特開 2015-152310 シャシーダイナモメータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-152310(P2015-152310A)

(43)【公開日】2015年8月24日

(54)【発明の名称】シャシーダイナモメータ

(51)【国際特許分類】

   G01M 17/007 20060101AFI20150728BHJP

【ＦＩ】

   G01M17/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-23380(P2014-23380)

(22)【出願日】2014年2月10日

(71)【出願人】

【識別番号】000002059

【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142022

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 一晃

(74)【代理人】

【識別番号】100134980

【弁理士】

【氏名又は名称】千原 清誠

(74)【代理人】

【識別番号】100187986

【弁理士】

【氏名又は名称】淡路 俊作

(74)【代理人】

【識別番号】100093469

【弁理士】

【氏名又は名称】杉岡 幹二

(72)【発明者】

【氏名】東山 勇志

(57)【要約】

【課題】従来よりも小型に構成できるシャシーダイナモメータを得る。
【解決手段】シャシーダイナモメータは、回転軸（１６ａ）を中心として回転するローラ（１６）と、ローラ（１６）にトルクを与えるリニアモータ（２０）と、リニアモータ（２０）を支持する支持部（２２）とを備える。リニアモータ（２０）は、固定子（２０ａ）と円環状の可動子（２０ｂ）とを有する。可動子（２０ｂ）は、ローラ（１６）と同軸上に配置されかつローラ（１６）と一体になって回転するようにローラ（１６）に固定される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸を有しかつ前記回転軸を中心として回転可能なローラと、
固定子および円環状の可動子を有するリニアモータと、
前記固定子を支持する支持部とを備え、
前記可動子は、前記ローラと同軸上に配置されかつ前記ローラと一体になって回転するように前記ローラに固定される、シャシーダイナモメータ。

【請求項2】

前記支持部は、架台と、前記架台によって支持された計測装置とを有し、
前記計測装置は、前記固定子を支持しかつ前記可動子との間で前記固定子に生じる反力を計測する、請求項１に記載のシャシーダイナモメータ。

【請求項3】

前記計測装置は、前記固定子から与えられる荷重を計測するロードセルを含む、請求項２に記載のシャシーダイナモメータ。

【請求項4】

前記計測装置は、前記固定子に生じる鉛直方向の反力を計測する、請求項２または３に記載のシャシーダイナモメータ。

【請求項5】

前記ローラは、前記回転軸を中心として回転しかつ試験車両の駆動輪を支持する円筒部を有し、
前記可動子は、前記円筒部の内周面上に固定され、
前記固定子は、前記円筒部の内側に、前記ローラの径方向に前記可動子と対向して配置される、請求項１から４のいずれかに記載のシャシーダイナモメータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動二輪車および自動四輪車等の車両の性能試験を行うためのシャシーダイナモメータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両の性能試験を行うために、シャシーダイナモメータが用いられている。

【0003】

例えば、特許文献１に記載されているシャシーダイナモメータは、円筒状のモータ、一対のローラ、一対の検量アーム、およびロードセルを備える。一対のローラはモータの左右に配置され、各ローラの軸はモータの回転軸に連結される。これにより、一対のローラは、モータの回転軸と一体になって回転する。一対のローラ上には、それぞれ、試験車両の駆動輪が配置される。一対の検量アームは、モータの外周面（より具体的には、円筒状の固定子の外周面）からモータの径方向外方に延びるように設けられる。モータは、回転軸を中心として揺動可能に構成される。ロードセルは、一対の検量アームのうちの一方の下面を支持し、モータの揺動を規制するとともに検量アームから受ける荷重を計測する。

【0004】

特許文献１のシャシーダイナモメータでは、モータは、一対の駆動輪と一対のローラとの間に作用する力に基づいて揺動する。したがって、ロードセルが計測した荷重に基づいて、一対の駆動輪と一対のローラとの間に作用する力を測定できる。これにより、様々な走行条件下で試験車両の馬力等の性能特性を計測および試験できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−４２１７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上述のシャシーダイナモメータでは、モータの回転軸（可動子）を、一対のローラとは別体に設けなければならない。より具体的には、モータの固定子の中心を通るように回転軸を設け、回転軸の両端部に一対のローラの軸を連結しなければならない。この場合、固定子の内側に回転軸を通すためのスペースが必要になり、固定子を小さくできない。このため、モータ自体の小型化が難しく、シャシーダイナモメータの小型化が容易ではない。

【0007】

本発明の目的は、従来よりも小型に構成できるシャシーダイナモメータを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の実施形態に係るシャシーダイナモメータは、回転軸を有しかつ前記回転軸を中心として回転可能なローラと、固定子および円環状の可動子を有するリニアモータと、前記固定子を支持する支持部とを備える。前記可動子は、前記ローラと同軸上に配置されかつ前記ローラと一体になって回転するように前記ローラに固定される。

【0009】

上記の構成を有する本発明のシャシーダイナモメータによって試験車両の性能試験を行う際には、例えば、ローラ上に載置された試験車両の駆動輪を回転させつつ、リニアモータによってローラにトルクを与える。上記の構成では、リニアモータの可動子がローラに固定されているので、リニアモータの固定子との間で可動子に推力を生じさせることによって、ローラにトルクを与えることができる。試験車両の性能試験においては、リニアモータからローラに与えるトルクを調整することによって、試験車両に与える負荷を調整することができる。これにより、種々の走行条件を模擬することができる。

【0010】

ここで、従来のシャシーダイナモメータでは、上述のように、モータの回転軸（可動子）をローラとは別体に設けなければならず、モータ自体の小型化が難しい。これに対して、本発明のシャシーダイナモメータでは、リニアモータの可動子がローラに固定される。すなわち、ローラとリニアモータの可動子とを一つの回転体として構成できる。この場合、可動子を配置するためのスペースをリニアモータの固定子に確保する必要がないので、固定子を小さくできる。これにより、リニアモータ自体を小さくできるとともに、固定子を支持する支持部も小さくできる。その結果、シャシーダイナモメータを小型に構成できる。

【0011】

上述のシャシーダイナモメータにおいて、前記支持部は、架台と、前記架台によって支持された計測装置とを有し、前記計測装置は、前記固定子を支持しかつ前記可動子との間で前記固定子に生じる反力を計測してもよい。この場合、計測装置が、固定子を支持する役割を担いつつ固定子に生じる反力を計測する役割も担う。このため、固定子を支持するための部材および上記反力を計測するための部材を別個に設ける必要がないので、支持部をより簡単に構成できる。また、固定子を計測装置によって支持することによって、固定子に生じる反力を計測装置によって直接、計測できる。これにより、計測装置と固定子との間に他の部材を設ける場合に比べて、上記反力を高精度に計測できる。さらに、本発明のシャシーダイナモメータでは、上述のように固定子を小さくできるので、小さな計測装置で固定子を支持できる。これにより、シャシーダイナモメータの小型化が簡単になる。

【0012】

上述のシャシーダイナモメータにおいて、前記計測装置は、前記固定子から与えられる荷重を計測するロードセルを含んでもよい。この場合、固定子を支持しかつ該固定子に生じる反力を計測可能な計測装置を簡単に構成できる。

【0013】

上述のシャシーダイナモメータにおいて、前記計測装置は、前記固定子に生じる鉛直方向の反力を計測してもよい。この場合、計測装置において、固定子を支持するための支持構造を簡単にできる。

【0014】

上述のシャシーダイナモメータにおいて、前記ローラは、前記回転軸を中心として回転しかつ試験車両の駆動輪を支持する円筒部を有し、前記可動子は、前記円筒部の内周面上に固定され、前記固定子は、前記円筒部の内側に、前記ローラの径方向に前記可動子と対向して配置されてもよい。この場合、可動子および固定子をローラ内に収容できるので、可動子および固定子をローラによって保護できるとともに、シャシーダイナモメータをより小型に構成できる。また、円筒部が、可動子を保持する役割を担いつつ、試験車両の駆動輪を支持する役割も担うことができる。言い換えると、可動子を保持するための部材および試験車両の駆動輪を支持するための部材を別個に設ける必要がない。これにより、ローラをより簡単に構成できる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、従来よりも小型に構成できるシャシーダイナモメータが得られる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係るシャシーダイナモメータを示す側面図である。

【図2】図１のシャシーダイナモメータの断面図である。

【図3】ローラの他の構成およびリニアモータの他の配置例を示す図である。

【図4】リニアモータの他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。

【0018】

（全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係るシャシーダイナモメータ１０を示す側面図である。図２は、シャシーダイナモメータ１０の断面図（図１のＡ−Ａ線断面図）である。シャシーダイナモメータ１０は、例えば、四輪の試験車両１の性能試験に用いられる。以下の説明では、試験車両１の前後方向をシャシーダイナモメータ１０の前後方向とし、試験車両１の左右方向をシャシーダイナモメータ１０の左右方向とする。

【0019】

図１および図２に示すように、シャシーダイナモメータ１０は、筐体１２と、筐体１２内に配置される本体部１４とを備える。筐体１２は、底部１２ａ、側壁部１２ｂおよび天井部１２ｃを有する。天井部１２ｃは、左右に配置される一対の開口部１２ｄを有する。各開口部１２ｄは、本体部１４の後述する一対のローラ１６をそれぞれ筐体１２から上方に露出させる。天井部１２ｃ上に、試験車両１が配置される。図１および図２に示す例では、試験車両１の一対の駆動輪（前輪）２がそれぞれローラ１６上に載せられている。

【0020】

本体部１４は、左右に配置される一対のトルク発生装置１４ａ，１４ｂを含む。なお、トルク発生装置１４ａおよびトルク発生装置１４ｂは同一の構成を有するので、以下においては、トルク発生装置１４ａの構成を詳細に説明し、トルク発生装置１４ｂについての詳細な説明を省略する。

【0021】

トルク発生装置１４ａは、ローラ１６、ローラ１６を回転可能に保持する一対の保持部１８、ローラ１６を回転駆動する一対のリニアモータ２０、およびリニアモータ２０の後述する固定子２０ａを支持する一対の支持部２２を含む。

【0022】

ローラ１６は、回転軸１６ａ、円筒部１６ｂおよび連結部１６ｃを有する。回転軸１６ａは、円柱形状を有しかつ左右方向に延びる。円筒部１６ｂは、回転軸１６ａと同軸上に、かつ回転軸１６ａの外側（回転軸１６ａの径方向における外側）に配置される。連結部１６ｃは、円板形状を有し、回転軸１６ａの外周面と円筒部１６ｂの内周面とを連結する。本実施形態では、連結部１６ｃの外周縁は、円筒部１６ｂの筒軸方向の中央部に連結される。円筒部１６ｂの外周面上に、試験車両１の駆動輪２が載せられる。

【0023】

一対の保持部１８は、図示しない軸受を介して回転軸１６ａの両端部を回転可能に保持する。これにより、ローラ１６は、一対の保持部１８によって、回転軸１６ａを回転中心として回転可能に保持される。

【0024】

各リニアモータ２０は、固定子２０ａおよび円環状の可動子２０ｂを有する。固定子２０ａは、回転軸１６ａの後方に配置される。より具体的には、回転軸１６ａおよび固定子２０ａを前方または後方から見た場合、回転軸１６ａと固定子２０ａとが重なるように、回転軸１６ａおよび固定子２０ａが配置される。可動子２０ｂは、ローラ１６と同軸上に配置されかつローラ１６と一体になって回転するように、ローラ１６に固定される。本実施形態では、可動子２０ｂは、円筒部１６ｂの内周面上に固定される。固定子２０ａは、円筒部１６ｂの内側に、ローラ１６の径方向に可動子２０ｂと対向して配置される。

【0025】

本実施形態では、例えば、固定子２０ａは電磁力を発生するためのコイルを含み、可動子２０ｂは永久磁石を含む。固定子２０ａのコイルには、電源（図示せず）から配線（図示せず）を介して電流が供給される。本実施形態では、固定子２０ａのコイルに供給される電流を制御することによって、固定子２０ａとの間で可動子２０ｂに生じる推力を調整できる。なお、詳細な説明は省略するが、リニアモータとしては、種々のリニア交流モータまたは種々のリニア直流モータを用いることができる。

【0026】

各支持部２２は、架台２２ａと、架台２２ａ上に設置される計測装置２２ｂとを含む。図２に示すように、架台２２ａは、その上端部に設置部２２ｃを有する。架台２２ａは、設置部２２ｃが円筒部１６ｂの内側まで延びるように、前方から見てＬ字状に形成される。設置部２２ｃ上に計測装置２２ｂが設置され、計測装置２２ｂ上にリニアモータ２０の固定子２０ａが設置される。計測装置２２ｂは、可動子２０ｂとの間で固定子２０ａに生じる鉛直方向の反力を計測できるように、固定子２０ａを支持する。本実施形態では、計測装置２２ｂはロードセルを含み、固定子２０ａからロードセルに与えられる鉛直方向の荷重を計測する。

【0027】

図１および図２を参照して、試験車両１の性能試験を行う場合には、例えば、駆動輪２を回転させながら、駆動輪２に負荷を与えるために、リニアモータ２０によってローラ１６にトルクを与える。本実施形態では、可動子２０ｂがローラ１６に固定されているので、固定子２０ａとの間で可動子２０ｂに推力を生じさせることによって、ローラ１６にトルクを与えることができる。

【0028】

図１を参照して、本実施形態では、シャシーダイナモメータ１０を左側から見た場合に、例えば、駆動輪２が反時計回りに回転し、ローラ１６が時計回りに回転する。駆動輪２に負荷を与えるために、リニアモータ２０は、ローラ１６に対して反時計回りの方向のトルクを与える。すなわち、リニアモータ２０は、ローラ１６の回転方向とは反対方向のトルクをローラ１６に与える。本実施形態では、固定子２０ａは、回転軸１６ａの後方に配置されている。このため、固定子２０ａは、ローラ１６に反時計回りの方向のトルクを与えるために、可動子２０ｂに対して上方向の推力を与える。

【0029】

固定子２０ａから可動子２０ｂに推力を与える際には、可動子２０ｂから固定子２０ａに反力が作用する。本実施形態では、上記のように、固定子２０ａは可動子２０ｂに上方向の推力を与えるので、固定子２０ａには、下方向の反力が生じる。

【0030】

各固定子２０ａに生じた反力は、鉛直方向の荷重として各計測装置２２ｂによって計測される。計測装置２２ｂによって計測された荷重のデータは、例えば、図示しない制御装置に送られる。制御装置は、計測装置２２ｂによって計測された荷重のデータに基づいて、リニアモータ２０からローラ１６に与えられるトルクを算出する。また、制御装置は、例えば、上記算出されたトルクに基づいてリニアモータ２０を制御（フィードバック制御等）し、ローラ１６に与えられるトルクを調整する。このようにして、試験車両１の性能試験の目的に応じた適切なトルクをローラ１６に与えることができる。

【0031】

（実施形態の効果）
上述のシャシーダイナモメータ１０では、リニアモータ２０の可動子２０ｂがローラ１６に固定される。すなわち、ローラ１６とリニアモータ２０の可動子２０ｂとを一つの回転体として構成できる。この場合、可動子２０ｂを配置するためのスペースをリニアモータ２０の固定子２０ａに確保する必要がないので、固定子２０ａを小さくできる。これにより、リニアモータ２０自体を小さくできるとともに、固定子２０ａを支持する支持部２２も小さくできる。その結果、シャシーダイナモメータ１０を小型に構成できる。

【0032】

シャシーダイナモメータ１０では、計測装置２２ｂが、固定子２０ａを支持する役割を担いつつ固定子２０ａに生じる反力を計測する役割も担う。このため、固定子２０ａを支持するための部材および上記反力を計測するための部材を別個に設ける必要がないので、支持部２２をより簡単に構成できる。また、固定子２０ａを計測装置２２ｂによって支持することによって、固定子２０ａに生じる反力を計測装置２２ｂによって直接、計測できる。これにより、計測装置２２ｂと固定子２０ａとの間に他の部材を設ける場合に比べて、上記反力を高精度に計測できる。さらに、シャシーダイナモメータ１０では、上述のように固定子２０ａを小さくできるので、小さな計測装置２２ｂで固定子２０ａを支持できる。これにより、シャシーダイナモメータ１０の小型化が簡単になる。

【0033】

シャシーダイナモメータ１０では、計測装置２２ｂは、ロードセルを用いて固定子２０ａに生じる荷重を計測する。この場合、固定子２０ａを支持しかつ該固定子２０ａに生じる反力を計測可能な計測装置２２ｂを簡単に構成できる。

【0034】

シャシーダイナモメータ１０では、計測装置２２ｂは、固定子２０ａに生じる鉛直方向の反力を計測する。この場合、計測装置２２ｂにおいて、固定子２０ａを支持するための支持構造を簡単にできる。

【0035】

シャシーダイナモメータ１０では、可動子２０ｂが円筒部１６ｂの内周面上に固定され、固定子２０ａは、円筒部１６ｂの内側に、ローラ１６の径方向に可動子２０ｂと対向して配置される。この場合、固定子２０ａおよび可動子２０ｂをローラ１６内に収容できるので、固定子２０ａおよび可動子２０ｂをローラ１６によって保護できるとともに、シャシーダイナモメータ１０をより小型に構成できる。また、円筒部１６ｂが、可動子２０ｂを保持する役割を担いつつ、試験車両１の駆動輪２を支持する役割も担う。このため、ローラ１６において、可動子２０ｂを保持するための部材および試験車両１の駆動輪２を支持するための部材を別個に設ける必要がない。これにより、ローラ１６をより簡単に構成できる。

【0036】

シャシーダイナモメータ１０では、トルク発生装置１４ａ，１４ｂにそれぞれ設けられたリニアモータ２０によって、トルク発生装置１４ａのローラ１６とトルク発生装置１４ｂのローラ１６とを別々に制御することができる。これにより、実際の負荷状況に近い、より高精度な性能試験が可能になる。

【0037】

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、トルク発生装置１４ａに一対のリニアモータ２０が設けられているが、いずれか一方のリニアモータ２０が設けられなくてもよい。トルク発生装置１４ｂについても同様である。

【0038】

また、ローラの構成およびリニアモータの配置は、上述の例に限定されない。例えば、上述のローラ１６の代わりに、図３（ａ）〜（ｃ）に示すローラ２４を用いてもよい。なお、図３は、図２に相当する位置のローラおよびリニアモータを示す図である。

【0039】

ローラ２４がローラ１６と異なるのは、円筒部１６ｂ（図２参照）の代わりに、円筒部２４ａを有している点である。円筒部２４ａは、連結部１６ｃの外縁部から一方向（図３に示す例では右方向）にのみ延びるように形成されている。

【0040】

ローラ２４を用いる場合には、例えば、図３（ａ）に示すように、円筒部２４ａに一つのリニアモータ２０のみを設けてもよい。また、図３（ｂ）に示すように、リニアモータ２０の代わりに、固定子２６ａおよび円環状の可動子２６ｂを有するリニアモータ２６を用いてもよく、図３（ｃ）に示すように、リニアモータ２０の代わりに、固定子２８ａおよび円環状の可動子２８ｂを有するリニアモータ２８を用いてもよい。

【0041】

図３（ｂ）に示す例では、円筒部２４ａの一端面（右端面）に可動子２６ｂを固定し、回転軸１６ａに平行な方向（左右方向）において可動子２６ｂと対向する位置に固定子２６ａを配置している。また、図３（ｃ）に示す例では、円筒部２４ａの他端面（左端面）および連結部１６ｃの外縁部のうちの少なくとも一方に可動子２８ｂを固定し、回転軸１６ａに平行な方向（左右方向）において可動子２８ｂと対向する位置に固定子２８ａを配置している。なお、可動子２８ｂの代わりに、円筒部２４ａの内周面（連結部１６ｃの直径）よりも小さな外径を有する可動子を用いてもよい。この場合、可動子は、例えば、連結部１６ｃの固定子２８ａ側の側面（左側面）に固定される。また、図３（ｂ），（ｃ）のように可動子を配置する場合においても、図２および図３（ａ）に示した場合と同様に、可動子の径方向において可動子と対向する位置に固定子を配置してもよい。

【0042】

また、固定子の形状は上述の例に限定されない。図４に示すリニアモータ３０のように、固定子３０ａが、可動子３０ｂを間に挟むように一対の突出部３０ｃを有していてもよい。可動子３０ｂは、上述の可動子と同様に、円環状に形成されかつローラに固定される。リニアモータ３０では、例えば、各突出部３０ｃにコイルが設けられる。

【0043】

図１を参照して、上述の実施形態では、保持部１８と支持部２２とが別個の部材として構成されているが、保持部１８と支持部２２とを一体に構成してもよい。また、図２を参照して、例えば、一対のローラ１６の間に設けられる２つの保持部１８および２つの架台２２ａを一体に構成してもよい。

【0044】

図２を参照して、上述の実施形態では、トルク発生装置１４ａの回転軸１６ａとトルク発生装置１４ｂの回転軸１６ａとが別個に設けられているが、これら２つの回転軸１６ａを一体に構成してもよい。この場合、トルク発生装置１４ａのローラ１６とトルク発生装置１４ｂのローラ１６とが一体になって回転するので、トルク発生装置１４ａ，１４ｂのうちのいずれか一方のみにリニアモータ２０を設けてもよい。

【0045】

上述の実施形態では、固定子２０ａを支持部２２（計測装置２２ｂ）によって下方から支持しているが、固定子２０ａを支持部（計測装置）によって上方から支持してもよい。より具体的には、例えば、固定子２０ａを計測装置によって上方から吊り下げてもよい。

【0046】

上述の実施形態では、ローラの回転軸の後方に固定子を配置しているが、固定子の位置は上述の例に限定されない。例えば、ローラの回転軸の前方に固定子を配置してもよい。この場合、計測装置は、例えば、上述のシャシーダイナモメータ１０の場合と同様に、固定子に生じる鉛直方向の反力を計測できるように配置される。

【0047】

また、例えば、ローラの回転軸の上方または下方に固定子を配置してもよい。この場合、計測装置は、例えば、固定子に生じる前後方向の反力を計測できるように配置される。

【0048】

上述の実施形態では、各リニアモータは、１つの可動子に対して１つの固定子を有しているが、リニアモータが、１つの可動子に対して複数の固定子を有していてもよい。この場合、例えば、複数の固定子にそれぞれ対応するように複数の計測装置を設け、各計測装置によって各固定子に生じる反力を計測する。これによって、リニアモータからローラに与えられるトルクを算出できる。

【0049】

上述の実施形態では、シャシーダイナモメータ１０によって四輪の試験車両１の性能試験を行う場合について説明したが、本発明に係るシャシーダイナモメータは、自動二輪車または自動三輪車等の他の車両の性能試験にも利用できる。

【産業上の利用可能性】

【0050】

本発明は、車両の性能試験を行うシャシーダイナモメータに利用可能である。

【符号の説明】

【0051】

１ 試験車両
２ 駆動輪
１０ シャシーダイナモメータ
１６，２４ ローラ
１６ａ 回転軸
１６ｂ，２４ａ 円筒部
２０，２６，２８，３０ リニアモータ
２０ａ，２６ａ，２８ａ，３０ａ 固定子
２０ｂ，２６ｂ，２８ｂ，３０ｂ 可動子
２２ 支持部
２２ａ 架台
２２ｂ 計測装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】