JP3766038B2 - 車両スピンドル荷重負荷装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のサスペンションの強度や特性の評価などの車両試験の際に、車両スピンドルに荷重負荷を加える車両スピンドル荷重負荷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両スピンドルに加える負荷には、次のＸ、ＭＸ、Ｙ、ＭＹ、ＺおよびＭＺの計６軸の負荷が考えられる。
Ｘ：車両の長手方向（スピンドルの軸線に対して垂直でかつ水平な方向）の力（すなわち前後方向の力）
ＭＸ：Ｘ回りのモーメント（いわゆるキャンバーモーメント）
Ｙ：横方向（スピンドルの軸方向）の力
ＭＹ：Ｙ回りのモーメント（いわゆる制動モーメント）
Ｚ：上下方向（いわゆる垂直方向）の力
ＭＺ：Ｚ回りのモーメント（いわゆるステアリングモーメント）
なお、この明細書では、車両の長手方向を略前後方向、スピンドルの軸線方向を略横方向としており、上下方向、前後方向および横方向の３方向は互いに直交している。
そして、従来の車両スピンドル荷重負荷装置は上下方向の力（Ｚ）、長手方向の力（Ｘ）、横方向の力（Ｙ）および制動モーメント（ＭＹ）を車両のスピンドルに加えることができるが、６軸の負荷の全てを加えることができるものは少ない。
【０００３】
ところで、自動車メーカでは、近年、コンピュータを使った仮想評価で問題点の前出しを行う傾向がある。これを行うには、テストコースでの実走試験、試験機による試験および仮想試験の間で、評価の整合性を保つ必要がある。そのために、スピンドルに取り付けた６分力計の計測値を基準として、評価を行いたいという提案がある。６自由度の力を制御するには、６自由度の力すなわち６軸の負荷を加えることが可能な車両スピンドル荷重負荷装置が必要となる。
【０００４】
この様な車両スピンドル荷重負荷装置の従来例としては、米国特許第６，２５７，０５５号に示されたものがある。この米国特許第６，２５７，０５５号の車両スピンドル荷重負荷装置を、図６を用いて説明する。図６は従来の車両スピンドル荷重負荷装置の斜視図である。
【０００５】
車両０１のスピンドル０２は、車両スピンドル荷重負荷装置０３のスピンドル取付体０４に取り付けられる。（１）スピンドル取付体０４は、前後一対の垂直ストラット０６により上下動しており、この上下動により、上下方向の力Ｚがスピンドル０２に負荷される。（２）各垂直ストラット０６の中間部分に横方向ロッド０７が取り付けられ、この前後一対の第１および第２横方向ロッド０７の差動により、Ｚ回りのモーメントＭＺがスピンドル０２に負荷される。（３）前側垂直ストラット０６の中間部分に前後方向ロッド０８が取り付けられ、この前後方向ロッド０８により、前後方向の力Ｘがスピンドル０２に負荷される。（４）スピンドル取付体０４の下端部に第３横方向ロッド０９が取り付けられ、この第３横方向ロッド０９により、Ｘ回りのモーメントＭＸがスピンドル０２に負荷される。（５）前後一対の第１および第２横方向ロッド０７の同期運動により、横方向の力Ｙがスピンドル０２に負荷される。（６）前後一対の垂直ストラット０６の差動により、Ｙ回りのモーメントＭＹがスピンドル０２に負荷される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一対の垂直ストラット０６の下端部同士は、揺動体０１１で連結されており、スピンドル０２がステアリングされていない中立（ニュートラル）の状態では、スピンドル取付体０４、垂直ストラット０６および揺動体０１１は平行リンクを構成している。また、垂直ストラット０６には、車両０１の大きな荷重が加わっている。そして、スピンドル０２にＺ回りのモーメントＭＺを負荷する場合には、第１および第２横方向ロッド０７を差動して、スピンドル取付体０４を垂直軸回りに回動している。この際に、垂直ストラット０６は互いに異なる方向に傾動して平行ではなくなるとともに、スピンドル取付体０４は揺動体０１１に対して捩じれ、平行リンクではなくなる。スピンドル取付体０４が揺動体０１１に対して捩じれている状態で、垂直ストラット０６に車両０１の重量が加わると、スピンドル取付体０４をさらに捩じる方向の力が生じる。そして、この捩じり力はステアリング角度が増大するとともに、増大するため、あまり大きなステアリング角度をとることは強度上できない。
【０００７】
また、ステアリング時には、垂直ストラット０６の端部の結合部に、こじる様な力が生じる。そして、この垂直ストラット０６には車両０１の大きな荷重が加わっており、あまり大きくこじると、垂直ストラット０６の端部の結合部が磨耗などで損傷するおそれがある。そのため、大きなステアリング角度をとることができない。
【０００８】
さらに、横方向ロッド０７や前後方向ロッド０８は、垂直ストラット０６の中間部を押すため、垂直ストラット０６に曲げモーメントが発生する。この垂直ストラット０６には車両０１の大きな荷重が加わっており、中間部が押されると座屈するおそれがある。そのため、垂直ストラット０６の強度を大きくする必要があり、重量が増大する。
【０００９】
そして、Ｙ回りのモーメントＭＹ（いわゆる制動モーメント）は、一対の垂直ストラット０６の差動により負荷しているが、前述のようにこの垂直ストラット０６には車両０１の大きな荷重が加わっているため、Ｙ回りのモーメントＭＹの微妙な制御が難しくなるとともに、垂直ストラット０６の端部の結合部に大きな力が加わり、磨耗などで結合部が損傷するおそれがある。
【００１０】
また、第３横方向ロッド０９でＸ回りのモーメント（いわゆるキャンバーモーメント）ＭＸを負荷すると、同時に横方向の力Ｙが発生する。また、横方向ロッド０７で横方向の力Ｙを負荷すると、同時にＸ回りのモーメントＭＸが発生する。そのため、Ｘ回りのモーメントＭＸの微妙な制御が難しくなる。
【００１１】
本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、ステアリング角度を大きくとることができる車両スピンドル荷重負荷装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両スピンドル荷重負荷装置は、車両スピンドルに荷重負荷を加える車両スピンドル荷重負荷装置において、下側傾動体（１３）と、この下側傾動体に略平行に配置される上側傾動体（３１）と、上端が前記上側傾動体に揺動可能に取り付けられ、かつ、下端が前記下側傾動体に揺動可能に取り付けられて、前記下側傾動体および上側傾動体とともに平行リンクを構成する３本の垂直ストラット（３２〜３４）と、前記スピンドルの軸線に略垂直で、かつ、略水平な方向に前記上側傾動体を駆動する前後方向駆動装置（６６）と、前記上側傾動体に略垂直な軸を中心として回動可能に取り付けられるとともに、前記車両スピンドルを支持するスピンドル支持装置（Ｓ）と、このスピンドル支持装置を前記スピンドルの軸線に略平行な方向に駆動する一対の横方向駆動装置（４８）と、前記下側傾動体を上下動させる上下動駆動装置（８）と、前記下側傾動体を前後方向の軸を中心として傾動させる傾動駆動装置（２１）とを備え、前記一対の横方向駆動装置の差動により、前記スピンドル支持装置が回動する。
【００１３】
そして、本発明の別の車両スピンドル荷重負荷装置は、下側傾動体と、この下側傾動体に略平行に配置される上側傾動体と、上端が前記上側傾動体に揺動可能に取り付けられ、かつ、下端が前記下側傾動体に揺動可能に取り付けられて、前記下側傾動体および上側傾動体とともに平行リンクを構成する３本の垂直ストラットと、前記スピンドルの軸線に略垂直で、かつ、略水平な方向に前記上側傾動体を駆動する前後方向駆動装置と、前記上側傾動体に略垂直な軸を中心として回動可能に取り付けられるとともに、前記車両スピンドルを支持するスピンドル支持装置と、このスピンドル支持装置を回動させる回動駆動装置と、前記下側傾動体を上下動させる上下動駆動装置と、前記下側傾動体を前後方向の軸を中心として傾動させる傾動駆動装置とを備えている。
【００１４】
また、スピンドル支持装置が、前記上側傾動体に回動可能に取り付けられる回動体（３６）と、この回動体に取り付けられているとともに前記スピンドルの軸線に略平行な軸を中心として回転可能なスピンドル取付体（４１）とを具備していることがある。
【００１５】
さらに、スピンドル取付体にトルクを負荷するブレーキ負荷装置（７６，８１，８２，８４）を備えていることがある。
【００１６】
そして、ブレーキ負荷装置が、ブレーキ負荷リンクを具備しており、このブレーキ負荷リンクは、その中央部が前記上側傾動体に回動可能に取り付けられているとともに、一端がスピンドル取付体に連結され、他端がブレーキロッドを介してブレーキ用駆動装置により駆動されており、かつ、前記前後方向駆動装置が前記上側傾動体を駆動した際に、上側傾動体とともに前記ブレーキロッドを同期して同時に駆動する同期リンク機構（７２〜７４）が設けられていることがある。
【００１７】
また、スピンドル支持装置が、前記上側傾動体に回動可能に取り付けられる回動体（９２）と、この回動体の上側に設けられた載置面（９１）とを具備しており、この載置面に前記スピンドルに取り付けられたタイヤ（９６）が載置されることがある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明における車両スピンドル荷重負荷装置の実施の一形態を説明する。図１は本発明の実施の形態の車両スピンドル荷重負荷装置の斜視図である。図２は車両スピンドル荷重負荷装置の要部の正面図である。図３は車両スピンドル荷重負荷装置の要部の側面図である。図４は制動モーメントおよび前後方向の力の負荷を説明するための説明図である。図５は車両スピンドル荷重負荷装置の変形例の説明図である。
【００１９】
図１において、車両スピンドル荷重負荷装置のベース１には、一対の支持ブラケット２および２台の支持台３，４が立設している。一対の支持ブラケット２に掛け渡された回動軸２ａは前後方向に延在しており、この回動軸２ａにベルクランク６が回動可能に取り付けられている。図２において、このベルクランク６の一端には、上下動駆動装置としての伸縮駆動装置である油圧シリンダ装置８のピストンロッド９が取り付けられている。また、油圧シリンダ装置８のシリンダ１１は支持台３に取り付けられており、油圧シリンダ装置８が伸縮すると、ベルクランク６が回動軸２ａを中心として回動する。
【００２０】
ベルクランク６の他端には、下側傾動体である下側傾動板１３が、前後方向に延在する傾動軸１４を中心として傾動可能に取り付けられており、ベルクランク６が回動すると、下側傾動板１３が上下動する。
【００２１】
下側傾動板１３の下部は下方に突出し突出部１３ａが形成されている。また、回動軸２ａから下方にリンク１６が回動可能に垂れ下がっている。そして、リンク１６の下端部と突出部１３ａの下端部とがリンク１７で連結されて、ベルクランク６、下側傾動板１３の突出部１３ａおよびリンク１６，１７で平行リンクが構成されている。そして、リンク１６とリンク１７との連結部に、傾動駆動装置としての伸縮駆動装置である油圧シリンダ装置２１のピストンロッド２２が取り付けられている。また、油圧シリンダ装置２１のシリンダ２３は支持台３に取り付けられており、油圧シリンダ装置２１が伸縮すると、リンク１７を介して、下側傾動板１３が傾動軸１４を中心として回動する。なお、この下側傾動板１３の水平面に対する傾動角度は、油圧シリンダ装置８が作動しても、ベルクランク６、下側傾動板１３の突出部１３ａおよびリンク１６，１７で平行リンクを構成しているため、維持される。
【００２２】
下側傾動板１３の上方には、上側傾動体として上側傾動板３１が下側傾動板１３に略平行に配置されている。そして、下側傾動板１３と上側傾動板３１との間には、３本の垂直ストラット３２，３３，３４が揺動可能に取り付けられている。この垂直ストラット３２，３３，３４は略同じ長さであり、下側傾動板１３、上側傾動板３１および垂直ストラット３２，３３，３４で、平行リンクを構成している。したがって、下側傾動板１３が上下動すると、同期して上側傾動板３１が上下動し、また、下側傾動板１３が傾動すると、同期して上側傾動板３１が傾動する。なお、垂直ストラット３２，３３，３４は、３本の内２本が同一平面にあり、他の１本がこの平面の外にある。
【００２３】
上側傾動板３１の上側には、回動体３６がクロスベアリング３７（図４参照）を介して回動可能に設けられており、回動体３６は、上側傾動板３１に対して略垂直な軸を中心として回動することができる。この回動体３６の上部には、リング状の外側リング３８が一体に設けられており、この外側リング３８の内側に、ベアリング３９（図４参照）を介して、内側リング４１が回転可能に設けられている。この内側リング４１に、６分力計を介して試験体すなわち車両のスピンドルが取り付けられており、内側リング４１はスピンドル取付体として機能し、スピンドルの軸線を略中心として回動する。そして、前述の回動体３６、ベアリング３７、外側リング３８、ベアリング３９および内側リング４１が、スピンドル支持装置Ｓを構成する。
【００２４】
外側リング３８の下部の前後（図３においては左右）両側には、下方に突出する突出部４３が設けられ、この突出部４３に各々横方向ロッド４４が揺動可能に取り付けられている。この横方向ロッド４４の他端は、ベルクランク４６の一端に揺動可能に連結されている。このベルクランク４６は、支持台３の上端に回動軸４７を中心として回動可能に取り付けられている。この回動軸４７は前後方向に延在している。また、ベルクランク４６の他端には、横方向駆動装置としての伸縮駆動装置である油圧シリンダ装置４８のピストンロッド４９が取り付けられている。また、油圧シリンダ装置４８のシリンダ５１はベース１に取り付けられており、油圧シリンダ装置４８が伸縮すると、ベルクランク４６が回動軸４７を中心として回動し、横方向ロッド４４を横方向に移動させる。この一対の横方向ロッド４４が同時に同じ方向に移動すると、スピンドル支持装置Ｓおよび上側傾動板３１が、横方向（図２において左右方向）に移動する。一方、一対の横方向ロッド４４が同時に異なる方向に移動し差動すると、スピンドル支持装置Ｓは上側傾動板３１に対して回動し、ステアリングを行う。このステアリングの角度は、従来例よりも大きく、たとえば、約±３０°である。
【００２５】
上側傾動板３１の前側または後側の一方（図３においては左側で、支持台４の配置側）には、前後方向ロッド６１が揺動可能に取り付けられている。この前後方向ロッド６１は二股形状をしており、上側傾動板３１の垂直軸回りの回動を阻止すべく拘束している。また、前後方向ロッド６１の他端は、ベルクランク６２の一端に揺動可能に連結されている。このベルクランク６２は、支持台４の上端に回動軸６３を中心として回動可能に取り付けられている。この回動軸６３は横方向（スピンドルの軸線に略平行な方向）に延在している。また、ベルクランク６２の他端には、前後方向駆動装置としての伸縮駆動装置である油圧シリンダ装置６６のピストンロッド６７が取り付けられている。また、油圧シリンダ装置６６のシリンダ６８はベース１に取り付けられており、油圧シリンダ装置６６が伸縮すると、ベルクランク６２が回動軸６３を中心として回動し、前後方向ロッド６１を前後方向に移動させる。すると、上側傾動板３１が、前後方向（図３において左右方向）に移動する。
【００２６】
図４において、上記ベルクランク６２と前後方向ロッド６１との連結軸７１には、ブレーキ用ベルクランク７２が回動可能に取り付けられている。また、ベルクランク６２の回動軸６３にはリンク７３が回動可能に取り付けられ、ブレーキ用ベルクランク７２の一端がこのリンク７３の他端とリンク７４で連結されている。そして、ベルクランク６２、ブレーキ用ベルクランク７２およびリンク７３，７４で平行リンクが構成されている。また、リンク７３の他端には、ブレーキ用駆動装置としての伸縮駆動装置である油圧シリンダ装置７６のピストンロッド７７が取り付けられている。また、油圧シリンダ装置７６のシリンダ７８はベース１に取り付けられており、油圧シリンダ装置７６が伸縮すると、リンク７３，７４を介して、ブレーキ用ベルクランク７２が連結軸７１を中心として回動する。このブレーキ用ベルクランク７２の他端には、ブレーキロッド８１が取り付けられており、このブレーキロッド８１は前後方向に延在し、他端がブレーキ負荷リンク８２に揺動可能に取り付けられている。ブレーキ負荷リンク８２は、中央部が上側傾動板３１に取付軸８３を中心として回動可能に取り付けられているとともに、他端が第２リンク８４を介して内側リング４１に連結している。なお取付軸８３は横方向に延在している。そして、ブレーキ用ベルクランク７２が回動すると、ブレーキロッド８１が前後動し、ブレーキ負荷リンク８２が取付軸８３を中心として回動し、第２リンク８４を介して、内側リング４１をスピンドルの軸線回りに回転させる。内側リング４１の回転角度は、比較的小角度（９０°以下）で、たとえば、約±１５°である。
【００２７】
上記油圧シリンダ装置８，２１，４８，６６，７６は図示しない制御装置で制御される。また、内側リング４１には６分力計を介してスピンドルが取り付けられ、この６分力計の計測値は上記制御装置に入力される。
【００２８】
この様に構成されている実施の形態の車両スピンドル荷重負荷装置で、下記の６軸の負荷を加える際の作動を説明する。
（１）前後方向の力Ｘを加える場合。
油圧シリンダ装置６６を稼働し、ピストンロッド６７を伸縮させる。すると、ベルクランク６２が回動し、前後方向ロッド６１を前後方向に移動させ、それに伴って、上側傾動板３１およびスピンドル支持装置Ｓが前後方向に移動する。これにより、スピンドルに前後方向の力Ｘが加わる。この際、ブレーキ用ベルクランク７２、リンク７３，７４およびベルクランク６２が、同期リンク機構としての平行リンクを構成しており、ブレーキロッド８１を前後方向ロッド６１に同期させて同時に移動させており、Ｙ回りのモーメントＭＹの発生を極力防止している。
【００２９】
（２）Ｘ回りのモーメント（いわゆるキャンバーモーメント）ＭＸを加える場合。
油圧シリンダ装置２１を稼働し、ピストンロッド２２を伸縮させる。すると、リンク１７を介して下側傾動板１３が傾動し、この傾動に伴って、垂直ストラット３２，３３，３４を介して上側傾動板３１が傾動する。そして、スピンドル支持装置Ｓが前後方向の回りに傾斜運動をする。これにより、スピンドルにＸ回りのモーメントＭＸが加わる。
【００３０】
（３）横方向（スピンドルの軸方向）の力Ｙを加える場合。
一対の油圧シリンダ装置４８を稼働し、一対のピストンロッド４９を同じ方向に伸縮させる。すると、ベルクランク４６が回動し、横方向ロッド４４を横方向に移動させ、それに伴って、上側傾動板３１およびスピンドル支持装置Ｓが横方向に移動する。これにより、スピンドルに横方向の力Ｙが加わる。
【００３１】
（４）Ｙ回りのモーメント（いわゆる制動モーメント）ＭＹを加える場合。
油圧シリンダ装置７６を稼働し、ピストンロッド７７を伸縮させる。すると、リンク７４を介してブレーキ用ベルクランク７２が回動し、この回動に伴って、ブレーキロッド８１が前後方向に移動する。そして、このブレーキロッド８１の前後方向の移動により、ブレーキ負荷リンク８２が取付軸８３を中心として回動し、第２リンク８４を介して内側リング４１を回転させる。これにより、スピンドルにＹ回りのモーメントＭＹが加わる。
【００３２】
（５）上下方向（いわゆる垂直方向）の力Ｚを加える場合。
油圧シリンダ装置８を稼働し、ピストンロッド９を伸縮させる。すると、ベルクランク６が回動し、下側傾動板１３を上下方向に移動させ、それに伴って、上側傾動板３１およびスピンドル支持装置Ｓが上下方向に移動する。これにより、スピンドルに上下方向の力Ｚが加わる。この際、ベルクランク６、下側傾動板１３の突出部１３ａおよびリンク１６，１７が平行リンクを構成しており、下側傾動板１３が傾動することを極力防止している。そのため、上下方向の力Ｚを加えた際に、Ｘ回りのモーメント（いわゆるキャンバーモーメント）ＭＸに影響を与えることを極力防止することができる。
【００３３】
（６）Ｚ回りのモーメント（いわゆるステアリングモーメント）ＭＺを加える場合。
一対の油圧シリンダ装置４８を稼働し、一対のピストンロッド４９を互いに異なる方向に伸縮させて差動させる。すると、ベルクランク４６が回動し、横方向ロッド４４を横方向に、かつ互いに異なる向きに移動させる。それに伴って、回動体３６すなわちスピンドル支持装置Ｓが、上下方向の回りに回動する。これにより、スピンドルにＺ回りのモーメントＭＺが加わる。したがって、一対の油圧シリンダ装置４８は、スピンドル支持装置Ｓを回動させる回動駆動装置として機能している。また、車両スピンドル荷重負荷装置の中立状態では、ブレーキ負荷リンク８２と第２リンク８４との連結部が、内側リング４１の下方でかつ一対の横方向ロッド４４の略真ん中に位置しているため、ブレーキを切った状態（ブレーキ負荷リンク８２を回動した状態）で、ステアリング（横方向ロッド４４の差動）を行っても、ブレーキ力に影響を与えることを極力防止している。
【００３４】
前述のように、この実施の形態では、スピンドル支持装置Ｓに取り付けられたスピンドルに６自由度の力を加えることが可能である。
また、Ｚ回りのモーメントＭＺを加える際に、上側傾動板３１は移動しないため、上側傾動板３１、垂直ストラット３２，３３，３４および下側傾動板１３で構成されている平行リンクが潰れることはない。したがって、大きなステアリング角度をとることができる。
さらに、車両の大きな荷重がかかる垂直ストラット３２，３３，３４の中間部には、横から力が加わらないので、垂直ストラット３２，３３，３４に曲げモーメントが発生することを極力防止することができる。
そして、Ｙ回りのモーメントＭＹを加えるブレーキロッド８１やブレーキ負荷リンク８２には、車両の荷重が加わっていないため、制動モーメントの高精度の制御を行うことができる。
また、横方向ロッド４４と外側リング３８との連結部である突出部４３は、外側リング３８の下側に配置されているので、横方向ロッド４４と外側リング３８とが互いに干渉することを極力防止することができる。
【００３５】
次に変形例を説明する。車両スピンドル荷重負荷装置の内側リング４１とブレーキ負荷リンク８２との連結を解除して、内側リング４１を回転自在とすることも可能である。この場合には、内側リング４１に取り付けられているスピンドルも回転自在となる。そして、ダイナモなどの回転負荷装置を取り付けて、低速回転負荷をスピンドルに加えることも可能である。
【００３６】
また、図５に図示するように、図４の回動体３６に代えて、載置面９１を具備する回動体９２とすることも可能である。この回動体９２がスピンドル支持装置Ｓを構成するとともに、図１に図示する回動体３６と同様に横方向ロッド４４が連結されており、Ｚ回りのモーメントＭＺおよび横方向の力Ｙを受けることができる。そして、回動体９２の載置面９１上に、スピンドルに取り付けられたタイヤ９６が載る。この場合には、車両スピンドル荷重負荷装置は、タイヤ９６に５自由度の力を加えることができる。
【００３７】
なお、前後方向駆動装置、横方向駆動装置、上下動駆動装置および傾動駆動装置などは油圧シリンダ装置である必要は必ずしもない。スピンドル支持装置Ｓの構造は適宜変更可能である。垂直ストラットの本数は少なくとも３本あれば良く、４本以上でも可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、車両スピンドルを支持するスピンドル支持装置は、上側傾動体に回動可能に取り付けられており、この上側傾動体は３本の垂直ストラットおよび下側傾動体とともに平行リンクを構成し、下側傾動体が上下および傾動されるので、スピンドル支持装置を回動することによりステアリングモーメントを車両スピンドルに加えることができる。その際に、上側傾動体を下側傾動体に対して捩じるような力は発生しておらず、垂直ストラットなどに無理な力が加わらないため、ステアリング角度を大きくとることができる。
また、下側傾動体の傾動により、キャンバーモーメントを負荷しており、キャンバーモーメントを負荷する際に、スピンドルに加わる横方向の力に殆ど影響を与えない。したがって、キャンバーモーメントおよび横方向の力の制御を精度よく行うことができる。
さらに、前後方向の力は上側傾動体に加わっており、垂直ストラットに曲げモーメントが加わることを極力防止することができる。したがって、垂直ストラットに座屈などの損傷が発生することを極力防止することができる。
【００３９】
そして、スピンドル取付体を回転することにより、スピンドルに制動モーメントを負荷することができるので、垂直ストラットを差動させて制動モーメントを負荷させる場合に比して、高精度の制御を行うことができる。
【００４０】
また、同期リンク機構が、前後方向駆動装置の駆動時に、上側傾動体とともにブレーキロッドを同期して同時に駆動しているので、上側傾動体を前後方向に駆動した際に、垂直ストラットに加わる制動モーメントに影響を与えることを極力防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態の車両スピンドル荷重負荷装置の斜視図である。
【図２】図２は車両スピンドル荷重負荷装置の要部の正面図である。
【図３】図３は車両スピンドル荷重負荷装置の要部の側面図である。
【図４】図４は制動モーメントおよび前後方向の力の負荷を説明するための説明図である。
【図５】図５は車両スピンドル荷重負荷装置の変形例の説明図である。
【図６】図６は従来の車両スピンドル荷重負荷装置の斜視図である。
【符号の説明】
Ｓ スピンドル支持装置
８ 油圧シリンダ装置（上下動駆動装置）
１３ 下側傾動板（下側傾動体）
２１ 油圧シリンダ装置（傾動駆動装置）
３１ 上側傾動板（上側傾動体）
３２ 垂直ストラット
３３ 垂直ストラット
３４ 垂直ストラット
３６ 回動体
４１ 内側リング（スピンドル取付体）
４８ 油圧シリンダ装置（横方向駆動装置、回動駆動装置）
６２ ベルクランク（同期リンク機構）
６６ 油圧シリンダ装置（前後方向駆動装置）
７２ ブレーキ用ベルクランク（同期リンク機構）
７３ リンク（同期リンク機構）
７４ リンク（同期リンク機構）
７６ 油圧シリンダ装置（ブレーキ用駆動装置、ブレーキ負荷装置）
８１ ブレーキロッド（ブレーキ負荷装置）
８２ ブレーキ負荷リンク（ブレーキ負荷装置）
８４ 第２リンク（ブレーキ負荷装置）
９１ 載置面
９２ 回動体
９６ タイヤ
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のサスペンションの強度や特性の評価などの車両試験の際に、車両スピンドルに荷重負荷を加える車両スピンドル荷重負荷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両スピンドルに加える負荷には、次のＸ、ＭＸ、Ｙ、ＭＹ、ＺおよびＭＺの計６軸の負荷が考えられる。
Ｘ：車両の長手方向（スピンドルの軸線に対して垂直でかつ水平な方向）の力（すなわち前後方向の力）
ＭＸ：Ｘ回りのモーメント（いわゆるキャンバーモーメント）
Ｙ：横方向（スピンドルの軸方向）の力
ＭＹ：Ｙ回りのモーメント（いわゆる制動モーメント）
Ｚ：上下方向（いわゆる垂直方向）の力
ＭＺ：Ｚ回りのモーメント（いわゆるステアリングモーメント）
なお、この明細書では、車両の長手方向を略前後方向、スピンドルの軸線方向を略横方向としており、上下方向、前後方向および横方向の３方向は互いに直交している。
そして、従来の車両スピンドル荷重負荷装置は上下方向の力（Ｚ）、長手方向の力（Ｘ）、横方向の力（Ｙ）および制動モーメント（ＭＹ）を車両のスピンドルに加えることができるが、６軸の負荷の全てを加えることができるものは少ない。
【０００３】
ところで、自動車メーカでは、近年、コンピュータを使った仮想評価で問題点の前出しを行う傾向がある。これを行うには、テストコースでの実走試験、試験機による試験および仮想試験の間で、評価の整合性を保つ必要がある。そのために、スピンドルに取り付けた６分力計の計測値を基準として、評価を行いたいという提案がある。６自由度の力を制御するには、６自由度の力すなわち６軸の負荷を加えることが可能な車両スピンドル荷重負荷装置が必要となる。
【０００４】
この様な車両スピンドル荷重負荷装置の従来例としては、米国特許第６，２５７，０５５号に示されたものがある。この米国特許第６，２５７，０５５号の車両スピンドル荷重負荷装置を、図６を用いて説明する。図６は従来の車両スピンドル荷重負荷装置の斜視図である。
【０００５】
車両０１のスピンドル０２は、車両スピンドル荷重負荷装置０３のスピンドル取付体０４に取り付けられる。（１）スピンドル取付体０４は、前後一対の垂直ストラット０６により上下動しており、この上下動により、上下方向の力Ｚがスピンドル０２に負荷される。（２）各垂直ストラット０６の中間部分に横方向ロッド０７が取り付けられ、この前後一対の第１および第２横方向ロッド０７の差動により、Ｚ回りのモーメントＭＺがスピンドル０２に負荷される。（３）前側垂直ストラット０６の中間部分に前後方向ロッド０８が取り付けられ、この前後方向ロッド０８により、前後方向の力Ｘがスピンドル０２に負荷される。（４）スピンドル取付体０４の下端部に第３横方向ロッド０９が取り付けられ、この第３横方向ロッド０９により、Ｘ回りのモーメントＭＸがスピンドル０２に負荷される。（５）前後一対の第１および第２横方向ロッド０７の同期運動により、横方向の力Ｙがスピンドル０２に負荷される。（６）前後一対の垂直ストラット０６の差動により、Ｙ回りのモーメントＭＹがスピンドル０２に負荷される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一対の垂直ストラット０６の下端部同士は、揺動体０１１で連結されており、スピンドル０２がステアリングされていない中立（ニュートラル）の状態では、スピンドル取付体０４、垂直ストラット０６および揺動体０１１は平行リンクを構成している。また、垂直ストラット０６には、車両０１の大きな荷重が加わっている。そして、スピンドル０２にＺ回りのモーメントＭＺを負荷する場合には、第１および第２横方向ロッド０７を差動して、スピンドル取付体０４を垂直軸回りに回動している。この際に、垂直ストラット０６は互いに異なる方向に傾動して平行ではなくなるとともに、スピンドル取付体０４は揺動体０１１に対して捩じれ、平行リンクではなくなる。スピンドル取付体０４が揺動体０１１に対して捩じれている状態で、垂直ストラット０６に車両０１の重量が加わると、スピンドル取付体０４をさらに捩じる方向の力が生じる。そして、この捩じり力はステアリング角度が増大するとともに、増大するため、あまり大きなステアリング角度をとることは強度上できない。
【０００７】
また、ステアリング時には、垂直ストラット０６の端部の結合部に、こじる様な力が生じる。そして、この垂直ストラット０６には車両０１の大きな荷重が加わっており、あまり大きくこじると、垂直ストラット０６の端部の結合部が磨耗などで損傷するおそれがある。そのため、大きなステアリング角度をとることができない。
【０００８】
さらに、横方向ロッド０７や前後方向ロッド０８は、垂直ストラット０６の中間部を押すため、垂直ストラット０６に曲げモーメントが発生する。この垂直ストラット０６には車両０１の大きな荷重が加わっており、中間部が押されると座屈するおそれがある。そのため、垂直ストラット０６の強度を大きくする必要があり、重量が増大する。
【０００９】
そして、Ｙ回りのモーメントＭＹ（いわゆる制動モーメント）は、一対の垂直ストラット０６の差動により負荷しているが、前述のようにこの垂直ストラット０６には車両０１の大きな荷重が加わっているため、Ｙ回りのモーメントＭＹの微妙な制御が難しくなるとともに、垂直ストラット０６の端部の結合部に大きな力が加わり、磨耗などで結合部が損傷するおそれがある。
【００１０】
また、第３横方向ロッド０９でＸ回りのモーメント（いわゆるキャンバーモーメント）ＭＸを負荷すると、同時に横方向の力Ｙが発生する。また、横方向ロッド０７で横方向の力Ｙを負荷すると、同時にＸ回りのモーメントＭＸが発生する。そのため、Ｘ回りのモーメントＭＸの微妙な制御が難しくなる。
【００１１】
本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、ステアリング角度を大きくとることができる車両スピンドル荷重負荷装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両スピンドル荷重負荷装置は、車両スピンドルに荷重負荷を加える車両スピンドル荷重負荷装置において、下側傾動体（１３）と、この下側傾動体に略平行に配置される上側傾動体（３１）と、上端が前記上側傾動体に揺動可能に取り付けられ、かつ、下端が前記下側傾動体に揺動可能に取り付けられて、前記下側傾動体および上側傾動体とともに平行リンクを構成する３本の垂直ストラット（３２〜３４）と、前記スピンドルの軸線に略垂直で、かつ、略水平な方向に前記上側傾動体を駆動する前後方向駆動装置（６６）と、前記上側傾動体に略垂直な軸を中心として回動可能に取り付けられるとともに、前記車両スピンドルを支持するスピンドル支持装置（Ｓ）と、このスピンドル支持装置を前記スピンドルの軸線に略平行な方向に駆動する一対の横方向駆動装置（４８）と、前記下側傾動体を上下動させる上下動駆動装置（８）と、前記下側傾動体を前後方向の軸を中心として傾動させる傾動駆動装置（２１）とを備え、前記一対の横方向駆動装置の差動により、前記スピンドル支持装置が回動する。
【００１３】
そして、本発明の別の車両スピンドル荷重負荷装置は、下側傾動体と、この下側傾動体に略平行に配置される上側傾動体と、上端が前記上側傾動体に揺動可能に取り付けられ、かつ、下端が前記下側傾動体に揺動可能に取り付けられて、前記下側傾動体および上側傾動体とともに平行リンクを構成する３本の垂直ストラットと、前記スピンドルの軸線に略垂直で、かつ、略水平な方向に前記上側傾動体を駆動する前後方向駆動装置と、前記上側傾動体に略垂直な軸を中心として回動可能に取り付けられるとともに、前記車両スピンドルを支持するスピンドル支持装置と、このスピンドル支持装置を回動させる回動駆動装置と、前記下側傾動体を上下動させる上下動駆動装置と、前記下側傾動体を前後方向の軸を中心として傾動させる傾動駆動装置とを備えている。
【００１４】
また、スピンドル支持装置が、前記上側傾動体に回動可能に取り付けられる回動体（３６）と、この回動体に取り付けられているとともに前記スピンドルの軸線に略平行な軸を中心として回転可能なスピンドル取付体（４１）とを具備していることがある。
【００１５】
さらに、スピンドル取付体にトルクを負荷するブレーキ負荷装置（７６，８１，８２，８４）を備えていることがある。
【００１６】
そして、ブレーキ負荷装置が、ブレーキ負荷リンクを具備しており、このブレーキ負荷リンクは、その中央部が前記上側傾動体に回動可能に取り付けられているとともに、一端がスピンドル取付体に連結され、他端がブレーキロッドを介してブレーキ用駆動装置により駆動されており、かつ、前記前後方向駆動装置が前記上側傾動体を駆動した際に、上側傾動体とともに前記ブレーキロッドを同期して同時に駆動する同期リンク機構（７２〜７４）が設けられていることがある。
【００１７】
また、スピンドル支持装置が、前記上側傾動体に回動可能に取り付けられる回動体（９２）と、この回動体の上側に設けられた載置面（９１）とを具備しており、この載置面に前記スピンドルに取り付けられたタイヤ（９６）が載置されることがある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明における車両スピンドル荷重負荷装置の実施の一形態を説明する。図１は本発明の実施の形態の車両スピンドル荷重負荷装置の斜視図である。図２は車両スピンドル荷重負荷装置の要部の正面図である。図３は車両スピンドル荷重負荷装置の要部の側面図である。図４は制動モーメントおよび前後方向の力の負荷を説明するための説明図である。図５は車両スピンドル荷重負荷装置の変形例の説明図である。
【００１９】
図１において、車両スピンドル荷重負荷装置のベース１には、一対の支持ブラケット２および２台の支持台３，４が立設している。一対の支持ブラケット２に掛け渡された回動軸２ａは前後方向に延在しており、この回動軸２ａにベルクランク６が回動可能に取り付けられている。図２において、このベルクランク６の一端には、上下動駆動装置としての伸縮駆動装置である油圧シリンダ装置８のピストンロッド９が取り付けられている。また、油圧シリンダ装置８のシリンダ１１は支持台３に取り付けられており、油圧シリンダ装置８が伸縮すると、ベルクランク６が回動軸２ａを中心として回動する。
【００２０】
ベルクランク６の他端には、下側傾動体である下側傾動板１３が、前後方向に延在する傾動軸１４を中心として傾動可能に取り付けられており、ベルクランク６が回動すると、下側傾動板１３が上下動する。
【００２１】
下側傾動板１３の下部は下方に突出し突出部１３ａが形成されている。また、回動軸２ａから下方にリンク１６が回動可能に垂れ下がっている。そして、リンク１６の下端部と突出部１３ａの下端部とがリンク１７で連結されて、ベルクランク６、下側傾動板１３の突出部１３ａおよびリンク１６，１７で平行リンクが構成されている。そして、リンク１６とリンク１７との連結部に、傾動駆動装置としての伸縮駆動装置である油圧シリンダ装置２１のピストンロッド２２が取り付けられている。また、油圧シリンダ装置２１のシリンダ２３は支持台３に取り付けられており、油圧シリンダ装置２１が伸縮すると、リンク１７を介して、下側傾動板１３が傾動軸１４を中心として回動する。なお、この下側傾動板１３の水平面に対する傾動角度は、油圧シリンダ装置８が作動しても、ベルクランク６、下側傾動板１３の突出部１３ａおよびリンク１６，１７で平行リンクを構成しているため、維持される。
【００２２】
下側傾動板１３の上方には、上側傾動体として上側傾動板３１が下側傾動板１３に略平行に配置されている。そして、下側傾動板１３と上側傾動板３１との間には、３本の垂直ストラット３２，３３，３４が揺動可能に取り付けられている。この垂直ストラット３２，３３，３４は略同じ長さであり、下側傾動板１３、上側傾動板３１および垂直ストラット３２，３３，３４で、平行リンクを構成している。したがって、下側傾動板１３が上下動すると、同期して上側傾動板３１が上下動し、また、下側傾動板１３が傾動すると、同期して上側傾動板３１が傾動する。なお、垂直ストラット３２，３３，３４は、３本の内２本が同一平面にあり、他の１本がこの平面の外にある。
【００２３】
上側傾動板３１の上側には、回動体３６がクロスベアリング３７（図４参照）を介して回動可能に設けられており、回動体３６は、上側傾動板３１に対して略垂直な軸を中心として回動することができる。この回動体３６の上部には、リング状の外側リング３８が一体に設けられており、この外側リング３８の内側に、ベアリング３９（図４参照）を介して、内側リング４１が回転可能に設けられている。この内側リング４１に、６分力計を介して試験体すなわち車両のスピンドルが取り付けられており、内側リング４１はスピンドル取付体として機能し、スピンドルの軸線を略中心として回動する。そして、前述の回動体３６、ベアリング３７、外側リング３８、ベアリング３９および内側リング４１が、スピンドル支持装置Ｓを構成する。
【００２４】
外側リング３８の下部の前後（図３においては左右）両側には、下方に突出する突出部４３が設けられ、この突出部４３に各々横方向ロッド４４が揺動可能に取り付けられている。この横方向ロッド４４の他端は、ベルクランク４６の一端に揺動可能に連結されている。このベルクランク４６は、支持台３の上端に回動軸４７を中心として回動可能に取り付けられている。この回動軸４７は前後方向に延在している。また、ベルクランク４６の他端には、横方向駆動装置としての伸縮駆動装置である油圧シリンダ装置４８のピストンロッド４９が取り付けられている。また、油圧シリンダ装置４８のシリンダ５１はベース１に取り付けられており、油圧シリンダ装置４８が伸縮すると、ベルクランク４６が回動軸４７を中心として回動し、横方向ロッド４４を横方向に移動させる。この一対の横方向ロッド４４が同時に同じ方向に移動すると、スピンドル支持装置Ｓおよび上側傾動板３１が、横方向（図２において左右方向）に移動する。一方、一対の横方向ロッド４４が同時に異なる方向に移動し差動すると、スピンドル支持装置Ｓは上側傾動板３１に対して回動し、ステアリングを行う。このステアリングの角度は、従来例よりも大きく、たとえば、約±３０°である。
【００２５】
上側傾動板３１の前側または後側の一方（図３においては左側で、支持台４の配置側）には、前後方向ロッド６１が揺動可能に取り付けられている。この前後方向ロッド６１は二股形状をしており、上側傾動板３１の垂直軸回りの回動を阻止すべく拘束している。また、前後方向ロッド６１の他端は、ベルクランク６２の一端に揺動可能に連結されている。このベルクランク６２は、支持台４の上端に回動軸６３を中心として回動可能に取り付けられている。この回動軸６３は横方向（スピンドルの軸線に略平行な方向）に延在している。また、ベルクランク６２の他端には、前後方向駆動装置としての伸縮駆動装置である油圧シリンダ装置６６のピストンロッド６７が取り付けられている。また、油圧シリンダ装置６６のシリンダ６８はベース１に取り付けられており、油圧シリンダ装置６６が伸縮すると、ベルクランク６２が回動軸６３を中心として回動し、前後方向ロッド６１を前後方向に移動させる。すると、上側傾動板３１が、前後方向（図３において左右方向）に移動する。
【００２６】
図４において、上記ベルクランク６２と前後方向ロッド６１との連結軸７１には、ブレーキ用ベルクランク７２が回動可能に取り付けられている。また、ベルクランク６２の回動軸６３にはリンク７３が回動可能に取り付けられ、ブレーキ用ベルクランク７２の一端がこのリンク７３の他端とリンク７４で連結されている。そして、ベルクランク６２、ブレーキ用ベルクランク７２およびリンク７３，７４で平行リンクが構成されている。また、リンク７３の他端には、ブレーキ用駆動装置としての伸縮駆動装置である油圧シリンダ装置７６のピストンロッド７７が取り付けられている。また、油圧シリンダ装置７６のシリンダ７８はベース１に取り付けられており、油圧シリンダ装置７６が伸縮すると、リンク７３，７４を介して、ブレーキ用ベルクランク７２が連結軸７１を中心として回動する。このブレーキ用ベルクランク７２の他端には、ブレーキロッド８１が取り付けられており、このブレーキロッド８１は前後方向に延在し、他端がブレーキ負荷リンク８２に揺動可能に取り付けられている。ブレーキ負荷リンク８２は、中央部が上側傾動板３１に取付軸８３を中心として回動可能に取り付けられているとともに、他端が第２リンク８４を介して内側リング４１に連結している。なお取付軸８３は横方向に延在している。そして、ブレーキ用ベルクランク７２が回動すると、ブレーキロッド８１が前後動し、ブレーキ負荷リンク８２が取付軸８３を中心として回動し、第２リンク８４を介して、内側リング４１をスピンドルの軸線回りに回転させる。内側リング４１の回転角度は、比較的小角度（９０°以下）で、たとえば、約±１５°である。
【００２７】
上記油圧シリンダ装置８，２１，４８，６６，７６は図示しない制御装置で制御される。また、内側リング４１には６分力計を介してスピンドルが取り付けられ、この６分力計の計測値は上記制御装置に入力される。
【００２８】
この様に構成されている実施の形態の車両スピンドル荷重負荷装置で、下記の６軸の負荷を加える際の作動を説明する。
（１）前後方向の力Ｘを加える場合。
油圧シリンダ装置６６を稼働し、ピストンロッド６７を伸縮させる。すると、ベルクランク６２が回動し、前後方向ロッド６１を前後方向に移動させ、それに伴って、上側傾動板３１およびスピンドル支持装置Ｓが前後方向に移動する。これにより、スピンドルに前後方向の力Ｘが加わる。この際、ブレーキ用ベルクランク７２、リンク７３，７４およびベルクランク６２が、同期リンク機構としての平行リンクを構成しており、ブレーキロッド８１を前後方向ロッド６１に同期させて同時に移動させており、Ｙ回りのモーメントＭＹの発生を極力防止している。
【００２９】
（２）Ｘ回りのモーメント（いわゆるキャンバーモーメント）ＭＸを加える場合。
油圧シリンダ装置２１を稼働し、ピストンロッド２２を伸縮させる。すると、リンク１７を介して下側傾動板１３が傾動し、この傾動に伴って、垂直ストラット３２，３３，３４を介して上側傾動板３１が傾動する。そして、スピンドル支持装置Ｓが前後方向の回りに傾斜運動をする。これにより、スピンドルにＸ回りのモーメントＭＸが加わる。
【００３０】
（３）横方向（スピンドルの軸方向）の力Ｙを加える場合。
一対の油圧シリンダ装置４８を稼働し、一対のピストンロッド４９を同じ方向に伸縮させる。すると、ベルクランク４６が回動し、横方向ロッド４４を横方向に移動させ、それに伴って、上側傾動板３１およびスピンドル支持装置Ｓが横方向に移動する。これにより、スピンドルに横方向の力Ｙが加わる。
【００３１】
（４）Ｙ回りのモーメント（いわゆる制動モーメント）ＭＹを加える場合。
油圧シリンダ装置７６を稼働し、ピストンロッド７７を伸縮させる。すると、リンク７４を介してブレーキ用ベルクランク７２が回動し、この回動に伴って、ブレーキロッド８１が前後方向に移動する。そして、このブレーキロッド８１の前後方向の移動により、ブレーキ負荷リンク８２が取付軸８３を中心として回動し、第２リンク８４を介して内側リング４１を回転させる。これにより、スピンドルにＹ回りのモーメントＭＹが加わる。
【００３２】
（５）上下方向（いわゆる垂直方向）の力Ｚを加える場合。
油圧シリンダ装置８を稼働し、ピストンロッド９を伸縮させる。すると、ベルクランク６が回動し、下側傾動板１３を上下方向に移動させ、それに伴って、上側傾動板３１およびスピンドル支持装置Ｓが上下方向に移動する。これにより、スピンドルに上下方向の力Ｚが加わる。この際、ベルクランク６、下側傾動板１３の突出部１３ａおよびリンク１６，１７が平行リンクを構成しており、下側傾動板１３が傾動することを極力防止している。そのため、上下方向の力Ｚを加えた際に、Ｘ回りのモーメント（いわゆるキャンバーモーメント）ＭＸに影響を与えることを極力防止することができる。
【００３３】
（６）Ｚ回りのモーメント（いわゆるステアリングモーメント）ＭＺを加える場合。
一対の油圧シリンダ装置４８を稼働し、一対のピストンロッド４９を互いに異なる方向に伸縮させて差動させる。すると、ベルクランク４６が回動し、横方向ロッド４４を横方向に、かつ互いに異なる向きに移動させる。それに伴って、回動体３６すなわちスピンドル支持装置Ｓが、上下方向の回りに回動する。これにより、スピンドルにＺ回りのモーメントＭＺが加わる。したがって、一対の油圧シリンダ装置４８は、スピンドル支持装置Ｓを回動させる回動駆動装置として機能している。また、車両スピンドル荷重負荷装置の中立状態では、ブレーキ負荷リンク８２と第２リンク８４との連結部が、内側リング４１の下方でかつ一対の横方向ロッド４４の略真ん中に位置しているため、ブレーキを切った状態（ブレーキ負荷リンク８２を回動した状態）で、ステアリング（横方向ロッド４４の差動）を行っても、ブレーキ力に影響を与えることを極力防止している。
【００３４】
前述のように、この実施の形態では、スピンドル支持装置Ｓに取り付けられたスピンドルに６自由度の力を加えることが可能である。
また、Ｚ回りのモーメントＭＺを加える際に、上側傾動板３１は移動しないため、上側傾動板３１、垂直ストラット３２，３３，３４および下側傾動板１３で構成されている平行リンクが潰れることはない。したがって、大きなステアリング角度をとることができる。
さらに、車両の大きな荷重がかかる垂直ストラット３２，３３，３４の中間部には、横から力が加わらないので、垂直ストラット３２，３３，３４に曲げモーメントが発生することを極力防止することができる。
そして、Ｙ回りのモーメントＭＹを加えるブレーキロッド８１やブレーキ負荷リンク８２には、車両の荷重が加わっていないため、制動モーメントの高精度の制御を行うことができる。
また、横方向ロッド４４と外側リング３８との連結部である突出部４３は、外側リング３８の下側に配置されているので、横方向ロッド４４と外側リング３８とが互いに干渉することを極力防止することができる。
【００３５】
次に変形例を説明する。車両スピンドル荷重負荷装置の内側リング４１とブレーキ負荷リンク８２との連結を解除して、内側リング４１を回転自在とすることも可能である。この場合には、内側リング４１に取り付けられているスピンドルも回転自在となる。そして、ダイナモなどの回転負荷装置を取り付けて、低速回転負荷をスピンドルに加えることも可能である。
【００３６】
また、図５に図示するように、図４の回動体３６に代えて、載置面９１を具備する回動体９２とすることも可能である。この回動体９２がスピンドル支持装置Ｓを構成するとともに、図１に図示する回動体３６と同様に横方向ロッド４４が連結されており、Ｚ回りのモーメントＭＺおよび横方向の力Ｙを受けることができる。そして、回動体９２の載置面９１上に、スピンドルに取り付けられたタイヤ９６が載る。この場合には、車両スピンドル荷重負荷装置は、タイヤ９６に５自由度の力を加えることができる。
【００３７】
なお、前後方向駆動装置、横方向駆動装置、上下動駆動装置および傾動駆動装置などは油圧シリンダ装置である必要は必ずしもない。スピンドル支持装置Ｓの構造は適宜変更可能である。垂直ストラットの本数は少なくとも３本あれば良く、４本以上でも可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、車両スピンドルを支持するスピンドル支持装置は、上側傾動体に回動可能に取り付けられており、この上側傾動体は３本の垂直ストラットおよび下側傾動体とともに平行リンクを構成し、下側傾動体が上下および傾動されるので、スピンドル支持装置を回動することによりステアリングモーメントを車両スピンドルに加えることができる。その際に、上側傾動体を下側傾動体に対して捩じるような力は発生しておらず、垂直ストラットなどに無理な力が加わらないため、ステアリング角度を大きくとることができる。
また、下側傾動体の傾動により、キャンバーモーメントを負荷しており、キャンバーモーメントを負荷する際に、スピンドルに加わる横方向の力に殆ど影響を与えない。したがって、キャンバーモーメントおよび横方向の力の制御を精度よく行うことができる。
さらに、前後方向の力は上側傾動体に加わっており、垂直ストラットに曲げモーメントが加わることを極力防止することができる。したがって、垂直ストラットに座屈などの損傷が発生することを極力防止することができる。
【００３９】
そして、スピンドル取付体を回転することにより、スピンドルに制動モーメントを負荷することができるので、垂直ストラットを差動させて制動モーメントを負荷させる場合に比して、高精度の制御を行うことができる。
【００４０】
また、同期リンク機構が、前後方向駆動装置の駆動時に、上側傾動体とともにブレーキロッドを同期して同時に駆動しているので、上側傾動体を前後方向に駆動した際に、垂直ストラットに加わる制動モーメントに影響を与えることを極力防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態の車両スピンドル荷重負荷装置の斜視図である。
【図２】図２は車両スピンドル荷重負荷装置の要部の正面図である。
【図３】図３は車両スピンドル荷重負荷装置の要部の側面図である。
【図４】図４は制動モーメントおよび前後方向の力の負荷を説明するための説明図である。
【図５】図５は車両スピンドル荷重負荷装置の変形例の説明図である。
【図６】図６は従来の車両スピンドル荷重負荷装置の斜視図である。
【符号の説明】
Ｓ スピンドル支持装置
８ 油圧シリンダ装置（上下動駆動装置）
１３ 下側傾動板（下側傾動体）
２１ 油圧シリンダ装置（傾動駆動装置）
３１ 上側傾動板（上側傾動体）
３２ 垂直ストラット
３３ 垂直ストラット
３４ 垂直ストラット
３６ 回動体
４１ 内側リング（スピンドル取付体）
４８ 油圧シリンダ装置（横方向駆動装置、回動駆動装置）
６２ ベルクランク（同期リンク機構）
６６ 油圧シリンダ装置（前後方向駆動装置）
７２ ブレーキ用ベルクランク（同期リンク機構）
７３ リンク（同期リンク機構）
７４ リンク（同期リンク機構）
７６ 油圧シリンダ装置（ブレーキ用駆動装置、ブレーキ負荷装置）
８１ ブレーキロッド（ブレーキ負荷装置）
８２ ブレーキ負荷リンク（ブレーキ負荷装置）
８４ 第２リンク（ブレーキ負荷装置）
９１ 載置面
９２ 回動体
９６ タイヤ
Claims (6)
- 車両スピンドルに荷重負荷を加える車両スピンドル荷重負荷装置において、
下側傾動体と、
この下側傾動体に略平行に配置される上側傾動体と、
上端が前記上側傾動体に揺動可能に取り付けられ、かつ、下端が前記下側傾動体に揺動可能に取り付けられて、前記下側傾動体および上側傾動体とともに平行リンクを構成する３本の垂直ストラットと、
前記スピンドルの軸線に略垂直で、かつ、略水平な方向に前記上側傾動体を駆動する前後方向駆動装置と、
前記上側傾動体に略垂直な軸を中心として回動可能に取り付けられるとともに、前記車両スピンドルを支持するスピンドル支持装置と、
このスピンドル支持装置を前記スピンドルの軸線に略平行な方向に駆動する一対の横方向駆動装置と、
前記下側傾動体を上下動させる上下動駆動装置と、
前記下側傾動体を前後方向の軸を中心として傾動させる傾動駆動装置とを備え、
前記一対の横方向駆動装置の差動により、前記スピンドル支持装置が回動する車両スピンドル荷重負荷装置。 - 車両スピンドルに荷重負荷を加える車両スピンドル荷重負荷装置において、
下側傾動体と、
この下側傾動体に略平行に配置される上側傾動体と、
上端が前記上側傾動体に揺動可能に取り付けられ、かつ、下端が前記下側傾動体に揺動可能に取り付けられて、前記下側傾動体および上側傾動体とともに平行リンクを構成する３本の垂直ストラットと、
前記スピンドルの軸線に略垂直で、かつ、略水平な方向に前記上側傾動体を駆動する前後方向駆動装置と、
前記上側傾動体に略垂直な軸を中心として回動可能に取り付けられるとともに、前記車両スピンドルを支持するスピンドル支持装置と、
このスピンドル支持装置を回動させる回動駆動装置と、
前記下側傾動体を上下動させる上下動駆動装置と、
前記下側傾動体を前後方向の軸を中心として傾動させる傾動駆動装置とを備えていることを特徴とする車両スピンドル荷重負荷装置。 - 前記スピンドル支持装置が、前記上側傾動体に回動可能に取り付けられる回動体と、この回動体に取り付けられているとともに前記スピンドルの軸線に略平行な軸を中心として回転可能なスピンドル取付体とを具備していることを特徴とする請求項１または２記載の車両スピンドル荷重負荷装置。
- 前記スピンドル取付体にトルクを負荷するブレーキ負荷装置を備えていることを特徴とする請求項３記載の車両スピンドル荷重負荷装置。
- 前記ブレーキ負荷装置が、ブレーキ負荷リンクを具備しており、
このブレーキ負荷リンクは、その中央部が前記上側傾動体に回動可能に取り付けられているとともに、一端がスピンドル取付体に連結され、他端がブレーキロッドを介してブレーキ用駆動装置により駆動されており、
かつ、前記前後方向駆動装置が前記上側傾動体を駆動した際に、上側傾動体とともに前記ブレーキロッドを同期して同時に駆動する同期リンク機構が設けられていることを特徴とする請求項４記載の車両スピンドル荷重負荷装置。 - 前記スピンドル支持装置が、前記上側傾動体に回動可能に取り付けられる回動体と、この回動体の上側に設けられた載置面とを具備しており、この載置面に前記スピンドルに取り付けられたタイヤが載置されることを特徴とする請求項１または２記載の車両スピンドル荷重負荷装置。
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