JP2021043094A - 加振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｚ軸に対して所定角度ずれた斜め方向からタイヤに振動を印加して検査車両を加振することで予定される車両の走行を精度良く模擬するようにした加振装置を提供する。【解決手段】車両１２の複数個のタイヤ１２ａの少なくともいずれか振動を印加して車両を加振する加振装置１０において、複数個のタイヤの少なくともいずれかに当接する加振板２０と、車両の前後方向をＸ軸，左右方向をＹ軸，重力軸方向をＺ軸とするとき、Ｚ軸に対して所定角度（θｆ）ずれた斜め方向から加振板を介して複数個のタイヤのいずれかに振動を印加する少なくとも１個の振動アクチュエータ２４とを備える。【選択図】図１

Description

この発明は加振装置に関し、より詳しくは車両を加振してその変化から耐久性や車内の静粛性などを検査する装置に関する。

この種の加振装置としては例えば特許文献１記載の技術を挙げることができる。特許文献１記載の技術は検査対象の車両が載置される載置台を備え、そこに車両のタイヤをそれぞれ支持する平坦な車両支持部材と、それを車両の上下（Ｚ軸）方向に駆動する上下シリンダと、車両の前後（Ｘ軸）方向に駆動する前後振動シリンダとが設けられるように構成される。

車両支持部材はヒンジ結合された第一、第二プレートからなる２枚のプレートを備え、２枚のプレートが前後振動シリンダの伸張／収縮によって平坦位置から上下方向に隆起してタイヤの回転軸に向かう（Ｚ軸に対して所定角度ずれた）斜め方向の力が入力されるように構成される。

特開２００７−１４７３９４号公報

特許文献１は上記のように上下方向に駆動されるプレートと前後方向に可動可能なプレートからなる車両支持部材でタイヤと２点接触させていることから、上下および前後方向駆動のプレートがタイヤと接触する２点を安定して維持するのが容易でなく、タイヤとの接触の有無や接触の強弱に応じて相違するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の振動を適正に付与できず、よって予定される車両の走行を精度良く模擬するのが困難であった。

また、別の従来技術として、上下（Ｚ軸）方向のみの振動を付与する加振機も市販されているが、その加振機で付与される前輪左側のバネ下荷重の加速度スペクトラムを、ベルジャン（石畳）路での車両実走行と比較すると、Ｘ，Ｙ軸方向の値は実走行時のそれと大きく異なり、よって同様に予定される車両の走行を精度良く模擬するのが困難であった。

従って、この発明の課題は上記した不都合を解消し、Ｚ軸に対して所定角度ずれた斜め方向からタイヤに振動を印加して車両を加振することで予定される車両の走行を精度良く模擬するようにした加振装置を提供することを目的とする。

上記した課題を達成するため、この発明は、車両の複数個のタイヤの少なくともいずれかに振動を印加して前記車両を加振する加振装置において、前記複数個のタイヤの少なくともいずれかに当接する加振板と、前記車両の前後方向をＸ軸，左右方向をＹ軸，重力軸方向をＺ軸とするとき、前記Ｚ軸に対して所定角度ずれた斜め方向から前記加振板を介して前記複数個のタイヤのいずれかに振動を印加する少なくとも１個の振動アクチュエータとを備える如く構成した。

この発明の第１実施形態に係る加振装置を全体的に示す概略図である。 図１の加振装置の加振板の裏面の模式断面図である。 図２の加振板への取り付けに焦点をおいて示す図１の加振装置の模式断面図である。 図１の加振装置のアクチュエータを駆動する油圧回路の回路図である。 この発明の第２実施形態に係る加振装置を示す、図１と同様の模式断面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。

以下、添付図面に即してこの発明の実施形態に係る加振装置を実施するための形態を説明する。

（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態に係る加振装置を全体的に示す概略図、図２は図１の加振板の裏面の模式図、図３は図２の加振板への取り付けに焦点をおいて示す図１の加振装置の模式断面図である。

図１から図３を参照して説明すると、第１実施形態に係る加振装置（符号１０で付す）は、完成時の車両１２を載置可能な載置台１４上で車両１２の複数個のタイヤ（車輪）１２ａの少なくともいずれかに振動を印加して加振するように構成される。

車両１２は複数個のタイヤ１２ａを備えた乗用車、貨物車などからなり、例えば完成時に検査員に運転されて載置台１４上に乗り上げて進み、図示の位置で停止（載置）させられる。載置台１４は車両１２を移動して載置可能な平坦形状の矩形体からなる。

尚、以下で、載置台１４上における車両１２の方向を、図１に示す如く、その前後（進行）方向をＸ軸、左右（車幅）方向をＹ軸、上下（重力軸）方向をＺ軸とする。

加振装置１０は、載置台１４上において車両１２のタイヤ１２ａに当接可能な加振板２０と、摺動機構２２と、加振板２０に取り付けられてタイヤ１２ａに振動を付与可能な振動アクチュエータ２４とからなる。摺動機構２２はフラットエアベアリング２２ａとエアブシュ２２ｂ（図１で図示省略）の２種からなる。

加振装置１０は、載置台１４に形成された凹部１４ａからＺ軸方向（より詳しくはＺ軸に対して所定角度ずれた斜め方向）に昇降可能に構成され、車両１２の４個のタイヤ１２ａの少なくともいずれか（この実施形態では左前輪）に振動を付与するように構成される。

載置台１４において加振板２０の一端側にはストッパ２６が同様にＺ軸方向に昇降可能に設けられ、車両１２のタイヤ１２ａが通過するときは下降し、通過した後に上昇して車両１２の後退を防止する。

加振板２０は車両１２のタイヤ１２ａを支持可能な平坦なプレートからなり、Ｘ軸方向のみならず、Ｙ軸方向にも延びてタイヤ１２ａのトレッド方向の増減に対応可能に構成される。

振動アクチュエータ２４は１個の流体圧シリンダ、具体的には複動型の油圧シリンダからなり、シリンダ部２４ａと、シリンダ部２４ａ内に摺動自在に収容されるピストン２４ｂと、ピストン２４ｂに取り付けられるピストンロッド（シリンダシャフト）２４ｃを備える。

振動アクチュエータ２４は加振板２０の下部にそれと平行に配置されて同様に平坦に形成された取付板２４ｄを備え、シリンダ部２４ａはそのヘッド２４ａ１が取付板２４ｄに取りつけられて固定される。取付板２４ｄは支持部材（図示せず）を介して凹部１４ａの底部から支持される。

振動アクチュエータ２４のピストンロッド２４ｃの上端はヘッド２４ａ１と取付板２４ｄを貫通して加振板２０に向けて延びると共に、そこに径大部２４ｃ１が形成される。径大部２４ｃ１には四方に延びる４本の支持アーム２４ｃ２が取り付けられ、よって振動アクチュエータ２４のピストンロッド２４ｃは４本の支持アーム２４ｃ２によって加振板２０の裏面に固定される。

図１に部分的に示す如く、加振板２０と取付板２４ｄの間には、フラットエアベアリング２２ａが介挿される。図で符号２２ａ１はフラットエアベアリング２２ａの受け側の荷重摺動面、符号２２ｃはフラットエアベアリング２２ａを取付板２４ｄに取り付けるためのステーである。

図２に示す如く、エアブシュ２２ｂは、線膨張吸収機構２３を介して加振板２０の裏面側に連結される。線膨張吸収機構２３は、加振板２０に固定される２個の固定部２３ａに穿設される孔内に両端が挿通される金属製のシャフト２３ｂを備える。固定部２３ａが軸方向に移動することで加振板２０の線膨張を吸収するように構成される。またシャフト２３ｂを径方向に押圧する皿バネ（図示せず）が取り付けられ、与圧（加振でかかる以上の荷重）を加振方向に印加して線膨張吸収機構２３を構成するリンクのガタを吸収し、加振で発生する振動の抑制を行う。

フラットエアベアリング２２ａは公知の構造を備え、振動アクチュエータ２４のピストンロッド２４ｃに入力される斜め方向の荷重を受けるために設置される。

図３に示す如く、エアブシュ２２ｂは支持アーム２４ｃ２の両側において取付板２４ｄを貫通する袋状部材２２ｂｃに収納されて２個介挿される。エアブシュ２２ｂは第１、第２エアブシュ２２ｂ１，２２ｂ２と、第１、第２エアブシュ２２ｂ１，２２ｂ２に摺動自在に挿通されるシャフト２２ｂ３とからなる。

エアブシュ２２ｂのシャフト２２ｂ３に穿設される孔内には線膨張吸収機構２３のシャフト２３ｂが挿通され、よってエアブシュ２２ｂは線膨張吸収機構２３を介して加振板２０を揺動可能に受け、その横転を防止するためと線膨張を可能な限り吸収するために設置される。

このように、加振板２０はフラットエアベアリング２２ａとエアブシュ２２ｂとからなる摺動機構２２によって加振板２０に印加される荷重（重力）を受けるように構成されることから、荷重変動があってもエアブシュ２２ｂの調芯構造によりフラットエアベアリング２２ａの僅かな寸法変動で受けることができ、加振板２０は暴れることなく、所望のように動作させることができる。

また、エアブシュ２２ｂの調芯構造が芯ずれを許容することにより、フラットエアベアリング２２ａの受け側である荷重摺動面２２ａ１の微小な機械加工公差を片持ち構造でも許容することができ、工場などのテスト環境の温度でも安全に動作させることができる。尚、シリンダ部２４ａの内面には繰り返しの小振幅を許容するようにテフロン（登録商標）シールが貼付される。

図１に示すように振動アクチュエータ２４は、油圧回路３０に接続される。

図４を参照して説明すると、油圧回路３０は、タンク３０ａから圧油を汲み上げて吐出する油圧ポンプ３０ｂと、吐出路とタンク３０ａへのドレン路との間に介挿されるサーボ弁３０ｃを備え、ピストン２４ｂの両側に形成される油室はサーボ弁３０ｃを介して圧油を給排されて伸縮する。

サーボ弁３０ｃは電子制御ユニット（Electronic Control Unit。以下「ＥＣＵ」という）３２に接続され、サーボ弁３０ｃ、即ち、アクチュエータ２４の駆動はＥＣＵ３２によって制御される。ＥＣＵ３２はプロセッサ（ＣＰＵ）とメモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭなど）を備えるマイクロコンピュータから構成される。

ドレン路には圧力センサ３０ｄが配置されてシリンダ部２４ａに供給される油圧、換言すれば車両１２のタイヤ１２ａに印加される振動を示す出力を生じる。圧力センサ３０ｄの出力もＥＣＵ３２に入力され、ＥＣＵ３２はそれに基づいて加振状態を検出する。

ＥＣＵ３２は、アクチュエータ２４による加振によって車両１２に生じる変化を検出し、検出された変化に応じてアクチュエータ２４の動作を制御する制御部として機能する。尚、図４で符号３０ｅは絞り弁、３０ｆは安全弁、３０ｇはフィルタである。

即ち、ＥＣＵ３２のメモリには検査員が車両１２を運転してベルジャン路などのテストコースを走行させたときの走行速度と加減速から車両１２に予想される時間軸に対する振動データが予め入力されており、ＥＣＵ３２はそのデータに従ってアクチュエータ２４の駆動を制御する。

図１に示す如く、加振機構１６の振動アクチュエータ（油圧シリンダ）２４のピストンロッド２４ｃは、Ｚ軸に対して加振板２０の傾斜角度がθｆ（例えば１０度。固定値）となる斜め方向からタイヤ１２ａに当接しつつ載置台１４から昇降し、よって振動アクチュエータ２４はＺ軸に対して所定角度θだけ傾いた斜め方向から加振板２０を介してタイヤ１２ａに振動を印加するように構成される。

第１実施形態に係る加振装置１０は上記のように構成したので、車両１２のタイヤ１２ａにＺ軸に対して角度θｆからなる斜め方向の力を直接与えることができる。その結果、タイヤ１２ａに荷重を与えた後に加振板２０がタイヤ１２ａから離れることがなく、車両１２に振動を適正に与えることができる。よって車両１２に予定される走行を精度良く模擬することができる。

即ち、前記したように特許文献１記載の技術にあってはＸ方向とＹ方向の振動を付与することで結果として斜め方向の振動を与えているが、その力がＸ，Ｙ方向の力の合力からなる間接的な力であると共に、プレートとタイヤの２点接触状態を安定して維持するのが困難と推定されるが、この発明の第１実施形態に係る加振装置１０はそのような不都合が生じることがない。

この発明の第１実施形態に係る加振装置１０は上記のように構成したので、車両１２に振動を適正に与えて車両１２に予定される走行を精度良く模擬することができる。

尚、加振装置１０の加振によって車両１２に生じる変化を検出する検出器として、図１に想像線で示す如く、車両１２の車室内にマイクロフォン（マイク）３８を設置し、その出力をＡ／Ｄ変換器を介してＥＣＵ３２に送るようにしても良い。ＥＣＵ３２はマイクロフォン３８の出力から車内の静粛性を判定すると共に、異音が検出されるときは加振によって生じた部品の落下などが生じたと判定する。

（第２実施形態）
図５はこの発明の第２実施形態に係る加振装置１０の模式断面図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。尚、第１実施形態と同一の部材は同一の符号を付して説明を省略する。

第１実施形態と相違する点に焦点をおいて説明すると、第２実施形態で加振装置１００は、載置台１４上において車両１２のタイヤ１２ａに当接可能な加振板２０と、加振板２０に摺動機構２２０を介して取り付けられてタイヤ１２ａに振動を付与可能な２個の第１、第２振動アクチュエータ２４０，２４２からなる。

２個の振動アクチュエータ２４０，２４２はトラニオン軸４０で相互に連結されると共に、トラニオン軸４０にはトラニオン軸からなる回転アクチュエータ（角度変更機構）４２が接続される。２個の振動アクチュエータ２４０，２４２は第１実施形態と同様のシリンダ部２４ａに接続され、第１実施形態と同様、圧油の給排に応じてＺ軸方向に昇降するように構成される。また、摺動機構２２０も第１実施形態と同様な空気軸受からなる。

回転アクチュエータ４２は電動モータなどの回転力付与機構４４に接続され、回転力付与機構４４から回転力を付与される。これにより、第１振動アクチュエータ２４０に対する第２振動アクチュエータ２４２のＺ軸方向の高さが相違し、加振板２０の傾斜角度θｖが所定範囲（例えば規定角度、例えば５度を基準角度とするとき、０度から３０度）の範囲で可変となるように構成される。

振動アクチュエータ（油圧シリンダ）２４と回転力付与機構４４はＥＣＵ３２に接続され、ＥＣＵ３２によってその駆動が制御される。それにより、加振装置１００の第１、第２振動アクチュエータ２４０，２４２のシリンダ部２４０ａ（２４２ａ）（図６）に収容されたピストン２４０ｂ（２４２ｂ）に取り付けられたピストンロッド２４０ｃ（２４２ｃ）（図６）は、Ｚ軸に対して所定角度θｖ（可変角度）傾いた斜め方向から加振板２０を介してタイヤ１２ａに当接しつつ載置台１４から昇降し、よってＺ軸に対して所定角度θｖ傾いた斜め方向から加振板２０を介してタイヤ１２ａに振動を印加するように構成される。

第２実施形態に係る加振装置１０は上記のように構成したので、第１実施形態と同様の効果を有すると共に、加振板２０の傾斜角度、即ち、加振角度を可変としたことで車両１２に振動を一層適正に与えて車両１２に予定される走行を一層精度良く模擬することができる。尚、残余の構成と効果は第１実施形態と異ならない。

第１、第２実施形態は上記の如く、車両１２の複数個のタイヤ１２ａの少なくともいずれかに振動を印加して前記車両１２を加振する加振装置１０，１００において、前記複数個のタイヤ１２ａの少なくともいずれかに当接する加振板２０と、前記車両１２の前後方向をＸ軸，左右方向をＹ軸，重力軸方向をＺ軸とするとき、前記Ｚ軸に対して所定角度（θｆ，θｖ）ずれた斜め方向から前記加振板２０を介して前記複数個のタイヤ１２ａのいずれかに振動を印加する少なくとも１個の振動アクチュエータ２４，２４０，２４２とを備える如く構成したので、走行振動を模擬する斜め方向から入力されるため、タイヤ１２ａに荷重を与えた後に加振板２０のタイヤ１２ａに対する追従性が良く、よって車両１２に予定される走行を精度良く模擬することができる。

また、第２実施形態において前記振動アクチュエータ２４０，２４２は、前記所定角度θｆを変更可能な角度変更機構（回転アクチュエータ４２）を備える如く構成したので、所定角度を変更することができ、よって車両１２に予定される走行を一層精度良く模擬することができる。

また、第１、第２実施形態において前記振動アクチュエータ２４，２４０、２４２は、前記加振板２０に摺動機構２２，２２０を介して取り付けられる如く構成したので、上記した効果に加え、部材の機械加工公差や線膨張を可能な限り吸収することが可能となり、よって車両１２に予定される走行を精度良く模擬することができる。

尚、第１、第２実施形態において車両１２の複数個のタイヤ１２ａの少なくともいずれかに振動を印加するように構成したが、残部のタイヤ１２ａの一部または全部にも振動を印加するように構成しても良い。

また、第１、第２実施形態において加振装置１０，１００で加振板２０によるタイヤ１２ａへの振動の印加方向を車両１２の進行方向前方としたが、車両１２の後方から印加しても良く、さらには車両１２の前方と後方の両方から印加しても良い。

また、第１、第２実施形態で摺動機構２２，２２０は空気を用いたエアフラットベアリングやエアブシュから構成したが、それに代えて油圧を用いたものでも良い。

１０，１００ 加振装置、１２ 車両、１２ａ タイヤ、１４ 載置台、１４ａ 凹部、２０ 加振板、２２，２２０ 摺動機構、２２ａ フラットエアベアリング、２２ａ１ 荷重摺動面、２２ｂ エアブシュ、２２ｂ１ 第１エアブシュ、２２ｂ２ 第２エアブシュ、２２ｂ３ シャフト、２２ｂｃ 袋状部材、２２ｃ 取付ステー、２３ 線膨張吸収機構、２３ａ 固定部、２３ｂ シャフト、２４，２４０，２４２ 振動アクチュエータ、２６ ストッパ、３０ 油圧回路、３２ ＥＣＵ（電子制御ユニット）、３０ｄ 圧力センサ、４０ トラニオン軸、４２ 回転アクチュエータ、４４ 回転力付与機構

Claims (3)

1. 車両の複数個のタイヤの少なくともいずれかに振動を印加して前記車両を加振する加振
   装置において、
   前記複数個のタイヤの少なくともいずれかに当接する加振板と、
   前記車両の前後方向をＸ軸，左右方向をＹ軸，重力軸方向をＺ軸とするとき、前記Ｚ軸に対して所定角度ずれた斜め方向から前記加振板を介して前記複数個のタイヤのいずれかに振動を印加する少なくとも１個の振動アクチュエータと、
   を備えたことを特徴とする加振装置。
2. 前記振動アクチュエータは、前記所定角度を変更可能な角度変更機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の加振装置。
3. 前記振動アクチュエータは、前記加振板に摺動機構を介して取り付けられることを特徴とする請求項１または２に記載の加振装置。

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