專利名稱：輪胎測(cè)試機(jī)及輪胎的測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于測(cè)量以例如輪胎的滾動(dòng)阻力為代表的在輪胎上產(chǎn)生的力的輪胎 測(cè)試機(jī)及輪胎測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
以往作為用于測(cè)量輪胎的滾動(dòng)阻力的輪胎測(cè)試機(jī)，已知有這樣的輪胎測(cè)試機(jī)具 備保持輪胎的主軸、經(jīng)由軸承將該主軸支承為旋轉(zhuǎn)自如的殼體、通過(guò)被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)使輪胎行 進(jìn)的行進(jìn)滾筒、以及設(shè)置在上述殼體中并測(cè)量在輪胎上產(chǎn)生的力的測(cè)力計(jì)。然而，在這樣的 輪胎測(cè)試機(jī)中，由于主軸經(jīng)由軸承件等軸承而旋轉(zhuǎn)自如地支承在殼體等上，因此，實(shí)際情況 是，在主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)(輪胎行進(jìn)時(shí))由于軸承件的旋轉(zhuǎn)摩擦而在主軸上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩。在 這樣的輪胎測(cè)試機(jī)中，由于在依據(jù)上述旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩的扭矩經(jīng)由上述主軸附加在輪胎的中 心的狀態(tài)下測(cè)量滾動(dòng)阻力，因此存在其測(cè)量值與本來(lái)的自由滾動(dòng)狀態(tài)下的輪胎滾動(dòng)阻力不 同的問(wèn)題。在現(xiàn)有文獻(xiàn)中記載了對(duì)該問(wèn)題的嘗試。例如在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了這樣一種輪胎 的滾動(dòng)阻力測(cè)量方法對(duì)測(cè)力計(jì)測(cè)量到的值進(jìn)行理論上的修正從而除去由軸承件所產(chǎn)生的 旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩的影響。具體地說(shuō)，該專利文獻(xiàn)1中記載的方法包含有通過(guò)計(jì)算等預(yù)先確定 用于對(duì)測(cè)力計(jì)測(cè)量到的測(cè)量值進(jìn)行修正的矩陣(變換行列式)、和基于該矩陣對(duì)測(cè)力計(jì)測(cè) 量到的測(cè)量值進(jìn)行修正，從而除去旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩(干擾)。然而，該方法并不解決輪胎不是本來(lái)的自由滾動(dòng)狀態(tài)的問(wèn)題。即，即使如該方法這 樣對(duì)測(cè)力計(jì)的測(cè)量值進(jìn)行修正來(lái)求解出滾動(dòng)阻力，但該修正是根據(jù)理論進(jìn)行的，因此與實(shí) 際的輪胎滾動(dòng)阻力不同。并且，在專利文獻(xiàn)1中，完全沒(méi)有公開(kāi)具體的修正方法，高精度地 測(cè)量輪胎的滾動(dòng)阻力是非常困難的。專利文獻(xiàn)1 日本專利特開(kāi)2003-4598號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠高精度地測(cè)量輪胎上產(chǎn)生的力的輪胎測(cè)試機(jī)和輪 胎測(cè)試方法。為了達(dá)到該目的，本發(fā)明的輪胎測(cè)試機(jī)具備保持輪胎的主軸；經(jīng)由軸承將該主 軸支承為旋轉(zhuǎn)自如的殼體；行進(jìn)裝置，具有轉(zhuǎn)動(dòng)的行進(jìn)面，并且對(duì)與其行進(jìn)面接觸的輪胎給 予旋轉(zhuǎn)力；測(cè)量裝置，設(shè)置在所述殼體上，測(cè)量所述主軸上產(chǎn)生的力及力矩；和扭矩消除裝 置，消除所述主軸在其旋轉(zhuǎn)時(shí)從所述殼體受到的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩對(duì)所述測(cè)量的影響。該扭矩 消除裝置與所述行進(jìn)裝置包含主軸用扭矩賦予機(jī)，該主軸用扭矩賦予機(jī)與所述行進(jìn)裝置分 開(kāi)地設(shè)置，對(duì)所述主軸賦予消除所述旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩的影響的扭矩。另外，本發(fā)明的輪胎的測(cè)試方法是利用輪胎測(cè)試機(jī)測(cè)量輪胎所產(chǎn)生的力的輪胎測(cè) 試方法，該輪胎測(cè)試機(jī)具備保持輪胎的主軸；經(jīng)由軸承將該主軸支承為旋轉(zhuǎn)自如的殼體； 行進(jìn)裝置，具有通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的面并對(duì)與該面抵接的輪胎給予旋轉(zhuǎn)力；和測(cè)量裝置，設(shè)置在所述殼體上并測(cè)量所述主軸上產(chǎn)生的力及力矩，該輪胎的測(cè)試方法的特征在于，以 消除所述主軸在其旋轉(zhuǎn)時(shí)在所述殼體受到的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩的影響的方式，與所述行進(jìn)裝置 分開(kāi)地對(duì)所述主軸賦予扭矩，同時(shí)測(cè)量輪胎所產(chǎn)生的力。


圖1是第一實(shí)施方式的輪胎測(cè)試機(jī)的整體主視圖。圖2是第一實(shí)施方式的輪胎測(cè)試機(jī)的整體俯視圖。圖3是第一實(shí)施方式的輪胎保持裝置的剖視圖。圖4(a)是表示第一實(shí)施方式的主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)施加在該主軸上的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩的 圖，圖4(b)是表示該旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩和發(fā)生扭矩以及檢測(cè)扭矩的關(guān)系的圖。圖5是說(shuō)明第一實(shí)施方式中的用于測(cè)試輪胎的方法的流程圖。圖6是第二實(shí)施方式的輪胎測(cè)試機(jī)的整體俯視圖。圖7(a)是表示第二實(shí)施方式中的主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)施加在該主軸上的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩的 圖，圖7(b)是表示該旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩和發(fā)生扭矩以及檢測(cè)扭矩的關(guān)系的圖。圖8是說(shuō)明第二實(shí)施方式中的用于測(cè)試輪胎的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。[第一實(shí)施方式]圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的輪胎測(cè)試機(jī)1的整體主視圖，圖2是同一輪胎測(cè) 試機(jī)1的俯視圖。在以下的說(shuō)明中，以圖1的紙面的上下方向?yàn)樯舷路较?，紙面的左右方?為左右方向，貫通紙面的方向?yàn)榍昂蠓较?。另外，以圖2的紙面的上下方向?yàn)榍昂蠓较颍?面的左右方向?yàn)樽笥曳较?，貫通紙面的方向?yàn)樯舷路较颉Ｈ鐖D1和圖2所示，上述輪胎測(cè)試機(jī)1是測(cè)量例如輪胎T的滾動(dòng)阻力的裝置，具備 使輪胎τ行進(jìn)的行進(jìn)裝置2、將輪胎T支承為旋轉(zhuǎn)自如的輪胎保持裝置3、測(cè)量裝置4 (圖2) 和扭矩消除裝置5。該實(shí)施方式的輪胎測(cè)試機(jī)1具備1個(gè)行進(jìn)裝置2和2個(gè)輪胎保持裝置 3、3 ο行進(jìn)裝置2設(shè)置在設(shè)置面F上設(shè)置的主框架6的中央部，各輪胎保持裝置3、3以 位于行進(jìn)裝置2的左右兩側(cè)的方式設(shè)置在主框架6的左右側(cè)。詳細(xì)地說(shuō)，主框架6被分為 中央框架8和位于其左右的左右框架7、7，行進(jìn)裝置2被支承在上述中央框架8上，各輪胎 保持裝置3、3分別被支承在上述左右框架7、7上。行進(jìn)裝置2具有圓筒狀的模擬路面R(輪胎接觸面)，在輪胎T接觸該模擬路面R 的狀態(tài)下使該模擬路面R轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)，從而對(duì)上述輪胎T賦予滾動(dòng)力(旋轉(zhuǎn)力)。即，使被賦 予了該滾動(dòng)力(旋轉(zhuǎn)力)的輪胎T在上述模擬路面R上行進(jìn)(旋轉(zhuǎn))。另外，該行進(jìn)裝置 2也可以以使輪胎T從模擬路面R離開(kāi)后旋轉(zhuǎn)(自由旋轉(zhuǎn))的方式對(duì)該輪胎T賦予滾動(dòng)力 (旋轉(zhuǎn)力)。本實(shí)施方式的行進(jìn)裝置2具備行進(jìn)滾筒10和滾筒用電動(dòng)機(jī)12 (驅(qū)動(dòng)源)，所述行 進(jìn)滾筒10以繞朝向前后的水平軸旋轉(zhuǎn)自如的方式被支承在上述中央框架8上，所述滾筒用 電動(dòng)機(jī)12設(shè)置在上述中央框架8的上部并經(jīng)由帶部件11向行進(jìn)滾筒10傳遞動(dòng)力，上述行進(jìn)滾筒10的外周面構(gòu)成上述模擬路面R。上述滾筒用電動(dòng)機(jī)12通過(guò)使上述行進(jìn)滾筒10旋 轉(zhuǎn)而使上述模擬路面R轉(zhuǎn)動(dòng)。上述輪胎保持裝置3移動(dòng)自如地設(shè)置在左右框架7、7上，用于將輪胎T保持為繞 朝向前后的水平軸旋轉(zhuǎn)自如。詳細(xì)地說(shuō)，如圖3所示，輪胎保持裝置3具備裝配輪胎T的輪 圈28、與該輪圈28 —體地旋轉(zhuǎn)的主軸(水平軸)20、將該主軸20支承為旋轉(zhuǎn)自如的筒狀殼 體22、保持該殼體22的筒狀的殼體保持部件23。如圖1及圖2所示，支承輪胎保持裝置3的左右框架7、7分別具有上下一對(duì)第一 橫部件14、在上下第一橫部件14彼此之間設(shè)置在上下兩級(jí)的左右的第二橫部件18、將第一 橫部件14及第二橫部件18的左外端彼此和右外端彼此分別上下連結(jié)起來(lái)的左右的縱部件 15、設(shè)置于相互在上下方向相鄰的第二橫部件18彼此之間并且相對(duì)于該第二橫部件18在 左右方向上移動(dòng)自如的左右一對(duì)滑動(dòng)部件16。上述各輪胎保持裝置3分別安裝在這些滑動(dòng) 部件16上，并且在各縱部件15上固定有用于使該滑動(dòng)部件16滑動(dòng)的左右一對(duì)致動(dòng)器17， 并且該致動(dòng)器17連結(jié)到上述各滑動(dòng)部件16上。各致動(dòng)器17能向左右方向伸縮，通過(guò)其伸 縮使得滑動(dòng)部件16及支承在該滑動(dòng)部件16上的輪胎保持裝置3相對(duì)于第二橫部件18在 左右方向上移動(dòng)。圖2和圖3所示的殼體保持部件23固定在上述各滑動(dòng)部件16上，保持筒狀的殼 體22。在本實(shí)施方式中，殼體22的軸心和殼體保持部件23的軸心一致，并且該殼體22和 該殼體保持部件23具有相互大致相等的軸向長(zhǎng)度。如圖3所示，上述主軸20貫穿插入于上述殼體22，在該主軸20的外周面和該殼體 22的內(nèi)周面之間設(shè)置有軸承(滾動(dòng)軸承)25a、25b，該軸承相互在前后方向上離開(kāi)并將主軸 20支承為旋轉(zhuǎn)自如。在上述軸承25a、25b中，設(shè)在主軸20的頂端(輪胎T的裝配側(cè))側(cè)的 軸承25a是滾柱軸承，設(shè)在主軸20的基端側(cè)的軸承25b是滾珠軸承。這些軸承25a、25b的 內(nèi)圈固定在主軸20上，外圈固定在殼體22上。測(cè)量裝置4具有能夠測(cè)量作用于上述殼體22和上述殼體保持部件23之間的力和 力矩的2組測(cè)力計(jì)4a、4b (六分力計(jì))。一個(gè)測(cè)力計(jì)4a (六分力計(jì))安裝在殼體22的輪胎 裝配側(cè)的側(cè)面，另一個(gè)測(cè)力計(jì)4b (六分力計(jì))安裝在輪胎裝配側(cè)相反側(cè)的殼體22的側(cè)面， 這兩個(gè)測(cè)力計(jì)4a、4b從前后兩側(cè)夾住如前所述將主軸20保持為旋轉(zhuǎn)自如的滾動(dòng)軸承25。 通過(guò)該結(jié)構(gòu)，測(cè)量裝置4能夠測(cè)量主軸上產(chǎn)生的力及力矩。各測(cè)力計(jì)4a、4b具有多個(gè)圓板狀的板部件27和省略圖示的多個(gè)應(yīng)變儀。上述各板 部件27分別安裝在殼體22和殼體保持部件23的縱長(zhǎng)方向側(cè)面，并且加工為作用于上述殼 體22和上述殼體保持部件23之間的力使應(yīng)變局部集中。上述各應(yīng)變儀貼在上述各板部件 27中的如上所述應(yīng)變集中的部位的表面，并且電連接到圖示省略的應(yīng)變計(jì)。該應(yīng)變計(jì)基于 上述各應(yīng)變儀的輸出信號(hào)，通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法算出作用于殼體22和殼體保 持部23之間的X、Y、Z方向的載荷(力)和力矩。上述Χ、Υ、Ζ方向分別相當(dāng)于以輪胎T的 旋轉(zhuǎn)中心0為基準(zhǔn)的三維的坐標(biāo)軸方向，圖3中貫通紙面的方向?yàn)閄方向(圖1和圖2中 的左右方向)，紙面左右方向?yàn)閅方向(圖1和圖2中的前后方向)，紙面上下方向?yàn)閆方 向(圖1和圖2中的上下方向)。利用這些輪胎保持裝置3和測(cè)量裝置4將作用在上述主軸20上的力傳遞到殼體 22，進(jìn)而傳遞到夾在該殼體22和固定在滑動(dòng)部件16上的殼體保持部件23之間的板部件27。這樣，輪胎上產(chǎn)生的力經(jīng)主軸20、軸承25和殼體22傳遞到測(cè)力計(jì)4a、4b的應(yīng)變集中 部，作為應(yīng)變儀的信號(hào)被取出而進(jìn)行測(cè)量。如圖4(a)所示，在輪胎T與行進(jìn)裝置2的行進(jìn)滾筒10的模擬路面R接觸并通過(guò) 該行進(jìn)滾筒10的旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，主軸20也同樣地旋轉(zhuǎn)(跟隨輪胎T的旋轉(zhuǎn))。此 時(shí)，由于受到介于主軸20和殼體22之間的軸承25、軸密封部件、潤(rùn)滑油等的影響(殼體上 的旋轉(zhuǎn)摩擦的影響)，使得在主軸20上產(chǎn)生繞Y軸的力矩。該力矩經(jīng)由殼體22由測(cè)量裝置 4作為繞上述坐標(biāo)軸的Y軸的力矩My (以下有時(shí)稱為旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl)而測(cè)量。但是，在進(jìn)行輪胎的滾動(dòng)阻力等特性測(cè)量的輪胎測(cè)試中，前提是對(duì)輪胎的中心不 附加旋轉(zhuǎn)扭矩，也就是所謂的自由滾動(dòng)狀態(tài)，這是前述的情況。與此相對(duì)，附加有如上所述 的由于軸承25、軸密封部件和潤(rùn)滑油等的影響而在主軸20的旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩 Myl的狀態(tài)不是本來(lái)的自由滾動(dòng)狀態(tài)。也就是說(shuō)，在主軸20旋轉(zhuǎn)時(shí)從殼體22受到的旋轉(zhuǎn)摩 擦扭矩Myl是測(cè)量誤差發(fā)生的主要原因。因此在本發(fā)明中，如圖2和圖4(b)所示，還具備用于扭矩消除裝置5，該扭矩消除 裝置用來(lái)消除主軸20在其旋轉(zhuǎn)時(shí)從殼體22等受到的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl的影響。該扭矩消 除裝置5具備測(cè)量與上述旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl相當(dāng)?shù)睦@Y軸的力矩的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩測(cè)量部、 主軸用電動(dòng)機(jī)30、控制部32，在該實(shí)施方式中上述測(cè)量裝置4兼用作上述旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩測(cè)量部。上述主軸用電動(dòng)機(jī)30由同步電動(dòng)機(jī)構(gòu)成，用于在輪胎測(cè)試時(shí)對(duì)主軸20賦予既定 的扭矩My2。詳細(xì)地說(shuō)，主軸用電動(dòng)機(jī)30連結(jié)到主軸20的基端部，對(duì)該主軸20施加用于對(duì) 抗因滾動(dòng)軸承25a、25b的旋轉(zhuǎn)阻力等引起的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl的扭矩。換句話說(shuō)，主軸用 電動(dòng)機(jī)30對(duì)主軸20賦予與上述旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl同等大小方向相反的扭矩My2 (用于消 除殼體22上的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl的影響的扭矩)。在輪胎測(cè)試時(shí)，上述測(cè)量裝置4測(cè)量作用于殼體22和殼體保持部件23之間的力 和力矩，并將其測(cè)量值輸出到控制部32。與旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl對(duì)應(yīng)的繞Y軸的力矩也與其 它測(cè)量結(jié)果一起輸出到控制部32?？刂撇?2控制從主軸用電動(dòng)機(jī)30輸出的發(fā)生扭矩(輸出扭矩)My2。例如，控制 部32基于上述測(cè)量裝置4測(cè)量到的值中的作為繞Y軸的力矩的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl，控制主 軸用電動(dòng)機(jī)30的發(fā)生扭矩My2。詳細(xì)地說(shuō)，控制部32對(duì)主軸用電動(dòng)機(jī)30的發(fā)生扭矩My2 進(jìn)行調(diào)整，使得在實(shí)施輪胎測(cè)試的過(guò)程中測(cè)量到的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl和發(fā)生扭矩My2 —致 (即，Myl-My2 = 0)。該調(diào)整例如通過(guò)使主軸用電動(dòng)機(jī)30的電壓及頻率等變化的逆變器控 制(例如，VVVF控制)來(lái)進(jìn)行。接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明的輪胎測(cè)試方法與輪胎測(cè)試機(jī)的動(dòng)作一起進(jìn)行說(shuō)明。此處，以輪 胎的滾動(dòng)阻力的測(cè)量為例，參照?qǐng)D5的流程圖進(jìn)行說(shuō)明。首先，將作為測(cè)量滾動(dòng)阻力的對(duì)象的輪胎T裝配在圖3所示的輪胎保持裝置3的 輪圖28上(圖5的步驟Si)。在這樣裝配了輪胎T的狀態(tài)下，致動(dòng)器17動(dòng)作，使輪胎保持 裝置3向該裝置3接近行進(jìn)滾筒10的方向移動(dòng)。通過(guò)使輪胎T壓靠在該行進(jìn)滾筒10的模 擬路面R上，對(duì)該輪胎T賦予既定的載荷(步驟S2)。保持這樣被賦予了載荷的狀態(tài)，滾筒 用電動(dòng)機(jī)12動(dòng)作，使上述行進(jìn)滾筒10以既定的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)(步驟S3)。接下來(lái)，在輪胎T通過(guò)上述滾筒用電動(dòng)機(jī)12的動(dòng)力即行進(jìn)滾筒10的旋轉(zhuǎn)力而被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，測(cè)量裝置4對(duì)附加在主軸20上的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl進(jìn)行測(cè)量(步驟 S4)。在該狀態(tài)下，對(duì)輪胎T的中心賦予旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl。另外，主軸用電動(dòng)機(jī)30動(dòng)作，并 且控制部32對(duì)主軸用電動(dòng)機(jī)30的發(fā)生扭矩My2進(jìn)行控制，使得由測(cè)量裝置4測(cè)量到的旋 轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl和發(fā)生扭矩My2 一致(即，Myl_My2 = 0)(步驟S5)。在主軸用電動(dòng)機(jī)30和滾筒用電動(dòng)機(jī)12驅(qū)動(dòng)的輪胎T行進(jìn)時(shí)，測(cè)量裝置4 (多分力 計(jì))能夠求解輪胎T與模擬路面R接觸的狀態(tài)下的鉛直載荷(載荷反作用力)Fz和作用在 輪胎前進(jìn)方向上的力Fx。使用這些測(cè)量值和輪胎T行進(jìn)狀態(tài)下的滾動(dòng)半徑等求解輪胎T的 滾動(dòng)阻力(S6)。求解該輪胎T的滾動(dòng)阻力的方法與現(xiàn)有的方法相同，不特別限定。例如， 可以使用將測(cè)力計(jì)測(cè)量到的X、Y、Z方向的載荷(力)和力矩、滾動(dòng)半徑等各種數(shù)據(jù)輸入控 制部32和未圖示的計(jì)算機(jī)等計(jì)算裝置，用計(jì)算裝置從各種數(shù)據(jù)求解輪胎T的滾動(dòng)阻力的方 法，也可以使用其它的方法。在上述輪胎測(cè)試機(jī)1中，在進(jìn)行輪胎測(cè)試時(shí)(例如，進(jìn)行測(cè)量輪胎T的滾動(dòng)阻力的 測(cè)試時(shí))，伴隨著為了使旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl和發(fā)生扭矩My2 —致(兩者之差為零)而對(duì)主 軸用電動(dòng)機(jī)30的發(fā)生扭矩My2進(jìn)行的調(diào)整，同時(shí)對(duì)主軸20賦予扭矩，因此在輪胎行進(jìn)時(shí)， 由于軸承25a、25b的旋轉(zhuǎn)阻力等產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl對(duì)測(cè)量值的影響通過(guò)上述發(fā)生扭 矩My2被消除。換句話說(shuō)，主軸用電動(dòng)機(jī)30對(duì)主軸20賦予消除旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl的影響 的大小和方向的扭矩，能夠補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl，使得主軸20在不受旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl的 影響的自由滾動(dòng)狀態(tài)下(輪胎T的中心不被賦予旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl的狀態(tài))旋轉(zhuǎn)。如上所述，消除了主軸20由于受到來(lái)自軸承25a、25b、軸密封部件和潤(rùn)滑油等的 影響而產(chǎn)生的繞Y軸的力矩，即，消除了在主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)在殼體受到的力矩。也就是說(shuō)，消除 了旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl的影響，消除了由旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl引起的主軸20的扭轉(zhuǎn)。這使得能 夠正確地測(cè)量輪胎T的滾動(dòng)阻力。而且，用于測(cè)量輪胎T上產(chǎn)生的力的測(cè)量裝置4兼用作 測(cè)量上述旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩測(cè)量部，因此，消除旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl的影響能 夠通過(guò)非常簡(jiǎn)單的構(gòu)成和控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。[第二實(shí)施方式]圖6和圖7表示作為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的輪胎測(cè)試機(jī)1的扭矩消除裝置5的 變形例。圖7(a)表示施加在主軸上的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩，圖7(b)表示旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩和發(fā)生扭 矩以及檢測(cè)扭矩的關(guān)系。在該第二實(shí)施方式中，測(cè)量裝置4兼用作旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩測(cè)量部，扭矩消除裝置5具 備上述旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩測(cè)量部、主軸用電動(dòng)機(jī)30、主軸扭矩檢測(cè)部31、控制部35。測(cè)量裝置4 和主軸用電動(dòng)機(jī)30與第一實(shí)施方式相同，因此省略說(shuō)明。主軸扭矩檢測(cè)部(扭矩檢測(cè)計(jì))31配備在主軸20上(殼體22和主軸用電動(dòng)機(jī)30 之間的主軸20上)，檢測(cè)施加在該主軸20上的扭矩My3，并將該扭矩My3輸出到控制部32。 為了說(shuō)明的方便，有時(shí)將主軸扭矩檢測(cè)部31所檢測(cè)到的主軸20的扭矩稱為檢測(cè)扭矩My3。 該主軸扭矩檢測(cè)部31也可以內(nèi)置在主軸用電動(dòng)機(jī)30內(nèi)?？刂撇?5在輪胎T通過(guò)從行進(jìn)裝置2給予的旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)時(shí)，基于由測(cè)量裝置4 測(cè)量到的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl、和由主軸扭矩檢測(cè)部31檢測(cè)到的檢測(cè)扭矩My3，控制主軸用電 動(dòng)機(jī)30的發(fā)生扭矩My2。詳細(xì)地說(shuō)，控制部35對(duì)主軸用電動(dòng)機(jī)30的發(fā)生扭矩My2進(jìn)行調(diào) 整，使得在實(shí)施輪胎測(cè)試的過(guò)程中旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl和檢測(cè)扭矩My3 —致(Myl_My3 = 0)。該調(diào)整例如通過(guò)使主軸用電動(dòng)機(jī)30的電壓及頻率等變化的逆變器控制(例如，VVVF控制) 來(lái)進(jìn)行。圖8表示第二實(shí)施方式的輪胎的測(cè)試方法。圖8所示的步驟S10-S13和S17與上 述第一實(shí)施方式的輪胎的測(cè)試方法的圖5的步驟S1-S4和S6分別相同，因此省略說(shuō)明。在圖8的步驟S14中，主軸用電動(dòng)機(jī)30被驅(qū)動(dòng)，一邊產(chǎn)生扭矩My2 —邊旋轉(zhuǎn)。這 樣，主軸20在軸端受到的扭矩由主軸扭矩檢測(cè)部31作為檢測(cè)扭矩My3被測(cè)量(步驟S15)。 控制部32控制主軸用電動(dòng)機(jī)30的發(fā)生扭矩My2，使得該檢測(cè)扭矩My3和旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl 一致(My I-My3 = 0)(步驟 S16)。S卩，根據(jù)該輪胎測(cè)試機(jī)1，在進(jìn)行輪胎測(cè)試時(shí)，伴隨著為了使旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl與 檢測(cè)扭矩My3 —致而對(duì)主軸用電動(dòng)機(jī)30的發(fā)生扭矩My2進(jìn)行的調(diào)整，同時(shí)對(duì)主軸20賦予 扭矩，由此消除旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl的影響。另外，扭矩消除裝置5具備檢測(cè)施加在主軸20上的扭矩的主軸扭矩檢測(cè)部31、和 控制部32，該控制部32基于該主軸扭矩檢測(cè)部31所檢測(cè)到的扭矩My3、和測(cè)量裝置4測(cè)量 到的主軸20受到的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl來(lái)控制主軸用電動(dòng)機(jī)30，因此，在輪胎T的測(cè)試中，能 夠通過(guò)反饋控制調(diào)整施加在主軸20上的扭矩，能夠提高用于消除旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl的發(fā)生 扭矩My2的精度。本發(fā)明例如如下所示，不限于上述實(shí)施方式。在上述實(shí)施方式中作為輪胎上產(chǎn)生的力測(cè)量滾動(dòng)阻力，但測(cè)量對(duì)象并不受限定。 只要是通過(guò)消除主軸20所受到的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩的影響來(lái)提高測(cè)量精度的對(duì)象，都可以對(duì) 該對(duì)象應(yīng)用本發(fā)明的輪胎測(cè)試機(jī)和輪胎測(cè)試方法。另外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)輪胎T由于 從行進(jìn)裝置給予的旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)時(shí)在該輪胎T上產(chǎn)生的力進(jìn)行測(cè)量，但也可以測(cè)量在行進(jìn) 裝置與輪胎T接觸而對(duì)該輪胎T給予旋轉(zhuǎn)力后與該輪胎T分離的狀態(tài)下，即輪胎T自由旋 轉(zhuǎn)的狀態(tài)下在輪胎T上產(chǎn)生的力。對(duì)于用于測(cè)量在輪胎上產(chǎn)生的力的具體的機(jī)構(gòu)(測(cè)量裝置)和方法，應(yīng)用各種已 知的方法即可。只要能夠測(cè)量主軸受到的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩即可，沒(méi)有特別的限制。在上述實(shí)施方式中，將由于軸承25a、25b、軸密封部件和潤(rùn)滑油等的影響而在主軸 22上產(chǎn)生的繞Y軸的力矩作為旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl測(cè)量，但其中軸承25a、25b的旋轉(zhuǎn)摩擦阻 力引起的力矩的影響最大，因此，也可以將旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl看作軸承的旋轉(zhuǎn)摩擦阻力本 身。例如，也可以預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)求得由于軸承25a、25b的旋轉(zhuǎn)摩擦阻力而產(chǎn)生的主軸22的 旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl，并且主軸用電動(dòng)機(jī)30對(duì)主軸22給予與該旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl對(duì)抗的扭 矩?；蛘?，也可以與上述測(cè)量裝置4分開(kāi)地裝備用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩Myl的專用的扭矩 測(cè)量器。如以上所述，本發(fā)明提供能夠高精度地測(cè)量在輪胎上產(chǎn)生的力的輪胎測(cè)試機(jī)和輪 胎測(cè)試方法。具體而言，本發(fā)明的輪胎測(cè)試機(jī)具備保持輪胎的主軸；經(jīng)由軸承將該主軸支 承為旋轉(zhuǎn)自如的殼體；具有轉(zhuǎn)動(dòng)的行進(jìn)面且對(duì)與該行進(jìn)面接觸的輪胎給予旋轉(zhuǎn)力的行進(jìn)裝 置；設(shè)置在上述殼體上且對(duì)上述主軸上產(chǎn)生的力及力矩進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量裝置；消除上述主 軸在其旋轉(zhuǎn)時(shí)從上述殼體受到的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩對(duì)上述測(cè)量的影響的扭矩消除裝置；該扭矩 消除裝置包含主軸用扭矩賦予機(jī)，該主軸用扭矩賦予機(jī)與上述行進(jìn)裝置分開(kāi)設(shè)置，對(duì)上述 主軸賦予消除上述旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩的影響的扭矩。該主軸扭矩賦予機(jī)與上述行進(jìn)裝置分開(kāi)，能夠通過(guò)僅僅對(duì)上述主軸賦予用于消除上述旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩對(duì)上述測(cè)量的影響的扭矩的簡(jiǎn) 單的構(gòu)成，來(lái)有效地提高該測(cè)量的精度。具體而言，優(yōu)選地包含測(cè)量上述旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩測(cè)量部和基于測(cè)量 到的力矩來(lái)控制上述主軸用電動(dòng)機(jī)的發(fā)生扭矩的控制部。例如，上述控制部也可以控制上 述主軸用電動(dòng)機(jī)，使得上述旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩和上述主軸用電動(dòng)機(jī)的發(fā)生扭矩一致。此處，上述 測(cè)量裝置可以兼用作上述旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩測(cè)量部，由此使裝置的構(gòu)成簡(jiǎn)化。優(yōu)選的是，上述扭矩消除裝置具備檢測(cè)施加在上述主軸上的扭矩的主軸扭矩檢測(cè) 部，在輪胎通過(guò)由上述行進(jìn)裝置給予的旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)時(shí)，其控制部基于與上述測(cè)量裝置測(cè) 量到的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩對(duì)應(yīng)的力矩和上述主軸扭矩檢測(cè)部檢測(cè)到的扭矩，對(duì)上述主軸用電動(dòng) 機(jī)的發(fā)生扭矩進(jìn)行控制。優(yōu)選的是，上述控制部對(duì)上述主軸用電動(dòng)機(jī)的發(fā)生扭矩進(jìn)行控制，使得與上述測(cè) 量裝置測(cè)量到的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩對(duì)應(yīng)的力矩和上述主軸扭矩檢測(cè)部檢測(cè)到的扭矩的差為零。另外，本發(fā)明提供利用下述輪胎測(cè)試機(jī)測(cè)量輪胎所產(chǎn)生的力的輪胎測(cè)試方法，該 輪胎測(cè)試機(jī)具備保持輪胎的主軸；經(jīng)由軸承將該主軸支承為旋轉(zhuǎn)自如的殼體；具有通過(guò) 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的面并且對(duì)與面抵接的輪胎給予旋轉(zhuǎn)力的行進(jìn)裝置；設(shè)置在上述殼體上且 測(cè)量在上述主軸上產(chǎn)生的力及力矩的測(cè)量裝置。該方法的特征在于，以消除上述主軸在其 旋轉(zhuǎn)時(shí)在上述殼體受到的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩的影響的方式，與上述行進(jìn)裝置分開(kāi)地對(duì)上述主軸 賦予扭矩同時(shí)測(cè)量輪胎所產(chǎn)生的力。優(yōu)選的是，在輪胎測(cè)試中，在輪胎通過(guò)由上述行進(jìn)裝置 給予的旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)時(shí)，測(cè)量與上述旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩對(duì)應(yīng)的力矩，并且另外檢測(cè)施加在上述 主軸上的扭矩，控制賦予上述主軸的扭矩，使得與該旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩對(duì)應(yīng)的力矩和檢測(cè)扭矩 之差為零。
權(quán)利要求
一種輪胎測(cè)試機(jī)，其特征在于，該輪胎測(cè)試機(jī)具備保持輪胎的主軸；經(jīng)由軸承將該主軸支承為旋轉(zhuǎn)自如的殼體；行進(jìn)裝置，具有通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的面，并且對(duì)與所述面抵接的輪胎給予旋轉(zhuǎn)力；測(cè)量裝置，設(shè)置在所述殼體上，測(cè)量所述主軸上產(chǎn)生的力及力矩；和扭矩消除裝置，消除所述主軸在其旋轉(zhuǎn)時(shí)在所述殼體受到的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩的影響，該扭矩消除裝置具有與所述行進(jìn)裝置分開(kāi)的主軸用電動(dòng)機(jī)，該主軸用電動(dòng)機(jī)對(duì)所述主軸賦予消除所述旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩的影響的扭矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎測(cè)試機(jī)，其特征在于，所述扭矩消除裝置具備測(cè)量所述旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩測(cè)量部；和控制部，基于與由所述測(cè)量裝置測(cè)量到的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩對(duì)應(yīng)的力矩，控制所述主軸用 電動(dòng)機(jī)的發(fā)生扭矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎測(cè)試機(jī)，其特征在于，所述控制部控制所述主軸用電動(dòng)機(jī)，使得與所述旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩對(duì)應(yīng)的力矩和所述主軸 用電動(dòng)機(jī)的發(fā)生扭矩一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎測(cè)試機(jī)，其特征在于，所述扭矩消除裝置還具備檢測(cè)施加在所述主軸上的扭矩的主軸扭矩檢測(cè)部，所述控制部在輪胎通過(guò)由所述行進(jìn)裝置給予的旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)時(shí)，基于與所述測(cè)量裝置 測(cè)量到的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩對(duì)應(yīng)的力矩和所述主軸扭矩檢測(cè)部檢測(cè)到的扭矩，來(lái)控制所述主軸 用電動(dòng)機(jī)的發(fā)生扭矩。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎測(cè)試機(jī)，其特征在于，所述測(cè)量裝置兼用作所述扭矩消除裝置的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩測(cè)量部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪胎測(cè)試機(jī)，其特征在于，所述控制部控制所述主軸用電動(dòng)機(jī)的發(fā)生扭矩，使得與所述測(cè)量裝置測(cè)量到的旋轉(zhuǎn)摩 擦扭矩對(duì)應(yīng)的力矩和所述主軸扭矩檢測(cè)部檢測(cè)到的扭矩之差為零。
7.一種輪胎測(cè)試方法，是利用輪胎測(cè)試機(jī)測(cè)量輪胎所產(chǎn)生的力的輪胎測(cè)試方法，該輪 胎測(cè)試機(jī)具備保持輪胎的主軸；經(jīng)由軸承將該主軸支承為旋轉(zhuǎn)自如的殼體；行進(jìn)裝置，具 有通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的面并對(duì)與該面抵接的輪胎給予旋轉(zhuǎn)力；和測(cè)量裝置，設(shè)置在所述 殼體上并測(cè)量所述主軸上產(chǎn)生的力及力矩，該輪胎測(cè)試方法的特征在于，以消除所述主軸在其旋轉(zhuǎn)時(shí)在所述殼體受到的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩的影響的方式，與所述行 進(jìn)裝置分開(kāi)地對(duì)所述主軸賦予扭矩，同時(shí)測(cè)量輪胎所產(chǎn)生的力。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輪胎測(cè)試方法，其特征在于，在輪胎通過(guò)由所述行進(jìn)裝置給 予的旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)時(shí)，測(cè)量與所述旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩對(duì)應(yīng)的力矩，并且另外檢測(cè)施加在所述主 軸上的扭矩，對(duì)賦予所述主軸的扭矩進(jìn)行控制，使得與該旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩對(duì)應(yīng)的力矩與施加 在該主軸上的扭矩之差為零。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠高精度地測(cè)量輪胎上產(chǎn)生的力的輪胎測(cè)試機(jī)。該測(cè)試機(jī)具備保持輪胎(T)的主軸(20)；經(jīng)由滾動(dòng)軸承(25)將該主軸(20)支承為旋轉(zhuǎn)自如的殼體(22)；具有通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的面并對(duì)與該面接觸的輪胎給予旋轉(zhuǎn)力的行進(jìn)裝置(10)；設(shè)置在殼體(22)上且測(cè)量在輪胎(T)行進(jìn)時(shí)主軸(20)上產(chǎn)生的力和力矩的測(cè)量裝置(4)。該測(cè)試機(jī)還具備防止在主軸(20)旋轉(zhuǎn)時(shí)該主軸(20)在其旋轉(zhuǎn)時(shí)在上述殼體受到的旋轉(zhuǎn)摩擦所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩(My1)的影響賦予主軸(20)的扭矩消除裝置(5)。扭矩消除裝置(5)具備對(duì)主軸(20)賦予消除旋轉(zhuǎn)摩擦扭矩(My1)的影響的扭矩的主軸用電動(dòng)機(jī)(30)。
文檔編號(hào)G01M17/02GK101960281SQ20098010639
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月26日
發(fā)明者吉川哲也, 藤枝靖彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所