JP2006337299A - 車両検査装置の試験ローラ - Google Patents

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Abstract

【課題】車両の制動力や速度等を測定する作業が正確且つ確実に行え、精度の高い測定結果が得られる車両検査装置の試験ローラを提供する。
【解決手段】試験ローラ3を構成するローラ本体3aと軸体3dとの軸心を略一致させて、ローラ本体3aを構成する筒体3bの一端に固定した閉塞体3cと、軸体3dとの突き合わせ面を軸方向に対して圧接する。ローラ本体3aと軸体3dとを相対回転させるとともに、閉塞体3cと軸体3dとの突き合わせ面を擦り合わせて、突き合わせ面およびその近傍を溶融軟化させる。同時に、閉塞体3cと軸体3dとの突き合わせ面に圧力を加えて、軸体3dを、筒体3bの一端に固定した閉塞体3cの外面側中心部に対して摩擦圧接により一体的に接合する。
【選択図】 図3

Description

この発明は、例えば自動車の制動力(ブレーキ)、速度(スピード)、横滑り(スリップ)等の車両試験に用いられる車両検査装置の試験ローラに関する。
従来、上述のような車両検査装置に用いられる試験ローラは、例えば制動試験時に発生する捩れや歪み等を、試験ローラを構成するローラ本体の端部に溶接した軸体に伝達し、その軸体に連結した制動力検出装置により測定するが、ローラ本体の端部と軸体の端部外周とを溶接しただけであり、溶接部分の面積が小さく、機械的強度が弱いため、制動試験時に付与される捩れや歪み等の応力が大きいと、ローラ本体と軸体との溶接箇所に亀裂や裂け目等が発生することがあり、制動力や速度を測定するのに必要な強度が得られない。
また、制動試験時に発生する捩れや歪み等はローラ本体と軸体との溶接部分を介して伝達されるが、ローラ本体と軸体との各端部全体で伝達するよりも、ローラ全体に発生する捩れや歪み等が伝わり難く、伝達ロスが大きいため、制動力を正確に測定することができない。
また、筒状スリーブの端部と、該筒状スリーブに内装した柱状磁石の端部とを支持するフランジ部材を、筒状スリーブ及び柱状磁石の端部に嵌合又は当接する支持基体と、該支持基体に軸体を圧接接合してなる特許文献1の端部支持用フランジおよびこれを用いたマグネットローラがあるが、スリーブと支持基体とを互いに嵌合又は当接しているだけであるので、制動試験に用いた場合、スリーブと支持基体との間にスリップが生じやすく、制動時に発生する捩れや歪み等が伝わり難くいため、正確な測定結果が得られない。
特開平10−2323号公報
この発明は上記問題に鑑み、車両の制動力や速度等を測定する作業が正確且つ確実に行え、精度の高い測定結果が得られる車両検査装置の試験ローラの提供を目的とする。
請求項1に記載した発明の車両検査装置の試験ローラは、車両の左右車輪を、装置本体の左右上面に配列した前後一対の試験ローラ間に乗せた後、該各試験ローラを装置本体に内蔵した駆動手段により回転させて、左右の各試験ローラを連結する中間軸に設けた制動力検出手段により制動力を検出する車両検査装置の試験ローラであって、上記試験ローラを構成するローラ本体と、上記中間軸に連結される軸体との軸心を略一致させて、該ローラ本体の端部と軸体の端部とを軸方向に対して圧接するとともに、上記ローラ本体と軸体とを相互の軸心を中心として相対回転させ、該ローラ本体と軸体との突き合わせ面を摩擦圧接により一体的に接合したことを特徴とする。
この発明によると、試験ローラを構成するローラ本体と軸体との軸心を略一致させて、該ローラ本体の端部と軸体の端部とを軸方向に対して圧接する。ローラ本体と軸体との少なくとも一方又は両方を、相互の軸心を中心として相対回転させるとともに、同種材料又は異種材料からなるローラ本体と軸体との突き合わせ面を互いに擦り合せて、その突き合わせ面に生じる摩擦熱により、ローラ本体と軸体との突き合わせ面およびその近傍を溶融軟化させる。同時にローラ本体と軸体との突き合わせ部分に圧力を加えて、ローラ本体と軸体との突き合わせ面を摩擦圧接により一体的に接合する。
つまり、試験ローラを構成するローラ本体と軸体との突き合わせ面を摩擦圧接により接合するので、ローラ本体と軸体とを溶接するよりも接合面積が大きく、強固に接合固定されるため、制動力や速度を測定するのに必要な強度が得られる。また、ローラ本体と軸体との突き合わせ面全体を一体的に接合しているので、ローラ全体に発生する捩れや歪み等が伝わりやすく、伝達ロスがないため、制動力や速度等を正確に測定することができ、精度の高い試験結果が得られる。
上述の車両は、例えば自動車や自動二輪、トラック、バス等で構成することができる。また、車両の車輪は、例えばゴムタイヤ、金属や木の単体及び複合した車輪等で構成することができる。また、駆動手段は、例えば駆動装置及びモータ、減速機、スプロケット、チェーン等で構成することができる。また、制動力検出手段は、例えば車両側からの制動力が試験ローラに働いたとき、試験ローラに発生する捩れを検出する捩れトルク検出装置、試験ローラに発生する歪みを検出する歪み検出装置、光学式検出装置、過電流式検出装置、接触式検出装置等で構成することができる。
請求項2に記載した発明の車両検査装置の試験ローラは、上記請求項1に記載の構成と併せて、上記ローラ本体の端部と上記軸体の端部との突き合わせ面を面待遇で圧接するとともに、該ローラ本体と軸体との突き合わせ面を摩擦圧接により一体的に接合したことを特徴とする。
この発明によると、ローラ本体の端部と、軸体の端部との突き合わせ面を面待遇で摩擦圧接するので、相互の突き合わせ面を、例えば凹凸形状、段付き形状等の互いに合致又は嵌合するような断面形状に加工しなくても強度に接合される。
請求項3に記載した発明の車両検査装置の試験ローラは、上記請求項1に記載の構成と併せて、上記ローラ本体の端部と上記軸体の端部との突き合わせ面に形成した凹部及び凸部を互いに合致するとともに、上記ローラ本体と軸体との突き合わせ面に形成した凹部及び凸部を合致したまま摩擦圧接により一体的に接合したことを特徴とする。
この発明によると、ローラ本体と軸体との突き合わせ面に形成した凹部及び凸部を合致させて摩擦圧接により接合するので、ローラ本体と軸体との突き合わせ面を面待遇で摩擦圧接するよりも接合面積が大きく、ローラ本体と軸体とが強固に接合固定される。
請求項4に記載した発明の車両検査装置の試験ローラは、上記請求項1乃至3のいずれか一つに記載の構成と併せて、上記ローラ本体と軸体との突き合わせ面を摩擦圧接により一体的に接合した後、上記ローラ本体の端部に接合した軸体の外周部を切削加工して、該ローラ本体と軸体との軸心が同心となるように形成したことを特徴とする。
この発明によると、ローラ本体の端部に接合した軸体の外周部を切削加工して、該ローラ本体と軸体との軸心が同心となるように形成するので、摩擦圧接時において、ローラ本体と軸体との軸心にズレが生じても修正する必要がなく、ローラ本体と軸体との軸心が同心となる精度の高い試験ローラを簡単に製造することができる。また、例えばスプロケット、ギャ等の部品が固定される軸体の外周面上に、段部やキー溝等を切削加工することもできる。
請求項5に記載した発明の車両検査装置の試験ローラは、上記請求項1乃至4のいずれか一つに記載の構成と併せて、上記ローラ本体の端部を構成する閉塞体を、該ローラ本体の端部に形成した開口部に圧入するとともに、上記ローラ本体と閉塞体とを相互の軸心を中心として相対回転させ、該ローラ本体の開口部内周面と閉塞体の周縁部外周面とを摩擦圧接により一体的に接合したことを特徴とする。
この発明によると、ローラ本体の端部に形成した開口部と、開口部に圧入した閉塞体との対接周面を摩擦圧接により一体的に接合するので、閉塞体を、ローラ本体の開口部に対して圧入又は溶接するよりも強固に固定することができる。
この発明によれば、試験ローラを構成するローラ本体と軸体との突き合わせ面を摩擦圧接により一体的に接合するので、ローラ本体と軸体とを溶接するよりも接合面積が大きく、強固に接合固定されるため、制動力や速度等を測定するのに必要な機械的強度が得られる。また、ローラ本体と軸体との突き合わせ面全体を一体的に接合しているので、ローラ全体に発生する捩れや歪み等が軸体に伝わりやすく、伝達ロスがないため、制動力や速度等を正確に測定することができ、精度の高い試験結果が得られる。
この発明は、車両の制動力や速度等を測定する作業が正確且つ確実に行え、精度の高い測定結果が得られるという目的を、試験ローラを構成するローラ本体の端部と、中間軸が連結される軸体の端部とを摩擦圧接により一体的に接合することで達成した。
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は、車両の一例である自動車の制動試験及び速度試験に用いられる車両検査装置の試験ローラを示し、図1に於いて、この車両検査装置1は、自動車(図示省略)の左右タイヤA,Aが支持される前後一対の各試験ローラ3…を、装置本体2の左右上面に配列し、左右に配列した前後一対の各試験ローラ3…を回転する駆動装置4と、自動車の乗込み及び脱出を容易にする昇降装置5と、自動車の制動力を検出する制動力検出装置6と、速度計の速度と対応した各試験ローラ3…の回転速度を検出する速度検出装置7とを、装置本体2の略中央部に内蔵している。
上記試験ローラ3は、図2、図3にも示すように、一端側から他端側に向けて略同径に形成した略中空断面形状の筒体3bと、該筒体3bの両端部に形成した各開口部3bA,3bAを閉塞する一対の各閉塞体3c,3cとを一体的に組み付けてなるローラ本体3aと、ローラ本体3aの軸心に対して同心となるように、ローラ本体3aの両端部に固定した各閉塞体3c,3cの外面側中心部に対して一体的に接合される一対の各軸体3d,3dとで構成される。なお、閉塞体3cは、ローラ本体3aの端部を構成している。
上記ローラ本体3aは、筒体3bの各開口部3bA,3bAが閉塞される大きさ及び形状に形成した各閉塞体3c,3cを、各開口部3bA,3bAの内周面に対して合致する状態にそれぞれ圧入して、筒体3bの各開口部3bA,3bAの内周面と各閉塞体3c,3cの周縁部外周面とを後述する摩擦圧接により一体的に接合固定している。あるいは、ローラ本体3aの端部を構成する閉塞体3cを、筒体3bの開口部3bAに対して一体的に圧入固定するか、筒体3bの開口部3bA内周面と閉塞体3cの周縁部外周面とを一体的に溶接する等してもよい。また、上記圧入及び溶接を併用してもよい。
また、後述する中間軸8に連結される各軸体3d,3dを、ローラ本体3aの軸心に対して同心となるように一致させて、ローラ本体3aの両端部に固定した各閉塞体3c,3cの外面側中心部に対して摩擦圧接により一体的に接合固定している。
また、自動車のタイヤAが接触する筒体3bの外周面には、自動車が実際に走行する舗装路面と略同等又は略酷似するような梨地模様を略均一に付設している。
上記梨地模様は、熱間圧延機により鋼板を圧延加工する際に付設され、回転時に付与される空気抵抗が小さく、騒音が低減されるような高さ及び形状を有する凸状に形成している。
なお、梨地以外の模様として、上記のように回転時に付与される空気抵抗が小さく、騒音が低減されるような模様であれば、例えば砂地模様、岩地模様、幾何学模様等の所望する模様に変更してもよい。また、一つの模様形状を、例えば略丸形状や略菱形状、略三角形状、略四角形状、略楕円形状、略多角形状等の所望する形状に形成してもよい。また、試験ローラ3を、例えば略中実断面形状、略円柱形状等に形成したローラで構成することもできる。
前記駆動装置4は、左右に配列した後部試験ローラ3,3の内側軸部3d,3dを1本の中間軸8により一体的に連結し、装置本体2の下部中央に内蔵したモータ9の駆動力により、モータ9近傍に配置した小型の減速機10と、減速機10のスプロケット11と、中間軸8の略中央部に取り付けたスプロケット12と、スプロケット11,12の間に張架したチェーン13と、スプロケット12近傍に取り付けたクラッチ装置14と、前後試験ローラ3,3の外側軸端3d,3dに取り付けたスプロケット15,15と、スプロケット15,15の間に張架したチェーン16とを介して、左右に配列した前後一対の各試験ローラ3…を回転する。
前記昇降装置5は、自動車の左右タイヤA,Aが略水平に支持される長さ及び幅に形成した昇降台17を、左右に配列した前後試験ローラ3,3の間に設け、前後一対の試験ローラ3,3間に対してタイヤAが乗せられる降下位置(リフトダウン)と、前後一対の試験ローラ3,3間からタイヤAが脱出・通過許容される上昇位置(リフトアップ)とに昇降動作する。
前記制動力検出装置6は、左右の試験ローラ3,3と略対応して中間軸8の両端部に形成した小径部にそれぞれ取り付けられ、制動試験時において、自動車の制動力が試験ローラ3に働いたとき、中間軸8の各小径部に発生する制動力(例えば捩れや歪み等)を検出し、その制動力に対応した検出信号(周波数)に基づいて制動力を算出及び表示する装置に出力する。
前記速度検出装置7は、左右に配列した一方の前部試験ローラ3の内側軸部に取り付けられ、速度試験時において、自動車のタイヤAにより回転される試験ローラ3の回転数を検出し、その回転数に対応した検出信号(パルス信号)に基づいて速度を算出及び表示する装置に出力する。
図示実施例は上記の如く構成するものにして、以下、上記試験ローラ3を構成するローラ本体3aの両端部に対して2本の各軸体3d,3dを摩擦圧接により一体的に接合する方法を説明する。
先ず、試験ローラ3を構成するローラ本体3aと、軸体3dとの軸心を略一致させて摩擦圧接機にセットした後、図4、図5に示すように、ローラ本体3aを構成する筒体3bの一端に固定した閉塞体3cと、閉塞体3cの外面側中心部に接合される一方の軸体3dとの突き合わせ面を軸方向に対して互いに圧接する。
次に、図6に示すように、ローラ本体3aと軸体3dとの少なくとも一方又は両方を、相互の軸心を中心として矢印方向(正方向又は逆方向)に対して相対回転させるとともに、閉塞体3cと軸体3dとの突き合わせ面を高速で擦り合わせて、その突き合わせ面に生じる摩擦熱により、閉塞体3cと軸体3dとの突き合わせ面およびその近傍を溶融軟化させる。
圧接温度に達すると同時に、相対回転を停止(又は相対回転を継続)させ、油圧装置等の加圧手段により閉塞体3cと軸体3dとを軸方向に加圧して、閉塞体3cと軸体3dとの突き合わせ面に加えられる圧接推力を増大させ、図7に示すように、ローラ本体3aを構成する筒体3bの一端に固定した閉塞体3cの外面側中心部に対して、一方の軸体3dを摩擦圧接により一体的に接合する。
且つ、上述と同様にして、ローラ本体3aを構成する筒体3bの他端に固定した閉塞体3cの外面側中心部にも、他方の軸体3dを摩擦圧接により一体的に接合する。
次に、摩擦圧接後において、ローラ本体3aの両端部に接合された各軸体3d,3dの外周部を、ローラ本体3aの軸心を中心として旋盤等の切削手段により所定の軸径および形状に切削し、図8に示すように、ローラ本体3aと軸体3dとの軸心が同心となるように切削加工する。また、例えばスプロケット、ギャ等の部品が固定される軸体3dの外周面上に、段部やキー溝等を切削加工する。
また、図8に示すような外観形状に切削加工した軸体3dを、ローラ本体3aの端部を構成する閉塞体3cに対して摩擦圧接により接合してもよい。
また、試験ローラ3を構成するローラ本体3aの両端部に形成した各開口部3bA,3bAに、各開口部3bA,3bAが閉塞される大きさ及び形状に形成した各閉塞体3c,3cを摩擦圧接により一体的に接合する場合、ローラ本体3aを構成する筒体3bの両端部に形成した各開口部3bA,3bAに、各開口部3bA,3bAが閉塞される大きさ及び形状に形成した各閉塞体3c,3cを合致する状態にそれぞれ圧入して、筒体3bと閉塞体3cとの少なくとも一方又は両方を、相互の軸心を中心として相対回転させるとともに、開口部3bAの内周面と閉塞体3cの外周面とを互いに擦り合せて、開口部3bAと閉塞体3cとの対接周面を摩擦圧接により一体的に接合するので、閉塞体3cを、筒体3bの開口部3bAに対して圧入又は溶接するよりも、筒体3bの開口部3bA内周面と閉塞体3cの周縁部外周面とが強固に固定される。また、筒体3bの開口部3bA内周面と閉塞体3cの周縁部外周面とを、例えば段付き形状、テーパー形状等の合致する形状に形成してもよい。
また、図9に示すように、上記軸体3dが予め接合された閉塞体3cを、ローラ本体3aを構成する筒体3bの一端側開口部3bAに対して摩擦圧接により一体的に接合するか、図10に示すように、ローラ本体3aを構成する筒体3bと、閉塞体3cと、軸体3dとの順に上記摩擦圧接により接合してもよい。
以上のように、試験ローラ3を構成するローラ本体3aの両端部に固定した各閉塞体3c,3cと、各軸体3d,3dとの突き合わせ面を摩擦圧接により一体的に接合するので、閉塞体3cと軸体3dとを溶接するよりも接合面積が大きく、強固に接合固定されるため、制動力や速度等を検出するのに必要な機械的強度が得られる。また、ローラ本体3aの両端部に固定した各閉塞体3c,3cと、各軸体3d,3dとの突き合わせ面全体を一体的に接合しているので、ローラ全体に発生する捩れや歪み等が軸体3dに伝わりやすく、伝達ロスがないため、制動力や速度等を正確に測定することができ、精度の高い試験結果が得られる。また、径の小さい軸体3dをローラ本体3aに連結することができるので、装置全体の軽量化及び小型化が図れる。
また、ローラ本体3aの端部に固定した閉塞体3cと軸体3dとの突き合わせ面を面待遇で摩擦圧接して接合するので、閉塞体3cと軸体3dとの突き合わせ面を、例えば凹凸形状、段付き形状等の互いに合致又は嵌合するような断面形状に加工しなくても、強度に固定することができる。
また、ローラ本体3aの端部を構成する閉塞体3cに接合した軸体3dの外周部を切削加工して、ローラ本体3aと軸体3dとの軸心が同心となるように形成するので、摩擦圧接時において、ローラ本体3aと軸体3dとの軸心にズレが生じても修正する必要がなく、ローラ本体3aと軸体3dとの軸心が同心となる精度の高い試験ローラ3を簡単に製造することができる。回転時において、ローラ本体3aと軸体3dとの軸心にブレが発生せず、制動力や速度等を正確に測定することができる。
図11、図12は、軸体3dの端部3dAを、ローラ本体3aの端部を構成する閉塞体3cの突き合わせ面に形成した凹部3cAに圧入して摩擦圧接する試験ローラ3の他の接合方法を示し、軸体3dの端部3dAを、閉塞体3cの外面側中心部に形成した凹部3cAに圧入して互いに合致させ、閉塞体3cの凹部3cA内周面と、軸体3dの端部3dA外周面との対接周面を摩擦圧接により一体的に接合する。つまり、第1実施例のように閉塞体3cと軸体3dとの突き合わせ面を面待遇で摩擦圧接するよりも接合面積が大きくなるので、ローラ本体3aと軸体3dとが強固に接合固定され、上記実施例と略同等の作用及び効果を奏することができる。
また、図13、図14に示すように、ローラ本体3aを構成する閉塞体3cの突き合わせ面に形成した凸部3cBを、軸体3dの突き合わせ面に形成した凹部3dBに圧入して摩擦圧接により一体的に接合してもよい。
なお、上記のように互いに合致する形状であれば、凹部及び凸部のどちらを閉塞体3cと軸体3dとの突き合わせ面に形成してもよい。また、凹部及び凸部を、例えば半球形状、円錐形状、台形状、段付き形状等の所望する断面形状に変更してもよい。
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この考案の車両は、実施例の自動車に対応し、
以下同様に、
車輪は、タイヤAに対応し、
駆動手段は、駆動装置4に対応し、
制動力検出手段は、制動力検出装置6に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではなく、請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、多くの実施の形態を得ることができる。
本発明の試験ローラは、自動車の制動力(ブレーキ)、速度(スピード)、横滑り(スリップ)等の複数項目を検査する複合型(トリプル型)の車両検査装置にも利用することができる。
車両検査装置を構成する試験ローラの配列状態を示す平面図。 ローラ本体の両端部に軸体を摩擦圧接した試験ローラを示す斜視図。 軸体の接合状態を示す拡大断面図。 ローラ本体の端部に対する軸体の突き合わせ方を示す斜視図。 ローラ本体の端部に対する軸体の圧接状態を示す拡大断面図。 ローラ本体の端部に対する軸体の擦り合わせ状態を示す斜視図。 ローラ本体の端部に対する軸体の接合状態を示す拡大断面図。 ローラ本体の端部に接合した軸体の切削加工状態を示す斜視図。 軸体付き閉塞体を筒体に接合する他の方法を示す斜視図。 筒体、閉塞体、軸体の順に接合するその他の方法を示す斜視図。 ローラ本体及び軸体の他の接合方法を示す拡大断面図。 図11のローラ本体及び軸体の接合状態を示す拡大断面図。 ローラ本体及び軸体のその他の接合方法を示す拡大断面図。 図13のローラ本体及び軸体の接合状態を示す拡大断面図。
符号の説明
A…タイヤ
1…車両検査装置
2…装置本体
3…試験ローラ
3a…ローラ本体
3b…筒体
3bA…開口部
3c…閉塞体
3cA…凹部
3cB…凸部
3d…軸体
3dA…端部
3dB…凹部
4…駆動装置
5…昇降装置
6…制動力検出装置
7…速度検出装置
8…中間軸

Claims (5)

  1. 車両の左右車輪を、装置本体の左右上面に配列した前後一対の試験ローラ間に乗せた後、該各試験ローラを装置本体に内蔵した駆動手段により回転させて、左右の各試験ローラを連結する中間軸に設けた制動力検出手段により制動力を検出する車両検査装置の試験ローラであって、
    上記試験ローラを構成するローラ本体と、上記中間軸に連結される軸体との軸心を略一致させて、該ローラ本体の端部と軸体の端部とを軸方向に対して圧接するとともに、
    上記ローラ本体と軸体とを相互の軸心を中心として相対回転させ、該ローラ本体と軸体との突き合わせ面を摩擦圧接により一体的に接合した
    車両検査装置の試験ローラ。
  2. 上記ローラ本体の端部と上記軸体の端部との突き合わせ面を面待遇で圧接するとともに、該ローラ本体と軸体との突き合わせ面を摩擦圧接により一体的に接合した
    請求項1に記載の車両検査装置の試験ローラ。
  3. 上記ローラ本体の端部と上記軸体の端部との突き合わせ面に形成した凹部及び凸部を互いに合致するとともに、
    上記ローラ本体と軸体との突き合わせ面に形成した凹部及び凸部を合致したまま摩擦圧接により一体的に接合した
    請求項1に記載の車両検査装置の試験ローラ。
  4. 上記ローラ本体と軸体との突き合わせ面を摩擦圧接により一体的に接合した後、上記ローラ本体の端部に接合した軸体の外周部を切削加工して、該ローラ本体と軸体との軸心が同心となるように形成した
    請求項1乃至3のいずれか一つに記載の車両検査装置の試験ローラ。
  5. 上記ローラ本体の端部を構成する閉塞体を、該ローラ本体の端部に形成した開口部に圧入するとともに、
    上記ローラ本体と閉塞体とを相互の軸心を中心として相対回転させ、該ローラ本体の開口部内周面と閉塞体の周縁部外周面とを摩擦圧接により一体的に接合した
    請求項1乃至4のいずれか一つに記載の車両検査装置の試験ローラ。
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