JP4681475B2 - シャシーダイナモメータ - Google Patents

Description

本発明は、車両の各種特性の測定等を行うために用いられる、車両駆動輪に対して路面を模擬するローラを備えた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、従来、図２に示す構成を備えたシャシーダイナモメータが知られている（たとえば、特許文献１）。
ここで、図２において、ａはシャシーダイナモメータの正面図、ｂはシャシーダイナモメータの右側面図、ｃはシャシーダイナモメータの上面図を表している。また、図中ｄは、図aの断面線A-Aによる断面を模式的に表した図である。
図示するように、このシャシーダイナモメータは、ベース１に固定された支持台２を有し、この支持台２の上にダイナモメータ３が固定されている。そして、ダイナモメータ３によって回転トルクが与えられるシャフト６の両端側には、それぞれベアリング１７を介して、ローラ１８が支持されている。また、シャフト６の外側の底面とフランジ型歪センサ１９の中央部はボルトで締結されており、ローラ１８の外側の底面とフランジ型歪センサ１９の周縁部もボルトで締結されている。そして、これにより、シャフト６とローラ１８は、ローラ１８がシャフト６と共に回転するよう、フランジ型歪センサ１９を介して連結される。

そして、このフランジ型歪センサ１９は、フランジ１９１と、フランジ１９１に固定された１または複数の歪センサ１９２を有し、フランジ１９１にはシャフト６及びローラ１８にフランジ１９１をボルトで締結するためのボルト孔が設けられている。そして、歪センサ１９２は、フランジ１９１に生じた歪みに応じた値を出力する。

ここで、フランジ型歪センサ１９を取り除いた状態において、シャフト６はベアリング１７によってローラ１８を回動可能に支持するようになっており、ローラ１８の径方向や回転軸方向の力は、基本的には、フランジ型歪センサ１９に加わらない。
したがって、ローラ１８と車両駆動輪との間で作用する、ローラ１８の周面の接線方向の力に応じてフランジ１９１の各所に各々生じる歪みを歪センサ１９２によって計測し、計測した各所の歪み量を、予め定めた換算式に従って処理することにより、ローラ１８と車両駆動輪の間で作用する、ローラ１８の周面の接線方向の力を算出することができる。
特開2005-10123号公報

図２に示したシャシーダイナモメータによれば、ベアリング１７と当該ベアリング１７の内レースや外レースとの間の隙間分、ローラ１８が当該ローラ１８の径方向や回転軸方向に移動することが可能であり、また、この移動方向の力によるフランジ１９１の歪みに起因する誤差が、歪センサ１９２の計測値に含まれてしまうことがある。また、歪センサ１９２を破損してしまうこともある。

そこで、本発明は、ローラと車両駆動輪の間で作用する当該ローラの周面の接線方向の力を、より精度良く計測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とする

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ローラと、シャフトと、前記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を、前記ローラと前記シャフトの間に配置され、前記シャフトに対して前記ローラを回動可能に支持するベアリングと、前記シャフトに連結された歪検出用部材と、前記ローラと前記歪検出用部材とを連結するカップリング部材と、前記歪検出用部材に固定された歪センサとを含めて構成すると共に、前記カップリング部材を、前記ローラの径方向と前記ローラの回転軸方向について外力に応じて撓む可撓性を有すると共に、前記ローラの回転方向について外力に応じて撓まない剛性を有するものとしたものである。

また、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ローラと、シャフトと、前記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を、前記ローラと前記シャフトの間に配置され、前記シャフトに対して前記ローラを回動可能に支持するベアリングと、前記ローラに連結された歪検出用部材と、前記シャフトと前記歪検出用部材とを連結するカップリング部材と、前記歪検出用部材に固定された歪センサとを含めて構成し、前記カップリング部材を、前記ローラの径方向と前記ローラの回転軸方向について外力に応じて撓む可撓性を有すると共に、当該カップリング部材は、前記ローラの回転方向について外力に応じて撓まない剛性を有するものとしたものである。

これらのようなシャシーダイナモメータでは、ローラの径方向や回転軸方向への移動によって生じる力は、カップリング部材が前記ローラの径方向と前記ローラの回転軸方向について撓むために、歪検出用部材にはほとんど加わらず、ほぼ全てがベアリングに加えられる。したがって、ローラの径方向や回転軸方向への移動に起因する歪みは歪検出用部材には発生しない。一方で、シャフトとローラと間に発生するローラの回転方向の力は、ローラの回転方向に剛性を有するカップリング部材を介して歪検出用部材に、そのまま加えられる。

よって、これらのようなシャシーダイナモメータによれば、歪センサによって、ローラと車両駆動輪との間で作用するローラの周面の接線方向の力によって歪検出用部材に生じる歪みを、ローラの径方向や回転軸方向への移動に起因する計測誤差を排して精度良く計測することができるようになる。

以上のように、本発明によれば、シャシーダイナモメータにおいて、ローラと車両駆動輪の間で作用する当該ローラの周面の接線方向の力を、より精度良く計測することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１ａ、ｂ、ｃに本実施形態に係るシャシーダイナモメータの構成を示す。
ここで、図１において、ａはシャシーダイナモメータの正面図、ｂはシャシーダイナモメータの右側面図、ｃはシャシーダイナモメータの上面図を表している。また、図中ｄは、図aの断面線A-Aによる断面を模式的に表した図である。
図示するように、このシャシーダイナモメータは、ベース１、ベース１に固定された支持台２、支持台２の上に固定されたダイナモメータ３を有している。また、ダイナモメータ３によって回転トルクが与えられるシャフト６と、シャフト６の両端にひとつずつ設けられたローラ７を有している。

ここで、図ｄの断面模式図に示すように、ローラ７は、シャフト６にベアリング８を介して支持されている。また、シャフト６の外側の底面には、フランジ型歪センサ９の中央部がボルトで連結され、ローラ７の中央部の外側にはカップリング１０がボルトで連結されている。そして、このカップリング１０の外側に、フランジ型歪センサ９の周縁部がボルトで連結されている。すなわち、ローラ７は、カップリング１０、フランジ型歪センサ９を介してシャフト６に連結しており、シャフト６の回転と共に、カップリング１０、フランジ型歪センサ９、ローラ７は回転する。また、フランジ型歪センサ９を取り除いた状態において、シャフト６はベアリング８によってローラ７を回動可能に支持するようになっている。

次に、このフランジ型歪センサ９は、フランジ９１と、フランジ９１に固定された１または複数の歪センサ９２を有し、フランジ９１にはシャフト６及びカップリング１０に、当該フランジ９１をボルトで締結するためのボルト孔が設けられている。そして、歪センサ９２は、フランジ型歪センサ９に生じた歪みに応じた値を出力する。

ここで、カップリング１０は、ローラ７の径方向（図ｄのｒ方向）とローラ７の回転軸（図ｄのｘ方向）方向については、外力に応じて撓む可撓性を有する。また、このカップリング１０は、ローラ７の回転方向（図ｂのΦ方向）については外力に応じて撓まない剛性を有する。

したがって、ローラ７の径方向や回転軸方向への移動によって生じる力は、カップリング１０がローラ７の径方向や回転軸方向に撓むために、フランジ型歪センサ９にはほとんど加わらずに、ほぼ全てベアリング８に加えられる。したがって、ローラ７の径方向や回転軸方向への移動に起因する歪みはフランジ型歪センサ９のフランジ９１には発生しない。一方で、シャフト６とローラ７と間に発生するローラ７の回転方向の力は、ローラ７の回転方向に剛性を有するカップリング１０を介してフランジ型歪センサ９に、そのまま加えられる。

よって、本実施形態によれば、歪センサ９２によって、ローラ７と車両駆動輪との間で作用するローラ７の周面の接線方向の力によってフランジ９１の各所に各々生じる歪みを、ローラ７の当該ローラ７の径方向や回転軸方向への移動に起因する計測誤差を排して精度良く計測することができる。そして、これにより計測した各所の歪み量を、予め定めた換算式に従って処理することにより、左右のローラ７の各々と車両駆動輪の間で作用する、ローラ７の周面の接線方向の力を精度良く算出することができるようになる。

ところで、以上のシャシーダイナモメータでは、シャフト６、フランジ型歪センサ９、カップリング１０、ローラ７の順に各部を連結したが、これは、図１ｅに示すように、シャフト６、カップリング１０、フランジ型歪センサ９、ローラ７の順に、各部を連結するようにしてもよい。このようにしても、ローラ７と車両駆動輪との間で作用するローラ７の周面の接線方向の力によってフランジ９１の各所に各々生じる歪みを、ローラ７の当該ローラの径方向や回転軸方向への移動に起因する計測誤差を排して精度良く計測することができる。

また、以上の各シャシーダイナモメータにおけるカップリング１０としては、たとえば、図１ｆ１のカップリング１０正面図に示すように構成したものを用いるようにしてもよい。
図示したカップリング１０は、二つのハブ１０１と、二つのハブの間に配置されたスペーサ１０２と、各ハブ１０１とスペーサを各々連結する二つのフレキシブルエレメント１０３とより構成されている。ここで、ハブ１０１とスペーサ１０２は、両端にフランジが設けられた中空円筒形状を有している。また、各フレキシブルエレメント１０３は、図１ｆ２の側面図に示すような正方形の薄い鋼板を積層したものであり、図中上下のボルト孔を用いてハブ１０１に締結され、図中左右のボルト孔を用いてスペーサ１０２に締結される。

ここで、このようなカップリング１０を、たとえば図１ｆ３のシャシーダイナモメータの右側面図に示すように配置して用いれば、当該カップリング１０は、ローラ７の回転方向対する剛性を示すと共に、ローラ７の回転軸方向ｘについては図１ｇ１に示すように外力に応じて撓む可撓性を示し、ローラ７の径方向ｒについては図１ｇ２に示すように外力に応じて撓む可撓性を示す。

本発明の実施形態に係るシャシーダイナモメータの構成を示す図である。 従来のシャシーダイナモメータの構造を示す図である。

符号の説明

１…ベース、２…支持台、３…ダイナモメータ、６…シャフト、７…ローラ、８…ベアリング、９…フランジ型歪センサ、１０…カップリング、９１…フランジ、９２…歪センサ。

Claims (2)

1. 車両駆動輪に対して路面を模擬するローラと、シャフトと、前記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、
   前記ローラと前記シャフトの間に配置され、前記シャフトに対して前記ローラを回動可能に支持するベアリングと、
   前記シャフトに連結された歪検出用部材と、
   前記ローラと前記歪検出用部材とを連結するカップリング部材と、
   前記歪検出用部材に固定された歪センサとを有し、
   前記カップリング部材は、前記ローラの径方向と前記ローラの回転軸方向について外力に応じて撓む可撓性を有すると共に、前記ローラの回転方向について外力に応じて撓まない剛性を有することを特徴とするシャシーダイナモメータ。
   
2. 車両駆動輪に対して路面を模擬するローラと、シャフトと、前記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、
   前記ローラと前記シャフトの間に配置され、前記シャフトに対して前記ローラを回動可能に支持するベアリングと、
   前記ローラに連結された歪検出用部材と、
   前記シャフトと前記歪検出用部材とを連結するカップリング部材と、
   前記歪検出用部材に固定された歪センサとを有し、
   前記カップリング部材は、前記ローラの径方向と前記ローラの回転軸方向とについて外力に応じて撓む可撓性を有すると共に、前記ローラの回転方向について外力に応じて撓まない剛性を有することを特徴とするシャシーダイナモメータ。