TW202328654A - 車輪測試系統 - Google Patents

Abstract

本發明之目的為提供一種可進行更接近實際行駛狀態之車輪測試裝置。本發明一種實施形態之車輪測試系統具備：具備供測試輪滾動之軌條的第一測試裝置；具備一邊與測試輪接觸一邊與測試輪一起旋轉之軌條輪的第二測試裝置；及處理藉由第一測試裝置及第二測試裝置所獲得之測試資料的測試資料處理裝置；測試資料處理裝置係依據基於第一測試裝置之測試結果與基於第二測試裝置的測試結果，將基於第二測試裝置之測試結果換算成基於第一測試裝置的測試結果者。

Description

車輪測試系統

本發明係關於一種適合鐵路用之車輪測試的車輪測試系統。

習知有用於模擬地檢查鐵路車輛行駛時軌條（Rail）與車輪之相互作用的測試裝置。例如專利文獻1中記載有一種可進行模擬鐵路車輛之行駛狀態的測試之測試裝置，其中，該測試是藉由在車輪壓緊於軌條輪的狀態下，使兩者旋轉，從而模擬鐵路車輛之行駛狀態，該軌條輪是外周具有模擬軌條之剖面形狀的圓盤狀構件。 ［先前技術文獻］ ［專利文獻］

[專利文獻1]日本特開2007－271447號公報

（發明所欲解決之問題）

專利文獻1中記載之測試裝置，因為與車輪接觸之軌條軌頂面係在縱剖面（亦即，與車軸垂直之剖面）具有曲率的概略圓柱面，所以有無法正確重現在軌條軌頂面於縱剖面不具曲率之軌條上行駛的實際鐵路車輛之行駛狀態的問題。

本發明係鑑於上述情形者，目的為提供一種可進行更接近實際行駛狀態之測試的車輪測試裝置。 （解決問題之手段）

本發明一個實施形態提供一種車輪測試系統，係具備：第一測試裝置，其係具備供測試輪滾動之軌條；第二測試裝置，其係具備一邊與測試輪接觸，一邊與測試輪一起旋轉之軌條輪；及測試資料處理裝置，其係處理藉由第一測試裝置及第二測試裝置所獲得之測試資料；測試資料處理裝置依據基於第一測試裝置之測試結果與基於第二測試裝置的測試結果，將基於第二測試裝置之測試結果換算成基於第一測試裝置的測試結果。 （發明之效果）

採用本發明一個實施形態時，提供可進行更接近實際行駛狀態之測試的車輪測試裝置。

以下，一邊參照圖式一邊說明本發明一個實施形態。另外，以下說明中，對相同或對應之事項註記相同或對應的符號，並省略重複之說明。此外，各圖中複數個顯示符號共用之事項時，未必會對此等複數個顯示的全部註記符號，而係就此等複數個顯示之一部分適切省略符號的賦予。此外，各圖中，為了方便說明，會省略構成之一部分或以剖面顯示。

以下說明之關於本發明的實施形態之車輪測試系統係適合測試軌條與車輪之間的黏著特性者。本實施形態之車輪測試系統具備：使用軌條（Rail）之軌條式（或平面式）的車輪測試裝置1（以下稱「第一測試裝置1。」；及使用軌條輪之軌條輪式的車輪測試裝置2（以下稱「第二測試裝置2」；藉由併用此等兩種車輪測試裝置，可在包含低速帶（例如，0～40km／h）至高速帶（例如，60～200km／h）之寬廣速度帶正確計測黏著特性。

圖1～3依序係關於本發明一個實施形態之第一測試裝置1的左側視圖、俯視圖及後視圖。此外，圖4及圖5依序係放大第一測試裝置1之主要部分的左側視圖及俯視圖。

俯視圖（圖2及圖5）中，將自右向左之方向定義為X軸方向，將自上向下之方向定義為Y軸方向，與紙面垂直地將自背面向表面之方向定義為Z軸方向。X軸方向及Y軸方向係彼此正交之水平方向，Z軸方向係鉛直方向。此外，除了特別規定時，係將前後、左右、上下之各方向定義為朝向滑架(carriage)20行駛方向（X軸正方向）時的各方向。亦即，將X軸正方向稱為前，將X軸負方向稱為後，將Y軸正方向稱為左，將Y軸負方向稱為右，將Z軸正方向稱為上，將Z軸負方向稱為下。

第一測試裝置1具備：在X軸方向細長之導向部10及軌道部60；與可在導向部10上行駛於X軸方向之滑架(carriage)20。如圖3所示，軌道部60裝載於導向部10之底框架(base frame)11（以下簡稱為「底架11」。）之左側部分。在軌道部60之上面設有供安裝於滑架20之測試輪W滾動的測試軌條63。本實施形態中，係以可依測試條件更換軌道部60之方式，將軌道部60可拆卸地安裝於導向部10之底架11。另外，例如亦可藉由焊接等而將導向部10之底架11與軌道部60的框架(frame)61一體化。此外，亦可將軌道部60直接設置於基礎F（圖3）上，而使軌道部60從導向部10完全分離。

如圖5所示，在導向部10之前端部設有與後述之驅動部14LB及14RB鄰接的1對止衝擋13。止衝擋13係在滑架20超越限度(overrun)時，與滑架20碰撞，而使滑架20強制性停止的裝置。各止衝擋13具備緩和與滑架20發生碰撞時之撞擊的1對油壓式緩衝裝置。

如圖3所示，滑架20上安裝測試輪W。測試中，滑架20在使測試輪W接觸測試軌條63之狀態下行駛，測試輪W在測試軌條63上滾動。

如圖3及圖5所示，導向部10具備引導滑架20向X軸方向移動之複數個（圖示之實施例中為3個）導向機構12A、12B及12C。導向機構12A、12B及12C分別設置於導向部10之左端部、寬度方向（亦即Y軸方向）中央部及右端部。

圖6係導向機構12A之左側視圖。此外，圖7及圖8分別係導向機構12A及12B之剖面圖。另外，因為導向機構12C係與導向機構12A左右對稱地構成，所以省略就導向機構12C之詳細說明。

各導向機構12A、12B及12C具備：形成在X軸方向延伸之軌道的1條軌條121；及可在軌條121上行駛之1個以上（圖示之實施例中為2個）行駛部122A（圖7）、122B（圖8）或122C（無圖示。與導向機構12A之行駛部122A左右對稱地構成。）。就行駛部122A如圖6所示，行駛部122A、122B及122C係2個中之一方安裝於滑架20底面的前端部，另一方安裝於後端部。

如圖7及圖8所示，軌條121敷設於導向部10之底架11上。此外，各行駛部122A、122B及122C安裝於滑架20之主架(main frame)21的下面。

軌條121係平底軌條，該平底軌條具有：軌頂121h；寬度比軌頂121h寬之軌底121f；及連結軌頂121h與軌底121f之寬度窄的軌腰121w。本實施形態之軌條121例如係對按照日本工業規格JIS E 1120：2007之熱處理軌條（例如，熱處理軌條50N-HH340）實施附加加工者。熱處理軌條係對軌頂實施熱處理，以提高耐磨損性而成之使用於鐵路的軌條。

如圖7所示，導向機構12A之行駛部122A具備：安裝於滑架20之主架21下面並在X軸方向長之框架123；及安裝於框架123之複數個輥子單元128A。輥子單元128A具備：安裝於框架123之3支桿(rod)124a、124b及124c；以及分別安裝於各桿124a、124b及124c之3個輥子組合品125a、125b及125c。各輥子單元128A之3個輥子組合品125a、125b及125c在X軸方向配置於相同方向。此外，如圖6所示，複數個輥子單元128A在X軸方向以指定間隔排列。

輥子組合品125b及125c具有與輥子組合品125a相同構成（但是，輥子組合品125c與輥子組合品125a之大小不同。）因而，以輥子組合品125a代表此等作說明，而省略就輥子組合品125b及125c之重複說明。

如圖7所示，輥子組合品125a具備：在軌條121上滾動之輥子126a；及可旋轉地支撐輥子126a之1對軸承127a。軸承127a係滾動軸承，且在圖示之實施例中使用滾珠軸承。

本實施形態中，輥子126a之外周面126ap係形成圓柱面狀，不過，亦可為亦在旋轉軸方向（亦即，即使在包含圖7所示之旋轉軸的縱剖面上）具有曲率之曲面（例如，將輥子126a之中心點126ag作為中心的球面）。

輥子組合品125a之軸承127a例如係單列之徑向軸承。軸承127a具備：與桿124a嵌合之內輪127a1；與輥子126a之內周面嵌合的外輪127a3；及是介於內輪127a1與外輪127a3之間的複數個滾動體之滾珠127a2。滾珠127a2在藉由分別形成於內輪127a1之外周面與外輪127a3之內周面的圓環狀溝之對而限定的圓軌道上滾動。

輥子組合品125a係以外周面126ap接觸於軌條121之軌頂上面（軌頂面）121a，並隨著滑架20之行駛而在軌頂上面121a上滾動的方式而配置。輥子組合品125b係以外周面126bp接觸於軌條121之軌頂下面121b的一方，並在軌頂下面121b上滾動之方式而配置。此外，輥子組合品125c係以外周面126cp接觸於軌條121之軌頂側面121c的一方，並在軌頂側面121c上滾動之方式而配置。

軌條121就分別與輥子組合品125a、125b及125c接觸之軌頂上面121a、軌頂下面121b及軌頂側面121c，實施將形狀變更成平面，並且提高平面度及平行度等之面精確度的附加加工（例如，磨削加工及研磨加工等）。

如上述，分別安裝於滑架20之左右兩端部的導向機構12A與導向機構12C係左右對稱地構成。亦即，導向機構12C係將與導向機構12A相同者左右反向（亦即，在鉛直軸周圍旋轉180度）而配置者。

如圖8所示，導向機構12B之行駛部122B具備：安裝於滑架20之主架21下面的框架123；及安裝於框架123之複數個輥子單元128B。輥子單元128B具備：2支桿124a及124b、與2個輥子組合品125a及125b。此外，桿124b及輥子組合品125b係導向機構12A之行駛部122A配置於軌條121的左側，而導向機構12B之行駛部122B係配置於軌條121的右側。亦即，導向機構12B之行駛部122B係從上述導向機構12A之行駛部122A省略輥子組合品125c及桿124c而左右反向配置者。另外，導向機構12B之行駛部122B亦可具備輥子組合品125c及桿124c。

本實施形態係藉由配置於軌條121左側之導向機構12A的輥子組合品125b及125c，阻止滑架20對軌條121向右（Y軸負方向）移動。此外，藉由配置於軌條121右側之之導向機構12B的輥子組合品125b與導向機構12C之輥子組合品125b及125c阻止滑架20對軌條121向左（Y軸正方向）移動。因此，滑架20阻止對軌條121向Y軸方向移動。此外，藉由導向機構12A、12B及12C之輥子組合品125b阻止滑架20對軌條121向上（Z軸正方向）移動。如此，藉由阻止滑架20對軌條121向Y軸方向及Z軸正方向移動，以防止滑架20從軌條121脫軌。

本實施形態係與行駛部122A（圖7）左右反向配置行駛部122B（圖8），不過亦可將行駛部122B與行駛部122A左右相同方向配置。同樣地，亦可將行駛部122C與行駛部122A在左右相同方向配置。但是，行駛部122A、行駛部122B及及行駛部122C之任何1個係二個彼此左右反向配置（亦即，輥子組合品125b及125c對軌條121左右反向配置）。

為了阻止滑架20左右（Y軸方向）移動，至少彼此左右反向配置之二個行駛部122A、122B或122C具備輥子組合品125c及桿124即可。

為了阻止滑架20向上（Z軸正方向）移動，至少1個行駛部122A、122B或122C具備輥子組合品125b及桿124b即可。

軌條121之軌頂下面121b與水平面形成的角度比一定角度（例如5°）大時，可使用輥子組合品125b來取代輥子組合品125c。

導向機構12之軌條121亦可為連接複數個短軌條構件者。此時如圖9所示，軌條121之接縫121j亦可對軌條121之長度方向（X軸方向）不垂直，而俯視觀看傾斜地（亦即，係以接縫121j對ZX平面形成某個角度θ而傾斜的方式）形成。藉由傾斜地形成接縫121j，即使軌條121因溫度變化而產生伸縮，因為藉由各軌條構件在接縫121j滑動，釋放軌條121之應變，所以防止軌條121彎曲。

形成傾斜之接縫121j時，在軌條121之比接縫121j前方，軌頂側面121c與接縫121j形成鈍角之側（亦即，在導向機構12A中係左側，在導向機構12B及12C中係右側）配置輥子組合品125b及125c（圖9）。藉由如此配置輥子組合品125b及125c，即使軌條121之接縫121j產生偏差，仍可防止輥子組合品125b及125c與接縫121j之銳角的端部121e碰撞，而發生重大撞擊及損傷。

另外，亦可在接縫121j使連接之二個軌條構件的各端面接觸，亦可在端面間設指定之間隙而非接觸地對接。此外，本實施形態係在軌條121之接縫121j連接的二個軌條構件之各端面僅對接而接合，不過，亦可藉由焊接或釬焊等而在接縫121j接合軌條構件。

另外，亦可取代本實施形態之導向機構12A、12B及12C，而使用導路形循環式線型軸承（即直線導軌）。滾珠循環線型軸承具有分別以半圓軌道連結平行之二條直線軌道鄰接的各端之長圓形軌道。使具有此種直線軌道之線型軸承高速（例如，以10km／h以上之速度）行駛時，當滾動體從直線軌道轉移至曲線軌道時，因為滾動體會急遽地發生離心力（亦即，對滾動體及曲線軌道之滾動面施加撞擊負荷），而造成滾動體及滾動面急速磨損或損傷。因而，使滑架20高速行駛時，會有線型軸承之壽命縮短或破損的問題。

在本實施形態之導向機構12A、12B及12C中使用的軸承127a～c，因為滾動體始終在一定曲率之圓軌道上行駛，所以不致發生作用於滾動體之離心力的急遽變動（亦即撞擊負荷）。因而，即使例如以超過60km／h之快的周速使輥子126a～c旋轉，軸承127a～c仍不致發生顯著的壽命降低及破損。因此，藉由使用具有滾動體之軌道的曲率一定之圓軌道的滾動軸承而構成導向機構12A～C，滑架20可高速行駛（例如以10km／h以上之速度行駛）。本實施形態之第一測試裝置1藉由採用上述之導向機構12A、12B及12C，滑架20可以超過85km／h之速度行駛。

第一測試裝置1具備驅動滑架20及測試輪W之驅動系統DS。圖10係顯示驅動系統DS之概略邏輯構成的方塊圖。此外，圖11係顯示驅動系統DS之主要部分的概略機械構成圖。另外，圖10中，箭頭表示機械性動力（以下，簡稱為「動力」。）之傳達路徑。

如圖10所示，驅動系統DS包含：產生動力之發動部AS；及將發動部AS產生之動力傳遞至作為驅動對象之滑架20及測試輪W的傳動部TS。另外，驅動系統DS與測試輪W及軌道部60一起構成動力循環系統。

發動部AS具備：安裝於導向部10之左右2對驅動部14（第一發動機構）；及安裝於滑架20之轉矩產生裝置30（第二發動機構）。驅動部14主要使用於控制滑架20之行駛速度及測試輪W的轉速，轉矩產生裝置30主要使用於控制賦予測試輪W之轉矩。

傳動部TS包含：將驅動部14產生之動力傳遞至滑架20的第一傳動部TS1；取出藉由第一傳動部TS1所傳達之動力的一部分而傳遞至轉矩產生裝置30的第二傳動部TS2；及將從轉矩產生裝置30所輸出之動力傳遞至測試輪W的第三傳動部TS3。另外，轉矩產生裝置30亦構成傳動部TS之一部分。

如圖4及圖5所示，2對驅動部14（左側之1對驅動部14LA及14LB與右側之1對驅動部14RA及14RB）安裝於導向部10之底架11上的四個角落附近。驅動部14LA及14RA配置於導向部10之後端部，驅動部14LB及14RB配置於導向部10之前端部。

如後述，右側之驅動部14RA及14RB兼具驅動滑架20而使其行駛之作為滑架驅動機構的功能；與以對應於滑架20之行駛速度的轉速旋轉驅動測試輪W之作為測試輪驅動機構（轉速賦予機構）的功能。左側之驅動部14LA及14LB具有作為滑架驅動機構之功能。

第一傳動部TS1包含皮帶機構15（15L、15R）及從動部（第一從動部22及第二從動部23）之各1對。左側之皮帶機構15L藉由左側之1對驅動部14LA及14LB來驅動，右側之皮帶機構15R藉由右側之1對驅動部14RA及14RB來驅動。第一從動部22與第二從動部23安裝於滑架20之主架21上。第一從動部22連接於右側之皮帶機構15R，第二從動部23連接於左側之皮帶機構15L。

圖12係顯示驅動部14及皮帶機構15之驅動滑輪部150的概略構造圖。圖13係第一從動部22之俯視圖。圖14、圖15及圖16依序係圖13之A－A剖面圖、B－B剖面圖及C－C剖面圖。此外，圖17係顯示第二從動部23之概略構造的剖面圖。

各皮帶機構15（15L、15R）具備：1對驅動滑輪部150；皮帶151（151L、151R）；保持於第一從動部22之3個從動滑輪155A、155C及156（圖14）或保持於第二從動部23之3個從動滑輪155A、155B及155C（圖17）；及分別將皮帶151之兩端部固定於滑架20之主架21的1對皮帶夾(belt clamp)157（圖3、圖5）。驅動滑輪部150安裝於導向部10之底架11上，並連接於對應之驅動部14。

皮帶151R繞掛於1對驅動滑輪部150之驅動滑輪（152A、152B）與3個從動滑輪155A、156及155C。皮帶151L繞掛於1對驅動滑輪部150之驅動滑輪（152A、152B）、與3個從動滑輪155A、155B及155C。

驅動部14具備：馬達141（第一馬達）與皮帶機構142。馬達141例如係旋轉部之慣性力矩為0.01kg‧m ²以下（更宜為0.008kg‧m ²以下），額定輸出為3kW至60kW（更實用性為7kW至37kW）之超低慣性高輸出型的AC伺服馬達。藉由使用此種超低慣性且高輸出之馬達141，可將滑架20在短的行駛距離（例如，20～50m）加速至最高速度（例如240km）。

另外，馬達141亦可使用旋轉部具有標準大小之慣性力矩的馬達。此外，馬達141亦可係例如驅動控制時使用變頻器之所謂變頻調速馬達等的可控制速度之另外種類的電動機。

皮帶機構142具備：安裝於馬達141之軸141b的驅動滑輪142a；從動滑輪142c；及繞掛於驅動滑輪142a與從動滑輪142c之皮帶142b。皮帶142b例如係與後述之皮帶151相同構成的帶齒皮帶。皮帶142b之種類亦可與皮帶151不同。

皮帶機構142因為從動滑輪142c之節圓直徑比驅動滑輪142a大（亦即，齒數多），所以具有比1大之減速比。因而，從馬達141輸出之旋轉藉由皮帶機構142來減速。另外，皮帶機構142之減速比亦可小於或等於1。此外，亦可取代皮帶機構142（或皮帶機構142再加上），而將減速機設於驅動部14。此外，亦可不設皮帶機構142及減速機，而使皮帶機構15之後述的軸桿(shaft)153直接連結於馬達141之軸141b。

鄰接於驅動部14配置有皮帶機構15之驅動滑輪部150。驅動滑輪部150具備：1對軸承部154；被1對軸承部154可旋轉地支撐之軸桿153；及安裝於軸桿153之驅動滑輪152。皮帶機構142之從動滑輪142c亦安裝於軸桿153，驅動部14之輸出經由軸桿153及驅動滑輪152而傳遞至繞掛於驅動滑輪152的皮帶151。

皮帶151係具有鋼絲心線之帶齒皮帶。另外，皮帶151例如亦可使用具有由碳纖維、芳香聚醯胺（Aramid）纖維、超高分子量聚乙烯纖維等所謂超纖維而形成之心線者。藉由使用碳心線等重量輕且強度高之心線，可使用輸出比較低之馬達以高加速度驅動滑架20（或是，對測試輪W賦予高驅動力／制動力），並可使第一測試裝置1小型化。此外，使用相同輸出之馬達時，藉由使用具有由所謂超纖維所形成之心線的重量輕的皮帶151，可促使第一測試裝置1高性能化（具體而言，係提高加速性能）。

如圖3至圖5所示，各皮帶151之兩端部分別固定於滑架20之主架21。藉此，各皮帶151經由滑架20形成環路。各皮帶機構15工作時，滑架20藉由各皮帶151拉動，而向X軸方向行駛。

本實施形態中，在環路之下側，皮帶151藉由皮帶夾157而固定於滑架20，在環路之上側，連接有皮帶機構15與第一從動部22或第二從動部23。藉由將高度比較低之皮帶夾157配置於比第一從動部22或第二從動部23下方，可降低皮帶機構15之高度。另外，在環路之上側，亦可為將皮帶151固定於滑架20之構成。

如圖4所示，皮帶機構15之1對驅動滑輪152（152A、152B）係將滑架20可行駛之區域夾在中間而配置，並保持於底架11上（亦即，重心位置對底架11固定）之固定滑輪。此外，保持於第一從動部22或第二從動部23之從動滑輪155（155A、155B、155C）及156係可與滑架20一起在X軸方向移動之活動滑輪。

在以下之說明中，就左右設有1對之構成，原則上說明左側的構成，而就右側之構成以方括弧納入來一併記載，而省略重複之說明。

本實施形態之1對驅動部14LA及14LB[14RA及14RB]係同相位驅動。此外，左側之驅動部14LA及14LB與右側之驅動部14RA及14RB係左右反向配置，彼此以相反相位驅動。

驅動滑輪152（圖12）與從動滑輪155（圖14、圖17）之有效徑（亦即，節圓直徑）或齒數皆同。保持於第一從動部22之從動滑輪156（圖14）的節圓直徑或齒數為比驅動滑輪152及從動滑輪155大之（例如2倍之）值。

如圖5所示，滑架20具備：主架21、第一從動部22、第二從動部23、皮帶機構24、皮帶機構25、傳動軸部26、剎車裝置27、剎車裝置28、轉矩產生裝置30、對準部40及心軸部50（車軸部）。另外，如圖10所示，藉由第一從動部22及皮帶機構24而構成第二傳動部TS2。此外，藉由皮帶機構25、傳動軸部26及心軸部50而構成第三傳動部TS3。

如圖11所示，心軸部50具備可旋轉地被支撐之心軸52。心軸52係其一端供測試輪W同軸地（亦即，共有中心線之方式）安裝之軸（亦即，車軸），測試輪W藉由從轉矩產生裝置30輸出之動力而與心軸52一起被旋轉驅動。對準部40係藉由改變心軸部50之方向，可實施測試輪W之對準調整（亦即，測試輪W對測試軌條63之方向位置及方向調整）的機構部。

如圖13至圖16所示，第一從動部22具備：本體部221、軸承部222、軸承部223、軸桿224、驅動齒輪225、軸桿226及從動齒輪227。

如圖14所示，本體部221具備：在Y軸方向延伸之2支桿221b；及內輪與各桿221b嵌合之1對軸承221c。皮帶機構15R之從動滑輪155A及155C與各軸承221c之外輪分別嵌合。藉由該構成，皮帶機構15R之從動滑輪155A及155C被本體部221可旋轉地支撐。

如圖16所示，本體部221具備軸承221a。軸承部222具備上下排列之1對軸承222a及222b。此外，軸承部223具備上下排列之1對軸承223a及223b。

軸桿224(shaft)在長度方向之一端部被軸承221a、在另一端部被軸承223a、在中間部被軸承222a可旋轉地支撐。軸桿224上安裝有皮帶機構15R之從動滑輪156與驅動齒輪225。

軸桿226比軸桿224短，在長度方向之一端部被軸承222b、在另一端部被軸承223b可旋轉地支撐。在軸桿226上安裝有與驅動齒輪225齧合之從動齒輪227、及皮帶機構24之驅動滑輪241。

亦即，經由第一從動部22而連結從動滑輪156（皮帶機構15R）與驅動滑輪241（皮帶機構24）。藉由皮帶機構15R傳遞之動力的一部分經由從動滑輪156傳遞至軸桿224後，經由驅動齒輪225及從動齒輪227傳遞至軸桿226，進一步經由驅動滑輪241傳遞至皮帶機構24。傳遞至皮帶機構24之動力使用於驅動測試輪W。

亦即，右側之第一從動部22、與被第一從動部22可旋轉地支撐之從動滑輪156（及從動滑輪155A、155C）具有從皮帶機構15R取出動力之一部分而供給至皮帶機構24的功能。

藉由皮帶機構15R所傳遞之動力的剩餘部分傳遞至藉由皮帶夾157固定了皮帶151之滑架20的主架21，來使用於驅動滑架20。

亦即，右側之皮帶機構15R係構成驅動滑架20之機構（滑架驅動機構）的一部分，並且也構成驅動測試輪W之機構（測試輪驅動機構）的一部分。此外，右側之皮帶機構15R與右側之第一從動部22一起發揮將驅動部14RA及14RB產生之動力分配成使用於驅動滑架20的動力與使用於驅動測試輪W之動力的機構（動力分配機構）之功能。

本實施形態之皮帶機構15R因為輸出側之從動滑輪156的節圓直徑比輸入側的驅動滑輪152大，所以具有大於1之減速比。另外，本發明不限定於該構成，亦可將從動滑輪156之節圓直徑設計成大於或等於驅動滑輪152的節圓直徑，而使皮帶機構15R之減速比小於或等於1。

此外，第一從動部藉由包含：驅動齒輪225及從動齒輪227，而使動力之旋轉方向反轉。

如圖17所示，第二從動部23（本體部231）具備：在Y軸方向延伸之3支桿231b；及內輪與各桿231b嵌合之3支軸承231c。3支桿231b在X軸方向等間隔配置。本實施形態係將中央之桿231b配置於比其餘的2支桿231b高的位置，不過，亦可將全部桿231b配置在相同高度。

在各軸承231c之外輪上嵌合有皮帶機構15L的3個從動滑輪155（從前方依序為從動滑輪155A、155B及155C）。藉由該構成，皮帶機構15L之從動滑輪155A、155B及155C被第二從動部23可旋轉地支撐。

如圖4所示，皮帶機構15之皮帶151藉由驅動滑輪152A、152B折回而區分成上側部分151a與下側部分151b。上側部分151a與下側部分151b分別在滑架20之行駛方向拉伸，且彼此反向驅動。具體而言，固定於滑架20之皮帶151的下側部分151b係與滑架20一起向滑架之行駛方向驅動，上側部分151a與滑架20及下側部分151b反向驅動。此外，安裝於滑架20之從動滑輪155及156繞掛於與滑架20反向行駛之皮帶151的上側部分151a，並藉由上側部分151a驅動。

如圖10及圖11所示，藉由右側之皮帶機構15R傳達之動力的一部分，藉由第二傳動部TS2向轉矩產生裝置30傳達，進一步藉由第三傳動部TS3向測試輪W傳達，來使用於驅動測試輪W。另外，第二傳動部TS2包含：第一從動部22及皮帶機構24，第三傳動部TS3包含：皮帶機構25、傳動軸部26及心軸部50。如上述，藉由右側之皮帶機構15R所傳達之動力的剩餘部分，傳遞至滑架20之主架21，來使用於驅動滑架20，在該滑架20之主架21有皮帶151之前端部被皮帶夾157固定。藉由如上述構成之皮帶機構15R及第一從動部22，可藉由皮帶151驅動滑架20與測試輪W兩者。

另外，左側之第二從動部23與右側的第一從動部22不同之處為具備取出藉由皮帶機構15L傳達之動力的一部分，而傳達至設於滑架20之第二傳動部TS2的構成（具體而言，軸承部222、223、軸桿224、226、驅動齒輪225及從動齒輪227）。另外，左側之第二從動部23並非必須之構成元件，不過，藉由設置左側之第二從動部23，滑架20從左右之皮帶機構15L、15R接受的力平衡，因而滑架20之行駛穩定化。

如上述，本實施形態係採用使用藉由共用之動力傳達裝置（亦即，皮帶機構15R）所傳達之動力來驅動滑架20及測試輪W的構成。藉由該構成，不論滑架20之行駛速度為何，可始終以對應於滑架20之行駛速度的周速（轉速）旋轉驅動測試輪W。此外，本實施形態為了減少轉矩產生裝置30之工作量（亦即，耗電），係以當轉矩產生裝置30未工作時，係以與滑架20之行駛速度概等的周速來旋轉驅動測試輪W之方式而構成。

皮帶機構24具備：安裝於上述之第一從動部22的軸桿226（圖16）之驅動滑輪241；安裝於後述之轉矩產生裝置30的軸部314（圖18）之從動滑輪242；及繞掛於驅動滑輪241與從動滑輪242之皮帶243。皮帶243例如係與上述之皮帶151相同構成的帶齒皮帶。皮帶243之種類亦可與皮帶151不同。

圖18係顯示轉矩產生裝置30之構造圖。轉矩產生裝置30產生賦予測試輪W之轉矩，並將該轉矩施加於藉由皮帶機構24所傳達之旋轉運動而輸出。換言之，轉矩產生裝置30藉由使藉由皮帶機構24所傳達之旋轉運動的相位變化，可對測試輪W賦予轉矩（亦即，在測試軌條63與測試輪W之間賦予驅動力或制動力）。

轉矩產生裝置30發揮產生驅動測試輪W之動力的第二發動機構之功能，並且亦發揮結合驅動部14（第一發動機構）之馬達141（第一馬達）產生的動力與轉矩產生裝置30之後述馬達32（第二馬達）產生的動力之動力結合機構的功能。

藉由將轉矩產生裝置30組裝於驅動系統DS，可以用於控制測試輪W之轉速的動力源（驅動部14RA、14RB）與用於控制轉矩之動力源（後述之馬達32）分擔角色。而後，藉此，可使用更小容量之動力源，並且可以更高精確度控制施加於測試輪W之轉速及轉矩。此外，藉由將轉矩產生裝置30組裝於滑架20，因為施加於皮帶機構15R之負荷降低，所以可使皮帶機構15R小型化（例如，減少使用之帶齒皮帶數量）、及使用耐負荷更低的構件。

轉矩產生裝置30具備：旋轉框架31；安裝於旋轉框架31內之馬達32（第二馬達）、減速機33及軸桿34；可旋轉地支撐旋轉框架31之3個軸承部351、352及353；滑環(slip ring)部37；及檢測旋轉框架31之轉速的旋轉編碼器38。

本實施形態中，馬達32使用旋轉部之慣性力矩為0.01kg‧m ²以下（更宜為0.008kg‧m ²以下），額定輸出為3kW至60kW（更實用性為7kW至37kW）之超低慣性高輸出型的AC伺服馬達。

旋轉框架31具有：直徑大之概略圓筒狀的第一筒部311（馬達收容部）；第二筒部312（連結筒）及第三筒部313；與直徑比第一筒部311小之概略圓筒狀的軸部314及315。在第一筒部311之一端部（圖18中之右端部）經由第二筒部312及第三筒部313同軸地結合軸部314。此外，在第一筒部311之另一端部（圖18中之左端部）同軸地結合軸部315。軸部314被軸承部351及353、軸部315被軸承部352分別可旋轉地支撐。

在第一筒部311之中空部內收容有馬達32。馬達32與旋轉框架31同軸地配置軸321，馬達箱320（亦即定子）藉由複數個雙頭螺栓323而固定於第一筒部311。

第二筒部312及第三筒部313之中空部內配置有減速機33。減速機33之輸入軸332上連接有馬達32的軸321，輸出軸333上連接有軸桿34。

第二筒部312之一端部（圖18中之右端部）形成有向外周突出的凸緣312a。第二筒部312之另一端部（圖18中之左端部）形成有向外周突出之凸緣312b與向內周突出之內凸緣312c。

馬達32之凸緣320a固定於第二筒部312的內凸緣312c。減速機33之齒輪箱331固定於第二筒部312之一端部（亦即，凸緣312a之根部）。亦即，馬達32之馬達箱320與減速機33之齒輪箱331經由身為單一之短筒狀構件的第二筒部312以高剛性連結。藉此，馬達32之軸321及減速機33之輸入軸332上幾乎不致施加彎曲力矩，而確保軸321及輸入軸332的順利（亦即，低摩擦的）旋轉，控制賦予測試輪W之轉矩的精確度提高。

在軸部315之根部形成有與第一筒部311同徑之凸緣315a，並在該凸緣315a之外周部固定有第一筒部311的一端。此外，馬達32之凸緣320b固定於第一筒部311的凸緣315a。因為馬達32係在馬達箱320之長度方向的兩端部及中央部固定於旋轉框架31，所以係被以高剛性支撐。

在軸部314之根部形成有與第三筒部313同徑之凸緣314a，並在該凸緣314a之外周部固定有第三筒部313的一端。此外，第三筒部313之另一端固定於第二筒部312之凸緣312a的外周部。

軸部314被軸承部351可旋轉地支撐根部側之凸緣314a附近，並被軸承部353可旋轉地支撐前端部。在軸承部351與軸承部353之間配置皮帶機構24之從動滑輪242，並同軸地安裝於軸部314的外周。藉由皮帶機構24傳達之動力旋轉驅動轉矩產生裝置30之旋轉部。亦即，軸部314（旋轉框架31）成為轉矩產生裝置30之輸入軸。

在軸部314之兩端部（亦即，被軸承部351或軸承部353支撐的部分）的內周設有1對軸承314b。軸桿34通過軸部314之中空部，被1對軸承314b可旋轉地支撐。軸桿34之前端從軸部314的前端突出於外。在從軸部314突出之軸桿34的前端部同軸地安裝有皮帶機構25的驅動滑輪251，並藉由從軸桿34輸出之動力驅動皮帶機構25。亦即，軸桿34成為轉矩產生裝置30之輸出軸。

從馬達32輸出之轉矩藉由減速機33放大而傳達至軸桿34。從軸桿34輸出至皮帶機構25之旋轉，成為將藉由馬達32及減速機33產生的轉矩重疊於藉由皮帶機構24驅動之旋轉框架31的旋轉者。轉矩產生裝置30在傳達至身為輸入軸之旋轉框架31的軸部315之旋轉運動中加上轉矩產生裝置30產生的轉矩，並從身為輸出軸之軸桿34輸出。

減速機33之減速比設定在1／45～1／120之範圍內（更宜為1／55～1／100之範圍內）。藉此，可一邊賦予足夠大小之切向力f _T，一邊以0.01％之精確度計測滑移率S。

滑環部37具備：複數對滑環371與電刷(brush)372、支撐管373、軸承部374、支柱375及支撐臂376。支撐管373同軸地連結於旋轉框架31的軸部315。支撐管373之前端部被軸承部374可旋轉地支撐。支撐臂376與支撐管373平行地配置，並將其一端固定於配置在旋轉框架31側的支柱375，另一端固定於軸承部374之框架。

複數個滑環371在軸方向隔以一定間隔而排列，並安裝於支撐管373之外周。複數個電刷372係以與分別對應之滑環371的外周面相對而接觸之方式配置，並安裝於支撐臂376。

各滑環371上分別連接有導線（無圖示）。導線通過支撐管373之中空部而拉到旋轉框架31之軸部315的中空部。馬達32之電纜325通過軸部315之中空部，而與電纜325中包含之複數條線分別對應的滑環371之導線連接。此外，電刷372連接於驅動器32a（圖25）。亦即，馬達32與驅動器32a係經由滑環部37而連接。

旋轉編碼器38安裝於滑環部37之軸承部374。此外，旋轉編碼器38之輸入軸上連接有與旋轉框架31一體旋轉的支撐管373。

如圖11所示，皮帶機構25具備：安裝於轉矩產生裝置30之輸出軸（軸桿34）的驅動滑輪251；安裝於傳動軸部26之輸入軸（傳動軸261）的從動滑輪252；及繞掛於驅動滑輪251與從動滑輪252之皮帶253；將從轉矩產生裝置30所輸出之動力傳達至傳動軸部26。皮帶253例如係與上述之皮帶151相同構成的帶齒皮帶。皮帶253之種類亦可與皮帶151不同。

傳動軸部26具備：傳動軸261、可旋轉地支撐傳動軸261之1對軸承部262、碟剎263、滑動式等速接頭265、傳動軸266、及可旋轉地支撐傳動軸266之軸承267。碟剎263具備：安裝於傳動軸261之碟形轉子263a；及對碟形轉子263a賦予摩擦而進行制動之卡鉗(caliper)263b。

傳動軸261在一端部安裝有皮帶機構25之從動滑輪252，另一端經由碟形轉子263a而連接滑動式等速接頭265之一端。滑動式等速接頭265之另一端經由傳動軸266而與心軸52連結。滑動式等速接頭265係不論工作角（亦即輸入軸與輸出軸形成之角度）為何，旋轉不致變動並可順利傳達旋轉而構成。此外，滑動式等速接頭265在軸方向之長度（傳達距離）亦為可變。

安裝測試輪W之心軸52被對準部40其角度及位置可變地支撐。藉由經由滑動式等速接頭265連結傳動軸261與心軸52，即使心軸52之角度及位置變化，滑動式等速接頭265仍可靈活地追隨該變化。因而，不致對心軸52及傳動軸261施加大的應變，而順利地傳達動力。

圖19係顯示對準部40之概略構造圖。此外，圖20、圖21、圖22及圖23依序係圖19之A－A箭頭方向觀看圖、B－B箭頭方向觀看圖、C－C箭頭方向觀看圖及D－D箭頭方向觀看圖。

對準部40具備：輪重調整部42、外傾(camber)調整部44及滑移角(slip angle)調整部46。

輪重調整部42係藉由變更心軸52及安裝於心軸52之測試輪W的高度（更具體而言，係從軌條軌頂面63a至測試輪W之中心C的距離），調整施加於測試輪W之輪重（從測試軌條63接受之垂直負荷）的機構。輪重調整部42具備：可對底架11上下（Z軸方向）移動之升降框架421（第一活動框架）；引導升降框架421在上下移動之複數個（圖示之實施例中係2對）直線導軌422；及上下驅動升降框架421之1個以上（圖示之實施例中係1對）Z軸驅動單元43。

在滑架20之主架21的左側設有收容對準部40之小房狀（或涼亭狀）的對準機構支撐部214。升降框架421收容於對準機構支撐部214內。直線導軌422具備：上下延伸之軌條422a；及可在軌條422a上行駛之1個以上（圖示之實施例中係2個）行駛部422b。各直線導軌422之軌條422a及行駛部422b的一方安裝於對準機構支撐部214，另一方安裝於升降框架421。

Z軸驅動單元43（第一驅動單元）具備：馬達431；及將馬達431之旋轉運動轉換成Z軸方向的直線運動之滾珠螺桿432（運動轉換器）。滾珠螺桿432具備：連結於馬達431之軸的螺旋軸432a；與螺旋軸432a齧合之螺帽432b；及可旋轉地支撐螺旋軸432a之軸承432c及432d。馬達431與2個軸承432c及432d安裝於對準機構支撐部214，螺帽432b安裝於升降框架421。

藉由馬達431驅動滾珠螺桿432時，升降框架421與螺帽432b一起上下移動。測試輪W隨之經由支撐於升降框架421之外傾調整部44、滑移角調整部46及心軸部50而升降，並將依滾珠螺桿432之驅動量（亦即，測試輪W之高度）的負荷施加於測試輪W。

本實施形態係將螺旋軸432a直接連結於馬達431，不過亦可經由減速機或例如蝸形齒輪等之將旋轉減速的齒輪裝置連結馬達431與螺旋軸432a而構成。

本實施形態之運動轉換器係使用進給螺桿機構，不過亦可使用可將旋轉運動轉換成直線運動之另外種類的運動轉換器。

本實施形態之馬達431係伺服馬達，不過，亦可使用可控制工作量之另外種類的馬達作為馬達431。

外傾調整部44係藉由使心軸52在E _φ軸（在通過測試輪W之中心C的前後延伸之軸）周圍迴旋，調整外傾角之機構，該外傾角是測試輪W對路面之斜度。外傾調整部44具備：以E _φ軸為中心可旋轉之φ旋轉框架441（第二活動框架）；可旋轉地支撐φ旋轉框架441之1對軸承442；引導φ旋轉框架441之旋轉的一對曲線導軌443；及旋轉驅動φ旋轉框架441之左右1對φ驅動單元45（第二驅動單元）。

如圖19所示，本實施形態之φ旋轉框架441及升降框架421在Y軸方向觀看具有門形（∩形）之形狀。φ旋轉框架441收容於∩形之升降框架421的空腔部。φ旋轉框架441之前面及背面分別設有與E _φ軸同軸地向外側（亦即，向遠離測試輪W之方向）突出的圓柱狀樞軸(pivot)441a。各樞軸441a被安裝於升降框架421之一對軸承442分別可旋轉地支撐。φ旋轉框架441將樞軸441a作為支軸，並將E _φ軸作為中心被可旋轉地支撐。另外，亦可為將軸承442安裝於φ旋轉框架441，並將樞軸441a安裝於升降框架421的構成。此外，φ旋轉框架441及升降框架421之形狀不限定於本實施形態的形狀，只要是具有可收容心軸部50等之空腔部的形狀即可。

曲線導軌443具備：與E _φ軸同心地配置之圓弧狀的曲線軌條443a；及可在曲線軌條443a上行駛之1個以上（圖示之實施例中係2個）行駛部443b。曲線軌條443a及行駛部443b之一方安裝於升降框架421，另一方安裝於φ旋轉框架441。

φ驅動單元45具備：分別安裝於φ旋轉框架441之前面及背面的一對平齒輪453；與各平齒輪453分別齧合之一對小齒輪452；及驅動各小齒輪452之一對馬達451。另外，亦可為將平齒輪453安裝於升降框架421，並將馬達451安裝於φ旋轉框架441之構成。平齒輪453係形成將E _φ軸作為中心之圓弧狀（亦即，與E _φ軸同軸的）扇形齒輪(segment gear)。另外，平齒輪453在圖示之實施例中係內齒輪，不過亦可係外齒輪。

馬達451安裝於升降框架421，小齒輪452則與馬達451之軸451s結合。另外，本實施形態之馬達451係伺服馬達，不過，亦可使用可控制工作量之另外種類的馬達作為馬達451。

藉由馬達451旋轉驅動小齒輪452時，φ旋轉框架441與其與小齒輪452齧合之平齒輪453一起對升降框架421在E _φ軸之周圍旋轉。被φ旋轉框架441支撐之測試輪W隨之經由滑移角調整部46及心軸部50而在E _φ軸周圍迴旋，外傾角變化。

滑移角調整部46係藉由變更心軸52在E _θ軸（在通過測試輪W之中心C的上下延伸之軸）周圍的方向，來調整滑移角之機構，該滑移角是測試輪W（更具體而言，係與車軸垂直之車輪中心面）對滑架20的行駛方向（X軸方向）之斜度。如圖19所示，滑移角調整部46具備：將E _θ軸作為中心可旋轉之θ旋轉框架461（第三活動框架）；可旋轉地支撐θ旋轉框架461之軸承462；及旋轉驅動θ旋轉框架461之θ驅動單元47。

θ旋轉框架461收容於在Y軸方向觀看為門形（∩形）之φ旋轉框架441的空腔部。在θ旋轉框架461之上面設有與E _θ軸同軸地突出之樞軸461a。樞軸461a被安裝於φ旋轉框架441之頂板的軸承462可旋轉地支撐。θ旋轉框架461將樞軸461a作為支軸，並以E _θ軸為中心被可旋轉地支撐。

θ驅動單元47具備：安裝於θ旋轉框架461之平齒輪473；與平齒輪473齧合之1個以上（圖示之實施例中係一對）小齒輪452；及旋轉驅動各小齒輪452之1個以上（圖示之實施例中係一對）馬達471。平齒輪473同軸地結合於樞軸461a。馬達471安裝於φ旋轉框架441，小齒輪452安裝於馬達471之軸。

圖24係顯示心軸部50（車輪支撐部）之概略構造圖。心軸部50安裝於θ旋轉框架461之下端部。心軸部50具備：固定於θ旋轉框架461之框架51；安裝於框架51之複數個（圖示之實施例中係一對）軸承53；可旋轉地支撐於軸承53之心軸52；檢測施加於測試輪W之力的6分力檢測器54；及經由6分力檢測器54同軸地安裝於心軸52之前端部的車軸55。6分力檢測器54具備複數個壓電元件（無圖示）。在車軸55上安裝測試輪W（圖1）。

在心軸52之末端連接有傳動軸部26之傳動軸266。傳動軸266被安裝於心軸部50之框架51的軸承267可旋轉地支撐。

對準部40係以即使變更外傾角（φ角）及滑移角（θ角），測試輪W之位置不致移動，且E _θ軸、E _φ軸及E _λ軸之3軸在測試輪W的中心C之一點交叉的方式而構成。

圖25係顯示第一測試裝置1之控制系統1a的概略構成之方塊圖。控制系統1a具備：控制整個裝置之動作的控制部72；進行各種計測之計測部74；及與外部進行輸入輸出之介面部76。

控制部72中，各驅動部14之馬達141、轉矩產生裝置30之馬達32、輪重調整部42之馬達431、外傾調整部之馬達451、滑移角調整部46之馬達471及移動單元1655之馬達1655m分別經由驅動器141a、32a、431a、451a、471a及1655a而連接。此外，控制部72中連接有溫度調整裝置64c。

控制部72與各驅動器141a、32a、431a、451a及471a藉由光纖可通信地連接，在控制部72與各驅動器之間可進行高速之反饋控制。藉此，可以更高精確度（在時間軸中高解析度且高準確度）進行同步控制。

計測部74中，心軸部50之6分力檢測器54、負荷檢測部165之3分力檢測器1651及檢測器位置檢測部1656之接近檢測器1656c分別經由放大器54a、1651a及1656ca而連接。來自6分力檢測器54、3分力檢測器1651及接近檢測器1656c之信號藉由放大器54a、1651a及1656ca分別放大後，在計測部74中轉換成數位信號，藉此生成計測資料。計測資料輸入控制部72。另外，圖25中，3分力檢測器1651、放大器1651a、接近檢測器1656c及放大器1656ca分別僅圖示一個。

內建於各馬達141、32、431、451、471及1655m之旋轉編碼器RE檢測之相位資訊，分別經由各驅動器141a、32a、451a、471a及1655a而輸入控制部72。

介面部76例如具備：用於在與使用者之間進行輸入輸出的使用者介面；用於與LAN（區域網路）等各種網路連接之網路介面；及用於與外部設備連接之USB（通用串列匯流排）及GPIB（通用介面匯流排）等各種通信介面的一個以上。此外，使用者介面例如包含：各種操作開關、顯示器、LCD（液晶顯示器）等各種顯示裝置、滑鼠及觸控板等各種指標裝置、觸控螢幕、攝影機、列印機、掃描器、蜂鳴器、喇叭、麥克風、記憶卡讀寫器等各種輸入輸出裝置的一個以上。

控制部72例如經由介面部76及LAN而連接於伺服器77及分析裝置78（例如，工作站、PC、雲端計算服務等）。伺服器77中儲存測試條件資料及測試結果資料。此外，藉由分析裝置78（測試資料處理裝置）依據第一測試裝置1及第二測試裝置2之測試結果進行高超的分析。

控制部72藉由依據經由介面部76而輸入之速度的設定資料，同步控制各驅動部14之馬達141的驅動，可使滑架20以指定速度行駛。另外，本實施形態係以相同相位驅動全部4個驅動部14（更正確而言，係左側之驅動部14LA及14LB與右側之驅動部14RA及14RB以相反相位[反轉]驅動）。

此外，控制部72藉由依據經由介面部76而取得之應賦予測試輪W的前後力（制動力或驅動力）之設定資料，控制轉矩產生裝置30之馬達32的驅動，可對測試輪W賦予指定之前後力。此外，控制部72藉由取代前後力之設定資料，而依據轉矩之設定資料（或加速度的設定資料）來控制轉矩產生裝置30，亦可對測試輪W賦予指定之轉矩。

控制部72可依據同步信號同步進行使滑架20以指定行駛速度行駛（同時，使測試輪W以與行駛速度概等的周速旋轉）之驅動部14的驅動；及用於對測試輪W賦予前後力（或轉矩）之轉矩產生裝置30的控制。

轉矩產生裝置30產生之轉矩的波形，除了正弦波、半正弦波（Half sine波）、鋸齒狀波（鋸形波）、三角波、梯形波等的基本波形之外，還可使用在道路測試中計測之前後力（或轉矩）波形、藉由模擬計算而獲得之前後力（或轉矩）波形或其他任何的合成波形（例如，藉由函數產生器等所生成的波形）。

就滑架20之行駛速度（或測試輪W之轉速）的控制，亦同樣地除了基本波形之外，還可使用在道路測試中計測之車輪轉速的波形、藉由模擬計算而獲得之速度變化的波形、或其他任何的合成波形（例如，藉由函數產生器等所生成的波形）。

第一測試裝置1具備計測測試軌條63與測試輪W之間的μ－S特性之功能。μ－S特性例如是藉由一邊使滑架20以指定速度行駛，一邊使施加於測試輪W之轉矩（或切向力）連續變化，連續量測行駛中之滑移率S及摩擦係數μ的變化來計測。

滑移率S是藉由下列公式計算。 S＝（V _C－V _T）／V _T其中， V _C：測試輪之周速(m/s) V _T：滑架之行駛速度(m/s)

測試輪W之周速V _C藉由下列公式計算。 V _C＝R _W×Ω ₅₂＝R _W×（Ω ₃₁＋Ω ₃₂₁×r ₃₃） 其中， Ω ₅₂：心軸52之角速度(rad/s) Ω ₃₁：旋轉框架31之角速度(rad/s) Ω ₃₂₁：馬達32之軸321的角速度(rad/s) r ₃₃：減速機33之減速比 R _W：測試輪W之半徑(m)

另外，藉由轉矩產生裝置30之旋轉編碼器38檢測轉矩產生裝置30之旋轉框架31的角速度Ω ₃₁，並藉由馬達32之旋轉編碼器RE檢測轉矩產生裝置30之馬達32的軸321之角速度Ω ₃₂₁。

此外，亦可在第三傳動部TS3（例如，心軸部50）中設置檢測心軸52之角速度Ω ₅₂的旋轉編碼器，並從角速度Ω ₅₂計算測試輪W之周速V _C。

滑架20之行駛速度V _T(m/s)藉由下列公式計算。 V _T＝（PD ₁₅₂／2）×Ω _141b其中， Ω _141b：馬達141之軸141b的角速度(rad/s) PD ₁₅₂：驅動滑輪152之節圓直徑(m)

另外，藉由馬達141之旋轉編碼器RE檢測驅動部14之馬達141的軸141b之角速度Ω _141b。

此外，亦可設置檢測滑架20之行駛速度V _T的速度檢測器（例如，都普勒式或空間過濾器式之速度檢測器），並藉由速度檢測器直接檢測行駛速度V _T。

摩擦係數μ藉由下列公式計算。 μ＝f _T／f _W其中， f _T：切向力（N） f _W：輪重（N）

另外，藉由心軸部50之6分力檢測器54檢測作為施加於測試輪W之行駛方向（X軸方向）的力之切向力f _T（亦稱為牽引力、前後力或縱蠕變力。）及作為上下方向（Z軸方向）之力的輪重f _W。

其次，說明軌條輪式之第二測試裝置2。

圖26及圖27分別係本發明第一種實施形態之第二測試裝置2的立體圖。圖26係從正面側觀看之圖，圖27係從背面側觀看之圖。圖28係第二測試裝置2之俯視圖。

圖26中，如座標軸所示，將自右下朝向左上之方向定義為X軸方向，將自右上朝向左下之方向定義為Y軸方向，將自下向上之方向定義為Z軸方向。X軸方向及Y軸方向係彼此正交之水平方向，Z軸方向係鉛直方向。將在X軸方向、Y軸方向及Z軸方向之各方向延伸的任意直線分別稱為X軸、Y軸及Z軸。此外，將X軸正方向稱為左方，將X軸負方向稱為右方，將Y軸正方向稱為前方，將Y軸負方向稱為後方，將Z軸正方向稱為上方，將Z軸負方向稱為下方。

第二測試裝置2係模擬重現鐵路車輛行駛時產生之軌條與車輪的相互作用，可進行例如軌條－車輪間之黏著力特性等的評估之裝置。本實施形態係使用具有外周部模仿軌條軌頂之剖面形狀的軌條輪R，在將用於測試之車輪（以下稱為「測試輪W」。）按壓於軌條輪R的狀態下使兩者旋轉，從而模擬重現鐵路車輛行駛時軌條與車輪之相互作用。

第二測試裝置2具備驅動軌條輪R及測試輪W之驅動系統DS。圖29係顯示驅動系統DS之概略構成的方塊圖。驅動系統DS包含：產生機械性動力（以下，簡稱為「動力」。）之發動部AS；及將發動部AS產生之動力傳遞至作為驅動對象之軌條輪R及測試輪W的傳動部TS；如後述，軌條輪R及測試輪W一起構成動力循環系統。

發動部AS包含：可控制驅動對象之旋轉速度的旋轉驅動裝置2010（用於控制速度之驅動裝置）；及可控制賦予驅動對象之轉矩的轉矩產生裝置2020（用於控制轉矩之驅動裝置）。本實施形態之驅動系統DS將驅動控制區分為速度控制與轉矩控制，藉由採用將速度控制與轉矩控制分別由專用之驅動裝置分擔的構成，可使用容量比較小之原動機，並以高速且大轉矩驅動。此外，驅動系統DS藉由採用動力循環系統，可實現比過去裝置高之能量利用效率。

傳動部TS中包含：第一傳動部2030及第二傳動部2040。此外，轉矩產生裝置2020亦構成傳動部TS之一部分。第一傳動部2030將從旋轉驅動裝置2010輸出之旋轉傳達至軌條輪R及轉矩產生裝置2020。轉矩產生裝置2020在從旋轉驅動裝置2010所傳達之動力中加上轉矩產生裝置2020本身產生的動力而輸出。第二傳動部2040將轉矩產生裝置2020之輸出傳達至測試輪W。

軌條輪R與測試輪W係其旋轉軸之方向彼此平行，並且，軌條輪R與測試輪W以在徑方向排列之方式安裝於第二測試裝置2。進行測試時，將測試輪W按壓於軌條輪R，在測試輪W之外周面（踏面）接觸軌條輪R的外周面（軌頂面）之狀態下，測試輪W與軌條輪R彼此反轉並以概等周速（亦即，外周面之線速度）被旋轉驅動。此時，傳動部TS經由測試輪W及軌條輪R構成動力循環系統（亦即動力傳達軸之環路）。轉矩產生裝置2020藉由在輸入軸（第一傳動部2030）與輸出軸（第二傳動部2040）之間賦予相位差，而對動力循環系統賦予轉矩。第二測試裝置2藉由採用動力循環方式，而可在幾乎不吸收產生之動力的情形下，對測試輪W賦予轉矩（或切向力），所以可以比較少之消耗能來動作。

另外，本實施形態之第一傳動部2030係以在轉矩產生裝置2020（具體而言，係後述之第二電動機2022）之工作停止狀態下，軌條輪R與測試輪W彼此反轉且以相同周速被旋轉驅動之方式而構成。另外，亦可為在轉矩產生裝置2020之工作停止狀態下，軌條輪R與測試輪W中產生周速差而構成。但是，此種情況下，為了補償周速差，因為轉矩產生裝置2020之工作量增加，所以能量消耗量增加。此外，本實施形態之第一傳動部2030係以軌條輪R與轉矩產生裝置2020以相同轉速被旋轉驅動的方式而構成，不過，只要是使軌條輪R與測試輪W以概等周速旋轉驅動的構成，則亦可為使軌條輪R與轉矩產生裝置2020以不同轉速旋轉的構成。

如圖26～28所示，旋轉驅動裝置2010具備：張力調整台2011；與設置於張力調整台2011上之第一電動機2012（用於控制速度之馬達）。本實施形態之第一電動機2012係藉由變頻器驅動之所謂變頻調速馬達，不過，例如亦可將伺服馬達及步進馬達等可控制轉速之另外種類的馬達使用於第一電動機2012。此外，旋轉驅動裝置2010亦可具備將從第一電動機2012輸出之旋轉減速的減速機。關於張力調整台2011敘述於後。

第一傳動部2030具備：第一皮帶機構部2031、軌條輪支撐部2032、軸桿2033及齒輪箱2034（齒輪裝置）。

如圖26所示，第一皮帶機構部2031具備：藉由旋轉驅動裝置2010而驅動之驅動滑輪2311；安裝於軌條輪支撐部2032之輸入軸（後述之軸桿2321之一方）的從動滑輪2312；及繞掛於驅動滑輪2311與從動滑輪2312之皮帶2313。

從旋轉驅動裝置2010輸出之旋轉藉由第一傳動部2030之第一皮帶機構部2031而傳達至軌條輪支撐部2032。

本實施形態之皮帶2313係具有在寬度方向排列之複數個V字狀肋條的V肋條皮帶，不過，例如亦可使用具有梯形剖面形狀之V形皮帶、帶齒皮帶、平皮帶、圓皮帶等另外種類的皮帶。

本實施形態之第一皮帶機構部2031具備由驅動滑輪2311、從動滑輪2312及皮帶2313構成之單一的皮帶傳動單元，不過，亦可為具備橫向或縱向連接之2個以上的皮帶傳動單元而構成。

此外，從旋轉驅動裝置2010向軌條輪支撐部2032之傳動不限於皮帶傳動，亦可使用鏈條傳動及鋼絲傳動等另外種類之繞掛傳動，或是齒輪傳動等另外的傳動方式。此外，亦可將旋轉驅動裝置2010與軌條輪支撐部2032同軸地（亦即，旋轉軸一致之方式）配置，並直接連接旋轉驅動裝置2010之輸出軸與軌條輪支撐部2032的輸入軸之構成。

此處，說明旋轉驅動裝置2010之張力調整台2011。如圖27所示，張力調整台2011具備：固定於底架B之固定框架2111；及安裝旋轉驅動裝置2010之活動框架2112。活動框架2112在右端部經由在Y軸方向延伸之桿2114R可迴旋地連結於固定框架2111，並可調整Y軸周圍之斜度。藉由改變活動框架2112之斜度，而使驅動滑輪2311（圖26）與從動滑輪2312之距離變化，藉此，可調整繞掛於驅動滑輪2311與從動滑輪2312之皮帶2313的張力。

如圖27及圖28所示，軌條輪支撐部2032各具備1對軸承2322及軸桿2321。1對軸承2322朝向Y軸方向而在前後（亦即，Y軸方向）排列旋轉軸，並同軸地配置。

一方軸桿2321被前方之軸承2322，此外，另一方軸桿2321被後方之軸承2322分別可旋轉地支撐。軸桿2321係在其一端設有用於安裝軌條輪R之凸緣的附凸緣軸桿，且藉由各1支螺栓可拆卸地同軸安裝於軌條輪R之兩側面。

在前方之軸桿2321的另一端部安裝有第一皮帶機構部2031之從動滑輪2312。此外，在後方之軸桿2321的另一端連接有軸桿2033之一端。軸桿2033之另一端連接於齒輪箱2034之輸入軸2342a。

藉由第一皮帶機構部2031傳達至軌條輪支撐部2032之動力的一部分賦予軌條輪R，其餘賦予軸桿2033（再者，經由轉矩產生裝置2020及第二傳動部2040賦予測試輪W）。亦即，軌條輪支撐部2032（具體而言，係軸桿2321）發揮將第一電動機2012產生，並藉由第一皮帶機構部2031所傳達之動力分配至軌條輪R與軸桿2033（最後為測試輪W）的動力分配機構之功能。

另外，軸桿2321與軌條輪R之結合構造不限於藉由凸緣結合，例如亦可使用在設於軌條輪R之中心的貫穿孔中嵌合軸桿2321之構造等的另外結合構造。

此外，軌條輪支撐部2032具備檢測軌條輪R之轉速的旋轉編碼器2323（轉速檢測機構）。

圖30係在水平面切斷齒輪箱2034及其周邊之概略剖面圖。齒輪箱2034具備：外殼2341；安裝於外殼2341之各1對第一軸承2343及第二軸承2345；被1對第一軸承2343可旋轉地支撐之第一齒輪2342（輸入側齒輪）；及被1對第二軸承2345可旋轉地支撐之第二齒輪2344（輸出側齒輪）。

第一齒輪2342及第二齒輪2344係將旋轉軸朝向Y軸方向，彼此以齒齧合之方式在X軸方向並列配置，並收容於外殼2341內。第一齒輪2342之一端部係齒輪箱2034的輸入軸2342a，且連接於軸桿2033之另一端部。第二齒輪2344之一端部係齒輪箱2034的輸出軸2344a，且連接於轉矩產生裝置2020之後述套（Casing）2021的一端部。

第二齒輪2344中形成有將旋轉軸作為中心線之圓柱狀的貫穿孔2344b。轉矩產生裝置2020之後述的輸出軸2024從第二齒輪2344之一端（圖30中之左端。亦即，輸出軸2344a之前端。）插入貫穿孔2344b，並貫穿第二齒輪2344，其前端部從第二齒輪2344之另一端突出。

本實施形態之第一齒輪2342與第二齒輪2344的齒數係等數，且齒輪箱2034之齒輪比為1。另外，係使測試輪W與軌條輪R反轉並以概等周速旋轉之構成時，齒輪箱2034之齒輪比亦可為1以外之值。

從軸桿2033向轉矩產生裝置2020傳動時，不限於齒輪傳動，例如亦可使用皮帶傳動及鏈條傳動等之繞掛傳動等其他傳動方式。

圖31係在與X軸方向垂直之平面切斷轉矩產生裝置2020及齒輪箱2034與其周邊的概略剖面圖。

轉矩產生裝置2020具備：被旋轉驅動裝置2010而旋轉驅動之本體部2020A（旋轉部）；及可旋轉地支撐本體部2020A之1對軸承單元2025、2026。

本體部2020A具備：被軸承單元2025、2026支撐之概略筒狀的套(casing)2021（旋轉框架）；安裝於套2021之第二電動機2022及減速機2023；及輸出軸2024。輸出軸2024與套2021同軸地配置。亦可將第二電動機2022之後述軸2221及轉子2222（Rotor）與套2021同軸地配置。藉由將第二電動機2022與套2021同軸地配置，可減輕本體部2020A的不平衡，使本體部2020A順利地（亦即，轉速及轉矩之不需要的搖晃變少）旋轉。另外，本實施形態之第二電動機2022係AC伺服馬達，不過，亦可使用DC伺服馬達及步進馬達等可控制驅動量（旋轉角）之另外種類的電動機作為第二電動機2022。

減速機2023之減速比設定於1／45～1／120之範圍內（更宜為1／55～1／100之範圍內）。藉此，可一邊賦予足夠大小之切向力f _T，一邊以0.01％之精確度計測滑移率。

套2021具有：概略圓筒狀之第一圓筒部2212及第二圓筒部2214（馬達收容部）；連結第一圓筒部2212與第二圓筒部2214之連結部2213；連接於第一圓筒部2212之第一軸部2211；及連接於第二圓筒部2214之第二軸部2215。第一軸部2211、第一圓筒部2212、連結部2213、第二圓筒部2214及第二軸部2215皆為具有在軸方向貫穿之中空部的筒狀構件，且依序同軸地連結，而形成筒狀的套2021。套2021在第一軸部2211中被軸承單元2025支撐，在第二軸部2215中被軸承單元2026支撐。第一軸部2211之前端部係轉矩產生裝置2020之輸入軸，且連接於齒輪箱2034之輸出軸2344a。

圖32係顯示第二電動機2022之概略構成的縱剖面圖。第二電動機2022具備：軸2221；由永久磁鐵等構成，並與軸2221一體地結合之轉子2222；在內周設有線圈2223a之筒狀的定子2223（Stator）；以堵住開口之方式安裝於定子2223兩端部之1對凸緣2224、2226；安裝於各凸緣2224、2226之1對軸承2225、2227；及檢測軸2221之角度位置（相位）的旋轉編碼器RE。

軸2221被1對軸承2225、2227可旋轉地支撐。軸2221之一端部（圖32中之右端部）貫穿凸緣2224及軸承2225向外部突出，而成為第二電動機2022之輸出軸。軸2221之另一端部（圖32中之左端部）連接於旋轉編碼器RE。

如圖31所示，第二電動機2022收容於套2021之第二圓筒部2214的中空部（區塊C1）。套2021之連結部2213的一端部（圖31中之左端部）形成有向內周突出之內凸緣部2213a。第二電動機2022之定子2223（圖32）經由將轉矩產生裝置2020之旋轉軸作為中心而放射狀配置之複數個棒狀的連結構件2217而固定於第二圓筒部2214。連結構件2217例如使用在兩端部形成公螺紋之雙頭螺栓及全螺紋螺栓。此外，第二電動機2022之凸緣2224（圖32）被連結部2213之內凸緣部2213a支撐。

減速機2023收容於被套2021之連結部2213及第一圓筒部2212所包圍的區塊C2。減速機2023之輸入軸2231上連接第二電動機2022的軸2221，減速機2023之輸出軸2232上連接轉矩產生裝置2020之輸出軸2024。另外，亦可為轉矩產生裝置2020中不設減速機2023，而使輸出軸2024直接連接於第二電動機2022之軸2221的構成。

減速機2023之外殼2233固定於連結部2213的另一端部。亦即，第二電動機2022之凸緣2224（圖32）與減速機2023之外殼2233藉由單一筒狀的連結部2213一體地連結。因而，第二電動機2022與減速機2023以高剛性一體地結合，而不易在軸2221上施加彎曲力矩。藉此，因為減輕軸2221從軸承2225、2227接受的摩擦，所以藉由轉矩產生裝置2020控制轉矩之精確度提高。

轉矩產生裝置2020之輸出軸2024穿越套2021之第一軸部2211及齒輪箱2034（具體而言，係第二齒輪2344）之中空部而突出於齒輪箱2034的後方。在套2021之第一軸部2211及齒輪箱2034的第二齒輪2344之內周分別設有可旋轉地支撐輸出軸2024之軸承2211a及軸承2344c。

在從齒輪箱2034突出於後方之輸出軸2024的前端側部分安裝有後述之第二皮帶機構部2041的2個驅動滑輪2411。此外，輸出軸2024之前端部被第二皮帶機構部2041之軸承單元2414可旋轉地支撐。

鄰接於軸承單元2026之前方設有滑環部2027。滑環部2027係由與轉矩產生裝置2020之本體部2020A一起旋轉的活動部2027A；及固定於底架B之固定部2027B而構成。

活動部2027A具備：同軸地連接於轉矩產生裝置2020之第二軸部2215的環支撐管2271；及在環支撐管2271之外周隔以間隔而同軸地安裝的複數個滑環2272。

轉矩產生裝置2020之第二電動機2022的電纜2228通過套2021之第二軸部2215。此外，構成電纜2228之複數條電線係通過環支撐管2271之中空部，而分別連接於對應的滑環2272。

固定部2027B具備：電刷支撐部2274；被電刷支撐部2274支撐之複數個電刷2273；及可旋轉地支撐環支撐管2271之前端部的軸承部2275。電刷2273係以與對應之滑環2272的外周面接觸之方式在Y軸方向隔以間隔而排列。電刷2273配線連接於後述之伺服放大器2022a等。

軸承部2275中安裝有檢測環支撐管2271之轉速（亦即，作為轉矩產生裝置2020之輸入軸的套(casing)2021之轉速）的旋轉編碼器228。

如圖28所示，第二傳動部2040具備：第二皮帶機構部2041、滑動式等速接頭2042及車輪支撐部2050。

第二皮帶機構部2041具備：由驅動滑輪2411、從動滑輪2412及皮帶2413構成之2組皮帶傳動單元；軸承單元2414；軸415；及1對軸承單元2416。

如上述，2個驅動滑輪2411分別安裝於穿越齒輪箱2034之轉矩產生裝置2020的輸出軸2024之前端側的部分。此外，軸承單元2414可旋轉地支撐輸出軸2024之前端部。

另外，亦可在齒輪箱2034與驅動滑輪2411之間設置追加的軸承單元2414，並藉由1對軸承單元2414支撐輸出軸2024之前端部而構成。此外，本實施形態係在轉矩產生裝置2020之輸出軸2024上安裝有驅動滑輪2411，不過，亦可除輸出軸2024之外，還設置支撐驅動滑輪2411之軸，並由軸承單元2414支撐連結於輸出軸2024之該軸而構成。

2個從動滑輪2412安裝於被1對軸承單元2416可旋轉地支撐之軸415。

皮帶2413繞掛於對應之驅動滑輪2411與從動滑輪2412。

本實施形態之皮帶2413係具有鋼絲之心線的帶齒皮帶。另外，皮帶2413亦可使用例如具有由碳纖維、芳香聚醯胺纖維、超高分子量聚乙烯纖維等所謂超纖維而形成之心線者。藉由使用碳心線等重量輕且強度高之心線，可使用輸出比較低之馬達以高加速度驅動（或是，對測試輪W賦予高驅動力／制動力），並可使第二測試裝置2小型化。此外，使用相同輸出之馬達時，藉由使用具有由所謂超纖維所形成之心線的重量輕的皮帶2413，可促使第二測試裝置2高性能化。此外，亦可使用一般汽車用或工業用之定時皮帶作為皮帶2413。此外，亦可取代帶齒皮帶而使用平皮帶及V形皮帶作為皮帶2413。此外，第一皮帶機構部2031之皮帶2313亦可使用上述可使用於皮帶2413之此等皮帶。

本實施形態之第二皮帶機構部2041具備橫向連接之1對皮帶傳動單元，不過，亦可為由單一或橫向連接之3個以上的皮帶傳動單元而構成。

此外，從轉矩產生裝置2020向滑動式等速接頭2042之傳動不限於皮帶傳動，亦可使用鏈條傳動及鋼絲傳動等另外種類之繞掛傳動，或是齒輪傳動等另外之傳動方式。此外，亦可為將轉矩產生裝置2020與滑動式等速接頭2042概略直線狀（或ㄑ字狀）並列配置，並直接連接轉矩產生裝置2020之輸出軸2024與滑動式等速接頭2042的輸入軸之構成。

車輪支撐部2050經由滑動式等速接頭2042而連結於轉矩產生裝置2020。具體而言，係滑動式等速接頭2042之一端（亦即，輸入軸）連接於第二皮帶機構部2041之軸415，滑動式等速接頭2042之另一端（輸出軸）連結於車輪支撐部2050之後述的心軸2527。

滑動式等速接頭2042係構成不論工作角（亦即，輸入軸與輸出軸形成之角度）為何，旋轉不致變動而可順利地傳達旋轉。此外，滑動式等速接頭2042之軸方向的長度（傳達距離）亦可變。

如後述，心軸2527，其位置被可變地支撐。並藉由經由滑動式等速接頭2042將心軸2527連接於第二皮帶機構部2041之軸415（或是，轉矩產生裝置2020之輸出軸2024），即使心軸2527之位置變化，因為滑動式等速接頭2042靈活地追隨該變化，所以防止大的應變施加於心軸2527及軸415（或是轉矩產生裝置2020之輸出軸2024），而可將旋轉順利地傳達至心軸2527。此外，藉由使用滑動式等速接頭2042防止依心軸2527之位置（亦即，滑動式等速接頭2042之工作角）而傳達至心軸2527的轉速變化。

如圖26所示，車輪支撐部2050具備：固定底架2051、設置於固定底架2051上之本體部2052、及輪重賦予部2053。

如圖28所示，本體部2052具備：活動底架2522；對固定底架2051可在X軸方向移動地支撐活動底架2522的1對直線導軌2521；設置於活動底架2522上之支撐框架2523；安裝於支撐框架2523之軸承單元2528；被軸承單元2528可旋轉地支撐之心軸2527；同軸地安裝於心軸2527之轉矩檢測器2524及檢測齒輪2525；及檢測檢測齒輪2525之旋轉的旋轉檢測器2526。直線導軌2521係導路形循環式滾動軸承，其具備經由直線狀之軌條（導路(guide way)）與滾動體可在軌條上行駛之滑架，不過，亦可使用另外方式之直線引導機構作為直線導軌2521。直線導軌2521構成輪重賦予部2053之一部分。此外，藉由檢測齒輪2525與旋轉檢測器2526構成檢測心軸2527之轉速的轉速檢測機構。

支撐框架2523具有：固定於活動底架2522之支柱2523a；及固定於支柱2523a之支臂2523b。本實施形態之支柱2523a係L型托架，不過亦可使用另外形態之支柱2523a。此外，亦可一體地形成支柱2523a與支臂2523b。支臂2523b係具有從支柱2523a之上部向後方延伸的基部2523b1；與從基部2523b1之後端部向左方延伸的幹部2523b2之從上方觀看概略為L字狀的構造體。在幹部2523b2之前端部形成有貫穿於Y軸方向之中空部。驅動軸（具體而言，係連結滑動式等速接頭2042、轉矩檢測器2524、檢測齒輪2525及心軸2527者）在該中空部中通過。

軸承單元2528安裝於支臂2523b。具體而言，軸承單元2528係將旋轉軸朝向Y軸方向，而安裝於幹部2523b2前端部的前面。在軸承單元2528中設有檢測從心軸2527接受之力的複數個3分力檢測器2529（切向力檢測機構，第一橫壓檢測機構）。3分力檢測器2529係壓電式力檢測器，不過亦可使用其他方式之力檢測器作為3分力檢測器2529。

心軸2527經由檢測齒輪2525及轉矩檢測器2524而連接於滑動式等速接頭2042之輸出軸。檢測齒輪2525及轉矩檢測器2524收容於形成在幹部2523b2前端部的中空部。測試輪W安裝在設於心軸2527前端的安裝部。轉矩檢測器2524檢測施加於心軸2527（亦即，施加於測試輪W）之轉矩。

旋轉檢測器2526與檢測齒輪2525之外周面相對而配置，並固定於支撐框架2523之幹部2523b2。旋轉檢測器2526例如係光學式、電磁式或磁電式等非接觸型之旋轉檢測器，並檢測檢測齒輪2525之角度位置的變化。

輪重賦予部2053係機構部，其使車輪支撐部2050之本體部2052在X軸方向移動，而將安裝於心軸2527之測試輪W按壓於軌條輪R，藉以將指定大小之輪重賦予測試輪W。

輪重賦予部2053具備：馬達2531；將馬達2531之旋轉運動轉換成X軸方向之直線運動的運動轉換器2532；及檢測施加於測試輪W之輪重的輪重檢測器2533（圖35）。

馬達2531係AC伺服馬達，不過亦可使用DC伺服馬達及步進馬達等可控制驅動量（旋轉角）之另外種類的電動機作為馬達2531。

本實施形態之運動轉換器2532例如係組合蝸形齒輪裝置等減速機與滾珠螺桿等進給螺桿機構而成之螺旋起重器，不過亦可使用另外方式之運動轉換器。運動轉換器2532之直線運動部2532a經由輪重檢測器2533而固定於支撐框架2523。

藉由馬達2531驅動運動轉換器2532時，與直線運動部2532a一起，支撐框架2523及被支撐框架2523支撐之心軸2527在X軸方向移動。藉此，安裝於心軸2527之測試輪W對軌條輪R進退。在測試輪W與軌條輪R接觸之狀態下，往測試輪W朝向軌條輪R之方向（亦即，X軸正方向）進一步藉由馬達2531驅動運動轉換器2532時，測試輪W按壓於軌條輪R，而對測試輪W賦予輪重。

輪重檢測器2533係檢測藉由輪重賦予部2053而經由支撐框架2523及心軸2527賦予測試輪W的X軸方向之力（亦即，輪重）的力檢測器。本實施形態之輪重檢測器2533係應變儀式之測力傳感器，不過，例如亦可使用壓電式力檢測器等其他方式之力檢測器作為輪重檢測器2533。後述之控制部2072依據輪重檢測器2533之檢測結果，以將指定大小之輪重賦予測試輪W之方式控制馬達2531的驅動。

圖33係顯示第二測試裝置2之控制系統CS的概略構成方塊圖。控制系統CS具備：控制整個第二測試裝置2之動作的控制部2072；依據來自設於第二測試裝置2之各種檢測器的信號進行各種計測之計測部2074；及與外部進行輸入輸出之介面部2076。

控制部2072中分別經由伺服放大器2022a及2531a而連接第二電動機2022及馬達2531，此外，經由驅動器2012a（變頻回路）而連接第一電動機2012。

計測部2074分別經由放大器2028a、2323a、2524a、2529a及533a而連接旋轉編碼器228、2323、轉矩檢測器2524、3分力檢測器2529及輪重檢測器2533。另外，圖33中，僅顯示複數組之3分力檢測器2529及放大器2529a中代表的一組。此外，內建放大回路及類比－數位轉換回路之旋轉檢測器2526直接連接於計測部2074。

計測部2074依據旋轉編碼器2323之信號計測軌條輪R的轉速，並依據旋轉編碼器228之信號計測轉矩產生裝置2020之輸入軸（套2021）的轉速，依據旋轉檢測器2526之信號計測心軸2527之轉速（亦即，測試輪W之轉速）。此外，計測部2074依據轉矩檢測器2524之信號計測施加於測試輪W的轉矩，並依據複數個3分力檢測器2529之信號計測施加於測試輪W的切向力（前後力、縱蠕變力）及橫壓（推力負荷），依據輪重檢測器2533之信號計測輪重。亦即，計測部2074發揮以下機構之功能：計測軌條輪R之轉速的第一轉速計測機構；計測轉矩產生裝置2020之轉速的第二轉速計測機構；計測測試輪W之轉速的第三轉速計測機構；計測施加於測試輪W之轉矩的轉矩計測機構；計測施加於測試輪W之切向力的切向力計測機構；計測施加於測試輪W之橫壓的橫壓計測機構；及計測賦予測試輪W之輪重的輪重計測機構。計測部2074將此等計測值傳送至控制部2072。

本實施形態之第二測試裝置2因為係通用性比較高的裝置，所以具備許多計測機構（及對應之檢測機構），不過，第二測試裝置2不需要具備全部此等計測機構及檢測機構，只須依測試需檢查的事項適切選擇一組以上的計測機構及檢測機構即可。

內建於各伺服馬達（第二電動機2022、馬達531）的旋轉編碼器RE檢測之軸的相位資訊分別經由各伺服放大器2022a、2531a而輸入控制部2072。

介面部2076例如具備：用於在與使用者之間進行輸入輸出的使用者介面；用於與LAN（區域網路）等各種網路連接之網路介面；及用於與外部設備連接之USB（通用串列匯流排）及GPIB（通用介面匯流排）等各種通信介面的一個以上。此外，使用者介面例如包含：各種操作開關、顯示器、LCD（液晶顯示器）等各種顯示裝置、滑鼠及觸控板等各種指標裝置、觸控螢幕、攝影機、列印機、掃描器、蜂鳴器、喇叭、麥克風、記憶卡讀寫器等各種輸入輸出裝置的一個以上。

控制部2072例如經由介面部2076及LAN而連接於伺服器77及分析裝置78（例如，工作站、PC、雲端計算服務等）。伺服器77中儲存測試條件資料及測試結果資料。此外，藉由分析裝置78依據第一測試裝置1及第二測試裝置2之測試結果進行高超的分析。

控制部2072依據經由介面部2076所輸入之軌條輪R的轉速（或線速度）之設定資料及藉由計測部2074計測軌條輪R之轉速的結果，控制第一電動機2012之驅動，使軌條輪R以設定之轉速旋轉。

控制部2072依據經由介面部2076所輸入之輪重的設定資料及藉由計測部2074計測輪重之結果，以將設定之輪重賦予測試輪W的方式，控制輪重賦予部2053之馬達531的驅動。

控制部2072依據經由介面部2076所輸入之測試輪W的轉矩之設定資料及藉由計測部2074計測轉矩之結果，以將設定之轉矩賦予測試輪W的方式，控制轉矩產生裝置2020之第二電動機2022的驅動。

其次，說明使用第二測試裝置2進行測試之方法的一例。首先，控制部2072在將軌條輪R及測試輪W安裝於第二測試裝置2之狀態下，驅動輪重賦予部2053之馬達531，使測試輪W接近且接觸軌條輪R，並將設定之輪重賦予測試輪W。另外，輪重之設定值可設定一定值或依時間而變動的變動值。

其次，控制部2072使軌條輪R以設定之轉速旋轉，來驅動旋轉驅動裝置2010之第一電動機2012。另外，軌條輪R之轉速的設定值可設定一定值或依時間而變動之變動值。此外，控制部2072係以測試輪W之轉矩成為零（無負荷）之方式控制第二電動機2022，直至軌條輪R之轉速到達設定值。

當軌條輪R之轉速到達設定值時，控制部2072以賦予設定於測試輪W之轉矩的方式，控制轉矩產生裝置2020之第二電動機2022的驅動。另外，測試輪W之轉矩的設定值，可設定一定值或依時間變動之變動值。另外，亦可以從軌條輪R開始旋轉驅動時，賦予設定於測試輪W之轉矩的方式控制第二電動機2022之驅動。

控制部2072在該狀態下，涵蓋指定時間（測試時間）一邊連續地計測軌條輪R之轉速、測試輪W之轉矩、切向力、橫壓及輪重，一邊使軌條輪R及測試輪W旋轉。此時，控制部2072將各計測值與計測時刻相對應而儲存於控制部2072之記憶裝置2072a（或藉由例如經由LAN而連接於控制部2072之伺服器等的控制部2072可存取之記憶機構）。

控制部2072於指定時間經過時，以測試輪W之轉矩成為零的方式控制轉矩產生裝置2020之第二電動機2022的驅動。其次，控制部2072控制旋轉驅動裝置2010之第一電動機2012，使軌條輪R之轉速逐漸減速並停止旋轉後，驅動輪重賦予部2053之馬達531，使測試輪W從軌條輪R離開指定距離，而結束測試。

另外，上述測試步驟不過是使用第二測試裝置2可進行之測試步驟的一例，還可以另外各種測試步驟進行測試。

第二測試裝置2具備計測軌條輪R與測試輪W之間的μ－S特性之功能。μ－S特性例如是藉由一邊使軌條輪R以指定周速旋轉，一邊使施加於測試輪W之轉矩（或切向力）連續變化，連續量測行駛中之滑移率S及摩擦係數μ的變化來計測。

滑移率S藉由下列公式計算。 S＝（V _C－V _T）／V _T其中， V _C：測試輪之周速(m/s) V _T：軌條輪R之周速(m/s)

測試輪W之周速V _C藉由下列公式計算。 V _C＝R _W×Ω ₂₅₂₇＝R _W×（Ω ₂₀₂₁＋Ω ₂₂₂₁×r ₂₀₂₃） 其中， Ω ₂₅₂₇：心軸2527之角速度(rad/s) Ω ₂₀₂₁：套2021之角速度(rad/s) Ω ₂₂₂₁：第二電動機2022之軸2221的角速度(rad/s) r ₂₀₂₃：減速機2023之減速比 R _W：測試輪W之半徑(m)

另外，藉由旋轉編碼器228檢測轉矩產生裝置2020之套2021的角速度Ω ₂₀₂₁，並藉由第二電動機2022之旋轉編碼器RE檢測轉矩產生裝置2020之第二電動機2022的軸2221之角速度Ω ₂₂₂₁。

此外，亦可在第一傳動部2024（例如，心軸2527）中設置檢測心軸2527之角速度Ω ₂₅₂₇的旋轉編碼器，並從角速度Ω ₂₅₂₇計算測試輪W之周速V _C。

軌條輪R之周速V _T(m/s)藉由旋轉編碼器2323檢測。

摩擦係數μ藉由下列公式計算。 μ＝f _T／f _W其中， f _T：切向力（N） f _W：輪重（N）

另外，作為施加於測試輪W之垂直方向（X軸方向）的力之輪重f _W藉由心軸部50之6分力檢測器54檢測。此外，作為施加於測試輪W之切線方向（Z軸方向）的力之切向力f _T（亦稱為牽引力、前後力或縱蠕變力。）從藉由轉矩檢測器2524檢測之測試輪W的轉矩來計算。切向力f _T亦可使用藉由6分力檢測器54而檢測者。

藉由使用軌條輪R之第二測試裝置2進行的計測中，因為軌條輪R之軌條軌頂面在行駛方向具有曲率，所以軌條輪R與測試輪W之接觸狀態（例如，接觸面積及負荷分布等），成為與第一測試裝置1中測試軌條63與測試輪W之接觸狀態不同者。因而，藉由使用第二測試裝置2之測試獲得的μ－S特性成為與使用第一測試裝置1之測試獲得的μ－S特性不同者。使用作為實際鐵路軌條之測試軌條63的第一測試裝置1之計測結果，比使用軌條輪R之第二測試裝置2的計測結果，成為更正確重現在實際鐵路車輛中的情況者。

另外，第二測試裝置2可進行高速帶（例如，60km／h以上）的測試，而第一測試裝置1因為設置於室內，測試軌條63之長度有限，所以在高速帶進行測試困難。

因此，本實施形態之車輪測試系統（具體而言，係分析裝置78）在低速帶（例如，0～40km／h）或中低速帶（例如，0～60km／h）藉由第一測試裝置1及第二測試裝置2進行μ－S特性的計測，從比較基於兩裝置之計測結果，決定將第二測試裝置2之計測結果換算成第一測試裝置1的計測結果之計算公式（以下稱「修正公式」。）。就基於第一測試裝置1之計測困難的中高速帶（例如，40km／h以上）或高速帶（例如，60km／h以上），將藉由第二測試裝置2進行之μ－S特性的計測結果藉由修正公式換算成相當於藉由第一測試裝置1進行之計測結果的μ－S特性。而後，接合藉由第一測試裝置1計測之低速帶（或中低速帶）中的μ－S特性、與從藉由第二測試裝置2進行之計測結果換算的中高速帶（或高速帶）中的μ－S特性，而合成涵蓋低速帶至高速帶之μ－S特性。藉此，可涵蓋低速帶至高速帶計測接近實際鐵路車輛之μ－S特性。

修正公式例如基於第二測試裝置2之μ－S特性與基於第一測試裝置1之μ－S特性的差分之曲線（誤差曲線）的迴歸分析而決定。具體而言，係藉由進行將藉由第一測試裝置1所計測之摩擦係數設為μ ₁，將藉由第二測試裝置2所計測之摩擦係數設為μ ₂，將滑移率S作為說明變數，將摩擦係數之誤差μ ₂－μ ₁作為目的變數的單迴歸分析（例如最小二次方）而獲得修正公式。近似之種類（函數形）可使用線形近似、多項式近似、對數近似、指數近似等。

此外，亦可將滑移率S作為說明變數，將摩擦係數之比μ ₁／μ ₂作為目的變數（修正係數），進行迴歸計算而獲得修正公式。

本實施形態中，可藉由第一測試裝置1之轉矩產生裝置30及第二測試裝置2之轉矩產生裝置2020以高精確度控制或計測滑移率S。亦即，轉矩產生裝置30及轉矩產生裝置2020擔任作為滑移率控制裝置的角色。

亦可取代第二測試裝置2之減速機2023或齒輪箱2034（或第二測試裝置2之減速機2023或齒輪箱2034追加），而將變速機設於第二測試裝置2。藉此，實現藉由1台第二測試裝置2可進行大周速所需之磨損測試（耐用測試）與大轉矩所需之μ－S測試兩者的磨損／μ－S複合測試機。 （第二種實施形態）

其次，說明本發明之第二種實施形態。另外，在以下第二種實施形態之說明中，以與上述第一種實施形態不同的事項為主，而就與第一種實施形態共同或對應之構成，註記相同或對應之符號，並省略重複之說明。

關於本發明第二種實施形態之車輪測試系統，係取代上述第一種實施形態之車輪測試裝置2，而具備車輪測試裝置2X者。因此，以下之說明係說明關於第二種實施形態之車輪測試裝置2X。

圖34係顯示關於本發明第二種實施形態之車輪測試裝置2X的概略構成之俯視圖。此外，圖35係顯示車輪測試裝置2X之概略構成的前視圖。

車輪測試裝置2X具備對第一種實施形態之車輪支撐部2050追加橫壓賦予功能、攻角(attack angle)賦予功能及超高度角(cant angle)賦予功能而成之車輪支撐部2X50。

如圖34所示，車輪測試裝置2X之車輪支撐部2X50除了輪重賦予部2053之外，還具備：橫壓賦予部2X54、超高度角賦予部2X55及攻角賦予部2X56。此外，如圖35所示，車輪支撐部2X50具備3個活動底架（第一活動底架2X522A、第二活動底架2X522B及第三活動底架2X522C）。

橫壓賦予部2X54係對測試輪W賦予橫壓（推力負荷）之機構部。另外，橫壓包含橫蠕變力（黏著力之測試輪W軸方向的成分）與凸緣反作用力（藉由測試輪W之凸緣與軌條輪R的量規角（Gauge corner）接觸而產生的作用），不過後者之凸緣反作用力係藉由橫壓賦予部2X54賦予。

橫壓賦予部2X54具備：對固定底架2051在Y軸方向可移動地支撐第一活動底架2X522A之複數個（例如3個）直線導軌2X541；安裝於固定底架2051之馬達2X542（圖34）；將馬達2X542之旋轉運動轉換成Y軸方向之直線運動的運動轉換器2X543；及檢測施加於測試輪W之橫壓的橫壓檢測器2X544（圖34）。直線導軌2X541係與直線導軌2521相同構成之導路形循環式滾動軸承，不過，亦可使用另外方式之直線引導機構作為直線導軌2X541。

另外，本實施形態之橫壓檢測器2X544（第二橫壓檢測機構）係使用於檢測賦予凸緣反作用力時之橫壓，不賦予凸緣反作用力情況下係使用3分力檢測器2529（第一橫壓檢測機構）檢測橫壓。亦可為車輪測試裝置2X中不設橫壓檢測器2X544，而在賦予凸緣反作用力情況下亦使用3分力檢測器2529來檢測橫壓之構成。此外，不賦予凸緣反作用力時，亦可為使用橫壓檢測器2X544檢測橫壓之構成。此外，亦可以是一邊使用橫壓檢測器2X544檢測靜態橫壓（主要為凸緣反作用力），一邊使用3分力檢測器2529檢測動態橫壓（主要為橫蠕變力）之構成。

本實施形態之馬達2542係AC伺服馬達，不過，亦可使用DC伺服馬達及步進馬達等可控制驅動量（旋轉角）之另外種類的電動機作為馬達2542。

本實施形態之運動轉換器2543係滾珠螺桿等之進給螺桿機構，不過亦可使用另外方式之運動轉換器。運動轉換器2543之螺旋軸2543a被安裝於固定底架2051之一對軸承可旋轉地支撐，一端連接於馬達2542之軸。運動轉換器2543之螺帽2543b（直線運動部）經由橫壓檢測器2X544而固定於第一活動底架2X522A。藉由馬達2542使螺旋軸2543a旋轉時，第一活動底架2X522A與螺帽2543b一起在Y軸方向移動。藉此，被第一活動底架2X522A支撐之測試輪W亦在Y軸方向移動，而測試輪W對軌條輪R在軸方向之位置變化。使測試輪W在Y軸方向變位，並使測試輪W之凸緣接觸軌條輪R時，對測試輪W賦予凸緣反作用力。凸緣反作用力之大小依測試輪W在Y軸方向的位置而變化。

如圖33所示，馬達2542經由伺服放大器2542a而連接於控制部2072。橫壓檢測器2X544經由放大器2544a而連接於計測部2074。另外，內建於馬達2542之旋轉編碼器RE檢測的軸之相位資訊係經由伺服放大器2542a而輸入控制部2072。

計測部2074依據橫壓檢測器2X544之信號計測賦予測試輪W的橫壓。控制部2072依據經由介面部2076所輸入之橫壓的設定資料及藉由計測部2074計測橫壓之結果，控制馬達2X542之驅動，而將設定之橫壓賦予測試輪W。

超高度角賦予部2X55係具有對測試輪W賦予超高度角之功能的機構部。如圖35所示，超高度角賦予部2X55具備：安裝於第一活動底架2X522A及第二活動底架2X522B之一方的鉛直地延伸之迴旋支軸2X551；及可旋轉地支撐迴旋支軸2X551之安裝於第一活動底架2X522A及第二活動底架2X522B之另一方的軸承2X552。第二活動底架2X522B藉由迴旋支軸2X551及軸承2X552以軸承2X552的旋轉軸A1作為中心可旋轉地支撐，該軸承2X552的旋轉軸A1是鉛直線。

軸承2X552係以旋轉軸A1通過測試輪W接觸軌條輪R之接觸位置P（本實施形態係軌條輪R之右端）的方式，配置於接觸位置P之概略正下方。旋轉軸A1成為軌條輪R及測試輪W在接觸位置P之切線。因而，第二活動底架2X522B以旋轉軸A1為中心而旋轉時，測試輪W將接觸位置P作為支點在Z軸周圍迴旋（換言之，係在測試輪W與軌條輪R之共同切線周圍旋轉移動），切線周圍對軌條輪R之斜度（亦即，超高度角）變化。

超高度角賦予部2X55具備將第二活動底架2X522B在從旋轉軸A1離開之外周部分，對第一活動底架2X522A以旋轉軸A1為中心可迴旋地支撐之曲線導軌2X553。曲線導軌2X553係具備經由曲線狀之軌條（導路）與滾動體可在軌條上行駛的滑架之導路形循環式滾動軸承，不過，亦可使用另外方式之曲線引導機構作為曲線導軌2X553。

此外，超高度角賦予部2X55具備：馬達2X554（圖34）；及將馬達2X554之旋轉運動轉換成Y軸方向的直線運動之運動轉換器2555。本實施形態之馬達2X554係AC伺服馬達，不過，亦可使用DC伺服馬達及步進馬達等可控制驅動量（旋轉角）之另外種類的電動機作為馬達2X554。此外，本實施形態之運動轉換器2555係滾珠螺桿等之進給螺桿機構，不過亦可使用另外方式之運動轉換器。

運動轉換器2555之螺旋軸2555a藉由一對軸承可旋轉地支撐，其一端連接於馬達2554之軸。馬達2X554及運動轉換器2555之一對軸承安裝於可在設置於第一活動底架2X522A上之鉛直軸周圍旋轉的旋轉台。馬達2X554係以軸與旋轉台之旋轉軸垂直地交叉的方式而配置。

如圖35所示，運動轉換器2555之螺帽2X555b（直線運動部）經由鉸鏈2X556可在鉛直軸周圍旋轉地連結於第二活動底架2X522B。藉由馬達2X554使螺旋軸2X555a旋轉時，安裝於第二活動底架2X522B之鉸鏈2X556與螺帽2X555b一起在概略Y軸方向移動。第二活動底架2X522B隨之以旋轉軸A1為中心旋轉，被第二活動底架2X522B支撐之測試輪W將接觸位置P作為支點迴旋，而超高度角變化。

如圖33所示，馬達2X554經由伺服放大器2X554a而連接於控制部2072。內建於馬達2X542之旋轉編碼器RE檢測之軸的相位資訊，經由伺服放大器2X542a而輸入至控制部2072。

控制部2072依據內建於馬達2554之旋轉編碼器RE的信號計算超高度角之現在值。控制部2072依據經由介面部2076所輸入之超高度角的設定資料及現在值，控制馬達2X554之驅動，而將設定之超高度角賦予測試輪W。

攻角賦予部2X56係具有對測試輪W賦予攻角之功能的機構部。攻角係軌條與車輪形成之角度，更具體而言，係軌條之寬度方向（枕木方向）與車輪之軸方向形成的上下軸周圍之角度（亦即，偏轉(yawing)方向之角度）。在車輪測試裝置2X中，攻角定義為軌條輪R之旋轉軸與測試輪W的旋轉軸在X軸周圍形成之角。

如圖35所示，本實施形態之車輪支撐部2X50的支撐框架2X523具備：固定於第三活動底架2X522C之箱形的支柱2X523a；及以在X軸方向延伸之旋轉軸A2為中心可旋轉地連結於支柱2X523a之支臂2X523b 。支臂2X523b係與第一種實施形態之支臂2523b同樣地自上方觀看為概略L字狀的構件，且具有：連結於支柱2X523a之上部並在Y軸方向延伸的基部2X523b1；及從基部2X523b1之後端部向左方延伸的幹部2X523b2。

迴旋支軸2X561從基部2X523b1之右端突出於X軸方向。此外，在支柱1523a之上部安裝有可旋轉地支撐迴旋支軸2X561的軸承2X562。支臂2X523b經由迴旋支軸2X561，並被軸承2X562，以在Y軸方向延伸之旋轉軸A2為中心可旋轉地支撐。軸承2X562係以旋轉軸A2通過接觸位置P之方式而配置。亦即，旋轉軸A2成為垂直地通過測試輪W之踏面的直線。迴旋支軸2X561及軸承2562構成攻角賦予部2X56之一部分。

如圖34所示，攻角賦予部2X56具備：馬達2X564；及將馬達2X564之旋轉運動轉換成Z軸方向之直線運動的運動轉換器2X563。本實施形態之馬達2X564係AC伺服馬達，不過，亦可使用DC伺服馬達及步進馬達等可控制驅動量（旋轉角）之另外種類的電動機作為馬達2X564。此外，本實施形態之運動轉換器2X563係滾珠螺桿等之進給螺桿機構，不過亦可使用另外方式之運動轉換器。

運動轉換器2X563之螺旋軸被一對軸承可旋轉地支撐，其一端經由錐齒輪而連接於馬達2X564之軸。另外，亦可將運動轉換器2X563之螺旋軸直接連接於馬達2X564之軸。馬達2X564及運動轉換器2X563經由具有在X軸方向延伸之旋轉軸的鉸鏈，安裝於以鉸鏈之旋轉軸為中心可在一定角度範圍旋轉（亦即搖動）地連結於第三活動底架2X522C之搖動框架。

運動轉換器2X563之螺帽（直線運動部）經由具有在X軸方向延伸之旋轉軸的鉸鏈，以鉸鏈之旋轉軸為中心可搖動地連結於支撐框架1523的支臂1523b。藉由馬達2X564使運動轉換器2X563之螺旋軸旋轉時，安裝於支臂1523b之鉸鏈與螺帽一起概略在Z軸方向移動。被支臂1523b支撐之測試輪W隨之與支臂1523b一起以通過接觸位置P之旋轉軸A2（換言之，與測試輪之踏面垂直的直線）為中心旋轉移動，而賦予攻角。

如圖33所示，馬達2X564經由伺服放大器2X564a而連接於控制部2072。內建於馬達2X564之旋轉編碼器RE檢測之軸的相位資訊經由伺服放大器2X564a而輸入控制部2072。

控制部2072依據內建於馬達2X564之旋轉編碼器RE的信號計算攻角之現在值。控制部2072依據經由介面部2076所輸入之攻角的設定資料及現在值，控制馬達2X564之驅動，而將設定之攻角賦予測試輪W。

如圖35所示，輪重賦予部2053之運動轉換器2532的直線運動部2532a經由輪重檢測器2533而固定於支撐框架3523之支柱3523a。此外，運動轉換器2532之直線運動部2532a係以中心線與旋轉軸A2一致之方式配置。藉此，防止賦予輪重時，對支撐框架1523施加大的力矩。

以上係說明本發明之實施形態。本發明之實施形態不限定於上述說明者，可實施各種變化。例如，熟悉本技術之業者從例示地明示於本說明書中之實施形態等的構成及／或本說明書中之記載，適切組合本身明瞭之實施形態等的構成之構成亦包含於本申請案之實施形態中。

第一測試裝置1在上述實施形態係具備2個皮帶機構15，不過亦可具備1個或3個以上的皮帶機構15。

在上述實施形態，皮帶機構15係藉由1對驅動部14產生之動力而驅動，不過亦可為藉由一個或三個以上之驅動部14驅動之構成。

上述實施形態之各皮帶機構15、24、25係使用帶齒皮帶及帶齒滑輪，不過，關於皮帶機構之一個以上亦可取代帶齒皮帶而使用平皮帶及V形皮帶、或在寬度方向具有並列之複數個V字狀肋條的V肋條皮帶(V ribbed belt)。此外，亦可使用具備將玻璃纖維扭絞之心線的一般皮帶。此外，亦可取代各皮帶機構，而使用鏈條傳動機構及鋼絲傳動機構等其他種類的繞掛傳動機構，或滾珠螺桿機構、齒輪傳動機構或油壓機構等其他種類的動力傳達機構。

上述實施形態驅動滑架20之動力、與驅動測試輪W（心軸52）之動力，係藉由共同的驅動部14供給，並藉由共同之皮帶機構15傳達，不過本發明不限定於該構成。例如，亦可為藉由個別驅動部生成驅動滑架20之動力與驅動測試輪W之動力，並藉由個別之動力傳達機構（例如個別之皮帶機構）而傳達之構成。此時，為了將滑架20之行駛速度與測試輪W之周速相配合，需要同步控制用於驅動滑架之驅動部與用於驅動測試輪之驅動部的驅動。

上述實施形態係藉由將驅動滑架20之機構（滑架驅動機構）與驅動測試輪W之機構（測試輪驅動機構）的一部分（驅動部14及皮帶機構15）共同化，來實現簡單之驅動系統及控制系統。滑架驅動機構與測試輪驅動機構之共同化（特別是驅動部14的共同化）藉由導入轉矩產生裝置30，分離測試輪W之速度控制與轉矩控制的動力源，可降低驅動部14負擔的附加。

上述實施形態係採用右側之驅動部14RA及14RB兼滑架驅動機構與旋轉運動供給機構，左側之驅動部14LA及14LB發揮滑架驅動機構之功能的構成，不過，本發明並非限定於該構成者。例如，亦可為左側之驅動部14LA及14LB兼滑架驅動機構與旋轉運動供給機構，而右側之驅動部14RA及14RB發揮滑架驅動機構之功能的構成。此外，亦可為左側之驅動部14LA及14LB與右側之驅動部14RA及14RB兩者兼滑架驅動機構與旋轉運動供給機構的構成。該構成例如藉由連結第一從動部22及22L之合計2支軸桿223B（換言之，替換成連結左右之第一從動部22及22L的一支長的軸桿223B）而實現。

上述實施形態在導向部10之導向機構12中，係藉由1對單列之軸承127a等支撐桿124a等，不過，本發明不限定於該構成，例如亦可藉由一個以上之複數列或單列的軸承支撐桿。

上述實施形態在導向部10之導向機構12中，係使用熱處理軌條，不過，本發明不限定於該構成，例如亦可使用普通軌條（JIS E 1101：2001）及輕軌條（JIS E 1103：1993）。此外，不限於平底軌條，亦可使用雙頭軌條、牛頭軌條、橋形軌條等其他形狀的軌條。

上述實施形態之驅動部14係使用馬達141（AC伺服馬達），不過，本發明不限定於該構成。亦可取代AC伺服馬達，而使用可速度控制或位置控制之另外種類的馬達（例如，DC伺服馬達，或組合變頻回路與AC馬達或無刷馬達之所謂變頻調速馬達等）。

上述實施形態之轉矩產生裝置30、輪重調整部42及滑移角調整部46係分別使用作為AC伺服馬達之馬達32、451及461，不過，本發明不限定於該構成。亦可取代AC伺服馬達，而使用可位置控制之另外種類的馬達（例如，DC伺服馬達及步進馬達等）。

上述實施形態係將輪重賦予部2053設於車輪支撐部2050（2X50），並以藉由使測試輪W對軌條輪R進退來調整輪重之方式而構成，不過，本發明不限定於該構成。例如，亦可為將輪重賦予部設於軌條輪支撐部，藉由使軌條輪R對測試輪W進退來調整輪重之構成。

上述實施形態之軌條輪R係不經由轉矩產生裝置2020而連接於旋轉驅動裝置2010，而測試輪W係經由轉矩產生裝置2020連接於旋轉驅動裝置2010，不過，本發明不限定於該構成。例如，亦可為軌條輪R經由轉矩產生裝置2020而連接於旋轉驅動裝置2010，測試輪W不經由轉矩產生裝置2020而連接於旋轉驅動裝置2010的構成。此外，亦可為設置2個轉矩產生裝置2020，軌條輪R經由一方轉矩產生裝置2020而連接於旋轉驅動裝置2010，測試輪W經由另一方轉矩產生裝置2020而連接於旋轉驅動裝置2010的構成。

上述實施形態係採用在車輪支撐部2050（2X50）中設置複數個3分力檢測器，並依據複數個3分力檢測器之檢測結果，由計測部2074計測施加於測試輪W之轉矩及輪重的構成，不過，本發明不限定於該構成。例如，亦可為依據複數個2分力檢測器或1分力檢測器之檢測結果來計測轉矩及輪重的構成。

上述實施形態係在軌條輪支撐部2032中插入動力分配機構之功能，不過，亦可為將動力分配機構從軌條輪支撐部2032分離之構成。例如，可經由追加之動力傳達機構（例如，繞掛傳動及齒輪傳動）而連結第一傳動部2030與軌條輪支撐部2032。此時，安裝於第一傳動部2030之軸的追加動力傳達機構之滑輪及齒輪發揮動力分配機構的功能。

上述第二種實施形態之固定底架2051與心軸2527係依序經由橫壓賦予部2X54、超高度角賦予部2X55、輪重賦予部2053及攻角賦予部2X56而連結，不過，本發明不限定於該構成，橫壓賦予部2X54、超高度角賦予部2X55、輪重賦予部2053及攻角賦予部2X56亦可以任何順序連結。

1:第一測試裝置 1a:控制系統 2:第二測試裝置 10:導向部 11:底架 12A～12C:導向機構 13:止衝擋 14LA,14LB,14RA,14RB:驅動部 15L,15R:皮帶機構 20:滑架 21:主架 22:第一從動部 23:第二從動部 24:皮帶機構 25:皮帶機構 26:傳動軸部 27:剎車裝置 28:剎車裝置 30:轉矩產生裝置 32:馬達 32a,141a,431a,451a,471a,1655a, 2012a:驅動器 33:減速機 34:軸桿 37,2027,2272:滑環部 38,228,2323,RE:旋轉編碼器 40:對準部 42:輪重調整部 44:外傾調整部 45:φ驅動單元 46:滑移角調整部 47:θ驅動單元 50:心軸部 52,2527:心軸 53:軸承 54:6分力檢測器 54a,1651a,1656ca,2022a,2531a, 2028a,2323a,2524a,2529a,533a, 2542a,2544a,2X554a,2X542a:   放大器 55:車軸 60:軌道部 61:框架 63:測試軌條 63a:軌條軌頂面 64c:溫度調整裝置 72,2072:控制部 74,2074:計測部 76,2076:介面部 77:伺服器 78:分析裝置 121,422a:軌條 121c:軌頂側面 121e:端部 121f:軌底 121h:軌頂 121j:接縫 121w:軌腰 122A,122B,122C,422b,443b:     行駛部 123:框架 124a,124b,124c,221b,231b, 2114R:桿 125a,125b,125c:輥子組合品 126a:輥子 126ag:中心點 126ap,126bp,126cp:外周面 127a,221a,221c,222a,222b,223a, 223b,231c,267,314b,432c,432d, 442,462,2211a,2225,2227,2322, 2344c,2X552,2X562:軸承 127a1:內輪 127a2:滾珠 127a3:外輪 128A,128B:輥子單元 141,431,451,471,531,1655m, 2531,2542,2554,2X542,2X554, 2X564:馬達 141b,321,415,451s,2221:軸 142:皮帶機構 142a,241,152A,152B,251,2311, 2411:驅動滑輪 142b,151,151L,151R,243,253, 2313,2413:皮帶 142c,155A,155B,155C,156,242, 252,2312,2412:從動滑輪 150:驅動滑輪部 151a:上側部分 151b:下側部分 153,224,226,2033,2321:軸桿 154,222,223,262,351,352,353,374,2275:軸承部 157:皮帶夾 165:負荷檢測部 214:對準機構支撐部 221,2020A,2052:本體部 224:軸桿 225:驅動齒輪 227:從動齒輪 261,266:傳動軸 263:碟剎 265,2042:滑動式等速接頭 314,315:軸部 311:第一筒部 312:第二筒部 313:第三筒部 320:馬達箱 323:雙頭螺栓 331,2034:齒輪箱 332,2342a,2231:輸入軸 333,2024,2344a,2232:輸出軸 312a,312b,314a,315a,320b,2224,2226:凸緣 312c:內凸緣 371:滑環 372:電刷 373:支撐管 375,2523a,2X50,2X523a:支柱 376:支撐臂 421:升降框架 422,2521,2X541:直線導軌 432:滾珠螺桿 432a,2543a,2555a:螺旋軸 432b,2543b,2X555b:螺帽 441:φ旋轉框架 443,2X553:曲線導軌 441a,461a:樞軸 443a:曲線軌條 453,473:平齒輪 452:小齒輪 461:θ旋轉框架 1651,2529:3分力檢測部 1655:移動單元 1656:檢測器位置檢測部 1656c:接近檢測器 2010:旋轉驅動裝置 2011:張力調整台 2012:第一電動機 2020:轉矩產生裝置 2021:套(casing) 2022:第二電動機 2023:減速機 2025,2026,2414,2416,2528:        軸承單元 2027A:活動部 2027B:固定部 2030:第一傳動部 2031:第一皮帶機構部 2032:軌條輪支撐部 2040:第二傳動部 2111:固定框架 2112:活動框架 2211:第一軸部 2212:第一圓筒部 2213:連結部 2213a:內凸緣部 2214:第二圓筒部 2215:第二軸部 2222:轉子 2223a:線圈 2223:定子 2228:電纜 2041:第二皮帶機構部 2050,2X50:車輪支撐部 2051:固定底架 2052:本體部 2053:輪重賦予部 2072a:記憶裝置 2271:環支撐管 2273:電刷 2274:電刷支撐部 2341,2233:外殼 2342:第一齒輪 2343:第一軸承 2344:第二齒輪 2344b:貫穿孔 2345:第二軸承 2522:活動底架 2523,2X523:支撐框架 2523b,2X523b:支臂 2523b1,2X523b1:基部 2523b2,2X523b2:幹部 2524:轉矩檢測器 2525:檢測齒輪 2526:旋轉檢測器 2532,2X543,2543,2555,2X563: 運動轉換器 2532a:直線運動部 2533:輪重檢測器 2X:車輪測試裝置 2X54:橫壓賦予部 2X55:超高度角賦予部 2X56:攻角賦予部 2X522A:第一活動底架 2X522B:第二活動底架 2X522C:第三活動底架 2X544:橫壓檢測器 2X551,2X561:迴旋支軸 2X556:鉸鏈 AS:發動部 DS:驅動系統 P:接觸位置 TS:傳動部 R:軌條輪 RE:旋轉編碼器 W:測試輪

圖1係關於本發明第一種實施形態之軌條式車輪測試裝置的左側視圖。 圖2係關於本發明第一種實施形態之軌條式車輪測試裝置的俯視圖。 圖3係關於本發明第一種實施形態之軌條式車輪測試裝置的後視圖。 圖4係關於本發明第一種實施形態之軌條式車輪測試裝置的放大圖（從左側面觀看）。 圖5係關於本發明第一種實施形態之軌條式車輪測試裝置的放大圖（俯視觀看）。 圖6係顯示導向機構之配置圖。 圖7係導向機構（A型）之剖面圖。 圖8係導向機構（B型）之剖面圖。 圖9係顯示軌條構件之連接部的圖。 圖10係顯示驅動系統之概略邏輯構成的方塊圖。 圖11係顯示驅動系統之主要部分的概略機械構成圖。 圖12係顯示驅動部及驅動滑輪部之概略構造圖。 圖13係第一從動部之俯視圖。 圖14係圖13之A－A剖面圖。 圖15係圖13之B－B剖面圖。 圖16係圖13之C－C剖面圖。 圖17係第二從動部之剖面圖。 圖18係轉矩賦予部之剖面圖。 圖19係顯示對準部40之概略構造圖。 圖20係圖19之A－A箭頭方向觀看圖。 圖21係圖19之B－B箭頭方向觀看圖。 圖22係圖19之C－C箭頭方向觀看圖。 圖23係圖19之D－D箭頭方向觀看圖。 圖24係顯示心軸(spindle)部之概略構造圖。 圖25係顯示控制系統之概略構成方塊圖。 圖26係關於本發明第二種實施形態之軌條輪式車輪測試裝置的立體圖。 圖27係關於本發明第二種實施形態之軌條輪式車輪測試裝置的立體圖。 圖28係關於本發明第二種實施形態之軌條輪式車輪測試裝置的俯視圖。 圖29係顯示驅動系統之概略構成的方塊圖。 圖30係顯示齒輪箱之概略構成的剖面圖。 圖31係顯示轉矩產生裝置及其周邊的概略構成之剖面圖。 圖32係顯示第二電動機之概略構成的剖面圖。 圖33係顯示控制系統之概略構成的方塊圖。 圖34係顯示關於本發明第二種實施形態之車輪測試裝置的概略構成之俯視圖。 圖35係顯示關於本發明第二種實施形態之車輪測試裝置的概略構成之前視圖。

10:導向部

11:底架

14LA,14LB:驅動部

15L:皮帶機構

20:滑架

23:第二從動部

151a:上側部分

151b:下側部分

152A,152B:驅動滑輪

Claims (5)

1. 一種車輪測試系統，係具備： 第一測試裝置，其係具備供測試輪滾動之軌條； 第二測試裝置，其係具備一邊與測試輪接觸，一邊與測試輪一起旋轉之軌條輪；及 測試資料處理裝置，其係處理藉由前述第一測試裝置及前述第二測試裝置所獲得之測試資料； 前述測試資料處理裝置依據基於前述第一測試裝置之測試結果與基於前述第二測試裝置的測試結果，將基於前述第二測試裝置之測試結果換算成基於前述第一測試裝置的測試結果。
2. 如請求項1之車輪測試系統，其中前述第一測試裝置具備： 滑架(carriage)，其係可旋轉地保持前述測試輪，並在使前述測試輪接觸前述軌條之狀態下可沿著前述軌條行駛；及 測試輪驅動機構，其係驅動前述測試輪； 前述測試輪驅動機構具備： 旋轉運動供給機構，其係供給對應於前述滑架之速度的轉速之旋轉運動；及 滑移率控制裝置，其係使從前述旋轉運動供給機構供給之旋轉運動的相位變化，來控制前述軌條與前述測試輪之間的滑移率。
3. 如請求項1之車輪測試系統，其中前述第一測試裝置具備： 滑架，其係可旋轉地保持前述測試輪，並在使前述測試輪接觸前述軌條之狀態下可沿著前述軌條行駛；及 測試輪驅動機構，其係驅動前述測試輪； 前述測試輪驅動機構具備： 旋轉運動供給機構，其係供給對應於前述滑架之速度的轉速之旋轉運動；及 轉矩產生機構，其係使從前述旋轉運動供給機構供給之旋轉運動的相位變化，而產生施加於前述測試輪之指定的轉矩。
4. 如請求項1至3中任一項之車輪測試系統，其中前述第二測試裝置具備： 軌條輪支撐部，其係可旋轉地支撐前述軌條輪； 車輪支撐部，其係將前述測試輪在與前述軌條輪接觸之狀態下可旋轉地支撐； 第一電動機，其係使前述軌條輪及前述測試輪旋轉；及 滑移率控制裝置，其係控制前述測試輪與前述軌條輪之間的滑移率； 前述滑移率控制裝置具備： 旋轉框架，其係藉由前述第一電動機旋轉驅動；及 第二電動機，其係安裝於前述旋轉框架； 前述軌條輪及前述測試輪之至少一方經由前述滑移率控制裝置而連接於前述第一電動機。
5. 如請求項1至3中任一項之車輪測試系統，其中前述第二測試裝置具備： 軌條輪支撐部，其係可旋轉地支撐前述軌條輪； 車輪支撐部，其係將前述測試輪在與前述軌條輪接觸之狀態下可旋轉地支撐； 第一電動機，其係使前述軌條輪及前述測試輪旋轉；及 轉矩產生裝置，其係控制前述測試輪與前述軌條輪之間的滑移率； 前述轉矩產生裝置具備： 旋轉框架，其係藉由前述第一電動機旋轉驅動；及 第二電動機，其係安裝於前述旋轉框架； 前述軌條輪及前述測試輪之至少一方經由前述轉矩產生裝置而連接於前述第一電動機。