タイヤの接地状態測定装置

本発明は、タイヤの接地面圧及び接地面形状を測定可能なタイヤの接地状態測定装置に関する。

タイヤの接地面圧を計測する装置として、特許文献1には、走行面と、走行面にタイヤを接地させ且つ転動させるタイヤ駆動装置と、測定用シートとして圧力センサシートと、圧力センサシートを覆う保護シートと、保護シートに対してタイヤ進行方向に張力を加える前後張力付加機構と、を有する装置が開示されている。

圧力センサシートは、面に垂直な方向には強度を有するものの、せん断力に弱い。タイヤの制動、駆動、旋回、スリップ角やキャンバー角が設定されている場合には、圧力センサシートにせん断力が作用するために、保護シートで保護する必要がある。タイヤの転動によって保護シードが動かないようにするために、前後張力付加機構によって、保護シートに対してタイヤ進行方向に張力を付加している。

特開2013−217726号公報

前後張力付加機構によって保護シートを引っ張る必要があるが、タイヤが進行方向に進むので、前後張力付加機構がタイヤの進行を邪魔しないようにする必要がある。そのために、特許文献1では、タイヤの走行面よりも保護シートを長くして、タイヤ走行面よりも外側に前後張力付加機構を配置している。この構成では、装置がタイヤ進行方向に大きくなってしまう。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、装置を小型化可能なタイヤの接地状態測定装置を提供することである。

本発明は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。

すなわち、本発明のタイヤの接地状態測定装置は、 走行面と、 前記走行面にタイヤを接地させ且つ転動させるタイヤ駆動装置と、 前記走行面の一部領域に載置され、タイヤの接地状態を測定するための測定用シートと、 前記測定用シートを覆う保護シートと、 前記保護シートに対してタイヤ進行方向に沿った張力を加える前後張力付加機構と、を備え、 前記走行面には、前記測定用シートのタイヤ進行方向の遅れ側及び進み側の少なくとも一方に、前記保護シートを走行面よりも下方に導く空間が形成されており、前記前後張力付加機構は、前記保護シートのタイヤ進行方向の少なくとも一端を前記走行面の下方から引っ張るように構成され、 前記空間の上部開口は、前記走行面と面一となるように配置される上蓋で部分的に塞がれているものである。

このように、走行面には、測定用シートのタイヤ進行方向の遅れ側及び進み側の少なくとも一方に、保護シートを走行面よりも下方に導く空間が形成されており、前後張力付加機構は、保護シートのタイヤ進行方向の少なくとも一端を走行面の下方から引っ張るので、タイヤの駆動開始時又は制動時のいずれかにおいて、前後張力付加機構がタイヤの走行に干渉せず、保護シートを必要な最低長さに設定でき、装置を小型化することが可能となる。また、走行面に形成された空間の上部開口は、走行面と面一となるように配置される上蓋で部分的に塞がれているため、走行面の路面状態を均一にすることができ、走行面に空間を形成したことの不具合はない。

本発明における第1実施形態のタイヤ接地状態測定装置を示す側面図

第1実施形態のタイヤ接地状態測定装置を示す平面図

図2AにおけるA−A部位断面図

図2Bに示すタイヤ接地状態測定装置の要部拡大図

保護シートの平面図

第2実施形態のタイヤ接地状態測定装置を示す平面図

第3実施形態のタイヤ接地状態測定装置を示す平面図

第4実施形態のタイヤ接地状態測定装置を示す平面図

図7AにおけるB−B部位断面図

第5実施形態の保護シートの平面図

<第1実施形態> 以下、本発明の第1実施形態のタイヤの接地状態測定装置について、図面を参照して説明する。

図1、図2A及び図2Bに示すように、タイヤの接地状態測定装置は、タイヤTを走行させるための走行面1と、走行面1にタイヤTを接地させ且つ転動させるタイヤ駆動装置2と、走行面1の一部領域Ar1に載置され、タイヤTの接地状態を測定するための測定用シート3と、測定用シート3を覆う保護シート4と、を有する。

図2A及び図2Bに示すように、走行面1は、平面視で矩形状をなし、測定領域Ar1及び走行領域Ar2を有する。本実施形態では、測定領域Ar1のタイヤ進行方向MDの遅れ側及び進み側の両側に走行領域Ar2が設定されているが、これに限定されない。測定領域Ar1のタイヤ進行方向MDの遅れ側のみに走行領域Ar2があってもよいし、測定領域Ar1のタイヤ進行方向MDの進み側のみに走行領域Ar2があってもよい。

図1に示すように、タイヤ駆動装置2は、タイヤTを走行面1に押圧して接地させ、タイヤ進行方向MDに沿ってスライド移動することで、タイヤTを転動させる。本実施形態では、走行面1を固定としてタイヤ駆動装置2がスライド移動する。走行面1とタイヤ駆動装置2が相対的に移動可能であれば、これに限定されない。例えば、タイヤ駆動装置2を固定とし走行面1を動かしてもよい。

図2A及び図2Bに示すように、測定用シート3は、走行面1の一部領域(測定領域Ar1)に載置され、固定される。本実施形態では、測定用シート3は、測定領域Ar1の走行面1に埋設され、測定用シート3の上面と走行領域Ar2の走行面1とが略面一となるようにしている。また、本実施形態では、測定用シート3は、圧力に応じた電気信号を出力する既知の圧力センサシートであるが、これに限定されない。例えば、撮像した画像から圧力を計測する方法において使用される、撮像用シートでもよい。このシートは表面に微小突起を有し、圧力に応じて微小突起の潰れ具合が変わり、微小突起の潰れ具合に応じて画像に明暗ができることを利用した既知の測定方法である。

保護シート4は、測定用シート3を保護するために設けられ、或る程度の強度を有する。保護シート4の材料としては、例えば、ポリカーボネートが挙げられるが、これに限定されない。厚みは、0.5mm以下が好ましい。

保護シート4は、図4に示すように平面視で十字状に形成されている。保護シート4の四方の突出端には、取付プレート40がそれぞれ固定されている。取付プレート40は、一対の矩形状のプレートで構成され、一対のプレートで保護シート4を両面から挟み込んで固定する。取付プレート40には、後述するネジ50で固定するための貫通孔が形成されている。この例では、一つの取付プレート40に貫通孔が2個ずつ設けられているが、これに限定されず、3個以上設けられてもよい。

走行面1には、測定用シート3のタイヤ進行方向MDの両側に、保護シート4を走行面1よりも下方に導く空間6が形成されている。空間6は、タイヤ進行方向MDに直交して延びる溝となっている。

前後張力付加機構5は、保護シート4のタイヤ進行方向MDの両端を走行面1の下方から引っ張ることで、保護シート4に対してタイヤ進行方向MDに沿った張力を付加する。張力を付加する方法としては、図2B及び図3に示すように、保護シート4に固定された取付プレート40をネジ50で空間6の底部に固定して、保護シート4に適切な張力が加わるようにすればよい。このとき、ネジ50の締め代によって保護シート4に付加する張力の大きさを調整することができる。

空間6の上部開口のうち測定用シート3に面する開口縁6aは、図3に示すように丸められている。言い換えると、測定用シート3が載置された測定領域Ar1の走行面1と、空間6とは、滑らかな曲面にて接続されている。これにより、保護シート4のタイヤ進行方向MDの両端を下方から引っ張る際、保護シート4に対してスムーズに張力を付加することができる。すなわち、開口縁6aが角張っている場合、保護シート4が折れて保護シート4に適切に張力を付加することができないが、開口縁6aを丸めることで保護シート4の折れを防ぐことができる。

空間6の上部開口は、走行面1と面一となるように配置される上蓋9で部分的に塞がれている。これにより、走行面1の路面状態を均一にすることができる。上蓋9は、上部開口の開口縁6aに対向する開口縁6bに固定される。上蓋9は、開口縁6bに形成された凹部に不図示のネジ等によって固定される。また、上蓋9と保護シート4との間には、わずかな隙間を設けており、上蓋9は保護シート4の移動を阻害しない。

さらに、保護シート4に対して、タイヤ進行方向MDに直交する幅方向WDに張力を加える幅方向張力付加機構7が設けられている。幅方向張力付加機構7は、前後張力付加機構5と同様に構成されている。すなわち、走行面1には、測定用シート3の幅方向WDの両側に、保護シート4を走行面1よりも下方に導く空間8が形成されており、幅方向張力付加機構7は、保護シート4の幅方向WDの両端を走行面1の下方から引っ張るように構成されている。

<第2実施形態、第3実施形態、第4実施形態、第5実施形態、その他の変形例> 保護シート4の形状は平面視十字状(図2A参照)に限定されるものではなく、平面視で矩形状(図5参照)、又は、円形状でもよい。

また、幅方向張力付加機構7を、従来と同様に、水平方向に沿って引っ張るように構成してもよい。また、図5に示す第2実施形態のように幅方向張力付加機構を設けなくてもよい。空間6の形状は、図2Aに示す第1実施形態のように走行面1内で終端する溝でもよく、図5に示す第2実施形態のように、走行面1の端に開口するスリットでもよい。

また、空間6の幅方向WDの両端と、空間8のタイヤ進行方向MDの両端とを連結し、図6に示す第3実施形態のように全体として平面視でロ字状の空間としてもよい。このとき、上蓋9もロ字状とする。

上記第1実施形態(図2A、図2B)、第2実施形態(図5)、及び第3実施形態(図6)では、走行面1は、測定用シート3のタイヤ進行方向MDの遅れ側及び進み側の両側に空間6が形成されているが、図7A及び図7Bに示す第4実施形態のようにどちらか一方のみに空間6を形成してもよい。図7A及び図7Bの例では、測定用シート3のタイヤ進行方向MDの遅れ側のみに空間6を形成している。

また、上記の実施形態では、保護シート4に直接張力を付加しているが、保護シート4のタイヤ進行方向MDの少なくとも一端に弾性シート41の一端が接続されており、前後張力付加機構5は、弾性シート41の他端を引っ張ることで保護シート4に張力を加えるようにしてもよい。また、図8に示す第5実施形態のように、平面視矩形状の保護シート4のタイヤ進行方向MDの両端及び幅方向WDの両端にそれぞれ弾性シート41の一端を接続し、さらに隣り合う弾性シート41同士を接続することで、保護シート4を取り囲むように弾性シート41を配置するようにしてもよい。なお、弾性シート41の材料としてはゴムが好ましいが、これに限定されない。

以上のように、本実施形態のタイヤの接地状態測定装置は、 走行面1と、 走行面1にタイヤTを接地させ且つ転動させるタイヤ駆動装置2と、 走行面1の一部領域Ar1に載置され、タイヤTの接地状態を測定するための測定用シート3と、 測定用シート3を覆う保護シート4と、 保護シート4に対してタイヤ進行方向MDに沿った張力を加える前後張力付加機構5と、を備え、 走行面1には、測定用シート3のタイヤ進行方向MDの遅れ側及び進み側の少なくとも一方に、保護シート4を走行面1よりも下方に導く空間6が形成されており、前後張力付加機構5は、保護シート4のタイヤ進行方向MDの少なくとも一端を走行面1の下方から引っ張るように構成され、 空間6の上部開口は、走行面1と面一となるように配置される上蓋9で部分的に塞がれている。

この構成によれば、タイヤの駆動開始時又は制動時のいずれかにおいて、前後張力付加機構5がタイヤTの走行に干渉せず、保護シート4を必要な最低長さに設定でき、装置を小型化することが可能となる。

本実施形態では、空間6の上部開口の開口縁のうち測定用シート3に面する開口縁6aは、丸められている。

この構成によれば、保護シート4のタイヤ進行方向MDの少なくとも一端を下方から引っ張る際、保護シート4に対してスムーズに張力を付加することができる。

本実施形態では、保護シート4のタイヤ進行方向MDの少なくとも一端に弾性シート41の一端が接続されており、前後張力付加機構5は、弾性シート41の他端を引っ張ることで保護シート4に張力を加えている。

この構成によれば、空間6の開口縁6aに接触する部分を弾性シート41とすることができるため、保護シート4の歪や破断を防ぐことができる。

本実施形態では、保護シート4に対して、タイヤ進行方向MDに直交する幅方向WDに張力を加える幅方向張力付加機構7を備えている。

この構成によれば、保護シート4に対して幅方向WDに張力を加えるので、タイヤTを旋回させつつ制動又は駆動開始させても、保護シート4で測定用シート3を保護することが可能となる。

本実施形態では、走行面1には、測定用シート3の幅方向WDの両側に、保護シート4を走行面1よりも下方に導く空間8が形成されており、幅方向張力付加機構7は、保護シート4の幅方向WDの両端を走行面1の下方から引っ張るように構成されている。

この構成によれば、保護シート4に対して幅方向WDに張力を加える幅方向張力付加機構7が走行面1よりも下方に配置されるので、装置を小型化することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

1…走行面 2…タイヤ駆動装置 3…測定用シート 4…保護シート 5…前後張力付加機構 6…空間 7…幅方向張力付加機構 8…空間 9…上蓋 T…タイヤ MD…タイヤ進行方向 WD…幅方向