JP3129509U - 路面断面プロファイルの測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サスペンショによる振動減衰作用と共振現象などを生じることがなく、路面断面プロファイルの測定精度の高める測定装置を提供する。
【解決手段】測定装置１０は、ハブ３に対して同軸状に固定された取付軸部材１１と、取付軸部材１１に回転自在に取り付けられて先端に路面に接触する第１及び第２ローラ３６，５２が回転自在に取り付けられた第１及び第２アーム部３３，４８と、第１及び第２ローラ３６，５２を路面に押し付ける押付装置６６と、第１及び第２アーム部３３，４８のなす連結角を検出する連結角検出器４５と、車両の移動距離を検出する距離検出器５６と、タイヤ９の路面との接触により生じる歪み量を検出するレーザ変位計２５と、歪み量の検出結果に基づいて連結角検出値を補正し、連結角補正値と距離検出結果に基づいて路面の断面プロファイルを演算する演算制御装置７１と備える。
【選択図】図２

Description

本考案は、道路の路面の凹凸状態のプロファイルを計測する路面断面プロファイルの測定装置に関する。

従来、この種の路面断面プロファイルの測定装置としては、例えば特許文献１，２に示すように、同一直線上に所定間隔を隔ててかつ回転方向を同一直線方向に合わせて円盤状の第１ローラ、第２ローラ及び第３ローラを配設し、第１及び第２ローラの各回転軸に取り付けられて第１及び第２ローラを回転自在に連結する第１連結棒と、第２及び第３ローラの各回転軸に取り付けられて第２及び第３ローラを回転自在に連結する第２連結棒と、ローラの移動距離を測定する距離測定手段と、第１連結棒と第２連結棒が互いに真直な状態から回動したときの変位角度である連結角を検出する角度検出手段とを設けてなる測定ブロックが知られている。この測定ブロックを連結棒材を介して車体に連結し、車体から連結棒材を通して測定ブロックを路面に押し付けることにより、三点計測点を形成する３つのローラが路面から離れないようにして路面のプロファイルが精度よく測定されるようになっている。
特願２０００−２３３４５９号 特願２００１−１９０７４１号

特許文献１によれば、測定装置は、各ローラの中心間距離である１ピッチずつ移動することにより、移動前の第１及び第２ローラ位置に移動後の第２及び第３ローラが移動し、１ピッチの移動毎に第１及び第２連結棒のなす変位角度を検出することにより、第１及び第２連結棒の角度変化を逐次求めることができる。この角度データに基づいて、演算装置により、路面の縦断プロファイルを自動的かつ連続的に簡易に求めることができるものである。

また、特許文献２によれば、測定装置は、第１及び第２連結棒が真直状態での第１ローラ及び第３ローラの中心間寸法を基準距離として、基準距離を複数点に分割した複数の計測位置を決め、測定ブロックが路面の縦方向に基準距離を通るときに進行方向先頭のローラが計測位置に順次到達する毎に、各計測位置にて第１及び第２連結棒のなす連結角を角度検出手段により検出する。この角度検出手段による連結角検出値と測定ブロックが直前の計測位置に在るときの測定ブロックにおける各計測位置での既知の高さデータとに基づいて例えば無限インパルス応答フィルタ（Infinite Impulse Response Filter）等のフィルタ演算手法を用いて各計測位置での路面の高さデータを算出することにより基準距離の単位路面プロファイルが精度よく求められている。

ところで、車輪と車体との間には周知のようにサスペンションが設けられており、路面から車輪を通して車体に伝えられる衝撃や振動等を和らげたり分離をして、車両の乗り心地を高めたり車体の耐久性を向上させたりする機能を果たしている。そのため、車体から路面に押し付けられる上記測定ブロックについても同じサスペンション性能を持たせないと、サスペンションとの間で共振現象などが生じ、その結果、測定ブロックを用いた上記路面断面プロファイルの測定精度が低下することになる。

本考案は、上記問題を解決しようとするもので、サスペンショによる振動減衰作用と共振現象などを生じることがなく、路面断面プロファイルの測定精度の低下を抑えることができる簡易な構造の路面断面プロファイルの測定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために上記請求項１の考案の構成上の特徴は、車両の車軸端部に設けられた車輪のホイールが取り付けられるハブに対して同軸状に固定されて車軸の延長方向に延びる取付軸部材と、取付軸部材に回転自在に取り付けられて車両の前後いずれか一方向に延びて先端にて路面に接触する第１ローラが車輪に合わせた方向に回転自在に取り付けられた第１アーム部と、取付軸部材に回転自在に取り付けられて車両の前後いずれか他方向に延びて先端にて路面に接触する第２ローラが車輪に合わせた方向に回転自在に取り付けられた第２アーム部と、第１ローラ及び第２ローラを路面に押し付ける押付手段と、第１ローラ及び第２ローラが路面の凹凸に応じて上下動したときの第１アーム部と第２アーム部のなす連結角を検出する連結角検出手段と、車両の移動距離を検出する距離検出手段と、車輪のタイヤが路面との接触により生じる歪み量を検出する歪み検出手段と、歪み検出手段による歪み量の検出結果に基づいて連結角検出手段により検出された連結角検出値を補正する角度補正手段と、角度補正手段による連結角補正値と距離検出手段による距離検出結果に基づいて路面断面のプロファイルを演算するプロファイル演算手段と備えたことにある。

上記のように構成した請求項１の考案においては、車両の車軸端部に設けたハブに固定された取付軸部材を中心として前後に延びた第１アーム部と第２アーム部の先端に取り付けられて押付手段により路面に押し付けられた状態の前後の第１ローラ及び第２ローラとその間の車輪とにより、路面の凹凸に追従しながら移動できる三点計測点を形成することができる。そして、車両の移動に伴い、路面の凹凸に応じた第１ローラ及び第２ローラの上下方向の変動による連結角の変化が連結角検出手段によって検出され、また車両の移動距離が距離検出手段により検出される。このような路面プロファイルを求める過程において、第１ローラ及び第２ローラは、第１アーム部及び第２アーム部が回転自在に取り付けられた取付軸部材を介して車軸と一体で連結されている。そのため、車軸に取り付けられたサスペンション機構の振動減衰性能が、第１ローラ及び第２ローラにも同期して及ぼされることになり、第１ローラ及び第２ローラとサスペンションとの間で共振現象などの不具合が生じにくくなる。

さらに、車輪のゴム製のタイヤにより、路面の凹凸を吸収して車体への振動の伝達を抑えているが、路面と接触する部分のタイヤの歪みにより、第１アーム部と第２アーム部のなす連結角に誤差を生じることになる。しかし、本考案においては、車輪のタイヤが凹凸のある路面との接触により生じる歪み量を歪み検出手段によって検出し、この歪み量の検出結果に基づいて角度補正手段により、連結角検出手段によって検出された連結角検出値を適正な値に補正することができる。さらに、角度補正手段による連結角補正値と距離検出手段による距離検出結果に基づいて、プロファイル演算手段により路面の凹凸状態を示す路面プロファイルが演算される。その結果、本考案においては、車体の振動にほとんど影響されず、しかも路面の凹凸との接触によるタイヤの歪みに伴う連結角の測定誤差の影響を排除した適正な測定精度を備えた路面断面プロファイルが得られる。

また、本考案において、歪み検出手段を、取付軸部材に回転自在にかつ常時鉛直下方に向くように配設されたレーザ変位計とすることができる。これにより、車輪のタイヤが路面の凹凸部分との接触により生じる歪み量を、レーザ変位計によって直接かつ精度よく検出することができ、角度補正手段による連結角の補正に簡易に寄与することができる。

また、歪み検出手段として、タイヤの空気圧を検出することにより間接的に歪み量を求めるものとすることができる。タイヤの空気圧の変化については、タイヤが路面の凹凸部分との接触により生じる歪み量との間に精度のよい相関性がある。そのため、両者の相関性を予め求めておき、検出したタイヤの空気圧からタイヤの歪み量を求め、これにより連結角の補正値を適正に算出することができる。

また、歪み検出手段として、タイヤの軸方向に対する正常位置から軸方向に変位したはみ出し量を検出することにより間接的に歪み量を求めるものとすることができる。このようなタイヤのはみ出し量の変化については、タイヤが路面の凹凸部分との接触により生じる歪み量との間に精度のよい相関性がある。そのため、両者の相関性を予め求めておき、検出したタイヤのはみ出し量からタイヤの歪み量を求め、これにより連結角の補正値を適正に算出することができる。

また、本考案において、取付軸部材が、ハブに対して同軸状に固定される中心に取付孔を有する取付アダプターと、取付アダプターの取付孔に着脱可能に螺着されて車軸の延長方向に延びる取付軸部とからなるものとすることができる。これにより、取付軸部材を、車輪に対して中心を精度よく合わせてかつ同軸性を保持した状態にハブに取り付けなければならない煩雑な作業について、予め小型の取付アダプターのみをハブに取り付けてそのままの状態にしておくことができる。そのため、路面断面プロファイルを測定するときには、第１、第２アーム部等が取り付けられた取付軸部を取付アダプターの取付孔に螺着させるのみでよい。その結果、本考案においては、プロファイル測定時に、一々ハブへの取付軸部材の煩雑な取付作業を行うことなく、取付アダプターに取付軸部を螺着させるのみで、簡単に取付軸部材全体を車軸に対して延長方向にかつ同軸状に精度欲装着することができるので、測定作業が非常に簡略にされその手間が低減する。

また、本考案において、取付軸部材を、車両の非駆動側の車軸に固定することができる。車両の非駆動側の車軸は大きな力が加わることなく自然に回転するため、非駆動側に車軸に取り付けられて一体となって回転する取付軸部材にも無用な力が加わることがないので、取付軸部材に取り付けられた第１及び第２ローラの無用な動きも抑えられる。その結果、本考案においては、第１及び第２ローラの上下方向の動きが適正に確保され、精度のよい連結角の測定が可能になる。

本考案においては、第１ローラ及び第２ローラは、第１アーム部及び第２アーム部を通して車軸と一体で連結されているため、車軸に取り付けられたサスペンション機構の振動減衰性能が、第１ローラ及び第２ローラにも同期して及ぼされ、サスペンションとの間で共振現象などの不具合が生じ難い。さらに、車輪のタイヤが凹凸のある路面との接触により生じる歪み量を歪み検出手段によって検出し、この歪み量の検出結果に基づいて角度補正手段により、連結角検出手段によって検出された連結角検出値を適正な値に補正することができる。その結果、本考案においては、車体の振動にほとんど影響されず、しかも路面の凹凸との接触によるタイヤの歪みに伴う連結角の測定誤差の影響を排除した適正な測定精度を備えた信頼性のよい路面断面プロファイルが得られる。

以下、本考案の一実施の形態について図面を用いて説明する。図1及び図２は一実施例である車両の車軸端部に設けたハブに固定されて道路の路面Ｇの縦断方向の断面プロファイルを計測するための測定装置１０の概略構成を正面図及び拡大一部破断平面図により示したものである。

測定装置１０は、図１，図２に示すように、サスペンション１によって車体に吊り下げられた車軸２の端部に設けた円盤状のハブ３に同軸的に固定される取付軸部材１１を有している。ハブ３は、車輪７のホイール８が取り付けられるものであり、周知のように製造の際に中心に円錐状に凹んだ芯押し痕４が形成されており、外周縁側の周方向に等間隔な４箇所に取り付け用のボルト５が垂直に立設されている。取付軸部材１１は、取付アダプター１２とその取付孔１６に螺着される取付軸部１７とを設けている。取付アダプター１２は、円形厚板である取付板部１３と、取付板部１３の一表面側（図２の車輪７側）の中心いて垂直にかつわずかに突出した丸棒状で先端が半球状になっている突出端部１４と、取付板部１３の他表面（図２の車輪７の反対側）の中心に取り付けられた円柱状の取付ボス部１５とを一体で設けている。突出端部１４の先端は、ハブ３の中心の設けた芯押し痕４に押し付けられて密着するようになっている。取付板部１３には、ハブ３のボルト５に挿嵌するための挿嵌孔１３ａが設けられている。取付ボス部１５の取付板部１３に対する反対側端面の中心位置には取付孔１６が同軸状に延びて形成されている。取付孔１６は、端面側の外方に円錐状に広がった傾斜部１６ａと、それに続く内周にねじ溝を有する真直ぐなねじ孔部１６ｂとからなる。

取付アダプター１２は、取付板部１３をホイール８に重ね合わせて、ハブ３のボルト５に取付孔１３ａを挿入し、突出端部１４先端をハブ３の芯押し痕４に位置合せしてボルト５にナット６を締め付けることにより、ハブ３に対して同軸状に位置合せされた状態で固定される。取付アダプター１２は、最初に位置合せして固定された状態のままにされることが好ましく、それにより、路面断面プロファイル測定時に、取付軸部材１１のハブ３への取り付けにおける煩雑な位置合せの手間が省かれる。

取付軸部１７は、長尺の丸棒形状である軸本体１８と、軸本体１８の一端に同軸状に設けた略円盤状の支持部１９と、支持部１９の中心から同軸状に延びたねじ部２１とを一体で設けている。支持部１９は、円板部１９ａと、円板部１９ａに対して軸方向外方に向けて円錐台形状に傾斜した円錐台部１９ｂとが軸方向に一体で重ね合わされた形状となっており、円錐台部１９ｂの端部にねじ部２１が一体で続いている。取付軸部１７は、上記取付アダプター１２の取付ボス部１５に設けた取付孔１６に、支持部１９の円錐台部１９ｂを取付孔１６の傾斜部１６ａに合わせて、ねじ部２１をねじ孔部１６ｂに螺合させることにより取り付けられる。

取付ボス部１５の軸方向中間位置の外周面には、ラジアルベアリング２３が同軸状に固定されている。図５に示すように、ラジアルベアリング２３は、外輪２３ａの上端に取り付けられた支持装置２４によって車体側Ｂに吊り下げ支持されている。支持装置２４は、車輪７の上下動及び回動に応じて自在に変形して、ラジアルベアリング２３を支持するものである。ラジアルベアリング２３の外輪２３ａの下端位置には、歪み検出手段であるレーザ変位計２５が取り付けられており、路面Ｇとの間の距離を計測することにより、路面Ｇとの接触状態に応じたタイヤ９事態の歪み量を直接検出できるようになっている。

取付軸部１７の軸本体１８には、支持部１９と接触して環状の第１タイミングプーリ２７が同軸状に固定されている。第１タイミングプーリ２７には、ベルト２８が巻装されて後述する距離検出器５６と連結されるようになっている。軸本体１８には、第１タイミングプーリ２７に続いて筒状の第１カラー部材２９が同軸状に挿嵌されている。軸本体１８には、第１カラー部材２９に続いてラジアルタイプの連結ベアリング３１が同軸状に固定されており、さらに軸本体１８には連結ベアリング３１を介して第１アーム部３３が回転可能に取り付けられて、先端側が車両の前方（図１，２に示す左方）に向けて延設されている。

第１アーム部３３は、図１に示すように、長尺の板状部材であって長手方向両端側の外周縁が円弧状に丸められており、一端側に軸本体１８に挿通される挿通孔３４を設けており、他端側に設けた取付孔３５ａに第１シャフト３５が挿通されて板面に垂直に固定されて車輪７方向に延びている。第１シャフト３５の先端には、円盤形状の硬質のゴムあるいはプラスチック製である第１ローラ３６が同軸状にかつ回転自在に取り付けられている。図２に示すように、第１ローラ３６は、車輪７に対して車両前後方向（図２の左右方向）の同一線上に合わせて配置されている。第１カラー部材２９と対向する第１アーム部３３の一表面の挿通孔３４周囲には、第１内凹部３７が軸方向にわずかに凹んで形成されている。図３に詳細に示すように、第１内凹部３７は、挿通孔３４周囲の内側凹部３７ａとその径方向外側の外側凹部３７ｂとからなり、内側凹部３７ａが外側凹部３７ｂよりわずかに深く両者間が軸方向に延びた段差になっている。第１カラー部材２９が連結ベアリング３１の内輪３１ａを軸方向に押圧しており、外輪３１ｂが第１アーム部３３の第１内凹部３７の外側凹部３７ｂに嵌め合わされている。その結果、連結ベアリング３１は、第１カラー部材２９によって第１アーム部３３に押し付けられ、第１アーム部３３は軸本体１８に対して回転自在に支持されるようになっている。

第１アーム部３３の他表面の挿通孔３４周囲には、第１内凹部３７に比べて径の非常に大きい第１外凹部３９が軸方向にわずかに凹んで形成されている。第１外凹部３９には、スラストタイプの中間ベアリング４１が一部が外方に突出した状態で同軸状に嵌め合わされている。また、第１外凹部３９の周囲には環状の取付溝４２が同軸状に設けられており、取付溝４２には環状のシールゴム４３が挿嵌されている。また、第１アーム部３３の他表面の長手方向中間位置には、表面に対して垂直にかつ軸本体１８の先端近傍まで延びた取付軸４４が設けられており、取付軸４４の先端には連結角測定用のロータリーエンコーダタイプの連結角検出器４５が同軸状に取り付けられている。連結角検出器４５の外周にはベルト４６が巻装されており、後述する第２タイミングプーリ６４と連結されるようになっている。軸本体１８には、中間ベアリング４１を介して第２アーム部４８が回転自在に取り付けられている。

第２アーム部４８は、図１に示すように、第１アーム部３３よりわずかに長いほぼ同一形状の長尺の板状部材であり、一端側に軸本体に挿通される挿通孔４９を設けており、他端側に設けた取付孔５１ａに第２シャフト５１が挿通されて板面に垂直に固定されて車輪７方向に延びている。第２シャフト５１の先端には、第１ローラ３６と同一形状の硬質のゴムあるいはプラスチック製である第２ローラ５２が同軸状にかつ回転自在に取り付けられている。第２ローラ５２も、第１ローラ３６と同様、車輪７に対して車両前後方向（図２の左右方向）の同一線上に合わせて配置されている。第１アーム部３３と対向する第２アーム部４８の一表面の挿通孔４９周囲には、第１外凹部３９と同一形状の第２内凹部５３が軸方向にわずかに凹んで形成されている。第２内凹部５３には、上記中間ベアリング４１の第１外凹部３９からの突出部分の先端が挿嵌されている。また、第２内凹部５３の周囲には、環状の取付溝５４が同軸状に設けられており、取付溝５４には上記取付溝４２に挿嵌されたシールゴム４３が挿嵌される。これにより、第１アーム部３３と第２アーム部４８とは、中間ベアリング４１を介して互いに回動可能に接触しており、さらにシールゴム４３によって外部から異物が侵入しないようにシールされている。

また、第２アーム部４８の一表面の長手方向中間位置には、表面に対して垂直にかつ上記第１タイミングーリ２７位置まで延びた取付軸５５が設けられており、取付軸５５の先端には距離測定用のロータリーエンコーダタイプの距離検出器５６が同軸状に取り付けられている。距離検出器５６は外周がプーリ形状となっており、上記第１タイミングプーリ２７に巻装されたベルト２８が巻き付けられて両者間を連結している。

第２アーム部４８の他表面の挿通孔４９周囲には、第１内凹部３７と略同一形状の第２外凹部５８が軸方向にわずかに凹んで形成されている。図４に詳細に示すように、第２外凹部５８は、挿通孔４９周囲の内側凹部５８ａとその径方向外側の外側凹部５８ｂとからなり、内側凹部５８ａが外側凹部５８ｂよりわずかに深く両者間が軸方向に延びた段差になっている。第２アーム部４８の第２外凹部５８には、軸本体１８に挿通されたラジアルタイプの連結ベアリング５９が挿嵌されている。さらに、軸本体１８には、連結ベアリング５９に続いて円筒形の第２カラー部材６１が挿嵌されて連結ベアリング５９を押圧している。

図４に示すように、第２カラー部材６１が連結ベアリング５９の内輪５９ａを軸方向に押圧しており、外輪５９ｂが第２アーム部４８の第２外凹部５８の外側凹部５８ｂに嵌め合わされている。その結果、連結ベアリング５９は、第２カラー部材６１によって第２アーム部４８に押し付けられ、第２アーム部４８は軸本体１８に対して回転自在に支持されるようになっている。さらに、軸本体１８の先端のねじ部１８ａにはナット６２が螺着されて、軸本体１８に挿嵌された第１タイミングプーリ２７、第１カラー部材２９、連結ベアリング３１、第１アーム部３３、中間ベアリング４１、第２アーム部４８、連結ベアリング５９及び第２カラー部材６１全体を支持部１９に押し付けて軸本体１８に固定させている。第２アーム部４８の他表面の挿通孔４９周囲には、筒状の第２タイミングプーリ６４が同軸状に固定されている。第２タイミングプーリ６４には上記ベルト４６が巻装され、上記第１アーム部３３の他表面に取り付けられた連結角検出器４６に巻き付けられて両者を連結している。

図１に示すように、第１アーム部３３上縁の取付軸４４の近傍位置にて、長尺状のスプリングダンパ６７が軸方向一端にて取り付けられている。スプリングダンパ６７は、バネによって軸方向に弾性的に伸縮すると共に、振動を減衰させるダンパ機能を合わせて備えた部材である。また、第２アーム部４８の一表面の取付軸５５と取付溝５４との間には略半円弧状の板材である押圧部材６８が、一端にて第２アーム部４８に固定されて上方に延びて軸本体１８を中心として囲むように取り付けられており、その先端にてスプリングダンパ６７の他端に回動可能な状態で取り付けられている。このスプリングダンパ６７と押圧部材６８とにより押付装置（押付手段）６６が構成され、この押付装置６６により第１アーム部３３と第２アーム部４８とが軸本体１８を中心として回動自在な状態で両者間の中心角が小さくなる方向に付勢されており、第１，第２アーム部３３，４８先端の第１ローラ３６と第２ローラ５２が路面Ｇに押し付けられるようになっている。

つぎに、測定装置１０のハブ２への取り付けについて説明する。図１，図２及び図５に示すように、ＦＦタイプ（フロントエンジンフロントドライブ）の車両Ｖの後輪の車軸２の端部に設けた円盤状のハブ３に、４本のボルト５を通して車輪７のホイール８が取り付けられる。その後、取付軸部材１１の取付アダプター１２の先端の突出端部１４をハブ３中心の芯押し痕４に押し付けると共に、取付板部１３の４つの取付孔１６をハブ３の４本のボルト５に挿嵌して取付板部１３をハブ３に押し付け、４本のボルト５にナット６を螺合させて締め付けることにより、取付アダプター１２がハブ３に固定される。この取付アダプター１２の取付ボス部１５中心の取付孔１６に、第１及び第２アーム部３３，４８を車両の前後に向けた状態で取り付けた取付軸部１７をねじ部２１にて螺着させることにより、取付軸部材１１が一体となってハブ３に連結固定される。これにより、車両Ｖの車軸２端部に設けたハブ３に固定された取付軸部材１１を中心として車両Ｖの前後方向に延びた第１アーム部３３と第２アーム部４８とによって、中央の車輪７と押付装置６６により路面Ｇに押し付けられた状態の前後の第１ローラ３６及び第２ローラ５２が略同一直線上に回転方向を同一直線方向に合わせて配列され、路面Ｇの凹凸に追従しながら移動できる三点計測点を形成することができる。

演算制御装置７１は、マイクロコンピュータ等により構成されており、そのＲＯＭに記憶された連結角演算プログラム、路面断面プロファイル演算プログラムを実行することにより、連結角検出値、歪み量検出値に基づいて連結角補正値を演算し、また連結角補正値と距離測定値に基づいて無限インパルス応答フィルタ演算手法により路面の断面プロファイルを演算するものであり、角度補正手段とプロファイル演算手段とを兼ね備えたものである。演算制御装置７１の入力側には、上記レーザ変位計２５、連結角検出器４５、距離検出器５６が接続されている。また、演算制御装置７１の出力側には、演算結果を出力するプリンタ等の表示装置７２と、演算結果を記憶するＣＤＲＯＭ当の外部記憶装置７３が接続されている。

上記のように構成した実施例においては、車両の移動に伴い、路面Ｇの凹凸に伴う車輪７に対する第１ローラ３６及び第２ローラ５２の上下方向の変動に伴う第１及び第２アーム部３３，４８のなす連結角が連結角検出器４５によって検出され、また車両の移動距離が距離検出器５６によって検出され、さらにタイヤ９の路面凹凸との接触に伴う歪み量がレーザ変位計２５により検出される。この連結角検出器４５、距離検出器５６及びレーザ変位計２５からの検出信号を受けて、演算制御装置７１により、連結角の補正値が演算され、さらに路面Ｇの凹凸状態を示す路面プロファイルが演算される。このような路面プロファイルを求める過程において、第１及び第２ローラ３６，５２は、第１及び第２アーム部３３，４８を通して車軸２と一体で連結されている。そのため、車軸２に取り付けられたサスペンション１の振動減衰性能が、第１及び第２ローラ３６，５２にも同期して及ぼされる結果となり、サスペンション１と第１及び第２アーム部３３，４８間で共振現象などの不具合が生じにくくなる。

さらに、車輪７のゴム製のタイヤ９により、路面の凹凸を吸収して車体への振動の伝達を抑えているが、路面と接触する部分のタイヤ９の歪みにより、第１アーム部３３と第２アーム部４８のなす連結角検出値が図８の（ａ）のように誤差を含んだものになる。図７に示すように、車輪７がΔｈ沈み込みタイヤ９にΔｈの歪みが生じると、第１アーム部３３の傾斜角αがΔα小さくなり、第２アーム部４８の傾斜角βがΔβ小さくなり、その結果、第１、第２アーム部３３，４８のなす連結角検出値θがΔθ＝Δα＋Δβ小さくなる。しかし、本実施例においては、このタイヤ９の歪み量Δｈをレーザ変位計２５によって図８の（ｂ）のように検出し、この歪み量の検出結果に基づいて演算制御装置７１により、連結角検出値θを図８の（ｃ）（実線が連結角補正値で、破線が連結角検出値）に示すように適正な値θ−Δθに補正することができる。さらに、連結角補正値と距離検出器５６による距離検出結果に基づいて、演算制御装置７１により路面の凹凸状態を示す路面断面プロファイルが図８の（ｄ）に示すように演算される。この演算制御装置７１による連結角補正結果と路面断面プロファイルの演算結果については、表示装置７２により表示され、また記憶装置７３に記憶される。

以上に説明したように、本実施例においては、車体の振動にほとんど影響されず、しかも路面Ｇの凹凸との接触によるタイヤの歪みに伴う連結角の測定誤差の影響を排除した適正な測定精度を備えた路面断面プロファイルが得られる。また、本実施例では、歪み検出手段として、取付軸部材１１に回転自在にかつ常時鉛直下方に向くように配設されたレーザ変位計２５を用いたことにより、タイヤ９が路面の凹凸部分との接触により生じる歪み量を直接かつ精度よく検出することができるため、演算制御装置７１による連結角の補正に簡易に寄与することができる。

また、本実施例においては、取付軸部材１１が、ハブ３に対して同軸状に固定される中心に取付孔１６を有する取付アダプター１２と、取付孔１６に着脱可能に螺着されて車軸２の延長方向に延びる取付軸部１７との２部品により構成されている。これにより、取付軸部材１１を、車輪７に対して中心を精度よく合わせてかつ同軸性を保持した状態にハブ３に取り付けなければならない煩雑な作業について、予め小型の取付アダプター１２のみをハブ３に取り付けてそのままの状態にしておくことができる。そのため、路面断面プロファイルを測定するときには、第１、第２アーム部３３，４８等が取り付けられた取付軸部１７を取付アダプター１２の取付孔１６に螺着させるのみでよい。その結果、プロファイル測定時に、一々ハブ３への取付軸部材１１の煩雑な取付作業を行うことなく、取付アダプター１２に取付軸部１７を螺着させるのみで、簡単に取付軸部材１１全体を車軸に対して延長方向にかつ同軸状に精度よく装着することができるので、測定作業が非常に簡略にされその手間が低減する。

また、上記実施例において、取付軸部材１１が、車両の非駆動側である後輪の車軸２に固定されており、後輪側の車軸２には大きな力が加わることなく自然に回転するため、それに伴い、取付軸部材１１にも無用な力が加わることがない。その結果、第１及び第２ローラ３６，５２の上下方向の動きが適正に確保され、精度のよい連結角の測定が可能になる。

次に、タイヤ９の歪み量の計測の変形例について説明する。
図９に示すように、歪み検出手段として、タイヤ９の空気圧を表示する空気圧表示器７５をタイヤ９に取り付け、空気圧表示器７５の表示量を外部からラインカメラ７６によって検出するようにしたことにある。タイヤ９の空気圧の変化については、タイヤ９が路面の凹凸部分との接触により生じる歪み量との間に精度のよい相関性がある。そのため、両者の相関性を予め求めておき、空気圧表示器７５の表示量をラインカメラ７６で検出してタイヤの空気圧からタイヤの歪み量を求め、これにより連結角の補正値を適正に算出することができる。また、タイヤ９の歪み量の測定の他の例として、図示しないが、タイヤ９の正常位置から軸方向に変位したはみ出し量をラインカメラ等によって検出することにより間接的に歪み量を求めるものとすることができる。このようなタイヤ９のはみ出し量の変化についても、タイヤ９が路面の凹凸部分との接触により生じる歪み量との間に精度のよい相関性がある。そのため、両者の相関性を予め求めておき、検出したタイヤのはみ出し量からタイヤの歪み量を求め、これにより連結角の補正値を適正に算出することができる。

なお、上記実施例では、測定装置１０が、ＦＦ車両の非駆動の後輪に取り付けられているが、これに代えて、多少変位検出精度に影響があるが前輪に取り付けることも可能である。また、上記実施例では、演算制御装置７１については、無限インパルス応答フィルタ演算手法により路面断面のプロファイルを演算しているが、それ以外のフィルタ演算手法を用いてもよい。さらに、本考案の測定装置を、従来技術の特許文献１に示した路面断面プロファイルの測定にも適用することができ、さらには三点計測点を形成する測定系を用いた路面断面プロファイルについての他の測定方法にも適用することができる。

なお、上記実施例においては、車両に搭載された測定装置１０の演算制御装置７１により、計測車両において、レーザ変位計２５、連結角検出器４５及び距離検出器５６の検出結果に基づいて直ちに路面プロファイルデータが算出されているが、これに代えて、車両では連結角と歪み量の計測データのみあるいはこれに加えて連結角補正値を取得するようにし、データをＣＤＲＯＭ等の記憶手段で取り出して、プロファイルデータの算出は、この計測データに基づいて別の場所で行うようにしてもよい。その他、上記実施例に示した測定装置の具体的構成については一例であり、本考案の主旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。

本考案によれば、第１ローラ及び第２ローラは、第１アーム部及び第２アーム部を通して車軸と一体で連結されているため、車軸に取り付けられたサスペンション機構の振動減衰性能が、第１ローラ及び第２ローラにも同期して及ぼされ、サスペンションとの間で共振現象などの不具合が生じ難く、さらに車輪のタイヤが凹凸のある路面との接触により生じる歪み量を検出し、この歪み量の検出結果に基づいて連結角検出値を適正な値に補正することができる。その結果、本考案は、車体の振動にほとんど影響されず、しかも路面の凹凸との接触によるタイヤの歪みに伴う連結角の測定誤差の影響を排除した適正な測定精度を備えた路面断面プロファイルを得ることができるので、有用である。

本考案の一実施例である車両の車軸に設けたハブに取り付けられて道路の路面の凹凸プロファイルを測定する測定装置の一部を概略的に示す正面図である。 車両に取り付けられた同測定装置の全体構成を概略的に示す拡大一部破断平面図である。 同測定装置の第１アーム部の軸本体への取り付け状態を詳細に示す拡大断面図である。 同測定装置の第２アーム部の軸本体への取り付け状態を詳細に示す拡大断面図である。 同測定装置のレーザ変位計の取り付け状態を説明する説明図である。 同測定装置の車両への取り付け状態を説明する説明図である。 同測定装置のタイヤの歪みに伴う連結角の変化状態を説明する説明図である。 連結角測定結果とタイヤの歪みと連結角補正結果と路面プロファイル測定結果との関係を説明する説明図である。 変形例であるタイヤの空気圧の変化からその歪み量を検出する検出方法を説明する説明図である。

符号の説明

１０…測定装置、１１…取付軸部材、１２…取付アダプター、１３…取付板部、１４…突出端部、１５…取付ボス部、１６…取付孔、１７…取付軸部、１８…軸本体、１９…支持部、２１…ねじ部、２５…レーザ変位計、２７…第１タイミングプーリ、２９…第１カラー部材、３１…連結ベアリング、３３…第１アーム部、３６…第１ローラ、４１…中間ベアリング、４５…連結角検出器、４６…プーリ、４８…第２アーム部、５２…第２ローラ、５６…距離検出器、５９…連結ベアリング、６１…第２カラー部材、６４…第２タイミングプーリ、６６…押付装置、７１…演算制御装置。

Claims (6)

1. 車両の車軸端部に設けられた車輪のホイールが取り付けられるハブに対して同軸状に固定されて該車軸の延長方向に延びる取付軸部材と、該取付軸部材に回転自在に取り付けられて車両の前後いずれか一方向に延びて先端にて路面に接触する第１ローラが該車輪に合わせた方向に回転自在に取り付けられた第１アーム部と、前記取付軸部材に回転自在に取り付けられて車両の前後いずれか他方向に延びて先端にて路面に接触する第２ローラが該車輪に合わせた方向に回転自在に取り付けられた第２アーム部と、前記第１ローラ及び第２ローラを路面に押し付ける押付手段と、該第１ローラ及び第２ローラが路面の凹凸に応じて上下動したときの前記第１アーム部と第２アーム部のなす連結角を検出する連結角検出手段と、車両の移動距離を検出する距離検出手段と、前記車輪のタイヤが路面との接触により生じる歪み量を検出する歪み検出手段と、該歪み検出手段による歪み量の検出結果に基づいて前記連結角検出手段により検出された連結角検出値を補正する角度補正手段と、該角度補正手段による連結角補正値と前記距離検出手段による距離検出結果に基づいて路面断面のプロファイルを演算するプロファイル演算手段と備えたことを特徴とする路面断面プロファイルの測定装置。
2. 前記歪み検出手段が、前記取付軸部材に回転自在にかつ常時鉛直下方に向くように配設されたレーザ変位計であることを特徴とする請求項１に記載の路面断面プロファイルの測定装置。
3. 前記歪み検出手段が、前記タイヤの空気圧を検出することにより間接的に歪み量を求めるものであることを特徴とする請求項１に記載の路面断面プロファイルの測定装置。
4. 前記歪み検出手段が、前記タイヤの軸方向に対する正常位置から軸方向に変位したはみ出し量を検出することにより間接的に歪み量を求めるものであることを特徴とする請求項１に記載の路面断面プロファイルの測定装置。
5. 前記取付軸部材が、前記ハブに対して同軸状に固定される中心に取付孔を有する取付アダプターと、該取付アダプターの取付孔に着脱可能に螺着されて車軸の延長方向に延びる取付軸部とからなることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の路面断面プロファイルの測定装置。
6. 前記取付軸部材が、車両の非駆動側の車軸に固定されることを特徴とする前記請求項１から５のいずれか１項に記載の路面断面プロファイルの測定方法。

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