JP7000821B2 - Tire test equipment - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤ試験装置に関する。 The present invention relates to a tire test device.
従来より、周面にタイヤが当接される、水平な回転軸を備えたローラを有するタイヤ試験装置であって、第1ステージと、ローラの回転軸方向をX軸方向、ローラの回転軸方向と垂直かつ水平な方向をY軸方向として、前記第1ステージに対して前記Y軸方向に移動自在に前記第1ステージに支持された第2ステージと、前記第2ステージに設けられた回転軸まわりに前記第2ステージに対して回動可能に、前記第2ステージに支持された第3ステージとを備えるタイヤ試験装置がある。 Conventionally, it is a tire test device having a roller having a horizontal rotation axis in which the tire is in contact with the peripheral surface. A second stage supported by the first stage so as to be movable in the Y-axis direction with respect to the first stage, and a rotation axis provided in the second stage, with the direction perpendicular to and horizontal to the first stage as the Y-axis direction. Around, there is a tire test device provided with a third stage supported by the second stage so as to be rotatable with respect to the second stage.
このタイヤ試験装置は、前記第3ステージに支持された、前記タイヤに連結し当該タイヤを回転するタイヤ駆動機構と、前記第1ステージを移動して、前記第1ステージの前記Y軸回りの揺動角と、上下方向高さとを調整する第1移動機構と、前記第2ステージに前記第Y軸方向の力を加える第2移動機構と、前記第3ステージを、前記第2ステージに設けられた前記回転軸まわりに前記第2ステージに対して回動する第3移動機構とをさらに備え、前記第2ステージに設けられた前記回転軸の軸方向は、前記タイヤの回転軸及び前記Y軸方向と垂直となる方向であることを特徴とする(例えば、特許文献1参照)。 This tire test device includes a tire drive mechanism supported by the third stage and connected to the tire to rotate the tire, and the first stage is moved to swing around the Y axis of the first stage. The second stage is provided with a first moving mechanism that adjusts the moving angle and the height in the vertical direction, a second moving mechanism that applies a force in the Y-axis direction to the second stage, and the third stage. A third moving mechanism that rotates with respect to the second stage is further provided around the rotation axis, and the axial direction of the rotation axis provided on the second stage is the rotation axis of the tire and the Y axis. It is characterized in that the direction is perpendicular to the direction (see, for example, Patent Document 1).
ところで、従来のタイヤ試験装置は、ローラの回転軸方向と垂直かつ水平な方向にタイヤを移動させるためや、タイヤに角度を付けるためや、タイヤを上下方向に移動させるために、複数のステージを含む。 By the way, in the conventional tire test device, a plurality of stages are set in order to move the tire in a direction perpendicular to and horizontal to the rotation axis direction of the roller, to make an angle to the tire, and to move the tire in the vertical direction. include.
このため、従来のタイヤ試験装置は、構造が複雑である。 Therefore, the structure of the conventional tire test device is complicated.
そこで、簡易な構造のタイヤ試験装置を提供することを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a tire test apparatus having a simple structure.
本発明の実施の形態のタイヤ試験装置は、タイヤを回転自在に保持する回転軸と、前記タイヤの回転軸を駆動する第1電動機と、前記タイヤの踏面が外周面に当接し、前記タイヤの回転に伴って回転するローラと、前記ローラの回転軸に軸支される第2電動機と、前記第1電動機及び前記第2電動機の駆動制御を行う駆動制御部であって、前記タイヤが所定速度で前記ローラの外周面を走行するように前記第1電動機を駆動するとともに、前記ローラの外周面を走行する前記タイヤに対して所定の走行抵抗を与えるように前記第2電動機を駆動する、駆動制御部とを含む。 In the tire test apparatus according to the embodiment of the present invention, the rotating shaft that rotatably holds the tire, the first electric motor that drives the rotating shaft of the tire, and the tread surface of the tire come into contact with the outer peripheral surface of the tire. A roller that rotates with rotation, a second electric motor that is pivotally supported by the rotation shaft of the roller, and a drive control unit that controls the drive of the first electric motor and the second electric motor, wherein the tire has a predetermined speed. The first electric motor is driven so as to travel on the outer peripheral surface of the roller, and the second electric motor is driven so as to give a predetermined traveling resistance to the tire traveling on the outer peripheral surface of the roller. Including the control unit.
簡易な構造のタイヤ試験装置を提供することができる。 It is possible to provide a tire test device having a simple structure.
以下、本発明のタイヤ試験装置を適用した実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments to which the tire test apparatus of the present invention is applied will be described.
<実施の形態>
図1及び図2は、実施の形態のタイヤ試験装置100を示す図である。図1は、タイヤ試験装置100の正面側を示す図であり、図2は、タイヤ試験装置100の背面側を示す図である。以下では、XYZ座標系を用いて説明する。X軸は、鉛直方向に平行であるため、X軸正方向側が上側であり、X軸負方向側が下側である。
<Embodiment>
1 and 2 are views showing the
タイヤ試験装置100は、外部から見える主な構成要素として、枠体101、回転軸111、タイヤ駆動モータ112、荷重生成機構113、レール114、台車115、筐体116、ジョイント117、ドラム121、ドラム駆動モータ123、ドラム駆動機構122、及び動力制御盤130を含む。動力制御盤130には、PC(Personal Computer)10が接続されている。図1には動力制御盤130及びPC10を示すが、図2では省略する。
The
枠体101は、鉄又はステンレス等の金属製の枠状の部材であり、回転軸111、タイヤ駆動モータ112、レール114、台車115、ドラム121、ドラム駆動モータ123、ドラム駆動機構122を直接的又は間接的に保持するために設けられている。枠体101は、複数の金属製のH形鋼等のような柱状の部材をネジ留め又は溶接等で組み付けられることで、図1及び図2に示すように、YZ平面に平行な底面を有し、X軸方向の高さを有する立体的な骨格になっている。
The
回転軸111は、ドラム121の外周面に踏面が当接するタイヤ20を回転自在に保持する。回転軸111は、ベアリング等によって回転自在に軸支されている。回転軸111のY軸負方向側の端部にはホイール21に装着されたタイヤ20が固定される。タイヤ20の踏面(外周面のうち、ドラム121に当接する部分)は、XY平面に略平行である。
The rotating
回転軸111は、タイヤ駆動モータ112に接続されており、タイヤ駆動モータ112によって回転駆動される。これにより、タイヤ20が回転し、ドラム121がタイヤ20の回転に伴って回転する。
The
回転軸111の両端間には、筐体116とジョイント117が挿入されている。筐体116の内部には、分力計が収容されている。回転軸111は、ジョイント117によって接続される2本の回転軸111Aと回転軸111Bとを接続したものである。以下では、回転軸111Aと回転軸111Bを区別しない場合には、単に回転軸111と称す。
A
回転軸111は、タイヤ駆動モータ112に接続されている側の回転軸111Aに対して、タイヤ20が装着される側の回転軸111Bがジョイント117によって角度を振れるように構成されている。筐体116の内部の分力計は、ジョイント117よりもタイヤ20が装着される側の回転軸111Bに直列に挿入される。なお、回転軸111Aは、第1軸部の一例であり、回転軸111Bは、第2軸部の一例である。
The
回転軸111は、回転軸111を回転自在に保持するベアリング、回転軸111にホイール21を装着する装着部、回転軸111にタイヤ駆動モータ112を接続する接続部等を有する。回転軸111と、装着部及び接続部等とは、タイヤ20を回転させるタイヤ回転機構を構成する。
The
タイヤ駆動モータ112は、回転軸111AのY軸正方向側の端部に接続され、タイヤ試験装置100の利用者がPC10に入力する走行速度に応じた回転数で回転軸111A及び111Bを回転駆動する。タイヤ駆動モータ112は、第1電動機の一例である。タイヤ駆動モータ112を駆動するインバータ等は、動力制御盤130の内部に配置される。また、走行速度とは、タイヤ20を装着する仮想的な車両の走行速度である。
The
荷重生成機構113は、回転軸111Bに直列に挿入される分力計を収容する筐体116を保持する。荷重生成機構113は、筐体116を保持することによって、間接的に回転軸111Bを保持している。荷重生成機構113と筐体116との間には、荷重生成機構113に対する筐体116の角度を振れるようにするジョイントが設けられている。
The
荷重生成機構113は、筐体116をZ軸方向に移動させることにより、回転軸111A及び111BをZ軸方向に移動させる機構である。荷重生成機構113は、回転軸111Aに対する回転軸111Bの角度を変化させることなく、回転軸111A及び111BをZ軸方向に移動させることができるように構成されている。
The
荷重生成機構113は、回転軸111A及び111BをZ軸正方向に移動させることにより、タイヤ20の踏面をドラム121に押し付ける。これにより、タイヤ20の踏面に掛かる荷重を増大させることができる。荷重生成機構113が回転軸111A及び111BをZ軸負方向に移動させると、タイヤ20の踏面に掛かる荷重を低減することができる。
The
荷重生成機構113が筐体116をZ軸方向に移動すると、タイヤ駆動モータ112を搭載する台車115がレール114に沿ってZ軸方向に移動する。このため、回転軸111A及び111Bは、Y軸方向に平行な状態でZ軸方向に移動することになる。
When the
なお、荷重生成機構113は、モータによって駆動される。この詳細については後述する。
The
レール114は、枠体101のY軸正方向側(背面側)の底部(X軸負方向側の部分)に設けられている。レール114は、台車115をZ軸方向に移動させるために、Z軸方向に延在するレールである。レール114は、鉄又はステンレス等の金属製である。
The
台車115は、枠体101の背面側の底部において、レール114に搭載されており、レール114に沿ってZ軸方向に移動可能である。台車115には、タイヤ駆動モータ112が搭載されている。このため、タイヤ駆動モータ112は、Z軸方向に移動可能である。
The
なお、台車115は、モータによって駆動される。この詳細については後述する。台車115は、ステージの一例である。
The
筐体116は、回転軸111Bに直列に挿入される分力計を収容する円筒型の筐体である。筐体116は、ジョイント117よりもタイヤ20が装着される側に位置し、荷重生成機構113によって保持されている。
The
なお、回転軸111Bは、筐体116の位置がモータによって移動されることによって、回転軸111Aに対して角度を有するように移動される。この詳細については後述する。
The
ジョイント117は、回転軸111Aと回転軸111Bとを接続するユニバーサルジョイントである。ジョイント117は、Y軸に平行に延在する回転軸111Aに対する回転軸111Bの角度がXY平面内及びYZ平面内で自在に変化できるように、回転軸111Aと回転軸111Bとを接続している。ジョイント117は、タイヤ20のキャンバ角及びトー角を調整可能にするために設けられている。
The joint 117 is a universal joint that connects the
ドラム121は、タイヤ20よりも大きい外径を有する円盤状の部材であり、ロータの一例である。ドラム121の外周は、タイヤ20の踏面が接地する路面に相当する。タイヤ20が回転駆動されると、ドラム121も回転される。
The
ドラム駆動機構122は、ドラム駆動モータ123が発生する力(トルク)をドラム121に伝達する動力伝達機構である。ドラム駆動機構122は、本体部122A、回転軸122B、プーリ122C、122D、及びベルト122Eを有する。
The
本体部122Aは、回転軸122Bとプーリ122C及び122Dを保持する枠状の部材である。本体部122Aの下側の部分には、回転軸122Bが設けられている。また、本体部122Aの上には、ドラム駆動モータ123が搭載されている。
The
回転軸122Bにはプーリ122Cが同軸状に取り付けられるとともに、ドラム121の回転軸が接続されている。プーリ122Dは、本体部122Aの上部に設けられており、ドラム駆動モータ123の回転軸123Aに接続されている。プーリ122Cとプーリ122Dには、ベルト122Eが掛けられている。
The
ドラム駆動機構122は、ドラム駆動モータ123からプーリ122Dに伝達される力(トルク)をベルト122Eを介してプーリ122Cに伝達する。これにより、ドラム駆動モータ123が発生する力(トルク)がドラム121に伝達される。
The
ドラム駆動モータ123は、ドラム121に伝達される力(トルク)を発生する。ドラム駆動モータ123は、ドラム121に力(トルク)を伝達することにより、ドラム121を回転させるタイヤ20に対して、走行抵抗を付与するために設けられている。ドラム駆動モータ123は、第2電動機の一例である。
The
走行抵抗とは、タイヤ20がドラム121の外周面を転がる際に発生する転がり抵抗の他に、タイヤ20を装着する仮想的な車両が受ける空気抵抗等の転がり抵抗以外の抵抗も含むものである。また、転がり抵抗は、タイヤ20の踏面に掛かる荷重によっても変化する。
The running resistance includes resistance other than rolling resistance such as air resistance received by a virtual vehicle to which the
例えば、タイヤ20を装着する仮想的な車両が上り坂を走行している状況を模擬する場合には、ドラム駆動モータ123は、タイヤ20の回転を妨げる力(トルク)を発生する。タイヤ20の回転を妨げる力(トルク)は、上り坂を走行している状況での走行抵抗を模擬したものである。
For example, when simulating a situation in which a virtual vehicle equipped with the
また、平坦路を走行している状況を模擬する場合には、ドラム駆動モータ123は、タイヤ20の回転を妨げる力(トルク)であって、上り坂の場合よりも小さい力(トルク)を発生する。この場合のタイヤ20の回転を妨げる力(トルク)は、平坦路を走行している状況での走行抵抗を模擬したものである。
Further, when simulating a situation of traveling on a flat road, the
また、下り坂を走行している状況を模擬する場合には、ドラム駆動モータ123は、タイヤ20の回転を妨げる力(トルク)を発生する場合と、タイヤ20を装着する仮想的な車両に掛かる重力によって車速が上昇する状況を模擬する場合には、ドラム121の回転をアシストする方向(ドラム121の回転方向と同一の回転方向)にドラム121を回転させる力(トルク)を発生する。これらの場合のタイヤ20の回転を妨げる力(トルク)やドラム121の回転をアシストする方向にドラム121を回転させる力(トルク)は、下り坂を走行している状況での走行抵抗を模擬したものである。
Further, when simulating a situation of traveling downhill, the
なお、上り坂、平坦路、及び下り坂のいずれの場合にも、路面の摩擦係数等によって転がり抵抗は変わるため、PC10を介してドラム駆動モータ123が発生する力(トルク)を自在に設定することができる。
Since the rolling resistance changes depending on the friction coefficient of the road surface and the like in any of the uphill, flat road, and downhill, the force (torque) generated by the
動力制御盤130は、タイヤ駆動モータ112及びドラム駆動モータ123を駆動するインバータ及び制御装置の他に、荷重生成機構113、台車115、及び筐体116を駆動するモータを駆動するインバータ及び制御装置等を含む。また、動力制御盤130は、走行速度、荷重、キャンバ角、及びトー角等の値を表示する数値表示部を含むが、ここでは図示を省略する。
The
PC10は、動力制御盤130に接続されており、タイヤ試験装置100の利用者が走行速度等の様々な試験条件を入力する。PC10には、タイヤ試験装置100専用のアプリケーションプログラムがインストールされており、利用者が入力する試験条件等の情報は、PC10のディスプレイパネルに表示される。また、試験中のタイヤ20の回転による走行速度、走行抵抗、及びタイヤ20に掛かる荷重等のデータもPC10のディスプレイパネルに表示される。
The
なお、ここでは、一例として、動力制御盤130にPC10を接続する形態について説明するが、動力制御盤130にPC10を接続するのではなく、ここで説明するPC10の機能と、タッチパネル付きのディスプレイパネルとを動力制御盤130が有する構成であってもよい。この場合には、動力制御盤130のタッチパネル付きのディスプレイパネルに利用者が走行速度等の様々な試験条件を入力し、動力制御盤130のタッチパネル付きのディスプレイパネルに利用者が入力する試験条件等の情報や試験中のタイヤ20の回転による走行速度、走行抵抗、及びタイヤ20に掛かる荷重等のデータ等を表示するようにしてもよい。
Here, as an example, a mode in which the
図3は、タイヤ試験装置100の回転軸111、タイヤ駆動モータ112、荷重生成機構113、ドラム121、ドラム駆動機構122、及びドラム駆動モータ123と、その周辺の構成とを示す図である。図4は、タイヤ20のキャンバ角とトー角を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a
図3では、枠体101、レール114、ドラム駆動機構122の本体部122A、動力制御盤130、及びPC10を省略する。また、本来、プーリ122D、ベルト122E、及びドラム駆動モータ123は、回転軸122B及びプーリ122Cの上側(X軸正方向側)に位置するものであるが(図1及び図2参照)、図3では、分かり易さを優先してYZ平面に配置して示す。
In FIG. 3, the
また、図3には、荷重生成機構113と筐体116を接合するジョイント113Aを示す。筐体116に収納される分力計は、回転軸111Bを回動自在に保持しており、筐体116に対する回転軸111Bの角度は、一定である。
Further, FIG. 3 shows a joint 113A that joins the
荷重生成機構113と筐体116をジョイント113Aで接合することにより、荷重生成機構113に対して筐体116が角度を振れるようにしている。ジョイント113Aは、回転軸111Aに対する回転軸111Bの角度が変化する際に、荷重生成機構113に対して筐体116が角度を振れるようにしている。ジョイント113Aとしては、ユニバーサルジョイントを用いればよい。
By joining the
タイヤ試験装置100は、図1及び図2を用いて説明した構成要素に加えて、さらに、モータ141、142、143、144を有する。
The
モータ141は、荷重生成機構113をZ軸方向に移動させるために設けられている。モータ141は、回転軸141AがZ軸と平行になるように、枠体101(図1及び図2参照)に固定されている。モータ141は、第1調整用電動機の一例である。
The
モータ141の回転軸141Aは、ボールネジ141Bに接続されており、ボールネジ141Bは、荷重生成機構113のネジ受け部113Bに係合されている。ボールネジ141Bは、円柱状の部材の外周面にネジが切られた部材である。ネジ受け部113Bは、ボールネジ141Bに対応したネジが内周面に切られた孔部である。
The
モータ141が回転軸141Aを回転させると、ボールネジ141Bがネジ受け部113BをZ軸方向に移動させるため、荷重生成機構113をZ軸正方向又はZ軸負方向に移動させることができる。
When the
モータ142は、台車115をZ軸方向に移動させるために設けられている。モータ142は、回転軸142AがZ軸と平行になるように、枠体101(図1及び図2参照)に固定されている。
The
モータ142の回転軸142Aは、ボールネジ142Bに接続されており、ボールネジ142Bは、台車115のネジ受け部に係合されている。台車115のネジ受け部は、ここでは図示を省略する。ボールネジ142Bと台車115のネジ受け部の構成は、ボールネジ141Bとネジ受け部113Bの構成と同様である。
The
モータ142が回転軸142Aを回転させると、ボールネジ142Bが台車115のネジ受け部をZ軸方向に移動させるため、台車115をZ軸正方向又はZ軸負方向に移動させることができる。
When the
ここで、回転軸111とタイヤ駆動モータ112は、位置関係を変えることなく荷重生成機構113と台車115によって、Z軸方向に一体的に移動されるため、モータ141とモータ142は、同期して、同一回転量だけ駆動される。すなわち、モータ141の回転軸141Aの回転によって荷重生成機構113がZ軸方向に移動する量は、モータ142の回転軸142Aによって台車115がZ軸方向に移動する量と等しく、両者の移動は、同じタイミングで行われる。
Here, since the
モータ143は、筐体116をXY平面内で回転移動させるために設けられている。モータ143は、回転軸143AがZ軸と平行になるように、枠体101(図1及び図2参照)に固定されている。
The
モータ143の回転軸143Aの外周面は、筐体116の外表面からY軸正方向に突出する係合部116Aとジョイント等を介して接続されている。係合部116Aは、YZ面視で筐体116のZ軸負方向側、かつ、Y軸正方向側の角部からY軸正方向に延出している。
The outer peripheral surface of the
モータ143が回転軸143Aを回転させると、XY平面内でZ軸負方向側から見て、ジョイント117を回転移動の中心として回転軸143Aが係合部116Aを時計回り又は反時計回りの方向に引っ張るため、筐体116をXY平面内で回転移動させることができる。筐体116をXY平面内で回転させると、タイヤ20のキャンバ角を調整することができる。
When the
タイヤ20のキャンバ角の調整代は、±5度程度であるため、モータ143の回転軸143Aの回転移動量は、ごく僅かである。モータ143は、タイヤ20のキャンバ角調整用のモータである。
Since the adjustment allowance for the camber angle of the
モータ144は、筐体116をYZ平面内で回転移動させるために設けられている。モータ144の回転軸144Aは、ピニオンギアになっており、ラック144Bに係合している。ラック144Bは、一端側で回転軸144Aのピニオンビアに係合しており、他端側は回転軸144Cを介して筐体116に接続されている。
The
回転軸144Cは、YZ面視で筐体116のZ軸正方向側、かつ、Y軸負方向側の角部で筐体116に接合されており、ラック144BをYZ平面内で回転自在に保持する。
The
モータ144が回転軸144Aを回転させて、回転軸144Aと回転軸144Cとが近くなるようにラック144Bを引き寄せると、筐体116は、ジョイント113Aを中心としてYZ平面内で反時計回りに回動する。これとは逆に、モータ144が回転軸144Aを回転させて、回転軸144Aと回転軸144Cとが離れるようにラック144Bを引き戻すと、筐体116は、ジョイント113Aを中心としてYZ平面内で時計回りに回動する。
When the
このようにモータ144を駆動することにより、タイヤ20のトー角を調整することができる。タイヤ20のトー角の調整代は、±5度程度であるため、モータ144の回転軸144Aの回転移動量は、ごく僅かである。モータ144は、トー角調整用のモータである。
By driving the
なお、モータ143及び144は、第2調整用電動機及び第3調整用電動機の一例である。
The
図4(A)に示すようにタイヤ20のキャンバ角を変化させる場合には、上述のように、モータ143の回転軸143Aを回転させて、ジョイント117を回転移動の中心として、XY平面内で筐体116を回動させればよい。
When changing the camber angle of the
また、図4(B)に示すようにタイヤ20のトー角を変化させる場合には、上述のように、モータ144の回転軸144Aを回転させて、ジョイント113Aを中心としてYZ平面内で筐体116を回動させればよい。
Further, when changing the toe angle of the
図5は、タイヤ試験装置100の各種駆動系と制御系の構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the configurations of various drive systems and control systems of the
タイヤ試験装置100は、タイヤ駆動モータ112、ドラム駆動モータ123、及びモータ141、142、143、144に加えて、エンコーダ112E、速度計151A、トルク計151B、分力計151C、エンコーダ123E、152A、トルク計152B、エンコーダ153、154、155、156、インバータ161、162、サーボアンプ171、172、173、174、及び制御装置180をさらに含む。
In addition to the
これらのうち、タイヤ駆動モータ112、ドラム駆動モータ123、モータ141、142、143、144、エンコーダ112E、速度計151A、トルク計151B、分力計151C、エンコーダ123E、152A、トルク計152B、及びエンコーダ153、154、155、156は、図1及び図2に示す枠体101に直接的又は間接的に取り付けられる。
Of these, the
また、インバータ161、162、サーボアンプ171、172、173、174、及び制御装置180は、図1に示す動力制御盤130の内部に配置される。
Further, the
PC10には、タイヤ試験装置100の利用者によって、走行速度、タイヤ20に掛ける荷重、キャンバ角、トー角、及び走行抵抗を表すデータが入力される。PC10は、入力されたこれらのデータを制御装置180に出力する。
Data representing the traveling speed, the load applied to the
エンコーダ112Eは、タイヤ駆動モータ112の回転軸の回転角度を検出する。エンコーダ112Eの出力は、制御装置180に入力される。
The
速度計151Aは、回転軸111の回転速度を計測する。速度計151Aの出力は、制御装置180に入力される。制御装置180は、速度計151Aの出力に基づいて、タイヤ20を装着する仮想的な車両の車速を演算する。
The
トルク計151Bは、回転軸111に掛かるトルクを計測する。トルク計151Bの出力は、制御装置180に入力される。制御装置180は、トルク計151Bの出力と、PC10から入力される走行抵抗の値とを用いて、ドラム駆動モータ123を駆動するインバータ162に与えるトルク指令を演算する。
The
分力計151Cは、図1乃至図3に示す筐体116の内部に収容され、回転軸111BのX軸方向、Z軸方向、及びY軸方向に掛かる力と、X軸方向のモーメントと、Z軸方向のモーメントとを検出する。分力計151Cが検出する力とモーメントを表すデータは、制御装置180を介して、PC10に伝送され、PC10のディスプレイパネルに表示される。また、分力計151Cが検出するZ軸方向のモーメントを表すデータは、モータ141の制御に用いられる。
The
エンコーダ123Eは、ドラム駆動モータ123の回転軸123Aの回転角度を検出する。エンコーダ123Eの出力は、制御装置180に入力される。
The
エンコーダ152Aは、ドラム121の回転軸122Bの回転角度を検出する。エンコーダ152Aの出力は、制御装置180に入力される。
The
トルク計152Bは、ドラム121の回転軸122Bに掛かるトルクを計測する。トルク計152Bが計測したトルクを表すデータは、制御装置180に入力される。
The
エンコーダ153は、モータ141の回転軸141Aの回転角度を検出する。エンコーダ153の出力は、制御装置180に入力される。
The
エンコーダ154は、モータ142の回転軸142Aの回転角度を検出する。エンコーダ154の出力は、制御装置180に入力される。
The
エンコーダ155は、モータ143の回転軸143Aの回転角度を検出する。エンコーダ155の出力は、制御装置180に入力される。
The
エンコーダ156は、モータ144の回転軸144Aの回転角度を検出する。エンコーダ156の出力は、制御装置180に入力される。
The
インバータ161は、制御装置180から入力される速度指令に基づいて、タイヤ駆動モータ112を駆動する交流電圧を生成し、タイヤ駆動モータ112の駆動制御を行う。速度指令は、PC10から制御装置180に入力される走行速度をタイヤ20の回転速度に変換した値を目標値とする指令である。インバータ161は速度指令に基づいたフィードバック制御を行う。
The
なお、ここでは、速度指令が走行速度をタイヤ20の回転速度に変換した値を目標値とする指令である形態について説明するが、速度指令は、走行速度を表す指令であってもよい。
Here, the mode in which the speed command is a command in which the value obtained by converting the running speed into the rotation speed of the
インバータ162は、制御装置180から入力されるトルク指令に基づいて、ドラム駆動モータ123を駆動する交流電圧を生成し、ドラム駆動モータ123の駆動制御を行う。制御装置180は、トルク計152Bによって計測される回転軸122Bのトルクがトルク指令が表すトルクに等しくなるように、フィードバック制御を行う。
The
なお、ここでは、制御装置180がトルク計152Bによって計測される回転軸122Bのトルクがトルク指令が表すトルクに等しくなるように、フィードバック制御を行う形態について説明するが、インバータ162の出力電流をトルクに変換する演算を行い、演算で求めたトルクを用いてフィードバック制御を行ってもよい。
Here, a mode in which the
サーボアンプ171は、制御装置180から入力される荷重指令に基づいて、分力計151Cによって検出されるZ軸方向のモーメントから演算される荷重と、制御装置180から入力される荷重指令が表す荷重とが等しくなるように、モータ141を駆動する。
The
サーボアンプ172は、エンコーダ154によって検出される回転角度と、制御装置180から入力される角度指令が表す角度とが等しくなるように、モータ142を駆動する。制御装置180がモータ142の駆動に用いる角度指令は、制御装置180が、エンコーダ153によって検出されるモータ141の回転軸の回転角度に基づいて、モータ141が荷重生成機構113をZ軸方向に移動させる量と、モータ142が台車115をZ軸方向に移動させる量とが等しくなるように生成するものである。
The
このような角度指令値でモータ142を駆動すれば、荷重生成機構113と台車115がZ軸方向に同一の移動量だけ移動し、回転軸111がZ軸方向に平行移動する。
When the
サーボアンプ173は、エンコーダ155によって検出されるモータ143の回転軸の回転角度と、制御装置180から入力される角度指令が表す角度とが等しくなるように、モータ143を駆動する。制御装置180からサーボアンプ173に入力される角度指令は、キャンバ角度を表す指令値である。
The
サーボアンプ174は、エンコーダ156によって検出されるモータ144の回転軸の回転角度と、制御装置180から入力される角度指令が表す角度とが等しくなるように、モータ144を駆動する。制御装置180からサーボアンプ174に入力される角度指令は、トー角度を表す指令値である。
The
制御装置180は、主制御部181、設定部182、試験処理部183、及びメモリ184を有する。制御装置180は、コンピュータによって実現される。
The
主制御部181は、制御装置180の処理を統括する処理部である。主制御部181は、設定部182及び試験処理部183が実行する処理以外の処理を実行する。
The
設定部182は、PC10から入力される、タイヤ20に掛ける荷重、タイヤ20のキャンバ角、及びタイヤ20のトー角を表すデータに基づき、サーボアンプ171に荷重指令を出力するとともに、サーボアンプ172乃至174に角度指令を出力する。これにより、モータ141及び142(荷重)、モータ143(キャンバ角)、及びモータ144(トー角)が駆動され、荷重、キャンバ角、及びトー角が設定される。
The
設定部182は、タイヤ試験を行う上で必要な制御のうち、固定的な値に関する制御を行う。ただし、設定部182は、タイヤ20に掛ける荷重が時間の経過に伴って変化するようにする荷重指令を出力するようになっていてもよい。
The
試験処理部183は、PC10から入力される試験の開始指令が入力されると、PCから入力される走行速度及び走行抵抗を表すデータに基づき、インバータ161に速度指令を出力するとともに、インバータ162にトルク指令を出力する。試験処理部183は、タイヤの試験を行うために必要なその他の処理も実行する。試験処理部183は、駆動制御部の一例である。
When the test start command input from the
メモリ184は、様々な摩擦係数の路面のデータ、走行速度をタイヤ20の回転速度に変換する演算に必要なデータ、及びその他にタイヤ試験に必要なデータを格納する。また、トルク計152Bを用いずに、制御装置180がインバータ162の出力電流をトルクに変換する演算を行い、演算で求めたトルクを用いてフィードバック制御を行う場合には、メモリ184は、インバータ162の出力電流をトルクに変換する演算に必要なデータを格納すればよい。
The
以上のような構成のタイヤ試験装置100では、モータ141及び142で回転軸111のZ軸方向の位置を調整することで、タイヤ20に掛かる荷重を設定できるので、非常に容易に荷重を制御することができる。また、また、モータ143及びモータ144で回転軸111Bの角度を調整することで、キャンバ角及びトー角を設定できるので、非常に容易にキャンバ角及びトー角を設定することができる。荷重を制御と、キャンバ角及びトー角の設定は、モータ141乃至144を駆動することで実現でき、回転軸111の位置の調整に、1つの台車115を用いるのみである。
In the
従って、実施の形態によれば、このような観点においても、簡易な構造のタイヤ試験装置100を提供することができる。特に、従来の複数のステージを含むタイヤ試験装置のように複雑な構成を必要としないため、タイヤ試験装置100の構造を簡易にできる。
Therefore, according to the embodiment, it is possible to provide the
また、サーボアンプ171乃至174でモータ141乃至144を駆動するので、回転軸111のZ軸方向の位置、タイヤ20に掛かる荷重、キャンバ角、及びトー角を正確に設定することができる。
Further, since the
また、ドラム121がタイヤ20に与える走行抵抗を制御することで走行抵抗を調節し、上り坂、平坦路、下り坂に加え、様々な摩擦係数の走行路を模擬してタイヤ試験を行うことができる。
Further, it is possible to adjust the running resistance by controlling the running resistance given to the
従って、実施の形態によれば、簡易な構造のタイヤ試験装置100を提供することができる。
Therefore, according to the embodiment, it is possible to provide the
また、勾配が連続的に変化するような走行抵抗を有する走行路のデータを入力すれば、勾配が連続的に変化する走行路での試験を行うことができる。このような走行抵抗の切り替えは、制御装置180がインバータ162に出力するトルク指令の値を変化させて、ドラム駆動モータ123が出力するトルクを変化させるだけで実現できるので、非常に容易に実現することができる。
Further, by inputting the data of the traveling path having the traveling resistance such that the gradient changes continuously, the test on the traveling path where the gradient changes continuously can be performed. Such switching of running resistance can be realized very easily because it can be realized only by changing the value of the torque command output by the
また、タイヤ20が回転している間に、制御装置180がサーボアンプ171及び172に出力する荷重指令及び角度指令の値を変化させれば、タイヤ20の回転中に荷重を変化させることができる。
Further, if the values of the load command and the angle command output by the
タイヤ試験装置100は、上述のように、タイヤ20の走行抵抗、タイヤ20に掛かる荷重、キャンバ角、及びトー角を設定することができるので、様々な車種のタイヤ試験を行うことができる。四輪以上の車輪を有する車両であれば、軽自動車から大型までのタイヤ試験を行うことができ、一輪、二輪、及び三輪の車両のタイヤ試験も行うことができる。
As described above, the
また、以上では、モータ141が、回転軸111Bを軸支する荷重生成機構113をZ軸方向に移動させるとともに、モータ142が、タイヤ駆動モータ112を搭載する台車115をZ軸方向に移動させることにより、タイヤ20に荷重を掛ける形態について説明した。
Further, in the above, the
しかしながら、モータ142を用いずに、モータ141のみで回転軸111をZ軸方向に移動させてタイヤ20に荷重を掛けてもよい。また、荷重生成機構113及び/又は台車115以外の機構を用いて、回転軸111をZ軸方向に移動できるようにして、モータ141及び142、又は、モータ141の駆動力によって、タイヤ20に荷重を掛けるようにしてもよい。
However, instead of using the
また、以上では、モータ143の回転軸143Aの外周面が、筐体116の外表面からY軸正方向に突出する係合部116Aとジョイント等を介して接続される形態について説明した。しかしながら、モータ143の駆動力を利用して、筐体116をXY平面内で回転移動させる機構であれば、上述のような機構以外の機構であってもよい。
Further, in the above, the mode in which the outer peripheral surface of the
また、以上では、モータ144の回転軸144Aがピニオンギアになっており、ラック144Bに係合し、モータ144の駆動力で、筐体116をYZ平面内で回転移動させる形態について説明した。しかしながら、モータ144の駆動力を利用して筐体116をYZ平面内で回転移動させることができる機構であれば、上述のような機構以外の機構であってもよい。
Further, in the above, the mode in which the
また、以上では、タイヤ試験装置100の構成のうち、タイヤ20の走行抵抗、タイヤ20に掛かる荷重、キャンバ角、及びトー角に関する部分を中心に説明したが、タイヤ試験装置100は、その他の構成も有する。タイヤ試験装置100は、例えば、回転軸111の回転を停止させるブレーキ、タイヤ駆動モータ112の回転を停止させるブレーキ、ドラム121の回転軸の温度を測定する測定部、タイヤ20のバーストを検知する検知部、タイヤ20の温度を測定する測定部、タイヤ20の内圧を検知する検知部、タイヤ20の空気圧を調整する調整機構、タイヤ20の内圧低下を検知する検知部等をさらに含む。
Further, in the above description, among the configurations of the
以上、本発明の例示的な実施の形態のタイヤ試験装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。 Although the tire test apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments and does not deviate from the scope of claims. , Various modifications and changes are possible.
10 PC
20 タイヤ
100 タイヤ試験装置
101 枠体
111、111A、111B 回転軸
112 タイヤ駆動モータ
113 荷重生成機構
114 レール
115 台車
121 ドラム
122 ドラム駆動機構
122B 回転軸
123 ドラム駆動モータ
130 動力制御盤
141、142、143、144 モータ
151C 分力計
161、162 インバータ
171、172、173、174 サーボアンプ
180 制御装置
181 主制御部
182 設定部
183 試験処理部
184 メモリ
10 PC
20
Claims (5)
前記回転軸を駆動する駆動用電動機と、
前記回転軸の前記駆動用電動機側の第1軸部と、前記回転軸の前記タイヤ側の第2軸部との間に直列に挿入され、前記第1軸部に対する前記第2軸部の角度が可変自在になるように前記第1軸部と前記第2軸部とを接続するジョイントと、
前記タイヤの踏面が外周面に当接し、前記タイヤの回転に伴って回転するローラと、
前記タイヤの前記ローラへの接地荷重が変化するように、前記回転軸及び前記駆動用電動機を前記ローラに対して移動させる第1調整用電動機と、
前記第1軸部に対する前記第2軸部の角度が変化するように前記第2軸部の角度を調整する第2調整用電動機と
を含む、タイヤ試験装置。 A rotating shaft that holds the tire rotatably,
The drive motor that drives the axis of rotation,
The angle of the second shaft portion with respect to the first shaft portion inserted in series between the first shaft portion of the rotary shaft on the drive motor side and the second shaft portion of the rotary shaft on the tire side. A joint that connects the first shaft portion and the second shaft portion so that the
A roller in which the tread surface of the tire abuts on the outer peripheral surface and rotates as the tire rotates.
A first adjusting motor that moves the rotating shaft and the driving motor with respect to the roller so that the ground contact load of the tire on the roller changes.
A tire test apparatus including a second adjusting motor that adjusts the angle of the second shaft portion so that the angle of the second shaft portion with respect to the first shaft portion changes.
前記第2調整用電動機は、前記保持部を移動させることにより、前記第1軸部に対する前記第2軸部の角度を調整する、請求項1記載のタイヤ試験装置。 Further including a holding portion for holding the second shaft portion rotatably,
The tire test apparatus according to claim 1, wherein the second adjusting motor adjusts the angle of the second shaft portion with respect to the first shaft portion by moving the holding portion.
前記第2調整用電動機は、前記タイヤのキャンバ角及びトー角のいずれか一方を調整し、
前記第3調整用電動機は、前記タイヤのキャンバ角及びトー角のいずれか他方を調整する、請求項1又は2記載のタイヤ試験装置。 Further including a third adjustment motor that adjusts the angle of the second shaft portion in a direction different from that of the second adjustment motor.
The second adjusting motor adjusts either the camber angle or the toe angle of the tire.
The tire test device according to claim 1 or 2, wherein the third adjusting motor adjusts either one of the camber angle and the toe angle of the tire.
前記ステージは、前記第1調整用電動機による前記回転軸及び前記駆動用電動機の移動に伴って移動する、請求項1乃至3のいずれか一項記載のタイヤ試験装置。 Further including a stage for holding the driving motor so as to be movable in the moving direction by the first adjusting motor.
The tire test apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the stage moves with the movement of the rotating shaft and the driving motor by the first adjusting motor.
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