JP2006308489A - 車両用走行試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
実際の路面の状態に近い環境で走行試験を実施可能な、車両用走行試験装置を提供する。
【解決手段】
車両用走行試験装置は、第１のローラ対と、第１のローラ対のそれぞれを回転可能に支持する一対の軸受を有する第１の軸受部と、第１のローラ対に掛け渡された第１の無端ベルトとを備え、車両のタイヤのうちの少なくとも１つが第１の無端ベルトと当接し、このタイヤの回転に従動して第１の無端ベルトが第１のローラ対の周りを回動するよう構成されたフラットベルト機構を有する。このフラットベルト機構によって上記タイヤが支持される。上記タイヤと第１の無端ベルトとは、第１のローラ対を構成する２つのローラの略中間の位置で接触する。また、上記一対の軸受のハウジングは軸受支持部材に固定され、車両のタイヤからフラットベルト機構に伝達される力を計測する荷重センサは、車両用走行試験装置のベースと軸受支持部材との間に配置される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動車等の車両に装着されたタイヤのトラッド面と当接し、回転するタイヤから受ける力やタイヤの周速度等を計測する、車両用走行試験装置に関する。

従来より、自動車の製造における最終検査時、或いは自動車の車検時に、自動車の各種走行性能が所定の基準を示しているかどうかを判別するため、特許文献１に記載されているもののような車両用走行試験装置が利用されている。この車両用走行試験装置は、自動車に装着されたタイヤと当接するローラと、このローラを回動させる駆動モータと、各種センサとを有する。ローラ上にタイヤが載るように自動車を設置し、このローラを回転させることによって、タイヤを駆動する。タイヤ駆動時の各種計測値（荷重の変動やタイヤの周速など）はセンサによって計測される。この機構を用いて試験をすることによって、限られた試験スペース内で、実際に路上を走行して得られる試験結果と略等価な試験結果を得ることができる。
特開平６−１８３６９

このような試験装置を用いて、自動車のフットブレーキやサイドブレーキによる制動力の大きさが所定の基準を満たしているかどうかの判定を行う制動力計測試験、自動車の運転時に発生する力の各方向成分（前後、左右、上下の各軸に平行な方向成分、および各軸回りのモーメントからなる６分力）の計測を行うフォースバリエーション計測試験、および自動車の速度計の表示内容が正しい速度を示しているかどうかを検証する速度計試験等を行うことができる。

しかしながら、このような従来の走行試験装置においては、タイヤのトラッド面と当接するのはローラの円周面であり、路面に相当する平面ではない。従って、従来の走行試験装置による試験は、路上走行による走行試験とは、厳密には等価とは言えない。

また、制動力計測試験においては、タイヤを低速（周速０．１〜０．２５ｋｍ／時程度）且つ比較的高いトルクで回動させる必要がある。一方、速度計試験やフォースバリエーション計測試験においては、タイヤを高速（周速６〜４０ｋｍ／時程度）で回転させる必要がある。速度計試験やフォースバリエーション計測試験と、制動力計測試験とを同一の試験装置で計測するためには、タイヤを高速かつ高いトルクで回転させることができるモータを用いるか、変速ギアを用いて低速・高トルク駆動と高速・低トルク駆動を切り換えられるモータを採用する必要があった。しかしながら、このようなモータは高価であるため、従来は、制動力計測試験を行うための試験装置と、速度計試験やフォースバリエーション計測試験を行うための試験装置とを別個に設けていた。

また、従来はタイヤからローラに伝わる荷重変化の計測には、弾性体にひずみゲージを組み込んだ荷重センサであるロードセルを用いていた。大きな荷重を計測する必要がある制動力計測試験用においては、０〜１０００ｋｇｆ程度の測定範囲のロードセルを用いる必要がある。一方、フォースバリエーション計測試験においては、０〜１００ｋｇｆ程度の比較的小さな荷重をより正確に計測する必要がある。通常、ロードセルの出力には０．１〜０．５％程度の測定誤差が含まれるため、上記の制動力計測試験用のロードセルの測定誤差は１〜５ｋｇｆ程度でとなり、制動力計測試験用のロードセルでフォースバリエーションを正確に計測することはできない。そのため、制動力計測試験とフォースバリエーション計測試験とを同一の装置にて行う場合は、制動力計測用のロードセルとフォースバリエーション計測試験用のロードセルとを別個に用意する必要があった。

本発明の一態様による車両用走行試験装置は、第１のローラ対と、第１のローラ対のそれぞれを回転可能に支持する一対の軸受を有する第１の軸受部と、第１のローラ対に掛け渡された第１の無端ベルトとを備え、車両に装着されたタイヤのうちの少なくとも１つのタイヤが第１の無端ベルトと当接し、この少なくとも１つのタイヤの回転に従動して第１の無端ベルトが第１のローラ対の周りを回動するよう構成されたフラットベルト機構を有する。このフラットベルト機構によって、上記の少なくとも１つのタイヤが支持される。ここで、上記の少なくとも１つのタイヤと第１の無端ベルトとは、第１のローラ対を構成する２つのローラの中間の位置で接触するようになっている。また、第１の軸受部の一対の軸受のハウジングは軸受支持部材に固定され、車両のタイヤからフラットベルト機構に伝達される荷重センサは、車両用走行試験装置のベースと軸受支持部材との間に配置されている。

上記の車両用走行試験装置によれば、ローラの円筒面とタイヤとが接触する従来の構成とは異なり、車両のタイヤが、略平面状に進展している無端ベルトの上に配置されるようになっている。すなわち、本発明の構成によればタイヤが平面上に配置された状態で各種走行試験が行われることになる。従って、ローラをタイヤに当接させる従来の構成と比べて、より実際の路面の状態に近い試験環境が実現される。

また、第１の無端ベルトの、タイヤと当接する面に防滑材を設け、第１の無端ベルトの摩擦係数を実際の路面の摩擦係数に近づける構成としてもよい。このような構成とすることによって、より実際の路面で車両を走行させる状態に近い試験環境が実現される。

また、車両用走行試験装置が、第２のローラ対と、第２のローラ対のそれぞれを回転可能に支持する一対の軸受を有する第２の軸受部と、第２のローラ対に掛け渡された第２の無端ベルトとを備えた支持ベルト機構を有する構成としてもよい。ここで、第２の無端ベルトの外周面と第１の無端ベルトの内周面とは接触しており、且つ、第１の無端ベルトが第２の無端ベルトの外周面と上記の少なくとも１つのタイヤとに挟まれている。また、第２の軸受部の一対の軸受のハウジングは軸受支持部材に固定されている、

このような構成においては、それぞれ別個のローラ対に掛け渡されている２つの無端ベルトによって車両のタイヤが支持されることになる。１つの無端ベルトのみでタイヤを支持するような場合は、無端ベルトの強度、剛性を確保するために、無端ベルトの厚さを十分に大きくする必要がある。剛性の高い無端ベルトはその曲率半径を小さくすることが困難であり、ローラ対の径を大きく取る必要がある。これに対し、本構成においては、２枚の無端ベルトによってタイヤが支持されるので、ローラの径を大きくすることなく、タイヤを支持可能である。また、上記構成においては、支持ベルト機構は第１の無端ベルトの内周の内側に収納されているため、走行試験装置全体の寸法を大幅に大きくすることなく、無端ベルトとローラ対との組み合わせであるベルト機構を２つ用いる構成を実現することが可能である。

また、車両用走行試験装置が複数の支持ローラを備えた支持ローラ機構をさらに有する構成としてもよい。ここで、支持ローラは第２の無端ベルトに接触し、且つ第１および２の無端ベルトは、支持ローラと上記の少なくとも１つのタイヤとに挟まれる。このような構成とすると、タイヤがフラットベルト機構、支持ベルト機構および支持ローラ機構の三者によって支持されるため、車両の荷重による無端ベルトの撓み量をより低下させることが可能となり、すなわちタイヤが当接する面がより平面に近くなる。この結果、より実際の路面の状態に近い試験環境が実現される。

また、本発明の他の一態様による車両用走行試験装置は、車両に装着されたタイヤのトラッド面と接触してこのタイヤを回転駆動するタイヤ駆動機構を有し、このタイヤ駆動機構はタイヤ駆動機構自身を駆動するための回転部材を備えている。また、車両用走行試験装置は、回転部材を回転する第１のモータと、第１のモータの回転軸と回転部材の回転軸との間に設けられた第１のワンウェイベアリングと、回転部材を回転する第２のモータと、第２のモータの回転軸と該回転部材の回転軸との間に設けられた第２のワンウェイベアリングと、を有する。

このような、２つのワンウェイベアリングを用いた構成においては、回転部材は、第１および第２のモータによる回転運動のうち、より回転数が大きいものに従動して回転駆動される。従って、第１および第２のモータのどちらか一方のみしか駆動していない状態であっても、駆動していない側のモータが駆動しているモータにとっての回転抵抗となることはなく、スムーズに回転部材を回転させることができる。例えば、第１のモータを低トルク・高速回転可能なモータとし、一方第２のモータを高トルク・低速回転可能なモータとし、速度計試験時やフォースバリエーション試験時のようにタイヤを高速回転させる必要のある時は第１のモータを使ってタイヤ駆動機構を駆動し、制動力計測試験時のように高トルクでタイヤを回転させる必要のある時は第２のモータを使ってタイヤ駆動機構を駆動する。このように、本発明によれば、１つのタイヤ駆動機構を２台のモータのうちのいずれか一つを用いて駆動させることが可能であり、高トルク・高速回転可能なモータや変速機構を用いることなく、速度計試験、フォースバリエーション試験および制動力計測試験を１台の装置で行うことが可能となる。

また、本発明の別の一態様による車両用走行試験装置は、車両に装着されたタイヤのトラッド面と接触してこのタイヤを回転駆動するタイヤ駆動機構と、タイヤ駆動機構を駆動する回転部材の回転軸に設けられ、この回転軸を回転可能に支持する軸受と、車両のタイヤからタイヤ駆動機構に伝達される力を計測する水晶圧電式荷重センサを有する。

水晶圧電式の荷重センサは、測定可能な荷重の大きさに対する測定誤差が小さいという特徴を有する。そのため、上記構成による車両用走行試験装置を用いて、荷重変動幅の大きい制動力計測試験と、荷重変動幅の小さいフォースバリエーション試験とを、同一の荷重センサにて実施することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態につき説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による車両用走行試験装置１の正面図を示したものである。また、図２は、車両用走行試験装置１の上面図を示したものである。車両用走行試験装置１は、自動車の実走行時と同様の路面状態を自動車の前後輪のいずれか一方に与え、自動車の各タイヤから走行試験装置１に加わる力、およびこのタイヤの周測を計測するものである。計測結果は、この走行試験装置１の制御部８００（後述）に送信され、この制御部８００によって、自動車の制動特性や、自動車の計器の精度が所定の基準内に収まっているかどうかの判定が行われる。

図１に示されているように、走行試験装置１は、試験を行う自動車Ｃのボディを固定するための架台１００と、自動車Ｃの前輪Ｗｆの２輪がその上にそれぞれ載置される一対のフラットベルト機構２００、３００（図２参照）と、自動車Ｃを架台１００およびフラットベルト機構２００の上に移動させるためのスロープ４００とを有する。

図１に示されているように、架台１００の上には自動車ＣのボディＣｂを固定するためのＬ字ガイド１１０と、自動車Ｃの後輪Ｗｂの２輪をそれぞれ固定するための一対のタイヤ把持手段１２０、１３０とが設けられている。

Ｌ字ガイド１１０は、その一端１１１が自動車ＣのボディＣｂの両側面に当接するように、自動車Ｃの左右に夫々３つずつ設けられている。各Ｌ字ガイド１１０の、自動車ＣのボディＣｂに当接する一端１１１には、ゴム、ウレタン等からなるパッド１１２（図２）が設けられており、このパッド１１２とボディＣｂとの間に働く摩擦力によって、自動車Ｃが動かないように保持する。また、多種多様な幅・形状の自動車に対応するため、各Ｌ字ガイド１１０は、その左右方向の位置や、Ｌ字ガイド１１０の一端１１１の高さを調整可能となっている。この調整を行う機構としては、ラック−ピニオン機構、送りねじ機構、油圧機構等、既知の様々な位置調整機構が利用可能である。

なお、本実施形態においては、Ｌ字ガイド１１０が自動車ＣのボディＣｂを左右から挟み込んで自動車Ｃを保持しているが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、自動車のジャッキアップポイントを架台１００に対して固定するような機構を代わりに使用してもよい。

タイヤ把持手段１２０（１３０）は、タイヤを前後から把持するクランプ１２２（１３２）、１２４（１３４）を有している。クランプ１２２（１３２）、１２４（１３４）は、それぞれ前後方向に移動可能であり、自動車Ｃのタイヤを前後から挟み込んで把持固定する。このクランプの移動機構としては、ラック−ピニオン機構、送りねじ機構、油圧機構等、既知の様々な位置調整機構が利用可能である。

フラットベルト機構２００、３００の構造につき、以下説明する。図３は、本実施形態によるフラットベルト機構２００の正面図を示したものである。また、図４はフラットベルト機構２００の上面図を示したものである。なお、図４に示されているように、フラットベルト機構３００は、フラットベルト機構２００とは左右対称に構成、配置されているものであり、その構造はフラットベルト機構２００と同様であるため、これについての説明は省略する。

図３に示されているように、フラットベルト機構２００は、夫々自動車Ｃの幅方向（図４中上下方向）にのびる駆動ローラ２１２と、従動ローラ２１４からなるローラ対２１０と、このローラ対２１０に掛け渡された無端ベルト２２０とを有する。駆動ローラ２１２と従動ローラ２１４は前後方向に並べて配置されており、駆動ローラ２１２の回転に伴って、無端ベルト２２０がローラ対２１０の周りを回動し、この無端ベルト２２０の運動に伴って、従動ローラ２１４は回転する。なお、駆動ローラ２１２および従動ローラ２１４の径は約２６０ｍｍである。

無端ベルト２２０は厚さ約０．３ｍｍの鋼板であり、その外周面には例えばセーフティウォーク（登録商標）等のゴム製の防滑材２２２が貼付されている。この防滑材は、鋼製の無端ベルト２２０自身よりも高い摩擦係数となっており、実際のアスファルト路面に近い状態が再現される。

従動ローラ２１４には、これを前後方向に移動させるための従動ローラ調整機構２１６が備えられている。従動ローラ調整機構２１６は送りねじ機構によって従動ローラを移動させるものであり、これによって、無端ベルト２２０の張力を適切な値に調整する。

駆動ローラ２１２および従動ローラ２１４はそれぞれ、軸受２３２、２３４によって回転可能に支持されている。軸受２３２、２３４は共に、ローラ支持プレート２３６上に固定されている。また、ローラ支持プレート２３６は、主支持プレート２３８上に固定されている。

また、駆動ローラ２１２を回転駆動するための第１の駆動モータ２４２がその上に載置固定されたモータ支持プレート２４４が、アーム２４５を介して主支持プレート２３８に固定されている。図４に示されているように、駆動ローラ２１２の回転軸２１１には第１の従動プーリ２１３が設けられており、駆動モータ２４２の回転軸に設けられた第１の駆動プーリ２４６とこの第１の従動プーリ２１３は布製等の材料からなる無端ベルト２４８を介して連結されている。従って、第１の駆動モータ２４２を回転させて、駆動ローラ２１２を回転させることができる。

また、駆動ローラ２１２を回転駆動するための第２の駆動モータ２５２が、モータ支持プレート２４４上に載置固定されている。図４に示されているように、駆動ローラ２１２の回転軸には第２の従動プーリ２１５が設けられており、駆動モータ２４２の回転軸２１１に設けられた第２の駆動プーリ２５６とこの第２の従動プーリ２１５は布製等の材料からなる無端ベルト２５８を介して連結されている。従って、第２の駆動モータ２５２を回転させても、駆動ローラ２１２を回転させることができる。

第１の駆動モータ２４２は第２の駆動モータ２５２より低速かつより高いトルクで回転可能なモータである。第１の駆動モータ２４２はタイヤに加わる制動力を測定する際に使用され、一方、第２の駆動モータ２５２は自動車Ｃの速度計の精度を計測する際に使用される。

第１の従動プーリ２１３と駆動ローラ２１２の回転軸２１１との間には、第１のワンウェイベアリング２４３が設けられている。また、第２の従動プーリ２１５と駆動ローラ２１２の回転軸２１１との間には、第２のワンウェイベアリング２５３が設けられている。このため、回転軸２１１は、第１および第２の従動プーリ２１３、２１５のうち、より回転数が大きいものに従動して駆動される。従って、第１の駆動モータ２４２と第２の駆動モータ２５２のどちらか一方のみしか駆動していない状態であっても、駆動していない側のモータが駆動しているモータにとっての回転抵抗となることはなく、スムーズに無端ベルト２２０を回動させることができる。

なお、本実施形態においては、第１および第２の従動プーリ２１３、２１５、第１および第２のワンウェイベアリング２４３、２５３がそれぞれ回転軸２１１の両端に設けられる構成となっているが、本願は上記構成に限定されるものではなく、例えば回転軸２１１の片側のみに第１および第２の従動プーリ２１３、２１５、第１および第２のワンウェイベアリング２４３、２５３が設けられる構成としてもよい。このような構成とすることにより、従動プーリ等を取り外すことなく、第１および第２の従動プーリ２１３、２１５が設けられていない側から無端ベルト２２０や５３０（後述）を走行試験装置に対して着脱可能となる。

駆動ローラ２１２の回転軸２１１には、図示しないロータリーエンコーダ２１７（後述）が設けられている。このロータリーエンコーダ２１７によって、駆動ローラ２１２の回転数が計測され、この計測結果から無端ベルト２２０の速度、すなわち無端ベルト２２０と当接しているタイヤＷｆの周速が計測される。

図３に示されているように、無端ベルト２２０の内側には他の無端ベルト機構である支持ベルト機構５００が設けられている。支持ベルト機構５００はローラ５１０、５２０とこのローラに掛け渡された無端ベルト５３０を有する。ローラ５１０、５２０は前後方向に並べて配置されており、無端ベルト５３０の運動に伴って、ローラ５１０、５２０は共に回転する。なお、ローラ５１０および５２０の径は約２００ｍｍである。

前側のローラ５１０には、これを前後方向に移動させるためのローラ調整機構５１３が備えられている。ローラ調整機構５２３は送りねじ機構によってローラ５２０を移動させるものであり、これによって、無端ベルト５３０の張力を適切な値に調整する。

支持ベルト機構５００のローラ５１０、５２０は、その上端の高さがフラットベルト機構２００、３００のローラ対の上端よりも高くなるように設置されている。無端ベルト５３０は厚さ約１．０ｍｍのゴム製のＶベルトであり、無端ベルト２２０と５３０との間に働く摩擦力によって、無端ベルト５３０は無端ベルト２２０に従動して回動される。

従って、本実施形態によれば、それぞれ別個のローラ対に掛け渡されている２つの無端ベルト２２０、５３０によって自動車ＣのタイヤＷｆが支持されることになる。１つの無端ベルトのみでタイヤを支持するような場合は、無端ベルトの強度、剛性を確保するために、無端ベルトの厚さを十分に大きくする必要がある。剛性の高い無端ベルトはその曲率半径を小さくすることが困難であり、ローラ対の径をタイヤ径の数倍程度と大きく取る必要がある。これに対し、本実施形態においては、２枚の無端ベルトによってタイヤが支持されるので、駆動ローラ２１２および従動ローラ２１４の径は約２６０ｍｍ程度とタイヤ径（約６００ｍｍ）と比べて比較的小さくすることができる。

ローラ５１０、５２０のそれぞれは、軸受５１２、５２２によって回転可能に支持されている。軸受５１２、５２２は共に、軸受支持部材５４０を介してローラ支持プレート２３６上に固定されている。軸受支持部材５４０は水平方向に広がる底面５４２と、この底面の左右両端から鉛直上向きに延びる側面５４３、５４４とが互いに連結された、コの字状の部材である。図示されているように、軸受支持部材５４０の底面５４２がローラ支持プレート２３６の上面にボルト止めされることによって、軸受支持部材５４０はローラ支持プレート２３６と一体化する。

支持ベルト機構５００の無端ベルト５３０の上部を支持するための支持ローラ機構６００につき、以下説明する。支持ローラ機構６００は、図３に示されているように、前後方向に並べられ、それぞれの回転軸が左右方向であるような、７本のローラ６１１〜６１７と、このローラ６１１〜６１７を左右両端で回転可能に支持する一対の軸受部材６２２、６２４を有する。軸受部材６２２、６２４には上下方向に延びる複数のスリットが形成されており、このスリットにボルトを通すことによって、軸受部材６２２、６２４を軸受支持部材５４０の側面５４３、５４４に締結する。

また、軸受部材６２２、６２４を支え、各軸受部材の上下方向の位置を調整するアジャスタ６３０、６４０が、軸受部材６２２、６２４の下部にそれぞれ設けられている。アジャスタ６３０、６４０はそれぞれ、軸受支持部材５４０の側面５４３、５４４から左右方向外側に突出するように固定されている基部６３１、６４１と、この基部６３１、６４１を上下方向に貫通するように設けられている複数の止めねじ６３２、６４２を有する。基部６３１、６３２の上面には、この止めねじ６３２、６４２に対応したナット６３３、６４３が固定されている。止めねじ６３２、６４２の上端は軸受部材６２２、６２４の下面と当接するようになっている。すなわち、軸受部材６２２、６２４が軸受支持部材５４０の側面５４３、５４４に固定されていない状態で、止めねじ６３２、６４２を回転してその先端を上下動させることによって、軸受部材６２２、６２４の高さ、前後方向の傾き等を調整することができる。アジャスタ６３０、６４０によって、通常は、ローラ６１１〜６１７の上端の高さが支持ベルト機構５００のローラ５１０、５２０の上端の高さと同じかやや高くなるよう調整されている。

ローラ６１１〜６１７は支持ベルト機構５００の無端ベルト５３０の内周上部と密着するようになっている。従って、タイヤＷｆがフラットベルト機構２００の上に載置された状態では、タイヤＷｆは無端ベルト２２０、５３０のみならず、ローラ６１１〜６１７によっても支持される。さらに、本実施形態においては、ローラ６１１〜６１７と当接する無端ベルト５３０はゴム製であるので、ローラ６１１〜６１７から受ける不均一な力を一旦吸収し、これを均等な力として上側の無端ベルト２２０に加える。従って、本実施形態によれば、実際の路面と等価な状態の効力をタイヤに与えることができる。

図３に示されているように、ローラ支持プレート２３６は、ベースプレート７００上にボルト７１０にて固定されている。また、ローラ支持プレート２３６とベースプレート７００との間には水晶圧電式６分力荷重センサ７２１〜７２４が設けられている（図３中には７２１、７２２のみ表示）。荷重センサ７２１〜７２４はそれぞれローラ支持プレート２３６の四隅に配置されている。７２１〜７２４は穴開き円盤形状であり、この穴の中にボルト７１０を通し、このボルト７１０が荷重センサ７２１〜７２４をローラ支持プレート２３６とベースプレート７００を締めつけることによって、荷重センサ７２１〜７２４に所定のプリロードが加えられる。

荷重センサ７２１〜７２４、ロータリーエンコーダ２１７の出力の処理、および、駆動モータ２４２、２５２の制御（および、これらに相当するフラットベルト機構３００側のセンサの出力の処理およびモータの制御）は、制御部８００によって行われる。図５は、この制御部８００のブロック図を示したものである。

荷重センサ７２１〜７２４のそれぞれは、チャージアンプ８２１〜８２４と接続され、これによって荷重センサ７２１〜７２４の出力が増幅される。チャージアンプ８２１〜８２４の出力は、フィルタアンプ８３１〜８３４の信号入力端子８３１ａ〜８３４ａに入力される。

フィルタアンプ８３１〜８３４のそれぞれは、入力された信号からノイズを除去すると共に、その信号レベルを所定の増幅率で増幅する。また、フィルタアンプ８３１〜８３４のそれぞれは制御信号出力端子８３１ｂ〜８３４ｂ、８３１ｃ〜８３４ｃを有しており、これはコントローラ８０１と接続されている。フィルタアンプ８３１〜８３４は、予め設定されている２種類の増幅率Ａ１、Ａ２のいずれかで入力された信号を増幅する。増幅率Ａ１で増幅された信号は、アンプ８３１〜８３４の信号出力端子８３１ｂ〜８３４ｂを介してＡ／Ｄコンバータ８４１ａ〜８４４ａによって離散化される。また、増幅率Ａ２で増幅された信号は、アンプ８３１〜８３４の信号出力端子８３１ｃ〜８３４ｃを介してＡ／Ｄコンバータ８４１ｂ〜８４４ｂによって離散化される。なおＡ１よりＡ２の方が高い増幅率である。

離散化された信号は、コントローラ８０１に入力され、処理される。なお、本実施形態では、簡略化のため、荷重センサ７２１〜７２４のそれぞれからの出力をそれぞれ１つの信号処理系で処理する構成として示されているが、荷重センサ７２１〜７２４のそれぞれは６分力荷重センサであるため、それぞれ６つの出力端子を有している。従って、各処理系は６チャンネルの信号処理系をそれぞれ有する。

また、ロータリーエンコーダ２１７の出力パルスはそのままコントローラ８０１に入力される。コントローラ８０１は時間を計測するタイマ８０２と接続されており、ロータリーエンコーダ２１７が出力するパルス間隔を、タイマ８０２を参照して計測することによって、ロータリーエンコーダ２１７の（すなわち、駆動ローラ２１２の）回転数を計測する。

また、コントローラ８０１は、第１および第２の駆動モータ２４２、２５２と接続されており、これら駆動モータの動作を制御する。

コントローラ８０１には、各センサからの出力を処理して得られた指標を表示するためのモニタ８６１および、制御部８００に各種データを入力するためのキーボード８６２が接続されている。走行試験装置１のオペレータは、キーボード８６２から各種データを入力することによって、例えば第１および第２の駆動モータ２４２、２５２の動作／停止や計測結果の記録といった、走行試験装置１の各種制御を行うことができる。

以上説明した制御部８００は、フラットベルト機構２００側のセンサおよびモータとの関連について説明したものであるが、フラットベルト機構３００側のセンサおよびモータについても同様に、制御部８００と接続されており、センサからの信号を処理したり、モータを制御したりすることができる。

以上説明した本発明の第１の実施形態においては、フラットベルト機構２００の無端ベルト２２０は、ゴム製のＶベルトである支持ベルト機構５００の無端ベルト５３０によって下方から支持されている。しかしながら、本発明は上記構成に限定されるものではない。以下に説明する本発明の第２の実施形態は、代替の支持ベルト機構を用いた車両用走行試験装置を示したものである。

図６は、本発明の第２の実施形態における車両用走行試験装置のスチールベルト機構の上面図を示したものである。図示されているように、第１の実施形態に対する本実施形態の差は支持ベルト機構に関する部分のみであり、他の点は第１の実施形態と同様である。従って、支持ベルト機構以外の部分についての説明は省略する。

支持ベルト機構１５００はローラ１５１０、１５２０を有する。ローラ１５１０および１５２０の円周面上には、円周方向に延びて形成される溝１５１１、１５２１がそれぞれ複数ずつ形成されている。ローラ１５１０上の溝１５１１の一つとローラ１５２０上の溝１５２１の一つとは、互いに対をなしており、それぞれ略同一平面上に形成されている。溝１５１１と１５２１の各対には、それぞれ無端ワイヤ１５３０が掛け渡されている。無端ワイヤ１５３０の運動に伴って、ローラ１５１０、１５２０は共に回転する。なお、ローラ１５１０および１５２０の径は約２００ｍｍである。

支持ベルト機構１５００のローラ１５１０、１５２０は、その上端の高さがフラットベルト機構２００、３００のローラ対の上端よりも高くなるように設置されている。無端ワイヤ１５３０のそれぞれは直径約１．０ｍｍの鋼製ワイヤであり、また、溝１５１１、１５２１野深さはそれぞれ約１．０ｍｍである。無端ベルト２２０と無端ワイヤ１５３０との間に働く摩擦力によって、無端ワイヤ１５３０は無端ベルト２２０に従動して回動される。

従って、本実施形態によれば、それぞれ別個のローラ対に掛け渡されている無端ベルト２２０と無端ワイヤ１５３０によって自動車ＣのタイヤＷｆが支持されることになる。従って、本実施形態においても、無端ベルトと無端ワイヤの両者によってタイヤが支持されるので、駆動ローラ２１２および従動ローラ２１４の径を比較的小さくすることができる。

以上説明した本発明の第１および第２の実施の形態においては、走行試験装置１は自動車Ｃの前輪Ｗｆについての計測を行う。しかしながら、第１および第２の駆動モータ２４２、２５２の回転方向及び第１および第２のワンウェイベアリング２４３、２５３の許容回転方向を変えた走行試験装置を用いて、後輪Ｗｂについての試験を行うことも可能である。また、本実施形態においては、モータ２４２、２５２を駆動してタイヤＷｆを回転させているが、タイヤＷｆが駆動輪である場合は、自動車Ｃ側でタイヤを駆動しても良い。

また、本実施形態においては、「フラットベルト機構によって自動車の車輪を支持し、水晶圧電式荷重センサによってタイヤから路面に与えられる力を測定し、且つ、ワンウェイベアリングを用いて自動車の車輪の駆動を2種類の動力源のうちのいずれか一つを用いて行う」という3要素を含む構成となっているが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、上記の3要素のうちのいずれか1つまたは2つを備えた構成もまた、本発明の範囲内である。例えば、フラットベルト機構の代わりにその外周がタイヤのトラッド面と当接するような回転ドラム機構を用いた構成、或いは、水晶圧電式荷重センサの代わりにひずみゲージ型のロードセルを用いた構成もまた、本発明の範囲内である。

以上説明した本発明の第１または第２の実施形態の走行試験装置１を用いて、自動車Ｃの前輪Ｗｆにおける制動力のテスト、および自動車Ｃの速度計の精度の試験を行う。この試験の手順につき以下説明する。

テスト前の段階では、第１および第２の駆動モータ２４２、２５２の動作は停止している。この状態で、自動車Ｃを運転して、図１のように、自動車Ｃの前輪Ｗｆをフラットベルト機構２００および３００の上に載せる。次いでＬ字ガイド１１０と、タイヤ把持手段１２０、１３０を操作して、自動車ＣのボディＣｂおよび後輪Ｗｂをロックする。

最初に、前輪Ｗｆの制動力計測試験を行う。まず、フラットベルト機構２００の第１の駆動モータ２４２を駆動して、自動車の前輪Ｗｆの一方のみを回転させる。ロータリーエンコーダ２１７からの出力をコントローラ８０１は処理して自動車の前輪Ｗｆの一方の速度をモニタ８６１に表示させる。自動車の前輪Ｗｆの一方の速度が周速０．１〜０．２５ｋｍ／時の所定の速度に達した後、制御部８００を操作するオペレータは、自動車Ｃの前輪の周速が所定の値になったことを自動車Ｃの運転者に報知する。自動車Ｃの運転者はこの報知を受けると、自動車Ｃのフットブレーキを操作する。この時、コントローラ８０１は、フラットベルト機構２００に設けられた６分力荷重センサの出力を元に、自動車Ｃの前輪Ｗｆの一方からフラットベルト機構２００に加えられた制動力の進行方向成分を演算し、これをモニタ８６１に表示する。自動車Ｃの前輪Ｗｆの他方についても、同様である。オペレータは、モニタ８６１に表示された演算結果を確認し、この演算結果が所定の基準内に収まっているかどうかの判定を行う。また、同様の制動力計測を、サイドブレーキを引いた時についても実施する。

次いで、自動車Ｃの走行時にタイヤから路面に加えられる力の変動を測定するフォースバリエーション計測試験を行う。この際、前輪Ｗｆの周速が、例えば６ｋｍ／時となるようにフラットベルト機構２００の第１の駆動モータ２４２（およびこれに相当するフラットベルト機構３００側のモータ）を駆動する。この時、フラットベルト機構２００および３００の６分力荷重センサからの出力をコントローラ８０１は処理し、６分力（進行方向・幅方向・上下方向、およびこれらの回転モーメント）の変動を算出・記録する。

なお、本実施例においては、完成車に対して実施する試験の一つとしてこのフォースバリエーション試験を行っているが、このフォースバリエーション試験を行ってタイヤのユニフォーミティを測定することも可能である。

なお、上記説明した制動力測定においては０〜１０００ｋｇｆという広いレンジで荷重を測定する必要がある。一方、フォースバリエーション計測試験においては、力の変動を測定する際に必要とされるレンジは０〜１００ｋｇｆ程度である。力の変動を測定する際にセンサからの出力をより高い分解能で離散化させるため、コントローラ８０１は、増幅率がＡ２である出力端子８３１ｃ〜８３４ｃからの出力を用いて力の変動を測定する。この時、出力端子８３１ｃ〜８３４ｃからの出力は１００ｋｇｆ／５Ｖとなる。一方、制動力計測試験の際には、コントローラ８０１は、増幅率がＡ１である出力端子８３１ｂ〜８３４ｂからの出力を用いて制動力を測定する。この時、出力端子８３１ｂ〜８３４ｂからの出力は１０００ｋｇｆ／５Ｖとなる。本発明においては、上記のごとくダイナミックレンジの高い水晶圧電式の荷重センサを使用しているため、アンプの出力が１００ｋｇｆ／５Ｖとなるように増幅率を設定したとしても、高い分解能が得られる。

次いで、自動車Ｃの速度計の精度の測定が行われる。フラットベルト機構２００の第１の駆動モータ２４２、およびこれに対応するフラットベルト機構３００側のモータを停止し、代わりにフラットベルト機構２００の第２の駆動モータ２５２、およびこれに相当するフラットベルト機構３００側のモータを駆動する。

自動車の前輪Ｗｆの速度が周速４０ｋｍ／時の所定の速度に達した後、制御部８００を操作するオペレータは、自動車Ｃの前輪の周速が所定の値になったことを自動車Ｃの運転者に報知する。自動車Ｃの運転者は、この時の自動車Ｃの速度計の値を記録する。上記所定の周速と、自動車Ｃの運転者の記録した速度とを比較することによって、オペレータは自動車Ｃの速度計の精度が所定範囲以内に収まっているかどうかを判断する。

本発明の第１の実施の形態の車両用走行試験装置の正面図である。 本発明の第１の実施の形態の車両用走行試験装置の上面図である。 本発明の第１の実施の形態の車両用走行試験装置のスチールベルト機構の正面図である。 本発明の第１の実施の形態の車両用走行試験装置のスチールベルト機構の上面図である。 本発明の第１の実施の形態にの車両用走行試験装置の制御部のブロック図である。 本発明の第２の実施の形態の車両用走行試験装置のスチールベルト機構の上面図である。

符号の説明

１ 車両用走行試験装置
１００ 架台
１１０ Ｌ字ガイド
１２０、１３０ タイヤ把持手段
１２２、１２４ クランプ
１３２、１３４ クランプ
２００、３００ フラットベルト機構
２１０ ローラ対
２１１ 回転軸
２１２ 駆動ローラ
２１３ 第１の従動プーリ
２１４ 従動ローラ
２１５ 第２の従動プーリ
２１６ 従動ローラ調整機構
２１７ ロータリーエンコーダ
２２０ 無端ベルト
２２２ 防滑材
２３２、２３４ 軸受
２３６ ローラ支持プレート
２４２ 第１の駆動モータ
２４３ 第１のワンウェイベアリング
２４６ 第１の駆動プーリ
２４８ 無端ベルト
２５２ 第２の駆動モータ
２５３ 第２のワンウェイベアリング
２５６ 第２の駆動プーリ
２５８ 無端ベルト
４００ スロープ
５００ 支持ベルト機構
５１０、５２０ ローラ
５１２、５２２ 軸受
５２３ ローラ調整機構
５３０ 無端ベルト
５４０ 軸受支持部材
６００ 支持ローラ機構
６１１〜６１７ 支持ローラ
６３０、６４０ アジャスタ
７００ ベースプレート
７１０ ボルト
７２１〜７２４ ６分力荷重センサ
８００ 制御部
８０１ コントローラ
８２１〜８２４ チャージアンプ
８３１〜８３４ フィルタアンプ
８４１〜８４４ Ａ／Ｄコンバータ
８６１ モニタ
８６２ キーボード
１５００ 支持ベルト機構
１５１０、１５２０ ローラ
１５１１、１５２１ 溝
１５３０ 無端ワイヤ
Ｃ 自動車
Ｃｂ 自動車ボディ
Ｗｆ 前輪
Ｗｂ 後輪

Claims (22)

1. 第１のローラ対と、該第１のローラ対のそれぞれを回転可能に支持する一対の軸受を有する第１の軸受部と、該第１のローラ対に掛け渡された第１の無端ベルトとを備え、車両に装着されたタイヤのうちの少なくとも１つのタイヤが該第１の無端ベルトと当接し、該少なくとも１つのタイヤの回転に従動して該第１の無端ベルトが該第１のローラ対の周りを回動するよう構成されたフラットベルト機構と、
   該第１の軸受部の一対の軸受のハウジングが固定されている軸受支持部材と、
   車両のタイヤから前記フラットベルト機構に伝達される力を計測する荷重センサと、
   ベースと、
   を有し、
   該少なくとも１つのタイヤと該第１の無端ベルトとは、該第１のローラ対を構成する２つのローラの略中間の位置で接触し、
   前記荷重センサは、前記ベースと前記軸受支持部材との間に配置されている、
   ことを特徴とする車両用走行試験装置。
2. 該第１の無端ベルトが金属製である、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用走行試験装置。
3. 該第１の無端ベルトの外周面には、防滑材が設けられている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用走行試験装置。
4. 第２のローラ対と、該第２のローラ対のそれぞれを回転可能に支持する一対の軸受を有する第２の軸受部と、該第２のローラ対に掛け渡された第２の無端ベルトとを備えた支持ベルト機構をさらに有し、
   該第２の無端ベルトの外周面と該第１の無端ベルトの内周面とは接触し、
   該第１の無端ベルトは、該第２の無端ベルトの外周面と該少なくとも１つのタイヤとに挟まれ、
   該第２の軸受部の一対の軸受のハウジングは前記軸受支持部材に固定されている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の車両用走行試験装置。
5. 該第２の無端ベルトが樹脂製である、ことを特徴とする請求項４に記載の車両用走行試験装置。
6. 該第２の無端ベルトがゴム製である、ことを特徴とする請求項５に記載の車両用走行試験装置。
7. 該第２の無端ベルトがＶベルトである、ことを特徴とする請求項６に記載の車両用走行試験装置。
8. 該第２の無端ベルトが、該第２のローラ対に掛け渡された複数の金属製無端ワイヤである、ことを特徴とする請求項４に記載の車両用走行試験装置。
9. 該第２のローラ対の表面には、その円周方向に複数の溝が形成され、該複数の金属製無端ワイヤはそれぞれ該複数の溝の中に収まるように該第２のローラ対に掛け渡されている、ことを特徴とする請求項８に記載の車両用走行試験装置。
10. 複数の支持ローラを備えた支持ローラ機構をさらに有し、
    該支持ローラは該第２の無端ベルトに接触し、
    該第１および２の無端ベルトは、該複数の支持ローラの少なくとも１つと該少なくとも１つのタイヤとに挟まれる、ことを特徴とする請求項４から請求項９のいずれかに記載の車両用走行試験装置。
11. 前記支持ローラ機構は、該複数の支持ローラの上端によって定められる面の高さ及び／または傾きを調整するアジャスタを有する、ことを特徴とする請求項１０に記載の車両用走行試験装置。
12. 該第１のローラ対を構成するローラの少なくとも一方を回転駆動するモータをさらに有する、ことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の車両用走行試験装置。
13. 前記荷重センサが６分力センサである、ことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載の車両用走行試験装置。
14. 前記第１のローラ対を構成するローラのうちの少なくとも一方のローラの回転軸に設けられたロータリーエンコーダをさらに有する、ことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の車両用走行試験装置。
15. 車両に装着されたタイヤのトラッド面と接触して該タイヤを回転駆動するタイヤ駆動機構であって、前記タイヤ駆動機構を駆動する回転部材を備えたものと、
    該回転部材の回転軸に設けられた軸受と、
    ベースと、
    該回転部材を回転する第１のモータと、
    前記第１のモータの回転軸と該回転部材の回転軸との間に設けられた第１のワンウェイベアリングと、
    該回転部材を回転する第２のモータと、
    前記第２のモータの回転軸と該回転部材の回転軸との間に設けられた第２のワンウェイベアリングと、
    該回転部材の回転数を検出するロータリーエンコーダと、
    車両のタイヤから前記タイヤ駆動機構に伝達される力を計測する荷重センサと、
    を有し、
    前記荷重センサは、前記軸受のハウジングと、前記ベースとの間に設けられている、
    ことを特徴とする車両用走行試験装置。
16. 前記第１のモータは前記第２のモータよりも高いトルクで該回転部材を回転させ、
    前記第２のモータは前記第１のモータよりも高い回転数で該回転部材を回転させる、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の車両用走行試験装置。
17. 前記タイヤ駆動機構が、該回転部材と一体に形成された回転ドラムである、ことを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の車両用走行試験装置。
18. 該回転部材がローラであり、前記タイヤ駆動機構は、該ローラを含むローラ対と該ローラ対に掛け渡された無端ベルトを備えたフラットベルト機構であり、該無端ベルトと該タイヤのトラッド面とが当接するよう構成されている、ことを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の車両用走行試験装置。
19. 前記荷重センサが６分力センサである、ことを特徴とする請求項１５から請求項１８のいずれかに記載の車両用走行試験装置。
20. 車両に装着されたタイヤのトラッド面と接触して該タイヤを回転駆動するタイヤ駆動機構であって、前記タイヤ駆動機構を駆動する回転部材を備えたものと、
    該回転部材の回転軸に設けられ、該回転軸を回転可能に支持する軸受と、
    車両のタイヤから前記タイヤ駆動機構に伝達される力を計測する水晶圧電式荷重センサと、
    を有する車両用走行試験装置であって、
    前記水晶圧電式荷重は、前記軸受のハウジングと、前記ベースとの間に設けられている、ことを特徴とする車両用走行試験装置。
21. 前記水晶圧電式荷重センサの出力を第１のレンジで計測する第１の計測手段と、前記水晶圧電式荷重センサの出力を該第１のレンジよりも広い第２のレンジで計測する第２の計測手段と、前記水晶圧電式荷重センサの出力を第１および第２の計測手段の何れかに送るスイッチ手段と、をさらに有する、ことを特徴とする請求項２０に記載の車両用走行試験装置。
22. 前記スイッチ手段は、該車両の走行時に発生するフォースバリエーションを計測する時は前記水晶圧電式荷重センサの出力を前記第１の計測手段に送り、該車両の減速時に発生する制動力を計測する時は前記水晶圧電式荷重センサの出力を前記第２の計測手段に送る、ことを特徴とする請求項２１に記載の車両用走行試験装置。

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