JPH0643932B2 - 車軸動力計 - Google Patents
車軸動力計Info
- Publication number
- JPH0643932B2 JPH0643932B2 JP60227059A JP22705985A JPH0643932B2 JP H0643932 B2 JPH0643932 B2 JP H0643932B2 JP 60227059 A JP60227059 A JP 60227059A JP 22705985 A JP22705985 A JP 22705985A JP H0643932 B2 JPH0643932 B2 JP H0643932B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axle
- dynamometer
- wheel
- force
- automobile
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車の車軸に作用する各種荷重を測定する
ための車軸動力計に関するものである。
ための車軸動力計に関するものである。
自動車の走行中に路面からタイヤを通じて車体に作用す
る動的荷重は、車両の強度計算や安全性はもとより、乗
員・乗客の乗り心地にも直接影響するため、車体設計上
きわめて重要である。そのため、タイヤの回転している
状態の各種荷重を正確に測定できることが望ましい。
る動的荷重は、車両の強度計算や安全性はもとより、乗
員・乗客の乗り心地にも直接影響するため、車体設計上
きわめて重要である。そのため、タイヤの回転している
状態の各種荷重を正確に測定できることが望ましい。
しかしながら、タイヤが装着されたホイールの回転して
いる状態での荷重測定は、測定対象が複雑な複合力であ
って単純なロードセルの発想では測定することができな
い。さらに一般の自動車は、その各部が極めて合理的に
設計されているため、そのままでは測定装置類を取付け
る余裕のないことが多い。そのため、自動車の車軸に作
用する動力を測定するには、被測定対象を大規模に改造
する必要があり、実車に近い状態での測定は困難であっ
た。
いる状態での荷重測定は、測定対象が複雑な複合力であ
って単純なロードセルの発想では測定することができな
い。さらに一般の自動車は、その各部が極めて合理的に
設計されているため、そのままでは測定装置類を取付け
る余裕のないことが多い。そのため、自動車の車軸に作
用する動力を測定するには、被測定対象を大規模に改造
する必要があり、実車に近い状態での測定は困難であっ
た。
本願発明の目的は、走行中の自動車のタイヤを通じて車
軸したがって車体に作用する力を、タイヤが地面と接触
している状態の地面から受ける作用力或いは車体の受け
る力として、静止座標系で計測できる高精度で測定可能
な車軸動力計を提供することである。
軸したがって車体に作用する力を、タイヤが地面と接触
している状態の地面から受ける作用力或いは車体の受け
る力として、静止座標系で計測できる高精度で測定可能
な車軸動力計を提供することである。
この目的は、特許請求の範囲に記載の構成を有する車軸
動力計、すなわち、自動車の車軸に連結すると共に、タ
イヤおよびホイールを装着して回転する連結部と、該連
結部の回転に伴って作用する分力を電気信号に変換する
ための検出部と、前記連結部の回転角度を検出する角度
信号発信器と、そして前記分力を表す信号と前記角度信
号とを演算する回路と、を具備する車軸動力計によって
達成される。
動力計、すなわち、自動車の車軸に連結すると共に、タ
イヤおよびホイールを装着して回転する連結部と、該連
結部の回転に伴って作用する分力を電気信号に変換する
ための検出部と、前記連結部の回転角度を検出する角度
信号発信器と、そして前記分力を表す信号と前記角度信
号とを演算する回路と、を具備する車軸動力計によって
達成される。
本発明にかかる車軸動力計によれば、自動車に容易に取
付けることができ、格別の改造は不要である。したがっ
て、実車に近い状態での車軸動力が、短時間でかつ手軽
に高精度測定できることになる。
付けることができ、格別の改造は不要である。したがっ
て、実車に近い状態での車軸動力が、短時間でかつ手軽
に高精度測定できることになる。
以下、実施例を示す添付図を参照しつつ、本発明を開示
する。
する。
第１図は、本発明にかかる車軸動力計の構成を示すもの
で、検出部１には必要な分力、例えば６分力を測定する
ための検出素子が取りつけられている。この場合の６分
力は、第２図に示すように、各軸に作用する３つの力
FX,FY,FZ,各軸に作用する３つのモーメントMX,MY,MZか
ら成るものである。用途によっては測定する必要がない
分力も存在するが、ここでは全体を示す。
で、検出部１には必要な分力、例えば６分力を測定する
ための検出素子が取りつけられている。この場合の６分
力は、第２図に示すように、各軸に作用する３つの力
FX,FY,FZ,各軸に作用する３つのモーメントMX,MY,MZか
ら成るものである。用途によっては測定する必要がない
分力も存在するが、ここでは全体を示す。
これらの各分力を測定するための検出部１は被測定車軸
に連結され、測定すべき分力を受けて各分力に応じて発
生する機械的歪を電気信号に変換するように貼りつけら
れた各応力に対応する歪ゲージ接続から構成することが
できる。このような検出部１は、各種態様が知られてお
り、その他の構成を採用することもできるため詳述はし
ない。検出部１の回転部で得られた電気出力を固定側に
取り出すために適当な出力数のチャンネルのスリップリ
ング３が取りつけられる。このスリップリング３もノイ
ズの影響を受けることなしに微小出力が正確に取り出し
得るものでありかつゲージ作動用電流の供給ができるも
のであれば足り、格別の制限はないので詳述はしない。
検出部１に連なる回転部２の回転角を正確な電気信号に
変換する角度信号発信器５、例えば歯車機構４によって
被測定軸の回転部に連結されたエンコーダが配設され
る。この角度信号発信器５としてのエンコーダは、基準
となる零信号Ｚと回転方向を決定するための２つの信号
ＡおよびＢとを発生すると都合がよい。なお、この角度
信号発信器５としてのエンコーダは、一例であって、角
度測定の可能なレゾルバその他の角度信号の発生できる
ものであれば同様に使用することができる。
に連結され、測定すべき分力を受けて各分力に応じて発
生する機械的歪を電気信号に変換するように貼りつけら
れた各応力に対応する歪ゲージ接続から構成することが
できる。このような検出部１は、各種態様が知られてお
り、その他の構成を採用することもできるため詳述はし
ない。検出部１の回転部で得られた電気出力を固定側に
取り出すために適当な出力数のチャンネルのスリップリ
ング３が取りつけられる。このスリップリング３もノイ
ズの影響を受けることなしに微小出力が正確に取り出し
得るものでありかつゲージ作動用電流の供給ができるも
のであれば足り、格別の制限はないので詳述はしない。
検出部１に連なる回転部２の回転角を正確な電気信号に
変換する角度信号発信器５、例えば歯車機構４によって
被測定軸の回転部に連結されたエンコーダが配設され
る。この角度信号発信器５としてのエンコーダは、基準
となる零信号Ｚと回転方向を決定するための２つの信号
ＡおよびＢとを発生すると都合がよい。なお、この角度
信号発信器５としてのエンコーダは、一例であって、角
度測定の可能なレゾルバその他の角度信号の発生できる
ものであれば同様に使用することができる。
これらのスリップリング３、歯車機構４およびエンコー
ダ等は回転部を含むためカバー６内に収められている。
このカバー６の軸方向外部には、零位置表示用のパイロ
ットランプ７と電源および信号の授受を行うケーブル類
を接続するためのレセプタクル８が取りつけられる。な
お、カバー６は、軸方向の運動は許容し、回転方向回転
に対してのみ拘束されているものとする。
ダ等は回転部を含むためカバー６内に収められている。
このカバー６の軸方向外部には、零位置表示用のパイロ
ットランプ７と電源および信号の授受を行うケーブル類
を接続するためのレセプタクル８が取りつけられる。な
お、カバー６は、軸方向の運動は許容し、回転方向回転
に対してのみ拘束されているものとする。
このような本発明にかかる車軸動力計は、上述の検出に
寄与する部分を車軸に連結しさらにタイヤと一体のホイ
ールを取りつけるための連結部９を有する。車軸取付部
９ａは車軸の寸法や取付孔の間隔等を考慮してこれらに
対応し得るように、後述する適当なアダプタを介して取
りつけることができるように構成されている。ホイール
取付部９ｂは、測定用に若干改造されたホイールを取り
つけることができるように構成されている。
寄与する部分を車軸に連結しさらにタイヤと一体のホイ
ールを取りつけるための連結部９を有する。車軸取付部
９ａは車軸の寸法や取付孔の間隔等を考慮してこれらに
対応し得るように、後述する適当なアダプタを介して取
りつけることができるように構成されている。ホイール
取付部９ｂは、測定用に若干改造されたホイールを取り
つけることができるように構成されている。
第３図は、本発明にかかる車軸動力計を測定可能状態に
取付けた状態を示す断面図で、図において自動車の駆動
軸１１の先端のホイール取付け用ハブ１２を介して本発
明にかかる車軸動力計の連結部９を取付けた状態を示す
ものである。ホイール取付け用ハブ１２の内側にはブレ
ーキディスク１３が取付けられている。これらの車軸側
には、なんらの改造もなされていないから、車種・年式
等によってサイズの異なるものがある。そこで、ホイー
ル取付け用ハブ１２の間隔やサイズも異なることが多
い。そこで、取付ハブ側に適当なボルト１０によって取
りつけられる第１のアダプタ１４と、この第１のアダプ
タと適合する取付孔を有しさらに連結部９の車軸取付部
９ａと適合する取付孔を有しボルト１６によって締めつ
けられる第２のアダプタ１５とを介在させて取りつけ
る。その結果、少なくとも第１のアダプタ１４を交換す
るのみで車両本体側に改造を加えることなしに、多くの
車種に本発明にかかる車軸動力計を取りつけることがで
きる。
取付けた状態を示す断面図で、図において自動車の駆動
軸１１の先端のホイール取付け用ハブ１２を介して本発
明にかかる車軸動力計の連結部９を取付けた状態を示す
ものである。ホイール取付け用ハブ１２の内側にはブレ
ーキディスク１３が取付けられている。これらの車軸側
には、なんらの改造もなされていないから、車種・年式
等によってサイズの異なるものがある。そこで、ホイー
ル取付け用ハブ１２の間隔やサイズも異なることが多
い。そこで、取付ハブ側に適当なボルト１０によって取
りつけられる第１のアダプタ１４と、この第１のアダプ
タと適合する取付孔を有しさらに連結部９の車軸取付部
９ａと適合する取付孔を有しボルト１６によって締めつ
けられる第２のアダプタ１５とを介在させて取りつけ
る。その結果、少なくとも第１のアダプタ１４を交換す
るのみで車両本体側に改造を加えることなしに、多くの
車種に本発明にかかる車軸動力計を取りつけることがで
きる。
また、本発明にかかる車軸動力計はタイヤの装着された
実際の状態における動力測定を主目的としているから、
タイヤの装着されたホイールを取りつける必要がある。
そのため車軸動力計の連結部９のホイール取付部９ｂに
ホイール取付用アダプタ１７を介してボルト１８によっ
て締めつけられるホイール１９を取りつける。ホイール
１９の取付孔は、本来車軸の取付ハブ１２に合致するも
のであるから、本実施例を構成するためには若干の改造
が必要である。通常は、ホイール中心側をやや大径に切
取り、車軸動力計連結部９のホイール取付孔に適合する
孔を設けたものである。しかし、ホイールそのものの改
造は車両側の改造に比して簡単かつ廉価である。さら
に、試験用ホイールを前以って何種類か用意しておくこ
とにより、その都度改造する必要はなくなり経済的な測
定・試験が実施可能である。
実際の状態における動力測定を主目的としているから、
タイヤの装着されたホイールを取りつける必要がある。
そのため車軸動力計の連結部９のホイール取付部９ｂに
ホイール取付用アダプタ１７を介してボルト１８によっ
て締めつけられるホイール１９を取りつける。ホイール
１９の取付孔は、本来車軸の取付ハブ１２に合致するも
のであるから、本実施例を構成するためには若干の改造
が必要である。通常は、ホイール中心側をやや大径に切
取り、車軸動力計連結部９のホイール取付孔に適合する
孔を設けたものである。しかし、ホイールそのものの改
造は車両側の改造に比して簡単かつ廉価である。さら
に、試験用ホイールを前以って何種類か用意しておくこ
とにより、その都度改造する必要はなくなり経済的な測
定・試験が実施可能である。
以下、本発明にかかる車軸動力計を使用して車軸に作用
する動力を測定する原理について説明する。第４図は、
自動車に外力Ｆが作用した状態を示す静止座標を示すも
のである。図において、自動車の走行抵抗方向をベクト
ルＸ、そして車重反力方向をベクトルＺ、作用外力をベ
クトルＦ、そして動力計の回転角をθとする。
する動力を測定する原理について説明する。第４図は、
自動車に外力Ｆが作用した状態を示す静止座標を示すも
のである。図において、自動車の走行抵抗方向をベクト
ルＸ、そして車重反力方向をベクトルＺ、作用外力をベ
クトルＦ、そして動力計の回転角をθとする。
第５図は、作用力Ｆを動力計座標軸および静止座標系に
分解したベクトル図を示すものである。図において作用
外力Ｆを静止座標系の分力FX,FZであらわすと以下のよ
うになる。
分解したベクトル図を示すものである。図において作用
外力Ｆを静止座標系の分力FX,FZであらわすと以下のよ
うになる。
FX＝Ｆcosφ FZ＝Ｆsinφ （１） また、動力計座標軸については、以下のようになる。
FX′＝Ｆcos（φ−θ） FZ′＝Ｆsin（φ−θ） （２） したがって、FX,FZ,FX′，FZ′間には以下のような関係
が成立する。
が成立する。
FX＝FX′cosθ−FZ′sinθ FZ＝FX′sinθ＋FZ′cosθ （３） このような関係は、モーメントMX,MZについても同様で
ある。
ある。
上記（３）式の演算を適当な演算回路において行うと、
回転座標系で計測した分力を静止座標系の分力に変換す
ることができる。
回転座標系で計測した分力を静止座標系の分力に変換す
ることができる。
第６図は、このような演算を行うために適する回路例の
主要部を示す回路図である。なお、作用する動力として
は６分力が考えられるが、ここでは、FY,MYは回転しな
いものとしている。また、このような演算は、本図のよ
うな演算回路に限定されることなく、マイクロコンピュ
ータその他の構成を組合せることによっても同様の目的
を達成することができる。
主要部を示す回路図である。なお、作用する動力として
は６分力が考えられるが、ここでは、FY,MYは回転しな
いものとしている。また、このような演算は、本図のよ
うな演算回路に限定されることなく、マイクロコンピュ
ータその他の構成を組合せることによっても同様の目的
を達成することができる。
車軸動力計からの出力信号は、増幅器により電圧増幅さ
れる。一方、エンコーダの出力信号は位相弁別後アップ
ダウンカウンタを経てsin,cosに変換され、増幅器出力
に乗ぜられる。その結果得られた信号は、上記（３）式
を満足するように加算演算される。
れる。一方、エンコーダの出力信号は位相弁別後アップ
ダウンカウンタを経てsin,cosに変換され、増幅器出力
に乗ぜられる。その結果得られた信号は、上記（３）式
を満足するように加算演算される。
このようにして、走行中の自動車のタイヤを通じて車軸
したがって車体に作用する力を、タイヤが地面と接触し
ている状態の地面から受ける作用力或いは車体の受ける
力として、静止座標系で計測することが可能となり、所
期の目的が達成される。また、アダプタを用いれば、自
動車本体側に格別の改造を加えることなしにタイヤ付き
ホイールを装着した状態での動力測定が可能となる。
したがって車体に作用する力を、タイヤが地面と接触し
ている状態の地面から受ける作用力或いは車体の受ける
力として、静止座標系で計測することが可能となり、所
期の目的が達成される。また、アダプタを用いれば、自
動車本体側に格別の改造を加えることなしにタイヤ付き
ホイールを装着した状態での動力測定が可能となる。
第１図は、本発明にかかる車軸動力計の構成を示す側面
図、第２図は、６分力の説明図、第３図は、本発明にか
かる車軸動力計と車両側との連結状態を示す断面図、第
４図は自動車に作用する外力のベクトル方向を示す説明
図、第５図は回転座標と静止座標との関係を示す説明図
そして第６図は、本発明にかかる車軸動力計の信号処理
を行う回路図例である。 図中の主な参照符号の対応は以下の通り。 １：検出部、２：回転部 ３：スリップリング ４：歯車機構、５：角度信号発信器 ７：パイロットランプ ８：レセプタクル ９：連結部 Ｆ：外力 Ｍ：モーメント
図、第２図は、６分力の説明図、第３図は、本発明にか
かる車軸動力計と車両側との連結状態を示す断面図、第
４図は自動車に作用する外力のベクトル方向を示す説明
図、第５図は回転座標と静止座標との関係を示す説明図
そして第６図は、本発明にかかる車軸動力計の信号処理
を行う回路図例である。 図中の主な参照符号の対応は以下の通り。 １：検出部、２：回転部 ３：スリップリング ４：歯車機構、５：角度信号発信器 ７：パイロットランプ ８：レセプタクル ９：連結部 Ｆ：外力 Ｍ：モーメント
Claims (1)
- 【請求項１】自動車の車軸に連結すると共に、タイヤお
よびホイールを装着して回転する連結部（９）と、該連
結部の回転に伴って作用する分力を電気信号に変換する
ための検出部（１）と、前記連結部（９）の回転角度を
検出する角度信号発信器（５）と、を設け、前記角度信
号発信器（５）で検出される回転角度（θ）が０になる
ように前記分力を表す信号の検出部（１）に設置し、前
記分力を表す信号を静止座標系になるように演算する演
算回路と、から構成されていることを特徴とする車軸動
力計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60227059A JPH0643932B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 車軸動力計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60227059A JPH0643932B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 車軸動力計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6287823A JPS6287823A (ja) | 1987-04-22 |
| JPH0643932B2 true JPH0643932B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=16854885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60227059A Expired - Lifetime JPH0643932B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 車軸動力計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0643932B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62263434A (ja) * | 1986-05-09 | 1987-11-16 | Yamato Scale Co Ltd | 実車測定装置 |
| JPH0731148Y2 (ja) * | 1988-03-31 | 1995-07-19 | 株式会社共和電業 | トルク測定装置 |
| JP4550500B2 (ja) * | 2004-04-01 | 2010-09-22 | 多摩川精機株式会社 | 多軸センサを有する力センサ装置における応力検出方法及び、この方法を用いる力センサ装置。 |
| JP5303991B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2013-10-02 | 日産自動車株式会社 | 車輪入力測定装置および車輪入力測定方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6038632A (ja) * | 1983-08-10 | 1985-02-28 | Yamato Scale Co Ltd | 走行性能測定装置 |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP60227059A patent/JPH0643932B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6287823A (ja) | 1987-04-22 |
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