(57)【要約】【課題】走行路上に出向くことなく室内で同様の騒音測定ができ、また、測定場所、環境条件及び速度バラツキによる測定結果への影響のない車両走行音試験機を提供すること。【解決手段】供試体を載置し保持する載置体と、試験車輪を回動自在に一端に保持する回転体を回転させて前記試験車輪を前記回転体の回転中心を中心に円運動させ、断続的に前記試験車輪を前記供試体上を回転させながら移動させる車輪移動手段と、発生する音を測定する測音手段と、少なくとも前記供試体、前記試験車輪および前記測音手段を覆うことが可能な遮音手段とを有することを特徴とする。【選択図】　　　図１
2004061200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供試体と前記供試体上を回転しつつ移動する試験車輪とで発生する音を測定するための車両走行音試験機であって、
前記供試体を載置し保持する載置体と、
前記試験車輪を回動自在に一端に保持する回転体を回転させて前記試験車輪を前記回転体の回転中心を中心に円運動させ、断続的に前記試験車輪を前記供試体上を回転させながら移動させる車輪移動手段と、
前記発生する音を測定する測音手段と、
少なくとも前記供試体、前記試験車輪および前記測音手段を覆うことが可能な遮音手段とを有することを特徴とする車両走行音試験機。
【請求項２】
前記測音手段によって音を測定した後不要な音を削除する補正を行なう補正手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の車両走行音試験機。
【請求項３】
前記不要な音は、前記試験車輪が前記車輪移動手段により前記供試体に衝突する際に発生する衝撃音であることを特徴とする請求項２に記載の車両走行音試験機。
【請求項４】
前記載置体は、前記試験車輪と前記供試体との間で発生する荷重を変化させるように、前記供試体を載置する位置を変更可能な載置位置調整手段を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両走行音試験機。
【請求項５】
前記遮音手段は、着脱自在に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両走行音試験機。
【請求項６】
前記遮音手段には、前記測音手段が取り付け可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車両走行音試験機。
【請求項７】
前記回転体は、アームであって、前記アームの一端に前記試験車輪を回動自在に保持することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の車両走行音試験機。
【請求項８】
前記回転中心は、前記アームの略中心であって、他端には前記回転中心からの距離を変更可能に取り付けられる錘を備えることを特徴とする請求項７に記載の車両走行音試験機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アスファルト舗装において用いられるアスファルト混合物とタイヤを有する車輪との間で発生する騒音の測定を行うための車両走行音試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車騒音におけるタイヤ／路面騒音の寄与は、例えば速度が一定の定常走行騒音の場合、乗用車で約８０％、大型車でも約６０％を占めるとされている。したがって、道路交通騒音の低減にはこのタイヤ／路面騒音を低減することが有効である。そのために、タイヤ／路面騒音の測定を行い、タイヤ／路面騒音を把握する必要がある。
【０００３】
ところが、従来、走行路上例えば高速道路等におけるアスファルト舗装面とタイヤの生じるタイヤ／路面騒音の測定を行うために、実際に高速道路に出向いて騒音計を使いタイヤ／路面騒音を測定していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高速道路の内側の車線と外側の車線とで路面の状態あるいは壁の有無や位置等の周囲の状態が一定しないために同一条件での測定を行なうことは困難であり、測定結果を容易に比較できなかった。
【０００５】
その他に、高速道路にわざわざ出向く必要があるばかりでなく、高速道路で測定を実施するためには、道路公団に許可を得ることが必要になる等の不都合も避けられなかった。
【０００６】
また、測定が屋外のために気象条件の影響が避けられず、特に環境温度に対する補正が重要視されていて、路面温度や大気温度で補正する方法が提案されているが、各試験方法で整合がとれていないのが現状である。
【０００７】
さらに、タイヤ／路面騒音は、速度依存性があることから、騒音評価をする場合、わずかな速度のバラツキがタイヤ／路面騒音の音圧レベルに大きく影響するため、測定した音圧レベルの補正が必要であった。
【０００８】
本発明は、このような問題を考慮してなされたものであり、走行路上に出向くことなく室内で同様の騒音測定ができ、また、測定場所、環境条件及び速度バラツキによる測定結果への影響のない車両走行音試験機を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、供試体と前記供試体上を回転しつつ移動する試験車輪とで発生する音を測定するための車両走行音試験機であって、前記供試体を載置し保持する載置体と、前記試験車輪を回動自在に一端に保持する回転体を回転させて前記試験車輪を前記回転体の回転中心を中心に円運動させ、断続的に前記試験車輪を前記供試体上を回転させながら移動させる車輪移動手段と、前記発生する音を測定する測音手段と、少なくとも前記供試体、前記試験車輪および前記測音手段を覆うことが可能な遮音手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項２記載の発明は、前記測音手段によって音を測定した後不要な音を削除する補正を行なう補正手段を更に有することを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項４記載の発明は、前記載置体は、前記試験車輪と前記供試体との間で発生する荷重を変化させるように、前記供試体を載置する位置を変更可能な載置位置調整手段を含むことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項５記載の発明は、前記遮音手段は、着脱自在に構成されていることを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するために、請求項６記載の発明は、前記遮音手段には、前記測音手段が取り付け可能であることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態の一例について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１５】
先ず、本発明の車両走行音測定装置１（車両走行音試験機）全体の概略構成について、図１から図４を参照して説明する。図１は、本例の車両走行音測定装置１の構成を示す側面図である。図２は、本例の車両走行音測定装置１の同じく構成を示す斜視図である。図３は、後述する載置体５の断面図であり特に後述する供試体受け台５２の高さ位置調整の態様を示す説明図である。図４は、後述する走行載荷部４の構成を示す側面図である。図５は、試験車輪の動作の態様を示す説明図である。
【００１６】
本例の車両走行音測定装置１は、図１及び図２に示すように、舗装路面の供試体２上を試験車輪４１と供試体２との間に荷重を発生させつつ試験車輪４１を回転させながら移動させて試験車輪４１と供試体２の発生する音を測定するものであり、例えば、溝形鋼や山形鋼、鋼板等によって組み立てられ後述する各種機構等を取り付けて支持するための構造体３と、試験車輪４１と供試体２との間に荷重を発生させつつ試験車輪４１を供試体２上を回転させながら移動させるための車輪移動手段としての走行載荷部４と、供試体２を載置し保持するための載置体５と、車両走行音測定装置１の操作や各構成部の制御及び測定結果の表示等を行なう操作制御部６と、発生する音を測定する測音手段としての音圧レベル測定器７と、外部と遮音する遮音手段としてのカバー８とにより構成されている。
【００１７】
載置体５は、図１に示すように構造体３上に固定された荷重計５１上に載上され、荷重計５１は試験車輪４１によりかかる荷重を測定するようになっている。また、載置体５は載置体ガイド５３により水平方向が規制され配置されている。
【００１８】
また、さらに図３に示すように載置体５は主に供試体受け台５２と載置体ベース５４とで構成される。載置体ベース５４には、所定範囲にねじが切られたウェッジシャフト５４２が軸支され、ウェッジシャフト５４２にはウェッジ５４３の斜面が対向するようにして１対の前記ウェッジ５４３が螺合し、ウェッジシャフト５４２の一端に設けたラチェットハンドル５４１によりウェッジシャフト５４２を回転させることにより、１対のウェッジ５４３は近づく方向あるいは離れる方向に移動する。さらに、供試体受け台５２に付された斜面体５２１の斜面画が、ウェッジ５４３の移動に伴い前記ウェッジ５４３の斜面と摺動することにより、図３（ａ）（ｂ）に示すように供試体受け台５２を上下させて試験車輪４１の撓みを変化させ試験車輪４１と供試体２との間に発生する荷重を変化させる（詳細後述）ように構成されている。また、ウェッジシャフト５４２のねじが切られる所定範囲とは、例えば、後述の軽自動車や大型自動車を想定した評価が可能なように供試体受け台５２を十分上下できる範囲であれば良い。このように供試体受け台５２を上下させることにより、試験車輪４１の撓みを変化させて試験車輪４１と供試体２との間に発生する荷重を変化させることができ、本発明でいう載置位置調整手段を構成することができる。
【００１９】
供試体２は、金属でできた箱状型枠に入られたアスファルト混合物であり、３０ｃｍ角又は５０ｃｍ角、厚さ略５ｃｍの寸法を有し、供試体受け台５２上に供試体ブラケット２１により前後左右に移動しないように載置されている。
【００２０】
図２の走行載荷部４は、主に駆動モータ４５と、動力を伝達するためのドライブシャフト４２と、一端に試験車輪４１と他端にカウンターバランサ４４とを備え、ドライブシャフト４２の回転により断続的に試験車輪４１を供試体２上を回転させながら移動させるためのアーム４３とで構成される。また、試験車輪４１は、ハブ状のホイールにゴム製のタイヤを備えたものである。また、アーム４３は円盤形状のようなものでもよくドライブシャフト４２により回転する回転体であれば良い。
【００２１】
また、さらに図４に示すように駆動モータ４５の回転は減速器４５１により減速されドライブシャフト４２とは継ぎ手４２１で連結されている。また、ドライブシャフト４２は２つの軸受けｄ４２２により回動自在に保持されている。また、試験車輪４１はアーム４３に取り付けられた軸Ａ４６とは軸受けｔ４６１を介し軸受けｔ４６１の外輪に設けたフランジ部に固定され、試験車輪４１は回動自在となっている。また、カウンターバランサ４４は調整ネジ４４１によりアーム４３の回転中心からの距離が調整できるように取り付けられた錘であり、取り付けられる試験車輪４１の種類によってアーム４３の回転中心からの位置を調整することによりアーム４３を滑らかに回転させることができるようになっている。また、アーム４３の回転中心から試験車輪４１の最遠部までの距離は、供試体２の上面からアーム４３の回転中心まで距離より長くなっている。
【００２２】
従ってこのような構成で、図５に示すようにドライブシャフト４２がＴ方向に回転すると、アーム４３がドライブシャフト４２を回転中心として回転し、一方の端に備えられた試験車輪４１は同じくドライブシャフト４２を中心として円運動をする。その回転運動の間に、試験車輪４１は供試体受け台５２上に載置された供試体２にまず接触し、さらにアーム４３は回転しようとするので、この時、試験車輪４１が撓み、試験車輪４１と供試体２との間では荷重が発生し、その荷重により試験車輪４１と供試体２との間では摩擦力が発生し、その摩擦力により試験車輪４１は供試体２上を転がるようにｔ方向に回転しながら供試体２上を移動し、さらにアーム４３の回転により試験車輪４１は供試体２から離れることになる。このようにして、試験車輪４１を供試体２との間に荷重を発生させつつ試供試体２上を回転しながら移動させることができるので走行状態の車輪の動作を擬製することができる。したがって、この時に発生する音を後述のように走行音との相関関係から補正することにより走行音として扱うことができる。この音は、後述する音圧レベル測定器７にて測定する。一方、発生する荷重は、前記荷重計５１により測定され、上述のウェッジ５４３と斜面体５２１により供試体受け台５２の高さを上下させ試験車輪４１の撓み量を変えることによりこの荷重を可変的に変更できる。
【００２３】
音圧レベル測定器７は、スタンド７１により保持されている。スタンド７１は脱着可能なマグネットにより位置を移動して容易に固定でき、さらに高さ調整も可能にされ、音圧レベル測定器７を評価方法・内容に適した位置に設定可能となっている。また、この音圧レベル測定器７に図示しないプリンタ等の出力装置に接続し、音圧レベル測定結果を出力できるようになっている。また、音圧レベル測定器７にプリンタを内蔵することも可能である。
【００２４】
さらに、カバー８は遮音材を含んで構成され、例えば構造体３に図示しない取り付けネジにより固定し設置、取り付けネジを外すことにより離脱が可能になっている。したがって、カバー８を設置することで外部とは遮音された状態で前述の試験車輪４１と供試体２とで発生する音を測定することができる。また、カバー８を離脱させることで試験車輪４１や供試体２の交換及び音圧レベル測定器７の設置が容易となる。また、反射音等の影響を低減するために、このカバー８の内側面に吸音材を備えるようにすると尚良い。また、このカバー８に音圧レベル測定器７を取り付け可能な形態であれば、音圧レベル測定器７の設置の手間を省くことができる。また、カバー８の設置、離脱は、上述の取り付けネジなど固定するための手段を用いないで、構造体３上に、はめ込み等の位置決め手段により位置決めされ載置されるものであっても良い。
【００２５】
操作制御部６は、図１に示すように、制御盤６１と枠状構造体３側に取り付けられた図示せぬ中継盤とを有しており、制御盤６１のパネル面には、各機構を起動または停止させたり、駆動モータ４５の回転数（または試験車輪４１の移動速度）の設定または、移動回数等の設定を行うための操作設定部６２や、上記の数値や荷重計５１に基づく圧力等を表示する計器類からなる表示部６３が設けられている。
【００２６】
また、図示はしないが、操作制御部６の内部には、所定の制御プログラムに従って各構成部を制御すると共に各種演算処理を行う主制御部が設けられており、主制御部は、例えば予め操作設定部６２において設定された回転数、移動回数に基づいて、駆動モータ４５を制御する。
【００２７】
また、上述の説明では音圧レベル測定機器７はプリンタから出力するように説明したが、操作制御部６に音圧レベル測定結果処理部（図示せず）を設けて音圧レベル測定機器７の出力信号を操作制御部６に取り込んで出力するようにしても良い。また、音圧レベル測定器７に代えてマイクロフォンを設置し、マイクロフォンの出力を操作制御部６に取り込み、音圧レベル測定機器７の処理機能を操作制御部６に備えるようにして処理することも可能である。
【００２８】
以下、試験を行う手順についての概略を説明する。まず、カバー８を離脱させて、供試体２及び試験車輪４１の設置、取り付けを行なう。供試体２の上述のように供試体受け台５２上の供試体ブラケット２１内に載置するのみで容易に交換可能であるから、種々の組成の供試体２を入れ替えることで種々の組成の供試体２について評価を容易に行なうことができる。したがって、種々の舗装路面について評価を所望する場合に、複数の場所にわざわざ出向くことなく種々の舗装路面に相当する供試体２を用意するだけで所望の評価を行なうことが可能である。
【００２９】
また、試験車輪４１も上述のように軸受けｔ４６１のフランジ部に取り付けるのみで容易に交換可能であるから、材料（ゴム）の異なる試験車輪４１や表面の状態の異なる試験車輪４１（たとえば表面に穴を開けたものと開けないもの）を入れ替えることで種々の試験車輪４１について評価が可能である。
【００３０】
さらに、測定時の供試体２と試験車輪４１の間に発生する荷重を所望の荷重に設定するために供試体受け台５２を所定の高さを上述のようにラチェットハンドル５４１を操作することで調整する。この時、荷重計５１の出力を表示部６３で確認しながら行なっても良い。この高さ調整により、例えば荷重を小さくすることで軽自動車を想定した評価が、荷重を大きくすることで大型自動車を想定した評価が可能となる。
【００３１】
また、供試体２、試験車輪４１、および、供試体２と試験車輪４１との間に発生する荷重を種々組み合わせることで多様な目的、状態を想定した評価が可能であり、汎用性に富むといえる。
【００３２】
そして、カバー８を設置して、駆動モータ４５の回転数、移動回数の設定をおこなった後、駆動モータ４５を動かし、試験車輪４１を供試体２上を荷重をかけつつ回転させながら移動させてその時に発生する音を測定する。この時表示部６３により試験車輪４１と供試体２との間の荷重等の確認をすることができる。また、試験車輪４１の移動速度は、駆動モータ４５の回転数のみで決まるため試験車輪４１の移動速度は一定であり、実際に車輪を走行させて音の測定を行なう際に避けられない走行速度ばらつきがない。
【００３３】
また、カバー８を設置、離脱が可能であるから、外部から遮音された室内であれば、カバー８を離脱させて評価しても良い。
【００３４】
上述及び図１から図５により明らかなように、本車両走行音測定装置１によれば、装置全体が小型化され、屋内への設置が可能な形態となっているので、供試体２及び試験車輪４１を用意すれば、走行路上に出向くことなく、手軽に騒音測定ができ、更に後述のような補正を行なうことで実際に走行させた場合のタイヤ／路面の騒音と同等の測定が可能となる。さらに、環境のほぼ一定した室内で騒音の測定を行なうことができ、試験車輪４１の移動速度を一定に保つことができるので、測定場所、環境条件及び速度バラツキ等の影響のない測定結果を得ることが可能である。
【００３５】
また、本車両走行音測定装置１による測定時の試験車輪４１の移動速度や試験車輪４１と供試体２との間の荷重と、自動車を用いて実際に走行させる場合の試験車輪４１の移動速度や試験車輪４１と供試体２との間の荷重との差異等により、発生する音は異なるが、この発生する音と実際に走行させた場合の音との間の相関データを予め求めておくことにより、本車両走行音測定装置１による測定結果を実際に走行させて行なう測定結果に変換することは容易である。例えば操作制御部６に音圧レベル測定器７またはマイクロフォンの出力信号を取り込み、操作制御部６に予め相関データを記憶させておき、取り込んだ出力信号をもって相関データを参照して、出力信号を相関データに基づいて補正することが可能である。
【００３６】
また、ここで本実施の形態においては、試験車輪４１がアーム４３により円運動させられており、供試体２に衝突する際に衝撃音の発生が考えられる。この際には、衝撃音の補正を行なうようにすると良い。すなわち、操作制御部６に補正手段として音圧レベル測定結果補正部を設けて、操作制御部６に音圧レベル測定器７またはマイクロフォンの出力信号を取り込み、音圧レベル測定結果補正部にて補正を行うことが可能である。具体的には、例えば、衝撃音についての情報たとえば周波数帯や振幅の大きさ等の情報を記憶しておいて、取り込んだ出力信号と前記情報を比較して、取り込んだ出力信号が衝撃音か否か判断し、衝撃音の場合には、その取り込んだ出力信号を削除するように補正する。また、この衝撃音発生時は供試体２と試験車輪４１との間の荷重を発生する時であることから、操作制御部６に音圧レベル測定器７またはマイクロフォンの出力信号を取り込みつつ、荷重計５１の出力も取り込んで、荷重の発生時付近に取り込んだ出力信号を衝撃音として推測し削除するように補正するなどが可能である。また、この補正は衝突音に限らず、その他の実際の走行による測定では発生しない音について補正を行なってもよい。このように測定結果の補正を行い、衝撃音等の対策を行なうことにより、より正確な測定結果を得ることが可能となる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、装置全体が小型化され、屋内への設置が可能な形態となっているので、供試体及び試験車輪を用意すれば、走行路上に出向くことなく、手軽にタイヤ／路面の騒音の測定が可能となる。さらに、環境のほぼ一定した室内でタイヤ／路面の騒音の測定を行なうことができ、且つ試験車輪の移動速度を一定に保つことができるので、測定場所、環境条件及び速度バラツキ等の影響のない測定結果を得ることが可能である。
【００３８】
請求項２記載の発明によれば、不要な音を考慮した補正を行なうことで、より正確な結果を得ることができる。
【００３９】
請求項４記載の発明によれば、試験車輪と供試体との間に発生する荷重を可変にすることにより、例えば軽自動車や大型自動車を想定した騒音測定をすることができる。
【００４０】
請求項５記載の発明によれば、試験車輪や供試体の交換及び音圧レベル測定器等の測音手段の設置が容易となる。
【００４１】
請求項６記載の発明によれば、測音手段の設置の手間を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による車両走行音測定装置の構成を示す側面図である。
【図２】同車両走行音測定装置を示す斜視図である。
【図３】載置体の高さ位置調整の態様を示す説明図である。
【図４】走行載荷部の構成を示す側面図である。
【図５】試験車輪の動作の態様を示す説明図である。
【符号の説明】
１　車両走行音測定装置
２　供試体
３　構造体
４　走行載荷部
４２　ドライブシャフト
４２１　継ぎ手
４２２　軸受けｄ
４３　アーム
４４　カウンターバランサ
４４１　調整ネジ
４５　駆動モータ
４５１　減速器
４６　軸Ａ
４６１　軸受けｔ
５　載置体
５２　供試体受け台
５２１　斜面体
５３　載置体ガイド
５４　載置体ベース
５４１　ラチェットハンドル
５４２　ウェッジシャフト
５４３　ウェッジ
６　操作制御部
６１　制御盤
６２　操作設定部
６３　表示部
７　音圧レベル測定器
７１　スタンド
８　カバー
２１　供試体ブラケット
４１　試験車輪
５１　荷重計
【図１】
2004061200.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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