JP3204823U

JP3204823U - ねじり疲労試験装置

Info

Publication number: JP3204823U
Application number: JP2016001609U
Authority: JP
Inventors: 周志信
Original assignee: 宏紀電研股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2016-02-22
Filing date: 2016-04-07
Publication date: 2016-06-16
Anticipated expiration: 2026-04-07
Also published as: TWM523854U; DE202016102454U1; US20170241879A1

Abstract

【課題】制御の簡略化、試験精度の確保およびメンテナンスコストの低減を達成することのできるねじり疲労試験機を提供する。【解決手段】ねじり疲労試験装置１００は、ケーブル載置部１と、運動ガイド部２と、駆動部３と、を含み、ケーブル載置部１が回転座１１及び滑り座１２の間に被試験ケーブルＬを延設され、運動ガイド部２及び駆動部３がリンクの作用関係により駆動部３の回転駆動を往復リニアスライドすることに変換され、回転座１１を交替で反時計回り、時計回りに回転することによって、被試験ケーブルＬをねじることでねじり疲労試験が実行される。【選択図】図１

Description

本考案はねじり試験機に関するものであって、特にねじり疲労試験装置に関するものである。

疲労（Ｆａｔｉｇｕｅ）試験は部品、部材の構造試験であって、長時間の繰り返し応力により、部品、部材本来の強度などの物理的特性の低下、さらに亀裂や破壊現象の発生を検証または研究するためのものである。部品、部材の疲労が機械への損傷の主な原因になるため、疲労試験で部品、部材の寿命を確認するのは、機械の安全の確保にとってとても必要なことである。

疲労試験では、ねじり疲労試験は被試験物（例えば：ケーブル）を一定角度で繰り返しねじりを与えて耐久性をテストする。通常ねじり疲労試験の実行はねじり試験機を利用することである。従来のねじり試験機が主に被試験物を支持する支持枠及び被試験物をねじりながら連動するサーボモータによって構成され、サーボモータを制御することによって一定の頻度で正反転に出力され、これによって被試験物を正逆方向に往復ねじりを行う。

しかしながら、サーボモータで被試験物の往復ねじりを行うには、正転から反転に変換する途中のスピード変化制御、正転及び反転ねじれの角度制御などさまざまな複雑なモータ制御に関連するため、このようなねじり試験機の制御難度が高くて且つ試験パラメータの精度も維持し難い。また、普通の単方向回転駆動と比べると、サーボモータが正反転駆動の状態での損耗もより激しく、疲労試験の長時間消耗で試験機の部品の取替率も上昇するため、試験機のメンテナンスコストを増加させてしまうという問題があった。

上記に鑑み、従来のねじり試験機は、制御の難度、試験の精度及び試験機のメンテナンスコストに関する困難に直面してきた。

本考案は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、制御を簡略化し、試験精度を向上させるとともに試験機のメンテナンスコストを節約できるねじり疲労試験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、本考案が提供するねじり疲労試験装置は、
ねじり軸線に所定試験距離の間隔で設置された回転座及び滑り座を含み、前記回転座が前記ねじり軸線を中心として回転可能であり、前記滑り座がねじり軸線に沿ってスライド可能であり、前記回転座及び前記滑り座の間に被試験ケーブルが延設され、前記回転座の回転によって前記被試験ケーブルをねじることでねじり疲労試験が実行されるケーブル載置部と、
リニアスライド可能であり、リニアスライドする際に前記回転座が回転するように連動して前記回転座の半径位置に接続されるリニアスライド機構を有する運動ガイド部と、
駆動機構と、前記駆動機構により所定回転方向に所定回転速度で回転される回転機構と、一方が偏心距離で前記回転機構に枢接され、他方が前記リニアスライド機構に接続されることにより、前記回転機構が回転する際に前記リニアスライド機構を運びながら往復リニアスライドさせるリンク機構と、を含む駆動部を備えるものである。

本考案の一態様として、前記ねじり軸線が実質的に重力の方向に沿って延伸されることが好ましい。

本考案の一態様として、前記滑り座がさらに外環固定部材と、内環スライド部材を含み、前記外環固定部材が前記ねじり軸線に沿って貫通するスライド通路を有し、前記内環スライド部材が前記スライド通路に滑設され、前記内環スライド部材が前記ねじり軸線に沿って貫通する通線孔を有し、前記通線孔によって前記被試験ケーブルが前記通線孔に貫設されることが好ましい。

本考案の一態様として、さらに導通検出器を有する導通検出部を含み、前記被試験ケーブルが前記導通検出器に接続されることにより前記被試験ケーブルの疲労断裂が検出されることが好ましい。

本考案の一態様として、さらに前記被試験ケーブルに吊持する重りを備えることが好ましい。

本考案の一態様として、前記リニアスライド機構がロール巻き通路に沿ってリニアスライド可能であることが好ましい。

本考案の一態様として、前記リニアスライド機構がチェーン機構であることが好ましい。

本考案の一態様として、前記リンク機構が前記回転機構と前記リニアスライド機構との間の長さが調整可能であることが好ましい。

本考案の一態様として、前記回転機構に対する前記リンク機構の前記偏心距離が調整可能であることが好ましい。

本考案の一態様として、前記ケーブル載置部が複数の前記回転座と、複数の前記滑り座を含み、前記複数の回転座が前記リニアスライド機構に接続されることが好ましい。

以上のように、本考案のねじり疲労試験装置によって、複雑なスピード変化制御がなく、より単純な連続的な単方向回転で被試験ケーブルを正逆方向に往復ねじりを行なうことができ、大幅な制御困難度の容易化が可能になる。また、本考案のねじり疲労試験装置が、機構または部材の間の配置関係を変えるだけで、試験パラメータ（例えば：ねじり角度）の正確な調整をより簡便に達成させることができる。したがって、モータ制御精度不足から発生した誤差を避けるのに有効であると言える。また、本考案のねじり疲労試験装置が駆動機構の動作要求に対する要求がシンプルなため（最低限の単方向回転駆動で済む）、操作上の損耗も少なく、且つ多くの市販のモータにも適用できるため、大幅に試験機の部品の取替及び試験機のメンテナンスコストが節約できる。

本考案の実施例のねじり疲労試験装置を示す斜視図である。本考案の実施例のねじり疲労試験装置を示す正面図である。本考案の実施例のねじり疲労試験装置を示す側面図である。本考案の実施例のねじり疲労試験装置を示す平面図である。本考案の実施例のねじり疲労試験装置の滑り座を示す断面図である。

以下は図１から図４に基いて、本考案の実施形態について説明する。該当説明は本考案の実施形態の一つの例示にすぎず、本考案の実施形態を限定するものではない。

図１〜図３が示すように、本考案のねじり疲労試験装置１００は、
ねじり軸線Ａに所定試験距離Ｄの間隔で設置された回転座１１及び滑り座１２を含み、回転座１１がねじり軸線Ａを中心として回転可能であり、滑り座１２がねじり軸線Ａに沿ってスライド可能であり、回転座１１及び滑り座１２の間に被試験ケーブルＬが延設され、回転座１１の回転によって被試験ケーブルＬをねじることでねじり疲労試験が実行されるケーブル載置部１と、
リニアスライド可能であり、リニアスライドする際に回転座１１が回転するように連動して回転座１１の半径位置に接続されるリニアスライド機構を有する運動ガイド部２と、
駆動機構３１と、駆動機構３１により所定回転方向Ｒに所定回転速度で回転される回転機構３２と、一方３３１が偏心距離で回転機構３２に枢接され、他方３３２がリニアスライド機構２１に接続されることにより、回転機構３２が回転する際にリニアスライド機構２１を運びながら往復リニアスライドさせるリンク機構３３と、を含む駆動部３とを備えるものである。

具体的には、ケーブル載置部１の構造は、図１、図２ａ、図２ｂが示すように、上下二段式の枠体１０を有し、回転座１１が枠体１０の上層に設置され、滑り座１２が枠体１０の下層に設置されることにより回転座１１と間隔をあけて設置される。本実施形態では、枠体１０上下層の高さを変えるだけで回転座１１と滑り座１２の間隔を調整し、これによって、ねじり疲労試験を実行する際の被試験ケーブルＬの試験長さＤを決定することができる。また、このような上下層の配置も回転座１１と滑り座１２をねじり軸線で実質的に重力の方向に沿って延伸されて設置されるため、被試験ケーブルＬの引力による試験への影響を減少させることができる。その他、本考案では、回転座１１と滑り座１２の数が制限されておらず、ケーブル載置部１が複数の回転座及び複数の滑り座を含んでもよい（例えば、本実施形態では二つの回転座と二つの滑り座を含む）。複数の回転座がリニアスライド機構２１により回転させることができるようにリニアスライド機構２１に連接するのが好ましい。

図１、図２ａ、図２ｂが示すように、本実施形態では、回転座１１が静止部材１１１及び回転部材１１２を含む。静止部材１１１が枠体１０に固定し、回転部材１１２が静止部材１１１に回転可能に納置され、これによって、静止部材１１１に対して回転可能である。さらに、被試験ケーブルＬを回転部材１１２に貫設することによって、被試験ケーブルＬの片側が回転部材１１２と一緒に回転する。図４が示すように、滑り座１２が外環固定部材１２１及び内環スライド部材１２２を含む。外環固定部材１２１が枠体１０に固定され、且つ外環固定部材１２１がねじり軸線Ａに沿って貫通するスライド通路を有し、内環スライド部材１２２がスライド通路に滑設することにより外環固定部材１２１に対してねじり軸線Ａに沿ってスライドさせることができる。また、スライド通路の断面が非円形形状のため、内環スライド部材１２２をねじり軸線Ａの周りで回転するのを制限する。内環スライド部材１２２がねじり軸線Ａに沿って貫通する通線孔を有し、被試験ケーブルＬが通線孔に貫設されることによって、被試験ケーブルＬの他方が内環スライド部材１２２の影響でねじり軸線Ａに沿ってスライドさせることしかできない。

上記回転座１１と滑り座１２の構造は、ねじり疲労試験中に被試験ケーブルＬを回転座１１と滑り座１２の間に延設する際に、回転座１１から被試験ケーブルＬの一方を回転させ、且つ滑り座１２で被試験ケーブルＬの他方を固定させることによって、被試験ケーブルＬをねじり状態の効果を達成させることができる。また、被試験ケーブルＬをねじる際に、ねじり軸線Ａの方向に沿って発生した僅かな引張量を、滑り座１２のスライドにより排除することができるため、このような予想外の引張力で被試験ケーブルＬの試験結果への影響を避けることができる。

図１及び図３が示すように、本実施形態では、運動ガイド部２がリニアスライド機構２１と、スライド２２と及びスライダー２３を含む。スライダー２３がスライド２２に滑設されると共にリニアスライド機構２１と連結し、リニアスライド機構２１がスライド２２に沿ってリニアスライドする。当然ながら、本実施形態では、リニアスライド機構２１の直線にリニアスライドするとは限らない。例えば、本実施形態では、リニアスライド機構２１がロール巻き経路に沿ってリニアスライド可能である。また、本実施形態では、リニアスライド機構２１がチェーン機構であって、チェーン機構が回転座１１に周置されることによって回転部材１１２を回転させる。また、リニアスライド機構２１が平板歯車（ラック）、ベルトまたは他の機構であってもよい。

図１、図３が示すように、駆動部３のリンク機構３３が回転機構３２の偏心位置と運動ガイド部２のスライダー２３の間に連接され、これによって、回転機構３２の回転運動がリンク機構３３とスライダー２３の作用でリニア運動に変換されてリニアスライド機構２１をリニアスライドさせ、これによって、回転部材１１２を回転させる。詳細に説明すると、回転機構３２の回転運動が大抵二種類に分けられる。そのうちの一種類は回転方向Ｒで回転するときにリンク機構３３の一方３３１が図面左側から右側方向へ移動する前半周回転で、もう一種類は回転方向Ｒで回転するときにリンク機構３３の一方３３１が図面右側から左側方向へ移動する後半周回転である。前半周回転がリンク機構３３を右側へ延出してリニアスライド機構２１を右へ滑動させ、これによって、回転座１１を反時計回り回転させる。後半周回転がリンク機構３３を左側に引っ込めてリニアスライド機構２１を左へ滑動させ、これによって、回転座１１を時計回り回転させる。

上記構造により、回転機構３２の回転でリニアスライド機構２１を運びながら往復リニアスライドさせ、回転座１１を交替で反時計回り、時計回りに回転させることによって、被試験ケーブルＬを正逆方向で往復ねじりを行う効果を達成させることができる。また、リニアスライド機構２１と回転座１１に連接する半径位置及び回転座１１と回転機構３２の相対距離、角度を変更することによって、回転座１１の回転角度などの試験パラメータを調整することができるため駆動機構３１への制御は何の変更もない。従って、リンク機構３３が回転機構３２及びリニアスライド機構２１との間の長さを調整可能に設置され、および/または回転機構３２に対する偏心距離を調整可能に設置されることが好ましい。これにより速やかに配置を変えて試験パラメータを調整させる。なお、リンク機構３３の構造の実施形態は以下のようにしてもよい。例えば、リンク機構３３を伸縮可能に設置し、またはリンク機構３３を回転機構３２またはリニアスライド機構２１の連接点に調節可能に設置することもできる。

図１、図３が示すように、本実施形態のねじり疲労試験装置１００は、さらに導通検出器４１、モニター器４２を有する導通検出部４を含む。導通検出器４１が被試験ケーブルＬに直列接続されるため、被試験ケーブルＬをねじることで内部の導電線が断裂する際に、導通検出器４１が導通状態の変化から被試験ケーブルＬの疲労断裂を検出することができる。モニター器４２が導通検出器４１に電気的に接続され、これによって、モニター器４２による導通検出器４１の判断結果の表示及び導通検出器４１の設定にも使用できる。

図１、図２ａ、図２ｂが示すように、本実施形態のねじり疲労試験装置１００は、さらに被試験ケーブルに吊持する重り５を備える。これによって、異なる負荷の状態で被試験ケーブルＬのねじり疲労をテストする。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本考案の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本考案を限定するものではない。本考案の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の調節や修正を加えることができる。従って、本考案の実用新案登録請求の範囲は、このような調節や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１００ねじり疲労試験装置
１ケーブル載置部
１０枠体
１１回転座
１１１静止部材
１１２回転部材
１２滑り座
１２１外環固定部材
１２２内環スライド部材
２運動ガイド部
２１リニアスライド機構
２２スライド
２３スライダー
３駆動部
３１駆動機構
３２回転機構
３３リンク機構
３３１一方
３３２他方
４導通検出部
４１導通検出器
４２モニター器
５重り
Ａねじり軸線
Ｄ試験長さ
Ｌ被試験ケーブル
Ｒ回転方向

Claims

ねじり軸線に所定試験距離の間隔で設置された回転座及び滑り座を含み、前記回転座が前記ねじり軸線を中心として回転可能であり、前記滑り座がねじり軸線に沿ってスライド可能であり、前記回転座及び前記滑り座の間に被試験ケーブルが延設され、前記回転座の回転によって前記被試験ケーブルをねじることでねじり疲労試験が実行されるケーブル載置部と、
リニアスライド可能であり、リニアスライドする際に前記回転座が回転するように連動して前記回転座の半径位置に接続されるリニアスライド機構を有する運動ガイド部と、
駆動機構と、前記駆動機構により所定回転方向に所定回転速度で回転される回転機構と、一方が偏心距離で前記回転機構に枢接され、他方が前記リニアスライド機構に接続されることにより、前記回転機構が回転する際に前記リニアスライド機構を運びながら往復リニアスライドさせるリンク機構と、を含む駆動部と、
を備えることを特徴とするねじり疲労試験装置。
前記ねじり軸線が実質的に重力の方向に沿って延伸されることを特徴とする請求項１に記載のねじり疲労試験装置。
前記滑り座がさらに外環固定部材と、内環スライド部材を含み、
前記外環固定部材が前記ねじり軸線に沿って貫通するスライド通路を有し、前記内環スライド部材が前記スライド通路に滑設され、前記内環スライド部材が前記ねじり軸線に沿って貫通する通線孔を有し、前記通線孔によって前記被試験ケーブルが前記通線孔に貫設されることを特徴とする請求項１に記載のねじり疲労試験装置。
さらに導通検出器を有する導通検出部を含み、前記被試験ケーブルが前記導通検出器に接続されることにより前記被試験ケーブルの疲労断裂が検出されることを特徴とする請求項１に記載のねじり疲労試験装置。
さらに前記被試験ケーブルに吊持する重りを備えることを特徴とする請求項１に記載のねじり疲労試験装置。
前記リニアスライド機構がロール巻き通路に沿ってリニアスライド可能であることを特徴とする請求項１に記載のねじり疲労試験装置。
前記リニアスライド機構がチェーン機構であることを特徴とする請求項１に記載のねじり疲労試験装置。
前記リンク機構が前記回転機構と前記リニアスライド機構との間の長さが調整可能であることを特徴とする請求項１に記載のねじり疲労試験装置。
前記回転機構に対する前記リンク機構の前記偏心距離が調整可能であることを特徴とする請求項１に記載のねじり疲労試験装置。
前記ケーブル載置部が複数の前記回転座と、複数の前記滑り座を含み、前記複数の回転座が前記リニアスライド機構に接続されることを特徴とする請求項１に記載のねじり疲労試験装置。