JP2009074940A - 車両拘束装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シャシーダイナモメータ全体の省スペース化を図るとともに、車両拘束時の安定性及び試験の計測精度を保証する車両拘束装置を提供する。
【解決手段】シャシーダイナモメータ上に載置した試験車両１０の前方及び後方に支柱１４を立設し、各支柱と試験車両１０との間に拘束部材１７を張架することで試験車両１０を拘束する車両拘束装置において、拘束部材１７の一端に支柱１４と連結するための滑車１８を設け、この滑車１８が支柱１４の上下において固定されたベルと１６と係合するようにすることで、滑車１８を支柱１４に対して上下動可能となるようにし、試験車両１０の上下動に追従し得るようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、シャシーダイナモメータ上に載置された車両を拘束する車両拘束装置に関する。

近年、自動車等を始めとする車両の性能試験において、シャシーダイナモメータが使用されている。この種の車両性能試験ではシャシーダイナモメータ上に試験車両をセットし、実走試験を模して所定の走行パターンで車両試験を擬似運転することにより、燃費・馬力性能等、種々の性能特性の計測が可能となる。

図６は、性能試験のためにシャシーダイナモメータ上に試験車両をセットした様子を示す図である。図６において、性能試験の対象となる試験車両６０は、その車輪がローラ６１に載置されている。支柱６２は試験車両６０の前後方向の床面において配置固定されており、ワイヤやベルト等でなる拘束部材６３は、支柱６２と試験車両６０とを連結する。

以上のように試験車両６０の性能試験をするに際しては、試験車両６０の前後の車輪を、ローラ６１上にそれぞれ載置する。この状態において、拘束部材６３により試験車両６０を前後から拘束し、試験車両６０の飛び出し等を防止するとともに、試験車両６０の車輪をローラ６１のセンタに設定保持する。

ここで、拘束部材６３による拘束に際しては、まず試験車両６０側の拘束部材６３の固定部の高さと、支柱６２側の拘束部材６３の固定部６２ａとの高さを調整し、拘束部材６３を支柱６２と試験車両６０との間において水平に張架できるようにする。なお、支柱６２は固定部６２ａと螺着しており、固定部６２ａが支柱６２の上下に移動可能なように構成されている。これにより、高さ調整時に固定部６２ａを上下に移動させて、性能試験時に高さ調整位置に固定できるようになっている。そして、拘束部材６３の両端をそれぞれ支柱６２及び試験車両６０の固定部に固定し、例えばラチェット等でなる巻き取り具６４により拘束部材６３のたるみを調整するようにし、試験車両６０を拘束する。

シャシーダイナモメータにおいては、上述のように試験車両６０をセットし、性能試験を開始するが、試験車両６０を試験走行させた際、試験車両６０はその加減速により、ピッチング方向において上下に揺動する。この場合、拘束部材６３はピッチング動作に応じて水平に対して斜め上方又は斜め下方に引っ張られ、拘束部材６３には試験車両６０の上下動に伴う垂直方向の力（垂直分力）が生じることになる。この垂直分力は試験車両６０の自由な上下動を阻害し、車両拘束の安定性に影響を及ぼしたり、試験の計測精度に影響を及ぼしたりする。

従来、上記のような拘束部材６３に生じる垂直分力に対する対策が講じられている。例えば、試験車両６０と支柱６２との間の距離をなるべく長くして、試験車両６０の上下動に伴う支柱６２と試験車両６０との高低差により生じる拘束部材６３の水平となす角度を小さくするようにし、拘束部材６３に生じる垂直分力を小さくするようにする手法等がある。

なお、この種のシャシーダイナモメータにおける車両の拘束機構に関する技術は、例えば特許文献１に開示されている。

特開平７−３０６１２２号公報

しかしながら、従来のように、車両と支柱との間の距離を長くするようにして、車両の上下動を阻害する垂直分力を抑制する手法では、長さを確保するためのスペースが必要であり、設備全体が大規模になってしまうという問題があった。また、車両と支柱との間の距離を長くしたところで、車両の上下動を阻害する垂直分力を皆無にすることは実質的に不可能であり、車両拘束時の安定性及び試験の計測精度に少なからず影響を及ぼしてしまう。

更に、車両を拘束するための拘束部材は車両の加減速時に受ける力に応じて伸びが生じるが、この伸びは拘束部材の長さに比例して、即ち長いほど伸びが大きくなる。そのため長い拘束部材を用いる場合には、その伸びに起因して、車両拘束時の安定性の点で不利にならざるを得ない。

本発明は係る実情に鑑みてなされたものであり、シャシーダイナモメータ全体の省スペース化を図るとともに、車両拘束の安定性及び試験の計測精度を保証する車両拘束装置を提供することを目的とする。

本発明の車両拘束装置は、シャシーダイナモメータ上に載置した試験車両の前方及び後方に支柱を立設し、各支柱と前記試験車両との間に拘束部材を張架することで前記試験車両を拘束する車両拘束装置であって、前記拘束部材の一端に前記支柱と連結するための支点を有し、該支点を前記支柱に対して上下動可能に構成し、前記支点が前記試験車両の上下動に追従し得るようにしたことを特徴とする。
また、本発明の車両拘束において、前記支点に滑車を設けるとともに、前記支柱に沿って上下両端が固定されたベルトを付設し、前記滑車が前記ベルトと係合するようにしたことを特徴とする。
また、本発明の車両拘束装置において、前記滑車は、前記ベルトの両端部固定点を焦点とする楕円軌道に沿って、前記ベルト上を転動することを特徴とする。
また、本発明の車両拘束装置において、前記拘束部材上の適所に配され、前記拘束部材の長さを調整する第１の長さ調整手段を備えたことを特徴とする。
また、本発明の車両拘束装置において、前記ベルトの長さを調整する第２の長さ調整手段を備えたことを特徴とする。
また、本発明の車両拘束装置において、前記支柱は、垂直に立設されることを特徴とする。

本発明によれば、拘束部材の一端の支点を試験車両の上下動に伴い、上下に移動可能とし、該支点が試験車両の上下動に追従することで、拘束部材の水平状態が維持される。これにより結果として、シャシーダイナモメータ全体の省スペース化を図るとともに、車両拘束の安定性及び試験の計測精度の保証を図ることができる。

以下、本発明による車両拘束装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る車両拘束装置を説明する平面図及び側面図である。図１において、性能試験の対象となる試験車両１０は、その車輪がローラ１１に載置されている。ローラ１１は、床面１２の下方に設けられたピット１３内において回転可能に支持されており、その頂部が床面１２から露出する。床面１２にはローラ１１の露出のための開口が設けられており、ピット１３内にはローラ１１の回転軸と結合し、ローラ１１に対し負荷を与えて各種走行条件を設定可能とする不図示の動力計（モータ）等が配される。

支柱１４は、床面１２上の試験車両１０の前後において１対ずつ計４本配置固定され、それぞれは試験車両１０の前後斜方に位置し、垂直に立設される。支柱１４には、一定長のベルト１６が固定されており、その上端は支柱１４の上部において固定され、下端は支柱１４の下部において固定される。また、ベルト１６の長さは、支柱１４におけるベルト１６の両端固定点間距離よりも長く設定されている。

拘束部材１７は、支柱１４と試験車両１０とを連結し、試験車両１０の飛び出し等を防止する。拘束部材１７は例えばナイロン製の幅広ベルト等でなり、その一端には滑車１８が設けられベルト１６を介して支柱１４と結合する。拘束部材１７の他端は試験車両１０の掛止部１５と結合する。

滑車１８は、拘束部材１７の一端に回転自在に設けられており、拘束部材１７による車両拘束時にベルト１６に係合して、支柱１４側の支持支点となるとともに、ベルト１６上を回転移動（転動）可能となるように構成される。なお、滑車１８は、拘束部材１７に設けられた固定具１９を介して拘束部材１７と結合しており、固定具１９は滑車１８の回転軸を軸支する。また、巻き取り具２０は、拘束部材１７上の適所に配されており、例えばラチェット式緊締具等で構成され、拘束部材１７のたるみを調整可能であり、これにより、拘束部材１７を十分に張架することが可能となる。なお、巻き取り具２０は、本発明でいう第１の長さ調整手段の一構成例に対応する。

上記のような構成において、本発明による車両拘束装置では、拘束部材１７を介して、支柱１４と試験車両１０とを連結し試験車両１０を拘束する。具体的には、試験車両１０の車輪をローラ１１上に載置した状態において、ベルト１６と拘束部材１７の一端に設けられた滑車１８とを係合させて、拘束部材１７の他端を試験車両１０の掛止部１５に固定し、拘束部材１７を支柱１４と試験車両１０との間で水平に横架するようにする。そして巻き取り具２０により拘束部材１７のたるみを調整して水平に張架し、試験車両１０の飛び出しを防止するとともに、試験車両１０の車輪をローラ１１のセンタに設定保持して拘束する。

このような本発明による車両拘束装置の作用について図２を用いて説明する。図２は、試験車両１０が性能試験のための走行を開始した状態における本発明による車両拘束装置の車両拘束状態を示す図である。図２（ａ）は、試験車両１０が停止した状態又は一定の速度で走行している状態を示しており、図２（ｂ）は、試験車両１０が加速した状態を示している。なお、本図においては、試験車両１０の前方をＦｒと示す。

図２（ａ）においては、拘束部材１７は支柱１４と試験車両１０との間で水平状態を維持している。図２（ｂ）においては、試験車両１０のフロント側（前輪側）が停止状態又は一定速度の状態に比して浮き上っており（矢印Ａ方向）、試験車両１０の拘束部材１７との掛止部１５が上方に移動し、拘束部材１７が斜め上方に引っ張られ、拘束部材１７において垂直分力が働くことになる。

図３を用いて、試験車両１０の加速時における拘束部材１７の様子を詳細に説明する。図３において拘束部材１７を固定する試験車両１０の掛止部１５は、試験車両１０の加速時には試験車両１０の重心点Ｇを中心とする円弧方向（矢印Ｃ方向）へ向けて上方に移動しようとする。一方、拘束部材１７は一定長固定のため、掛止部１５に固定された拘束部材１７の端部は、滑車１８の軸を中心とする円弧方向（矢印Ｃ'方向）へ向けて移動しようとする。このように、試験車両１０の掛止部１５により拘束部材１７の端部が位置的に制約されつつ移動するため、拘束部材１７は試験車両１０によって斜め上方に引っ張られることになる。つまり、拘束部材１７には、図３に参照されるような水平に対して傾斜する引っ張り力Ｆが働き、それに伴い垂直分力Ｆｖが働くこととなる。

以上のように拘束部材１７に垂直分力が働いた場合、本発明による車両拘束装置では、図２（ｂ）の矢印Ｂ方向に、拘束部材１７の一端に設けられた滑車１８が引っ張られることになり上方向に転動し、図２（ｂ）に参照されるように試験車両１０の掛止部１５の高さと同一となった際に停止するように作用する。そして、試験車両１０の加速状態が継続し、フロント側（前輪側）が浮き上がった状態が継続するような場合には、加速前の状態よりも高い位置において拘束部材１７の水平状態が維持され、加速後一定速度となった場合には、試験車両１０のフロント側（前輪側）は加速時の上体よりも下がることになり、滑車１８は下方向に転動し、加速時の状態よりも低い位置において拘束部材１７の水平状態が維持されることになる。なお、試験車両１０が減速した場合には、試験車両１０のフロント側（前輪側）は停止状態又は一定速度の状態に比して下がることになるが、この際は、滑車１８は下方向に転動することになる。このように本発明による車両拘束装置は、試験車両１０の上下動に伴い、滑車１８、即ち支点が上下に移動し追従することで、拘束部材１７の水平状態が自動的に維持される機構を有している。

ここで、ベルト１６の長さの設定について説明する。上述したように、ベルト１６は一定長であり、その両端を２定点で固定され、その長さは支柱１４におけるベルト１６の両端固定点間距離よりも長く設定されている。このベルト１６の長さは、ベルト１６の２定点を焦点とする楕円の楕円軌道上に沿って滑車１８がベルト１６上を円滑に転動するように設定される（図４参照のこと）。このように滑車１８が楕円軌道に沿って転動するようにベルト１６の長さ設定をすることで、滑車１８がベルト１６上を転動し易くなり、試験車両１０の上下動に伴う、転動の追従性が向上する。なお、ベルト１６の長さ設定は、拘束部材１７を引っ張る力の垂直分力（図３の例であれば、垂直分力Ｆｖ）が滑車１８とベルト１６との間に生じる摩擦力を上回る範囲で設定するようにすればよい。また、滑車１８が転動する軌道を、楕円軌道上に沿ったものとすることで、図４に参照されるように滑車１８の上下動に伴う前後方向の変位量を少なくすることができる（滑車１８の実線と点線を比較のこと）。これにより、拘束部材１７の前後方向の長さが上下動の影響によらず略一定となるため、結果的にたるみを抑えることができる。

以上のように本発明の第１の実施の形態に係る車両拘束装置では、拘束部材１７の一端に設けた滑車１８を介して試験車両１０を支柱１４に固定し、この滑車１８が試験車両１０の上下動に伴い、上下に移動可能となり、試験車両１０の上下動に追従するようにすることで、試験車両１０の加減速により拘束部材１７において生じる試験車両１０の上下動を阻害する垂直分力を避けることができる。即ち、滑車１８は試験車両１０の上下動により拘束部材１７に垂直分力が生じた場合に自動的に上下に移動するため、常に拘束部材１７の水平状態を維持するように作用する。よって、拘束部材１７の長さによらず、即ち拘束部材１７を短く抑えても、試験車両１０の加減速等による上下動により従来のような拘束部材１７で生じていた垂直分力を避けることができ、支柱１４と試験車両１０との間の距離を短くすることが可能である。つまり結果として、シャシーダイナモメータ全体の省スペース化を図ることができる。また、拘束部材１７を短く抑えることで、拘束部材１７において生じる伸びを抑えることができるため、伸びによる車両拘束時の安定性及び試験における計測精度への影響を小さくすることができる。

（第２の実施の形態）
次に本発明による車両拘束装置の第２の実施の形態を説明する。図５は、第２の実施の形態に係る車両拘束装置を説明する図である。なお、第１の実施の形態と重複する部位に関しては同符号で示し、説明を省略する。

図５において、３０は巻き取り装置であり、床面上の支柱１４近傍に配されており、支柱１４の頂部に設けられた滑車３１に巻回されたベルト１６を巻き取る装置である。本実施の形態に係る車両拘束装置では、ベルト１６が支柱１４の頂部に設けられた滑車３１を介して巻き取り装置３０まで延伸する。このような構成を有することで、拘束部材１７の張架を容易にすることができる。なお、巻き取り装置３０は、本発明でいう第２の長さ調整手段の一構成例に対応する。

詳細に説明すると、本実施の形態に係る車両拘束装置においても、試験車両の車輪をローラ上に載置した状態において、ベルト１６と拘束部材１７の一端に設けられた滑車１８とを係合させて、拘束部材１７の他端を試験車両の掛止部に固定し、拘束部材１７を支柱１４と試験車両との間で水平に横架するようにする。ここで、拘束部材１７のたるみを、巻き取り装置３０によりベルト１６を巻き取ることで調整する。これにより、拘束部材１７を水平張架の状態とすることができる。なお、その後の性能試験時における試験車両の上下動に伴う、滑車１８による水平状態の維持機構は第１の実施の形態と同様である。

また、シャシーダイナモメータにおいては、様々な機種の試験車両を性能試験するが、支柱１４から試験車両までの距離は車種に応じて固有の値をとる。本実施の形態に係る車両拘束装置によれば、このような固有の値に適切に対応することができる。つまり、例えば支柱１４までの距離が長くなってしまうような小型車両の場合は図３の二点破線で示すように試験車両に近い側で拘束部材１７を支持するようにすることができ、支柱１４までの距離が短い大型車両の場合は図３の実線で示すように支柱１４に近い側で拘束部材１７を支持するようにすることができる。

以上のように本発明の第２の実施の形態に係る車両拘束装置では、支柱１４の近傍に配された巻き取り装置３０により、滑車１８を介して拘束部材１７と係合するベルト１６を巻き取り、拘束部材１７のたるみを調整するようにした。これにより、試験車両の拘束作業が容易になる。また、試験車両の車種の違いによって拘束部材１７の支持点を変更して試験車両を拘束することができるため、シャシーダイナモメータを大規模にすることなく、大型車両から小型車両まで柔軟に対応できる。

なお、本発明による車両拘束装置は、以上で説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施の形態においては、拘束部材１７の一端を滑車１８を介して支柱１４のベルト１６に係合し、滑車１８が拘束部材１７の支柱１４側の支点となるようにしたが、例えばベルト１６と嵌合しベルト１６上を摺動するようなスライダ等を用いて、このスライダを拘束部材１７の一端に設け、拘束部材１７の支柱１４側の支点となるようにしてもよい。

また、上述の実施の形態においては、試験車両１０の上下動に伴って、上下動する拘束部材１７の支点を支柱１４側に設ける構成としたが、このような上下動可能な支点を試験車両側に構成するようにしてもよい。この場合、試験車両１０側においてベルト１６と同様のベルトを設け、このベルトに滑車が係合するようにすればよい。

また、上述の実施の形態においては、支柱１４を、試験車両の前後において１対ずつ計４本配置固定し、それぞれが試験車両１０の前後斜方に位置するようにしたが、本発明による車両拘束装置は、これと異なる支柱の配置であっても有効に利用することができる。

また、上述の実施の形態においては、支柱１４を所定の位置において垂直に立設するようにしたが、垂直でなくても構わない。支柱１４試験車両１０に対して前傾又は後傾させて立設した場合であっても、滑車１８は傾いた楕円軌道上に沿って転動することになり、試験車両１０の上下動に伴って滑車１８が上下動する作用に特に影響を及ぼすものではない。但し、傾きが大きくなり過ぎると、拘束部材１７に生じる垂直分力と、滑車１８とベルト１６との間に生じる摩擦力との関係において滑車１８の追従性が変化するため、この点を考慮して傾きを設定するのが好ましい。

また、第２の実施の形態においては、巻き取り装置３０を床面上の支柱１４の近傍に配するようにしたが、例えば支柱１４上に配置し、滑車３１を直接駆動して巻き取るような構成であっても構わない。

本発明による車両拘束装置の第１の実施の形態を説明する図である。 本発明による車両拘束装置の車両拘束状態を説明する図である。 試験車両加速時における、本発明による車両拘束装置に含まれる拘束部材の様子を説明する図である。 本発明による車両拘束装置に含まれる滑車の動作を説明する図である。 本発明による車両拘束装置の第２の実施の形態を説明する図である。 シャシーダイナモメータ上に試験車両をセットした様子を示す図であり、従来の車両拘束装置を説明する図である。

符号の説明

１０ 試験車両
１１ ローラ
１２ 床面
１３ ピット
１４ 支柱
１５ 掛止部
１６ ベルト
１７ 拘束部材
１８ 滑車
１９ 固定具
２０ 巻き取り具
３０ 巻き取り装置
３１ 滑車

Claims (6)

1. シャシーダイナモメータ上に載置した試験車両の前方及び後方に支柱を立設し、各支柱と前記試験車両との間に拘束部材を張架することで前記試験車両を拘束する車両拘束装置であって、
   前記拘束部材の一端に前記支柱と連結するための支点を有し、該支点を前記支柱に対して上下動可能に構成し、前記支点が前記試験車両の上下動に追従し得るようにしたことを特徴とする車両拘束装置。
2. 前記支点に滑車を設けるとともに、前記支柱に沿って上下両端が固定されたベルトを付設し、前記滑車が前記ベルトと係合するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の車両拘束装置。
3. 前記滑車は、前記ベルトの両端部固定点を焦点とする楕円軌道に沿って、前記ベルト上を転動することを特徴とする請求項２に記載の車両拘束装置。
4. 前記拘束部材上の適所に配され、前記拘束部材の長さを調整する第１の長さ調整手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両拘束装置。
5. 前記ベルトの長さを調整する第２の長さ調整手段を備えたことを特徴とする請求項２又は３に記載の車両拘束装置。
6. 前記支柱は、垂直に立設されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両拘束装置。

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