特開 2024-21542 車両試験装置用のハブ連結装置

(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】P2024021542

(43)【公開日】2024-02-16

(54)【発明の名称】車両試験装置用のハブ連結装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 17/007 20060101AFI20240208BHJP

   G01M 15/00 20060101ALI20240208BHJP

【ＦＩ】

G01M17/007 Z

G01M15/00

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022124431

(22)【出願日】2022-08-04

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-09-05

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 人とくるまのテクノロジー展２０２２（横浜会場） 令和４年５月２５日 人とくるまのテクノロジー展２０２２（名古屋会場） 令和４年６月２９日

(71)【出願人】

【識別番号】000006105

【氏名又は名称】株式会社明電舎

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100104938

【弁理士】

【氏名又は名称】鵜澤 英久

(74)【代理人】

【識別番号】100210240

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 友幸

(72)【発明者】

【氏名】井川 翔太

【テーマコード（参考）】

2G087

【Ｆターム（参考）】

2G087BB01

(57)【要約】

【課題】試験対象車両のハブ４とダイナモメータとの接続を少人数（例えば１人）で簡単に行えるようにする。
【解決手段】アダプタフランジ１５とシャフト部材１７とからなる第１アダプタ１１が、ホイールに代えてハブ４に取り付けられる。シャフト部材１７は、円筒面をなすインナレース嵌合軸部１９を有する。第２アダプタ１２は、ボールベアリング２５を保持しており、インナレース２５ａ内周にインナレース嵌合軸部１９が支持される。インナレース嵌合軸部１９の先端にカップリング１３が取り付けられ、このカップリング１３とダイナモメータの回転軸とが等速ジョイントを介して接続される。第２アダプタ１２は、直径線に沿って一対の支軸を有し、脚部を介して台座の支持面上に支持される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

試験対象車両の車軸のハブにホイールに代えて取り付けられ、かつハブ回転中心と同心の円筒面をなすインナレース嵌合軸部を有する第１アダプタと、
上記インナレース嵌合軸部がインナレースの内周面に軸方向に挿入可能なベアリングを保持し、かつ、上記ベアリングの直径線に沿って一対の支軸が半径方向外側へ突出して設けられた円環状の第２アダプタと、
上記インナレース嵌合軸部の先端面に取り付けられ、上記第２アダプタの軸方向の抜け止めを行うとともに、試験装置の回転軸が連結される円盤状のカップリングと、
車軸からの荷重を支持可能な平坦な支持面を上面に備えた台座と、
上記支持面上に移動可能に配置され、かつ上記第２アダプタの支軸を個々に揺動可能に支持する一対の脚部と、
を備えてなる車両試験装置用のハブ連結装置。

【請求項2】

上記脚部の下端に、上記支持面に接するフリーベアリングを備えている、
請求項１に記載の車両試験装置用のハブ連結装置。

【請求項3】

上記第１アダプタは、
中央部が上記ハブにボルトを介して固定され、かつ外周に平坦なフランジ部を有するアダプタフランジと、
外周のフランジ部が上記アダプタフランジのフランジ部に重ねてボルト結合され、かつ中央部に上記インナレース嵌合軸部を有するシャフト部材と、
を含む、請求項１に記載の車両試験装置用のハブ連結装置。

【請求項4】

上記カップリングの外周の一部に設けられた異形部と、
この異形部と係合して相対回転を阻止するように上記第２アダプタに着脱可能に取り付けられるストッパ部材と、
からなるストッパ機構を備えている、
請求項１に記載の車両試験装置用のハブ連結装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ダイナモメータを用いた車両試験装置において試験対象車両のハブと試験装置の回転軸との連結を行うハブ連結装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両のエンジン等のパワートレインから車軸に与えられる動力に関連した試験を行うために、試験対象車両の車軸のハブに個々にダイナモメータを連結するようにした車両試験装置が知られている。このような形式の車両試験装置にあっては、車両の車体そのものは試験室内で停止した状態のまま車軸の回転動力を取り出す機構が必要である。そのため、特許文献１，２に記載されているように、ベアリングを内蔵した模擬車輪をハブに取り付け、この模擬車輪を介してダイナモメータに動力を伝達する構成が一般的である。模擬車輪は、基本的には、中心の連結シャフトの一端が車両側のハブに連結され、他端がダイナモメータに連結されているとともに、連結シャフトの外周側に、ベアリングを介して通常のタイヤが回転自在に支持された構成となっている。試験は、模擬車輪のタイヤが接地して車両の荷重を支持している状態で行われる。車軸が回転してもベアリングを介して支持されているタイヤは回転することがなく、静止した状態のまま動力をダイナモメータ側へ伝えることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－０３２６１３号公報

【特許文献2】特開２０１１－１７９９１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来の構成にあっては、試験に際して、試験対象車両の本来のホイールのリムからタイヤを取り外し、取り外したタイヤを模擬車輪のリム部分に組み付け、さらに試験後はタイヤを再び本来のホイールに組み付ける、という作業が必要であり、試験の準備や後処理に要する時間が長くなる。

【0005】

しかも、タイヤは重量物であることからタイヤを含む模擬車輪の総重量が非常に大きくなり、その取り扱いやハブへの着脱の作業負荷が大となる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明に係る車両試験装置用のハブ連結装置は、
試験対象車両の車軸のハブにホイールに代えて取り付けられ、かつハブ回転中心と同心の円筒面をなすインナレース嵌合軸部を有する第１アダプタと、
上記インナレース嵌合軸部がインナレースの内周面に軸方向に挿入可能なベアリングを保持し、かつ、上記ベアリングの直径線に沿って一対の支軸が半径方向外側へ突出して設けられた円環状の第２アダプタと、
上記インナレース嵌合軸部の先端面に取り付けられ、上記第２アダプタの軸方向の抜け止めを行うとともに、試験装置の回転軸が連結される円盤状のカップリングと、
車軸からの荷重を支持可能な平坦な支持面を上面に備えた台座と、
上記支持面上に移動可能に配置され、かつ上記第２アダプタの支軸を個々に揺動可能に支持する一対の脚部と、
を備える。

【0007】

第１アダプタは、試験対象車両の車軸のハブからタイヤとともにホイールを取り外した上でハブに取り付けられる。円環状の第２アダプタがベアリングを介して第１アダプタを回転自在に支持する。

【0008】

このように第１アダプタと組み合わされた状態で、第２アダプタの支軸が脚部を介して台座上に支持される。一対の脚部は、単に台座の支持面上に置くだけでよく、例えばトー角の大小や操舵時のハブの角度変化は、脚部が支持面上を移動可能であることで吸収される。第１アダプタをベアリングを介して回転自在に支持する第２アダプタは、ベアリングの直径線に沿った一対の支軸を中心に揺動可能であるので、例えばハブのキャンバ角の大小がこの支軸を中心とした揺動によって吸収される。

【0009】

試験装置の回転軸はカップリングに連結される。従って、このカップリングを介して試験装置の回転軸と第１アダプタとが、実質的に一体に回転するように互いに接続される。

【0010】

本発明の好ましい一つの態様では、上記脚部の下端に、上記支持面に接するフリーベアリングを備えている。このフリーベアリングによって、脚部は台座の支持面上で自在に移動できる。

【0011】

本発明の好ましい一つの態様では、
上記第１アダプタは、
中央部が上記ハブにボルトを介して固定され、かつ外周に平坦なフランジ部を有するアダプタフランジと、
外周のフランジ部が上記アダプタフランジのフランジ部に重ねてボルト結合され、かつ中央部に上記インナレース嵌合軸部を有するシャフト部材と、
を含む。

【0012】

このように第１アダプタを２つの部材に分割して構成することで、ハブに対する取付が容易となる。

【0013】

また好ましい一つの態様では、
上記カップリングの外周の一部に設けられた異形部と、
この異形部と係合して相対回転を阻止するように上記第２アダプタに着脱可能に取り付けられるストッパ部材と、
からなるストッパ機構を備えている。

【0014】

例えば、第１アダプタおよび第２アダプタを試験対象車両側に取り付けた状態（第２アダプタが台座上に支持されていない状態）において、ストッパ機構により第２アダプタの回転を規制することができ、支軸に対する脚部の取付等が容易となる。

【発明の効果】

【0015】

この発明によれば、第１アダプタと第２アダプタとを組み合わせた上で、一対の脚部を介して台座の支持面に載せることで作業が完了する。

【0016】

ハブ連結装置はタイヤを含まないので重量が軽減され、かつ、第１アダプタおよび第２アダプタを車両に順次組み付けることができるので、少人数（例えば１人）の作業員による作業が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】車両試験装置全体の概略の構成を示した説明図。

【図2】一実施例のハブ連結装置を台座上に配置した状態で示した斜視図。

【図3】第２アダプタを第１アダプタに組み合わせた状態のハブ連結装置の斜視図。

【図4】図３のハブ連結装置の断面図。

【図5】ハブ連結装置の分解斜視図。

【図6】ストッパ部材を取り付けた状態を示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１は、この発明に係るハブ連結装置１が用いられる車両試験装置全体の概略の構成を示している。この車両試験装置は、試験対象車両２のエンジン等のパワートレインから車軸に与えられる動力に関連した試験を行うために、試験対象車両２の車軸のハブ４に個々に試験装置であるダイナモメータ３を連結するようにした構成を有する。図１では、例えば試験対象車両２の右側前輪のハブ４に対して設けられたダイナモメータ３が示されているが、車両試験装置全体としては、左右の前輪および後輪に対応して４つのダイナモメータ３が配置されている。なお、前輪駆動車や後輪駆動車に対しては、駆動輪となる２輪に対してのみダイナモメータ３が設けられる場合もある。

【0019】

後述するように、ハブ４に連結されたハブ連結装置１は台座５の上に支持されており、従って、試験中は台座５が試験対象車両２の各輪の荷重（重量）を支承している。ダイナモメータ３の回転軸６は、撓みを許容する等速ジョイント７を介してハブ連結装置１に接続されており、試験対象車両２のハブ４と等速で回転する。つまり、ハブ連結装置１によって試験対象車両２の各輪のハブ４とダイナモメータ３とが連結されている。

【0020】

図２は、台座５の上に支持されたハブ連結装置１を示している。また図３は、台座５から離れたハブ連結装置１を示しており、図４は、その断面図である。図５は、各部を分解して示した分解斜視図である。

【0021】

ハブ連結装置１は、試験対象車両２の車軸のハブ４にホイールに代えて取り付けられる第１アダプタ１１と、この第１アダプタ１１を回転自在に支持する円環状の第２アダプタ１２と、第１アダプタ１１に軸方向に組み付けた第２アダプタ１２の軸方向の抜け止めを行う円盤状のカップリング１３と、第２アダプタ１２を台座５上で支持する一対の脚部１４と、から大略構成されている。

【0022】

第１アダプタ１１は、図４，図５に示すように、中央のハブ取付部１５ａがハブ４にボルト１６を介して固定され、かつ外周に平坦なフランジ部１５ｂを有するアダプタフランジ１５と、外周のフランジ部１７ａが上記アダプタフランジ１５のフランジ部１５ｂに重ねられて複数のボルト１８によって結合され、かつ中央部にインナレース嵌合軸部１９を有するシャフト部材１７と、から構成されている。

【0023】

アダプタフランジ１５の中央のハブ取付部１５ａは、外周のフランジ部１５ｂの位置からハブ４側へカップ状に突出して形成されている。また、ハブ取付部１５ａは、円形をなし、かつハブ４と同程度の径を有している。ハブ４側に固定されたスタッドボルト形式のボルト１６がハブ取付部１５ａの孔２０を貫通し、袋状ナット２１が螺合することで、アダプタフランジ１５がハブ４に固定される。複数の袋状ナット２１は、ハブ取付部１５ａがフランジ部１５ｂよりもハブ４側へカップ状に突出していることで生じる中央の空間内に収容されている。

【0024】

シャフト部材１７が備えるインナレース嵌合軸部１９は、外周のフランジ部１７ａからハブ４とは反対側へ向かって円筒状に突出した形に形成されている。このインナレース嵌合軸部１９の外周面は、ハブ４の回転中心と同心の円筒面をなしている。また、インナレース嵌合軸部１９の先端面には、カップリング１３を固定するための複数のボルト２３が螺合するネジ孔２２が設けられている。

【0025】

第２アダプタ１２は、図４，図５に示すように、円環状をなし、その内周にボールベアリング２５が保持されている。ボールベアリング２５は、インナレース２５ａとアウタレース２５ｂと両者間のボール２５ｃとを備えた一般的な構成のものである。ボールベアリング２５は、アウタレース２５ｂが第２アダプタ１２の内周面に嵌め込まれた上で、円環状のリテーナプレート２６が第２アダプタ１２の端面にネジ２７を介して固定されることで、第２アダプタ１２に取り付けられている。図４に示すように、アウタレース２５ｂが第２アダプタ１２の段部１２ａとリテーナプレート２６との間に挟まれて固定されている。

【0026】

インナレース嵌合軸部１９の外径（つまり円筒面の径）はインナレース２５ａの内径と実質的に等しく設定されており、互いに嵌合できるように構成されている。インナレース嵌合軸部１９がボールベアリング２５のインナレース２５ａに軸方向に挿入されると、図４に示すように、インナレース嵌合軸部１９の先端がインナレース２５ａ端面から僅かに突出する。このインナレース嵌合軸部１９の先端面にカップリング１３をボルト２３を介して取り付けることで、インナレース２５ａが軸方向に締め付けられ、シャフト部材１７に固定される。つまり、インナレース嵌合軸部１９の先端にカップリング１３が取り付けられることで、インナレース２５ａに軸方向に挿入されたインナレース嵌合軸部１９のインナレース２５ａからの抜け止めがなされる。

【0027】

前述したダイナモメータ３の回転軸６と接続するための等速ジョイント７の一端は、カップリング１３の端面（図４の左側の端面）に固定される。なお、図示例では、カップリング１３は、軽量化のために、円環状をなしている。

【0028】

図５および図３に示すように、第２アダプタ１２は、ボールベアリング２５の直径線に沿って半径方向外側へそれぞれ突出した一対の支軸２８を備えている。これらの支軸２８は、図２に示すように、それぞれベアリング２９を介して脚部１４に回転自在に支持されている。換言すれば、ベアリング２９を介して支軸２８に脚部１４が取り付けられている。

【0029】

脚部１４の各々は、ベアリング２９を頂部に備えた二等辺三角形のような形状をなしており、略直方体形状をなす座部３０の上に起立した形に固定されている。座部３０は、図２に示すように、台座５の支持面５ａの上に移動可能に配置される。座部３０は、台座５の支持面５ａに接するフリーベアリング３１を底部に備えており、このフリーベアリング３１の作用により、台座５の平坦な支持面５ａの上を円滑に移動することができる。なお、台座５は、ハブ４から作用する上下方向の荷重（つまり車重）を支承できるように十分な強度・剛性を有するように構成されており、その上面となる支持面５ａは基本的に水平面に沿っている。

【0030】

次に、上記のように構成されたハブ連結装置１の取付作業について説明する。試験室にタイヤを有する状態で搬入された試験対象車両２は、図示しないリフトによって図１に示すように適当な高さまで持ち上げられる。このように持ち上げた状態でタイヤおよびホイール（いずれも図示せず）をハブ４から取り外した後、第１アダプタ１１のアダプタフランジ１５をハブ４のボルト１６にはめ込み、袋状ナット２１を締め付けてハブ４に固定する。

【0031】

なお、図示例では、シャフト部材１７のインナレース嵌合軸部１９の径が大きくならないように第１アダプタ１１をアダプタフランジ１５とシャフト部材１７との２部材に分割して構成してあるが、円筒状をなすインナレース嵌合軸部１９の内周を通して袋状ナット２１の締結が可能であれば、第１アダプタ１１全体を一つの部材として構成することも可能である。

【0032】

一方、試験対象車両２への取付の前に、第２アダプタ１２とボールベアリング２５とシャフト部材１７とカップリング１３とを一体に組み立てておく。つまり、第２アダプタ１２内周にボールベアリング２５を配置し、かつリテーナプレート２６をネジ止めする。そして、シャフト部材１７のインナレース嵌合軸部１９が第２アダプタ１２のボールベアリング２５のインナレース２５ａ内周に嵌合するようにしつつシャフト部材１７を軸方向に組み付けた後、インナレース２５ａ内周において露出するインナレース嵌合軸部１９の先端面にカップリング１３をボルト２３によって取り付ける。このカップリング１３の取付によって、第２アダプタ１２とボールベアリング２５とシャフト部材１７とカップリング１３とが一体化される。

【0033】

次に、このように一体化された第２アダプタ１２側の構造体を、試験対象車両２のハブ４に取り付けられているアダプタフランジ１５に取り付ける。つまり、アダプタフランジ１５にシャフト部材１７を組み合わせ、各々のフランジ部１５ｂ，１７ａ同士を重ね合わせた上でボルト１８によって互いに一体に固定する。これによって、図示しないリフトによって持ち上げられている試験対象車両２のハブ４に第１アダプタ１１と第２アダプタ１２とが取り付けられた状態となる。

【0034】

次に、第２アダプタ１２の一対の支軸２８にそれぞれ脚部１４を組み付け、図示しないリフトの操作によって試験対象車両２を下降させて、一対の脚部１４とともにハブ連結装置１を台座５の支持面５ａ上に降ろす。このように下降させた状態では、ハブ４に固定された第１アダプタ１１の荷重が第２アダプタ１２を介して台座５によって支承される。最後に、ダイナモメータ３の回転軸６とカップリング１３とが等速ジョイント７を介して連結される。

【0035】

第１アダプタ１１は、第２アダプタ１２が保持するボールベアリング２５によって回転自在に支持されている。従って、ハブ４とダイナモメータ３の回転軸６とが等速で回転する。第２アダプタ１２は水平方向に延びる一対の支軸２８を中心として揺動可能であるので、例えば各輪のキャンバー角の大小をこの揺動によって吸収することができる。また一対の支軸２８を支持する脚部１４の各々が支持面５ａ上をフリーベアリング３１を介して移動可能であるので、等速ジョイント７の許容範囲内であれば、例えばトー角の大小や多少の操舵が許容される。従って、実際の走行に近い状態で動力に関連した試験を行うことができる。

【0036】

上記実施例のハブ連結装置１においては、アダプタフランジ１５をハブ４に取り付けた後に、ボールベアリング２５およびシャフト部材１７を含む第２アダプタ１２をアダプタフランジ１５に組み付ければよく、個々の部材は比較的に小型かつ軽量であるので、少人数で、例えば１人の作業員による連結作業が可能となる。また、重量物であるタイヤおよびホイールは試験対象車両２をリフトに載せた後に取り外せばよく、従来技術における模擬車輪のようにハブ連結装置１がタイヤを含まないので、ハブ４に対する脱着が容易である。

【0037】

次に、上記実施例のハブ連結装置１が具備するストッパ機構について、図６および図３を参照して説明する。図３に示すように、円環状をなすカップリング１３は、その外周面の例えば４カ所に、当該外周面の接線と平行な平面からなる異形部４１を備えている。つまり外周面の一部が接線方向に切り落とされた形となっている。また、第２アダプタ１２の外周面の一部に、当該外周面の接線方向と平行な平面からなるストッパ取付面４２が設けられている。一実施例では、ストッパ取付面４２は、一対の支軸２８と９０°離れた位置となる２カ所に対称に形成されており、それぞれストッパ取付用のネジ孔４３を備えている。

【0038】

図６は、ストッパ取付面４２にストッパ部材４４を取り付けた状態を示している。ストッパ部材４４は、基部４４ａと突出部４４ｂとから略Ｌ字形をなすように構成されており、基部４４ａが一対のネジ４５によってストッパ取付面４２に固定される。そして、突出部４４ｂの先端の平坦面がカップリング１３の異形部４１に係合（換言すれば面接触）することで、カップリング１３およびこれと一体の第１アダプタ１１（アダプタフランジ１５、シャフト部材１７）が第２アダプタ１２に対し回転できない状態となる。

【0039】

従って、リフトでもって試験対象車両２が持ち上げられている状態でハブ４に第１アダプタ１１、第２アダプタ１２およびカップリング１３を取り付けたときに、ストッパ機構によって第１アダプタ１１と第２アダプタ１２との相対回転が阻止される。これにより、第２アダプタ１２の支軸２８に対する脚部１４の取付や台座５の支持面５ａ上に配置する際の作業が容易となる。

【0040】

なお、ストッパ部材４４は、基部４４ａを含む全体を第２アダプタ１２に着脱するようにしてもよく、あるいは、基部４４ａと突出部４４ｂとを別部材とし、突出部４４ｂのみを基部４４ａから着脱するようにしてもよい。図６の例では、手指で締付操作が可能な取付ネジ４６によって突出部４４ｂが比較的簡単に基部４４ａから取り外せる構成となっている。

【0041】

以上、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、各部材の具体的な形状は図示した実施例には限定されない。また、取付手順についても、上記の例に限らず、適当に変更することが可能である。

【符号の説明】

【0042】

１…ハブ連結装置
２…試験対象車両
３…ダイナモメータ
４…ハブ
５…台座
１１…第１アダプタ
１２…第２アダプタ
１３…カップリング
１４…脚部
１５…アダプタフランジ
１７…シャフト部材
１９…インナレース嵌合軸部
２５…ボールベアリング
２８…支軸
３１…フリーベアリング
４１…異形部
４４…ストッパ部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】