JP2010145208A - 車両ホイールサスペンション試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のサスペンション等の挙動を走行時に近づけられる車両ホイールサスペンション試験装置を提供する。
【解決手段】車輪を回転させる車両ホイールサスペンション試験装置１であって、車輪を転接させる環状のフラットベルト１０と、このフラットベルト１０を循環可能に支持するフラットベルト支持台１１と、フラットベルト１０を循環させるフラットベルト駆動機構２０と、フラットベルト１０を横断してフラットベルト１０上から突出するクロスビーム４０と、このクロスビーム４０をフラットベルト１０と共に循環させるクロスビーム駆動機構３９とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪を回転させて車両のホイール、サスペンション等を試験する車両ホイールサスペンション試験装置に関するものである。

従来、車輪を転接させる円柱状のドラムをモータによって回転駆動し、４つのドラムに車両の前後左右の車輪をそれぞれ転接させ、各ドラムの回転速度を異ならせて加振する車両試験装置がある（特許文献１参照）。
特開平０６−２９４７１０号公報

しかしながら、このような従来の車両試験装置にあっては、車輪のドラムに対する接地面が小さいため、ドラムから車輪に入力される振動や衝撃による車両のサスペンション等の挙動が走行時のものとはかけ離れ、車両の耐久試験等の精度を高められないという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、車両のホイール、サスペンション等の挙動を走行時に近づけられる車両ホイールサスペンション試験装置を提供することを目的とする。

本発明は、車輪を回転させる車両ホイールサスペンション試験装置であって、車輪を転接させる環状のフラットベルトと、このフラットベルトを循環可能に支持するフラットベルト支持台と、フラットベルトを循環させるフラットベルト駆動機構と、フラットベルトを横断してフラットベルト上から突出するクロスビームと、このクロスビームをフラットベルトと共に循環させるクロスビーム駆動機構とを備えるものとした。

本発明によると、フラットベルトは平らな路面を形成し、車輪の接地面形状が走行時に近いものとなる。車輪がフラットベルトと共に循環するクロスビームに転接することにより、車輪がフラットベルトによってつくられる平らな路面に転接する状態と、車輪がクロスビームによってつくられる路面上の突起を乗り越える状態とが繰り返される。これにより、車両が路面上の段差を繰り返し乗り越える走行状態を再現でき、車輪に入力される振動や衝撃による車両のサスペンション等の挙動が走行時に近いものとなり、車両の耐久試験等の精度を高められる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は車輪を回転させながら加振する車両ホイールサスペンション試験装置１の全体斜視図であり、図２はフラットベルト１０等の斜視図である。ここで、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が略水平前後方向、Ｙ軸が略水平横方向、Ｚ軸が略垂直方向に延びるものとして説明する。

図１に示すように、車両ホイールサスペンション試験装置１は、車輪を転接させる環状のフラットベルト１０と、このフラットベルト１０を循環可能に支持するフラットベルト支持台１１と、フラットベルト１０を循環させるフラットベルト駆動機構２０と、フラットベルト１０上を横断して車輪を転接させる梁状のクロスビーム４０と、このクロスビーム４０をフラットベルト１０と共に循環させるクロスビーム駆動機構３９と、フラットベルト支持台１１を加振するフラットベルト加振機構３０とを備える。

図２に示すように、フラットベルト支持台１１上には、駆動ドラム１２と従動ドラム１３がそれぞれＹ軸（水平軸）まわりに回転可能に支持される。

フラットベルト１０は、金属製の平板状ベルトを環状に形成したものであり、駆動ドラム１２と従動ドラム１３とに渡って掛け回され、無限軌道を形成する。フラットベルト１０は、その厚さが例えば０．６ｍｍ程度の鋼板によって形成される。

フラットベルト支持台１１上には、左右の軸受１６を介して回転可能に支持される駆動シャフト１７を備え、この駆動シャフト１７に駆動ドラム１２が連結される。

フラットベルト支持台１１上には、左右の軸受１８を介して回転可能に支持される従動シャフト１９を備え、この従動シャフト１９に従動ドラム１３が連結される。

フラットベルト支持台１１上には、駆動ドラム１２に対して従動ドラム１３を離す方向に付勢するテンション機構１４が設けられる。

フラットベルト支持台１１上には、Ｘ軸方向に延びる左右のレール２７と、各レール２７に摺動可能に支持される左右のスライド台２８とを備え、各スライド台２８に軸受１８が連結される。これにより、フラットベルト支持台１１上に対して従動シャフト１９が従動ドラム１３と共にＸ軸方向に移動可能に支持される。

テンション機構１４は、Ｘ軸方向に伸張作動する左右の油圧シリンダ２９を備える。この油圧シリンダ２９は、その一端がフラットベルト支持台１１上に連結され、その他端が軸受１８に連結される。各油圧シリンダ２９が伸張作動することにより、従動シャフト１９をＸ軸方向に移動し、従動ドラム１３を駆動ドラム１２から離し、フラットベルト１０に所定の張力を付与するようになっている。

フラットベルト１０が循環する位置を検知する図示しないセンサを備える。図示しないコントローラは、このセンサ出力に応じてフラットベルト１０が所定の位置を循環するように各油圧シリンダ２９の作動ストロークを制御する。

なお、テンション機構１４は、これに限らず、スプリング等を用いて、フラットベルト１０に張力を付与する構成としてもよい。

フラットベルト支持台１１上には、フラットベルト１０の内側下面を空気圧によって浮遊支持する静圧軸受（エアベアリング）１５が設けられる。フラットベルト１０は、車輪を転接させる部位がこの静圧軸受１５を介して平板状に保たれ、平らな路面を形成するようになっている。これにより、車輪の接地面形状が走行時に近いものとなり、車両の試験精度を高められる。

なお、静圧軸受１５は、空気圧に限らず、フラットベルト１０の内側下面を油圧または他の流体圧によって浮遊支持する構成としてもよい。

フラットベルト駆動機構２０は、駆動ドラム１２を回転駆動する電動モータ２５と、この電動モータ２５の回転を駆動ドラム１２に伝える駆動シャフト２１とを備える。

なお、駆動ドラム１２を回転駆動するモータは、これに限らず、油圧モータや他のモータを用いてもよい。

電動モータ２５は架台８に固定され、電動モータ２５に対する駆動ドラム１２の変位を吸収するため、駆動シャフト２１は、スプラインを介して伸縮する伸縮シャフト部２２を有する。そして、駆動シャフト２１の一端は等速ジョイント２３を介して電動モータ２５の出力軸に曲折可能に連結される。駆動シャフト２１の他端は等速ジョイント２４を介して駆動ドラム１２の入力軸に曲折可能に連結される。

これにより、フラットベルト加振機構３０がフラットベルト支持台１１を加振している状態にて、駆動シャフト２１がその姿勢を変えながら電動モータ２５の回転を駆動ドラム１２に伝えることができる。

フラットベルト１０のまわりには、フラットベルト１０と共に循環する複数のクロスビーム４０が設けられる。梁状のクロスビーム４０はフラットベルト１０の循環方向（Ｘ軸方向）に直交するＹ軸方向に延びるように配置される。

クロスビーム４０をフラットベルト１０と共に循環させるクロスビーム駆動機構３９として、フラットベルト１０の両端部に対峙するように配置される左右のチェーンキャリア４１と、環状の各チェーンキャリア４１がそれぞれ掛け回される左右の駆動スプロケット４２及び従動スプロケット４３とを備える。各駆動スプロケット４２は、駆動ドラム１２の駆動シャフト２１に連結される。各従動スプロケット４３は、従動ドラム１３の従動シャフト１９に連結される。

これにより、各チェーンキャリア４１がフラットベルト１０の両側をフラットベルト１０と略同一速度で循環する。クロスビーム４０は、その両端部が各チェーンキャリア４１に連結され、各チェーンキャリア４１を介してフラットベルト１０と共に循環する。

図３の（ａ）はチェーンキャリア４１の側面図、（ｂ）はチェーンキャリア４１の断面図である。チェーンキャリア４１は、左右の駒４５、４６の両端部がピン４７を介して回動可能に連結され、ピン４７にローラ４８が回転可能に嵌合している。

左右の駒４５にはフランジ４９が曲折して形成され、このフランジ４９にクロスビーム４０の端部が複数のボルト５１を介して締結される。

クロスビーム４０は、台形の断面形状を有し、その突出高さが例えば２０ｍｍ程度に設定される。クロスビーム４０の断面形状、大きさは、試験条件に応じて任意に設定される。

車両の試験時、車輪がフラットベルト１０と共に循環するクロスビーム４０に転接することにより、車輪がフラットベルト１０によってつくられる平らな路面に転接する状態と、車輪がクロスビーム４０によってつくられる路面上の突起を乗り越える状態とが繰り返される。これにより、車両が路面上の段差を乗り越える走行状態を再現できる。

フラットベルト加振機構３０は、Ｚ軸方向に伸縮作動する６本の昇降アクチュエータ３１と、各昇降アクチュエータ３１の変位をフラットベルト支持台１１に伝える６本のリンク３５とを備え、フラットベルト支持台１１を昇降させるとともにＸ、Ｙ、Ｚの３軸まわりに回動（ローリング、ピッチング、ヨーイング）させるものである。

各昇降アクチュエータ３１は架台９に対してＺ軸方向に延びるように固定されるシリンダ３２と、このシリンダ３２から摺動可能に突出するロッド３３とを備え、図示しない油圧制御装置からシリンダ３２内に導かれる油圧力によってロッド３３が昇降するようになっている。

各リンク３５は、各昇降アクチュエータ３１とフラットベルト支持台１１との間に設けられる。各リンク３５の下端は、自在継ぎ手３７を介して各昇降アクチュエータ３１のロッド３３の先端に連結される。各リンク３５の上端は、自在継ぎ手３６を介してフラットベルト支持台１１に連結される。リンク３５は、複合材等を用いて軽量化がはかられている。

フラットベルト加振機構３０は、各油圧制御装置によって各昇降アクチュエータ３１の伸縮作動が互いに連携して制御されることにより、フラットベルト支持台１１を昇降させるとともにＸ、Ｙ、Ｚの３軸まわりに回動させるようになっている。

図１は、１台の車両ホイールサスペンション試験装置１が単独で設けられる例である。車両の試験時、車両の前輪または後輪が各フラットベルト１０に転接するように配置されて、フラットベルト加振機構３０が各フラットベルト１０を加振して振動試験が行われる。

なお、これに限らず、２台の車両ホイールサスペンション試験装置１を並列に設け、２つのフラットベルト１０が所定の間隔を持って互いに並行に配置される構成としてもよい。この場合、四輪車両の左右前輪または左右後輪をそれぞれ各フラットベルト１０に転接するように配置して振動試験を行うことができる。

また、４台の車両ホイールサスペンション試験装置１を設け、４つのフラットベルト１０が所定の間隔を持って配置される構成としてもよい。この場合、四輪車両の左右前輪及び左右後輪をそれぞれ各フラットベルト１０に転接するように配置して振動試験を行うことができる。

本実施の形態では、車輪を回転させる車両ホイールサスペンション試験装置１であって、車輪を転接させる環状のフラットベルト１０と、このフラットベルト１０を循環可能に支持するフラットベルト支持台１１と、フラットベルト１０を循環させるフラットベルト駆動機構２０と、フラットベルト１０を横断してフラットベルト１０上から突出するクロスビーム４０と、このクロスビーム４０をフラットベルト１０と共に循環させるクロスビーム駆動機構３９とを備える構成とした。

上記構成に基づき、フラットベルト１０は平らな路面を形成し、車輪の接地面形状が走行時に近いものとなる。車輪がフラットベルト１０と共に循環するクロスビーム４０に転接することにより、車輪がフラットベルト１０によってつくられる平らな路面に転接する状態と、車輪がクロスビーム４０によってつくられる路面上の突起を乗り越える状態とが繰り返される。これにより、車両が路面上の段差を乗り越える走行状態を再現でき、車輪に入力される振動や衝撃による車両のサスペンション等の挙動が走行時に近いものとなり、車両の耐久試験等の精度を高められる。

本実施の形態では、クロスビーム駆動機構３９は、フラットベルト１０の両側を循環する左右のチェーンキャリア４１を備え、この各チェーンキャリア４１に渡ってクロスビーム４０を連結する構成とした。

上記構成に基づき、クロスビーム４０をフラットベルト１０と共に循環させることが可能になる。これにより、クロスビーム４０をフラットベルト１０に連結する必要がなく、フラットベルト１０にクロスビーム４０から負荷がかかることなく、フラットベルト１０の耐久性が維持される。

フラットベルト１０は、その厚さが例えば０．６ｍｍ程度の鋼板によって形成されるため、クロスビーム４０がボルトを介して締結されると、この締結部の強度を確保することが難しい。

本実施の形態では、フラットベルト駆動機構２０はフラットベルト１０が掛け回される駆動ドラム１２及び従動ドラム１３を備え、クロスビーム駆動機構３９は環状のチェーンキャリア４１がそれぞれ掛け回される左右の駆動スプロケット４２及び左右の従動スプロケット４３を備え、駆動ドラム１２及び左右の駆動スプロケット４２を共通の駆動シャフト２１に連結し、従動ドラム１３及び左右の従動スプロケット４３を共通の従動シャフト１９に連結する構成とした。

上記構成に基づき、左右のチェーンキャリア４１がフラットベルト１０の両側をフラットベルト１０と略同一速度で循環し、各チェーンキャリア４１に渡されるクロスビーム４０がフラットベルト１０と共に循環する。

本実施の形態では、前記フラットベルト支持台１１を加振するフラットベルト加振機構３０とを備える構成とした。

上記構成に基づき、フラットベルト１０が加振され、フラットベルト１０から車輪に入力される振動や衝撃を与えることにより、車両の耐久試験等を様々な条件で行うことが可能となる。

本実施の形態では、フラットベルト加振機構３０は、略垂直方向（Ｚ軸方向）に伸縮作動する６本の昇降アクチュエータ３１と、各昇降アクチュエータ３１の変位をフラットベルト支持台１１に伝える６本のリンク３５とを備え、フラットベルト支持台１１を昇降させるとともに互いに直交する３軸まわりに回動させる構成とした。

上記構成に基づき、フラットベルト１０から車輪に６自由度の振動や衝撃を与えられ、車両のサスペンション等の挙動が走行時に近いものとなり、車両の耐久試験等の精度を高められる。

そして、各昇降アクチュエータ３１の変位を各リンク３５がフラットベルト支持台１１に伝える構成としたため、フラットベルト加振機構３０のコンパクト化がはかれ、車両のトレッド（左右車輪の間隔）に対応するように２つのフラットベルト１０を配置することが可能となる。これにより、車輪の左右車輪に同時に回転させながら振動や衝撃を与えられ、車両のサスペンション等の挙動が走行時に近いものとなり、車両の耐久試験等の精度を高められる。

本実施の形態では、フラットベルト１０の内側下面を浮遊支持する静圧軸受１５を備える構成とした。

上記構成に基づき、静圧軸受１５を介してフラットベルト１０の車輪を転接させる部位が平板状に保たれ、車輪が平らな路面を転接する状態に近いものとなり、車両の耐久試験等の精度を高められる。

本実施の形態では、フラットベルト駆動機構２０は、駆動ドラム１２を回転駆動するモータ２５と、このモータ２５の回転を駆動ドラム１２に伝える駆動シャフト２１とを備え、駆動シャフト２１は軸方向に伸縮する伸縮シャフト部２２を有し、駆動シャフト２１の一端は等速ジョイント２３を介してモータ２５の出力軸に曲折可能に連結され、駆動シャフト２１の他端は等速ジョイント２４を介して駆動ドラム１２の入力軸に曲折可能に連結される構成とした。

上記構成に基づき、フラットベルト加振機構３０がフラットベルト支持台１１を加振している状態にて、駆動シャフト２１がその姿勢を変えながらモータ２５の回転を駆動ドラム１２に伝える。モータ２５が架台９に固定して設けられることにより、フラットベルト支持台１１の重量が軽減され、フラットベルト支持台１１の移動速度を高められる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明の実施の形態を示す車両ホイールサスペンション試験装置の斜視図。 同じくフラットベルト等の斜視図。 同じくチェーンキャリア等の側面図と断面図。

符号の説明

１ 車両ホイールサスペンション試験装置
１０ フラットベルト
１１ フラットベルト支持台
１２ 駆動ドラム
１３ 従動ドラム
１４ テンション機構
１５ 静圧軸受（エアベアリング）
２０ フラットベルト駆動機構
２１ 駆動シャフト
２２ 伸縮シャフト部
２３ 等速ジョイント
２４ 等速ジョイント
２５ 電動モータ
３０ フラットベルト加振機構
３１ 昇降アクチュエータ
３５ リンク
３９ クロスビーム駆動機構
４０ クロスビーム
４１ チェーンキャリア
４２ 駆動スプロケット
４３ 従動スプロケット

Claims (4)

1. 車輪を回転させる車両ホイールサスペンション試験装置であって、
   前記車輪を転接させる環状のフラットベルトと、
   このフラットベルトを循環可能に支持するフラットベルト支持台と、
   前記フラットベルトを循環させるフラットベルト駆動機構と、
   前記フラットベルトを横断して前記フラットベルト上から突出するクロスビームと、
   このクロスビームを前記フラットベルトと共に循環させるクロスビーム駆動機構とを備えたことを特徴とする車両ホイールサスペンション試験装置。
2. 前記クロスビーム駆動機構は、
   前記フラットベルトの両側を循環する左右のチェーンキャリアを備え、
   この各チェーンキャリアに渡って前記クロスビームを連結することを特徴とする請求項１に記載の車両ホイールサスペンション試験装置。
3. 前記フラットベルト駆動機構は前記フラットベルトが掛け回される駆動ドラム及び従動ドラムを備え、
   前記クロスビーム駆動機構は環状の前記チェーンキャリアがそれぞれ掛け回される左右の駆動スプロケット及び左右の従動スプロケットを備え、
   前記駆動ドラム及び前記左右の駆動スプロケットを共通の駆動シャフトに連結し、
   前記従動ドラム及び前記左右の従動スプロケットを共通の従動シャフトに連結することを特徴とする請求項２に記載の車両ホイールサスペンション試験装置。
4. 前記フラットベルト支持台を加振するフラットベルト加振機構を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の車両ホイールサスペンション試験装置。

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