JPH0128442Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は自動車等の振動特性を調べるのに用
いられる多軸加振装置の改良に関する。

多軸加振装置は供試品、たとえば自動車をその
前後、上下、および左右の各方向に任意の振動態
様で振動させることにより自動車が路面を走行し
ている状態を台上で再現し、車体の振動特性や、
振動による騒音の発生源あるいは振動による耐久
性を調査することに利用される。このような多軸
加振装置の多くは第１図に示すように車体１のば
ね下を直接多軸加振装置２の供試品取付治具３に
固定し、車体１に任意の振動を加える。たとえ
ば、第２図に示すような多軸加振装置２ではブレ
ーキドラム４やタイヤ取付用のハブ（図示せず）
に直接加振装置側の供試品取付治具（以後単に取
付治具と記す）３側を重ね合せその取付穴５を用
いて、ハブナツトあるいはハブボルト（共に図示
せず）で両者を螺着する。この取付治具３には前
後入力を加える前後負荷バー６の一端と、左右入
力を加える左右負荷バー７の一端と、上下入力を
加える上下負荷バー８の一端とがそれぞれ枢着さ
れ、取付治具３を前後方向Ｘ、左右方向Ｙ、上下
方向Ｚにそれぞれ振動させる。このような多軸加
振装置２では車体側の荷重Ｗが取付治具３に固定
した車軸の中心線ｌ上の１点（以後単に負荷点と
記す）Ｏに加わるものとし、この負荷点Ｏに入力
を加えるよう構成される。通常、１点（ここでは
負荷点）の動きを全て規制するには、この負荷点
Ｏに加わる前後、左右、上下方向Ｘ，Ｙ，Ｚの入
力と、このＸ，Ｙ，Ｚの３軸まわりのモーメント
Mx，My，Mzとを規制する必要がある。しかし
第２図に示した多軸加振装置２の場合、負荷点Ｏ
に対しＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向の振動を入力するこ
とができればよく、３軸まわりのモーメントの内
My，Mzが不要の場合がある。Mxについては、
入力Ｙ，Ｚの着力点（面）を実車におけるタイヤ
の接地点相当位置に設定することにより、実車走
行時のモーメント状態を再現させることができ
る。そこで、第２図に示した多軸加振装置２では
Mzに対しては供試品の剛性により、またMyに
対しては上下方向負荷バー８と取付治具３との剛
性の強化によりこれらモーメントによる回転変位
の発生を阻止している。特に取付治具３にはその
負荷点Ｏに対し、前後負荷バー６が下方にオフセ
ツト（このオフセツトは前後負荷バー６と車体の
フエンダとの接触を防止する）して取付けられて
いるため、左右方向、即ち、Ｙ軸まわりモーメン
トMyが大きく加わる。これを押えるのに取付治
具３や上下負荷バー８はその強度確保のため重量
増となる傾向があり、これによる加振性能低下と
いう不都合を生じている。更に、第３図に示すよ
うに、取付治具３に前後、左右、上下方向Ｘ，
Ｙ，Ｚの入力を加えるためにそれぞれ入力装置９
０１，１０１，１１１，１２１に制御される４つ
の負荷バー９，１０，１１，１２を装着した多軸
加振装置１３がある。この多軸加振装置１３は第
２図に示したものより負荷バーを一軸多く備えて
おり、即ち、前後兼、左右負荷バーを２本１１，
１２備え、これらにより前後方向Ｘと、左右方向
Ｙとの入力を与えると共に、Ｙ軸まわりモーメン
トMyが零になるよう制御し、取付治具３の回転
変位を阻止している。この場合、入力装置を４つ
有しており、その制御が複雑となり、しかも、可
動部が多く、これにより加振能力が低下し、スペ
ースも増加するという欠点がある。更にまた、第
４図に示すように取付治具３にそれぞれ入力装置
１４１，１５１，１６１に制御される３つの負荷
バー１４，１５，１６を取付けた多軸加振装置１
７がある。この多軸加振装置１７は入力装置や負
荷バーの数が第３図に示したものより少なく制御
も比較的容易となり、スペースも少なくてすむと
いう利点がある。しかし、第５図に示すようにこ
の多軸加振装置１７では取付治具３上の負荷点Ｏ
に対し一対の前後兼、上下負荷バー（以後単に負
荷バーと記す）１４，１５が前後方向Ｘと上下方
向Ｚの入力を与える構成であるが、実際には両負
荷バー１４，１５を作動させる前後兼上下方向レ
バー（以後単にレバーと記す）１８，１９、およ
びその入力装置２０，２１により与えられる入力
は両負荷バー１４，１５の中心線ｌ３，ｌ４の交
点（以後単に入力点と記す）Ｐに加わる。このよ
うな第４図に示した多軸加振装置１７は負荷点Ｏ
と入力点Ｐとが一致するのは第５図に示すような
特定の場合のみであり、第６図に示すような上下
方向Ｚへ振幅Ｌの振動時、第７図に示すような前
後方向Ｘへの振動時、あるいは第８図に示すよう
な前後、上下方向Ｘ，Ｚへの振動時には負荷点Ｏ
と入力点Ｐとはずれを生じる。そして、上下方向
Ｚへのみの振動時には負荷点Ｏへの荷重Ｗと、入
力点Ｐへの入力Ｆとの作用線は一致するため不都
合は生じない。しかし、前後方向Ｘの振動が加わ
つた場合、負荷点Ｏへ荷重Wz，Wxが加わり、
入力点Ｐに入力Fz，Fxが加わると、各力の作用
線は一致せず、これにより偶力が生じる。この偶
力を負荷点Ｏ、即ち、取付治具３側を基準として
みるとＹ軸まわりのモーメントMyを取付治具３
が受けることとなり、このモーメントMyは負荷
点Ｏに対する入力点Ｐのオフセツト量ａ，ｂが多
いほど大きくなる。第４図に示した多軸加振装置
１７ではこのようにして生じるＹ軸まわりモーメ
ントMyによる回転変位を押え込むため、従来は
供試品側のブレーキを振動試験時に連続作動させ
ている。このため、ブレーキ側にＹ軸まわりモー
メントMy、即ちブレーキモーメントが大きく作
用した場合にブレーキ側の供試品が破損に到る危
険性がある。

この考案は試供品側を保護できる多軸加振装置
を提供することを目的とする。

この考案による多軸加振装置は車軸に着脱可能
に固定される取付治具と、この取付治具にそれぞ
れ上端を枢着され、下端を相対的に拡げて配置さ
れる一対の負荷バーと、取付治具に一端が枢着さ
れ、他端が入力装置により基台中心に梃子作動す
る左右方向レバーに枢着される左右方向負荷バー
と、一対の負荷バーの下端にそれぞれ枢着し、か
つ、それぞれの入力装置により基台中心に梃子作
動する一対のレバーとを備え、入力装置により任
意の振動を供試品に加え、しかも取付治具の車軸
中心位置と基台との間を両端に自在継手を取り付
け、かつ軸方向に伸縮可能な連結棒により連結す
るよう構成される。このため、取付治具に一対の
負荷バーが入力した際、その入力点と車軸中心位
置である負荷点との間のオフセツトにより車軸中
心位置を含む左右方向軸まわりのモーメントが生
じても、連結棒の剛性によりこれを押え込むこと
ができ、供試品側はブレーキを作動させる必要が
なくモーメントを受けて破損するというような不
都合を防止できる。

以下、この考案を添付図面と共に説明する。

第９図にはこの考案の一実施例としての多軸加
振装置２２を示した。この多軸加振装置２２は第
４図に示した多軸加振装置１７に用いられたと同
一の部材をも使用しており、以後同一部材には同
一符号を付し、その説明を略す。供試品としての
車体１の加振試験をする場合、その試験目的によ
り、多軸加振装置２２を全輪あるいは、その内の
一部の車輪の取付部に取り付ける。各取付部にそ
れぞれ取付けられる多軸加振装置２２はその構成
を同一としており、以後、左前車軸側に取付けら
れる多軸加振装置２２について説明する。車体１
の前車輪取付部は車軸まわりに回転自在なブレー
キドラム２３よりなりこのブレーキドラム２３は
４本のハブボルト２４を突設する（第１０図参
照）。このため取付治具３には４つのハブボルト
嵌着用の穴２５が形成され、この穴２５に嵌着し
たハブボルト２４とこれに螺着するナツト２６と
により取付治具３にブレーキドラム２３が固定さ
れる。しかも、取付治具３にはこの取付治具３と
基台２７側の固定台２８とを連結する連結棒２９
が取り付けられる。

第１０図に示すように、連結棒２９は剛性の大
きな本体３０と、その両端にそれぞれ連結される
自在継手３１，３２とで形成される。各自在継手
３１，３２は軸直角方向Ａおよび軸方向Ｂに共に
自由度を持つた等速ジヨイントであり、各自在継
手３１，３２の端部には連結用のフランジ３１
１，３２１が装着される。固定台２８と対向する
自在継手３２はそのフランジ３２１を介し固定台
２８にボルト止めされ、他方の自在継手３１は取
付治具３に連結される。即ち、自在継手３１のフ
ランジ３１１には取付治具３側の４つの穴２５と
同様の穴３１２が軸中心線ｌ１を中心に形成され
ており、この４つの穴３１２を取付治具３より突
出するハブボルト２４に嵌合させ、ナツト２６で
締め付けることにより、ブレーキドラム２３、取
付治具３および自在継手のフランジ３１１を一体
的に固定できる。この場合、車軸側の中心線、即
ち、ブレーキドラム２３の中心線ｌ２と取付治具
３に固定されたフランジ３１１側の中心線ｌ１と
は取付治具３の表面上で交わり、重なり合う。こ
のためブレーキドラム２３の中心線ｌ２上にある
車体１側の荷重Ｗの加わる負荷点Ｏはフランジの
中心線ｌ１上に配置されることになる。このよう
な連結棒２９は２つの自在継手３１，３２の働き
により、固定台２８に対し、取付治具３が前後方
向Ｘおよび上下方向Ｚに変位してもこの取付治具
３の動きに追従してフランジ３１１が作動でき、
しかも取付治具３側のブレーキドラム中心線ｌ２
まわりのモーメント（これは負荷点Ｏを基準とす
るとＹ軸まわりのモーメントMyとなる）による
変位を阻止することができる。

取付治具３にはこの他にその下部両端に一対の
前後兼上下方向Ｘ，Ｚに入力を与える負荷バー１
４，１５がそれぞれピン３３（一方は図示せず）
を介し枢着される。更に、取付治具３の下部中央
にはほぼ水平に支持される左右方向負荷バー１６
が水平方向のピン３５を介し枢着される（第１０
図参照）。一対の負荷バー１４，１５の下端には
基台２７側の基枠３６に枢着され、かつ、それぞ
れの入力装置２０，２１により梃子作動する一対
のレバー１８，１９が枢着される。更に左右方向
負荷バー１６の一端には基台２７側の突台３７に
枢着され、かつ入力装置３８により梃子作動する
左右方向レバー３９が枢着される。各入力装置２
０，２１，３８は電気油圧サーボ機構を備えてお
り、図示しない制御回路に制御されるサーボ弁に
より各油圧シリンダ２０１，２１１，３８１に供
給する圧油の方向と流量とを制御し、これにより
取付治具３側をＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向に任意の態
様で加振することができる。

第９図に示した多軸加振装置２２は車体１を所
望の振動数、振幅、振動方向に加振するよう入力
装置２０，２１，３８を作動させることができ、
これにより目的の振動試験を行なう。この場合、
第７図および第８図に示したように取付治具３、
即ち車体１側が多軸加振装置２２により加振され
ると、取付治具３上に設定されるブレーキドラム
中心線ｌ２上の負荷点Ｏと、一対の負荷バー１
４，１５の両中心線ｌ３，ｌ４の交点である入力
点Ｐとがずれ、両者はオフセツト量ａ，ｂを変動
させる。このため取付治具３には負荷点Ｏに上下
方向に変動する車体１の荷重Wz，Wxが、入力
点Ｐに荷重Wz，Wxと逆の方向に加わる入力Fz，
Fxがそれぞれ加わり、負荷点Ｏを含むＹ軸まわ
りモーメントMy（My＝aFz＋bFy）が生じる。
ところが、取付治具３には連結棒２９が取付けら
れており、しかも、この連結棒側のフランジ３１
１はその中心線ｌ１を取付治具３側の負荷点Ｏと
交差するよう取付けられるため、Ｙ軸まわりモー
メントMyは連結棒２９の剛性により確実に押え
込まれ、取付治具３やブレーキドラム２３側がモ
ーメントMyによる回転変位を生じることはな
い。このため、多軸試験機２２での車体１の振動
試験を行なつている間、車体１側のブレーキ系を
作動させる必要がなく、従来のようにブレーキ側
の供試品が破損するという不都合は防止される。

第９図に示した多軸加振機２２の連結棒２９は
一対の自在継手３１，３２として軸直角方向Ｂお
よび軸方向Ａに共に自由度を持つた等速ジヨイン
トを使用している。このねじり剛性の強い連結棒
２９は固定台２８に対し変動する取付治具３を連
結でき、かつ、取付治具３のＹ軸まわりモーメン
トMyによる回転変位を阻止するものであればよ
く、軸方向Ａの変位が少ない場合には一方の等速
ジヨイントは軸方向固定式のものであつてもよ
い。更に、両等速ジヨイントを軸方向固定式のも
のとし、連結棒２９の本体３０に軸方向の自由度
を持たせるよう、本体３０の一部に第１１図に示
すようなスプライン結合部４０を形成してもよ
い。

上述の処において供試品として自動車の車体１
を説明したが、取付治具３を修正することによ
り、各種機械装置の振動試験をすることも可能で
ある。

上述のごとくこの考案の適用された多軸加振装
置を使用すれば、供試品側に不要なノイズとして
のモーメントを生じさせることなく、振動試験を
行なうことができ、供試品が振動試験時に破損す
るという不都合も生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は車体の振動試験の概略説明図、第２
図、第３図および第４図は各々異なる従来の多軸
加振装置の要部斜視図、第５図、第６図、第７図
および第８図は第４図に示した多軸加振装置の作
動説明図、第９図はこの考案の一実施例としての
多軸加振装置の斜視図、第１０図は第９図に示し
た多軸加振装置に用いられる連結棒の側面図、第
１１図は同上連結棒の本体の他の実施例を示す概
略側面図である。 １……車体、３……取付治具、１４，１５……
負荷バー、１６……左右方向負荷バー、１８，１
９……レバー、２０，２１，３８……入力装置、
２９……連結棒、３１，３２……自在継手、３９
……左右方向レバー、Ｏ……負荷点、Ｐ……入力
点。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 供試品に着脱可能に固定される供試品取付治具
   と、この供試品取付治具にそれぞれ上端を枢着さ
   れ、下端を相対的に拡げて配置される一対の負荷
   バーと、上記供試品取付治具に一端が枢着され、
   他端が入力装置により基台中心に梃子作動する左
   右方向レバーに枢着される左右方向負荷バーと、
   上記一対の負荷バーの下端にそれぞれ枢着し、か
   つ、それぞれの入力装置により基台中心に梃子作
   動する一対の前後兼上下方向レバーとを備え、上
   記入力装置により任意の振動を供試品に加える構
   成の多軸加振装置において、上記供試品取付治具
   上の供試品による負荷の加わる位置と基台との間
   を、両端に自在継手を取り付け、かつ、軸方向に
   伸縮可能な連結棒により連結することを特徴とし
   た多軸加振装置。