(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪が回転可能に取り付けられたアップライトと、
前記アップライトを支持するサスペンションアームと、
前記サスペンションアームが揺動可能に取り付けられた第１のフレームと、
供試ボディが取り付けられる第２のフレームと、
一方の端部が前記アップライトと前記サスペンションアームとの少なくとも一方に接続され、他方の端部が前記第２のフレームに接続され、両端部間に作用する荷重に応じて伸縮可能なサスペンションユニットと、
前記第１のフレームと前記第２のフレームとの間に設けられ、前記第１のフレームと前記第２のフレームとの間に作用する力とモーメントの少なくとも一方を検出するボディ作用力検出手段と
を備えることを特徴とする空力試験モデル懸架装置。
【請求項２】
前記ボディ作用力検出手段は、
鉛直方向にほぼ沿って配置された中心軸を有する筒状部を有し、該筒状部の一方の端部が前記第１のフレームに固定され、他方の端部が前記第２のフレームに固定された感受体と、
前記感受体の前記筒状部の周面に設けられた１分力あたり少なくとも４個のひずみゲージを含むブリッジ回路とを有すること
を特徴とする請求項１に記載の空力試験モデル懸架装置。
【請求項３】
前記ボディ作用力検出手段は、前記筒状部の径方向に作用する２分力をそれぞれ検出する第１の径方向分力検出手段及び第２の径方向分力検出手段と、前記筒状部の軸方向に作用する分力を検出する軸方向分力検出手段と、前記筒状部の径方向に沿った２軸回りに作用するモーメントをそれぞれ検出する第１の径方向回りモーメント検出手段及び第２の径方向回りモーメント検出手段と、前記筒状部の軸回りに作用するモーメントを検出する軸方向回りモーメント検出手段とを含み、
前記第１の径方向分力検出手段、前記第２の径方向分力検出手段、前記第１の径方向回りモーメント検出手段、前記第２の径方向回りモーメント検出手段は、それぞれ前記筒状部に設けられた第１乃至第４の単軸ひずみゲージを含むブリッジ回路を有し、第２の単軸ひずみゲージは、第１の単軸ひずみゲージに対して前記筒状部の中心軸方向に離間して配置され、第３の単軸ひずみゲージ及び第４の単軸ひずみゲージは、それぞれ第２の単軸ひずみゲージ及び第１の単軸ひずみゲージに対して前記筒状部の中心軸回りにほぼ１８０度ずらした位置に配置され、
前記軸方向分力検出手段は、前記筒状部の周方向にほぼ等間隔に分散して設けられた第１乃至第４の単軸ひずみゲージを含むブリッジ回路を有し
前記軸方向回りモーメント検出手段は、前記筒状部の周方向にほぼ等間隔に分散して設けられた第１乃至第４のせん断形ひずみゲージを含むブリッジ回路を有すること
を特徴とする請求項２に記載の空力試験モデル懸架装置。
【請求項４】
前記アップライトと前記車輪との間に作用する車輪作用力検出手段を備えること
を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の空力試験モデル懸架装置。
【請求項５】
前記サスペンションユニットの軸線方向に作用する力を検出するサスペンション作用力検出手段を備えること
を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の空力試験モデル懸架装置。
【請求項６】
前記サスペンションユニットは、前記アップライトとの接続箇所と前記第２のフレームとの接続箇所との間隔を強制的に伸縮させるアクチュエータを備えること
を特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の空力試験モデル懸架装置。
【請求項７】
前記車輪に舵角を付与する舵角付与アクチュエータを備えること
を特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の空力試験モデル懸架装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等の車両の風洞試験モデルなどが取り付けられる空力試験モデル懸架装置に関し、特に車両のヨー、ピッチ、ロールなどの動的な挙動を伴う過渡的な現象の測定に好適なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の空力試験用モデルの風洞試験におけるモデルの懸架（固定）方式として、例えば、ストラット（支柱）を利用するものや、ワイヤ（釣線）を利用するもの、さらに、その両方を利用するものなどが提案されている。
これらの風洞試験において、測定力（空力）は、その懸架部位に掛かる力から換算して求められる。
このような懸架方法においては、車両に対する風の方向は固定されているが、懸架装置ごとモデルを回転させることによって、ヨー、ピッチ、ロール時の静的な空力を求めることができる。
【０００３】
このような車両の空力性能試験に関する従来技術として、例えば特許文献１には、複数のムービングベルトを有する風洞試験装置において、被測定体の接地部に、隣り合うベルトの間から気流を吸い込む吸込部を設けて、床面の境界層及び側部からの流入気流の影響を抑制し、より実際に近い空気力を測定可能としたものが記載されている。
また、特許文献２には、供試車両の各車輪を６自由度の油圧シリンダ群で支持されたムービングベルトに載置するとともに、車体にも油圧シリンダ及びロードセルを設けた車両の空気力測定装置が記載されている。
また、特許文献３には、風洞内に上面が位置している車両載置台状に実車を載せ、６自由度で制御する６本の駆動アクチュエータにより車両載置台を駆動することによって、風洞を通る風の実車への影響を測定している車両の風洞試験装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２５６９００号
【特許文献２】特開２００８−２０２９６３号公報
【特許文献３】特許第３７１６１５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、ヨー、ピッチ、ロール等の車両の動的な挙動変化を伴う空力の過渡的な現象を検出することが要望されている。これまで、ストラット式のモデル懸架を行なうとともに、ロボットアーム等でストラットを動かすことによって動的に姿勢を変化させる方法も考案されているが、この場合、ストラット等の懸架装置もモデルに随伴して運動し、空気の流れに干渉することから、現象の再現性に問題があった。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、動的な挙動を伴う過渡的な現象の測定に適した空力試験モデル懸架装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、車輪が回転可能に取り付けられるアップライトと、前記アップライトを支持するサスペンションアームと、前記サスペンションアームが揺動可能に取り付けられた第１のフレームと、供試ボディが取り付けられる第２のフレームと、一方の端部が前記アップライトと前記サスペンションアームとの少なくとも一方に接続され、他方の端部が前記第２のフレームに接続され、両端部間に作用する荷重に応じて伸縮可能なサスペンションユニットと、前記第１のフレームと前記第２のフレームとの間に設けられ、前記第１のフレームと前記第２のフレームとの間に作用する力とモーメントの少なくとも一方を検出するボディ作用力検出手段とを備えることを特徴とする空力試験モデル懸架装置である。
これによれば、空力試験モデル懸架装置にサスペンション等の運動機構を設けて供試ボディを架装した状態で自立させ、サスペンションアームが接続される第１のフレームと、供試ボディが取り付けられる第２のフレームとの間の作用力を測定することによって、ヨー、ピッチ、ロール等の車両の動的な挙動を伴う過渡的な現象を適切に測定することが可能となる。
さらに、測定装置が懸架装置の内部に設けられているため、ポータビリティに優れ、様々な風洞施設等に最低限の改修で対応でき、装置の低コスト化を図ることができる。また、測定結果から空力を算出する補正演算が容易となり、実構造換算でより近い空力を測定することができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記ボディ作用力検出手段は、鉛直方向にほぼ沿って配置された中心軸を有する筒状部を有し、該筒状部の一方の端部が前記第１のフレームに固定され、他方の端部が前記第２のフレームに固定された感受体と、前記感受体の前記筒状部の周面に設けられた１分力あたり少なくとも４個のひずみゲージを含むブリッジ回路とを有することを特徴とする請求項１に記載の空力試験モデル懸架装置である。
これによれば、例えば十字状のビームを感受体とする既存の多分力ロードセルに対して、感受体の製造及びひずみゲージの取付工程を簡素化することが可能となり、量産化が容易となってコストを低くすることができる。
また、筒状部における応力斑の対称性を利用して、各分力の相互干渉を抑えるとともに、ドリフトをバランスさせ、ブリッジ回路の出力に対する信号処理演算を不要とすることが可能となり、信号処理系の構造を大幅に簡素化することができる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、前記ボディ作用力検出手段は、前記筒状部の径方向に作用する２分力をそれぞれ検出する第１の径方向分力検出手段及び第２の径方向分力検出手段と、前記筒状部の軸方向に作用する分力を検出する軸方向分力検出手段と、前記筒状部の径方向に沿った２軸回りに作用するモーメントをそれぞれ検出する第１の径方向回りモーメント検出手段及び第２の径方向回りモーメント検出手段と、前記筒状部の軸回りに作用するモーメントを検出する軸方向回りモーメント検出手段とを含み、前記第１の径方向分力検出手段、前記第２の径方向分力検出手段、前記第１の径方向回りモーメント検出手段、前記第２の径方向回りモーメント検出手段は、それぞれ前記筒状部に設けられた第１乃至第４の単軸ひずみゲージを含むブリッジ回路を有し、第２の単軸ひずみゲージは、第１の単軸ひずみゲージに対して前記筒状部の中心軸方向に離間して配置され、第３の単軸ひずみゲージ及び第４の単軸ひずみゲージは、それぞれ第２の単軸ひずみゲージ及び第１の単軸ひずみゲージに対して前記筒状部の中心軸回りにほぼ１８０度ずらした位置に配置され、前記軸方向分力検出手段は、前記筒状部の周方向にほぼ等間隔に分散して設けられた第１乃至第４の単軸ひずみゲージを含むブリッジ回路を有し前記軸方向回りモーメント検出手段は、前記筒状部の周方向にほぼ等間隔に分散して設けられた第１乃至第４のせん断形ひずみゲージを含むブリッジ回路を有することを特徴とする請求項２に記載の空力試験モデル懸架装置である。
これによれば、これによれば、全ての分力、モーメントの中心軸が１点に集中するいわゆる単焦点型の構成とすることが容易であり、分力相互間の干渉が低減されて補償換算が不要となる。
【０００９】
請求項４に係る発明は、前記アップライトと前記車輪との間に作用する車輪作用力検出手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の空力試験モデル懸架装置である。
これによれば、ボディ作用力の測定と同時に、各車輪の車輪作用力も測定することによって、より精度の高い現象の解析が可能となる。
【００１０】
請求項５に係る発明は、前記サスペンションユニットの軸線方向に作用する力を検出するサスペンション作用力検出手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の空力試験モデル懸架装置である。
これによれば、サスペンション作用力を個別に検出することによって、リフト成分の計測やボディ作用力検出手段の校正を行うことが可能となり、より精度の高い測定を行なうことができる。
【００１１】
請求項６に係る発明は、前記サスペンションユニットは、前記アップライトとの接続箇所と前記第２のフレームとの接続箇所との間隔を強制的に伸縮させるアクチュエータを備えることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の空力試験モデル懸架装置である。
これによれば、サスペンション装置をアクティブ化させて積極的に車両の姿勢を変化させることが可能となり、ユーザーが所望する現象の再現性を向上したり、より複雑な車両挙動を伴う現象の再現が可能となる。
【００１２】
請求項７に係る発明は、前記車輪に舵角を付与する舵角付与アクチュエータを備えることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の空力試験モデル懸架装置である。
これによれば、車輪のステアを伴う現象の再現が可能となる。例えば、車両の操舵時における空力的な応答を測定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、動的な挙動を伴う過渡的な現象の測定に適した空力試験モデル懸架装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用した空力試験モデル懸架装置の実施例である台車を含む風洞試験装置を車両側方側から見た図である。
【図２】図１の台車の上面視図である。
【図３】図１の台車の前面視図である。
【図４】図１の台車の後面視図である。
【図５】図１の台車の外観斜視図である。
【図６】図１の台車に設けられる６分力検出装置の感受体の断面図である。
【図７】図７の感受体に設けられるひずみゲージの配置を示す模式的斜視図である。
【図８】実施例の６分力検出装置における力検出系のブリッジ回路の構成を示す図である。
【図９】実施例の６分力検出装置におけるモーメント検出系のブリッジ回路の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、動的な挙動を伴う過渡的な現象の測定に適した空力試験モデル懸架装置を提供する課題を、メインフレームの上部に設けられ、供試ボディ及びサスペンションのバネ上側が取り付けられるＸ字状のアッパフレームを設け、アッパフレームとロワフレームとの間に６分力ロードセルを設けることによって解決した。
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明を適用した空力試験モデル懸架装置の実施例について説明する。
実施例において、空力試験モデルは、例えば実車の１／５程度にスケールダウンされた風洞試験モデルであり、空力試験モデル懸架装置は、この風洞試験モデルを支持する台車として構成されている。
図１は、実施例の台車を含む風洞試験装置を車両側方側（ベルト走行方向と直交する水平方向）から見た図である。
図２は、図１の台車の上面視図である。
図３は、図１の台車の前面視図である。
図４は、図１の台車の後面視図である。
図５は、図１の台車の外観斜視図であって、斜め前方側の斜め上方側から見た図である。
【００１７】
図１に示すように、風洞試験装置１は、図示しない風洞内に設置される台車１、供試ボディ２、ムービングベルト３、支柱４、ウェイト懸垂装置５等を備えて構成されている。
なお、図示及び理解を容易にするために、ムービングベルト３の長さは実際よりも短く図示し、支柱４及びウェイト懸垂装置５は実際よりも車両に近く図示している。
【００１８】
台車１は、供試ボディ２を支持する空力試験モデル懸架装置であって、前輪ＦＷ２輪、後輪ＲＷ２輪を有する４輪のものである。
台車１の構成については、後に詳しく説明する。
供試ボディ２は、実車の車体外表面形状を模した空力試験用のモデルであって、台車１に被せられた状態で、台車１に固定される。
ムービングベルト３は、上面部が風洞の気流方向に沿って配置された無端ベルトである。
台車１は、ムービングベルト３の上面に載置され、台車１の前輪ＦＷ、後輪ＲＷは、ムービングベルト３の走行に応じて回転するようになっている。
【００１９】
支柱４は、ムービングベルト３の風上側における床面から上方へ突き出して設けられるとともに、風向に沿って張られたワイヤＷ１を介して台車１の前部と接続され、台車１をムービングベルト３上に保持するものである。
また、ワイヤＷ１には、その張力を検出するドラッグ成分測定用のロードセルが設けられる。
ウェイト懸垂装置５は、台車１のムービングベルト３からの逸脱等を、直進制御等を行なうことなく防止するために、供試ボディ２の後方を風下側に引くウェイトＷを懸垂するものである。ウェイト懸垂装置５は、ムービングベルト３の風下側における床面から突き出した支柱の上端部に、滑車を回転可能に取り付けて構成されている。供試ボディ２から風下側（後方側）に引き出されたワイヤＷ２は、滑車において下向きに向きを変え、その下端部にウェイトＷが接続されている。
【００２０】
以下、台車１について、より詳細に説明する。
台車１は、左右前輪ＦＷ、左右後輪ＲＷを有する４輪の構成となっている。
台車１は、メインフレーム１０、フロントサスペンション２０、リアサスペンション３０、ステアリング機構４０、アッパフレーム５０、６分力検出装置１００等を備えて構成されている。
【００２１】
メインフレーム１０は、フロントサスペンション２０及びリアサスペンション３０が取り付けられる台車１の本体部である。
メインフレーム１０は、下面部１１の前端部、後端部、側端部からそれぞれ上方に立設された前面部１２、後面部１３、側面部１４を含むボックス状の本体部の前後に、フロントフレーム１５及びリアフレーム１６をそれぞれ突き出させて構成されている。
【００２２】
下面部１１は、本体部の床面を構成する部分であって、車幅方向における両端部に配置され前後方向に延びた平板状の部材である。
前面部１２は、下面部１１の前端部から上方へ立設されている。
また、前面部１２の上端部には、ほぼ水平に配置された平板状の補強部材１２ａが固定されている。補強部材１２ａは、側面部１４及びフロントフレーム１５の前面部１２に隣接する範囲の上端部にも固定されている。
【００２３】
後面部１３は、下面部１１の後端部から上方へ立設されている。
また、後面部１３の上端部における左右両端部には、側面部１４の後面部１３に隣接する範囲の上端部にも固定されたガセット状の補強部材１３ａが設けられている。
前面部１２及び後面部１３の下部における車幅方向中央部には、台形状の切欠部が形成されている。この切欠部の上端部には、後述するアッパフレーム取付部１９が固定される。
側面部１４は、前面部１２と後面部１３の側端部間にわたして設けられた平板状の部材であって、上下に２分割されている。
【００２４】
フロントフレーム１５及びリアフレーム１６は、車幅方向に離間した一対がそれぞれ設けられ、鉛直方向及び前後方向にほぼ沿って伸びた平板状に形成されている。
左右のフロントフレーム１５の前端部間は、アッパクロスメンバ１５ａ及びロワクロスメンバ１５ｂによって連結されている。アッパクロスメンバ１５ａ及びロワクロスメンバ１５ｂは、車幅方向に沿って延びた梁状の部材であって、上下方向に離間して配置されている。
左右のリアフレーム１６の後端部間は、クロスメンバ１７によって連結されている。クロスメンバ１７は、車幅方向に沿って延びた梁状の部材であって、鉛直方向に沿って延びた平板状に形成されている。
クロスメンバ１７の中間部における後方側には、リアサスペンション３０のアッパリンク３３及びロワリンク３４が接続されるマウント部１８が形成されている。
マウント部１８は、クロスメンバ１７の後面部から後方側へ突き出した左右一対のプレートを有して構成され、アッパリンク３３及びロワリンク３４はその後端部に連結される。
【００２５】
メインフレーム１０の本体部には、アッパフレーム５０が６分力検出装置１００を介して取り付けられるアッパフレーム取付部１９が設けられている。
アッパフレーム取付部１９は、メインフレーム１０の前面部１２と後面部１３にわたして設けられ、水平方向にほぼ沿って延びた平板状の部材である。
【００２６】
フロントサスペンション２０は、前輪ＦＷを支持するものであって、アップライト２１、ロワリンク２２、アッパリンク２３、スプリングダンパユニット２４等を有して構成されている。
アップライト２１は、前輪ＦＷを回転可能に支持するホイールベアリングを保持する部材である。
ロワリンク２２、アッパリンク２３は、アップライト２１とフロントフレーム１５とを連結するサスペンションアームである。
ロワリンク２２のアップライト２１側の端部は、ボールジョイント（スフェリカルベアリング）を介してアップライト２１に対して揺動可能に連結されている。
ロワリンク２２のフロントフレーム１５側の端部は、フロントフレーム１５の下部に対して、ほぼ前後方向に伸びた回転軸回りに揺動可能に連結されている。
アッパリンク２３のアップライト２１側の端部は、ボールジョイントを介してアップライト２１に対して揺動可能に連結されている。
アッパリンク２３のフロントフレーム１５側の端部は、フロントフレーム１５の中央部に対して、ほぼ前後方向に伸びた回転軸回りに揺動可能に連結されている。
アッパリンク２３は、ロッドの両端部にネジ部を有し、全長調整が可能なターンバックル構成とされ、サスペンションジオメトリ、ホイールアライメントの変更が可能となっている（後述するリアサスペンション３０のアッパリンク３３、ロワリンク３４も同様）。
【００２７】
スプリングダンパユニット２４は、油圧緩衝器及びこれと同軸に配置されたコイルスプリングをユニット化したものであって、ストロークに応じたバネ反力を発生するとともに、伸縮速度に応じた減衰力を発生するものである。
スプリングダンパユニット２４は、伸縮方向が上下方向にほぼ沿って配置され、下端部はロワリンク２２に対して揺動可能に連結されている。
また、スプリングダンパユニット２４の上端部は、ボールジョイントを有するマウントを介してアッパフレーム５０に連結されている。
さらに、スプリングダンパユニット２４には、軸力を検出するロードセルが設けられている。
【００２８】
リアサスペンション３０は、後輪ＲＷを支持するものであって、トレーリングリンク３１、アップライト３２、アッパリンク３３、ロワリンク３４、スプリングダンパユニット３５等を有して構成されている。
トレーリングリンク３１は、リアフレーム１６の前側下部から車両後方側に延びて形成され、後端部にアップライト３２が取り付けられるサスペンションアームである。
トレーリングリンク３１は、リアフレーム１６側の連結部支点に設けられたボールジョイント回りに、後端部が上下する方向に揺動可能となっている。
【００２９】
アップライト３２は、後輪ＲＷを回転可能に支持するホイールベアリングを保持する部材である。
アップライト３２は、トレーリングリンク３１の後端部近傍における車幅方向外側の面部に固定されている。
アッパリンク３３及びロワリンク３４は、トレーリングリンク３１とメインフレーム１０のマウント部１８とを連結するサスペンションアームである。
アッパリンク３３及びロワリンク３４は、車幅方向にほぼ沿って伸びかつ上下方向に離間して配置されている。
アッパリンク３３及びロワリンク３４のマウント部１８側の端部は、マウント部１８の後端部における上部及び下部に、それぞれボールジョイントを介して揺動可能に連結されている。
アッパリンク３３及びロワリンク３４のトレーリングリンク３１側の端部は、トレーリングリンク３１の後端部における上部及び下部に、それぞれボールジョイントを介して揺動可能に連結されている。
【００３０】
スプリングダンパユニット３５は、油圧緩衝器及びこれと同軸に配置されたコイルスプリングをユニット化したものであって、ストロークに応じたバネ反力を発生するとともに、伸縮速度に応じた減衰力を発生するものである。
スプリングダンパユニット３５は、伸縮方向が上下方向にほぼ沿って配置され、下端部はトレーリングリンク３１の後端部に対して揺動可能に連結されている。
また、スプリングダンパユニット３５の上端部は、ボールジョイントを有するマウントを介してアッパフレーム５０に連結されている。
さらに、スプリングダンパユニット３５には、軸力を検出するロードセルが設けられている。
【００３１】
また、アップライト２１及びアップライト３２には、前輪ＦＷ及び後輪ＲＷに作用する上下方向、前後方向、車軸方向の３軸方向の力、及び、これらの３軸回りのモーメントを検出可能な６分力ロードセルが設けられている。
このようなロードセルとして、後に説明する６分力検出装置１００と実質的に同様のものを適用することが可能である。
【００３２】
ステアリング機構４０は、クロスメンバ４１、ステアリングサーボ４２、タイロッド４３等を有して構成されている。
クロスメンバ４１は、左右のフロントフレーム１５を連結するプレート状の部材であって、ステアリングサーボ４２が取り付けられる座部となるものである。クロスメンバ４１は、フロントフレーム１５の前後方向における中間部の下部に設けられている。
【００３３】
ステアリングサーボ４２は、クロスメンバ４１に搭載され、左右の前輪ＦＷを操向する電動アクチュエータ（サーボモータ）である。
タイロッド４３は、ステアリングサーボ４２の動きを、フロントサスペンション２０のアップライト２１に伝達する軸状の部材である。タイロッド４３は、アップライト２１の前端部に設けられたナックルアームを押し引きすることによって、前輪ＦＷをキングピン軸（アップライト２１上下のボールジョイント中心線を結んだ直線）回りに回動させる。
なお、タイロッド４３は、各図においては、左側のみ図示している。
【００３４】
アッパフレーム５０は、メインフレーム１０の上部に設けられ、供試ボディ２が固定されるとともに、メインフレーム１０のアッパフレーム取付部１９と６分力検出装置１００を介して接続されるものである。
【００３５】
アッパフレーム５０は、フロントフレーム５１及びリアフレーム５２を結合して構成されている。
フロントフレーム５１は、６分力検出装置１００の上部に配置された中央部から、左右斜め前方にそれぞれ延びたアーム部を有し、上方から見た平面形が前開きのＶ字状に形成されている。
リアフレーム５２は、６分力検出装置１００の上部に配置された中央部から、左右斜め後方にそれぞれ伸びたアーム部を有し、上方から見た平面形が後開きのＶ字状に形成されている。
リアフレーム５２は、その中央部がフロントフレーム５１の下部に結合されることによって、アッパフレーム５０は、上方から見た平面形がＸ字状に形成されている。
【００３６】
また、補強のため、フロントフレーム５１は、下面から突き出したリブを有し、リアフレーム５２は上面から突き出したリブを有する。フロントフレーム５１のリブの下端部はリアフレーム５２の上面に固定され、リアフレーム５２のリブの上端部はフロントフレーム５１の下面に固定されている。
フロントサスペンション２０のスプリングダンパユニット２４及びリアサスペンション３０のスプリングダンパユニット３５の上端部は、フロントフレーム５１及びリアフレーム５２の各アーム部の先端部にボールジョイントを介して連結されている。
【００３７】
６分力検出装置１００は、メインフレーム１０のアッパフレーム取付部１９と、リアフレーム５２の中央部の下面部とを連結するとともに、これらの間に作用する６分力を検出するものである。
【００３８】
６分力検出装置１００は、実質的に円筒状に形成された感受体１１０、及び、この感受体１１０に設けられた複数のひずみゲージ及びこのひずみゲージを含むブリッジ回路を有して構成されている。
感受体１１０は、メインフレーム１０のアッパフレーム取付部１９と、アッパフレーム５０の中央部における下面とを連結するものである。
図６は、実施例の６分力検出装置１００における感受体１１０を中心軸を含む平面で切って見た断面図である。
図６に示すように、感受体１１０は、円筒部１１１、第１フランジ１１２、第２フランジ１１３等を有して形成されている。
【００３９】
円筒部１１１は、所定の軸方向長さにわたって内径及び外径が実質的に一定である円筒状に形成された部分であって、後述する複数のひずみゲージが貼付（接着）される部分である。
円筒部１１１の中心軸は、鉛直方向にほぼ沿って配置されている。
第１フランジ１１２は、円筒部１１１の一方の端部に設けられ、円筒部１１１に対して外径側及び内径側にそれぞれ張り出して形成された平板状の部分である。
第１フランジ１１２は、図示しないボルトが締結されるネジ孔１１２ａが形成されている。
また、円筒部１１１と第１フランジ１１２との間には、外径及び内径がこれらの中間となるように設定された中間部１１４が設けられている。中間部１１４の外周面は、円筒部１１１の外周面に対して段状に径を大きくして形成されている。また、中間部１１４の内周面は、円筒部１１１の内周面に対して段状に径を小さくして形成されている。
【００４０】
第１フランジ１１２の外径側における第２フランジ１１３側の端面と、中間部１１４の外周面との間には、Ｒ部（Ｒ１）が設けられている。
中間部１１４の外径側における第２フランジ１１３側の端面と、円筒部１１１の外周面との間には、Ｒ部（Ｒ２）が設けられている。
第１フランジ１１２の内径側における第２フランジ１１３側の端面と、中間部１１４の内周面との間には、Ｒ部（Ｒ３）が設けられている。
中間部１１４の内径側における第２フランジ１１３側の端面と、円筒部１１１の内周面との間には、Ｒ部（Ｒ４）が設けられている。
上述した各Ｒ部（Ｒ１〜Ｒ４）のうち、Ｒ１とＲ３とは、感受体１１０の軸方向における位置がほぼ一致して配置されている。
また、Ｒ２とＲ４とは、感受体１１０の軸方向における位置が、Ｒ２のほうが第２フランジ１１３側となるようにオフセットして配置されている。
【００４１】
第２フランジ１１３は、円筒部１１１の第１フランジ１１２とは反対側の端部に設けられ、円筒部１１１に対して外径側及び内径側にそれぞれ張り出して形成された平板状の部分である。
第２フランジ１１３は、図示しないボルトが挿入されるボルト孔１１３ａが形成されている。
【００４２】
円筒部１１１と第２フランジ１１３との間には、外径及び内径がこれらの中間となるように設定された中間部１１５が設けられている。中間部１１５の外周面は、円筒部１１１の外周面に対して段状に径を大きくして形成されている。また、中間部１１５の内周面は、円筒部１１１の内周面に対して段状に径を小さくして形成されている。
【００４３】
第２フランジ１１３の外径側における第１フランジ１１２側の端面と、中間部１１５の外周面との間には、Ｒ部（Ｒ５）が設けられている。
中間部１１５の外径側における第１フランジ１１２側の端面と、円筒部１１１の外周面との間には、Ｒ部（Ｒ６）が設けられている。
第２フランジ１１３の内径側における第１フランジ１１２側の端面と、中間部１１５の内周面との間には、Ｒ部（Ｒ７）が設けられている。
中間部１１５の内径側における第１フランジ１１２側の端面と、円筒部１１１の内周面との間には、Ｒ部（Ｒ８）が設けられている。
上述した各Ｒ部（Ｒ５〜Ｒ８）のうち、Ｒ５とＲ７とは、感受体１１０の軸方向における位置がほぼ一致して配置されている。
また、Ｒ６とＲ８とは、感受体１１０の軸方向における位置が、Ｒ６のほうが第１フランジ１１２側となるようにオフセットして配置されている。
なお、第１フランジ１１２の厚さｔ１及び第２フランジ１１３の厚さｔ２は、円筒部１１１の肉厚ｔ０に対して十分大きくなるように設定される。
【００４４】
６分力検出装置１００は、上述した感受体１１０の円筒部１１１に設けられるひずみゲージを含むブリッジ回路をそれぞれ有するＦｘ検出系、Ｆｙ検出系、Ｆｚ検出系、Ｍｘ検出系、Ｍｙ検出系、Ｍｚ検出系をそれぞれ有する。
Ｆｘ検出系は、感受体１１０の円筒部１１１に作用する径方向（以下、ｘ軸方向と称する）の力Ｆｘを検出するものである。
Ｆｙ検出系は、感受体１１０の円筒部１１１に作用するｘ軸方向と直交する方向の径方向（以下、ｙ軸方向と称する）の力Ｆｙを検出するものである。
Ｆｚ検出系は、感受体１１０の円筒部１１１に作用する軸方向（以下、ｚ軸方向と称する）の力Ｆｚを検出するものである。
【００４５】
Ｍｘ検出系は、感受体１１０の円筒部１１１に作用するｘ軸回りのモーメントＭｘを検出するものである。
Ｍｙ検出系は、感受体１１０の円筒部１１１に作用するｙ軸回りのモーメントＭｙを検出するものである。
Ｍｚ検出系は、感受体１１０の円筒部１１１に作用するｚ軸回りのモーメントＭｚを検出するものである。
【００４６】
上述したＦｘ検出系、Ｆｙ検出系、Ｆｚ検出系、Ｍｘ検出系、Ｍｙ検出系、Ｍｚ検出系は、それぞれ４つのひずみゲージを含むブリッジ回路を有して構成されている。
図７は、実施例の６分力検出装置におけるひずみゲージの配置を示す模式的斜視図である。
図８は、実施例の６分力検出装置における力検出系のひずみゲージの配置及びブリッジ回路の構成を示す図である。図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）は、それぞれＦｘ検出系、Ｆｙ検出系、Ｆｚ検出系を示している。
図９は、実施例の６分力検出装置におけるモーメント検出系のブリッジ回路の構成を示す図である。図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）は、それぞれＭｘ検出系、Ｍｙ検出系、Ｍｚ検出系を示している。
なお、図８、図９においては、中間部１１４、１１５等は図示を省略している。
【００４７】
図７及び図８に示すように、Ｆｘ検出系は、ひずみゲージ１２１〜１２４を有して構成されている。ひずみゲージ１２１〜１２４は、単軸のひずみゲージであって、その検出方向が円筒部１１１の中心軸方向と平行となるように、円筒部１１１の外周面に貼付されている。
ひずみゲージ１２１は、円筒部１１１の外周面における第１フランジ１１２側の領域（中間部１１４に近接した領域）に配置されている。
ひずみゲージ１２２は、ひずみゲージ１２１を通りかつ円筒部１１１の軸方向と平行な直線上に配置され、円筒部１１１の外周面における第２フランジ１１３側の領域（中間部１１５に近接した領域）に配置されている。
ひずみゲージ１２３は、ひずみゲージ１２２からみて円筒部１１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ１２２に対して円筒部１１１の中心軸対称な位置）に配置されている。
ひずみゲージ１２４は、ひずみゲージ１２１からみて円筒部１１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ１２１に対して円筒部１１１の中心軸対称な位置）に配置されている。
【００４８】
また、図８（ａ）に示すように、Ｆｘ検出系のブリッジ回路は、ひずみゲージ１２１〜１２４をループ状に順次接続し、ひずみゲージ１２２とひずみゲージ１２３との間、及び、ひずみゲージ１２１とひずみゲージ１２４との間に電源の正極、負極をそれぞれ接続するとともに、ひずみゲージ１２１とひずみゲージ１２２との間、及び、ひずみゲージ１２３とひずみゲージ１２４との間の電位差を出力として抽出するものである。
【００４９】
Ｆｙ検出系は、ひずみゲージ１３１〜１３４を有して構成されている。ひずみゲージ１３１〜１３４は、単軸のひずみゲージであって、その検出方向が円筒部１１１の中心軸方向と平行となるように、円筒部１１１の外周面に貼付されている。
ひずみゲージ１３１は、Ｆｘ検出系のひずみゲージ１２１に対して、円筒部１１１の中心軸回りに９０度ずらして配置されている。
ひずみゲージ１３２は、Ｆｘ検出系のひずみゲージ１２２に対して、円筒部１１１の中心軸回りに９０度ずらして配置されている。
ひずみゲージ１３１とひずみゲージ１３２とは、円筒部１１１の軸方向と平行な同一直線上に配置されている。
ひずみゲージ１３３は、ひずみゲージ１３２からみて円筒部１１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ１３２に対して円筒部１１１の中心軸対称な位置）に配置されている。
ひずみゲージ１３４は、ひずみゲージ１３１からみて円筒部１１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ１３１に対して円筒部１１１の中心軸対称な位置）に配置されている。
【００５０】
また、図８（ｂ）に示すように、Ｆｙ検出系のブリッジ回路は、ひずみゲージ１３１〜１３４をループ状に順次接続し、ひずみゲージ１３２とひずみゲージ１３３との間、及び、ひずみゲージ１３１とひずみゲージ１３４との間に電源の正極、負極をそれぞれ接続するとともに、ひずみゲージ１３１とひずみゲージ１３２との間、及び、ひずみゲージ１３３とひずみゲージ１３４との間の電位差を出力として抽出するものである。
【００５１】
Ｆｚ検出系は、ひずみゲージ１４１〜１４４を有して構成されている。ひずみゲージ１４１〜１４４は、単軸のひずみゲージであって、その検出方向が円筒部１１１の中心軸方向と平行となるように、円筒部１１１の外周面に貼付されている。
ひずみゲージ１４１は、Ｆｘ検出系のひずみゲージ１２１、１２２の中間に配置されている。
ひずみゲージ１４２，１４３，１４４は、それぞれひずみゲージ１４１に対して、円筒部１１１の中心軸回りの位相が、９０度、１８０度、２７０度ずれた位置に配置されている。
【００５２】
また、図８（ｃ）に示すように、Ｆｚ検出系のブリッジ回路は、ひずみゲージ１４１，１４２，１４４，１４３をループ状に順次接続し、ひずみゲージ１４１とひずみゲージ１４３との間、及び、ひずみゲージ１４２とひずみゲージ１４４との間に電源の正極、負極をそれぞれ接続するとともに、ひずみゲージ１４１とひずみゲージ１４２との間、及び、ひずみゲージ１４３とひずみゲージ１４４との間の電位差を出力として抽出するものである。
【００５３】
図７及び図９に示すように、Ｍｘ検出系は、ひずみゲージ１５１〜１５４を有して構成されている。ひずみゲージ１５１〜１５４は、単軸のひずみゲージであって、その検出方向が円筒部１１１の中心軸方向と平行となるように、円筒部１１１の外周面に貼付されている。
ひずみゲージ１５１は、Ｆｙ検出系のひずみゲージ１３１に対して、円筒部１１１の中心軸方向に隣接して配置されている。
ひずみゲージ１５２は、Ｆｙ検出系のひずみゲージ１３２に対して、円筒部１１１の中心軸方向に隣接して配置されている。
ひずみゲージ１５１とひずみゲージ１５２とは、円筒部１１１の軸方向と平行な同一直線上に配置されている。
ひずみゲージ１５３は、ひずみゲージ１５２からみて円筒部１１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ１５２に対して円筒部１１１の中心軸対称な位置）に配置されている。
ひずみゲージ１５４は、ひずみゲージ１５１からみて円筒部１１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ１５１に対して円筒部１１１の中心軸対称な位置）に配置されている。
【００５４】
また、図９（ａ）に示すように、Ｍｘ検出系のブリッジ回路は、ひずみゲージ１５１，１５３，１５２，１５４をループ状に順次接続し、ひずみゲージ１５１とひずみゲージ１５３との間、及び、ひずみゲージ１５２とひずみゲージ１５４との間に電源の正極、負極をそれぞれ接続するとともに、ひずみゲージ１５１とひずみゲージ１５４との間、及び、ひずみゲージ１５３とひずみゲージ１５２との間の電位差を出力として抽出するものである。
【００５５】
Ｍｙ検出系は、ひずみゲージ１６１〜１６４を有して構成されている。ひずみゲージ１６１〜１６４は、単軸のひずみゲージであって、その検出方向が円筒部１１１の中心軸方向と平行となるように、円筒部１１１の外周面に貼付されている。
ひずみゲージ１６１は、Ｆｘ検出系のひずみゲージ１２１に対して、円筒部１１１の中心軸方向に隣接して配置されている。
ひずみゲージ１６２は、Ｆｘ検出系のひずみゲージ１２２に対して、円筒部１１１の中心軸方向に隣接して配置されている。
ひずみゲージ１６１とひずみゲージ１６２とは、円筒部１１１の軸方向と平行な同一直線上に配置されている。
ひずみゲージ１６３は、ひずみゲージ１６２からみて円筒部１１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ１６２に対して円筒部１１１の中心軸対称な位置）に配置されている。
ひずみゲージ１６４は、ひずみゲージ１６１からみて円筒部１１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ１６１に対して円筒部１１１の中心軸対称な位置）に配置されている。
【００５６】
また、図９（ｂ）に示すように、Ｍｙ検出系のブリッジ回路は、ひずみゲージ１６１，１６３，１６２，１６４をループ状に順次接続し、ひずみゲージ１６１とひずみゲージ１６３との間、及び、ひずみゲージ１６２とひずみゲージ１６４との間に電源の正極、負極をそれぞれ接続するとともに、ひずみゲージ１６１とひずみゲージ１６４との間、及び、ひずみゲージ１６３とひずみゲージ１６２との間の電位差を出力として抽出するものである。
【００５７】
Ｍｚ検出系は、ひずみゲージ１７１〜１７４を有して構成されている。ひずみゲージ１７１〜１７４は、せん断形のひずみゲージであって、その検出方向が円筒部１１１の周方向となるように、円筒部１１１の外周面に貼付されている。
ひずみゲージ１７１は、Ｆｚ検出系のひずみゲージ１４１、１４２の中間に配置されている。
ひずみゲージ１７２は、Ｆｚ検出系のひずみゲージ１４２，１４４の中間に配置されている。
ひずみゲージ１７３，１７４は、それぞれひずみゲージ１７２，１７１に対して、円筒部１１１の中心軸対称となる位置に配置されている。
【００５８】
また、図９（ｃ）に示すように、Ｍｚ検出系のブリッジ回路は、ひずみゲージ１７１，１７３，１７４，１７２をループ状に順次接続し、ひずみゲージ１７１とひずみゲージ１７３との間、及び、ひずみゲージ１７２とひずみゲージ１７４との間に電源の正極、負極をそれぞれ接続するとともに、ひずみゲージ１７１とひずみゲージ１７２との間、及び、ひずみゲージ１７３とひずみゲージ１７４との間の電位差を出力として抽出するものである。
【００５９】
なお、上述した前輪ＦＷ、後輪ＲＷの車輪力検出にも、この６分力検出装置１００と実質的に同様のロードセルを用いることができる。
例えば円筒状の感受体を車輪の回転中心軸と同心に配置し、一方の端部をアップライトに接続するとともに、他方の端部をホイールベアリングを介して車輪に接続すればよい。
【００６０】
以上説明した実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）台車１にフロントサスペンション２０、リアサスペンション３０等の運動機構を設けて、供試ボディ２を架装した状態で自立させ、メインフレーム１０とアッパフレーム５０との間に６分力検出装置１００を設けたことによって、ヨー、ピッチ、ロール等の車両の動的な挙動を伴う過渡的な現象を適切に測定することが可能となる。
さらに、６分力検出装置１００が台車１０の内部に設けられているため、ポータビリティに優れ、様々な風洞施設等に最低限の改修で対応できる。また、測定結果から空力を算出する補正演算が容易となり、実構造換算でより近い空力を測定することができる。
（２）６分力検出装置１００が、感受体１１０の円筒部１１１の外周面に添付された１分力あたり４つのひずみゲージを含むブリッジ回路を有する構成とすることによって、例えば十字状のビームを感受体とする既存の多分力ロードセルに対して、感受体１１０の製造及びひずみゲージの取付工程を簡素化することが可能となり、量産化が容易となってコストを低くすることができる。
また、筒状部１１１における応力斑の対称性を利用して、各分力の相互干渉を抑えるとともに、ドリフトをバランスさせ、ブリッジ回路の出力に対する信号処理演算を不要とすることが可能となり、信号処理系の構造を大幅に簡素化することができる。
（３）６分力検出装置１００は、図７に示すひずみゲージの配置とすることによって、全ての分力、モーメントの中心軸が１点に集中するいわゆる単焦点型の構成とすることが容易であり、分力相互間の干渉が低減されて補償換算が不要となる。
（４）アップライト２１、３２に車輪力を検出するロードセルを設けて、ボディ作用力の測定と同時に、アップライト２１，３２と車輪ＦＷ，ＲＷとの間の作用力も測定可能とすることによって、より精度の高い現象の解析が可能となる。
（５）スプリングダンパユニット２４，３５にロードセルを設けて、サスペンション作用力を個別に検出することによって、リフト成分の計測や６分力検出装置１００が検出したボディ作用力の校正を行うことが可能となり、より精度の高い測定を行なうことができる。
（６）前輪ＦＷをアクチュエータによって操舵可能としたことによって、前輪のステアを伴う減少の再現が可能となる。
【００６１】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）上述した実施例において、スプリングダンパユニットに代えて、例えばリニアソレノイド等のアクチュエータを設けて、サスペンションを強制的にストロークさせるいわゆるアクティブサスペンションとしてもよい。
これによれば、積極的に車両の姿勢を変化させることが可能となり、ユーザーが所望する現象の再現性を向上したり、より複雑な車両挙動を伴う現象の再現が可能となる。
（２）空力試験モデル懸架装置の構成は、実施例の台車の構成に限らず、適宜変更することが可能である。
例えば、各部材の形状、構造、材質、形状等は適宜変更することが可能である。また、サスペンション形式も適宜変更することが可能である。
（３）実施例においては台車に動力を設けておらずムービングベルトを有する風洞において試験を行う構成としているが、例えば台車に電動モータや小型エンジン等の走行用動力源及び駆動機構を設けて、例えばテストコース等を自走させながら空力試験を行うようにしてもよい。
（４）実施例において、供試ボディは例えば実車のボディ形状を縮小したスケールモデルであったが、本発明はこれに限らず、原寸大モデルを用いた試験にも適用することが可能である。
（５）空力試験モデル懸架装置の第１のフレームと第２のフレームとの間に設けられるロードセル、及び、車輪支持部に設けられるロードセルは、上述した実施例の６分力検出装置の構成に限らず、他の構造を有するロードセルであってもよい。
また、６分力の全てを測定するものに限らず、一部の分力のみを測定するものであってもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１    台車                      ２    供試ボディ
３    ムービングベルト          ４    支柱
５    ウェイト懸垂装置
ＦＷ    前輪                    ＲＷ    後輪
１０    メインフレーム          １１    下面部
１２    前面部                  １２ａ  補強部材
１３    後面部                  １３ａ  補強部材
１４    側面部                  １５    フロントフレーム
１５ａ  アッパクロスメンバ      １５ｂ  ロワクロスメンバ
１６    リアフレーム            １７    クロスメンバ
１８    マウント部              １９    アッパフレーム取付部
２０    フロントサスペンション  ２１    アップライト
２２    ロワリンク              ２３    アッパリンク
２４    スプリングダンパユニット
３０    リアサスペンション      ３１    トレーリングリンク
３２    アップライト            ３３    アッパリンク
３４    ロワリンク              ３５    スプリングダンパユニット
４０    ステアリング機構        ４１    クロスメンバ
４２    ステアリングサーボ      ４３    タイロッド
５０    アッパフレーム          ５１    フロントフレーム
５２    リアフレーム
１００    ６分力検出装置        １１０    感受体
１１１    円筒部                １１２    第１フランジ
１１２ａ  ネジ孔                １１３    第２フランジ
１１３ａ  ボルト孔              １１４    中間部
１１５    中間部                  Ｒ１〜Ｒ８    Ｒ部
１２１〜１２４    Ｆｘ検出系の単軸ひずみゲージ
１３１〜１３４    Ｆｙ検出系の単軸ひずみゲージ
１４１〜１４４    Ｆｚ検出系の単軸ひずみゲージ
１５１〜１５４    Ｍｘ検出系の単軸ひずみゲージ
１６１〜１６４    Ｍｙ検出系の単軸ひずみゲージ
１７１〜１７４    Ｍｚ検出系のせん断形ひずみゲージ
【図１】
0005897947.tif 000002
【図２】
0005897947.tif 000003
【図３】
0005897947.tif 000004
【図４】
0005897947.tif 000005
【図５】
0005897947.tif 000006
【図６】
0005897947.tif 000007
【図７】
0005897947.tif 000008
【図８】
0005897947.tif 000009
【図９】
0005897947.tif 000010