JP6602734B2 - タイヤの転がり抵抗評価装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの転がり抵抗評価装置に関する。

トラック、乗用自動車および他の車両用タイヤの性質および性能を測定するに当り、重要な測定項目の一つとして、タイヤの転がり抵抗がある。

このタイヤの転がり抵抗は、タイヤを地面上で転動させた際にタイヤと地面との間で発生する接線方向の力である。タイヤ試験機においては、試験用のタイヤと、このタイヤが接して回転する相手表面（例えば、負荷ドラムの表面）との間で発生する接線方向の力としてタイヤの転がり抵抗は計測される。つまり、タイヤと相手表面との間に、ある大きさの半径方向の力（負荷荷重Ｆｚ）を与えると、このタイヤの負荷荷重Ｆｚに対応した転がり抵抗Ｆｘが発生し、負荷荷重Ｆｚと転がり抵抗Ｆｘとの関係が測定される。

こうした転がり抵抗の計測方法は、ドラム式のタイヤ走行試験機による方法として、ＪＩＳ Ｄ ４２３４（乗用車，トラック及びバス用タイヤ−転がり抵抗試験方法、２００９年）で規定されている。

ＪＩＳ規格の転がり抵抗試験機として、例えば特許文献１に示すようなものが知られている。特許文献１の転がり抵抗測定装置は、円筒状に形成された負荷ドラム（走行ドラム）の外周面にタイヤを押圧接触させ、軸受を介してタイヤを支承するスピンドルの多分力検出器により、ｘ，ｙ，ｚ軸方向に加わる力とトルク（モーメント）とを計測する構成となっている。この特許文献１の装置では、これらの分力同士の干渉に対する補正を行なった上で、タイヤの軸方向の荷重Ｆｚと、転がり抵抗Ｆｘとの関係を計測する構成となっている。

しかし特許文献１の転がり抵抗測定装置では、１本のタイヤの転がり抵抗を測定するために時間が掛かるため、生産したタイヤ全数の転がり抵抗を測定するには多大な時間を要する。

タイヤの転がり抵抗を測定する時間を削減するため、特許文献２においては、転がり抵抗係数を、タイヤの均一性を検査するタイヤユニフォ−ミティ試験機を利用して予測する手法が示されている。転がり抵抗はタイヤ走行時におけるタイヤゴム部材の変形時のエネルギ損失により生じ、タイヤゴム部材の減衰特性と相関が高いことが知られている。そこで、特許文献２では、タイヤユニフォ−ミティ試験機に備えられているドラムによりタイヤを加振して、ドラム変位と反力の位相差となって現れる減衰特性を計測することにより、転がり抵抗係数を予測する方法が考案されている。タイヤ全数の試験を行うユニフォーミティ計測工程において、各タイヤの減衰特性に相当する位相差を計測し、転がり抵抗係数値が基準範囲に入らない異常タイヤを選別することを特徴としている。異常タイヤの選別は、予め、転がり抵抗係数が基準値に入っている基準タイヤに対して特許文献２の方法により、前記基準タイヤでの位相を算出する。基準タイヤでの位相と生産タイヤでの計測位相との比較により、その差が許容値を上回る場合を不良タイヤと判別する。

特開２００３−４５９８号公報 特開２０１５−２３２５４５号公報

しかし特許文献２の負荷ドラムを前後に動かしてタイヤを加振する方法においては、負荷ドラムをタイヤに押し付けた後、更に負荷ドラムを加振する必要があった。

そこで、この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、負荷ドラムをタイヤに押し付けた後、更に負荷ドラムを加振しなくてもタイヤに加振力を与え、タイヤの転がり抵抗を評価できる転がり抵抗評価装置を提供することを目的とする。

本発明に係る転がり抵抗評価装置は、タイヤが走行する路面を模擬した表面を有する負荷ロールと、前記負荷ロールの前記表面が前記タイヤに接触した状態において前記タイヤに加わる荷重を検知するための荷重センサと、前記負荷ロールの前記表面の位置を検知するための位置センサと、前記荷重センサ及び前記位置センサからの信号に基づき前記荷重の変動と前記負荷ロールの前記表面の位置の変動との位相差を導出する位相差導出部と、基準タイヤについて前記位相差導出部が導出した前記位相差と評価対象となるタイヤについて前記位相差導出部が導出した前記位相差とを比較し、前記評価対象となるタイヤの転がり抵抗を評価する転がり抵抗評価部と、を備えたタイヤの転がり抵抗評価装置であって、前記負荷ロールが、回転軸が偏心した偏心ロール、断面が多角形状の多角形ロール、または断面が長円の長円ロールであり、前記負荷ロールが、所定の荷重で前記タイヤに押し付けられると共に位置が固定され、前記タイヤの回転に伴なって回転する。

この発明では、負荷ロールが、回転軸が偏心した偏心ロール、断面が多角形状の多角形ロール、または断面が長円の長円ロールであり、所定の荷重で前記タイヤに押し付けられると共に位置が固定され、タイヤの回転に伴なって回転する。このように、タイヤの回転に伴なって負荷ロールを回転させることで、負荷ロールをタイヤに押し付けた後、更に負荷ロールを加振しなくてもタイヤに加振力を与え、タイヤの転がり抵抗を評価できる。

前記負荷ロールの回転軸と前記表面との間の寸法のうち最も大きい寸法が、前記タイヤの外径寸法の半分よりも小さいことが好ましい。負荷ロールの回転軸と表面との間の寸法のうち最も大きい寸法が、タイヤの外径寸法の半分よりも小さいということは、負荷ロールがタイヤよりも小さいということである。これにより、負荷ロール構成部材の疲労損傷や装置全体の振動を低減できる。

タイヤユニフォ−ミティ試験機の走行ドラムの、ロードセルで支持されたドラム軸に、当該ドラム軸まわりに回動可能な固定部材を介して前記負荷ロールが取り付けられ、前記ロードセルからの信号が前記位相差導出部に入力されることで、前記荷重センサとして前記ロードセルが用いられても良い。

上記構成により、タイヤの転がり抵抗評価機能をタイヤユニフォ−ミティ試験機に付加するに際し、荷重センサをあらたに設けることなく、タイヤに加わる変動負荷荷重を計測することができる。また、負荷ロールをタイヤに所定の荷重で押し付ける際には、タイヤユニフォ−ミティ試験機の走行ドラムの動力源を利用することができる。さらには、タイヤユニフォ−ミティ試験機の走行ドラムは、タイヤに押し付けられた際に、その位置が固定されるようになっているため、負荷ロールの位置を固定するための機構をタイヤユニフォ−ミティ試験機にあらたに設ける必要は無い。

並べて配置された２本の前記負荷ロールが、同じ位相で回転することが好ましい。２本の負荷ロールを並べて配置することによってタイヤを実際の接地状態に近づけ、タイヤの変形時の曲率を小さくすることができる。また２本の負荷ロールを同じ位相で回転させることで、タイヤに同じ負荷を掛けることができる。

本発明では、負荷ロールが、回転軸が偏心した偏心ロール、断面が多角形状の多角形ロール、または断面が長円の長円ロールであり、所定の荷重で前記タイヤに押し付けられると共に位置が固定され、タイヤの回転に伴なって回転する。このように、タイヤの回転に伴なって負荷ロールを回転させることで、負荷ロールをタイヤに押し付けた後、更に負荷ロールを加振しなくてもタイヤに加振力を与え、タイヤの転がり抵抗を評価できる。

本発明の実施形態に係る転がり抵抗評価装置およびタイヤユニフォ−ミティ試験機の概略図である。 転がり抵抗評価装置を側方から見た断面図である。 転がり抵抗評価装置の平面図である。 転がり抵抗評価装置の正面図である。 （ａ）から（ｄ）は負荷ロールをタイヤに押し付けた状態を示す平面断面図である。 タイヤの転がり抵抗の評価装置の電気的構成を示すブロック図である。 負荷ドラムの変位と荷重振幅との位相差を模式的に示したグラフである。 負荷ロールの変形例を示す平面断面図である。 負荷ロールの更なる変形例を示す平面断面図である。 第２実施形態に係る転がり抵抗評価装置のハウジングの正面図である。 第２実施形態に係る転がり抵抗評価装置のハウジングの平面図である。 第２実施形態に係る転がり抵抗評価装置の負荷ロールをタイヤに押し付けた状態を示す平面断面図である。 第３実施形態に係る転がり抵抗評価装置をタイヤユニフォ−ミティ試験機に適用した平面図である。 第３実施形態に係る転がり抵抗評価装置をタイヤユニフォ−ミティ試験機に適用した側面図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。

＜第１実施形態＞
図１に示すように、本実施形態の転がり抵抗評価装置１０（以下、単に「評価装置」と称す）は、タイヤ２の周方向の均一性を検査するタイヤユニフォ−ミティ試験（ＪＩＳ Ｄ４２３３）を行うタイヤユニフォ−ミティ試験機（ＴＵＭ：Ｔｉｒｅ Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ Ｍａｃｈｉｎｅ）１に付設されている。評価装置１０は、タイヤユニフォ−ミティ試験機１と一体ではなく別に設置されているので、後述する負荷ロール４４がタイヤユニフォ−ミティ試験機１の走行ドラム４と別に設置されている。評価装置１０は、タイヤユニフォ−ミティ試験機１とタイヤ２を間にして反対側に設置されている。タイヤ２は円環状であり、鉛直方向に延びるタイヤ軸３に回転可能に支持されている。なお評価装置１０の設置場所は、タイヤユニフォ−ミティ試験機１、特にタイヤユニフォ−ミティ試験機１が有する走行ドラム４と干渉しない場所であれば、特に限定されない。

評価装置１０は、タイヤが走行する路面を模擬した表面を有する負荷ロール４４（図２参照）をタイヤ２に接触させることで、タイヤ２の転がり抵抗を評価する。評価装置１０は、基礎５に鉛直方向に設置された固定部材６に固定されている。

固定部材６には、後述するハウジング３０を移動させるボールスクリュー１４と、ボールスクリュー１４を制御するサーボモータ１７とが取り付けられている。ボールスクリュー１４のねじ軸１５をタイヤ２に対して進退移動させることで、ハウジング３０を介して負荷ロール４４をタイヤ２に押し付け、又はタイヤ２から離隔させる。負荷ロール４４をタイヤ２に押し付けた状態で、タイヤ２から所定の反力を受ける位置でサーボモータ１７をサーボロックすることで負荷ロール４４の位置が固定される。

評価装置１０は、固定部材６に鉛直方向（図２中、上下方向）に固定された立壁１１と、立壁１１と直交する水平方向（図２中、左右方向）に延びるベースフレーム２６と、ベースフレーム２６上を水平方向に移動するハウジング３０とを備えている。

ボールスクリュー１４のねじ軸１５が立壁１１を貫通して延び、ボールスクリュー１４の先端部１６がハウジング３０の突出壁部３５に接続されている。

ベースフレーム２６の上面には、ベースフレーム２６の立壁１１側端部からタイヤ２側端部（図２中、右側端部）まで直線状に延びる一対のリニアガイド２７のレール２８が固定されている。

ハウジング３０は、負荷ロール４４を回転可能に支持し、リニアガイド２７に沿って負荷ロール４４をタイヤ２に近接する方向（図３中、右方向）およびタイヤ２から離隔する方向（図３中、左方向）に往復移動させる。図４を併せて参照すると、ハウジング３０は正面（図４中、手前側）が開口した縦長の箱形状であり、底壁３１と上壁３２と側壁３３と背面壁３４（図３参照）と突出壁部３５とを備えている。

底壁３１の下面には、リニアガイド２７のレール２８に沿って摺動するスライダ２９が設けられている。ハウジング３０はリニアガイド２７を介してベースフレーム２６に取り付けられているので、ハウジング３０、すなわち負荷ロール４４が傾くのを防止できる。

底壁３１の下面および上壁３２の上面にはそれぞれ、負荷ロール４４の表面がタイヤ２に接触した状態においてタイヤ２に加わる荷重を検知する荷重センサであるロードセル３８が配設されている。上側のロードセル３８には、ロールシャフト４１の上端を固定する上側のロール固定部材４２が取り付けられており、下側のロードセル３８には、ロールシャフト４１の下端を固定する下側のロール固定部材４２が取り付けられている。ロールシャフト４１は、ベアリング４３を介して負荷ロール４４を回転可能に支持している。これらの構成により、負荷ロール４４をタイヤ２のトレッド面に圧着させた際にはロールシャフト４１およびロール固定部材４２を介してロードセル３８に荷重が伝わり、このロードセル３８によってタイヤ２に加わる負荷荷重が計測される。負荷ロール４４に作用する荷重は全てロードセル３８に作用するため、精度良く荷重を計測できる。

ハウジング３０の突出壁部３５側には、負荷ロール４４の表面の位置を検知する位置センサ３７が設けられている。位置センサ３７（図５参照）は、タイヤ２の中心Ｃ１と負荷ロール４４の回転軸Ｃ２とを結ぶ線Ｌｃ上であって、タイヤ２と反対側の負荷ロール４４の表面位置Ｐ１を検知する。そして、負荷ロール４４が回転することにより、所定の基準点に対する表面位置Ｐ１の変動量を検知し続けることで、表面位置Ｐ１の変動量をタイヤ２の変形量とみなす。なお、位置センサ３７が検知する負荷ロール４４の表面の位置はＰ１に限定されず、負荷ロール４４の表面であればどこを検知しても良い。また、本実施形態では位置センサ３７として非接触のレーザ変位計を用いるが、非接触の渦変位計や接触式の変位計を用いても良い。

負荷ロール４４は鉛直方向に延びる軸心を有する円筒状の部材であり、この負荷ロール４４の表面がタイヤ試験用の模擬路面とされている。図５は、負荷ロール４４をタイヤ２に押し付けた状態の負荷ロール４４とタイヤ２との関係を示す平面断面図である。本実施形態では、回転軸が偏心した偏心ロールを負荷ロール４４として用いる。負荷ロール４４は、ボールスクリュー１４とサーボモータ１７とによって所定の荷重でタイヤ２に押し付けられる。そしてサーボモータ１７がサーボロックされることで負荷ロール４４の位置が固定され、負荷ロール４４はタイヤ２の回転に伴なって回転する。

１本の負荷ロール４４は、本来の中心Ｃ３からずれて偏心した回転軸Ｃ２を有している。負荷ロール４４の回転軸Ｃ２から最も離れた表面の外径を長径Ｌ１とし、回転軸Ｃ２から最も近い表面の外径を短径Ｌ２とする。また、長径Ｌ１と短径Ｌ２との間の長さを有する回転軸Ｃ２と表面との間の外径を中間径Ｌ３とする。負荷ロール４４の表面と回転軸Ｃ２との間の寸法のうち最も大きい寸法Ｌ１が、タイヤ２の外径寸法の半分の長さＬ４よりも小さい。本実施形態では、本来の中心Ｃ３に対する回転軸Ｃ２の偏心量が５ｍｍであるため、タイヤ２への加振振幅（Ｌ１とＬ２との差）が１０ｍｍとなる。これにより、タイヤ２の剛性が一般に２００Ｎ／ｍｍとすると、２０００Ｎの変動荷重をタイヤ２に与えることができる。ただし、負荷ロール４４の偏心量は５ｍｍに限定されない。

次に、タイヤ２に加振力を与える負荷ロール４４の回転動作について説明する。図５（ａ）に示すように負荷ロール４４の位相が０度のとき、負荷ロール４４の長径Ｌ１部分の表面がタイヤ２を押し付ける。負荷ロール４４を図中反時計回りに回転させることで、図５（ｂ）に示す負荷ロール４４の位相が９０度となり、中間径Ｌ３部分の表面がタイヤ２を押し付ける。更に負荷ロール４４を図中反時計回りに回転させることで、図５（ｃ）に示す負荷ロール４４の位相が１８０度となり、短径Ｌ２部分の表面がタイヤ２を押し付ける。この状態から負荷ロール４４を図中反時計回りに回転させることで、図５（ｄ）に示す負荷ロール４４の位相が２７０度となり、中間径Ｌ３部分の表面がタイヤ２を押し付ける。これらの負荷ロール４４の回転動作によって、タイヤ２に作用する負荷荷重を変動させることができる。

評価装置１０は更に、位相差導出部４８と転がり抵抗評価部４９とを備えている。図６に示すように、位置センサ３７とロードセル３８とは位相差導出部４８に接続され、位相差導出部４８が転がり抵抗評価部４９に接続されている。位相差導出部４８は、ロードセル３８及び位置センサ３７からの信号に基づき荷重の変動と負荷ロール４４の表面位置の変動との位相差を導出する。転がり抵抗評価部４９は、基準タイヤについて位相差導出部４８が導出した位相差と評価対象となるタイヤ２について位相差導出部４８が導出した位相差とを比較し、評価対象となるタイヤ２の転がり抵抗を評価する。

次に、本実施形態の評価装置１０を用いたタイヤ２の転がり抵抗の評価方法について説明する。なお、転がり抵抗の評価試験は、走行ドラム４を用いたタイヤユニフォーミティ試験の後、タイヤ２から走行ドラム４を後退させてから行う。

本発明の評価装置１０では、タイヤゴムの減衰特性を表すtanδというパラメータを用いてタイヤ２を評価している。例えば、タイヤの転がり抵抗の要因としては、荷重で変形したタイヤゴムが回転により繰り返し歪むことによるエネルギーロス（ヒステリシスロス）による抵抗が大きく影響する。このヒステリシスロスは、tanδで評価できる。このtanδのδは、タイヤゴムに周期的な外力を作用したときに発生する歪と応力の位相差に相当する。tanδの値が大きいほど、タイヤのたわみによるエネルギーロスが大きく、その結果として転がり抵抗も大きくなる。

具体的には、このtanδのδ（位相差）は、前述した負荷ロール４４の表面をタイヤ２に対して近接する方向および隔離する方向に交互に変位（加振）させることにより計測される。つまり、負荷ロール４４の表面を交互に変位させると、この負荷ロール４４の表面位置の変動よりやや進んでタイヤ２に作用する負荷荷重の変動が観察される。そのため、この負荷ロール４４の表面位置の変動と負荷荷重の変動とを比較し、両者の位相のズレを算出すれば、この位相のズレのtanが上述したtanδに相当する。本実施形態の評価装置１０では、このようにして算出されたtanδの値が予め定められた閾値を超えるかどうかで、タイヤ２の転がり抵抗を評価している。

評価装置１０でタイヤ２の転がり抵抗を評価する際には、タイヤ２に押し付けられた負荷ロール４４をタイヤ２に伴なって回転させることによりタイヤ２に加振力を与え、タイヤ２に作用する負荷荷重を大小に変動させる。

具体的には、前述した負荷ロール４４の位相が０度のとき（図５（ａ）参照）、負荷ロール４４の長径Ｌ１部分の表面がタイヤ２を押し付けるので、タイヤ２に最も大きい負荷荷重が作用する。負荷ロール４４を図中反時計回りに回転させることで、図５（ｂ）に示す負荷ロール４４の位相が９０度となった後、図５（ｃ）に示す負荷ロール４４の位相が１８０度となる。このとき、負荷ロール４４の表面がタイヤ２を押し付ける力が連続的に減少し、タイヤ２に作用する負荷荷重も連続的に小さくなる。そして、負荷ロール４４の位相が１８０度となったときに、負荷ロール４４の短径Ｌ２部分の表面がタイヤ２を押し付けるので、タイヤ２に作用する負荷荷重が最も小さくなる。

図５（ｃ）に示す状態から更に、負荷ロール４４を図中反時計回りに回転させることで、図５（ｄ）に示す負荷ロール４４の位相が２７０度となった後、図５（ａ）に示す負荷ロール４４の位相が０度に戻る。このとき、負荷ロール４４の表面がタイヤ２を押し付ける力が連続的に増大し、タイヤ２に作用する負荷荷重も連続的に大きくなる。そして、負荷ロール４４の位相が０度に戻ったときに、負荷ロール４４の長径Ｌ１部分の表面がタイヤ２を押し付けるので、タイヤ２に最も大きい負荷荷重が作用する。

負荷ロール４４がタイヤ２に従動して回転しているとき、負荷ロール４４の表面位置の変動を位置センサ３７で計測すると共に、負荷荷重の変動をロードセル３８で計測している。このようにして計測された負荷ロール４４の位置の経時的な変動と負荷荷重の変動を、フィルタ等により加振周波数成分のみを抽出してプロットすると、図７に示すような曲線が得られる。

図７に示すように、タイヤに加えられた押付方向における負荷ロール４４の表面位置の変化曲線に対して、負荷荷重の変化曲線は、タイヤゴムの減衰特性により位相差δだけ進んで記録される。そこで位相差導出部４８では、負荷ロール４４の位置の変化曲線と、負荷荷重の変化曲線との水平方向に沿った位相差δを算出する。一般には、２つの信号波形の位相差は、ＦＦＴ解析による伝達関数を求めて算出する場合が多い。

このようにして算出された位相差δを元にしてtanδを算出し、算出されたtanδが予め定めた閾値を超えるかどうかでタイヤ２の転がり抵抗を評価する。具体的には、最初に性状や特性に異常がない基準タイヤに対して位相差δを計測する。次に、評価対象となるタイヤの位相差δを計測する。基準タイヤの位相差δの値に比して、許容範囲以上の差がある場合、言い換えれば位相差δが所定の閾値を超える場合には、タイヤの転がり抵抗が規格値より大きくなっていると判断できる。そのため転がり抵抗評価部４９では、位相差δが所定の閾値を超える場合には、試験されたタイヤが転がり抵抗に異常のあるタイヤであると評価し、必要に応じて該当するタイヤを排除する。

また、算出されたtanδが予め定めた閾値以下（言い換えれば、tanδが基準タイヤの位相差δの値に比して所定範囲内の値）である場合には、転がり抵抗評価部４９が、評価対象となるタイヤが転がり抵抗の正常なタイヤであると評価し、製品規格を満足するタイヤとして扱うことになる。

上述した評価装置１０を用いれば、タイヤの転がり抵抗に相関が高いtanδを求めることができ、求められたtanδに基づいてタイヤの転がり抵抗を簡単に評価することが可能となる。その結果、転がり抵抗に異常があるタイヤを短時間で精度良く選別することが可能となり、多数製造される製品タイヤに対して転がり抵抗を全数検査することが可能となる。

[本実施形態の転がり抵抗評価装置の特徴]
本実施形態の評価装置１０には以下の特徴がある。

本実施形態の評価装置１０では、負荷ロール４４が、回転軸Ｃ２が偏心した偏心ロールであり、所定の荷重でタイヤ２に押し付けられると共に位置が固定され、タイヤ２の回転に伴なって回転する。このように、タイヤ２の回転に伴なって負荷ロール４４を回転させることで、負荷ロール４４をタイヤ２に押し付けた後、更に負荷ロール４４を加振しなくてもタイヤ２に加振力を与え、タイヤ２の転がり抵抗を評価できる。

本実施形態の評価装置１０では、負荷ロール４４の表面と回転軸Ｃ２との間の寸法のうち最も大きい寸法Ｌ１が、タイヤ２の外径寸法の半分Ｌ４よりも小さいということは、負荷ロール４４がタイヤ２よりも小さいということである。これにより、負荷ロール構成部材の疲労損傷や装置全体の振動を低減できる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

第１実施形態では負荷ロール４４として回転軸が偏心した偏心ロールを用いたが、これに限定されない。例えば図８に示すように、負荷ロール４４として断面の外形が三角形状の多角形ロールを用いても同様の効果を得ることができる。なお、多角形ロールは三角形状に限定されず、四角形、五角形であっても良い。また図９に示すように、負荷ロール４４として断面の外形が長円の長円ロールを用いても同様の効果を得ることができる。このとき長円の語には、楕円を含む。

第１実施形態では負荷ロール４４をタイヤ２に押し付ける機構として、ボールスクリュー１４とサーボモータ１７を採用したがこれに代えて、油圧シリンダやエアシリンダを採用しても良い。

第１実施形態では評価装置１０をタイヤユニフォ−ミティ試験機１に適用したが、タイヤバランサ、走行試験機など、その他のタイヤ試験機に適用できる。また本発明に係る評価装置１０は、外径寸法が異なる種々のタイヤ２に適用できる。

第１実施形態では、負荷ロール４４をタイヤ２に押し付けた際に、タイヤ２に加わる負荷荷重を計測する荷重センサとしてロードセルを用いた。しかし、ロードセルに代えて荷重センサとして、ロールシャフト４１の上下両端部に取り付けられた歪ゲージを用いても良い。

第１実施形態では、断面が円筒形状である１本の負荷ロール４４を用いた。しかしこれに限定されず、断面が円柱形状である２本の負荷ロール５２を用いても良い。この構成を第２実施形態の転がり抵抗評価装置として説明する。

＜第２実施形態＞
図１０および図１１に示す第２実施形態に係る評価装置は前述した通り、断面が円柱形状である２本の負荷ロール５２を有している。並べて配置された負荷ロール５２はロールシャフト５３と一体に設けられ、ハウジング５１の底壁３１および上壁３２にベアリング５４を介して回転可能に支持されている。また負荷ロール５２は、ロールシャフト５３の上端部に設けられ、負荷ロール５２と一体的に回転する２つの円板部材５５どうしをリンク部材５６で連結することにより、同じ位相で回転する。ロールシャフト５３の下端部についても同様に、負荷ロール５２と一体的に回転する２つの円板部材５５どうしをリンク部材５７で連結している。下端部のリンク部材５７は、上端部のリンク部材５６に対して位相が９０度ずれているので、２本の負荷ロール５２が滑らかに回転できる。なお負荷ロール５２の回転軸Ｃ２は、本来の中心Ｃ３から寸法Ｌ５だけずれて配置されている。

図１２は、負荷ロール５２をタイヤ２に押し付けた状態の負荷ロール５２とタイヤ２との関係を示す平面断面図である。位置センサ３７は、２つの負荷ロール５２の回転軸Ｃ２間を結ぶ線Ｌ７の中点Ｃ５とタイヤ２の中心Ｃ１とを結ぶ線Ｌ６に平行な線Ｌ８に沿って、負荷ロール５２の表面位置Ｐ２を検知する。負荷ロール５２の表面位置Ｐ２は、タイヤ２と反対側であって、負荷ロール５２の表面と線Ｌ８との交点である。そして、負荷ロール５２が回転することにより、所定の基準点に対する表面位置Ｐ２の変動量を検知し続けることで、表面位置Ｐ２の変動量をタイヤ２の変形量とみなす。なお、位置センサ３７が検知する負荷ロール５２の表面位置はＰ２に限定されず、負荷ロール５２の表面であれば、どこを検知しても良い。また本実施形態では位置センサ３７を２つ設けて２つの負荷ロール５２の表面位置を検知したが、位置センサ３７を１つ設け、いずれか一方の負荷ロール５２の表面位置のみを検知しても良い。これ以外の構成は第１実施形態と同様であるので、同じ要素には同じ符号を付して説明を省略する。

２本の負荷ロール５２を並べて配置することによってタイヤ２を実際の接地状態に近づけ、タイヤ２の変形時の曲率を小さくすることができる。また２本の負荷ロール５２を同じ位相で回転させることで、タイヤ２に同じ負荷を掛けることができる。

＜第３実施形態＞
第１実施形態では、評価装置１０はタイヤユニフォ−ミティ試験機１と別体であり、タイヤユニフォ−ミティ試験機１に付設されたが、これに限定されない。第３実施形態に係る評価装置（負荷ロール４４）は、タイヤユニフォ−ミティ試験機１と一体に設けられている。

図１３および図１４に示すように、タイヤユニフォ−ミティ試験機１は、タイヤ２に接して回転し、タイヤ２の均一性を検査する走行ドラム４と、走行ドラム４を回転可能に保持するドラム軸６１と、ドラム軸６１の上下両端部を支持するロードセル６２と、負荷ロール４４を支持する固定部材６３とを有する。固定部材６３は走行ドラム４の径方向に延びるコの字型断面の枠体であり、ドラム軸６１の上下両端部に回転可能に取り付けられている。負荷ロール４４は、固定部材６３のタイヤ２側に取り付けられており、シリンダ６４を伸縮させることにより、タイヤ２に近接してタイヤ２を押し付ける位置と、タイヤ２から離隔した位置との間を回動する。

第３実施形態に係る評価装置では、ロードセル６２からの信号が位相差導出部４８に入力されることで、負荷ロール４４の荷重センサとしてロードセル６２が用いられている。従って、タイヤ２の転がり抵抗評価機能をタイヤユニフォ−ミティ試験機１に付加するに際し、荷重センサをあらたに設けることなく、タイヤ２に加わる変動負荷荷重を計測することができる。また、負荷ロール４４をタイヤ２に所定の荷重で押し付ける際には、タイヤユニフォ−ミティ試験機１の走行ドラム４の動力源を利用することができる。さらには、タイヤユニフォ−ミティ試験機１の走行ドラム４はタイヤ２に押し付けられた際に、その位置が固定されるようになっているため、負荷ロール４４の位置を固定するための機構をタイヤユニフォ−ミティ試験機１にあらたに設ける必要は無い。

２ タイヤ
４ 走行ドラム
１０ 転がり抵抗評価装置
１３ エアシリンダ
３７ 位置センサ
３８ ロードセル（荷重センサ）
４４ 負荷ロール
４８ 位相差導出部
４９ 転がり抵抗評価部
６１ ドラム軸
６２ ロードセル
６３ 固定部材

Claims (4)

1. タイヤが走行する路面を模擬した表面を有する負荷ロールと、
   前記負荷ロールの前記表面が前記タイヤに接触した状態において前記タイヤに加わる荷重を検知するための荷重センサと、
   前記負荷ロールの前記表面の位置を検知するための位置センサと、
   前記荷重センサ及び前記位置センサからの信号に基づき前記荷重の変動と前記負荷ロールの前記表面の位置の変動との位相差を導出する位相差導出部と、
   基準タイヤについて前記位相差導出部が導出した前記位相差と評価対象となるタイヤについて前記位相差導出部が導出した前記位相差とを比較し、前記評価対象となるタイヤの転がり抵抗を評価する転がり抵抗評価部と、
   を備えたタイヤの転がり抵抗評価装置であって、
   前記負荷ロールが、回転軸が偏心した偏心ロール、断面が多角形状の多角形ロール、または断面が長円の長円ロールであり、
   前記負荷ロールが、所定の荷重で前記タイヤに押し付けられると共に位置が固定され、前記タイヤの回転に伴なって回転することを特徴とするタイヤの転がり抵抗評価装置。
2. 前記負荷ロールの回転軸と前記表面との間の寸法のうち最も大きい寸法が、前記タイヤの外径寸法の半分よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のタイヤの転がり抵抗評価装置。
3. タイヤユニフォ−ミティ試験機の走行ドラムの、ロードセルで支持されたドラム軸に、当該ドラム軸まわりに回動可能な固定部材を介して前記負荷ロールが取り付けられ、
   前記ロードセルからの信号が前記位相差導出部に入力されることで、前記荷重センサとして前記ロードセルが用いられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤの転がり抵抗評価装置。
4. 並べて配置された２本の前記負荷ロールが、同じ位相で回転することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のタイヤの転がり抵抗評価装置。

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