JPS586436A - 自転車の車輪疲れ試験機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自転車の車輪疲れ試験機に関するものである。

従来、自転車の車輪の疲れ試験に当っては、所定の回転
抵抗を被試験車輪に負荷する一方、同車輪を所定の回転
速度で回転させているにすぎないので、実際の走行ノタ
ーンとはほど遠くて、車輪の性能の良否を判断すること
が困難であった。

本発明は前記の問題点に対処するもので、下端部が機ｆ
ｆ１ｋ左右方向の揺動可能に取付けられた直立状態のフ
レーム支持部材と、同支持部材に十字状に交差して同交
差部が同支持部材に上下方向の回動可能に取付けられた
水平のフレームと、同フレームの後、端部に取付けられ
た被試験車輪に下から接触する機筐貴のドラムと、同フ
レームの前端部を上方へ付勢して同車輪を同「ラムに圧
接させる荷重負荷装置と、実走行時の駆動力を前記車輪
に任意の回転抵抗として負荷する等鎖部動力負荷装置と
、回転速度と加減速度とが可変のモータと、同モータの
回転を前記ドラムに伝えて前記車輪を回転させる動力伝
達機構と、同モータの回転をクラッチを介し前記支持部
材に伝えて同支持部材と前記フレームと前記車輪とを揺
動させる動力伝達機構とを具えていることを特徴とした
自転車の車輪疲れ試験機に係り、その目的とする処は、
車輪の疲れを総合的に試験できる改良された車輪疲れ試
験機を供する点にある。

本発明の自転車の車輪疲れ試験機は前記のよ５に下端部
が機筺に左右方向の揺動可能に取付けられた直立状態の
フレーム支持部材と、同支持部材に十字状に交差して同
交差部が同支持部材に上下方向の回動可能に取付けられ
た水平の７レームと、同フレームの後端部に取付けられ
た被試験車輪に下から接触する機筐饋のドラムと、同７
レームの前端部を上方へ付勢して同車輪を同ドラムに圧
接させる荷重負荷装置と、実走行時の駆動力を前記車輪
に任意の回転抵抗として負荷する等鎖部動力負荷装置と
、回転速度と加減速度とが可変のモータと、同モータの
回転を前記ドラムに伝えて前記車輪を回転させる動力伝
達機構と、同モータの回転をクラッチを介し前記支持部
材に伝えて同支持部材と前記フレームと前記車輪とを揺
動させる動力伝達機構とを具えており、搭乗者の体重と
車体重量とに相当した荷重を被試験車輪に荷重負荷装置
により負荷したのち、モータを起動すると、その回転が
ドラムを介し車輪に伝わって車輪が回転するが、同モー
タは回転速度と加減速度とが可変で、同車輪の回転速度
が最初は成る一定速度で、次にはそれと異る一定速度と
いうように変えられて、しかも回転速度変更時の加減速
度が急速から徐々にまで数段階に変えられて、回転させ
られる。

さらにクラッチを入れると、実走行時のベタリングに伴
う左右方向への揺動に相当した揺動が車輪に与えられ、
等鎖部動力負荷装置を作動すると、実走行時の駆動力に
相当した任意の回転抵抗が車輪に与えられる。従って車
輪に発生する応力が実際の走行パターンに近似して、車
輪の疲れを総合的に試験できるものである。

次に本発明の自転車の車輪疲れ試験機を第１．２．３図
に示す一実施例により説明すると、（１）が機筺、（２
）が同機筺（１）の−一壁から外一方へ突設した一対の
ブラケット、（３）が同各ブラケット（２）ｋ両端部を
固定した水平軸、（４）が同水平軸（３）にベアリング
（５）を介して回転可能に堰付けた円筒体、（６）が同
円筒体（４）に直交するように固定した円柱状体、（７
）が同円柱状体（６）上に直立状態に固定した長尺の円
筒体、（８）が同円筒体（７）に設けた長孔、（９）が
同円筒体（７）の上端部に固定した蓋、（ｌＯ）が開蓋
（９）Ｋ上端部を回転可能に取付けて上端部以外の部分
を上記円筒体（７）の軸線に沿い垂下させた上下調整ネ
ジ、（１１）が同上下調整ネジ（１０）に螺合したピス
トン状の上下調整片、（１２）が上記円筒体（７）の周
りに摺動自在に嵌挿した円筒体、（１３）が同円筒体（
１２）　Ｋ設けた貫通孔と上記長孔（８）とを経て上記
上下調整片（１１）に螺合した固定用ネジ、（１４）Ｑ
ｓ）が上記円筒体（１２）の下部から相反する外側方に
突設した一対の水平軸、（１７Ｘ１８）が同水平軸（１
４Ｘ１５）にベアリング（１６）を介して上下方向の回
転を可能に取付けた一対のフレーム、（１９）が同フレ
ーム（１７）（１ｇ）の前端部を一体に結合する横桁、
（２０）が同フレーム（１７Ｘ１８）の前後中間部を一
体に結合する横桁、（２１）（２２）が上記円筒体（１
２）の上端部から前下りに突設した一対のアーム、（２
３）が同アーム（２１）（２２）の前端部を一体に結合
する水平軸、（２４）が同水平軸（２３）に前寄りの部
分を上下方向への回転を可能に取付けたレバー、（２７
）が上゛艶アーム（２１）（２２）間に位置するように
上記円筒体（１２）の上端部に固定したプッシュプルメ
ータ（荷重針）、（２５）が上記レノｔ−（２４）の後
端部に螺合したネジ、（２６）が上記横桁（１９）に螺
合したネジ、（２７）が上記ネジ（２５）の直下位置で
上記フレーム（１７）（１８）を一体に結合する横桁、
（２８）が同横桁（２７）の中央部と上記横桁（１９）
の中央部とに両端部を固定した分−支持杆、（２９）（
３０）が同支持杆（２８）により前後方向に移動可能に
支持されたバランス調整用分銅、（３１）が被試験車輪
で、同車輪（３１）は、車軸（３２）と同車輪（３１）
に回転可能に取付けたノ・プ（３３）と同ノ・メ（３３
）に固定したスズロケット（３４）とリム（３５）と上
記ノ・プ（３３）から同リム（３５）に放射状に延びた
複数本のスポーク（３６）と上記リム（３５）に装着し
たタイヤ（３７）とよりなり、上記車軸（３２）の両端
部が車輪取付具（３８）（３９）を介して前記フレーム
（１７）（１８）の後端部に着脱自在に固定されるよ５
になっている。また（４０）が前記機筺（１）の−側壁
から外一方へ突設した軸受筐、（４２）が同軸受筒（４
０）内にベアリング（４３）を介して回転可能に取付け
た水平のドラム軸、（４４）が同ドラ五軸（４２）に固
定したドラム（外周面にローレット加工を施したドラム
）で、被試験車輪（３１）　（なおこの車輪（３１）は
サイズが１４．　１６．　１８，２ｏ。

２２．２４，２６，２７，２８吋のうち任意の車輪）の
車軸（３２）を車輪取付具（３８）（３９）を介しフレ
ーム（１７）（１８）の後端部に取付けて、同車輪（３
１）をドラム（４４）の上に乗せ、次いで固定用ネジ（
１３）を緩めて上下調整片（１１）を昇降可能にし、次
いで上下調整ネジ（１０）を適宜の工具（図示せず）Ｋ
より廻し、上下調整片（１１）と固定用ネ：）（１３）
と円筒体（１２）と水平軸（１４Ｘ１５）とを上昇また
社下降させて、フレーム（１７）（１８）を水平にし、
次いでバランス調整用分銅（２９）（３０）を前方また
は後方に移動させて、水平軸（１４）（１５）を中心と
する前側の回転モーメントと後−の回転モーメントとを
ノ２ランスさせ、次いでネジ（２５）を廻して、この上
端部をプッシュプルメータ（２７）に押し付ける。が、
このときの反力は、同ネジ（２５）レバー（２４）ネジ
（２６）横桁（１９）を介しフレーム（１７）（１８）
に伝えられて、同フレーム（１７）（１８）を水平軸（
１４Ｘ１５）を中心に時計方向に、即ち、フレーム（１
７Ｘ１８）の後端部を下方Ｋ、回転させるように作用す
るので、車輪（３１）がドラム（４４）に圧接される。

ここでネ０　（２５）から水平軸（２３）までの距離を
（Ｌｌ）、水平軸（２３）からネジ（２６）までの距離
を（Ｌ２）、ネジ（２６）から水平軸（１４Ｘ１５）ま
での距離を（Ｌ３）、水平軸（１４）（１５）から車輪
取付具（３８）（３９）までの距離を（Ｌ４）とすると
、本実施例の場合、（Ｌ□）が２００ｍに、（Ｌ２）が
５０ｇ！に、（Ｌ３）が６５０１に、（Ｌ４）が７００
諺に、設定されているので、プッシュプルメータ（２７
）の荷重を５０ｋＩｉとすると、の力でドラム（４４）
に圧接される。逆のいい方をすれば車輪（３１）の荷重
が１００ｋＪｊのとき、５０ｋＩＩの力がプッシュプル
メータ（２７）に加えられて、車輪（３１）の圧接力を
表示することＫなる。このときの同メータ（２７）の数
値は、搭乗者の体重十車体重量が車輪（３１）　（前車
輪または後車輪の一方）ｋ加わる荷重で、ネジ（２５）
の移動量を調整することＫより、可変である。また（４
５）が前記機筺（１）内の片側に設置したモータ、（４
６）が同モータ（４Ｉ）の出力軸に固定したプーリ、（
４７）が前記機筺（１）内の残る片側に設置した減速機
、（４８）が同減速機（４７）の入力軸に固定したプー
リ、（４９）が前記４１！（１）内の中央部に設置した
減速機、（５０）が同減速１ｍ　（４９）の人力軸に固
定したプーリ、（５１）が上記各プーリ（４６）（４ｇ
）（５０）間に懸装したタイミングベルト、（５２）が
上記減速機（４７）の出力軸、（５３）が同出力軸（５
２）と前記ドラム軸（４２）とを連結するシュミットカ
ップリング（１例として特許第５６５２０２号明細書Ｃ
特公昭４４−１９４８６号公報）を参照されたい）で、
モータ（４５）の回転がプーリ（４６）タイミングベル
ト（５１）プーリ（４８）減速機（４７）出力軸（５２
）シュミットカップリング（５３）を介しドラム軸（４
２）　Ｋ伝えられて、ドラム（４４）が矢印四方向に、
同Ｖラム（４４）に圧接する車輪（３１）が矢印（Ｂ）
方向に１それぞれ回転するようになりでいる。また（５
４）が上記減速機（４９）の出力軸、（６０）が前記機
筺（１）の−四壁から外側方に突設したブラケット、（
５７）が同ブラケット（６０）上に設置゛したベベルギ
ヤボックス、（ｓａ）　カ同ベベルギヤボックス（５７
）の入力軸、　（５５）が同人力軸（５６）と上記減速
＊　（４９）の出力軸（５４）との関に介装したクラッ
チ・ブレーキ装置、（５９）が前記円柱状体（６）に固
定した揺動杆、（５８）が同揺動杆（５９）と上記ベベ
ルギヤボックス（５７）の出力軸トの間に介装した偏心
輪機構で、モータ（４５）の回転がプーリ（４６）タイ
ミングベルト（５１）プーリ（５０）減速機（４９）出
力軸（５４）クラッチ・ブレーキ装置（５５）入力軸（
５６）ベベルギヤボックス（５７）内のベベルギヤを介
し偏心輪機構（５８）　Ｋ伝えられ、この回転が揺動杆
（５９）の水平軸（３）を中心とした揺動運動に変換さ
れて、円筒体（４）よりも上の部分（７）〜（３９）が
揺動杆（５９）とともに揺動するようになっている。こ
のときの車輪（３１）の鉛直面を中心とした左右方向ヘ
の揺動角度（０）は最大７°程度で、偏心輪機構（５８
）の偏心板の偏心量を調整することにより、可変である
。なお偏心輪機構は従来周知なので、それ以上の説明は
省略する。また（６０）が前記フレーム（１７Ｘ１８）
に取付けたパウダークラッチ・ブレーキ装置、（６１）
がその入力軸、（６２）が同人力軸（６１）に固定した
スプロケット、（６３）が同スプロケット（６２）と前
記車輪（３１）のスプロケット（３４）との関に懸装し
たチェーン、　　（６４）が同チェーン（０）のテンシ
ョンプーリで、車輪（３１）の回転がスプロケット（３
４）チェーン（６３）スプロケット（６２）を介しパウ
ダークラッチ・ブレーキ装置（６０）　ｋ伝えられる。

このとき同パウダークラッチ・ブレーキ装置（６０）に
は印加電流に比例したブレーキ力が発生しており、車輪
（３１）がこのブレーキ力に抗し回転させられて、車輪
（３１）に応力が発生する。一方、実際の走行時、例え
ば平坦、登板、向い風走行時）Ｃは、搭乗者の４タリン
グにより車輪に応力が発生する。この応力と上記ノウグ
ークラッチ・ブレーキ装置（６０）により発生する応力
と応力とれ見合っている。本明細書中では、パウダーク
ラッチ・ブレーキ装置（６０）　ｋ発生するブレーキ力
を等鎖部動力と称するが、等鎖部動力は、／（ウダーク
ラッチ・ブレーキ装置（６０）に印加する電流を調整す
ることにより、可変である。また（ａ□）〜（ａ８）が
モータ（４５）の回転時間を区間走行距離に換算して５
００，１０００・・・・・・・・４０００１１というよ
うに８段階に設定する区間走行距離設定用デジタルスイ
ッチ、（ａ、）〜（，１，）がモータ（４５）の回転速
度をドラム（４４）の周速度に換算して５，１０・・・
・・４０ｖｈというように８段階に設定する区間走行速
度設定用ダイヤル、（ａ１７）〜（，２４）がモータ（
４５）の成る回転速度から成る回転速度への加速または
減速を徐々にかう急速Ｋまで８段階に設定する加速、減
速設定用ダイヤル、０□５）〜（，３ｏ）が７セウダー
クラツチ・ブレーキ装置（６０）のブレーキ力（等鎖部
動力）を弱から強へ６段階に設定する等鎖部動力設定用
ダイヤル、（６５）が走行距離針、（６６）が区間走行
速度計、（６７）が揺動回数計、（６８）が区間走行距
離計、（６９）が積算揺動回数計、（７のが等鎖部動力
指示用電流計、（７１）がクラッチ・ブレーキ装置（５
５）の０１ｊＯＦＦスイツチである。

次に前記車輪疲れ試験機の作用を説明する。前記各スイ
ッチ及びダイヤルを作動順に操作し、制御装置に記憶さ
せて、運転モードを作成する。その−例を次に示す。■
発進→加速へ具定速走行（１５−／ｈ）　→■急加速−
系定速走行（３０１ｃｍ／ｈ）→０減速→Δ定速走行（
２ｏＶｈ）→−減速→０停止→■〜■のサイクルを指定
回数繰返す−■終了。なおこの運転Ｉリーン中−〇はク
ラッチ・ブレーキ装置（５５）の作動する揺動時期、Δ
が−ぞウダークラッチ・ブレーキ装置（６ｏ）の作動す
る等鎖部動力負荷時期、＠がこれら装置（５５）（６０
）の同時に作動する揺動及び等鎖駆動カ負荷時期である
。

また被試験車輪（３１）の車軸（３２）を車輪取付具（
３８）（３９）を介しフレーム（１７Ｘ１ｇ）の後端部
に取付けて、同車輪（３１）をドラム（４４）の上に乗
せ、次いで固定用ネジ（１３）を緩めて上下調整片（１
１）を昇降可能にし、次いで上下調整ネ：）（１０）を
適宜の工具（図示せず）により廻し、上下調整片（１１
）と固定用ネジ（１３）と円筒体（１２）と水平軸（１
４Ｘ１５）とを上昇または下降させて、フレーム（１７
）（１ｇ）を水平にし、次いでバランス調整用分銅（２
９）（３０）を前方または後方に移動させて、水平軸（
１４）（１５）を中心とする前側の回転モーメントと後
側の回転モーメントとをバランスさせ、次いでネ：）（
２５）を廻して、この上端部をプッシュプルメータ（２
７）に押し付ける。が、このときの反力は、同ネジ（２
５）レバー（２４）ネジ（２６）横桁（１９）を介しフ
レーム（１７）（１８）に伝えられて、同フレーム（１
７Ｘ１８）を水平軸（１４）（１５）を中心に時計方向
に、即ち、フレーム（１７Ｘ１８）の後端部を下方に、
回転させようとするので、車輪（３１）がドラム（４４
）に圧接される。以上で試験準備が完了するが、この状
！！になると、スタート用押釦スイッチを押して、モー
タ（４５）を起動させる。この状態が（Ｉ）の発進で、
次にＦ！（１）の加速に移り、クラッチ・ブレーキ装置
（５５）が入って、車輪（３１）が左右に揺動し、次に
は（１）の定速走行（１５１１ａ／ｈ　）に移り、クラ
ッチ・ブレーキ装置（５５）及び−ξミラダークラッチ
ブレーキ装置（６０）が入って、車輪（３１）が左右に
揺動すると同時に車輪（３１）　Ｋ等価駆動力が負荷さ
れ、次に＃′１（ＩＶ）の急加速に移り、クラッチ・ブ
レーキ装置（５５）が入って、車輪（３１）が左右に揺
動し、次には（Ｖ）の定速走行（３０１ｍｈ）Ｋ移り、
パウダークラッチ・ブレーキ装置（６０）が入って、車
輪（３１）に等鎖部動力が負荷され、次には（Ｖｌ）の
減速に移り、次には（■）の定速走行（２０Ｖｈ）Ｋ移
り、パウダークラッチ・ブレーキ装置（６０）が入って
車輪（３１）　Ｋ等価駆動力が負荷され、次には（［）
の急減速に移り、次には（Ｗ）の停止に移る。またこの
状態になると、（Ｉ）の発進に戻って、それからは上記
（Ｉ）〜（１（）のサイクルが指定回数繰返されて、疲
れ試験が完了する。

従って前記所期の効果を達成できるものである。

以上本発明を実施例について説明したが、勿論本発明は
このような実施例にだけ局限されるものではなく、本発
明の精神を逸脱しない範囲内で種々の設計の改変を施し
うるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自転車の車輪疲れ試験機の一実施
例を示す側面図、第２図はその平面図、第３図線その背
面図である。 （１）・・・機筺、（７）・・・フレーム支持部材、（
１７）〜（２０）・・フレーム、（２１）〜（２７）・
・・・荷ム負荷装置、（３１）・・・被試験車輪、（４
４）・・・ドラム、（４５）・・・モータ、（４６）（
４７）（４８）（５２）（５３）・・・ドラム側の動力
伝達装置、（４６）（４９）（ｓｏ）（５４）〜（５９
）・・・支持部材−の動力伝達装置、（５５）・・・ク
ラッチ、（６０）〜（６４）・・・等鎖部動力負荷装置
。 代理人　弁理士　岡　本　重　文 外２名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 下端部が機筺に左右方向の揺動可能に取付けられた直立
   状態のフレーム支持部材と、同支持部材に十字状に交差
   して同交差部が同支持部材に上下方向の回動可能に取付
   けられた水平のフレームと、同フレームの後端部に取付
   けられた被試験車輪に下から接触する機筺−のドラムと
   、同７レー４の前端部を上方へ付勢して同車輪を同ドラ
   ムに圧接させる荷重負荷装置と、実走行時の駆動力を前
   記車輪に任意の回転抵抗として負荷する等鎖部動力負荷
   装置と、回転速度と加減速度とが可変のモータと、同モ
   ータの回転を前記ドラムに伝えて前記車輪を回転させる
   動力伝達機構と、同モータの回転をクラッチを介し前記
   支持部材に伝えて同支持部材と前記フレームと前記車輪
   とを揺動させる動力伝達機構とを具えていることを特徴
   とした自転車の車輪疲れ試験機。