JPH0756464B2 - タイヤ接地形状・接地圧測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、タイヤ接地形状・接地圧測定装置に関する。

（従来の技術） タイヤ接地圧測定装置として、例えば、特開昭58-19195
3号公報に記載のものが公知である。

この従来のものは、タイヤ接地圧測定装置の上を自動車
が走ることにより、該タイヤの接地圧を測定するもので
あった。

（発明が解決しようとする課題） 前記従来のものは、実際の自動車を用いて、タイヤの接
地圧を測定するものであるから、各種の条件に応じた測
定をしようとする場合、各種の自動車を用意しなければ
ならず、測定コストがかかるものであった。

そこで、本発明は、実験室内において各種の条件を変え
て測定することができ、また、簡単に測定することがで
きるタイヤ接地形状・接地圧測定装置を提供することを
目的とする。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じ
た。即ち、本発明の特徴とするところは、透明体より成
る接地体と、該接地体にタイヤ外周面を押圧する押圧装
置と、表面に弾性突起を規則的に等分布配置したシート
体と、前記突起を接地体側に向けて配置したシート体を
介して、前記タイヤを接地体に押圧したときの該突起の
変形状態を、接地体を介して観察する観察装置とを有
し、前記接地体又は押圧装置には、接地体とタイヤとの
接地角度を変更自在とする角度調整装置が設けられてい
る点にある。

更に、前記接地体はタイヤ転動方向に沿って移動自在な
移動路面装置に設けられるのが好ましい。

（作用） 本発明によれば、透明体からなる接地体に対して、タイ
ヤの外周面を押圧装置により押し付ける。このとき、接
地体とタイヤ外周面間に、突起を接地体側に向けたシー
ト体を介在させる。

シート体の突起は、タイヤの接地圧により弾性変形す
る。即ち、タイヤの接地面内の突起が弾性変形し、接地
面外の突起は弾性変形しない。そして、突起の弾性変形
量は、接地圧の強さに応じて異なる。

従って、この突起の変形範囲を見る事により、タイヤの
接地面形状を知る事が出来る。また、突起の変形量を知
る事により、タイヤの接地圧分布を知る事が出来る。

そこで、本発明では、前記突起の変形を観測できるよう
にするために、接地体を透明体としている。そして、観
測装置により、前記シート体の突起の変形を観測するよ
うにしている。

そして、接地体または押圧装置には、接地体とタイヤと
の接地角度を変更自在とする角度調整装置が設けられて
いるので、該角度調整装置によりタイヤのキャンバー角
度等を付与することができ、また、押圧装置による押圧
力調整により、実際の自動車に装着した時と同じ状態に
おいて観測できる。

即ち、本発明では、実際の自動車を用いないで、実験室
内において接地圧、接地形状を測定することができる。

また、接地体を移動路面装置に設けることにより、タイ
ヤを転動させて観測できるので、動的な観測が可能にな
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図に示すものは、本発明の第１実施例である。同図
において、１は、ベースであり、該ベース１上に、傾斜
台２が載置されている。この傾斜台２に、接地体３が、
水平軸４心回りに傾動可能に設けられている。この接地
体３は、透明なガラス板からなり、該ガラス板の厚みは
均一で、且つガラス板の表面は平坦面に形成されてい
る。この接地体３は、通常はその表面が垂直面となるよ
う傾斜台２に固定されているが、図示省略の手動または
電動モータや油圧駆動の駆動装置により、その表面が垂
直面に対して所定の角度を有するよう、前記水平軸４心
回りに傾動するよう構成されている。即ち、前記傾斜台
２により角度調整装置が構成されている。

前記透明ガラス板からなる接地体３は、その外周が４角
形に形成されている。接地体３の外周面の４つの側面の
内、２面ないし４面にライト５が配置されている。この
ライト５からの光線は、透明ガラス板の厚み内に閉じこ
められて、ガラス板の表面から外に出ない。

前記傾斜台２の前方（第１図の右手）のベース１上に
は、スライド台６が載置されている。このスライド台６
にサドル７が、前記接地体３に向かって水平方向に摺動
自在に取り付けられている。このサドル７に、垂直軸心
を有するタイヤ取付軸８が、上方突出状に設けられてい
る。このタイヤ取付軸８に、リム組みしたタイヤ９が、
回転不能に、且つ、着脱自在に取り付けられている。

前記スライド台６の前方のベース１上に、押圧装置10が
設けられている。この押圧装置10は、油圧シリンダー11
と、この油圧シリンダー11を駆動制御する油圧ユニット
12等から構成されている。

前記押圧装置10の油圧シリンダー11と、前記サドル７と
が、ロードセル13を介して結合されている。このロード
セル13や油圧ユニット12は、制御装置14に電気的に接続
されている。

前記接地体３とタイヤ９の外周面との間に、シート体15
が介在されている。このシート体15は、前記接地体３の
前側表面に、着脱自在に添設されている。このシート体
15の一方の表面は平坦面であり、他方の表面は、第２図
に示すように、多数の突起16を有する凸凹面とされてい
る。この凹凸面が接地体３の表面に接している。

前記シート体15は、ゴム製であり、突起16は弾性変形す
る。このシート体15の凹凸面の色は、明色、望ましくは
白色とされている。シート体15の大きさは、タイヤ９の
接地面以上とされている。前記突起16の形状は、好まし
くは、半球状であり、圧力に応じて弾性変形し、且つ復
元性の良いものである。そして突起16の配列は、可及的
に多数の突起を配列する事が出来る、稠密配列とされて
いる。前記突起16の直径は、0.5〜5.0mmが好ましい。径
が小さいと変形が低圧で飽和に達し、逆に径が大きすぎ
ると、精度が悪くなると共に、細かい領域での接地圧分
布を測定する事が困難になる。

第１図に於いて、17は観察装置であり、該観察装置17
は、前記接地体３の後方に配置された工業用テレビカメ
ラ18と、該カメラ18からの映像を処理する画像処理装置
19と、この画像処理装置19や前記制御盤14を制御するパ
ソコン20と、画像処理結果を表示する表示装置21やビデ
オプリンター22等から構成されている。

前記構成の本発明の第１実施例によれば、次の手順によ
りタイヤ９の接地形状、及び接地圧分布が測定される。

先ず、接地体３の表面に、突起16が接するようシート体
15を取り付ける。そして接地体３の表面が、垂直面に対
して所定の角度（キャンバー角）を有するよう、接地体
３を水平軸４心回りに回動させて固定する。

次にタイヤ取付軸８に、リム組したタイヤ９を固定す
る。

そして、押圧装置10によりサドル７を接地体３方向に押
し出し、タイヤ９の外周面をシート体15に押し当てる。

このとき、タイヤ押圧力は、ロードセル13により検出さ
れ、該検出値は制御装置14にフィードバックされる。そ
して制御装置14は、タイヤ負荷荷重が所定値になるよう
パソコン20により制御されている。

前記タイヤ９の押圧力により、接地体３とタイヤ９との
間に介在されたシート体15の弾性突起16は、弾性変形す
る。この突起16の弾性変形は、タイヤ９の接地面内に於
いて生じ、接地面外に於いては生じない。そして、突起
16の弾性変形量は、タイヤ９の接地圧に比例したものと
なる。

前記突起16の弾性変形により、突起16は、接地体３の表
面に密着する。このとき、接地体３の側面に配置された
ライト５から接地体３内に入って、その厚み内に閉じこ
められた光線が、突起16の密着により、乱反射して接地
体３の反対側表面から外部に飛び出す。

即ち、接地体３の表面に密着した突起16は、接地体３内
の光を反射して明るく映り、接地体３の反対側より目視
する事が出来る。この際、接地圧の高いところは、突起
16の径が大きく、低いところは、小さく映る。

そして、接地体３の反対側に配置した工業用テレビカメ
ラ18で突起16の像を撮影し、画像処理装置19へ像を送
り、密着した突起16の径の大きさを測定する。

このとき、予め、1kg/cm²、2kg/cm²等の接地圧におい
て、突起16の変形量を測定しておき、画像処理装置19に
記憶させておく。そして、カメラ18から送られてきた像
に対して、予め記憶していたデータを照合し、接地圧毎
にカラー化したり、等高線を引いたりする。

また、密着した突起16の全体の面積を画像処理すること
により、接地長、接地幅、接地面積などを測定する事が
出来る。

また、接地体３に傾斜を付け、キャンバー負荷時の接地
形状、接地圧分布を測定する事が出来る。

第４図及び第５図に示すものは、本発明の第２実施例で
あり、接地体が移動するよう構成されている点が、前記
第１実施例と異なる。

即ち、タイヤ接地圧測定装置は、移動路面装置30と、該
移動路面装置30にタイヤ９を押し当てるタイヤ押圧装置
31と、これら各装置30、31を駆動制御する制御装置32
と、タイヤ９の表面に接着されたシート体15と、タイヤ
接地面の画像を処理する観察装置33等を有する。

前記移動路面装置30は、フロアーに固定された架台34
と、該架台34に水平方向往復動自在に設けられた接地体
３と該接地体３を移動させる駆動装置35とを有する。接
地体３は所定厚みの透明ガラスから成り、ガラスの上下
面は円滑な平面で、互いに平行とされている。この透明
体からなる接地体３はその周縁下面がフレーム36に支持
され、該フレーム36が前記架台34に設けられたガイドレ
ール37に水平方向摺動自在に設けられている。

前記駆動装置35は、架台34に可回動に支持されたフィー
ドスクリュー38に螺合し、かつ、フレーム36に固定され
たナット39と、前記フィードスクリュー38を回動させる
油圧モータ（図示省略）等から構成されている。

前記接地体３の左右両端面側にライト５が配置されてい
る。このライト５は、該ライト５からの光が、接地体３
の厚み内にとじ込められて、上下面から外部に漏れない
ように、前記フレーム36に取り付けられている。

前記タイヤ押圧装置31は、フロアーに固定された固定フ
レーム40と、該固定フレーム40に上下方向移動自在に設
けられたスライド41と、該スライド41に設けられると共
に、リム組み及び所定内圧にインフレートしたタイヤ９
を着脱自在に且つ回動自在に取り付けて該タイヤ９のキ
ャンバー角θとスリップ角αとを調整自在とする揺動ア
ーム装置と42とを有する。

そして、該タイヤ押圧装置31と前記移動路面装置30との
配置関係は、接地体３の上面にタイヤ９が接触し、且
つ、タイヤ９の回転軸心が接地体３の移動方向に直行す
る関係にある。

前記固定フレーム40とスライド41間に、上下動アクチュ
エータ43と変位検出器（図示省略）が設けられ、スライ
ド41の上下位置を調整自在としている。前記スライド41
と揺動アーム装置42間に、キャンバー角用アクチュエー
タ44とキャンバー角検出器（図示省略）、及び、スリッ
プ角用アクチュエータ45とスリップ角検出器（図示省
略）が設けられている。また、前記揺動アーム装置42の
荷重支持部に、三分力荷重検出器46が設けられている。
即ち、キャンバー角用アクチュエータ44、スリップ角用
アクチュエータ45等により角度調整装置が構成されてい
る。

前記制御装置32は、コンピュータ47と、入出力装置48
と、コンピュータ47によって制御されるサーボコントロ
ーラ49と、該サーボコントローラ49に油圧を供給する油
圧駆動源50等から構成されている。前記サーボコントロ
ーラ49を介して前記油圧モータや各種のアクチュエータ
43、44、45に作動油が供給される。

そして、該制御装置32は、コンピュータ47によって移動
路面装置30やタイヤ押圧装置31を所定のプログラムに従
って自動運転するよう構成されている。

前記観察装置33は、前記タイヤ押圧装置31に装着された
タイヤ９の直下で、且つ、接地体３よりも下方に配置さ
れたテレビカメラ18と、該カメラ18で撮影した映像を表
示するモニター51と、該映像を記録するビデオテープレ
コーダ52と、ビデオプリンター22等から構成されてい
る。

次に、前記タイヤ接地形状・接地圧測定装置を用いてタ
イヤの接地圧を測定する方法に付き説明する。

先ず、タイヤ９の外周面にシート体15を接着する。この
とき突起16が外側を向くよう接着する。

次に、このタイヤ９をタイヤ押圧装置31に取り付ける。

制御装置32には、測定手順がプログラムされており、タ
イヤ９に付与すべき垂直荷重、キャンバー角、スリップ
角、接地体３の移動速度等が自動設定される。

次に、スタートスイッチを押すと、タイヤ押圧装置31及
び移動路面装置30は、制御装置32に従って自動運転され
る。即ち、上下動アクチュエータ43によってスライド41
が下方に移動し、タイヤ９の外周面に接着したシート体
15の突起16が接地体３に接地し、タイヤ９に所定の垂直
荷重が付与される。これらの荷重は、三分力荷重検出器
46により検出されてフィードバック制御される。そし
て、キャンバー角用アクチュエータ44やスリップ角用ア
クチュエータ45が作動して、タイヤ９に所定のキャンバ
ー角θとスリップ角αが与えられると共に、接地体３が
所定の速度で移動を開始する。

このとき、ライト５からの光は、接地体３内に閉じこめ
られて外部に漏洩しないが、タイヤ接地部に於いては、
シート体15の突起16が接地体３の表面に密着し、閉じこ
められていた光が反射して外部に飛び出し、テレビカメ
ラ18に捕らえられる。以下撮影された映像の画像処理は
前記第一実施例と同じである。

この第２実施例によれば、タイヤ接地部の動的な接地形
状及び接地圧分布を観測する事が出来る。

尚、この第二実施例に於いて、シート体15をタイヤ９の
外周面に接着するのではなく、接地体３の表面に添設す
るようにしても良い。

第６図に示すものは、本発明の第３実施例であり、接地
体３をドラム式としたものである。移動路面装置53を回
転式とすることにより、高速回転でのタイヤ接地圧分布
の観測が可能になる。この場合、シート体15は、接地体
３の外周面、または、タイヤ９の外周面の何れかに設け
る事が出来る。

尚本発明は、前記各実施例に限定されるものではない。

（発明の効果） 本発明によれば、実際の自動車を使用しないで、実験室
において簡単に実際の条件でタイヤの接地形状、接地圧
を測定することができるので、測定コストが低減でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示し、タイヤ接地形状・
接地圧測定装置の構成図、第２図はシート体を示す平面
図、第３図はタイヤ接地部の断面図、第４図は本発明の
第２実施例を示す構成図、第５図はその正面図、第６図
は本発明の第３実施例を示す一部断面図である。 ３……接地体、９……タイヤ、10、31……押圧装置、15
……シート体、16……突起、17、33……観察装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明体より成る接地体と、該接地体にタイ
   ヤ外周面を押圧する押圧装置と、表面に弾性突起を規則
   的に等分布配置したシート体と、前記突起を接地体側に
   向けて配置したシート体を介して、前記タイヤを接地体
   に押圧したときの該突起の変形状態を、接地体を介して
   観察する観察装置とを有し、前記接地体又は押圧装置に
   は、接地体とタイヤとの接地角度を変更自在とする角度
   調整装置が設けられていることを特徴とするタイヤ接地
   形状・接地圧測定装置。
2. 【請求項２】接地体がタイヤ転動方向に沿った移動自在
   な移動路面装置に設けられていることを特徴とする請求
   項１記載のタイヤ接地形状・接地圧測定装置。