特許 6522372 車両の耐久試験装置

(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】6522372

(24)【登録日】2019年5月10日

(45)【発行日】2019年5月29日

(54)【発明の名称】車両の耐久試験装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 17/007 20060101AFI20190520BHJP

【ＦＩ】

   G01M17/007 Z

【請求項の数】3

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-41955(P2015-41955)

(22)【出願日】2015年3月4日

(65)【公開番号】特開2016-161465(P2016-161465A)

(43)【公開日】2016年9月5日

【審査請求日】2018年2月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】596002767

【氏名又は名称】トヨタ自動車九州株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000191353

【氏名又は名称】新明工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080160

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 憲一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100149205

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 泰央

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 伸介

(72)【発明者】

【氏名】薄 一志

(72)【発明者】

【氏名】田中 修

(72)【発明者】

【氏名】三宅 祐二

(72)【発明者】

【氏名】木村 政宏

【審査官】 福田 裕司

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０４−０６９３８３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０６−２８１５４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０７１８０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０３５７５５４８（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｍ １７／００７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回動可能に支持される開閉体を車両開口部に向かって押動させる押動部材を取り付けた開閉操作アタッチメントと、該開閉操作アタッチメントを前記開閉体の閉操作時の所定の閉軌跡に沿って移動させる駆動制御装置とを備え、前記開閉体を車両開口部の開位置から閉位置まで繰り返し開閉を行うことにより、該繰り返し開閉に伴う車両の不具合発生を検査する車両の耐久試験装置において、前記押動部材は、保持体に支えられた転動体が前記開閉体の表面を転動しつつ該開閉体を前記車両開口部に向かって押動する転動構造を有し、
前記駆動制御装置では、前記閉位置の直前から該閉位置にかけて、前記開閉体の加速度を高めたスナップ動作を可能とする加速制御を行い、該加速制御には、前記加速度を検知して開閉操作アタッチメントへの入力荷重にフィードバックし、該加速度を所定範囲内に制限するように補正する加速度補正制御を並行実施することを特徴とする車両の耐久試験装置。

【請求項2】

回動可能に支持される開閉体を車両開口部に向かって押動させる押動部材を取り付けた開閉操作アタッチメントと、該開閉操作アタッチメントを前記開閉体の閉操作時の所定の閉軌跡に沿って移動させる駆動制御装置とを備え、前記開閉体を車両開口部の開位置から閉位置まで繰り返し開閉を行うことにより、該繰り返し開閉に伴う車両の不具合発生を検査する車両の耐久試験装置において、前記押動部材は、保持体に支えられた転動体が前記開閉体の表面を転動しつつ該開閉体を前記車両開口部に向かって押動する転動構造を有し、
前記駆動制御装置では、前記閉位置の直前から該閉位置にかけて、前記開閉体の加速度を高めたスナップ動作を可能とする加速制御を行い、前記加速制御には、前記開閉操作アタッチメントを単一の軸心の周りに回動させ、該開閉操作アタッチメントに取り付けた前記押動部材により、前記開閉体を車両開口部に向かって付勢押動させる１軸駆動範囲を設けることを特徴とする車両の耐久試験装置。

【請求項3】

前記開閉操作アタッチメントは、前記開閉体の閉軌跡に同期しつつ、前記開位置から閉位置の直前までに対応する第一軌跡と、前記閉位置の直前から該閉位置までに対応する第二軌跡とに沿って移動すると共に、前記第一軌跡と第二軌跡とは、異なる円弧上に設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の耐久試験装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回動可能に支持される開閉体を車両開口部に向かって押動させる押動部材を取り付けた開閉操作アタッチメントと、該開閉操作アタッチメントを前記開閉体の閉操作時の所定の閉軌跡に沿って移動させる駆動制御装置とを備え、前記開閉体を車両開口部の開位置から閉位置まで繰り返し開閉を行うことにより、該繰り返し開閉に伴う車両の不具合発生を検査する車両の耐久試験装置に関し、特に、簡単な構成で様々な試験対象や条件に対応可能な閉操作構成に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、自動車などの車両の耐久試験においては、回動可能に支持されるバックドア、サイドドア、ラゲージコンパートメントドアなどの開閉ドアを繰り返し開閉し、所定の開閉回数毎に、スポット溶接箇所・ヒンジ・パネルの亀裂・破断、開閉用ダンパーの劣化などを検査する耐久試験に関する技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
該技術では、駆動制御装置で複数のアームを回動し、該アームの先端部により前記開閉ドアを車両のドア開口部に向かって押動し、該ドア開口部を閉塞させる構成となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平４−８９５４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記技術では、前記アームの先端部にパッドを装着し、該パッドを、前記開閉ドアに直接押し当てつつ所定の入力荷重で押動し、該開閉ドアの閉操作を行うが、その際、前記入力荷重によって開閉ドアやその周辺部材にひずみが発生して試験精度が低下するのを防ぐには、該開閉ドアの閉軌跡にパッドの動作を同期させた上で、該閉軌跡の接線方向に略垂直な入力荷重を前記開閉ドアの外表面に作用させると共に、該入力荷重の作用点を特定箇所に限定することにより、入力荷重を安定して負荷させ、前記ひずみの発生を抑制する必要があった。

【0005】

これには、複雑で高精度な位置制御が求められ、特に、該アームの作動をロボットで行う場合には、該ロボットのティーチング作業に高度な技術が必要となり、ティーチングコストの増加により試験コストがアップしたり、動作速度上限の低下により試験対象や条件が限定される、という問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

【0007】

すなわち、請求項１においては、回動可能に支持される開閉体を車両開口部に向かって押動させる押動部材を取り付けた開閉操作アタッチメントと、該開閉操作アタッチメントを前記開閉体の閉操作時の所定の閉軌跡に沿って移動させる駆動制御装置とを備え、前記開閉体を車両開口部の開位置から閉位置まで繰り返し開閉を行うことにより、該繰り返し開閉に伴う車両の不具合発生を検査する車両の耐久試験装置において、前記押動部材は、保持体に支えられた転動体が前記開閉体の表面を転動しつつ該開閉体を前記車両開口部に向かって押動する転動構造を有し、前記駆動制御装置では、前記閉位置の直前から該閉位置にかけて、前記開閉体の加速度を高めたスナップ動作を可能とする加速制御を行い、該加速制御には、前記加速度を検知して開閉操作アタッチメントへの入力荷重にフィードバックし、該加速度を所定範囲内に制限するように補正する加速度補正制御を並行実施するものである。

【0009】

請求項２においては、回動可能に支持される開閉体を車両開口部に向かって押動させる押動部材を取り付けた開閉操作アタッチメントと、該開閉操作アタッチメントを前記開閉体の閉操作時の所定の閉軌跡に沿って移動させる駆動制御装置とを備え、前記開閉体を車両開口部の開位置から閉位置まで繰り返し開閉を行うことにより、該繰り返し開閉に伴う車両の不具合発生を検査する車両の耐久試験装置において、前記押動部材は、保持体に支えられた転動体が前記開閉体の表面を転動しつつ該開閉体を前記車両開口部に向かって押動する転動構造を有し、前記駆動制御装置では、前記閉位置の直前から該閉位置にかけて、前記開閉体の加速度を高めたスナップ動作を可能とする加速制御を行い、前記加速制御には、前記開閉操作アタッチメントを単一の軸心の周りに回動させ、該開閉操作アタッチメントに取り付けた前記押動部材により、前記開閉体を車両開口部に向かって付勢押動させる１軸駆動範囲を設けるものである。

【0010】

請求項３においては、前記開閉操作アタッチメントは、前記開閉体の閉軌跡に同期しつつ、前記開位置から閉位置の直前までに対応する第一軌跡と、前記閉位置の直前から該閉位置までに対応する第二軌跡とに沿って移動すると共に、前記第一軌跡と第二軌跡とは、異なる円弧上に設けるものである。

【発明の効果】

【0011】

本発明は、以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。

【0012】

すなわち、請求項１により、開閉ドアの閉軌跡に転動体の動作を同期させるだけで、該転動体が前記開閉ドアの外表面上を転動しながら押動するため、該外表面上を作用点が自在に移動しながら入力荷重を分散させ、開閉ドアやその周辺部材のひずみの発生を抑制することができる。これにより、入力荷重の入力方向や作用点位置の制御のための複雑で高精度な駆動制御が不要となり、特に、複数のアームを組み合わせて開閉操作アタッチメントの動作をロボットで行う場合であっても、該ロボットのティーチング作業を簡素化し、ティーチングコストの減少による試験コストのダウンや、動作速度上限の上昇による試験対象や条件の拡大を図ることができる。
また、加速制御で、運転者による開閉ドアの閉操作に近い操作を再現することができ、試験精度の一層の向上を図ることができる。更に、このスナップ動作の際に、開閉ドアやその取付部の部品の劣化や、開閉用エアシリンダの作動特性の温度変化などが原因となって、開閉体から車両開口部に作用する衝撃力が過大となるのを、確実に防止することができ、試験精度の更なる向上を図ることができる。

【0014】

請求項２により、加速制御において、複数軸心で複数方向に回動する開閉操作アタッチメントを使って開閉体を車両開口部に向かって押動する多軸駆動の場合に比べ、押動部材を安定して駆動制御することができ、これにより、開閉体を車両開口部に向かって高速・高精度で押動し、試験速度・試験精度の向上を図ることができる。更には、軸駆動に要する動力が小さくて済み、ランニングコストの低下も図ることができる。

【0015】

請求項３により、第一軌跡、第二軌跡が各３点で規定可能となり、開閉操作アタッチメントの軌跡を単一の複雑な曲線から構成する場合に比べ、簡単な駆動制御を行うことができ、これにより、開閉操作アタッチメントの動作をロボットで行う場合に、更なる、ティーチングコストの減少による試験コストのダウンや、動作速度上限の増加による試験対象や条件の拡大を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係わる車両の耐久試験装置の全体構成を示す側面図である。

【図2】開閉操作アタッチメントの側面図である。

【図3】同じく平面図である。

【図4】同じく正面図である。

【図5】第一閉操作域における閉操作状況を示す側面図である。

【図6】第二閉操作域における閉操作状況を示す側面図である。

【図7】加速度・ひずみ量の閉操作時の経時変化を示す説明図である。

【図8】最大加速度とその平均加速度のサンプリング毎の変化を示す説明図である。

【図9】加速度補正制御のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、図１の矢印Ｆで示す方向を本発明に係わる車両２の耐久試験装置１の前方として、以下に述べる各部材の位置や方向などは、この前方を基準とするものである。

【0018】

まず、本発明に関わる耐久試験装置１の全体構成について、図１、図２により説明する。

【0019】

該耐久試験装置１は、前記車両２の開閉ドア、本実施例ではバックドア５を開閉操作する開閉操作アタッチメント３と、前記バックドア５閉操作時の全開のドア位置６２ａから全閉のドア位置６２ｆまでの該バックドア５外端の軌跡（以下、「閉軌跡」とする）６に沿って前記開閉操作アタッチメント３を移動させる駆動制御装置４とを備えている。

【0020】

そして、該駆動制御装置４は、複数の連結部７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄ・７ｅを介して複数のアーム１３・１４・１５・１６・１７を組み合わせ、その先端に前記開閉操作アタッチメント３を装着するロボット本体７、前記アーム１３・１４・１５・１６・１７の空圧シリンダ・空圧モータ等のアクチュエータを作動させる加圧ポンプ・真空ポンプ・給電機などの作動装置群８、該作動装置群８に作動信号を送信して前記アーム１３・１４・１５・１６・１７の軸心周り回動機能を付与するロボットコントローラ９、及び該ロボットコントローラ９に各種制御信号を送受信して後述する加速制御や加速度補正制御を行うメインコントローラ１０により構成される。

【0021】

このうちのロボット本体７においては、前記車両２を配置した床面１２上に平面視矩形状の基台３６が締結固定され、該基台３６上にアームベース３７が載置固定されている。

【0022】

該アームベース３７上に、前記基部アーム１３が縦軸心１１ａ周りを水平回動可能に支持されて、前記連結部７ａが形成される。そして、該基部アーム１３上に、長四角筒状の前記第一アーム１４の基端１４ａが横軸心１１ｂ周りを前後回動可能に支持されて、前記連結部７ｂが形成される。

【0023】

更に、該第一アーム１４の先端１４ｂには、先部を縮径した長円筒状の前記第二アーム１５の基端１５ａが横軸心１１ｃ周りを前後回動可能に支持されて、前記連結部７ｃが形成される。そして、該第二アーム１５の先端１５ｂには、円筒状の前記第三アーム１６の基端１６ａが、前記第二アーム１５と同一軸心上の軸心１１ｄ周りを回動可能に支持されて、前記連結部７ｄが形成される。

【0024】

加えて、該第三アーム１６の先端１６ｂには、短円筒状の前記アタッチメントアーム１７の基端１７ａが、横軸心１１ｅ周りを前後回動可能に支持されて、前記連結部７ｅが形成される。そして、該アタッチメントアーム１７の先端１７ｂに、前記開閉操作アタッチメント３が、縦軸心１１ｆ周りを水平回動可能に装着されている。

【0025】

これにより、前記アーム１３・１４・１５・１６・１７を組み合わせ、その先端に前記開閉操作アタッチメント３を装着した上で、前記作動装置群８を操作することにより、前記開閉操作アタッチメント３を、６本の前記軸心１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・１１ｄ・１１ｅ・１１ｆ周りの回動による６軸駆動によって駆動可能としている。

【0026】

該６軸駆動用の動作信号は、前記ロボットコントローラ９から作動装置群８内のバルブ装置などに送信される。更に、該ロボットコントローラ９には、前記メインコントローラ１０から、該メインコントローラ１０内の記憶装置１０ａに記憶させた制御プログラム、耐久回数・基準加速度・補正基本値などの基本データ、及び後述するセンサから得られた測定データなどをもとに算出した開閉操作アタッチメント３の位置・姿勢信号が送信されるようにしている。

【0027】

また、前記開閉操作アタッチメント３からは、取付バー１８が後方に突設され、該取付バー１８は、前記アタッチメントアーム１７の先端１７ｂ下面に固設された取付ブロック１９内に、前方から挿嵌される。

【0028】

該取付ブロック１９には、下方より固定用のネジ２０が螺挿され、該ネジ２０の先端が前記取付バー１８の外周面に当接可能としており、該取付バー１８を取付ブロック１９と一体化できるようにしている。

【0029】

更に、前記ネジ２０には、着脱レバー２１の一端が連結されており、該着脱レバー２１を把持して略水平回動することにより、前記ネジ２０を取付バー１８の外周面から後退させ、該取付バー１８を前記取付ブロック１９から脱着可能としている。

【0030】

これにより、前記開閉操作アタッチメント３をアタッチメントアーム１７に容易に着脱させることができ、車種の違いや、スライドドア・ペダル・レバーなどの試験対象部位の違いなどに応じて、開閉操作アタッチメント３をより適したものに自在に交換し、耐久試験の汎用性を高めると共に、装置交換作業の省略による試験コストや試験時間全体の短縮を図ることができる。

【0031】

次に、前記開閉操作アタッチメント３の構成について、図１乃至図５により説明する。

【0032】

該開閉操作アタッチメント３において、前記取付バー１８の前端は、取付ステー２３に後方から挿嵌固定され、該取付ステー２３は、後方開放の側面視Ｕ字状の固定部材４６の下面に固設されている。

【0033】

そして、該固定部材４６が、左右方向に延びる四角筒状のフレーム２２の左右幅中央部に嵌合されると共に、該フレーム２２には、第一ドア開操作機構２４、左右一対の第二ドア開操作機構２５、過荷重入力機構２６、及び左右一対のドア閉操作機構２７が組み付けられている。

【0034】

このうちの第一ドア開操作機構２４においては、前記フレーム２２の右端部背面に取付背板２８の左半部が固設され、該取付背板２８の右半部の前方には、ロードセル２９を介して引っ掛け具３８が装着されている。

【0035】

該引っ掛け具３８は、前記ロードセル２９から前方に突出する検知バー２９ａの先部に外嵌された円柱状の基部３０と、該基部３０の前端部上下から前方に突出された上下の支持板３１・３１と、該支持板３１・３１間で上下方向に軸支された支軸３２と、該支軸３２に水平回動可能に直線状基部が連結された平面視Ｊ字状のフィンガー部材３３と、前記支持板３１・３１を挟持する左右の側板３４・３４とから構成される。

【0036】

そして、前記ロードセル２９からは信号線３５が延出され、該信号線３５の先端は、前記メインコントローラ１０に接続されると共に、前記側板３４と前記フィンガー部材３３の左右側面との間には、小さな隙間３９が設けられている。

【0037】

このような構成において、前記駆動制御装置４により、図１に示すように、前記開閉操作アタッチメント３を、サイドドア４１に設けたアウタハンドル４０の近傍に近づけた後、該アウタハンドル４０に固定したリング４０ａに、前記引っ掛け具３８のフィンガー部材３３の先端を挿入して係止し、該フィンガー部材３３を車両２から離間させることにより、前記サイドドア４１の開操作が行えるようにしている。

【0038】

この際、前記ロードセル２９から信号線３５を介してメインコントローラ１０に受信された荷重信号に基づいて、前記引っ掛け具３８への過負荷を検知可能な構成としており、これにより、前記第一ドア開操作機構２４の破損などを防止することができる。

【0039】

更に、前記隙間３９を設けることで、前記フィンガー部材３３を基部３０に完全に固定するのではなく、前記支軸３２を中心にある程度水平回動できる構成にしており、これにより、前記リング４０ａへの係止状況に問題が発生するなどして引っ掛け具３８に過負荷がかかっても、前記フィンガー部材３３の隙間３９分の回動により、負荷をある程度まで軽減することができる。

【0040】

前記第二ドア開操作機構２５においては、前記フレーム２２の背面で取付バー１８を挟んで左右に側面視Ｌ字状の取付ステー４２が固設され、該取付ステー４２の下板部４２ａには、前記作動装置群８内の真空ポンプ８ａにエア配管４３を介して連通される管体４４が上下方向に貫設され、該管体４４の下端からは、ゴムなどの弾性体から成り内部が管体４４・エア配管４３を通じて真空ポンプ８ａに連通される蛇腹状の吸着パッド４５が垂設されている。

【0041】

このような構成において、前記駆動制御装置４により、図１に示すように、前記開閉操作アタッチメント３をバックドア５の近傍に近づけた後、該バックドア５の外表面５ａに前記吸着パッド４５の下部開口４５ａを押し付けてから真空ポンプ８ａで真空引きすることにより、吸着パッド４５内を低圧にしてバックドア５に吸着させる。そして、前記駆動制御装置４によって、該吸着パッド４５を車両２から離間させることにより、前記バックドア５の開操作が行えるようにしている。

【0042】

前記過荷重入力機構２６においては、前記固定部材４６の前面から、下方開放の正面視Ｕ字状の支持ステー４７が前方に突設され、該支持ステー４７の上面には、ロードセル４８を介して押圧具４９が装着されている。

【0043】

該押圧具４９は、前記ロードセル４８から上方に突出する検知バー４８ａの先部に外嵌された円柱状の基部５０と、該基部５０の前端部に固設されたゴムなどの弾性体から成る押圧パッド５１とから構成される。そして、前記ロードセル４８からは信号線５２が延出され、該信号線５２の先端は、前記メインコントローラ１０に接続されている。

【0044】

このような構成において、図１に示すように、前記駆動制御装置４により、前記第二ドア開操作機構２５を使ってバックドア５を全開した後、該バックドア５の内表面５ｂに前記押圧パッド５１の上端を押し付けることにより、前記バックドア５に対して内側から開方向に過荷重を加えられるようにしている。

【0045】

この際、前記ロードセル４８から信号線５２を介してメインコントローラ１０に受信された荷重信号に基づいて、前記バックドア５への過負荷を常時検知可能な構成としており、これにより、所定の過負荷をバックドア５にかけることができる。

【0046】

前記ドア閉操作機構２７においては、前記フレーム２２の前面で第二ドア開操作機構２５の取付ステー４２よりも外側に、取付前板５３の上半部が固設され、該取付前板５３の下半部の前面から、内側開放の正面視Ｕ字状の支持ステー５４が前方に突設され、該支持ステー５４の前端部に、本発明に係わる押動具５５が装着されている。

【0047】

このような構成において、図５に示すように、前記駆動制御装置４により、前記開閉操作アタッチメント３をバックドア５の近傍に近づけた後、該バックドア５の外表面５ａに押動具５５を押し付けてバックドア開口部６５に向かって下方に押し下げることにより、前記バックドア５の閉操作が行えるようにしている。

【0048】

次に、前記押動具５５の構造とその閉操作制御について、図１乃至図９により説明する。

【0049】

該押動具５５は、図２乃至図４に示すように、ゴムなどの弾性体から成る円柱状の転動パッド５８と、該転動パッド５８を前後回動可能に支持する支持部５９とから構成され、該支持部５９は、前記支持ステー５４の前端部から左右外方に突出された支軸６０と、該支軸６０と前記転動パッド５８との間に介設した円筒状のコロ軸受け６１とから成る。

【0050】

このような構造の押動具５５において、例えば、図２、図５に示すように、前記バックドア５が、全開のドア位置６２ａから途中のドア位置６２ｂを通ってドア位置６２ｃまで下降する間に、前記支持ステー５４の中心線５４ａと、前記転動パッド５８の外周面５８ａとバックドア５の外表面５ａとの接線８６とのなす角度が、６３ａ、６３ｂ、６３ｃのように増加するなどして変化する場合は、前記転動パッド５８がバックドア５の外表面５ａ上を前後に転動し、該転動パッド５８の作用点６６が自在に移動しながら入力負荷を分散させることができる。

【0051】

なお、本実施例では、転動体として円柱状の転動パッド５８について説明したが、転動体として、ボールベアリングのように球状のものを用いてもよく、前記バックドア５の外表面５ａを自在に転動可能なものであれば、特に限定されるものではない。

【0052】

すなわち、回動可能に支持される開閉体であるバックドア５を車両開口部であるバックドア開口部６５に向かって押動させる押動部材である押動具５５を取り付けた開閉操作アタッチメント３と、該開閉操作アタッチメント３を前記バックドア５の閉操作時の所定の閉軌跡６に沿って移動させる駆動制御装置４とを備え、前記バックドア５をバックドア開口部６５の開位置であるドア位置６２ａから閉位置であるドア位置６２ｆまで繰り返し開閉を行うことにより、該繰り返し開閉に伴う車両２の不具合発生を検査する車両２の耐久試験装置１において、前記押動具５５は、保持体である支持部５９に支えられた転動体である転動パッド５８が前記バックドア５の表面である外表面５ａを転動しつつ該バックドア５を前記バックドア開口部６５に向かって押動する転動構造を有するので、バックドア５の閉軌跡６に転動パッド５８の動作を同期させるだけで、該転動パッド５８が前記バックドア５の外表面５ａ上を転動しながら押動するため、該外表面５ａ上を作用点６６が自在に移動しながら入力荷重を分散させ、バックドア５やその周辺部材のひずみの発生を抑制することができる。これにより、入力荷重の入力方向や作用点位置の制御のための複雑で高精度な駆動制御が不要となり、特に、複数のアーム１３・１４・１５・１６・１７を組み合わせて開閉操作アタッチメント３の動作をロボットであるロボット本体７で行う場合であっても、該ロボット本体７のティーチング作業を簡素化し、ティーチングコストの減少による試験コストのダウンや、動作速度上限の上昇による試験対象や条件の拡大を図ることができる。

【0053】

また、このような押動具５５による閉操作制御について説明する。

【0054】

該押動具５５によるバックドア５の閉操作は、図５、図６に示すように、運転者が、全開のドア位置６２ａから下降途中のドア位置６２ｃまで、バックドア５をゆっくり押し下げる動作を模した第一閉操作域７１と、前記ドア位置６２ｃから全閉のドア位置６２ｆまで、勢いを付けてバックドア５をバックドア開口部６５に押し込む動作を模した第二閉操作域７２とに分けられ、該第二閉操作域７２は、更に、前半の予備動作範囲７２ａと後半のスナップ動作範囲７２ｂとから構成される。

【0055】

ここで、前記バックドア５の外表面５ａの平面視中央角部には、加速度センサ６７が設置されている。図１に示すように、該加速度センサ６７からは信号線６８が延出され、該信号線６８の先端は、前記メインコントローラ１０に接続されており、該メインコントローラ１０に前記加速度センサ６７から信号線６８を介して受信された加速度信号に基づいて、前記バックドア５の加速度を検知可能としている。

【0056】

更に、前記バックドア５の左右前端部でヒンジ部７３近傍には、ひずみゲージ６９Ｌ・６９Ｒが設置されている。該ひずみゲージ６９Ｌ・６９Ｒからも、それぞれ信号線７０Ｌ・７０Ｒが延出され、該信号線７０Ｌ・７０Ｒの各先端も、前記メインコントローラ１０に接続されており、該メインコントローラ１０に前記ひずみゲージ６９Ｌ・６９Ｒから信号線７０Ｌ・７０Ｒを介して受信されたひずみ信号に基づいて、前記バックドア５のひずみ量を検知可能としている。

【0057】

このような構成において、図５乃至図７に示すように、前記第一閉操作域７１では、前記転動パッド５８は、その支軸６０の位置（以下、「パッド位置」とする）が、パッド位置７４ａから途中のパッド位置７４ｂを通ってパッド位置７４ｃまで移動するように、前記駆動制御装置４により６軸駆動される。

【0058】

すると、この転動パッド５８に押し下げられたバックドア５は、加速度ゼロ、すなわち一定速度で、ドア位置６２ａから途中のドア位置６２ｂを通ってドア位置６２ｃまで下降し、その間、下降初期に発生したヒンジ部７３近傍の引張ひずみは、徐々に減少していく。

【0059】

その後、前記ドア位置６２ｃに短時間保持されてから、前記予備動作範囲７２ａに移行する。該予備動作範囲７２ａでは、前記転動パッド５８が、パッド位置７４ｃから途中のパッド位置７４ｄを通ってパッド位置７４ｅまで移動するように、前記駆動制御装置４により６軸駆動される。

【0060】

この間も、前記バックドア５は、一定速度でドア位置６２ｃから途中のドア位置６２ｄを通ってドア位置６２ｅまで下降し、ヒンジ部７３近傍の引張ひずみが徐々に減少していく。

【0061】

該ドア位置６２ｅに達するとすぐに前記スナップ動作範囲７２ｂに移行する。該スナップ動作範囲７２ｂでは、前記転動パッド５８が、前記横軸心１１ｅの位置（以下、「軸心位置」とする）１１ｅ５を中心に、前記パッド位置７４ｅからパッド位置７４ｆまで矢印７６に示す如く回動するように、前記駆動制御装置４により１軸駆動される。

【0062】

本実施例では、前記アタッチメントアーム１７を、前記軸心１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・１１ｄ・１１ｅ・１１ｆのうちの横軸心１１ｅの周りのみを前後回動させることにより、該アタッチメントアーム１７に装着した開閉操作アタッチメント３の前記転動パッド５８の１軸駆動を可能としている。

【0063】

すると、前記予備動作範囲７２ａでドア位置６２ｅまで下降してきたバックドア５は、前方への運動エネルギーを保持した状態で、前記転動パッド５８により、前記バックドア開口部６５に向かって最大加速度７８という高い初期加速度で付勢押動される。このような加速制御により、バックドア５は、矢印７７に示す如く前記ドア位置６２ｅから全閉のドア位置６２ｆまで高速で移動する。

【0064】

その間、ヒンジ部７３近傍のひずみは、引張ひずみから圧縮ひずみに転じると同時に、最大ひずみ７５に到達する。そして、該最大ひずみ７５が、前記バックドア５やその取付部の部品の劣化、開閉用エアシリンダの作動特性の温度変化などの原因で過大になると、過剰に厳しい耐久試験となって試験精度が悪化する。

【0065】

そこで、このような最大ひずみ７５を適正に管理するための加速度補正制御について説明する。

【0066】

図７に示すように、前記スナップ動作範囲７２ｂにおけるひずみ量の変化は、バックドア５の加速度の変化に略対応しており、特に、最大ひずみ７５は最大加速度７８に対応して発生すると共に、図示せぬ調査結果から最大ひずみ７５は最大加速度７８と比例関係にあることが判明している。

【0067】

このことから、加速度補正制御においては、最大ひずみ７５を最大加速度７８に基づいて管理する。つまり、該最大加速度７８を検知して開閉操作アタッチメント３への入力荷重にフィードバックし、該最大加速度７８を所定範囲内に制限するように補正するのである。

【0068】

具体的には、各閉操作時の最大加速度７８をサンプリングし、所定回数内のサンプリングデータから最大値・最小値を除いた残りのデータの平均値を、平均加速度７９とし、該平均加速度７９に基づいて入力荷重にフィードバックをかける。

【0069】

本実施例では、図８に示すように、サンプリングの１回目から１０回目、２回目から１１回目、３回目から１２回目、・・・、１０１回目から１１０回目というように、１０回の範囲を１回ずつずらしていき、１０個をサンプリング単位とし、データ内から最大値・最小値を除いた残りの８個のデータの平均値を、前記平均加速度７９としている。

【0070】

これにより、最大加速度７８の変動を緩やかな挙動として捉えることができ、入力荷重へのフィードバックも緩やかなものとして、急激な入力荷重の変動による試験精度の悪化を防止できるようにしている。

【0071】

このような平均加速度７９に基づく加速度補正制御の制御手順について、以下に説明する。

【0072】

図１、図８、図９に示すように、図示せぬ電源スイッチが入り、運転モードが自動運転モードに設定されると、前記加速度センサ６７からの加速度信号や、左右のひずみゲージ６９Ｌ・６９Ｒからのひずみ信号が、前記メインコントローラ１０に読み込まれ、自動運転が開始される（ステップＳ１）。

【0073】

平均加速度を求めるためのサンプリング単位の個数である加速度補正平均回数が、所定の耐久回数を超えれば（ステップＳ２：ＹＥＳ）、加速度補正制御が開始される（ステップＳ３）。

【0074】

該加速度補正制御においては、基準加速度８０からの平均加速度７９の加速度変動幅が有効範囲内であれば（ステップＳ４：ＹＥＳ）、図８では平均加速度７９が加速度フィードバック上限値８１Ｕと加速度フィードバック下限値８１Ｌとの間の領域８３内にあれば、再び前記加速度変動幅を算出する。

【0075】

そして、該加速度変動幅が有効範囲内になければ（ステップＳ４：ＮＯ）、図８では領域８３内になく、かつ、加速度変動幅が異常範囲内になければ（ステップＳ５：ＮＯ）、図８では平均加速度７９が加速度上限値８２Ｕと加速度下限値８２Ｌとの間の領域８４内になければ、加速度異常と判断されて（ステップＳ９）、ロボット本体７を使った耐久試験であるロボットサイクルを停止する（ステップＳ１１）。

【0076】

前記加速度変動幅が異常範囲内にあれば（ステップＳ５：ＹＥＳ）、図８では平均加速度７９が上下の領域８５Ｕ・８５Ｌ内にあれば、所定の補正基本値に正負の補正率を積算した値を基に、フィードバックする入力荷重を算出するための現在加速度が指示される（ステップＳ６）。

【0077】

そして、該補正基本値からの補正率の補正変動幅が有効範囲内になければ（ステップＳ７：ＮＯ）、加速度補正異常と判断されて（ステップＳ１０）、ロボット本体７を使った耐久試験であるロボットサイクルを停止する（ステップＳ１１）。

【0078】

前記補正変動幅が有効範囲内にあれば（ステップＳ７：ＹＥＳ）、次回のロボットサイクル時における加速度指示内容を有効化した後（ステップＳ８）、ステップＳ４に戻って再び加速度補正制御が開始される。

【0079】

以上のような制御により、バックドア５の最大加速度７８の平均加速度７９が、加速度上限値８２Ｕと加速度フィードバック上限値８１Ｕとの間の領域８５Ｕ、または加速度下限値８２Ｌと加速度フィードバック下限値８１Ｌとの間の領域８５Ｌに達すると、次回から、補正基本値を基準に所定の補正率有効範囲内に制限するように、入力荷重にフィードバックされるのである。

【0080】

すなわち、前記駆動制御装置４では、前記閉位置であるドア位置６２ｆの直前であるドア位置６２ｃから該ドア位置６２ｆにかけて、前記開閉体であるバックドア５の加速度を高めたスナップ動作を可能とする加速制御を行い、該加速制御には、前記加速度を検知して開閉操作アタッチメント３への入力荷重にフィードバックし、該加速度を所定範囲内に制限するように補正する加速度補正制御を並行実施するので、加速制御で、運転者によるバックドア５の閉操作に近い操作を再現することができ、試験精度の一層の向上を図ることができる。更に、このスナップ動作の際に、バックドア５やその取付部の部品の劣化や、開閉用エアシリンダの作動特性の温度変化などが原因となって、バックドア５から車両開口部であるバックドア開口部６５に作用する衝撃力が過大となるのを、確実に防止することができ、試験精度の更なる向上を図ることができる。

【0081】

更に、前記加速制御には、前記開閉操作アタッチメント３を単一の軸心である横軸心１１ｅの周りに回動させ、該開閉操作アタッチメント３に取り付けた前記押動部材である押動具５５により、前記開閉体であるバックドア５を車両開口部であるバックドア開口部６５に向かって付勢押動させる１軸駆動範囲であるスナップ動作範囲７２ｂを設けるので、複数軸心１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・１１ｄ・１１ｅ・１１ｆで複数方向に回動する開閉操作アタッチメント３を使ってバックドア５をバックドア開口部６５に向かって押動する多軸駆動の場合に比べ、押動具５５を安定して駆動制御することができ、これにより、バックドア５をバックドア開口部６５に向かって高速・高精度で押動し、試験速度・試験精度の向上を図ることができる。更には、軸駆動に要する動力が小さくて済み、ランニングコストの低下も図ることができる。

【0082】

また、前記開閉操作アタッチメント３の軌跡制御について説明する。

【0083】

図１、図５、図６に示すように、該開閉操作アタッチメント３は、前記バックドア５の閉軌跡６に同期するようにして移動する。更に、該開閉操作アタッチメント３は、前記アタッチメントアーム１７を介して第三アーム１６の横軸心１１ｅに前後回動可能に支持され、該横軸心１１ｅの軌跡と略同じ軌跡上を移動するようにしている。

【0084】

そして、このような横軸心１１ｅは、前記第一閉操作域７１で、前記バックドア５が全開のドア位置６２ａからドア位置６２ｂを通ってドア位置６２ｃまで下降するのに対応して、軸心位置１１ｅ１から軸心位置１１ｅ２を通って軸心位置１１ｅ３まで、第一軌跡９１に沿って移動する。

【0085】

更に、該横軸心１１ｅは、前記第二閉操作域７２で、前記バックドア５がドア位置６２ｃからドア位置６２ｄ、ドア位置６２ｅを通って全閉のドア位置６２ｆまで下降するのに対応して、軸心位置１１ｅ３から軸心位置１１ｅ４を通ってスナップ動作を行う軸心位置１１ｅ５まで、第二軌跡９２に沿って移動するようにしている。

【0086】

そして、前記軌跡９１・９２は、いずれも３点で規定可能な円弧上にあって、しかも該円弧は、異なる円弧として形成されている。

【0087】

すなわち、前記開閉操作アタッチメント３は、前記開閉体であるバックドア５の閉軌跡６に同期しつつ、前記開位置であるドア位置６２ａから閉位置であるドア位置６２ｆの直前のドア位置６２ｃまでに対応する第一軌跡９１と、前記ドア位置６２ｃからドア位置６２ｆまでに対応する第二軌跡９２とに沿って移動すると共に、前記第一軌跡９１と第二軌跡９２とは、異なる円弧上に設けるので、第一軌跡９１、第二軌跡９２が各３点で規定可能となり、開閉操作アタッチメント３の軌跡を単一の複雑な曲線から構成する場合に比べ、簡単な駆動制御を行うことができ、これにより、開閉操作アタッチメント３の動作をロボットであるロボット本体７で行う場合に、更なる、ティーチングコストの減少による試験コストのダウンや、動作速度上限の増加による試験対象や条件の拡大を図ることができる。

【産業上の利用可能性】

【0088】

本発明は、回動可能に支持される開閉体を車両開口部に向かって押動させる押動部材を取り付けた開閉操作アタッチメントと、該開閉操作アタッチメントを前記開閉体の閉操作時の所定の閉軌跡に沿って移動させる駆動制御装置とを備え、前記開閉体を車両開口部の開位置から閉位置まで繰り返し開閉を行うことにより、該繰り返し開閉に伴う車両の不具合発生を検査する、全ての車両の耐久試験装置に関する。

【符号の説明】

【0089】

１ 耐久試験装置
２ 車両
３ 開閉操作アタッチメント
４ 駆動制御装置
５ バックドア（開閉体）
５ａ 外表面（表面）
６ 閉軌跡
１１ｅ 横軸心（単一の軸心）
５５ 押動具（押動部材）
５８ 転動パッド（転動体）
５９ 支持部（保持体）
６２ａ ドア位置（開位置）
６２ｃ ドア位置（閉位置の直前）
６２ｆ ドア位置（閉位置）
６５ バックドア開口部（車両開口部）
７２ｂ スナップ動作範囲（１軸駆動範囲）
９１ 第一軌跡
９２ 第二軌跡

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】