JP2005189114A - ジャダー発生装置およびジャダー測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】様々なパターンのジャダーを容易に模擬発生させることのできるジャダー発生装置及びそのジャダー発生装置を用いたジャダー測定システムを提供することを目的とする。
【解決手段】ロータ３０の一部に油圧アクチュエータ（振動発生部）３４のシリンダ端部３４ａが当接するように固定する。一方、油圧アクチュエータ３４のピストンロッド３４ｂの端部はキャリパ３２においてパッドが固定されるべき位置に配置された平板３８に接触するように配置する。油圧アクチュエータ３４は、振動制御部２２の制御によりピストンロッド３４ｂの加圧状態が変化し、ロータ３０とキャリパ３２とが相対的に動く。その結果、偏摩耗したロータ３０をパッドで押圧した時に生じる制動力の変動に基づく振動を模擬する。また、ジャダー発生装置２８を車両に適用することにより実走行することなく車両全体としてのジャダーを測定するジャダー測定システムを構築する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ジャダー発生装置およびジャダー測定システム、特に、車両のブレーキを動作させた場合に発生するジャダーを模擬的に容易に発生させることのできるジャダー発生装置、及びそのジャダー発生装置を用いて車両におけるジャダーを容易に測定することのできるジャダー測定システムに関する。

通常自動車等の車両は、制動手段としてディスクブレーキやドラムブレーキが搭載され、所望のタイミングで適切な車両の制動が得られるようになっている。

車両のディスクブレーキやドラムブレーキを動作させた場合に、ブレーキ装置にガタガタというタイヤの回転方向の振動が発生することがある。この振動現象はジャダーと呼ばれ、車両の制動特性に大きな影響を及ぼすものではないが、搭乗者に制動時の違和感を与える一要因である。スムーズな運行性能が要求される今日の車両においては、このようなジャダーは抑制、望ましくは排除することが要求されている。

例えば、ディスクブレーキの場合、ジャダーの発生原因として、ブレーキ装置を構成するロータの偏摩耗がある。例えば、車両の走行距離が伸びると、精度よくロータやキャリパが組み立てられていたとしても、走行中の現象として、図７（ａ）に示すように、ロータ１００が振れてしまったり、キャリパ１０２に支持されたパッド１０４をロータ１００に押しつけた後に戻りきらない等の現象が生じることがある。その結果、ロータ１００の回転中にある一点部分でパッド１０４がロータ１００にあたってしまうという現象が発生し、図７（ｂ）に示すように、そこの部分のみが削れ、ロータ１００に肉厚が厚い部分と薄い部分ができてしまう。つまり、偏摩耗したロータ１００ａが形成されてしまう。

そのようなロータ１００ａでブレーキをかけると、図７（ｃ）のようにロータ１００ａの厚い部分では、ブレーキがよく効く状態になり、図７（ｄ）に示すように薄い部分ではあまり効かなくなる。その結果、図７（ｅ）に示すように、ブレーキの強く効く状態とそれより弱い状態が高速に繰り返され、ブレーキ装置に振動が発生し、車両の各部に伝わっていく。なお、このような振動は搭乗者に違和感として認知されるが、制動力の定常部分がブレーキ全体としての制動力となるので、車両の制動力としては、十分に確保することができている。

ドラムブレーキの場合も同様であり、走行距離の増加に伴い、ドラムの回転中心がずれたり、シューの戻りが悪くなった場合、または、ドラムの取り付け精度が十分でなくドラムが偏心回転しているような場合に、ドラムのシュー接触面を部分的に削り、ディスクブレーキと同様に、ブレーキが強く効く状態とそれより弱い状態が高速に繰り返され、ブレーキ装置に振動が発生し、車両の各部に伝わっていく。

従来、このようなジャダーを解析する方法としては、ダイナモメータを用い、ブレーキ装置単体またはユニットで、振動の周波数、向き、大きさ、位相等について測定する方法があった。また、同様にブレーキ装置単体でジャダーを発生させて試験を行う試験装置が提案されている。この試験装置は、ブレーキ装置を実車と同等の振動系を介してダイナモメータに組み込み、振動に関する測定を行うものである（例えば、特許文献１参照）。

特公平４−５７２１０号公報

しかし、上述した試験装置において、ブレーキ装置にジャダーを発生させるためには、上述したような偏摩耗したロータを複数種類作成し、試験の都度にロータの交換が必要になり、大変作業効率が悪いと共に試験用のロータ作成のコストが増大するという問題もあった。

さらに、前述した試験においては、あくまでブレーキ装置単体の試験であり、実際の車両において発生している搭乗者に認識されるジャダーを模擬しているものではない。搭乗者は、ステアリングやシート、フロア等を介してジャダーを感じるため、ブレーキ装置単体の試験で得られるデータは、車両の品質を向上させるためのジャダー解析データとしては不十分であった。

一方、図７（ｂ）に示すように、偏摩耗したロータを実車に取り付け、実際の走行を行い、車両各部に設置したセンサにより搭乗者が認識する振動データを取得する方法も考えられる。しかし、この場合も、前述と同様に試験毎に偏摩耗したロータの交換を車両に対して行う必要が生じ、試験準備が煩雑となり、容易な試験とは言い難いものがあった。さらに、実際に車両を走行させる場合、ブレーキジャダー以外の振動、例えば、走行する路面の凹凸や実走行の時にエンジンで発生する振動等様々な振動が複合された複合振動がステアリングやシートに配置されたセンサで検出されることになる。つまり、車両を実走行させた場合、ブレーキジャダー以外の外乱が大きく、正確なブレーキジャダーの解析ができないという問題が生じる。また、車両を実走行させる場合、ブレーキ装置やその近傍で実際にどのような振動が発生しているのかを直接観察したり触れたりすることもできない。

そこで、本発明は、上記課題に鑑み成されたものであり、様々なパターンのジャダーを容易に模擬的に発生させることのできるジャダー発生装置を提供することを目的とする。また、そのジャダー発生装置を用い、ブレーキジャダー以外の外乱振動の影響を抑制した状態、つまり、実走行しない状態で車両におけるブレーキジャダーに基づく振動解析を容易に行うことのできるブレーキジャダー測定システムを提供することを目的とする。

本発明は、タイヤと共に回転する回転体に、支持体で支持された摩擦体を押し当てて、前記回転体を制動させるブレーキ装置におけるブレーキ動作に伴うジャダーを模擬発生させるジャダー発生装置であって、前記回転体と前記支持体との間に配置され、前記回転体の回転軸の接線方向の振動を前記回転体および支持体に付与する振動発生部と、前記振動発生部を所定周期で振動させる振動制御部と、を含むことを特徴とする。

ここで、振動発生部とは、例えば、油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）や、電磁アクチュエータ、ピエゾ素子等、振動ストロークを得ることのできる制御量を容易に変更できる手段であれば任意に選択することができる。同様に、モータを用いて偏心カム等を回転させて振動ストロークを得ることもできる。

この構成によれば、回転体と支持体との間に容易に周期的に振動を付与することが可能となり、ブレーキジャダーを容易に模擬することができる。

なお、前記ブレーキ装置は、ディスクブレーキ装置であって、前記回転体はロータであり、前記支持体はキャリパであり、前記振動発生部は、前記キャリパに加振力を作用させ、前記ロータにそのとき発生する反作用力を作用させるように固定されているような構成とすることができる。また、前記ブレーキ装置は、ドラムブレーキ装置であって、前記回転体はドラムであり、前記支持体はバッキングプレートであり、前記振動発生部は、前記バッキングプレートに加振力を作用させ、前記ドラムにそのとき発生する反作用力を作用させるように固定されているような構成にすることができる。

この場合、ディスクブレーキやドラムブレーキのジャダーを容易に模擬発生させることができる。

また、上記構成において、前記振動制御部は、発生させる振動特性を任意に変更可能であることを特徴とする。

この構成によれば、振動制御部における振動特性、例えば、振動周期を変更するのみで、様々なパターンのジャダーを容易に発生させることができる。

また、本発明のジャダー発生装置は、さらに、タイヤを保持するタイヤ保持部を含み、当該タイヤ保持部は、タイヤを前後左右の並進を抑制しつつ、タイヤの回転方向及びステア方向の動きをフリー状態で保持することを特徴とする。

実走行の車両において、ブレーキジャダーの発生は、高速道路等で比較的高速で走行している場合に発生するが、車両が高速で走行している場合、タイヤが路面から受ける抵抗が減少し、この状態でブレーキが動作して、ジャダーが発生する。そのため、模擬的なジャダーを発生させる場合、タイヤ接地面からの拘束力を低減できるようにすることが好ましい。タイヤ保持部が、タイヤを前後左右の並進を抑制しつつ、タイヤの回転方向及びステア方向の動きをフリー状態で保持することにより、車両が実走行している状態で発生するジャダーを車両が走行していない状態で容易に模擬することが可能となり、信頼性の高いジャダー発生を行うことができる。

また、上記構成において、前記タイヤ保持部は、タイヤの前後方向に所定の荷重を付与する荷重付与部を有することを特徴とする。

前述したように、高速走行時に接地面からタイヤが受ける抵抗は小さくなるが、ブレーキ装置を強く動作させた場合（急ブレーキ）と弱く動作させた場合（通常ブレーキ）とでは、タイヤの受ける拘束力（抵抗）が変化する。急ブレーキの場合タイヤは進行方向と逆方向の大きな力を受ける。また通常ブレーキの場合、急ブレーキの場合より弱い力を受ける。従って、タイヤの前後方向に荷重を付与することで、ブレーキ装置の操作状態が変わった場合のジャダーを容易に模擬することができる。

また、上記構成のジャダー発生装置を用いたジャダー測定システムを構成することができる。すなわち、ジャダー測定システムは、前記ジャダー発生装置を少なくとも一輪に搭載する車両と、前記車両の所定の位置に配置され、振動を測定するセンサと、前記センサにより測定した振動を解析する振動解析部と、を含むことを特徴とする。

ここで、振動を測定するセンサは、例えば、搭乗者が直接振動を認知するステアリング、フロア、シート等の他、ブレーキ装置からの振動が伝達するギアボックス、タイロッド、ロアアーム、ナックルアーム等任意の位置である。また、車両とは、タイヤ保持部により実質的な移動を伴わないものであればよく、ジャダー発生装置が搭載されれば、走行機能を有する車両を用いることが望ましい。

この構成によれば、ジャダー発生装置で発生させた模擬的な振動が車両の各部位に伝達され、センサはその場所における振動を測定することができる。また、測定した振動に基づき、車両全体としての振動解析を非走行状態で行うことができる。

また、上記構成において、前記ジャダー発生装置は、少なくとも二輪同時にジャダーを発生することを特徴とする。

４輪車両においては、ブレーキ装置は各輪に配置され、相互に関連しながら車両の制動を行うが、そのとき個々にジャダーが発生する可能性がある。そして、ステアリングやシート等センサの配置された位置には、各部で発生したジャダーが到達し測定される。従って、各輪で発生しているジャダーを任意に模擬発生させることにより、より現実にしたいジャダーを模擬することができる。

この時、各輪に配置されるジャダー発生装置は、ディスクブレーキ用とドラムブレーキ用とを混在させることができる。

例えば、前輪側にディスクブレーキ用のジャダー発生装置を配置し、後輪側にドラムブレーキ用のジャダー発生装置を配置することができる。また、その逆も可能である。この構成によれば、さらに実走行に近いジャダーを模擬することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。

図１には、本実施形態のジャダー（ブレーキ動作に伴う振動）を模擬的に測定するジャダー測定システム１０の概略構成図が示されている。車両１２は、構造的には、現実走行機能を有する車両であり、車両に必要とされ、図示しないエンジン等の駆動源、クラッチ、トランスミッション、デフ等の駆動伝達系、サスペンション、ステアリング１４やシート等の他、通常の車両に搭載されている構成部品が備えられていることが望ましい。なお、ブレーキ装置については後述するが、加工が施され、実制動ができない代わりに、ジャダーを模擬発生する構造になっている。タイヤ１６は現実走行可能なものが装着されている。なお、図１においては、車両１２のフロント部分が簡略的に示されている。

タイヤ１６は、前後左右の並進を抑制されつつ、回転方向及びステア方向の動きをフリーの状態で保持するタイヤ保持部１８によって支持されている。具体的な構造に関しては、後述するが、車両１２のタイヤ１６は、四輪ともタイヤ保持部１８によって支持され、接地面から浮いた状態になっている。

タイヤ１６が装着されたホイールの内部にはブレーキ装置が内蔵されている。このブレーキ装置の一部を用い本実施形態のジャダー発生装置を構成している。つまり、ブレーキ装置に振動発生部２０が取り付けられ、振動制御部２２によって、所定周期で振動を発生するようになっている。

また、車両１２の各部位、例えば、ステアリング１４や車両１２のフロアには、ブレーキ装置で発生したジャダーに基づく振動を測定するセンサ２４が配置されている。測定された振動は振動解析部２６に供給され、適宜解析処理や、生データの表示処理等が行われる。なお、前記センサ２４は、この他、シートやシフトレバー、ボディ等、搭乗者が直接触れることのできる位置や、ブレーキ装置からの振動が伝達されるギアボックス、タイロッド、ロアアーム、ナックルアーム等任意の位置に配置することができる。また、振動を測定するセンサの他、例えば、温度センサ等を配置してジャダーが発生している時の環境データを併せて測定し振動との関係を解析するようにしてもよい。

図２には、本実施形態のジャダー測定システム１０に搭載するジャダー発生装置２８の概略構成図が示されている。図２は、一例として、ディスクブレーキ用のジャダー発生装置２８を示している。周知のように、ディスクブレーキは、タイヤ（ディスクホイール）と共に回転する回転体としてのロータ３０と、油圧シリンダ等を介してロータ３０に押し当てられ制動動作を行うパッドを支持する支持体としてのキャリパ３２で構成されている。

ディスクブレーキの場合、キャリパに支持さえたパッドをロータの側面に押し付ける。この時、回転中のロータは、押し付けられたパッドを介してキャリパに作用力を及ぼす。この時同時に、ロータに反力が生じ、この反力の作用によりロータが止まる。つまり、タイヤが止まる。図７（ｂ）に示すようにロータが偏摩耗している場合、このロータにパッドを押し当て制動をかけると、前述したように、ロータとキャリパとの間に働く作用力と反作用力とが大きく働く場合と小さく働く場合とが高速で切り替わる。その結果、ロータの接線方向の振動、すなわちジャダーが発生する。

図２に示す構成は擬似的に、この時の現象を再現するように構成されている。具体的には、ロータ３０の一部に切欠き３０ａを形成し、振動発生部２０として、例えば油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）３４をボルト３６等の固定手段により固定する。この時、油圧アクチュエータ３４のシリンダ端部３４ａが切欠き３０ａの起立面に当接するように固定する。一方、油圧アクチュエータ３４のピストンロッド３４ｂの端部はキャリパ３２においてパッドが固定されるべき位置に配置された平板３８に接触するように配置されている。このように固定された油圧アクチュエータ３４には、油圧駆動部４０が接続され、振動制御部２２の制御によりピストンロッド３４ｂの加圧状態が変化し、ロータ３０とキャリパ３２とが相対的に動き、ロータ３０の接線方向の振動が発生するようになっている。

例えば、図７（ｃ）に示すように、パッドがロータの肉厚の大きな部分を押圧すると制動力が大きくなる。つまり、ロータ３０とキャリパ３２との間に大きな力が働く。この状態は、図２の構成において、油圧アクチュエータ３４が加圧動作しピストンロッド３４ｂが突出し大きな作用力をキャリパ入力として供給すると共に、その反作用としてロータ３０を強く押し戻す状態（ロータ入力）にすることで再現することができる。

一方、図７（ｄ）に示すように、パッドがロータの肉厚の小さな部分を押圧すると制動力が小さくなる。つまり、ロータ３０とキャリパ３２との間に働く力が小さくなる。この状態は、図２に構成において、油圧アクチュエータ３４の加圧動作を低減しピストンロッド３４ｂによるキャリパ入力（作用力）を小さくすると共に、その反作用としてロータ３０を押す力（ロータ入力）を小さくすることで再現することができる。

このような、油圧アクチュエータ３４の加圧力の大小を周期的に切り替えることにより、ロータ３０とキャリパ３２との間に働く作用力と反作用力とが高速で変動し、実際にパッドで偏摩耗したロータを制動させようとした場合と同様なロータ３０の接線方向の振動が発生する。

この時、油圧アクチュエータ３４の加圧周期は、振動制御部２２が油圧駆動部４０を制御する周期であり、その周期は、例えば図３に示すような周期である。前述したように、ブレーキ装置で制動をかけると、徐々にロータの速度が低下する。つまり、現実の場合には、パッドが偏摩耗したロータの厚い部分と薄い部分とを押圧する周期が徐々に長くなる。従って、図３に示すように、徐々に加圧周期が伸びるように油圧アクチュエータ３４を制御することにより、現実のジャダーと同様な振動を模擬することができる。この時の周期は、車両の実走行時のタイヤの回転周期にあわせることが望ましい。そして、その周期Ｔは、（タイヤの有効転がり半径×２π）／車速で求めることができる。

例えば、タイヤの有効転がり半径を０．２５ｍとし、測定上のブレーキ操作時の最高車速を２００ｋｍ／ｈとした場合、周期Ｔは、０．０２８２７ｓ（約３５Ｈｚ）になり、測定上のブレーキ操作時の最低速度を３０ｋｍ／ｈとした場合、周期Ｔは、０．１８８５ｓ（約５Ｈｚ）になる。従って、振動制御部２２による制御周波数を例えば、３５Ｈｚ〜５Ｈｚの間で変化させれば、図２のジャダー発生装置２８により現実のブレーキ操作時に発生するジャダーを模擬することができる。なお、図３における変動分はロータ３０の肉厚差によって発生する周期的なブレーキ力（制動力）の変化に対応するものである。図３には、波形の一例としてｓｉｎ波を示しているが、模擬するロータの表面状態にあわせて、例えば、三角波、方形波等任意形状の波形を適宜選択することができる。また、ある特定の周波数時の振動モードを測定する場合、一定周期で加振することもできる。

なお、図２において、ピストンロッド３４ｂには、油圧アクチュエータ３４の動作状態をモニターし振動制御部２２にフィードバックするための検出手段として、例えば歪みゲージ２２ａが貼り付けられ、振動制御部２２の制御に反映させている。その結果、所望の制動力を伴うジャダーが良好に模擬されるようにしている。

図４には、タイヤ１６をフローティング状態で保持可能なタイヤ保持部１８の構成が概略的に示されている。図４（ａ）は、正面図であり、図４（ｂ）は右側面図、図４（ｃ）は上面図である。

前述したように、車両１２が走行している場合、接地面から受ける拘束力（抵抗）は速度の上昇に伴い減少する。そのため、車両１２が静止している状態で、あたかも走行しているような状態を形成するためには、タイヤ１６が接地面からの拘束を受けないようにすることが必要となる。

タイヤ保持部１８は、ベースプレート４２に４本の支柱４４（図４（ａ）では手前側の支柱４４ａ，４４ｂの２本のみ図示）が固定され、図４（ｃ）に示すように、支柱４４ａ，４４ｂの上端部にステイ４６ａが掛け渡されている。同様に、支柱４４ｃ，４４ｄにはステイ４６ｂが掛け渡されている。さらに、各ステイ４６ａ，４６ｂからはそれぞれ２本のワイヤ４８が降ろされ、実際にタイヤ１６を載置支持する支持プレート５０を４点で吊り下げている。この支持プレート５０の表面には、ローレット加工等が施され、載置したタイヤ１６の前後左右の並進が抑制されるようになっている。

前述したジャダー発生装置２８が取り付けられたブレーキ装置のタイヤ１６は、タイヤ保持部１８の支持プレート５０に載せられることにより、タイヤ１６を前後左右の並進が抑制されつつ、ワイヤ４８で支持プレート５０がブランコのように吊り下げられていることからタイヤ１６の回転方向及びステア方向の動きをフリー状態にすることができる。つまり、フローティングタイプのタイヤ保持部１８でタイヤ１６を支持することにより車両１２のタイヤ１６の並進が抑制された状態でも、接地面からの拘束力（抵抗）を小さくした走行状態に近い状態にして、ジャダー発生を模擬することが可能となる。

ところで、実際にブレーキ装置を操作した場合、タイヤ１６には、当該タイヤ１６を止めようとするための進行方向前方から押されるような力が作用する。つまり、タイヤ１６の接地位置で接地面から後方に押される力を受ける。この時受ける力は、ブレーキ装置の操作の仕方により変化する。すなわち、急速に減速しようとして、ブレーキ装置を強く動作させる（ブレーキペダルを強く踏んで急ブレーキをかける）場合、タイヤ１６に大きな力がかかる。逆に弱く動作する場合（ブレーキペダルを通常通り踏む場合）、タイヤ１６にかかる力は急ブレーキの場合より小さくなる。従って、より正確なジャダーの模擬を行うためには、ブレーキ装置の操作の仕方による違いも模擬する必要が生じる。つまり、接地面からの拘束力を任意に変化させることが必要になる。

そのため、本実施形態のタイヤ保持部１８は、支持プレート５０の裏面（タイヤ１６と支持プレート５０の接点部の裏面側）に荷重用ブロック５２が設けられている。この荷重用ブロック５２は例えばボルト５４等で固定されても、支持プレート５０に一体形成されていてもよい。一方、ベースプレート４２の一部には、加重付与部として荷重用ブロック５２を押圧する荷重ロッド５６を支持する支持ブロック５８が固定されている。この支持ブロック５８は例えばボルト６０等で固定されても、ベースプレート４２に一体形成されていてもよい。荷重ロッド５６の一部には、ネジ部５６ａが形成され、支持ブロック５８に形成されたねじ孔部と螺合するようになっている。従って、荷重ロッド５６を回転させ、後退（図４（ａ）において右方向）させれば荷重用ブロック５２と非接触状態になり、支持プレート５０は前述したようなフリー状態が維持される。一方、荷重ロッド５６を回転させ、進出（図４（ａ）において左方向）させれば荷重用ブロック５２と接触状態、または、押圧状態となり、支持プレート５０が接地面から所定の抵抗力を受けている状態、つまり接地面からブレーキ装置の操作力に応じた抵抗を受けている状態と同じ状態を形成することができる。

従って、荷重ロッド５６の容易な進退量の調整により、ブレーキ装置の操作の違いによる車両への拘束力の変化を模擬することが可能になり、ジャダー発生時の状態をより忠実に再現することが可能になる。

このように、タイヤ保持部１８でタイヤ１６を支持した状態でジャダー発生装置２８によってジャダーを発生させることにより、実走行時に車両１２で発生しているジャダーを非走行状態で模擬することができる。なお、ジャダー模擬時には、前述したように、振動制御部２２の提供する油圧アクチュエータ３４の操作周期を変化させたり、タイヤ保持部１８の荷重ロッド５６の進退量を適宜変化させることにより、所望の走行状態のジャダーを車両１２を実走行させることなく容易に得て測定することができる。また、油圧アクチュエータ３４の操作周期の変更や荷重ロッド５６の進退量の変更を行うのみで、様々なパターンのジャダー発生を行うことができるので、従来のように、偏摩耗のロータをジャダーパターン毎に作成したり、測定の都度に交換したりする必要が無くなり、効率的なジャダー測定を低コストで容易に行うことが可能となる。また、車両１２は実走行しないので、ジャダー発生部位に容易に近づくことが可能になり、ジャダー発生時のロータ３０やキャリパ３２、その周辺に存在するサスペンション等の挙動観察を行ったり、必要に応じて、直接振動している部分に触れたりすることも容易に行うことが可能で、ジャダー解析の判断要素を増加させることができる。さらに、車両１２は実走行する必要がないので、従来外乱要因であった天候や路面状況の変化、タイヤ１６の状態が原因となる振動、その他、走行時のエンジン振動等の影響を受けないので、ブレーキ操作が原因となるジャダーの測定、解析を正確に行うことが可能となる。もちろん、車両１２を実際に用いているので、車両１２全体としての振動をシミュレーションし測定、解析を行うことができる。なお、実際の測定の場合には、エンジンをアイドリング状態で駆動する場合があるが、アイドリング時の振動は僅かであると共に、一定の振動パターンとして既知であるため、容易にキャンセル処理することができるので、ジャダー測定に影響することはない。

図５には、ドラムブレーキ用のジャダー発生装置６２の概略構成図が示されている。ドラムブレーキは、ブレーキドラム６４の内側に配置した一対のブレーキシューをブレーキドラム６４内面に押し付けて、その時発生する摩擦力によってブレーキドラム６４、すなわちタイヤを制動する。ブレーキシューはブレーキドラム６４の片側面を形成するバッキングプレートに固定されたホイールシリンダによって支持され、当該ホイールシリンダの動作によりブレーキシューをブレーキドラム内面に圧着させる構造になっている。

従って、ドラムブレーキでジャダー発生装置６２を形成する場合、図２のディスクブレーキ用と同様に、タイヤ（ディスクホイール）と共に回転する回転体としてのブレーキドラム６４と、ホイールシリンダを介してブレーキドラム６４の内面に押し当てられ制動動作を行うブレーキシューを支持する支持体としてのバッキングプレート（図５では、バッキングプレートに形成されたアンカー部６６のみ図示）が用いられる。

前述したように、ドラムブレーキの場合、バッキングプレートに支持されたブレーキシューをブレーキドラム６４の内面に押し付ける。この時、回転中のブレーキドラム６４は、押し付けられたブレーキシューを介してバッキングプレート（図５ではアンカー部６６）に作用力を及ぼす。この時同時に、ブレーキドラム６４に反力が生じ、この反力の作用によりブレーキドラム６４が止まる。

ここで、ドラムブレーキにおいて、ジャダーが発生する原因としては、ディスクブレーキと同様に、走行距離の増加に伴い、ブレーキドラムが何らかの原因により偏心回転したり、ブレーキシューの戻りが鈍くなったりして、ブレーキドラムの内面を部分的に削ってしまうことにより生じる。つまり、内面が削れたことによりブレーキシューと当接する面が部分的に遠くなる部分が生じる。その結果、ディスクブレーキと同様に制動力が大きい状態と小さい状態とが高速に繰り返されブレーキドラムにおいて接線方向の振動、つまりジャダーを発生させていた。また、元々ブレーキドラムが偏心した位置に取り付けられてしまった場合や変形した状態で取付けられても同様な現象が生じる。

図５示す構成は擬似的にこの時の現象を再現するように構成されている。具体的には、ブレーキドラム６４の一部に切欠き６４ａを形成し、振動発生部２０として、例えば油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）３４をボルト３６等の固定手段により固定する。この時、油圧アクチュエータ３４のシリンダ端部３４ａが切欠き６４ａの起立面に当接するように固定する。一方、油圧アクチュエータ３４のピストンロッド３４ｂの端部は、バッキングプレートにおいてブレーキシューがが固定されるべき位置に配置されたアンカー部６６に接触するように配置されている。このように固定された油圧アクチュエータ３４には、油圧駆動部４０が接続され、振動制御部２２の制御によりピストンロッド３４ｂの加圧状態が変化し、ブレーキドラム６４とバッキングプレート（アンカー部６６）とが相対的に動き、ブレーキドラム６４の接線方向の振動が発生するようになっている。

例えば、ブレーキシューがブレーキドラムの削れていない部分（他の部分よりドラム中心に近い部分）を押圧すると制動力が大きくなる。つまり、ブレーキドラム６４とアンカー部６６との間に大きな力が働く。この状態は、図５の構成において、油圧アクチュエータ３４が加圧動作しピストンロッド３４ｂが突出し大きな作用力をバッキングプレート入力として供給すると共に、その反作用としてブレーキドラム６４を強く押し戻す状態（ドラム入力）にすることで再現することができる。

一方、ブレーキシューがブレーキドラム６４の削れた内面（他の部分よりドラム中心から遠い部分）を押圧すると制動力が小さくなる。つまり、ブレーキドラム６４とアンカー部６６との間に働く力が小さくなる。この状態は、図５に構成において、油圧アクチュエータ３４の加圧動作を低減しピストンロッド３４ｂによるバッキングプレート入力（作用力）を小さくすると共に、その反作用としてブレーキドラム６４を押す力（ドラム入力）を小さくすることで再現することができる。

このような、油圧アクチュエータ３４の加圧力の大小を周期的に切り替えることにより、ブレーキドラム６４とアンカー部６６（バッキングプレート）との間に働く作用力と反作用力とが高速で変動し、実際にブレーキシューで偏摩耗したブレーキドラム６４を制動させようとした場合と同様な振動が発生する。

この時、油圧アクチュエータ３４の加圧周期は、前述したディスクブレーキ用のものと同様であり、例えば図３に示すような周期である。従って、図３に示すように、徐々に加圧周期が伸びるように油圧アクチュエータ３４を制御することにより、ドラムブレーキにおいても、現実のジャダーと同様な振動を模擬することができる。なお、図５においても、ピストンロッド３４ｂには、油圧アクチュエータ３４の動作状態をモニターし振動制御部２２にフィードバックするための検出手段として、例えば歪みゲージ２２ａが貼り付けられ、振動制御部２２の制御に反映させている。その結果、所望の制動力を伴うジャダーが良好に模擬されるようにしている。

ところで、車両１２において、ブレーキ装置の動作に伴うジャダーは、任意の１輪のみで発生している場合もあれば、２輪、３輪で発生している場合もある。また、４輪全てにおいて発生している場合もある。従って、図６に示すように、ジャダー発生装置２８またはジャダー発生装置６２を４輪全てのブレーキ装置に適用し、所望の位置のブレーキ装置によりジャダーを発生させる構成にすることが好ましい。この場合、図６に示すように、フロント側にディスクブレーキ用のジャダー発生装置２８を配置し、リア側にドラムブレーキ用のジャダー発生装置６２を配置するようにしてもよいし、４輪ともジャダー発生装置２８、４輪ともジャダー発生装置６２にしてもよい。もちろん、フロント側にドラムブレーキ用、リア側にディスクブレーキ用を配置してもよい。

なお、振動解析部２６にはステアリング１４やシート６８、フロア７０等に配置されたセンサ２４により得られる各ジャダー発生装置２８，６２で発生したジャダーが構成された振動情報を取得し、車両１２全体における各部の振動特性を解析するようになっている。

この場合、振動制御部２２は、図６に示すように、各油圧駆動部４０を介して個々にジャダー発生装置２８（６２）を制御することが好ましい。例えば、フロント側のジャダー発生装置２８により大きなジャダーを発生させ、リア側のジャダー発生装置６２により小さなジャダーを発生させてもよいし、個別に異なる強さのジャダーを発生させてもよい。

なお、本実施形態においては、振動発生部２０として、油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）を用いる例を示したが、回転体（ロータやブレーキドラム）と支持体（キャリパやバッキングプレート）との間に周期的な振動を付与することのできる振動発生部であれば、任意の手段が利用可能である。例えば、電磁アクチュエータ、ピエゾ素子等でもよい。また、モータを用いて偏心カム等を加点速度を制御しながら回転させて所望の振動ストロークと得るようにしても本実施形態と同様な効果を得ることができる。

また、図２や図５に示す構成では、油圧アクチュエータ３４を水平に配置している例を示しているが、現実のディスクブレーキのキャリパの位置やドラムブレーキのアンカー部の配置に対応した位置に配置可能であり、ロータやブレーキドラムにおいて、その接線方向の振動を発生できようにように構成されればよい。

また、本実施形態では、タイヤ保持部１８を常時使用する例を説明したが、前述したように、車両が低速で走行している場合は、接地面により拘束力（抵抗）は大きくなる。つまり、低速時のジャダーを模擬しようとする場合、タイヤをフリーにする必要がない場合も生じる。このような場合、ジャダー発生装置２８やジャダー発生装置６２を搭載した車両を直接路面に置き、ジャダーを発生させてジャダー測定を行っても、低速の実走行で発生しているジャダーを模擬することができる。従って、タイヤ保持部１８は、ジャダーの発生している速度に応じて適宜使用するようにしてもよい。

実施形態に係るジャダー発生装置を用いたジャダー測定システムの概略構成を説明する説明図である。 実施形態に係るディスクブレーキ用のジャダー発生装置の概略構成を説明する説明図である。 実施形態に係るジャダー発生装置の振動周期の一例を説明する説明図である。 実施形態に係るジャダー発生装置のタイヤ保持部の概略構成を説明する説明図である。 実施形態に係るドラムブレーキ用のジャダー発生装置概略構成を説明する説明図である。 本施形態に係るジャダー発生装置を車両の４輪全てに配置した例を説明する説明図である。 ディスクブレーキにおけるジャダー発生原因を説明する説明図である。

符号の説明

１０ ジャダー測定システム、１２ 車両、１４ ステアリング、１６ タイヤ、１８ タイヤ保持部、２０ 振動発生部、２２ 振動制御部、２２ａ 歪みゲージ、２４ センサ、２６ 振動解析部、２８，６２ ジャダー発生装置、３０ ロータ、３０ａ，６４ａ 切欠き、３２ キャリパ、３４ 油圧アクチュエータ、３４ａ シリンダ端部、３４ｂ ピストンロッド、３６，６０ ボルト、３８ 平板、４０ 油圧駆動部、４２ ベースプレート、４４，４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ 支柱、４６ａ，４６ｂ ステイ、４８ ワイヤ、５０ 支持プレート、５２ 荷重用ブロック、５４ ボルト、５６ 荷重ロッド、５８ 支持ブロック、６４ ブレーキドラム、６６ アンカー部、６８ シート、７０ フロア。

Claims (9)

1. タイヤと共に回転する回転体に、支持体で支持された摩擦体を押し当てて、前記回転体を制動させるブレーキ装置におけるブレーキ動作に伴うジャダーを模擬発生させるジャダー発生装置であって、
   前記回転体と前記支持体との間に配置され、前記回転体の回転軸の接線方向の振動を前記回転体および支持体に付与する振動発生部と、
   前記振動発生部を所定周期で振動させる振動制御部と、
   を含むことを特徴とするジャダー発生装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   前記ブレーキ装置は、ディスクブレーキ装置であって、
   前記回転体はロータであり、前記支持体はキャリパであり、
   前記振動発生部は、前記キャリパに加振力を作用させ、前記ロータにそのとき発生する反作用力を作用させるように固定されていることを特徴とするジャダー発生装置。
3. 請求項１記載の装置において、
   前記ブレーキ装置は、ドラムブレーキ装置であって、
   前記回転体はドラムであり、前記支持体はバッキングプレートであり、
   前記振動発生部は、前記バッキングプレートに加振力を作用させ、前記ドラムにそのとき発生する反作用力を作用させるように固定されていることを特徴とするジャダー発生装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の装置において、
   前記振動制御部は、発生させる振動特性を任意に変更可能であることを特徴とするジャダー発生装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のジャダー発生装置において、
   さらに、タイヤを保持するタイヤ保持部を含み、
   当該タイヤ保持部は、タイヤを前後左右の並進を抑制しつつ、タイヤの回転方向及びステア方向の動きをフリー状態で保持することを特徴とするジャダー発生装置。
6. 請求項５記載の装置において、
   前記タイヤ保持部は、タイヤの前後方向に所定の荷重を付与する荷重付与部を有することを特徴とするジャダー発生装置。
7. 請求項１から請求項５のいずれか一つに記載のジャダー発生装置を搭載するジャダー測定システムであって、
   前記ジャダー発生装置を少なくとも一輪に搭載する車両と、
   前記車両の所定の位置に配置され、振動を測定するセンサと、
   前記センサにより測定した振動を解析する振動解析部と、
   を含むことを特徴とするジャダー測定システム。
8. 請求項７記載の測定システムにおいて、
   前記ジャダー発生装置は、少なくとも二輪同時にジャダーを発生することを特徴とするジャダー測定システム。
9. 請求項８記載の測定システムにおいて、
   複数配置されるジャダー発生装置は、ディスクブレーキ用とドラムブレーキ用とが混在していることを特徴とするジャダー測定システム。

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