JP2004512523A - 試験機 - Google Patents

Abstract

タイヤ試験機（１０）が、可動の模擬道路面（１４）、その回りでタイヤ／ホイールアセンブリー（Ｔ）が回転できる支持面（２２）を含む車軸（１６）、及び、模擬道路面（１４）に対して回転しないが、垂直方向で浮動状態になるように車軸（１６）を支えているフレーム（１８）から成り、それにより、タイヤ／ホイールアセンブリー（Ｔ）が模擬道路面（１４）との回転係合状態で荷重を加えられる。フレーム（１８）は、形状的に頑丈な（例えば、三角形）配置で車軸（１６）から静止サポート（２８）に伸びている結合部材（２６）及び結合部材（２６）と静止サポート（２８）の間に介在するダンピング無しのピストン部材（３０）から成っている。結合部材（２６）の形状的に頑丈な配置を二等辺三角形配置にでき、模擬道路面（１４）を道路ホイール（２０）の外周面で構成できる。

Description

【０００１】
［産業上の利用分野］
本発明は一般的にタイヤ試験機として示されているものに関していて、より特定すれば、模擬道路面にタイヤ／ホイールアセンブリーの荷重をかけるための剛性ゼロの配置を有している。
【０００２】
［従来の技術及びその課題］
車両性能を予測し、修正し、又は、他の形で試験するために、完全な車両の動的モデルを作ることは、タイヤ製造分野では普通のことである。タイヤ／ホイールアセンブリーは車両と道路の間の唯一の接続部になるので、タイヤ／ホイールアセンブリーは車両系全体の動的特性に強く影響を与えることがある。従って、有限要素解析モデルの検証のような検証目的のために、車両で用いられるタイヤ／ホイールアセンブリーの固有周波数、モード形態、モード減衰を知ることは重要である。この目的のために、通常、必要な検証を行うために車両モデルの残りの部分とは無関係にタイヤ／ホイールアセンブリーを試験する。
【０００３】
非回転中と回転中のタイヤの動的特性は異なるので、通常タイヤ試験機を試験手順中に用いる。例えば、そのようなタイヤ試験機は可動の模擬道路面、その回りでタイヤ／ホイールアセンブリーが回転できる支持面を含む車軸、及び、模擬道路面と回転係合状態のタイヤ／ホイールアセンブリー（Ｔ）に荷重を加えるフレームから構成できる。例えば、模擬道路面はホイールの外周面上に設けられている。その形で、回転以外では静止しているタイヤ試験機内の模擬道路面でタイヤの回転試験を行える。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
当業界が必要としているのは、有限要素解析及び他の検証で、実際の道路面上の実際の車両の実際のタイヤ／ホイールアセンブリーを基本的に再現するように行えるため、シミュレーション変数を最小限にしたタイヤ試験機である。
【０００５】
より特定すると、当業界が必要としているのは、模擬道路面に対して、剛性ゼロの境界条件に基づいてタイヤの試験を行えるタイヤ試験機である。剛性ゼロの境界条件が無いと、タイヤの固有周波数を決定するために、測定した周波数への機械の寄与を考慮しなければならない。特に、低周波数（２０Ｈｚ未満）モデルが発生しているとき、そのような考慮を正確に行うのは困難である。剛性ゼロの境界条件により、有限要素解析での容易で、正確なモデル化が可能になり、タイヤ／ホイールの低い方の固有周波数の測定を３方向の主方向全部でできる。
【０００６】
本発明は、ほぼ剛性ゼロの境界条件で、模擬道路面にタイヤ／ホイールアセンブリーが荷重をかけて、回転できるようにするフレームを持つタイヤ試験機を提供している。。特にカーブした模擬道路面（例えば、道路ホイール）に関連して、タイヤ／ホイールアセンブリーがカーブした面に安定した形で静的荷重を加えられるように予荷重供給部を設けている。
【０００７】
より特定すれば、本発明は、可動の模擬道路面、その回りでタイヤ／ホイールアセンブリーが回転できる支持面を含む車軸、及び、フレームから成っているタイヤ試験機を提供している。そのフレームは模擬道路面に対して回転しないが、垂直方向で浮動状態になるように車軸を支えていて、それにより、タイヤが模擬道路面に対して回転係合状態で荷重を加えられる。この目的のため、フレームは、形状的に頑丈な配置で車軸から静止サポートに伸びている結合部材及び結合部材と静止サポートの間に介在するダンピング無しのピストン部材から成っている。模擬道路面は道路ホイールの外周面により構成できる。
【０００８】
「形状的に頑丈」とは、フレームと結合部材の接続が、タイヤ試験機の残りの部分から道路／ホイールアセンブリーを動的に分離するために接続部の形状に基づいて実質的に非柔軟性の構造となることを意味する。好ましくは、形状的に頑丈な配置は要素数が最小であることにより三角形の配置である。しかしながら、種々の理由で、多重の三角形、五角形、六角形、八角形の配置又はその組合わせのような他の形状的に頑丈な配置で、要素数の多いものを使用することが望ましいことがある。さらに、ある環境では、結合部材の直線配置が形状的に頑丈な配置になることがある。
【０００９】
ピストン部材は、可動の模擬道路面に対してタイヤ／ホイールアセンブリーの荷重（又はタイヤの予荷重）を最初にセットするために調節できる。これらのピストン部材はエア・ピストン、そして、より好ましくは、摩擦のない剛性ゼロのエア・ピストンで構成できる。スライドからの寄与がほぼ全部となるダンピングを無くすためにエア・ベアリングによるクッション作用を受けるスライドによりエア・ピストンに結合部材を接続できる。結合部材の好ましい形状的配置は二等辺三角形の配置である。
【００１０】
本発明のタイヤ試験機によりタイヤ／ホイールアセンブリーを試験するために、タイヤ／ホイールアセンブリーは車軸の支持面に回転可能に取付けられている。又、タイヤが模擬道路面との回転係合部に荷重を加えられる。そして、模擬道路面をタイヤ／ホイールアセンブリーを回転するように動かして、それにより、実質的に剛性ゼロの境界条件に基づいて、３方向の主方向でのタイヤ／ホイールの低い方の固有周波数の測定のような試験データを得ることができる。そして、当該分野の技術者が知り、使用している種々の有限要素解析で、この試験データのモデル化ができる。
【００１１】
本発明では以後で完全な説明をし、特に請求項で指摘しているこれらの又他の特徴を提供している。以下の説明と図面では、本発明の一定の例示的実施例について詳細に説明している。しかしながら、この実施例は例示的であり、本発明の原理を使用できる種々の方法のひとつに過ぎない。
【００１２】
【実施例】
ここで図面を詳細に参照すると、図１及び図２はタイヤ／ホイールアセンブリーＴを試験するための本発明に基づくタイヤ試験機１０の略図を示している。タイヤ試験機１０は、可動の模擬道路面１４、車軸１６、及び、その模擬道路面１４に対して車軸１６を保持するフレーム１８から成っている。
【００１３】
示した実施例で、模擬道路面１４は道路ホイール２０の外周面である。図面では特に示していないけれども、道路ホイール２０には、モーターにより回転する車軸が含まれている。道路ホイール用モーターは可変速装置にできて、試験手順中にタイヤ／ホイールアセンブリーＴの希望速度に対応する速度で、その道路ホイール２０を回転するようにセットできる。代替として、模擬道路面１４を曲面の代わりに可動ベルト又は平坦軌道のように平坦にできる。
【００１４】
車軸１６には、その回りをタイヤ／ホイールアセンブリーＴが回転できる支持面２２が含まれる。プーリー２４は、フレーム１８に組込むために車軸１６の両方の横側に位置している。図面には特に示していないけれども、（スプリングのような）横及び前後の拘束を設けて、試験手順中に道路面１４に対してタイヤ／ホイールアセンブリーＴを安定にできる。
【００１５】
フレーム１８は、模擬道路面１４に対して回転しないが、垂直方向で浮動状態になるように車軸（１６）を支えている。それにより、タイヤ／ホイールアセンブリーが模擬道路面１４に対して回転係合状態で荷重を加えられる。示されているフレーム１８は、結合部材２６、静止サポート２８、及び、結合部材２６と静止サポート２８の間に介在するダンピング無しのピストン部材３０から成っている。
【００１６】
結合部材２６は形状的に頑丈な配置で車軸１４と静止サポート２８の間に伸びている。示されている実施例では、結合部材２６は静止サポート２８から車軸１４上のクランプ２４に伸びているケーブルである。そして、各ケーブルの一端はは、ピストン部材３０の一方に結合している。結合部材２６の示されている三角形配置は二等辺三角形の配置である。それで、（他の多角形及び直線配置も含む）他の形状的に頑丈な配置が本発明で可能であり、本発明により想定されている。
【００１７】
示された実施例で、静止サポート２８は傾斜したフロアー固定材３４に固定されたピストン取付用ブラケット３２を含んでいる。ブラケット３２は希望の角度（図示された実施例では水平面から６０°）でピストン部材３０を取付ける。静止サポートは、種々のブラケット／固定材のデザインの多少の固定材／ブラケットを持つこと、又は、場合によって、地面自体が静止サポートであることも本発明では可能であり、本発明により想定されている。
【００１８】
図示された実施例で、ピストン部材３０はエア・ピストンから成っている。より特定すれば、エア・ピストン３６は低周波運動でゼロの剛性を、又、高周波運動でゼロに近い剛性を有している。そのようなピストンは比較的大きな加圧空気用リザーバーを設け、ピストンの差動運動（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｍｏｖｅｍｅｎｔ）がほぼ等しい圧力状態で行われるようにすることにより達成できる。さらに、図示されているピストン部材３０は、それぞれ、そのエア・ピストン３６に接続し、かつ、それと共に動く一対のスライド３８を含んでいる。スライド３８にはスライドによる摩擦又はダンピングの導入を防止するためにエア・ベアリングを設けている。ケーブル２６の端部がスライド３８に固定されているので、エア・ピストン３６のロッドと共に直線的に動く。各エア・ピストン３６内の空気圧力を調節することにより、タイヤ／ホイールアセンブリーＴが模擬道路面１４に指定荷重で荷重を加えられる。
【００１９】
本発明のタイヤ試験機１０を用いてタイヤ／ホイールアセンブリーを試験するためには、タイヤ／ホイールアセンブリーＴは車軸の支持面２２に回転可能に取付けられていて、タイヤ／ホイールアセンブリーＴは模擬道路面１４と回転係合状態で荷重をかけている。そして、模擬道路面１４はタイヤ／ホイールアセンブリーＴを回転するように動かし、それにより、３方向の主方向でタイヤ／ホイールの低い固有周波数の測定のような実質的に剛性ゼロの境界条件での試験データを得られる。
【００２０】
これで、本発明は、タイヤ／ホイールアセンブリーがほぼ剛性ゼロで模擬道路面１４上に荷重を加え、かつ、回転できる荷重フレーム１８を有するタイヤ試験機１０を提供していることを理解しうる。本発明は特定実施例について示され、説明されているけれども、本出願書を読み、理解すれば、当該分野の他の技術者が同等の変更及び修正を行えることは明らかである。本発明に含まれるそのような全ての変更及び修正及びそれ以外のことは請求項の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に基づくタイヤ試験機の正面図である。
【図２】
本発明に基づくタイヤ試験機の側面図である。

Claims (15)

1. 可動の模擬道路面（１４）、
   その回りでタイヤ／ホイールアセンブリー（Ｔ）が回転できる支持面（２２）を含む車軸（１６）、
   模擬道路面（１４）に対して回転しないが、垂直方向で浮動状態になるように車軸（１６）を支えているフレーム（１８）を具備し、それにより、タイヤ／ホイールアセンブリー（Ｔ）が模擬道路面（１４）と回転係合状態で荷重を加えられるタイヤ試験機（１０）において、
   そのフレーム（１８）が、形状的に頑丈な配置で車軸（１６）から静止サポート（２８）に伸びている結合部材（２６）及び結合部材（２６）と静止サポート（２８）の間に介在するダンピング無しのピストン部材（３０）を具備する
   ことを特徴とするタイヤ試験機（１０）。
2. その車軸（１６）が実質的に水平に位置していること、結合部材（２６）が実質的に垂直面に位置していること、及び、その形状的に頑丈な配置が三角形の配置になっていることを特徴とする前の請求項に示されたタイヤ試験機（１０）。
3. 三角形の配置が二等辺三角形の配置になっていることを特徴とする前の請求項に示されたタイヤ試験機（１０）。
4. 各結合部材（２６）にはピストン部材（３０）のひとつに結合した一端が含まれることを特徴とする前の請求項のいずれかに示されたタイヤ試験機（１０）。
5. 可動の模擬道路面（１４）に対するタイヤ／ホイールアセンブリー（Ｔ）の荷重を最初にセットできるようにそのピストン部材（３０）が調節可能になっていることを特徴とする前の請求項のいずれかに示されたタイヤ試験機（１０）。
6. そのピストン部材（３０）がエア・ピストンであることを特徴とする前の請求項のいずれかに示されたタイヤ試験機（１０）。
7. そのピストン部材（３０）が、摩擦が無く、剛性がほぼゼロのエア・ピストンであることを特徴とする前の請求項に示されたタイヤ試験機（１０）。
8. そのピストン部材（３０）のそれぞれが、そのエア・ピストン（３０）に接続され、かつ、それと共に動く一対のスライド（３８）を含むことを特徴とする請求項６及び７のいずれかに示されたタイヤ試験機（１０）。
9. その模擬道路面（１４）が道路ホイール（２０）の外周面から成っていることを特徴とする前の請求項のいずれかに示されたタイヤ試験機（１０）。
10. ２個の結合部材（２６）が二等辺三角形の配置で、車軸（１６）の両方の横側から伸びていて、かつ、各結合部材（２６）の第一の端部がピストン部材（３０）のひとつに結合され、かつ、他の端部がピストン部材（３０）の他のひとつに結合していることを特徴とする前の請求項に示されたタイヤ試験機（１０）。
11. 前の請求項のいずれかのタイヤ試験機（１０）の車軸（１６）の支持面上にタイヤ／ホイールアセンブリー（Ｔ）を回転可能に取付けること、
    その模擬道路面（１４）と回転係合状態になっているタイヤ／ホイールアセンブリーに荷重を加えること、
    模擬道路面（１４）を動かすこと、
    のステップから成るタイヤ／ホイールアセンブリーを試験する方法。
12. さらに、その模擬道路面（１４）に対しているタイヤ／ホイールアセンブリーに予荷重を加えるため、そのピストン部材（３０）を調節するステップを含むことを特徴とする前の請求項に示された方法。
13. さらに、実質的に剛性ゼロの境界条件に基づいて試験データを得るステップを含む前の請求項のいずれかに示された方法。
14. その試験データが、その３方向の主方向で、タイヤ／ホイールアセンブリーの低い方の固有振動数の測定を含むことを特徴とする前の請求項に示された方法。
15. さらに、有限要素解析を用いて試験データのモデル化をするステップを含むことを特徴とする前の請求項のいずれかに示された方法。