以下、本発明の好ましい実施の形態が図� ��に基いて説明される。

 図1は、この実施の形態に係るタイヤ試験 機1を模式的に示す。このタイヤ試験機1は、� ��イヤTのユニフォミティ(タイヤTの均一性)を 測定するもので、櫓状に立設されたメインフ レーム2と、このメインフレーム2に回転可能� ��支持されるドラム3と、スピンドル軸4とを� �える。このスピンドル軸4には、前記ドラム3 に接触可能となるようにタイヤTが装着され� �。スピンドル軸4は、上下に配置された一対� ��上スピンドル軸5及び下スピンドル軸6を有� �る。

 なお、以降の説明においては、図1におけ る紙面の上下方向がタイヤ試験機1の上下方� �と定義される。また、図1におけるスピンド� ��軸4の軸心に対して半径方向に沿って離れる 方向がタイヤ試験機1の径外方向として説明� �れ、前記半径方向に沿ってスピンドル軸4の� ��心に近づく方向がタイヤ試験機1の径内方向 として説明され、図1におけるスピンドル軸4� ��軸心回りの方向が周方向として説明される� ��これらの方向は、前記タイヤ試験機1を実際 に使用する際の方向と一致する。

 前記メインフレーム2は、地盤上に立設さ れた門型フレームであって、その上部にガイ ドフレーム8が設けられ、下部に昇降可能な� �イヤ載せ台9が設けられる。このタイヤ載せ� ��9上には、ユニフォミティを測定するための タイヤTが載せられる。

 前記ドラム3は、円筒状に形成され、前記 メインフレーム2の下部に、垂直な回転軸O回� ��に回転自在に取り付けられている。このド� ��ム3は、図示を省略するモータにより回転駆 動され、当該ドラム3の外周面はその上をタ� �ヤTが転動する路面を構成する。

 前記ガイドフレーム8の中央部には、上下 方向に延びる昇降ロッド11が固定される。前� ��ガイドフレーム8と前記メインフレーム2の� �端との間に昇降シリンダ10が介在し、この昇 降シリンダ10が伸縮して前記ガイドフレーム8 及び前記昇降ロッド11を上下させる。この昇� ��ロッド11の下端に前記上スピンドル軸5が切� ��離し自在に連結される。この上スピンドル� ��5は、その下端5aが下向きに突出する棒状に� ��成されており、この上スピンドル軸5の上下 方向の途中部位に、前記タイヤTを上から押� �る上リム12が設けられている。

 前記下スピンドル軸6は、メインフレーム 2の下部において、前記上スピンドル軸5と同� ��の位置であって当該上スピンドル軸5から下 方に離れた位置に設けられている。この下ス ピンドル軸6の中央には前記上スピンドル軸5� ��下端5aが上から挿入可能な軸孔13が形成され 、当該下スピンドル軸6の上下方向の途中部� �には下リム14が形成されている。図2に示さ� �るように、前記下スピンドル軸6の軸孔13に� �記上スピンドル軸5の下端5aが上から挿入さ� �た状態で、上下リム12、14がタイヤTを上下か ら挟持すると共に上スピンドル軸5と下スピ� �ドル軸6とが互いに一体に回転可能となるよ� ��に連結される。

 次に、スピンドル軸4の支持構造について 、図2を用いて詳しく説明する。

 図2及び図3は、上スピンドル軸5及び下ス� ��ンドル軸6が互いに連結されて上下リム12,14� ��タイヤTを挟持した状態を示す断面図である 。前記スピンドル軸4の支持構造は、このス� �ンドル軸4のうちの下スピンドル軸6を保持す る軸受部23を含み、当該軸受部23によって当� �スピンドル軸4を回転自在に支持する軸受ハ� ��ジング15と、この軸受ハウジング15を外側か ら支持する外ハウジング16と、前記軸受ハウ� ��ング15と前記外ハウジング16との間に設けら れたロードセル17とを含む。

 前記軸受ハウジング15は、前記軸受部23と 、前記スピンドル軸4と同軸に位置する円筒� �18と、この円筒体18と前記軸受部23とを連結� �る複数のアーム部19とを有している。

 円筒体18は、スピンドル軸4と同軸であっ� ��、スピンドル軸4の外径よりも大きな内径を 有する円筒状に形成されている。この円筒体 18の上端には他の部分よりも径外側に突出す� ��ひさし状のフランジ部20が形成され、この� �ランジ部20には、後述する締結具21が挿通可� ��な挿通孔22が前記スピンドル軸4の軸心回り� ��並ぶ複数の箇所(本実施形態では4箇所)にそ� ��ぞれ形成されている。

 前記各アーム部19は、前記円筒体18の内周 面と前記軸受部23の外周面とにそれぞれ一体� ��つながるように径方向に延び、その幅寸法( 周方向に沿った寸法)が高さ寸法(上下方向の� ��法)より小さい形状を有する。この形状は、 スピンドル軸4に作用するねじりトルクによ� �アーム部19の前記周方向への撓み(すなわち� �げ方向の弾性変形)を促進する。

 前記軸受部23は、前記スピンドル軸4と同� ��の環状をなし、前記下スピンドル軸6を外側 から保持する。この軸受部23は、前記各アー� ��部19及び前記円筒体18により外側から保持さ れ、当該アーム部19に対する前記下スピンド� ��軸6の相対回転を許容する。すなわち、前記 アーム部19を含む軸受ハウジング15が軸受部23 を介してスピンドル軸4を回転自在に支持し� �いる。

 前記アーム部19は、軸受ハウジング15(ス� �ンドル軸4)の軸心回りに互いに等しい間隔を おいて周方向に並ぶ複数の箇所(本実施形態� �は4箇所)に設けられる。このことは、全アー ム部19によるスピンドル軸4の支持剛性ひいて はスピンドル軸4の剛性の確保と、各アーム� �19の破断やスピンドル軸4の偏心回転の防止� �可能にする。

 前記外ハウジング16は、前記スピンドル� �4と同軸の円筒状に形成されており、前記軸� ��ハウジング15の外径よりも大きな内径を有� �て、前記軸受ハウジング15を径外側から支持 する。この外ハウジング16は、前記軸受ハウ� ��ング15のフランジ部20の下方に配置されてお り、このフランジ部20と前記外ハウジング16� �上端部とが、その間に前記ロードセル17を挟 み込んだ状態で締結具21により締結されてい� ��。

 ロードセル17は、前記外ハウジング16と前 記軸受ハウジング15のフランジ部20との間に� �み込まれることにより、前記軸受ハウジン� �15を介して前記スピンドル軸4から前記外ハ� �ジング16に作用する力を計測する。本実施形 態のロードセル17は、タイヤTに対してラジア ル方向に働く力、ラテラル方向に働く力、ト ラクティブ方向に働く力(転がり抵抗)などを� ��測する6分力計である。

 さらに、この実施の形態に係るタイヤ試� ��機1は、前記スピンドル軸4の周囲に設けら� �、前記軸受部23の回転抵抗に起因してスピン ドル軸4に発生するねじりトルクを計測する� �めの複数のトルク検出部24と、これらのトル ク検出部24により検出されたねじりトルクに� ��づいて、ロードセル17で計測された転がり� �抗を補正する補正部25とを備える。

 前記各トルク検出部24は、前記各アーム� �19の径方向の途中箇所に取り付けられ、スピ ンドル軸4のねじりトルクを計測するための� �号を出力する。具体的に、本実施形態のト� �ク検出部24は、前記各アーム部19の側面に貼� ��付けられた歪みゲージである。スピンドル� ��4が回転すると、このスピンドル軸4に前記� �受部23の回転抵抗分だけ各アーム部19が引っ� ��られてこれらのアーム部19に図4の点線で示� ��ような前記回転の方向への撓みが発生する� ��前記各歪みゲージは、前記各アーム部19に� �生する撓み(曲げ変形)に伴う当該アーム部19� ��表面の歪みに対応する電気信号、換言すれ� ��、前記軸受部23の回転抵抗に起因するねじ� �トルクに応じた信号(電圧)を補正部25に出力� ��る。

 この補正部25には、前記トルク検出部24か ら出力される、ねじりトルクに相当する検出 信号と、ロードセル17から出力される、タイ� ��Tの転がり抵抗に相当する検出信号とが入力 される。そして、補正部25は、前記トルク検� ��部24からの検出信号により求められるねじ� �トルクに基づいて、ロードセル17で計測され る転がり抵抗を補正し、その補正された転が り抵抗に相当する信号を出力する。

 この補正部25は、例えばコンピュータに� �り構成される。

 次に、このタイヤ試験機1を用いて行われ るタイヤ試験方法について説明する。

 タイヤ試験機1でタイヤTのユニフォミテ� �を測定する際には、まずタイヤ載せ台9が下� ��ピンドル軸6側に降下するように操作され、 この下スピンドル軸6に設けられた下リム14に タイヤTが装着される。そして、昇降シリン� �10が上スピンドル軸5を下降させて上下リム12 、14にタイヤTを把持させる。その後、上スピ ンドル軸5及び上リム12が昇降ロッド11側から� ��り離されてから、メインフレーム2内に配置 されたドラム3がタイヤTに押し当てられ、か� ��、回転駆動される。

 この回転駆動されるドラム3との接触により 回転するタイヤTに発生する力は、スピンド� �軸4を介して軸受ハウジング15に伝わり、軸� �ハウジング15と外ハウジング16との間に設け� ��れたロードセル17が、前記タイヤTに加わる� ��ラクティブ荷重F _Z についての計測信号を出力する。この計測信 号は補正部25に入力される。

 一方、スピンドル軸4には、軸受部23の回� ��抵抗に起因して図4の点線で示すようなねじ りトルクMsがスピンドル軸4の回転方向に沿っ て発生する。このねじりトルクMsは、アーム� ��19に作用する、スピンドル軸4の回転方向に� ��った曲げモーメントとして計測されること� ��可能であり、その曲げモーメントに相当す� ��各アーム部19の撓みが各トルク検出部24によ り検出される。これらのトルク検出部24が出� ��する信号、すなわち、前記ねじりトルクMs� �相当する検出信号が、補正部25に入力される 。

 補正部25は、前記ロードセル17から入力され る計測信号に対応するトラクティブ荷重F _Z と、前記各トルク検出部24から入力される検� ��信号に対応するねじりトルクMsとに基づい� �、転がり抵抗Rを算定する。具体的には、ね� ��りトルクMsをタイヤTの半径rで除した値を、 ねじりトルクMsに起因してタイヤTの接線方向 に働く力F _M (=Ms/r)として計算し、この力F _M を前記トラクティブ荷重F _Z から減じた値を転がり抵抗R(=F _Z -F _M )として算出する。この転がり抵抗Rの算定は� ��スピンドル軸4に発生するねじりトルクの正 確な計測と、その計測されたねじりトルクに 基づく補正により行われるから、軸受部23の� ��転抵抗による影響が排除された真の転がり� ��抗を求めることが実現される。

 本発明は前記各実施形態に限定されるも� ��ではなく、発明の本質を変更しない範囲で� ��部材の形状、構造、材質、組み合わせなど� ��適宜変更可能であり、次のような形態を含� ��ことができる。

 前記実施形態に係るタイヤ試験機1は、タ イヤTのユニフォミティを測定するが、本発� �に係るタイヤ試験機は、ユニフォミティ以� �のタイヤ特性を測定するものであってもよ� �。

 前記実施形態に係る各アーム部19は、円� �体18及び軸受部23の外側部分と一体に形成さ� ��るが、本発明に係るアーム部は、例えば円� ��体18または軸受部23とは別の部材として成形 されてから当該円筒体18または軸受部23に接� �されるものでもよい。また、当該アーム部19 は上下方向に沿って延びるリブ状であっても よい。

 前記実施形態に係るロードセル17は、軸� �ハウジング15と外ハウジング16との間に設け� ��れるが、本発明に係るロードセルはドラム3 側に設けられてもよい。

 以上のように、本発明は、タイヤの転が� ��抵抗を高精度で測定することが可能なタイ� ��試験機を提供する。具体的に、このタイヤ� ��験機は、前記タイヤが装着されるスピンド� ��軸と、前記スピンドル軸を保持する軸受部� ��含み、この軸受部により当該スピンドル軸� ��回転自在に支持する軸受ハウジングと、該� ��受ハウジングを外側から支持する外ハウジ� ��グと、前記軸受ハウジングと外ハウジング� ��の間に設けられ、前記タイヤの転がり抵抗� ��対応する計測信号を出力するロードセルと� ��前記スピンドル軸の周囲に設けられ、前記� ��受部の回転抵抗に起因して前記スピンドル� ��に発生するねじりトルクに対応する検出信� ��を出力するトルク検出部と、前記トルク検� ��部が出力する検出信号に基づいて、前記ロ� ��ドセルの計測信号に対応する転がり抵抗を� ��正する補正部と、を備える。

 また、本発明は、タイヤが装着されるス� ��ンドル軸と、該スピンドル軸を保持する軸� ��部を含み、この軸受部により当該スピンド� ��軸を回転自在に支持する軸受ハウジングと� ��該軸受ハウジングを支持する外ハウジング� ��、前記軸受ハウジングと外ハウジングとの� ��に設けられたロードセルと、を備えたタイ� ��試験機を用いて、タイヤの転がり抵抗を計� ��する試験方法を提供する。この試験方法は� ��前記ロードセルにより、前記タイヤの転が� ��抵抗に対応する値を計測することと、前記� ��ピンドル軸の軸心回りにトルク検出部を設� ��、このトルク検出部により、前記軸受の回� ��抵抗に起因して前記スピンドル軸に発生す� ��ねじりトルクに相当する値を検出すること� ��、前記トルク検出部により検出した値に基� ��いて、前記ロードセルにより計測した転が� ��抵抗に対応する値を補正することとを含む� ��

 以上の発明によれば、転がり抵抗の計測� ��にスピンドル軸に発生するねじりトルクの� ��確な検出と、その検出したねじりトルクに� ��づく転がり抵抗の補正が、当該転がり抵抗� ��高精度で測定することを可能にする。

 前記タイヤ試験機において、前記スピン� ��ル軸と同軸の位置で前記軸受部の外側に位� ��する円筒体と、前記スピンドル軸の回転の� ��方向に並ぶ複数の位置にそれぞれ設けられ� ��前記軸受部と前記円筒体とを連結するとと� ��に、前記ねじりトルクにより前記軸受部が� ��記円筒体に対して前記周方向に相対変位す� ��のを許容するように弾性変形可能なアーム� ��とを含み、前記トルク検出部は、前記各ア� ��ム部にそれぞれ設けられてその弾性ひずみ� ��検出するのが、好ましい。

 例えば、前記各アーム部が、前記スピン� ��ル軸の回転の径方向に延び、前記軸受部が� ��記円筒体に対して前記周方向に相対変位す� ��のを許容するように撓むことが可能な形状� ��有するものであれば、各トルク検出部には� ��前記ねじりトルクに起因する各アーム部の� ��みを検出する、例えば歪みゲージといった� ��素なものを用いながら、転がり抵抗を容易� ��算出することができる。

 ここで、前記各アーム部は、前記スピン� ��ル軸の回転の周方向についての寸法が当該� ��転の径方向についての寸法よりも小さい形� ��を有することが、より好ましい。この形状� ��、前記軸受部の回転抵抗に起因するねじり� ��ルクに伴う各アーム部の撓みを促進し、こ� ��撓みの促進がねじりトルクの検出精度を高� ��、ひいては転がり抵抗の測定精度を高める� ��

 また、前記アーム部は、前記スピンドル� ��軸心回りに互いに等しい間隔をおいて並ぶ� ��数の位置にそれぞれ設けられるのが良い。� ��のような配置は、各アーム部によるスピン� ��ル軸の支持剛性を高め、アーム部の破断や� ��ピンドル軸の回転のブレなどを有効に抑止� ��る。