JP6596806B2 - 台上テスト装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輪を使って走行する車両やパーソナルビークルの開発時に、台上で耐久テストなどを行う、廉価で簡易的なテスト装置に関する。

近年、高性能のモーターやバッテリーが開発され、また、省エネ意識の高まりから、小型で電動の乗り物や、室内移動用の乗り物、身障者用の自走装置などが、多数、開発される様になってきている。
また、特に電動の場合は、エンジンを使用する乗り物とは異なり、吸気系、排気系、潤滑系などの部品が無く、構造が簡単なので、小さな町工場でも開発が可能となり、多数の会社が開発や製造に参入している。
しかし、車両を作る事は可能でも、実際の走行を想定した耐久テストを実施する事ができず、特に公道走行を想定した車両では、ナンバーを取得しなければ走行テストを実施する事ができなかった。また、駆動輪に抵抗を加え、実際の走行に見合った負荷での耐久テストを実施する為には、発生した熱エネルギーを吸収する為の、複雑かつ高価な装置が必要だった。

無し。

小さな町工場でも購入が可能な、低価格の台上テスト装置が求められており、そのテスト装置は、以下の全ての要求を満足しなければならない。
即ち、以下の全ての要求を、全て完璧に解決する事が、本発明の課題である。
１、車両等を実際に走行する状態にし、駆動輪に所定の負荷を与えられる事。
２、駆動輪に与える負荷は、自在かつ簡単に可変できる事。
３、駆動輪に与える負荷を、微調整可能な事。
４、駆動輪に負荷を与えたテストによって発生する熱エネルギーを、確実に吸収できる事。
５、熱エネルギーを吸収する装置の耐久性は、極めて高い事。
６、熱エネルギーを吸収する装置は、極めて廉価で、しかも耐久性に保証がある事。
７、二輪車や四輪車に対応可能な事。
８、ホイールベースやトレッドが異なる車両にも対応可能な事。
９、負荷は、人間が駆動できるほど小さくできる事。
１０、人間や動物のトレーニングマシンとしても利用できる事。
１１、回転数やトルクの計測が容易にできる事。
１２、発電装置を有する事。
１３、熱エネルギーを吸収する装置は、自己潤滑機能と自己冷却機能を有する事。
１４、車両の非駆動輪を、外部から駆動できる事。
１５、操舵系の耐久テストも可能な事。
１６、自在に回転トルクを取り出し、別の装置を駆動できる事。
１７、テスト時に、エアーツールを使用する為の、空気圧が得られる事。

上記の課題の中には、既存の技術で解決可能な課題も含まれているが、特に、耐久テスト中に発生する膨大な熱エネルギーを吸収する装置は、既存の技術では解決できない。そこで、本発明の請求項１から請求項３のいずれかに記載された構成を１つ、又は複数選択して採用すれば、課題は解決する。その内容は、概略、以下の構成を指す。
１、車両等の駆動輪を乗せるローラーを備えた台上テスト装置を用意する。
２、ローラーの回転を、チェーンを介してオートバイ用のエンジンの駆動軸に伝える。
３、オートバイ用のエンジンを、負荷を与えて熱エネルギーを吸収する装置として利用する。
４、シフトチェンジ、及びシリンダの密閉度調整により、無段階に負荷を調整する。

本発明の、請求項１から請求項３のいずれかに記載された構成を複数採用すれば、前述の課題を、全て完璧に解決する事ができる。
オートバイ用のエンジンは、中古車や事故車の物を使用すれば、極めて廉価、又は無料で入手する事が可能で、その構成には、発電機やラジェターや冷却用の電動ファンなども含まれているので、耐久テスト用の装置として、極めて利便性が高い。
また、大手メーカーが市販しているエンジンであれば、耐久性は保証されており、かつ、テスト装置に必要な機能がユニット化されているので、チェーンで連結するだけで使用が可能で、換装も極めて簡単と言える。

本発明の、正面図を表す。 本発明の平面図を表す。

本発明を実施し、課題を解決する為の形態や構成は、請求項１から請求項３に詳述された通りであり、そのいずれか、又はいずれか複数を選択すれば良い。その構成の一例を、図を使用して説明する。

図１は、本発明の正面図であり、図２は、装置を上から見た平面図である。装置の本体となる枠体１に、２、３、４、のローラーが、各回転軸、６、７、８、を介して回転自在に保持されている。この上に、図では省略されているが、耐久テストを行うオートバイなどの車両を左を進行方向として乗せる。駆動輪が後輪である車両を例示すると、後輪５は、図の様にローラーに当接し、非駆動輪である前輪も、図の様にローラー４に当接する。
この状態で実際の走行に見立てた動力走行を行えば、駆動輪５がローラー２を回転させ、さらにに回転軸６に取り付けられたスプロケット１９が、チェーン１６を介してオートバイ用エンジン１０のスプロケット１１を駆動する。
以上の装置により、オートバイ用エンジン１０が、テスト車両の後輪に所定の負荷を与えると共に、吸収したエネルギーは、オートバイ用のエンジン本体から大気中に効率良く発散させる事ができる。尚、図では水冷系を省略しており、空冷システムを表しているが、市販の自動二輪車の水冷システムをそのまま使用すれば、極めて安価で、効率良く、安定した冷却効果が得られる。また、ローラー４は、駆動輪用のローラーと同様、複数のローラーを装置してもよい。
以上が、請求項１に記載の構成の一例である。

図の１３は、エンジンのシフトシャフト１２に取り付けた、グリップ付きのチェンジレバーである。通常のオートバイは、シフトシャフト１２に、足で変速操作を行う為のペダルが取り付けられているが、その代わりに、シフトレバーを装置する事で、手で変速、即ちギアチェンジを行う事ができる。
また、マニュアルクラッチと多段ギア式変速装置を備えた通常のオートバイは、ハンドルに取り付けられたクラッチレバーを左手で握り、左足でチェンジペダルを操作してギアチェンジを行うが、チェンジレバー１３のグリップ部分にクラッチレバーを取り付けておけば、クラッチレバーを握りながら、そのままチェンジレバーを揺動させ、片手だけでギアチェンジが可能となる。
クラッチレバーは通常、パイプ製のハンドルに、レバーホルダーを介して取り付けられているので、チェンジレバー１３を、ハンドルと同じ外径のパイプ材又は棒材にすれば、極めて容易に、クラッチレバーを取り付ける事ができる。

図の１５は、シリンダ１４の頭部に取り付けられる点火プラグの代わりに取り付けた、圧力調整ネジである。スプロケット１１に駆動力を加えると、クランクシャフトがシリンダ内で気体を圧縮・開放を繰り返す事によって抵抗力が発生するが、このネジを回転させる事により、シリンダ内と大気が僅かな隙間を介して連通し、密閉度を調整できる為、抵抗力の大きさを連続的に可変する事ができる。さらに、多気筒エンジンの場合、１個又は複数の圧力調整ネジを外してしまえば、抵抗を非常に小さくする事もできるので、各ローラー上にベルトを装着して無限軌道とし、その上を人間が走るトレーニングマシンとして利用する事も可能となる。
以上が請求項２に記載の構成の一例である。

オートバイ用のエンジンを使用する事により、多種多様な利点を得る事ができる。クランクシャフトを回転させてシリンダ内のピストンを上下させる事は、コンプレッサーを作動させているのと同じ事となるので、連続して所定の圧力を得る事ができる。この圧力をサージタンクに溜めておけば、エアーツールが使用可能となり、また、空圧式のモーター、即ち蒸気エンジンに連結すれば所定の駆動力が得られ、操舵系を揺動させるテストなどにも使用ができる。
さらに、ラジエターで加熱された高温水や、発電機で作られた電力も使用できるので、電源などの設備が無い場所でも容易に耐久テストを行う事が可能となる。
以上が請求項３に記載の構成の一例である。

本発明の、請求項１から請求項３の、いずれかに記載された構成を、１つ又は複数選択して採用すれば、前述の課題を全て解決する事が可能で、極めて高機能・高品質な商品を、極めて低価格で市販する事が可能となり、資金不足で台上テスト装置を導入できなかった中小企業や町工場に、広く普及させる事ができる。

１、テスト装置本体であり、板状の枠体である。
２、駆動輪と当接するローラー
３、駆動輪と当接するローラー
４、非駆動輪と当接するローラー
５、車両の駆動輪（車両本体は、省略）
６、ローラーの回転をエンジンに伝える回転軸
７、ローラーを支える回転軸
８、ローラーを支える回転軸
９、車両の非駆動輪（車両本体は、省略）
１０、オートバイ用のエンジン
１１、エンジンの出力に取り付けられているスプロケット
１２、エンジンの、シフトシャフト
１３、先端にグリップを取り付けた、シフトシャフト
１４、シリンダ
１５、スパークプラグ取り付け孔に装置した、圧力調整ネジ
１６、エンジンへ駆動力を伝えるチェーン
１７、非駆動輪用ローラーに駆動力を伝えるチェーン
１８、エンジン取り付けステー
１９、回転軸に取り付けたスプロケット
２０、回転軸に取り付けたスプロケット
２１、回転軸に取り付けたスプロケット

Claims (3)

1. 車輪で走行する車両または移動機器の駆動輪を乗せ、その駆動輪と当接し、駆動輪との摩擦によって回転させられるローラーを備えた台上テスト装置において、ローラーの回転に抵抗を与える装置として、オートバイ用のエンジンを設けることを特徴とする、台上テスト装置。
2. 以下のいずれか、又はいずれか複数の構成により、ローラーに与える抵抗を、変更・調整可能に装置した事を特徴とする、請求項１に記載の、台上テスト装置。
   １、貫通孔やスリットを設けたネジ、又はテーパーネジをシリンダヘッドのスパークプラグ取り付け部に取り付け、シリンダ内と外気とを僅かに連通させ、その連通部の断面積を連続的、又は段階的に変化させる事により、シリンダ内の密閉度を調整自在に装置した。
   ２、シリンダヘッドのスパークプラグ取り付け部に、着脱自在の埋め栓、又はプラグ、又はオネジ部品を取り付け、圧縮抵抗を得る気筒と、大気開放によって圧縮させない気筒との数を、可変自在とした。
   ３、吸気部に、所定の容量を備えたボックスを装置し、略密閉すると共に、その一部に、開閉可能な蓋、又は前述の圧力調整用ネジ、又はその両方を取り付け、ボックス内の密閉度を前述の構成と同様、調整自在に装置した。
   ４、排気部に、所定の容量を備えたボックスを装置し、略密閉すると共に、その一部に、開閉可能な蓋、又は前述の圧力調整用ネジ、又はその両方を取り付け、ボックス内の密閉度を前述の構成と同様、調整自在に装置した。
   ５、上記３又は４の構成において、ボックスを、各気筒毎に独立して装置した、又は複数の気筒毎に、ボックスを装置した。
   ６、シフトペダル取り付け部、即ち、シフトシャフト先端のセレーション嵌合部に、ペダルの代わりに、手でギアチェンジ操作を行う為の、チェンジレバーを取り付け、その揺動支点は、シフトシャフトに直接取り付ける又は、市販のオートバイと同様、リンク機構を介して、別の位置にチェンジレバーの揺動支点を装置する構成とし、レバーに一定以上の負荷を加えた時に、各部の破損を防止する為の、レバー可動範囲規制装置を設ける又は設けない。
   ７、上記チェンジレバーの、手で把持する部分に、ゴム又は樹脂製のグリップを装置した。
   ８、前述のチェンジレバーに、クラッチレバーを装置し、クラッチレバーとエンジンのクラッチ部とを、クラッチワイヤー又は油圧で連結する構成により、オートバイのクラッチレバーの位置を、ハンドルの左側から、チェンジレバーに移動させた構成とした。
   ９、ボルトやナット等の締結部品を使用して、エンジン本体をテスト台に取り付ける部分は、長孔、又は複数の取り付け孔を装置する事によって固定位置を調整可能とし、チェーンやベルトの張りや弛みを調整可能とした。
   １０、チェーンやベルトの張り具合を一定に保つ為の、テンショナーを装置した。
   １１、排気量、又は気筒数、又は気筒配列、又は冷却方式の異なる複数のエンジンを、交換自在に装置した。
   １２、吸気管と排気管を、パイプ、又は途中に開閉弁を設けたパイプ、又はホースで連結した、又は、吸気部に取り付けたボックスと排気部に設けたボックスを、パイプ、又は途中に開閉弁を設けたパイプ、又はホースで連結した。
3. 以下のいずれか、又はいずれか複数の特徴を有する、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の台上テスト装置。
   １、エンジンを水冷とし、エンジン本体、又はテスト台に、電動ファン及び温度センサー付きのラジエター、又はクランクの回転によって発電した電力で自動的にＯＮ−ＯＦＦさせる電動ファン付きのラジエターを取り付け、エンジンから発生する熱を、ラジエターから発散可能に装置した。
   ２、エンジン本体とラジエターとの間を循環する冷却水の配管系に、冷却水取り出し用のコックと分岐管を取り付け、冷却水をラジエター以外の装置に循環可能に装置した、又はエンジン本体からラジエター以外の装置のみに冷却水を循環する様に装置した。
   ３、発電機で作られた直流１２Ｖの電力を、インバーターを介して１００Ｖの家庭用電源に変換し、その電力を外部で使用可能なソケットを装置した、又は家庭用の電気機器を使用可能なコンセントを装置した。
   ４、エンジン本体に、タコメーター用の取り出し、即ち、エンジンの毎分回転数を、電気的又は機械的に取り出す装置が設けられている場合、テスト台に回転数計を取り付け、テスト中のエンジン回転数を容易に把握できる様に装置した。
   ５、発電機で得られた電力により、１個又は複数の電球を点灯させ、その明るさや点灯数により、エンジンの回転数を簡易的に把握可能に装置した。
   ６、ローラーからエンジン本体までの回転部分に、トルク測定用のピックアップを装置し、回転中の動的トルクを計測可能に装置した。
   ７、ローラーからエンジン本体までの回転部分に、トルクレンチ、又はＱＬレンチを使用して静的トルクを測定する為の、規格化された六角形状、六角穴形状、トルクス形状等の工具嵌合部を設けた。
   ８、テスト台に、電圧計、又は電流計を装置し、発電量を計測する事により、簡易的にエンジンの回転速度を把握可能に装置した。
   ９、各部は、蝶ネジなどを含むボルト・ナット等の締結部材で組み立てる構成とし、運搬や移設時は、分解して所定のサイズに収納可能に装置した。
   １０、車両等の動力源や駆動系部品を冷却する為の電動送風機、又はエンジンが発電した電力によって駆動する送風機を装置した。
   １１、所定のサイズのバッテリーを備え、エンジンで発電した余剰電力をバッテリーに充電し、バッテリーから、安定した電力を取り出し可能に装置した。
   １２、非駆動輪用のローラーに、モーターとモーターの制御装置を取り付け、エンジンで発電した電力、又は外部電力を使用して、非駆動輪を、速度自在に回転可能に装置した。
   １３、エンジンの毎分回転数が、所定の値を超えた場合、光、又は音で警告する様に装置した、又は、当該エンジンを使用していた自動二輪車に装備されているタコメーターを、そのまま使用し、目視でレッドゾーンが判別可能に装置した。
   １４、エンジンの台数を複数とし、各エンジンの出力軸と駆動輪用のローラーとを、チェーン、又はベルト、又はシャフトで連結し、駆動トルクを伝達可能に装置し、エンジンの台数を変更する事で、抵抗の大きさを可変自在とした。
   １５、ローラーからエンジンまでの間の回転部分に、衝撃吸収用のダンパーを装置した。
   １６、ローラーからエンジンまでの間の回転部分に、フライホイールを装置した。
   １７、エンジンの吸排気系から、一方弁を装置して圧力を取り出し、復動式や単動式首振り蒸気エンジン、又は蒸気タービンなど、気体の圧力を回転運動に変換する装置を駆動させ、電動モーターと同等の回転動力を取り出す様に装置した。
   １８、シリンダ内でピストンが上下するエンジンを、コンプレッサーとして使用し、サージタンクを設け、エンジンで得られた圧力をサージタンクに溜め、エアーツール等の空圧機器を使用可能に装置した。
   １９、ローラーを除く回転部分の一部又は全部、及び、チェーンやベルトの一部又は全部を、安全カバーで覆った。
   ２０、ローラーとエンジンとの間で、トルクが加わる部分に、摩擦式のクラッチ、又は摩擦部への加圧力の調整機構により伝達トルクを可変自在とした擦クラッチ、又はカップリングを設け、所定のトルク以上のトルクが加わった際、摩擦力で駆動力を伝達する部分が滑り、各装置の破損を防止する様に装置した。
   ２１、燃料でエンジンを作動させ、各ローラーを駆動可能に装置した。
   ２２、オートバイ用のエンジンを、マニュアル式のクラッチとトランスミッションを備えた物とした。
   ２３、オートバイ用のエンジンは、発電機、オイルポンプのいずれか又は両方を備え、空冷、又は油冷、又は水冷とした。

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