JP4830047B2 - 空気力学試験台 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前段に記載の空気力学試験台に関する。

空気力学試験台は、特に車両の空気力学的性質を求めるためのものである。概して、風洞が提供され、この風洞は、送風機によって気流を発生し、気流が、整流器を介して、一様に、平行に、かつ低乱流および低雑音で空気力学試験台に向けられる。

地面での境界層流と、動かされる車輪の周囲または中を通る気流とが、車両に作用する力に影響を及ぼすので、現実に近い道路走行シミュレーションでは、動かされる道路と車輪回転とを描写することが有利であることが分かっている。この目的で、車両が設置される車輪回転ユニット間に、適切な速度で回転する連続走路を構成することが知られるようになってきた。

さらに、独国特許出願公開第１０ ２００５ ０４０ ４４５ Ａ１号明細書および独国特許出願公開第１０３ ３８ ６３８ Ａ１号明細書は、道路をシミュレートし、車輪回転ユニット間に延在するだけでなく、それらを越えて延在する動かされる走路を開示する。車両は、固定デバイスによって横方向で保持される。車両の車輪は、走路のすぐ下に位置される載置面に設置される。独国特許出願公開第１０３ ３８ ６３８ Ａ１号明細書に示される試験台は、静止床を備え、静止床上で、ユニット全体として走路が計量ブリッジ上に取り付けられる。車両長手方向での力と車両横方向での力とは、計量ブリッジの軸受で測定され、Ｚ方向での力は、走路を通り抜けて、車両の載置面で測定される。道路走行を、大面積の走路によって最適にシミュレートすることができるので有利である。しかし、この構成では、測定データは、走路との空気力学的相互作用によって影響を及ぼされ、それに従って補償しなければならない。

独国特許出願公開第１０ ２００５ ０４０ ４４５ Ａ１号 独国特許出願公開第１０３ ３８ ６３８ Ａ１号

本発明の目的は、車両に作用する力をできるだけ正確に検出する空気力学試験台を提供することである。

この目的は、本発明によれば、請求項１の特徴によって実現される。有利な改良形態は、従属請求項から得られる。

本発明によれば、静止床と、車両の支持用の少なくとも２つの支持デバイスとを備える空気力学試験台が提供される。道路走行をシミュレートするために、床に対して移動する少なくとも１つのバンド・ユニットが提供される。このバンド・ユニットは、走路区域からセグメント状に構成される。したがって、本発明の核心は、単一の大面積走路を提供することではなく、一体となってバンド・ユニットを形成する複数のより小さな調節可能な走路区域を提供することである。したがって、支持デバイスは、走路区域間に配置される。その結果、車両により支持デバイスに作用する力を、床下計量機器に直接導くことができる。この場合、ＸおよびＹ方向の力とＺ方向の力とを、どちらも直接測定することができる。この場合、実際に車両が支持デバイスに及ぼす力のみが測定されるように、バンド・ユニット内の能動的な力の受容面ができるだけ小さく保たれると有利である。走路区域に作用する気流の力は検出されない。したがって、走路区域にわたる気流のトポロジーが、測定結果に影響を及ぼさない。セグメント状に分割することと、走路区域の調節可能性とにより、ほとんどの多様な実現可能な車両タイプに関して使用することができる可変バンド・ユニットを実現することができる。

できるだけ大きい、一貫性のある走路面を得るために、走路区域は、それぞれ支持デバイスの前方、後方、または間に構成されることがある。個々の走路区域が共に近接して位置すればするほど、より良好な影響を境界層流に及ぼすことができる。

支持デバイスの少なくとも１つが、他方の支持デバイスに対して相対的に移動可能であるように保持されてもよい。その結果、２つの支持デバイス間の距離を自由に選択することができ、したがって、試験台のモジュール・アセンブリが可能である。本発明の好ましい改良形態では、支持デバイスを四輪自動車の各車輪に関して利用可能にするために、計４つの支持デバイスが提供される。支持デバイスは、自動車のホイールベースまたはトレッドに応じて床下計量機器上に係留される。二輪または三輪の車両であっても対応して支持デバイスを変形させることができるので、この空気力学試験台によって検査することができると考えられる。

２つの支持デバイス間に延在する走路区域の寸法は、２つの支持デバイス間の距離に従って設定することができる。この場合、対応して走路区域を延長または短縮することができると有利である。

また、車輪の中または周囲を通る気流をシミュレートするために、車輪は、支持デバイス上で動かず静止しているのではなく、回転可能である。このために、支持デバイスは、車輪回転デバイスとして設計されることがある。

好ましくは、車輪回転デバイスは、一対のローラの周りを回転するベルト・バンドによって形成されることがある。

走路区域は、搬送ローラの周りを回転する走路ベルトを備えることがあり、追加の偏向ユニットが提供される。偏向ユニットは、走路ベルトが十分な摩擦接続で搬送ローラの周りを回転できるようにする。

汎用性を最大にするために、２つの搬送ローラ間の距離を調節可能にすることができる。支持デバイスをずらす場合、２つの搬送ローラの間の距離を増加または減少することによって、走路の長さを適合させることができる。摩擦接続を確保するために、追加の偏向ユニットの位置を同様に変えて、走路ベルトをプレテンション下においてもよい。

本発明のさらなる有利な実施形態を、図面を参照してより詳細に以下に説明する。

空気力学試験台の上面図である。 車両を伴わない図１に従った図である。 図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。 空気力学試験台の第２の実施形態を示す図である。 空気力学試験台の第３の実施形態を示す図である。 図３による車輪回転ユニットの詳細図である。 車輪回転ユニットの第２の実施形態を示す図である。 車輪回転ユニットの第３の実施形態を示す図である。

図１および２による上面図、さらには図３による側面図が、空気力学試験台１の第１の好ましい実施形態を示す。風洞（より詳細には図示せず）内で、気流Ａが、ノズル４０によって発生され、整流器を介して、一様に、平行に、かつ低乱流および低雑音で空気力学試験台１に向けられる。気流プロファイルは、流線４１によって示される。試験台１の後方で、気流Ａは、捕集器４２によって再びノズル４０に搬送される。空気力学試験台１は、静止床２によって下方で境界を画される。車輪回転デバイス５、６、７、および８として設計された支持デバイス４上に車両３を設置することができる。車輪回転デバイス５、６、７、および８は、車両の車輪を駆動させることができるように、好ましくは駆動ユニットとして設計される。また、別法として、車輪回転デバイスは、エンジン駆動式の車両３の動力を減少するのに適していると考えられる。

互いに左右に並んで位置する２つの車輪回転デバイス５と６、または７と８は、トレッドｓに従って互いから離隔され、一方、互いに前後に並んで位置する車輪回転デバイス５と７、または６と８は、車両３のホイールベースｒに従って互いから離隔される。

２つの前側車輪回転デバイス５および６の前方には、第１の走路区域９が構成され、この走路区域９は、幅Ｂと、調節可能な長さｌ１とを有する。幅Ｂは、トレッドｓよりも大きく、したがって、走路区域９は、横方向で２つの車輪回転デバイス５および６よりも広く延在する。

２つの前側車輪回転デバイス５および６の後方には、第２の走路区域１０が構成され、この走路区域１０は、前側車輪回転デバイスと後側車輪回転デバイスとの間の距離にわたって延びる。第２の走路区域１０は、第１の走路区域９と同じ幅Ｂを有し、同様に調節可能な長さｌ２をホイールベースｒに応じて選択することができ、この例示実施形態では長さｌ１よりも短い。

第３の走路区域１１が、車輪回転デバイス７および８の後方に提供される。その長さｌ３も調節可能である。実現すべき界面流に応じて、ちょうど車両３の後部領域で、長さｌ３を２つの前側の走路区域の長さよりも長くすることができる。第３の走路区域の幅Ｂは、前側の走路区域９および１０の幅に対応する。

したがって、床領域での流動挙動に影響を及ぼすバンド・ユニットが、３つの走路区域９、１０、および１１から形成され、このバンド・ユニットは、その長手方向範囲Ｌ内で、車輪回転デバイス５〜８によって中断される。

車輪回転デバイス５〜８は、共通の床下計量機器５０上にまとめて取り付けられることがある。床下計量機器５０によって、Ｘ、Ｙ、およびＺ方向で作用する力を受容することができる。別法として、または追加として、それぞれに作用する個々の力を検出するために、各車輪回転デバイスの下での力受容機構が可能である。それにより、ピッチング・モーメント、ヨー・モーメント、傾斜モーメントなどの作用モーメントの検出も同様に可能である。

図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った図３に示される側面図は、走路９、１０、および１１の構成を示す。

走路区域９は、２つの搬送ローラ１２および１３を装備され、それらの周りを、走路ベルト１４が、矢印Ｂの方向に従って時計回りに回転する。さらに、偏向ユニット１５が、走路ベルト１４によって囲まれる周回の中に提供される。搬送ローラ１２および１３は、矢印Ｘの方向に従って、互いに近づくように、または互いから離れるように変位させることができる。変位は、スピンドル駆動、ラック駆動、または空気圧／液圧駆動によって行われてもよい。走路ベルト１４の一律の回転に十分な摩擦接続を確保するために、追加の偏向ユニット１５の位置を変えることができる。この目的で、偏向ユニット１５は、垂直および／または水平ガイド内で変位可能に保持される。したがって、例えば、偏向ユニット１５が矢印Ｚの方向に従って変位されることによって、ベルトの弛みを走路ベルト１４から取り除くことができる。しかし、ＺおよびＸ方向での偏向ユニット１５の変位も可能である。したがって、走路区域９の長さｌ１は、可変に調節可能である。

走路区域１０および１１の長さｌ２またはｌ３は、走路区域９と全く同じように調節することができる。分かり易くするために、同様の構成要素は、同じ参照番号で、しかしアポストロフィを付けて表される。

車輪回転デバイス５および７は、２つのローラ１７および１８を備える一対のローラ１６の周りを回転するベルト・バンド１９によって形成される。図３における車輪回転デバイス５の詳細図Ｄが、図６に拡大されて示される。楔３０が、一対のローラ１６の脇に両側で挿入され、それにより、車輪回転デバイス５と、隣接する走路区域９および１０とが、面一の表面をもって互いに隣接する。

図７によれば、車輪回転デバイス５の１つの代替実施形態は、２つの走路区域９および１０の間にローラ３１が１つだけ配置されるものであってよい。参照番号３３は、車輪回転デバイス５上に設置された自動車車輪を表す。

図８によれば、車輪回転デバイス５の第３の実施形態は、回転するベルト・バンドを有さない一対のローラ３２によって可能になる。

車輪回転デバイス５および７はそれぞれ、試験すべき自動車のホイールベースｒまたはトレッドｓに従って位置決めすることができる。例えば、図３に示されるよりも大きなホイールベースが必要とされる場合、車輪回転デバイス７を、破線によって示される位置へ右に変位させることができる。走路１０の後側搬送ローラ１３’も同様に右に変位され、それと共に、偏向ユニット１５’が、破線によって示される位置へ垂直に上に変位される。その結果、走路１０の長さｌ２が延長される。

同様にして、走路区域１１の長さｌ３は短縮される。このために、前側搬送ローラ１２’’が右に変位され、それと共に、偏向ユニット１５’’は、走路区域１１に張力を提供するように下に変位されなければならない。

車両の配置、およびその結果としての車輪回転デバイス５、６、７、および８の位置決めは、空気力学試験台の中央で行われてよい。すなわち、車両中心が、空気力学試験台の中心に位置決めされる。別法として、車両ノーズとノズルとの間が一定の距離となるような車両の配置が可能である。この利点は、奔流の力がこの位置で一定であることである。理論上は、このとき、前側支持デバイス５および６の変位の可能性をなくすことができる。

構成の可能性が非常に多様であることにより、実質的に任意の所望の車両を空気力学試験台で試験することができ、それでも一貫性のあるバンド・ユニットが保たれるという利点が得られる。左右に並んで位置する車輪回転ユニット５および／または６、ならびに７および／または８を中央に寄せることさえ考えられ、それにより、バンド・ユニットの走行により、例えばオートバイや自転車など二輪車両に気流を提供することができる。別法として、この使用例では、前側車輪回転ユニットの１つと、後側車輪回転ユニットの１つとをなくすことができ、２つの残りの車輪回転ユニットを、長手方向で互いに位置合わせして配置することができる。この構成では、バンド・ユニットの走行により、三輪車両に気流を提供することさえできることは言うまでもない。

３つの走路区域を有する図１〜３に示される変形形態に加えて、別法として、図４に示されるように、車輪回転ユニット５と６、または７と８の間にさらなる走路区域２０および２１が提供されてもよい。トレッドｓが広げられるとき、対応する幅を形成するために、この走路区域２０または２１は、より広い走路区域と交換できるようなものでなければならない。さらなる走路区域を、車輪回転デバイス５、６、７、または８に加えて提供することもできる。

本発明の第３の実施形態が、図５に示され、ここでは、車輪回転ユニット５と６の間、および７と８の間に中央走路２２が構成される。このとき、車輪回転ユニット５および６の前に、さらなる走路区域２３および２４が、それぞれ中央走路２２の左右に提供される。バンド・ユニットは、実質的に、さらなる走路区域２５、２６、２７、および２８によって組み立てられる。

１つの変形態様（図示せず）は、中央走路区域２２に対して車輪回転ユニットの外側に、均一な長さの走路がそれぞれ構成され、それにより均一な長さの３つの走路区域が提供されるものであってよい。前側車輪回転デバイス５または６と後側車輪回転デバイス７または８との間の自由区域は、それぞれ走路区域によって閉じられることがある。

上で説明した例示実施形態から、本発明による解決策によって、走路区域の実質的に任意の所望の構成が可能であることが明らかである。それにより、モジュール式に組み立てられるバンド・ユニットを製造することができる。

Claims (8)

1. 車両に作用する力を求めるための空気力学試験台であって、
   静止床と、
   前記車両を支持するための少なくとも２つの支持デバイスと、
   床領域での流動挙動に影響を及ぼすための、前記床に対して移動する少なくとも１つのバンド・ユニットとを備え、
   前記バンド・ユニットが、気流の方向である長さ方向の長さを調節可能な複数の走路区域に区分されて構成され、
   少なくとも１つの前記支持デバイスが、他方の前記支持デバイスに対して相対的に長さ方向に移動可能であるように保持され、
   ２つの前記支持デバイスの間に延在する前記走路区域の長さ方向の寸法を、当該２つの支持デバイスの間の長さ方向の距離に対応して調節することができることを特徴とする空気力学試験台。
2. 少なくとも１つの前記走路区域が、前記２つの支持デバイスの間に延在することを特徴とする請求項１に記載の空気力学試験台。
3. 前記走路区域が、気流の方向で見たときに、前記支持デバイスの前方および／または後方に延在することを特徴とする請求項１または２に記載の空気力学試験台。
4. 前記支持デバイスが、車輪回転デバイスを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気力学試験台。
5. 前記車輪回転デバイスが、一対のローラの周りを回転するベルト・バンドを有することを特徴とする請求項４に記載の空気力学試験台。
6. 前記走路区域が、搬送ローラの周りを回転する走路ベルトを備え、追加の偏向ユニットを更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気力学試験台。
7. 前記走路区域の長さを調節するために、２つの前記搬送ローラの間の距離が調節可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の空気力学試験台。
8. 前記走路ベルトをプレテンション下におくために、前記追加の偏向ユニットの位置を、前記搬送ローラの間の距離に応じて変えることができることを特徴とする請求項６または７に記載の空気力学試験台。

Images