特許 6062642 伝達力調整治具、および、伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験装置、伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験システム、ならびに、タイロッドの試験方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6062642

(24)【登録日】2016年12月22日

(45)【発行日】2017年1月18日

(54)【発明の名称】伝達力調整治具、および、伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験装置、伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験システム、ならびに、タイロッドの試験方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 17/007 20060101AFI20170106BHJP

   G01M 99/00 20110101ALI20170106BHJP

【ＦＩ】

   G01M17/00 Z

   G01M99/00 Z

【請求項の数】11

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2012-51765(P2012-51765)

(22)【出願日】2012年3月8日

(65)【公開番号】特開2013-185979(P2013-185979A)

(43)【公開日】2013年9月19日

【審査請求日】2015年2月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000143949

【氏名又は名称】株式会社鷺宮製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100103218

【弁理士】

【氏名又は名称】牧村 浩次

(74)【代理人】

【識別番号】110001070

【氏名又は名称】特許業務法人ＳＳＩＮＰＡＴ

(72)【発明者】

【氏名】増田 洋司

【審査官】 萩田 裕介

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５９−０２０８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１５７６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３３４４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２２８５５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００８３７４４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｍ １７／００ − １７／１０

Ｇ０１Ｍ ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のステアリングのタイロッドの試験装置に用いられ、タイロッドと、タイロッドに対して荷重を付与する加振装置との間に配置される伝達力調整治具であって、
前記伝達力調整治具が、バネ部材を備え、バネ部材を介してタイロッドに連結されるように構成され、
前記伝達力調整治具のバネ部材のバネ定数ｋ_２が、タイロッドのバネ定数ｋ_１よりも小さくなるように、バネ部材が構成され、
前記伝達力調整治具が、伝達力調整治具の慣性質量を調整する慣性質量部材を備えることを特徴とする伝達力調整治具。

【請求項2】

前記伝達力調整治具が、伝達力調整治具の慣性質量を調整する慣性質量部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の伝達力調整治具。

【請求項3】

前記伝達力調整治具のバネ部材が、板バネから構成されていることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の伝達力調整治具。

【請求項4】

前記伝達力調整治具のバネ部材が、一定間隔離間して配置された複数の板バネから構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の伝達力調整治具。

【請求項5】

前記伝達力調整治具のバネ部材が、部分的に幅が狭くなった形状であることを特徴とする請求項３から４のいずれかに記載の伝達力調整治具。

【請求項6】

前記伝達力調整治具が、バネ部材の振動を減衰する減衰機構を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の伝達力調整治具。

【請求項7】

前記減衰機構が、バネ部材の端部と摩擦接触する接触部材から構成されていることを特徴とする請求項６に記載の伝達力調整治具。

【請求項8】

前記減衰機構が、バネ部材を流体中に封入する封入部材から構成されていることを特徴とする請求項６に記載の伝達力調整治具。

【請求項9】

請求項１から８のいずれかに記載の伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験装置であって、
前記タイロッドの先端側に連結された伝達力調整治具と、
前記伝達力調整治具のタイロッドと反対側に連結され、タイロッドに対して荷重を付与する加振装置とを備え、
前記伝達力調整治具は、バネ部材を介してタイロッドの先端側に連結されており、
前前記伝達力調整治具のバネ部材のバネ定数ｋ_２が、タイロッドのバネ定数ｋ_１よりも小さくなるように、バネ部材が構成され、
前記伝達力調整治具が、伝達力調整治具の慣性質量を調整する慣性質量部材を備えることを特徴とするタイロッドの試験装置。

【請求項10】

請求項１から８のいずれかに記載の伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験システムであって、
前記ステアリングを所定の舵角で回動して、ステアリングの情報を入力するステアリング入力手段と、
前記ステアリング入力手段で入力されたステアリングの情報に基づいて、前記ステアリングのラックの変位に対応するように、前記加振装置の変位を制御する加振装置制御手段と、
前記タイロッドにかかる荷重を測定する荷重測定手段と、
を備えることを特徴とするタイロッドの試験システム。

【請求項11】

請求項１から８のいずれかに記載の伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験方法であって、
前記ステアリングを所定の舵角で回動して、ステアリングの情報を入力するステアリング入力ステップと、
前記ステアリング入力ステップで入力されたステアリングの情報に基づいて、前記ステアリングのラックの変位に対応するように、前記加振装置の変位を制御する加振装置制御ステップと、
前記タイロッドにかかる荷重を測定するステップと、
を備えることを特徴とするタイロッドの試験方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、自動車などの車両のステアリングのタイロッドの試験装置に用いられ、タイロッドと、タイロッドに対して荷重を付与する加振装置との間に配置される伝達力調整治具、および、伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験装置、伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験システム、ならびに、タイロッドの試験方法に関する。

【背景技術】

【0002】

図９は、自動車のステアリング機構全体を説明する斜視図である。
図９に示したように、自動車のステアリング１００は、ハンドル１０２と、ハンドル１０２に連結されたステアリングシャフト１０４とを備えている。このステアリングシャフト１０４の先端には、自在継手１０６を介して連結されたピニオン１０８を備えており、このピニオン１０８は、ラックバー１１０に形成されたラック１１２と噛合するように構成されている。

【0003】

そして、ラック１１２の先端は、タイロッド１１４に連結されており、タイロッド１１４の先端は、ピニオン１１６を介して、ナックルアーム１１８に連結されている。そして、ナックルアーム１１８の先端が、車輪のハブ１２０に固定されている。

【0004】

これにより、ハンドル１０２を左右に回転させると、ステアリングシャフト１０４を介して、ピニオン１０８が回転する。そして、ピニオン１０８に噛合するラック１１２を介して、ラックバー１１０が左右に移動して、ラックバー１１０に連結されたタイロッド１１４が左右に移動する。

【0005】

そして、タイロッド１１４に連結されたナックルアーム１１８により、ナックルアーム１１８に固定された車輪のハブ１２０が左右に回動するように構成されている。
なお、ハンドル１０２を左右に最大舵角まで回転すると（すなわち、いわゆる「据え切り」操作時において）、図示しないストッパーであるステアリングエンド（ラックエンド）に当接して、それ以上ハンドル１０２、および車輪のハブ１２０が左右に回動しないように構成されている。

【0006】

従来、このように構成される自動車などの車両のステアリングの挙動、耐久試験などを行うために種々の試験装置が提案されている。例えば、特許文献１（特開２００２−２２８５５５号公報）においては、右最大舵角と左最大舵角との間の往復動を繰り返して、自動車など車両のステアリング装置の耐久性能を調べる耐久性能試験方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００２−２２８５５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、例えば、自動車などの車両において、タイロッド１１４にかかる荷重を模擬する試験において、据え切り時のタイヤの反力とステアリングエンドに当たった時のタイロッド１１４にかかる荷重を再現する必要がある。

【0009】

従来、このような自動車のタイロッド１１４にかかる荷重（振動）などを模擬する試験装置としては、図１０の斜視図に示したような試験装置２００が提案されている。
この従来の試験装置２００では、タイロッド１１４の先端に、加振装置１２０の先端側のロッド１２２を直接連結して、タイロッド１１４にかかる荷重（振動）などのタイロッドの試験を行っている。
すなわち、据え切り時のタイヤの反力に対して、加振装置１２０の応答速度が間に合わないため、このようにタイロッド１１４と加振装置１２０を直接連結して固定している。

【0010】

ところで、通常、ラック１１２からの入力に対して、タイヤが地面から受ける反力を加振装置１２０が模擬して、ラック１１２へと返している。
しかしながら、このような従来の車両のタイロッドの試験装置では、タイロッド１１４と加振装置１２０を直接連結して固定しているので、据え切り時にステアリングエンドに当たった際に、加振装置１２０がその動きに追随せず、実際のタイロッド１１４の荷重（振動）を再現するのが困難である。

【0011】

本発明は、このような現状に鑑み、例えば、自動車などのステアリングにおいて、タイロッドにかかる荷重（振動）を模擬してタイロッドの試験を行う場合に、据え切り時にステアリングエンドに当たった際に、加振装置がその動きに追随して、実際のタイロッドの荷重（振動）を再現することが可能な伝達力調整治具、および、伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験装置、伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験システム、ならびに、タイロッドの試験方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の伝達力調整治具は、
車両のステアリングのタイロッドの試験装置に用いられ、タイロッドと、タイロッドに対して荷重を付与する加振装置との間に配置される伝達力調整治具であって、
前記伝達力調整治具が、バネ部材を備え、バネ部材を介してタイロッドに連結されるように構成され、
前記伝達力調整治具のバネ部材のバネ定数ｋ_２が、タイロッドのバネ定数ｋ_１よりも小さくなるように、バネ部材が構成され、
前記伝達力調整治具が、伝達力調整治具の慣性質量を調整する慣性質量部材を備えることを特徴とする。

【0013】

また、本発明のタイロッドの試験装置は、
前述のいずれかに記載の伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験装置であって、
前記タイロッドの先端側に連結された伝達力調整治具と、
前記伝達力調整治具のタイロッドと反対側に連結され、タイロッドに対して荷重を付与する加振装置とを備え、
前記伝達力調整治具は、バネ部材を介してタイロッドの先端側に連結されており、
前前記伝達力調整治具のバネ部材のバネ定数ｋ_２が、タイロッドのバネ定数ｋ_１よりも小さくなるように、バネ部材が構成され、
前記伝達力調整治具が、伝達力調整治具の慣性質量を調整する慣性質量部材を備えることを特徴とする。

【0014】

また、本発明のタイロッドの試験システムは、
前述のいずれかに記載の伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験システムであって、
前記ステアリングを所定の舵角で回動して、ステアリングの情報を入力するステアリング入力手段と、
前記ステアリング入力手段で入力されたステアリングの情報に基づいて、前記ステアリングのラックの変位に対応するように、前記加振装置の変位を制御する加振装置制御手段と、
前記タイロッドにかかる荷重を測定する荷重測定手段と、
を備えることを特徴とする。

【0015】

また、本発明のタイロッドの試験方法は、
前述のいずれかに記載の伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験方法であって、
前記ステアリングを所定の舵角で回動して、ステアリングの情報を入力するステアリング入力ステップと、
前記ステアリング入力ステップで入力されたステアリングの情報に基づいて、前記ステアリングのラックの変位に対応するように、前記加振装置の変位を制御する加振装置制御ステップと、
前記タイロッドにかかる荷重を測定するステップと、
を備えることを特徴とする。

【0016】

このように構成することによって、車両のステアリングのタイロッドの試験装置１０は、図６の概略図で示したような構成となる。
すなわち、図６において、通常、ラック２２からの入力に対して、タイヤが地面から受ける反力を加振装置８０が模擬して、ラック２２へと返している。

【0017】

なお、図６において、ｍ₁は、タイヤ質量部材３２のタイヤの質量、ｋ₁は、タイロッド２４のバネ定数、ｍ₂は、本発明の伝達力調整治具４０の慣性質量、ｋ₂は、本発明の伝達力調整治具４０のバネ部材６４のバネ定数を示している。

【0018】

そして、据え切り時にステアリングエンドに当たった際に、加振装置８０がその動きに追随せず、図７に示したように、加振装置８０が存在しない状態となって、２自由度系となる。

【0019】

この系の運動方程式は次のように表される。

【0020】

【数1】

【0021】

【数2】

となる。

【0022】

この系が振動しない解ｕ₁＝ｕ₂＝０を除くと、上式を満足する振動解が存在するためには、ｕ₁、ｕ₂の係数に関する行列式がゼロとなる必要がある。
これを整理すると、次式が得られる。

【0023】

【数3】

この式をω²について解くと、次の関係が分かる。

【0024】

【数4】

ここで、本発明の伝達力調整治具４０が用いられるタイロッドの試験装置１０では、性質上、タイロッド２４のバネ定数ｋ₁に比較して、伝達力調整治具４０のバネ部材６４のバネ定数ｋ₂は、ｋ₂＝ｋ₁／１５０程度と大変小さい。

【0025】

従って、ｋ₂＝０とすると、

【0026】

【数5】

となり、この系全体の固有振動数ωは、伝達力調整治具４０のバネ部材６４のバネ定数ｋ₂と、伝達力調整治具４０の慣性質量ｍ₂を無視できると分かる。

【0027】

従って、本発明によれば、車両のステアリングのタイロッドの試験装置において、据え切り時にステアリングエンドに当たった際に、あたかも、伝達力調整治具４０が存在しない状態となる。その結果、タイヤを模擬してあるタイヤ質量部材３２とタイロッド２４が直接連結している状態と同じになり、タイロッド２４の実際のタイロッド２４の荷重（振動）を再現することが可能であり、タイロッドの正確な試験を行うことができる。

【0028】

また、本発明の伝達力調整治具は、
車両のステアリングのタイロッドの試験装置に用いられ、タイロッドと、タイロッドに対して荷重を付与する加振装置との間に配置される伝達力調整治具であって、
前記伝達力調整治具が、バネ部材を備え、バネ部材を介してタイロッドに連結されるように構成され、
前記伝達力調整治具のバネ部材のバネ定数ｋ_２が、タイロッドのバネ定数ｋ_１よりも小さくなるように、バネ部材が構成され、
前記伝達力調整治具が、伝達力調整治具の慣性質量を調整する慣性質量部材を備えることを特徴とする。
また、本発明では、前記伝達力調整治具が、伝達力調整治具の慣性質量を調整する慣性質量部材を備えることを特徴とする。

【0029】

その結果、試験体であるタイロッド２４と、伝達力調整治具４０の共振点に差を持たせて、伝達力調整治具４０の荷重（振動）をキャンセルすることができる。
従って、車両のステアリングのタイロッドの試験装置において、据え切り時にステアリングエンドに当たった際に、あたかも、伝達力調整治具４０が存在しない状態となる。その結果、タイヤであるタイヤ質量部材３２とタイロッド２４が直接連結している状態と同じになり、タイロッド２４の実際のタイロッド２４の荷重（振動）を再現することが可能であり、タイロッドの正確な試験を行うことができる。

【0030】

また、本発明では、前記伝達力調整治具のバネ部材が、板バネから構成されていることを特徴とする。
このように伝達力調整治具のバネ部材が、板バネから構成されていれば、バネ部材のバネ定数ｋ₂を低減するように設定し易く、据え切り時にステアリングエンドに当たった際に、あたかも、伝達力調整治具４０が存在しない状態となる。その結果、タイヤであるタイヤ質量部材３２とタイロッド２４が直接連結している状態と同じになり、タイロッド２４の実際のタイロッド２４の荷重（振動）を再現することが可能であり、タイロッドの正確な試験を行うことができる。

【0031】

また、本発明では、前記伝達力調整治具のバネ部材が、一定間隔離間して配置された複数の板バネから構成されていることを特徴とする。
このように伝達力調整治具のバネ部材６４が、一定間隔離間して配置された複数の板バネから構成されていれば、バネ部材６４のバネ定数ｋ₂を制御して、低減するように設定し易い。すなわち、例えば、ｎ枚の板バネ（バネ定数ｋ）から構成されるバネ部材６４であれば、バネ部材６４のバネ定数ｋ₂は、ｎｋとなる。

【0032】

従って、バネ部材６４のバネ定数ｋ₂を制御して、低減するように設定し易く、据え切り時にステアリングエンドに当たった際に、あたかも、伝達力調整治具４０が存在しない状態となる。その結果、タイヤであるタイヤ質量部材３２とタイロッド２４が直接連結している状態と同じになり、タイロッド２４の実際のタイロッド２４の荷重（振動）を再現することが可能であり、タイロッドの正確な試験を行うことができる。

【0033】

また、本発明では、前記伝達力調整治具のバネ部材が、部分的に幅が狭くなった形状であることを特徴とする。
このように構成することによって、部分的に幅が狭くなった部分で、板バネから構成されるバネ部材６４が、撓み易く、応力集中（集中荷重）を受けるのを避けることができ、バネ部材６４が破断するのを防止することができる。特に、据え切り時にステアリングエンドに当たった際には、ラック２２からの入力が高い入力荷重（高い周波数）となるが、バネ部材６４の破断を避けることができる。

【0034】

また、本発明では、前記伝達力調整治具が、バネ部材の振動を減衰する減衰機構を備えることを特徴とする。
このように構成することによって、据え切り時にステアリングエンドに当たった際には、ラック２２からの入力が高い入力荷重（高い周波数）となるが、伝達力調整治具のバネ部材の共振点を越えた減衰領域を利用し、軸力の伝達を抑制する。

【0035】

そして、バネ部材６４の振動を減衰する減衰機構によって、伝達力調整治具４０のバネ部材６４の共振点での振動を抑えることができ、その結果、据え切り時にステアリングエンドに当たった際に、あたかも、伝達力調整治具４０が存在しない状態となる。

【0036】

これにより、タイヤであるタイヤ質量部材３２とタイロッド２４が直接連結している状態と同じになり、タイロッド２４の実際のタイロッド２４の荷重（振動）を再現することが可能であり、タイロッドの正確な試験を行うことができる。

【0037】

また、本発明では、前記減衰機構が、バネ部材の端部と摩擦接触する接触部材から構成されていることを特徴とする。
このように、減衰機構が、バネ部材の端部と摩擦接触する接触部材であっても良く、これにより、伝達力調整治具４０のバネ部材６４の共振点での振動を抑えることができ、その結果、据え切り時にステアリングエンドに当たった際に、あたかも、伝達力調整治具４０が存在しない状態となる。

【0038】

これにより、タイヤであるタイヤ質量部材３２とタイロッド２４が直接連結している状態と同じになり、タイロッド２４の実際のタイロッド２４の荷重（振動）を再現することが可能であり、タイロッドの正確な試験を行うことができる。

【0039】

また、本発明では、前記減衰機構が、バネ部材を流体中に封入する封入部材から構成されていることを特徴とする。
このように、減衰機構が、例えば、水、油、空気などの流体などのバネ部材を流体中に封入する封入部材であっても良く、これにより、伝達力調整治具４０のバネ部材６４の共振点での振動を抑えることができ、その結果、据え切り時にステアリングエンドに当たった際に、あたかも、伝達力調整治具４０が存在しない状態となる。

【0040】

これにより、タイヤであるタイヤ質量部材３２とタイロッド２４が直接連結している状態と同じになり、タイロッド２４の実際のタイロッド２４の荷重（振動）を再現することが可能であり、タイロッドの正確な試験を行うことができる。

【発明の効果】

【0041】

本発明によれば、車両のステアリングのタイロッドの試験装置において、据え切り時にステアリングエンドに当たった際に、あたかも、伝達力調整治具４０が存在しない状態となる。その結果、タイヤであるタイヤ質量部材３２とタイロッド２４が直接連結している状態と同じになり、タイロッド２４の実際のタイロッド２４の荷重（振動）を再現することが可能であり、タイロッドの正確な試験を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0042】

【図1】図１は、本発明の伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験装置の斜視図である。

【図2】図２は、本発明の伝達力調整治具の斜視図である。

【図3】図３は、図２の伝達力調整治具の上面図である。

【図4】図４は、図２のＡ方向の端面図である。

【図5】図５は、図４のＢ−Ｂ線での横断面図である。

【図6】図６は、本発明のタイロッドの試験装置１０の動作を説明する概略図である。

【図7】図７は、本発明のタイロッドの試験装置１０の動作を説明する概略図である。

【図8】図８は、本発明の伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験装置の試験方法を説明するフローチャートである。

【図9】図９は、自動車のステアリング機構全体を説明する斜視図である。

【図10】図１０は、従来の試験装置２００の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0043】

以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
図１は、本発明の伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験装置の斜視図、図２は、本発明の伝達力調整治具の斜視図、図３は、図２の伝達力調整治具の上面図、図４は、図２のＡ方向の端面図、図５は、図４のＢ−Ｂ線での横断面図、図６は、本発明のタイロッドの試験装置１０の動作を説明する概略図、図７は、本発明のタイロッドの試験装置１０の動作を説明する概略図、図８は、本発明の伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験装置の試験方法を説明するフローチャートである。

【0044】

図１〜図５において、符号１０は、全体で本発明の伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験装置を示している。
図１に示したように、自動車のステアリング１は、ハンドル１２と、ハンドル１２に連結されたステアリングシャフト１４とを備えている。このステアリングシャフト１４の先端には、自在継手１６を介して連結されたピニオン１８を備えており、このピニオン１８は、ラックバー２０に形成されたラック２２と噛合するように構成されている。

【0045】

そして、ラック２２の先端は、タイロッド２４に連結されており、タイロッド２４の先端は、ピニオン２６を介して、ナックルアーム２８に連結されている。そして、ナックルアーム２８の先端が、車輪のハブ３０に固定されている。

【0046】

これにより、ハンドル１２を左右に回転させると、ステアリングシャフト１４を介して、ピニオン１８が回転する。そして、ピニオン１８に噛合するラック２２を介して、ラックバー２０が左右に移動して、ラックバー２０に連結されたタイロッド２４が左右に移動する。

【0047】

そして、タイロッド２４に連結されたナックルアーム２８により、ナックルアーム２８に固定された車輪のハブ３０が左右に回動するように構成されている。
なお、ハンドル１２を左右に最大舵角まで回転すると（すなわち、いわゆる「据え切り」操作時において）、図示しないストッパーであるステアリングエンド（ラックエンド）に当接して、それ以上ハンドル１２、および車輪のハブ３０が左右に回動しないように構成されている。

【0048】

また、ハブ３０には、タイヤを模擬してあるタイヤ質量部材３２が固定されており、このタイヤ質量部材３２に、軸部材３４が固定され、この軸部材３４の先端部には、連結孔３６が形成されている。

【0049】

一方、伝達力調整治具４０には、シャフト４２を備えており、このシャフト４２の後端に、二股形状の装着部４４が形成され。装着部４４には、装着孔４６が形成されている。
これにより、軸部材３４の先端部の連結孔３６と、シャフト４２の装着孔４６に、ピボット軸ボルト３８を挿通して、ナット３８ａで締結することによって、伝達力調整治具４０のシャフト４２と、タイヤ質量部材３２に固定された軸部材３４が、相互に回動することができるよう連結されている。

【0050】

すなわち、図１の矢印で示したように、ハンドル１２を左右に回転させることにより、伝達力調整治具４０に車輪のハブ３０が連結されていても、車輪のハブ３０が左右に回動できるように構成されている。

【0051】

一方、伝達力調整治具４０は、図２、図３に示したように、伝達力調整治具本体４８と、後述するバネ部材６４とを備えている。そして、伝達力調整治具本体４８は、平板形状の基板部材５０と、この基板部材５０の両端に固定されて、タイヤ質量部材３２の方向に突設する一対の側板部材５２とを備えている。

【0052】

また、側板部材５２は、基板部材５０に固定された基端部５４と、基端部５４からタイヤ質量部材３２の方向に突設するバネ部材装着部５６とを備えている。そして、バネ部材装着部５６は、一定間隔離間して複数のバネ部材装着間隙５８が形成されるように、複数の離間部材６０から構成されている。

【0053】

図２、図３に示したように、バネ部材装着間隙５８には、それぞれ複数枚の（この実施例では、合計５枚の）板バネ６２が装着されており、これにより、バネ部材６４を構成している。すなわち、図１〜図５に示したように、板バネ６２の両端の端部６２ｂがそれぞれ、一定間隔離間してバネ部材装着間隙５８に装着されるように、複数の離間部材６０の間に配置されている。

【0054】

なお、この板バネ６２の枚数は、特に限定されるものではなく、１枚であっても良く、また、複数枚としては、その枚数は、特に限定されるものではない。
そして、締結ボルト６４ａで、これらの板バネ６２、離間部材６０の締結孔（図示せず）を介して、側板部材５２の基端部５４に、これらの板バネ６２、離間部材６０が固定されている。

【0055】

また、図２に示したように、側板部材５２の側方には、補強プレート６６が配置され、締結ボルト６６ａにより、側板部材５２の基端部５４と、離間部材６０を固定するように構成されている。

【0056】

一方、板バネ６２は、図４に示したように、中央部分６２ａと、両端に配置された端部６２ｂと、この中央部分６２ａと端部６２ｂから、漸次その幅が狭くなるように形成された中間部分６２ｃとを備えている。

【0057】

このように構成することによって、部分的に幅が狭くなった部分である中間部分６２ｃにおいて、板バネ６２から構成されるバネ部材６４が、撓み易く、応力集中（集中荷重）を受けるのを避けることができ、バネ部材６４が破断するのを防止することができる。特に、据え切り時にステアリングエンドに当たった際には、ラック２２からの入力が高い入力荷重（高い周波数）となるが、バネ部材６４の破断を避けることができる。

【0058】

なお、中央部分６２ａと、両端に配置された端部６２ｂの幅Ｔ１と、中央部分６２ａのもっとも狭くなった幅Ｔ２との関係は、特に限定されるものではないが、せん断力分布に合わせて設計するのが望ましい。

【0059】

このように伝達力調整治具のバネ部材６４が、一定間隔離間して配置された複数の板バネ６２から構成されていれば、バネ部材６４のバネ定数ｋ₂を制御して、低減するように設定し易い。すなわち、例えば、ｎ枚の板バネ６２（バネ定数ｋ）から構成されるバネ部材６４であれば、バネ部材６４のバネ定数ｋ₂は、ｎｋとなる。

【0060】

従って、バネ部材６４のバネ定数ｋ₂を制御して、低減するように設定し易く、後述するように、据え切り時にステアリングエンドに当たった際に、あたかも、伝達力調整治具４０が存在しない状態となる。その結果、タイヤであるタイヤ質量部材３２とタイロッド２４が直接連結している状態と同じになり、タイロッド２４の実際のタイロッド２４の荷重（振動）を再現することが可能であり、タイロッドの正確な試験を行うことができる。

【0061】

また、図２、図５に示したように、最もタイヤ質量部材３２の側の板バネ６２の中央部分６２ａには、シャフト４２が固定されている。そして、複数枚の板バネ６２の中央部分６２ａの間には、前述した側板部材５２の離間部材６０と対応するように、複数の離間部材６８が配置されている。図示しないが、これらのシャフト４２、複数枚の板バネ６２の中央部分６２ａ、離間部材６８が、締結ボルトで固定されている。

【0062】

さらに、図２に示したように、基板部材５０の図２の中央部分には、図２において上下に、一対の板状の接触部材７０が、タイヤ質量部材３２の側に立設するように固定されている。そして、この接触部材７０の内側の接触面７０ａがそれぞれ、図４に示したように、板バネ６２の中央部分６２ａの接触面６２ｄと接触するように構成されている。

【0063】

これらの接触部材７０が、バネ部材６４（板バネ６２）の振動を減衰する減衰機構を構成している。
このように構成することによって、据え切り時にステアリングエンドに当たった際には、ラック２２からの入力が高い入力荷重（高い周波数）となるが、伝達力調整治具のバネ部材の共振点を越えた減衰領域を利用し、軸力の伝達を抑制する。

【0064】

そして、バネ部材６４の振動を減衰する減衰機構である接触部材７０によって、伝達力調整治具４０のバネ部材６４の共振点での振動を抑えることができ、その結果、据え切り時にステアリングエンドに当たった際に、あたかも、伝達力調整治具４０が存在しない状態となる。

【0065】

これにより、タイヤであるタイヤ質量部材３２とタイロッド２４が直接連結している状態と同じになり、タイロッド２４の実際のタイロッド２４の荷重（振動）を再現することが可能であり、タイロッドの正確な試験を行うことができる。

【0066】

また、図２に示したように、これらの接触部材７０の端部の間には、略コ字形状のガイド部材７２が固定されており、このガイド部材７２の中央に形成されたガイド開口７２ａを挿通するように、シャフト４２が配置されている。

【0067】

また、図２、図５に示したように、シャフト４２と、最もタイヤ質量部材３２の側に位置する板バネ６２には、第１のストッパー部材７４が装着されている。一方、最もタイヤ質量部材３２の側から離間した、板バネ６２と離間部材６８とに、第２のストッパー部材７６が装着されている。

【0068】

この第１のストッパー部材７４は、板バネ６２から構成されるバネ部材６４が振動した際に、第１のストッパー部材７４とガイド部材７２とが当接して、それ以上、バネ部材６４が、タイヤ質量部材３２の側に移動して、板バネ６２が破損損傷しないようにするためのものである。

【0069】

一方、同様に、第２のストッパー部材７６は、板バネ６２から構成されるバネ部材６４が振動した際に、第２のストッパー部材７６と基板部材５０とが当接して、それ以上、バネ部材６４が、タイヤ質量部材３２から離間する側（すなわち、後述する加振装置８０側）に移動して、板バネ６２が破損損傷しないようにするためのものである。

【0070】

なお、これらの第１のストッパー部材７４と第２のストッパー部材７６の材質は特に限定されるものではないが、これらの第１のストッパー部材７４と第２のストッパー部材７６がそれぞれ、ガイド部材７２と基板部材５０に当接した際の衝撃を緩和して、板バネ６２の破損損傷を防止するためには、例えば、ゴム、樹脂などの柔軟な部材から構成するのが望ましい。

【0071】

なお、後述するように、タイロッドの試験装置１０では、性質上、タイロッド２４のバネ定数ｋ₁に比較して、伝達力調整治具４０のバネ部材６４のバネ定数ｋ₂が、小さくなるように設定されている。その大きさは特に限定されるものではないが、例えば、ｋ₂＝ｋ₁／１５０程度と大変小さいように構成されているのが望ましい。

【0072】

さらに、図１〜図３に示したように、基板部材５０の加振装置８０側に、慣性質量部材７８が、固定ボルト７８ａで固定されている。そして、基板部材５０に、加振装置８０の先端側のロッド８２を、締結ボルト８２ａで固定している。

【0073】

また、図１に示したように、タイロッドの試験装置１０では、制御装置８４を備えており、この制御装置８４には、ステアリング１のハンドル１２の舵角情報を入力して記憶する舵角情報記憶部８６を備えている
また、制御装置８４には、加振装置８０の変位を入力して記憶する加振装置変位記憶部８８を備えている。さらに、制御装置８４には、ラック２２の変位を入力して記憶するラック変位記憶部９０を備えている。制御装置８４には、これらの舵角情報記憶部８６の舵角情報、加振装置変位記憶部８８からの加振装置変位情報、ならびに、ラック変位記憶部９０からのラック変位情報を読み出して、所定の演算処理を行うＣＰＵなどの中央演算処理装置９２を備えている。

【0074】

また、制御装置８４には、タイロッド２４にかかる荷重などの情報を入力して記憶するタイロッド荷重情報記憶部９４を備えるとともに、このタイロッド荷重情報などの記憶部に記憶された各種情報を、リアルタイムに表示するＣＲＴなどの表示装置９６を備えている。

【0075】

このように構成される本発明のタイロッドの試験装置１０では、図６の概略図で示したような構成となる。
すなわち、図６において、通常、ラック２２からの入力に対して、タイヤが地面から受ける反力を加振装置８０が模擬して、ラック２２へと返している。

【0076】

なお、図６において、ｍ₁は、タイヤ質量部材３２のタイヤの質量、ｋ₁は、タイロッド２４のバネ定数、ｍ₂は、本発明の伝達力調整治具４０の慣性質量、ｋ₂は、本発明の伝達力調整治具４０のバネ部材６４のバネ定数を示している。

【0077】

そして、据え切り時にステアリングエンドに当たった際に、加振装置８０がその動きに追随せず、図７に示したように、加振装置８０が存在しない状態となって、２自由度系となる。

【0078】

この系の運動方程式は次のように表される。

【0079】

【数6】

【0080】

【数7】

となる。

【0081】

この系が振動しない解ｕ₁＝ｕ₂＝０を除くと、上式を満足する振動解が存在するためには、ｕ₁、ｕ₂の係数に関する行列式がゼロとなる必要がある。
これを整理すると、次式が得られる。

【0082】

【数8】

この式をω²について解くと、次の関係が分かる。

【0083】

【数9】

ここで、本発明の伝達力調整治具４０が用いられるタイロッドの試験装置１０では、性質上、タイロッド２４のバネ定数ｋ₁に比較して、伝達力調整治具４０のバネ部材６４のバネ定数ｋ₂は、ｋ₂＝ｋ₁／１５０程度と大変小さい。

【0084】

従って、ｋ₂＝０とすると、

【0085】

【数10】

となり、この系全体の固有振動数ωは、伝達力調整治具４０のバネ部材６４のバネ定数ｋ₂と、伝達力調整治具４０の慣性質量ｍ₂を無視できると分かる。

【0086】

従って、本発明によれば、車両のステアリングのタイロッドの試験装置１０において、据え切り時にステアリングエンドに当たった際に、あたかも、伝達力調整治具４０が存在しない状態となる。その結果、タイヤを模擬してあるタイヤ質量部材３２とタイロッド２４が直接連結している状態と同じになり、タイロッド２４の実際のタイロッド２４の荷重（振動）を再現することが可能であり、タイロッドの正確な試験を行うことができる。

【0087】

また、本発明のタイロッドの試験装置１０では、伝達力調整治具４０が、伝達力調整治具４０の慣性質量を調整する慣性質量部材７８を備えている。
このように構成することによって、伝達力調整治具４０の慣性質量部材７８の慣性質量ｍ₂を調整することによって、例えば、上記式と同様に、慣性質量部材７８の慣性質量ｍ₂を大きく設定することによって、伝達力調整治具４０の固有振動数ωを低減することができる。

【0088】

その結果、試験体であるタイロッド２４と、伝達力調整治具４０の共振点に差を持たせて、伝達力調整治具４０の荷重（振動）をキャンセルすることができる。
従って、車両のステアリングのタイロッドの試験装置において、据え切り時にステアリングエンドに当たった際に、あたかも、伝達力調整治具４０が存在しない状態となる。その結果、タイヤであるタイヤ質量部材３２とタイロッド２４が直接連結している状態と同じになり、タイロッド２４の実際のタイロッド２４の荷重（振動）を再現することが可能であり、タイロッドの正確な試験を行うことができる。

【0089】

このように構成される本発明のタイロッドの試験装置１０では、図１、図８に示したように、下記のようにして、タイロッド２４の試験が行われる。
先ず、ステアリング１のハンドル１２を所定の舵角で回動して、ステアリング１の情報を舵角情報記憶部８６に入力して記憶される。一方、ラック２２の変位が逐次、ラック変位記憶部９０に入力して記憶される。

【0090】

これらの情報に基づいて、中央演算処理装置９２により、所定の演算処理が行われ、ラック２２の変位に対応するように、すなわち、加振装置８０の変位が、ラック２２の反力に相当するように、加振装置８０の変位を設定するようになっている。

【0091】

そして、図８に示したように、タイロッド２４の試験の際には、常に、制御装置８４によって、加振装置８０の変位が、ラック２２の反力に相当するように、加振装置８０の変位を設定するようにループ制御が行われる。

【0092】

この状態で、タイロッド２４にかかる荷重が測定され、このタイロッド２４にかかる荷重情報が、逐次タイロッド荷重情報記憶部９４に入力記憶される。
そして、このタイロッド２４の荷重情報などの記憶部に記憶された各種情報が、ＣＲＴなどの表示装置９６にリアルタイムに表示されるように構成されている。

【0093】

このように、加振装置８０の変位を、実際の車両の挙動と等しくすることによって、タイロッド２４の車両にかかる荷重を模擬することによって、試験を行うように構成されている。

【0094】

以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施例では、減衰機構として、接触部材７０を用いたが、バネ部材６４を流体中に封入する封入部材から構成されていてもよい。

【0095】

このように、減衰機構が、例えば、水、油、空気などの流体などのバネ部材を流体中に封入する封入部材であっても、これにより、伝達力調整治具４０のバネ部材６４の共振点での振動を抑えることができ、その結果、据え切り時にステアリングエンドに当たった際に、あたかも、伝達力調整治具４０が存在しない状態となる。

【0096】

これにより、タイヤであるタイヤ質量部材３２とタイロッド２４が直接連結している状態と同じになり、タイロッド２４の実際のタイロッド２４の荷重（振動）を再現することが可能であり、タイロッドの正確な試験を行うことができる。

【0097】

また、上記実施例では、バネ部材６４として、板バネ６２を用いたが、例えば、コイルバネなどバネ定数を制御できるバネ部材であれば用いることが可能である。
さらに、本発明のタイロッドの試験装置１０では、据え切り以外でも、ステアリング１のハンドル１２を所定の舵角で回動した際の、タイロッドの荷重（振動）試験に用いることができるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0098】

本発明は、例えば、自動車などの車両のステアリングのタイロッドの試験装置に用いられ、タイロッドの先端側と、タイロッドと、タイロッドに対して荷重を付与する加振装置との間に配置される伝達力調整治具、および、伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験装置、伝達力調整治具を用いたタイロッドの試験システム、ならびに、タイロッドの試験方法に適用することができる。

【符号の説明】

【0099】

１０ タイロッドの試験装置
１２ ハンドル
１４ ステアリングシャフト
１６ 自在継手
１８ ピニオン
２０ ラックバー
２２ ラック
２４ タイロッド
２６ ピニオン
２８ ナックルアーム
３０ ハブ
３２ タイヤ質量部材
３４ 軸部材
３６ 連結孔
３８ ピボット軸ボルト
３８ａ ナット
４０ 伝達力調整治具
４２ シャフト
４４ 装着部
４６ 装着孔
４８ 伝達力調整治具本体
５０ 基板部材
５２ 側板部材
５４ 基端部
５６ バネ部材装着部
５８ バネ部材装着間隙
６０ 離間部材
６２ 板バネ
６２ａ 中央部分
６２ｂ 端部
６２ｃ 中間部分
６２ｄ 接触面
６４ バネ部材
６４ａ 締結ボルト
６６ 補強プレート
６６ａ 締結ボルト
６８ 離間部材
７０ 接触部材
７０ａ 接触面
７２ ガイド部材
７２ａ ガイド開口
７４ 第１のストッパー部材
７６ 第２のストッパー部材
７８ 慣性質量部材
７８ａ 固定ボルト
８０ 加振装置
８２ ロッド
８２ａ 締結ボルト
８４ 制御装置
８６ 舵角情報記憶部
８８ 加振装置変位記憶部
９０ ラック変位記憶部
９２ 中央演算処理装置
９４ タイロッド荷重情報記憶部
９６ 表示装置
１００ ステアリング
１０２ ハンドル
１０４ ステアリングシャフト
１０６ 自在継手
１０８ ピニオン
１１０ ラックバー
１１２ ラック
１１４ タイロッド
１１６ ピニオン
１１８ ナックルアーム
１２０ ハブ
１２０ 加振装置
１２２ ロッド
２００ 試験装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】