JP2000517419A - 低ノイズ・ホイールパン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 タイヤに連結する形式の道路シミュレーターで使用されるホイールパン（２２）は、ホイールパンの振動と、これにより発生するノイズとを減少させるため、トップ・プレート（３８）とベース・プレート（３６）との間に配置された拘束層減衰材料（４０）と、半径方向に延びるリブ（８２）に作動的に連結された同調質量ダンパー（９２）とを有する。このホイールパンは、この同調質量ダンパー（９２）の代わりに、非対称に配置された半径方向に延在するリブ（１００）を有することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 低ノイズ・ホイールパン 発明の背景 本発明は、車輛試験システムに関する。更に詳細には、本発明は、低可聴ノイ ズホイールパン（low audible noise wheelpans）を有し、タイヤに連結される 形式の道路シミュレーター（tire coupled roadsimulators）に関する。 現在、組み立てを完了した車輛、例えば自動車を試験するため、タイヤ連結式 道路シミュレーター（これは、しばしば、「４−ポスター（four-poster）シス テム」と呼ばれている。）が多く使用されている。このタイヤ連結式道路シミュ レーターは、車輛を支持するための、全体として直立した複数のアクチュエータ を含む。ホイールパンは、アクチュエータの各ロッドの端部に取り付けられてい る。各ホイールパンは、車輛の各隅部にある車輛タイヤと係合する。アクチュエ ータは、車輛を運転して試験チャンバ内に入れてホイールパン上に置くことがで きるように、フロアレベルの下の試験チャンバ内に取り付けることができる。一 つの特定の試験チャンバは、組み立てを完了した車輛の特定の音響及び振動を検 出し且つ追跡するのに使用される。タイヤを通して力を加えることによって、ホ イールパンは、道路の輪郭と同様の行路を辿る。車輛の道路上での移動のシミュ レートは、車輛内での軋みやがたの位置を確かめるため、又は道路ノイズが車室 内に伝達されないようにする上でのタイヤ／サスペンションシステムの性能を計 測するために使用できる。 車輛が発生したノイズを計測するために試験チャンバを使用する場合、試験チ ャンバ内に伝達する車輛外部のノイズにより、ノイズの計測値が不正確になり、 分析が困難になる。一つの特定の外部ノイズ源は、車輛を支持し且つ車輛に荷重 を加えるのに使用されるホイールパンである。かくして、ホイールパンが発生し 、ホイールパンから伝達されるノイズを減少することが必要とされている。 発明の概要 本発明は、発生する振動が小さく、これによって、可聴ノイズを減少するホイ ールパン・アッセンブリである。本発明の第１の特徴は、アクチュエータに連結 できるベース・プレートを持つホイールパン・アッセンブリである。ベース・プ レートは、上方に面する表面を有する。車輛と係合できるトップ・プレートは、 上方に面する表面と向き合う下方に面する表面を有する。拘束材料減衰層（con- strained material damping layer）が、上方に面する表面と下方に面する表面 との間に配置されており、振動を減衰し、ベース・プレート上でのトップ・プレ ートの移動を制限する。 本発明の第２の特徴は、プレートと、アクチュエータに連結できるステムとを 有するホイールパン・アッセンブリである。半径方向に延びる複数のリブがステ ムをプレートに連結する。リブの一つが発生した振動を減衰するため、少なくと も一つの同調質量ダンパー（tuned mass damper）がリブの一つに作動的に連結 されている。 本発明の第３の特徴は、プレートと、このプレートに連結され且つアクチュエ ータに連結できるステムを有するホイールパン・アッセンブリである。半径方向 に延びる複数のリブは、特定の振動モードを減少するため、ステムを中心として 非対称に配置されている。これらのリブは、ステムをプレートに連結する。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明のホイールパンを有するタイヤ連結式の道路シミュレーター の斜視図である。 第２図は、ホイールパンの分解斜視図と、アクチュエータ及びタイヤ拘束ジグ の斜視図である。 第３図は、ホイールパン及びタイヤ拘束ジグの平面図である。 第４図は、ホイールパン及びタイヤ拘束ジグの側面図である。 第５図は、第３図の５−５線に沿った断面図である。 第６図は、変形例の形態のホイールパンの側面図である。 第７図は、第６図の７−７線に沿った断面図である。 第８Ａ図は、ベース・プレートの変形例を示す図である。 第８Ｂ図は、トップ・プレート及び拘束層減衰材料を有するベース・プレート の断面図である。 第９図は、第６図の９−９線に沿った同調質量ダンパーの断面図である。 第１０図は、リブに取り付けられた同調質量ダンパーの変形例の側面図である 。 第１１図は、本発明の別の特徴を示す、ベース・プレートの平面図である。 好ましい実施例の詳細な説明 第１図において、車輛試験システムの全体に参照番号１０が附され、このシス テムは四つの個々のアクチュエータ・アッセンブリ１２、１３、１４、及び１５ を含む。アクチュエータ・アッセンブリ１２ないし１５は、アクチュエータ・ロ ッド２１を移動するための差圧が加わるピストン（図示せず）が内部に設けられ たシリンダ部分２０を有するサーボ制御式油圧アクチュエータである。アクチュ エータ・ロッド２１は、シリンダ部分２０のキャップ又は端部分２３を通って延 びており、内部ピストンの移動時にその長さ方向軸線に沿って摺動するように取 り付けられている。 本発明のホイールパン２２の一実施例が各アクチュエータ・ロッド２１の端部 に取り付けられている。第２図を更に参照すると、各ホイールパン２２は、試験 を受ける車輛の２８のタイヤ２６用の支持面を提供する平らな上面２４を有する 。試験システム１０は、「４ポスター」試験システムとして当該技術分野で一般 に周知であり、シミュレートした道路力をタイヤ２６を通して加える。全体に直 立したアクチュエータ・アッセンブリ１２ないし１５がホイールパン２２を周期 的に上下動する。この上下動は、車輛２８に試験荷重を加えるため、変位及び速 度について制御されている。試験システム１０は、ノイズ分析を行うために使用 でき、この場合、車輛２８は、特定の音響及び振動を検出し且つ追跡するのを助 けるため、代表的には、参照番号３０を附した破線で全体を示す音響隔離（半無 響）チャンバ内に取り付けられる。アクチュエータ・アッセンブリ１２ないし１ ５は、典型的には、チャンバ・フロア３２の下に取り付けられており、ホイール パン２２がチャンバ３０内に突出している。 ホイールパン２２は、発生する可聴ノイズを減少し、試験チャンバ３０内に伝 達される可聴ノイズを減少する。第２図、第３図、及び第４図を参照すると、各 ホイールパン２２は、アクチュエータ・ロッド２１に連結されたベース・プレー ト３６と、車輛２８のタイヤ２６と係合する上面２４を持つトップ・プレート３ ８と、ベース・プレート３６の上方に面する表面４２とトップ・プレート３８の 下方に面する表面４４との間に配置された拘束層減衰材料４０とを含む。好まし くは、拘束層減衰材料４０は、接着剤によって適当な方法でベース・プレート３ ６の上方に面する表面４２とトップ・プレート３８の下方に面する表面４４に結 合された粘弾性材料とからなる。粘弾性材料は、例えば、ニューヨーク州ディア パークのサウンドコート社からＤＹＡＤとして商業的に入手でき、様々な剛性及 び減衰比を有する。直径が４３．１８cm（１７インチ）の上面２４を有し、ベー ス・プレート３６及びトップ・プレート３８が鋳造アルミニウムでできているホ イールパン２２について、ホイールパン２２が発生する可聴ノイズを大幅に減少 する上で、トップ・プレート３８の厚さが３．１７５mm（０．１２５インチ）で あり、粘弾性材料の厚さが０．２５４mm（０．０１０インチ）であるので十分で あるということがわかっている。 各タイヤ２６をホイールパン２２上で固定静止位置に維持するため、代表的に は、拘束ジグ（restraint flxture）４８が使用される。各タイヤ拘束ジグ４８ は、ホイールパン２２に個々に固定された間隔が隔てられた横側レール５０Ａ及 び５０Ｂを含む。端バー５２Ａ及び５２Ｂが横側レール５０Ａ及び５０Ｂ間を延 びており、各タイヤ２６の下部分を取り囲み且つ係合するほぼ矩形の構造を形成 する。横側レール５０Ａに連結されたストラップ５６は、代表的には、対応する ホイールパン２２と隣接した車輛２８の別の部分、例えばアクスル（図示せず） に固定される。タイヤ拘束ジグ４８は、ミネソタ州エデンプレーリーのＭＴＳシ ステムズ社から入手できる。 図示の実施例では、各タイヤ拘束ジグ４８の横側レール５０Ａ及び５０Ｂは、 対応するベース・プレート３６の各々に直接的に取り付けられている。更に、第 ５図を参照すると、ボルト６０が、トップ・プレート３８に設けられた孔６２及 び拘束層減衰材料４０に設けられた孔６４を通って延びている。トップ・プレー ト３８の孔６２は、必要な減衰を提供するため、トップ・プレート３８がボルト ６０に対して小さく移動できるようにする適当な許容差をトップ・プレート３８ とボルト６０との間に提供するのに適当な大きさである。ベース・プレート３６ と横側レール５０Ａ及び５０Ｂとの間がボルト６０によって剛性連結されており 、横側レール５０Ａ及び５０Ｂをホイールパン２２に固定するのに必要なクラン プ力がトップ・プレート３８と横側レール５０Ａ及び５０Ｂとの間で発生するけ れども、粘弾性材料４０の押出しは最少であり、ホイールパン２２の可聴ノイズ は、拘束層減衰材料４０を持たない従来技術の中実ホイールパンから大幅に減少 する。 第６図及び第７図に示す本発明の変形例では、横側レール５０Ａ及び５０Ｂの 各々の下部分７２を受け入れるため、適当なノッチ７０がトップ・プレート３８ に設けられている。ノッチ７０は、トップ・プレート３８と隣接した横側レール ５０Ａ及び５０Ｂとの間に必要な隙間７４を形成するのに適当な大きさを有する 。この実施例では、横側レール５０Ａ及び５０Ｂはベース・プレート３６に直接 的に取り付けられており、トップ・プレート３８は自由に移動できる。例示のよ うに、拘束層減衰材料４０にも、側レール５０Ａ及び５０Ｂの下部分７２を受け 入れるノッチ７５が設けられている。 変形例のベース・プレート８０を第８Ａ図及び第８Ｂ図に示す。このベース・ プレート８０は、可聴ノイズを更に小さくするため、半径方向に延びるリブ８２ なしで、単一の一体の部品として形成されている。ベース・プレート８０は、好 ましくはステム部分８３と一体に形成されたプレート部分８１を含む。第８Ｂ図 には、ベース・プレート８０が拘束層減衰材料４０及びプレート３８とともに示 してある。ステム部分８３は、アクチュエータ・ロッド２１に連結できる第１部 分８５及びプレート部分８１に連結された第２部分８７を含む。第２部分８７は 第１部分８５よりも広幅である。半径方向に延びるリブ８２もまた、ホイールパ ン２２が発生する可聴ノイズの原因であるということがわかっている。 本発明の別の特徴を第６図、第９図、及び第１０図に示す。リブ８２に存在す る振動を減衰するため、好ましくは、同調質量ダンパー８４をリブ８２の各々に 連結する。第６図及び第９図では、同調質量ダンパー８４は、本願に例示したゴ ム・ブッシュ等のばねエレメント９０によってリブ８２の孔８８内に支持された ロッド等の質量エレメント８６を含む。質量エレメント８６の質量及びばねエレ メント９０のばね定数は、リブ８２からの振動を減衰するため、選択される。 同調質量ダンパーの変形例を第１０図に参照番号９２で示す。この実施例では 、質量エレメント９４は、例えばゴム・ブロックからなるばねエレメント９６に 固定されており、このばねエレメントは、リブ８２の外面に固定されている。 本発明の別の特徴を第１１図に示す。この特徴は、リブ１００をベース・プレ ート１０２に非対称に配置することを含む。ベース・プレート３６のリブ８２と 同様に、リブ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、及び１００Ｄは、ステム部分１０ ４とベース・プレート１０２のプレート部分１０６との間を半径方向に延びる。 図示の実施例では、リブは、リブ１００Ａ−１００Ｄをステム部分１０４を中心 として不等角度間隔で配置することによって非対称に配置される。必要な場合に は、向き合った矢印１１０Ａ及び１１０Ｂによって示されたリブ１００Ａないし １００Ｄの幅もまた、変化させることができる。任意の適当な数の半径方向に延 びるリブをステム部分１０４とプレート部分１０６との間に連結でき、半径方向 に延びるリブ１００Ａないし１００Ｄ間に延在する相互連結リブもまた、使用で きるということは理解されるべきである。 第６図、第９図、及び第１０図に示す同調質量ダンパー８２及び９２、及びス テム部分１０４をプレート部分１０６に連結するのに使用されるリブ１００の非 対称配置は、単一で、又は上文中に説明した拘束層減衰材料４０及びトップ・プ レート３８と組み合わせて使用できる。同調質量ダンパー８２及び９２、及び半 径方向に延びるリブ１００の非対称配置は、第８図に示すような中実のベース・ プレート８０の移動質量が大き過ぎるために中実のベース・プレート８０を使用 できない、大型のホイールパンで特に有用である。 本発明を好ましい実施例と関連して説明したが、本発明の精神及び範囲から逸 脱することなく、形態及び詳細について変更を行うことができるということは当 業者には理解されよう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．車輛を車輛試験システム上に支持するためのホイールパン・アッセンブリに おいて、 アクチュエータに連結可能な上方に面する表面を有する、ベースプレートと、 前記上方に面する表面に向き合った下方に面する表面を有し、かつ、前記車輛 に係合可能な、トップ・プレートと、 前記上方に面する表面と前記下方に面する表面との間に配置された、拘束材料 減衰層と、 を有することを特徴とする、ホイールパン・アッセンブリ。 ２．前記拘束材料減衰層は粘弾性材料を有する、請求項１に記載のホイールパン ・アッセンブリ。 ３．タイヤ拘束ジグが前記ベース・プレートに連結されている、請求項２に記載 のホイールパン・アッセンブリ。 ４．前記タイヤ拘束ジグはファスナを有し、前記トップ・プレートは前記ファス ナを通す孔を有し、前記孔は前記ファスナと前記トップ・プレートとの間に隙間 を形成する大きさを有する、請求項３に記載のホイールパン・アッセンブリ。 ５．前記粘弾性材料は前記ファスナを通す孔を有する、請求項４に記載のホイー ルパン・アッセンブリ。 ６．前記タイヤ拘束ジグは前記車輛のタイヤと係合できる部材を有し、前記ファ スナは前記部材を前記ベース・プレートに固定し、前記孔は、前記部材の一部を 受け入れ、且つ、前記部材の前記部材と前記トッププレートとの間に隙間を形成 する大きさを有する、請求項５に記載のホイールパン・アッセンブリ。 ７．前記ベース・プレートは、前記アクチュエータに連結できるステムと、上方 に面する表面を有するプレート部分と、前記ステムを前記プレート部分に固定す るため半径方向に延在するリブとを有する、請求項２に記載のホイールパン・ア ッセンブリ。 ８．前記ベース・プレートは、上方に面する表面を有するプレート部分と、前記 アクチュエータに連結可能な第１部分及び前記プレート部分に連結された第２部 分を備えたステムとを有し、前記第２部分は前記第１部分よりも大きな幅を有す る、請求項２に記載のホイールパン・アッセンブリ。 ９．前記ステムは前記プレート部分に一定に連結されている、請求項８に記載の ホイールパン・アッセンブリ。 １０．車輛を車輛試験システム上に支持するためのホイールパン・アッセンブリ において、 プレートと、 アクチュエータに連結可能なステムと、 前記ステムと前記プレートとに連結され、かつ、半径方向に延在する、複数の リブと、 前記複数のリブの一つに作動的に連結された同調質量ダンパーと、 を有することを特徴とする、ホイールパン・アッセンブリ。 １１．前記同調質量ダンパーは、前記リブの一つを通って延在する質量エレメン トを有する、請求項１０に記載のホイールパン・アッセンブリ。 １２．前記複数のリブの一つは孔を有し、前記同調質量ダンパーは前記孔内に配 置されたゴム・ブッシュを有し、前記質量エレメントは前記ゴム・ブッシュ内に 配置されている、請求項１１に記載のホイールパン・アッセンブリ。 １３．車輛を車輛試験システム上に支持するためのホイールパン・アッセンブリ において、 プレートと、 前記プレートに連結され、かつ、アクチュエータに連結可能な、ステムと、 前記ステムの周りに非対称に配置され、前記ステムと前記プレートを連結し、 かつ、半径方向に延在する、複数のリブと、 を有することを特徴とする、ホイールパン・アッセンブリ。