JP7048731B2 - シャシダイナモ装置 - Google Patents
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Description
本発明は、自動車の駆動輪連結部に連結される負荷モータが架台に設置されるシャシダイナモ装置に関する。
従来、この種のシャシダイナモ装置として、自動車の駆動輪に負荷モータのロータ軸を連結する際に、軸心のぶれ等を抑えるために架台の位置調節を行ってロータ軸の最適な心出しを行うものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
ここで、負荷モータを自動車の駆動輪連結部に連結する際には、駆動輪のキャスター角やキャンバー角と同角度に傾けて負荷モータを駆動輪連結部に連結する必要がある他、負荷モータの姿勢は、自動車の実路走行時の駆動輪の様々な姿勢を想定して変更できるようにすることが肝要である。例えば、ステアリングホイールを回転操作して自動車が左右に旋回する状況下での駆動輪の姿勢も考慮に入れる必要がある。このように、自動車の性能試験には、負荷モータの姿勢を駆動輪と同じ姿勢となるように適宜変更できることが要求される。然しながら、特許文献1に記載されたシャシダイナモ装置は、負荷モータの姿勢が自動車の駆動輪の様々な姿勢に対応できるものとはなっていない。
本発明は、以上の点に鑑み、自動車の駆動輪連結部に連結されて架台に設置された負荷モータの姿勢を自動車の駆動輪と同じ姿勢となるように変更可能とするシャシダイナモ装置を提供することをその課題としている。
上記課題を解決するために、本発明は、自動車の駆動輪連結部に連結される負荷モータが架台に設置されるシャシダイナモ装置において、自動車の車長方向をx軸方向、車幅方向をy軸方向として、架台は、負荷モータが固定されるマウントフレームと、マウントフレームよりも下方に設けられる基台とを備え、マウントフレームと基台との間に、x軸方向とy軸方向との一方にスライド自在な第1可動台と、x軸方向とy軸方向との他方にスライド自在な第2可動台と、任意の方向に傾動及び回動自在な球面ジョイントとが直列に連結されて介設されていることを特徴としている。
本発明によれば、架台が備えるマウントフレームと基台との間に、直列に連結されて介設された第1可動台、第2可動台、及び球面ジョイントによって、架台に設置された負荷モータのx軸方向及びy軸方向のスライドと、任意の方向への傾動及び回動とが自在となり、負荷モータの姿勢を自動車の駆動輪と同じ姿勢となるように変更することができる。
本発明においては、基台上に、x軸方向に離間させて一対の第1可動台が設けられ、この一対の第1可動台に跨って第2可動台が第1可動台に連結して設けられると共に、一対の第1可動台の間で球面ジョイントが第2可動台の下方に突出するように第2可動台に連結して設けられ、球面ジョイントは、球面状の外周面を有する内筒と、内筒の外周面と面接触する球面状の内周面を有し、内筒を内部で摺動自在に支持するカラーと、カラーを内嵌支持する外筒とを備え、第2可動台の下面に外筒が固定され、マウントフレームから下方に突出する突起部が第2可動台に形成した窓孔を通じて内筒に内嵌固定されることが望ましい。
これによれば、球面ジョイントが一対の第1可動台の間で第2可動台の下面に連結して設けられているため、一対の第1可動部に跨る第2可動台の下面から基台上面までの高さ寸法の範囲内に球面ジョイントを設けることができ、架台の高さ寸法を短縮することができる。
又、本発明においては、負荷モータは、周壁部と端壁部と周壁部及び端壁部により囲まれた中空部とを有するケースと、ケースの周壁部内面に固定されたステータと、ケースの中空部内部に収納され、ステータの径方向内方に回転自在に設けられ、且つ自動車の駆動輪連結部に連結可能なロータとを備え、車幅方向外方をy軸方向外方、車幅方向内方をy軸方向内方として、ケースの周壁部はy軸方向に延び、ケースの端壁部は周壁部のy軸方向外方端に設けられ、ケースは、負荷モータの設置時に、自動車のタイヤハウスにy軸方向外方から挿入可能であり、ケースの中空部は、内部に自動車のブレーキディスクとブレーキキャリパとを挿入可能であり、ロータは、自動車の駆動輪連結部に連結可能なロータ連結部と、ロータ連結部を駆動輪連結部に連結した状態でブレーキキャリパよりもy軸方向外方位置で径方向外方に延びるロータフレームと、ロータフレームの径方向外方端に接続され、ロータフレームの径方向外方端との接続部からy軸方向内方に延びるロータ周壁部と、ロータ周壁部に固定された磁石とを備え、ロータ連結部を駆動輪連結部に連結した状態でロータ周壁部の径方向内方の空間内にブレーキキャリパが挿入されることが望ましい。
これによれば、ロータ連結部を駆動輪連結部に連結した状態でロータ周壁部の径方向内方の空間にブレーキキャリパが挿入されるため、ロータフレームとブレーキキャリパとの間のy軸方向距離が短縮してロータ連結部からケースの端壁部までのy軸方向距離も短縮することができる。従って、ロータ連結部を自動車の駆動輪連結部に連結した状態において、ケースの端壁部が自動車のタイヤハウスの外方に大きく張り出すのを抑制することができる。このため、自動車に設けられた各種センサが負荷モータを誤検知するのを抑制することができ、誤検知に基づく自動車の誤作動が抑制可能となる。信頼性の高い自動車の性能試験が可能となる。又、自動車の性能試験時に駆動輪を左右に回動させるときの駆動輪連結部からケースの端壁部までの距離が短縮してシャシダイナモ装置のコンパクト化が図られる。
図1~図4を参照して本発明の一実施形態であるシャシダイナモ装置1を説明する。尚、以下の説明において、自動車の車長方向をx軸方向、車幅方向をy軸方向としている。シャシダイナモ装置1は、自動車の駆動輪接続部に連結される負荷モータ2と、負荷モータ2が設置される架台3とを備えている。架台3は、負荷モータ2が固定されるマウントフレーム31と、マウントフレーム31よりも下方に設けられる基台32とを備えている。マウントフレーム31は、x軸方向に長手の部材であり、負荷モータ2の下端部外周面を載置可能とした凹状の内周面を有する凹面部31aと、凹面部31aのx軸方向一方及び他方の両端部に、凹面部31aの外方で且つx軸方向に延びるフランジ部31bとを有している。又、マウントフレーム31は、下方に突出する突起部31cを有してもいる。ここで、負荷モータ2には、マウントフレーム31のフランジ部31bに重合可能なフランジ部21aを下端部に有する連結フレーム21が設けられている。負荷モータ2の下端部外周面をマウントフレーム31の凹面部31aの内周面に載置すると、マウントフレーム31と連結フレーム21とのフランジ部31b,21aが重合し、この重合状態で負荷モータ2が連結フレーム21においてマウントフレーム31に締結される。
又、本実施形態では、基台32は、第1基台32aと第2基台32bとに2分割され、第1基台32aと第2基台32bとはx軸方向に離間して配置されている。ここで、基台32は、必ずしもそのように分割する必要はなく、一体物であって構わない。以上のマウントフレーム31と基台32との間に、x軸方向にスライド自在な第1可動台4と、y軸方向にスライド自在な第2可動台5と、任意の方向に傾動及び回動自在な球面ジョイント6とが直列に連結されて介設されている。具体的には、第1基台32aと第2基台32bとの夫々の上に、x軸方向に長手のレール71がy軸方向一方及び他方の両側部に2本ずつ固定されている。各レール71上にはその長手方向にスライド自在な各1個のスライダー81が設けられている。又、第1可動台4もx軸方向に離間させて一対に設けられている。各第1可動台4は、第1基台32a及び第2基台32bに設けられた計4本のレール71に跨って設けられ、計4つのスライダー81の上に固定されている。こうして、各第1可動台4は、第1基台32a及び第2基台32bに対してx軸方向にスライド自在となっている。又、第1基台32aのx軸方向一方端部と第2基台32bのx軸方向他方端部の夫々には、ストッパー9が立設されている。第1基台32aに立設されたストッパー9は、一方の第1可動台4のx軸方向一方へのスライド限界となり、第2基台32bに立設されたストッパー9は、他方の第1可動台4のx軸方向他方へのスライド限界となっている。
更に、本実施形態では、各第1可動台4の上に、y軸方向に長手の4本のレール72がx軸方向に並置されて固定されている。各レール72上にもその長手方向にスライド自在な各1個のスライダー82が設けられている。これら計8つのスライダー82に固定されて第2可動台5が、一対の第1可動台4に跨って設けられている。こうして、第2可動台5は、第1可動台4に対してy軸方向にスライド自在となって第1可動台4に連結されている。レール71,72及びスライダー81,82には同一のものが採用可能であり、又、その構成及び構造は、公知のものも含め、任意とすることができる。尚、第2可動台5には、マウントフレーム31の突起部31cと正対する位置に上下方向に貫通する窓孔51が開設されている。
そして、本実施形態では、球面ジョイント6は、一対の第1可動台4の間で第2可動台5の下方に突出するように第2可動台5に連結されて設けられている。具体的には、球面ジョイント6は、球面状の外周面を有する内筒61と、内筒61の外周面と面接触する球面状の内周面を有し、内筒61を内部で摺動自在に支持するカラー62と、カラー62を内嵌支持する外筒63とを備えている。球面ジョイント6では、内筒61が、外筒63に内嵌支持されたカラー62の内部で任意の方向に摺動することができるため、球面ジョイント6は、任意の方向に傾動及び回動自在となっている。尚、外筒63は、第2可動台5の下面に固定され、窓孔51の外周縁外側に位置している。又、マウントフレーム31の突起部31cは、窓孔51を通じて内筒61に内嵌固定される。突起部31cが内筒61に内嵌固定された状態では、マウントフレーム31の下面と第2可動台5の上面との間に隙間dが形成されるようにすることができる。マウントフレーム31の下面と第2可動台5の上面とが摺接可能な球面状のものであれば隙間dは特に必要ないが、例えば、第2可動台5が平板状のものである等の場合、球面ジョイント6によりマウントフレーム31が傾動及び回動する際、第2可動台5の上面がマウントフレーム31の下面に当接し、この当接が、傾動及び回動を阻害したり、傾動及び回動によりマウントフレーム31の下面及び第2可動台5の上面が摩耗したりする虞がある。間隔dは、そのような不都合を解消するのに有効となる。又、間隔dは、球面ジョイント6を境として、x軸方向一方端及び他方端に向かって漸増させたり、y軸方向一方端及び他方端に向かって漸増させたりすることもできる。
上記の如く、本実施形態では、架台3が備えるマウントフレーム31と基台32との間に、直列に連結されて介設された第1可動台4、第2可動台5、及び球面ジョイント6によって、架台3に設置された負荷モータ2のx軸方向及びy軸方向のスライドと、任意の方向への傾動及び回動とが自在となり、負荷モータ2の姿勢を自動車の駆動輪と同じ姿勢となるように変更することができる。例えば、図2に示すように、ステアリングホイールを回転操作して自動車が左右に旋回する状況下での駆動輪の姿勢と負荷モータ2の姿勢とを一致させることができる。又、図3及び図4に示すように、駆動輪のキャスター角やキャンバー角と同角度に負荷モータ2を傾けて自動車の駆動輪連結部に連結することができる。更に、本実施形態では、球面ジョイント6が一対の第1可動台4の間で第2可動台5の下面に連結して設けられているため、一対の第1可動部4に跨る第2可動台5の下面から基台32の上面までの高さ寸法の範囲内に球面ジョイント6を設けることができ、架台3の高さ寸法を短縮することができる。
次に、図5を参照して負荷モータ2の一形態を説明する。負荷モータ2は、自動車の車軸端に設けられる駆動輪連結部Aに取付可能である。駆動輪連結部Aは、自動車の車両懸架装置の構造によって異なるが、ブレーキディスクA1、ホイールハブ等を含む部位である。負荷モータ2は、ケース111と、ステータ112と、ロータ113とを備えている。
以下の説明では、負荷モータ2に関し、径方向をr、その外方、内方を夫々o,iとしている。又、自動車の車幅方向であるy軸方向の外方、内方を夫々o,iとしている。ケース111は、周壁部111aと、端壁部111bと、周壁部111a及び端壁部111bにより囲まれた中空部111cとを有している。周壁部111aは、y軸方向に延び、円筒状となっている。端壁部111bは、周壁部111aのy軸方向の外方端に締結されている。ステータ112は、ケース111の周壁部111aの内面に固定されている。ステータ112には、コイルが巻装され、図1に示すシャシダイナモ装置1からの電力供給が可能となっている。又、ケース111は、負荷モータ2の設置時に、タイヤハウスにy軸方向外方oから挿入可能であり、挿入時には、中空部111cの内部に、自動車の駆動輪連結部Aに含まれるブレーキディスクA1とブレーキキャリパA2とが挿入される。
ロータ113は、ケース111の中空部111cの内部に収納され、ステータ112の径方向rの内方iに回転自在に設けられている。ロータ113は、ロータフレーム113aと、ロータ周壁部113bと、磁石113cと、軸部材113dとを備えている。ロータフレーム113aは径方向rの外方に延び、径方向rの内方端部は、y軸方向外方oに折曲すると共に、径方向rの内方iに突出する突出部113a1を有している。ロータフレーム113aの径方向rの内方端部には、y軸方向内方iの部分に、ピン114の挿入が可能な複数のピン孔114aが設けられている。又、ロータフレーム113aにはトルクセンサ115が設けられている。ロータ周壁部113bは、ロータフレーム113aの径方向rの外方端に接続され、接続部からy軸方向内方iに延び、円筒状とされている。磁石113cは、複数個がロータ周壁部113bの周方向に所定の間隔を存して設けられている。各磁石113cの径方向rの外方端面とステータ3の径方向rの内方端面との間には所定のギャップgが設けられている。尚、ロータフレーム113aの径方向rの内方端部と外方端部との中間部分には、円筒状の筒軸113a2がy軸方向外方oに突設されている。筒軸113a2はロータフレーム113aと一体に形成されている。
軸部材113dは、ロータフレーム113aと別体とされている。軸部材113dはy軸方向内方iにロータ連結部113d1を有し、ロータフレーム113aは径方向rの内方端部において軸部材113dに連結される。具体的には、軸部材113dはy軸方向に延びる部材であり、円柱状のロータフレーム固定部113d2と、円筒状のロータフレーム固定位置決め部113d3とを備えている。ロータフレーム固定部113d2のy軸方向の外方端部から中程までの部分の外周面にねじ溝が刻設されている。又、ロータフレーム固定部113d2のy軸方向の内方端部は径方向rの外方oに折曲されると共に、y軸方向内方iに折曲されてロータフレーム固定位置決め部113d2が形成されている。ロータフレーム位置決め固定部113d2には、y軸方向外方oに突出する複数のピン114が同心円上に所定の間隔で植設されている。又、ロータフレーム固定位置決め部113d2のy軸方向の内方端部が径方向rの外方oに折曲されてロータ連結部113d1が形成されている。ロータ連結部113d1には、y軸方向に貫通する複数の挿通孔116が開設されている。挿通孔116は、所定の間隔で同心円上に配置され、ブレーキディスクA1等の駆動輪連結部Aにおいてy軸方向に貫通して開設された複数のねじ孔(図示省略)に1対1の関係で正対可能である。従って、軸部材113dは、ロータ連結部113d1の挿通孔116からボルトを挿入し、駆動輪連結部Aの上記ねじ孔に螺入することによって駆動輪連結部Aに連結される。
ロータフレーム113aは、上記の如く軸部材113dを駆動輪接続部Aに連結した状態で、突出部113a1をロータフレーム固定部113d2に外嵌させると共に、ピン孔114aにピン114を挿入すると固定位置が決まる。この状態において、ナット117をロータフレーム固定部113d2のy軸方向の外方端から内方iに向かってねじ込むと、突出部113a1がナット117とロータフレーム固定位置決め部113d3との間で締め付けられ、ロータフレーム113aが、径方向rの内方端部において軸部材113dに連結され、ロータ113が駆動輪連結部Aと共に回転可能となる。この状態では、ブレーキキャリパA2は、ケース111の中空部111cにおけるロータ周壁部113bの径方向rの内方iの空間111c1内に挿入され、ロータフレーム113aは、ブレーキキャリパAよりもy軸方向の外方位置で径方向rの外方に延びる。従って、ロータ連結部113d1からケース111の端壁部111bまでのy軸方向距離を短縮することができ、ロータ連結部113d1を自動車の駆動輪連結部Aに連結した状態において、ケース111の端壁部111bが自動車のタイヤハウスの外方に大きく張り出すのを抑制することができる。このため、自動車に設けられた各種センサが負荷モータ2を誤検知するのを抑制することができ、誤検知に基づく自動車の誤作動が抑制可能となる。信頼性の高い自動車の性能試験が可能となる。又、自動車の性能試験時に駆動輪を左右に回動させるときの駆動輪連結部Aからケース111の端壁部111bまでの距離が短縮してシャシダイナモ装置1のコンパクト化が図られる。
又、負荷モータ2では、端壁部111bの中央部に回転支持部111b1が設けられている。回転支持部111b1に対応して端壁部111bの一部がy軸方向外方oに折曲し、円筒状の胴部111b2が形成されている。胴部111b2の内面には内輪回転方式の軸受118が取り付けられている。ロータフレーム113aの筒軸113a2は、胴部111b2においてy軸方向内方iに突出しており、軸受118は筒軸113a2と胴部111b2との間に介在している。ロータフレーム113aの内方端部と筒軸113a2との間は中空となっており、空間111b3に、磁気ピックアップとセンサギアとで構成される回転センサ119が収納されている。尚、回転支持部111b1の内部は、回転支持部111b1に固定されるカバー120によってy軸方向外方oから覆い隠されている。カバー120は、その全部又はナット117に正対する部分のみ等を取外し自在とすることができる。
上記の如くの負荷モータ2は、自動車の性能試験に際し、駆動輪と交換して駆動輪連結部Aに連結することができる。自動車の駆動方式が前輪駆動方式であれば前輪2つ、後輪方式であれば後輪2つ、四輪方式であれば四輪の駆動輪連結部Aに負荷モータ2を連結することができる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はそれに限定されない。上記実施形態では、第1可動台4がx軸方向にスライド自在、第2可動台5がy軸方向にスライド自在とされているが、第1可動台4をy軸方向にスライド自在に、又、第2可動台5をx軸方向にスライド自在に変更することができる。この変更は、レール71,72の長手方向を上記実施形態と逆向きとすることにより実現される。又、第1可動台4、第2可動台5、及び球面ジョイント6は、マウントフレーム31と基台32との間で直列に連結されて介設されていればよく、例えば、上下方向に寸法の余裕がある場合、第1可動台4、第2可動台5、及び球面ジョイント6を上下方向に直列するように連結することが可能である。更に、第1可動台4、第2可動台5、及び球面ジョイント6の連結順も特に限定的ではない。そして、負荷モータ2や自動車の駆動輪連結部Aの構成及び構造についても特に限定的ではなく、従来公知のものも含め、多様なものを本発明では採用することができる。
1…シャシダイナモ装置、2…負荷モータ、3…架台、31…マウントフレーム、31c…突起部、32…基台、4…第1可動台、5…第2可動台、51…窓孔、6…球面ジョイント、61…内筒、62…カラー、63…外筒、111…ケース、111a…周壁部、111b…端壁部、111c…中空部、111c1…空間、112…ステータ、113…ロータ、113a…ロータフレーム、113b…ロータ周壁部、113c…磁石、113d…軸部材、113d1…ロータ連結部、A…駆動輪連結部、A1…ブレーキディスク、A2…ブレーキキャリパ、r…径方向、o…外方、i…内方。
Claims (3)
- 自動車の駆動輪連結部に連結される負荷モータが架台に設置されるシャシダイナモ装置において、
自動車の車長方向をx軸方向、車幅方向をy軸方向として、
架台は、負荷モータが固定されるマウントフレームと、マウントフレームよりも下方に設けられる基台とを備え、
マウントフレームと基台との間に、x軸方向とy軸方向との一方にスライド自在な第1可動台と、x軸方向とy軸方向との他方にスライド自在な第2可動台と、任意の方向に傾動及び回動自在な球面ジョイントとが直列に連結されて介設されている
ことを特徴とするシャシダイナモ装置。 - 基台上に、x軸方向に離間させて一対の第1可動台が設けられ、この一対の第1可動台に跨って第2可動台が第1可動台に連結して設けられると共に、一対の第1可動台の間で球面ジョイントが第2可動台の下方に突出するように第2可動台に連結して設けられ、球面ジョイントは、球面状の外周面を有する内筒と、内筒の外周面と面接触する球面状の内周面を有し、内筒を内部で摺動自在に支持するカラーと、カラーを内嵌支持する外筒とを備え、第2可動台の下面に外筒が固定され、マウントフレームから下方に突出する突起部が第2可動台に形成した窓孔を通じて内筒に内嵌固定されることを特徴とする請求項1記載のシャシダイナモ装置。
- 負荷モータは、周壁部と端壁部と周壁部及び端壁部により囲まれた中空部とを有するケースと、ケースの周壁部内面に固定されたステータと、ケースの中空部内部に収納され、ステータの径方向内方に回転自在に設けられ、且つ自動車の駆動輪連結部に連結可能なロータとを備え、車幅方向外方をy軸方向外方、車幅方向内方をy軸方向内方として、ケースの周壁部はy軸方向に延び、ケースの端壁部は周壁部のy軸方向外方端に設けられ、ケースは、負荷モータの設置時に、自動車のタイヤハウスにy軸方向外方から挿入可能であり、ケースの中空部は、内部に自動車のブレーキディスクとブレーキキャリパとを挿入可能であり、ロータは、自動車の駆動輪連結部に連結可能なロータ連結部と、ロータ連結部を駆動輪連結部に連結した状態でブレーキキャリパよりもy軸方向外方位置で径方向外方に延びるロータフレームと、ロータフレームの径方向外方端に接続され、ロータフレームの径方向外方端との接続部からy軸方向内方に延びるロータ周壁部と、ロータ周壁部に固定された磁石とを備え、ロータ連結部を駆動輪連結部に連結した状態でロータ周壁部の径方向内方の空間内にブレーキキャリパが挿入されることを特徴とする請求項1又は2記載のシャシダイナモ装置。
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