JP2009287946A - 加振装置及びこれを用いた車両異音検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで様々な路面での走行を模擬した振動を加えて、車両に発生する異音を検査可能とする加振装置及び車両異音検査方法を提供する。
【解決手段】突起付きの外周面が車両２の車輪３の下前部に当たる第１ドラム４及び突起付きの外周面が同車両２の車輪３の下後部に当たる第２ドラム５で車輪３を支持した状態で、車輪３、ドラム４，５のいずれかを回転駆動させて車輪３、ドラム４，５を回転させ、上記突起により車輪３を介して車両２を加振する加振装置構成において、ドラム外周面の回転方向に複数段に段付けされた段付き突起ブロック９をドラム外周面に固着して上記突起となし、車輪３、ドラム４，５を正，逆転させて１つの突起ブロック９で複数種類の振動入力パターンを付与可能とした。段のない単純な形状の突起ブロックに比べて、低コストで多様な振動入力パターンの付与を可能とした。この加振装置６で車両２を加振して異音検査を行うことにより、同加振装置６の利点を生かした異音検査を可能とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に振動を与える加振装置及びこれを用いた車両異音検査方法に関するものである。

従来、この種の技術としては特許文献１に記載のものがあった。
これは、突起が設けられた外周面が車両の車輪の下前部に当接する第１ドラム及び突起が設けられた外周面が該車両の車輪の下後部に当接する第２ドラムによって車輪を支持した状態で該車輪、第１ドラム及び第２ドラムを回転させ、第１ドラム及び第２ドラムの外周面の突起により車両に振動を加える加振装置である。また、このような加振装置を用いて車両に振動を加え、該車両に発生する異音を検査するようにした車両異音検査方法である。

特開２００６−３２９８７９号公報

しかしながら上記従来技術では、様々な路面での走行を模擬した振動を加え、車両に発生する異音を検査するためには、第１ドラム、第２ドラムの外周面に大きさを異ならせた多数の突起を設けなければならず、このためのコストが上昇した。
特に、様々な路面での走行を模擬した振動を加えるためには、大きさを異ならせた多数の突起部材を用意し、ドラムに固着しなければならず、突起部材の管理等に手間がかかり、ドラムへの固着作業コストも著しく上昇した。

本発明は、上記のような実情に鑑みなされたもので、低コストで様々な路面での走行を模擬した振動を加えて、車両に発生する異音を検査可能とする加振装置及びこれを用いた車両異音検査方法を提供することを課題とする。

上記課題は、加振装置及びこれを用いた車両異音検査方法を下記各態様の構成とすることによって解決される。
各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴及びそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、１つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではなく、一部の事項のみを取り出して採用することも可能である。

以下の各項のうち、（１）項が請求項１に、（４）項が請求項２に、（５）項が請求項３に、各々対応する。（２）項、（３）項、（６）項は請求項に係る発明ではない。

（１） 突起が設けられた外周面が車両の車輪の下前部に当接する第１ドラム及び突起が設けられた外周面が該車両の車輪の下後部に当接する第２ドラムによって前記車輪を支持した状態で、該車輪、前記第１ドラム又は第２ドラムの少なくともいずれかを回転駆動させて、該車輪、前記第１ドラム及び第２ドラムを回転させ、前記突起により前記車輪を介して前記車両を加振する加振装置であって、前記突起は突起ブロックを前記第１ドラム及び第２ドラムの各外周面に固着してなり、該突起ブロックは前記ドラム外周面の回転方向に複数段に段付けされた段付き突起ブロックであることを特徴とする加振装置。
車輪、第１ドラム及び第２ドラムの回転は、車輪、第１ドラム又は第２ドラムの少なくともいずれかを回転駆動させればよいが、車輪の回転駆動によれば第１ドラム又は第２ドラムに回転駆動源がなくても加振が可能となる。車輪の回転駆動は、自車両の回転駆動源（エンジン、モータ等）の起動によることが最も簡易な構成となって望ましいが、車両外部に設けた回転駆動源によって車輪を回転させてもよい。車輪を回転させれば、第１ドラム及び第２ドラムも回転して車両への加振が可能となる。
段付き突起ブロックを突起として用いているので、車輪（又は第１ドラム若しくは第２ドラム）を正，逆回転させることで複数種類の振動入力パターンを付与できる。このことは、同じ振動入力パターンの付与に当たり、段のない単純な立方体や直方体状の突起ブロックを突起として用いる場合に比べて、少ない手間、時間でドラム外周面への突起の固着が可能になることを意味する。
（２） 前記車両の各車輪について、外周面に段付き突起ブロックが固着された第１ドラム及び第２ドラムを備えることを特徴とする（１）項に記載の加振装置。
本項によれば、車両の全車輪（４輪車両なら４つの車輪の全て）に対して加振でき、車両の実際の走行時における振動を付与できる。
（３） 前記車輪、第１ドラム及び第２ドラムの回転を、前記車両の駆動車輪の回転駆動により行うことを特徴とする（１）項又は（２）項に記載の加振装置。
本項によれば、自車両の回転駆動源（エンジン、モータ等）を起動させて駆動車輪を正，逆回転駆動させれば車両を加振でき、車輪、第１ドラム又は第２ドラムを回転させるための外部の回転駆動源を必要としない。
４輪車両において、４輪駆動（４ＷＤ）でない場合、つまり前輪又は後輪駆動（２ＷＤ）の車両であって、車両の全車輪に対して同時に加振可能にする場合は、前後輪に係る両ドラム間に回転伝達手段を設ければよい。例えば、前輪に係る第１ドラム及び後輪に係る第１ドラム間に連結ベルトを掛け回し、前輪（前輪に係る第１ドラム）が回転すると、同時に後輪（後輪に係る第１ドラム）も回転するように構成すればよい。
（４） （１）項、（２）項又は（３）項に記載の加振装置によって車両を加振して該車両の異音検査を行うことを特徴とする車両異音検査方法。
ドラム外周面の回転方向に段付けされた段付き突起ブロックによって車両を加振する加振装置によると、車両異音検査において、１つの段付き突起ブロックで複数種類の振動入力パターンを付与できる。つまり、段のない単純な立方体や直方体状の突起ブロックを用いた場合に比べて、少ない突起ブロック数、取付けの手間・時間にて、多種類の振動入力パターンによる車両の異音検査を可能とする。
特に、段付き突起ブロックの段数や大きさ（形状）、主に段差寸法、ドラム外周面に沿う方向の長さ寸法、この方向に交差する方向の寸法等を種々に設定する。そしてこれを、各第１ドラム、第２ドラムの外周面に自由な数、位置、向き等で固着すれば、低コストにて多様な振動入力パターン（様々な路面での走行を模擬した振動）による異音検査を可能とする。
（５） 前記車両の車輪回転方向を正転及び逆転させて該車両の異音検査を行うことを特徴とする（４）項に記載の車両異音検査方法。
車両の車輪回転方向の違いによって高い段から低い段への、あるいは低い段から高い段への変化による加振、更に高低がより複合化された多段構成による加振が１つの段付き突起ブロックによって可能となり、（４）項に記載の発明の機能をより顕著なものとする。
車輪回転方向の正転及び逆転は、車輪、第１ドラム又は第２ドラムの回転駆動方向の転換により可能である。
（６） 前記車両の車輪回転速度を複数種類のパターンに変化させて該車両の異音検査を行うことを特徴とする（４）項又は（５）項に記載の車両異音検査方法。
本項の発明によれば、段付き突起ブロックの段差及び車輪の正，逆転に、車輪回転速度が加わって車両への振動入力パターンを多様化でき、車内異音を確実に、つまり広い共振周波数域について検査可能な振動入力パターンを車両に付与できる。
車輪回転速度の変化は車輪、第１ドラム又は第２ドラムの回転駆動速度を変化させることにより可能である。

（１）項に記載の発明によれば、低コストで様々な路面での走行を模擬した振動を車両に加えられる加振装置を提供できる。
（４）項に記載の発明によれば、低コストで様々な路面での走行を模擬した振動を加えて、車両に発生する異音を検査可能な車両異音検査方法を提供できる。
（５）項に記載の発明によれば、高い段から低い段への、あるいは低い段から高い段への変化による加振、更に高低がより複合化された多段構成による加振が１つの段付き突起ブロックによって可能となり、（４）項に記載の発明の効果をより顕著なものとする。
なお、（２）項、（３）項、（６）項に記載の発明は、本発明（特許請求の範囲に記載した発明）ではないので、上記課題を解決するための手段の欄に、その効果を述べた。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、各図間において、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図１は、本発明による加振装置が適用されるドラムテスタの一例を概略的に示す側面図である。
この図に示すように、ドラムテスタ１は、車両２の各車輪３（３ａ〜３ｄ）について、外周面が車輪３の下前部に当接する第１ドラム４及び外周面が同車輪３の下後部に当接する第２ドラム５によって車輪３を支持した状態で、同車輪３又は、第１ドラム４若しくは第２ドラム５を回転駆動させ、車輪３、第１ドラム４及び第２ドラム５を回転させて車両２の模擬走行を行い、種々の検査を行う装置である。

本実施形態においては、このようなドラムテスタ１に加振装置を適用したものであり、以下、上方から示した図２及び図２中のドラムの左側面を拡大して示す図３を参照して本実施形態の加振装置を説明する。
図２において、加振対象としての４輪車両（以下、車両と略記する。）２は、ここでは前輪駆動の２ＷＤ車両を例示している。
加振装置６は、この車両２の各車輪３（３ａ〜３ｄ）について、同車輪３の下前部に外周面が当接する第１ドラム４と、同車輪３の下後部に外周面が当接する第２ドラム５とによって車輪３を支持するように構成されている。
そしてこの状態で、車輪３、第１ドラム４又は第２ドラム５の少なくともいずれかを、図示例では車両２の前輪（前側の一対の車輪）３ａ，３ｂを回転駆動させることにより、全ての車輪３ａ〜３ｄ、全ての第１ドラム４及び第２ドラム５を回転するように構成されている。

図示例では、前輪駆動の２ＷＤ車両２において、前輪３ａ，３ｂのみを回転駆動させるだけで後輪（後側の一対の車輪）３ｃ，３ｄを含め、全ての車輪３ａ〜３ｄ、全ての第１ドラム４及び第２ドラム５が回転するように、左右ドラム連結シャフト７及び前後輪側ドラム連結ベルト８が設けられている。
この場合、左右ドラム連結シャフト７は、後輪３ｃ，３ｄ側の左右の第１ドラム４，４相互又は第２ドラム５，５相互、図示例では第１ドラム４，４相互を連動可能に連結する。本実施形態では、車両２が後輪駆動の２ＷＤ車両である場合も考慮して、前輪３ａ，３ｂ側の左右の第１ドラム４，４相互を連動可能に連結する左右ドラム連結シャフト７も設けられている。第１ドラム４，４に代えて第２ドラム５，５相互を連動可能に左右ドラム連結シャフト７を設けてもよい。

また前後輪側ドラム連結ベルト８は、前輪３ａ，３ｂ側の左右の第１ドラム４，４中の右の第１ドラム４と、後輪３ｃ，３ｄ側の左右の第１ドラム４，４中の右の第１ドラム４とを連動可能に連結する。前輪３ａ，３ｂ側の左右の第１ドラム４，４中の左の第１ドラム４と、後輪３ｃ，３ｄ側の左右の第１ドラム４，４中の左の第１ドラム４とを連動可能に上記前後輪側ドラム連結ベルト８を設けてもよい。

ここで、各ドラム４，５の外周面には、多数の段付き突起ブロック９が固着されている。この段付き突起ブロック９は、車輪３と第１ドラム４又は第２ドラム５との間の相対的な回転により、車輪３を介して車両２を加振するための突起として機能するものであり、各ドラム４，５の外周面に、同外周面の回転方向に複数段に、図示例では２段に段付けされてなる。

図４は、図２、図３中の段付き突起ブロック９を取り出し拡大して示す３面図〔（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図〕、図５は同じく斜視図である。
本実施形態では、各段付き突起ブロック９は軽量化のためにアルミニウム合金によって形成されている。
段付き突起ブロック９は、その段数や大きさ、主に段差寸法、車輪３外周面に沿う方向の長さ寸法、この長さ方向に交差する方向の寸法（幅寸法）等を種々に設定可能である。段付き突起ブロック９の、各ドラム４，５の外周面に固着する数や位置、向き、どの種類の段付き突起ブロック９（段数や大きさを違えた段付き突起ブロック９のうちのいずれ）を用いるか等による突起ブロック固着パターンも種々に設定可能である。これらは、車両２に付与したい振動入力パターン、換言すれば走行を想定する路面、例えば舗装悪路、非舗装悪路、石畳路、波状路等の路面の種類に応じて適宜設定される。本実施形態では、４対のドラム４，５の全て（８つのドラム全て）につき、上記突起ブロック固着パターンを違えてある。

図示例では、段付き突起ブロック９にはねじ止め用の一対の貫通穴９ａ，９ｂが穿設され、各ドラム４，５の外周面には碁盤目状に多数の一対の雌ねじ穴（図示省略）が穿設されている。
段付き突起ブロック９は、その一対の貫通穴９ａ，９ｂを所望箇所の上記一対の雌ねじ穴に合わせてねじ止めすることにより、各ドラム４，５の外周面に固着される。
なお、図４，図５においては、段付き突起ブロック９の段差９ｃの位置をその長さ（図５中の左右方向の長さ）のほぼ中央とした場合を例示したが、これのみに限らない。図２中には、数、位置、向き、種類等の他、段差位置を種々に変えた段付き突起ブロック９が示されている。

加振装置６は、各車輪３につき、外周面に上記のような段付き突起ブロック９が固着された第１ドラム４と第２ドラム５とによって車輪３を支持した状態で、車両２の駆動輪である前輪３ａ，３ｂを回転駆動して、全ての車輪３、第１ドラム４及び第２ドラム５を回転し、各車輪３を介して車両２を加振する。
この場合、加振は、ドラム外周面の回転方向に段付けされた段付き突起ブロック９で行うので、図６中の矢印アに示すように車輪３が正転（車両２が前進）する場合と、矢印イに示すように逆転（車両２が後退）する場合とで、異なる振動を車両２に与える。すなわち、矢印アに示すように車輪３が正転する場合には、車輪３は低い段の方に当たって高い周波数の振動を、矢印イに示すように車輪３が逆転する場合には、車輪３は高い段の方に当たって低い周波数の振動を、各々車両２に与える。

したがって、車輪３の回転駆動を正，逆（矢印ア，イ）の２方向行うことにより、１つの突起ブロック９でありながら異なる振動入力パターンを与えることができる。更に、大きさや段数を自由に変えた段付き突起ブロック９を、ドラム外周面に自由な向きで多数固着することにより、様々な路面での走行を模擬した振動入力パターンを与えることができる。
つまり、段のない単純な立方体や直方体状の突起ブロックを用いた場合に比べて、少ない突起ブロック数、取付けの手間・時間にて、多種類の振動入力パターンによる車両２の異音検査が可能となる。特に、段付き突起ブロックの段数や大きさ（形状）、主に段差寸法、ドラム外周面に沿う方向の長さ寸法、この方向に交差する方向の寸法等を種々に設定し、これを、各第１ドラム４、第２ドラム５の外周面に自由な数、位置、向き等で固着すれば、低コストにて様々な路面での走行を模擬した振動入力パターンによる異音検査が可能となる。
なお図６において、矢印αは車輪正転時のドラム４，５の回転方向を示し、矢印βは車輪逆転時のドラム４，５の回転方向を示す。

本実施形態による車両異音検査方法は、上述したような加振装置６を用いて車両２を加振し、車両２の異音検査を行うものであり、以下、その詳細を図７及び図８を参照して説明する。なお、図８に示す振動入力パターンα，βは、想定される様々な路面、ここでは石畳、ロープ路、波状路、舗装悪路及び縁石乗り上げにおける振動の全ての特徴を網羅した入力波形を例示している。
図７において、始めに、車両２を加振装置６の検査位置に進入させてセットし、その後、各ドラム４，５のロックを解除して検査準備を終了する（ステップ７０１〜７０２）。この検査準備終了状態を上方から示せば図２の通りである。
ステップ７０３〜７０８は、本実施形態による車両異音検査方法の手順を示すステップである。

図示するように、ステップ７０３では、第１，第２ドラム４，５の正転による加振を実行する。具体的には、車両２のエンジンを始動し、ギヤを「前進」位置に入れて前進走行状態とし、図８中の高周波・弱振動入力パターンαを実行する。このパターンαは、図示
するように比較的低い入力加速度Ｇ、２８Ｈｚ以上という高い周波数の振動を車両２に付与する振動入力パターンであり、ドラム外周面に設定された突起ブロック固着パターン及び車輪３の回転速度（走行速度）等で規定される。

ステップ７０４では、車両２の異音有無の検知を行う。この異音有無の検知は、例えば車両２内の適宜箇所に設置された複数のマイクロホンの出力信号を用いて行う。この異音有無の検知の自動化が不要であれば、この異音有無の検知を車両２内の検査員が行ってもよい。後述するステップ７０８で行う車両２の異音有無の検知においても同様である。
ステップ７０４で異音が検知されないか、されても一定レベル以下であればステップ７０５に処理を移す。

ステップ７０５では、第１，第２ドラム４，５の逆転による加振を実行する。具体的には、車両２のギヤを「前進」位置から「後退」位置に入れ替えてバック走行状態とし、図８中の低周波・強振動入力パターンβを実行する。このパターンβは、図示するように比較的高い入力加速度Ｇ、２８Ｈｚ未満という低い周波数の振動を車両２に付与する振動入力パターンである。このパターンβは、ドラム外周面の突起ブロック固着パターン自体は上記パターンαにおける場合と同様であるが、車輪３（第１，第２ドラム４，５）が逆転、つまり車輪３が踏み込む各突起ブロック９の段方向が逆になり、かつ、車輪３の回転速度（走行速度）を低下させること等で規定される。

ステップ７０４にて一定レベル以上の異音が検知された場合には、そのドラム正転速度を維持、つまり、異音検知された前進走行速度を継続し（ステップ７０６）、異音発生部位を調査する（ステップ７０７）。この異音発生部位の調査は、例えば上記複数のマイクロホンの出力信号のレベル比較等により行う。この異音発生部位の調査の自動化が不要であれば、この調査を車両２内の検査員が行ってもよい。
このステップ７０４→７０６→７０７は、上記パターンαによる振動付与を終了するまで繰り返される。

ステップ７０７における異音発生部位の調査が終了すると、ステップ７０５に処理を移して上述した第１，第２ドラム４，５の逆転による加振を実行し、続いてステップ７０８において車両２の異音有無の検知を行う。
ステップ７０８にて異音が検知されないか、されても一定レベル以下であればステップ７０９に処理を移す。
ステップ７０８にて一定レベル以上の異音が検知された場合には、そのドラム逆転速度を維持、つまり、異音検知された後退走行速度を継続し（ステップ７０６）、異音発生部位を調査する（ステップ７０７）。
このステップ７０８→７０６→７０７は、上記パターンβによる振動付与を終了するまで繰り返される。

ステップ７０８を経た後のステップ７０７における異音発生部位の調査が終了すると、ステップ７０５及びステップ７０８をスルーして（実行せずに素通りして）、ステップ７０９に処理を移す。
ステップ７０９では、車両２のエンジンを停止し、ギヤを「停止」（パーキング）位置に戻して各第１，第２ドラム４，５の回転を停止させ、検査を終了する。
その後、各第１，第２ドラム４，５をロックして車両２を加振装置６の検査位置から退出させる（ステップ７１０〜７１１）。

以上述べた車両異音検査方法によれば、車両異音検査において、１つの段付き突起ブロック９で２種類の振動入力パターンを付与でき、段のない単純な立方体や直方体状の突起ブロックを用いた場合に比べて、少ない突起ブロック数、取付けの手間・時間にて、多種類の振動入力パターンによる車両２の異音検査が可能となる。特に、上述実施形態では段付き突起ブロック９の大きさ、形状を種々に設定し、これを、各第１ドラム４、第２ドラム５の外周面に自由な数、位置等で固着したので、低コストにて多様な振動入力パターン、つまり様々な路面での走行を模擬した振動による異音検査が可能となる。

また、車両２の車輪回転方向の違いによって高い段から低い段への、あるいは低い段から高い段への変化による加振が１つの段付き突起ブロック９によって可能となり、上記効果がより顕著になる。
更に、段付き突起ブロック９の段差及び車輪３の正，逆転の変化に、車輪回転速度の変化が加えられて、車両２への振動入力パターンを一層多様化でき、車内異音を確実に、つまり広い共振周波数域について検査できる。

なお上述実施形態では、加振、異音検査をドラムの正転から行ったが、逆転から行ってもよい。
また上述実施形態では、車輪（ひいてはドラム）の回転を、エンジン、モータ等の自車両の駆動源により行ったが、車両外部の駆動源により与えるようにしてもよい。
更に図２においては、全ての突起ブロックを段付き突起ブロックとした場合を例示したが、多数の段付き突起ブロック中に、段のない突起ブロックを混在させてもよいことは勿論である。

本発明による加振装置が適用されるドラムテスタの一例を概略的に示す側面図である。 本実施形態に係る加振装置の上面図である。 図２中のドラムの左側面を拡大して示す図である。 図２、図３中の段付き突起ブロックを取り出し拡大して示す３面図〔（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図〕である。 同じく斜視図である。 段付き突起ブロックに対する車輪、ドラムの正，逆転の説明図である。 本実施形態に係る車両異音検査方法の手順を説明するためのフローチャートである。 同上検査方法において車両に与えられる振動入力パターンの説明図である。

符号の説明

２：車両、３（３ａ〜３ｄ）：車輪、４：第１ドラム、５：第２ドラム、６：加振装置、７：左右ドラム連結シャフト、８：前後輪側ドラム連結ベルト、９：段付き突起ブロック。

Claims (3)

1. 突起が設けられた外周面が車両の車輪の下前部に当接する第１ドラム及び突起が設けられた外周面が該車両の車輪の下後部に当接する第２ドラムによって前記車輪を支持した状態で、該車輪、前記第１ドラム又は第２ドラムの少なくともいずれかを回転駆動させて、該車輪、前記第１ドラム及び第２ドラムを回転させ、前記突起により前記車輪を介して前記車両を加振する加振装置であって、
   前記突起は突起ブロックを前記第１ドラム及び第２ドラムの各外周面に固着してなり、該突起ブロックは前記ドラム外周面の回転方向に複数段に段付けされた段付き突起ブロックであることを特徴とする加振装置。
2. 請求項１に記載の加振装置によって車両を加振して該車両の異音検査を行うことを特徴とする車両異音検査方法。
3. 前記車両の車輪回転方向を正転及び逆転させて該車両の異音検査を行うことを特徴とする請求項２に記載の車両異音検査方法。

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