(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪と接触して該駆動輪の回転を受けるローラ部と、該ローラ部の回転トルクを吸収するダイナモとを備えたシャーシダイナモ装置であって、
前記ローラ部は外周部を形成する円筒体と、この円筒体の内周面から径方向内側に向けて垂直に延びる円盤体とから構成されて円周方向に垂直な断面が概略Ｔ字状をなしているとともに、その円筒体の外周面が前記駆動輪との接触面とされ、
前記ダイナモは、端部を固定した固定軸部と該固定軸部を中心として回転する円筒回転体とを有するアウターロータ式ダイナモとされ、
前記円筒回転体の外周部に前記ローラ部の内周部が接続されて、前記ローラ部の前記接触面と前記円筒回転体とが同軸状に配置されるとともに、前記ローラ部の重心と前記ダイナモの重心が前記円筒回転体の両端の軸受部の間にあってほぼ一致するように配置されるものであり、前記円筒回転体の外周と前記ローラ部の内周部とは、前記ローラ部の幅方向中央部における円盤体の内周に配置した測定器または分力測定器を介して接続されていることを特徴とするシャーシダイナモ装置。
【請求項２】
前記ローラ部の幅方向中央部において前記円筒回転体の外周と前記ローラ部の内周部とを接続する位置にローラ部が受ける荷重及びモーメントを測定する６分力測定器が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシャーシダイナモ装置。
【請求項３】
前記ダイナモの前記円筒回転体が、軽量合金によって構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシャーシダイナモ装置。
【請求項４】
前記ダイナモに、油冷却装置が備えられたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のシャーシダイナモ装置。
【請求項５】
前記ダイナモは、前記円筒回転子の内部に永久磁石が埋め込まれた構成とされていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のシャーシダイナモ装置。
【請求項６】
前記ダイナモは、前記円筒回転体の表面に永久磁石を配置したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のシャーシダイナモ装置。
【請求項７】
前記ダイナモは、前記円筒回転体を２次導体とする誘導機であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のシャーシダイナモ装置。
【請求項８】
前記ダイナモは、前記円筒回転体の内面に軽量合金にて構成された２次導体が配置された誘導機であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のシャーシダイナモ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や二輪車などの車両の性能試験等に用いられるシャーシダイナモ装置
に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、シャーシダイナモ装置は、車両の駆動輪に接触して回転を受けるローラ部と、ローラ部の回転トルクを吸収するダイナモとを備えたものであり、ダイナモが吸収した回転トルクを測定して、エンジンなどの動力源の出力トルク等を測定するものである（特許文献１又は特許文献２参照）。
また、ダイナモの出力トルクを制御することによって、例えば、実際の路面状況に応じた慣性を付加させ、実車走行を模擬した試験を室内で行うことができるものである。
【０００３】
図５及び図６に、従来のシャーシダイナモ装置の一例を示す。
シャーシダイナモ装置１は、車両Ｖの駆動輪Ｗと接触される一対のローラ部２と、各ローラ部２に隣接するように配置されたダイナモ３とを備えている。
ローラ部２は概略円板状をなしており、この円板の外周面が車両Ｖの駆動輪Ｗと接触する接触面４とされている。
ダイナモ３は、外形が円筒状とされたケーシング５と、このケーシング５がなす円筒の軸線に沿って同軸状に延びる内部回転子６と、ケーシング５の内周面に配置された固定子７及びコイル８とを有しており、いわゆるインナーロータ式ダイナモとされている。
【０００４】
内部回転子６の一端から延出するようにアーム部９が形成され、このアーム部９の一端には、ローラ部２がなす円板の中心部分がアーム部９の一端に位置するように、ローラ部２がフランジ１０を介して係合されている。このフランジ１０部分、つまりダイナモ３の内部回転子６から延出されたアーム部９とローラ部２の中心部分との間には、図６に示すように６分力測定器１１が配置されている。
この６分力測定器１１は、ローラ部２が受ける外力を、互いに直交する３軸方向の分力と、その軸回りの３つのモーメントとに分けて測定するものである。
【０００５】
このように構成されたシャーシダイナモ装置１は、次のようにして車両Ｖの測定試験等が行われる。
まず、ローラ部２の上に車両Ｖが載置されて車両Ｖの駆動輪Ｗとローラ部２の接触面４とが接触される。この状態で車両Ｖに備えられたエンジン（動力源）からの動力によって駆動輪Ｗが回転し、これに伴ってローラ部２が回転され、ローラ部１２の回転トルクをダイナモ３が吸収することになる。この際、ローラ部２が受ける外力及びダイナモ３が吸収する回転トルクを、６分力測定器１１によって測定するのである。
【０００６】
また、ダイナモ３の出力トルクを電気的に制御する電気慣性制御により、車両Ｖの駆動輪Ｗに対して実際の路面状況に応じた慣性を付加して、車両Ｖの測定試験や耐久試験を室内において行うものである。
【特許文献１】特許第３２５７６１７号公報
【特許文献２】実公平０７−１４８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図４及び図５に示すシャーシダイナモ装置１では、車両Ｖが載置されるローラ部２の中心部分に６分力測定器１１が配置されているものの、ローラ部２がダイナモ３の内部回転子６から延出したアーム部９の一端に係合されているので、モーメントの計測には補正が必要となり、６分力測定を精度良く行うことができないといった問題があった。
【０００８】
また、シャーシダイナモ装置１は、主に室内での車両試験に用いられるため、限られた小さなスペースにも収容可能なシャーシダイナモ装置が望まれている。しかし、この構成のシャーシダイナモ装置１では、車両Ｖを載置するローラ部２に隣接するようにダイナモ３を配置しているため、シャーシダイナモ装置１自体が大型となってしまい、大きな収容スペースが必要である。
【０００９】
また、ダイナモ３の出力トルクを電気的に制御して車両Ｖに慣性を付加する電気慣性制御を行う際には、機械系の慣性トルクをできるだけ小さくすることにより、電気慣性制御の制御範囲を広くすることができる。しかしながら、この構成のシャーシダイナモ装置１では、ダイナモ３とローラ部２との間にアーム部９やフランジ１０などの部材が配置されているので、これらの部材９、１０による重量増加に伴って機械系の慣性トルクが大きくなり、電気慣性制御の範囲が狭くなってしまうといった問題があった。
【００１０】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであって、モーメントの計測時に補正する必要が無くモーメント及び荷重を精度良く測定できるとともに、装置全体がコンパクトに構成されて限られた小さなスペースにも収容できるシャーシダイナモ装置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】
【００１１】
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載の発明は、駆動輪と接触して該駆動輪の回転を受けるローラ部と、該ローラ部の回転トルクを吸収するダイナモとを備えたシャーシダイナモ装置であって、
前記ローラ部は外周部を形成する円筒体と、この円筒体の内周面から径方向内側に向けて垂直に延びる円盤体とから構成されて円周方向に垂直な断面が概略Ｔ字状をなしているとともに、その円筒体の外周面が前記駆動輪との接触面とされ、
前記ダイナモは、端部を固定した固定軸部と該固定軸部を中心として回転する円筒回転体とを有するアウターロータ式ダイナモとされ、
前記円筒回転体の外周部に前記ローラ部の内周部が接続されて、前記ローラ部の前記接触面と前記円筒回転体とが同軸状に配置されるとともに、前記ローラ部の重心と前記ダイナモの重心が前記円筒回転体の両端の軸受部の間にあってほぼ一致するように配置されるものであり、前記円筒回転体の外周と前記ローラ部の内周部とは、前記ローラ部の幅方向中央部における円盤体の内周に配置した測定器または分力測定器を介して接続されていることを特徴としている。
【００１２】
この構成のシャーシダイナモ装置によれば、ダイナモの重心とローラ部の重心が回転円筒体の両端の軸受部の間に配置されているので、ローラ部に車両を載置した際の荷重が、ダイナモに負荷されることになる。
また、ローラ部の内周面とダイナモの外周面とが接続されており、ローラ部の内周部にダイナモが配置されているので、ダイナモとローラ部とを隣接するように配置する必要がない。
さらに、アウターロータ式ダイナモを使用しているため、同じ外径のインナーロータ式ダイナモと比較して出力トルクを大きくできる。
さらにまた、この構成のシャーシダイナモ装置によれば、ローラ部に加えられたトルクや荷重を、ローラ部の幅方向中央部分で測定される。
【００１３】
そして、この構成のシャーシダイナモ装置によれば、ローラ部に車両を載置した際の荷重が、ダイナモの重心に負荷されることになる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記ローラ部の幅方向中央部において前記円筒回転体の外周と前記ローラ部の内周部とを接続する位置にローラ部が受ける荷重及びモーメントを測定する６分力測定器が配置されていることを特徴としている。
この構成のシャーシダイナモ装置によれば、ローラ部に加えられたトルクや荷重を、ローラ部の幅方向中央部分で測定される。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記ダイナモの前記円筒回転体が、軽量合金によって構成されていることを特徴としている。
この構成のシャーシダイナモ装置では、円筒回転体が軽量合金で構成されて軽量化されているので、円筒回転体が回転する際の機械系の慣性トルクが小さくなる。また、ダイナモ自体を軽量化することができる。ここで、円筒回転体を構成する軽量合金としては、汎用材料であるアルミ合金等を用いることが好ましい。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記ダイナモに、油冷却装置が備えられたことを特徴としている。
この構成のシャーシダイナモ装置では、空冷方式よりも冷却効率の良い油冷却装置が備えられているので、ダイナモの出力トルクを上昇させた場合でもダイナモの発熱が抑えられる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、前記ダイナモは、前記円筒回転子の内部に永久磁石が埋め込まれた構成とされていることを特徴としている。
この構成のシャーシダイナモ装置では、ダイナモが、回転子の内部に永久磁石が埋め込まれた、いわゆるＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）型とされており、マグネットトルクに加えてリラクタンストルクを利用できるため、高い出力トルクを得るとともに、発熱を抑えることができる。
【００１８】
請求項６に記載した発明は、前記ダイナモは、前記円筒回転体の表面に永久磁石を配置したことを特徴としている。
ダイナモとして、いわゆるＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）型のものを使用してもよい。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、前記ダイナモは、前記円筒回転体を２次導体とする誘導機であることを特徴としている。
ダイナモとして、誘導機型のものを使用してもよい。この場合には、円筒回転体が発熱するため、冷却手段を備えることが好ましい。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、前記ダイナモは、前記円筒回転体の内面に軽量合金にて構成された２次導体が配置された誘導機であることを特徴としている
ダイナモとして、誘導機型のものを使用する場合には、円筒回転体の内面に軽量合金にて構成された２次導体を配置することで、円筒回転体の軽量化を図ることができる。なお、軽量合金としては汎用材料であるアルミ合金等を用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明によれば、ローラ部に車両を載置した際の荷重が、ダイナモに負荷されるので、モーメント測定時に過度な補正を行う必要がなく、６分力測定器などによるモーメント及び荷重の測定を精度良く行うことができる。
また、ダイナモとローラ部とを隣接するように配置する必要がないので、シャーシダイナモ装置自体をコンパクトな構成とすることができる。さらに、アウターロータ式ダイナモとして、同じ外径のインナーロータ式ダイナモよりも出力トルクが高くできるので、ダイナモ自体を小型化することができる。したがって、限られた小さなスペースに収容できるシャーシダイナモ装置を提供することができる。
さらにまた、ローラ部に負荷されたトルクや荷重を、ローラ部の中心部分に配置されたトルク測定器または分力測定器にて測定することができ、モーメント及び荷重の測定を確実に行うことができる。
【００２２】
しかも、ローラ部の重心に負荷された荷重が、ダイナモの重心に負荷されるので、モーメント測定時に補正を行う必要がなく、６分力測定器などによるモーメント及び荷重の測定をさらに精度良く行うことができる。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、ローラ部に負荷されたトルクや荷重を、ローラ部の中心部分に配置されたトルク測定器または分力測定器にて測定することができ、モーメント及び荷重の測定を確実に行うことができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、円筒回転子が回転する際の機械系の慣性トルクが小さく抑えられているので、ダイナモの出力トルクを制御する電気慣性制御を広範囲にわたって行うことができる。また、シャーシダイナモ装置自体を軽量化することができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、ダイナモが効率良く冷却されるため、ダイナモの出力トルクを高くすることができる。また、油冷却装置であるため、空冷式に比べて構成を小さくすることができ、シャーシダイナモ装置自体をさらに小型化することができる。
【００２６】
請求項５に記載の発明によれば、高い出力トルクを容易に得ることができ、ダイナモを小さくすることができる。また、ダイナモの発熱が抑えられるので、過度な冷却装置を備える必要がなく、シャーシダイナモ装置自体を一層小型化することができる。
【００２７】
請求項６に記載の発明によれば、ダイナモとしてＳＰＭ型のものを使用することで本発明のシャーシダイナモ装置を構成することができる。
【００２８】
請求項７に記載の発明によれば、ダイナモとして誘導機型のものを使用することで本発明のシャーシダイナモ装置を構成することができる。
【００２９】
請求項８に記載の発明によれば、ダイナモとして誘導機型のものを使用する場合に円筒回転体の軽量化を図ることができるので、円筒回転子が回転する際の機械系の慣性トルクを抑えることができる。
【００３０】
このように、本発明によれば、モーメントの計測時に補正する必要がなく、モーメント及び荷重を精度良く測定できるとともに、装置全体がコンパクトに構成されて限られた小さなスペースにも収容できるシャーシダイナモ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の実施形態について添付した図面を参照して説明する。図１から図３に本発明の実施形態であるシャーシダイナモ装置を示す。また、図４にシャーシダイナモ装置に備えられたダイナモの詳細を示す。
本実施形態に係るシャーシダイナモ装置２０は、車両Ｖの駆動輪Ｗが載置される一対のローラ部３０と、各ローラ部３０が車両Ｖの駆動輪Ｗから受ける回転トルクを吸収するダイナモ４０とを有している。
【００３２】
ローラ部３０は、図２及び図３に示すように全体として概略円筒状をなしており、外周部を形成する薄肉円筒体３１と、この薄肉円筒体３１の内周面から径方向内側に向けて垂直に延びる円盤体３２とから構成されており、円周方向に垂直な断面が、図２に示すように概略Ｔ字状をなしている。そして、薄肉円筒体３１の外周面が、車両Ｖの駆動輪Ｗと接触する接触面３３とされている。
【００３３】
ダイナモ４０は、図２及び図３に示すように外形が円柱状をなしており、図４に示すように該円柱の軸線Ｌに沿って延びる固定軸部４１と、この固定軸部４１を中心として回転可能に配置された円筒回転体４２とを有しており、いわゆるアウターロータ式ダイナモとされている。
円筒回転体４２の両端には、軸線Ｌに対して垂直に延びる側壁４３が備えられている。固定軸部４１は、この側壁４３から両端から突出するように配置されており、突出した両端部が基台２１の上から延びる一対の支持壁２２によって支持されている。また、固定軸部４１と側壁４３との間には軸受部４４が設けられ、側壁４３は円筒回転体４２とともに回転可能とされている。
【００３４】
この固定軸部４１の軸線Ｌ方向の中央部分には、固定軸部４１の外周面から径方向外側に向けて突出した固定子４５が備えられており、この固定子４５にはコイル４６が巻回されている。また、固定軸部４１には、ダイナモ４０の油冷却装置（図示せず）が備えられている。
【００３５】
円筒回転体４２は、円筒の軸線とダイナモ４０の外形がなす円柱の軸線Ｌとが一致するように配置され、この軸線Ｌを中心として回転可能とされている。なお、本実施形態では、この円筒回転体４２は、軽量合金であるアルミ合金にて構成されている。
円筒回転体４２の内周面には、固定子４５に対向するように回転子４７が配置されている。そして本実施形態では、この回転子４７の内部に永久磁石４８が埋め込まれており、いわゆるＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）型とされている。
【００３６】
円筒回転体４２の外周面には、図４に示すように、ダイナモ４０の軸線Ｌ方向中心からわずかにずれた位置に、径方向外側に向けて突出するように取付部４９が形成されている。この取付部４９には６分力測定器５０が取り付けられており、この６分力測定器５０がダイナモ４０の軸線Ｌ方向中心に位置するように配置されている。この６分力測定器５０は、ローラ部３０が受ける外力を、直交する３軸方向の力とその軸回りのモーメントとに分けて測定するものである。
【００３７】
そして、この６分力測定器５０を介して、ダイナモ４０に備えられた円筒回転体４２の外周面とローラ部３０の内周面とが接続されている。これにより、図３に示すようにダイナモ４０及びローラ部３０を側面視した場合に、ダイナモ４０とローラ部３０とが同心円状に配置されている。
このようにローラ部３０とダイナモ４０とを配置することにより、ローラ部３０の重心とダイナモ４０との重心が一致するようにされるとともに、ローラ部３０の内周部にダイナモ４０が配置されることとなる。
【００３８】
このように構成されたシャーシダイナモ装置２０の作用について説明する。
ローラ部３０の上に車両Ｖの駆動輪Ｗが載置されて駆動輪Ｗと接触面３３とが接触される。この状態で車両Ｖのエンジン（動力源）からの動力によって駆動輪Ｗが回転し、これに伴ってローラ部３０が回転され、ローラ部３０の回転トルクをダイナモ４０が吸収することになる。この際、６分力測定器５０によってローラ部３０が受ける荷重及びモーメントを測定する。
ここで、ダイナモ４０の出力トルクを電気的に制御する電気慣性制御を行うことにより、車両Ｖの駆動輪Ｗに実際の路面状況等に応じた慣性を与えて、車両Ｖの測定試験や耐久試験を行うのである。
【００３９】
本実施形態に係るシャーシダイナモ装置２０によれば、ローラ部３０の重心とダイナモ４０の重心とが一致するように配置されているので、ローラ部３０に加わる荷重がダイナモ４０の重心部分に加わり、モーメント測定時に補正する必要がない。したがって、このダイナモ４０の重心部分に取り付けられた６分力測定器５０によって、荷重及びモーメントを精度良く測定することができる。
【００４０】
また、ローラ部３０の内周部にダイナモ４０が配置されているので、ダイナモ４０とローラ部３０とを隣接するように配置する必要がない。
さらに、ダイナモ４０がアウターロータ式とされているので、同じ外径のインナーロータ式ダイナモよりも高い出力トルクを得ることができる。よって、同じ出力トルクを得る場合に、ダイナモ４０自体を小さくすることができる。
【００４１】
しかも、ダイナモ４０がＩＰＭ型とされているので、高い出力トルクを得ることができるとともに発熱量を抑えることができ、ダイナモ４０自体をさらに小型化することができる。
また、冷却効率の良い油冷却装置が備えられているので、ダイナモ４０に大型な冷却装置を備える必要がない。
したがって、シャーシダイナモ装置２０をコンパクトな構成とすることができ、室内の限られた小さなスペースにも収容することができる。
【００４２】
また、ダイナモ４０の円筒回転体４２がアルミ合金で構成されているので、円筒回転体４２が軽量となり、円筒回転体４２が回転する際の機械系の慣性トルクを小さくすることができる。したがって、電気慣性制御を広範囲にわたって行うことができ、車両Ｖの評価
試験等を精度良く行うことができる。
【００４３】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
本実施形態では、ダイナモをＩＰＭ型としたもので説明したが、回転子の表面に永久磁石が配置されたＳＰＭ型であってもよい。ＳＰＭ型とした場合には、円筒回転体の内面に磁性材料を配置し、その表面に永久磁石を貼り付ける構造とすることで、ダイナモの構造を簡単にすることができる。
【００４４】
また、ダイナモを誘導機型としてもよい。この場合には、アルミ合金製の円筒を２次導体として２次電流を流すことにより、軽量化及び低慣性化を図ることができる。ただし、誘導機型では、回転子が発熱してしまうために冷却装置等を配備する必要がある。その他、ギア内蔵型のダイナモであってもよい。
ただし、ダイナモをＩＰＭ型とすることにより、高い出力トルクを得ることができるとともに、発熱量を抑えて冷却装置を簡素化することができるので好ましい。
【００４５】
また、実際の車両試験を行うものとして説明したが、動力源であるエンジンに、トランスミッション及びディファレンシャルギア等を組み付けた動力伝達系の試験を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態であるシャーシダイナモ装置の概略図である。
【図２】図１のローラ部及びダイナモの正面説明図である。
【図３】図２の側面図である。
【図４】アウターロータ式ダイナモの説明図である。
【図５】従来のシャーシダイナモ装置の概略図である。
【図６】図５のローラ部及びダイナモの説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
２０  シャーシダイナモ装置
３０  ローラ部
３３  接触面
４０  ダイナモ
４１  固定軸部
４２  円筒回転体
Ｗ  駆動輪
【図１】
0004830392.tif 000002
【図２】
0004830392.tif 000003
【図３】
0004830392.tif 000004
【図４】
0004830392.tif 000005
【図５】
0004830392.tif 000006
【図６】
0004830392.tif 000007