(57)【要約】【課題】  捩り試験において付与すべき捩りトルクが異なる複数の供試体に対して適用して、汎用性を向上させることを可能とする。【解決手段】  供試体Ｗに捩りトルクを付与する捩り試験装置であって、供試体を保持する供試体固定治具７０ａ〜７０ｃと、捩りトルクを検出するトルクメータ５０と、付与する捩りトルクが互いに異なる高トルクモータ２０及び低トルクモータ３０とが同軸上に順次配設され、高トルクモータ２０及び低トルクモータ３０は、付与トルクが小さい順にトルクメータ５０側に配設され、高トルクモータ２０及び低トルクモータ３０の各々は、脱着自在に連結されている、捩り試験装置１。【選択図】  図１
2018128288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供試体に捩りトルクを付与する捩り試験装置であって、
供試体を保持する保持部と、
捩りトルクを検出するトルク検出部と、
付与する捩りトルクが互いに異なる複数のトルク負荷手段とが
同軸上に順次配設され、
前記トルク負荷手段は、付与トルクが小さい順に前記トルク検出部側に配設され、
前記複数のトルク負荷手段の各々は、脱着自在に連結されている、
捩り試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供試体に捩りトルクを加え、当該供試体の特性を検出するための捩り試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、捩り剛性測定装置として、特許文献１に示すようなものが知られている。すなわち、ホースを供試体とした捩り剛性測定装置であって、その一端側を連結できる測定装置固定側連結金具と、供試体の他端側を連結できる測定装置回転側連結金具と、供試体を一定速度で捩ることができる捩り用モータと、捩り用モータの回転により捩られた供試体の捩り回転角度を電気的に検出できる角度メータと、供試体の捩りトルク値を電気的に検出できるトルクメータを備え、トルクメータのトルク検出信号及び角度メータの捩り回転角度検出信号を供試体の捩り剛性としてパソコンにより表示、記録するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−７４８０６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術には、以下のような課題があった。すなわち、供試体として複数の種類の部品を用いる場合、捩り剛性その他の特性を検出するためには、当該部品の種類にそれぞれ適した捩りトルクを付与する必要があるが、そのためには複数の捩り試験装置を用意する必要があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、付与すべき捩りトルクが異なる複数の供試体に対して適用して、汎用性を向上させることが可能な捩り試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、供試体に捩りトルクを付与する捩り試験装置であって、供試体を保持する保持部と、捩りトルクを検出するトルク検出部と、付与する捩りトルクが互いに異なる複数のトルク負荷手段とが同軸上に順次配設され、前記トルク負荷手段は、付与トルクが小さい順に前記トルク検出部側に配設され、前記複数のトルク負荷手段の各々は、脱着自在に連結されている、捩り試験装置である。
【発明の効果】
【０００７】
以上のような本発明は、付与すべき捩りトルクが異なる複数の供試体に対して適用して、汎用性を向上させることが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係る捩り試験装置の構成を示す側面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態に係る捩り試験装置の要部の構成を示す断面図（ｂ）本発明の実施の形態に係る捩り試験装置の要部の構成を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態に係る捩り試験装置の動作例のフローチャートを示す図
【図４】本発明の実施の形態に係る捩り試験装置の動作例のフローチャートを示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態に係る捩り試験装置１の構成を示す側面図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施の形態の捩り試験装置１は、架台１０と、架台１０上に同軸に配設された、高トルクモータ２０、低トルクモータ３０、カップリング４０、トルクメータ５０、スピンドル６０、供試体固定治具７０ａ〜７０ｃ、及びスプライン８０とを主要な構成として備える。
【００１２】
高トルクモータ２０は、一例として汎用のモータに減速機を組み合わせることにより実現され、当該汎用のモータよりも高トルクにて動作するモータである。低トルクモータ３０は一例としてダイレクトドライブモータにより実現され、固定スタンド３１に固定されて高トルクモータ２０よりも低いトルクにて動作するモータである。カップリング４０は、低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２とトルクメータ５０とを結合する手段である。トルクメータ５０は高トルクモータ２０又は低トルクモータ３０により付与された捩りトルクに基づき供試体から伝達されるトルクを電気量として検出する手段であり、後述する制御盤９０からの制御に基づき、高トルクモータ２０又は低トルクモータ３０から付与されるトルクに応じてトルク検出レンジが可変となっている。
【００１３】
スピンドル６０は、供試体固定治具７０ａ〜７０ｃのいずれかと協働して供試体を軸周りに回転自在に固定する手段である。供試体固定治具７０ａ〜７０ｃは供試体を軸周りに固定した状態で固定する手段である。なお、供試体固定治具７０ａ〜７０ｃは、供試体の種類、特性等に応じて、架台１０の表面１０ａ上を並進・回転自在に固定される構成としてもよい。また、供試体固定治具は複数でなく単体であってもよい。
【００１４】
次に、スプライン８０は、高トルクモータ２０の回転軸Ｓ１と低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２とを脱着自在に結合する手段である。以下、図２（ａ）（ｂ）の要部断面図を併せて参照して、スプライン８０及びその近傍の構成を説明する。
【００１５】
図２（ａ）に示すように、低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２は、低トルクモータ３０の本体を貫通してスプライン８０側及びカップリング４０側の双方に延出し、スプライン８０側の端部には、スプライン８０と係合するための凸条Ｓ２ａが設けられる。
【００１６】
スプライン８０は、高トルクモータ２０の回転軸Ｓ１に対して軸の延出方向に摺動可能に固定されており、低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２との対向側において、回転軸Ｓ２の凸条Ｓ２ａに対応したスプライン溝８０ａが設けられる。
【００１７】
スプライン８０を低トルクモータ３０側に摺動させると、図２（ｂ）に示すように、スプライン溝８０ａに低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２の凸条Ｓ２ａが嵌合し、回転軸Ｓ２は、軸周りの回転がスプライン８０により規制される。これにより、スプライン８０を介して高トルクモータ２０の回転軸Ｓ１と低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２とが連結され、一体的に回転可能となる。
【００１８】
なお、スプライン８０の回転軸Ｓ２への脱着状態は、脱着センサ８１により検知され、後述する制御盤９０を介して捩り試験装置１の使用者に通知される。これにより、使用者は回転軸Ｓ１と回転軸Ｓ２とが正しく着脱されているかどうかを確認することができ、装置の使用時の安全性が向上する。
【００１９】
次に、制御盤９０は、高トルクモータ２０及び低トルクモータ３０の動作を制御するとともに、トルクメータ５０及び脱着センサ８１がそれぞれ検知する情報を取得し、処理する手段でる。制御盤９０の構成例としては、高トルクモータ２０及び低トルクモータ３０、並びに供試体を動作させる電源・インバータ等の電源装置、トルクメータ５０の検出したトルクを表示する表示装置等を含み、更に、高トルクモータ２０及び低トルクモータ３０のそれぞれの回転数、トルク等の情報を表示又は外部装置に出力させる構成であるとしてもよい。
【００２０】
以上の構成において、捩り試験装置１は本発明の捩り試験装置に相当し、供試体固定治具７０ａ〜７０ｃは本発明の保持部に相当し、トルクメータ５０は本発明のトルク検出部に相当し、高トルクモータ２０及び低トルクモータ３０は本発明の複数のトルク負荷手段に相当し、高トルクモータ２０の回転軸Ｓ１と低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２とがスプライン８０により脱着自在に結合する構成は、本発明の、複数のトルク負荷手段の各々は、脱着自在に連結されている、構成に相当する。
【００２１】
本発明の実施の形態の捩り試験装置１は、以上のような構成を備えたことにより、スピンドル６０と供試体固定治具７０ａ〜７０ｃのいずれか１つに固定される供試体Ｗに対して、高トルクモータ２０又は低トルクモータ３０のいずれかによる捩りトルクを作用させることができる。したがって、付与すべき捩りトルクが異なる複数の供試体に対して適用して、汎用性を向上させることが可能となる。
【００２２】
更に、本実施の形態の捩り試験装置１においては、同軸配置された高トルクモータ２０及び低トルクモータ３０のうち、低トルクモータ３０側を供試体Ｗ側に近接して配設したことにより、以下の効果を奏する。すなわち、上記の構成としたことにより、低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２は高トルクモータ２０及び低トルクモータ３０双方にて共有される一方、低トルクモータ３０は高トルクモータ２０の駆動に際して負荷となることがない。これにより、モータの損失を軽減して、装置のパフォーマンスを向上させることが可能となる。
【００２３】
次に、本発明の実施の形態の捩り試験装置１の操作例を、図３及び図４のフローチャートを参照して説明する。なお、供試体Ｗの例として、自動車部品であるパワートレインのドライブシャフト及びクラッチ並びにカーエアコンのクラッチを用いるものとする。
【００２４】
図３に示すように、ドライブシャフトの試験を行う場合は、スピンドル６０及びに供試体固定治具７０ａにドライブシャフトを固定し、スプライン８０を低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２に連結して（Ｓ１０）、高トルクモータ２０を駆動し（Ｓ１１）、高トルク検出側に設定されたトルクメータ５０により捩りトルクを検出する（Ｓ１２）。
【００２５】
次に、クラッチの性能試験を行う場合は、スピンドル６０及びに供試体固定治具７０ｂにクラッチを固定し、ドライブシャフトの試験の場合と同様、高トルクモータ２０の駆動により高トルクを付与して、トルクメータ５０により捩りトルクを検出する。なお、高トルクモータ２０を駆動させる場合は、同軸配置された低トルクモータ３０のトルク検出が０となるよう制御されることが好ましい。更に、低トルクモータ３０は、エンコーダとして、連結された回転軸Ｓ１及びＳ２の回転数、回転角等の検出に用い、制御盤９０側にて試験データとして出力するようにしてもよい。
【００２６】
次に、カーエアコンのクラッチの性能試験を行う場合は、図４に示すように、スピンドル６０及びに供試体固定治具７０ｃにクラッチを固定し、スプライン８０を低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２から切り離して（Ｓ２０）、低トルクモータ３０を駆動し（Ｓ２１）、低トルク検出側に設定されたトルクメータ５０により捩りトルクを検出する（Ｓ２２）。
【００２７】
以上のように、本実施の形態の捩り試験装置１によればスピンドル６０と供試体固定治具７０ａ〜７０ｃのいずれか１つに固定される供試体Ｗに対して、高トルクモータ２０又は低トルクモータ３０のいずれかによる捩りトルクを作用させることができる。これにより、付与すべき捩りトルクが異なる複数の供試体に対して適用でき、装置の汎用性を向上させることが可能となると言う効果を奏する。
【００２８】
しかしながら、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。上記の説明においては、捩り試験装置１は、高トルクモータ２０及び低いトルクにて動作する低トルクモータ３０を備えたものとしたが、本発明は、付与する捩りトルクが互いに異なる複数のトルク負荷手段とが同軸上に順次配設され、トルク負荷手段は、付与トルクが小さい順にトルク検出部側に配設されるものであればよく、その他の具体的な態様によって限定されない。したがって、互いに異なるトルクを有する３つ以上のモータを、付与トルクが小さい順にトルクメータ側に近接されて同軸配置する構成としてもよい。
【００２９】
更に、上記の説明においては、高トルクモータ２０の回転軸Ｓ１と低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２との連結はスプライン８０を介して行われるものであるとしたが、本発明は、複数のトルク負荷手段の各々が脱着自在に連結されているものであればよく、その連結の具体的な態様によって限定されない。したがって、スプラインの他、摩擦ブッシュその他の締結具等によって実施してもよい。
【００３０】
以上のように、本発明は、供試体に捩りトルクを付与する捩り試験装置であって、供試体を保持する保持部と、捩りトルクを検出するトルク検出部と、付与する捩りトルクが互いに異なる複数のトルク負荷手段とが同軸上に順次配設され、前記トルク負荷手段は、付与トルクが小さい順に前記トルク検出部側に配設され、前記複数のトルク負荷手段の各々は、脱着自在に連結されているものであればよく、その他の具体的な目的、用途、構成によって限定されるものではない。
【００３１】
したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のような本発明は、付与すべき捩りトルクが異なる複数の供試体に対して適用して、汎用性を向上させることが可能になるという効果を有し、例えば自動車等の車両その他任意の機械の部品の試験への適用において有用である。
【符号の説明】
【００３３】
１  捩り試験装置
１０  架台
１０ａ  表面
２０  高トルクモータ
３０  低トルクモータ
３１  固定スタンド
４０  カップリング
５０  トルクメータ
６０  スピンドル
７０〜７０ｃ  供試体固定治具
８０  スプライン
８０ａ  スプライン溝
８１  脱着センサ
９０  制御盤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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