JP4334433B2 - シャシーダイナモメータ - Google Patents

Description

本発明は、車両の各種試験に用いられるシャシーダイナモメータに関するものである。

シャシーダイナモメータとしては、車両駆動輪に対して路面を模擬するローラと、揺動可能に設けた前記ローラを回転駆動するダイナモメータと、車両駆動輪によってローラを介してダイナモメータに加わるトルクを、ダイナモメータに連結したアームに加わる荷重として計測するロードセルとを備えたシャシーダイナモメータが知られている。

また、このようなシャシーダイナモメータにおいて、ローラによって模擬する路面の性質を変更させる技術としては、ローラの車両駆動輪載置面に、道路の凹凸等を模擬するためのブロック状のセグメントをボルト等により装着する技術が知られている（たとえば特許文献１）。
実公平５-２８５０８

さて、シャシーダイナモメータを用いた試験を高精度に行うためには、ローラによって模擬する路面が精度良く形成される必要がある。しかし、前述したローラによって模擬する路面の性質を変更するために、ローラの車両駆動輪載置面にブロック状のセグメントを装着する技術によれば、ローラの加工誤差に加え、セグメントの加工誤差とセグメントの装着誤差とが路面の精度に影響するため、路面の形成精度を充分に高く確保することが比較的困難である。

また、このローラの車両駆動輪載置面にブロック状のセグメントを装着する技術によれば、セグメントの装着時と非装着時や、装着するセグメントによって、ローラの外周径寸法が変化してしまうため、セグメントの装着の有無や装着するセグメントに応じて、試験パラメータを調整する煩雑な作業が必要となるという問題もある。

そこで、本発明は、ローラによって模擬する路面の形成精度を高く保ちつつ、ローラによって複数の異なる性質の路面を模擬することのできるシャシーダイナモメータを提供することを課題する。

前記課題達成のために、本発明は、車両駆動輪に対して路面を模擬する円柱形状のローラと前記ローラが連結されたシャフトを回転駆動するダイナモメータとを備えたシャシーダイナモメータにおいて、前記ローラを、当該ローラの円柱形状の底面を形成する、前記シャフトに中心部が固定された二つの底面部材と、前記二つの底面部材の間に順次連結固定され、当該ローラの円柱形状の側面を形成する複数の中空円筒形状の側面部材とより構成し、前記各側面部材に、他の側面部材との連結側端部に、側面部材嵌合部を備えると共に、前記底面部材に連結固定される側面部材に、当該底面部材との連結側端部に、当該底面部材と嵌合し、当該底面部材に対して当該側面部材を少なくとも前記ローラの円柱形状の径方向に関して位置決めする底面部材嵌合部を備えたものである。ここで、隣接する二つの側面部材の、当該二つの側面部材間の連結側端部の前記側面部材嵌合部は、相互に嵌合し、当該二つの側面部材間の相対的な位置関係を少なくとも前記ローラの円柱形状の径方向に関して位置決めするものである。また、前記複数の側面部材のうちの少なくとも二つの側面部材は、当該側面部材の中空円筒形状の外周側側面が相互に異なる性質の路面を模擬するように、相互に異なった表面形状を有するものである。

なお、このシャシーダイナモメータは、前記複数の側面部材の各々を、脱着可能に、前記二つの底面部材の間に順次連結固定することが好ましい。
このようなシャシーダイナモメータによれば、ローラの円柱形状における高さ方向についてローラを複数に分割した各部分を、各々一つの側面部材で形成する。したがって、各側面部材の表面形状を異ならせることにより、路面形成精度の劣化要因となるセグメントなどを用いることなく、一つのローラで異なる性質を持つ路面を模擬することができる。また、各側面部材を、底面部材嵌合部や側面部材嵌合部による嵌合を用いて高精度に組み付けることができるので、ローラによって模擬する路面の形成精度を高く保つことができる。また、側面部材を交換することにより、様々な性質の路面の模擬を行うことができる。

ここで、外周面において路面を形成する部材である側面部材は、たとえば、当該側面部材の側面部材嵌合部や底面部材勘合部に嵌合する形状を有する治具に当該側面部材を固定して位置決めした上で、当該側面部材の前記中空円筒形状の側面を、当該側面部材の外周径が所望寸法となるように加工することにより高精度に製作することができる。

以上のように本発明によれば、ローラによって模擬する路面の形成精度を高く保ちつつ、ローラによって複数の異なる性質の路面を模擬することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係るシャシーダイナモメータの全体構成を模式的に示す。ここで、図１ａはシャシーダイナモメータを備えたピットの上面模式図を、図１ｂはシャシーダイナモメータを備えたピットの側面模式図を示している。また、図１ｃはシャシーダイナモメータの側面図を、図１ｄはシャシーダイナモメータの上面図を、図１ｅはシャシーダイナモメータの正面図を示している。なお、シャシーダイナモメータの背面は図１ｂに示される通りである。

図示した例では、ピット１０内に、二つのシャシーダイナモメータ１が各車両駆動輪に各々対応して設けられている。そして、これらのシャシーダイナモメータ１を用いて、ピット１０上に進めた自動車の各種特性がシャシーダイナモメータ１によって測定される。
すなわち、シャシーダイナモメータは、ローラ２、ローラ２を回転駆動する揺動可能に設けられたダイナモメータ３、ダイナモメータ３の両側に各々連結した２つのアーム４、ロードセル５、ベース６を有する。また、ローラ２は、ダイナモメータ３のシャフトに連結されており、ダイナモメータ３はベース６に対して揺動可能に支持されている。

そして、シャシーダイナモメータ１は、ピット１０上に進めた自動車の自動車駆動輪を、ピット１０の自動車走行面に設けた開口から天頂部を露出させたローラ２の上に配置して走行させながら、ダイナモメータ３でローラ２を介して自動車駆動輪にトルクを加えたり、ローラ２とダイナモメータ３を介してアーム４に自動車駆動輪より加わるトルクをロードセル５で計測するものである。

なお、ローラ２に車両駆動輪によって加えられたトルクに応じてダイナモメータ３がベース６に対して揺動する。したがって、ダイナモメータ３に固定されたアーム４に加わる荷重を、ロードセル５で計測することにより、ローラ２と車両駆動輪間の作用が計測できる。

ただし、本実施形態に係るシャシーダイナモメータ１としては、図１ａ、ｂに示したように各々一つのローラ２と一つのダイナモメータ３とを備えた二つのシャシーダイナモメータ１を用いる代わりに、各々車両駆動輪がひとつずつ載置される二つのローラとこの二つのローラを回転駆動する一つのダイナモメータを備えたシャシーダイナモメータを用いるようにしてもよい。

次に、図２にローラ２の構造を示す。
図２ａはローラ２の側面図、図２ｂは正面図、図２ｃは図２ｂ中の切断線ＡＡによる断面図である。
なお、ローラ２の上面、下面は側面と同様に表れ、ローラ２の背面は正面と同様に表れる。
図示するように、ローラ２は、ローラ２の円柱形状の底面を形成する二つのディスクパーツ２１、ローラ２の円柱形状の側面を形成する二つのローラパーツ２２を組み合わせて構成される。ここで、各ローラバーツ２２の外周面は、異なる路面の性質を模擬するように異なる加工が施されている。たとえば、一方のローラパーツ２２の外周面は平滑に形成されており、他方のローラパーツ２２の外周面には滑り防止用の編み目模様が刻まれている。ここで、平滑な外周面は自動車の排ガス測定試験時などの路面模擬に適しており、編み目模様が刻まれた外周面は馬力測定試験時などの路面模擬に適している。

ここで、ディスクパーツ２１は、中央にダイナモメータ３のシャフトを貫通させるための中央孔を有する円盤状の部材であり、ローラパーツ２２は略中空円筒状の部材である。そして、二つのディスクパーツ２１は、中央孔にシャフトを貫通させ、間に二つのローラパーツ２２を挟んだ形態で、シャフトに設けられているフランジにボルト等によって固定される。

また、各ローラパーツ２２は、中空円筒状形状の一方の開口側の端部がディスクパーツ２１にボルトによって固定され、他方の開口側の端部が他のローラパーツ２２にボルトによって固定されている。そして、これにより、二つのローラパーツ２２は連結されて、２つの底面が二つのディスクパーツ２１によって形成される一つの円柱の側面を形成する。いま、図１ｃの左右を用いて説明すれば、左側に配置されるローラパーツ２２の左の開口側の端部は、シャフトの左側に固定されたディスクパーツ２１に固定され、右側に配置されるローラパーツ２２の右の開口側の端部は、シャフトの右側に固定されたディスクパーツ２１に固定される。そして、左側に配置されるローラパーツ２２の右の開口側の端部と、右側に配置されるローラパーツ２２の左の開口側の端部が相互に連結、固定される。

ここで、図１ｃ-1、ｃ-２、ｃ-３に拡大図を示すように、ローラパーツ２２のディスクパーツ２１と固定される端部の内周側側面には、ディスクパーツ２１の縁と全周に渡って嵌合する形状を備えたディスク用嵌合リングが溶接などにより固定されている。そして、この嵌合リングをディスクパーツ２１の縁に嵌合させることにより、ローラパーツ２２がディスクパーツ２１に対して、したがってシャフトに対して正確に心出しした状態で位置決めされる。また、各ローラパーツ２２の、他のローラパーツ２２と固定される端部の内周側側面にはローラ用嵌合リングが固定されており、この連結される二つのローラ２に各々一つずつ設けられた二つのローラ用嵌合リングは、相互に全周に渡って嵌合する形状を備えている。そして、このローラ用嵌合リング同士を嵌合させることにより、二つのローラパーツ２２が、正確に中心が一致する状態で位置決めされる。

ここで、ディスク用嵌合リングは、図２ｃに示すように、奥側の方の内周径が小さくなるように内周径が二段に変化する断面形状が階段状の部材であり、この階段の段差部分の角の部分がディスクパーツ２１の縁の角と嵌合する。なお、このようなディスク用嵌合リングは、たとえば、図２ｄ、ｅに示すように内周の直径が異なる二つのリング状の部材２２１、２２２を連結して作成したディスク用嵌合リングを、板金加工などにより製作した中空の円筒部材２２０の内周面に溶接などによって固定することにより形成することができる。なお、図２ｄが、図２ａ、ｃにおける左側のローラパーツ２２の分解模式図を、図２ｅが図２ａ、ｃにおける右側のローラパーツ２２の分解模式図を表している。

次に、ローラ用嵌合リングは、ローラパーツ２２毎に異なる形状を有しており、一方のローラパーツ２２（図２ｃでは左側のローラパーツ２２）のローラ用嵌合リングは、奥側の方が内周径が小さくなるように内周径が三段に変化する断面形状が階段状の部材であり、他方のローラパーツ２２（図２ｃでは右側のローラパーツ２２）のローラ用嵌合リング、奥側の方が内周径が大きくなるように内周径が三段に変化する断面形状が階段状の部材であり、二つのローラ用嵌合リングの各階段の段差部分の角の部分が相互に嵌合する。なお、このようなディスク用嵌合リングは、たとえば、図２ｄ、ｅに示すように内周の直径が異なる三つのリング状の部材２２３〜４、２２６〜２２８を連結して作成したディスク用嵌合リングを、円筒部材２２０の内周面に溶接などによって固定することにより形成することができる。

以下、このようなローラバーツの製作法について説明する。
ローラパーツ２２の作成にあたっては、まず、ディスク用嵌合リングと、ローラ用嵌合リングと図２ｄ、ｅに示すようにリング状の部材を溶接などにより連結して作成する。また、板金加工により中空の円筒部材を作成する。そして、円筒部材にディスク用嵌合リングとローラ用嵌合リングとを溶接などにより固定し、ローラパーツ２２とする。

そして、図３ａ、ｂに示すような、ディスク用嵌合リングとローラ用嵌合リングと嵌合する形状を有する固定具３１にローラパーツ２２を固定し、ローラパーツ２２をモータ３２によって回転しながら、二次元制御可能な治具ステージ３３に固定した研削具３４によって研削し、外周径の調整や編み目模様の刻み込みなどの調整を行う。

このように、ローラ２への組み付け時に位置決めに用いるディスク用嵌合リングとローラ用嵌合リングを用いてローラパーツ２２を固定して、その加工を行うことにより、ローラ２への組み付け時における、各ローラパーツ２２の外周径や真円度の精度を高く確保することができる。

さて、このようにして製作されたローラ２を用いた自動車の試験は、試験の種類に応じた路面を模擬するローラパーツ２２上に、自動車駆動輪を載置して行う。すなわち、たとえば、排ガス測定試験を行うときには、自動車駆動輪を、外周面を平滑に加工したローラパーツ２２上に載置して試験を行い、馬力測定試験を行う場合には、自動車駆動論を外周面に編み目模様を刻んだローラパーツ２２上に移動して、その試験を行う。また、その他の性質を持つ路面を模擬する必要が生じた場合には、ローラ２を形成するローラパーツ２２を、適宜交換して、その試験を行う。すなわち、予め、３以上の異なる性質の外周面を持つローラパーツ２２を予め用意し、行う試験に応じて適宜、ローラ２を構成するローラパーツ２２を交換するようにする。

以上、本発明の実施形態について説明した。
ところで、以上の実施形態は二つのローラパーツ２２でローラ２を構成する場合について説明したが、ローラ２は図４に示すように３以上のローラパーツ２２で構成するようにしてもよい。ここで、図４ａは、ローラ２の側面図、図４ｂは切断線ＢＢによるローラ２の断面図である。

なお、この場合には、他の二つのローラパーツ２２の間に配置されるローラパーツ２２には、奥側の方が内周径が小さくなるように内周径が三段に変化する断面形状が階段状のローラ嵌合用リングを一方の端部の内周側側面に、奥側の方が内周径が大きくなるように内周径が三段に変化する断面形状が階段状のローラ嵌合用リングを他方の端部の内周側側面に設ける。そして、この二つのローラ嵌合用リングを、それぞれ隣接するローラパーツ２２のローラ嵌合用リングと嵌合させて固定する。

また、以上の実施形態では、ディスクパーツ２１とローラパーツ２２との位置決めや、ローラパーツ２２間の位置決めのための嵌合を、ローラパーツ２２に、断面が階段形状となるディスク嵌合用リングやローラ嵌合用リングを備えることにより実現したが、この嵌合のためにローラパーツ２２またはローラパーツ２２とディスクパーツ２１に備える構造やその形状は、当該構造による嵌合によって、ローラパーツ２２をディスクパーツ２１に対して少なくともローラ２の径方向に位置決めしたり、ローラパーツ２２同士を少なくともローラ２の径方向に位置決めできるものであれば、任意であってよい。

以上のように、本実施形態によれば、ローラ２の円筒形状における高さ方向についてローラ２を複数に分割して得られる各部分を、各々一つのローラパーツ２２により形成する。したがって、各ローラパーツ２２の表面形状を異ならせることにより、路面形成精度の劣化要因となるセグメントなどを用いることなく、一つのローラ２で異なる性質を持つ路面を模擬することができる。また、各ローラパーツ２２を、ディスク嵌合用リングやローラ嵌合用リングによる嵌合を用いて高精度に組み付けることができるので、ローラ２によって模擬する路面の形成精度を高く保つことができる。また、ローラパーツ２２を交換することにより、様々な性質の路面の模擬を行うことができる。

本発明の実施形態に係るシャシーダイナモメータの全体構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るシャシーダイナモメータのローラの構造を示す図である。 本発明の実施形態に係るシャシーダイナモメータのローラパーツの製作法を示す図である。 本発明の実施形態に係るシャシーダイナモメータのローラの他の構造例を示す図である。

符号の説明

１…シャシーダイナモメータ、２…ローラ、３…ダイナモメータ、４…アーム、５…ロードセル、６…ベース、１０…ピット、２１…ディスクパーツ、２２…ローラパーツ。

Claims (3)

1. 車両駆動輪に対して路面を模擬する円柱形状のローラと前記ローラが連結されたシャフトを回転駆動するダイナモメータとを備えたシャシーダイナモメータであって、
   前記ローラは、
   当該ローラの円柱形状の底面を形成する、前記シャフトに中心部が固定された二つの底面部材と、
   前記二つの底面部材の間に順次連結固定され、当該ローラの円柱形状の側面を形成する複数の中空円筒形状の側面部材とを有し、
   前記各側面部材は、他の側面部材との連結側端部に、側面部材嵌合部を備え、
   前記底面部材に連結固定される側面部材は、当該底面部材との連結側端部に、当該底面部材と嵌合し、当該底面部材に対して当該側面部材を少なくとも前記ローラの円柱形状の径方向に関して位置決めする底面部材嵌合部を備え、
   隣接する二つの側面部材の、当該二つの側面部材間の連結側端部の前記側面部材嵌合部は、相互に嵌合し、当該二つの側面部材間の相対的な位置関係を少なくとも前記ローラの円柱形状の径方向に関して位置決めし、
   前記複数の側面部材のうちの少なくとも二つの側面部材は、当該側面部材の中空円筒形状の外周側側面が相互に異なる性質の路面を模擬するように、相互に異なった表面形状を有することを特徴とするシャシーダイナモメータ。
   
2. 請求項１記載のシャシーダイナモメータであって、
   前記複数の側面部材の各々は、脱着可能に前記二つの底面部材の間に順次連結固定されていることを特徴とするシャシーダイナモメータ。
   
3. 車両駆動輪に対して路面を模擬する円柱形状のローラと前記ローラが連結されたシャフトを回転駆動するダイナモメータのローラの製作方法であって、
   前記の円柱形状の底面を形成する二つの底面部材を製作するステップと、
   当該ローラの円柱形状の側面を形成する、複数の中空円筒形状の、両端部に嵌合部を備えた側面部材を製作するステップと、
   前記底面部材の中心部がダイナモメータの前記シャフトに固定されると共に、前記複数の側面部材が二つの前記二つの底面部材の間に順次連結固定されるように、前記側面部材と底面部材を前記シャフトに組み付けるステップとを有し、
   前記側面部材を製作するステップにおいて、前記側面部材の嵌合部に嵌合する形状を有する治具に当該側面部材を固定して位置決めし、当該側面部材の前記中空円筒形状の側面を、当該側面部材の外周径が所望寸法となるように加工し、
   前記側面部材と前記底面部材を前記シャフトに組み付けるステップにおいて、前記底面部材と前記側面部材の連結を、当該底面部材との連結側端部の嵌合部を前記底面部材と嵌合させた形態で両者を位置決めして固定することにより行うと共に、前記側面部材間の連結を、両側面部材の、両側面部材間の連結側端部の嵌合部を相互に嵌合させた形態で両者を位置決めして固定することにより行うことを特徴とするローラの製作方法。