(57)【要約】【課題】高速回転時に遠心力が作用しても、ベースホイールと付加ホイールとの雌雄の嵌め合い部間で緩みが生じないようにすることである。【解決手段】ベースホイール２に雌の嵌め合い部４ｂを設け、付加ホイール３に雄の嵌め合い部４ａを設けることにより、高速回転時に遠心力が作用したときに、付加ホイール３に設けた内径側の雄の嵌め合い部４ａの拡径量が、ベースホイール２に設けた外径側の雌の嵌め合い部４ｂの拡径量よりも大きくなるようにして、ベースホイール２と付加ホイール３の雌雄の嵌め合い部４ｂ、４ａ間で緩みが生じないようにした。【選択図】図２
2015080331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に支持されるベースホイールと、
前記ベースホイールの側端面に着脱されるリング状の付加ホイールとを備え、
前記ベースホイールと前記付加ホイールとに、径方向で嵌め合わされる雄の嵌め合い部と雌の嵌め合い部とを設けて、これらの雌雄の嵌め合い部の嵌め合いによって前記付加ホイールを前記ベースホイールに固定し、
回転試験装置に組み付けられる回転試験装置用フライホイールにおいて、
前記ベースホイールに前記雌の嵌め合い部を設け、前記付加ホイールに前記雄の嵌め合い部を設けたことを特徴とする回転試験装置用フライホイール。
【請求項２】
前記ベースホイールの側端面と対向するように固定され、前記着脱される付加ホイールを保持する固定フランジ部材を設け、
前記固定フランジ部材に前記ベースホイールの側端面へ向けたセットボルトを装着して、前記セットボルトの先端側を前記着脱される付加ホイールに螺合し、
前記セットボルトを螺合引き出し側に回したときに、前記付加ホイールを前記ベースホイールの側端面に前進させてベースホイールに取り付け、前記セットボルトを螺合押し込み側に回したときに、前記付加ホイールを前記ベースホイールの側端面から後退させてベースホイールから取り外すようにした請求項１に記載の回転試験装置用フライホイール。
【請求項３】
前記固定フランジ部材を、前記ベースホイールを回転自在に支持する軸受の軸受箱に、そのフランジ中心を前記軸受中心と合致させて固定した請求項２に記載の回転試験装置用フライホイール。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の回転試験装置用フライホイールを組み付けた回転試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供試体の回転に対する特性を試験する回転試験装置に組み付けられる回転試験装置用フライホイールと回転試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
供試体の回転に対する特性を試験するダイナモ試験装置等の回転試験装置は、回転の慣性質量を大きくするために、フライホイールが組み付けられることが多い。この回転試験装置用フライホイールには、図５に示すように、回転自在に支持されるベースホイール２の胴部２ｂの側端面に、リング状の付加ホイール３を着脱可能として、慣性質量を可変とした質量可変フライホイールが用いられることがある。この例では、胴部２ｂの外径側中央に設けた突出部２ｃの両側の側端面に付加ホイール３を着脱するようになっている。
【０００３】
前記質量可変フライホイールは、突出部２ｃの両側で胴部２ｂの外径面に設けた雄の嵌め合い部４ａと、付加ホイール３の内径面に設けた雌の嵌め合い部４ｂとを嵌め合わせて、付加ホイール３をベースホイール２に固定している。すなわち、付加ホイール３は、ベースホイール２に設けた内径側の雄の嵌め合い部４ａと、付加ホイール３に設けた外径側の雌の嵌め合い部４ｂとの径方向の嵌め合いによって、ベースホイール２に固定されている。なお、図示は省略するが、付加ホイール３はボルト等によってベースホイール２の突出部２ｃの側端面に締結される。
【０００４】
一般的に、フライホイール等の回転体は、高速回転時に遠心力によって半径方向に伸びることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２４８２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した慣性質量を可変とした従来の回転試験装置用フライホイールは、ベースホイールに設けた雄の嵌め合い部と、付加ホイールに設けた雌の嵌め合い部との径方向の嵌め合わせによって、リング状の付加ホイールをベースホイールの側端面に固定している。
【０００７】
ベースホイールと付加ホイールは、高速回転時に遠心力によってともに半径方向に伸びるが、中空とされたリング状の付加ホイールは、中実とされたベースホイールより半径方向へ変形しやすいので、遠心力が作用したときの半径方向の伸び量がベースホイールよりも大きくなる。
【０００８】
このため、従来の回転試験装置用フライホイールは、高速回転時に遠心力が作用したときに、付加ホイールに設けた外径側の雌の嵌め合い部の拡径量が、ベースホイールに設けた内径側の雄の嵌め合い部の拡径量よりも大きくなって、雌雄の嵌め合い部間に緩みが生じる問題がある。このように雌雄の嵌め合い部間に緩みが生じると、高速回転時に付加ホイールの固定が不安定となってフライホイールの回転バランスが崩れ、異常振動等の不具合を生じる。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、高速回転時に遠心力が作用しても、ベースホイールと付加ホイールとの雌雄の嵌め合い部間で緩みが生じないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は、回転自在に支持されるベースホイールと、前記ベースホイールの側端面に着脱されるリング状の付加ホイールとを備え、前記ベースホイールと前記付加ホイールとに、径方向で嵌め合わされる雄の嵌め合い部と雌の嵌め合い部とを設けて、これらの雌雄の嵌め合い部の嵌め合いによって前記付加ホイールを前記ベースホイールに固定し、回転試験装置に組み付けられる回転試験装置用フライホイールにおいて、前記ベースホイールに前記雌の嵌め合い部を設け、前記付加ホイールに前記雄の嵌め合い部を設けた構成を採用した。
【００１１】
すなわち、ベースホイールに雌の嵌め合い部を設け、付加ホイールに雄の嵌め合い部を設けることにより、高速回転時に遠心力が作用したときに、付加ホイールに設けた内径側の雄の嵌め合い部の拡径量が、ベースホイールに設けた外径側の雌の嵌め合い部の拡径量よりも大きくなるようにして、ベースホイールと付加ホイールの雌雄の嵌め合い部間で緩みが生じないようにした。
【００１２】
前記ベースホイールの側端面と対向するように固定され、前記着脱される付加ホイールを保持する固定フランジ部材を設け、前記固定フランジ部材に前記ベースホイールの側端面へ向けたセットボルトを装着して、前記セットボルトの先端側を前記着脱される付加ホイールに螺合し、前記セットボルトを螺合引き出し側に回したときに、前記付加ホイールを前記ベースホイールの側端面に前進させてベースホイールに取り付け、前記セットボルトを螺合押し込み側に回したときに、前記付加ホイールを前記ベースホイールの側端面から後退させてベースホイールから取り外すことにより、重い付加ホイールを容易に着脱して、固定フランジ部材に保持することができる。また、回転試験装置用フライホイールの軸部は、両側を回転試験機側と供試体側の回転軸に連結されていることが多いので、このような固定フランジ部材を設けることにより、軸部の連結を解除することなく、取り外した付加ホイールを固定フランジ部材に保持することができ、付加ホイールの着脱作業を容易にすることができる。
【００１３】
前記固定フランジ部材を、前記ベースホイールを回転自在に支持する軸受の軸受箱に、そのフランジ中心を前記軸受中心と合致させて固定することにより、着脱される付加ホイールの芯出し作業を不要として、雌雄の嵌め合い部を容易に嵌め合わせることができる。
【００１４】
また、本発明は、上述したいずれかの回転試験装置用フライホイールを組み付けた回転試験装置も採用した。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る回転試験装置用フライホイールは、ベースホイールに雌の嵌め合い部を設け、付加ホイールに雄の嵌め合い部を設けたので、高速回転時に遠心力が作用しても、ベースホイールと付加ホイールの雌雄の嵌め合い部間で緩みが生じないようにして、フライホイールの回転バランス崩れによる異常振動等の不具合の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】回転試験装置用フライホイールの実施形態を示す縦断側面図
【図２】図１のフライホイールの要部拡大断面図
【図３】図２の変形例を示す要部拡大断面図
【図４】図１のフライホイールを組み付けた回転試験装置の側面図
【図５】従来の回転試験装置用フライホイールを示す要部拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この回転試験装置用フライホイール１は、図１および図２に示すように、両側の軸部２ａを軸受１１で回転自在に支持され、胴部２ｂの外径側中央に突出部２ｃを有するベースホイール２と、ベースホイール２の突出部２ｃの両側の側端面に着脱されるリング状の付加ホイール３とを備えている。ベースホイール２の突出部２ｃの両側の側端面には、外径側が拡がる段差面で形成された雌の嵌め合い部４ｂが設けられ、各付加ホイール３の内側面には、内径側が拡がる段差面で形成された雄の嵌め合い部４ａが設けられており、これらの雌雄の嵌め合い部４ｂ、４ａを径方向で嵌め合わせることにより、付加ホイール３がベースホイール２の胴部２ｂに固定される。固定された付加ホイール３は、締結ボルト５で胴部２ｂに締結される。
【００１８】
したがって、高速回転時に遠心力が作用したときに、径方向の内径側に嵌め合わされる付加ホイール３の雄の嵌め合い部４ａの拡径量が、外径側に嵌め合わされるベースホイール２の雌の嵌め合い部４ｂの拡径量よりも大きくなる。このため、高速回転時に雌雄の嵌め合い部４ｂ、４ａ間で緩みが生じることはなく、付加ホイール３は安定してベースホイール２に固定されるので、フライホイール１の回転バランスが崩れることはない。
【００１９】
前記両側の軸部２ａを支持する軸受１１の軸受箱１２は、外周側に軸方向両側へ張り出す張り出し部１２ａが設けられ、これらの張り出し部１２ａの内径側に固定されて、エンドカバー１３ａ、１３ｂがボルト１４で取り付けられている。内側のエンドカバー１３ａには、着脱される付加ホイール３を保持する固定フランジ部材１５が一体に形成されており、固定フランジ部材１５のフランジ中心と軸受箱１２の軸受中心は合致している。
【００２０】
前記固定フランジ部材１５には、円周方向の２箇所にボルト孔１５ａが１８０°の位相で設けられ、これらのボルト孔１５ａに、２本のセットボルト１６が突出部２ｃの側端面に向けて装着されている。各セットボルト１６の先端側は付加ホイール３に螺合され、螺合したセットボルト１６を引き出し側に回すと、付加ホイール３が突出部２ｃの側端面に前進し、セットボルト１６を押し込み側に回すと、付加ホイール３が突出部２ｃの側端面から後退するようになっている。セットボルト１６の本数は３本以上としてもよい。
【００２１】
また、前記固定フランジ部材１５の前面側には、ベースホイール２から取り外される付加ホイール３が嵌り込むインロー部１５ｂが形成されている。付加ホイール３が前進、後退するベースホイール２の突出部２ｃと固定フランジ部材１５間の隙間と、付加ホイール３の嵌め合い部４ａおよび固定フランジ部材１５のインロー部１５ｂの長さの関係は、付加ホイール３が取り外されるときに後退する際に、嵌め合い部４ａがベースホイール２の嵌め合い部４ｂから離脱する前に、付加ホイール３がインロー部１５ｂの内径面に嵌り込むようになっている。付加ホイール３が取り付けられるときに前進する際は、付加ホイール３の内径面がインロー部１５ｂから離脱する前に、嵌め合い部４ａが嵌め合い部４ｂに嵌り込む。したがって、付加ホイール３が前進または後退する際に脱落する恐れはない。
【００２２】
図１は、便宜的に、上側半分に付加ホイール３を取り付けた状態を、下側半分に付加ホイール３を取り取り外した状態を示す。付加ホイール３を取り付ける際は、セットボルト１６を引き出し側に回して前進させた付加ホイール３を、雌雄の嵌め合い部４ｂ、４ａを嵌め合わせて突出部２ｃの側端面に当接させる。このとき、固定フランジ部材１５のフランジ中心は軸受箱１２の軸受中心、すなわち軸中心と合致しているので、付加ホイール３は自然に芯出しされ、雌雄の嵌め合い部４ｂ、４ａがスムーズに嵌め合わされる。こののち、付加ホイール３を胴部２ｂに締結ボルト５で締結し、最後に螺合したセットボルト１６を抜き取って取り付け作業が終了する。
【００２３】
前記付加ホイール３を取り外す際は、まず、締結ボルト５を抜き取ってセットボルト１６を付加ホイール３に螺合する。こののち、セットボルト１６を押し込み側に回して付加ホイール３を後退させ、取り外した付加ホイール３をセットボルト１６で固定フランジ部材１５のインロー部１５ｂに保持する。このとき、螺合されたセットボルト１６は最も押し込まれた状態となっている。したがって、取り外した付加ホイール３を、フライホイール１の連結を解除することなく、固定フランジ部材１５に保持することができる。
【００２４】
図３は、上述したフライホイール１の変形例を示す。この変形例は、前記ベースホイール２の胴部２ｂの突出部２ｃの外周に、軸方向両側に張り出す張り出し部２ｄが設けられ、この張り出し部２ｄの内径面に雌の嵌め合い部４ｂが設けられるとともに、付加ホイール３の外径面に雄の嵌め合い部４ａが設けられている点が異なる。その他の部分は、実施形態のものと同じである。
【００２５】
図４は、上述したフライホイール１を組み付けた回転試験装置としてのダイナモ試験装置を示す。このダイナモ試験装置は、ステータとロータ（図示省略）を有する回転電機２１の回転軸に継手２２を介して２つのフライホイール１を直列に連結し、中間軸受２３と自在継手２４を介して、試験台２５にセットされた供試体としてのトランスミッション２６に連結したものである。各フライホイール１は２つずつの付加ホイール３を取り付けた状態とされ、軸部２ａを軸受箱１２の軸受（図示省略）に回転自在に支持されている。この試験では、回転電機２１はモータとして作用し、トランスミッション２６に回転トルクを負荷する。なお、供試体が回転トルクを出力するモータやエンジン等とされる場合は、回転電機２１は回転トルクを受ける発電機として作用する。
【００２６】
上述した実施形態と変形例では、ベースホイールの胴部に外径側への突出部を設け、この突出部の両側の側端面に付加ホイールを着脱するようにしたが、ベースホイールの形態は実施形態や変形例のものに限定されることはなく、少なくとも１つの付加ホイールが着脱される側端面を備えたものであればよい。
【００２７】
上述した実施形態では、フライホイールが組み付けられる回転試験装置をダイナモ試験装置としたが、本発明に係る回転試験装置は、ダイナモ試験装置に限定されることはなく、供試体の回転に対する特性を試験するものであればよい。
【符号の説明】
【００２８】
１  フライホイール
２  ベースホイール
２ａ  軸部
２ｂ  胴部
２ｃ  突出部
２ｄ  張り出し部
３  付加ホイール
４ａ、４ｂ  嵌め合い部
５  締結ボルト
１１  軸受
１２  軸受箱
１２ａ  張り出し部
１３ａ、１３ｂ  エンドカバー
１４  ボルト
１５  固定フランジ部材
１５ａ  ボルト孔
１５ｂ  インロー部
１６  セットボルト
２１  回転電機
２２  継手
２３  中間軸受
２４  自在継手
２５  試験台
２６  トランスミッション
【図１】
2015080331.tif 000003
【図２】
2015080331.tif 000004
【図３】
2015080331.tif 000005
【図４】
2015080331.tif 000006
【図５】
2015080331.tif 000007