JPH0261699B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に自動車軸や車輪懸架装置などの
構造部に力案内要素によつて力を案内する装置で
あつて、この力案内要素が被試験構造部並びに作
動要素に連結でき、この作動要素が固定点に配置
され、ヒンジ継手によつて細長い力伝達要素に接
続され、この力伝達要素が力案内要素に作用し、
その場合力伝達要素がヒンジ継手を介して作動要
素に、これらの２つの要素の作用方向が角度をな
すように配置されているような装置に関する。

かかる装置は西ドイツ特許出願公告第2642155
号公報において知られている。この装置は被試験
構造部に色々な方向に作用する多数の力あるいは
分力を案内するため、たとえば垂直方向、縦方向
（車体の前後方向に相当）、および横方向（車体の
左右方向に相当）の力を案内するために用いられ
る。この場合力あるいは分力は被試験構造部に接
続された力案内要素を介して伝達される。試験す
べき装置としては特に自動車軸、車輪懸架装置、
飛行機や宇宙飛行体などの構造部が対象となり、
また色々な方向に作用する力がかかるような構造
部や構造物が対象となる。

構造部に力を案内する別の類似の装置も知られ
ているが、何れも所定の使用状態および採用状態
に対してなお欠点を有している。本発明の目的は
構造部に力を案内する装置をさらに改良し単純化
することにあり、その場合ほぼ垂直に配置される
かないしは作用する作動要素特に液圧式の作動シ
リンダを設けることができるようにしようとする
ものである。この目的は本発明によれば特許請求
の範囲第１項の特徴部分に記載した手段によつて
達成できる。本発明の有利な実施形態は特許請求
の範囲の実施態様項に記載してある。

本発明によれば、縦方向力および横方向力を案
内するための垂直あるいは垂直軸心に対し傾けて
配置された作動シリンダを、高価な支持構造物を
必要とすることなしに使用することができる。作
動シリンダは簡単に場所をとらずに基礎に取り付
けることができる。作動シリンダに対する特別な
固定支持台は不要である。ほぼ垂直方向に作用す
る作動力は基礎で直接支持される。さらに作動シ
リンダには実質的に水平方向力ないし作用方向に
対し垂直にかかる力は生じない。というのはこれ
らの力は転向要素によつて受け止められるからで
ある。転向要素としては基礎に場所をとらずに配
置され取り付けられるような単純な構造部品が対
象となる。

以下図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。

第１図は車輪に相当する力案内要素２を持つた
自動車軸１を概略的に示している。試験装置内に
おける自動車軸１の収納構造については図示して
いない。力案内要素２は車輪代用品として用いら
れ、試験力を受け止め、この試験力を自動車軸１
に案内する。たとえば垂直に配置された液圧式作
動シリンダ４によつて垂直の力はヒンジ継手３を
介して力案内要素２に伝達される。作動シリンダ
４はヒンジ継手５を介して基礎６に支持されてい
る。

基礎６には横方向力（第１図の左右方向に作用
する力）を発生させるための別の作動要素たとえ
ば液圧式作動シリンダ１０が配置されている。こ
の作動シリンダ１０のピストンロツド１１はヒン
ジ継手１２および中間要素１３を介して別のヒン
ジ継手１４に接続されている。

液圧作動シリンダ１０は作動シリンダ４と同様
にヒンジ継手を介して基礎６に支持することがで
きる（第３図におけるヒンジ継手２１付きの作動
シリンダ２０参照）。この場合中間要素１３は省
略でき、ピストンロツド１１は直接ヒンジ継手１
４に接続できる。

ヒンジ継手１４には作動シリンダ１０および中
間要素１３の作用方向に対しほぼ直角に細長い力
伝達要素１５が配置され、この力伝達要素１５に
加えられる力はヒンジ継手１６を介して力案内要
素２に作用する。この力伝達要素１５は作動シリ
ンダ１０によつて発生された横方向力を力案内要
素２に伝達するために用いられる。力伝達要素１
５はたとえば棒状に形成され、その両側端にヒン
ジ点１４と１６に適当なヒンジ継手を有してい
る。

ヒンジ継手１４には細長い転向要素１７が配置
され、この転向要素１７は基礎６における回定点
１９に回転可能なヒンジ継手１８を介して支持さ
れている。ヒンジ継手１８の回転軸心は作動シリ
ンダ１０および力伝達要素１５の作用方向によつ
て形成された平面（図示した実施例の場合紙面）
にほぼ直角に立つている。

転向要素１７およびヒンジ継手１８は、ヒンジ
継手１４が作動シリンダ１０および力伝達要素１
５の軸線を含む平面（第１図における紙面）内で
運動できるように形成されねばならない。そのた
めに転向要素１７は第５図に示されたように、そ
れらのヒンジ継手１８，１８′を持つた固定点１
９，１９′が互に間隔を隔てて基礎６に配置され
ている２つの転向要素１７，１７′によつて構成
されている。両方の転向要素１７，１７′はヒン
ジ継手１４で一緒になり、たとえばこのヒンジ継
手１４において二股形軸受を形成している。それ
によつて両方の転向要素１７，１７′で基礎６に
おける固定点１９，１９′に配置された２つのヒ
ンジ継手１８，１８′を中心として運動できる三
角レバー装置が生ずるので、ヒンジ継手に対して
第１図の紙面に対し直角方向に作用する力を無に
することができる。力伝達要素１５はヒンジ継手
１４で球面状に支持されている。

第５図の転向要素１７，１７′は、第１図に示
すように、作動シリンダ１０の軸心および力伝達
要素１５の軸線に対して角度α１とα２を形成す
るように配置されている。これらの角度がそれぞ
れ同じ45゜である場合、図示した配置構造の場合
転向比率は１：１であり、即ち作動シリンダ１０
の力は摩擦作用を無視して同じ大きさで力案内要
素２のヒンジ継手１６および力案内要素２に作用
する。固定点１９を調整することによつて（第１
図の二重矢印参照）、角度α１とα２およびそれ
にともなつて転向比率およびヒンジ継手１６ない
し被試験体における力作用を変更できる。

45゜以下の小さな角度α１は作動シリンダ１０
におけるよりも相応して小さな力を、45゜以上の
大きな角度α１は相応して大きな力をそれぞれヒ
ンジ継手１６に与える。

転向要素１７，１７′は力を転向する際に引張
り力あるいは圧縮力だけが負荷される。従つてこ
れらの転向要素１７，１７′は棒状あるいは管状
の要素として簡単に形成できる。これらの要素の
両端は、その都度の支持箇所に目的にかなつて揺
動あるいは回転可能に支持できるように形成され
ねばならない。

転向要素１７，１７′を配置することによつて、
ほほ垂直に配置されかつ作用する作動シリンダ１
０で被試験体たとえば車軸１に横方向力を与える
ことができ、即ち力方向を90゜だけないしは場合
によつてはそれよりも小さな角度あるいは大きな
角度（第６図参照）だけ容易に転向することがで
きる。この場合作動シリンダ１０は直接あるいは
簡単な中間部片を介して基礎６に配置できるの
で、作動シリンダ１０に対する高価な支持構造あ
るいは支持台を設ける必要はない。この配置構造
は縦方向力を案内するためにも用いることができ
る（第３図および第４図参照）。

第２図は第１図に基づく配置構造の運動状態を
示している。ヒンジ継手１４はピストンロツド１
１および中間要素１３が移動する際ないしはヒン
ジ継手１６が移動する際に、転向要素１７，１
７′によつて円弧状をヒンジ継手１８を中心とし
て案内される。この場合配置構造２―４，１１―
１７のすべての可動要素は相応して運動する（一
点鎖線で示す）。かかる配置構造の場合全般に非
常に小さなストロークが生ずるだけであるので、
たとえば中間要素１３あるいは力伝達要素１５の
傾斜状態による誤差は小さく保たれる。

第３図および第４図は案内要素３０と縦方向力
を与えるための補助案内体３５を持つた配置構造
を示している。第３図に基づく図面は、作動シリ
ンダ２０、ピストンロツド１１、ヒンジ継手１
４、力伝達要素１５および転向要素１７，１７′
の配置構造に関して第１図の配置構造にほぼ相応
している。しかし作動シリンダ２０は基礎６に堅
く設けられているのではなく、ヒンジ継手２１を
介してその脚部にヒンジ接続して配置されている
ので、ピストンロツド１１とヒンジ継手１４との
間にある中間要素１３（第１図参照）は省略でき
る。

第４図は第３図の側面図を示し、部品１１，１
４，１５，１７，１７′，１８，１９，２０，２
１は示していない。これらの部品はヒンジ継手３
１を通る垂直な平面および第３図における紙面の
中に位置している。

力伝達要素１５は第３図および第４図に基づく
実施例の場合直接力案内要素２に係合しておら
ず、ヒンジ継手３１を介して案内要素３０に接続
されている。この案内要素３０はその一端がフオ
ーク状に形成され、その端部にヒンジ継手３２，
３３を有し、この案内要素３０はこれらのヒンジ
継手３２，３３を介して力案内要素２に配置され
ている。この場合伝達すべき力はたとえば車輪中
心ないし軸中心において被試験構造部にないしは
力案内要素２に案内できる。

案内要素３０の他端はヒンジ継手３４を介して
補助案内体３５に接続されている。この補助案内
体３５は別の２つのヒンジ継手３６，３７で回転
自在に支持されている。ヒンジ継手３６，３７は
基礎６における固定点３８，３９に配置されてい
る。しかもこれらの固定点３８，３９は調整可能
に配置することもでき、たとえば第４図に基づく
配置構造において紙面において左方あるいは右方
に移動できる。

案内要素３０と補助案内体３５との配置構造
は、力案内要素２ないし被試験構造部の垂直な運
動を可能にし、その場合垂直な力はたとえば作動
シリンダ４（第４図参照）によつて発生できる。
ヒンジ継手３１において案内要素３０にかかる縦
方向力（第３図において左右方向に働く力）はこ
の場合、ヒンジ継手３２，３３，３４における力
案内要素２の垂直な変位と無関係に、それぞれの
ヒンジ継手間におけるレバー比率に相応した同じ
力を常に受ける。さらに上述の案内体配置構造
は、作動シリンダたとえば第３図における垂直方
向力シリンダ２０およびそれに付属されたロツド
１１を上方へ移動すると、力案内要素２が第３図
の左方に移動することができる。

第６図における実施例に基づいて、作動シリン
ダ１０は作動シリンダ１０と転向要素１７，１
７′との間の角度α１が約90゜になるように配置す
ることもできる。この場合転向要素１７，１７′
と力伝達要素１５との間の角度α２が45゜以下に、
たとえば30゜に選ばれると良い。この場合作動シ
リンダ１０は僅かに傾けて基礎６に取り付けられ
ている。かかる配置構造の場合作動シリンダ１０
は第１図の実施例に相応して基礎６に固定して支
持でき、その場合ヒンジ継手１４がピストンロツ
ド１１の小さなストロークにおいてほぼ直線的に
移動するので、第１図のヒンジ継手１２を持つた
中間要素１３は省略できる。さらにヒンジ継手１
６において所定の力を発生するための作動シリン
ダ１０は大きなてこ比のために小さく選ぶことが
できる。また転向要素１７，１７′はヒンジ継手
１６における同じ力に対し第１図に基づく配置構
造の場合よりも加えられる力が小さいので強度的
に有利である。

上述の配置構造の力案内要素、力案内点、力伝
達要素、中間要素、転向要素、およびヒンジ継手
は構造的に色々に形成できる。これらの要素の構
造的な形状は当該技術者において知られているの
で、詳細な説明は行なわない。ヒンジ継手として
それぞれのヒンジ箇所において必要な自由度を有
するような適当なすべてのヒンジ継手が用いら
れ、たとえば十字形ばね継手、板ばね継手、回転
継手、球面継手などが用いられる。

第３図および第４図に基づく配置構造は横方向
力を案内するためにも用いることができる。

第１図ないし第５図と第６図および第３図と第
４図に基づく配置構造はたとえば横方向力と縦方
向力を同時に被試験体に伝達するために一緒に用
いることができ、同じ力案内要素２に作用でき
る。

構造部に力を伝達するために図示した装置は、
基礎の代りにたとえば堅固な天井あるいは試験機
フレームに吊り下げて配置することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は被試験体に横方向力を案内するための
本発明に基づく装置の側面図、第２図は第１図に
基づく配置構造の運動状態を示す説明図、第３図
は縦方向力を与えるための補助的な案内要素と補
助案内体を持つた配置構造の正面図、第４図は第
３図に基づく配置構造の側面図、第５図は第１図
に基づく配置構造の正面図、第６図は横方向力を
案内するための別の装置の側面図である。 １…自動車軸、２…力案内要素、３…ヒンジ継
手、４…作動シリンダ、５…ヒンジ継手、６…基
礎、１０…作動シリンダ、１１…ピストンロツ
ド、１２…ヒンジ継手、１３…中間要素、１４…
ヒンジ継手、１５…力伝達要素、１６…ヒンジ継
手、１７，１７′…転向要素、１８…ヒンジ継手、
１９…固定点、２０…作動シリンダ、３０…案内
要素、３２，３３…ヒンジ継手、３４…ヒンジ継
手、３５…補助案内体、３６，３７…ヒンジ継
手、３８，３９…固定点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 特に自動車軸や車輪懸架装置などの構造部に
   力案内要素によつて力を案内する装置であつて、
   この力案内要素が被試験構造部並びに作動要素に
   連結でき、この作動要素が固定点に配置され、ヒ
   ンジ継手によつて細長い力伝達要素に接続され、
   この力伝達要素が力案内要素に作用し、その場合
   力伝達要素がヒンジ継手を介して作動要素に、こ
   れら２つの要素の作用方向が角度をなすように配
   置されているような装置において、 作動要素１０，２０と力伝達要素１５との間の
   ヒンジ継手１４に、引張りまたは圧縮荷重がかか
   る細長い転向要素１７′，１７′が配置され、 転向要素１７，１７′の他方の端部が少なくと
   も１つの固定点１９にヒンジ継手１８を介して支
   持され、 転向要素１７，１７′が、その作用方向が作動
   要素１０，２０の作用方向と力伝達要素１５の作
   用方向との間に位置しかつこれらの作用方向によ
   つて形成される平面の中に位置しているように、
   配置されていることを特徴とする特に自動車軸や
   車輪懸架装置などの構造部に力を案内する装置。 ２ 作動要素１０，２０の作用方向および力伝達
   要素１５の作用方向が約90゜の角度をなしている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   装置。 ３ 作動要素１０，２０の作用方向および転向要
   素１７，１７′の作用方向が約90゜の角度をなして
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の装置。 ４ 作動要素１０，２０の作用方向および力伝達
   要素１５の作用方向と転向要素１７，１７′の作
   用方向がそれぞれ約45゜の角度α１，α２をなし
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項に記載の装置。 ５ 転向要素が２つの転向要素１７，１７′から
   構成され、両者の固定点１９，１９′が互に間隔
   を隔てて配置されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第４項の何れかに記載の装
   置。 ６ 転向要素１７，１７′の固定点１９ないし１
   ９と１９′が調整可能に配置されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５項の何
   れかに記載の装置。 ７ 作動要素１０とヒンジ継手１４との間に、作
   動要素１０にヒンジ接続された中間要素１３が配
   置されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第４項の何れかに記載の装置。 ８ 作動要素２０が固定点ないし基礎６に揺動自
   在に配置されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第６項の何れかに記載の装置。 ９ 力伝達要素１５が案内要素３０を介して力要
   素案内２に接続され、この案内要素３０がその一
   端でヒンジ継手３２，３３を介して力案内要素２
   に、他端で補助案内体３５の揺動可能なヒンジ継
   手３４にそれぞれ接続され、補助案内体３５の別
   の２つのヒンジ点が一軸心上にあるヒンジ継手３
   ６，３７として形成され、固定点３８，３９に配
   置されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の装置。 １０ 案内要素３０がその力案内要素２に接続さ
   れた端部がフオーク状に形成され、その場合ヒン
   ジ継手３２，３３がそのフオーク端部に配置され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第９項に
   記載の装置。