特許 7680178 シャーシダイナモメータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-05-12

(45)【発行日】2025-05-20

(54)【発明の名称】シャーシダイナモメータ

(51)【国際特許分類】

   G01M 17/007 20060101AFI20250513BHJP

【ＦＩ】

G01M17/007 A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2024527842

(86)(22)【出願日】2023-10-23

(86)【国際出願番号】 JP2023038191

【審査請求日】2024-05-13

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】株式会社ＴＭＥＩＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】浦田 瑶平

(72)【発明者】

【氏名】大塚 淳司

(72)【発明者】

【氏名】西宮 和彦

【審査官】中村 圭伸

(56)【参考文献】

【文献】特表２００１－５１９９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１６３８８２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特公平６－１６００４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】米国特許出願公開第２００２／００４３１０２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１３１８８８１７（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ １７／００ － １７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ローラ装置を備えたシャーシダイナモメータであって、
前記ローラ装置は、
車両のタイヤを載置するローラと、
前記ローラの外部に設けられる冷却器とを備え、
前記ローラは、
ローラ外枠体と、
前記ローラ外枠体内に設けられるモータとを含み、
前記モータは、
モータ回転子と、
前記モータ回転子を囲むように配置された固定子構造体と、
前記モータ回転子に連結される回転シャフトと、
前記固定子構造体に連結される揺動シャフトとを含み、前記回転シャフトと前記揺動シャフトとは前記ローラを基準として互いに対向して設けられ、
前記ローラ装置は、
前記回転シャフトを回転可能に支持する回転用軸受台と、
前記揺動シャフトを揺動可能に支持する揺動用軸受台とをさらに備え、
前記回転シャフトは、前記モータ回転子の回転動作に連動して回転し、
前記揺動シャフトは、前記モータ回転子の回転動作に連動せず、
前記回転シャフトは前記ローラ外枠体を回転可能に前記ローラ外枠体に取り付けられ、
前記ローラ外枠体はローラ開口部を有し、
前記冷却器は、前記ローラ外枠体の前記ローラ開口部を介して前記モータに冷却風を供給する、
シャーシダイナモメータ。

【請求項2】

請求項１記載のシャーシダイナモメータであって、
前記固定子構造体は、
前記モータ回転子を囲むように配置されたモータ固定子と、
前記モータ固定子との間にケース内空間を確保した状態で、前記モータ固定子を収容するモータケースとを含み、
前記モータケースは前記ケース内空間に連通するケース開口部を有し、
前記冷却器は、前記ローラ開口部及び前記ケース開口部を介して前記ケース内空間に前記冷却風を供給する、
シャーシダイナモメータ。

【請求項3】

請求項２記載のシャーシダイナモメータであって、
前記ローラ外枠体は円状のローラ底面を有する円柱構造を呈し、前記ローラ底面は前記揺動シャフト側の第１のローラ底面と前記回転シャフト側の第２のローラ底面とを含み、
前記モータケースは円状のケース底面を有する円柱構造を呈し、前記ケース底面は前記揺動シャフト側の第１のケース底面と前記回転シャフト側の第２のケース底面を含み、
前記ローラ外枠体は前記第１のローラ底面を貫通する第１のローラ開口部を有し、前記ローラ開口部は前記第１のローラ開口部を含み、
前記モータケースは前記第１のケース底面を貫通して、前記ケース内空間に連通する第１のケース開口部を有し、前記ケース開口部は前記第１のケース開口部を含み、
前記冷却器は、前記揺動シャフトの軸方向に沿って、前記第１のローラ開口部から前記冷却風を供給するように設けられ、
前記モータケースの内径を「ＩＤ２」とし、前記モータ固定子の外径を「ＥＤ１」とし、前記ローラ外枠体の内径を「ＩＤ０」とし、前記モータケースの外径を「ＥＤ２」とした時、前記モータケース、前記モータ固定子及び前記ローラ外枠体は寸法特性｛（ＩＤ２－ＥＤ１）＞（ＩＤ０－ＥＤ２）｝を満足する、
シャーシダイナモメータ。

【請求項4】

請求項３記載のシャーシダイナモメータであって、
前記第１のローラ開口部は、前記第１のローラ底面において前記揺動シャフトを中心とした円周領域に沿って設けられ、
前記冷却器は前記冷却風を吹き出す冷却風吹出口を有し、前記冷却風吹出口は前記円周領域の一部に対向するように配置され、
前記ローラ装置は、
前記円周領域のうち前記冷却風吹出口に対向する領域以外の吹出口外領域を覆って設けられる遮断板をさらに備える、
シャーシダイナモメータ。

【請求項5】

請求項３記載のシャーシダイナモメータであって、
前記ローラ外枠体は前記第２のローラ底面を貫通する第２のローラ開口部を有し、前記ローラ開口部は前記第２のローラ開口部を含み、
前記モータケースは前記第２のケース底面を貫通し、前記ケース内空間と連通する第２のケース開口部を有し、前記ケース開口部は前記第２のケース開口部を含む、
シャーシダイナモメータ。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれかに記載のシャーシダイナモメータであって、
前記ローラ装置は、
前記ローラ、前記冷却器、前記回転用軸受台及び前記揺動用軸受台を含む旋回対象を回転させるローラ旋回機構をさらに備える、
シャーシダイナモメータ。

【請求項7】

請求項１から請求項５のいずれかに記載のシャーシダイナモメータであって、
前記ローラ装置は、
トルクアームを介して前記揺動シャフトに連結され、前記ローラの回転時における前記モータの反力を測定するロードセルをさらに備える、
シャーシダイナモメータ。

【請求項8】

請求項１から請求項５のいずれかに記載のシャーシダイナモメータであって、
前記ローラ装置は、
前記回転シャフトに取り付けられ、前記ローラの回転速度を測定するエンコーダをさらに備える、
シャーシダイナモメータ。

【請求項9】

請求項１から請求項５のいずれかに記載のシャーシダイナモメータであって、
前記モータは交流モータであり、
前記ローラ装置は
前記ローラの外部に設けられ、電源を供給する交流電源と、
前記交流電源と前記モータとを電気的に接続するモータ用配線とをさらに備え、
前記モータ用配線の一部は前記揺動シャフト内に設けられる、
シャーシダイナモメータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は車両の各種走行試験に用いられるシャーシダイナモメータに関する。

【背景技術】

【0002】

シャーシダイナモメータは、従来、車両（自動車）の走行試験を行う際に用いられており、主要構成要素としてローラ装置を含んでいる。また、シャーシダイナモメータは、走行試験を行う際に、ローラ装置上に配置した車両を固定する車両固定機構を有している。従来のシャーシダイナモメータとして、例えば、特許文献１に開示されたシャーシダイナモメータがある。

【0003】

車両のステアリング操作に伴う種々の走行試験を行うには、タイヤの旋回動作に適合するようにローラを旋回させるローラ旋回動作を行う必要がある。すなわち、左右のタイヤ用のローラ装置をステアリング操作によるタイヤの切れ角度に追従させるための制御方式を実現するには、ローラ旋回動作が必要となる。上記制御方式は自動運転やＡＤＡＳ模擬走行試験に適用することができる。なお、「ＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）」は、「先進運転システム」を意味し、事故などの可能性を事前に検知し回避するシステムである。

【0004】

ローラ旋回機能を備えたシャーシダイナモメータとして例えば特許文献２で開示された車両試験装置に含まれるシャーシダイナモメータがある。

【0005】

（ローラ装置２００）
図８は特許文献２に代表されるローラ旋回機能を備えた従来のシャーシダイナモメータに用いられるローラ装置２００の構造を模式的に示す正面図である。図８では前方（＋Ｙ方向）から視た正面図を示している。図８にＸＹＺ直交座標系を記している。ステアリング操作によって車両６０の前輪側の２つのタイヤ６（６Ｒ、６Ｌ）がタイヤ旋回動作を行う場合、少なくとも前輪側の２台のローラ装置として、図８で示すローラ装置２００が用いられる。

【0006】

ローラ装置２００は前輪右側のタイヤ６Ｒ用のローラ装置２００Ｒと前輪左側のタイヤ６Ｌ用のローラ装置２００Ｌとを有する。以下、ローラ装置２００Ｒ及びローラ装置２００Ｌのうちローラ装置２００Ｌを代表して説明する。

【0007】

同図に示すように、ローラ装置２００Ｌはローラ旋回機構３００Ｌ及びローラ駆動機構８０Ｌを主要構成要素として含んでいる。

【0008】

ローラ旋回機構３００Ｌは、固定ベース３６、旋回用モータ４２、及び旋回軸受３８を主要構成要素として含んでいる。固定ベース３６上に旋回軸受３８が設けられ、固定ベース３６の側面に隣接して旋回用モータ４２が取り付けられる。

【0009】

旋回用モータ４２は速度制御が可能なギヤ付モータである。旋回用モータ４２の先端にはギヤ４２ｇが取り付けられ、旋回ベース３５の外周に取り付けられたギヤとギヤ４２ｇとをかみ合わせている。したがって、旋回用モータ４２の回転により、旋回ベース３５を旋回させることができる。

【0010】

旋回軸受３８は旋回可能に旋回ベース３５を支持しており、旋回軸受３８の中心を旋回中心として、旋回用モータ４２の動力で旋回ベース３５を旋回させている。このように、ローラ旋回機構３００Ｌは、旋回用モータ４２によって旋回される旋回ベース３５を有している。

【0011】

ローラ旋回機構３００Ｌにおける旋回ベース３５の旋回に連動して、ローラ旋回機構３００Ｌより上方のローラ駆動機構８０Ｌは旋回する。したがって、ローラ旋回機構３００Ｌは、ローラ対２０を旋回させるローラ旋回動作を実行することができる。

【0012】

次に、ローラ駆動機構８０Ｌについて説明する。ローラ対２０を有するローラ駆動機構８０Ｌは旋回ベース３５上に設けられる。

【0013】

ツインローラ構成対応のローラ駆動機構８０Ｌは、ローラ駆動用モータ４８、エンコーダ４９、カップリング４３、ギヤボックス等により構成される減速機５、ローラ対２０及び回転軸４１を主要構成要素として含んでいる。ここで、回転軸４１はローラ対２０に対応して一対の回転軸４１となる。

【0014】

ローラ駆動用モータ４８及び減速機５は旋回ベース３５上に固定され、駆動源となるローラ駆動用モータ４８からカップリング４３及び減速機５を介して、一対の回転軸４１それぞれを回転駆動させている。具体的には、減速機５内で回転動作伝達機能を２つに分岐させて、一対の回転軸４１の回転駆動を可能にしている。また、ローラ駆動用モータ４８の回転速度に基づくローラ対２０それぞれの回転速度がエンコーダ４９によって測定される。エンコーダ４９の測定結果はローラ駆動用モータ４８を制御するためのフィードバック信号としても利用される。

【0015】

図８では図示省略しているが、旋回ベース３５上にローラ駆動用モータ４８を跨ぐように一対のローラ用軸受台が設けられており、一対の回転軸４１は減速機５と一対のローラ用軸受台との間でローラ対２０が回転可能に支持される。

【0016】

ローラ対２０それぞれの中心部を貫通するように一対の回転軸４１が取り付けられることにより、一対の回転軸４１の回転と共にローラ対２０は回転動作を実行することができる。

【0017】

したがって、ローラ駆動機構８０Ｌは、第１のローラである前方ローラ２０Ｆを回転駆動するローラ駆動動作と、第２のローラである後方ローラ２０Ｂを回転駆動するローラ駆動動作とを実行することができる。

【0018】

なお、旋回ベース３５上にシングルローラ構成対応のローラ駆動機構８０Ｌを２つ設けることにより、ツインローラ構成にしても良い。

【0019】

なお、ローラ装置２００Ｒは、ローラ装置２００Ｌと同様にローラ旋回機構３００Ｒ及びローラ駆動機構８０Ｒを主要構成要素として含んでいる。ローラ旋回機構３００Ｒの各部構成及び動作内容はローラ旋回機構３００Ｌと同様であり、ローラ駆動機構８０Ｒの各部構成及び動作内容はローラ駆動機構８０Ｌと同様である。

【0020】

以下、ローラ装置２００Ｌ及びローラ装置２００Ｒを総称する場合、単に「ローラ装置２００」と称し、ローラ対２０Ｌ及びローラ対２０Ｒを総称する場合、単に「ローラ対２０」と称する場合がある。

【0021】

また、ローラ駆動機構８０Ｌ及びローラ駆動機構８０Ｒを総称する場合、単に「ローラ駆動機構８０」と称し、ローラ旋回機構３００Ｌ及びローラ旋回機構３００Ｒを総称する場合、単に「ローラ旋回機構３００」と称する場合がある。

【0022】

図９及び図１０はそれぞれローラ駆動機構８０Ｒにおけるトルク測定機構を模式的に示す説明図である。図９及び図１０それぞれにＸＹＺ直交座標系を記している。

【0023】

これらの図に示すように、旋回ベース３５上に揺動軸受４７及び油膜４６を介してローラ駆動用モータ４８が支持されている。図９に示すように、揺動軸受４７及び油膜４６の組合せはローラ駆動用モータ４８に対して２つ設けられる。

【0024】

ローラ駆動用モータ４８は油膜４６を介することにより旋回ベース３５上において浮いた状態で支持されているため、ローラ駆動用モータ４８の回転方向のロスが小さくなる特徴を有している。

【0025】

ローラ駆動用モータ４８の側面にトルクアーム４４を介してロードセル４５が取り付けられる。車両６０の走行試験時にローラ駆動用モータ４８の回転方向に反力が発生すると、ローラ駆動用モータ４８が回転方向にフリーな状態で支持されているため、ローラ駆動用モータ４８の反力をロードセル４５によって測定することができる。

【0026】

なお、ローラ駆動機構８０Ｌにおいてもローラ駆動機構８０Ｒと同様なトルク測定機構を有していることは勿論である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0027】

【文献】特開昭５３－１５７９号公報

【文献】特開２０２３－８９８０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0028】

図８～図１０で示した従来のシャーシダイナモメータにおけるローラ装置２００はローラ対２０を回転駆動するためにローラ駆動機構８０を必要としていた。ローラ駆動機構８０はローラ駆動用モータ４８や減速機５等の比較的サイズが大きい構成要素を必要としている。

【0029】

ローラ装置２００は通常、車両６０を載置する床面下の地下ピットと呼ばれる領域に設けられるが、ローラ装置２００の装置サイズが大きいため、地下ピットを深く設ける等の処置を施し、ローラ装置２００用の比較的広い設置スペースを確保する必要があった。

【0030】

例えば、図８で示した従来のシャーシダイナモメータでは、タイヤ６Ｒ用にローラ駆動機構８０Ｒを設け、タイヤ６Ｌ用にローラ駆動機構８０Ｌを設ける必要があるため、幅方向（Ｘ方向）のサイズは制限を補うべく、高さ方向（Ｚ方向）のサイズを大きくする必要があった。したがって、動力伝達機構である減速機５は幅方向のサイズを小さくする分、高さ方向のサイズを大きくする必要があった。

【0031】

このように、従来のシャーシダイナモメータは、ローラ装置２００の装置サイズが大きくなる分、設置スペースが広くなり過ぎるという問題点があった。

【0032】

本開示では、上記のような問題点を解決し、設置スペースの縮小化を図ったシャーシダイナモメータの構造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】

【0033】

本開示のシャーシダイナモメータは、ローラ装置を備えたシャーシダイナモメータであって、前記ローラ装置は、車両のタイヤを載置するローラと、前記ローラの外部に設けられる冷却器とを備え、前記ローラは、ローラ外枠体と、前記ローラ外枠体内に設けられるモータとを含み、前記モータは、モータ回転子と、前記モータ回転子を囲むように配置された固定子構造体と、前記モータ回転子に連結される回転シャフトと、前記固定子構造体に連結される揺動シャフトとを含み、前記回転シャフトと前記揺動シャフトとは前記ローラを基準として互いに対向して設けられ、前記ローラ装置は、前記回転シャフトを回転可能に支持する回転用軸受台と、前記揺動シャフトを揺動可能に支持する揺動用軸受台とをさらに備え、前記回転シャフトは、前記モータ回転子の回転動作に連動して回転し、前記揺動シャフトは、前記モータ回転子の回転動作に連動せず、前記回転シャフトは前記ローラ外枠体を回転可能に前記ローラ外枠体に取り付けられ、前記ローラ外枠体はローラ開口部を有し、前記冷却器は、前記ローラ外枠体の前記ローラ開口部を介して前記モータに冷却風を供給する。

【発明の効果】

【0034】

本開示のシャーシダイナモメータにおけるローラ装置が有するローラは、ローラ外枠体内にモータを有しているため、モータの回転シャフトによってローラ外枠体を直接回転させることができる。

【0035】

したがって、本開示のシャーシダイナモメータは、ローラの外部にローラ回転駆動用の外部モータを設ける従来構成に比べて、ローラ回転駆動用に外部モータ及びローラへの動力伝達機構を設ける必要がない分、装置サイズの縮小化を図ることができる。

【0036】

さらに、本開示のシャーシダイナモメータにおけるローラ装置は、ローラの外部に設けられる冷却器を備えるため、ローラ外枠体に設けられるローラ開口部を介してモータに冷却風を供給することにより、ローラ外枠体内に存在するモータを効果的に冷却することができる。

【0037】

本開示の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】本実施の形態のシャーシダイナモメータに用いられるローラ装置の構造を模式的に示す説明図である。

【図2】図１で示したローラ駆動機構を側面方向から視た説明図である。

【図3】ローラ駆動機構の詳細を示す説明図である。

【図4】ローラ駆動機構におけるトルク測定原理を示す説明図である。

【図5】ローラ駆動機構におけるローラ等の内部構造の詳細を示す説明図である。

【図6】図５のＡ－Ａ断面構造を模式的に示す説明図である。

【図7】図５で示した遮断板の平面構造を模式的に示す説明図である。

【図8】従来のシャーシダイナモメータに用いられるローラ装置の構造を示す正面図である。

【図9】図８で示したローラ駆動機構におけるトルク測定機構を模式的に示す説明図（その１）である。

【図10】ローラ駆動機構におけるトルク測定機構を模式的に示す説明図（その２）である。

【発明を実施するための形態】

【0039】

（ローラ装置１００）
図１は本実施の形態のシャーシダイナモメータに用いられるローラ装置１００の構造を模式的に示す説明図である。図１では前方（＋Ｙ方向）から視た正面図を示している。図１にＸＹＺ直交座標系を記している。ステアリング操作によって車両６０の前輪側の２つのタイヤ６（６Ｒ、６Ｌ）がタイヤ旋回動作を行う場合、少なくとも前輪側の２台のローラ装置として、図１で示すローラ装置１００が用いられる。

【0040】

ローラ装置１００は前輪右側のタイヤ６Ｒ用のローラ装置１００Ｒと前輪左側のタイヤ６Ｌ用のローラ装置１００Ｌとを有する。ローラ装置１００Ｒはローラ駆動機構８Ｒ及びローラ旋回機構３０Ｒを主要構成要素として含み、ローラ装置１００Ｌはローラ駆動機構８Ｌ及びローラ旋回機構３０Ｌを主要構成要素として含んでいる。また、ローラ装置１００Ｒ及びローラ装置１００Ｌはそれぞれ図１では図示しない冷却器である冷却ファン５０をさらに含んでいる。

【0041】

図２はローラ駆動機構８Ｌを側面方向（－Ｘ方向）から視た説明図である。図３はローラ駆動機構８Ｌの詳細を示す説明図である。図２及び図３それぞれにＸＹＺ直交座標系を記している。以下、これらの図を参照して、ローラ装置１００Ｒ及びローラ装置１００Ｌのうちローラ装置１００Ｌを代表して説明する。

【0042】

これらの図に示すように、ローラ装置１００Ｌはローラ旋回機構３０Ｌ及びローラ駆動機構８Ｌを主要構成要素として含んでいる。

【0043】

ローラ旋回機構３０Ｌは、固定ベース３６、旋回用モータ４２、及び旋回軸受３８を主要構成要素として含んでいる。固定ベース３６上に旋回軸受３８が設けられ、固定ベース３６の側面に隣接して旋回用モータ４２が取り付けられる。

【0044】

旋回用モータ４２は速度制御が可能なギヤ付モータである。旋回用モータ４２の先端にはギヤ４２ｇが取り付けられ、旋回ベース３５の外周に取り付けられたギヤとギヤ４２ｇとをかみ合わせている。したがって、旋回用モータ４２の回転により、旋回ベース３５を旋回させることができる。

【0045】

旋回軸受３８は旋回可能に旋回ベース３５を支持しており、旋回軸受３８の中心を旋回中心として、旋回用モータ４２の動力で旋回ベース３５を旋回させている。このように、ローラ旋回機構３０Ｌは、旋回用モータ４２によって旋回される旋回ベース３５を有している。

【0046】

ローラ旋回機構３０Ｌにおける旋回ベース３５の旋回に連動して、ローラ旋回機構３０Ｌより上方のローラ駆動機構８Ｌは旋回する。したがって、ローラ旋回機構３０Ｌは、ローラ２Ｌを旋回させるローラ旋回動作を実行することができる。

【0047】

このように、ローラ旋回機構３０Ｌは、ローラ駆動機構８Ｌを旋回対象としてローラ旋回動作を実行する。ローラ駆動機構８Ｌはローラ２、後述する冷却ファン５０、回転用軸受台１１及び揺動用軸受台１２を主要構成要素として含んでいる。

【0048】

次に、ローラ駆動機構８Ｌについて説明する。ローラ２Ｌを有するローラ駆動機構８Ｌは旋回ベース３５上に設けられる。

【0049】

ツインローラ構成対応のローラ駆動機構８Ｌは、ベース１３、ローラ２Ｌ、回転用軸受台１１、揺動用軸受台１２、回転シャフト２１、揺動シャフト２２、トルクアーム２７及びロードセル２８を主要構成要素として含んでいる。ここで、ツインローラ構成のローラ２Ｌに対応して、回転シャフト２１は一対の回転シャフト２１となり、揺動シャフト２２は一対の揺動シャフト２２となる。

【0050】

旋回ベース３５上にベース１３が固定され、ベース１３上に回転用軸受台１１及び揺動用軸受台１２が立設される。回転用軸受台１１は回転シャフト２１を回転可能に支持し、揺動用軸受台１２は揺動可能に揺動シャフト２２を支持する。

【0051】

回転用軸受台１１及び揺動用軸受台１２間にローラ２Ｌが設けられる。後に詳述するように、ローラ２Ｌは回転シャフト２１の回転に伴い回転する。

【0052】

ローラ２Ｌの中心部を貫通するように回転シャフト２１が取り付けられることにより、回転シャフト２１の回転共にローラ２Ｌは回転動作を実行することができる。回転シャフト２１にエンコーダ２３が取り付けられ、エンコーダ２３によってローラ２の回転速度が直接測定される。エンコーダ２３の測定結果はモータ７を制御するためのフィードバック信号としても利用される。

【0053】

ローラ２Ｌはツイン構成であるため、図１及び図３で示したローラ２Ｌは、図２で示した前方ローラ２Ｆ及び後方ローラ２Ｂのいずれかに対応する。

【0054】

ローラ駆動機構８Ｌはローラ２Ｌを回転駆動するローラ駆動動作を実行する。ローラ２Ｌが第１のローラである前方ローラ２Ｆに該当する場合は前方ローラ２Ｆが回転駆動され、ローラ２Ｌが第２のローラである後方ローラ２Ｂに該当する場合は後方ローラ２Ｂが回転駆動される。

【0055】

一方、固定子構造体７２はモータ回転子７１の回転動作に連動しないように、回転動作に関しモータ回転子７１とは独立して設けられる。そして、揺動シャフト２２は、モータ回転子７１の回転動作に連動しない固定子構造体７２に取り付けられる。

【0056】

図１～図３に示すように、ローラ装置１００において、揺動シャフト２２の端部にトルクアーム２７を介してロードセル２８が取り付けられる。

【0057】

図４はローラ駆動機構８Ｌにおけるトルク測定原理を示す説明図である。同図にＸＹＺ直交座標系を記している。図４に示すように、車両６０の走行試験時に前方ローラ２Ｆ（ローラ２Ｌ）がローラ回転方向Ｒ１に沿って回転するに伴い、ローラ２に内蔵されたモータ７の回転方向に沿った反力が揺動シャフト２２に伝達される。したがって、ロードセル２８によってモータ７の反力を測定することができる。

【0058】

モータ７の反力には、前方ローラ２Ｆの加速度に伴う反力や、車両６０の走行試験時にタイヤ６Ｌが前方ローラ２Ｆに付与する力等が反映される。具体的には、車両６０の走行試験時にタイヤ６からローラ２に力が加えられると、モータ７の反力が揺動シャフト２２の揺動状態として伝達される。

【0059】

したがって、揺動シャフト２２に伝達されたモータ７の反力は、トルクアーム２７を介して揺動シャフト２２に接続されるロードセル２８によって測定することができる。

【0060】

このように、ローラ駆動機構８Ｌは揺動シャフト２２に対応してトルクアーム２７及びロードセル２８を含むトルク測定機構を有している。図２に示すように、前方ローラ２Ｆ及び後方ローラ２Ｂそれぞれの揺動シャフト２２に対応してトルク測定機構（トルクアーム２７＋ロードセル２８）が設けられる。

【0061】

ローラ２Ｌはローラ外枠体１０とローラ外枠体内に設けられるモータ７とを主要構成要素として含んでいる。モータ７はモータ回転子７１及び固定子構造体７２と、前述した回転シャフト２１及び揺動シャフト２２とを主要構成要素として含んでいる。

【0062】

固定子構造体７２はモータ回転子７１を囲むように配置されており、回転シャフト２１はモータ回転子７１に連結され、揺動シャフト２２は固定子構造体７２に連結される。回転シャフト２１と揺動シャフト２２とはローラ２Ｌを基準として互いに対向して設けられる。

【0063】

したがって、回転シャフト２１は、モータ回転子７１の回転動作に連動して回転する。一方、固定子構造体７２はモータ回転子７１の回転動作に連動することなく、回転動作に関し、モータ回転子７１と独立して設けられる。

【0064】

なお、ローラ装置１００Ｒは、ローラ装置１００Ｌと同様にローラ旋回機構３０Ｒ及びローラ駆動機構８Ｒを主要構成要素として含んでいる。ローラ旋回機構３０Ｒの各部構成及び動作内容はローラ旋回機構３０Ｌと同様であり、ローラ駆動機構８Ｒの各部構成及び動作内容はローラ駆動機構８Ｌと同様である。

【0065】

以下、ローラ装置１００Ｌ及びローラ装置１００Ｒを総称する場合、単に「ローラ装置１００」と称し、ローラ対２０Ｌ及びローラ対２０Ｒを総称する場合、単に「ローラ対２０」と称し、ローラ２Ｌ及びローラ２Ｒを総称する場合、単に「ローラ２」と称する場合がある。

【0066】

また、ローラ駆動機構８Ｌ及びローラ駆動機構８Ｒを総称する場合、単に「ローラ駆動機構８」と称する称し、ローラ旋回機構３０Ｌ及びローラ旋回機構３０Ｒを総称する場合、単に「ローラ旋回機構３０」と称する場合がある。

【0067】

なお、図１～図４では図示を省略しているが、本実施の形態のシャーシダイナモメータは、走行試験を行う際に、ローラ装置１００上に配置した車両６０を固定する車両固定機構を有している。

【0068】

図５はローラ駆動機構８におけるローラ２、回転用軸受台１１及び揺動用軸受台１２の内部構造の詳細を示す説明図である。図６は図５のＡ－Ａ断面構造を模式的に示す説明図である。

【0069】

これらの図に示すように、回転用軸受台１１は内部にベアリング６１を有し、このベアリング６１の軌道輪（内輪）内に回転シャフト２１を挿入する態様で、回転用軸受台１１は回転シャフト２１を回転可能に支持している。なお、回転シャフト２１はローラ２内の回転子直結シャフト２１ａとローラ２外の軸受台保持用シャフト２１ｂとを含んでいる。回転シャフト２１において、回転子直結シャフト２１ａと軸受台保持用シャフト２１ｂとは、軸受台保持用シャフト２１ｂの軸方向に穴を空け、この穴に回転子直結シャフト２１ａを差し込む形で連結されている。なお、図５で示す縦長の矩形領域も軸受台保持用シャフト２１ｂに含まれる。

【0070】

ローラ外枠体１０は円状のローラ底面を有する円柱構造を呈し、ローラ底面は揺動シャフト２２側の第１のローラ底面と回転シャフト２１側の第２のローラ底面を含んでいる。

【0071】

ローラ外枠体１０の第１のローラ底面の中心領域にベアリング６２が設けられる。第１のローラ底面はベアリング６２を設けるため、揺動用軸受台１２側に一部突出している。

【0072】

一方、ローラ外枠体１０の第２のローラ底面の中心に回転シャフト２１が固定される。このように、モータ回転子７１の回転動作に連動して回転可能な回転シャフト２１はローラ外枠体１０に取り付けられる。すなわち、回転シャフト２１はローラ外枠体１０を回転可能にローラ外枠体１０に取り付けられる。

【0073】

揺動用軸受台１２は内部にベアリング６３を有し、ローラ外枠体１０は第１のローラ底面の中央領域にベアリング６２を有している。そして、ベアリング６２及び６３それぞれの軌道輪（内輪）内に揺動シャフト２２を挿入する態様で、揺動シャフト２２はローラ外枠体１０及び揺動用軸受台１２それぞれによって揺動可能に支持される。

【0074】

図５に示すように、固定子構造体７２はモータ固定子７２１及びモータケース７２２を主要構成要素として含んでいる。モータ固定子７２１はモータ回転子７１を囲むように配置されており、モータケース７２２はモータ固定子７２１との間にケース内空間Ｓ７２を確保した状態で、モータ固定子７２１を収容している。

【0075】

モータ固定子７２１はモータ回転子７１の回転動作に連動することなく、回転動作に関しモータ回転子７１と独立して設けられる。モータケース７２２もモータ固定子７２１と同様、回転動作に関しモータ回転子７１と独立して設けられる。ただし、モータ固定子７２１及びモータケース７２２にはモータ７の反力が加わるために揺動する。

【0076】

モータケース７２２は円状のケース底面を有する円柱構造を呈し、ケース底面は揺動シャフト２２側の第１のケース底面と回転シャフト２１側の第２のケース底面を含んでいる。

【0077】

揺動シャフト２２の端部がモータケース７２２の第１のケース底面の中心に連結される。このように、モータ回転子７１の回転動作に連動しない揺動シャフト２２は、モータケース７２２に取り付けられる。

【0078】

図５に示すように、ローラ外枠体１０の第１のローラ底面とモータケース７２２の第１のケース底面との間にケース外空間Ｓ８が設けられる。

【0079】

なお、モータ７の駆動用の電源は、外部の交流電源であるＡＣ電源９からモータ用配線Ｌ７を介してローラ外枠体１０内のモータ７に供給される。すなわち、モータ用配線Ｌ７によってＡＣ電源９とモータ７とが電気的に接続される。モータ用配線Ｌ７の一部は揺動シャフト２２内に設けられる。すなわち、モータ７は交流モータである。

【0080】

図６に示す揺動用軸受台１２側のローラ外枠体１０の円状のローラ外枠体底面１０Ｓが第１のローラ底面となる。ローラ外枠体底面１０Ｓにおいて、揺動シャフト２２及びベアリング６２の回りに、揺動シャフト２２を中心とした円周領域Ｃ１０に沿って複数のローラ開口部１５が離散的に設けられる。複数のローラ開口部１５はそれぞれローラ外枠体底面１０Ｓを貫通して設けられる。このように、複数のローラ開口部１５は揺動シャフト２２を中心とした円周領域Ｃ１０に沿って設けられる。

【0081】

図５に示すように、モータケース７２２の第１のケース底面を貫通して、各々がケース内空間Ｓ７２に連通する複数のケース開口部１６が設けられる。

【0082】

ローラ２の外部に設けられる冷却器である冷却ファン５０は冷却風Ｆ２を吹き出す冷却風吹出本体５０ｔを有し、冷却風吹出本体５０ｔの冷却風吹出口５０ｏがローラ外枠体底面１０Ｓの円周領域Ｃ１０の一部に対向するように配置される。

【0083】

図５に示すように、揺動用軸受台１２を貫通してダクトスペースＳ５が設けられており、ダクトスペースＳ５に冷却風吹出本体５０ｔを挿入する態様で冷却ファン５０は配置される。また、冷却ファン５０の一部はベース１３上に設けられたファン設置台１４上に固定される。

【0084】

したがって、冷却器である冷却ファン５０は、冷却風吹出本体５０ｔの冷却風吹出口５０ｏから冷却風Ｆ２を吹き出すことにより、ローラ外枠体底面１０Ｓの複数のローラ開口部１５のいずれかから、ケース外空間Ｓ８内に冷却風Ｆ２を供給することができる。そして、ケース外空間Ｓ８から、複数のケース開口部１６を介してローラ外枠体１０内のケース内空間Ｓ７２に冷却風Ｆ２を供給することができる。

【0085】

この際、冷却風吹出本体５０ｔの冷却風吹出口５０ｏから吹き出される冷却風Ｆ２は、揺動シャフト２２の軸方向（Ｘ方向）に沿って、複数のローラ開口部１５のいずれか介して供給される。

【0086】

ケース外空間Ｓ８におけるＸ方向の間隔である軸方向距離ｄ８は、ケース内空間Ｓ７２に含まれる底面間空間Ｓ７２ａにおけるＸ方向の間隔である軸方向距離ｄ７２と比較して狭くなるように設定される。底面間空間Ｓ７２ａはケース内空間Ｓ７２のうちモータ固定子７２１の底面（－Ｘ方向側）とモータケース７２２の第１のケース底面との間の空間である。

【0087】

さらに、図５に示すように、ローラ外枠体底面１０Ｓにおける円周領域Ｃ１０のうち冷却風吹出本体５０ｔの冷却風吹出口５０ｏに対向する領域以外の吹出口外領域を覆って遮断板５２が設けられる。

【0088】

図７は遮断板５２の平面構造を模式的に示す説明図である。同図にＸＹＺ直交座標系を記している。

【0089】

同図に示すように、ローラ外枠体底面１０Ｓにおいて、ＹＺ平面で平面視してベアリング６２より外側に、揺動シャフト２２を中心とした円周状の円周領域Ｃ１０が設けられる。

【0090】

遮断板５２は円周領域Ｃ１０の大部分を覆って設けられる。遮断板５２が覆わない円周領域Ｃ１０は、ダクトスペースＳ５及びその周辺のみである。ダクトスペースＳ５内に冷却風吹出口５０ｏが存在する。したがって、遮断板５２は、ローラ外枠体底面１０Ｓにおける円周領域Ｃ１０のうち冷却風吹出口５０ｏに対向する領域以外の吹出口外領域を覆って設けられる。

【0091】

図５に示すように、ローラ外枠体１０は第２のローラ底面を貫通する複数のローラ開口部１７（第２のローラ開口部）を有する。したがって、ローラ外枠体１０の２つの底面を貫通して設けられるローラ開口部は、第１のローラ底面を貫通して設けられる複数のローラ開口部１５（第１のローラ開口部）と、第２のローラ底面を貫通する複数のローラ開口部１７（第２のローラ開口部）とを含んでいる。

【0092】

モータケース７２２は第２のケース底面を貫通し、ケース内空間Ｓ７２と連通する複数のケース開口部１８（第２のケース開口部）を有する。したがって、モータケース７２２の２つの底面を貫通して設けられるケース開口部は、第１のケース底面を貫通する複数のケース開口部１６（第１のケース開口部）と、第２のケース底面を貫通する複数のケース開口部１８（第２のケース開口部）とを含んでいる。

【0093】

本実施の形態のシャーシダイナモメータにおいて、ローラ外枠体１０、モータ固定子７２１及びモータケース７２２は以下の不等式(1)を満足する寸法特性を有している。

【0094】

（ＩＤ２－ＥＤ１）＞（ＩＤ０－ＥＤ２）…(1)
式(1)において、「ＩＤ２」はモータケース７２２の内径を示し、「ＥＤ１」はモータ固定子７２１の外径を示し、「ＩＤ０」はローラ外枠体１０の内径を示し、「ＥＤ２」はモータケース７２２の外径を示している。

【0095】

図５において、差分Δ１が不等式(1)の左辺（ＩＤ２－ＥＤ１）となり、差分Δ２が不等式(1)の右辺（ＩＤ０－ＥＤ２）となる。

【0096】

（効果）
本実施の形態のシャーシダイナモメータにおけるローラ装置１００のローラ２は、ローラ外枠体１０内にモータ７を有しているため、モータ７のモータ回転子７１に連結される回転シャフト２１によってローラ外枠体１０を直接回転させることができる。

【0097】

したがって、本実施の形態のシャーシダイナモメータは、図８で示した従来構成に比べて、ローラの外部に外部モータ及びローラへの動力伝達機構を設ける必要がない分、装置サイズの縮小化を図ることができる。

【0098】

図８で示した従来のシャーシダイナモメータのローラ装置２００において、ローラ駆動用モータ４８が外部モータに相当し、ローラ対２０用の減速機５がローラへの動力伝達機構に相当する。

【0099】

本実施の形態のシャーシダイナモメータのローラ装置１００において、ローラ２のローラ外枠体１０内にモータ７が内蔵されているため、減速機５等の動力伝達機構が不要となる。このため、ローラ駆動機構８の高さ方向（Ｚ方向）のサイズを大幅に縮小することができ、ローラ旋回機構３０を含めてもローラ装置１００の設置スペース及びコストの低減化を図ることができる。

【0100】

さらに、本実施の形態のシャーシダイナモメータにおけるローラ装置１００の主要構成要素であるローラ駆動機構８は、ローラ２の外部に設けられる冷却器である冷却ファン５０を備えている。このため、冷却ファン５０からローラ外枠体１０の複数のローラ開口部１５のいずれかを介してローラ外枠体１０内に冷却風Ｆ２を供給することにより、ローラ外枠体１０内に存在するモータ７を効果的に冷却することができる。

【0101】

本実施の形態のシャーシダイナモメータにおける冷却ファン５０は、ローラ外枠体１０の第１のローラ底面に設けられる複数のローラ開口部１５と、モータケース７２２の第１のケース底面に設けられる複数のケース開口部１６を介しケース内空間Ｓ７２に冷却風Ｆ２を供給することができる。

【0102】

このため、本実施の形態のシャーシダイナモメータは、冷却風Ｆ２をモータ固定子７２１の表面及びローラ外枠体１０の内面に直接付与することにより、モータ７及びローラ外枠体１０を効果的に冷却することができる。また、モータ固定子７２１の表面をフィン構造とすることにより冷却効果を高めることができる。

【0103】

したがって、ローラ２内にモータ７を内蔵した本実施の形態のシャーシダイナモメータは、車両６０に対する走行試験を支障無く行うことができる。

【0104】

本実施の形態のシャーシダイナモメータのローラ２において、ローラ外枠体１０、モータ固定子７２１及びモータケース７２２は上述した不等式(1)を満足する寸法特性を有している。この寸法特性は、冷却風Ｆ２の通路に関し、冷却が必要な空間体積を、冷却が不要な空間体積より広く設定する特性となる。

【0105】

その結果、本実施の形態のシャーシダイナモメータは、上述した寸法特性を有するため、冷却が必要なモータ７の主要部となるモータ回転子７１及びモータ固定子７２１を効果的に冷却することができる。

【0106】

第１のローラ開口部となる複数のローラ開口部１５は揺動シャフト２２を中心とした円周領域Ｃ１０に沿って設けられる。このため、ローラ外枠体１０が回転動作を行っている場合でも、冷却ファン５０における冷却風吹出本体５０ｔの冷却風吹出口５０ｏから冷却風Ｆ２を吹き出すことにより、複数のローラ開口部１５のいずれかを介して冷却風Ｆ２を確実にケース外空間Ｓ８に供給することができる。

【0107】

本実施の形態のシャーシダイナモメータにおけるローラ駆動機構８は、円周領域Ｃ１０のうち冷却風吹出口５０ｏに対向する領域以外の吹出口外領域を覆って設けられる遮断板５２を備えているため、ケース外空間Ｓ８に供給された冷却風Ｆ２が複数のローラ開口部１５のいずれかからローラ外枠体１０の外部に漏れることはない。

【0108】

冷却風吹出口５０ｏから吹き出される冷却風Ｆ２はケース外空間Ｓ８内に溜まる。一方、円周領域Ｃ１０の大部分となる吹出口外領域は遮断板５２によって遮断されているため、ケース外空間Ｓ８内に溜まった冷却風Ｆ２は外部に漏れることなく、複数のケース開口部１６を介してケース内空間Ｓ７２に精度良く導かれる。

【0109】

その結果、本実施の形態のシャーシダイナモメータは、ケース外空間Ｓ８からケース内空間Ｓ７２への冷却風Ｆ２の供給効率を高めることにより、モータ７の冷却効果を向上させることができる。

【0110】

本実施の形態のシャーシダイナモメータは、ローラ外枠体１０の第２のローラ底面に複数のローラ開口部１７（第２のローラ開口部）を設け、モータケース７２２の第２のケース底面に複数のケース開口部１８（第２のケース開口部）を設けている。このため、複数のローラ開口部１５（第１のローラ開口部）を冷却風Ｆ２の供給口とし、複数のローラ開口部１７を冷却風Ｆ２の排気口とすることができる。

【0111】

すなわち、ローラ駆動機構８において、複数のローラ開口部１５、ケース外空間Ｓ８、複数のケース開口部１６（第１のケース開口部）、ケース内空間Ｓ７２、複数のケース開口部１８、及び複数のローラ開口部１７による冷却風通路が確保される。

【0112】

なお、ローラ外枠体１０の第２のローラ底面とモータケース７２２の第２のケース底面との間にケース外空間Ｓ８に相当する空間が存在する。また、冷却風Ｆ２の排出効率を高めるべく、複数のローラ開口部１７とは複数のケース開口部１８とはＹＺ平面において互いに対向する位置に設けられることが望ましい。

【0113】

その結果、本実施の形態のシャーシダイナモメータは、冷却器である冷却ファン５０によって冷却風通路に冷却風Ｆ２を流すことにより、ローラ２のローラ外枠体１０内に配置されるモータ７をより効果的に冷却することができる。

【0114】

本実施の形態のシャーシダイナモメータはローラ旋回機構３０によってローラ駆動機構８を旋回対象として旋回させることにより、ローラ旋回動作を含む多様な車両６０の試験を行うことができる。なお、前述したように、ローラ駆動機構８は主要構成要素として、ローラ２、冷却ファン５０、回転用軸受台１１及び揺動用軸受台１２を含んでいる。

【0115】

本実施の形態のシャーシダイナモメータはトルクアーム２７を介して揺動シャフト２２に連結されるロードセル２８によって、揺動シャフト２２に伝達されるモータ７の反力を測定している。車両６０の走行試験時におけるモータ７の反力は揺動シャフト２２の揺動状態に正確に反映される。

【0116】

したがって、本実施の形態のシャーシダイナモメータは、ロードセル２８によって、車両６０の走行試験時におけるモータ７の反力を精度良く測定することができる。

【0117】

本実施の形態のシャーシダイナモメータにおけるローラ装置１００は、回転シャフト２１に取り付けられるエンコーダ２３をさらに備えている。エンコーダ２３はローラ２の回転速度を直接的に測定している。

【0118】

ローラ装置１００は、回転シャフト２１によってローラ外枠体１０を直接回転させているため、エンコーダ２３は回転シャフト２１の回転速度をそのままローラ２の回転速度として精度良く測定することができる。

【0119】

本実施の形態のシャーシダイナモメータにおけるローラ装置１００に含まれるローラ駆動機構８は交流モータとなるモータ７用のＡＣ電源９及びモータ用配線Ｌ７を有している。

【0120】

このため、本実施の形態のシャーシダイナモメータは、一部が揺動シャフト２２内に設けられるモータ用配線Ｌ７を介して、ローラ２の外部に設けられたＡＣ電源９からローラ２の内部に設けられたモータ７に交流電源を支障なく供給することができる。

【0121】

本開示は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、本開示がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

【0122】

本実施の形態で示したローラ装置１００は、車両６０の前輪側のタイヤ６を載置する装置として示したが、同様に車両６０の後輪側のタイヤ６を載置する装置としてローラ装置１００を用いても良い。また、車両６０の前輪側及び後輪側のタイヤ６のうち一方側のタイヤ６を載置するローラをフリーローラとする場合、フリーローラ側にはローラ装置１００を設ける必要はない。

【0123】

なお、ローラ旋回機構３０は通常、前輪側及び後輪側のタイヤ６のうち前輪側のタイヤ６を載置するローラ装置１００に設けられることが一般的である。

【符号の説明】

【0124】

６，６Ｌ，６Ｒ タイヤ
２，２Ｌ，２Ｒ ローラ
７ モータ
８，８Ｌ，８Ｒ ローラ駆動機構
９ ＡＣ電源
２７ トルクアーム
２８ ロードセル
１１ 回転用軸受台
１２ 揺動用軸受台
１５，１７ ローラ開口部
１６，１８ ケース開口部
３０，３０Ｌ，３０Ｒ ローラ旋回機構
５０ 冷却ファン
５０ｏ 冷却風吹出口
５２ 遮断板
６０ 車両
７１ モータ回転子
７２ 固定子構造体
１００，１００Ｌ，１００Ｒ ローラ装置
７２１ モータ固定子
７２２ モータケース
Ｃ１０ 円周領域
Ｌ７ モータ用配線

【要約】

本開示は、設置スペースの縮小化を図ったシャーシダイナモメータの構造を提供することを目的とする。そして、本開示のシャーシダイナモメータが備えるローラ装置（１００）におけるローラ（２）はローラ外枠体（１０）内に設けられるモータ（２）を含む。モータ（２）において、回転シャフト（２１）は、モータ回転子（７１）の回転動作に連動して回転可能にローラ外枠体（１０）に取り付けられ、揺動シャフト（２１）は、モータ回転子（７１）の回転動作に連動することなく固定子構造体（７２）に取り付けられる。回転シャフト（２１）は回転用軸受台（１１）によって支持され、揺動シャフト（２２）は揺動用軸受台（１２）によって支持される。モータ（７）に冷却風（Ｆ２）を供給する冷却ファン（５０）がローラ（２）の外部に設けられる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】