[发明专利]轮胎测试机的多分力测量主轴单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够测定轮胎的各种特性的多分力测量主轴单元。

背景技术

轮胎测试机作为模拟轮胎与路面的接地状态并测量轮胎从路面受到的力及力矩的装置已普遍为人知晓。该轮胎测试机使由主轴单元的主轴支撑的轮胎在施加有指定负荷的状态下接触代替路面的转鼓等。并且，轮胎测试机通过装入主轴单元中的多分力计来测量从转鼓等作用于旋转的轮胎的各方向的力(负荷)及力矩。

例如，将轮胎按压转鼓的按压方向设为z方向，将轮胎的行进方向(切线方向)设为x方向，将沿轮胎的旋转轴的方向设为y方向。此时，普通的轮胎测试机能够测量朝向z方向的力Fz(接地负荷)、朝向x方向的力Fx(前后方向力或滚动阻力)、朝向y方向的力Fy(侧向反力(cornering force))、绕着朝向z方向的轴的力矩Mz(自回正力矩(self-aligning torque))、绕着朝向x方向的轴的力矩Mx(倾覆力矩(overturning moment))以及绕着朝向y方向的轴的力矩My(滚动阻力力矩)等。

此外，上述多分力计多数是采用应变计式的多分力计。该应变计式的多分力计例如如日本专利公开公报特开昭57-169643号(专利文献1)等所示，采用经由沿径向延伸的多个棒状的应变体来连结内周侧的施力体与外周侧的固定体的结构。并且，该多分力计通过利用应变计来测定应变体的变形，从而测量作用于轮胎的力及力矩。

作为利用此类多分力计的轮胎测试机，例如已知有日本专利公报特许第4310365号(专利文献2)中所示的轮胎测试机。该轮胎测试机中，在罩壳(以下称作内套筒)的轴心方向的两端分别各设置有一个多分力计，罩壳由在轴心方向隔开距离的两处的所述多分力计支撑。多分力计的内周侧的施力体固定于内套筒。而且，多分力计的外周侧的固定体经由罩壳保持部件(以下称作外套筒)固定于支承主轴单元的支撑框架(基体)等。由此，作用于轮胎的力及力矩经由内套筒传递至应变体而使应变体变形，通过应变计测定该应变体的变形，从而测量出作用于轮胎的力及力矩。

而且，作为仅设有一个此类多分力计的轮胎测试机，已知有例如日本专利公开公报特开2003-4598号(专利文献3)所示的轮胎测试机。该轮胎测试机具备使测试用轮胎以按压状态接触行驶鼓的外周的主轴。该主轴安装于所述轮胎的旋转轴中心且经由轴承支撑轮胎。并且，该轮胎测试装置通过在该主轴的轴心方向上设置于该主轴的与所述轮胎相距指定距离的位置上的多分力计来测定轮胎的轴重Fz与滚动阻力Fx的关系以实施轮胎的滚动阻力测定方法。该轮胎测试机中，主轴经由多分力计而不旋转地固定于支撑框架。并且，轮胎经由轴承旋转自如地安装于主轴的一个端部。

所述专利文献2所公开的主轴单元在两个多分力计之间处于平移与旋转受到约束的状态，换言之，处于静不定状态或过约束状态。

而且，在内套筒与主轴之间设有旋转自如地支撑主轴的轴承部。在该轴承部中，伴随主轴的旋转而产生热，产生的热传递至内套筒与外套筒两者。内套筒与外套筒因如此传来的热而膨胀，但其膨胀状态各不相同。该膨胀状态之差成为应变，该应变作用于连结于内套筒与外套筒的两个多分力计。即，在两多分力计间处于上述过约束状态的主轴单元中，因内套筒的膨胀状态与外套筒的膨胀状态之差引起的应变产生于多分力计，与该应变相应的量的测量误差附加于负荷及力矩的测量值。因此，施加于轮胎的负荷及力矩便难以精度良好地被测量。

为了避免此种问题，本发明人尝试设置使轴承的润滑油循环以积极地冷却轴承部的冷却机构。但是由于在轴承部产生的热非常大，因此即使设置冷却机构也无法充分去除在轴承产生的热。而且已判明还会存在如下情况：如果为去除热而供应大量的润滑油，则润滑油会因搅拌热而被加热，从而在轴承部产生热。

另外，所述专利文献3的轮胎测试机中，主轴从其轴心方向上的安装有轮胎的一个端部到经由多分力计而固定于支撑框架的另一端部为止，具备一定程度的长度。当然，当使将轮胎按压于行驶鼓外周面的方向的负荷作用于此种主轴的一个端部时，在设置于主轴的另一端部的多分力计上会产生大的力矩。因此，所述轮胎测试机采用能耐受大力矩的多分力计。此种多分力计中，采用用于耐受所作用的大力矩的粗的应变体等，因此无法检测微小的力变化，从而无法实现高精度检测。

对于滚动阻力测试装置，必须高精度地检测作用于主轴的微小的力变化。因此，在滚动阻力测试装置中所使用的多分力计中，较为理想的是尽可能采用细的应变体。