KR20220082920A - 타이어 시험 장치 - Google Patents

Abstract

시험중에 노면을 이동시키지 않고, 시험 타이어를 유지한 캐리지를 노면을 따라 주행시킴으로써, 타이어의 대상 시험을 다양한 노면 상태에서 행하는 것을 가능하게 한다. 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 타이어 시험 장치는, 노면과, 시험 타이어가 장착된 시험 타이어를 회전 가능하게 유지하고, 시험 타이어를 노면에 접지시킨 상태에서 노면을 따라 주행 가능한 캐리지와, 캐리지의 주행 방향으로의 이동을 안내하는 가이드 기구를 갖추고 있다. 가이드 기구는, 캐리지의 주행 방향으로 뻗는 레일과, 캐리지에 고정되어, 레일 상을 주행 가능한 러너를 갖추고 있다. 러너는, 레일 상을 전동 가능한 롤러와, 롤러를 회전 가능하게 지지하는 베어링을 갖추고, 베어링은 원궤도 상을 전동하는 전동체를 갖춘 구름 베어링이다.

Description

타이어 시험 장치

본 발명은 타이어 시험 장치에 관한 것이다.

타이어의 성능은 노면의 상태에 따라 영향을 받기 때문에, 다양한 상태의 노면에 대하여 평가를 행할 필요가 있다. 타이어의 성능을 평가하는 시험에는, 시험 타이어를 예를 들면 전용 시험차의 휠 림에 장착하여 실제의 노면 상을 주행시켜 행하는 노상(路上) 시험이나 실내에 설치된 시험 장치를 사용하여 행하는 실내 시험(대상(臺上) 시험)이 있다.

일본 특개 2015-72215호 공보(특허문헌 1)에는, 타이어의 대상 시험에 사용되는 시험 장치의 예가 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 시험 장치는 외주면에 모의 노면이 설치된 회전 드럼을 갖추고, 시험 타이어를 모의 노면에 접지시킨 상태에서, 시험 타이어와 드럼을 회전시켜 시험을 행한다.

대상 시험은 노상 시험과 비교하여, 시험 정밀도가 높고, 시험 효율도 좋다. 그러나, 종래의 대상 시험용의 시험 장치는 시험시에 모의 노면을 고속으로 주행시키기 때문에, 눈비나 자갈 등으로 덮인 노면 상태에서 시험을 행하는 것이 곤란했다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 다양한 노면 상태의 대상 시험이 가능한 타이어 시험 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 하나의 실시형태에 의하면, 노면과, 시험 타이어가 장착된 시험륜을 회전 가능하게 유지하고, 시험 타이어를 노면에 접지시킨 상태에서 노면을 따라 주행 가능한 캐리지와, 캐리지의 주행 방향으로의 이동을 안내하는 가이드 기구를 갖추고, 가이드 기구가, 캐리지의 주행 방향으로 뻗는 레일과, 캐리지에 고정되어, 레일 상을 주행 가능한 러너를 갖추고, 러너가, 레일 상을 전동(轉動) 가능한 롤러와, 롤러를 회전 가능하게 지지하는 베어링을 갖추고, 베어링이, 원궤도 상을 전동하는 전동체를 갖춘 구름 베어링인 타이어 시험 장치가 제공된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 러너가 복수의 롤러를 갖추고, 복수의 롤러가 레일의 머리부 상면을 전동 가능한 제1 롤러와, 레일의 머리부 하면을 전동 가능한 제2 롤러 및 레일의 머리부 측면을 전동 가능한 제3 롤러의 적어도 일방을 포함하는 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 복수의 롤러가 복수의 조로 나뉘고, 롤러의 복수의 조가 캐리지의 주행 방향으로 늘어서 있고, 각각 제1 롤러와, 제2 롤러 및 제3 롤러의 적어도 일방을 포함하는 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 러너가, 캐리지에 부착된 프레임과, 프레임에 지지된 복수의 로드를 갖추고, 베어링이, 로드와 끼워맞춘 내륜과, 롤러의 내주면과 끼워맞춘 외륜과, 내륜의 외주면과 외륜의 내주면 사이에 개재하는 복수의 전동체를 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 서로 레일이 평행하게 늘어선, 제1 가이드 기구 및 제2 가이드 기구를 포함하는 복수의 가이드 기구를 갖추고, 제1 가이드 기구 및 제2 가이드 기구의 각각의 제2 롤러 및 제3 롤러의 적어도 일방이, 제1 가이드 기구 및 제2 가이드 기구의 레일 사이에 배치된 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 서로 레일이 평행하게 늘어선, 제1 가이드 기구 및 제2 가이드 기구를 포함하는 복수의 가이드 기구를 갖추고, 제1 가이드 기구 및 제2 가이드 기구의 레일이, 제1 가이드 기구의 제2 롤러 및 제3 롤러의 적어도 일방과, 제2 가이드 기구의 제2 롤러 및 제3 롤러의 적어도 일방 사이에 배치된 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 노면을 가지는 노면부를 갖추고, 노면부의 적어도 일부가 교환 가능한 노면 유닛으로 구성된 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 노면부가, 기반과, 기반 상에 설치되어, 그 표면에 노면이 형성된 포장부를 갖추고, 포장부의 적어도 일부가 적어도 하나의 노면 유닛으로 구성된 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 노면부가, 기반과, 기반 상에 설치되어, 그 표면에 노면이 형성된 포장부를 가지는 본체부를 갖추고, 본체부의 적어도 일부가 적어도 하나의 노면 유닛으로 구성된 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 노면부가, 기반과 함께 조(槽)를 형성하는 테두리부를 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 노면이 실제의 도로의 노면과는 상이한 재료에 의해 형성된 모의 노면인 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 시험륜 및 캐리지를 구동하는 구동 시스템을 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 구동 시스템이, 캐리지를 노면에 대하여 소정의 속도로 구동하는 캐리지 구동 수단을 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 구동 시스템이, 시험륜을 구동하는 시험륜 구동 수단을 갖춘 구성으로 해도 된다. 시험륜 구동 수단이 시험륜을 소정의 속도에 대응하는 회전수로 구동하는 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 구동 시스템이, 캐리지 및 시험륜의 구동에 사용되는 동력을 발생시키는 제1 동력 발생 수단을 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 구동 시스템이, 제1 동력 발생 수단이 발생시킨 동력을 캐리지 구동 수단 및 시험륜 구동 수단에 분배하는 동력 분배 수단을 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 구동 시스템이, 제1 동력 발생 수단이 발생시킨 동력을 전달하는 제1 와인딩 전동 기구를 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 제1 와인딩 전동 기구가, 제1 동력 발생 수단의 출력축과 결합한 구동 풀리와, 캐리지에 유지되고, 시험륜과 연결된 종동 풀리와, 구동 풀리 및 종동 풀리에 걸쳐진 제1 와인딩 매개절을 갖추고, 제1 와인딩 매개절이, 캐리지의 주행 방향으로 뻗어 서로 역방향으로 구동되는 제1 부분 및 제2 부분을 가지고, 제1 부분에 있어서 종동 풀리를 통과하고, 제2 부분에 있어서 캐리지에 고정된 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 구동 시스템이, 제1 와인딩 전동 기구와 연결되어, 제1 와인딩 전동 기구에 의해 전달된 동력의 적어도 일부를 구동륜에 전달하는 이차 동력 전달부를 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 종동 풀리가 이차 동력 전달부의 입력축과 결합한 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 구동 시스템이 한 쌍의 제1 동력 발생 수단을 갖추고, 제1 와인딩 전동 기구가 한 쌍의 제1 동력 발생 수단의 출력축과 각각 결합한 한 쌍의 구동 풀리를 갖추고, 제1 와인딩 매개절이 루프를 형성하고, 한 쌍의 구동 풀리 및 종동 풀리에 걸쳐진 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 제1 와인딩 매개절이, 강선의 심선을 가지는 톱니 벨트인 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 제1 와인딩 매개절이, 카본 심선을 가지는 톱니 벨트인 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 레일이 부착된 베이스를 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 시험륜 구동 수단이, 시험륜을 회전 구동하는 동력을 발생시키는 제2 동력 발생 수단을 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 시험륜 구동 수단이, 제1 동력 발생 수단 및 제2 동력 발생 수단이 발생시킨 동력을 결합하는 동력 결합 수단을 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 제1 동력 발생 수단이 베이스 상에 설치된 제1 모터를 갖추고, 제2 동력 발생 수단이 캐리지 상에 설치된 제2 모터를 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 시험륜 구동 수단이, 캐리지의 속도에 대응하는 회전수의 회전 운동을 공급하는 회전 운동 공급 수단과, 회전 운동 공급 수단으로부터 공급된 회전 운동의 위상을 변화시켜, 시험륜에 소정의 토크를 부여하는 토크 부여 수단을 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 회전 운동 공급 수단이 베이스 상에 설치된 제1 모터를 갖추고, 토크 부여 수단이 캐리지 상에 설치된 제2 모터를 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 토크 부여 수단이, 제1 모터가 발생시킨 동력과 제2 모터가 발생시킨 동력을 결합하는 동력 결합 수단을 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 토크 부여 수단이, 제2 모터가 부착되고, 제1 모터가 발생시킨 동력에 의해 회전 구동되는 회전 프레임과, 제2 모터에 의해 구동되는 샤프트를 갖추고, 샤프트와 회전 프레임이 동심으로 배치된 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 토크 부여 수단이, 회전 프레임을 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 베어링부를 갖추고, 회전 프레임이 통형상이며, 제2 모터를 수용하는 모터 수용부와, 모터 수용부를 사이에 끼우고 축 방향 양측에 설치된, 모터 수용부보다 소직경의 한 쌍의 축부를 가지고, 한 쌍의 축부에 있어서, 한 쌍의 베어링부에 의해 회전 가능하게 지지되고, 축부의 일방이 원통형상이며, 그 중공부를 샤프트가 관통하고, 축부의 내주에 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링이 설치된 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 이차 동력 전달부가, 토크 부여 수단에 의해 구동되는 제2 샤프트와, 제2 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 제2 샤프트와 스핀들을 연결하는 슬라이드식 등속 조인트를 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 시험륜 구동 수단이, 회전 운동 공급 수단으로부터 공급된 동력을 전달하는 일차 동력 전달부와, 캐리지 상에 설치되고, 일차 동력 전달부와 연결되어, 일차 동력 전달부에 의해 전달된 동력을 시험륜에 전달하는 이차 동력 전달부를 갖추고, 일차 동력 전달부가 제1 와인딩 전동 기구를 갖추고, 제1 와인딩 전동 기구가, 캐리지가 주행 가능한 영역을 사이에 끼우고 배치된 한 쌍의 고정 풀리와, 캐리지에 유지된 가동 풀리와, 한 쌍의 고정 풀리 및 가동 풀리에 걸쳐진 제1 와인딩 매개절을 갖추고, 고정 풀리의 적어도 하나가 회전 운동 공급 수단의 출력축과 결합한 구동 풀리이며, 가동 풀리가 종동 풀리이며, 이차 동력 전달부의 입력축과 결합한 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 이차 동력 전달부가 제2 와인딩 전동 기구를 갖추고, 제2 와인딩 전동 기구가, 제1 와인딩 전동 기구의 가동 풀리와 결합한 구동 풀리와, 토크 부여 수단의 회전 프레임과 결합한 종동 풀리와, 제2 와인딩 전동 기구의 구동 풀리 및 종동 풀리에 걸쳐진 제2 와인딩 매개절을 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 이차 동력 전달부가, 회전 가능하게 지지된 스핀들을 갖추고, 스핀들이, 그 선단부에 시험륜을 동축에 착탈 가능하게 구성되어, 시험륜에 가해지는 힘을 검출 가능한 힘 센서를 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 캐리지가, 메인 프레임과, 메인 프레임에 대하여, 노면에 수직인 수직선의 둘레에 선회 가능한 선회 프레임과, 메인 프레임에 대하여, 노면에 수직인 수직 방향으로 슬라이드 가능한 슬라이드 프레임을 갖추고, 스핀들이, 선회 프레임 및 슬라이드 프레임을 통하여 메인 프레임에 지지된 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 캐리지가, 선회 프레임의 수직선 둘레의 선회를 안내하는 곡선 가이드웨이와, 슬라이드 프레임의 수직 방향으로의 이동을 안내하는 리니어 가이드웨이를 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 슬라이드 프레임이, 스핀들을 스핀들의 중심선 및 수직선의 양쪽과 수직인 수평축의 둘레에 회전 가능하게 지지하는 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 캐리지가, 슬라이드 프레임을 수직 방향으로 이동시켜, 시험륜에 가해지는 하중을 조정 가능한 하중 조정부를 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 캐리지가, 선회 프레임을 수직선의 둘레에 선회 이동시켜, 노면에 대한 시험륜의 슬립각을 조정 가능한 슬립각 조정부를 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 스핀들을 수평축의 둘레에 회전 이동시켜, 노면에 대한 시험륜의 캠버를 조정 가능한 캠버 조정부를 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 노면부의 상면에, 시험륜의 타이어 답면(踏面)이 받는 하중분포를 검출하는 하중 검출부가 설치된 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 하중 검출부가, 캐리지의 주행 방향 및 시험륜의 축 방향으로 격자점 형상으로 배열된 복수의 하중 검출 모듈을 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 하중 검출 모듈이 각각 3분력 센서를 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 하중 검출부에 의한 검출 결과에 기초하여 하중분포를 계측하는 계측 수단을 갖추고, 계측 수단이, 3분력 센서의 검출 결과에 기초하여 타이어 답면이 받는 반경방향력, 접선력 및 횡력을 계산하는 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 검출된 하중분포를 기억하는 기억 수단을 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 캐리지의 주행 방향에 있어서의 시험륜의 주행 위치를 취득하는 수단을 갖추고, 기억 수단이, 검출된 하중분포와, 하중분포가 검출되었을 때의 시험륜의 주행 위치를 대응지어 기억하는 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 시험륜의 회전 위치를 취득하는 수단을 갖추고, 기억 수단이, 검출된 하중분포와, 하중분포가 검출되었을 때의 시험륜의 회전 위치를 대응지어 기억하는 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 기억 수단이, 동일한 타이밍에 검출된 하중분포와 시험륜에 가해지는 힘을 대응지어 기억하는 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 시험륜의 주행 위치를 기준으로 하는 하중 검출 모듈의 상대 위치를 계산하는 수단을 갖추고, 상대 위치에 대한 하중분포의 계측값이 계산되는 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 캐리지를 주행시키면서 하중분포의 검출을 복수회 행하여, 복수회의 하중분포의 검출 결과를 상대 위치마다 평균함으로써, 하중분포의 계측값이 계산되는 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 회귀분석에 의해 하중분포의 계측값이 계산되는 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 캐리지의 1방향의 주행에 의해 하중 검출부에 의한 1세트의 측정이 행해지고, 하중 검출부에 의한 복수 세트의 측정의 결과에 기초하여 하중분포의 계측값이 계산되는 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 하중 검출부의 위치를 시험륜의 축 방향으로 변경 가능한 수단을 갖춘 구성으로 해도 된다.

상기한 타이어 시험 장치에 있어서, 하중 검출부의 위치를 주행 방향으로 변경 가능한 수단을 갖춘 구성으로 해도 된다.

본 발명의 하나의 실시형태에 의하면, 시험중에 노면을 이동시키지 않고, 시험 타이어를 유지한 캐리지를 노면을 따라 주행시키는 구성으로 함으로써, 타이어의 대상 시험을 다양한 노면 상태에서 행하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 타이어 시험 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 타이어 시험 장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 타이어 시험 장치의 평면도이다.
도 4는 캐리지 및 그 주변의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 캐리지 및 그 주변의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 캐리지 및 그 주변의 구조를 나타낸 도면이다.
도 7은 3개의 가이드 기구의 배치를 나타내는 도면이다.
도 8은 가이드 기구의 러너 부근을 확대한 측면도이다.
도 9는 가이드 기구의 단면도(도 7에 있어서의 A-A 화살표에서 본 도면)이다.
도 10은 다른 가이드 기구의 단면도(도 7에 있어서의 B-B 화살표에서 본 도면)이다.
도 11은 종동부의 개략 구조를 나타내는 평면도이다.
도 12는 토크 부여 장치의 측단면도이다.
도 13은 스핀들 및 그 주변의 구조를 나타낸 도면이다.
도 14는 노면부의 횡단면도이다.
도 15는 노면부의 변형예의 횡단면도이다.
도 16은 노면부의 하중 검출부 부근의 평면도이다.
도 17은 노면부의 하중 검출부 부근의 측면도이다.
도 18은 하중 검출부의 정면도이다.
도 19는 하중 검출부의 측면도이다.
도 20은 하중 검출부의 평면도이다.
도 21은 하중 검출부의 가동부를 분리한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 22는 도 18에 있어서의 영역(E)의 확대도이다.
도 23은 타이어 답면에 가해지는 하중분포를 취득하는 순서를 나타내는 플로우차트이다.
도 24는 하중 프로파일 계산의 순서를 나타내는 플로우차트이다.
도 25는 하중 검출 모듈 및 시험륜의 회전 축의 배치 관계를 나타내는 평면도이다.
도 26은 하중 프로파일의 표시예이다.
도 27은 제어 시스템의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 하나의 실시형태에 대해 설명한다. 또한 이하의 설명에 있어서, 동일한 또는 대응하는 사항에는 동일한 또는 대응하는 부호를 붙이고 중복되는 설명을 생략한다. 또 각 도면에 있어서, 부호가 공통되는 사항이 복수 표시되는 경우에는, 반드시 그들 복수의 표시 전부에 부호를 붙이지 않고, 그들 복수의 표시의 일부에 대해서 부호의 부여를 적절하게 생략한다.

도 1~3은 순서대로 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 타이어 시험 장치(1)의 정면도, 좌측면도 및 평면도이다. 또 도 4~6은 순서대로 후술하는 캐리지(20) 및 그 주변의 구조를 나타낸 정면도, 좌측면도 및 평면도이다. 또한 도 4~6에 있어서는 설명의 편의상 구성의 일부를 생략하거나 또는 단면으로 나타내고 있다.

도 2 및 도 5에 있어서, 우측으로부터 좌측을 향하는 방향을 X축 방향, 지면에 수직으로 이측으로부터 표측을 향하는 방향을 Y축 방향, 하측으로부터 상측을 향하는 방향을 Z축 방향이라고 정의한다. X축 방향 및 Y축 방향은 서로 직교하는 수평 방향이며, Z축 방향은 연직 방향이다. 또 전후, 상하, 좌우의 각 방향을 캐리지(20)의 주행 방향(X축 정방향)을 향했을 때의 각 방향으로서 정의한다. 즉, X축 정방향을 전, X축 부방향을 후, Y축 정방향을 좌, Y축 부방향을 우, Z축 정방향을 상, Z축 부방향을 하라고 한다.

타이어 시험 장치(1)는 X축 방향으로 가늘고 긴 궤도부(10) 및 노면부(60)와, 궤도부(10) 상을 X축 방향으로 주행 가능한 캐리지(20)를 갖추고 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 궤도부(10)의 좌측 부분에는 궤도부(10)의 X축 방향에 있어서의 대략 전체 길이에 걸쳐 뻗은 가늘고 긴 스페이스(Sp1)가 설치되어 있다. 이 스페이스(Sp1)에 노면부(60)가 수용되어 있다. 노면부(60)의 상면에는 캐리지(20)에 장착된 시험 타이어(T)가 접지하는 노면(63a)이 설치되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 시험 조건에 따라 노면부(60)를 교환할 수 있도록, 궤도부(10)와 노면부(60)가 분리되어 있다. 또한 궤도부(10)의 베이스 프레임(11)(이하 「베이스(11)」라고 약기한다.)과 노면부(60)의 프레임(61)을 일체화해도 된다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 캐리지(20)에는 시험륜(W)(시험 타이어(T)가 장착된 휠 림(Wr))이 부착된다. 시험시에는 시험륜(W)이 노면(63a)에 접지한 상태에서 캐리지(20)가 주행하여, 시험 타이어(T)가 노면(63a) 상을 전동한다.

도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 궤도부(10)는 캐리지(20)의 X축 방향으로의 이동을 안내하는 복수(본 실시형태에서는 3개)의 가이드 기구(13A, 13B 및 13C)와, 캐리지(20)를 구동하는 기계적 동력을 발생시키는 1개 이상의 구동부(14)(도 3)를 갖추고 있다. 구동부(14)는 캐리지(20) 및 시험륜(W)의 구동에 사용되는 동력을 발생시키는 제1 동력 발생 수단으로서의 역할을 가지고 있다. 본 실시형태에서는 2쌍의 구동부(14)(좌측의 한 쌍의 구동부(14LA 및 14LB)와 우측의 한 쌍의 구동부(14RA 및 14RB))가 궤도부(10)의 베이스(11) 상의 네 모퉁이 부근에 설치되어 있다. 구동부(14LA 및 14RA)는 궤도부(10)의 후단부에 배치되고, 구동부(14LB 및 14RB)는 궤도부(10)의 전단부에 배치되어 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 각 구동부(14)는 서보 모터(141)와, 서보 모터(141)의 출력의 회전수를 감속시키는 옵션의 감속기(142)를 갖추고 있다. 후술하는 바와 같이, 우측의 구동부(14RA 및 14RB)는 캐리지(20)를 구동시켜 주행시키는 캐리지 구동 수단으로서의 역할과, 캐리지(20)의 주행 속도에 대응하는 회전수의 회전 운동을 시험륜(W)에 공급하는 회전 운동 공급 수단으로서의 역할을 겸비하고 있다. 좌측의 구동부(14LA 및 14LB)는 캐리지 구동 수단으로서의 역할을 가지고 있다.

본 실시형태에서는 서보 모터(141)에는 회전부의 관성 모먼트가 0.01kg·m² 이하(보다 적합하게는 0.008kg·m² 이하), 정격출력이 3kW 내지 60kW(보다 실용적으로는 7kW 내지 37kW)의 초저관성 고출력형의 AC 서보 모터가 사용된다.

또 타이어 시험 장치(1)는 좌우에 각 1조의 벨트 기구(50(50L, 50R))를 갖추고 있다. 벨트 기구(50)는 구동부(14)가 발생시키는 동력을 캐리지(20)에 전달하여, 캐리지(20)를 X축 방향으로 구동시킨다. 각 벨트 기구(50)는 톱니 벨트(51)와, 한 쌍의 구동 풀리(52(52A, 52B))를 갖추고 있다. 구동 풀리(52)는 톱니 벨트(51)와 맞물리는 톱니 풀리이다.

톱니 벨트(51)는 강선의 심선을 가지고 있다. 또한 톱니 벨트(51)에는 예를 들면 탄소 섬유, 아라미드 섬유, 초고분자량 폴리에틸렌 섬유 등의 소위 수퍼 섬유로부터 형성된 심선을 가지는 것을 사용해도 된다. 카본 심선 등의 경량이며 또한 고강도의 심선을 사용함으로써, 비교적 출력이 낮은 모터를 사용하여 캐리지(20)를 높은 가속도로 구동하는(또는 시험륜(W)에 높은 구동력/제동력을 부여하는) 것이 가능하게 되고, 타이어 시험 장치(1)의 소형화가 가능하게 된다. 또 동일한 출력의 모터를 사용하는 경우, 소위 수퍼 섬유로 형성된 심선을 가지는 경량의 톱니 벨트(51)를 사용함으로써, 타이어 시험 장치(1)의 고성능화가 가능하게 된다.

우측의 벨트 기구(50R)는 캐리지(20)를 구동시켜 주행시키는 캐리지 구동 수단으로서의 역할과, 회전 운동 공급 수단(구동부(14RA, 14RB))으로부터 공급된 동력을 후술하는 이차 동력 전달부에 전달하는 일차 동력 전달부로서의 역할을 겸비하고 있다. 좌측의 벨트 기구(50L)는 캐리지 구동 수단으로서의 역할을 가지고 있다.

또한 이하의 설명에 있어서, 좌우에 한 쌍이 설치된 구성에 대해서는 원칙으로서 좌측의 구성에 대해 설명하며, 우측의 구성에 대해서는 각괄호로 둘러싸서 병기하고, 중복되는 설명을 생략한다.

좌측[우측]의 벨트 기구(50L[50R])의 톱니 벨트(51)는 한 쌍의 구동 풀리(52(52A, 52B))와, 후술하는 좌측[우측]의 종동부(22L[22R])의 3개의 종동 풀리(225(225A, 225B, 225C))에 감겨 있다. 한 쌍의 구동 풀리(52A, 52B)는 좌측[우측]의 한 쌍의 구동부(14LA, 14LB[14RA, 14RB])의 출력축에 각각 결합되어 있다.

또 도 5에 나타내는 바와 같이, 각 톱니 벨트(51)의 양단부는 각각 벨트 클램프(54(54A, 54B))에 의해 캐리지(20)의 메인 프레임(21)에 고정되고, 각 톱니 벨트(51)는 캐리지(20)를 통하여 루프를 형성하고 있다. 벨트 기구(50)의 한 쌍의 구동 풀리(52A, 52B)(도 2)는 캐리지(20)가 주행 가능한 영역을 사이에 끼우고 배치되며, 베이스(11) 상에 유지된(즉, 무게중심 위치가 베이스(11)에 대하여 고정된) 고정 풀리이다. 종동 풀리(225)(도 5)는 캐리지(20)에 유지되어, 캐리지(20)와 함께 X축 방향으로 이동 가능한 가동 풀리이다.

본 실시형태에서는 한 쌍의 구동부(14LA, 14LB[14RA, 14RB])는 동위상에서 구동된다. 구동 풀리(52)와 종동 풀리(225)의 유효 직경(즉, 피치 원직경) 또는 톱니 수는 어느 것이나 동일하다. 또 좌측의 구동부(14LA, 14LB)와 우측의 구동부(14RA, 14RB)는 좌우 역방향으로 설치되어 있어, 서로 역위상에서 구동된다. 구동부(14LA 및 14LB[14RA 및 14RB])에 의해 톱니 벨트(51L[51R])를 구동하면, 캐리지(20)는 톱니 벨트(51L[51R])에 잡아당겨져, X축 방향으로 구동된다.

이어서 가이드 기구(13(13A, 13B, 13C))에 대해 설명한다.

도 7은 3개의 가이드 기구(13A, 13B, 13C)의 배치를 나타내는 도면이다.

도 8은 가이드 기구(13A)의 러너(132A) 부근을 확대한 측면도이다.

도 9는 가이드 기구(13A)의 횡단면도(도 7에 있어서의 A-A 화살표에서 본 도면)이다.

또한 가이드 기구(13C)는 가이드 기구(13A)와 좌우 대칭으로(즉, Z축 및 X축과 평행한 평면에 대하여 대칭으로) 구성된 것이기 때문에, 양자를 대표하여 가이드 기구(13A)에 대해서 상세하게 설명하고, 가이드 기구(13C)에 대해서는 중복되는 설명을 생략한다.

각 가이드 기구(13A, 13B 및 13C)는 X축 방향으로 뻗는 궤도를 형성하는 1개의 레일(131)과, 레일(131) 상을 주행 가능한 1개 이상(본 실시형태에서는 1개)의 캐리지(이하 「러너」라고 한다.)(132A, 132B 또는 132C)를 갖추고 있다.

레일(131)은 궤도부(10)의 베이스(11)의 상면에 부설되어 있다. 2개의 가이드 기구(13A 및 13B)의 레일(131)은 스페이스(Sp1)(도 3)의 좌우 양단을 따라 배치되고, 나머지 가이드 기구(13C)의 레일(131)은 베이스(11)의 우단을 따라 배치되어, 각각 베이스(11)에 부착되어 있다. 또 각 러너(132A, 132B 및 132C)는 캐리지(20)의 메인 프레임(21)의 하면에 부착되어 있다.

도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 가이드 기구(13A)의 러너(132A)는 캐리지(20)의 메인 프레임(21)의 하면에 부착된 X축 방향으로 긴 프레임(133)과 복수 조(본 실시형태에서는 20조)의 롤러 조립품(135a, 135b 및 135c)을 갖추고 있다. 본 실시형태의 가이드 기구(13A)에 있어서는, 3개의 롤러 조립품(135a, 135b 및 135c)에 의해 1조의 유닛이 구성된다.

롤러 조립품(135a, 135b 및 135c)의 복수의 조는 레일(131)의 길이 방향으로 소정의 간격으로 늘어서서, 프레임(133)에 유지되어 있다. 또한 롤러 조립품(135b 및 135c)은 롤러 조립품(135a)과 동일한 구성을 가지고 있기(단, 롤러 조립품(135c)은 롤러 조립품(135a)과는 크기가 상이하다.) 때문에, 이들을 대표하여 롤러 조립품(135a)에 대해 설명하고, 롤러 조립품(135b 및 135c)에 대한 중복되는 설명은 생략한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 프레임(133)에는 각 롤러 조립품(135a, 135b 및 135c)을 지지하는 로드(134a, 134b 및 134c)가 각각 복수 부착되어 있다.

롤러 조립품(135a)은 레일(131) 상을 전동하는 롤러(136a)와, 롤러(136a)를 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 베어링(137a)을 갖추고 있다. 베어링(137a)은 볼이나 굴림대 등의 전동체를 가지는 구름 베어링이며, 본 실시형태에서는 볼 베어링이 사용되고 있다. 롤러(136a)의 외주면(136ap)에는 회전 축 방향으로도(즉, 도 9에 표시되는 회전 축을 포함하는 종단면에 있어서도) 곡률이 부여되어 있다. 롤러(136a)의 외주면(136ap)은 예를 들면 롤러(136a)의 중심점(136ag)을 중심으로 하는 구면으로 형성되어 있다.

롤러 조립품(135a)의 베어링(137a)은 예를 들면 단열의 레이디얼 베어링이다. 베어링(137a)은 로드(134a)와 끼워맞춘 내륜(137a1)과, 롤러(136a)의 내주면과 끼워맞춘 외륜(137a3)과, 내륜(137a1)과 외륜(137a3) 사이에 개재되는 복수의 전동체인 볼(137a2)을 갖추고 있다. 볼(137a2)은 내륜(137a1)의 외주면 및 외륜(137a3)의 내주면에 각각 형성된 원환형상 홈의 쌍에 의해 정해지는 원궤도 상을 전동한다.

레일(131)은 머리부(131h)와, 머리부(131h)보다 폭이 넓은 바닥부(131f)와, 머리부(131h)와 바닥부(131f)를 연결하는 폭이 좁은 복부(131w)를 가지는 평저레일이다. 본 실시형태의 레일(131)은 예를 들면 일본공업규격 JIS E 1120:2007에 준거하는 열처리 레일(예를 들면 열처리 레일 50N-HH340)에 추가공이 시행된 것이다. 열처리 레일은 머리부에 열처리를 시행하여 내마모성을 향상시킨 철도용 레일이다.

롤러 조립품(135a)은 외주면(136ap)이 레일(131)의 머리부 상면(131a)에 접촉되어, 레일(131)의 길이 방향(즉, X축 방향)으로 전동하도록 배치되어 있다. 롤러 조립품(135b)은 외주면(136bp)이 레일(131)의 머리부 하면(131b)의 일방에 접촉되어, 레일(131)의 길이 방향으로 전동하도록 배치되어 있다. 또 롤러 조립품(135c)은 외주면(136cp)이 레일(131)의 머리부 측면(131c)의 일방에 접촉되어, 레일(131)의 길이 방향으로 전동하도록 배치되어 있다.

레일(131)은 머리부 상면(131a), 좌우의 머리부 하면(131b) 및 좌우의 머리부 측면(131c)이 적어도 각 롤러 조립품(135a, 135b 또는 135c)과 접촉하는 개소에 있어서, 면정밀도를 높이는 추가공(예를 들면 연삭 가공이나 연마 가공 등)이 시행되어 있다.

상기 서술한 바와 같이, 캐리지(20)의 좌우 양단부에 각각 부착된 가이드 기구(13A)와 가이드 기구(13C)는 좌우 대칭으로 구성되어 있다. 즉, 가이드 기구(13C)는 가이드 기구(13A)와 동일한 것을 좌우 역방향으로(즉, 연직축 둘레에 180℃ 회전시켜) 배치한 것이다.

도 10은 가이드 기구(13B)의 횡단면도(도 7에 있어서의 B-B 화살표에서 본 도면)이다. 가이드 기구(13B)의 러너(132B)는 상기 서술한 가이드 기구(13A)의 러너(132A)로부터 롤러 조립품(135c) 및 로드(134c)를 생략하고, 좌우 역방향으로 배치한 것이다.

또한 러너(132A) 및 러너(132C)의 적어도 일방으로부터 롤러 조립품(135c) 및 로드(134c)를 생략해도 된다. 단, 캐리지(20)를 좌우 방향으로 위치 결정하기 위해서, 각 러너(132A, 132B, 132C) 중 적어도 2개(단, 서로 좌우 역방향으로 배치된 것.)에 대해, 롤러 조립품(135b) 및 롤러 조립품(135c)의 적어도 일방이 설치된다. 또 러너(132B)에 롤러 조립품(135c) 및 로드(134c)를 설치해도 된다.

본 실시형태에서는 러너(132B)(도 10)가 러너(132A)(도 9)와 좌우 역방향으로 배치되어 있는데, 러너(132B)를 러너(132A)와 좌우 동일한 방향으로 배치해도 된다. 마찬가지로 러너(132C)와 러너(132A)를 좌우 동일한 방향으로 배치해도 된다. 단, 러너(132A), 러너(132B) 및 러너(132C)의 어느 2개가 좌우 역방향으로 배치(즉, 레일(131)에 대하여 롤러 조립품(135b)이 좌우 반대측에 배치)된다.

가이드 기구(13)의 레일(131)은 복수의 짧은 레일을 접속함으로써 길게 할 수 있다. 그 경우, 도 7에 나타내는 바와 같이, 레일(131)의 이음매(131j)는 레일(131)의 길이 방향(X축 방향)에 대하여 수직이 아니라, 평면시에 있어서 비스듬하게(즉, ZX 평면에 대하여 각도 θ만큼 기울어서) 형성해도 된다. 이음매(131j)를 비스듬하게 형성함으로써, 온도 변화에 의해 레일(131)의 신축이 발생해도, 이음매(131j)에서의 슬라이드에 의해 레일(131)의 뒤틀림이 해방되기 때문에, 레일(131)의 만곡이 방지된다.

비스듬한 이음매(131j)를 형성하는 경우, 이음매(131j)보다 전방에 있어서 머리부 측면(131c)이 이음매(131j)와 둔각을 이루는 측(즉, 가이드 기구(13A)에 있어서는 좌측이며, 가이드 기구(13B 및 13C)에 있어서는 우측)에 롤러 조립품(135b 및 135c)(도 9)이 배치된다. 롤러 조립품(135b 및 135c)을 이와 같이 배치함으로써, 레일(131)의 이음매(131j)에 어긋남이 발생해도, 롤러 조립품(135b 및 135c)이 이음매(131j)의 예각인 단부와 충돌하여, 큰 충격이나 손상이 발생하는 것이 방지된다.

또한 본 실시형태에서는 레일(131)의 이음매(131j)에 있어서, 접속되는 2개의 레일의 단면끼리가 단지 맞대어져 있을뿐으로 접합되어 있지 않지만, 용접 또는 납땜 등에 의해 이음매(131j)에 있어서 레일을 접합해도 된다. 또 이음매(131j)에 있어서, 접속되는 2개의 레일의 단면끼리를 접촉시켜도 되고, 또 단면 사이에 소정의 간극을 설치하여 비접촉으로 맞대어도 된다.

또한 본 실시형태의 가이드 기구(13A, 13B 및 13C) 대신에, 볼 순환 리니어 베어링 등의 리니어 베어링(소위 리니어 가이드웨이)을 사용할 수도 있다. 볼 순환 리니어 베어링은 평행한 2개의 직선 궤도의 인접하는 단끼리를 각각 반원궤도로 연결한 타원형의 궤도를 가지고 있다. 이와 같은 직선 궤도를 가지는 리니어 베어링을 고속으로(예를 들면 10km/h 이상의 속도로) 주행시키면, 전동체가 직선 궤도로부터 곡선 궤도로 이행할 때, 전동체에 급격하게 향심력이 작용하기(즉, 전동체 및 곡선 궤도의 전동면에 충격하중이 가해지기) 때문에, 전동체 및 전동면에 영구 변형이 발생하여 성능이 열화한다. 그 때문에 캐리지(20)를 10km/h 이상의 속도로 주행시키면, 리니어 베어링의 수명이 짧아지거나 또는 파손된다는 문제가 있다.

본 실시형태의 가이드 기구(13A, 13B 및 13C)에 있어서 사용되는 베어링(137a~c)은 전동체가 항상 일정한 곡률의 원궤도 상을 주행하기 때문에, 전동체에 작용하는 향심력의 급격한 변동(즉 충격하중)이 발생하지 않는다. 그 때문에 예를 들면 60km/h를 넘는 빠른 주속으로 롤러(136a~c)를 회전시켜도, 베어링(137a~c)의 수명의 저하나 파손은 발생하지 않는다. 따라서, 전동체의 궤도의 곡률이 일정한 원궤도를 가지는 구름 베어링을 사용하여 가이드 기구(13A~C)를 구성함으로써, 캐리지(20)의 고속 주행(예를 들면 10km/h 이상의 속도에서의 주행)이 가능하게 된다. 본 실시형태의 타이어 시험 장치(1)는 상기 서술한 가이드 기구(13A, 13B 및 13C)를 채용함으로써, 85km/h를 넘는 속도에서의 캐리지(20)의 주행이 가능하게 되어 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 캐리지(20)는 메인 프레임(21)과, 벨트 기구(50L 및 50R)에 각각 접속된 좌우 한 쌍의 종동부(22L 및 22R)와, 시험 타이어(T)가 장착된 시험륜(W)을 회전 가능하게 유지하는 스핀들부(28)(도 4)와, 노면(63a)에 대한 시험륜(W)의 얼라인먼트 및 하중을 조정 가능한 얼라인먼트부(40)와, 스핀들부(28)의 스핀들(280)(도 13)을 회전 구동하는 스핀들 구동 기구(20D)를 갖추고 있다. 또한 스핀들(280)은 시험륜(W)이 부착되는 차축이다.

도 11은 우측의 종동부(22R)의 개략 구조를 나타내는 평면도이다. 종동부(22R)는 프레임(221), 4조의 베어링(222), 4개의 샤프트(223(223A, 223B, 223C, 223D)), 한 쌍의 기어(224) 및 3개의 종동 풀리(225(225A, 225B, 225C))를 갖추고 있다. 프레임(221)에는 Y축 방향으로 뻗는 4개의 관통 구멍이 뚫려 있다. 샤프트(223A~D)는 각각 각 관통 구멍에 끼워넣어진 1조의 베어링(222)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한 본 실시형태에서는 샤프트(223A~D)가 각각 한 쌍의 베어링(222)에 의해 지지되어 있지만, 1개 또는 3개 이상의 복수의 베어링(222)에 의해 각 샤프트(223A~D)를 지지하는 구성으로 해도 된다.

X축 방향 중앙 상단의 샤프트(223B)에는 서로 맞물리는 한 쌍의 기어(224)의 일방이 결합하고, X축 방향 중앙 하단의 샤프트(223D)에는 한 쌍의 기어(224)의 타방이 결합하고 있다. 한 쌍의 기어(224)를 통하여 상단의 샤프트(223B)의 회전이 하단의 샤프트(223D)에 전달된다.

프레임(221)의 일면(주행 방향을 향하여 우측의 측면)으로부터 돌출된 샤프트(223A~C)의 일단부에는 종동 풀리(225A~C)가 각각 부착되어 있다. 종동 풀리(225A~C)는 각각 벨트 기구(50R)의 톱니 벨트(51)와 맞물리는 톱니 풀리이다. 샤프트(223D)의 일단부는 프레임(221)의 타면(주행 방향을 향하여 좌측의 측면)으로부터 돌출되어 있다. 샤프트(223D)의 일단부에는 후술하는 벨트 기구(23)의 구동 풀리(231)가 부착되어 있다. 즉, 우측의 종동부(22R)(구체적으로는 종동 풀리(225B), 샤프트(223B), 한 쌍의 기어(224) 및 샤프트(223D))를 통하여 우측의 벨트 기구(50R)와 벨트 기구(23)가 연결되어 있다.

도 5에 있어서 화살표로 나타내는 바와 같이, 벨트 기구(50)의 톱니 벨트(51)는 구동 풀리(52A, 52B)에 의해 되접힘으로써, 상측의 부분(51a)과 하측의 부분(51b)으로 나뉘어 있다. 상측의 부분(51a)과 하측의 부분(51b)은 각각 캐리지(20)의 주행 방향으로 뻗어 서로 역방향으로 구동된다. 구체적으로는, 캐리지(20)에 고정된 톱니 벨트(51)의 하측의 부분(51b)이 캐리지(20)와 함께 캐리지의 주행 방향으로 구동되고, 상측의 부분(51a)이 캐리지(20) 및 하측의 부분(51b)과 역방향으로 구동된다. 또 캐리지(20)에 부착된 종동 풀리(225)는 캐리지(20)와 역방향으로 주행하는 톱니 벨트(51)의 상측의 부분(51a)에 감겨, 상측의 부분(51a)에 의해 구동된다.

벨트 기구(50)로부터 우측의 종동부(22R)에 부여된 동력은 도 6에 나타내는 벨트 기구(23), 토크 부여 장치(30), 벨트 기구(24), 슬라이드식 등속 조인트(25) 및 스핀들부(28)로 구성된 이차 동력 전달부에 의해 시험륜(W)에 전달되어, 시험륜(W)의 구동에 사용된다. 상기한 바와 같이 구성된 벨트 기구(50) 및 종동부(22R)에 의해, 톱니 벨트(51)에 의한 캐리지(20)와 시험륜(W)의 양쪽의 구동이 가능하게 되어 있다.

또한 좌측의 종동부(22L)도 상기 서술한 우측의 종동부(22R)와 마찬가지로 구성되어 있는데, 우측의 종동부(22R)와는 좌우 대칭으로 구성되어 있다. 또 좌측의 종동부(22L)는 벨트 기구(50R)에 의해 전달되는 동력의 일부를 취출하여 캐리지(20)에 설치된 이차 동력 전달부에 전달하기 위한 구성(구체적으로는 샤프트(223D), 샤프트(223D)를 지지하는 1조의 베어링(222) 및 한 쌍의 기어(224))을 갖추고 있지 않은 점에 있어서, 우측의 종동부(22R)와 상이하다. 또한 좌측의 종동부(22L)는 필수 구성 요소는 아니지만, 좌측의 종동부(22L)를 설치함으로써, 캐리지(20)가 좌우의 벨트 기구(50L, 50R)로부터 받는 힘이 균형을 이루어, 캐리지(20)의 주행이 안정화된다.

상기한 바와 같이, 본 실시형태에서는 공통의 동력 전달 장치(즉, 벨트 기구(50R))에 의해 전달된 동력을 사용하여 캐리지(20) 및 시험륜(W)을 구동하는 구성이 채용되어 있다. 이 구성에 의해, 캐리지(20)의 주행 속도에 상관없이, 항상 캐리지(20)의 주행 속도에 대응한 주속(회전수)으로 시험륜(W)을 회전 구동시키는 것이 가능하게 되어 있다. 또 본 실시형태에서는 토크 부여 장치(30)의 작동량(즉 소비 전력)을 줄이기 위해서, 토크 부여 장치(30)가 작동하고 있지 않을 때는 캐리지(20)의 주행 속도와 대략 동일한 주속으로 시험륜(W)이 회전 구동되도록 구성되어 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 스핀들 구동 기구(20D)는 벨트 기구(23), 토크 부여 장치(30), 벨트 기구(24) 및 슬라이드식 등속 조인트(25)를 갖추고 있다. 우측의 벨트 기구(50R)로부터 우측의 종동부(22R)(도 11)의 종동 풀리(225B), 샤프트(223B), 한 쌍의 기어(224) 및 샤프트(223D)를 통하여 벨트 기구(23)에 전달된 동력은 토크 부여 장치(30), 벨트 기구(24) 및 슬라이드식 등속 조인트(25)를 통하여 스핀들부(28)(도 4)에 전달되어, 스핀들부(28)에 부착된 시험륜(W)을 회전 구동한다. 즉, 우측의 구동부(14RA, 14RB)가 발생시킨 동력은 일부가 캐리지(20)의 구동에 사용되고, 다른 일부가 시험륜(W)의 회전 구동에 사용된다. 즉, 우측의 벨트 기구(50R)는 캐리지(20)를 구동시키는 수단(캐리지 구동 수단)의 일부를 구성함과 아울러, 시험륜(W)을 구동시키는 수단(시험륜 구동 수단)의 일부도 구성한다. 또 우측의 벨트 기구(50R)는 우측의 종동부(22R)와 함께, 구동부(14RA, 14RB)가 발생시킨 동력을 캐리지(20)의 구동에 사용하는 동력과 시험륜(W)의 구동에 사용하는 동력으로 분배하는 수단(동력 분배 수단)으로서 기능한다.

도 12는 토크 부여 장치(30)의 측단면도이다. 토크 부여 장치(30)는 시험륜(W)에 가하는 토크를 발생시켜, 이 토크를 벨트 기구(23)에 의해 전달된 회전 운동에 합쳐서 출력한다. 바꾸어 말하면, 토크 부여 장치(30)는 벨트 기구(23)에 의해 전달된 회전 운동의 위상을 변화시킴으로써, 시험륜(W)에 토크를 부여할(즉, 노면(63a)과 시험륜(W) 사이에 구동력 또는 제동력을 부여할) 수 있다.

토크 부여 장치(30)는 시험륜(W)을 회전 구동하는 동력을 발생시키는 제2 동력 발생 수단으로서 기능함과 아울러, 구동부(14)(동력 발생 수단)의 서보 모터(141)(제1 모터)가 발생시킨 동력과 토크 부여 장치(30)의 후술하는 서보 모터(32)(제2 모터)가 발생시킨 동력을 결합시키는 동력 결합 수단으로서도 기능한다.

스핀들 구동 기구(20D)에 토크 부여 장치(30)를 편입시킴으로써, 회전수를 제어하기 위한 동력원(구동부(14RA, 14RB))과 토크를 제어하기 위한 동력원(후술하는 서보 모터(32))으로 역할을 분담하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 이것에 의해보다 소용량의 동력원을 사용하는 것이 가능하게 됨과 아울러, 시험륜(W)에 가해지는 회전수 및 토크를 보다 높은 정밀도로 제어하는 것이 가능하게 된다. 또 토크 부여 장치(30)를 캐리지(20)에 편입시킴으로써, 벨트 기구(50R)에 가해지는 부하가 저감되기 때문에, 벨트 기구(50R)의 소형화(예를 들면 사용하는 톱니 벨트의 개수의 삭감)나, 보다 내하중이 낮은 부재의 사용이 가능하게 된다.

토크 부여 장치(30)는 하우징(31)과, 하우징(31) 내에 설치된 서보 모터(32), 옵션의 감속기(33) 및 샤프트(34)와, 하우징(31)을 회전 가능하게 지지하는 2개의 베어링부(35 및 36)와, 슬립링부(37)와, 슬립링부(37)를 지지하는 지주(38)와, 하우징(31)의 회전수를 검출하는 로터리 인코더(39)를 갖추고 있다.

본 실시형태에 있어서는, 서보 모터(32)에는 회전부의 관성 모먼트가 0.01kg·m² 이하(보다 적합하게는 0.008kg·m² 이하), 정격출력이 3kW 내지 60kW(보다 실용적으로는 7kW 내지 37kW)의 초저관성 고출력형의 AC 서보 모터가 사용되고 있다.

하우징(31)은 직경이 큰 대략 원통형상의 모터 수용부(311) 및 캡부(312)와, 모터 수용부(311)보다 직경이 작은 대략 원통형상의 한 쌍의 축부(313 및 314)를 가지고 있다. 모터 수용부(311)의 일단부(도 12에 있어서의 좌단부)에는 축부(313)가 동축으로(즉, 중심선을 공유하도록) 결합되어 있다. 또 모터 수용부(311)의 타단부(도 12에 있어서의 우단부)에는 캡부(312)를 통하여 축부(314)가 동축으로 결합되어 있다. 축부(313)는 베어링부(36)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 축부(314)는 베어링부(35)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

축부(314)의 선단부에는 플랜지(314a)가 형성되어 있고, 이 플랜지(314a)에 벨트 기구(23)의 종동 풀리(232)가 동축으로 결합되어 있다. 또 벨트 기구(23)의 톱니 벨트(233)가 종동 풀리(232)와 구동 풀리(231)(도 11)에 감겨 있다. 벨트 기구(23)에 의해 하우징(31)이 회전 구동된다.

축부(314)의 내주에는 베어링(315)이 설치되어 있다. 샤프트(34)는 축부(314)의 중공부에 통과되어, 베어링(315)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 샤프트(34)는 축부(314) 및 종동 풀리(232)를 관통하고 있다. 샤프트(34)의 일단부는 캡부(312) 내에 돌출되어 있다. 또 종동 풀리(232)의 구멍(232a)을 관통한 샤프트(34)의 타단부에는 벨트 기구(24)의 구동 풀리(241)가 동축으로 결합되어 있다. 구동 풀리(241)에는 톱니 벨트(243)가 감겨 있다.

모터 수용부(311)의 중공부에는 서보 모터(32)가 수용되어 있다. 서보 모터(32)는 축(321)이 모터 수용부(311)(즉, 하우징(31)의 회전 축)와 동축으로 배치되고, 모터 케이스(320)(즉 스테이터)가 복수의 스터드 볼트(323)에 의해 모터 수용부(311)에 고정되어 있다. 서보 모터(32)의 플랜지(322)는 연결통(324)을 통하여 감속기(33)의 기어 케이스(331)와 결합되어 있다. 또 감속기(33)의 기어 케이스(331)는 캡부(312)의 내측 플랜지(312a)에 고정되어 있다.

서보 모터(32)의 축(321)은 감속기(33)의 입력축(332)과 접속되어 있다. 또 감속기(33)의 출력축(333)에는 샤프트(34)가 접속되어 있다. 서보 모터(32)로부터 출력되는 토크는 감속기(33)에 의해 증폭되어 샤프트(34)에 전달된다. 샤프트(34)로부터 벨트 기구(24)에 출력되는 회전은 벨트 기구(23)에 의해 구동되는 하우징(31)의 회전에 서보 모터(32) 및 감속기(33)에 의해 만들어내지는 토크를 합친 것이 된다. 즉, 하우징(31)의 축부(314)는 토크 부여 장치(30)의 입력축이며, 샤프트(34)는 토크 부여 장치(30)의 출력축이다. 토크 부여 장치(30)는 입력축에 전달된 회전 운동에 토크 부여 장치(30)가 발생시킨 토크를 합쳐 출력축으로부터 출력한다.

슬립링부(37)는 복수 쌍의 슬립링(37a)과 브러시(37b), 지지 프레임(37c) 및 연결관(37d)을 갖추고 있다. 복수의 슬립링(37a)은 서로 이격하여, 연결관(37d)의 외주에 끼워넣어져 고정되어 있다.

연결관(37d)은 하우징(31)의 축부(313)와 동축으로 결합되어 있다. 또 대응하는 슬립링(37a)의 외주면과 접촉하는 브러시(37b)는 지주(38)에 부착된 지지 프레임(37c)에 의해 지지되어 있다. 서보 모터(32)의 케이블(325)은 축부(313)의 중공부에 통과되어 슬립링(37a)에 접속되어 있다. 또 브러시(37b)는 서보 앰프(32a)(도 27)에 접속되어 있다. 즉, 서보 모터(32)와 서보 앰프(32a)는 슬립링부(37)를 통하여 접속되어 있다.

도 4 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 벨트 기구(24)의 톱니 벨트(243)가 감긴 종동 풀리(242)는 베어링부(262)에 의해 회전 가능하게 지지된 샤프트(261)의 일단부와 동축으로 결합되어 있다. 샤프트(261)의 타단부는 슬라이드식 등속 조인트(25)의 일단에 접속되어 있다. 또 슬라이드식 등속 조인트(25)의 타단부는 샤프트(263)(도 13)를 통하여 스핀들(280)(도 13)과 연결되어 있다. 슬라이드식 등속 조인트(25)는 작동각(즉, 입력축과 출력축이 이루는 각도)에 상관없이, 회전 변동없이 원활하게 회전을 전달 가능하게 구성되어 있다. 또 슬라이드식 등속 조인트(25)는 축 방향의 길이(전달 거리)도 가변이다.

스핀들부(28)는 그 각도 및 위치가 가변으로 얼라인먼트부(40)에 의해 지지되어 있다. 스핀들(280)(도 13)과 베어링부(262)에 유지된 샤프트(261)를 슬라이드식 등속 조인트(25)를 통하여 연결함으로써, 스핀들(280)의 각도나 위치가 변화해도 이 변화에 슬라이드식 등속 조인트(25)가 유연하게 추종한다. 그 때문에 스핀들(280)이나 샤프트(261, 263)(도 13)에 큰 뒤틀림이 가해지지 않아, 회전이 속도를 바꾸지 않고 스핀들(280)에 원활하게 전달된다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 얼라인먼트부(40)는 한 쌍의 선회 프레임(41), 한 쌍의 곡선 가이드웨이(42)(이하 「곡선 가이드」라고 약기한다.), 슬라이드 프레임(44) 및 2쌍의 리니어 가이드(43)를 갖추고 있다.

각 선회 프레임(41)은 곡선 가이드(42)를 통하여 캐리지(20)의 메인 프레임(21) 상에 재치되어 있다. 곡선 가이드(42)는 메인 프레임(21)의 상면에 부착된 원호형상의 레일(421)과, 레일(421) 상을 주행 가능한 복수(본 실시형태에서는 2개)의 캐리지(422)(이하 「러너(422)」라고 한다.)를 갖추고 있다. 러너(422)는 선회 프레임(41)의 바닥면에 부착되어 있다. 한 쌍의 곡선 가이드(42) 및 한 쌍의 선회 프레임(41)은 각각 시험륜(W)의 중심(C)을 통과하는 연직선(V)을 사이에 끼우고 전후로 대향하여 배치되어 있다. 또 각 곡선 가이드(42)의 곡률중심은 연직선(V) 상에 있다. 즉, 각 선회 프레임(41)은 곡선 가이드(42)에 의해, 연직선(V)을 중심으로 선회 가능하게 지지되어 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 슬라이드 프레임(44)은 위에서부터 순서대로 기둥부(441), 연결부(442) 및 포크(443)를 가지고 있다. 기둥부(441)(즉, 슬라이드 프레임(44)의 상부)는 그 중심선이 연직선(V)과 일치하도록 세로로 배치되어 있다. 기둥부(441)는 한 쌍의 선회 프레임(41)의 사이에 배치되어, 각 선회 프레임(41)과 각각 2쌍의 리니어 가이드(43)를 통하여 상하로 슬라이드 가능하게 연결되어 있다. 리니어 가이드(43)는 기둥부(441)의 선회 프레임(41)과 대향하는 측면(441a)에 부착된 레일(431)과, 레일(431) 상을 주행 가능한 복수(본 실시형태에서는 2개)의 캐리지(432)(이하 「러너(432)」라고 한다.)를 갖추고 있다. 러너(432)는 선회 프레임(41)의 기둥부(441)와 대향하는 측면(41a)에 부착되어 있다.

포크(443)(즉, 슬라이드 프레임(44)의 하부)는 시험륜(W)과 접촉하지 않도록 연직선(V)으로부터 우측(회전 축(Ay) 방향)으로 후퇴하고 있다. 연결부(442)는 Y축 방향으로 뻗어, 기둥부(441)의 하단부와 포크(443)의 상단부를 연결하고 있다. 따라서, 슬라이드 프레임(44)은 X축 방향에서 보아, 대략 크랭크 형상으로 형성되어 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 포크(443)의 하부는 전후로 분기되어 있다. 포크(443)의 둘로 분기된 하단부에는 각각 베어링(443a)이 서로 동축으로 설치되어 있다.

도 13은 스핀들부(28) 및 그 주변을 나타낸 도면이다. 스핀들부(28)는 스핀들(280)의 중심축(회전 축(Ay))을 좌우를 향하게 하여, 포크(443)의 하단부에 설치된 한 쌍의 베어링(443a)(도 5) 사이에 배치되어 있다. 그리고, 스핀들부(28)는 한 쌍의 베어링(443a)에 의해, 전후로 뻗는 회전 축(Cx)의 둘레에 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한 스핀들(280)의 회전 축(Ay)이나 스핀들 케이스(284)의 회전 축(Cx)의 방향은 각각 스핀들(280)의 얼라인먼트에 의해 변화하며, Y축 방향이나 X축 방향과는 반드시 일치하지는 않는다.

스핀들부(28)는 스핀들(280)과, 스핀들(280)을 회전 가능하게 지지하는 스핀들 케이스(284)를 갖추고 있다. 스핀들(280)은 시험륜(W)이 부착되어, 시험륜(W)과 일체로 회전하는 차축이다. 스핀들(280)은 동체부(281), 6분력 센서(282) 및 허브(283)를 갖추고 있다. 동체부(281)는 원기둥 형상의 축이다. 6분력 센서(282)는 동체부(281)의 선단부에 동축으로 부착된 대략 원기둥 형상의 부재이며, 6분력(직교 3축 방향의 힘 및 각 축 둘레의 토크)을 검출 가능한 압전식의 힘 센서이다. 또 허브(283)는 시험륜(W)을 부착하기 위한 부재이며, 6분력 센서(282)의 선단에 동축으로 부착되어 있다. 동체부(281), 6분력 센서(282) 및 허브(283)는 일체로 결합하여, 스핀들(280)을 형성하고 있다. 6분력 센서(282)에는 허브(283)를 통하여 시험륜(W)이 일체로 부착되기 때문에, 6분력 센서(282)의 검출 결과로부터 시험륜(W)에 가해지는 힘을 계산할 수 있다. 또 6분력 센서(282)는 시험륜(W)의 중심 부근에 배치되어 있기 때문에, 6분력 센서(282)의 검출 결과를 시험륜(W)에 가해지는 6분력의 근사값으로서 사용할 수도 있다.

스핀들 케이스(284)는 스핀들(280)을 수용하여 회전 가능하게 유지하는 대략 원통형상의 부재이다. 스핀들 케이스(284)의 내주에는 베어링(285) 및 한 쌍의 베어링(286)이 부착되어 있다. 스핀들(280)은 베어링(285) 및 베어링(286)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

스핀들 케이스(284)의 전후의 측면에는 포크(443)의 한 쌍의 베어링(443a)(도 5)과 각각 회전 가능하게 끼워맞추는 한 쌍의 선회축(287)이 부착되어 있다. 즉, 스핀들부(28)는 한 쌍의 베어링(443a)에 의해, 회전 축(Cx)을 중심으로 회전 가능하게 지지되어 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 얼라인먼트부(40)는 하중 조정부(45), 슬립각 조정부(46) 및 캠버 조정부(47)를 갖추고 있다. 하중 조정부(45)는 시험륜(W)에 가해지는 하중을 조정하는 유닛이다. 슬립각 조정부(46)는 얼라인먼트부(40)(직접적으로는 선회 프레임(41))를 연직선(V)의 둘레에 회전 이동시켜, 시험륜(W)의 슬립각을 조정하는 유닛이다. 캠버 조정부(47)는 스핀들부(28)을 회전 축(Cx)(도 13)의 둘레에 회전 이동시켜, 시험륜(W)의 캠버각을 조정하는 유닛이다.

하중 조정부(45)는 서보 모터(451), 운동 변환기(452) 및 브래킷(453)을 갖추고 있다. 또 상기 서술한 리니어 가이드(43)도 하중 조정부(45)를 구성하는 요소의 하나이다. 서보 모터(451)는 캐리지(20)의 메인 프레임(21)에 부착되어 있다. 운동 변환기(452)는 서보 모터(451)의 회전 운동을 연직으로 세워진 가동자(452a)의 상하의 직선 운동으로 변환하는 장치이다. 운동 변환기(452)에는 예를 들면 래크 앤드 피니언 기구, 베벨 기어 등의 교차축과 이송 나사를 조합한 기구 또는 웜 기어나 나사 기어 등의 엇갈린 축과 이송 나사를 조합한 기구 등이 사용된다. 브래킷(453)은 운동 변환기(452)의 가동자(452a)의 바로 아래에 배치되어, 좌면(453a)을 위를 향하게 하여, 슬라이드 프레임(44)의 기둥부(441)의 측면에 부착되어 있다.

서보 모터(451)를 구동하여 운동 변환기(452)의 가동자(452a)를 강하시키면, 가동자(452a)의 하단부가 브래킷(453)의 좌면(453a)에 닿는다. 또한 서보 모터(451)를 구동하면, 가동자(452a)에 의해 브래킷(453)을 통하여 슬라이드 프레임(44)이 연직 하방향으로 눌린다. 이것에 의해 얼라인먼트부(40)에 유지된 시험륜(W)이 노면(63a)에 눌려, 시험 타이어(T)와 노면(63a) 사이에 가동자(452a)의 높이(즉, Z축 방향에 있어서의 위치)에 따른 하중이 가해진다. 시험륜(W)에 가해지는 하중은 스핀들부(28)의 6분력 센서(282)(도 13)에 의해 검출된다. 그리고, 하중의 검출 결과가 하중의 설정값과 일치하도록 서보 모터(451)의 구동이 제어된다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 하중 조정부(45)의 일부는 한 쌍의 선회 프레임(41)과 슬라이드 프레임(44)의 기둥부(441)로 둘러싸인 스페이스(Sp2) 내에 배치되어 있다. 이 구성에 의해, 스페이스가 유효하게 이용되어, 캐리지의 소형화가 실현되고 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 슬립각 조정부(46)는 캐리지(20)의 메인 프레임(21)에 부착된 서보 모터(461)와, 감속기(462)와, 감속기(462)의 출력축과 결합한 구동 기어(463)와, 구동 기어(463)와 맞물리는 종동 기어(464)를 갖추고 있다. 구동 기어(463)에는 예를 들면 평기어나 선형 기어가 사용된다. 또 종동 기어(464)는 예를 들면 선형 기어이다. 또한 슬립각 조정부(46)의 기어 기구(구동 기어(463), 종동 기어(464))에는 웜 기어, 베벨 기어 또는 나사 기어 등을 사용해도 된다. 서보 모터(461), 감속기(462) 및 구동 기어(463)는 캐리지(20)의 메인 프레임(21)에 부착되어 있다. 또 종동 기어(464)는 그 회전 축이 연직선(V)과 일치하도록, 슬라이드 프레임(44)의 기둥부(441)의 측면에 부착되어 있다.

서보 모터(461)의 회전은 감속기(462)에 의해 감속되어, 구동 기어(463)를 통하여 종동 기어(464)에 전달된다. 그리고, 종동 기어(464) 및 슬라이드 프레임(44)이 연직선(V)을 중심으로 회전한다. 이것에 의해 스핀들부(28)를 통하여 슬라이드 프레임(44)에 지지된 시험륜(W)도 연직선(V)을 중심으로 회전하고, 시험륜(W)의 슬립각이 변화한다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 슬립각 조정부(46)의 일부는 한 쌍의 선회 프레임(41)과 슬라이드 프레임(44)의 기둥부(441)로 둘러싸인 스페이스(Sp3) 내에 배치되어 있다. 이 구성에 의해, 스페이스가 유효하게 이용되어, 캐리지의 소형화가 실현되고 있다. 또한 하중 조정부(45)가 배치된 스페이스(Sp2)와 슬립각 조정부(46)가 배치된 스페이스(Sp3)는 각각 기둥부(441)의 좌우 반대측에 설치된 공간이다. 하중 조정부(45)와 슬립각 조정부(46)를 상이한 공간에 설치함으로써, 조립이나 메인터넌스의 효율이 향상된다.

도 13에 나타내는 바와 같이, 캠버 조정부(47)는 연결부(442)의 우단부에 부착된 상부 아암(471)과, 상부 아암(471)에 의해 회전 가능하게 지지된 조인트(472)와, 조인트(472)가 부착된 전나사 볼트(475)(이하 「스터드(475)」라고 한다.)와, 스터드(475)의 일단부에 부착된 로드 엔드(476)와, 핀(477)에 의해 로드 엔드(476)와 회전 가능하게 연결된 하부 아암(478)을 갖추고 있다. 하부 아암(478)은 그 말단부가 스핀들 케이스(284)에 고정되어 있다. 또한 상부 아암(471)은 슬라이드 프레임(44)의 포크(443)에 부착해도 된다.

상부 아암(471)은 회전 축(Ay)과 평행(즉, 연직선(V)으로부터 멀어지는 방향)으로 뻗는 평판이며, 스핀들 케이스(284)의 회전 축(Cx)과 수직으로 배치되어 있다. 상부 아암(471)의 선단부에는 회전 축(Cx)과 평행한 선회축(471a)이 설치되어 있다.

조인트(472)는 스터드(475)가 삽입되는 관통 구멍이 형성된 대략 직방체 형상의 부재이다. 조인트(472)에는 상부 아암(471)의 선회축(471a)과 회전 가능하게 끼워맞추는 베어링(473)이 설치되어 있다. 즉, 조인트(472)는 스핀들 케이스(284)의 회전 축(Cx)과 평행한 선회축(471a)을 중심으로 회전 가능하게 지지되어 있다. 조인트(472)는 스터드(475)에 끼워진 한 쌍의 너트(474)로 사이에 끼워져, 스터드(475)에 고정되어 있다.

하부 아암(478)의 선단부는 핀(477)에 의해 로드 엔드(476)의 하단부와 연결되어 있다. 로드 엔드(476)와 하부 아암(478)을 연결하는 핀(477)도 스핀들 케이스(284)의 회전 축(Cx)과 평행한 선회축이다. 즉, 슬라이드 프레임(44) 및 상부 아암(471)(제1 링크)과, 스터드(475) 및 로드 엔드(476)(제2 링크)와, 하부 아암(478) 및 스핀들 케이스(284)(제3 링크)는 회전 축(Cx)과 평행한 3개의 선회축[선회축(471a)(제1 조인트), 핀(477)(제2 조인트) 및 선회축(287)(제3 조인트)]을 통하여 각 선회축을 중심으로 회전 가능하게 환형상으로 연결되어, 링크 기구를 구성하고 있다.

스터드(475) 상의 너트(474)의 위치를 바꿈으로써, 2개의 조인트(선회축(471a) 및 핀(477))를 연결하는 가변 길이 링크(47L)의 길이가 바뀐다. 이 때, 하부 아암(478) 및 스핀들 케이스(284)가 선회축(287)(회전 축(Cx))을 중심으로 회전하여, 스핀들(280) 및 시험륜(W)의 회전 축(Ay)의 노면(63a)에 대한 기울기가 바뀐다. 따라서, 스터드(475) 상의 너트(474)의 위치를 바꾸어 가변 길이 링크(47L)를 신축시킴으로써, 캠버를 조정할 수 있다. 가변 길이 링크(47L)를 늘리면 마이너스측으로 캠버가 변하고, 가변 길이 링크(47L)를 줄이면 플러스측으로 캠버가 변한다.

타이어 시험 장치(1)는 스핀들(280)의 회전을 감속 가능한 브레이크 시스템(27)(이하 「브레이크(27)」라고 약기한다.)을 갖추고 있다. 브레이크(27)는 후술하는 어태치먼트(273)를 통하여 스핀들(280)에 부착된 디스크 로터(271)와, 하부 아암(478)에 부착된 캘리퍼(272)와, 캘리퍼(272)에 유압을 공급하는 유압 공급 장치(276)(도 27)를 갖추고 있다.

유압 공급 장치(276)는 후술하는 제어부(72)로부터의 지령에 기초하여 소정압의 유압을 발생시켜, 캘리퍼(272)에 유압을 공급한다. 유압 공급 장치(276)는 서보 모터(276b)와, 서보 모터(276b)가 출력하는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 운동 변환기(276c)와, 운동 변환기(276c)가 출력하는 직선 운동에 의해 구동되는 브레이크 마스터 실린더(276d)와, 제어부(72)로부터의 지령에 기초하여 서보 모터(276b)에 공급되는 구동 전류를 생성하는 서보 앰프(276a)를 갖추고 있다.

스핀들(280)은 어태치먼트(273), 디스크 로터(271) 및 샤프트(263)를 통하여 스핀들 구동 기구(20D)(도 6)의 슬라이드식 등속 조인트(25)에 연결되어 있다.

하부 아암(478)은 그 중간 부분이 상방(즉, 스핀들(280)로부터 떨어지는 방향)으로 후퇴한 크랭크 형상으로 형성되어 있다. 하부 아암(478)의 스핀들(280)로부터 떨어진 중간 부분에 브레이크(27)의 캘리퍼(272)가 어태치먼트(275)를 통하여 부착되어 있다.

어태치먼트(273) 및 샤프트(263)는 디스크 로터(271)의 형상에 맞추어 제작된 교환 가능한 소부재이다. 또 어태치먼트(275)는 캘리퍼(272)의 형상에 맞추어 제작된 비교적 교환이 용이하고 저렴한 소부품이다. 어태치먼트(273, 275) 및 샤프트(263)를 사용함으로써, 브레이크(27)(디스크 로터(271), 캘리퍼(272))의 종류를 변경할 때, 비교적 교환 비용이 높은 스핀들(280)이나 슬라이드식 등속 조인트(25)를 교환할 필요가 없어지기 때문에, 보다 저비용으로 브레이크(27)의 종류를 변경하는 것이 가능하게 된다.

도 14는 노면부(60)의 횡단면도이다. 노면부(60)는 프레임(61)과, 프레임(61)에 지지된 본체부(60a)를 갖추고 있다. 본체부(60a)는 기반(62)과, 기반(62) 상에 유지된 포장부(63)를 갖추고 있다. 기반(62)의 상면에는 노면부(60)의 연장 방향(즉, 캐리지(20)의 주행 방향인 X축 방향)으로 뻗는 오목부(621)가 형성되어 있다. 포장부(63)는 예를 들면 후술하는 모의 포장 재료를 오목부(621)에 충전하여 경화시킴으로써 형성되어 있다. 포장부(63)의 상면에는 시험륜(W)이 접지되는 노면(63a)이 형성되어 있다.

본 실시형태에서는 본체부(60a)가 노면 유닛(노면(63a)의 적어도 일부를 포함하는 교환 가능한 구조체)인 본체부 유닛(600a)으로 구성되어 있고, 프레임(61) 상에 착탈 가능하게 부착되어 있다. 또한 노면 유닛은 본 실시형태와 같이 본체부(60a)를 유닛화한 형태(「본체부 유닛」이라고 한다.)에 한정되지 않고, 포장부(63)만을 유닛화한 형태(「포장부 유닛」이라고 한다.)나 프레임(61)까지 포함시킨 노면부(60) 전체를 유닛화한 형태(「노면부 유닛」이라고 한다.)로 할 수도 있다.

본 실시형태의 본체부(60a)는 본체부(60a)를 노면부(60)의 연장 방향에 있어서 분할한 복수의 본체부 유닛(600a)으로 구성되어 있고, 본체부 유닛(600a)의 단위로 교환 가능하게 되어 있다. 또한 본체부(60a)의 전체를 단일의 교환 가능한 노면 유닛으로서 형성해도 된다.

본 실시형태와 같이, 노면부(60)를 본체부 유닛(600a) 등의 노면 유닛으로 구성함으로써, 노면 유닛을 교환하는 것에 의해 노면(63a)의 적어도 일부를 교환하는 것이 가능하게 된다.

예를 들면 노면부(60)의 연장 방향(X축 방향)에 있어서의 중앙부의 본체부 유닛(600a)만을 교환하여, 중앙부만에 있어서 포장부(63)의 종류(예를 들면 재질, 구조, 표면 형상 등)를 변경할 수 있다. 또 본체부 유닛(600a)마다 포장부(63)의 종류를 바꾸어, 예를 들면 노면부(60)의 연장 방향에 있어서 노면(63a)의 마찰계수가 변화하도록 해도 된다.

기반(62)의 하면에는 프레임(61)의 상면에 설치된 볼록부(612)와 끼워맞추는 오목부(622)가 설치되어 있다. 볼록부(612)와 오목부(622)가 끼워맞춰지도록 본체부 유닛(600a)을 프레임(61) 상에 재치하고, 양자를 볼트나 캠 레버 등의 고정 수단(도시하지 않음)에 의해 고정함으로써, 본체부 유닛(600a)이 프레임(61) 상에 착탈 가능하게 부착되어 있다.

또 본 실시형태에서는 프레임(61)도 프레임(61)을 노면부(60)의 연장 방향에 있어서 분할한 복수의 프레임 유닛(610)으로 형성되어 있어, 프레임 유닛(610)의 단위로 교환 가능하게 되어 있다.

또 본 실시형태에서는 프레임 유닛(610)과 본체부 유닛(600a)은 동일한 길이로 형성되어 있어, 프레임 유닛(610)에 본체부 유닛(600a)을 부착한 노면부 유닛(600)의 단위로 교환할 수도 있다.

또 본 실시형태에서는 포장부(63)는 기반(62)과 일체로 형성되어 있지만, 포장부(63)를 기반(62)에 대하여 착탈 가능한 구성으로 해도 된다. 예를 들면 포장부(63)를 노면부(60)의 연장 방향에 있어서 분할한 복수의 포장부 유닛(630)으로 포장부(63)를 구성하여, 포장부 유닛(630)의 단위로 포장부(63)를 교환 가능한 구성으로 해도 된다. 이 경우, 포장부 유닛(630)과 기반 유닛(620)을 동일한 길이로 형성하여, 기반 유닛(620)에 포장부 유닛(630)을 부착한 복합 유닛(바꾸어 말하면, 포장부(63)를 착탈 가능하게 한 본체부 유닛(600a))의 단위로 교환 가능하게 해도 된다. 또 프레임 유닛(610), 기반 유닛(620) 및 포장부 유닛(630)을 조립하여 노면부 유닛(600)을 제작하여, 노면부 유닛(600)의 단위로 교환 가능하게 해도 된다.

또 상기 서술한 바와 같이, 본 실시형태에서는 복수의 노면부 유닛(600)이 연결되어 노면부(60)를 형성하고 있다. 이 구성에 의해, 노면부 유닛(600)의 추가 또는 삭제에 의해, 노면부(60)의 연장 또는 단축이 가능하게 된다. 또 복수의 노면 유닛을 동일 구조로 함으로써, 노면부(60)를 효율적으로 제조하는 것이 가능하게 된다.

또 본 실시형태에서는 노면부(60)와 마찬가지로, 궤도부(10)도 연장 방향에 있어서 복수의 궤도부 유닛(100)으로 분할되어 있다. 궤도부 유닛(100)의 추가 또는 삭제에 의해, 궤도부(10)의 연장 또는 단축도 가능하다. 궤도부 유닛(100)은 노면부 유닛(600)과 동일한 길이로 형성되어 있다. 그 때문에 궤도부(10)와 노면부(60)의 길이를 가지런하게 할 수 있다. 또 궤도부 유닛(100)과 노면부 유닛(600)을 일체화한 복합 유닛의 단위로, 노면부(60) 및 궤도부(10)의 연장, 단축 또는 일부 교환이 가능한 구성으로 해도 된다.

본 실시형태의 노면부(60)에서는 포장부(63)로서 아스팔트 포장 도로를 모의한(즉, 타이어의 마모량 등의 타이어에 주는 영향이 실제의 아스팔트 포장 도로와 동일한 정도가 되는) 모의 포장이 형성되어 있다. 모의 포장은 예를 들면 탄화규소나 알루미나 등의 내마모성이 우수한 세라믹스를 분쇄한(필요에 따라 추가로 연마나 에칭 등의 가공을 시행한) 골재에, 예를 들면 우레탄 수지나 에폭시 수지 등의 결합제(바인더)를 첨가한 모의 포장 재료를 성형하여 경화시킴으로써 형성된다. 이와 같은 모의 포장 재료를 사용함으로써, 내구성이 우수하고, 노면 상태가 안정된(즉 시험 타이어(T)의 마모량 등이 안정된) 모의 노면이 얻어진다. 타이어의 마모량은 예를 들면 골재의 입도나 결합제의 첨가량 등에 의해 조정할 수 있다.

본 실시형태의 모의 포장은 단층 구조이지만, 예를 들면 상이한 재료로 형성된 복수의 층이 두께 방향으로 적층된 모의 포장을 사용해도 된다. 또 예를 들면 골재의 종류나 입도, 바인더의 종류나 배합량 등을 조정하여, 부석 포장, 벽돌 포장 또는 콘크리트 포장 등을 모의한 모의 포장을 사용해도 된다.

또 실제의 노면보다 타이어에 주는 대미지가 커지(또는 작아지)도록 노면(63a)을 형성해도 된다. 실제의 노면보다 타이어에 주는 영향이 큰 노면(63a)을 사용함으로써, 타이어의 가속 열화 시험이 가능하게 된다.

또 포장부(63)를 실제의 포장 재료(예를 들면 아스팔트 포장의 표층에 사용되는 아스팔트 혼합물)로 형성해도 된다. 또 노면을 형성하는 최표층 뿐만아니라 하층 구조까지 실제의 포장을 재현 또는 모조한 포장부(63)를 사용해도 된다.

본 실시형태의 타이어 시험 장치(1)는 시험중에 노면(63a)이 이동하지 않기 때문에, 타이어의 성능에 영향을 주는 이물(예를 들면 물, 눈, 흙탕물, 흙, 모래, 자갈, 기름 또는 이들을 모의한 것 등)을 노면(63a) 상에 뿌린 상태에서 시험을 행할 수 있다. 예를 들면 노면(63a) 상에 물을 뿌린 상태에서 시험을 행함으로써, 웨트 제동 시험을 행할 수 있다.

여기서, 노면부(60)의 하나의 변형예에 대해 설명한다. 도 15는 노면부(60)의 변형예인 노면부(60A)의 횡단면도이다. 노면부(60A)는 기반(62)에 부착된 테두리부(67)를 갖추고 있다. 테두리부(67)는 코킹 등에 의해 기반(62)과 수밀하게 접합되어, 기반(62)이나 포장부(63)와 함께 조(槽)(68)를 형성한다. 조(68)에는 타이어의 성능에 영향을 주는 이물(예를 들면 물, 자갈, 흙, 낙엽 등)이 노면(63a)을 덮도록 들어간다. 조(68)를 사용함으로써, 노면(63a) 상에 이물을 두껍게 퇴적시키는 것이 가능하게 된다. 또한 본 변형예의 테두리부(67)는 기반(62)의 상면에 부착되어 있지만, 기반(62)의 측면에 테두리부(67)를 부착해도 된다. 또 포장부(63)의 상면에 테두리부(67)를 부착해도 된다.

또 노면부(60A)는 노면(63a)의 온도를 조정 가능한 온도 조정 수단(64)을 갖추고 있다. 본 변형예의 온도 조정 수단(64)은 기반(62)에 메워넣어진 유로(64a)와, 노면(63a)의 온도를 검출하는 온도 센서(64b)와, 온도 조정 장치(64c)를 가지고 있다(도 27). 온도 센서(64b)는 예를 들면 열전대나 서미스터 등을 사용한 접촉식의 온도 센서나 적외선 센서 등의 비접촉식의 온도 센서이다. 온도 조정 장치(64c)는 제어부(72)에 접속되어, 제어부(72)로부터의 지령에 기초하여 노면(63a)의 온도를 설정 온도로 조정한다. 구체적으로는 온도 조정 장치(64c)는 온도 센서(64b)의 검출 결과에 기초하여 열매(예를 들면 오일이나 부동액을 함유한 물)의 온도를 조정하여, 이 열매를 유로(64a)에 송출한다. 온도 조정 장치에 의해 온도가 조정된 열매를 유로(64a)에 흘림으로써, 노면(63a)을 소정의 온도로 조정할 수 있다. 또 노면(63a)의 온도를 안정화시킴과 아울러 열의 이용 효율을 높이기 위해서, 기반(62)의 표면은 단열재(69)에 의해 피복되어 있다.

온도 조정 수단(64)은 노면(63a)의 온도를 저온(예를 들면 -40℃)으로부터 고온(예를 들면 80℃)까지의 넓은 범위에서 조정할 수 있다. 조(68)에 물을 담고, 노면(63a)의 설정 온도를 영하로 설정함으로써, 동결 노면을 형성할 수 있다. 즉, 본 변형예의 노면부(60A)를 사용함으로써, 빙상 제동 시험을 행할 수 있다. 또 조(68)에 눈을 넣은 상태에서, 설상 제동 시험을 행할 수 있다.

유로(64a)는 노면(63a)과 평행하게 기반(62) 내를 등간격으로 사행하도록 형성되어 있다. 또 기반(62)은 연장 방향으로 복수의 구획(기반 유닛(620))으로 구분되어, 각 구획에 개별의 유로(64a)가 설치되어 있다. 이 구성에 의해, 노면(63a) 전체를 보다 균일한 온도로 조정하는 것이 가능하게 된다.

이어서 하중 검출부(165)에 대해 설명한다. 하중 검출부(165)는 타이어 답면에 가해지는 하중분포를 검출 가능한 구성 부분이다.

도 16 및 도 17은 각각 노면부(60)의 하중 검출부(165) 및 그 주변을 나타낸 평면도 및 좌측면도이다. 또 도 18-20은 순서대로 하중 검출부(165)의 정면도, 좌측면도 및 평면도이다.

도 16 및 도 17에 나타내는 바와 같이, 노면부(60)의 본체부(60a)의 상면에는 Y축 방향으로 가늘고 긴 오목부(60p)가 형성되어 있다. 하중 검출부(165)는 오목부(60p) 내에 수용되어, 오목부(60p)의 바닥면에 고정되어 있다.

도 18-20에 나타내는 바와 같이, 하중 검출부(165)는 고정 프레임(1658), 가동 프레임(1659), 한 쌍의 리니어 가이드(1654), 센서 어레이 유닛(1650), 이동 유닛(1655) 및 센서 위치 검출부(1656)를 갖추고 있다. 또한 도 18에 있어서, 리니어 가이드(1654) 및 후술하는 고정 프레임(1658)의 레일 지지부(1658b)의 도시가 생략되어 있다. 가동 프레임(1659)은 한 쌍의 리니어 가이드(1654)에 의해 Y축 방향(즉, 노면부(60)의 폭 방향)으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 센서 어레이 유닛(1650)은 가동 프레임(1659)의 상면에 부착되어 있다. 센서 어레이 유닛(1650)의 상세는 후술한다.

도 21은 하중 검출부(165)의 가동부(즉, 가동 프레임(1659) 및 센서 어레이 유닛(1650))를 분리한 상태를 나타낸 평면도이다.

도 19 및 도 21에 나타내는 바와 같이, 고정 프레임(1658)은 대략 직사각형의 베이스 플레이트(1658a)와, 베이스 플레이트(1658a)의 상면에 고정된 한 쌍의 레일 지지부(1658b)를 갖추고 있다. 한 쌍의 레일 지지부(1658b)는 길이 방향을 Y축 방향을 향하게 하여, X축 방향으로 간격을 두고 늘어서 있다.

리니어 가이드(1654)는 Y축 방향으로 뻗는 레일(1654a)과, 레일(1654a) 상을 주행 가능한 복수(본 실시형태에서는 3개)의 캐리지(1654b)(이하 「러너(1654b)」라고 한다.)를 갖추고 있다. 레일(1654a)은 레일 지지부(1658b)의 상면에 부착되어 있다. 또 러너(1654b)는 가동 프레임(1659)의 하면에 부착되어 있다. 리니어 가이드(1654)에 의해, 가동 프레임(1659)의 Y축 방향의 이동이 안내된다.

이동 유닛(1655)은 한 쌍의 레일 지지부(1658b) 및 리니어 가이드(1654) 사이에 배치되어 있다. 이동 유닛(1655)은 서보 모터(1655m)와 볼 나사 기구(1655b)를 갖추고 있다. 볼 나사 기구(1655b)는 볼 나사(1655ba), 너트(1655bb), 베어링부(1655bc) 및 베어링부(1655bd)를 갖추고 있다.

볼 나사(1655ba)는 한 쌍의 베어링부(1655bc 및 1655bd)에 의해 양단부에 있어서 회전 가능하게 지지되어 있다. 또 볼 나사(1655ba)의 일단은 서보 모터(1655m)의 축에 접속되어 있다. 볼 나사(1655ba)와 맞물리는 너트(1655bb)는 가동 프레임(1659)의 하면에 부착되어 있다. 서보 모터(1655m)에 의해 볼 나사(1655ba)를 회전시키면, 너트(1655bb)와 함께 가동 프레임(1659) 및 센서 어레이 유닛(1650)이 Y축 방향으로 이동한다. 즉, 서보 모터(1655m)의 회전 구동에 의해, 센서 어레이 유닛(1650)의 Y축 방향에 있어서의 위치를 변경할 수 있다.

도 21에 나타내는 바와 같이, 센서 위치 검출부(1656)는 가동 아암(1656a), 복수(본 실시형태에서는 3개)의 근접 센서(1656c) 및 센서 부착부(1656b)를 갖추고 있다. 가동 아암(1656a)은 말단부가 가동 프레임(1659)에 고정되어 있어, 가동 프레임(1659)과 함께 Y축 방향으로 이동 가능하다. 센서 부착부(1656b)는 고정 프레임(1658)에 부착되어 있다.

복수의 근접 센서(1656c)는 검출면(1656cf)을 X축 정방향을 향하게 하여, Y축 방향으로 간격을 두고(예를 들면 등간격으로) 늘어서서, 센서 부착부(1656b)에 부착되어 있다.

가동 아암(1656a)의 선단부에는 근접 센서(1656c)에 근접하는 근접부(1656ap)가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 가동 아암(1656a)의 선단부를 크랭크 형상으로 절곡함으로써 근접부(1656ap)가 형성되어 있다. 근접부(1656ap)는 복수의 근접 센서(1656c)의 검출면(1656cf)과 동일한 높이에 배치되어 있다. 또 복수의 근접 센서(1656c)의 검출면(1656cf)은 근접부(1656ap)의 Y축 방향에 있어서의 가동 범위 내에 간격을 두고 배치되어 있다.

도 22는 도 18에 있어서 이점쇄선으로 둘러싸인 영역(E)을 확대한 도면이다. 도 18 및 도 22에 나타내는 바와 같이, 센서 어레이 유닛(1650)은 프레임(1650a)과 복수(본 실시형태에서는 150개)의 하중 검출 모듈(1650m)을 갖추고 있다. 프레임(1650a)의 상면의 중앙부에는 Y축 방향으로 긴 오목부(1650ap)가 형성되어 있다. 복수의 하중 검출 모듈(1650m)은 오목부(1650ap) 내에 수용되어, 오목부(1650ap)의 바닥면에 고정되어 있다.

복수의 하중 검출 모듈(1650m)은 X축 방향 및 Y축 방향의 2방향으로 격자점 형상으로 등간격으로(예를 들면 대략 간극 없이) 늘어서 있다. 본 실시형태에서는 150개의 하중 검출 모듈(1650m)이 X축 방향으로 5열, Y축 방향으로 30열로 늘어서 있다.

하중 검출 모듈(1650m)은 3분력 센서(1651)와, 포장부(1652)와, 볼트(1653)를 갖추고 있다. 3분력 센서(1651)는 중심축이 Z축 방향을 향한 원기둥 형상의 압전 소자이다. 포장부(1652)는 예를 들면 포장부(63)와 동일한 모의 포장 재료 또는 포장 재료로 형성된 X축 방향 및 Y축 방향의 길이가 동일한 직방체 형상의 부재이다. 또한 3분력 센서(1651) 및 포장부(1652)의 형상은 이러한 형상에 한정되지 않는다. 예를 들면 3분력 센서(1651)의 형상은 직방체 형상이어도 되고, 포장부(1652)의 형상은 원기둥 형상이어도 된다.

원기둥 형상의 3분력 센서(1651)의 중앙에는 Z축 방향으로 관통하는 구멍(1651b)이 형성되어 있다. 또 포장부(1652)의 중앙에는 Z축 방향으로 뻗는 볼트 구멍(1652b)이 형성되어 있다. 3분력 센서(1651)의 구멍(1651b)에 통과되어 포장부(1652)의 볼트 구멍(1652b)에 비틀어넣어진 볼트(1653)에 의해, 하중 검출 모듈(1650m)은 일체화되고, 프레임(1650a)에 고정되어 있다. 포장부(1652)의 상면은 동일한 높이로 수평으로 배치되어, 노면(1652a)을 형성한다. 하중 검출 모듈(1650m)이 배열된 X축 및 Y축 방향의 영역이 센서 어레이 유닛(1650)의 검출 영역이 된다. 또한 센서 어레이 유닛(1650)의 검출 영역의 폭(즉, Y축 방향에 있어서의 길이)(Ly)(도 20)은 시험 타이어(T)의 트레드 폭보다 충분히 넓어, 시험 타이어(T)의 타이어 답면 전체 폭이 노면(1652a)에 접지할 수 있도록 되어 있다.

3분력 센서(1651)에 의해, 각 하중 검출 모듈(1650m)의 노면(1652a)에 가해지는(즉, 타이어 답면에 가해지는) 이하의 3종류의 힘(f_R, f_T 및 f_L)이 검출된다.

a) 반경방향력(f_R)

b) 접선력(f_T)

c) 횡력(f_L)

하중 검출부(165)를 사용함으로써, 시험 타이어(T)의 타이어 답면으로부터 노면이 받는 힘(즉, 타이어 답면에 가해지는 힘)의 분포 및 그 시간 변화를 검출할 수 있다.

도 27은 타이어 시험 장치(1)의 제어 시스템(1a)의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 제어 시스템(1a)은 장치 전체의 동작을 제어하는 제어부(72), 각종 계측을 행하는 계측부(74) 및 외부와의 입출력을 행하는 인터페이스부(76)를 갖추고 있다.

제어부(72)에는 각 구동부(14)의 서보 모터(141), 토크 부여 장치(30)의 서보 모터(32), 하중 조정부(45)의 서보 모터(451), 슬립각 조정부(46)의 서보 모터(461), 이동 유닛(1655)의 서보 모터(1655m) 및 유압 공급 장치(276)의 서보 모터(276b)가 서보 앰프(141a, 32a, 451a, 461a, 1655a 및 276a)를 각각 통하여 접속되어 있다.

제어부(72)와 각 서보 앰프(141a, 276a, 32a, 451a 및 461a)는 광 파이버에 의해 통신 가능하게 접속되어, 제어부(72)와 각 서보 앰프 사이에서 고속의 피드백 제어가 가능하게 되어 있다. 이것에 의해 보다 고정밀도(시간축에 있어서 고분해능 또한 고확도)의 동기 제어가 가능하게 되어 있다.

또 제어부(72)에는 온도 조정 장치(64c)가 접속되어 있다.

계측부(74)에는 스핀들부(28)의 6분력 센서(282), 하중 검출부(165)의 3분력 센서(1651) 및 센서 위치 검출부(1656)의 근접 센서(1656c)가 프리앰프(282a, 1651a 및 1656ca)를 각각 통하여 접속되어 있다. 6분력 센서(282), 3분력 센서(1651) 및 근접 센서(1656c)로부터의 신호는 프리앰프(282a, 1651a 및 1656ca)에 의해 각각 증폭된 후, 계측부(74)에 있어서 디지털 신호로 변환되고, 이것에 의해 계측 데이터가 생성된다. 계측 데이터는 제어부(72)에 입력된다. 또한 도 27에 있어서, 3분력 센서(1651), 프리앰프(1651a), 근접 센서(1656c) 및 프리앰프(1656ca)는 각각 하나만이 도시되어 있다.

각 서보 모터(141, 32, 451, 461, 1655m 및 276b)에 내장된 로터리 인코더(RE)가 검출한 위상 정보는 각 서보 앰프(141a, 32a, 451a, 461a, 1655a 및 276a)를 각각 통하여 제어부(72)에 입력된다.

인터페이스부(76)는 예를 들면 유저와의 사이에서 입출력을 행하기 위한 유저 인터페이스, LAN(Local Area Network) 등의 각종 네트워크와 접속하기 위한 네트워크 인터페이스, 외부 기기와 접속하기 위한 USB(Universal Serial Bus)나 GPIB(General Purpose Interface Bus) 등의 각종 통신 인터페이스 중 하나 이상을 갖추고 있다. 또 유저 인터페이스는 예를 들면 각종 조작 스위치, 표시기, LCD(liquid crystal display) 등의 각종 디스플레이 장치, 마우스나 터치 패드 등의 각종 포인팅 디바이스, 터치 스크린, 비디오 카메라, 프린터, 스캐너, 버저, 스피커, 마이크로폰, 메모리 카드 리더 라이터 등의 각종 입출력 장치 중 하나 이상을 포함한다.

제어부(72)는 인터페이스부(76)를 통하여 입력된 속도의 설정 데이터에 기초하여 각 구동부(14)의 서보 모터(141)의 구동을 동기 제어함으로써, 캐리지(20)를 소정의 속도로 주행시킬 수 있다. 또한 본 실시형태에서는 4개의 구동부(14) 전부를 동위상으로 구동한다(보다 정확하게는 좌측의 구동부(14LA 및 14LB)와 우측의 구동부(14RA 및 14RB)는 역위상[역회전]으로 구동된다).

또 제어부(72)는 인터페이스부(76)를 통하여 취득한 시험 타이어(T)에 부여해야 할 전후력(제동력 또는 구동력)의 설정 데이터에 기초하여 토크 부여 장치(30)의 서보 모터(32)의 구동을 제어함으로써, 시험 타이어(T)에 소정의 전후력을 부여할 수 있다. 또 제어부(72)는 전후력의 설정 데이터 대신에 토크의 설정 데이터(또는 가속도의 설정 데이터)에 기초하여 토크 부여 장치(30)를 제어함으로써, 시험륜(W)에 소정의 토크를 부여할 수도 있다.

제어부(72)는 캐리지(20)를 소정의 주행 속도로 주행시키는(동시에 시험 타이어(T)를 주행 속도와 대략 동일한 주속으로 회전시키는) 구동부(14)의 제어와, 시험 타이어(T)에 전후력(또는 토크)을 부여하기 위한 토크 부여 장치(30)의 제어를 동기 신호에 기초하여 동기시켜 행할 수 있다.

토크 부여 장치(30)에 발생시키는 토크의 파형으로서는 정현파, 정현반파(하프사인파), 톱니상파(톱파), 삼각파, 사다리꼴파 등의 기본 파형 외에, 노상 시험에 있어서 계측된 전후력(또는 토크) 파형, 시뮬레이션 계산에 의해 얻어진 전후력(또는 토크) 파형 또는 그 밖의 임의의 합성 파형(예를 들면 펑션 제너레이터 등에 의해 생성된 파형)을 사용할 수 있다.

캐리지(20)의 주행 속도(또는 시험륜(W)의 회전수)의 제어에 대해서도 마찬가지로, 기본 파형 외에 노상 시험에 있어서 계측된 차륜의 회전수의 파형, 시뮬레이션 계산에 의해 얻어진 속도 변화의 파형, 또는 그 밖의 임의의 합성 파형(예를 들면 펑션 제너레이터 등에 의해 생성된 파형)을 사용할 수 있다.

이어서 이동 유닛(1655)에 의해, 센서 어레이 유닛(1650)의 Y축 방향에 있어서의 위치를 변경하는 순서에 대해 설명한다. 센서 어레이 유닛(1650)은 도 21에 나타내는 초기 상태에 있어서, 가동 아암(1656a)의 근접부(1656ap)가 중앙의 근접 센서(1656c)의 검출면(1656cf)과 대향하는 위치에 배치된다. 예를 들면 터치 스크린에 대한 유저 조작에 의해, 센서 어레이 유닛(1650)을 좌측(Y축 정방향)으로 이동시키도록 지시가 나오면, 제어부(72)는 센서 어레이 유닛(1650)이 Y축 정방향으로 이동하도록 서보 앰프(1655a)에 반시계 회전의 지령을 송신한다. 반시계 회전의 지령을 수취한 서보 앰프(1655a)는 서보 모터(1655m)에 반시계 회전시키는 구동 전류를 공급한다. 그리고, 서보 모터(1655m)가 구동 전류에 의해 반시계 회전으로 구동되면, 서보 모터(1655m)의 축과 함께 볼 나사(1655ba)가 반시계 회전하고, 너트(1655bb) 및 가동 프레임(1659)과 함께 센서 어레이 유닛(1650)이 Y축 정방향으로 이동한다.

센서 어레이 유닛(1650)이 Y축 정방향으로 이동하면, 가동 아암(1656a)의 근접부(1656ap)가 중앙의 근접 센서(1656c)의 검출면(1656cf)으로부터 떨어져, 중앙의 근접 센서(1656c)가 근접을 검출하지 않게 된다. 드디어 가동 아암(1656a)의 근접부(1656ap)가 좌측(Y축 정방향측)의 근접 센서(1656c)의 검출면(1656cf)과 대향하는 위치에 도달한다. 이 때, 좌측의 근접 센서(1656c)는 근접을 검출하고, 근접의 검출을 나타내는 근접 신호를 출력한다. 프리앰프(1656ca)를 통하여 근접 신호를 수취한 계측부(74)는 센서 어레이 유닛(1650)이 좌측의 정위치에 도달한 것을 제어부(72)에 통지한다. 계측부(74)로부터의 통지를 받은 제어부(72)는 서보 앰프(1655a)에 구동 정지의 지령을 송신한다. 구동 정지의 지령을 수취한 서보 앰프(1655a)는 서보 모터(1655m)로의 구동 전류의 공급을 중지한다. 이것에 의해 서보 모터(1655m)의 축과 볼 나사(1655ba)의 회전이 정지하고, 너트(1655bb) 및 센서 어레이 유닛(1650)도 정지하여, 센서 어레이 유닛(1650)의 이동이 완료된다.

이동 유닛(1655)을 탑재함으로써, 센서 어레이 유닛(1650)의 검출 영역의 Y축 방향에 있어서의 길이(Ly)(도 20)를 짧게 하여, 하중분포의 계측에 필요한 하중 검출 모듈(1650m)의 수를 줄이는 것이 가능하게 되고, 센서 어레이 유닛(1650)의 제조 및 보수에 필요한 비용의 삭감이 가능하게 된다.

이어서 하중 검출부(165)를 사용하여, 타이어 답면에 가해지는 하중분포를 취득하는 방법에 대해 설명한다. 도 23은 타이어 답면에 가해지는 하중분포를 취득하는 방법의 순서를 나타내는 플로우차트이다.

타이어 시험 장치(1)의 전원 스위치가 ON이 되면, 제어부(72)는 우선 초기화 처리(S1)를 행한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 초기 상태에 있어서, 캐리지(20)는 그 가동 범위의 X축 부방향에 있어서의 말단 부근에 설정된 초기 위치(초기 주행 위치)(P_X0)에 배치된다. 또 슬라이드 프레임(44)(도 4)은 그 가동 범위의 예를 들면 상단 부근에 설정된 초기 위치(P_Z0)에 배치된다. 초기 위치(P_Z0)에 있어서, 시험륜(W)은 노면(63a)으로부터 부상하여, 시험륜(W)의 착탈이나 얼라인먼트 조정이 가능하게 된다. 또 슬립각 조정부(46) 및 캠버 조정부(47)에 의해, 각각 슬립각 및 캠버가 설정된 값으로 조정된다.

시험륜(W)이 노면(63a)으로부터 부상한 상태에서, 토크 부여 장치(30)의 서보 모터(32)가 구동되고, 시험륜(W)의 회전 위치(θ_W)가 초기 회전 위치(θ_W0)로 이동하여, 초기화 처리(S1)가 완료된다. 또한 토크 부여 장치(30) 자체(즉 하우징(31))의 회전 위치(θ_H)는 캐리지(20)의 주행 위치(P_X)에 의해 정해진다. 토크 부여 장치(30)는 초기 상태에 있어서는 항상 초기 회전 위치(θ_H0)에 배치된다.

초기화 처리(S1)의 완료 후, 예를 들면 터치 스크린에 대한 유저 조작에 의해 시험 개시의 지시가 부여되면(S2:YES), 카운터인 측정 세트수 k가 1로 리셋되고(S3), 시험륜(W)은 하중 조정부(45)에 의해 강하되어 노면(63a)에 접지하고, 설정된 하중이 부여된다(S4).

이어서 1회째의 측정 세트(S5)가 행해진다. 측정 세트(S5)에서는 각 구동부(14)의 서보 모터(141)가 구동되어, 캐리지(20)가 설정된 주행 속도로 주행함과 아울러, 시험륜(W)이 캐리지(20)의 주행 속도와 대략 동일한 주속으로 회전한다. 또 토크 부여 장치(30)의 서보 모터(32)가 구동되어, 시험륜(W)에 설정된 토크가 부여된다.

측정 세트(S5)에 있어서, 소정의 시간 간격(예를 들면 5밀리초 간격)으로, 하중 검출부(165)의 3분력 센서(1651) 및 스핀들부(28)의 6분력 센서(282)에 의해, 노면(1652a) 및 시험륜(W)에 가해지는 힘이 각각 검출된다. 또한 3분력 센서(1651) 및 6분력 센서(282)에 의한 검출의 시간 간격은 시험 조건(예를 들면 캐리지(20)의 주행 속도나 필요한 시험 정밀도)에 따라 적절하게 설정된다.

또 측정 세트(S5)에 있어서, 캐리지(20)의 주행 위치(P_X) 및 시험륜(W)의 회전 위치(θ_W)가 소정의 시간 간격(예를 들면 3분력 센서(1651)에 의한 검출과 동일한 시간 간격)으로 계산된다. 캐리지(20)의 주행 위치(P_X)는 구동부(14)의 서보 모터(141)에 내장된 로터리 인코더(RE)(도 27)의 검출 결과, 감속기(142)의 감속비 및 벨트 기구(50)의 구동 풀리(52)의 피치 원직경으로부터 계산된다. 또한 본 실시형태의 설명에 있어서, 캐리지(20)의 주행 위치(P_X)는 캐리지(20)의 주행 방향(X축 방향)에 있어서의 시험륜(W)의 회전 축(Ay)의 위치로서 정의된다.

시험륜(W)의 회전 위치(θ_W)는 토크 부여 장치(30)의 로터리 인코더(39) 및 서보 모터(32)에 내장된 로터리 인코더(RE)의 검출 결과에 기초하여 계산된다. 구체적으로는 시험륜(W)의 회전 위치(θ_W)는 서보 모터(32)의 로터리 인코더(RE)에 의해 검출되는 서보 모터(32)의 축(321)의 회전 위치(θ_M)(단, 초기 상태에 있어서의 초기 회전 위치(θ_M0)를 0[rad]으로 한다.)에 감속기(33)의 감속비를 곱한 것(즉, 하우징(31)에 대한 샤프트(34)의 회전 위치(θ_S))을 로터리 인코더(39)에 의해 검출되는 토크 부여 장치(30)의 하우징(31)의 회전 위치(θ_H)에 가산함으로써 계산된다.

또한 토크 부여 장치(30)로부터의 출력의 회전 위치(θ_T)(예를 들면 스핀들(280)이나 샤프트(261, 263)의 회전 위치)를 검출하는 로터리 인코더 등의 검출수단을 설치하고, 이 검출 수단에 의해 시험륜(W)의 회전 위치(θ_W)를 직접 검출하는 구성으로 해도 된다.

3분력 센서(1651) 및 6분력 센서(282)의 검출 결과는 동일한 타이밍에 검출된 구동부(14)의 서보 모터(141)에 내장된 로터리 인코더(RE)의 검출 결과(즉, 캐리지(20)의 주행 위치(P_X)) 및 시험륜(W)의 회전 위치(θ_W)의 검출 결과와 대응지어져, 제어부(72)의 기억 장치(721)(또는 예를 들면 LAN을 통하여 제어부(72)에 접속된 서버(77) 등의 제어부(72)에 의해 액세스 가능한 기억 수단)에 저장된다. 또한 3분력 센서(1651)에 의한 검출 결과에 대해서는, 시험륜(W)이 센서 어레이 유닛(1650)을 통과하는 기간 및 그 전후의 소정의 기간만을 기록하는 구성으로 해도 된다. 이것에 의해, 저장되는 데이터량을 삭감할 수 있다.

캐리지(20)가 주행 구간의 종단에 도달하여 정지하면, 하중 조정부(45)에 의해 시험륜(W)이 노면(63a)으로부터 부상하는 높이(예를 들면 초기 상태와 동일한 높이)까지 올려진다(S6). 그리고, 구동부(14)가 구동되어, 캐리지(20)가 초기 위치(P_X0)로 이동한다(S7).

측정 세트수 k가 규정 횟수 n에 이를 때까지, 상기한 처리 S4로부터 S9가 반복된다(S8). 측정 세트수 k가 규정 횟수 n에 이르지 않으면(S8:NO), 토크 부여 장치(30)의 서보 모터(32)가 구동되어, 시험륜(W)의 회전 위치(θ_W)가 회전 위치 θ_W0+k＊Δθ_W로 이동하고(S9), 카운터 k가 인크리먼트된다(S12). 즉, 측정 세트수 k가 하나 늘어날 때마다, 초기 위치(P_X0)에 있어서의 시험륜(W)의 회전 위치(θ_W)가 각도폭(Δθ_W)씩 변경된다.

각도폭(Δθ_W)은 예를 들면 센서 어레이 유닛(1650)의 검출 영역의 X축 방향에 있어서의 길이(Lx)(도 19)에 대응하는 시험륜(W)의 중심각(θ_C1)(즉, 시험륜(W)이 거리(Lx)를 전동할 때의 회전각(θ_C1)) 이하의 값으로 설정된다. 예를 들면 각도폭(Δθ_W)은 하중 검출 모듈(1650m)의 배치 간격(δ)(도 19)에 대응하는 시험륜(W)의 중심각(θ_C2)과 동일한 값 또는 중심각(θ_C2)보다 약간 작은 값으로 설정된다.

또 각도폭(Δθ_W)을 예를 들면 2π을 규정 횟수 n으로 나눈 값으로 설정해도 된다. 이 경우, n회의 측정 세트에 의해, 시험륜(W)의 전체 둘레가 빠짐없이 측정된다.

규정 횟수 n의 측정 세트가 완료되면(S8:YES), 이어서 하중 프로파일 계산(S10)이 행해진다.

도 24는 하중 프로파일 계산(S10)의 순서를 나타내는 플로우차트이다. 하중 프로파일 계산(S10)은 n회의 측정 세트(S5)에 의해 취득된 측정 결과에 기초하여 하중 프로파일 데이터를 계산하는 처리이다.

하중 프로파일 데이터는 타이어에 가해지는 3종류의 힘(즉, 반경방향력(f_R), 접선력(f_T) 및 횡력(f_L))의 값이 노면 상의 평면 좌표와 대응지어진 데이터이다.

하중 프로파일 계산(S10)에 있어서는 우선 각 하중 검출 모듈(1650m)의 좌표의 계산(S101)이 행해진다. 또한 본 실시형태에 있어서는, 하중 검출 모듈(1650m)의 상면 중앙의 점의 좌표가 하중 검출 모듈(1650m)의 좌표로서 정의된다.

도 25는 하중 검출 모듈(1650m) 및 시험륜(W)의 회전 축(Ay)의 위치 관계를 나타내는 도면이다. 상기 서술한 바와 같이, 본 실시형태에서는 150개의 하중 검출 모듈(1650m)이 X축 방향으로 5열, Y축 방향으로 30열에 늘어서 있다. 이하의 설명에 있어서, 하중 검출 모듈(1650m)의 X축 방향에 있어서의 열의 번호를 p, Y축 방향에 있어서의 열의 번호를 q로 하고, 하중 검출 모듈(1650m)의 배치가 정의 정수의 쌍[p, q](이하 「번지 [p, q]」라고 한다.)에 의해 표시된다.

또 하중 프로파일 계산(S10)에 있어서는 (x, y) 좌표계가 사용된다. (x, y) 좌표계는 번지 [3,1]에 배치된 하중 검출 모듈(1650m)의 상면 중앙을 원점으로 하는, (X, Y) 좌표계와 평행한 2차원의 직교 좌표계이다. 즉, xy 평면은 노면부(60)의 노면(63a, 1652a)이 배치된 평면이다. 또 본 실시형태에 있어서는, (x, y) 좌표계의 원점(즉, 번지 [3,1]의 하중 검출 모듈(1650m)의 위치)이 센서 어레이 유닛(1650)의 위치로서 정의된다. 또 이하의 설명에 있어서, 고정점을 원점으로 하는 좌표를 절대 좌표, 가동점을 원점으로 하는 좌표를 상대 좌표라고 한다. 하중 프로파일 계산(S10)에 있어서는 각 하중 검출 모듈(1650m)의 절대 좌표가 계산된다.

본 실시형태에 있어서는, 하중 검출 모듈(1650m)은 x축 방향 및 y축 방향에 있어서 각각 등간격(δ)으로 늘어서 있다. 따라서, 번지 [p, q]의 xy 좌표는 다음 식에 의해 계산된다.

이어서 시험륜(W)의 회전 축(Ay)의 x좌표(이하 「좌표 x_Ay」라고 한다.)가 계산된다(S102). 좌표 x_Ay는 다음 식에 의해 계산된다.

단,

P_X : 시험륜(W)의 주행 위치(P_X)(회전 축(Ay))의 X좌표

S_X : (x, y) 좌표계의 원점의 X좌표

즉, 순서(S102)에 있어서, 시험륜(W)의 회전 축(Ay)의 좌표가 XY 좌표계로부터 xy 좌표계로 변환된다.

이어서 시험륜(W)의 주행 위치(P_X)(회전 축(Ay))를 기준으로 하는 하중 검출 모듈(1650m)의 상대 위치(상대 좌표)가 계산된다(S103). 하중 검출 모듈(1650m)의 상대 좌표(x_r, y_r)는 다음 식에 의해 계산된다. 본 실시형태에서는 회전 축(Ay)에 대한 상대 좌표의 하중 프로파일 데이터가 취득된다.

이어서 모든 측정 결과(즉, 각 하중 검출 모듈(1650m)에 의해 측정된 반경방향력(f_R), 접선력(f_T) 및 횡력(f_L))를 상대 좌표(x_r, y_r)마다 평균함으로써, 3종류의 힘(f_R, f_T 및 f_L)의 하중 프로파일 데이터가 산출된다(S104). 처리(S104)에 있어서는, 회귀분석(예를 들면 최소제곱법 등의 곡면 피팅)에 의해 얻어지는 근사 곡면으로서 하중 프로파일 데이터를 계산해도 된다.

처리(S104)에 있어서, 시험륜(W)의 회전 위치(θ_W)를 고려하여(즉, 회전 위치(θ_W)마다) 하중 프로파일 데이터를 계산해도 된다. 또 이 경우, 또한 시험 타이어(T)의 트레드 패턴의 회전 축(Ay) 둘레의 대칭성을 포함하여 하중 프로파일 데이터를 계산해도 된다. 구체적으로는 트레드 패턴의 둘레 방향의 주기에 있어서 동위상이 되는 회전 위치(θ_W)마다 하중 프로파일 데이터를 계산해도 된다.

또 본 실시형태에서는 n회의 측정 세트에 의해, 시험륜(W)의 1주분만에 대해서 측정이 행해지는데, 더욱 측정 세트를 늘려, 복수주분에 대해서 측정을 행해도 된다. 또 본 실시형태에서는 초기 위치(P_X0)에 있어서의 시험륜(W)의 회전 위치(θ_W)를 하중 검출 모듈(1650m)의 배치 간격(δ)에 대응하는 시험륜(W)의 중심각(θ_C2)씩 변경하면서 복수회의 측정 세트가 행해지기 때문에, 하중 프로파일 데이터의 x축 방향에 있어서의 분해능은 하중 검출 모듈(1650m)의 배치 간격(δ)정도가 된다. 또한 작은 각도(예를 들면 중심각(θ_C2)의 1/10)씩 회전 위치(θ_W)를 변경하면서 측정 세트를 반복하여 행함으로써, x축 방향에 있어서의 실질적인 분해능을 하중 검출 모듈(1650m)의 배치 간격(δ)보다 세세하게 할 수 있다. 예를 들면 중심각(θ_C2)의 1/m(단, m은 자연수.)씩 회전 위치(θ_W)를 변경하면서 측정 세트를 반복한 경우, x축 방향에 있어서의 실질적인 분해능을 δ/ｍ정도까지 작게 할 수 있다.

본 실시형태에서는 센서 어레이 유닛(1650)의 검출 영역의 X축 방향에 있어서의 길이(Lx)(도 19)가 타이어 답면의 X축 방향에 있어서의 길이보다 짧다. 따라서, 시험륜(W)을 센서 어레이 유닛(1650) 상에 한번 전동시킨 것만으로는 타이어 답면의 전체의 하중분포를 취득할 수 없다.

그래서, 본 실시형태에서는 센서 어레이 유닛(1650) 상을 전동할 때의 시험륜(W)의 회전 위치(θ_W)를 어긋나게 하면서, 타이어 답면의 하중분포를 복수회에 나누어 계측하는 방법이 채용된다. 이것에 의해, 센서 어레이 유닛(1650)의 검출 영역의 X축 방향에 있어서의 길이를 짧게 하여, 하중분포의 계측에 필요한 하중 검출 모듈(1650m)의 수를 줄이는 것이 가능하게 되고, 센서 어레이 유닛(1650)의 제조 및 보수에 필요한 비용의 삭감이 가능하게 되어 있다.

또 이동 유닛(1655)에 의해, 센서 어레이 유닛(1650)의 Y축 위치를 소정 간격씩 변경하면서 측정 세트를 반복함으로써, y축 방향에 있어서의 실질적인 분해능을 작게 할 수 있다. 이 경우, 이동 유닛(1655)의 서보 모터(1655m)에는 위치 제어가 가능한 모터(예를 들면 서보 모터나 스테핑 모터 등)가 사용된다. 예를 들면 센서 어레이 유닛(1650)의 Y축 위치를 1mm씩 변경하면서 측정 세트를 반복함으로써, y축 방향에 있어서의 실질적인 분해능을 1mm정도까지 작게 할 수 있다.

이어서, 계산된 하중 프로파일 데이터에 기초하여 작성되는 하중 프로파일 화상이 인터페이스부(76)의 디스플레이 장치에 표시되어, 타이어 답면에 가해지는 하중분포가 시각화된다(S11). 도 26은 하중 프로파일 화상의 표시예이다. 도 26(a)은 접선력(f_T), 도 26(b)은 횡력(f_L), 도 26(c)은 반경방향력(f_R)의 하중 프로파일 화상이다. 도 26에 나타내는 하중 프로파일 화상은 각 위치(x_r, y_r)에 있어서의 힘의 값을 명도로 변환한 것이다. 또한 하중 프로파일 화상의 형태는 본 실시형태의 것에 한정되지 않고, 예를 들면 3차원 CG 화상 등의 다른 형태로 해도 된다.

이상이 본 발명의 실시형태의 설명이다. 본 발명의 실시형태는 상기에 설명한 것에 한정되지 않고, 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면 본 명세서 중에 예시적으로 명시된 실시형태 등의 구성 및/또는 본 명세서 중의 기재로부터 당업자에게 자명한 실시형태 등의 구성을 적절하게 조합한 구성도 본원의 실시형태에 포함된다.

타이어 시험 장치(1)는 상기한 실시형태에서는 2개의 벨트 기구(50)를 갖추고 있는데, 1개 또는 3개 이상의 벨트 기구(50)를 갖추고 있어도 된다.

벨트 기구(50)는 상기한 실시형태에서는 한 쌍의 구동부(14)가 발생시킨 동력에 의해 구동되는데, 1개 또는 3개 이상의 구동부(14)에 의해 구동되는 구성으로 해도 된다.

상기한 실시형태에서는 각 벨트 기구(50, 23, 24)에 톱니 벨트 및 톱니 풀리가 사용되고 있는데, 벨트 기구의 1개 이상에 대해서 톱니 벨트 대신 평벨트나 V벨트를 사용해도 된다. 또 벨트 기구 대신에 체인 전동 기구나 와이어 전동 기구 등의 다른 종류의 와인딩 전동 기구나, 볼 나사 기구, 기어 전동 기구 또는 유압 기구 등의 다른 종류의 동력 전달 기구를 사용해도 된다.

상기한 실시형태에서는 캐리지(20)를 구동하는 동력과, 시험륜(W)(스핀들(280))을 구동하는 동력이 공통의 구동부(14)에 의해 공급되어, 공통의 벨트 기구(50)에 의해 전달되는데, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면 캐리지(20)를 구동하는 동력과 시험륜(W)을 구동하는 동력을 개별의 구동부에 의해 생성하고, 개별의 동력 전달 수단(예를 들면 개별의 벨트 기구)에 의해 전달하는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 캐리지(20)의 주행 속도와 시험륜(W)의 주속을 맞추기 위해서, 캐리지 구동용의 구동부와 시험륜 구동용의 구동부의 구동을 동기 제어할 필요가 있다.

상기한 실시형태에서는 캐리지(20)를 구동하는 기구(캐리지 구동 수단)와 시험륜(W)을 구동하는 기구(시험륜 구동 수단)의 일부(구동부(14) 및 벨트 기구(50))를 공통화함으로써, 심플한 구동 시스템 및 제어 시스템이 실현되어 있다. 캐리지 구동 수단과 시험륜 구동 수단의 공통화(특히 구동부(14)의 공통화)는 토크 부여 장치(30)를 도입하여 시험륜(W)의 속도 제어와 토크 제어의 동력원을 분리함으로써, 구동부(14)가 짊어지는 부하가 저감됨으로써 가능하게 되어 있다.

상기한 실시형태에서는 우측의 구동부(14RA 및 14RB)가 캐리지 구동 수단과 회전 운동 공급 수단을 겸하고, 좌측의 구동부(14LA 및 14LB)가 캐리지 구동 수단으로서 기능하는 구성이 채용되어 있는데, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 좌측의 구동부(14LA 및 14LB)가 캐리지 구동 수단과 회전 운동 공급 수단을 겸하고, 우측의 구동부(14RA 및 14RB)가 캐리지 구동 수단으로서 기능하는 구성으로 해도 된다. 또 좌측의 구동부(14LA 및 14LB)와 우측의 구동부(14RA 및 14RB)의 양쪽이 캐리지 구동 수단과 회전 운동 공급 수단을 겸하는 구성으로 해도 된다. 이 구성은 예를 들면 좌우의 종동부(22R 및 22L)의 합계 2개의 샤프트(223B)를 연결함(바꾸어 말하면, 좌우의 종동부(22R 및 22L)를 연결하는 1개의 긴 샤프트(223B)로 치환함)으로써 실현된다.

상기한 제3 변형예에서는, 측정 세트마다 초기 위치(P_Z0)에 있어서의 시험륜(W)의 회전 위치(θ_W)를 변경함으로써, 센서 어레이 유닛(1650)의 검출 영역의 X축 방향에 있어서의 길이(Lx)보다 긴 타이어 답면의 하중 프로파일의 측정을 가능하게 하고 있다. 그러나, 센서 어레이 유닛(1650)의 X축 방향에 있어서의 위치를 변경 가능한 수단을 설치함으로써, 측정 세트마다 초기 위치(P_Z0)에 있어서의 시험륜(W)의 회전 위치(θ_W)를 변경하지 않고, 길이(Lx)보다 긴 타이어 답면의 하중 프로파일의 측정이 가능하게 된다. 센서 어레이 유닛(1650)의 X축 방향에 있어서의 위치를 변경 가능한 수단은 예를 들면 이동 유닛(1655)과 마찬가지로 위치 제어 가능한 모터와 이송 나사 기구(예를 들면 볼 나사 기구)에 의해 구성할 수 있다.

상기한 실시형태에서는 궤도부(10)의 가이드 기구(13)에 있어서, 한 쌍의 단열의 베어링(137a) 등에 의해 로드(134a) 등이 지지되어 있지만, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않고, 예를 들면 1개 이상의 복열 또는 단열의 베어링에 의해 로드가 지지되어도 된다.

상기한 실시형태에서는 궤도부(10)의 가이드 기구(13)에 있어서, 열처리 레일이 사용되고 있지만, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않고, 예를 들면 보통레일(JIS E 1101:2001)이나 경레일(JIS E 1103:1993)을 사용해도 된다. 또 평저레일에 한정되지 않고, 쌍두레일, 우두레일, 다리형 레일 등의 다른 형상의 레일을 사용해도 된다.

상기한 실시형태에서는 구동부(14)에 서보 모터(141)(AC 서보 모터)가 사용되고 있지만, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. AC 서보 모터 대신에 속도 제어 또는 위치 제어가 가능한 다른 종류의 모터(예를 들면 DC 서보 모터나, 인버터 회로와 AC 모터 또는 브러시리스 모터를 조합한 소위 인버터 모터 등)를 사용해도 된다.

상기한 실시형태에서는 토크 부여 장치(30), 하중 조정부(45) 및 슬립각 조정부(46)에 각각 AC 서보 모터인 서보 모터(32, 451 및 461)가 사용되고 있지만, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. AC 서보 모터 대신에 위치 제어가 가능한 다른 종류의 모터(예를 들면 DC 서보 모터나 스테핑 모터 등)를 사용해도 된다.

Claims (6)

1. 노면과,
   시험 타이어가 장착된 시험륜을 회전 가능하게 유지하고, 상기 시험 타이어를 상기 노면에 접지시킨 상태에서 상기 노면을 따라 주행 가능한 캐리지와,
   상기 캐리지의 주행 방향으로의 이동을 안내하는 가이드 기구
   를 갖추고,
   상기 가이드 기구가,
   상기 캐리지의 주행 방향으로 뻗는 레일과,
   상기 캐리지에 고정되어, 상기 레일 상을 주행 가능한 러너를 갖추고,
   상기 러너가,
   상기 레일 상을 전동 가능한 롤러와,
   상기 롤러를 회전 가능하게 지지하는 베어링을 갖추고,
   상기 베어링이 원궤도 상을 전동하는 전동체를 갖춘 구름 베어링인
   것을 특징으로 하는 타이어 시험 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 러너가 복수의 상기 롤러를 갖추고,
   상기 복수의 롤러가,
   상기 레일의 머리부 상면을 전동 가능한 제1 롤러와,
   상기 레일의 머리부 하면을 전동 가능한 제2 롤러 및 상기 레일의 머리부 측면을 전동 가능한 제3 롤러의 적어도 일방을 포함하는
   것을 특징으로 하는 타이어 시험 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 복수의 롤러가 복수의 조로 나뉘고,
   상기 롤러의 상기 복수의 조가,
   상기 캐리지의 주행 방향으로 늘어서 있고,
   각각 상기 제1 롤러와, 상기 제2 롤러 및 상기 제3 롤러의 적어도 일방을 포함하는
   것을 특징으로 하는 타이어 시험 장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 러너가,
   상기 캐리지에 부착된 프레임과,
   상기 프레임에 지지된 복수의 로드를 갖추고,
   상기 베어링이,
   상기 로드와 끼워맞춘 내륜과,
   상기 롤러의 내주면과 끼워맞춘 외륜과,
   상기 내륜의 외주면과 상기 외륜의 내주면 사이에 개재하는 복수의 상기 전동체를 갖춘
   것을 특징으로 하는 타이어 시험 장치.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   서로 상기 레일이 평행하게 늘어선, 제1 가이드 기구 및 제2 가이드 기구를 포함하는 복수의 상기 가이드 기구를 갖추고,
   상기 제1 가이드 기구 및 상기 제2 가이드 기구의 각각의 상기 제2 롤러 및 상기 제3 롤러의 적어도 일방이, 상기 제1 가이드 기구 및 상기 제2 가이드 기구의 상기 레일 사이에 배치된
   것을 특징으로 하는 타이어 시험 장치.
6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   서로 상기 레일이 평행하게 늘어선, 제1 가이드 기구 및 제2 가이드 기구를 포함하는 복수의 상기 가이드 기구를 갖추고,
   상기 제1 가이드 기구 및 상기 제2 가이드 기구의 상기 레일이, 상기 제1 가이드 기구의 상기 제2 롤러 및 상기 제3 롤러의 적어도 일방과, 상기 제2 가이드 기구의 상기 제2 롤러 및 상기 제3 롤러의 적어도 일방 사이에 배치된
   것을 특징으로 하는 타이어 시험 장치.

Images