JPH0735653A - タイヤ走行性能試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タイヤの性能を、正確にかつ容易に測定でき
るタイヤ走行性能試験装置を提供すること。 【構成】 トラクター１０と負荷とをロードセル１６の
取り付いたワイヤロープ１４で連結する。各々の車輪に
トルク検出部２４を設け、各々のタイヤにかかるトルク
を検出する。各々の車輪に、回転を正確に検出できるよ
うにタイヤ回転数検出部３３を設ける。さらに、車両
に、引き出された糸６０の長さを測定して正確な走行距
離が測定できる走行距離計５８を設ける。ロードセル１
６による正味の牽引力のデータに加えて、各々のタイヤ
のトルクを測定することができるので、実車に装着した
各々のタイヤの性能を正確に、かつ容易にとらえること
ができる。また、タイヤの回転数及び車両の走行距離を
正確に計測できるため、各々のタイヤに付いて正確なス
リップ率を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両に装着されたタイ
ヤの諸特性、中でもタイヤの駆動・制動性能を測定する
際に好適なタイヤ走行性能試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、タイヤの走行性能、例えば牽引性
能を測定するには、いわゆるロードセルを被測定車両と
負荷となる被牽引車両或いは荷物との間にセットし、ロ
ードセルの測定データからタイヤの牽引力を測定してい
た。

【０００３】また、タイヤのスリップ率を測定するに
は、タイヤのサイドの所定位置に目印を付け、被測定車
両を走行させて、例えば、目印が回転軸の真下に位置し
た毎に地面にマーキングを行い、マーキング間の距離を
測定し、予め測定された基準となるタイヤの転がり距離
と比較してスリップ率を算出していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法を、例えば農業用トラクターに適用した場合、以下
の（１）乃至（３）に述べるような問題が生じる。

【０００５】（１） 土の硬さのばらつきが、本来のタ
イヤの性能差よりも大きく生じ、正確な測定が難しい。

【０００６】（２） 車両全体の牽引力のデータから、
タイヤ個々の性能を予測するしか方法がなく、前後輪、
或いは左右輪等の各々のタイヤの性能を測定することが
できない。例えば、実車に装着した際の重量配分等によ
る影響が不明である。

【０００７】（３） スリップ率を測定すためのマーキ
ングを行うために、マーキングを行う作業員を必要とす
る。また、タイヤの回転毎のマーキングを正確に行うこ
とが難しく、車両の速度が速い場合には人力では対応出
来なくなる。

【０００８】本発明は上記事実を考慮し、タイヤ本来の
走行性能を、正確にかつ容易に測定できるタイヤ走行性
能試験装置を提供することが目的である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明の
タイヤ走行性能試験装置は、走行時の車両のタイヤに作
用するトルクを検出するトルク検出部と、牽引走行時の
車両の牽引力を検出する牽引力検出部と、を備えたこと
を特徴としている。

【００１０】請求項２に記載の発明のタイヤ走行性能試
験装置は、走行時の車両の走行距離を検出する走行距離
検出部と、タイヤの回転数を検出するタイヤ回転数検出
部と、を備えたことを特徴としている。

【００１１】請求項３に記載の発明のタイヤ走行性能試
験装置は、請求項１に記載の発明のタイヤ走行性能試験
装置において、前記トルク検出部は、車両の車軸とホイ
ールとの間に一体に介装されていることを特徴としてい
る。

【００１２】請求項４に記載の発明のタイヤ走行性能試
験装置は、請求項２に記載の発明のタイヤ走行性能試験
装置において、前記走行距離検出部は、引張力を付与し
た状態で糸を引出し・巻き戻しするリールを備えたこと
を特徴としている。

【００１３】請求項５に記載の発明のタイヤ走行性能試
験装置は、請求項２に記載の発明のタイヤ走行性能試験
装置において、前記タイヤ回転数検出部は、タイヤと同
期して回転するスリット付円盤と、前記スリット付円盤
の回転中に所定の位置を通過するスリットを検出するセ
ンサ部とを、備えたことを特徴としている。

【００１４】また、請求項６に記載の発明のタイヤ走行
性能試験装置は、請求項１又は請求項２に記載のタイヤ
走行性能試験装置において、前記トルク検出部及び前記
牽引力検出部、又は前記走行距離検出部及び前記タイヤ
回転数検出部から出力されるデータを集積処理するデー
タ集積部を備えたことを特徴としている。

【００１５】

【作用】請求項１に記載の発明のタイヤ走行性能試験装
置では、牽引力測定部が牽引走行時の車両の牽引力を検
出し、トルク検出部が牽引走行時の車両のタイヤに作用
するトルクを検出する。車両の各タイヤに作用するトル
クより、各タイヤに作用する接線力を算出できる。ま
た、接線力の合計＝車両の牽引力＋走行抵抗（例えば、
土壌のロス等）から、走行抵抗を算出することができ
る。従来、算出できなかった走行抵抗を算出することに
より、走行抵抗を可能な限り小さくして牽引力を大きく
するタイヤの検討が可能となる。

【００１６】請求項２に記載の発明のタイヤ走行性能試
験装置では、走行距離検出部により検出された車両の走
行距離と、タイヤ回転数検出部により検出されたタイヤ
回転数とにより、タイヤのスリップ率を正確に算出でき
る。これにより、従来に比較し、測定作業の為の人手が
要らず、また、車両の走行速度に関係なく、更には、天
候や路面状況に左右されずにタイヤのスリップ率を正確
に算出できる。

【００１７】請求項３に記載の発明のタイヤ走行性能試
験装置では、車軸とホイールとの間にトルク検出部を一
体に介装したので、トルク検出部が車軸と一体にねじれ
ることにより、車軸からタイヤに作用する回転トルクを
直接かつ正確に測定できる。

【００１８】請求項４に記載の発明のタイヤ走行性能試
験装置では、走行距離計をリールを車両に固定し、走行
距離計のリールから引き出された糸の先端を路面の所定
位置（基準）に固定することによって、リールから引き
出された糸の長さを測定すれば車両が走行した実走行距
離が分かる。また、糸には所定の引張力が付与されてリ
ールから引き出されるので、牽引走行時又は制動時に糸
に弛みが発生せず、車両の走行距離を正解に検出するこ
とができる。なお、リールを路面の所定位置（基準）固
定し、リールから引き出された糸の先端を車両に固定し
てもよく、これによっても車両が走行した実走行距離が
分かる。

【００１９】請求項５に記載の発明のタイヤ走行性能試
験装置では、タイヤに同期して回転するスリット付円盤
のスリットが所定位置を通過する数をセンサ部によりカ
ウントするので、タイヤの回転数を正確に算出すること
ができる。

【００２０】請求項６に記載の発明のタイヤ走行性能試
験装置では、牽引走行時に、トルク検出部及び牽引力測
定部から、又は走行距離検出部及びタイヤ回転数検出部
から出力されるデータがデータ集積部で同時に集積処理
される。したがって、集積されたこれらのデータを統計
処理してタイヤの走行性能を算出することができる。

【００２１】

【実施例】本発明のタイヤ走行性能試験装置を農耕用ト
ラクター用タイヤに適用した一実施例を図１乃至図５に
したがって説明する。

【００２２】図１及び図２に示すように、トラクター１
０の後方には、負荷用トラクター１２が例えばワイヤロ
ープ１４にて連結されている。

【００２３】このワイヤロープ１４の中間部には、ワイ
ヤロープ１４にかかる引張力（即ち、トラクター１０の
牽引力）を測定する牽引力検出部としてのロードセル１
６が取り付けられている。なお、ロードセル１６は、図
示しない電線を介してデータ集積部としてのデータ集積
装置１８に連結されている。なお、データ集積装置１８
としては、データロガー、データレコーダー等を用いる
ことができる。

【００２４】図３に示すように、トラクター１０の車軸
２０の先端のハブ２２には円筒状のトルク検出部２４の
一端がボルト２６にて固定されている。

【００２５】このトルク検出部２４の他端はホイール２
８に対してボルト３２にて固定されている。

【００２６】トルク検出部２４のホイール側中央部に
は、タイヤ回転数検出部３３を構成するスリット付円盤
３４が同軸的に固定されており、このスリット付円盤３
４の車両外側面（矢印Ａ方向側の面）の中央部には、後
述するセンサ部としてのフォトセンサ５６に対し車軸２
０からの回転力を遮断するロータリーコネクタ３６の一
端が同軸的に固定されている。なお、スリット付円盤３
４には、複数個のスリット３７が円周方向に沿って所定
ピッチで形成されている。本実施例では、スリット付円
盤３４のスリット数は１００個となっている。

【００２７】ロータリーコネクタ３６の他端には、円板
状の固定プレート３８が固定されており、固定プレート
３８の外周面には、カップ状のカバー４０の円筒部分４
０Ａの側面がネジ止めされている。カバー４０の縁部分
は、スリット付円盤３４の車両外側面に設けられた環状
溝４２に、所定の隙間を設けて挿入されている。

【００２８】なお、固定プレート３８は図示しない固定
部材を介してトラクター１０の車体へ固定されている。

【００２９】トルク検出部２４の外周面には、自身の円
筒部外周面に発生する歪を測定するためのストレインゲ
ージ（歪ゲージ）４４が張り付けられている。なお、ス
トレインゲージ４４は、電線４６、ロータリーコネクタ
３６、電線４８、カバー４０に取り付けられたコネクタ
５０、電線５２及び図示しないアンプを介して、図１に
示すように、トラクター１０に搭載されたデータ集積装
置１８に連結されている。

【００３０】ここで、トルク検出部２４に発生する歪
（捩じり歪）をストレインゲージ４４で測定すること
で、トルク検出部２４に作用するトルク、即ち、タイヤ
５４に作用するトルクを測定することができる。

【００３１】固定プレート３８の外周近傍には、タイヤ
回転数検出部３３の他の一部を構成する反射型のフォト
センサ５６が取り付けられており、このフォトセンサ５
６はスリット付円盤３４のスリット側に光を発し、反射
光の有無でスリット３７を検出することができる。な
お、フォトセンサ５６は、図示しないアンプを介してデ
ータ集積装置１８に連結されている。

【００３２】図１及び図２に示すように、トラクター１
０には、走行距離検出部としての走行距離計５８が搭載
されている。

【００３３】図４に示すように、この走行距離計５８
は、糸６０の巻かれたリール６２を備えており、図２に
示すように、糸６０の先端は地面に立設された距離測定
基準となる支柱６６に固定されるようになっている。

【００３４】糸６０の中間部は、リール６２の近傍に設
けられたロータリーエンコーダ６８の回転軸６８Ａに連
結されたプーリ７０に周回されており、プーリー７０は
リール６２から引き出された糸６０の長さに応じて回転
するようになっている。

【００３５】また、リール６２には、引き出された糸６
０を巻き戻すためのモータ７４が取り付けられており、
更に、リール６２には、引き出される糸に所定の張力を
与える歯車機構が内蔵されている。ロータリーエンコー
ダー６８は、図示しないＤ／Ａ変換器を介してデータ集
積装置１８に連結されている。

【００３６】さらに、プーリー７０の両側には、糸６０
の弛みを防止するため、糸６０を所定の力で挟持する挟
持ローラ７２が設けられている。

【００３７】一方、データ集積装置１８には、図示しな
いプリンターが接続されており、ロードセル１６で測定
される引張力（トラクター１０の牽引力）、フォトセン
サ５６で測定されるホイール２８（タイヤ）の回転数、
ストレインゲージ４４で測定されるトルク検出部２４の
歪量（タイヤの駆動力）及び走行距離計５８で測定され
るトラクター１０の走行距離の各データが記録紙にプリ
ントアウトできるようになっている。

【００３８】なお、上記に説明した牽引力検出部、トル
ク検出部、走行距離検出部及びタイヤ回転数検出部によ
ってタイヤ走行性能試験装置が構成されている。

【００３９】次に、タイヤの諸特性の一例の測定方法及
び本実施例の作用を説明する。図１及び図２に示すよう
に、所定の圃場６４において、トラクター１０で負荷用
トラクター１２を所定距離牽引する。

【００４０】牽引中においては、各データを記録してお
く。次に、初期負荷よりも負荷を増した負荷走行を行っ
て各データを記録し、徐々に負荷を増して測定を繰り返
す。

【００４１】測定データをまとめ、縦軸に牽引力、横軸
にスリップ率をとってグラフを描く（図５参照）。

【００４２】ここで言うスリップ率は、以下の式（１）
によって算出される値である。 Ｌ₀ ：基準となるタイヤ１回転当たりの転がり距離。 Ｌ ：圃場負荷時のタイヤ１回転当たりの転がり距離。

【００４３】ここで、タイヤ１回転当たりの転がり距離
Ｌ₀ 及びＬはデータ集積装置１８に集積し、データ演算
部により演算処理して得ることができる。スリップ率
は、走行距離及びタイヤ回転数から算出する。

【００４４】上記の試験を、例えば、Ａ、Ｂの２種類の
タイヤに付いて行い、データ曲線の違いから、Ａタイヤ
とＢタイヤの性能の比較が可能となる。

【００４５】本実施例においては、従来と同様にロード
セル１６による正味の牽引力のデータに加えて、各々の
タイヤのトルクを測定することができるので、実車に装
着した各々のタイヤの性能を正確に、かつ容易にとらえ
ることができる。

【００４６】また、走行距離、タイヤ回転数、トルク、
トラクションを同時に測定し、時間毎にデータを並べる
ことにより、土の硬さ、水分量等のばらつきによる路
面、圃場の変化を考慮したタイヤ本来の走行性能を見出
すことが可能となる。

【００４７】なお、本実施例では、トルクを計測するた
めにストレインゲージ４４を用いたが、トルクを計測す
る手段としてはこれに限らず、磁わい式トルクセンサ等
のその他の構造のトルク計測手段を用いてもよい。

【００４８】また、本実施例では、走行距離計５８とし
て、糸６０の送り出し量を測定するようにしたが、走行
距離計５８としては、圃場の基準点からの距離を測定で
きる例えば、レーザー測距離計等を用いてもよい。

【００４９】更に、制動時の抵抗測定には、例えば、本
発明の測定装置を装着した車両を被牽引車として測定す
ることで、タイヤの制動性能を測定することができる。
また、自走時のタイヤ接線力も算出可能であり、これは
乗用車、トラック等へも容易に適用できる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明のタイヤ走行性能試験装置は上記の構成として牽引
力測定部で牽引走行時の車両の牽引力を検出し、トルク
検出部で牽引走行時の車両のタイヤに作用するトルクを
検出するようにしたので、タイヤの走行性能の評価基準
となる牽引力、タイヤに作用する接線力及び走行抵抗を
正確に算出できるため、タイヤ本来の走行性能を正確に
評価できるという優れた効果を有する。これにより、走
行抵抗を可能な限り小さくして牽引力を大きくしたタイ
ヤの設計が可能となる。

【００５１】請求項２に記載の発明のタイヤ走行性能試
験装置は上記の構成として、車両の走行距離を走行距離
検出部により検出し、タイヤ回転数をタイヤ回転数検出
部により検出するようにしたので、測定の為の作業が容
易であり、また、車両の走行速度に関係なく、更には天
候や路面状況に左右されずにタイヤのスリップ率を正確
に算出できるという優れた効果を有する。

【００５２】請求項３に記載の発明のタイヤ走行性能試
験装置は上記の構成としたので、車両の駆動時又は制動
時におけるタイヤの駆動性能又は制動性能として、タイ
ヤに作用するトルクを正確に測定でき、且つタイヤの接
線力を算出できるという優れた効果を有する。

【００５３】請求項４に記載の発明のタイヤ走行性能試
験装置は上記の構成としたので、車両の実走行距離を正
解に測定できるという優れた効果を有する。

【００５４】請求項５に記載の発明のタイヤ走行性能試
験装置は上記の構成としたので、タイヤの回転数を正確
に測定できるという優れた効果を有する。

【００５５】また、請求項６に記載の発明のタイヤ走行
性能試験装置は上記の構成としたので牽引走行時に、ト
ルク検出部及び牽引力測定部から、又は、走行距離検出
部及びタイヤ回転数検出部から出力されるデータを同時
に集積処理できるため、データの集積作業が容易である
という優れた効果を有する。さらに、集積されたこれら
のデータを基にして統計処理等をすることによりタイヤ
の走行性能を算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のタイヤ走行性能試験装置の概略構成図
である。

【図２】図１に示すタイヤ走行性能試験装置の側面図で
ある。

【図３】タイヤの装着されたホイール周辺の断面図であ
る。

【図４】走行距離計の斜視図である。

【図５】本実施例のタイヤ走行性能試験装置によって得
られたタイヤの特性図の一例である。

【符号の説明】

１０ トラクター（車両） １６ ロードセル（牽引力検出部） １８ データ集積装置（データ集積部） ２４ トルク検出部 ２８ ホイール ３３ タイヤ回転数検出部 ３４ スリット付円盤 ４４ ストレインゲージ（歪ゲージ） ５４ タイヤ ５６ フォトセンサ ５８ 走行距離計（走行距離検出部） ６２ リール

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行時の車両のタイヤに作用するトルク
   を検出するトルク検出部と、 牽引走行時の車両の牽引力を検出する牽引力検出部と、 を備えたことを特徴とするタイヤ走行性能試験装置。
2. 【請求項２】 走行時の車両の走行距離を検出する走行
   距離検出部と、 タイヤの回転数を検出するタイヤ回転数検出部と、 を備えたことを特徴とするタイヤ走行性能試験装置。
3. 【請求項３】 前記トルク検出部は、車両の車軸とホイ
   ールとの間に一体に介装されていることを特徴とする請
   求項１に記載のタイヤ走行性能試験装置。
4. 【請求項４】 前記走行距離検出部は、引張力を付与し
   た状態で糸を引出し・巻き戻しするリールを備えたこと
   を特徴とする請求項２に記載のタイヤ走行性能試験装
   置。
5. 【請求項５】 前記タイヤ回転数検出部は、タイヤと同
   期して回転するスリット付円盤と、前記スリット付円盤
   の回転中に所定の位置を通過するスリットを検出するセ
   ンサ部とを、備えたことを特徴とする請求項２に記載の
   タイヤ走行性能試験装置。
6. 【請求項６】 前記トルク検出部及び前記牽引力検出部
   又は、前記走行距離検出部及び前記タイヤ回転数検出部
   から出力されるデータを集積処理するデータ集積部を備
   えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタ
   イヤ走行性能試験装置。