JP2010096611A

JP2010096611A - シャシーダイナモメータの車両冷却装置

Info

Publication number: JP2010096611A
Application number: JP2008267192A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Haga; 憲一芳賀
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-10-16
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2010-04-30
Anticipated expiration: 2028-10-16
Also published as: JP5304167B2

Abstract

【課題】シャーシダイナモで試験車両の高速の走行試験を行う場合には、試験車両の走行速度に見合う風速を得ることのできる高性能の冷却ファンを使用しなければならなかった。
【解決手段】本発明のシャシーダイナモメータの車両冷却装置１は、冷却ファン２のダクト３の先端の送風口４から試験車両のエンジンに向けて冷却風を吹き付けて前記エンジンを冷却する。前記送風口４の開口面積を、開口面積可変機構１１によって増減可能にした。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷却ファンのダクトの先端の送風口から試験車両のエンジンに向けて冷却風を吹き付けて前記エンジンを冷却するシャシーダイナモメータの車両冷却装置に関するものである。

図９に示すように、シャシーダイナモメータの車両冷却装置１は、シャシーダイナモメータ１０１のローラ１０２の上に車輪１０３が載せられている試験車両１０４の前方に配置されていて、冷却ファン２のダクト３の先端の送風口４から試験車両１０４のエンジンに向けて冷却風を吹き付けて前記エンジンを冷却する構成になっている。

前記冷却ファン２は、その定格により冷却風速の設定範囲が決まっているために、前記送風口４を試験車両１０４に近づけたり、離したりすることで試験車両１０４の車速に応じて風量を変えている。なお、冷却ファン２は、試験車両１０４の車高に合わせて送風口４の位置を上下動させることも可能になっている。（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−２６０６３４号公報（段落００１２、段落００１３等）

ところで、前述したように送風口４を試験車両１０４に近づけたり、離したりすることだけで試験車両１０４の車速に応じて風量を変えるようにした車両冷却装置には、次に述べるような問題点があった。
（１）送風口４を試験車両１０４に近づけたり、離したりするためには、車両冷却装置全体を移動させなければならず、移動させるための装置が大掛かりなものになる。
（２）送風口４を試験車両１０４に近づけたり、離したりするために、スペース的な制約を受け易い。
（３）送風口４を試験車両１０４に近づけたり、離したりするだけで、車速に対応しきれない場合には、冷却ファンの定格を高性能なものにして対応しなければならない。

本発明の目的は、送風口を試験車両に近づけたり、離したりする場合に比べてスペース的な制約を受けずに、より簡単、容易に車速に応じて風量を変えることのできる車両冷却装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、送風口を試験車両に近づけたり、離したりする方法と併用することにより、冷却ファンの定格を高性能なものにせずに、既存の冷却ファンを使用して車速に応じた風量を得ることのできる車両冷却装置を提供することにある。

請求項１の発明は、冷却ファンのダクトの先端の送風口から試験車両のエンジンに向けて冷却風を吹き付けて前記エンジンを冷却するシャシーダイナモメータの車両冷却装置において、前記送風口の開口面積を、開口面積可変機構によって増減可能にした。

請求項２の発明は、請求項１に記載のシャシーダイナモメータの車両冷却装置において、前記開口面積可変機構を、前記送風口を先端に有するダクトの側壁の内側に配置されていて前記側壁から離間または接近させることにより前記送風口の幅を縮小または拡大させる開口面積調整板と、該開口面積調整板を前記ダクト側壁に対して離間する方向または接近する方向に移動させる調整板駆動部と、で構成した。

請求項３の発明は、請求項２に記載のシャシーダイナモメータの車両冷却装置において、前記開口面積調整板を、前記ダクトの左右の側壁の内側に対向して配置した。

請求項４の発明は、請求項３に記載のシャシーダイナモメータの車両冷却装置において、前記左右一対の開口面積調整板を、後端部が軸で回動可能に前記左右の側壁の近傍に取り付けられていて前記軸を中心にして前端部を互いに接近または離間する方向に回動させることにより前記送風口の幅を縮小または拡大させる構成にした。

請求項５の発明は、請求項３または請求項４に記載のシャシーダイナモメータの車両冷却装置において、前記調整板駆動部を、前記開口面積調整板に設けられたボールねじナットと、該ボールねじナットに螺合されて前記開口面積調整板を前記送風口の幅を縮小させる方向または拡大させる方向に移動させるボールねじと、該ボールねじを回転駆動させるボールねじ回転駆動部と、で構成した。

請求項６の発明は、請求項５に記載のシャシーダイナモメータの車両冷却装置において、前記ボールねじ回転駆動部で、前記左右一対の開口面積調整板のボールねじを互いに逆方向に同期回転させた。

請求項７の発明は、請求項６に記載のシャシーダイナモメータの車両冷却装置において、前記ボールねじ回転駆動部を、モータと、該モータと前記左右一対の開口面積調整板のボールねじの間に介在されていて前記モータの回転を前記左右一対の開口面積調整板のボールねじに伝達する複数のロングスペースカップリングと、で構成した。

請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載のシャシーダイナモメータの車両冷却装置において、前記送風口を、前記試験車両に対して接近、離間可能にした。

請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載のシャシーダイナモメータの車両冷却装置において、車速に追従させて前記送風口の幅を調整した。

（１）請求項１のシャシーダイナモメータの車両冷却装置は、前記送風口の開口面積を開口面積可変機構で減少または増加させることによって前記送風口から送り出される冷却風の風量を増加または減少させることが可能となる。
（２）請求項２のシャシーダイナモメータの車両冷却装置は、調整板駆動部で開口面積調整板をダクトの側壁から離間させることにより送風口の幅を縮小させることができる。また、調整板駆動部で開口面積調整板をダクトの側壁に接近させることにより前記送風口の幅を拡大させることができる。
（３）請求項３のシャシーダイナモメータの車両冷却装置は、開口面積調整板を、ダクトの左右の側壁の内側に対向して配置したので、これら送風口の幅方向の中心位置を変えずに、送風口の両側部側から送風口の幅を増減させることができる。
（４）請求項４のシャシーダイナモメータの車両冷却装置は、前記左右一対の開口面積調整板の後端部の軸を中心にして、これら一対の開口面積調整板を、互いが接近する方向に回動させ、あるいは前記軸を中心にして互いが離間する方向に回動させるという簡単な方法で前記送風口の幅を縮小または拡大させることができる。
（５）請求項５のシャシーダイナモメータの車両冷却装置は、ボールねじ回転駆動部でボールねじを回転させることによりボールねじナットを介して開口面積調整板を移動させることができる。そして、ボールねじの回転を停止させれば、ボールねじとボールねじナットによって開口面積調整板は、自ずとその位置にロックされた状態になる。
（６）請求項６のシャシーダイナモメータの車両冷却装置は、ボールねじ回転駆動部で左右一対の開口面積調整板のボールねじを互いに逆方向に同期回転させるので、左右一対の開口面積調整板は、同時に互いに接近する方向または離間する方向に回動する。
（７）請求項７のシャシーダイナモメータの車両冷却装置は、前記ボールねじ回転駆動部のモータを回転させれば、該モータの回転は、複数のロングスペースカップリングを介して左右一対の開口面積調整板のボールねじに伝達されて、これら左右一対の開口面積調整板を互いに接近する方向または離間する方向に回動させる。
（８）請求項８のシャシーダイナモメータの車両冷却装置は、前記送風口の開口面積の増減させること、前記送風口の試験車両への接近、離間させることとの併用により、広範囲な車速の変化に対応させることができる。
（９）請求項９のシャシーダイナモメータの車両冷却装置は、車速追従によって送風口の幅を制御することにより自動運転試験時に必要に応じた風量を得ることができる。

図１は車両冷却装置の使用状態を示す断面図、図２は図1の要部の斜視図、図３（Ａ）は図２の正面図、図３（Ｂ）は図２の平面図、図３（Ｃ）は図２の側面図、図４は図２の要部の拡大図である。

図１に示すように、シャシーダイナモメータの車両冷却装置１は、シャシーダイナモメータ１０１のローラ１０２の上に車輪１０３が載せられている試験車両１０４の前方に配置されていて、冷却ファン２のダクト３の先端の送風口４から試験車両１０４のエンジンに向けて冷却風を吹き付けて前記エンジンを冷却する構成になっている。車両冷却装置１は、試験車両１０４に接近または離間する前後方向（Ａ−Ｂ方向）に１０００ｍｍ、上下方向（Ｃ−Ｄ方向）に５００ｍｍ程度移動可能になっている。なお、１０５はローラ１０２を冷却するローラ冷却装置である。

図２，図３に示すように、前記送風口４の開口面積は、開口面積可変機構１１によって増減可能になっている。

前記開口面積可変機構１１は、前記送風口４に連なるダクト３の側壁３ａ，３ｂの内側に対向して配置されていて前記側壁３ａ，３ｂから離間させることにより前記送風口４の幅Ｗを縮小させ、前記側壁３ａ，３ｂに接近させることにより前記送風口４の幅Ｗを拡大させる左右一対の開口面積調整板１２，１３と、これら開口面積調整板１２，１３を前記ダクト３の左右の側壁３ａ，３ｂに対して離間する方向または接近する方向に移動させる調整板駆動部１４と、を備えている。

前記左右一対の開口面積調整板１２，１３は、後端部（奥端部）が軸１５で回動可能に前記左右の側壁３ａ，３ｂの近傍に取り付けられていて前記軸１５を中心にして互いを接近する方向に回動させることにより前記送風口４の幅Ｗを縮小させ、前記軸１５を中心にして互いを離間する方向に回動させることにより前記送風口４の幅Ｗを拡大させる。

前記調整板駆動部１４は、開口面積調整板１２，１３に設けられた上下一対のボールねじナット２１，２２と、ボールねじナット２１，２２に螺合されて一方向に回転させることにより前記ボールねじナット２１，２２を介して開口面積調整板１２，１３を前記送風口４の幅Ｗを縮小させる方向に移動させ、他方向に回転させることにより前記ボールねじナット２１，２２を介して前記開口面積調整板１２，１３を前記送風口４の幅Ｗを拡大させる方向に移動させる上下一対のボールねじ２３，２４と、ボールねじ２３，２４を回転させるボールねじ回転駆動部２５と、を備えている。

図４に示すように、前記ボールねじナット２１，２２は、開口面積調整板１２，１３に対する傾斜角度を自在に変化させることができるように、開口面積調整板１２，１３の表面に設けられたレール２６に沿って移動するスライダ２７に軸２８によって回動可能に組み付けられている。

前記ボールねじ２３，２４は、一端側が開口面積調整板１２，１３の内側に配置されたボールねじ支持板２９に回転自在に支持され、他端側がダクト３の側壁３ａ，３ｂの外側に突出させた状態で前記側壁３ａ，３ｂに回転自在に支持されている。

前記ボールねじ回転駆動部２５は、前記ダクト３の上面３ｃに配置された減速ギヤ付きのサーボモータ（以下、サーボモータ）３０と、該サーボモータ３０の出力軸に接続された左右両方向に出力軸を有する第１マイタギヤ３１と、該第１マイタギヤ３１の一方の出力軸に連結されて前記ダクト３の上面３ｃに沿って前記一方の側面３ａ側に伸びる第１ロングスペースカップリング３２と、該第１ロングスペースカップリング３２の先端部に連結された第２マイタギヤ３３と、該第２マイタギヤ３３に連結されて前記ダクト３の側面３ａに沿って下方に伸びる第２ロングスペースカップリング３４と、該第２ロングスペースカップリング３４と前記一方の開口面積調整板１２側の上方のボールねじ２３の間に介在された第３マイタギヤ３５と、前記上方のボールねじ２３の回転を下方のボールねじ２４に伝達する第１ベルト３６と、前記第１マイタギヤ３１の他方の出力軸に連結されて前記ダクト３の上面３ｃに沿って前記他方の側面３ｂ側に伸びる第３，第４ロングスペースカップリング３７，３８と、該第４ロングスペースカップリング３８の他端部に連結された第４マイタギヤ３９と、該第４マイタギヤ３９に連結されて前記ダクト３の側面３ｂに沿って下方に伸びる第５ロングスペースカップリング４０と、該第５ロングスペースカップリング４０と前記他方の開口面積調整板１３側の上方のボールねじ２３の間に介在された第５マイタギヤ４１と、前記上方のボールねじ２３の回転を下方のボールねじ２４に伝達する第２ベルト４２と、を備えている
前記サーボモータ３０を例えば時計方向に回転させると、該サーボモータ３０の回転は、前記第１マイタギヤ３１、第１ロングスペースカップリング３２、第１マイタギヤ３３、第２ロングスペースカップリング３４、第２マイタギヤ３５を介して一方の開口面積調整板１２側の上方のボールねじ２３に伝達されて該ボールねじ２３を反時計方向に回転させるとともに、前記第１ベルト３６を介して下方のボールねじ２４を同じ方向に回転させる。

これら上下一対のボールねじ２３，２４の回転運動は、前記上下一対のボールねじナット２１，２２の直進運動に変換されて、前記開口面積調整板１２を前記送風口４の幅Ｗを縮小させる方向に移動させる。

同時に、前記サーボモータ３０の回転は、前記第１マイタギヤ３１、第３，第４ロングスペースカップリング３７，３８、第３マイタギヤ３９、第５ロングスペースカップリング４０、第２マイタギヤ４１を介して他方の開口面積調整板１３側の上方のボールねじ２３に伝達されて該ボールねじ２３を反時計方向に回転させるとともに、前記第２ベルト４２を介して下方のボールねじ２４を同じ方向に回転させる。

これら上下一対のボールねじ２３，２４の回転運動は、前記上下一対のボールねじナット２１，２２の直進運動に変換されて、前記開口面積調整板１３を前記送風口４の幅Ｗを縮小させる方向に移動させる。

上述したように、前記サーボモータ３０を時計方向に回転させると、左右一対の開口面積調整板１２，１３は、前記軸１５を中心にして互いを接近する方向に回動して前記送風口４の幅Ｗを縮小させる。また、逆に前記サーボモータ３０を反時計方向に回転させると、左右一対の開口面積調整板１２，１３は、前記軸１５を中心にして互いに離間する方向に回動して前記送風口４の幅Ｗを拡大させる。

図５に示すように、前記送風口４の幅Ｗの調整は、最小幅Ｗ１＝９６０ｍｍ、最大幅Ｗ２＝１６００ｍｍの範囲で行われる。前記送風口４の幅Ｗの位置検出は、リミットスイッチ５１，５２を設置し、ＰＬＣソフト５３に接点を取り込むことにより行なわれる。また、ダクト３は、上下動可能になっている。上下動は、例えば５００ｍｍの範囲で行われ、ダクト３の高さ位置の検出は、リミットスイッチ５４，５５を設置し、ＰＬＣソフト５６に接点を取り込むことにより行なわれる。

図６は送風口４の幅Ｗの制御の一例を示す特性図である。この場合には車速が１２０〜２００ｋｍ／ｈの範囲において車両冷却ファンの回転を８５０〜１２００min−１に抑える。一方、車速が１２０ｋｍ／ｈに至るまでは送風口４の幅Ｗを１６００ｍｍに保ち、車速が１２０ｋｍ／ｈが超えたときから徐々に送風口４の幅Ｗを減少させていって車速が２００ｋｍ／ｈに至ったときに送風口４の幅Ｗを９６０ｍｍにする。

図７は車両冷却ファン２の回転制御系のブロック図である。車両冷却ファン２の回転制御は手動設定により行う場合と車速に追従させて行なう場合がある。図７において、６１は制御ユニットであり、該制御ユニット６１には切換スイッチ６２が設けられていて、該切換スイッチ６２により手動設定と車速追従設定に切り換えられる。

手動設定の場合には設定器に設定されたファン風速設定が前記制御ユニット６１を介して車両冷却ファン制御盤６３にファン風速指令として入力されて、車両冷却ファン２が回転制御される。また、車速追従設定の場合には、制御ユニット６１に設けられている車速−冷却ファン回転速度特性回路６４により得られる車速に追従した車速−冷却ファン回転速度指令が車両冷却ファン制御盤６３に入力されて車両冷却ファン２が図６（ｂ）に示すような車速−冷却ファン回転速度特性で回転制御される。

図８は送風口４の幅Ｗの制御系のブロック図である。７１は開口面積調整板位置制御ユニット(シーケンサ）、７２はサーボモータドライバ、７３は開口面積調整板１２，１３を駆動するサーボモータ３０である。

前記開口面積調整板位置制御ユニット７１には前記リミットスイッチ５１，５２の接点が取り込まれたＰＬＣソフト５３が組み込まれていて前記ＰＬＣソフト５３と車速検出によってサーボモータドライバ７２を介してサーボモータ３０を制御して検出開口面積調整板１２，１３の位置、すなわち図６（ａ）に示すような風速−送風口４の幅特性で送風口４の幅Ｗを制御する。

実施例のシャシーダイナモメータの車両冷却装置は、上述のような構成であって、送風口４の幅Ｗを可変することにより一定風速時の風量変化が可能になる。また、車速追従によって送風口４の幅Ｗを制御することができるので自動運転試験時に車速適応の風量を得ることが可能になる。

車両冷却装置の使用状態を示す断面図。図１の要部の斜視図。（Ａ）は図２の正面図、（Ｂ）は図２の平面図、（Ｃ）は図２の側面図。図２の要部の拡大図。送風口の幅の増減を示す説明図。特性図。車両冷却ファン２の回転制御系のブロック図。送風口の幅の制御系のブロック図。従来例の説明図。

符号の説明

１…車両冷却装置
２…冷却ファン
３…ダクト
３ａ，３ｂ…側壁
１１…開口面積可変機構
１２，１３…開口面積調整板
１４…調整板駆動部
１５…軸
２１，２２…ボールねじナット
２３，２４…ボールねじ
２５…ねじ駆動機構
２６…ねじ支持板
３０…減速ギヤ付きのサーボモータ
１０１…シャーシダイナモ
１０２…ローラ
１０３…車輪
１０４…試験車両

Claims

冷却ファンのダクトの先端の送風口から試験車両のエンジンに向けて冷却風を吹き付けて前記エンジンを冷却するシャシーダイナモメータの車両冷却装置において、
前記送風口の開口面積は、開口面積可変機構によって増減可能になっていることを特徴とするシャシーダイナモメータの車両冷却装置。
前記開口面積可変機構は、前記送風口を先端に有するダクトの側壁の内側に配置されていて前記側壁から離間または接近させることにより前記送風口の幅を縮小または拡大させる開口面積調整板と、該開口面積調整板を前記ダクト側壁に対して離間する方向または接近する方向に移動させる調整板駆動部と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のシャシーダイナモメータの車両冷却装置。
前記開口面積調整板は、前記ダクトの左右の側壁の内側に対向して配置されていることを特徴とする請求項２に記載のシャシーダイナモメータの車両冷却装置。
前記左右一対の開口面積調整板は、送風口と反対側の後端部が軸で回動可能に前記左右の側壁の近傍に取り付けられていて前記軸を中心にして前端部を互いに接近または離間する方向に回動させることにより前記送風口の幅を縮小または拡大させることを特徴とする請求項３に記載のシャシーダイナモメータの車両冷却装置。
前記調整板駆動部は、前記開口面積調整板に設けられたボールねじナットと、該ボールねじナットに螺合されて前記開口面積調整板を前記送風口の幅を縮小させる方向または拡大させる方向に移動させるボールねじと、該ボールねじを回転駆動させるボールねじ回転駆動部と、を備えていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のシャシーダイナモメータの車両冷却装置。
前記ボールねじ回転駆動部は、前記左右一対の開口面積調整板のボールねじを互いに逆方向に同期回転させることを特徴とする請求項５に記載のシャシーダイナモメータの車両冷却装置。
前記ボールねじ回転駆動部は、モータと、該モータと前記左右一対の開口面積調整板のボールねじの間に介在されていて前記モータの回転を前記左右一対の開口面積調整板のボールねじに伝達する複数のロングスペースカップリングと、を備えていることを特徴とする請求項６に記載のシャシーダイナモメータの車両冷却装置。
前記送風口は、前記試験車両に対して接近、離間可能になっていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のシャシーダイナモメータの車両冷却装置。
車速に追従させて前記送風口の幅を調整することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のシャシーダイナモメータの車両冷却装置。