めモータ

Claims (10)

1. スタッドピンが埋設された空気入りタイヤが支持されるタイヤ支持部と、
   前記空気入りタイヤに対して、このタイヤ軸線の延在方向である第１方向に直交する第２方向に離間した位置に配置された荷重計測器と、
   前記荷重計測器と前記スタッドピンとを前記第２方向に接続する接続部材とを備え、
   前記タイヤ支持部に前記空気入りタイヤが支持された状態で、前記荷重計測器を前記タイヤ支持部に対して前記第２方向に離間させて前記接続部材を介して前記スタッドピンを前記空気入りタイヤから引き抜く際の抜け荷重が前記荷重計測器によって計測される、スタッドピンの抜け荷重計測装置であって、
   前記第１方向及び前記第２方向それぞれに直交する方向を第３方向として、
   前記荷重計測器側から前記タイヤ支持部側を前記第２方向に見て、前記荷重計測器は、前記タイヤ軸線から前記第３方向に離間して位置するスタッドピンに対向するように、前記第３方向における位置が調整可能に構成されているスタッドピンの抜け荷重計測装置。
2. 前記荷重計測器側から前記タイヤ支持部側を前記第２方向に見て、前記荷重計測器は、前記タイヤ軸線に対向する位置から前記タイヤの第３方向における両端部に対向する位置まで、前記第３方向における位置が調整可能に構成されている、
   請求項１に記載のスタッドピンの抜け荷重計測装置。
3. 前記タイヤ支持部は、ここに支持される前記空気入りタイヤを、このタイヤ軸周りに回転させるとともに、所望の回転位置に保持可能に構成されている、
   請求項１又は２に記載のスタッドピンの抜け荷重計測装置。
4. 前記荷重計測器の前記第２方向への移動量を計測する移動量計測部を更に備え、
   前記移動量計測部は、前記荷重計測器による前記抜け荷重の計測と同期して、前記移動量を計測する、
   請求項１〜３のいずれか１つに記載のスタッドピンの抜け荷重計測装置。
5. 前記タイヤ支持部は、前記第３方向に平行な第１軸周りに回転可能に構成されている、
   請求項１〜４のいずれか１つに記載のスタッドピンの抜け荷重計測装置。
6. 前記タイヤ支持部は、前記タイヤ軸線が第１方向に沿って延びる第１軸第１回動位置と、前記タイヤ軸線が第２方向に沿って延びる第１軸第２回動位置とにおいて、前記第１軸周りの回動が固定されるように構成されている、
   請求項５に記載のスタッドピンの抜け荷重計測装置。
7. 前記タイヤ支持部は、前記第１軸周りにおいて、前記第１軸第１回動位置と前記第１軸第２回動位置との間の任意の回動位置に保持可能に構成されている、
   請求項６に記載のスタッドピンの抜け荷重計測装置。
8. 前記タイヤ支持部は、前記第１方向に平行な第２軸周りに回転可能に構成されている、
   請求項１〜７のいずれか１つに記載のスタッドピンの抜け荷重計測装置。
9. 前記タイヤ支持部は、前記タイヤ軸線が第２方向に沿って延びる第２軸第１回動位置と、前記タイヤ軸線が第３方向に沿って延びる第２軸第２回動位置とにおいて、前記第２軸周りの回転が固定されるように構成されている、
   請求項８に記載のスタッドピンの抜け荷重計測装置。
10. 前記タイヤ支持部は、前記第２軸周りにおいて、前記第２軸第１回動位置と前記第２軸第２回動位置との間の任意の回転位置に固定可能に構成されている、
    請求項９に記載のスタッドピンの抜け荷重計測装置。

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