JP4024405B2 - 自動車用テストコース路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車用テストコース路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用テストコース路において、乾燥路面と氷結路面とを組合せたものがあり、氷結路面は、例えば、乾燥路面に沿って雪を集積して踏み固めて構築する。あるいは、氷結した氷のブロックを敷き列べて構築する等の手段が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
氷結路面のテストは、氷結路面の構築上、冬に行われることが多く、特に、構築時の気象条件に左右され易いことと、人手に頼るため、均一で安定した路面性状が得られにくい。しかも、地域によっては雪質等が異なるため、統一がとれず、テスト場所（地域）によって試験結果にバラツキが起きる等の問題を招く。
【０００４】
また、構築に時間がかかる等作業性の面でも望ましくない。一方、乾燥路面のテスト中に、雪が降ってきた時には、路面の条件が変化し正確なデータが得られにくくなる。
【０００５】
そこで、この発明は、前記問題の解消を図った自動車用テストコース路を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明の請求項１にあっては、仕切り部材を挟んで一方を、路面内に配置した路面加熱手段によって乾燥路面とし、他方を、路面上に凍結手段を配置し、その上に張った水を凍らせて人工氷結路面とする。
【０００７】
これにより、乾燥路面と並列に、均一で安定した人工氷結路面を得ることができるため、正確なデータ収集が得られる。また、気象条件に左右されることがなくなると共に、加熱手段によって乾燥した乾燥路面の維持管理が容易にできる。
【０００８】
また、この発明の請求項２にあっては、乾燥路面を、中央となる内側の仕切り部材から外側に向かって下降傾斜する傾斜面とする。
【０００９】
これにより、乾燥路面上の雪が加熱手段により融雪された時に、人工氷結路面側へ流れることはなく、氷結路面に悪影響を与えるのを防ぐことができる。
【００１０】
また、この発明の請求項３にあっては、路面加熱手段を、ヒートポンプ運転時の冷媒によって加熱される伝熱媒体が流れる加熱管で構成する。
【００１１】
これにより、伝熱媒体を、ヒートポンプ運転時の冷媒によって効率よく加熱することができる。また、加熱管は、ヒートポンプ運転時に冷媒が流れる冷媒管とは独立した構造となっているため、施工が容易になると共にメンテナンス時の作業がやり易くなる。
【００１２】
また、この発明の請求項４によれば、凍結手段を、冷凍サイクル運転時の冷媒によって冷却される伝熱媒体が流れる冷却管で構成する。
【００１３】
これにより、伝熱媒体を、冷凍サイクル運転時の冷媒によって効率よく冷すことができる。また、冷却管は、冷凍サイクル運転時に冷媒が流れる冷媒管とは独立した構造となっているため、施工が容易になると共にメンテナンス時の作業がやり易くなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図６の図面を参照しながらこの発明の実施の形態について具体的に説明する。
【００１７】
図２は自動車用テストコース路を示しており、断熱材で作られた仕切り部材１を挟んで一方が乾燥路面３，他方が人工氷結路面５となっている。
【００１８】
乾燥路面３は、図１に示す如くアスファルト層内に路面加熱手段となる加熱管７が配置された構造となっている。アスファルト層は、上方からアスファルト表層９，埋設層１１，粗粒アスファルトコンクリート層１３，アスファルト安定処理層１５とから成り、アスファルト表層９は、下層の埋設層１１，粗粒アスファルトコンクリート層１３，アスファルト安定処理層１５と共に中央の仕切り部材１から外側（図面左側）へ向かって矢印の如く下降傾斜する傾斜面９ａなっている。
【００１９】
加熱管７は、後述する図３に示す如く、不凍液等の伝熱媒体が封入された供給用メイン管１７と、戻り用メイン管１９とから延長された連続するＵ字状の形状となっている。
【００２０】
供給用メイン管１７から伝熱媒体が流れる加熱管７の一方の領域は往路用７ａ，戻り用メイン管１９へ戻る加熱管７の他方の領域は復路用７ｂとなっていて、供給用メイン管１７，戻り用メイン管１９及び加熱管７とで、閉回路を構成するヒーティング回路となっている。
【００２１】
加熱管７は、供給用及び戻り用メイン管１７，１９より管径が細く作られていて、太い各メイン管１７，１９の影響によってサイホオン現象が起きないようになっている。
【００２２】
また、加熱管７は、図１に示す如く、埋設層１１内に作られた規定間隔の溝２１内に配置され、１つの溝２１に対して上方の往路用７ａと下方の復路用７ｂが上下の関係に位置決めされ、加熱された伝熱媒体が必ず上位側の往路用７ａの加熱管７を流れることで、アスファルト表層９の全領域にわたり均一な加熱状態が得られるようになっている。
【００２３】
人工氷結路面５は、コンクリート層２３の上面に冷結手段となる冷却管２５によって水を凍らせることで所定の厚さに作られている。
【００２４】
冷却管２５は、不凍液等の伝熱媒体が封入された供給用メイン管２７と戻り用メイン管２９とから延長された連続するＵ字状の形状となっている。
【００２５】
供給用メイン管２７から伝熱媒体が流れる冷却管２５の一方の領域は往路用２５ａ，戻り用メイン管２９へ戻る冷却管２５の他方の領域は復路用２５ｂとなっていて、供給用メイン管２７，復路用メイン管２９及び冷却管２５とで、閉回路を構成するアイシング回路となっている。
【００２６】
冷却管２５は、供給用及び戻り用メイン管２７，２９より管径が細く作られていて、太い各メイン管２７，２９の影響によってサイホオン現象が起きないようになっている。
【００２７】
また、冷却管２５は、図１に示す如く、コンクリート層２３の上面に作られた規定間隔の溝３１内にシール部材３３によって取囲まれた状態で配置され、１つの溝３１に対して上方の往路用２５ａと下方の復路用２５ｂが上下の関係に位置決めされ、冷却された伝熱媒体が必ず上位側の往路用２５ａの冷却管２５を流れることで、全領域にわたり均一な冷却状態が得られるようになっている。
【００２８】
図３は乾燥路面３用のヒーティング回路のブライン加熱部３５を加熱する第１の熱交換器３７と、人工氷結路面５用のアイシング回路のブライン冷却部３９を冷却する第２の熱交換器４１とを備えた冷凍装置４２の冷凍サイクル図を示したものである。
【００２９】
即ち、冷凍装置４２は、第１，第２の熱交換器３７，４１の外に、第３の熱交換器４３と、圧縮機４５と、開閉自在に制御可能な第１，第２の膨張弁４７，４８と、冷媒の流れを切換制御する第１，第２の三方弁４９，５０とを有し、制御部５１によって第１，第２の三方弁４９，５０及び第１，第２の膨張弁４７，４８を切換制御することで、ヒートポンプ運転と、冷凍サイクル運転と、ヒートポンプ運転及び冷凍サイクル運転とを一緒に行なう組合せ運転が可能となっている。
【００３０】
制御部５１は、乾燥路面３の水分を検知する水分検知センサ５５，人工氷結路面５の氷結温度を検知する氷結温度センサ５７，外気温と日照量を検知する外気温検知センサ５９及び日照量検知センサ６１からの検出値がそれぞれ入力されるもので、例えば、降雪による水分の検知信号が入力されると、ヒートポンプ運転に入るようになっている。同様に、氷結温度、外気温度、日照量が設定値以上になった検知信号が入力されると、冷凍サイクル運転に入るようになっている。
【００３１】
図４はヒートポンプ運転時の冷媒の流れを実線矢印で示したもので、圧縮機４５から吐出された冷媒は、第１の三方弁４９から第１の熱交換器３７，第１の膨張弁４７（なお、この時、第２の膨張弁４８は閉状態）を通り、第３の熱交換器４３，第２の三方弁５０を介して圧縮機４５に戻るサイクルを構成する。このヒートポンプ運転時に第１の熱交換器３７において、高温・高圧の冷媒と、ブライン加熱部３５のヒーテング回路を流れる伝熱媒体との間で熱交換が行なわれ加熱される。これにより、加熱された伝熱媒体は、供給メイン管１７から加熱管７を流れ、戻りメイン管１９から再びブライン加熱部３５に戻る循環を繰返す構造となっている。
【００３２】
図５は冷凍サイクル運転時の冷媒の流れを実線矢印で示したもので、圧縮機４５から吐出された冷媒は、第１の三方弁４９から第３の熱交換器４３，第２の三方弁５０，第２の膨張弁４８（なお、この時、第１の膨張弁４７は閉状態）を通り、第２の熱交換器４１を介して、再び圧縮機４５に戻るサイクルを構成する。この冷凍サイクル運転時に、低温・低圧となった冷媒は第２の熱交換器４１において気化し易くなり、その時の冷媒の気化熱と、ブライン冷却部３９のアイシング回路を流れる伝熱媒体との間で熱交換が行なわれ冷却される。これにより、冷却された伝熱媒体は供給メイン管２７から冷却管２５を流れ、戻りメイン管２９から再びブライン冷却部３９に戻る循環を繰返す構造となっている。
【００３３】
図６は組合せ運転時の冷媒の流れを実線矢印で示したもので、圧縮機４５から吐出された冷媒は、第１の三方弁４９から第１の熱交換器３７，第２の膨張弁４８（なお、この時、第１の膨張弁４７は閉状態）を通り、第２の熱交換器４１を介して、再び圧縮機４５に戻るサイクルを構成する。
【００３４】
この組合せ運転時において、低温・低圧となった冷媒は第２の熱交換器４１において気化し易くなり、その時の冷媒の気化熱と、ブライン冷却部３９のアイシング回路を流れる伝熱媒体との間で熱交換が行なわれ冷却される。これにより、冷却された伝熱媒体は供給メイン管２７から冷却管２５を流れ、戻りメイン管２９から再びブライン冷却部３９に戻る循環を繰返す構造となっている。
【００３５】
一方、高温・高圧の冷媒が流れる第１の熱交換器３７において、高温・高圧の冷媒と、ブライン加熱部３５のヒーテング回路を流れる伝熱媒体との間で熱交換が行われ加熱される。これにより、加熱された伝熱媒体は、供給メイン管１７から加熱管７を流れ、戻りメイン管１９から再びブライン冷却部３５に戻る循環を繰返す構造となっている。
【００３６】
なお、図１において、６５はアスファルト中間層，６６，６７は上層路盤と下層路盤、６９は凍上抑制層となっている。
【００３７】
このように構成された自動車用テストコース路のヒートポンプ運転時において、加熱された伝熱媒体は、供給メイン管１７から加熱管７を流れた後、戻りメイン管１９に戻る。この時、加熱された伝熱媒体が流れる加熱管７の往路用７ａは上位側に位置すると共に、ほぼ等間隔の配置となるため、乾燥路面３の全領域に亘り均一で効率のよい加熱状態が得られる。これにより、冬季にあっても気象条件に左右されることなく安定した一定の乾燥路面３が確保され、夏季データ等の検証が可能となる。また、融雪した水は、傾斜面９ａに沿って流れるため、人工氷結路面５側へ悪影響を与える恐れはない。
【００３８】
次に、冷凍サイクル運転時において、冷却された伝熱媒体は、供給メイン管２７から冷却管２５を流れた後、戻りメイン管２９に戻る。この時、冷却された伝熱媒体が流れる冷却管２５の往路用２５ａは、上位側に位置すると共に、ほぼ等間隔の配置となるため、人工氷結路面５の全領域に亘り、均一で効率のよい冷却状態が得られる。これにより、地域、場所、気象条件等に影響されることなく安定した人工氷結路面５の確保が可能となり、正確な低μ値のデータ収集が行なえる。
【００３９】
又、前記したヒートポンプ運転と冷凍サイクル運転とを組合せた組合せ運転時は、加熱管７に加熱された伝熱媒体が、冷却管２５に冷却された伝熱媒体がそれぞれ同時に流れるため、気象条件等に影響されることなく安定した一定条件の乾燥路面３及び人工氷結路面５が得られる。
【００４０】
また、冷却管２５は、冷凍装置２とは独立しているため、シール部材３３を取除くことで露出し、メンテナンスが容易に行なえる。
【００４１】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明の自動車用のテストコース路によれば、次のような効果を奏する。
【００４２】
（１）地域、気象条件等に影響されることなく全領域に亘り安定した一定条件の乾燥路面と人工氷結路面が得られるようになり、正確なデータ収集ができる。
【００４３】
（２）乾燥路面の傾斜面によって、人工氷結路面側に融雪した水が流れるのを防ぎ、氷結路面に悪影響を与えるを防ぐことができる。
【００４４】
（３）伝熱媒体は、ヒートポンプ運転時と冷凍サイクル運転時の冷媒によって効率の高い加熱及び冷却ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる乾燥路面及び人工氷結路面の断面図。
【図２】この発明にかかる自動車用テストコース路の全体の概要説明図。
【図３】自動車用テストコース路全体の冷凍サイクルの回路図。
【図４】ヒートポンプ運転時の図３と同様の回路図。
【図５】冷凍サイクル運転時の図３と同様の回路図。
【図６】ヒートポンプ、冷凍サイクルを組合せた組合せ運転時の図３と同様の回路図。
【符号の説明】
１ 仕切り部材
３ 乾燥路面
５ 人工氷結路面
７ 加熱管（路面加熱手段）
２５ 冷却管（凍結手段）

Claims (4)

1. 仕切り部材を挟んで一方を、路面内に配置した路面加熱手段によって乾燥路面とし、他方を、路面上に凍結手段を配置し、その上に張った水を凍らせて人工氷結路面としたことを特徴とする自動車用テストコース路。
2. 乾燥路面は、中央となる内側の仕切り部材から外側に向かって下降傾斜する傾斜面となっていることを特徴とする請求項１記載の自動車用テストコース路。
3. 路面加熱手段は、ヒートポンプ運転時の冷媒によって加熱された伝熱媒体が流れる加熱管で構成されることを特徴とする請求項１記載の自動車用テストコース路。
4. 凍結手段は、冷凍サイクル運転時の冷媒によって冷却された伝熱媒体が流れる冷却管で構成されることを特徴とする請求項１記載の自動車用テストコース路。

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