(57)【要約】  模擬コイルばね装置(20)は、スチュワートプラットフォーム形パラレル機構からなるアクチュエータユニット(30)と、第１のアタッチメント部材(21)に収容された第１の内部ロードセル(41)と、第２のアタッチメント部材(22)に収容された第２の内部ロードセル(42)と、回転支持機構(50)とを含んでいる。アクチュエータユニット(30)は、回転支持機構(50)によって軸(Ｌ１)まわりに回転自在に支持されている。第１の内部ロードセル(41)は、第１のシートアダプタ(27)上に回転支持機構(50)と同軸に配置され、下側ばね座(10A)に作用する軸力とモーメントを検出する。第２の内部ロードセル(42)は、第２のシートアダプタ(28)の下に回転支持機構(50)と同軸に配置され、上側ばね座(15A)に作用する軸力とモーメントを検出する。
2016129647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸(L1)方向に相対移動可能な第１のストラット要素(4A)と第２のストラット要素(5A)とを有するストラット(2A)に設ける模擬コイルばね装置(20)であって、
前記第１のストラット要素(4A)に設けられた下側ばね座(10A)と、
前記下側ばね座(10A)の上方に配置された上側ばね座(15A)と、
前記下側ばね座(10A)に配置された第１のアタッチメント部材(21)と、
前記上側ばね座(15A)に配置された第２のアタッチメント部材(22)と、
前記上側ばね座(15A)の上方に配置されたベース部材(45)と、
前記第１のアタッチメント部材(21)と前記第２のアタッチメント部材(22)との間に配置され、伸縮動作するアクチュエータユニット(30)と、
前記ベース部材(45)と前記アクチュエータユニット(30)との間に配置され、前記ベース部材(45)に対して前記上側ばね座(15A)と前記アクチュエータユニット(30)とを前記軸(L1)まわりに回転自在に支持する回転支持機構(50)と、
前記第１のアタッチメント部材(21)の内部で前記回転支持機構(50)と同軸に配置され、前記第１のストラット要素(4A)が挿入される貫通孔(41a)を有し、前記下側ばね座(10A)に加わる軸方向の力と軸まわりのモーメントを検出する第１の内部ロードセル(41)と、
前記第２のアタッチメント部材(22)の内部で前記回転支持機構(50)と同軸に配置され、前記第２のストラット要素(5A)が挿入される貫通孔(42a)を有し、前記上側ばね座(15A)に加わる軸方向の力と軸まわりのモーメントを検出する第２の内部ロードセル(42)と、
を具備したことを特徴とする模擬コイルばね装置(20)。
【請求項２】
請求項１に記載の模擬コイルばね装置(20)において、
前記アクチュエータユニット(30)が、前記第１のアタッチメント部材(21)と前記第２のアタッチメント部材(22)との間に交互に傾きを変えて配置された６つの液圧シリンダ(311−316)を有するスチュワートプラットフォーム形パラレル機構からなることを特徴とする模擬コイルばね装置(20)。
【請求項３】
請求項２に記載の模擬コイルばね装置(20)において、
前記下側ばね座(10A)と前記第１の内部ロードセル(41)との間に配置された第１のシートアダプタ(27)と、前記上側ばね座(15A)と前記第２の内部ロードセル(42)との間に配置された第２のシートアダプタ(28)とを具備したことを特徴とする模擬コイルばね装置(20)。
【請求項４】
請求項３に記載の模擬コイルばね装置(20)において、
前記第１の内部ロードセル(41)が互いに平行な上面(41b)と下面(41c)とを有するリング形状をなし、かつ、前記第２の内部ロードセル(42)が互いに平行な上面(42c)と下面(42b)とを有するリング形状をなしていることを特徴とする模擬コイルばね装置(20)。
【請求項５】
請求項４に記載の模擬コイルばね装置(20)において、
前記第１のアタッチメント部材(21)が、前記第１の内部ロードセル(41)の上面(41b)と接する平らな面を有した第１の円板部(21a)と、該第１の円板部(21a)から下方に延びる第１の延出部(21b)と、該第１の延出部(21b)から外側に突き出る第１の鍔部(21c)とを有し、
前記第２のアタッチメント部材(22)が、前記第２の内部ロードセル(42)の下面(42b)と接する平らな面を有した第２の円板部(22a)と、該第２の円板部(22a)から上方に延びる第２の延出部(22b)と、該第２の延出部(22b)から外側に突き出る第２の鍔部(22c)とを有したことを特徴とする模擬コイルばね装置(20)。
【請求項６】
請求項１に記載の模擬コイルばね装置(20)において、
前記下側ばね座(10A)と前記上側ばね座(15A)とが相対的にねじれた状態においてキングピン軸まわりに生じるキングピンモーメントを検出する検出手段をさらに備えたことを特徴とする模擬コイルばね装置(20)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば懸架用コイルばね等のコイルばねに相当する反力を生じることができる模擬コイルばね装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用懸架装置の一例として、マクファーソンストラットタイプの懸架装置が知られている。マクファーソンストラットタイプの懸架装置は、コイルばねと、該コイルばねの内側に配置されたストラット（ショックアブソーバ）とを有している。前記コイルばねの上方から加わる荷重によってコイルばねが圧縮され、荷重の大きさに応じて前記コイルばねが伸縮するとともに、前記ストラットも伸縮する。【０００３】
マクファーソンストラットタイプの懸架装置において、ストラットの摺動抵抗を小さくするために、コイルばねの反力線位置をコイルばねの中心からオフセットさせることが知られている。例えば前記ストラットの摩擦が最小となる位置にコイルばねの反力線位置が設定される。このためコイルばねの反力線位置とストラットの摺動抵抗との関係を知る必要がある。しかし反力線位置が異なる多くの種類のコイルばねを試作するには、多大な時間と経費が必要である。そこでコイルばねを用いる代りに、模擬コイルばね装置を用いることが提案された。【０００４】
例えば米国特許第７，６０６，６９０号（特許文献１）に開示されている模擬コイルばね装置が知られている。また２０１３年１１月１日に日本国ばね学会（名古屋）で発表された予稿集第２１頁−第２４頁「ユニバーサルスプリングによるコイルばね反力線が車両特性へ及ぼす影響調査」（非特許文献１）、あるいは２０１４年４月８日に米国（デトロイト）で発表されたＳＡＥ２０１４「Experimental Study on the Effect of Coil Spring Reaction Force Vector on Suspension Characteristics（非特許文献２）に、改良された模擬コイルばね装置が開示されている。これらの模擬コイルばね装置は、６つの液圧シリンダを有するスチュワートプラットフォーム形パラレル機構を有している。各液圧シリンダを液圧によって動作させることにより、コイルばねに相当する反力を生じさせることができる。【０００５】
特許文献１の模擬コイルばね装置は、各液圧シリンダごとに設けられた６個のロードセルによって、各液圧シリンダが受ける反力を検出している。非特許文献１および非特許文献２に開示された模擬コイルばね装置は、外部ロードセルを備えている。この外部ロードセルによって、ストラットの摩擦すなわちダンパフリクションが検出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マクファーソンストラットタイプの懸架装置において、下側のばね座と上側のばね座との間でコイルばねが圧縮されると、圧縮量の大きさに応じて、下側の座巻部と上側の座巻部との間で、回転方向の相対位置変化が生じることが知られている。この相対位置変化が摩擦によって抑制されると、懸架装置にキングピン軸まわりのモーメント（キングピンモーメント）が発生する。キングピンモーメントは、車両の操向性能に悪影響を与える要因となる。【０００７】
前記キングピンモーメントは、キングピン軸とストラット軸との幾何学的な位置関係に応じて変化する。またキングピンモーメントは、反力線位置に左右されることもある。このため模擬コイルばね装置によって各種コイルばねの反力線位置やキングピンモーメントを再現する試みがなされてきた。しかしスチュワートプラットフォーム形パラレル機構からなるアクチュエータユニットの上端がベース部材に拘束されていると、このアクチュエータユニットによって軸まわりのトルクを発生させたときに、アクチュエータユニット自体がねじれてしまう。このため従来は、アクチュエータユニットが発生するトルクをコントロールすることにより、キングピンモーメントに相当するモーメントを生じさせることも考えられた。しかし実際の懸架装置に相当するキングピンモーメントを精度良く検出することが難しいなど、改善の余地があった。【０００８】
従ってこの発明は、ストラットタイプの懸架装置のコイルばねによって生じるキングピンモーメントを、より正確に評価することを可能ならしめる模擬コイルばね装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの実施形態は、第１のストラット要素（例えば外筒）に設けられた下側ばね座と、第２のストラット要素（例えばロッド）に設けられた上側ばね座と、前記下側ばね座に配置された第１のアタッチメント部材と、前記上側ばね座に配置された第２のアタッチメント部材と、前記上側ばね座の上方に配置されたベース部材と、前記第１のアタッチメント部材と前記第２のアタッチメント部材との間に配置され、伸縮動作するアクチュエータユニットと、回転支持機構と、第１の内部ロードセルと、第２の内部ロードセルとを具備している。前記回転支持機構は、前記ベース部材と前記アクチュエータユニットとの間に配置され、前記ベース部材に対して前記上側ばね座と前記アクチュエータユニットとを軸まわりに回転自在に支持する。前記第１の内部ロードセルは、前記第１のアタッチメント部材の内部で前記回転支持機構と同軸に配置され、前記第１のストラット要素が挿入される貫通孔を有し、前記下側ばね座に加わる軸方向の力と軸まわりのモーメントを検出する。前記第２の内部ロードセルは、前記第２のアタッチメント部材の内部で前記回転支持機構と同軸に配置され、前記第２のストラット要素が挿入される貫通孔を有し、前記上側ばね座に加わる軸方向の力と軸まわりのモーメントを検出する。【００１０】
前記アクチュエータユニットの一例は、前記第１のアタッチメント部材と前記第２のアタッチメント部材との間に交互に傾きを変えて配置された６つの液圧シリンダを有するスチュワートプラットフォーム形パラレル機構からなる。本実施形態において、前記下側ばね座と前記第１の内部ロードセルとの間に配置された第１のシートアダプタと、前記上側ばね座と前記第２の内部ロードセルとの間に配置された第２のシートアダプタとを具備しているとよい。また、前記第１の内部ロードセルが互いに平行な上面と下面とを有するリング形状をなし、かつ、前記第２の内部ロードセルが互いに平行な上面と下面とを有するリング形状をなし、これらロードセルが前記回転支持機構と同軸に配置されている。【００１１】
前記第１のアタッチメント部材の一例は、前記第１の内部ロードセルの上面と接する平らな面を有した第１の円板部と、該第１の円板部から下方に延びる第１の延出部と、該第１の延出部から外側に突き出る第１の鍔部とを有している。前記第２のアタッチメント部材の一例は、前記第２の内部ロードセルの下面と接する平らな面を有した第２の円板部と、該第２の円板部から上方に延びる第２の延出部と、該第２の延出部から外側に突き出る第２の鍔部とを有している。前記下側ばね座と前記上側ばね座とが相対的にねじれた状態においてキングピン軸まわりに生じるキングピンモーメントを検出する検出手段をさらに備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
この実施形態によれば、ストラットタイプの懸架装置のコイルばねに相当する反力線位置を正確に再現することができるとともに、このアクチュエータユニットによって発生させた軸まわりのモーメントに基いて、実際の懸架装置に相当するキングピンモーメントを再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、マクファーソンストラットタイプの懸架装置の断面図である。
【図２】図２は、１つの実施形態に係る模擬コイルばね装置の斜視図である。
【図３】図３は、図２に示された模擬コイルばね装置の側面図である。
【図４】図４は、図２に示された模擬コイルばね装置の底面図である。
【図５】図５は、図４中のＦ５−Ｆ５線に沿う断面図である。
【図６】図６は、図２に示された模擬コイルばね装置の構成の概略を示すブロック図である。
【図７】図７は、図２に示された模擬コイルばね装置の一部を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、車両に使用される懸架装置の一例であるマクファーソンストラットタイプの懸架装置１を示している。この懸架装置１は、ストラット２としてのショックアブソーバと、懸架用コイルばね３（これ以降は単にコイルばね３と称す）とを含んでいる。ストラット２は、第１のストラット要素としての外筒４と、第２のストラット要素としてのロッド５とを含んでいる。ロッド５は外筒４に挿入されている。外筒４に挿入されたロッド５の先端に減衰力発生機構が設けられている。外筒４とロッド５とは、互いに軸Ｌ１（ストラット軸）方向に移動することができる。
【００１５】
外筒４に下側ばね座１０が設けられている。外筒４の下端にブラケット１１が設けられている。ブラケット１１にナックル部材１２が取付けられている。ナックル部材１２によって車輪軸が支持される。ロッド５の上端に、上側ばね座１５が設けられている。上側ばね座１５とボデー部材１６との間にマウントインシュレータ１７が設けられている。ステアリング操作がなされると、ナックル部材１２に入力するステアリング操作力により、ストラット２がキングピン軸Ｌ２まわりに旋回する。コイルばね３は、下側ばね座１０と上側ばね座１５との間に圧縮された状態で設けられている。
【００１６】
以下に１つの実施形態に係る模擬コイルばね装置２０について、図２から図７を参照して説明する。図２は模擬コイルばね装置２０の斜視図である。図３は模擬コイルばね装置２０の側面図である。図４は模擬コイルばね装置２０の底面図である。図５は、図４中のＦ５−Ｆ５線に沿う断面図である。
【００１７】
模擬コイルばね装置２０に使用されるストラット２Ａ（図５に示す）は、第１のストラット要素としての外筒４Ａと、第２のストラット要素としてのロッド５Ａと、下側ばね座１０Ａと、ブラケット１１Ａと、上側ばね座１５Ａとを含んでいる。下側ばね座１０Ａは、外筒４Ａに取付けられている。上側ばね座１５Ａは、下側ばね座１０Ａの上方において、ロッド５Ａの上端付近に配置されている。ロッド５Ａは、外筒４Ａに対して軸Ｌ１（ストラット軸）方向に移動することができる。
【００１８】
模擬コイルばね装置２０は、第１のアタッチメント部材２１と、第２のアタッチメント部材２２と、第１のシートアダプタ２７と、第２のシートアダプタ２８と、スチュワートプラットフォーム形パラレル機構からなるアクチュエータユニット３０と、第１の内部ロードセル４１と、第２の内部ロードセル４２と、ベース部材４５と、回転支持機構５０などを含んでいる。
【００１９】
第１のアタッチメント部材２１は、下側ばね座１０Ａに固定されている。第１のアタッチメント部材２１は、下側ばね座１０Ａの上方に配置された第１の円板部２１ａと、第１の円板部２１ａから下方に延びる円筒形の第１の延出部２１ｂと、第１の延出部２１ｂの下端から外側に突き出る第１の鍔部２１ｃとを有している。すなわち第１のアタッチメント部材２１は、略ハット形をなしている。第１の鍔部２１ｃの円周方向の６箇所に、それぞれ下側のジョイント接続部２５が設けられている。
【００２０】
第２のアタッチメント部材２２は、上側ばね座１５Ａに固定されている。第２のアタッチメント部材２２は、上側ばね座１５Ａの下方に配置された第２の円板部２２ａと、第２の円板部２２ａから上方に延びる円筒形の第２の延出部２２ｂと、第２の延出部２２ｂの上端から外側に突き出る第２の鍔部２２ｃとを有している。すなわち第２のアタッチメント部材２２は、逆ハット形をなしている。第２の鍔部２２ｃの円周方向の６箇所に、それぞれ上側のジョイント接続部２６が設けられている。
【００２１】
下側ばね座１０Ａの上に第１のシートアダプタ２７が配置されている。第１のシートアダプタ２７は、例えばアルミニウム合金等のように鉄よりも軽い軽合金からなり、平坦な上面２７ａを有している。第１のシートアダプタ２７の下面２７ｂは、下側ばね座１０Ａと嵌合する形状である。
【００２２】
上側ばね座１５Ａの下に第２のシートアダプタ２８が配置されている。第２のシートアダプタ２８も、例えばアルミニウム合金等の軽合金からなり、平坦な下面２８ａを有している。第２のシートアダプタ２８の上面２８ｂは、上側ばね座１５Ａと面接触する形状である。第２のシートアダプタ２８の下面２８ａは、第１のシートアダプタ２７の下面２７ｂと平行である。
【００２３】
第１のアタッチメント部材２１の鍔部２１ｃは、下側ばね座１０Ａの下方に位置している。第２のアタッチメント部材２２の鍔部２２ｃは、上側ばね座１５Ａの上方に位置している。これら鍔部２１ｃ，２２ｃ間に、液圧によって伸縮動作をなすアクチュエータユニット３０が配置されている。アクチュエータユニット３０の一例は、スチュワートプラットフォーム形パラレル機構からなる。
【００２４】
図６は、模擬コイルばね装置２０の構成を示すブロック図である。図７は、模擬コイルばね装置２０の一部を模式的に示す斜視図である。スチュワートプラットフォーム形パラレル機構からなるアクチュエータユニット３０は、６つの液圧シリンダ３１１〜３１６を有している。これら液圧シリンダ３１１〜３１６は、隣り合う液圧シリンダ同士で、垂直線Ｈ（図６に示す）に対する角度が交互に＋θと−θとなるように、交互に傾きを変えて配置されている。
【００２５】
６つの液圧シリンダ３１１〜３１６の構造は互いに共通であるため、ここでは第１の液圧シリンダ３１１を代表して説明する。液圧シリンダ３１１は、液圧（例えば油圧）によって駆動されるピストン３２と、ピストン３２を第１の方向（伸び側）に移動させる第１の液圧室３３と、ピストン３２を第２の方向（縮み側）に移動させる第２の液圧室３４とを有している。第１の液圧室３３と第２の液圧室３４とは、それぞれホース３５，３６を介して液圧供給装置３７に接続されている。
【００２６】
液圧供給装置３７が発生する液圧を第１の液圧室３３または第２の液圧室３４に供給することにより、液圧シリンダ３１１を伸び側および縮み側に移動させることができる。液圧シリンダ３１１の下端は、ボールジョイントに代表される自在継手３８によって、第１のアタッチメント部材２１のジョイント接続部２５に揺動自在に接続されている。液圧シリンダ３１１の上端は、ボールジョイントに代表される自在継手３９によって、第２のアタッチメント部材２２のジョイント接続部２６に揺動自在に接続されている。
【００２７】
第１のアタッチメント部材２１の円板部２１ａと第１のシートアダプタ２７との間に、第１の内部ロードセル４１が配置されている。第１の内部ロードセル４１は、第１のアタッチメント部材２１の内部に収容され、下側ばね座１０Ａの上方に配置されている。第１の内部ロードセル４１は、外筒４Ａが挿入される貫通孔４１ａと、第１の円板部２１ａの下面に接する平らな上面４１ｂと、第１のシートアダプタ２７の上面２７ａに接する平らな下面４１ｃとを有し、全体としてリング形状をなしている。第１の内部ロードセル４１は、その上面４１ｂと下面４１ｃとが軸Ｌ１と直角となるように、第１のシートアダプタ２７に固定されている。
【００２８】
第１の内部ロードセル４１は、回転支持機構５０と同軸、すなわち内部ロードセル４１の中心が軸Ｌ１と一致するよう配置されている。第１の内部ロードセル４１は、第１のシートアダプタ２７の上面２７ａに作用する軸力と、軸まわりのモーメントを検出する。第１の内部ロードセル４１は、外筒４Ａと、下側ばね座１０Ａと、第１のシートアダプタ２７と、第１のアタッチメント部材２１と共に、軸Ｌ１まわりに回動することができる。
【００２９】
第２のアタッチメント部材２２の円板部２２ａと第２のシートアダプタ２８との間に、第２の内部ロードセル４２が配置されている。第２の内部ロードセル４２は、第２のアタッチメント部材２２の内部に収容され、上側ばね座１５Ａの下方に配置されている。第２の内部ロードセル４２は、ロッド５Ａが挿入される貫通孔４２ａと、第２の円板部２２ａの上面に接する平らな下面４２ｂと、第２のシートアダプタ２８の下面２８ａに接する平らな上面４２ｃとを有し、全体としてリング形状をなしている。第２の内部ロードセル４２は、その下面４２ｂと上面４２ｃとが軸Ｌ１と直角となるように、第２のシートアダプタ２８に固定されている。
【００３０】
第２の内部ロードセル４２は、第１の内部ロードセル４１と同様に、回転支持機構５０と同軸、すなわち内部ロードセル４２の中心が軸Ｌ１と一致するよう配置されている。第２の内部ロードセル４２は、第２のシートアダプタ２８の下面２８ａに作用する軸力と、軸まわりのモーメントを検出する。第２の内部ロードセル４２は、上側ばね座１５Ａと、第２のアタッチメント部材２２と、第２のシートアダプタ２８と共に、軸Ｌ１まわりに回転することができる。
【００３１】
上側ばね座１５Ａとベース部材４５との間に、回転支持機構５０が配置されている。回転支持機構５０は、ベース部材４５に対して、アクチュエータユニット３０を軸Ｌ１まわりに回転自在に支持している。回転支持機構５０の一例はボールベアリングであり、下側のリング部材５１と、上側のリング部材５２と、これらリング部材５１，５２間に収容された複数の転動部材５３とを有している。下側のリング部材５１は、上側ばね座１５Ａの上面に配置されている。上側のリング部材５２は、ベース部材４５の下面に配置されている。
【００３２】
この模擬コイルばね装置２０は、キングピンモーメントを検出する検出手段の一例として、プッシュ・プル試験機６０（図６に示す）を備えている。プッシュ・プル試験機６０は、タイロッド６１を押し（プッシュ）引き（プル）するリニアアクチュエータ６２と、タイロッド６１に加わる軸力を計測するロードセル６３とを備えている。タイロッド６１はナックル部材１２に接続されている。ナックル部材１２にキングピン軸Ｌ２まわりのトルク（キングピンモーメント）が加わると、そのトルクの大きさが試験機６０によって検出される。
【００３３】
以下に、模擬コイルばね装置２０の作用について説明する。  
スチュワートプラットフォーム形パラレル機構からなるアクチュエータユニット３０は、図７に示す６つの軸力Ｐ１〜Ｐ６を合成することで、６自由度の任意な力の場を形成する。すなわち、６つの液圧シリンダ３１１〜３１６が発生する力のベクトルのうち、軸Ｌ１方向の成分の合力が、コイルばねに相当する反力となる。例えば６つの軸力Ｐ１〜Ｐ６を合成した値が正であれば、軸Ｌ１に沿う上向きの力ＰＺが発生する。
【００３４】
下側ばね座１０Ａと上側ばね座１５Ａと間でアクチュエータユニット３０が圧縮されると、６つの液圧シリンダ３１１〜３１６が発生する力のベクトルのうち、軸方向の力が下側ばね座１０Ａに加わる。この場合、図７中の座標系において互いに直交関係にある３つの軸力（ＰＸ，ＰＹ，ＰＺ）と、３つのモーメント（ＭＸ，ＭＹ，ＭＺ）が発生する。下側ばね座１０Ａに加わる６分力（ＰＸ，ＰＹ，ＰＺ，ＭＸ，ＭＹ，ＭＺ）が第１の内部ロードセル４１によって検出され、コントローラ７０（図６に示す）に入力される。また上側ばね座１５Ａに加わる６分力が第２の内部ロードセル４２によって検出され、コントローラ７０に入力される。これら６分力に基いて、反力中心位置（荷重軸）Ｌ３が算出される。
【００３５】
また６つの軸力Ｐ１〜Ｐ６が軸Ｌ１まわりに及ぼすモーメントの合計が、軸Ｌ１まわりのモーメントＭｚとなる。例えば図７において、３つの液圧シリンダ３１１，３１３，３１５が発生する力（正のＭｚを発生させる軸力）の合計が、他の３つの液圧シリンダ３１２，３１４，３１６が発生する力（負のＭｚを発生させる軸力）の合計よりも大きければ、アクチュエータユニット３０の上端（上側ばね座１５Ａ）に正の値のＭｚが発生する。すなわち、６つの液圧シリンダ３１１〜３１６が発生する力のベクトルの軸まわりの成分が、軸Ｌ１まわりのモーメント（Ｍｚ）である。キングピン軸Ｌ２においても６分力の影響により、キングピン軸Ｌ２まわりのモーメント（キングピンモーメント）が発生する。したがって、アクチュエータユニット３０によって６分力を変化させながらキングピン軸Ｌ２まわりのモーメントを測定することが可能である。
【００３６】
本実施形態の模擬コイルばね装置２０を用いてストラット２Ａの性能試験（例えばストラット２Ａの摺動抵抗やキングピンモーメントの測定）を行なうことができる。図５と図６に荷重試験機の一部８０が示されている。この荷重試験機によって模擬コイルばね装置２０に所定の荷重を加える。この荷重によって、下側ばね座１０Ａと上側ばね座１５Ａとの間の距離が小さくなるため、垂直反力が発生する。この垂直反力が発生している状態で、例えば上下方向のストロークが±５ｍｍ、０．５Ｈｚの波形でベース部材４５を上下させ、外部ロードセル８１によって荷重を測定する。ストラット２Ａに生じる摩擦力は、測定された荷重のヒステリシスの半分の値で評価することができる。
【００３７】
各液圧シリンダ３１１〜３１６に供給する液圧をコントロールすることにより、下側ばね座１０Ａと上側ばね座１５Ａとの間に軸Ｌ１まわりのモーメント（Ｍｚ）を生じさせると、軸Ｌ１とキングピン軸Ｌ２との幾何学的な位置関係に応じてキングピンモーメントが生じる。アクチュエータユニット３０は回転支持機構５０によって支持されている。回転支持機構５０の摩擦はキングピンモーメントの大きさを左右する。下側ばね座１０Ａと上側ばね座１５Ａとの間に所定の垂直反力を生じさせた状態において、プッシュ・プル試験機６０（図６に示す）によってキングピンモーメントが検出される。例えば、リニアアクチュエータ６２によってナックル部材１２を右まわりおよび左まわりに交互に旋回させ、タイロッド６１に加わる軸力がロードセル６３によって検出される。そして右まわりに旋回させる際の軸力と、左まわりに旋回させる際の軸力との差に基いて、キングピンモーメントが算出される。ただし、これ以外の検出手段によってキングピンモーメントが検出されてもよい。
【００３８】
本実施形態の模擬コイルばね装置２０は、回転支持機構５０と同軸に配置された第１の内部ロードセル４１と第２の内部ロードセル４２とを有し、しかもスチュワートプラットフォーム形パラレル機構からなるアクチュエータユニット３０が回転支持機構５０によって回転自在に支持されている。キングピンモーメントは回転支持機構５０の摩擦に左右されるため、アクチュエータユニット３０がベース部材４５に拘束されていると、懸架装置に相当するキングピンモーメントを再現することが困難である。本実施形態では、アクチュエータユニット３０が回転支持機構５０によってベース部材４５に回転自在に支持されていることにより、実際の懸架装置に相当するキングピンモーメントを精度良く検出することができた。
【００３９】
本実施形態の模擬コイルばね装置２０は、下側ばね座１０Ａと上側ばね座１５Ａとの間に作用する軸力および軸まわりのモーメントを、回転支持機構５０と同軸に配置された内部ロードセル４１，４２によって精度良く検出することができる。しかもシートアダプタ２７，２８を用いたことにより、実際の懸架装置のばね座と同等のばね座１０Ａ，１５Ａを使用することができる。このため実際のコイルばねに相当する反力線位置を正確に再現することができ、かつ、キングピンモーメントも検出することができた。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の実施形態に係る模擬コイルばね装置は、マクファーソンストラットタイプに限ることなく、要するにストラットを有する他の形式の懸架装置にも適用することができる。アクチュエータユニットは、スチュワートプラットフォーム形パラレル機構に限るものではなく、要するに流体（液体やガス）の圧力によって伸縮動作するシリンダを有するアクチュエータユニットを採用することができる。アクチュエータユニットの他の例として、ボールねじとサーボモータとを含むリニアアクチュエータが採用されてもよいし、あるいは差動変圧器タイプのリニアアクチュエータが採用されてもよい。また本発明を実施するに当たり、第１および第２のアタッチメント部材や第１および第２の内部ロードセル、回転支持機構、第１および第２のシートアダプタ、キングピンモーメント検出手段などの構成や形状および配置など、模擬コイルばね装置を構成する各要素を種々に変形して実施できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４１】
２Ａ…ストラット（ショックアブソーバ）、４Ａ…外筒（第１のストラット要素）、５Ａ…ロッド（第２のストラット要素）、１０Ａ…下側ばね座、１１Ａ…ブラケット、１５Ａ…上側ばね座、２０…模擬コイルばね装置、２１…第１のアタッチメント部材、２１ａ…第１の円板部、２１ｂ…第１の延出部、２１ｃ…第１の鍔部、２２…第２のアタッチメント部材、２２ａ…第２の円板部、２２ｂ…第２の延出部、２２ｃ…第２の鍔部、２７…第１のシートアダプタ、２７ａ…上面、２７ｂ…下面、２８…第２のシートアダプタ、２８ａ…下面、２８ｂ…上面、３０…アクチュエータユニット、３１１〜３１６…液圧シリンダ、３７…液圧供給装置、４１…第１の内部ロードセル、４１ａ…貫通孔、４２…第２の内部ロードセル、４２ａ…貫通孔、４５…ベース部材、５０…回転支持機構、６０…プッシュ・プル試験機、７０…制御部。
【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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【国際調査報告】
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