(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転円板にホイールのリム部の周縁部を取付け、ホイールのディスク部にハブを介して車軸に相当するシャフトの一端を取付け、このシャフトの他端に荷重を掛けた状態で前記回転円板を回転させることによりホイールの耐久性を評価するためのホイール耐久試験装置において、
前記ホイールのリム部の一方の周縁部をリング状のプレートを２分割した第１押え部材で取付け、リム部の他方の周縁部をリング状のプレートを２分割した第２押え部材で補助円板に取付け、この補助円板を長尺ボルト及びナットで前記回転円板に取付け可能な構造とすることで、ホイールが大型の場合に、前記第２押え部材、前記補助円板、前記長尺ボルト及び前記ナットを追加してホイールを押えることを特徴とするホイール耐久試験装置。
【請求項２】
前記荷重は、ウエイトにより発生させることを特徴とする請求項１記載のホイール耐久試験装置。
【請求項３】
前記ウエイトを、前記シャフトの先端に一体的に取付けたことことを特徴とする請求項２記載のホイール耐久試験装置。
【請求項４】
前記シャフトは、前記荷重が掛けられるモーメントシャフトと、このモーメントシャフトの端部に取付けられるとともに前記ハブとスプライン嵌合するスピンドルシャフトとからなり、
前記ハブは、前記ホイールと別体で車両に備える部材であり、
前記スピンドルシャフトは、車両に使用するものと同形状に加工した部材であることを特徴とする請求項１記載のホイール耐久試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホイールを取付ける際にリム周縁部を均一に押え、また、ホイールをより実車状態に近い状態で評価できるようにし、しかも車軸相当部材へ荷重を掛ける荷重付加手段側のダメージが小さくなるようにしたホイール耐久試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用ホイールの耐久性は、実車状態に近い状態としたホイール耐久試験装置で評価される。
即ち、車軸に試験用のホイールを取付け、車軸側又はホイール側に荷重を掛けた状態でホイール及び車軸を回転させて、ホイール各部の疲労強度を評価する。
このようなホイール耐久試験装置としては、例えば、特開平９−２８８０４６号公報「ホイール耐久試験装置」が知られている。
【０００３】
上記公報の図１及び図３には、回転テーブル２１（符号については、同公報に記載されているものを使用した。以下同様。）に複数の押え治具２３でホイール１０を取付け、このホイール１０のディスク部にボルト・ナットで車軸に相当するモーメントアーム２５の一端を取付け、このモーメントアーム２５の他端に押圧手段３２で荷重を掛けるようにしたホイール耐久試験装置２０が記載されている。
上記の押え治具２３は小さい板片状の部材であり、ホイール１０のリム周縁部の周方向位置を複数個で押える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したホイール耐久試験装置２０では、複数の板片状の押え治具２３でホイール１０のリム周縁部を部分的に押え付けるため、各押え治具２３の押圧力を一定にすることが難しく、リム周縁部を均一に押え付けることができなくなり、例えば、局部的に押え治具２３の押圧力が小さくなれば、耐久試験中にホイール１０が、がたつく原因になり、押圧力が大きくなれば、リム周縁部が局部的に変形することになる。
【０００５】
また、モーメントアーム２５の先端に荷重を掛ける手段として、油圧又は空圧で駆動するシリンダを用い、モーメントアーム２５の先端に直接にシリンダを連結した場合に、例えば、耐久試験中にホイール１０が破損してモーメントアーム２５からシリンダに過大な外力が作用すれば、シリンダは大きなダメージを受け、修理・交換が必要になることがある。
更に、ホイール耐久試験装置は、ホイールの耐久性評価の精度を高めるために、より実車状態に近い状態で試験できるものであることが望ましい。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ホイール耐久試験装置を改良することで、ホイールを取付ける際にリム周縁部を均一に押え、また、ホイールをより実車状態に近い状態で評価できるようにし、しかも車軸相当部材へ荷重を掛ける荷重付加手段側のダメージが小さくなるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、回転円板にホイールのリム部の周縁部を取付け、ホイールのディスク部にハブを介して車軸に相当するシャフトの一端を取付け、このシャフトの他端に荷重を掛けた状態で回転円板を回転させることによりホイールの耐久性を評価するためのホイール耐久試験装置において、ホイールのリム部の一方の周縁部をリング状のプレートを２分割した第１押え部材で取付け、リム部の他方の周縁部をリング状のプレートを２分割した第２押え部材で補助円板に取付け、この補助円板を長尺ボルト及びナットで回転円板に取付け可能な構造とすることで、ホイールが大型の場合に、第２押え部材、補助円板、長尺ボルト及びナットを追加してホイールを押えることを特徴とする。
【０００８】
リング状のプレートを２分割した第１押え部材及び第２押え部材によって、回転円板にホイールを周方向に均一な押圧力で取付けることができ、ホイールのがたつき、局部的な変形等を防止することができる。
【０００９】
請求項２は、荷重を、ウエイトにより発生させることを特徴とする。
例えば、耐久試験中ホイールが破損して、シャフトを介してウエイトに過大な外力が作用した場合でも、ウエイトは破損しにくい。
【００１０】
請求項３は、ウエイトを、シャフトの先端に一体的に取付けたことを特徴とする。
シャフトにウエイトの荷重を直接に作用させることができ、試験精度を高めることができる。
【００１１】
請求項４は、シャフトを、荷重が掛けられるモーメントシャフトと、このモーメントシャフトの端部に取付けられるとともにハブとスプライン嵌合するスピンドルシャフトとから構成し、ハブを、ホイールと別体で車両に備える部材とし、スピンドルシャフトを、車両に使用するものと同形状に加工した部材としたことを特徴とする。
実際に車両に備えるハブを用いることで、実車状態により近い状態でホイールの疲労強度を確認することができ、これに加えてハブの疲労強度をも確認することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るホイール耐久試験装置の側面図であり、ホイール耐久試験装置１０は、車両用ホイールに荷重を掛けた状態で所定回転数にて所定時間回転させることにより、ホイール各部の疲労強度、特に車軸側への取付部であるディスク部やディスク部とリム部との接合部等の強度を、実際の車両に装着した状態に近い状態で評価するものであり、ベースフレーム１１と、このベースフレーム１１に取付けた無段変速機付きの電動モータ１２と、ベースフレーム１１の上部に取付けた支持台１３と、この支持台１３に軸受部１４，１５を介して回転可能に支持した駆動軸１６と、上記の電動モータ１２の出力軸に取付けた駆動側プーリ１７及び駆動軸１６に取付けた被動側プーリ１８のそれぞれに掛け渡したベルト２１，２１と、耐久試験用のホイール２３を取付けるために駆動軸１６の端部に取付けた回転円板２４と、ホイール２３のディスク部（不図示）に取付ける車軸に相当するモーメントシャフト２５と、このモーメントシャフト２５の端部に荷重を掛けるために吊り下げたウエイト２７と、このウエイト２７を支えるウエイト支持部２８とからなる。なお、３３は操作盤、３４〜３７はカバーである。
【００１３】
図２は図１の２矢視図であり、ベースフレーム１１に取付けたカバー３６で回転円板２４及びホイール２３（図１参照）等の回転部分を覆い、カバー３７でモーメントシャフト２５等の回転部分を覆い、モーメントシャフト２５にウエイト側軸受部材４１及びロッド４２を介してウエイト２７を連結した状態を示す。なお、４５，４５，４６はベースフレーム１１の下部に取付けたベース支持部材である。
【００１４】
図３は本発明に係るホイール耐久試験装置におけるホイールの取付け状態を示す断面図であり、駆動軸１６にボルト５０…（…は複数個を示す。以下同様。）で回転円板２４を取付け、この回転円板２４にホイール２３のリム部５１における一方の周縁部５１ａを押え部材５２，５２で取付け、リム部５１における他方の周縁部５１ｂを押え部材５３，５３で補助円板５４に取付け、この補助円板５４を長尺ボルト５６…及びナット５７…で回転円板２４に取付けたことを示す。
【００１５】
回転円板２４は、複数の中空部６１…を設け、この中空部６１…に移動可能で且つ回転不能に駒状部材６２…を配置し、この駒状部材６２…に押え部材５２，５２を締結するボルト６３…をねじ込んだ部材である。なお、６６はホイール２３を回転円板２４に取付けるときにホイール２４のリム部５１の内面を嵌合させることで回転円板２４への位置決めを行うためのホイール位置決め部材、６７…は回転円板２４にホイール位置決め部材６６を取付けるボルト、６８…は補助円板５４に押え部材５３，５３を取付けるボルトである。
【００１６】
図４は図３の４−４線断面図であり、回転円板２４に押え部材５２，５２でホイール２３（図３参照）を取付ける状態を示す。
押え部材５２，５２は、リング状のプレートを２分割した部材であり、これらの押え部材５２，５２をホイール２３のリム部５１の周縁部５１ａに押し当てることでホイール２３を回転円板２４に取付ける。なお、押え部材５３（図３参照）は、この押え部材５２と同一の形状とした部材である。７２…，７３…は長尺ボルト５６…を逃げる切欠き部である。
【００１７】
以上のような押え部材５２，５２を用いることで、押え部材５２，５２でリム部５１の周縁部５１ａの押圧力が周方向で均一になり、例えば、リム部５１を局部的に大きな力で押し付けて変形させることがなく、また、リム部５１の押圧力が部分的に小さくなることがないためにホイール２３が耐久試験中に、がたつくことがない。
【００１８】
回転円板２４は、押え部材５２，５２を取付けるボルト６３…を通す切欠き部７４…を放射状に形成した部材であり、これらの切欠き部７４…によって、回転円板２４に取付けるホイールのリム径が異なってもそのリム径に合わせた大きさの押え部材を使用することができる。
【００１９】
図５は本発明に係るホイール耐久試験装置のウエイト側軸受部材を説明する断面図であり、ウエイト側軸受部材４１は、モーメントシャフト２５にウエイト２７（図１参照）を吊り下げるためにモーメントシャフト２５の端部に取付けたものであり、ハウジング部８７と、このハウジング部８７内に収納した球面滑り軸受８８と、この球面滑り軸受８８及びモーメントシャフト２５のそれぞれの間に介在させたブッシュ９１とからなる。
球面滑り軸受８８は、モーメントシャフト２５の傾斜及び回転を許容する部品である。
ブッシュ９１は、モーメントシャフト２５を軸方向に移動させるときの滑り軸受の役目をする部材である。
【００２０】
ここで、９３，９４は球面滑り軸受８８の内輪及び外輪、９６，９７，９８はモーメントシャフト２５のホイール側端部９９の径外方への大きな振れを抑える振れ防止部材、１０１は振れ防止部材９６の内側に挿入することでモーメントシャフト２５をホイールに取付けるときにモーメントシャフト２５の心合わせをするためのスペーサ、１０２は振れ防止部材９６，９７，９８を取付けるシャフト側ベースである。
【００２１】
図６は本発明に係るホイール耐久試験装置におけるウエイト及びウエイト支持部を示す断面図であり、ロッド４２の下端にウエイト支持プレート１０５を取付け、このウエイト支持プレート１０５上に複数のピースからなるウエイト２７をセットしし、ウエイト支持部２８を構成するジャッキ１０７でウエイト２７を支持した状態を示す。
【００２２】
ここで、１０８はウエイト支持プレート１０５の下部に取付けた突出片、１１１は突出片１０８を覆うゴム製のクッション材、１１２はウエイト２７の回り止めのためにウエイト支持プレート１０５からウエイト支持部２８側に延ばした回り止めロッド、１１３はウエイト２７の浮き上がりを防止するリング部材である。
【００２３】
ウエイト支持部２８は、ケース１１５と、このケース１１５の上部に取付けた上部プレート１１６と、ケース１１５内に収納した前述のジャッキ１０７と、このジャッキ１０７を水平移動させるためにケース１１５の下方に配置したジャッキ移動機構１１７とからなる。
【００２４】
ここで、１１８はウエイト支持部２８のベースとなるウエイト側ベース、１２１はジャッキ１０７の昇降部１０７ａの位置を表す指針、１２２はウエイト２７が下降した場合にウエイト支持プレート１０５の下面位置を検知するウエイト下降検知センサである。
【００２５】
ジャッキ移動機構１１７は、ジャッキ１０７の下部に設けた下方突出部１２５と、この下方突出部１２５に形成しためねじ部にねじ結合するボルト部材１２６と、このボルト部材１２６の端部に取付けたハンドル１２７とからなる。
【００２６】
図７は本発明に係るホイール耐久試験装置のホイール取付け状態を示す断面図であり、モーメントシャフト２５のホイール側端部９９にスピンドルシャフト１３１を取付け、スピンドルシャフト１３１にハブ１３２をスプライン嵌合させるとともにスピンドルシャフト１３１の先端にナット１３３をねじ込んでハブ１３２にスピンドルシャフト１３１を取付け、回転円板２４（図３参照。ホイール２３の左側に配置した部材である。）に取付けたホイール２３のディスク部１３５にハブ１３２をスタッドボルト１３６…及びホイールナット１３７…で取付けたことを示す。
【００２７】
ここで、１３８はカラー、１４１はスピンドルシャフト１３１に形成した雄スプライン部、１４２はハブ１３２に形成した雌スプライン部、１４３はスピンドルシャフト１３１の端部に設けた端部フランジである。
【００２８】
スピンドルシャフト１３１は、実際の車両に使用するものと同形状に加工した部材であり、ハブ１３２は実際の車両に備える部材である。
前述のモーメントシャフト２５（図５参照）とスピンドルシャフト１３１とを合わせて、請求項１に記載したシャフトとする。
【００２９】
図８は本発明に係るホイール耐久試験装置におけるモーメントシャフトとウエイトとの連結部の別の実施の形態を示す断面図であり、ウエイト側軸受部材４１とウエイト２７（図６参照）とをダンパ機構１４５を介して連結した状態を示す。
【００３０】
ダンパ機構１４５は、ウエイト側軸受部材４１にボルト１４６を介して取付けたケース部材１４７と、このケース部材１４７内に上下移動可能に収納したプレート部材１４８と、このプレート部材１４８に上端を取付けるとともに下端をウエイト２７に取付けたロッド１５１と、プレート部材１４８とケース部材１４７の底部１５２との間に介在させたスプリング１５３とからなり、ウエイト２７が軽量の場合に、ダンパ機構１４５によってモーメントシャフト２５からウエイト２７に振動が伝わらないようにすることで、モーメントシャフト２５の端部にウエイト２７の荷重を確実に且つ一定に掛けることができる。なお、１５４はロッド１５１をプレート部材１４８に取付けるためのナットである。
【００３１】
以上に述べたホイール耐久試験装置１０の作用、即ち、ホイール２３の取付け及び耐久試験要領を次に説明する。
（１）まず、図７において、ホイール２３のディスク部１３５に開けた取付穴にハブ１３２のスタッドボルト１３６を挿入し、スタッドボルト１３６にホイールナット１３７をねじ込んでホイール２３にハブ１３２を取付ける。
（２）図３において、回転円板２４に取付けたホイール位置決め部材６６でホイール２３を位置決めするとともにホイール２３のリム部５１の周縁部５１ａに押え部材５２，５２を当て、ボルト６３を押え部材５２，５２に開けた取付穴（不図示）に通し、駒状部材６２にねじ込んで回転円板２４にホイール２３におけるリム部５１の周縁部５１ａを固定する。
【００３２】
（３）図７において、モーメントシャフト２５のホイール側端部９９にボルトでスピンドルシャフト１３１を取付け、ハブ１３２にスピンドルシャフト１３１をスプライン嵌合させ、スピンドルシャフト１３１の端部にナット１３３をねじ込んで、ホイール２３にハブ１３２及びスピンドルシャフト１３１を介してモーメントシャフト２５を取付ける。
【００３３】
（４）図１において、ホイール２３を手で回して、ホイール２３の心合わせを行った後、電動モータ１２を始動させ、ホイール２３を回転させる。
（５）図６において、ジャッキ１０７を操作して昇降部１０７ａを下降させ、昇降部１０７ａをクッション材１１１から離す。これにより、図５において、モーメントシャフト２５の端部に所定の荷重が作用する。
（８）図１において、電動モータ１２の回転数を所定の回転数まで上昇させ、ホイール２３の耐久試験を開始する。
【００３４】
例えば、ホイール２３が大型の場合には、回転円板２４へのホイール２３の取付けを強固にするために、図３において、ホイール２３におけるリム部５１の周縁部５１ｂに押え部材５３，５３を当てるとともにこれらの押え部材５３，５３を補助円板５４にボルト６８で固定し、回転円板２４に取付けた長尺ボルト５６にナット５７で補助円板５４を取付ける工程を追加する。
【００３５】
以上の図３、図４及び図７で説明したように、本発明は第１に、回転円板２４にホイール２３のリム部５１の周縁部５１ａを取付け、ホイール２３のディスク部１３５に車軸に相当するモーメントシャフト２５及びスピンドルシャフト１３１の一端を取付け、このモーメントシャフト２５の他端に荷重を掛けた状態で回転円板２４を回転させることによりホイール２３の耐久性を評価するためのホイール耐久試験装置１０（図１参照）において、回転円板２４にホイール２３の周縁部５１ａをリング状のプレートを２分割した押え部材５２，５２で押えつつ取付けたことを特徴とする。
【００３６】
リング状のプレートを２分割した押え部材５２，５２によって、回転円板２４にホイール２３を周方向に均一な押圧力で取付けることができ、ホイール２３のがたつき、局部的な変形等を防止することができる。
【００３７】
本発明は第２に、図７において、モーメントシャフト２５及びスピンドルシャフト１３１を、車両に備えるハブ１３２を介してホイール２３のディスク部１３５に取付けることを特徴とする。
実際に車両に備えるハブ１３２を用いることで、実車状態により近い状態でホイール２３の疲労強度を確認することができ、これに加えてハブ１３２の疲労強度をも確認することができる。従って、ホイール２３とハブ１３２との疲労強度を別々に確認する場合に比べて試験工数を低減することができる。
【００３８】
本発明は第３に、図５及び図６において、モーメントシャフト２５の端部に掛ける荷重を、ウエイト２７により発生させることを特徴とする。
例えば、耐久試験中ホイール２３（図３参照）が破損して、モーメントシャフト２５を介してウエイト２７に過大な外力が作用した場合でも、ウエイト２７であるから破損しにくい。ウエイトではなく、油圧シリンダや空圧シリンダで荷重を掛ける場合には、これらのシリンダは過大な外力で破損しやすく、シリンダの修理又は交換が必要になる場合がある。
【００３９】
本発明は第４に、ウエイト２７を、モーメントシャフト２５の先端にウエイト側軸受部材４１及びロッド４２を介して一体的に取付けたことことを特徴とする。
モーメントシャフト２５にウエイト２７の荷重を直接に作用させることができ、試験精度を高めることができる。
【００４０】
尚、本発明では、シャフトに荷重をウエイトで掛けたが、これに限らず、弾性部材、例えばスプリングを用いてシャフトに荷重を掛けてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１のホイール耐久試験装置は、ホイールのリム部の一方の周縁部をリング状のプレートを２分割した第１押え部材で取付け、リム部の他方の周縁部をリング状のプレートを２分割した第２押え部材で補助円板に取付け、この補助円板を長尺ボルト及びナットで回転円板に取付け可能な構造とすることで、ホイールが大型の場合に、第２押え部材、補助円板、長尺ボルト及びナットを追加してホイールを押えるので、リング状のプレートを２分割した第１押え部材及び第２押え部材によって、回転円板にホイールを周方向に均一な押圧力で取付けることができ、ホイールのがたつき、局部的な変形等を防止することができる。
【００４２】
請求項２のホイール耐久試験装置は、荷重を、ウエイトにより発生させるので、例えば、耐久試験中ホイールが破損して、シャフトを介してウエイトに過大な外力が作用した場合でも、ウエイトは破損しにくい。
【００４３】
請求項３のホイール耐久試験装置は、ウエイトを、シャフトの先端に一体的に取付けたので、シャフトにウエイトの荷重を直接に作用させることができ、試験精度を高めることができる。
【００４４】
請求項４のホイール耐久試験装置は、シャフトを、荷重が掛けられるモーメントシャフトと、このモーメントシャフトの端部に取付けられるとともにハブとスプライン嵌合するスピンドルシャフトとから構成し、ハブを、ホイールと別体で車両に備える部材とし、スピンドルシャフトを、車両に使用するものと同形状に加工した部材としたので、実際に車両に備えるハブを用いることで、実車状態により近い状態でホイールの疲労強度を確認することができ、これに加えてハブの疲労強度をも確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るホイール耐久試験装置の側面図
【図２】  図１の２矢視図
【図３】  本発明に係るホイール耐久試験装置におけるホイールの取付け状態を示す断面図
【図４】  図３の４−４線断面図
【図５】  本発明に係るホイール耐久試験装置のウエイト側軸受部材を説明する断面図
【図６】  本発明に係るホイール耐久試験装置におけるウエイト及びウエイト支持部を示す断面図
【図７】  本発明に係るホイール耐久試験装置のホイール取付け状態を示す断面図
【図８】  本発明に係るホイール耐久試験装置におけるモーメントシャフトとウエイトとの連結部の別の実施の形態を示す断面図
【符号の説明】
１０…ホイール耐久試験装置、２３…ホイール、２４…回転円板、２５，１３１…シャフト（モーメントシャフト、スピンドルシャフト）、２７…ウエイト、５１…リム部、５１ａ…リム部の一方の周縁部、５１ｂ…リム部の他方の周縁部、５２…第１押え部材（押え部材）、５３…第２押え部材（押え部材）、５４…補助円板、５６…長尺ボルト、５７…ナット、１３２…ハブ、１３５…ディスク部、１４１…スプライン部（雄スプライン部）。
【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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【図８】
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