JP2009014240A - 走行車輌に対する降雪環境生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高速で走行させながら追従して後を走行するテスト車輌に対し、乾燥雪やシャーベット状の雪、吹雪状態など、種々の降雪環境を生成することが可能な、走行車輌に対する降雪環境生成装置を提供することが課題である。
【解決手段】雪生成用の水と、水を冷却して加圧する水加圧手段と、加圧空気生成手段とからなる雪生成部材２を搭載して走行する降雪環境生成用車輌１からなり、水加圧手段と加圧空気生成手段とからの加圧水と加圧空気とによって雪を生成する雪生成用の二流体ノズル２６と、該二流体ノズルを一定間隔を有して囲繞し、降雪環境生成用車輌１の走行による空気流によって二流体ノズル２６で生成された雪を特定方向に向けて放出できるようにした縮流ノズル４とで降雪環境生成装置を構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行車輌に対する降雪環境生成装置に係り、特に、車輌テストなどを行う走行コースにおいて、車輌を走行させながらワイパーやブレーキなどの雪に対する動作状態や車輌の雪に対する挙動などのテストを行うことができるようにした、走行車輌に対する降雪環境生成装置に関するものである。

車輌の走行テストの中には、種々の気象条件下において車輌の各機能が正常に動作するかのテストが含まれている。この気象条件には、風、雨、雪、霧などが含まれ、それらの条件で例えばワイパーが正常に動作するか、ブレーキの利き具合はどうか、その場合のタイヤは正常に路面をグリップしているか、雪の場合はアンダーシャーシやラジエータへの着雪具合やそれによる走行性能への影響はどうか、等が調べられる。

このうち、風や雨、及び霧の状態は比較的容易に再現可能であるが、降雪状態についてはその再現が難しく、自然の降雪を待っていてはテストが長期化してしまう。しかも雪は、サラサラの雪（乾燥雪）、シャーベット状の雪など、種々の状態があり、さらに降雪量によっても車輌に与える影響は変化する。

そのため、例えば特許文献１には、雪道における車体やタイヤの性状を試験するため、舗装路に冷却装置を埋め込み、吸水性樹脂を用いた人工雪を散布したり、天然雪を圧縮空気により吹き出させて降雪状態を作り出す車輌テストコース路面が開示されている。

しかしながら、この特許文献１に示された車輌テストコースでは、タイヤやブレーキのテストはできても、降雪状態におけるワイパーの動作やアンダーシャーシやラジエータへの着雪具合等はテストが難しい。そのためこういった降雪環境についてのテストは、通常、室内において人工降雪装置を動作させると共に風を送り、さらに、場合によっては床面をベルト式として動作させて疑似走行状態を生成し、テストするといったことが行われている。

但し、このような疑似走行状態では通常の舗装道路を走行する場合とは異なるため、アンダーシャーシに入った雪がブレーキやタイヤ、ラジエータなどにどのような影響を与えるかを正確に再現することは難しく、また、ワイパーなどの試験も、例えば通常の路面走行時における降雪のように、雪が巻いてフロントガラスに当たるような状態を再現することは難しい。

人工降雪装置については、例えば特許文献２にスキー場で用いるためにクローラ式走行車輌に人工降雪装置を積載し、ゲレンデ上に設けられた加圧空気と加圧された水の配管を接続し、ゲレンデに人工雪を降らせるようにした人工降雪装置が示されている。また特許文献３には、水及び空気を噴射する二流体ノズルと水のみを噴射する一流体ノズルとを備え、それぞれのノズルが有する特長を生かして降雪を可能とした人工降雪機が示されている。

特開２０００−３３６６０４号公報 実開平６−８４２７４号公報 実開平６−１４８７４号公報

しかしながら、特許文献２、特許文献３に示された人工降雪装置は、スキー場における雪不足を解消するためにスキーに最適な雪をなるべくたくさん降らせることが目的であり、車輌テストのためにこの人工降雪装置を、高速でアスファルトなどの路面を走行させることはむずかしい。

そのため本発明においては、高速で走行させながら追従して後を走行するテスト車輌に対し、乾燥雪やシャーベット状の雪、吹雪状態など、種々の状態の雪を吹き付けて降雪環境を生成することが可能な、走行車輌に対する降雪環境生成装置を提供することが課題である。

上記課題を解決するため本発明になる走行車輌に対する降雪環境生成装置は、
雪生成用の水と、該水を加圧する水加圧手段と、加圧空気生成手段とを搭載して走行する降雪環境生成用車輌からなり、追従して走行する車輌に対して降雪環境を生成する走行車輌に対する降雪環境生成装置であって、
前記水加圧手段と加圧空気生成手段とからの加圧された水と加圧空気とによって雪を生成する二流体ノズルと、該二流体ノズルとは間隔を有して囲繞し、前記降雪環境生成用車輌の走行による空気流によって前記二流体ノズルで生成された雪を、追従して走行する車輌に向けて放出できるようにした縮流ノズルとを備えたことを特徴とする。

このように例えばトラックなどで構成した降雪環境生成用車輌に、雪を生成するために必要な水や加圧空気生成手段、及び二流体ノズルと、降雪環境生成用車輌の走行による空気流によって前記二流体ノズルで生成された雪を特定方向に向けて放出できるようにした縮流ノズルとを備えることで、追従して走行するテスト用車輌に対して種々の降雪環境を生成することが可能となり、従来は困難であった種々のテストを効率的に行うことができる、走行車輌に対する降雪環境生成装置を提供することができる。

そして、前記縮流ノズルにおける前記降雪環境生成用車輌進行方向側に、走行によって生じる空気流を整流して前記縮流ノズルに向かわせる整流板を設けることで、トラックなどでは運転席の後の荷台に乱流が起こるが、そういった乱流に影響されずに走行によって生じる空気流を縮流ノズルに向かわせることができ、生成した雪をテスト用車輌に向けて確実に送り出すことができる。

また、前記縮流ノズルは前記降雪環境生成用車輌進行方向側が角度可変に開かれ、縮流ノズルに入る空気の量を変化できるようにしたことにより、生成した雪をより強力にテスト用車輌に向けて送り出すことができるから、吹雪などの状態も低速走行で実現でき、さらに、前記縮流ノズルは、追従して走行する車輌側の雪を放出する角度を変化させる機構を有し、前記二流体ノズルで生成した雪を前記追従して走行する車輌の特定位置に向けて送り出したり、前記二流体ノズルは、少なくとも追従して走行する車輌の幅より広い領域に降雪環境を生成できるように設けられていることで、例えば路面にバウンドして車輌のアンダーシャーシにもぐり込むような降雪状態も正確に再現でき、より多種類の降雪状態を再現しながら走行車輌のテストを行うことができる。

そして、前記二流体ノズルは、生成する雪の大きさに対応させて加圧された水の吹き出し口の大きさを変えたノズルと交換可能とすることで、雪の大きさを変化させてのテストが可能であり、このとき、前記加圧空気生成手段で加圧される空気を除湿する除湿手段を備えていることで、ノズルを詰まらせたりすることなくテストを続けることができる。

また、前記水加圧手段による水への加圧量を変化させる手段を有し、生成する雪の大きさを変化させたり、前記加圧空気生成手段による空気の加圧量を変化させる手段を有し、雪に含まれる水分量を変化させることで、シャーベット状の雪や乾燥雪など、雪の性質を任意に作ることができ、より多種類のテストを行うことができる。

以上記載のごとく本発明によれば、テスト車輌を通常と同じように高速で走行させながら降雪環境をテストすることができ、それも、従来は難しかった雪の大きさや降雪量を変化させたり、乾燥雪やシャーベット状の雪などの雪の状態や、通常の降雪状態や吹雪状態など、種々の降雪環境を生成することが可能な、走行車輌に対する降雪環境生成装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は、本発明になる走行車輌に対する降雪環境生成装置を用い、車輌のテストコースで降雪環境を生成しながら車輌走行テストを実施している状態の概略図、図２は本発明になる走行車輌に対する降雪環境生成装置の上面図（Ａ）と側面図（Ｂ）、図３は本発明になる走行車輌に対する降雪環境生成装置を構成する車輌に搭載する降雪装置の構成ブロック図である。

本発明になる走行車輌に対する降雪環境生成装置は、図１に示したように、トラックなどの降雪環境生成用車輌１に、雪を生成するための水やその水を加圧する水加圧手段、加圧空気生成手段などからなる雪生成部材２と、加圧された水を吹き出すノズルの近傍に加圧空気を吹き出すノズルが設けられた、前記特許文献３に示されたような雪生成用の二流体ノズルと、その二流体ノズルを囲繞した縮流ノズル４、それを支えると共に縮流ノズル４の雪吹き出し方向を変化させる支持部材３などを搭載して構成されている。

そして車輌７の降雪環境における走行テストは、外気温により二流体ノズルから吹き出した水が雪となる温度となったとき、テストコースで車輌７をこの降雪環境生成用車輌１のうしろに追従させて走行させて行われる。このテストでは、車輌７のテストする部位、例えばワイパーの動作テストを行うときはフロントウインドに、ラジエータへの着雪テストを実施するときはラジエータに向けて雪が吹き付けられるよう、雪生成用の二流体ノズルを囲繞している縮流ノズル４の向きが調節される。そしてこの縮流ノズル４には、降雪環境生成用車輌１における運転席うしろの荷台側に設けられた整流板５の存在によって、運転席によって生じる乱流が整流されて６で示したように縮流ノズル４に向けて空気が流れ、生成された雪が、テスト用車輌７におけるテストしたい部位に向けて確実に送り出すことができるようになっている。

以上が、本発明になる走行車輌に対する降雪環境生成装置による走行車両のテスト状態の概略であるが、次に図２に示した上面図（Ａ）、側面図（Ｂ）、図３に示した降雪装置の構成ブロック図を用いて降雪環境生成用車輌１のさらに詳細を説明する。

降雪環境生成用車輌１には、前記したように、運転席うしろの荷台側に整流板５が設けられ、さらに水タンク２０、圧縮機２２で圧縮された空気を溜めておく空気タンク２１、その空気を除湿する除湿装置２３、圧縮機２２や除湿器２３などを動作させる電源としての発電機２４、雪を少なくともテスト用車輌７の車輌幅より広い領域に吹き出せるよう複数配列した二流体ノズル２６、その二流体ノズル２６の周りを囲繞し、生成した雪をテスト車輌７の特定位置に向けて高速で吹き付けられるようにするため、空気受け入れ側（降雪環境生成用車輌進行方向側）の角度θを変化できるようにした縮流ノズル２５、二流体ノズル２６を保持してその高さを変えられるようシリンダー２８が備えられた支柱２７、縮流ノズル２５の支柱２９、縮流ノズル２５の角度を変えるためのシリンダー３０などが搭載されている。

そして図３に示したように、水タンク２０には液面計３１、液面が低下したときにそれを検出して送水を止めるフロートスイッチ３２が設けられ、水タンク２０に蓄えられた水が氷点下になって凍ってしまわないよう温めるヒータ３３が設けられている。そしてその水は、逆止め弁３４によって逆流しないようにして加圧ポンプ３５に送られ、圧力計３６で圧力が監視されながら、降雪ノズルユニット３９を構成する加圧された水用ノズル２６_１に送られて霧状になって噴射される。

一方、圧縮機２２で圧縮された空気は、空気タンク２１に蓄えられた後、水分が含まれていると降雪ノズルユニット３９を構成する加圧空気用ノズル２６_２に水分が氷結して詰まってしまうため、除湿装置２３で除湿されてクーラー３７で冷却され、さらに圧力計３８でその圧力が監視されながら、降雪ノズルユニット３９を構成する前記加圧された水用ノズル２６_１近傍に設けられた加圧空気用ノズル２６_２から噴出し、加圧された水用ノズル２６_１から噴射されている水に吹きかけられる。

加圧空気用ノズル２６_２から噴出した空気は、噴出することによって膨張して温度が急激に下がるから、加圧された水用ノズル２６_１から霧状になって噴射される水を凍らせて雪とする。そしてその雪は、図１で説明したように、降雪環境生成用車輌１における運転席うしろの荷台側に設けられた整流板５の存在によって、縮流ノズル４（図２では２５）に向けて流れてくる空気６でテスト用車輌７におけるテストしたい部位に向け、飛んでゆく。

そして圧縮空気の圧力は、圧力調節弁４０で調節可能になっており、これらヒータ３３の温度、加圧ポンプ３５によって水に加えられる圧力、圧縮機２２、除湿器２３、クーラ３７、圧力調節弁４０、シリンダー２８、３０は、制御盤４１から指示をおこなうことで、各装置を制御する制御装置４２が圧力計３６、３８を監視しながら指示された値となるよう制御できるようになっている。

また、縮流ノズル２５（図１では４）は、空気流６を受け入れる方の角度θを変化できるようになっており、今、例えばこの縮流ノズル２５の空気受け入れ側の面積をＡ（ｍ^２）、出口側の面積をＢ（ｍ^２）とし、降雪環境生成用車輌１の時速をＶ_１（ｋｍ／ｈ）とすると、縮流ノズル２５が無い場合の二流体ノズル３９の風速Ｖ_２（ｍ／ｓ）は、
Ｖ_２（ｍ／ｓ）＝Ｖ_１（ｋｍ／ｈ）×（１０００ｍ／３６００ｓ）……（１）
となり、縮流ノズル２５を設けた場合の風速Ｖ_３（ｍ／ｓ）は、
Ｖ_３（ｍ／ｓ）＝Ｖ_２（ｍ／ｓ）／（Ａ／Ｂ） …………………………（２）
となる。

そのため、降雪環境生成用車輌１の時速を４０（ｋｍ／ｈ）、空気受け入れ側の面積をＡを１．５ｍ×０．５ｍ＝０．７５（ｍ^２）、出口側の面積をＢを１．５ｍ×０．２ｍ＝０．３（ｍ^２）とすると、縮流ノズル２５における出口側の風速Ｖ_３（ｍ／ｓ）は、上記式（１）、（２）より
Ｖ_３（ｍ／ｓ）＝４０＊（１０００ｍ／３６００ｓ）／（０．７５／０．３）
＝２７．８（ｍ／ｓ）
となる。

この出口側の風速２７．８（ｍ／ｓ）という値は、時速にして約１００（ｋｍ／ｈ）に相当し、降雪環境生成用車輌１が４０（ｋｍ／ｈ）という低速で走行しても、あたかも吹雪のような降雪状態を再現することができる。勿論、縮流ノズル２５における空気受け入れ側の角度θを変化させることで、この縮流ノズル２５における出口側の風速を変化できるから、種々の状況に対応したテストを実施することができることはいうまでもない。

また、縮流ノズル２５（図１では４）における、降雪環境生成用車輌１の進行方向側の空気流６を受け入れる方の角度θを変化させる機構は、例えば縮流ノズル２５における降雪環境生成用車輌１の進行方向側を二流体ノズル２６付近で上下に分け、それぞれ軸で回動可能に構成してパルスモータで回転させたり、軸にピニオンを設けてアクチュエータで移動可能にしたラックで角度θを変化できるようにすればよい。

また、降雪ノズルユニット３９（二流体ノズル２６）における加圧された水用ノズル２６_１は、水の吹き出し口の大きさを変えることで生成する雪の大きさを変えられるから、雪の大きさ毎に異なる大きさの水の吹き出し口を有したノズルを用意し、車輌テストに必要な降雪状態によって、加圧された水用ノズル２６_１を交換してテストに最適な雪を供給できるようにする。なお、色々な大きさの雪を同時に作成する場合は、降雪環境生成用車輌１の幅方向に配列した二流体ノズル２６の加圧された水用ノズル２６_１の大きさを、種々の大きさのノズルを備えたそれぞれ雪の大きさに対応させて異ならせたノズルを配列させるようにしても良い。

また雪の大きさは、加圧ポンプ３５により加える水の加圧量によっても変化させることができるから、異なる大きさの水の吹き出し口を有したノズルに交換すると共に、制御盤４１から指示して制御装置４２によって加圧ポンプ３５により水に加える加圧量を変化させ、雪の大きさを無段階に変化させることも可能である。

さらに、乾燥雪、シャーベット状の雪など、雪に含まれる水分量の調整（雪質調整）は、降雪ノズルユニット３９（二流体ノズル２６）における加圧空気用ノズル２６_２から噴出させる圧縮空気の、加圧量を変化させることで行うことができるから、雪の大きさと同様、制御盤４１から指示して制御装置４２によって圧力調節弁４０を調節することで、雪質の調整も行うことが可能である。

また、降雪ノズルユニット３９（二流体ノズル２６）は、それを支えている支柱２７をシリンダー２８により伸縮させ、その高さを変化させることが可能なように構成しであり、それによってテスト用の車輌７に対する雪の当たる位置を変化でき、さらに、縮流ノズル２５全体を二流体ノズル２６を中心に回動可能に構成し、縮流ノズル２５を支えている支柱２９によって縮流ノズル２５の出口側の角度を変えられるようにし、例えば雪を路面に吹きつけて路面から反射させてアンダーシャーシに雪が付着するようにすることもできる。

このようにすることで、トラックなどで構成した降雪環境生成用車輌１に、雪を生成するために必要な水や加圧空気生成手段２２、及び雪生成用の二流体ノズル２６と、降雪環境生成用車輌１の走行による空気流によって二流体ノズルで生成された雪を特定方向に向けて放出できるようにした縮流ノズル２５（図１では４）とを備えることで、追従して走行するテスト用車輌７に対して種々の降雪環境を生成することが可能となり、従来は困難であった種々のテストを効率的に行うことができる、走行車輌に対する降雪環境生成装置を提供することができる。

本発明によれば、テスト車輌を走行させながら乾燥雪やシャーベット状の雪、吹雪状態などの種々の降雪環境を生成することが可能となるから、降雪状態における種々のテストを実施でき、車の安全性確保のために大きく貢献することができる。

本発明になる走行車輌に対する降雪環境生成装置を用いて走行車輌のテストを実施している状態の概略図である。 本発明になる走行車輌に対する降雪環境生成装置の上面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。 本発明になる走行車輌に対する降雪環境生成装置を構成する車輌に搭載する降雪装置の構成ブロック図である。

符号の説明

１ 降雪環境生成用車輌
２ 雪生成部材
３ 支持部材
４ 縮流ノズル
５ 整流板
６ 空気の流れ
７ テスト車輌
２０ 水タンク
２１ 空気タンク
２２ 圧縮機
２３ 除湿装置
２４ 発電機
２５ 縮流ノズル
２６ 二流体ノズル
２６_１ 加圧された水用ノズル
２６_２ 加圧空気用ノズル
２７ 支柱
２８ シリンダー
２９ 支柱
３０ シリンダー
３１ 液面計
３２ フロートスイッチ
３３ ヒータ
３４ 逆止め弁
３５ 加圧ポンプ
３６ 圧力計
３７ クーラー
３８ 圧力計
３９ 降雪ノズルユニット
４０ 圧力調節弁
４１ 制御盤
４２ 制御装置

Claims (9)

1. 雪生成用の水と、該水を加圧する水加圧手段と、加圧空気生成手段とを搭載して走行する降雪環境生成用車輌からなり、追従して走行する車輌に対して降雪環境を生成する走行車輌に対する降雪環境生成装置であって、
   前記水加圧手段と加圧空気生成手段とからの加圧された水と加圧空気とによって雪を生成する二流体ノズルと、該二流体ノズルとは間隔を有して囲繞し、前記降雪環境生成用車輌の走行による空気流によって前記二流体ノズルで生成された雪を、追従して走行する車輌に向けて放出できるようにした縮流ノズルとを備えたことを特徴とする走行車輌に対する降雪環境生成装置。
2. 前記縮流ノズルにおける前記降雪環境生成用車輌進行方向側に、走行によって生じる空気流を整流して前記縮流ノズルに向かわせる整流板を設けたことを特徴とする請求項１に記載した走行車輌に対する降雪環境生成装置。
3. 前記縮流ノズルは前記降雪環境生成用車輌進行方向側が角度可変に開かれ、縮流ノズルに入る空気の量を変化できるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載した走行車輌に対する降雪環境生成装置。
4. 前記縮流ノズルは、追従して走行する車輌側の雪を放出する角度を変化させる機構を有し、前記二流体ノズルで生成した雪を前記追従して走行する車輌の特定位置に向けて送り出すことができるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載した走行車輌に対する降雪環境生成装置。
5. 前記二流体ノズルは、少なくとも追従して走行する車輌の幅より広い領域に降雪環境を生成できるように設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載した走行車輌に対する降雪環境生成装置。
6. 前記二流体ノズルは、生成する雪の大きさに対応させて加圧された水の吹き出し口の大きさを変えたノズルと交換可能としたことを特徴とするとする請求項１乃至５のいずれかに記載した走行車輌に対する降雪環境生成装置。
7. 前記加圧空気生成手段で加圧される空気を除湿する除湿手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載した走行車輌に対する降雪環境生成装置。
8. 前記水加圧手段による水への加圧量を変化させる手段を有し、生成する雪の大きさを変化できるようにしたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載した走行車輌に対する降雪環境生成装置。
9. 前記加圧空気生成手段による空気の加圧量を変化させる手段を有し、雪に含まれる水分量を変化できるようにしたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載した走行車輌に対する降雪環境生成装置。

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