JP5943908B2 - 回転ねじり試験機 - Google Patents
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Description
更に、狭窄部にひずみゲージを貼り付ける構成により、検出感度の高いトルクセンサが実現する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る回転ねじり試験機1の側面図である。回転ねじり試験機1は、自動車用クラッチを供試体T1として回転ねじり試験を行う装置であり、供試体T1を回転させながら供試体T1の入力軸と出力軸(例えば、クラッチカバーとクラッチディスク)との間に設定された固定又は変動トルクを加えることができる。回転ねじり試験機1は、回転ねじり試験機1の各部を支持する架台10と、供試体T1と共に回転しながら供試体T1に所定のトルクを加える荷重付与部100と、荷重付与部100を回転自在に支持する軸受部20、30及び40と、荷重付与部100の内外を電気的に接続するスリップリング部50及び60と、荷重付与部100の回転数を検出するロータリーエンコーダ70と、荷重付与部100を設定された回転方向及び回転数で回転駆動するインバータモータ80、駆動プーリー91及び駆動ベルト(タイミングベルト)92を備えている。
次に、本発明の第2実施形態に係る回転ねじり試験機1000について説明する。回転ねじり試験機1000は、自動車用プロペラシャフトを供試体T2として回転ねじり試験を行う装置であり、プロペラシャフトを回転させながらプロペラシャフトの入力軸と出力軸との間に設定された固定又は変動トルクを加えることができる。図4は回転ねじり試験機1000の平面図であり、図5は回転ねじり試験機1000の側面図(図4において下側から上側を見た図)である。また、図6は後述する荷重付与部1100付近の縦断面図である。なお、回転ねじり試験機1000の制御システムは、図3に示す第1実施形態と同じ概略構成を有している。
20、1020 … 軸受部
30、1030 … 軸受部
40、1040 … 軸受部
50、60、1050、1060、1400 … スリップリング部
70、1070 … ロータリーエンコーダ
80、1080 … インバータモータ
100、1100 … 荷重付与部
310、1310 … 制御ユニット
320、1320 … 波形生成ユニット
330、1330 … サーボモータ駆動ユニット
340、1340 … インバータモータ駆動ユニット
1200 … 駆動力伝達部
T1、T2 … 供試体
Claims (14)
- ワークの一端が取り付けられ、所定の回転軸を中心に回転する第1駆動軸と、
前記ワークの他端が取り付けられ、前記回転軸を中心に回転する第2駆動軸と、
前記第1駆動軸を回転駆動して前記ワークにねじり荷重を与える荷重付与部と、
前記回転軸を中心に回転自在に前記荷重付与部を支持する第1軸受部を含む少なくとも一つの軸受部と、
前記第2駆動軸及び前記荷重付与部を同位相で回転駆動する第1電気モータを備えた回転駆動部と、
前記ねじり荷重を検出するトルクセンサと、
を備え、
前記回転駆動部により、前記第1及び前記第2駆動軸を介して前記ワークを回転させると共に、前記荷重付与部により、前記第1駆動軸と前記第2駆動軸の回転に位相差を与えることで、前記ワークに荷重を与えるように構成され、
前記荷重付与部が、
第1駆動軸を駆動する第2電気モータと、
前記第1駆動軸が差し込まれた円筒状の軸部を有するフレームと、を備え、
前記軸部において前記フレームが前記第1軸受部により支持されると共に前記第1駆動軸を支持し、前記トルクセンサが、前記第1駆動軸の前記軸部に差し込まれた部分に取り付けられると共に該部分のねじり荷重を検出するように構成され、
前記軸部が、軸方向に離間して配置された、前記第1駆動軸を回転自在に支持する一対の第1軸受を備え、
前記トルクセンサが、前記一対の第1軸受の間に配置され、
前記第1駆動軸の前記軸部内に配置される部分には、外径が細く形成された狭窄部が設けられ、
前記トルクセンサが、前記ねじり荷重を検出するように前記狭窄部に貼りつけられたひずみゲージを備えた、回転ねじり試験機。 - 前記荷重付与部が、前記第2電気モータの駆動量を検出する駆動量検出手段を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の回転ねじり試験機。 - 前記回転ねじり試験機が、
前記荷重付与部の外部に配置された、前記第2電気モータに駆動電力を供給する駆動電力供給部と、
前記駆動電力供給部から前記第2電気モータへ駆動電力を伝送する駆動電力伝送路と、
前記荷重付与部の外部に配置された、前記トルクセンサが出力するトルク信号を処理するトルク信号処理部と
前記トルクセンサから前記トルク信号処理部へトルク信号を伝送するトルク信号伝送路と、を備え、
前記駆動電力伝送路が、
前記荷重付与部の外部に配置された外部駆動電力伝送路と、
前記荷重付与部の内部に配置され、該荷重付与部と共に回転する内部駆動電力伝送路と、
前記外部駆動電力伝送路と前記内部駆動電力伝送路とを接続する第1スリップリング部と、を備え、
前記トルク信号伝送路が、
前記荷重付与部の外部に配置された外部トルク信号伝送路と、
前記荷重付与部の内部に配線され、該荷重付与部と共に回転する内部トルク信号伝送路と、
前記外部トルク信号伝送路と前記内部トルク信号伝送路とを接続する第2スリップリング部と、を備え、
前記第2スリップリング部が前記第1スリップリング部から離隔して配置された
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の回転ねじり試験機。 - 前記第1スリップリング部と前記第2スリップリング部との間に少なくとも一つの前記軸受部が配置されることを特徴とする請求項3に記載の回転ねじり試験機。
- 前記軸部が、前記狭窄部から軸方向に延びる溝部を有し、
前記内部トルク信号伝送路が、前記狭窄部から前記溝部に通されて、前記第2スリップリング部の環状電極に接続されている
ことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の回転ねじり試験機。 - 前記駆動量検出手段の出力する信号を前記駆動電力供給部へ伝送する駆動量信号伝送路を備え、
前記駆動量信号伝送路が、
前記荷重付与部の外部に配置された外部駆動量信号伝送路と、
前記荷重付与部の内部に配線され、該荷重付与部と共に回転する内部駆動量信号伝送路と、
前記第1スリップリング部から離隔して配置された、前記外部駆動量信号伝送路と前記内部駆動量信号伝送路とを接続する第3スリップリング部と、を備える
ことを特徴とする請求項5に記載の回転ねじり試験機。 - 前記荷重付与部の回転数を検出する回転数検出手段を備え、
前記回転数検出手段と前記第1スリップリング部との間に前記軸受部が少なくとも一つ配置されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の回転ねじり試験機。 - 前記回転駆動部が、前記第1電気モータの駆動力を前記荷重付与部及び前記第2駆動軸に伝達する駆動力伝達部を備え、該駆動力伝達部が、
前記第1電気モータの駆動力を前記第2駆動軸に伝達する第1駆動力伝達部と、
前記第1電気モータの駆動力を前記荷重付与部に伝達する第2駆動力伝達部と、
を備えたことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の回転ねじり試験機。 - 前記第1及び前記第2駆動力伝達部が、それぞれ無端ベルト機構、チェーン機構及びギア機構の少なくとも一つを備える、ことを特徴とする請求項8に記載の回転ねじり試験機。
- 前記第1及び前記第2駆動力伝達部が、それぞれ無端ベルト機構を備え、
前記第1駆動力伝達部が、
前記回転軸と平行に配置された、前記第1電気モータにより駆動される第3駆動軸と、
前記第3駆動軸に同軸に固定された第1駆動プーリーと、
前記荷重付与部に同軸に固定された第1従動プーリーと、
前記第1駆動プーリーと前記第1従動プーリーとに掛け渡された第1無端ベルトと、を備え、
前記第2駆動力伝達部が、
前記第3駆動軸に同軸に連結された第4駆動軸と、
前記第4駆動軸に固定された第2駆動プーリーと、
前記第1駆動軸に固定された第2従動プーリーと、
前記第2駆動プーリーと前記第2従動プーリーとに掛け渡された第2無端ベルトと、
を備えることを特徴とする請求項9に記載の回転ねじり試験機。 - 前記荷重付与部のフレームの外周部に前記第1従動プーリーが形成されている、ことを特徴とする請求項10に記載の回転ねじり試験機。
- 前記荷重付与部内に配置された減速機を備え、
前記第1従動プーリーが、前記減速機が取り付けられた減速機固定板に固定されている
ことを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の回転ねじり試験機。 - 前記第1駆動軸と前記荷重付与部のフレームとが同軸且つ一体に接続されている
ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の回転ねじり試験機。 - 前記荷重付与部のフレームが、外周面が前記回転軸と同軸の円柱状に形成された円柱部を有し、
前記回転ねじり試験機が、
前記回転軸と平行に配置され、前記第1電気モータにより駆動される第3駆動軸と、
前記第3駆動軸に固定された第1駆動プーリーと、
前記第1駆動プーリーと前記フレームの円柱部とに巻き掛けられたタイミングベルトと、を備える
ことを特徴とする請求項13に記載の回転ねじり試験機。
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