WO2022004793A1 - 繰り返しモーメント発生装置 - Google Patents

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WO2022004793A1
WO2022004793A1 PCT/JP2021/024768 JP2021024768W WO2022004793A1 WO 2022004793 A1 WO2022004793 A1 WO 2022004793A1 JP 2021024768 W JP2021024768 W JP 2021024768W WO 2022004793 A1 WO2022004793 A1 WO 2022004793A1
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eccentric weight
spindle
repetitive
moment
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正浩 遠藤
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学校法人福岡大学
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    • G—PHYSICS
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    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
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    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/0069—Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
    • G01N2203/0073—Fatigue

Definitions

  • the present invention is a repetitive moment generator that can be used in a fatigue tester that loads a repetitive moment on a specimen to test fatigue strength characteristics, and in particular, has a function of changing the amplitude of the repetitive moment applied to the specimen.
  • the present invention relates to a repetitive moment generator.
  • a fatigue tester that tests the fatigue strength characteristics of a material (test piece) by repeatedly applying a moment to the test piece is a rod member connected in a cross shape to a spindle for transmitting the repeated torsional moment to the test piece.
  • a resonance type bending torsional fatigue tester that repeatedly generates a torsional moment on a spindle by rotating an eccentric weight driven by an electric motor on the tip side of the shaft.
  • the "torque fatigue tester” described in Patent Document 1 includes a rotating side holding body that rotatably holds one end of a test piece and a fixed side holding body that rotatably holds the other end of the test piece.
  • a torque load means for applying a torsional torque to the test piece via the rotating side holding body and a torque detector for detecting the torsional torque of the test piece in a state where the torque is loaded by the torque load means are provided.
  • the torque load means are an electric servomotor that loads the torsion torque on the test object, a servo controller that controls the output of this electric servomotor, and an input means that inputs the set torque to the servo controller. It is characterized by having.
  • vibration master shafts with equivalent eccentric weights which are driven and synchronized by independent motors, are arranged in parallel in a predetermined vibration table.
  • the vibration slave shafts with eccentric weights that are equivalent to each other and whose phase can be changed in parallel with each vibration source shaft are arranged in bearings to form a four-axis configuration, and the teeth provided at the ends of each vibration slave shaft.
  • a timing belt to be hung on the attached pulley is hung on the toothed pulley at the end of each vibration source shaft via a toothed tension pulley arranged at the upper and lower ends of the swinging support arm pivoted to the center, respectively, to form a symmetric reversal transmission mechanism.
  • the pivots of the swinging support arms facing each other are connected to an interlocking link mechanism controlled by a single cylinder for symmetrical rotation, and only the vertical amplitude of the vibration table is increased from the maximum to the minimum according to the amount of extension of the cylinder rod. It is characterized by being variable.
  • the conventional bending torsional fatigue tester cannot change or adjust the amplitude of the repeated torsional moment loaded on the specimen during operation (during rotation of the eccentric weight).
  • the "torsional fatigue tester” described in Patent Document 1 is a method of applying a torsional torque to a test object by an electric servomotor, and the set value of the torsional torque to be loaded on the test object is changed by a personal computer.
  • the "variable vibration table vibration device" described in Patent Document 2 can change the amplitude while the vibration table is in operation, but the amplitude changing mechanism described in Patent Document 2 is used. It is difficult to apply it to a resonance type bending torsional fatigue tester that repeatedly generates a torsional moment on the spindle by rotating an eccentric weight driven by an electric motor. Further, the amplitude changing mechanism described in Patent Document 2 has a complicated structure.
  • the problem to be solved by the present invention can be used in a fatigue tester that repeatedly applies a moment to the specimen by rotating the eccentric weight, and the repeating moment applied to the specimen even while the eccentric weight is rotating. It is an object of the present invention to provide a repeating moment generator capable of changing the amplitude of.
  • the repeating moment generator according to the present invention is It is a repetitive moment generator used in a fatigue tester that tests fatigue strength characteristics by applying a repetitive moment to a specimen.
  • the spindle which is rotatably held to transmit the moment repeatedly to the specimen set in the fatigue tester,
  • a shaft body rotatably held around an axis parallel to the spindle, and A driving means for synchronously rotating the shaft body and An eccentric weight member attached to the shaft body in a state of intersecting the shaft body and in a state of being slidable along a direction intersecting the shaft body.
  • a slider attached to the shaft body in a state where it can slide along the axial direction of the shaft body and in a state where the shaft body can idle.
  • a connecting means that converts the sliding motion of the slider in the axial direction of the shaft body into a sliding motion in the direction intersecting the shaft body of the eccentric weight member and transmits the sliding motion to the eccentric weight member.
  • the slider is provided with an operating means for sliding the slider along the axial direction of the shaft body.
  • the connecting means is A first link member whose one end side is rotatably supported by the slider and whose other end side is rotatably supported by the eccentric weight member.
  • a link mechanism including a second link member having one end side rotatably supported by the shaft body and the other end side rotatably supported by the first link member. Can be done.
  • the connecting means is A wire may be used to connect the slider and the eccentric weight member via a pulley rotatably supported by the shaft body.
  • the eccentric weight member may be provided with a stopper that limits the sliding distance of the eccentric weight member with respect to the shaft body within a predetermined range.
  • the stopper and the shaft body are connected so as to maintain a state in which the center of gravity of the eccentric weight member is located at the axis of the shaft body between one stopper of the eccentric weight member and the shaft body. It is also possible to arrange an elastic member to be used.
  • the operating means A male screw member screwed into a female screw hole provided in the slider in a state parallel to the shaft body, A bearing member that rotatably holds the male screw member in a state of restraining the movement of the male screw member in the longitudinal direction. It may be provided with a rotation mechanism for rotating the male screw member.
  • the rotation mechanism is An oblique tooth gear attached to the male screw member so as to be concentric with the male screw member, The worm gear meshed with the oblique tooth gear and It may be provided with a handle for rotating the worm gear.
  • INDUSTRIAL APPLICABILITY it can be used in a fatigue tester that repeatedly loads a specimen by rotating an eccentric weight, and the amplitude of the repeating moment loaded on the specimen can be changed even while the eccentric weight is rotating.
  • a generator can be provided.
  • FIGS. 1 to 4 there is a part in which a part of the constituent members is transparently expressed in order to improve visibility.
  • the repeating moment generator 100 which is the first embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the repetitive moment generator 100 is used for a fatigue tester (not shown) for testing fatigue strength characteristics by applying a repetitive moment to a specimen.
  • the repetitive moment generator 100 has a spindle 1 for transmitting a repetitive moment to a specimen (not shown) set in the fatigue tester, and a predetermined distance on the upper surface of the table 24 for holding the spindle 1 rotatably.
  • the shaft body 4 rotatably provided around the axis 4c and 5c (see FIG. 2) parallel to the spindle 1 at positions symmetrical with respect to the spindle 1 in the region where the rod members 3a and 3b face each other.
  • 5 and eccentric weight rotors 6 and 7 that rotate together with the shaft bodies 4 and 5 around the shaft centers 4c and 5c.
  • the eccentric weight rotors 6 and 7 have diameter-expanded portions 6b and 7b provided on a part of the shaft bodies 4 and 5, respectively, and axial centers 4c and 5c on the diameter-expanded portions 6b and 7b.
  • the eccentric weight member 6c which is inserted through the through holes 6h and 7h opened in the orthogonal direction in a state orthogonal to the shaft bodies 4 and 5 and slidable along the direction orthogonal to the shaft bodies 4 and 5. It is equipped with 7c. Further, it is provided with a motor 14 which is a driving means for rotating the shaft bodies 4 and 5 in synchronization.
  • the eccentric weight members 6c and 7c are stoppers provided in a short columnar shape having a diameter larger than the inner diameter of the through holes 6h and 7h at both ends of the columnar main body portions 6e and 7e and the main body portions 6e and 7e, respectively. 6f, 6g, 7f, 7g and so on.
  • the main body portions 6e and 7e can slide in a state where the outer peripheral surfaces of the main bodies 6e and 7e are in contact with the inner peripheral surfaces of the through holes 6h and 7h, and the slide distances of the eccentric weight members 6c and 7c with respect to the shaft bodies 4 and 5 are stoppers, respectively.
  • the length of the main body 6e, 7e is limited by 6f, 6g (7f, 7g).
  • a spring which is an elastic member is formed around a portion located between one of the stoppers 6f and 7f and the enlarged diameter portions 6b and 7b of the shaft bodies 4 and 5.
  • 6d and 7d are arranged, and both ends of the spring 6d (7d) are locked to the enlarged diameter portions 6b (7b) and the stopper 6f (7f), respectively.
  • the spring 6d (7d) has the center of gravity of the eccentric weight member 6 (7) as the axis 4c of the shaft body 4 (5), respectively.
  • the stopper 6f (7f) and the enlarged diameter portion 6b (7b) of the shaft body 4 (5) are connected so as to maintain the state of being located at 5c).
  • a slider 30 is attached to the outer periphery of the portion between the lever members 3a and 3b on the spindle 1.
  • the slider 30 is slidable along the axis 1c direction of the spindle 1, and the spindle 1 is idling with respect to the slider 30.
  • a slider 31 (32) is attached to the outer periphery of a portion of the shaft body 4 (5) between the eccentric rotor 6 (7) and the lever member 3b.
  • the slider 31 (32) can slide along the axis 4c (5c) direction of the shaft body 4 (5), and the shaft body 4 (5) can idle with respect to the slider 31 (32). be.
  • an interlocking member 33 for integrally connecting the sliders 30, 31, 32 is provided.
  • the interlocking member 33 is arranged at a portion between the eccentric weight rotors 6 and 7 and the lever member 3b so as to be orthogonal to the main shaft 1 and the shaft bodies 4 and 5 and to be parallel to the lever members 3a and 3b. ..
  • the link mechanism 34 (35) includes a first link member 10 (12) and a second link member 11 (13).
  • One end side of the first link member 10 (12) is rotatably supported by the support shaft 10a (12a) of the slider 31 (32), and the other end side is a stopper of the eccentric weight member 6c (7c). It is rotatably supported by a support shaft 10b (12b) of 6 g (7 g).
  • One end side of the second link member 11 (13) is rotatably supported by the support shaft 11a (13a) of the enlarged diameter portion 6b (7b) of the shaft body 4 (5), and the other end side is It is rotatably supported by a support shaft 11b (13b) at the center of the first link member 10 (12).
  • the link mechanisms 34 and 35 are displayed only on the upper surface side of the eccentric weight rotors 6 and 7, but as shown in the vicinity of the eccentric weight rotor 6 in FIG. 2, the link mechanism is partially displayed. 34 and 35 are also provided on the lower surface side of the eccentric weight rotors 6 and 7 shown in FIG. That is, the pair of link mechanisms 34, 34 (35, 35) are arranged so as to form mirror plane symmetry with the eccentric weight rotor 6 (7) interposed therebetween.
  • the male screw member 37 is screwed into the female screw hole 36 provided below the slider 30 in a state of being parallel to the shaft bodies 4 and 5 and the spindle 1, and one of the male screw members 37 is screwed.
  • the end portion (not shown) is rotatably held by a bearing member 43 arranged on the table 24 directly below the spindle 1.
  • the other end side of the male screw member 37 is rotatably inserted into the through hole 38 provided in the spindle bearing member 2b, and the oblique tooth gear 39 is attached to the tip of the male screw member 37 protruding from the through hole 38. ing.
  • the male screw member 37 is rotatably held by the through hole 38 of the bearing member 43 and the main bearing member 2b in a state where the movement of the male screw member 37 in the longitudinal direction is restricted.
  • the bevel gear 39 is attached so as to be concentric with the male screw member 37, and the rotation shaft 40 on which the worm gear 40a is formed is arranged below the oblique tooth gear 39 so as to intersect the male screw member 37 at right angles.
  • the oblique tooth gear 39 is meshed with the worm gear 40a.
  • Both ends of the rotating shaft 40 are rotatably held by bearing members 41 and 42 arranged on the table 24, respectively, and a handle 44 is attached to the end of the rotating shaft 40 protruding from the bearing member 41.
  • the rotation shaft 40 and the worm gear 40a rotate, and this rotation is transmitted to the oblique tooth gear 39, and the male screw member 37 rotates with the rotation of the oblique tooth gear 39 and is screwed with the male screw member 37.
  • the slider 30 having the female screw hole 36 and the interlocking member 33 move in the longitudinal direction of the male screw member 37 (the axial center 1c direction of the main shaft 1).
  • the sliders 31 and 32 integrated with the interlocking member 33 move in the axial center 4c and 5c directions of the shaft bodies 4 and 5, and the link mechanisms 34 and 35 operate.
  • the sliders 31 and 32 integrated with the interlocking member 33 also slide in the direction away from the lever member 3b, and this sliding motion is caused by the stoppers 6g of the eccentric weight members 6c and 7c via the link mechanisms 34 and 35. It is transmitted to 7g, the stoppers 6g and 7g move in directions away from the enlarged diameter portions 6b and 7b of the shaft bodies 6 and 7, respectively, and the centers of gravity of the eccentric weight members 6c and 7c are the axial centers of the shaft bodies 4 and 5, respectively. Move away from 4c and 5c.
  • the springs 6d and 7d arranged between the stoppers 6f and 7f of one of the eccentric weight members 6c and 7c and the enlarged diameter portions 6b and 7b of the shaft bodies 4 and 5 are eccentric weights.
  • the stoppers 6f and 7f are connected to the shaft bodies 4 and 5 so as to maintain the state in which the centers of gravity of the members 6c and 7c are located at the shaft centers 4c and 5c of the shaft bodies 4 and 5.
  • the eccentric weight members 6c and 7c are moved via the link mechanisms 34 and 35, the eccentric weight members 6c and 7c are subjected to the urging force by the springs 6d and 7d (the center of gravity of the eccentric weight members 6c and 7c). Since the force for returning to the positions of the centers of gravity 4c and 5c of the shaft bodies 4 and 5 continues to be applied, the discontinuous change in the torsional moment (effect of backlash) can be eliminated.
  • the springs 6d and 7d may be used. Due to the elastic restoring force, the eccentric weight members 6c and 7c return to the state where their respective centers of gravity are located at the axial centers 4c and 5c of the shaft bodies 4 and 5 (zero eccentricity state), so that the so-called fail-safe function is also exhibited. do.
  • the table 24 is a quadrangular flat plate-shaped member, and is kept in a horizontal state by four support members 25 arranged on the lower surface side of the four corner portions 24c.
  • the support member 25 has an L-shaped horizontal cross section, and a bottom plate 25b is provided on the lower surface side.
  • the four corner portions 24c of the table 24 are fixed in a state of being placed on the upper surface 25a of each of the four support members 25, and the quadrangular flat plate-shaped undertable 26 is arranged on the bottom plates 25b located at four locations. ..
  • a motor 14 As a driving means for rotating the two eccentric weight rotors 6 and 7 in synchronization, a motor 14, medium timing pulleys 15 and 16, large timing pulley 18, small timing pulleys 19a and 19b, and timing belts 21 and 22 are provided. .. When the motor 14 operates, its rotational force is output to the rotating shaft 14a via the gearbox 17.
  • a medium timing pulley 15 is attached to the rotating shaft 14a rotated by the motor 14, and a medium timing pulley 16 and a large timing pulley 18 are rotatably attached to the main shaft 1 via bearings.
  • the rotating shaft 14a is parallel to the spindle 1, the middle timing pulley 15 on the motor 14 side is located directly below the middle timing pulley 16 on the spindle 1 side, and the middle timing pulleys 15 and 16 are in series in the vertical direction. They are arranged facing each other.
  • Small timing pulleys 19a and 19b are attached to the shaft bodies 4 and 5.
  • the small timing pulleys 19a and 19b are arranged so as to form a series with the large timing pulley 18 interposed therebetween.
  • the sizes (outer diameters) of the small timing pulleys 19a and 19b are the same, and the sizes (outer diameters) of the medium timing pulleys 15 and 16 are also the same.
  • the middle timing pulley 15 and the middle timing pulley 16 are linked by a timing belt 21, and the timing pulleys 19a and 19b and the large timing pulley 18 are linked by a timing belt 22.
  • the middle timing pulley 15 integrally attached to the rotating shaft 14a rotates, and the rotation of the middle timing pulley 15 is transmitted to the middle timing pulley 16 via the timing belt 21.
  • the pulley 16 rotates in the same direction as the rotation shaft 14a at the same rotation speed.
  • the rotation of the middle timing pulley 16 is transmitted to the large timing pulley 18 integrated with the middle timing pulley 15 via the spindle 1.
  • the shaft bodies 4 and 5 to which the small timing pulleys 19a and 19b are attached are in the same direction and at the same rotation speed. Rotate. Therefore, the two eccentric weight rotors 6 and 7 rotate in the same direction and at the same rotation speed in synchronization with each other. Further, the link mechanism 34, 35 and the sliders 31 and 32 rotate integrally with the rotation of the two eccentric weight rotors 6 and 7, but the slider 30 and the interlocking member 33 are held in a stationary state. In the repeating moment generator 100, the rotation center lines of the two eccentric weight rotors 6 and 7 are the same as the axis centers 4c and 5c of the shaft bodies 4 and 5, respectively.
  • the two eccentric weight rotors 6 and 7 have the eccentric directions (directions of centrifugal forces 6a and 7a) of the centers of gravity of the eccentric weight members 6c and 7c, respectively. They are arranged so as to be 180 degrees different from each other around the centers of gravity 4c and 5c of the respective shaft bodies 4 and 5. Therefore, the two eccentric weight rotors 6 and 7 rotate while maintaining a relationship in which the directions of the centrifugal forces 6a and 7a differ from each other by 180 degrees around the rotation center lines (axis centers 4c and 5c).
  • the eccentric weight rotors 6 and 5 are rotated by the driving force of the motor 14.
  • the eccentric weight members 6c and 7c also rotate around the axial centers 4c and 5c, and centrifugal forces 6a and 7a having a magnitude determined by the eccentricity of the center of gravity of the eccentric weight members 6 and 7 and the number of rotations are generated. It occurs in the axial direction of the main bodies 6e and 7e. Since the direction in which the centrifugal forces 6a and 7a act is rotated around the axial centers 4c and 5c, the directions of the centrifugal forces 6a and 7a change up, down, left and right with the rotation.
  • the sliders 30, 31 and 32 slide in the direction away from the lever member 3b, and the stoppers 6g and 7g are the shaft bodies via the link mechanisms 34 and 35. Since the center of gravity of the eccentric weight members 6c and 7c moves away from the center of gravity 4c and 5c of the shaft bodies 4 and 5, respectively, the eccentric weight rotor moves in a direction away from the enlarged diameter portions 6b and 7b of 6 and 7. The vibration generated by the rotations of 6 and 7 increases, and the amplitude of the repeating moment loaded on the spindle 1 via the lever members 3a and 3b increases.
  • the handle 44 when the handle 44 is rotated in the direction of the arrow W1 and then the handle 44 is rotated in the direction opposite to the arrow W1, the male screw member 37 is inserted into the arrow via the worm gear 40a and the oblique tooth gear 39.
  • the sliders 30, 31 and 32 move in the direction approaching the rod member 3b, and contrary to the above, the stoppers 6g and 7g are the enlarged diameter portions 6b and 7b of the shaft bodies 6 and 7, respectively. Since the center of gravity of the eccentric weight members 6c and 7c approaches the axis centers 4c and 5c of the shaft bodies 4 and 5, respectively, the vibration generated by the rotation of the eccentric weight rotors 6 and 7 is reduced. Then, the amplitude of the repeating moment loaded on the spindle 1 via the gear members 3a and 3b becomes smaller.
  • the centers of gravity of the eccentric weight members 6c and 7c of the two eccentric weight rotors 6 and 7 are set at the positions (positions of zero amplitude) of the rotation center lines (axis centers 4c and 5c), respectively.
  • the motor 14 can be started and the handle 44 can be operated during the rotation of the two eccentric weight rotors 6 and 7 to gradually increase the amplitude so that the optimum amplitude can be set. Can also be avoided.
  • the repetitive moment generator 100 is used in combination with a torsion moment meter and an angle of rotation encoder, closed loop control becomes possible, and not only torsion moment control but also angular displacement control and program control can be used for testing, which is an advanced hydraulic system. It can be equipped with various control functions comparable to a fatigue tester at low cost.
  • the repeating moment generator 100 shown in FIGS. 1 to 3 includes two shaft bodies 4 and 5, two eccentric weight rotors 6 and 7, and two sliders 31 for one spindle 1. 32 and two link mechanisms 34 and 35 are provided, and an amplitude adjusting mechanism is provided for each, but the present invention is not limited to this, and therefore one shaft body 4 (or one shaft body 4 (or) is provided for one spindle 1. 5), one eccentric weight rotor 6 (or 7), one slider 31 (or 32), and one link mechanism 34 (or 35) can also be provided. In this case as well, the same amplitude adjustment function as described above can be obtained.
  • the repetitive moment generator 200 which is the second embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG.
  • the parts (members) constituting the repeating moment generating device 200 shown in FIG. 4 the parts (members) common to the repeating moment generating device 100 shown in FIGS. 1 to 3 are referred to as reference numerals in FIGS. 1 to 3.
  • the same reference numerals are given and the description thereof will be omitted.
  • the sliding motion of the shaft bodies 4 and 5 of the sliders 31 and 32 in the axial center 4c and 5c directions is performed by the shaft bodies 4 and 7c of the eccentric weight members 6c and 7c.
  • Pulleys 50, 51 and wires 52, 53 are provided instead of the link mechanisms 34, 35 shown in FIG. 3 as connecting means that are converted into slide motions in the direction intersecting with 5 and transmitted to the eccentric weight members 6c, 7c. ing. Since the wires 52 and 53 are not limited to this, flexible wires, strings, chains and the like can be used as long as they have the same function.
  • pulleys 50 and 51 are rotatably supported on the enlarged diameter portions 6b and 7b of the eccentric weight rotors 6 and 7, respectively, and the slider 31 (32) and the eccentric weight member 6c (7c) are supported. Is connected by a wire 52 (53) via a pulley 50 (51). One end of the wire 52 (53) is locked to the slider 31 (32), and the other end of the wire 52 (53) is locked to the stopper 6f (7f) of the eccentric weight member 6c (7c). ing.
  • the structure, function, action and effect of other parts are the same as those of the above-mentioned repetitive moment generator 100.
  • the repetitive moment generators 100 and 200 described with reference to FIGS. 1 to 4 exemplify the repetitive moment generator according to the present invention, and the repetitive moment generator according to the present invention is the repetitive moment generator described above. It is not limited to the generators 100 and 200.
  • the repetitive moment generator according to the present invention can be widely used in a fatigue tester or the like that applies a repetitive moment to a specimen to test the fatigue strength characteristics of the specimen.

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Abstract

疲労試験機に用いることができ、偏心重錘の回転中においても供試体に負荷する繰り返しモーメントの振幅を変更可能な繰り返しモーメント発生装置を提供する。　繰り返しモーメント発生装置１００は、回転自在に保持された軸体４，５と交差する状態で且つ軸体４，５と交差する方向に沿ってスライド可能な状態で軸体４，５に設けられた偏心重錘部材６ｃ，７ｃと、軸体４，５の軸心４ｃ，５ｃ方向に沿って摺動可能な状態で且つ軸体４，５が空転可能な状態で軸体４，５に取り付けられたスライダ３１，３２と、スライダ３１，３２の軸心４ｃ，５ｃ方向の摺動運動を、軸体４，５と交差する方向のスライド運動に変換して偏心重錘部材６ｃ，７ｃに伝達するリンク機構３４，３５と、スライダ３１，３２を軸体４，５の軸心４ｃ，５ｃ方向に沿って摺動させる操作手段であるハンドル４４などを備えている。

Description

繰り返しモーメント発生装置
　本発明は、供試体に繰り返しモーメントを負荷して疲労強度特性を試験する疲労試験機に使用可能な繰り返しモーメント発生装置であり、特に、供試体に負荷する繰り返しモーメントの振幅を変更する機能を有する繰り返しモーメント発生装置に関する。
　供試体に繰り返しモーメントを負荷して材料（供試体）の疲労強度特性を試験する疲労試験機については、従来、繰り返し捩りモーメントを供試体に伝達するための主軸に交差状に接続された梃子部材の先端側において電気モータ駆動の偏心重錘を回転させることによって主軸に繰り返し捩りモーメントを発生させる共振型の曲げ捩り疲労試験機が知られている。
　しかしながら、前記曲げ捩り疲労試験機は、運転中（偏心重錘の回転中）、供試体に負荷する繰り返し捩りモーメントの振幅を変更・調整することができないので、振幅の変更・調整が必要となったときは、その都度、電気モータを停止して偏心重錘の回転を止めて変更・調整作業を行う必要がある。このため、変更・調整作業のたびに疲労試験が中断したり、運転の中断・再開の度に試験振幅とは異なる大きさの振幅の捩りモーメントが供試体に過渡的に負荷されたりする、という問題がある。
　一方、本発明に関連する従来技術として、例えば、特許文献１に記載された「捩り疲労試験機」や特許文献２に記載された「可変型振動テーブル用振動装置」などがある。
　特許文献１に記載された「捩り疲労試験機」は、被試験体の一端部を回転自在に保持する回転側保持体と、被試験体の他端部を回転不能に保持する固定側保持体と、回転側保持体を介して被試験体に捩りトルクを負荷するトルク負荷手段と、トルク負荷手段にてトルク負荷された状態での被試験体の捩りトルクを検出するトルク検出器とを備えた捩り疲労試験機において、トルク負荷手段は、被試験体に捩りトルクを負荷する電気サーボモータと、この電気サーボモータの出力を制御するサーボコントローラと、設定したトルクをサーボコントローラに入力する入力手段と、を備えたことを特徴とするものである。
　特許文献２に記載された「可変型振動テーブル用振動装置」は、所定の振動テーブル内に夫々独立のモータで駆動し同期させる一対の等価偏心重錘付き振動原軸を平行に軸承配設し、各振動原軸に夫々平行に等価偏心重錘と位相が変えられる互いに等価な偏心重錘付き振動従軸を軸承配設し４連軸構成とすると共に、各振動従軸端に設けた歯付きプーリに掛けるタイミングベルトを、夫々中央を枢着した揺動支持腕の上下端に配す歯付き張りプーリを介し各振動原軸端の歯付きプーリに掛け渡し対称の逆転伝達機構を形成し、且つ左右対向の揺動支持腕の枢軸を、単一のシリンダで制御される連動リンク機構に連結し対称回動とし、シリンダロッドの繰出し量に応じ振動テーブルの上下振幅のみを最大から最小まで可変することを特徴とするものである。
特開２００７－１０７９５５号公報 特開平１１－１５６２９６号公報
　前述したように、従来の前記曲げ捩り疲労試験機は、運転中（偏心重錘の回転中）に、供試体に負荷する繰り返し捩りモーメントの振幅を変更・調整することができない。
　また、特許文献１に記載された「捩り疲労試験機」は、電気サーボモータにより被試験体に捩りトルクを負荷する方式であり、被試験体に負荷すべき捩りトルクの設定値をパソコンにより変更することができるが、特許文献１に記載されている捩りトルク変更技術により、１秒間に５０～１００回転する偏心重錘部材を制御することは困難である。
　一方、特許文献２に記載された「可変型振動テーブル用振動装置」は、振動テーブルの運転中に振幅を変更することができるものであるが、特許文献２に記載されている振幅変更機構を、電気モータ駆動の偏心重錘を回転させて主軸に繰り返し捩りモーメントを発生させる共振型の曲げ捩り疲労試験機に適用することは困難である。また、特許文献２に記載されている振幅変更機構は構造が複雑である。
　そこで、本発明が解決しようとする課題は、偏心重錘の回転により供試体に繰り返しモーメントを負荷する疲労試験機に用いることができ、偏心重錘の回転中においても供試体に負荷する繰り返しモーメントの振幅を変更可能な繰り返しモーメント発生装置を提供することにある。
　本発明に係る繰り返しモーメント発生装置は、
　供試体に繰り返しモーメントを負荷して疲労強度特性を試験する疲労試験機に使用する繰り返しモーメント発生装置であって、
　前記疲労試験機にセットされた供試体に繰り返しモーメントを伝達するため回転自在に保持された主軸と、
　前記主軸の軸心方向に離れた位置にそれぞれ前記主軸と直交する状態で前記主軸に取り付けられた一対の梃子部材と、前記梃子部材が対向する領域において前記主軸を挟んで対称をなす位置にそれぞれ前記主軸と平行な軸心を中心に回転自在に保持された軸体と、
　前記軸体を同期して回転させる駆動手段と、
　前記軸体と交差する状態で且つ前記軸体と交差する方向に沿ってスライド可能な状態で前記軸体に取り付けられた偏心重錘部材と、
　前記軸体の軸心方向に沿って摺動可能な状態で且つ前記軸体が空転可能な状態で前記軸体に取り付けられたスライダと、
　前記スライダの前記軸体の軸心方向の摺動運動を、前記偏心重錘部材の前記軸体と交差する方向のスライド運動に変換して前記偏心重錘部材に伝達する連接手段と、
　前記スライダを前記軸体の軸心方向に沿って摺動させる操作手段と、を備えたことを特徴とする。
　前記繰り返しモーメント発生装置においては、
　前記連接手段は、
　一方の端部側が前記スライダに回動可能に軸支され、他方の端部側が前記偏心重錘部材に回動可能に軸支された第一リンク部材と、
　一方の端部側が前記軸体に回動可能に軸支され、他方の端部側が前記第一リンク部材に回動可能に軸支された第二リンク部材と、を備えたリンク機構とすることができる。
　前記繰り返しモーメント発生装置においては、
　前記連接手段は、
　前記スライダと前記偏心重錘部材とを、前記軸体に回動可能に軸支されたプーリを経由して連結するワイヤであってもよい。
　前記繰り返しモーメント発生装置においては、
　前記軸体に対する前記偏心重錘部材のスライド距離を所定範囲に制限するストッパを前記偏心重錘部材に設けることができる。
　前記繰り返しモーメント発生装置においては、
　前記偏心重錘部材の一方のストッパと前記軸体との間に、前記偏心重錘部材の重心が前記軸体の軸心に位置する状態を保持するように前記ストッパと前記軸体とを連結する弾性部材を配置することもできる。
　前記繰り返しモーメント発生装置においては、
　前記操作手段は、
　前記スライダに開設された雌ネジ孔に前記軸体と平行をなす状態で螺合された雄ネジ部材と、
　前記雄ネジ部材を、前記雄ネジ部材の長手方向の移動を拘束した状態で回動可能に保持する軸受け部材と、
　前記雄ネジ部材を回動させる回動機構と、を備えたものとすることができる。
　前記繰り返しモーメント発生装置においては、
　前記回動機構は、
　前記雄ネジ部材と同心をなすように前記雄ネジ部材に取り付けられた斜歯ギアと、
　前記斜歯ギアに噛合されたウォームギアと、
　前記ウォームギアを回動させるハンドルと、を備えたものとすることができる。
　本発明により、偏心重錘の回転により供試体に繰り返しモーメントを負荷する疲労試験機に用いることができ、偏心重錘の回転中においても供試体に負荷する繰り返しモーメントの振幅を変更可能な繰り返しモーメント発生装置を提供することができる。
本発明の第一実施形態である繰り返しモーメント発生装置を示す一部省略斜視図である。 図１の一部拡大図である。 図１に示す繰り返しモーメント発生装置の一部省略平面図である。 本発明の第二実施形態である繰り返しモーメント発生装置を示す一部省略平面図である。
　以下、図１～図４に基づいて、本発明の実施形態である繰り返しモーメント発生装置１００，２００について説明する。なお、図１～図４においては、視認性を高めるため、構成部材の一部を透明化して表現している部分がある。
　初めに、図１～図３に基づいて、本発明の第一実施形態である繰り返しモーメント発生装置１００について説明する。図１，図２に示すように、繰り返しモーメント発生装置１００は、供試体に繰り返しモーメントを負荷して疲労強度特性を試験する疲労試験機（図示せず）に使用するものである。繰り返しモーメント発生装置１００は、前記疲労試験機にセットされた供試体（図示せず）に繰り返しモーメントを伝達するための主軸１と、主軸１を回転自在に保持するためテーブル２４の上面に所定距離を隔てて起立状に設けられた主軸受け部材２ａ，２ｂと、主軸１の軸心１ｃ方向に離れた位置にそれぞれ主軸１と直交する状態で主軸１に取り付けられた一対の梃子部材３ａ，３ｂと、梃子部材３ａ，３ｂが対向する領域において主軸１を挟んで対称をなす位置にそれぞれ主軸１と平行な軸心４ｃ，５ｃ（図２参照）を中心に回転自在に設けられた軸体４，５と、軸心４ｃ，５ｃを中心に軸体４，５と共に回転する偏心重錘ロータ６，７などを備えている。
　図２に示すように、偏心重錘ロータ６，７は、それぞれ軸体４，５の一部に設けられた拡径部６ｂ，７ｂと、拡径部６ｂ，７ｂに軸心４ｃ，５ｃと直交する方向に開設された貫通孔６ｈ，７ｈに軸体４，５と直交する状態で且つ軸体４，５と直交する方向に沿ってスライド可能な状態で挿通された偏心重錘部材６ｃ，７ｃと、を備えている。また、軸体４，５を同期して回転させる駆動手段であるモータ１４を備えている。
　偏心重錘部材６ｃ，７ｃは、円柱状の本体部６ｅ，７ｅと、本体部６ｅ，７ｅのそれぞれの両端部に貫通孔６ｈ，７ｈの内径よりも拡径した短円柱状に設けられたストッパ６ｆ，６ｇ，７ｆ，７ｇと、を備えている。本体部６ｅ，７ｅは、それぞれの外周面が貫通孔６ｈ，７ｈの内周面に接触した状態でスライド可能であり、軸体４，５に対する偏心重錘部材６ｃ，７ｃのスライド距離はそれぞれストッパ６ｆ，６ｇ（７ｆ，７ｇ）により本体部６ｅ，７ｅの長さに制限されている。
　偏心重錘部材６ｃ，７ｃの本体部６ｅ，７ｅにおいて、一方のストッパ６ｆ，７ｆと軸体４，５の拡径部６ｂ，７ｂとの間に位置する部分の周りには弾性部材であるスプリング６ｄ，７ｄが配置され、スプリング６ｄ（７ｄ）の両端部はそれぞれ拡径部６ｂ（７ｂ）、ストッパ６ｆ（７ｆ）に係止されている。偏心重錘部材６ｃ，７ｃに長手方向の外力が加わっていない状態のとき、スプリング６ｄ（７ｄ）は、偏心重錘部材６（７）の重心がそれぞれ軸体４（５）の軸心４ｃ（５ｃ）に位置する状態を保持するようにストッパ６ｆ（７ｆ）と軸体４（５）の拡径部６ｂ（７ｂ）とを連結している。
　図３に示すように、主軸１において梃子部材３ａ，３ｂの間の部分の外周にはスライダ３０が取り付けられている。スライダ３０は、主軸１の軸心１ｃ方向に沿って摺動可能であり、且つ、主軸１はスライダ３０に対して空転可能である。また、軸体４（５）において偏心ロータ６（７）と梃子部材３ｂとの間の部分の外周にはスライダ３１（３２）が取り付けられている。スライダ３１（３２）は、軸体４（５）の軸心４ｃ（５ｃ）方向に沿って摺動可能であり、且つ、軸体４（５）はスライダ３１（３２）に対して空転可能である。
　一方、スライダ３０，３１，３２の軸心１ｃ，４ｃ，５ｃの長手方向の移動を同期させるため、スライダ３０，３１，３２を一体的に連結する連動部材３３が設けられている。連動部材３３は、偏心重錘ロータ６，７と梃子部材３ｂとの間の部分に、主軸１及び軸体４，５と直交し、梃子部材３ａ，３ｂと平行をなすように配置されている。
　後述する操作手段を用いて、連動部材３３を軸心１ｃ方向に沿って移動させることによりスライダ３１（３２）が軸体４（５）の軸心４ｃ（５ｃ）方向に摺動したとき、この摺動運動を、偏心重錘部材６ｃ（７ｃ）の軸体４（５）の軸心４ｃ（５ｃ）と直交する方向のスライド運動に変換して偏心重錘部材６（７）に伝達する連接手段としてリンク機構３４（３５）が設けられている。
　リンク機構３４（３５）は、第一リンク部材１０（１２）と第二リンク部材１１（１３）とを備えている。第一リンク部材１０（１２）の一方の端部側がスライダ３１（３２）の支軸１０ａ（１２ａ）に回動可能に軸支され、他方の端部側が偏心重錘部材６ｃ（７ｃ）のストッパ６ｇ（７ｇ）の支軸１０ｂ（１２ｂ）に回動可能に軸支されている。第二リンク部材１１（１３）の一方の端部側は軸体４（５）の拡径部６ｂ（７ｂ）の支軸１１ａ（１３ａ）に回動可能に軸支され、他方の端部側が第一リンク部材１０（１２）の中央部分の支軸１１ｂ（１３ｂ）に回動可能に軸支されている。
　図３においては、偏心重錘ロータ６，７の上面側のみにリンク機構３４，３５が表示されているが、図２の偏心重錘ロータ６付近に一部表示されているように、リンク機構３４，３５は、図２に示す偏心重錘ロータ６，７の下面側にも設けられている。即ち、一対のリンク機構３４，３４（３５，３５）が偏心重錘ロータ６（７）を挟んで鏡面対称をなすように配置されている。
　図２に示すように、スライダ３０の下方に開設された雌ネジ孔３６に軸体４，５並びに主軸１と平行をなす状態で雄ネジ部材３７が螺合され、雄ネジ部材３７の一方の端部（図示せず）は主軸１の直下のテーブル２４上に配置された軸受け部材４３に回動可能に保持されている。雄ネジ部材３７の他方の端部側は主軸受け部材２ｂに開設された貫通孔３８に回動可能に挿通され、貫通孔３８から突出する雄ネジ部材３７の先端に斜歯ギア３９が取り付けられている。雄ネジ部材３７は、軸受け部材４３及び主軸受け部材２ｂの貫通孔３８により、雄ネジ部材３７の長手方向の移動が拘束された状態で回動可能に保持されている。
　斜歯ギア３９は雄ネジ部材３７と同心をなすように取り付けられ、斜歯ギア３９の下方には、ウォームギア４０ａが形成された回転軸４０が雄ネジ部材３７と直角に立体交差するように配置され、斜歯ギア３９はウォームギア４０ａに噛合されている。回転軸４０の両端部分はそれぞれテーブル２４上に配置された軸受け部材４１，４２に回動可能に保持され、軸受け部材４１から突出する回転軸４０の端部にハンドル４４が取り付けられている。
　ハンドル４４を回転させると回転軸４０及びウォームギア４０ａが回転し、この回転が斜歯ギア３９に伝わり、斜歯ギア３９の回転に伴って雄ネジ部材３７が回転し、雄ネジ部材３７と螺合する雌ネジ孔３６を有するスライダ３０並びに連動部材３３が雄ネジ部材３７の長手方向（主軸１の軸心１ｃ方向）に移動する。これに伴って、連動部材３３と一体化したスライダ３１，３２が軸体４，５の軸心４ｃ，５ｃ方向に移動し、リンク機構３４，３５が作動する。
　例えば、図２に示すように、ハンドル４４を矢線Ｗ１方向に回転させると、ウォームギア４０ａ及び斜歯ギア３９を介して雄ネジ部材３７が矢線Ｗ２方向に回転し、雄ネジ部材３７と雌ネジ孔３６との螺合によりスライダ３０及び連動部材３３が梃子部材３ｂから離隔する方向へ移動する。
　これにより、連動部材３３と一体化したスライダ３１，３２も梃子部材３ｂから離隔する方向へスライドするので、このスライド運動がリンク機構３４，３５を介して偏心重錘部材６ｃ，７ｃのストッパ６ｇ，７ｇに伝達され、ストッパ６ｇ，７ｇはそれぞれ軸体６，７の拡径部６ｂ，７ｂから離隔する方向へ移動し、偏心重錘部材６ｃ，７ｃの重心はそれぞれ軸体４，５の軸心４ｃ，５ｃから離れていく。
　一方、前述したようにハンドル４４を矢線Ｗ１方向に回転操作した後、ハンドル４４を矢線Ｗ１と逆方向に回転させると、ウォームギア４０ａ及び斜歯ギア３９を介して雄ネジ部材３７が矢線Ｗ２と逆方向に回転し、雄ネジ部材３７と雌ネジ孔３６との螺合によりスライダ３０及び連動部材３３が梃子部材３ｂに接近する方向へ移動するので、前述とは逆に、ストッパ６ｇ，７ｇはそれぞれ軸体６，７の拡径部６ｂ，７ｂに接近する方向へ移動し、偏心重錘部材６ｃ，７ｃの重心はそれぞれ軸体４，５の軸心４ｃ，５ｃに近づいていく。
　図３に示すように、偏心重錘部材６ｃ，７ｃの一方のストッパ６ｆ，７ｆと軸体４，５の拡径部６ｂ，７ｂとの間に配置されたスプリング６ｄ，７ｄは、偏心重錘部材６ｃ，７ｃの重心が軸体４，５の軸心４ｃ，５ｃに位置する状態を保持するようにストッパ６ｆ，７ｆと軸体４，５とを連結している。これにより、リンク機構３４，３５を介して偏心重錘部材６ｃ，７ｃを移動させるとき、偏心重錘部材６ｃ，７ｃにはスプリング６ｄ，７ｄによる付勢力（偏心重錘部材６ｃ，７ｃの重心をそれぞれ軸体４，５の軸心４ｃ，５ｃの位置に復帰させようとする力）が加わり続けるので、捩りモーメントの不連続変化（バックラッシュの影響）をなくすことができる。
　また、偏心重錘ロータ６，７の回転中に、万一、リンク機構３４，３５が損傷して偏心重錘部材６ｃ，７ｃを所定状態に保持できなくなったような場合、スプリング６ｄ，７ｄの弾性復元力により、偏心重錘部材６ｃ，７ｃはそれぞれの重心が軸体４，５の軸心４ｃ，５ｃに位置する状態（偏心ゼロ状態）に復帰するので、所謂、フェール・セーフ機能も発揮する。
　図１に示すように、テーブル２４は四角形平板状の部材であり、その四つのコーナ部２４ｃの下面側に配置された四つの支持部材２５により水平状態に保たれている。支持部材２５は水平断面がＬ字状をなし、下面側に底板２５ｂが設けられている。テーブル２４の四つのコーナ部２４ｃはそれぞれ四つの支持部材２５の上面２５ａに載置した状態で固定され、四か所に位置する底板２５ｂの上に四角形平板状のアンダーテーブル２６が配置されている。
　二つの偏心重錘ロータ６，７を同期して回転させる駆動手段として、モータ１４，中タイミングプーリ１５，１６、大タイミングプーリ１８、小タイミングプーリ１９ａ，１９ｂ並びにタイミングベルト２１，２２を備えている。モータ１４が稼働すると、その回転力はギアボックス１７を経由して回転軸１４ａに出力される。
　モータ１４により回転する回転軸１４ａには中タイミングプーリ１５が取り付けられ、主軸１には中タイミングプーリ１６並びに大タイミングプーリ１８が軸受を介して回転自在に取り付けられている。回転軸１４ａは主軸１と平行をなし、モータ１４側の中タイミングプーリ１５は、主軸１側の中タイミングプーリ１６の直下に位置し、中タイミングプーリ１５，１６が上下方向に直列をなすように対向配置されている。
　軸体４，５には小タイミングプーリ１９ａ，１９ｂが取り付けられている。小タイミングプーリ１９ａ，１９ｂは大タイミングプーリ１８を挟んで直列をなすように配置されている。小タイミングプーリ１９ａ，１９ｂのサイズ（外径）は互いに同一であり、中タイミングプーリ１５，１６のサイズ（外径）も互いに同一である。
　中タイミングプーリ１５と中タイミングプーリ１６とはタイミングベルト２１で連係され、タイミングプーリ１９ａ，１９ｂ及び大タイミングプーリ１８はタイミングベルト２２で連係されている。
　モータ１４を稼働させると、回転軸１４ａに一体的に取り付けられた中タイミングプーリ１５が回転し、中タイミングプーリ１５の回転はタイミングベルト２１を介して中タイミングプーリ１６に伝達されるので、中タイミングプーリ１６は回転軸１４ａと同じ方向に同じ回転数で回転する。中タイミングプーリ１６の回転は、主軸１を介して中タイミングプーリ１５と一体化した大タイミングプーリ１８に伝達される。
　大タイミングプーリ１８の回転はタイミングベルト２２を介して小タイミングプーリ１９ａ，１９ｂに伝達されるので、小タイミングプーリ１９ａ，１９ｂがそれぞれ取り付けられた軸体４，５は互いに同じ方向に同じ回転数で回転する。従って、二つの偏心重錘ロータ６，７は互いに同期して同じ方向に同じ回転数で回転する。また、二つの偏心重錘ロータ６，７の回転に伴ってリンク機構３４，３５及びスライダ３１，３２も一体的に回転するが、スライダ３０及び連動部材３３は静止状態に保持される。なお、繰り返しモーメント発生装置１００において、二つの偏心重錘ロータ６，７の回転中心線はそれぞれ軸体４，５の軸心４ｃ，５ｃと同一である。
　図１～図３に示す繰り返しモーメント発生装置１００においては、二つの偏心重錘ロータ６，７が、それぞれの偏心重錘部材６ｃ，７ｃの重心の偏心方向（遠心力６ａ，７ａの方向）がそれぞれの軸体４，５の軸心４ｃ，５ｃを中心に互いに１８０度異なるように配置されている。従って、二つの偏心重錘ロータ６，７は、それぞれの遠心力６ａ，７ａの方向が回転中心線（軸心４ｃ，５ｃ）を中心に互いに１８０度異なる関係を維持しながら回転する。
　偏心重錘部材６ｃ，７ｃの重心が軸心４ｃ，５ｃから偏心した状態において、後述するように、モータ１４の駆動力により回転する軸体４，５の回転に伴って偏心重錘ロータ６，７が回転すると、偏心重錘部材６ｃ，７ｃも軸心４ｃ，５ｃを中心に回転し、偏心重錘部材６，７の重心の偏心量と回転数で決まる大きさの遠心力６ａ，７ａが本体部６ｅ，７ｅの軸心方向に発生する。この遠心力６ａ，７ａが作用する方向は軸心４ｃ，５ｃを中心に回転するので、回転に伴って遠心力６ａ，７ａの方向は上下左右に変化する。
　このように、二つの偏心重錘ロータ６，７が、それぞれ回転中心線（軸心４ｃ，５ｃ）を中心に回転することによって振動が生じ、この振動は軸体４，５を介して梃子部材３ａ，３ｂの両端部分を交互に上下振動させるので、梃子部材３ａ，３ｂは主軸１の軸心１ｃを中心に細かいシーソー運動を繰り返し、これにより、梃子部材３ａ，３ｂと一体化された主軸１は細かい正逆回転を繰り返す。従って、主軸１の軸心１ｃの延長上に供試体（図示せず）をセットしておけば、この供試体に対して繰り返し荷重（繰り返しモーメント）を負荷することができる。
　前述したように、ハンドル４４を矢線Ｗ１方向に回転させると、スライダ３０，３１，３２が梃子部材３ｂから離隔する方向へスライドし、リンク機構３４，３５を介してストッパ６ｇ，７ｇが軸体６，７の拡径部６ｂ，７ｂから離隔する方向へ移動し、偏心重錘部材６ｃ，７ｃの重心はそれぞれ軸体４，５の軸心４ｃ，５ｃから離れていくので、偏心重錘ロータ６，７の回転によって生じる振動が増大し、梃子部材３ａ，３ｂを介して主軸１に負荷される繰り返しモーメントの振幅は大きくなっていく。
　一方、前述したようにハンドル４４を矢線Ｗ１方向へ回転操作した後、ハンドル４４を矢線Ｗ１と逆方向に回転させると、ウォームギア４０ａ及び斜歯ギア３９を介して雄ネジ部材３７が矢線Ｗ２と逆方向に回転し、スライダ３０，３１，３２が梃子部材３ｂに接近する方向へ移動し、前述とは逆に、ストッパ６ｇ，７ｇはそれぞれ軸体６，７の拡径部６ｂ，７ｂに接近する方向へ移動し、偏心重錘部材６ｃ，７ｃの重心はそれぞれ軸体４，５の軸心４ｃ，５ｃに近づいていくので、偏心重錘ロータ６，７の回転によって生じる振動が減少し、梃子部材３ａ，３ｂを介して主軸１に負荷される繰り返しモーメントの振幅は小さくなっていく。
　このように、ハンドル４４を矢線Ｗ１方向または逆方向に回転操作することにより、梃子部材３ａ，３ｂを介して主軸１に負荷される繰り返しモーメントの振幅を大きくしたり、小さくしたりすること（振幅調整すること）ができる。このような振幅調整作業は二つの偏心重錘ロータ６，７が停止しているときに限らず、回転しているときも行うことができる。
　また、モータ１４の停止中に二つの偏心重錘ロータ６，７の偏心重錘部材６ｃ，７ｃの重心を、それぞれ回転中心線（軸心４ｃ，５ｃ）の位置（振幅ゼロの位置）にセットした後、モータ１４を始動させ、二つの偏心重錘ロータ６，７の回転中にハンドル４４を操作して振幅を徐々に増大させることにより最適振幅にセットすることもできるので、所謂、オーバーシュートを回避することもできる。
　さらに、繰り返しモーメント発生装置１００に、捩りモーメント計や回転角エンコーダを併用すれば、閉ループ制御も可能となり、捩りモーメント制御だけでなく、角変位制御やプログラム制御による試験が可能となり、高度な油圧式疲労試験機に匹敵する多彩な制御機能を低コストで具備することができる。
　なお、図１～図３に示す繰り返しモーメント発生装置１００は、一本の主軸１に対して二本の軸体４，５と、二つの偏心重錘ロータ６，７と、二つのスライダ３１，３２と、二つのリンク機構３４，３５とを備え、それぞれに振幅調整機構を設けているが、これに限定するものではないので、一本の主軸１に対して一本の軸体４（または５）と、一つの偏心重錘ロータ６（または７）と、一つのスライダ３１（または３２）と、一つのリンク機構３４（または３５）と、を備えたものとすることも可能であり、この場合も前述と同様の振幅調整機能を得ることができる。
　次に、図４に基づいて、本発明の第二実施形態である繰り返しモーメント発生装置２００について説明する。なお、図４に示す繰り返しモーメント発生装置２００を構成する部分（部材）において、図１～図３に示す繰り返しモーメント発生装置１００と共通する部分（部材）については図１～図３中の符号と同符号を付して説明を省略する。
　図４に示すように、繰り返しモーメント発生装置２００においては、スライダ３１，３２の軸体４，５の軸心４ｃ，５ｃ方向の摺動運動を、偏心重錘部材６ｃ，７ｃの軸体４，５と交差する方向のスライド運動に変換して偏心重錘部材６ｃ，７ｃに伝達する連接手段として、図３に示すリンク機構３４，３５の代わりに、プーリ５０，５１及びワイヤ５２，５３を設けている。なお、ワイヤ５２，５３は、これに限定するものではないので、同様の機能を有するものであれば、可撓性を有する線材、紐状体、チェーンなどを用いることもできる。
　図４に示すように、偏心重錘ロータ６，７の拡径部６ｂ，７ｂにそれぞれプーリ５０，５１が回動可能に軸支され、スライダ３１（３２）と偏心重錘部材６ｃ（７ｃ）とが、プーリ５０（５１）を経由してワイヤ５２（５３）で連結されている。ワイヤ５２（５３）の一方の端部はスライダ３１（３２）に係止され、ワイヤ５２（５３）の他方の端部は偏心重錘部材６ｃ（７ｃ）のストッパ６ｆ（７ｆ）に係止されている。
　ハンドル４４を図２中に示す矢線Ｗ１と逆方向に回転させると、連動部材３３と共にスライダ３１，３２が梃子部材３ｂに接近する方向に移動するので、ワイヤ５２（５３）及びプーリ５０（５１）を介して偏心重錘部材６ｃ（７ｃ）のストッパ６ｆ（７ｆ）が拡径部６ｂ（７ｂ）に接近する方向にスライドし、偏心重錘部材６ｃ（７ｃ）の重心が軸体４（５）の軸心４ｃ（５ｃ）から離れていくので、偏心重錘ロータ６，７の回転によって生じる振動が増大し、梃子部材３ａ，３ｂを介して主軸１に負荷される繰り返しモーメントの振幅は大きくなっていく。
　一方、前述したようにハンドル４４を矢線Ｗ１と逆方向へ回転操作した後、ハンドル４４を矢線Ｗ１方向に回転させると、スライダ３０，３１，３２が梃子部材３ｂから離隔する方向へ移動し、前述とは逆に、ストッパ６ｇ，７ｇはそれぞれ軸体６，７の拡径部６ｂ，７ｂに接近する方向へ移動し、スプリング６ｄ，７ｄの弾性復元力により偏心重錘部材６ｃ，７ｃの重心はそれぞれ軸体６，７の軸心６ｃ，７ｃに近づいていくので、偏心重錘ロータ６，７の回転によって生じる振動が減少し、梃子部材３ａ，３ｂを介して主軸１に負荷される繰り返しモーメントの振幅は小さくなっていく。
　このように、繰り返しモーメント発生装置２００においても、偏心重錘ロータ６，７が回転中であるか否かを問わず、ハンドル４４を回転操作することにより、主軸１に負荷される繰り返しモーメントの振幅を調整することができる。その他の部分の構造、機能並びに作用効果などについては前述した繰り返しモーメント発生装置１００と同様である。
　なお、図１～図４に基づいて説明した繰り返しモーメント発生装置１００，２００は、本発明に係る繰り返しモーメント発生装置を例示するものであり、本発明に係る繰り返しモーメント発生装置は、前述した繰り返しモーメント発生装置１００，２００に限定されるものではない。
　本発明に係る繰り返しモーメント発生装置は、供試体に繰り返しモーメントを負荷して供試体の疲労強度特性を試験する疲労試験機などにおいて広く利用することができる。
　１　主軸
　２ａ，２ｂ　主軸受け部材
　３ａ，３ｂ　梃子部材
　４，５　軸体
　１ｃ，４ｃ，５ｃ　軸心
　６，７　偏心重錘ロータ
　６ａ，７ａ　遠心力
　６ｂ，７ｂ　拡径部
　６ｃ，７ｃ　偏心重錘部材
　６ｄ，７ｄ　スプリング
　６ｅ，７ｅ　本体部
　６ｆ，６ｇ，７ｆ，７ｇ　ストッパ
　６ｈ，７ｈ，３８　貫通孔
　１４　モータ
　１４ａ　回転軸
　１５，１６　中タイミングプーリ
　１７　ギアボックス
　１８　大タイミングプーリ
　１９ａ，１９ｂ　小タイミングプーリ
　２１，２２　タイミングベルト
　２４　テーブル
　２４ａ　上面
　２４ｂ　下面
　２４ｃ　コーナ部
　２５　支持部材
　２５ａ　上面
　２５ｂ　底板
　２６　アンダーテーブル
　３０，３１，３２　スライダ
　３３　連動部材
　３４，３５　リンク機構
　３６　雌ネジ孔
　３７　雄ネジ部材
　３９　斜歯ギア
　４０　回転軸
　４０ａ　ウォームギア
　４１，４２，４３　軸受け部材
　４４　ハンドル
　５０，５１　プーリ
　５２，５３　ワイヤ
　１００，２００　繰り返しモーメント発生装置

Claims (7)

  1. 　供試体に繰り返しモーメントを負荷して疲労強度特性を試験する疲労試験機に使用する繰り返しモーメント発生装置であって、
    　前記疲労試験機にセットされた供試体に繰り返しモーメントを伝達するため回転自在に保持された主軸と、
    　前記主軸の軸心方向に離れた位置にそれぞれ前記主軸と直交する状態で前記主軸に取り付けられた一対の梃子部材と、前記梃子部材が対向する領域において前記主軸を挟んで対称をなす位置にそれぞれ前記主軸と平行な軸心を中心に回転自在に保持された軸体と、
    　前記軸体を同期して回転させる駆動手段と、
    　前記軸体と交差する状態で且つ前記軸体と交差する方向に沿ってスライド可能な状態で前記軸体に取り付けられた偏心重錘部材と、
    　前記軸体の軸心方向に沿って摺動可能な状態で且つ前記軸体が空転可能な状態で前記軸体に取り付けられたスライダと、
    　前記スライダの前記軸体の軸心方向の摺動運動を、前記偏心重錘部材の前記軸体と交差する方向のスライド運動に変換して前記偏心重錘部材に伝達する連接手段と、
    　前記スライダを前記軸体の軸心方向に沿って摺動させる操作手段と、を備えた繰り返しモーメント発生装置。
  2. 　前記連接手段が、
    　一方の端部側が前記スライダに回動可能に軸支され、他方の端部側が前記偏心重錘部材に回動可能に軸支された第一リンク部材と、
    　一方の端部側が前記軸体に回動可能に軸支され、他方の端部側が前記第一リンク部材に回動可能に軸支された第二リンク部材と、を備えたリンク機構である請求項１記載の繰り返しモーメント発生装置。
  3. 　前記連接手段が、
    　前記スライダと前記偏心重錘部材とを、前記軸体に回動可能に軸支されたプーリを経由して連結するワイヤである請求項１記載の繰り返しモーメント発生装置。
  4. 　前記軸体に対する前記偏心重錘部材のスライド距離を所定範囲に制限するストッパを前記偏心重錘部材に設けた請求項１または２記載の繰り返しモーメント発生装置。
  5. 　前記偏心重錘部材の一方のストッパと前記軸体との間に、前記偏心重錘部材の重心が前記軸体の軸心に位置する状態を保持するように前記ストッパと前記軸体とを連結する弾性部材を配置した請求項１～４の何れかの項に記載の繰り返しモーメント発生装置。
  6. 　前記操作手段が、
    　前記スライダに開設された雌ネジ孔に前記軸体と平行をなす状態で螺合された雄ネジ部材と、
    　前記雄ネジ部材を、前記雄ネジ部材の長手方向の移動を拘束した状態で回動可能に保持する軸受け部材と、
    　前記雄ネジ部材を回動させる回動機構と、を備えた請求項１～５の何れかの項に記載の繰り返しモーメント発生装置。
  7. 　前記回動機構が、
    　前記雄ネジ部材と同心をなすように前記雄ネジ部材に取り付けられた斜歯ギアと、
    　前記斜歯ギアに噛合されたウォームギアと、
    　前記ウォームギアを回動させるハンドルと、を備えた請求項６記載の繰り返しモーメント発生装置。
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