(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行している車両に砂利を衝突させることによりチッピングを評価するチッピング試験装置において、
前記車両の通過に対応して路面側から砂利を上方に噴出することを特徴とするチッピング試験装置。
【請求項２】
走行している車両に砂利を衝突させることによりチッピングを評価するチッピング試験装置において、
前記車両が走行する路面側に設けられ、内部に収容した砂利を上方に噴出させる砕石噴出ノズルと、
前記車両が前記砕石噴出ノズルに近接したことを検出する車両検出手段と、
前記車両検出手段の検出信号に従って、前記砕石噴出ノズルによって砂利を噴出させる制御手段とを備えたことを特徴とするチッピング試験装置。
【請求項３】
前記砕石噴出ノズルは、筒状の噴出部と、この噴出部の下端に連続して設けられ、下方に向けて漸次縮径した円錐状部とから構成し、前記円錐状部の下端に延設する接続部を介して前記円錐状部の下端より下方において円錐状部と接続して圧縮エアを上方に噴射するエア噴射ノズルを設けたことを特徴とする請求項２に記載のチッピング試験装置。
【請求項４】
前記砕石噴出ノズルを、前記車両のトレッド間より小なる範囲内に複数個配置したことを特徴とする請求項３に記載のチッピング試験装置。
【請求項５】
前記砕石噴出ノズルは、前記車両のトレッド間より小なる範囲内に配置される矩形状の噴出部と、この噴出部の下端に連続して設けられ、下方に向けて漸次接近するように傾斜した台形状部とから構成し、前記台形状部の下端に延設する接続部を介して前記台形状部の下端より下方において台形状部と接続して圧縮エアを上方に噴射するエア噴射ノズルを設けたことを特徴とする請求項２に記載のチッピング試験装置。
【請求項６】
前記砕石噴出ノズルを前記路面に埋設し、砕石が通過可能な複数の開口部を有する蓋部によって前記砕石噴出ノズルの上方を施蓋したことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のチッピング試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はチッピングをシュミレーションし、評価するために用いる好適なチッピング試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両が砂利道等を走行すると、先行車が跳ね上げた小石等の砂利が後続車に衝突して後続車の車体が損傷することがある。そこで、例えば車両製造工場においては図７に傾斜図を示すような試験装置を用いて、現実の市場で発生しうるチッピングをシュミレーションによって生成し、評価している。
【０００３】
この試験装置の試験用の路面１００には、車両１０２が通過するためのゲート１０４が設けられている。このゲート１０４は、路面１００の両側に立設された一対の柱部１０６，１０６と、各柱部１０６の頂部に横架して設けられた砕石収容箱１０８とから構成されている。砕石収容箱１０８は砂利、例えば砕石１１０を収容しており、砕石収容箱１０８の底面には、砕石１１０を落下させるためのスリット状の開口部が形成されている。
【０００４】
そして、作業者はゲート１０４上に待機している。そして、作業者は、車両１０２がゲート１０４に近づいたのを目視で確認すると、人力によって砕石収容箱１０８の底部に開口するスリット状の開口部から砕石１１０を落下させる。車両１０２は、砕石収容箱１０８から落下する砕石１１０によって形成されたカーテンに突入し、通過する。そして車両１０２に生じる傷等を評価する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなゲート１０４の上方から砕石１１０を落下させる従来の試験方法によると、チッピング評価試験を行うための準備に手間がかかる上に、シュミレーション精度も低いという問題点がある。
【０００６】
つまり、チッピング試験を行うためには、毎回、作業者は砕石１１０をゲート１０４上に運び上げ、砕石収容箱１０８を砕石１１０で満たさねばならず、作業に手間がかかり、作業者の肉体的負担が著しい。また、ゲート１０４上の作業者が車両１０２の接近を目視で確認して砕石１１０を落下させるため、砕石落下のタイミングにばらつきが生じ、安定的にチッピング試験を行うのが難しいという問題点がある。さらに、作業者が高所で作業を行いかつ砕石１１０のカーテンを車両１０２が比較的高速で走り抜けるため、ゲート１０４上の作業者の安全性の面でも好ましくない。
【０００７】
一方、車両１０２の上方から砕石１１０を落下させるため、車両１０２のフロントフード全面に砕石１１０が落下衝突して広範囲にチッピングが発生してしまい、現実の市場におけるチッピング発生範囲と異なる。従って、チッピング試験結果を補正してから評価を行わなければならず、また、落下している砕石１１０によって形成されるカーテン内に車両１０２が突入するため、鉛直方向の砕石落下ベクトルと水平方向の車両走行ベクトルとの合成ベクトルの方向から砕石１１０は車両１０２に衝突する。従って、砕石１１０が車両１０２に衝突する際の当たり角度や相対速度差が実際のチッピング現象よりも大きくなり易く、現実のチッピング現象を忠実に再現するのが難しい。
【０００８】
従って本発明の目的は、精度よくチッピングをシュミレーション可能にするチッピング試験装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、作業の安全性を確保しつつ試験作業を省力化できるチッピング試験装置の提供にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明に係るチッピング試験装置は、車両の通過に対応して路面側から砂利を上方に噴出させている。これにより、車両は、上方に噴出された砂利のカーテンに突入する。砕石を車両の走行前方で上方に噴出させると、砕石は運動エネルギを位置エネルギに変換しながら上方に移動し、やがて最高点に達すると重力に従って落下を開始する。従って、運動エネルギの小さい砕石が車両の比較的上部に衝突する確率が高まり、現実のチッピングに近いシュミレーション結果を得ることができる。
【００１０】
また、他の発明に係るチッピング試験装置では、砕石噴出ノズルの円錐状部或いは台形状部の下端よりも下方に、圧縮エアを噴射するエア噴射ノズルを設けている。これにより、砕石を噴出した後、周囲の残った砕石をエア噴射ノズルの近傍に集めて再度の砕石噴出に備えることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
まず、図１は、本発明の第１の実施の形態に係るチッピング試験装置の概略構成を示す構成説明図である。路面１０の下側には、試験すべき車両１２のトレッド間により小なる範囲に２個の砕石噴出ノズル１４が設けられている。即ち、図２の平面図に示すように、路面１０の所定位置には、路面１０を横断するようにして有底角筒状のピット１６が地下に形成されており、上方に面したピット１６の開口部は網状の蓋部１８によって施蓋されている。この網状の蓋部１８は、車両１２の安全な走行を確保するための機械的強度を備えていると共に、砂利、例えば砕石２６が通過するに十分な開口面積を有する多数の開口部が形成されている。
【００１３】
各砕石噴出ノズル１４は、ピット１６内に支持具等を介して取り付けられている。これら各砕石噴出ノズル１４は、図３の断面図に示すように、直径寸法Ｄを有する円筒状の噴出部２０と、噴出部２０の下端側に連続して一体的に形成された円錐状部２２と、円錐状部２２の下端の開口縁部から垂下延設された小径筒状の接続部２４とからそれぞれ構成されている。円錐状部２２は、下方に向かうにつれて漸次縮径する逆円錐状に形成されており、傾斜角度θをもって傾斜している。そして、各砕石噴出ノズル１４内には、円錐状部２２の下端から例えば高さ寸法Ｈだけ砕石２６が収容されている。また、接続部２４内には、圧縮エアを噴射するためのエア噴射ノズル２８が挿入されている。このエア噴射ノズル２８は、そのノズル先端が円錐状部２２の下端の開口縁部から寸法δだけ下方に位置するようにして取り付けられている。
【００１４】
図１に示すように、各エア噴射ノズル２８にはエア配管３０の一端側がそれぞれ接続されており、これら各エア配管３０の他端側は１本に集合してエアコンプレッサ３２に接続されている。また、各エア配管３０の途中には、エアコンプレッサ３２からの圧縮エアを貯蔵するレシーバタンク３４及び圧縮エアの流れをオンオフ的に制御するためのバルブ３６とが設けられている。
【００１５】
車両が前記砕石噴出ノズル１４に近接したことを検出する車両検出手段としての車両検出センサ３８が、各砕石噴出ノズル１４から所定距離離間して設けられている。この車両検出センサ３８には、例えば光電スイッチや超音波スイッチ等の非接触式スイッチが用いられ、車両１２の検出信号を制御装置４０に出力するようになっている。チッピング試験を電気的に集中制御する制御装置４０は、例えばシーケンサやリレー等から構成されている。この制御装置４０の入力側には車両検出センサ３８が接続されており、制御装置４０の出力側にはエアコンプレッサ３２及び各バルブ３６が接続されている。
【００１６】
次に、本実施の形態の作用を説明する。まず、制御装置４０は、チッピング試験の開始にあたり、予めエアコンプレッサ３２を起動してレシーバタンク３４内に圧縮エアを貯蔵しておく。そして、車両検出センサ３８が車両１２を検出すると、その検出信号に従って制御装置４０は各バルブ３６を開く。これにより、レシーバタンク３４内の圧縮エアは、エア配管３０を介して砕石噴出ノズル１４内のエア噴射ノズル２８に供給される。
【００１７】
そして、図４に示すように、エア噴射ノズル２８から砕石噴出ノズル１４の軸線方向に沿って噴射された圧縮エアにより、各砕石噴出ノズル１４の略中央部にある砕石２６が砕石噴出ノズル１４から蓋部１８の開口部を通過して上方に飛び出す。これら各砕石噴出ノズル１４から噴出された砕石２６によって、図１に示すように、走行する車両１２の前方に砕石のカーテン４２がそれぞれ形成され、車両１２は各砕石のカーテン４２を通過する。ここで、各砕石のカーテン４２は、互いに相手方のカーテンと一部が重なるようにして形成され、これにより、車両１２の前方を十分にカバーする。一方、砕石２６の噴出によってエア噴射ノズル２８の先端と円錐状部２２の下端中央との間には図４に示すように砕石２６の噴出により空間４４が形成される。そして、この空間４４には、矢示Ｆの如く周囲の砕石２６が流れ込む。
【００１８】
このように構成される本実施の形態によれば、以下の効果を発揮する。
【００１９】
第１に、車両１２が通過する直前に車両１２の下側から砕石２６を噴出させて砕石のカーテン４２を形成することができ、従来のチッピング試験方法のような砕石落下方法とは異なり、運動エネルギの小さい砕石２６を車両１２に衝突させることができ、実際のチッピングに相応したシュミレーションの精度を向上することができる。つまり、上方に吹き上げられた砕石２６は、自身の重量、空気抵抗及び圧縮エアの噴出圧力等に基づいて、運動エネルギを位置エネルギに変換しつつ最高点まで上昇し、最高点に達した後は重力に従って落下する。従って、一部の砕石２６は上昇途中で車両１２に衝突し、他の一部の砕石２６は下降途中で車両１２に衝突する。しかし、より多くの砕石２６は、上昇過程の終期等の如く、運動エネルギが小さい状態で車両１２に衝突する可能性が高い。従って、実際のチッピング発生現象に近い状態を再現することができ、シュミレーション精度を高めることができる。
【００２０】
第２に、砕石２６を車両１２の下側からエアにより吹き上げるため、砕石のカーテン４２の上側には質量の小さい砕石２６が、砕石のカーテン４２の下側には質量の大きい砕石２６が、分布する可能性が高い。従って、前記従来の試験方法の様に、砕石カーテンの上側から下側にわたる全範囲で、質量の大きな砕石から質量の小さな砕石まで略均一に分布するために実際のチッピング現象とは異なり、質量の大きい砕石によって車両のフロントフードやルーフが著しく損傷することがなく実際のチッピング発生現象に近似した結果を得ることができる。
【００２１】
第３に、車両検出センサ３８が車両１２を検出すると、制御装置４０がバルブ３６を開いて砕石２６を噴出させる構成のため、目視に頼らずに試験実行タイミングを確実に得ることができ、ばらつきを排除した安定的なチッピング試験を行うことができる。
【００２２】
第４に、路面１０の地下に砕石噴出ノズル１４を設けておき、圧縮エアを用いて砕石２６を自動的に噴出させる構成のため、砕石２６の投入作業及び回収作業が軽減できる。従って、作業工数を大幅に短縮して試験コストを低下させることができ、作業者の疲労を低減することができる。また、車両１２の検出作業及び砕石噴出作業は自動的に行われるため、作業者は試験エリアの外側で待機することができ、安全性が向上する。
【００２３】
第５に、砕石噴出ノズル１４の下側には円錐状部２２という傾斜部を形成し、砕石噴出ノズル１４の下端よりも下側にエア噴射ノズル２８の先端を位置させているため、図４に示すように、砕石２６を噴出した後、周囲に残った砕石２６をエア噴射ノズル２８の先端側に集めることができる。従って、蓋部１８を開けて砕石噴出ノズル１４内の砕石２６を人力で中央部に寄せる手間が不要となり、速やかに再度のチッピング試験を行うことができる。
【００２４】
第６に、車両１２のトレッド間に相応して２個の砕石噴出ノズル１４を配置し、車両１２の前方に２個の砕石のカーテン４２を形成するため、車両１２の前方に広範囲にわたる砕石のカーテン４２を形成することができる。
【００２５】
第７に、砕石噴出ノズル１４を収容するピット１６の開口部を網状の蓋部１８で覆うため、車両１２はピット１６上を安全に通過することができる。
【００２６】
次に、図５及び図６に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００２７】
本実施の形態に係るチッピング試験装置では、ピット１６内に砕石噴出ノズル５０を１個設けている。この砕石噴出ノズル５０は、図６の構成説明図に示すように、矩形筒状の噴出部５２と、噴出部５２の下端に一体的に形成された台形状部５４と、台形状部５４の下端中央の開口縁部から垂下延設された接続部５６とから構成されている。ここで、前記台形状部５４は、下方に向かうにつれて側壁が内側に角度θで傾斜して接近する逆台形状に形成されている。
【００２８】
そして、エア噴射ノズル５８は、そのノズル先端が台形状部５４の下端から所定寸法δだけ下方に位置するようにして接続部５６内に挿入されている。このエア噴射ノズル５８は、細長い矩形状に形成されており、その先端面にスリット状の噴射口６０が形成されている。
【００２９】
このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。これに加えて、本実施の形態では、スリット状の噴射口６０から圧縮エアを噴射して砕石２６を吹き上げる構成のため、第１の実施の形態よりも一層カーテン状に砕石２６を分布させることができ、より多量の砕石２６を噴出させることができる。
【００３０】
なお、前記第１の実施の形態では、砕石噴出ノズル１４を２個設ける場合を例示したが、１個または３個以上砕石噴出ノズル１４を用いてもよい。同様に、第２の実施の形態では、２個以上の砕石噴出ノズル５０を設けてもよい。
【００３１】
また、例えば、網状の蓋部１８に替えて格子状の蓋部を用いたり、あるいは単一のレシーバタンク３４から複数の砕石噴出ノズル１４に圧縮空気を供給する等の如く、種々の追加、変更等が可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明に係るチッピング試験装置によれば、車両の下方から砕石を噴出させることができるため、実際のチッピング現象に近似した結果を得ることができ、シュミレーション精度を向上することができる。また、車両の接近を検出して自動的に砕石を噴出するため、チッピング試験に要する作業工数を短縮しつつ安定したチッピング試験を行うことができ、作業者の安全性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す概略構成説明図である。
【図２】車両及び砕石噴出ノズルの位置関係を示す平面図である。
【図３】砕石を収容した砕石噴出ノズルの断面図である。
【図４】砕石を噴出した状態の砕石噴出ノズルを示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す平面図である。
【図６】砕石を取り除いた状態で砕石噴出ノズルを示す構成説明図である。
【図７】従来技術による砕石落下方式の構成を示す構成説明図である。
【符号の説明】
１０  路面
１２  車両
１４  砕石噴出ノズル
１８  蓋部
２０  噴出部
２２  円錐状部
２６  砕石
２８  エア噴射ノズル
３８  車両検出センサ
４０  制御装置
４２  砕石のカーテン
５０  砕石噴出ノズル
５２  噴出部
５４  台形状部
５８  エア噴射ノズル
６０  スリット状の噴射口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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