JP5908737B2

JP5908737B2 - 車両拘束装置

Info

Publication number: JP5908737B2
Application number: JP2012019398A
Authority: JP
Inventors: 泰博阿部; 渡辺　学; 学渡辺; 将志今枝
Original assignee: A&D Co Ltd
Current assignee: A&D Co Ltd
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2016-04-26
Anticipated expiration: 2032-02-01
Also published as: JP2013156232A

Description

本発明は車両拘束装置に係り、特に台上試験装置で車両を試験するために車両を拘束する車両拘束装置に関する。

自動車などの車両を試験する装置として、シャシーダイナモメータ（台上試験装置）が知られている。シャシーダイナモメータは、回転自在に設けられたドラムの上に車両の車輪を配置して車輪を回転させるとともに、ドラムの回転負荷を制御することによって、車両の走行状態を再現させて試験を行う装置である。

このようなシャシーダイナモメータでは、車両がドラムの上から落ちないように車両を拘束する必要があり、従来から様々な車両拘束装置が提案されている。たとえば、特許文献１の車両拘束装置は、車両の重心を通る水平な回転軸を中心に回動自在となるように拘束されており、拘束された車両は重心を中心にピッチングすることができる。一方、特許文献２の車両拘束装置は、車両がボールジョイントを介して支持されており、車両は拘束状態において前後上下左右に変位することができる。

実開昭62-189638 特許3109396

しかしながら、特許文献１、２の車両拘束装置は、車両の走行状態を正確に再現できないという問題があった。たとえば、特許文献１の車両拘束装置は、常に一定のピッチング軸を中心として回動するように車両を拘束しているが、走行中の車両はピッチング軸が一定ではなく、移動することがある。たとえば、加速時にはピッチング軸が後方に移動し、減速時にはピッチング軸が前方に移動している。したがって、常に一定のピッチング軸となるように設定した特許文献１では、走行状態の車両を正確に再現することができない。

一方、特許文献２は、車両が前後上下左右に変位可能な状態で拘束されており、試験中の車両は自在に変位することができる。しかし、試験中の車両は、走行中の車両と同じ挙動にはならないので、走行中の車両の挙動を正確に再現することにはならない。たとえば、前述のピッチング軸の前後移動は車両の慣性力によって発生するが、台上試験装置上の車両は車体が動かないので慣性力が働かない。このため、特許文献２のようにたんに変位自在に拘束しただけでは、ピッチング軸の前後移動は発生しない。したがって、特許文献２では、車両の走行状態を正確に再現できないという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みて成されたものであり、車両の走行状態の再現を可能とする車両拘束装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、車両を台上試験装置上に拘束する車両拘束装置において、前記車両の両側に設けられ、前記台上試験装置の基部に固定される一対の支柱部と、前記支柱部に上下方向にスライド自在に設けられるとともに前記車両に連結される可動部と、前記可動部を上方に付勢することによって前記可動部の重量を相殺する付勢部と、を備え、前記可動部は、水平な回転軸を中心として前記車両を回動自在に支持する回転軸部と、前記回転軸の高さ位置を、拘束された状態の前記車両に対して上下方向に調整する位置調整機構と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、水平な回転軸を中心として回転自在な状態で車両を拘束し、且つ、その回転軸が上下方向に移動自在となるように車両を拘束したので、車両は上下に変位しながら回転することができる。これにより、車両はピッチング軸が移動可能な状態で拘束されるので、走行状態と同じ挙動を示すことが可能となる。

また、本発明によれば、回転軸の高さ位置を車両に対して調整できるので、拘束された車両の挙動をコントロールすることができる。たとえば走行時の車両の車輪にかかる荷重を予め走行試験により計測し、台上試験装置でその計測値が得られるように回転軸の高さを設定する。このように意図的に回転軸の高さ位置を調節することによって、走行時の車両の車輪にかかる設置荷重を台上試験装置で再現することができ、その結果、車両の走行状態を正確に再現することができる。

請求項２に記載の発明は請求項１において、前記可動部は、前記回転軸部に連結されるフレーム部と、該フレーム部にスライド自在に係合されるとともに前記車両に連結されるアーム部とを備え、前記位置調整機構は、前記アーム部を前記フレーム部に対してスライドさせることによって前記回転軸の高さ位置を調節することを特徴とする。

本発明の車両拘束装置によれば、水平な回転軸を中心に回転自在となるように且つその回転軸が上下方向に移動自在となるように車両の車体を拘束し、さらに車両に対する回転軸の高さ位置を調節するようにしたので、走行時の車両の挙動を台上試験装置で正確に再現することができる。

本実施の形態の車両拘束装置を示す斜視図図１の支柱部を示す斜視図図１の可動部を示す斜視図車両の拘束状態を模式的に示す平面図車両の拘束状態を模式的に示す側面図車両試験方法を説明するフロー図

以下、添付図面に従って本発明に係る車両拘束装置の好ましい実施形態について説明する。図１は本実施の形態の車両拘束装置を示す斜視図である。

同図に示す車両拘束装置１０は、車両１２（図４参照）の左右両側に配置されるものであり、左右一組を一対として使用される。なお、左右の車両拘束装置１０は同様の構成であり、一方のみを図１に示して説明する。

図１に示すように車両拘束装置１０は主として、支柱部１４、可動部１６、付勢部１８で構成される。支柱部１４は、シャシーダイナモ試験装置の基台５０（図５参照）に固定されており、図２に示すように二本の支柱２０を備えている。各支柱２０は四角柱状に形成されており、所定の間隔で平行に立設される。また、各支柱２０は、外側面を除く三つの側面、すなわち対向する内側面とそれに繋がる両側面に摺動面２１が形成されている。この摺動面２１は後述のエアベアリングが摺動する部分であり、フラットに形成されている。二本の支柱２０の間には、図３の可動部１６の一部が配設される。

可動部１６は、車両１２の車体１２Ｘ（図４参照）に連結される部材であり、車体１２Ｘとともに上下動および回転するようになっている。図３に示すように可動部１６は、平面視で略Ｈ型のスライド部２２を有しており、このスライド部２２が二本の支柱２０の間に配置される。スライド部２２の側面には、複数のエアベアリング２４が配設される。このエアベアリング２４は、前述の摺動面２１に対向する三面に配置されており、不図示のエア供給手段が接続されて、エア供給手段から高圧のエアが供給される。これにより、可動部１６のスライド部２２は、エアベアリング２４を介して支柱２０の摺動面２１に非接触で支持され、可動部１６が上下方向にスムーズにスライドする。

スライド部２２には回転軸部２６が取り付けられ、回転軸部２６に保持部材２８が取り付けられている。回転軸部２６は、水平な回転軸を有し、この回転軸を中心として保持部材２８がスライド部２２に対して回動するようになっている。

保持部材２８は、フレーム部３０とアーム部３２を備えている。フレーム部３０は前述の回転軸部２６に連結されるとともに、アーム部３２を上下方向にスライド自在に支持している。アーム部３２はＬ状に形成されており、その先端には一対の固定具４０が取り付けられている。固定具４０は、車体１２Ｘに連結される部分であり、たとえば車体１２Ｘの下部に配置されたバーをクランプするようになっている。

また、保持部材２８には、アーム部３２の上下方向の位置をフレーム部３０に対して調節する位置調節機構３４が設けられている。位置調節機構３４の構成は特に限定するものではないが、たとえばボールネジ３６がフレーム部３０に上下方向に配置されており、その上端にハンドル３８が設けられ、このハンドル３８を操作することによってボールネジ３６が回転するようになっている。アーム部３２はボールネジ３６に螺合されており、ボールネジ３６が回動することによって、フレーム部３０に対して上下に移動する。このようにアーム部３２をフレーム部３０に対して上下動させることによって、アーム部３２の先端の固定具４０とフレーム部３０側の回転軸部２６との間隔を調節することができる。したがって、固定具４０に車体１２Ｘを固定した場合には、その車体１２Ｘの回転軸の高さ位置を車体１２Ｘに対して調整することができる。

図１に示す付勢部１８は、可動部１６を上方に付勢することによって、可動部１６の重量を相殺する機構であり、支柱部１４の上端に設置されている。付勢部１８は、その内部に定荷重バネ（不図示）を備えており、この定荷重バネはワイヤー（不図示）を介して可動部１６のフレーム部３０に連結されている。また、定荷重バネのトルクは、可動部１６の重量に合わせて設定されており、可動部１６が上方に付勢されて重量が相殺されるようになっている。したがって、可動部１６に車体１２Ｘを連結した際に、車体１２Ｘの動きが可動部１６の重量に阻害されることがない。

上記の如く構成された車両拘束装置１０は、図４に示すように２つを一組として、車両１２の左右両側に配置される。その際、左右の車両拘束装置１０は車両１２の前後方向において同じ位置に配置される。具体的には、可動部１６に設けた回転軸部２６が、車両１２の前後方向において同じ位置に配置される。また、左右の車両拘束装置１０において、回転軸部２６が同じ高さ位置になるように調整される。具体的には、ハンドル３８を回転させることによってアーム部３２をフレーム部３０に対して上下動させ、回転軸部２６の高さ位置が左右の車両拘束装置１０で同じになるように調整される。このように設定された左右の車両拘束装置１０の固定具４０に車体１２Ｘが固定され、車体１２Ｘが拘束される。

拘束された車体１２Ｘは、回転軸部２６を中心として回転自在に変位することができる。その際の回転軸（以下、ピッチング軸という）は、左右の車両拘束装置１０の回転軸部２６が車両１２の前後方向において同じ位置に配置され、且つ、回転軸部２６が同じ高さ位置に調整されているので、車両１２の幅方向に水平に設定される。すなわち、車体１２Ｘは、水平なピッチング軸を中心として回転自在となる状態で拘束される。

また、拘束された車体１２Ｘは、可動部１６が支柱部１４に対して上下方向にスライド自在に支持されているので、上下方向に自在に変位することができる。すなわち、前述のピッチング軸が上下に移動自在となる状態で、車体１２Ｘが拘束される。

なお、車両１２の下方には、図５に示すように台上試験装置が設けられている。台上試験装置には、回転自在なドラム５２を有し、このドラム５２の回転負荷がダイナモメータ（不図示）によって制御される。車両１２は、車輪１２Ｙがドラム５２の上に載置され、車体１２Ｘが車両拘束装置１０によって拘束される。これにより、台上試験装置で車両１２の試験を行うことができる。

次に車両拘束装置１０を用いて車両１２の試験を行う方法について説明する。図６は車両試験方法のフローを示している。

まず、車両１２を実際に路面を走行させ、車輪１２Ｙにかかる荷重のデータ（以下、走行試験データという）を取得する（ステップＳ１）。車輪１２Ｙにかかる荷重のデータの計測は、たとえば車輪１２Ｙに回転６分力計を取り付けて、計測データを取得する。なお、既に同車種または類似車種の走行試験データがあり、それを用いることができる場合には、走行試験データ取得の作業を省略してもよい。

次に車両１２を台上試験装置にセッティングする（ステップＳ２）。すなわち車両１２を台上試験装置に載せ、車輪１２Ｙをドラム５２の上に配置した後、車両１２の両側の車両拘束装置１０の固定具４０に車体１２Ｘを固定し、車体１２Ｘを拘束する。これにより、車体１２Ｘは、水平なピッチング軸を中心に回転自在に支持されるとともに、そのピッチング軸が上下に変位するように支持される。

次にピッチング軸の高さ調整を行う（ステップＳ３）。すなわち、ハンドル３８を回転操作することによって、アーム部３２をフレーム部３０に対してスライドさせ、車体１２Ｘに対してピッチング軸を上下に移動させる。

次に台上試験装置と車両１２を稼動させ、車輪１２Ｙにかかる荷重のデータ（以下、台上試験データという）を取得する（ステップＳ４）。車輪１２Ｙにかかる荷重のデータは、走行試験データと同じように計測する。

次に台上試験データと前述の走行試験データとを比較する（ステップＳ５）。両方の試験データの一致度合いが低い場合（或いは両方のデータの誤差が設定値を超えた場合）には、ハンドル３８を操作してピッチング軸の高さ位置を再度調整する（ステップＳ３）。その後、台上試験データを再度取得し（ステップＳ４）、その台上試験データを走行試験データと比較する（ステップＳ５）。この一連の処理を、両方の試験データの一致度合いが高くなるまで繰り返し行う。

両方の試験データの一致度合いが高まった後、通常の台上試験を行う（ステップＳ６）。台上試験中、車両１２の車輪１２Ｙには、走行時と略同じ荷重がかかっている。このように車両１２にかかる荷重を再現したことによって、車輪１２Ｙを支えるサスペンション等は、走行状態が再現されることになるので、車体１２Ｘも走行状態が再現される。たとえば車両１２の加速時には前輪にかかる荷重が小さくなり、後輪にかかる荷重が大きくなるが、このような荷重分布が台上試験装置で再現されることによって、車体１２Ｘの挙動が台上試験装置上で再現され、ピッチング軸が自然に後方に移動する。同様に車両１２の減速時には前輪にかかる荷重が大きくなり、後輪にかかる荷重が小さくなるが、このような荷重分布が台上試験装置で再現されることによって、車体１２Ｘの挙動が台上試験装置上で再現され、ピッチング軸が自然に前方に移動する。

このように本実施の形態によれば、車両１２の車体１２Ｘが水平なピッチング軸で回転するように支持し、さらにそのピッチング軸が上下動するように拘束するとともに、ピッチング軸の高さ位置を車体１２Ｘに対して上下に調整するようにしたので、車体１２Ｘは走行時と同じ挙動を示すことが可能になる。また、本実施の形態によれば、車輪１２Ｙにかかる荷重が走行時と同じになるようにピッチング軸の高さ位置を調整したので、走行時の車両１２の挙動を台上試験装置で正確に再現することができる。

なお、上述した実施形態は、付勢部１８を定荷重バネで構成したが、これに限定するものではなく、可動部１６の重量が車体１２Ｘに影響しないように構成されていればよい。たとえば、可動部１６を一方に吊り下げ、他方に可動部１６と同じ重量を吊り下げてバランスを取るようにしてもよい。

また、上述した実施形態は、ハンドル３８の操作により手動でピッチング軸の高さ位置を調整したが、これに限定するものではなく、たとえばモータ等を用いて自動で調整するようにしてもよい。その場合、台上試験を行いながら、ピッチング軸の高さ位置を調整することが可能になるので、ピッチング軸の高さ位置の調整、台上試験データの取得、両方の試験データの比較を連続して繰り返し行うことができ、試験時間を大幅に短縮することができる。

１０…車両試験装置、１２…車両、１２Ｘ…車体、１２Ｙ…車輪、１４…支柱部、１６…可動部、１８…付勢部、２０…支柱、２２…スライド部、２４…エアベアリング、２６…回転軸部、２８…保持部材、３０…フレーム部、３２…アーム部、３４…位置調整機構、３６…ボールネジ、３８…ハンドル、４０…固定具

Claims

車両を台上試験装置上に拘束する車両拘束装置において、
前記車両の両側に設けられ、前記台上試験装置の基部に固定される一対の支柱部と、
前記支柱部に上下方向にスライド自在に設けられるとともに前記車両に連結される可動部と、
前記可動部を上方に付勢することによって前記可動部の重量を相殺する付勢部と、を備え、
前記可動部は、水平な回転軸を中心として前記車両を回動自在に支持する回転軸部と、前記回転軸の高さ位置を、拘束された状態の前記車両に対して上下方向に調整する位置調整機構と、を備えることを特徴とする車両拘束装置。
前記可動部は、前記回転軸部に連結されるフレーム部と、該フレーム部にスライド自在に係合されるとともに前記車両に連結されるアーム部とを備え、
前記位置調整機構は、前記アーム部を前記フレーム部に対してスライドさせることによって前記回転軸の高さ位置を調節することを特徴とする請求項１に記載の車両拘束装置。