(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-07
(45)【発行日】2022-10-18
(54)【発明の名称】散布装置及びタイヤ試験装置
(51)【国際特許分類】
G01M 17/02 20060101AFI20221011BHJP
B05C 19/06 20060101ALI20221011BHJP
B65D 88/26 20060101ALI20221011BHJP
【ＦＩ】
G01M17/02
B05C19/06
B65D88/26 C
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2019534438
(86)(22)【出願日】2018-07-25
(86)【国際出願番号】 JP2018027944
(87)【国際公開番号】W WO2019026733
(87)【国際公開日】2019-02-07
【審査請求日】2021-07-13
(31)【優先権主張番号】P 2017151165
(32)【優先日】2017-08-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2017226344
(32)【優先日】2017-11-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】391046414
【氏名又は名称】国際計測器株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100078880
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 修平
(72)【発明者】
【氏名】松本 繁
(72)【発明者】
【氏名】宮下 博至
(72)【発明者】
【氏名】村内 一宏
【審査官】奥野 尭也
(56)【参考文献】
【文献】特開２０００－２１１７４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０６－０１６３２８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平０９－１８３５１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１７６７０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００４／０１７３４３９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００５－１３２４２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０６－０２５２３６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】中国特許出願公開第１０３２０３３３１（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開平０８－０４０５６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第４３４９３２３（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開平０７－３００１８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５２７５１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－１８１６０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２４２０５６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｍ １７／０２
Ｇ０１Ｎ ３／５６
Ｂ６５Ｇ ６５／３０－６５／４８
Ｂ６５Ｄ ８８／２６－８８／３２
Ｂ６５Ｄ ８８／６８
Ｂ６５Ｂ ３７／１０
Ｂ６５Ｂ １／１２
Ｂ０５Ｃ １９／００－１９／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被散布体が貯蔵されるホッパーと、
前記ホッパー内の前記被散布体を撹拌する撹拌子と、
前記ホッパーから出た前記被散布体を定量的に搬送する搬送部と、
前記搬送部によって搬送された前記被散布体を吸引して、該被散布体が分散した気体を噴出させるエジェクターと、
を備え、
前記ホッパーが、円柱面状の内周面を有し、
前記撹拌子が、前記内周面と接触しながら旋回する摺動子を有し、
前記摺動子が、導電性又は帯電防止性を有する樹脂から形成されたブラシである、
散布装置。
【請求項2】
前記搬送部が、スクリューと、
前記スクリューを収容する筒状のケースと、
前記スクリューを所定の回転数で回転させる駆動部と、を備えた、
請求項１に記載の散布装置。
【請求項3】
前記ケースの軸方向一端側において該ケースの入口が上向きに開口し、前記入口に前記ホッパーの底部に形成された該ホッパーの排出口が接続された、
請求項２に記載の散布装置。
【請求項4】
前記撹拌子が、前記ホッパーの内周面と同心に配置され、該内周面の軸を中心に回転するロッドと、
前記ロッドの側面から前記ホッパーの内周面に向かって延びる枝部と、
前記枝部に取り付けられた、前記摺動子を保持する摺動子保持部と、を備えた、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の散布装置。
【請求項5】
複数の前記摺動子を備え、前記複数の摺動子が、前記ホッパーの軸方向において異なる位置に配置された、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の散布装置。
【請求項6】
前記ホッパーの軸方向において隣接する２つの前記摺動子が、前記旋回の方向において、異なる位置に配置された、請求項５に記載の散布装置。
【請求項7】
前記搬送部により搬送された前記被散布体を前記エジェクターに導く第１の管路を備え、前記搬送部のケースの軸方向他端側において該ケースの出口が下向きに開口し、
前記ケースの出口には、下方に延びる直管の入口が接続され、
前記直管の出口と前記第１の管路の入口とが、隙間を介して、上下に対向して配置された、
請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の散布装置。
【請求項8】
模擬路面と、試験タイヤを前記模擬路面に接地した状態で回転可能に保持するタイヤ保持部と、
前記模擬路面及び前記試験タイヤの外周面の少なくとも一方に、前記試験タイヤの摩耗により生じるゴム屑を付着し難くする粉末を散布する、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の散布装置と、
を備えた、
タイヤ試験装置。
【請求項9】
外周に前記模擬路面が設けられた回転ドラムと、前記試験タイヤに与えるトルクを発生するトルク発生部と、
前記回転ドラムを回転駆動する電動機であるモーターを備えた回転駆動部と、
を備え、
前記トルク発生部が、
回転可能に支持されたケースと、
前記ケースに同軸に取り付けられた電動機であるサーボモーターと、を備え、
回転駆動部が前記トルク発生部のケースを回転駆動する、
請求項８に記載のタイヤ試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タイヤ試験方法、タイヤ試験装置及び散布装置に関する。
【背景技術】
【0002】
タイヤの摩耗性を評価するタイヤ摩耗試験には、実車に試験タイヤを装着し、所定の条件で実路面上を走行して、このときに生じるタイヤの摩耗を調べる実走試験の他に、特開昭５７－９１４４０号公報に記載されているような、回転ドラムの外周面（模擬路面）にタイヤを接地させた状態で回転ドラムとタイヤを回転させてタイヤを摩耗させる台上試験（模擬試験）がある。
【発明の概要】
【0003】
このような模擬試験を行うタイヤ試験装置では、タイヤの摩耗により発生するゴム屑がタイヤ試験装置の各部に付着して、タイヤ試験装置の故障の原因となり得る。
【0004】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、タイヤ摩耗試験により発生するゴム屑がタイヤ試験装置や試験タイヤに付着するのを防ぎ、これによりタイヤ試験装置の故障を防止することを目的とする。
【0005】
本発明の一実施形態によれば、回転ドラムの外周に設けられた模擬路面に試験タイヤを接地させる接地ステップと、回転ドラム及び模擬路面に接地した試験タイヤを回転させる回転ステップと、回転ドラム及び試験タイヤの少なくとも一方の外周面に、試験タイヤの摩耗によって生じるゴム屑を付着し難くする粉末を散布する粉末散布ステップと、を含む、タイヤ試験方法が提供される。
【0006】
上記のタイヤ試験方法において、粉末散布ステップが、粉末を一定のレートで搬送する搬送ステップと、搬送された粉末を気体に分散させる分散ステップと、粉末が分散した気体を外周面に吹き付ける吹付ステップと、を含む構成としてもよい。
【0007】
上記のタイヤ試験方法において、吹付ステップにおいて、粉末が分散した気体を、模擬路面と試験タイヤとの接地部に向けて、走行方向前方から吹き付ける構成としてもよい。
【0008】
上記のタイヤ試験方法において、搬送ステップにおいて、搬送手段であるスクリューを所定の速度で回転させることにより、粉末を一定のレートで搬送する構成としてもよい。
【0009】
上記のタイヤ試験方法において、分散ステップが、エジェクターに圧縮された気体を供給する圧縮気体供給ステップと、エジェクターが発生する負圧により粉末を吸引するステップと、気体に分散した粉末をエジェクターから噴出させる噴出ステップと、を含む構成としてもよい。
【0010】
上記のタイヤ試験方法において、分散ステップが、エジェクターから噴出した気体を吹き付ける位置まで管路により導く誘導ステップと、を含み、誘導ステップにおいて、粉末がより均一に気体に分散される構成としてもよい。
【0011】
上記のタイヤ試験方法において、吹付ステップが、粉末が分散した気体をラッパぐちから吹き付ける構成としてもよい。
【0012】
上記のタイヤ試験方法において、粉末がタルクを含む構成としてもよい。
【0013】
また、本発明の別の一実施形態によれば、被散布体を定量的に搬送する搬送部と、搬送部によって搬送された被散布体を吸引して、被散布体が分散した気体を噴出させるエジェクターと、を備えた、散布装置が提供される。
【0014】
この構成によれば、被散布体を定量的に（例えば、単位時間当たり一定の量を連続的に）散布可能な散布装置が提供される。
【0015】
上記の散布装置において、搬送部が、スクリューと、スクリューを収容する筒状のケースと、スクリューを所定の回転数で回転させる駆動部と、を備えた構成としてもよい。
【0016】
上記の散布装置において、スクリューが、外周面に螺旋状の溝が形成された略円柱状部材である構成としてもよい。
【0017】
上記の散布装置において、被散布体が貯蔵されるホッパーを備え、ケースの軸方向一端側においてケースの入口が上向きに開口し、入口にホッパーの底部に形成されたホッパーの排出口が接続された構成としてもよい。
【0018】
上記の散布装置において、ホッパー内の被散布体を撹拌する撹拌子を備え、ホッパーが、円柱面状の内周面を有し、撹拌子が、ホッパーの内周面と接触しながら旋回する摺動子を有する構成としてもよい。
【0019】
上記の散布装置において、撹拌子が、ホッパーの内周面と同心に配置され、内周面の軸を中心に回転するロッドと、ロッドの側面からホッパーの内周面に向かって延びる枝部と、枝部に取り付けられた、摺動子を保持する摺動子保持部と、を備えた構成としてもよい。
【0020】
上記の散布装置において、複数の摺動子を備え、複数の摺動子が、ホッパーの軸方向において異なる位置に配置された構成としてもよい。
【0021】
上記の散布装置において、ホッパーの軸方向において隣接する２つの摺動子が、旋回の方向において、異なる位置に配置された構成としてもよい。
【0022】
上記の散布装置において、搬送部により搬送された被散布体をエジェクターに導く第１の管路を備え、搬送部のケースの軸方向他端側においてケースの出口が下向きに開口し、ケースの出口には、下方に延びる直管の入口が接続され、直管の出口と第１の管路の入口とが、隙間を介して、上下に対向して配置された構成としてもよい。
【0023】
また、本発明の更に別の一実施形態によれば、外周面に模擬路面が設けられた回転ドラムと、試験タイヤを模擬路面に接地した状態で回転可能に保持するタイヤ保持部と、回転ドラム及びタイヤ保持部を回転させる駆動部と、回転ドラム及び試験タイヤの少なくとも一方の外周面に、試験タイヤの摩耗によって生じるゴム屑を付着し難くする粉末を散布する上記の散布装置と、を備えた、タイヤ試験装置が提供される。
【0024】
また、本発明の更に別の一実施形態によれば、外周に模擬路面が設けられた回転ドラムと、試験タイヤを模擬路面に接地した状態で回転可能に保持するタイヤ保持部と、試験タイヤに与えるトルクを発生するトルク発生部と、回転ドラムを回転駆動する電動機であるモーターを備えた回転駆動部と、を備え、トルク発生部が、回転可能に支持されたケースと、ケースに同軸に取り付けられた電動機であるサーボモーターと、を備え、回転駆動部がトルク発生部のケースを回転駆動する、タイヤ試験装置が提供される。
【0025】
この構成によれば、油圧システムを使用しないため、作動油による環境汚染を防止することができ、従来の油圧を使用した装置と比べてエネルギー消費量を低減することが可能になる。また、トルク発生部（トルク発生装置）を導入することにより、回転駆動とトルク発生という２つの役割を２つのモーターに分担させることが可能になるため、低容量で小型のモーターを使用することが可能になり、更なる省エネと省スペース化が可能になる。
【0026】
上記のタイヤ試験装置において、模擬路面が、回転ドラムの外周に着脱可能な複数の模擬路面ユニットにより形成された構成としてもよい。
【0027】
この構成によれば、模擬路面ユニットをプレハブで製造することが可能になり、生産効率の向上が可能になる。
【0028】
上記のタイヤ試験装置において、模擬路面ユニットが、回転ドラムの外周に着脱可能なフレームと、フレームの表面に着脱可能な模擬路面体と、を備えた構成としてもよい。
【0029】
この構成によれば、消耗品である模擬路面体の交換が容易になる。また、低コストで模擬路面体のバリエーションを増やすことが可能になる。
【0030】
上記のタイヤ試験装置において、模擬路面が、骨材と、骨材を結合する結合材と、を含む材料から形成された構成としてもよい。
【0031】
上記のタイヤ試験装置において、骨材がセラミックス片を含み、
結合材が硬化性樹脂を含む構成としてもよい。
結合材が硬化性樹脂を含む構成としてもよい。
【0032】
上記のタイヤ試験装置において、模擬路面が、実際の道路の路面と同じ材料（又は異なる材料）により形成された構成としてもよい。
【0033】
上記のタイヤ試験装置において、模擬路面が、回転ドラムの軸方向に並ぶ複数の走行レーンを有する構成としてもよい。
【0034】
上記のタイヤ試験装置において、複数の走行レーンが、同じ材料（又は異なる材料）により形成された構成としてもよい。
【0035】
上記のタイヤ試験装置において、タイヤ保持部が、回転ドラムを軸方向に移動することにより回転ドラムが走行する走行レーンを切り替え可能な走行レーン切替機構を備えた構成としてもよい。
【0036】
上記のタイヤ試験装置において、回転駆動部からトルク発生部への動力の伝達を中継する中継部と、回転駆動部と中継部とを連結する第１の連結手段と、中継部とトルク発生部とを連結する第２の連結手段と、を備え、第２の連結手段が巻掛け伝動機構を含み、巻掛け伝動機構が、トルク発生部のケースに同軸に取り付けられた受動プーリーを備えた構成としてもよい。
【0037】
上記のタイヤ試験装置において、回転駆動部が、動力結合部を備え、動力結合部が、モーターが接続された入力軸と、一端に第１の連結手段が接続され、他端に回転ドラムの軸が接続された出力軸と、を備えた構成としてもよい。
【0038】
上記のタイヤ試験装置において、中継部が、第１の連結手段が接続された第１のギヤと、第１のギヤと噛み合い、かつ、第２の連結手段が接続された第２のギヤと、を備え、第１のギヤと第２のギヤの回転軸間の距離を変更できるように、第１のギヤ及び第２のギヤのいずれか一方のギヤが他方との距離方向に移動可能に構成され、第１の連結手段及び第２の連結手段のうち、一方のギヤと接続された方が、両端部にユニバーサルジョイントを備え、かつ、長さが可変に構成されたドライブシャフトを含む構成としてもよい。
【0039】
上記のタイヤ試験装置において、トルク発生部が、サーボモーターの軸に連結された第１の軸を備え、ケースが、一端部に第１の軸を通す開口部が形成された筒状であり、サーボモーター及び第１の軸の一端側の部分がケース内に収容され、第１の軸の他端側の部分が開口部からケースの外部に露出した構成としてもよい。
【0040】
上記のタイヤ試験装置において、タイヤ保持部が試験タイヤを回転可能に保持するスピンドル部と、スピンドル部の位置又は向きを変更して模擬路面に対する試験タイヤのアライメントを調整可能なアライメント機構と、を備え、スピンドル部が、タイヤが装着されるホイール部と、一端にホイール部が同軸に取り付けられ、回転可能に支持されたスピンドルと、を備えた構成としてもよい。
【0041】
上記のタイヤ試験装置において、トルク発生部の第１の軸とスピンドルとを連結する第３の連結手段を備え、第３の連結手段が、等速ジョイントを含む構成としてもよい。
【0042】
上記のタイヤ試験装置において、タイヤ保持部が、スピンドルを回転可能に支持するスピンドルケースと、試験タイヤが模擬路面に接地する接地面と垂直かつホイール部の中心を通る軸の周りにスピンドルケースを回転させることによって試験タイヤのスリップ角を調整可能なスリップ角調整機構と、接地面を通りスピンドルと垂直な軸の周りにスピンドルケースを回転させることによって試験タイヤのキャンバ角を調整可能なキャンバ角調整機構と、スピンドルケースを接地面と垂直な方向に移動することによって試験タイヤの垂直荷重を調整可能なタイヤ荷重調整機構と、を備えた構成としてもよい。
【0043】
上記のタイヤ試験装置において、回転ドラム及び試験タイヤの少なくとも一方の外周に、試験タイヤの摩耗により生じるゴム屑を付着し難くする粉末を散布する上記の散布装置を備えた構成としてもよい。
【0044】
本発明の一実施形態によれば、タイヤ試験により発生するゴム屑がタイヤ試験装置や試験タイヤに付着するのを防ぎ、これによりタイヤ試験装置の故障を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】本発明の実施形態に係るタイヤ試験装置の平面図である。
【図2】本発明の実施形態に係るタイヤ試験装置の正面図である。
【図3】本発明の実施形態に係るタイヤ試験装置の右側面図である。
【図4】本発明の実施形態に係るタイヤ試験装置の左側面図である。
【図5】制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【図6】模擬路面ユニットの外観図である。
【図7】模擬路面ユニットの横断面図である。
【図8】トルク発生部の縦断面図である。
【図9】キャンバ調節機構の側面図である。
【図11】タイヤのトレッドの２次元プロファイルの模式図である。
【図10】滑材散布装置の概略構成を示す図である。
【図12】本発明の第２実施形態に係るタイヤ試験装置の平面図である。
【図13】本発明の第２実施形態に係るタイヤ試験装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0046】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一の又は対応する構成要素には、同一の又は対応する符号を付して、重複する説明は省略する。
【0047】
図１～４は、順に、本発明の一実施形態に係るタイヤ試験装置１の平面図、正面図、右側面図及び左側面図である。なお、説明の便宜のため、図２～４において、タイヤ試験装置１の一部の図示が省略されている。また、図５は、タイヤ試験装置１の制御システム１ａの概略構成を示すブロック図である。
【0048】
以下の説明において、図１中に座標で示すように、図１における左から右へ向かう方向をＸ軸方向、下から上へ向かう方向をＹ軸方向、紙面に垂直に裏か表に向かう方向をＺ軸方向と定義する。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は互いに直交する水平方向であり、Ｚ軸方向は鉛直方向である。
【0049】
タイヤ試験装置１は、回転ドラム２２の外周に設けられた模擬路面２３ｂに試験タイヤＴを接地させた状態で回転ドラム２２と試験タイヤＴを所定時間（例えば２４時間）回転させることで、試験タイヤＴを実走試験に近い条件で摩耗させるタイヤの台上試験を行うことが可能な装置である。本実施形態のタイヤ試験装置１は、駆動系に電動機及び動力循環方式を採用することにより、高いエネルギー利用効率を実現している。また、後述するトルク発生装置を採用することにより、回転駆動とトルク付与という２つの機能にそれぞれ専用のモーターを設けて、回転制御とトルク制御を独立に行うことが可能になっている。これにより、自由度が高く高精度のトルク制御が可能になると共に、電動機の低容量化が可能になり、試験装置の小型化及び消費電力の低減が可能になっている。また、トルク発生装置に、加速性能に優れた超低慣性サーボモーターを使用することにより、急発進・急制動時の高い周波数成分を有するトルク変動を正確に再現することが可能になっている。
【0050】
タイヤ試験装置１は、試験タイヤＴを保持するタイヤ保持部１０と、試験タイヤＴが接地する模擬路面２３ｂを有する路面部２０と、動力循環回路を回転駆動する回転駆動部３０と、試験タイヤＴに与える制動力及び駆動力を発生するトルク発生部５０と、回転駆動部３０からトルク発生部５０への動力伝達を中継する中継部４０を備えている。また、タイヤ試験装置１は、回転駆動部３０と中継部４０とを連結する第１連結手段（ドライブシャフト６２）と、中継部４０とトルク発生部５０とを連結する第２連結手段（Ｖベルト６６）と、トルク発生部５０とタイヤ保持部１０（スピンドル１５２）とを連結する第３連結手段（等速ジョイント６４）を備えている。路面部２０、回転駆動部３０、中継部４０、トルク発生部５０及びタイヤ保持部１０の後述するスピンドル部１５は、試験タイヤＴを介して環状に連結して、動力循環回路を形成している。
【0051】
なお、本実施形態では、回転ドラム２２がＹ軸方向に回転軸を向けて配置されているが、例えばＸ軸方向、Ｚ軸方向又はこれらの中間方向（例えばＸ軸及びＺ軸のそれぞれと４５°の角度を成す方向）に回転ドラム２２の回転軸を向けて配置してもよい。その場合、タイヤ試験装置１のその他の各部の向きや配置も回転ドラム２２の向きに応じて変更される。
【0052】
また、図５に示すように、タイヤ試験装置１の制御システム１ａは、試験装置全体の動作を統制する中央制御部７０と、タイヤ試験装置１に設けられた各種センサからの信号に基づいて各種の計測を行う計測部８０と、外部との入出力を行うインターフェース部９０を備えている。
【0053】
図１－４に示すように、路面部２０は、回転ドラム２２と、回転ドラム２２の外周部に設けられた模擬路面部２３と、回転ドラム２２の軸２２ａを回転可能に支持する軸受部２４を備えている。軸受部２４は、回転ドラム２２の回転数を検出するロータリーエンコーダー２４１（図５）を備えている。本実施形態の模擬路面部２３は、回転ドラム２２の外周に周方向に隙間なく並べられた複数枚の模擬路面ユニット２３１（図６、図７）により形成されている。
【0054】
図６は、回転ドラム２２の外周に取り付けられる模擬路面ユニット２３１の斜視図である。また、図７は、図６に示す切断面Ａ－Ａ´で模擬路面ユニット２３１を切断した横断面図である。模擬路面ユニット２３１は、フレーム２３１ａと、フレーム２３１ａの表面に形成された凹部２３１ａｄに嵌め込まれた模擬路面体２３１ｂ（２３１ｂ１、２３１ｂ２）と、フレーム２３１ａとの間で模擬路面体２３１ｂを挟み込んでフレーム２３１ａに固定する左右一対の押さえ板２３１ｃを備える。押さえ板２３１ｃは、複数の皿ねじ２３１ｄによりフレーム２３１ａに固定されている。また、フレーム２３１ａの幅方向（図７における横方向）両端部には、模擬路面ユニット２３１を回転ドラム２２に固定するためのボルトを通す貫通孔２３１ａｈが形成されている。
【0055】
模擬路面２３ｂは、周方向に並べられた複数の模擬路面体２３１ｂの表面によって形成される。本実施形態の模擬路面体２３１ｂは、互いに異なる材料によって形成された周方向に延びる２つの部分（図７における左半分の第１部分２３１ｂ１と右半分の第２部分２３１ｂ２）から構成されている。第１部分２３１ｂ１は後述する第１走行レーン２３ｂ１を形成し、第２部分２３１ｂ２は第２走行レーン２３ｂ２を形成する。
【0056】
なお、模擬路面体２３１ｂの全体を単一の材料により均一に形成してもよい。また、本実施形態の模擬路面体２３１ｂは、表面が滑らかな円柱面状に形成されているが、例えば模擬路面体２３１ｂの厚さを周方向（又は、周方向及び幅方向の両方向）において周期的に又はランダムに変化させて、表面に周方向（又は、周方向及び幅方向の両方向）の凹凸を設けても良い。
【0057】
また、本実施形態では、予め形成された模擬路面体２３１ｂが押さえ板２３１ｃによってフレーム２３１ａに取り付けられているが、模擬路面体２３１ｂにフレーム２３１ａに固定するためのボルトを通す貫通穴を設けて、模擬路面体２３１ｂを直接ボルトでフレーム２３１ａに取り付けてもよい。また、例えばコンクリートや硬化性樹脂等の可塑性を有する材料を凹部２３１ａｄに充填して硬化させることにより模擬路面ユニット２３１の表面に模擬路面体２３１ｂを定着させてもよい。
【0058】
模擬路面体２３１ｂは、例えば炭化ケイ素やアルミナ等の耐摩耗性に優れたセラミックスを粉砕した(更に、必要に応じて研磨した)骨材に、例えばウレタン樹脂やエポキシ樹脂等の硬化性の樹脂を含む結合剤（バインダー）を添加したものを成形・硬化させた部材である。
【0059】
本実施形態においては、模擬路面２３ｂは、回転ドラム２２の軸方向（幅方向）に２つの走行レーン（第１走行レーン２３ｂ１、第２走行レーン２３ｂ２）に区画されて形成されている。なお、本実施形態では、模擬路面２３ｂに２つの走行レーンが形成されているが、単一又は３つ以上の走行レーンが形成されていてもよい。模擬路面２３ｂの２つの走行レーン２３ｂ１、２３ｂ２は、使用する骨材の粒径や量を変えて形成されている。走行方向を向いて右側の第１走行レーン２３ｂ１は、アスファルト舗装路面等の滑らかな路面を模擬した模擬路面であり、左側の第２走行レーン２３ｂ２は、石畳等の粗い路面を模擬した模擬路面である。試験タイヤＴを接地させる模擬路面２３ｂの走行レーン２３ｂ１、２３ｂ２を切り替えることにより、路面条件を変更することができるようになっている。走行レーンの切り替えは、後述するタイヤ保持部１０のトラバース機構１１（走行レーン切替機構）により行われる。
【0060】
回転駆動部３０は、モーター３２と、モーター３２から出力される動力を動力循環回路に結合させる動力結合部３４を備えている。モーター３２はインバーター回路３２ａ（図５）によって駆動制御される。モーター３２のシャフト３２ｂは、動力結合部３４の入力軸３４ａと結合している。動力結合部３４の出力軸３４ｂの一端３４ｂ１は、回転ドラム２２の軸２２ａと結合し、出力軸３４ｂの他端３４ｂ２は、ドライブシャフト６２の一端と結合している。動力結合部３４の出力軸３４ｂは動力循環回路の一部を構成しており、動力結合部３４を介して、モーター３２の出力軸が動力循環回路と結合している。すなわち、モーター３２によって、動力循環回路が回転駆動され、動力循環回路の回転数が制御されるようになっている。
【0061】
中継部４０は、ギヤボックス４２と、駆動プーリー４４と、駆動プーリー４４の軸を回転可能に支持する軸受部４５と、駆動プーリー４４に巻掛けられたＶベルト６６に所定の張力を与えるテンションプーリー４６と、テンションプーリー４６の軸を回転可能に支持する軸受部４７を備えている。
【0062】
ギヤボックス４２は、ドライブシャフト６２の他端と結合した第１ギヤ４２ａと、第１ギヤ４２ａと噛み合う第２ギヤ４２ｂを備えている。第２ギヤ４２ｂは駆動プーリー４４の軸と結合している。本実施形態では、第１ギヤ４２ａと第２ギヤ４２ｂの歯数が同数であるため、ギヤボックス４２は、ドライブシャフト６２から入力された回転を、等速逆向きの回転に変換して、駆動プーリー４４に伝達する。
【0063】
第１ギヤ４２ａ及び第２ギヤ４２ｂは、歯数（直径）の異なるものに交換可能になっている。例えば、第１ギヤ４２ａと第２ギヤ４２ｂの歯数に差を与えて、ギヤボックス４２により回転速度が増減するようにしてもよい。第１ギヤ４２ａ及び第２ギヤ４２ｂの歯数を変更可能にするために、第１ギヤ４２ａと第２ギヤ４２ｂの回転軸間の距離が変更可能になっている。具体的には、第２ギヤ４２ｂの回転軸の位置が固定されており、第１ギヤ４２ａの回転軸の位置が横（第２ギヤ４２ｂとの距離方向。すなわち、Ｘ軸方向。）に移動可能になっている。各ギヤの歯数を変更する場合には、第１ギヤ４２ａの回転軸の位置を横に移動して第２ギヤ４２ｂとの噛み合いが調整される。両端部にそれぞれユニバーサルジョイント６２１を備え、長さが可変なドライブシャフト６２によって回転駆動部３０（具体的には、動力結合部３４の出力軸３４ｂの他端３４ｂ２）と第１ギヤ４２ａが連結されている。そのため、第１ギヤ４２ａが横に移動しても、ドライブシャフト６２や第１ギヤ４２ａに歪みが生じず、動力循環回路のスムーズな回転が維持されるようになっている。
【0064】
図８は、トルク発生部５０（トルク発生装置）の縦断面図である。トルク発生部５０は、外筒５１（ケース）と、外筒５１内に備え付けられたサーボモーター５２、減速機５３及び軸５４と、外筒５１を回転可能に支持する３つの軸受部５５、５５、５６と、スリップリング部５７（スリップリング５７ａ、ブラシ５７ｂ）と、スリップリング５７ａを回転可能に支持する軸受部５８と、従動プーリー５９を備えている。
【0065】
本実施形態においては、サーボモーター５２は、回転部の慣性モーメントが０．０１ｋｇ・ｍ２以下、定格出力が７ｋＷ乃至３７ｋＷの超低慣性高出力型のＡＣサーボモーターが使用される。図５に示すように、サーボモーター５２は、サーボアンプ５２ａを介して中央制御部７０に接続されている。
【0066】
外筒５１は、直径が大きな円筒状のモーター収容部５１２及び減速機保持部５１３と、直径が小さな略円筒状の軸部５１４及び５１６を有している。モーター収容部５１２の一端（図８における右端）には、軸部５１４が同軸に（すなわち回転軸が一致するように）結合している。また、モーター収容部５１２の他端（図８における左端）には、減速機保持部５１３を介して、軸部５１６が同軸に結合している。軸部５１４は軸受部５６により回転可能に支持され、軸部５１６は一対の軸受部５５により回転可能に支持されている。
【0067】
一対の軸受部５５の間には、軸部５１６と結合した従動プーリー５９が配置されている。外筒５１は、従動プーリー５９を介して、中継部４０の駆動プーリー４４との間に巻掛けられたＶベルト６６（図１）によって回転駆動される。
【0068】
軸部５１６の内周の両端部には、軸受５１７が設けられている。軸５４は、軸部５１６の中空部に挿入され、一対の軸受５１７を介して軸部５１６によって回転可能に支持されている。軸５４は、軸部５１６を貫通していて、その一端は減速機保持部５１３内に突出し、他端は外筒５１の外部に突出している。
【0069】
モーター収容部５１２の中空部にはサーボモーター５２が収容されている。サーボモーター５２は、その軸５２１がモーター収容部５１２と同軸に配置され、モーターケースが複数のロッド５２３によりモーター収容部５１２に固定されている。また、サーボモーター５２のフランジ５２２は、連結筒５２４を介して、減速機５３のギヤケース５３ａと結合している。また、減速機５３のギヤケース５３ａは、減速機保持部５１３の内フランジ５１３ａに固定されている。
【0070】
サーボモーター５２の軸５２１は、減速機５３の入力軸５３１と接続されている。また、減速機５３の出力軸５３２には軸５４が接続されている。サーボモーター５２から出力されるトルクは、減速機５３によって増幅されて、軸５４に伝達される。軸５４の回転は、回転駆動部３０のモーター３２によって駆動される外筒５１の回転に、サーボモーター５２によって駆動される回転が足し合されたものとなる。
【0071】
外筒５１の軸部５１４には、スリップリング５７ａが接続されている。また、スリップリング５７ａと接触するブラシ５７ｂは、軸受部５８の固定フレーム５８ａに支持されている。サーボモーター５２のケーブル５２５は、軸部５１４の中空部に通され、スリップリング５７ａに接続されている。また、ブラシ５７ｂはサーボアンプ５２ａ（図５）に接続されている。すなわち、サーボモーター５２とサーボアンプ５２ａとは、スリップリング部５７を介して接続されている。
【0072】
次に、図１－３及び図９を参照しながら、タイヤ保持部１０の構成を説明する。図９は、タイヤ保持部１０の背面図（部分断面図）である。タイヤ保持部１０は、試験タイヤＴを、模擬路面２３ｂに対して所定のアライメントで接地させ、所定の荷重を与えながら、回転可能に保持する機構部である。タイヤ保持部１０は、上下に積層された４つのベースプレート１０１、１０２、１０３、１０４と、試験タイヤＴを回転可能に保持するスピンドル部１５を備えている。また、タイヤ保持部１０は、試験タイヤＴのアライメント機構として、トラバース機構１１、キャンバ角調整機構１２、タイヤ荷重調整機構１３及びスリップ角調整機構１４を備えている。アライメント機構は、スピンドル部１５の位置又は向きを変更することにより、模擬路面２３ｂに対する試験タイヤＴにアライメントを調整可能な機構である。
【0073】
トラバース機構１１（走行レーン切替機構）は、ベースプレート１０１に対してベースプレート１０２をＹ軸方向に移動させることにより、試験タイヤＴの位置を軸方向に移動させて、試験タイヤＴを接地させる模擬路面２３ｂの走行レーン２３ｂ１、２３ｂ２を切り替える機構である。トラバース機構１１は、ベースプレート１０１に対してベースプレート１０２を回転ドラム２２の軸方向（Ｙ軸方向）に案内する複数のリニアガイド１１１と、ベースプレート１０２を駆動するサーボモーター１１２と、サーボモーター１１２の回転運動をＹ軸方向の直線運動に変換するボールねじ１１３（送りねじ機構）を備えている。なお、ボールねじ１１３は、ねじ軸１１３ａとナット１１３ｂを備えている。
【0074】
また、各リニアガイド１１１は、レール１１１ａと、図示されていない転動体を介してレール１１１ａ上を走行可能な一つ以上のキャリッジ１１１ｂを備えている。リニアガイド１１１のレール１１１ａはベースプレート１０１の上面に取り付けられていて、キャリッジ１１１ｂはベースプレート１０２の下面に取り付けられている。すなわち、ベースプレート１０１とベースプレート１０２とは、複数のリニアガイド１１１を介して、Ｙ軸方向にスライド可能に連結されている。
【0075】
また、ベースプレート１０１には、Ｙ軸方向に軸を向けたサーボモーター１１２が取り付けられている。サーボモーター１１２の軸はボールねじ１１３のねじ軸１１３ａと結合し、ナット１１３ｂはベースプレート１０２の下面に取り付けられている。サーボモーター１１２を駆動することにより、ベースプレート１０２がベースプレート１０１に対してＹ軸方向に移動する。これにより、回転ドラム２２に対する試験タイヤＴの位置がＹ軸方向に移動し、試験タイヤＴが接地する模擬路面２３ｂの走行レーン２３ｂ１、２３ｂ２が切り換えられる。
【0076】
図５に示すように、サーボモーター１１２は、サーボアンプ１１２ａを介して中央制御部７０に接続されている。サーボモーター１１２による走行レーンの切り替え動作は、中央制御部７０によって制御される。
【0077】
図９は、タイヤ保持部１０の上部を示す背面図である。キャンバ角調整機構１２は、ベースプレート１０２に対してベースプレート１０３をＺ軸周りに旋回させることにより、試験タイヤＴのキャンバ角を調整する機構である。キャンバ角調整機構１２は、鉛直に延びる軸１２１と、軸１２１を回転可能に支持する軸受１２２と、軸１２１を中心とするベースプレート１０３の旋回を案内する曲線ガイド１２３と、Ｙ軸方向に軸を向けてベースプレート１０２に取り付けられたサーボモーター１２４と、サーボモーター１２４の回転運動をＹ軸方向の直線運動に変換するボールねじ１２５（送りねじ機構）を備えている。
【0078】
軸１２１はベースプレート１０３に取り付けられ、軸受１２２はベースプレート１０２に取り付けられている。軸受１２２には、軸１２１の角度位置（すなわち、キャンバ角）を検出する、図５に示すロータリーエンコーダー１２２ａ（キャンバ角検出手段）が設けられている。また、軸１２１は、回転ドラム２２に試験タイヤＴが接地する接地面の直下に配置されている。具体的には、軸１２１の中心線（回転軸）は、スピンドル１５２と垂直な接地面を通る直線となっている。曲線ガイド１２３は、軸１２１と同心の円弧状に延びるレール１２３ａと、図示されていない転動体を介してレール１２３ａ上を走行可能なキャリッジ１２３ｂを備えている。レール１２３ａはベースプレート１０２の上面に取り付けられ、キャリッジ１２３ｂはベースプレート１０３の下面に取り付けられている。また、ボールねじ１２５のねじ軸１２５ａはサーボモーター１２４の軸と結合し、ナット１２５ｂは鉛直軸周りに揺動可能なヒンジ１２６を介してベースプレート１０３に取り付けられている。サーボモーター１２４を駆動することにより、ベースプレート１０３が軸１２１を中心に旋回して、試験タイヤＴのキャンバ角が変化する。
【0079】
図５に示すように、サーボモーター１２４は、サーボアンプ１２４ａを介して中央制御部７０に接続されている。サーボモーター１２４によるキャンバ角の調整動作は、中央制御部７０によって制御される。
【0080】
タイヤ荷重調整機構１３は、ベースプレート１０３に対してベースプレート１０４をＸ軸方向に移動させることにより、試験タイヤＴを径方向に移動させて、試験タイヤＴに加えられる垂直荷重（接地圧）を調整する機構である。タイヤ荷重調整機構１３は、ベースプレート１０３に対してベースプレート１０４を回転ドラム２２の径方向（Ｘ軸方向）に案内する複数のリニアガイド１３１と、ベースプレート１０４を駆動するサーボモーター１３２と、サーボモーター１３２の回転運動をＸ軸方向の直線運動に変換するボールねじ１３３（送りねじ機構）を備えている。
【0081】
リニアガイド１３１は、Ｘ軸方向に延びるレール１３１ａと、転動体を介してレール上を走行可能なキャリッジ１３１ｂを備えている。リニアガイド１３１のレール１３１ａはベースプレート１０３の上面に取り付けられ、キャリッジ１３１ｂはベースプレート１０４の下面に取り付けられている。
【0082】
また、ベースプレート１０３には、Ｘ軸方向に軸を向けたサーボモーター１３２が取り付けられている。サーボモーター１３２の軸はボールねじ１３３のねじ軸１３３ａと結合し、ナット１３３ｂはベースプレート１０４に取り付けられている。サーボモーター１３２を駆動することにより、ナット１３３ｂと共に、ベースプレート１０４がベースプレート１０３に対してＸ軸方向に移動する。これにより、回転ドラム２２と試験タイヤＴの軸間距離が変化し、試験タイヤＴの荷重が変化する。
【0083】
図５に示すように、サーボモーター１３２は、サーボアンプ１３２ａを介して中央制御部７０に接続されている。サーボモーター１３２による試験タイヤＴの荷重調整動作は、中央制御部７０によって制御される。
【0084】
スリップ角調整機構１４は、ベースプレート１０４に対してスピンドル部１５をＸ軸周りに回転させることにより、回転ドラム２２の回転軸に対して試験タイヤＴの回転軸をＸ軸周りに傾けて、試験タイヤＴのスリップ角を調整する機構である。
【0085】
スリップ角調整機構１４は、スピンドル部１５のスピンドルケース１５４（軸受部）に一端が固定されてＹ軸方向に延びる軸１４１と、軸１４１をＸ軸周り（すなわち、接地面に垂直な軸の周り）に回転可能に支持する軸受部１４２と、サーボモーター１４３と、ボールねじ１４４（送りねじ機構）を備えている。軸受部１４２は、軸１４１の角度位置（すなわち、試験タイヤＴのスリップ角）を検出するロータリーエンコーダー１４２ａ（図５）を備えている。軸１４１の中心線（回転軸）は、ホイール部１５６の略中心を通り、ホイール部１５６の回転軸と垂直に配置されている。サーボモーター１４３は、軸を略Ｚ軸方向に向けて、Ｙ軸周りに揺動可能なヒンジ１４３ｂを介してベースプレート１０４に取り付けられている。サーボモーター１４３の軸はボールねじ１４４のねじ軸１４４ａと結合している。また、ボールねじ１４４のナット１４４ｂは、Ｙ軸周りに揺動可能なヒンジ１４６を介して、スピンドルケース１５４のＸ軸方向における一端部（軸１４１の中心からＸ軸方向に離れた箇所）に取り付けられている。
【0086】
サーボモーター１４３を駆動して、ボールねじ１４４のナット１４４ｂを上下に移動させることで、スピンドルケース１５４が軸１４１と共に回転する。これにより、スピンドル部１５に保持された試験タイヤＴのスリップ角が変化する。
【0087】
図５に示すように、サーボモーター１４３は、サーボアンプ１４３ａを介して中央制御部７０に接続されている。サーボモーター１４３によるスリップ角の調整動作は、中央制御部７０によって制御される。
【0088】
スピンドル部１５は、スピンドル１５２と、スピンドル１５２を回転可能に支持するスピンドルケース１５４（軸受部）と、スピンドル１５２の一端に同軸に取り付けられたホイール部１５６を備えている。試験タイヤＴはホイール部１５６に装着される。スピンドル１５２は、試験タイヤＴに加わるトルクを検出するトルクセンサ１５２ａと、試験タイヤＴに加わる３分力（すなわち、Ｘ軸方向の力［Radial Force；荷重］、Ｙ軸方向の力［Lateral Force；横力］及びＺ軸方向の力［Tractive Force；接線力］）を検出する３分力センサ１５２ｂ（図５）を備えている。また、スピンドルケース１５４は、スピンドル（すなわち、試験タイヤＴ）の回転数を検出するロータリーエンコーダー１５４ｂ（図５）を備えている。トルクセンサ１５２ａ及び３分力センサ１５２ｂには、いずれも圧電素子が使用されているため、スピンドル１５２及びスピンドルケース１５４は高い剛性を有し、これにより高精度の測定が可能になっている。また、ホイール部１５６は、試験タイヤＴの空気圧を検出する空気圧センサ１５６ａ（図５）を備えている。
【0089】
タイヤ保持部１０は、試験タイヤＴに冷風又は温風を当てて試験タイヤＴの温度を調節するタイヤ温度調節システム１８（図２に送風ダクト１８２ａのみを示す。）を備えている。試験時（走行時）の試験タイヤＴの温度（特に、トレッド面の温度）は、試験結果（摩耗量）に影響を及ぼす。そのため、試験中に試験タイヤＴのトレッド面の温度を一定の温度範囲内（例えば３５±５℃）に保つことが望ましい。また、後述する試験タイヤＴの摩耗量の測定においても、試験タイヤＴの温度が測定結果に影響する。摩耗量を正確に測定するためには、測定時に試験タイヤＴの温度を所定の基準温度（例えば２５℃）に調節する必要がある。そのため、タイヤ温度調節システム１８を使用して、試験時及び摩耗量の測定時に、試験タイヤＴの温度が設定された温度に調節される。
【0090】
タイヤ温度調節システム１８（図５）は、制御部１８１、スポット空調装置１８２及び温度センサ１８３を備えている。温度センサ１８３は、試験タイヤＴのトレッド面の温度を測定する非接触温度センサ（放射温度計）であり、トレッド面に対向して配置される。制御部１８１は、温度センサ１８３の測定結果に基づいて、設定温度からの偏差が解消されるように、スポット空調装置１８２の動作を制御して、試験タイヤＴのトレッド面等に冷風、温風又は室温の風を吹き付ける。試験タイヤＴの設定温度は、試験時（走行時）と摩耗量測定時とで異なる値を設定することが可能になっている。また、試験タイヤＴの種類に応じて異なる設定温度を設定可能になっている。また、タイヤ温度調節システム１８に室温測定用の温度センサを更に設けて、室温及び試験タイヤＴの温度に基づいて、スポット空調装置１８２の動作を制御する構成としてもよい。
【0091】
なお、本実施形態のタイヤ温度調節システム１８は、スポット空調装置１８２を使用して、試験タイヤＴに温風や冷風を吹き付けることにより試験タイヤＴの温度を調節するように構成されているが、タイヤ温度調節システムはこの構成に限定されない。例えば、試験タイヤＴの全体を囲うカバー（恒温室）を設けて、カバー内の気温の調節により試験タイヤＴの温度を調節するようにしてもよい。
【0092】
また、試験時の設定温度は、タイヤが使用される地域の気候に合わせて設定してもよい。また、タイヤの摩耗は温度の上昇によって促進される。そのため、タイヤ温度調節システム１８を使用して、試験時の試験タイヤＴの温度を通常の走行時のタイヤの温度よりも高く調節することにより、加速劣化試験を行うこともできる。
【0093】
また、タイヤ保持部１０は、試験タイヤＴのトレッドの摩耗量を測定するために使用される２次元レーザー変位センサ１７（以下、「変位センサ１７」と略記する。）を備えている。変位センサ１７は、シリンドリカルレンズによって帯状に広げられたレーザー光束（レーザーライトシート）を用いて、試験タイヤＴのトレッド面の２次元プロファイル（タイヤの回転軸を含む平面で切断された断面形状）を非接触で測定する。
【0094】
図５に示すように、変位センサ１７は、計測部８０に接続されていて、計測部８０と共に摩耗測定部として機能する。計測部８０は、変位センサ１７の動作を制御すると共に、変位センサ１７が取得した２次元プロファイルに基づいて試験タイヤＴの摩耗量を計算する。
【0095】
摩耗測定部による２次元プロファイル測定は、試験タイヤＴを静止させた状態で、タイヤ試験の前後で（付加的に試験の中途で）行われる。試験前後（及び中途）に測定された２次元プロファイルに基づいて、試験によって生じた試験タイヤＴの摩耗量が計算される。なお、上述のように、タイヤの摩耗量の測定値はタイヤの温度の影響を受けるため、試験終了（又は停止）後に測定を行う場合は、自然放熱又はタイヤ温度調節システム１８による強制冷却により、タイヤ全体が所定の基準温度に到達してから試験を行うことが望ましい。
【0096】
図１０は、摩耗測定部を用いた２次元プロファイル測定によって取得された試験タイヤＴのトレッド面の２次元プロファイルの模式図である。図１０において、横軸（Ｙ）が試験タイヤＴの幅方向の位置を示し、縦軸（Ｈ）が試験タイヤＴの溝の高さ方向（試験タイヤＴの径方向）の位置を示す。試験タイヤＴには、周方向に延びる４本の溝Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３及びＧ４が形成されている。２次元プロファイルの画像解析により、２次元プロファイルにおけるＵ字状に凹んだ部分が、各溝Ｇ１～Ｇ４に対応付けられる。
【0097】
また、各溝Ｇ１～Ｇ４の幅方向（Ｙ軸方向）両側の所定範囲に、近傍領域Ｌ１とＲ１、Ｌ２とＲ２、Ｌ３とＲ３及びＬ４とＲ４がそれぞれ設定される。以下、第ｎ番目の溝を符号Ｇｎにより示し、溝Ｇｎの近傍領域を符号Ｌｎ、Ｒｎにより示す。また、溝Ｇｎの横軸負方向側（図１０における左側）の近傍領域を近傍領域Ｌｎとし、溝Ｇｎの横軸正方向側（図１０における右側）の近傍領域を近傍領域Ｒｎとする。近傍領域Ｌｎ（Ｒｎ）は、例えば、溝Ｇｎの左端（右端）から溝Ｇｎの幅の半分の距離までの領域として設定される。
【0098】
溝Ｇｎの深さＤｎが、例えば、近傍領域Ｌｎ及びＲｎにおける高さＨの平均値と溝Ｇｎにおける高さＨの平均値との差分として計算される。また、試験前後の各溝Ｇｎの摩耗量Ｗｎが、試験前後での溝Ｇｎの深さＤｎの差分として計算される。また、試験タイヤＴの平均摩耗量Ｗが、摩耗量Ｗ１～４の平均値として計算される。
【0099】
また、上記の溝の深さＤｎに加えて（又は、溝の深さＤｎに替えて）、最小溝深さＤｎｍｉｎを計算してもよい。溝Ｇｎの最小溝深さＤｎｍｉｎは、例えば、近傍領域Ｌｎにおける高さＨの最小値と近傍領域Ｒｎにおける高さＨの最小値との平均値と、溝Ｇｎにおける高さＨの最大値との差分として計算される。この場合、溝の深さＤｎの代わりに最小溝深さＤｎｍｉｎを用いて、摩耗量Ｗｎや平均摩耗量Ｗを計算してもよい。
【0100】
摩耗量Ｗｎや平均摩耗量Ｗの計算方法は、上記に例示したものに限らず、他の方法により計算してもよい。例えば、上記の例では、近傍領域Ｌｎ及びＲｎの両方の高さＨを使用して溝Ｇｎの深さＤｎや最小溝深さＤｎｍｉｎを計算しているが、近傍領域Ｌｎ及びＲｎのいずれか一方（例えば、試験タイヤＴの幅方向中央に近い方）の高さＨを使用して溝Ｇｎの深さＤｎ等を計算してもよい。また、最小二乗法等により、溝Ｇ１～Ｇ４の部分と溝Ｇ１～Ｇ４以外の部分について、それぞれ２次元プロファイルの近似曲線（例えば２次曲線）を求め、試験前後での両近似曲線の平均距離の差分として平均摩耗量Ｗを計算してもよい。
【0101】
また、摩耗測定部１７は、各溝Ｇｎの摩耗量Ｗｎや平均摩耗量Ｗと共に、単位走行距離（例えば１ｋｍ）当たりの摩耗量ＷＬや、単位走行時間（例えば１時間）当たりの摩耗量ＷＴを計算して表示する。
【0102】
タイヤ保持部１０は、試験タイヤＴのトレッド面及び回転ドラム２２の模擬路面２３ｂに滑材（被散布体）を散布する滑材散布装置１６（粉末散布装置）を備えている。滑材散布装置１６は、空気に滑材を分散させた混合物を試験タイヤＴと模擬路面２３ｂとの接地部の走行方向前方（図１における上方）から散布する。これにより、試験タイヤＴの摩耗により発生するゴム粉末がタイヤ試験装置１の各部に付着することによって生じる動作不良や故障が防止される。また、滑材の散布により、試験タイヤＴや模擬路面２３ｂ等へのゴム粉末の付着が試験結果に充てる影響が軽減され、試験精度が向上する。
【0103】
滑材には、例えばタルク（含水珪酸マグネシウム）等の不可燃性の粉末が使用される。これにより、粉塵爆発が防止され、防爆設備等の粉塵爆発に対する安全対策が不要になり、イニシャルコスト及びランニングコストの大幅な削減が可能になる。
【0104】
図１１は、滑材散布装置１６の概略構成を示した図である。滑材散布装置１６は、滑材が貯留されるホッパー１６１（貯蔵部）と、ホッパー１６１内を撹拌する撹拌子１６２と、撹拌子１６２を回転駆動する駆動部１６３と、滑材を定量的に搬送する定量搬送部１６４と、滑材を吸引して空気と混ぜて噴出させるエジェクター１６６と、定量搬送部１６４からエジェクター１６６まで滑材を導く管路１６５と、エジェクター１６６から散布位置まで滑材が分散した空気を導く管路１６７と、管路１６７の先端に取り付けられたラッパぐち１６８を備えている。
【0105】
撹拌子１６２は、上下に延びるロッド１６２ａと、ロッド１６２ａの側面からホッパー１６１の内周面に向かって径方向に垂直に延びる３対の枝部１６２ｂと、枝部１６２ｂの各対の先端部にそれぞれ取り付けられた３つのシュー保持部１６２ｃ（摺動子保持部）と、シュー取付部１６２ｃに保持された３つのシュー１６２ｄ（摺動子）を備えている。ロッド１６２ａは、ホッパー１６１の円柱面状の内周面と同心に配置され、その一端が駆動部１６３に接続されている。各シュー１６２ｄは、先端がホッパー１６１の内周面に接触するように配置され、ホッパー１６１の内周面に付着した滑材を削ぎ落しながら、ホッパー１６１の内周面に沿って旋回する。本実施形態では、シュー１６２ｄとして、例えば導電性（又は帯電防止性）を有する樹脂から形成されたブラシが使用される。タイヤ試験装置１の運転中は、常に撹拌子１６２によってホッパー１６１内の滑材が撹拌される。これにより、ホッパー１６１内で滑材が凝集して詰まることによる滑材の供給量の変動や供給の中断が防止される。滑材はホッパー１６１の内周面に付着して凝集の起点となり易いため、シュー１６２ｄの先端でホッパー１６１の内周面を擦ることにより、滑材の詰まりが効果的に防止され、滑材の安定した供給が可能になる。
【0106】
なお、本実施形態ではシュー１６２ｄとしてブラシが使用されるが、ブラシ以外の部材（例えばゴム弾性を有するスポンジやシート等）をシュー１６２ｄとして使用してもよい。シュー１６２ｄの弾性により、シュー１６２ｄがホッパー１６１の内周面に適度な力で押し当てられ、ホッパー１６１の内周面に固着した滑材が擦り落とされる。また、シュー１６２ｄに適度な弾性が無い場合は、シュー取付部１６２ｃや枝部１６２ｂに弾性を持たせても良い。例えば、枝部１６２ｂに板ばねを使用することにより、板ばねの弾性力でシュー１６２ｄをホッパー１６１の内周面に押し当てることができる。また、樹脂又はゴム製のシュー１６２ｄを使用することにより、シュー１６２ｄの滑動によるホッパー１６１の内周面の傷や摩耗が防止される。
【0107】
また、導電性を有する材料（例えばカーボンブラックが練り込まれた合成樹脂）から形成されたシュー１６２ｄを使用することにより、静電気によるシュー１６２ｄの表面へ滑材の集積が防止される。
【0108】
駆動部１６３は、モーター１６３ｍと、モーター１６３ｍに駆動電流を供給するドライバ１６３ｍｄ（図５）と、モーター１６３ｍの出力の回転数を減速する減速機１６３ｇを備えている。
【0109】
ホッパー１６１及び撹拌子１６２の軸は、本実施形態では鉛直を向いているが、上下方向を向いていればよい（すなわち、軸が鉛直に対して傾いていてもよい）。
【0110】
定量搬送部１６４は、円柱状の中空部を有する筒状のケース１６４ａと、ケース１６４ａの中空部に同心に収容された略円柱状のスクリュー１６４ｂと、スクリュー１６４ｂを回転駆動する駆動部１６４ｃを備えている。駆動部１６４ｃはサーボモーター１６４ｃｍと、サーボモーター１６４ｃｍに駆動電流を供給するサーボアンプ１６４ｃｍａ備えている。サーボモーター１６４ｃｍに替えて、回転数の制御が可能な他の種類のモーターを使用してもよい。
【0111】
スクリュー１６４ｂは、外周に螺旋溝が形成された略円柱状の本体部１６４ｂ１と、本体部１６４ｂ１の軸方向両端から軸方向に延びた、本体部１６４ｂ１よりも細い軸部１６４ｂ２を有する。また、ケース１６４ａの軸方向両端部には、軸部１６４ｂ２と回転可能に嵌合する軸受孔１６４ａ１がそれぞれ形成されている。軸部１６４ｂ２の一方には、駆動部１６４ｃの軸が接続されている。
【0112】
ケース１６４ａの軸方向両端部には開口部が設けられている。一方の開口部である入口１６４ａ２は、ケース１６４ａの一端側において上面に形成されている。また、他方の開口部である出口１６４ａ３は、ケース１６４ａの他端側において下面に形成されている。入口１６４ａ２にはホッパー１６１の排出口が接続され、出口１６４ａ３には鉛直に延びる直管１６４ｄが接続されている。
【0113】
スクリュー１６４ｂの外周には、１本の螺旋溝が形成されている。螺旋溝は、横断面が半円状に形成されている。なお、本実施形態では螺旋溝のピッチは一定であるが、不等ピッチにしてもよい。また、スクリュー１６４ｂに複数の螺旋溝（多重螺旋構造）を形成しても良い。スクリュー１６４ｂの本体部１６４ｂ１の外径は、ケース１６４ａの中空部の内径よりもわずかに小さい。なお、スクリュー１６４ｂの外周面とケースの内周面との隙間が狭いと隙間に滑材が詰まって摩擦抵抗が増大し、逆に隙間が広いと搬送効率が低下する。
【0114】
スクリュー１６４ｂの回転により、滑材はケース１６４ａの中空部内を入口１６４ａ２から出口１６４ａ３に向かって移動し、直管１６４ｄから排出される。スクリュー１６４ｂの１回転当たりに搬送される滑材の量は一定であるから、スクリュー１６４ｂを等速で回転させることにより、一定の速度で滑材を連続的に供給することが可能になる。また、スクリュー１６４ｂの回転数を変えることにより、滑材の供給速度を調整することが可能である。
【0115】
エジェクター１６６は、配管１６６ａから供給される圧縮空気を駆動源として作動し、内蔵されたノズルから吐出側に向けて圧縮空気を高速で噴射させることで、管路１６５が接続された吸引ポートを負圧にして滑材を吸引ポートから吸引すると共に、管路１６７が接続された吐出ポートから滑材が分散した空気を噴出させる。
【0116】
管路１６５の入口は、定量搬送部１６４の直管１６４ｄの出口と、隙間Ｇを介して、上下に対向して配置される。エジェクター１６６が発生する負圧により、隙間Ｇから管路１６５に空気が流入する。直管１６４ｄの出口から投下される滑材は、隙間Ｇから流入する空気により管路１６５に導入される。
【0117】
また、管路１６７の先端（ラッパぐち１６８）は、試験タイヤＴと模擬路面２３ｂとの接地部の真上に配置されている。エジェクター１６６から噴出した滑材を含む空気は、管路１６７を通り、ラッパぐち１６８から接地部に向けて噴射される。また、図１１に示すように、試験タイヤＴと回転ドラム２２は、接地部が下方に移動する向きに回転駆動される。すなわち、滑材は、走行方向の前方から接地部に向けて噴射される。
【0118】
以上に説明した滑材散布装置１６を使用して試験タイヤＴと模擬路面２３ｂとの接地部の前方に滑材を散布することにより、試験タイヤＴの摩耗によって生じるゴム屑が試験タイヤＴやタイヤ試験装置１に付着するのが防止され、ゴム屑の付着に起因する試験精度の低下やタイヤ試験装置１の故障が防止される。
【0119】
図５に示すように、滑材散布装置１６の駆動部１６３のモーター１６３ｍ及び定量搬送部１６４のサーボモーター１６４ｃｍは、中央制御部７０に接続されている。滑材散布装置１６の動作は、中央制御部７０によって制御される。
【0120】
図５に示すように、制御システム１ａのインターフェース部９０は、例えば、ユーザとの間で入出力を行うためのユーザーインターフェース、ＬＡＮ（Local Area Network）等の各種ネットワークと接続するためのネットワークインターフェース、外部機器と接続するためのＵＳＢ（Universal Serial Bus）やＧＰＩＢ（General Purpose Interface Bus）等の各種通信インターフェースの一つ以上を備えている。また、ユーザーインターフェースは、例えば、各種操作スイッチ、表示器、ＬＣＤ（liquid crystal display）等の各種ディスプレイ装置、マウスやタッチパッド等の各種ポインティングデバイス、タッチスクリーン、ビデオカメラ、プリンタ、スキャナ、ブザー、スピーカ、マイクロフォン、メモリーカードリーダライタ等の各種入出力装置の一つ以上を含む。
【0121】
計測部８０には、変位センサ１７、ロータリーエンコーダー１２２ａ、１４２ａ、１５４ｂ及び２４１、トルクセンサ１５２ａ、３分力センサ１５２ｂ、空気圧センサ１５６ａ並びに温度センサ１８３が接続されている。計測部８０は、各センサの信号に基づいて、試験タイヤＴに加わるトルク、加重（Radial Force）、接線力（Tractive Force）及び横力（Lateral Force）、試験タイヤＴの回転数、キャンバ角、スリップ角、トレッド面の温度及び空気圧並びに回転ドラム２２の回転数及び路面速度（回転ドラム２２の周速）を測定し、これらの測定値を中央制御部７０に送信する。なお、路面速度は、ロータリーエンコーダー２４１による回転ドラム２２の回転数の測定値から計算される。
【0122】
中央制御部７０は、設定に応じて、計測部８０から取得した測定値をディスプレイ装置に表示すると共に、測定時刻と共に不揮発性メモリ７１に記憶させる。
【0123】
中央制御部７０には、サーボアンプ５２ａ、１１２ａ、１２４ａ、１３２ａ、１４３ａ及び１６４ｃｍａをそれぞれ介して、サーボモーター５２、１１２、１２４、１３２、１４３及び１６４ｃｍが接続されている。また、中央制御部７０には、インバーター回路３２ａ及びドライバ１６３ｍｄをそれぞれ介して、モーター３２及び１６３ｍが接続されている。更に、中央制御部７０には、タイヤ温度調節システム１８の制御部１８１を介して、スポット空調装置１８２及び温度センサ１８３が接続されている。
【0124】
本実施形態のタイヤ試験装置１を使用した試験では、予め基準となる設計のタイヤ（以下「基準タイヤ」という。）について、実際の車両に装着して走行したときの摩耗状態を調べる実走試験を行い、タイヤ試験装置１による台上試験でも実走試験と同じ摩耗状態が再現されるように試験条件を調整し、調整後の試験条件（「調整試験条件」という。）により各種設計のタイヤについて試験が行われる。なお、基準タイヤは、試験対象となるタイヤと比較的に設計の近いタイヤから選択される。例えば、乗用車用タイヤとバス・トラック用タイヤについて、それぞれ基準タイヤが設定される。
【0125】
以上に説明した本発明の実施形態によれば、油圧装置を使用せずに、電動機が使用されているため、従来の試験装置よりも電気使用量を大幅に削減することができる。
【0126】
また、消費電力が少ないため、大規模災害等により電力供給が制限された場合でも、タイヤ試験装置１を安定的に運用することができる。
【0127】
また、油圧装置を使用しないため、作動油による環境汚染の問題が生じることもない。
【0128】
また、ゴム製のタイヤは作動油に接触すると品質が劣化するため、作動油で汚染された試験環境では正確な試験を行うことが難しい。本実施形態のタイヤ試験装置１を使用すれば、試験タイヤＴが作動油で汚染されることがないため、より正確な試験を行うことができる。
【0129】
また、本実施形態では、トルク発生部５０（トルク発生装置）に、回転部の慣性モーメントが０．０１ｋｇ・ｍ２以下、定格出力が２２ｋＷ（７ｋＷ乃至３７ｋＷ）の超低慣性高出力型のＡＣサーボモーターを使用することにより、急激なトルク変動の発生が可能になり、複雑な波形のトルク変化を正確に再現可能になっている。
【0130】
また、従来の動力循環システムでは、先にトルクを動力循環回路に加え、トルクが掛かった状態で回転駆動が開始されるように構成されているため、試験中にトルクを変化させることができず、一定のトルクを加えることしかできなかった。本実施形態のタイヤ試験装置１では、超低慣性高出力型のＡＣサーボモーターを搭載したトルク発生装置を動力循環回路に組み入れる構成を採用することにより、高速走行中に高速（高い周波数）で複雑なトルク変動を供試体に与えることが可能になり、高速走行中の急加速や急減速、ＡＢＳブレーキ試験等の過酷で複雑な条件の試験を正確に模擬することが可能になっている。
【0131】
また、従来の単一の駆動用モーターを使用する構成では、駆動用モーターに高速・大トルクの回転駆動が要求されるため、乗用車用タイヤの試験でも６００ｋＷ以上の大容量のモーターが必要となる。しかし、本実施形態のトルク発生装置を採用することにより、各モーターの役割が低速・大トルク駆動と高速・低トルク駆動に分けられるため、トルク発生部５０のサーボモーター５２の容量は２２ｋＷで足り、回転駆動部３０のモーター３２の容量も３７ｋＷで足りるため、合計しても６０ｋＷの容量で足りることになり、必要な電気使用量を約１／１０に削減することが可能になっている。なお、トラック・バス用タイヤの試験に適合する試験装置では、電気使用量は約１／１３にまで削減される。また、油圧モーターを使用する場合、非稼働時にも作動油の温度管理に電力が使用されるが、電気モーターは休転中には殆ど電力を消費しないため、実質的な電気使用量は１／１５程度まで削減され得る。
【0132】
また、低容量のモーターを使用することにより、製造コストの低減が可能になり、また、装置の小型化も可能になる。
【0133】
また、本実施形態のタイヤ試験装置１では、新規な複合材料を使用して模擬路面２３ｂを形成することにより、模擬路面２３ｂの耐久性が向上し、ランニングコストの削減が可能になっている。また、本実施形態の模擬路面２３ｂを使用すれば、骨材やバインダーの変更によって、様々な路面を正確に模擬した試験が可能になる。
【0134】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図１２及び図１３は、それぞれ本発明の第２実施形態に係るタイヤ試験装置１０００の平面図及び正面図である。なお、説明の便宜のため、各図において、タイヤ試験装置１０００の一部が断面で示されている。また、第１実施形態と共通又は対応する構成要素については、同一の又は対応する符号を付して、重複する説明を省略する。
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図１２及び図１３は、それぞれ本発明の第２実施形態に係るタイヤ試験装置１０００の平面図及び正面図である。なお、説明の便宜のため、各図において、タイヤ試験装置１０００の一部が断面で示されている。また、第１実施形態と共通又は対応する構成要素については、同一の又は対応する符号を付して、重複する説明を省略する。
【0135】
本実施形態のタイヤ試験装置１０００は、乗用車用タイヤとバス・トラック用タイヤの試験を１台の試験装置で行うことができるように構成されている。
【0136】
タイヤ試験装置１０００は、中継部１０４０の一部（ギヤボックス１０４２、軸１０４９）と路面部１０２０（回転ドラム１０２２）を共有する２系統の動力循環回路（動力循環回路Ａ、動力循環回路Ｂ）を備え、２つの試験タイヤＴ１、Ｔ２の試験を同時に行うことができるように構成されている。
【0137】
また、本実施形態では、回転駆動部１０３０が路面部１０２０のフレーム１０２０Ｆの上に設置され、モーター１０３２の動力が、モーター１０３２の軸に結合した駆動プーリー１０３４、Ｖベルト１０６８及び回転ドラム１０２２の軸１０２２ａに結合した従動プーリー１０２５及び回転ドラム１０２２を介して、各動力循環回路Ａ、Ｂに伝達されるように構成されている。
【0138】
中継部１０４０Ａ、１０４０Ｂには、駆動プーリー１０４４Ａ、１０４４Ｂ及び従動プーリー１０４８Ａ、１０４８Ｂが、それぞれ２組設けられている。一組は乗用車用タイヤの試験に減速比が適合したものであり、もう一組はバス・トラック用タイヤの試験に減速比が適合したものである。Ｖベルト１０６６Ａ、１０６６Ｂは、乗用車タイヤの試験時には乗用車タイヤ用のプーリー対に巻掛けられ、バス・トラック・タイヤの試験時にはバス・トラック・タイヤ用のプーリー対に巻掛けられる。Ｖベルト１０６６Ａ、１０６６Ｂを掛け替えるだけで、各種のタイヤに適した減速比に変更することができるようになっている。
【0139】
中継部１０４０は、１つの第１ギヤ１０４２ａと２つの第２ギヤ１０４２ｂを備えている。第１ギヤ１０４２ａ及び第２ギヤ１０４２ｂの中心には、それぞれ貫通孔が設けられている。この貫通孔には、それぞれ従動プーリー１０４８Ａ、１０４８Ｂが一端に取り付けられた軸１０４１Ａ、１０４１Ｂが非接触に通されている。軸１０４１Ａ、１０４１Ｂの他端は、トルク発生部１０５０Ａ、１０５０Ｂの軸１０５１Ａ、１０５１Ｂに接続されている。また、各第２ギヤ１０４２ｂは、トルク発生部１０５０Ａ、１０５０Ｂの外筒１０５１と結合している。
【0140】
以上が本発明の一実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、様々な変形が可能である。例えば本明細書中に例示的に明示された実施形態等の構成及び／又は本明細書中の記載から当業者に自明な実施形態等の構成を適宜組み合わせた構成も本願の実施形態に含まれる。
【0141】
上記の実施形態では、中継部４０の第１ギヤ４２ａの回転軸の位置が横に移動可能に構成されているが、第２ギヤ４２ｂの回転軸の位置を横に移動可能に構成してもよい。この場合、第２ギヤ４２ｂと駆動プーリー４４とは、第２ギヤ４２ｂの移動が許容されるように、例えばユニバーサルジョイントを備えたドライブシャフト６２等によって連結される。
【0142】
上記の実施形態では、第２連結手段にＶベルトが使用されているが、第２連結手段として、平ベルト、歯付きベルト、その他のベルトを使用してもよい。また、第２連結手段として、チェーン、ワイヤ、その他の巻掛け媒介節を使用してもよい。また、上記の第１実施形態では、中継部４０とトルク発生部５０が一つのＶベルトによって連結されているが、並列又は直列に接続した複数の第２連結手段によって連結する構成としてもよい。また、複数の第２連結手段を直列に接続する場合、異なる種類の第２連結手段を組み合わせて使用してもよい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】