JP4574691B2 - Torque load test equipment - Google Patents
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Description
本発明は、試験用軸に取り付けられた試験対象物である供試体に負荷トルクを加えることができるトルク負荷試験装置に関する。 The present invention relates to a torque load test apparatus capable of applying a load torque to a specimen that is a test object attached to a test shaft.
従来のトルク負荷試験装置は、たとえば特許文献1に記載されている。この従来例は、図8に図示されているように、駆動モータ01で駆動軸02を回転させている。駆動軸02には駆動軸第一歯車03および駆動軸第二歯車04が設けられており、この歯車03,04は、中間歯車06,07を介して試験用軸011の試験用軸第一歯車012および試験用軸第二歯車013に噛み合っている。試験用軸011には、車両のシャフトや等速ジョイントなどの試験対象物である供試体016が取り付けられる。駆動軸02が稼働すると、上記歯車機構を介して供試体016が回転する。また、駆動軸02は、ロータリーアクチュエータ017が設けられており、このロータリーアクチュエータ017が駆動軸第一歯車03に対して駆動軸第二歯車04を相対的に回動させて、トルクを発生している。このロータリーアクチュエータ017のトルクが上記歯車機構を介して、回転している供試体016に伝達され、供試体016に捩りトルクが負荷される。
噛み合う歯車は、バックラッシュ(噛み合う歯車同士の歯と歯の間の隙間)を有しているため、駆動モータ01の回転が伝達される際には、たとえば、駆動軸02の歯車03,04の歯が、図9(a)に図示するように、中間歯車06,07の進み側の歯に当接しながら、トルクが駆動軸02から中間歯車06,07に伝達される。また、ロータリーアクチュエータ017によりトルクが加わると、駆動軸02の歯車03,04の内、一方が中間歯車06,07の進み側の歯に当接し、他方が、図9(b)に図示するように中間歯車06,07の遅れ側の歯に当接し、中間歯車06と中間歯車07とに互いに反対方向のトルクを負荷する。このトルクが試験用軸第一歯車012および試験用軸第二歯車013に伝達されて、試験用軸011の試験用軸第一歯車012と試験用軸第二歯車013とが互いに反対方向に回転しようとし、試験用軸011に取り付けられた供試体016に捩りトルクが負荷される。この様にして、ロータリーアクチュエータ017からのトルクは、歯車機構03,04,06,07,012,013を介して試験用軸011に伝達される。
Since the meshing gears have backlash (gap between the meshing gear teeth), when the rotation of the
ところで、供試体016に、トルクの方向が交互に変わる交番トルクを負荷したい場合がある。この様な場合には、たとえば、中間歯車06,07の進み側の歯に当接していた駆動軸02の一方の歯車03,04が、トルクの向きが変わった際に、中間歯車06,07の遅れ側の歯に当接する。この当接する歯の切り替わりがトルクの方向が変化する度に発生する。そして、この切り替わりの際に、歯車03,04が中間歯車06,07の歯と当接しない期間、すなわち、トルクが0の期間が発生し、図8(b)に図示するように、トルクの波形が滑らかではなく、トルクが0の点付近でフラットな部分が生じ歪むことになる。この様に、たとえば、中間歯車06,07の進み側の歯に当接していた駆動軸02の一方の歯車03,04が回動して、中間歯車06,07の遅れ側の歯に当接するまでに要するギャップ(隙間)が、前述のように、バックラッシュと呼ばれている。そして、この様に、歯車にはバックラッシュがあり、当接する歯の切り替わりが発生すると、前述のように、交番トルクの波形が歪むとともに、当接する歯の切り替わりの際に噛み合っている歯車の歯同士が衝突して衝撃力が加わるため、歯車の耐久性が低下する。
By the way, there is a case where it is desired to load the
解決しようとする問題点は、この供試体に負荷トルクを加えることができるトルク負荷試験装置において、供試体に交番トルクを負荷すると、トルクの波形が滑らかではなく歪んでしまうとともに、歯車の耐久性が低い点である。 The problem to be solved is that in the torque load test apparatus that can apply load torque to the specimen, when alternating torque is applied to the specimen, the torque waveform is not smooth but distorted, and the durability of the gear Is a low point.
本発明のトルク負荷試験装置は、供試体(17)に負荷トルクを加えることができる。このトルク負荷試験装置は、回転用駆動装置(2)により回転駆動されるとともに、駆動軸第一歯車(6)および駆動軸第二歯車(7)を具備する駆動軸(1)と、駆動軸第一歯車と噛み合う試験用軸第一歯車(12)、駆動軸第二歯車と噛み合う試験用軸第二歯車(13)、供試体が着脱可能に取り付けられる供試体取付部(18)、および、この供試体取付部に取り付けられた供試体に負荷トルクを加える供試体用トルク負荷装置(14)を具備する試験用軸(11)と、試験用軸第一歯車と噛み合う外側軸第一歯車(22)、試験用軸第二歯車と噛み合う外側軸第二歯車(23)、および、外側軸第二歯車を外側軸第一歯車に対して相対的に回動させてプリトルクを設定するプリトルク設定装置(24)を具備する外側軸(21)を備えている。そして、駆動軸第一歯車、試験用軸第一歯車、外側軸第一歯車、外側軸の軸心、外側軸第二歯車、試験用軸第二歯車、駆動軸第二歯車および駆動軸の軸心が、供試体が取り付けられていない状態で閉ループ状に配置され、プリトルク設定装置で、外側軸第二歯車または駆動軸第二歯車を外側軸第一歯車または駆動軸第一歯車に対して相対的に回動させて、前記閉ループの歯車機構の噛み合う歯車の歯同士を密着させ、供試体用トルク負荷装置がトルクの方向が交互に変わる交番トルクを発生しても、閉ループの歯車機構のバックラッシュの影響を除去することができる。 The torque load test apparatus of the present invention can apply load torque to the specimen (17). The torque load test device is driven to rotate by a drive device for rotation (2), and includes a drive shaft (1) having a drive shaft first gear (6) and a drive shaft second gear (7), and a drive shaft. A test shaft first gear (12) meshing with the first gear, a test shaft second gear (13) meshing with the drive shaft second gear, a specimen mounting portion (18) to which the specimen is detachably mounted, and A test shaft (11) provided with a torque load device for a specimen (14) for applying a load torque to the specimen attached to the specimen mounting portion, and an outer shaft first gear (in mesh with the test shaft first gear) 22) an outer shaft second gear (23) meshing with the test shaft second gear, and a pre-torque setting device for setting the pre-torque by rotating the outer shaft second gear relative to the outer shaft first gear. Provided with outer shaft (21) with (24) To have. And the drive shaft first gear, the test shaft first gear, the outer shaft first gear, the outer shaft axis, the outer shaft second gear, the test shaft second gear, the drive shaft second gear, and the drive shaft shaft The core is arranged in a closed loop without the specimen being mounted , and the pre-torque setting device makes the outer shaft second gear or drive shaft second gear relative to the outer shaft first gear or drive shaft first gear. Even if the torque load device for the specimen generates an alternating torque in which the direction of the torque alternates, the back of the closed-loop gear mechanism is rotated. The effect of rush can be eliminated .
また、プリトルク設定装置が、駆動軸に設けられていることがある。 In addition, a pre-torque setting device may be provided on the drive shaft.
また、駆動軸と外側軸との間に試験用軸が2本以上配置されており、隣接する試験用軸は、試験用軸第一歯車同士および試験用軸第二歯車同士が互いに噛み合っていることがある。 Further, two or more test shafts are arranged between the drive shaft and the outer shaft, and the test shaft first gears and the test shaft second gears mesh with each other in the adjacent test shafts. Sometimes.
そして、プリトルク設定装置が、ケース(31)ごと回転可能な差動減速機で構成されていることがある。
また、供試体用トルク負荷装置が、トルクの方向が交互に変わる交番トルクを発生することがある。
The pre-torque setting device may be configured by a differential reduction gear that can rotate together with the case (31).
In addition, the torque load device for a specimen may generate an alternating torque in which the direction of torque changes alternately.
さらに、供試体取付部に取り付けられた供試体に負荷トルクを加える供試体用トルク負荷装置を、前記駆動軸、試験用軸、外側軸の何れか1つの軸に配備し、駆動軸第一歯車、試験用軸第一歯車、外側軸第一歯車、外側軸の軸心、外側軸第二歯車、試験用軸第二歯車、駆動軸第二歯車および駆動軸の軸心が閉ループ状に配置され、前記閉ループ状の歯車機構の噛み合う歯同士を密着させ、前記閉ループの歯車機構のバックラッシュの影響を除去することがある。 Furthermore, a torque load device for a specimen for applying a load torque to the specimen attached to the specimen attachment portion is disposed on any one of the drive shaft, the test shaft, and the outer shaft, and the drive shaft first gear The test shaft first gear, the outer shaft first gear, the outer shaft axis, the outer shaft second gear, the test shaft second gear, the drive shaft second gear, and the drive shaft axis are arranged in a closed loop. In some cases, the meshing teeth of the closed-loop gear mechanism are brought into close contact with each other to eliminate the influence of backlash of the closed-loop gear mechanism.
本発明によれば、供試体の取り付けられる試験用軸および、この試験用軸を回転駆動するための駆動軸の他に、外側軸が配置され、この外側軸が、駆動軸および歯車機構で閉ループ状に配置され、駆動軸または外側軸の少なくとも一方にプリトルク設定装置が設けられているので、このプリトルク設定装置で閉ループの歯車機構にプリトルクを設定し、試験用軸に交番トルクが負荷されても、駆動軸および外側軸の捩りトルクが0に成らないようにしている。その結果、バックラッシュの影響を防止することができ、供試体に加わるトルクの波形を滑らかに変化させることができる。 According to the present invention, in addition to the test shaft to which the specimen is attached and the drive shaft for rotationally driving the test shaft, the outer shaft is disposed, and the outer shaft is closed loop by the drive shaft and the gear mechanism. The pre-torque setting device is provided on at least one of the drive shaft and the outer shaft. Even if the pre-torque is set to the closed-loop gear mechanism with this pre-torque setting device and the alternating torque is applied to the test shaft, The torsional torque of the drive shaft and the outer shaft is prevented from becoming zero. As a result, the influence of backlash can be prevented, and the waveform of torque applied to the specimen can be changed smoothly.
供試体に負荷トルクを加えることができるトルク負荷試験装置において、供試体に交番トルクを負荷しても、トルクの波形を滑らかに変化させることができるとともに、歯車の耐久性を向上させることができるという目的を、供試体の取り付けられる試験用軸および、この試験用軸を回転駆動するための駆動軸の他に、駆動軸および歯車機構とで閉ループ状に配置される外側軸を設け、この外側軸または駆動軸の少なくとも一方にプリトルク設定装置を設けて、このプリトルク設定装置で閉ループの歯車機構にプリトルクを設定し、閉ループの歯車機構のバックラッシュの影響を除去することで実現した。 In a torque load test apparatus capable of applying load torque to a specimen, even if alternating torque is applied to the specimen, the torque waveform can be changed smoothly and the durability of the gear can be improved. For this purpose, in addition to the test shaft to which the specimen is attached and the drive shaft for rotationally driving the test shaft, an outer shaft arranged in a closed loop with the drive shaft and the gear mechanism is provided. This is realized by providing a pre-torque setting device on at least one of the shaft and the drive shaft, setting the pre-torque in the closed-loop gear mechanism with this pre-torque setting device, and eliminating the influence of backlash of the closed-loop gear mechanism.
次に、本発明におけるトルク負荷試験装置の第1実施例について、図1ないし図5を用いて説明する。図1は本発明におけるトルク負荷試験装置の第1実施例の概略の概念図の一例である。図2はプリトルク設定後のプリトルク設定装置の概念図の一例である。図3はプリトルク設定前のプリトルク設定装置の概念図である。図4は歯車の歯の噛み合いを説明するための説明図である。図5は試験時のトルクなどを説明するための説明図である。なお、図1および図5は各軸が水平方向に並べられた場合の上側から見た状態で図示され、図2および図3は横側(図1の下側)から見た状態で図示されている。もちろん、各軸が垂直方向に並べられた場合もあることは、いうまでもない。 Next, a first embodiment of the torque load test apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an example of a schematic conceptual diagram of a first embodiment of a torque load test apparatus according to the present invention. FIG. 2 is an example of a conceptual diagram of the pre-torque setting device after the pre-torque setting. FIG. 3 is a conceptual diagram of the pre-torque setting device before the pre-torque setting. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the meshing of gear teeth. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the torque and the like during the test. 1 and 5 are shown as viewed from above when the respective axes are arranged in the horizontal direction, and FIGS. 2 and 3 are illustrated as viewed from the side (lower side in FIG. 1). ing. Of course, it goes without saying that the axes may be arranged in the vertical direction.
図1において、駆動軸1は回転用駆動装置である電動モータ2(図中符号:MOTOR)で回転駆動される。駆動軸1の軸体には、駆動軸第一歯車6および駆動軸第二歯車7が固定して取り付けられており、駆動軸1の軸体と一体となって歯車6,7は回転する。
In FIG. 1, a
試験用軸11は、駆動軸第一歯車6と噛み合う試験用軸第一歯車12、駆動軸第二歯車7と噛み合う試験用軸第二歯車13、供試体用トルク負荷装置である油圧式のロータリーアクチュエータ14(図中符号:R/A)、トルクセンサ16(図中符号:T/C)、供試体17(図中符号:T/P)が着脱可能に取り付けられる供試体取付部18を具備している。試験用軸第一歯車12は筒状の外軸12aに固定されている。この外軸12aの内部空間を試験用軸11の軸体(内軸)が貫通しており、試験用軸第一歯車12は試験用軸11の軸体に対して回動可能となっている。そして、試験用軸11の軸体と、外軸12aとの端部に、ロータリーアクチュエータ14が取り付けられている。このロータリーアクチュエータ14の本体は外軸12aに固定され、試験用軸第一歯車12と一体となって回転する。そして、ロータリーアクチュエータ14は供給された油圧により、ロータリーアクチュエータ14の出力軸に連結された試験用軸11の軸体を外軸12aに対して回動させる。供試体17は一端がトルクセンサ16などを介してロータリーアクチュエータ14の出力軸に連結されて一体となって回転し、他端が試験用軸第二歯車13に連結されて一体となって回転する。この時、試験用軸第一歯車12および試験用軸第二歯車13が回転停止または同期回転している(相対的に変位しない)と想定すると、ロータリーアクチュエータ14の出力軸の回転により、供試体17に捩りトルクが負荷される。また、試験用軸11の軸体に設けられたトルクセンサ16は供試体17に加わる負荷トルクを検出する。この様に、ロータリーアクチュエータ14の本体を試験用軸第一歯車12に同期回転させるとともに、その出力軸を供試体17の一端に連結し、供試体17の他端を試験用軸第二歯車13に同期回転させる。そして、ロータリーアクチュエータ14に油圧を供給して駆動して、その出力軸を回転させると、供試体17に捩りトルクが負荷される。
The
外側軸21は、試験用軸第一歯車12と噛み合う外側軸第一歯車22、試験用軸第二歯車13と噛み合う外側軸第二歯車23、および、プリトルク設定装置24を具備している。外側軸第一歯車22は筒状の外軸22aに固定されている。この外軸22aの内部空間を外側軸21の軸体(内軸)が貫通しており、外側軸第一歯車22は外側軸21の軸体に対して回動可能となっている。また、外側軸第二歯車23は外側軸21の軸体に固定して取り付けられている。プリトルク設定装置24は、外側軸第二歯車23を外側軸第一歯車22に対して相対的に回動させる。そして、駆動軸第一歯車6、試験用軸第一歯車12、外側軸第一歯車22、外側軸21の軸心、外側軸第二歯車23、試験用軸第二歯車13、駆動軸第二歯車7および駆動軸1の軸心が閉ループ状に配置されている。なお、歯車6,7,12,13,22,23は、はすば歯車や平歯車などの円筒歯車で構成されている。図1中の回転矢印は、電動モータ2による回転方向と各軸の回転方向を示している。もちろん、それぞれ逆回転することも可能である。
The
図2および図3において、差動機構であるプリトルク設定装置24は、差動減速機としての遊星歯車機構で構成されており、第一歯車26、第二歯車27、第三歯車28、第四歯車29、これらの歯車26〜29を覆う円筒状のケース31、ケースフランジ32、ケース31から外側に突出する入力軸33、および、この入力軸33に設けられた入力軸フランジ34を具備している。プリトルク設定装置24の入力軸33は、ケース31の他端部(プリトルク設定装置24の取付部側の端部)からプリトルク設定装置24の出力軸として突出し、外側軸21の軸体に連結され、一体となって回転する。円板状の入力軸フランジ34は入力軸33に固定されて一体となって回転するとともに、その外周面にスプライン(多数の溝)が形成されている。
2 and 3, the
第一歯車26は大歯車で、その軸は筒状をしており、筒状の外側軸第一歯車22の外軸22aに連結され、この外軸22aと一体に回転する。また、ケース31は、外側軸第一歯車22の外軸22aの軸心を中心として回転可能となっている。第二歯車27は第一歯車26に噛み合っているとともに、第一歯車26よりも小径の小歯車である。第三歯車28は、第二歯車27および第四歯車29よりも大径の大歯車であり、第四歯車29に噛み合っている。そして、第二歯車27および第三歯車28は、ケース31に回転可能に軸受けされた軸体に固定されており、一体となって自転するとともに、ケース31が回転した際には、外軸22aの軸心を中心として公転する。第四歯車29は小歯車で、入力軸33に固定され、一体となって回転する。円板状のケースフランジ32は、ケース31の端部に設けられ、ケース31の本体と一体となって回転するとともに、その外周面にスプラインが入力軸フランジ34と同様に形成されている。
The
入力軸フランジ34およびケースフランジ32に着脱可能に嵌められる筒状のカップリング36は、内周面にスプラインが形成されている。このカップリング36が入力軸フランジ34およびケースフランジ32に嵌められると、ケースフランジ32は、入力軸フランジ34に対して回転不能となり、ケース31は入力軸33、外側軸21の軸体や外側軸第二歯車23と一体となって回転する。また、ケース31が入力軸33と一体となって回転するため、第二歯車27および第三歯車28は、ケース31と一体に公転するが、自転は行わない。そして、公転する第二歯車27に噛み合っている第一歯車26は、第二歯車27の公転に伴って一体となって回転する。その結果、第一歯車26や外側軸第一歯車22は、入力軸33や外側軸21の軸体と一体となって回転することになる。
The
また、ケース31を、トルク負荷試験装置の設置されている設置面に対して回転不能にする固定装置41が設けられている。固定装置41がケース31を固定している状態で、カップリング36を入力軸フランジ34およびケースフランジ32から外し、入力軸33を回転すると、プリトルク設定装置24の歯車26〜29の歯車機構により、入力軸33と外側軸第一歯車22が差動し、入力軸33の回転角度(すなわち、外側軸第二歯車23の回転角度)よりも、小さな回転角度で外側軸第一歯車22が回転する。そのため、外側軸第二歯車23が外側軸第一歯車22に対して相対的に角度変位(位相変位)し、プリトルクが設定される。
Moreover, the fixing
この様に構成されているトルク負荷試験装置で、車両のシャフトや等速ジョイントなどの供試体17を回転させながら交番トルクを負荷する試験を行う。
この試験の際には、まず始めに、電動モータ2およびロータリーアクチュエータ14が停止し、かつ、供試体17は供試体取付部18から取り外されている状態にする。そして、図3に図示するように、プリトルク設定装置24のカップリング36をケースフランジ32および入力軸フランジ34から取り外す。また、固定装置41をボルト42で固定し、ケース31を回転できないように固定する。
With the torque load test apparatus configured as described above, a test is performed in which an alternating torque is applied while rotating a
In this test, first, the
ついで、入力軸33を図4の矢印r1に図示するように、回転して、外側軸第二歯車23を外側軸第一歯車22に対して差動すなわち相対的に回動させる。すなわち、入力軸33の回転に伴って、外側軸第二歯車23は入力軸33と同じ矢印r1方向に同一角度回転し、一方、外側軸第一歯車22は入力軸33と同じ矢印r1方向に、入力軸33の回転角度よりも小さな角度回転する。外側軸第二歯車23の矢印r1方向に回転すると、外側軸第二歯車23に噛み合う試験用軸第二歯車13は矢印r2方向に回転する。そして、試験用軸第二歯車13が矢印r2方向に回転すると、試験用軸第二歯車13に噛み合う駆動軸第二歯車7は矢印r3方向に回転する。駆動軸第一歯車6は、駆動軸第二歯車7ととともに、駆動軸1に固定されているので、駆動軸第二歯車7と同期して矢印r3方向に回転する。この様にして、駆動軸第一歯車6が矢印r3方向に回転すると、駆動軸第一歯車6に噛み合う試験用軸第一歯車12は矢印r4方向に回転する。そして、前述のように、外側軸第二歯車23と外側軸第一歯車22が差動しているため、歯車機構の噛み合いに存在していた隙間が段々と小さくなり、噛み合う歯車の歯同士が密着し、歯車間のギャップ(バックラッシュ)の影響を除去する。すると、外側軸第二歯車23と試験用軸第二歯車13の噛み合い、試験用軸第二歯車13と駆動軸第二歯車7の噛み合い、駆動軸第一歯車6と試験用軸第一歯車12の噛み合い、および、試験用軸第一歯車12と外側軸第一歯車22の噛み合いは横(図4の下側)から見て各々、K1,K2,K3,K4のようになる。なお、入力軸33を矢印r1とは逆方向に回転させても、向きは異なるが、バックラッシュを除去することができる。
Next, the
このバックラッシュの影響が除去された(すなわち、噛み合う歯車の歯同士を密着させた)状態で、さらに、入力軸33を矢印r1の方向に回転させると、外側軸21および駆動軸1に捩りトルクであるプリトルクt1,t2が発生する。そして、プリトルクt1,t2が所望の大きさになると、図2に図示するように、ケースフランジ32および入力軸フランジ34にカップリング36を嵌めて、入力軸フランジ34がケースフランジ32に対して相対回動しないように固定する。また、ボルト42を取り外して固定装置41の固定を解除し、プリトルク設定装置24のケース31を回転可能にする。
If the
ついで、供試体取付部18に供試体17を取り付け、試験を行う。
試験の際には、電動モータ2を一定方向(図5においてR1方向)に回転し、かつ、ロータリーアクチュエータ14により交番トルクT1を供試体17に負荷する。
Next, the
In the test, the
そして、電動モータ2がR1方向に回転すると、図5に図示するように、駆動軸1、試験用軸11および外側軸21は各々、R1方向、R2方向およびR3方向に回転する。なお、電動モータ2は、反対方向に回転させることも可能である。
When the
ロータリーアクチュエータ14の交番トルクを説明する。
ロータリーアクチュエータ14は、図5に図示するように、試験用軸11に捩りトルクT1を発生させることができる。この捩りトルクT1の向きを交互に繰り返し変化させることにより、図5のAのグラフで図示するように交番トルクを発生させることができる。なお、Aのグラフは、横軸が経過時間で、縦軸が捩りトルクT1のトルク値である。
The alternating torque of the
As shown in FIG. 5, the
そして、ロータリーアクチュエータ14による捩りトルクT1は、供試体取付部18に取り付けられた供試体17に負荷されるとともに、その反力が、駆動軸1および外側軸21に捩りトルクT2および捩りトルクT3として伝達される。したがって、ロータリーアクチュエータ14により、試験用軸11に図5のAのグラフで図示するように捩りトルクT1として交番トルクを発生させている際には、駆動軸1には、図5のBのグラフで図示するように、プリトルクt2と、捩りトルクT2との合成した捩りトルクが加わる。また、外側軸21には、図5のCのグラフで図示するように、プリトルクt1と、捩りトルクT3との合成した捩りトルクが加わる。なお、B,Cのグラフは、横軸が経過時間で、縦軸が捩りトルクT2,T3のトルク値である。また、プリトルクt1,t2は、ロータリーアクチュエータ14が捩りトルクT1を供試体17に負荷しても、図5のB,Cのグラフで図示するように、常時、0にならないように設定されている。すなわち、プリトルクt1の大きさ(絶対値)は捩りトルクT3の大きさ(絶対値)よりも大きく、また、プリトルクt2の大きさ(絶対値)は捩りトルクT2の大きさ(絶対値)よりも大きくなるように設定する。
The torsional torque T1 generated by the
この様に、プリトルクt1,t2は、ロータリーアクチュエータ14が捩りトルクT1を供試体17に負荷しても、常時、0にならないように設定されているので、歯車機構の歯の噛み合いは、図4のK1〜K4で図示する状態を常に維持することができ、バックラッシュを確実に防止することができる。
In this way, the pre-torques t1 and t2 are set so as not to always become 0 even when the
次に、本発明におけるトルク負荷試験装置の第2実施例を説明する。図6は本発明におけるトルク負荷試験装置の第2実施例の概略の概念図の一例である。なお、この第2実施例の説明において、前記第1実施例の構成要素に対応する構成要素には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。 Next, a description will be given of a second embodiment of the torque load test apparatus according to the present invention. FIG. 6 is an example of a schematic conceptual diagram of a second embodiment of the torque load test apparatus according to the present invention. In the description of the second embodiment, components corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
駆動軸1と外側軸21との間に配置されていた試験用軸11が、第1実施例では1本であったが、第2実施例では2本配置されている。隣接する試験用軸第一歯車12同士および試験用軸第二歯車13同士は、互いに噛み合っている。実施例2の他の構成や作動は実施例1と略同じである。
The number of
この様に、トルク負荷試験装置には、複数の試験用軸11が設けられており、この各試験用軸11に供試体17を取り付けることができる。したがって、1台のトルク負荷試験装置で、複数の供試体17に任意の交番トルクを負荷する試験を行うことができる。なお、交番トルクは図5のA1,A2のグラフで図示するように滑らかな曲線を描き、トルクの波形は歪まない。
In this way, the torque load test apparatus is provided with a plurality of
次に、本発明におけるトルク負荷試験装置の第3実施例を説明する。図7は本発明におけるトルク負荷試験装置の第3実施例の概略の概念図の一例である。なお、この第3実施例の説明において、前記第1実施例の構成要素に対応する構成要素には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。 Next, a third embodiment of the torque load test apparatus according to the present invention will be described. FIG. 7 is an example of a schematic conceptual diagram of a third embodiment of the torque load test apparatus according to the present invention. In the description of the third embodiment, components corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
第1実施例では、供試体17に負荷トルクを負荷する供試体用トルク負荷装置としてのロータリーアクチュエータ14と、歯車機構にプリトルクを設定するプリトルク設定装置24とが設けられているが、この第3実施例では、第1実施例のロータリーアクチュエータ14およびプリトルク設定装置24に代えて、外側軸21にロータリーアクチュエータ51を設けられている。そして、このロータリーアクチュエータ51は、供試体17に負荷トルクを負荷する供試体用トルク負荷装置と、歯車機構にプリトルクを設定するプリトルク設定装置との両装置の機能を有している。すなわち、供試体17が取り付けられていない状態で、ロータリーアクチュエータ51を稼働して、外側軸第二歯車23を外側軸第一歯車22に対して、差動させて、歯車機構にプリトルクt1,t2を設定し、その後、供試体17を取り付けて、ロータリーアクチュエータ51により供試体17に負荷トルクである捩りトルクT1を負荷する。
In the first embodiment, a
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
(1)駆動軸の歯車と試験用軸の歯車との間や、試験用軸の歯車と外側軸の歯車との間に、中間歯車を介在させることも可能である。たとえば、試験用軸の歯車を、中間歯車を介在させて駆動軸の歯車と噛み合わせることも可能である。また、中間歯車を介在させずに直接噛み合わせることも可能であることはいうまでもない。(回転数が小さく、低速トルクの大きいモータを採用する。)
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Is possible. Examples of modifications of the present invention are illustrated below.
(1) It is also possible to interpose an intermediate gear between the gear of the drive shaft and the gear of the test shaft, or between the gear of the test shaft and the gear of the outer shaft. For example, the gear of the test shaft can be meshed with the gear of the drive shaft via an intermediate gear. Needless to say, it is also possible to mesh directly without an intermediate gear. (Use a motor with low rotation speed and high low-speed torque.)
(2)プリトルク設定装置は、外側軸第一歯車22を外側軸第二歯車23に対して回動させて、プリトルクを設定することができるならば、その構造や形式などは適宜変更可能である。たとえば、油圧式のロータリーアクチュエータ(24)でも可能である。
(2) If the pre-torque setting device can set the pre-torque by rotating the outer shaft
(3)プリトルク設定装置は、実施例では外側軸21に設けられているが、駆動軸1に設けることも可能である。この場合には、駆動軸第一歯車6を駆動軸第二歯車7に対して回動させて、プリトルクを設定する。
(3) Although the pre-torque setting device is provided on the
(4)ケースフランジ32と入力軸フランジ34はカップリング36でスプライン結合により固定されているが、他の手段たとえばボルトなどで固定することも可能である。ただし、スプライン結合で固定した方が、ズレが生じにくいとともに、細かな角度設定が可能となる。
(5)供試体用トルク負荷装置は、ロータリーアクチュエータ14で構成されているが、供試体17にトルクを負荷することができるならば、その構造や形式は適宜変更可能である。
(4) The case flange 32 and the
(5) Although the torque load device for a specimen is composed of the
(6)実施例では、供試体を回転しながら交番トルクを負荷しているが、供試体に負荷するトルクは必ずしも交番トルクである必要はなく、一定方向のトルクのみでも可能である。
(7)駆動軸1と外側軸21との間に配置される試験用軸11は、実施例では1本または2本であるが、3本以上でも可能である。
(6) In the embodiment, the alternating torque is applied while rotating the specimen, but the torque applied to the specimen does not necessarily need to be the alternating torque, and it is possible only with a torque in a certain direction.
(7) The number of
(8)ロータリーアクチュエータ14やプリトルク設定装置24は、両サイドの歯車の外側に配置されているが、両サイドの歯車の間に配置することも可能である。
(9)回転用駆動装置2は、駆動軸1、試験用軸11、外側軸21のいずれに設けてもよい。
(8) The
(9) The
(10)供試体用トルク負荷装置14は、駆動軸1、試験用軸11、外側軸21のいずれに設けてもよい。
(11)本願の発明はガタを取る技術であり、噛み合う歯車の歯同士を密着させることで、歯車機構のバックラッシュの影響を除去できる。すなわち、回転用駆動装置2の回転始動時の衝撃がなくなるので、歯車機構の耐久性が向上する。
(12)駆動軸1、試験用軸11、外側軸21を回転させないで、供試体17にトルクを負荷することもできる。
(10) The specimen
(11) The invention of the present application is a technique for removing rattling, and the influence of the backlash of the gear mechanism can be eliminated by bringing the teeth of meshing gears into close contact with each other. That is, since the impact at the time of rotation start of the
(12) Torque can be applied to the
供試体の取り付けられる試験用軸および、この試験用軸を回転駆動するための駆動軸の他に、駆動軸および歯車機構とで閉ループ状に配置される外側軸を設け、この外側軸または駆動軸の少なくとも一方にプリトルク設定装置を設けて、このプリトルク設定装置でプリトルクを設定して、閉ループの歯車機構のバックラッシュの影響を除去している。したがって、供試体に交番トルクを負荷しても、歯車機構の歯車がバックラッシュすることを極力防止することができ、トルクの波形を滑らかに変化させることができるとともに、歯車の耐久性を向上させることができる。そのため、この供試体に負荷トルクを加えることができるトルク負荷試験装置などに適用することが最適である。 In addition to the test shaft to which the specimen is attached and the drive shaft for rotationally driving the test shaft, an outer shaft arranged in a closed loop with the drive shaft and the gear mechanism is provided. At least one of them is provided with a pre-torque setting device, and the pre-torque setting device sets the pre-torque so as to eliminate the influence of backlash of the closed-loop gear mechanism. Therefore, even when an alternating torque is applied to the specimen, it is possible to prevent the gear of the gear mechanism from backlashing as much as possible, the torque waveform can be changed smoothly, and the durability of the gear is improved. be able to. Therefore, it is most suitable to apply to a torque load test apparatus that can apply load torque to the specimen.
1 駆動軸
2 電動モータ(回転用駆動装置)
6 駆動軸第一歯車
7 駆動軸第二歯車
11 試験用軸
12 試験用軸第一歯車
13 試験用軸第二歯車
14 ロータリーアクチュエータ(供試体用トルク負荷装置)
17 供試体
18 供試体取付部
21 外側軸
22 外側軸第一歯車
23 外側軸第二歯車
24 プリトルク設定装置
31 プリトルク設定装置のケース
1 Drive
6 Drive shaft first gear 7 Drive shaft
DESCRIPTION OF
Claims (5)
回転用駆動装置により回転駆動されるとともに、駆動軸第一歯車および駆動軸第二歯車を具備する駆動軸と、
前記駆動軸第一歯車と噛み合う試験用軸第一歯車、駆動軸第二歯車と噛み合う試験用軸第二歯車、供試体が着脱可能に取り付けられる供試体取付部、および、この供試体取付部に取り付けられた供試体に負荷トルクを加える供試体用トルク負荷装置を具備する試験用軸と、
前記試験用軸第一歯車と噛み合う外側軸第一歯車、試験用軸第二歯車と噛み合う外側軸第二歯車、および、外側軸第二歯車を外側軸第一歯車に対して相対的に回動させてプリトルクを設定するプリトルク設定装置を具備する外側軸とを備え、
前記駆動軸第一歯車、試験用軸第一歯車、外側軸第一歯車、外側軸の軸心、外側軸第二歯車、試験用軸第二歯車、駆動軸第二歯車および駆動軸の軸心が、供試体が取り付けられていない状態で閉ループ状に配置され、
前記プリトルク設定装置で、外側軸第二歯車を外側軸第一歯車に対して相対的に回動させて、前記閉ループの歯車機構の噛み合う歯車の歯同士を密着させ、前記供試体用トルク負荷装置がトルクの方向が交互に変わる交番トルクを発生しても、閉ループの歯車機構のバックラッシュの影響を除去することができることを特徴とするトルク負荷試験装置。 In a torque load test apparatus that can apply load torque to a specimen,
A drive shaft that is rotationally driven by the drive device for rotation and includes a drive shaft first gear and a drive shaft second gear;
A test shaft first gear meshing with the drive shaft first gear, a test shaft second gear meshing with the drive shaft second gear, a specimen mounting portion to which the specimen is detachably attached, and a specimen mounting portion A test shaft provided with a torque load device for a specimen for applying a load torque to the attached specimen;
The outer shaft first gear meshing with the test shaft first gear, the outer shaft second gear meshing with the test shaft second gear, and the outer shaft second gear rotating relative to the outer shaft first gear. And an outer shaft having a pre-torque setting device for setting the pre-torque,
Drive shaft first gear, test shaft first gear, outer shaft first gear, outer shaft axis, outer shaft second gear, test shaft second gear, drive shaft second gear, and drive shaft axis Is placed in a closed loop with no specimen attached ,
In the pre-torque setting device, the outer shaft second gear is rotated relative to the outer shaft first gear, the teeth of the meshing gears of the closed loop gear mechanism are brought into close contact with each other, and the torque load device for the specimen A torque load test apparatus characterized in that even if alternating torque with alternating torque directions is generated, the influence of backlash of the closed loop gear mechanism can be eliminated .
回転用駆動装置により回転駆動されるとともに、駆動軸第一歯車、駆動軸第二歯車、および、この駆動軸第二歯車を駆動軸第一歯車に対して相対的に回動させてプリトルクを設定するプリトルク設定装置を具備する駆動軸と、
前記駆動軸第一歯車と噛み合う試験用軸第一歯車、駆動軸第二歯車と噛み合う試験用軸第二歯車、供試体が着脱可能に取り付けられる供試体取付部、および、この供試体取付部に取り付けられた供試体に負荷トルクを加える供試体用トルク負荷装置を具備する試験用軸と、
前記試験用軸第一歯車と噛み合う外側軸第一歯車、および、試験用軸第二歯車と噛み合う外側軸第二歯車を具備する外側軸を備え、
前記駆動軸第一歯車、試験用軸第一歯車、外側軸第一歯車、外側軸の軸心、外側軸第二歯車、試験用軸第二歯車、駆動軸第二歯車および駆動軸の軸心が、供試体が取り付けられていない状態で閉ループ状に配置され、
前記プリトルク設定装置で、駆動軸第二歯車を駆動軸第一歯車に対して相対的に回動させて、前記閉ループの歯車機構の噛み合う歯車の歯同士を密着させ、前記供試体用トルク負荷装置がトルクの方向が交互に変わる交番トルクを発生しても、閉ループの歯車機構のバックラッシュの影響を除去することができることを特徴とするトルク負荷試験装置。 In a torque load test apparatus that can apply load torque to a specimen,
A pre-torque is set by rotating the drive shaft first gear, the drive shaft second gear, and the drive shaft second gear relative to the drive shaft first gear while being rotated by the drive device for rotation. A drive shaft provided with a pre-torque setting device,
A test shaft first gear meshing with the drive shaft first gear, a test shaft second gear meshing with the drive shaft second gear, a specimen mounting portion to which the specimen is detachably attached, and a specimen mounting portion A test shaft provided with a torque load device for a specimen for applying a load torque to the attached specimen;
An outer shaft first gear meshing with the test shaft first gear, and an outer shaft comprising an outer shaft second gear meshing with the test shaft second gear;
Drive shaft first gear, test shaft first gear, outer shaft first gear, outer shaft axis, outer shaft second gear, test shaft second gear, drive shaft second gear, and drive shaft axis Is placed in a closed loop with no specimen attached ,
The pre-torque setting device rotates the drive shaft second gear relative to the drive shaft first gear so that the meshing gear teeth of the closed loop gear mechanism are in close contact with each other, and the torque load device for the specimen A torque load test apparatus characterized in that even if alternating torque with alternating torque directions is generated, the influence of backlash of the closed loop gear mechanism can be eliminated .
駆動軸第一歯車および駆動軸第二歯車を具備する駆動軸と、
前記駆動軸第一歯車と噛み合う試験用軸第一歯車、駆動軸第二歯車と噛み合う試験用軸第二歯車、および、供試体が着脱可能に取り付けられる供試体取付部を具備する試験用軸と、
前記試験用軸第一歯車と噛み合う外側軸第一歯車、および、試験用軸第二歯車と噛み合う外側軸第二歯車を具備する外側軸と、
前記駆動軸、試験用軸および外側軸を回転させる回転用駆動装置とを備え、
前記供試体取付部に取り付けられた供試体に負荷トルクを加える供試体用トルク負荷装置を、前記駆動軸、試験用軸、外側軸の何れか1つの軸に配備し、
前記駆動軸第一歯車、試験用軸第一歯車、外側軸第一歯車、外側軸の軸心、外側軸第二歯車、試験用軸第二歯車、駆動軸第二歯車および駆動軸の軸心が、供試体が取り付けられていない状態で閉ループ状に配置され、前記閉ループ状の歯車機構の噛み合う歯同士を密着させ、前記供試体用トルク負荷装置がトルクの方向が交互に変わる交番トルクを発生しても、前記閉ループの歯車機構のバックラッシュの影響を除去することができることを特徴とするトルク負荷試験装置。 In a torque load test apparatus that can apply load torque to a specimen,
A drive shaft comprising a drive shaft first gear and a drive shaft second gear;
A test shaft first gear meshing with the drive shaft first gear, a test shaft second gear meshing with the drive shaft second gear, and a test shaft comprising a specimen mounting portion to which the specimen is detachably attached ,
An outer shaft first gear meshing with the test shaft first gear, and an outer shaft comprising an outer shaft second gear meshing with the test shaft second gear;
A drive device for rotation that rotates the drive shaft, the test shaft, and the outer shaft;
A torque load device for a specimen that applies a load torque to the specimen attached to the specimen attachment portion is disposed on any one of the drive shaft, the test shaft, and the outer shaft,
Drive shaft first gear, test shaft first gear, outer shaft first gear, outer shaft axis, outer shaft second gear, test shaft second gear, drive shaft second gear, and drive shaft axis However , when the specimen is not attached, it is arranged in a closed loop shape, the meshing teeth of the closed loop gear mechanism are brought into close contact with each other, and the torque load device for the specimen generates an alternating torque in which the direction of the torque is alternately changed. Even so, the influence of backlash of the closed-loop gear mechanism can be eliminated.
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