路面摩擦試験機
【目的】 タイヤと路面との摩擦係数を高精度かつ簡便に試験できる路面摩擦機の小型、軽量化を図る。
【構成】 ベローズ（３１）にエアー供給手段を介してエアーを供給することによりゴムサンプル（２５）を押圧するように押圧手段を構成し、この押圧手段の押圧力が作用する方向に押圧力を検知するロードセル（２８）を介してモータ（２９）を設け、これら部材の配列方向にゴムサンプル（２５）を配設し、前記ロードセル（２８）及び前記エアー供給手段に接続させロードセル（２８）により検知された押圧力をフィードバックさせエアー供給を制御することのできるように押圧力制御部を設けて、装置全体の小型、軽量化を図る。
【構成】 ベローズ（３１）にエアー供給手段を介してエアーを供給することによりゴムサンプル（２５）を押圧するように押圧手段を構成し、この押圧手段の押圧力が作用する方向に押圧力を検知するロードセル（２８）を介してモータ（２９）を設け、これら部材の配列方向にゴムサンプル（２５）を配設し、前記ロードセル（２８）及び前記エアー供給手段に接続させロードセル（２８）により検知された押圧力をフィードバックさせエアー供給を制御することのできるように押圧力制御部を設けて、装置全体の小型、軽量化を図る。
【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本考案は、自動車等のタイヤと路面との摩擦係数等を試験する路面摩擦試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車は、発進からコーナリング、停止に至るまで、タイヤが路面と接しており、そのために生じる力は自動車に対して外部作動力となる。このタイヤと路面との摩擦力の大きさ、方向により、自動車の上記運動が影響を受ける。
そこで、タイヤと路面との摩擦係数を試験することは、タイヤを適正に構成する上で不可欠であり、これまでにも種々の路面摩擦試験機が提案されている。
【０００３】
例えば、従来の試験機には、タイヤを路面に摩擦させた状態でタイヤ上に荷重がかかるように重量体を配設し、重量体の自重によりタイヤを路面に押しつけながらタイヤを回転させて摩擦係数を測定する路面摩擦測定装置がある。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例は重量体の自重によりタイヤに荷重をかけるようになっているので、荷重の制御をするということはできなかった。したがって、所定の圧力をタイヤにかけるということが困難で、摩擦係数の測定値にバラツキが生じてしまい、測定結果の信頼性に欠けるという不具合があった。
また、重量体は大型化せざるを得ず、装置全体の大型化、重量化を招いてしまう他、移動に不便であるという不具合があった。
【０００５】
本考案は、上記の不具合を解決すべく提案されるもので、小型、軽量でありながら、タイヤと路面との摩擦係数を高精度にかつ簡便に試験できる路面摩擦試験機を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本考案は、上記の目的を達成するために路面に試料片を押圧する押圧手段と、試料片を路面上で回転させる試料回転手段と、試料片の回転状況をトルク検出により検知する回転検知手段と、検出されたトルクから摩擦力を演算する演算手段と、演算された摩擦力を表示する表示手段とを有する路面摩擦試験機において、ベローズにエアー供給手段を介してエアーを供給することにより試料片を押圧するように押圧手段を構成し、この押圧手段の押圧力が作用する方向に押圧力を検知する押圧力検知手段を介して試料回転手段を設け、これら各部材の配列方向に試料片を配設し、前記押圧力検知手段及び前記エアー供給手段に接続させ押圧力検知手段により検知された押圧力をフィードバックさせエアー供給を制御することのできるように押圧力制御部を設けた路面摩擦試験機としたものである。
【０００７】
【作用】
このように所要の各部材が直列に配設されているので、試料片に対して常に所定の圧力をかけながら、試料を路面上で回転させることができ、適正な摩擦力を検出することができる路面摩擦試験機の小型、軽量化を図ることができる。
【０００８】
【実施例】
以下、図面に従い本考案の一実施例を説明していく。図１は、本考案に係わる路面摩擦試験機を用いて試験している状態を示した概要図である。路面摩擦試験機は正面扉１を有するカバー体２の内部に収納されている。カバー体２の上部には把手３が設けられており、運搬時の便に供せられるれるようになっており、カバー体２の下部にはゴム付脚４が設けられており、所望の箇所に設置する際に安定的にかつ不要な衝撃を吸収できるようになっている。
【０００９】
カバー体２内部に収納されている路面摩擦試験機は、空圧チューブ５を介して空圧源ユニット６と連結されている。空圧源ユニット６には、エア供給のソレノイドスイッチ７、コンプレッサの電源スイッチ８が設けられているとともに、空圧コントロール用の精密バルブ９が設けられている。
この空圧源ユニット６は、電源コネクタ１０を有する電源ケーブル１１を介して、発電機１２に連結されている。
【００１０】
発電機１２は、電源ケーブル１３を介して計測制御トランク１４に連結されている。計測制御トランク１４には、データロガー１５、摩擦力デジタル表示メータ１６、押付力表示メータ１７を有する制御パネル１８が設けられており、さらにロガー入力ターミナル１９が設けられている。
また、計測制御トランク１４は、前記の図示されていない路面摩擦試験機と摩擦トルクケーブル２０、押付力ケーブル２１、センサケーブル２２、モータケーブル２３を介して連結されている。さらに、計測制御トランク１４には荷重制御部が設けられており、この荷重制御部はフィードバックケーブル２４を介して空圧源ユニット６と接続されている。
【００１１】
図２は、路面摩擦試験機の主要部の概要を示したものである。図２に示すように、試料片であるゴムサンプル２５は、ソケット２６により下面が路面に対向するように保持されている。ソケット２６は、回転軸２７の下部に一体動するように連結され、回転軸２７の回転とともに路面と平行方向に回転するようになっている。なお、ゴムサンプル２５は円盤状または円筒状が好ましい。
【００１２】
また、回転軸２７の近傍にはトルクメータ２８が設けられておりゴムサンプル２５の回転により発生するトルクを検出するようになっている。
検出されたトルクから路面とタイヤとの摩擦力を演算し、演算された摩擦力を表示するのは図１に示した計測制御トランク１４において行われる。また、計測制御トランク１４には、後述するロードセルで検知された荷重がセンサケーブル２２を介してフィードバックされ、それに基づき空圧源ユニット６によるエアー供給を制御するようになっている。
【００１３】
回転軸２７の上部には、モータ２９が配設されており、このモータ２９の出力軸と回転軸２７とは動力を伝達されるように連結されている。
モータ２７の上部には、後述する荷重の検知部であるロードセル３０が載置されている。このロードセル３０の上部には、荷重を伝えるベローズ３１が設けられ、ロードセル３０、モータ２９を介して前記ゴムサンプル２５に荷重を伝達するようになっている。
【００１４】
ベローズ３４には、空気チューブ５を介して空気が供給されるようになっており、空気圧の加減によって必要な荷重をゴムサンプル２５に伝達するのである。
空気チューブ５は、前記空圧源ユニット６（図１）に連結されており、計測制御トランク１４に設けられている荷重制御部により制御されながら空気の供給が行われるのである。
【００１５】
本考案ではこのように、モータ２９、ロードセル３０、ベローズ３１が回転軸２７、ゴムサンプル２５と直列に配設されているので、摩擦試験を実施している際にゴムサンプル２５が偏心してしまう恐れがある。ゴムサンプル２５が偏心してしまうと、摩擦試験のデータにバラツキが生じる可能性がある。
そこで、図２に示すように、ロードセル３０、モータ２９等の外側に固定枠３２を介してガイド枠３３を設けて、モータ２９等が直列方向からずれないように固定している。
【００１６】
以上のごとく構成されている本実施例による路面摩擦試験の実施態様を説明する。先ず、図１に示すようにカバー体２に収納されている路面摩擦機と空圧源ユニット６、発電機１２、計測制御トランク１４を各ケーブルを介して接続する。
次に、カバー体２の正面扉１を開けて、路面摩擦試験機の下部にゴムサンプル２５の取り付けを行う。
さらに、発電機（ガソリンエンジン発電機）１２を始動させ、接続されている前記の各機器を作動させる。
【００１７】
次に、計測制御トランク１４に設けてある各種計測機器の０合わせ調整等を行う。さらに、モータ２９を回転させると同時に、回転速度を設定する。
次に、空圧源ユニット６の電源スイッチ８を入れ、また空圧源ユニット６のエア供給のソレノイドのスイッチ７を入れる。さらに、空圧コントロール用の精密バルブ９を介して圧力を徐々に上げてゆく。この時、計測制御トランク１４に設けてある押付力表示メータ１７を見ながら、空圧状態を定値に設定する。
【００１８】
以上の動作で、路面摩擦試験が可能な状態となる。この場合、路面摩擦試験をする試料片（ゴムサンプル２５）に対する荷重を所定の値にするためには、試料片に対する荷重をトルクメータで検知し、検知された荷重を荷重制御部にフィードバックし、その値が所定圧と異なる時は空圧源ユニット６に所定圧となるように信号を供給する。
この信号を受けた空圧源ユニット６は、空圧を自動的にコントロールし所定圧となるようにエアーを空圧チューブ５を介してベローズ３４に供給する。このようにして、路面に対して試料片を所定圧の状態で押圧させることが容易にできるようになる。
【００１９】
また、本考案ではモータ２９を回転軸２７に直結しているので、路面摩擦試験時にモータ２９の振動を受けてデータにバラツキを生じる恐れがある。しかし、モータ２９と直列に配設されたベローズ３１により、荷重をモニターしながら押しつける構成をとっているので、モータ２９の振動による影響を少なくすることができる。
なお、路面摩擦試験が終了した場合は、発電機１２のスイッチを始め各スイッチを切ることにより装置を停止させる。
【００２０】
【考案の効果】
以上のごとく、本考案によれば路面に対して試料片を所定圧で押圧させることができ、しかも自動的に所定圧をコントロールできる路面摩擦試験機の所要部材が直列に配設されているので、装置全体の小型、軽量化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案に係る路面摩擦試験機を用いて、路面摩擦試験をしている状態を示した概要図である。
【図２】路面摩擦試験機の主要部を示した断面図である。
【符号の説明】
２５ ゴムサンプル
２６ ソケット
２７ 回転軸
２８ トルクメータ
２９ モータ
３０ ロードセル
３１ ベローズ
３２ 固定枠
３３ ガイド枠
【０００１】
【産業上の利用分野】
本考案は、自動車等のタイヤと路面との摩擦係数等を試験する路面摩擦試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車は、発進からコーナリング、停止に至るまで、タイヤが路面と接しており、そのために生じる力は自動車に対して外部作動力となる。このタイヤと路面との摩擦力の大きさ、方向により、自動車の上記運動が影響を受ける。
そこで、タイヤと路面との摩擦係数を試験することは、タイヤを適正に構成する上で不可欠であり、これまでにも種々の路面摩擦試験機が提案されている。
【０００３】
例えば、従来の試験機には、タイヤを路面に摩擦させた状態でタイヤ上に荷重がかかるように重量体を配設し、重量体の自重によりタイヤを路面に押しつけながらタイヤを回転させて摩擦係数を測定する路面摩擦測定装置がある。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例は重量体の自重によりタイヤに荷重をかけるようになっているので、荷重の制御をするということはできなかった。したがって、所定の圧力をタイヤにかけるということが困難で、摩擦係数の測定値にバラツキが生じてしまい、測定結果の信頼性に欠けるという不具合があった。
また、重量体は大型化せざるを得ず、装置全体の大型化、重量化を招いてしまう他、移動に不便であるという不具合があった。
【０００５】
本考案は、上記の不具合を解決すべく提案されるもので、小型、軽量でありながら、タイヤと路面との摩擦係数を高精度にかつ簡便に試験できる路面摩擦試験機を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本考案は、上記の目的を達成するために路面に試料片を押圧する押圧手段と、試料片を路面上で回転させる試料回転手段と、試料片の回転状況をトルク検出により検知する回転検知手段と、検出されたトルクから摩擦力を演算する演算手段と、演算された摩擦力を表示する表示手段とを有する路面摩擦試験機において、ベローズにエアー供給手段を介してエアーを供給することにより試料片を押圧するように押圧手段を構成し、この押圧手段の押圧力が作用する方向に押圧力を検知する押圧力検知手段を介して試料回転手段を設け、これら各部材の配列方向に試料片を配設し、前記押圧力検知手段及び前記エアー供給手段に接続させ押圧力検知手段により検知された押圧力をフィードバックさせエアー供給を制御することのできるように押圧力制御部を設けた路面摩擦試験機としたものである。
【０００７】
【作用】
このように所要の各部材が直列に配設されているので、試料片に対して常に所定の圧力をかけながら、試料を路面上で回転させることができ、適正な摩擦力を検出することができる路面摩擦試験機の小型、軽量化を図ることができる。
【０００８】
【実施例】
以下、図面に従い本考案の一実施例を説明していく。図１は、本考案に係わる路面摩擦試験機を用いて試験している状態を示した概要図である。路面摩擦試験機は正面扉１を有するカバー体２の内部に収納されている。カバー体２の上部には把手３が設けられており、運搬時の便に供せられるれるようになっており、カバー体２の下部にはゴム付脚４が設けられており、所望の箇所に設置する際に安定的にかつ不要な衝撃を吸収できるようになっている。
【０００９】
カバー体２内部に収納されている路面摩擦試験機は、空圧チューブ５を介して空圧源ユニット６と連結されている。空圧源ユニット６には、エア供給のソレノイドスイッチ７、コンプレッサの電源スイッチ８が設けられているとともに、空圧コントロール用の精密バルブ９が設けられている。
この空圧源ユニット６は、電源コネクタ１０を有する電源ケーブル１１を介して、発電機１２に連結されている。
【００１０】
発電機１２は、電源ケーブル１３を介して計測制御トランク１４に連結されている。計測制御トランク１４には、データロガー１５、摩擦力デジタル表示メータ１６、押付力表示メータ１７を有する制御パネル１８が設けられており、さらにロガー入力ターミナル１９が設けられている。
また、計測制御トランク１４は、前記の図示されていない路面摩擦試験機と摩擦トルクケーブル２０、押付力ケーブル２１、センサケーブル２２、モータケーブル２３を介して連結されている。さらに、計測制御トランク１４には荷重制御部が設けられており、この荷重制御部はフィードバックケーブル２４を介して空圧源ユニット６と接続されている。
【００１１】
図２は、路面摩擦試験機の主要部の概要を示したものである。図２に示すように、試料片であるゴムサンプル２５は、ソケット２６により下面が路面に対向するように保持されている。ソケット２６は、回転軸２７の下部に一体動するように連結され、回転軸２７の回転とともに路面と平行方向に回転するようになっている。なお、ゴムサンプル２５は円盤状または円筒状が好ましい。
【００１２】
また、回転軸２７の近傍にはトルクメータ２８が設けられておりゴムサンプル２５の回転により発生するトルクを検出するようになっている。
検出されたトルクから路面とタイヤとの摩擦力を演算し、演算された摩擦力を表示するのは図１に示した計測制御トランク１４において行われる。また、計測制御トランク１４には、後述するロードセルで検知された荷重がセンサケーブル２２を介してフィードバックされ、それに基づき空圧源ユニット６によるエアー供給を制御するようになっている。
【００１３】
回転軸２７の上部には、モータ２９が配設されており、このモータ２９の出力軸と回転軸２７とは動力を伝達されるように連結されている。
モータ２７の上部には、後述する荷重の検知部であるロードセル３０が載置されている。このロードセル３０の上部には、荷重を伝えるベローズ３１が設けられ、ロードセル３０、モータ２９を介して前記ゴムサンプル２５に荷重を伝達するようになっている。
【００１４】
ベローズ３４には、空気チューブ５を介して空気が供給されるようになっており、空気圧の加減によって必要な荷重をゴムサンプル２５に伝達するのである。
空気チューブ５は、前記空圧源ユニット６（図１）に連結されており、計測制御トランク１４に設けられている荷重制御部により制御されながら空気の供給が行われるのである。
【００１５】
本考案ではこのように、モータ２９、ロードセル３０、ベローズ３１が回転軸２７、ゴムサンプル２５と直列に配設されているので、摩擦試験を実施している際にゴムサンプル２５が偏心してしまう恐れがある。ゴムサンプル２５が偏心してしまうと、摩擦試験のデータにバラツキが生じる可能性がある。
そこで、図２に示すように、ロードセル３０、モータ２９等の外側に固定枠３２を介してガイド枠３３を設けて、モータ２９等が直列方向からずれないように固定している。
【００１６】
以上のごとく構成されている本実施例による路面摩擦試験の実施態様を説明する。先ず、図１に示すようにカバー体２に収納されている路面摩擦機と空圧源ユニット６、発電機１２、計測制御トランク１４を各ケーブルを介して接続する。
次に、カバー体２の正面扉１を開けて、路面摩擦試験機の下部にゴムサンプル２５の取り付けを行う。
さらに、発電機（ガソリンエンジン発電機）１２を始動させ、接続されている前記の各機器を作動させる。
【００１７】
次に、計測制御トランク１４に設けてある各種計測機器の０合わせ調整等を行う。さらに、モータ２９を回転させると同時に、回転速度を設定する。
次に、空圧源ユニット６の電源スイッチ８を入れ、また空圧源ユニット６のエア供給のソレノイドのスイッチ７を入れる。さらに、空圧コントロール用の精密バルブ９を介して圧力を徐々に上げてゆく。この時、計測制御トランク１４に設けてある押付力表示メータ１７を見ながら、空圧状態を定値に設定する。
【００１８】
以上の動作で、路面摩擦試験が可能な状態となる。この場合、路面摩擦試験をする試料片（ゴムサンプル２５）に対する荷重を所定の値にするためには、試料片に対する荷重をトルクメータで検知し、検知された荷重を荷重制御部にフィードバックし、その値が所定圧と異なる時は空圧源ユニット６に所定圧となるように信号を供給する。
この信号を受けた空圧源ユニット６は、空圧を自動的にコントロールし所定圧となるようにエアーを空圧チューブ５を介してベローズ３４に供給する。このようにして、路面に対して試料片を所定圧の状態で押圧させることが容易にできるようになる。
【００１９】
また、本考案ではモータ２９を回転軸２７に直結しているので、路面摩擦試験時にモータ２９の振動を受けてデータにバラツキを生じる恐れがある。しかし、モータ２９と直列に配設されたベローズ３１により、荷重をモニターしながら押しつける構成をとっているので、モータ２９の振動による影響を少なくすることができる。
なお、路面摩擦試験が終了した場合は、発電機１２のスイッチを始め各スイッチを切ることにより装置を停止させる。
【００２０】
【考案の効果】
以上のごとく、本考案によれば路面に対して試料片を所定圧で押圧させることができ、しかも自動的に所定圧をコントロールできる路面摩擦試験機の所要部材が直列に配設されているので、装置全体の小型、軽量化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案に係る路面摩擦試験機を用いて、路面摩擦試験をしている状態を示した概要図である。
【図２】路面摩擦試験機の主要部を示した断面図である。
【符号の説明】
２５ ゴムサンプル
２６ ソケット
２７ 回転軸
２８ トルクメータ
２９ モータ
３０ ロードセル
３１ ベローズ
３２ 固定枠
３３ ガイド枠
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】 路面に試料片を押圧する押圧手段と、試料片を路面上で回転させる試料回転手段と、試料片の回転状況をトルク検出により検知する回転検知手段と、検出されたトルクから摩擦力を演算する演算手段と、演算された摩擦力を表示する表示手段とを有する路面摩擦試験機において、ベローズにエアー供給手段を介してエアーを供給することにより試料片を押圧するように押圧手段を構成し、この押圧手段の押圧力が作用する方向に押圧力を検知する押圧力検知手段を介して試料回転手段を設け、これら各部材の配列方向に試料片を配設し、前記押圧力検知手段及び前記エアー供給手段に接続させ押圧力検知手段により検知された押圧力をフィードバックさせエアー供給を制御することのできるように押圧力制御部を設けたことを特徴とする路面摩擦試験機。
【請求項１】 路面に試料片を押圧する押圧手段と、試料片を路面上で回転させる試料回転手段と、試料片の回転状況をトルク検出により検知する回転検知手段と、検出されたトルクから摩擦力を演算する演算手段と、演算された摩擦力を表示する表示手段とを有する路面摩擦試験機において、ベローズにエアー供給手段を介してエアーを供給することにより試料片を押圧するように押圧手段を構成し、この押圧手段の押圧力が作用する方向に押圧力を検知する押圧力検知手段を介して試料回転手段を設け、これら各部材の配列方向に試料片を配設し、前記押圧力検知手段及び前記エアー供給手段に接続させ押圧力検知手段により検知された押圧力をフィードバックさせエアー供給を制御することのできるように押圧力制御部を設けたことを特徴とする路面摩擦試験機。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】実開平５−６６５４５
【公開日】平成５年（１９９３）９月３日
【考案の名称】路面摩擦試験機
【国際特許分類】
【出願番号】実願平４−６４７７
【出願日】平成４年（１９９２）２月１８日
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【公開日】平成５年（１９９３）９月３日
【考案の名称】路面摩擦試験機
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）２月１８日
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
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