(57)【要約】【課題】実際の使用条件下での動力伝達装置の性能を正確に評価すること可能にする。【解決手段】供試体の入力軸に接続される第１駆動部と、供試体の出力軸に接続される第２駆動部と、第１駆動部及び第２駆動部を制御するコントローラと、を備え、第１及び第２駆動部は、モータと、供試体の入力軸又は出力軸が取り付けられ、モータの回転を供試体の入力軸又は出力軸に伝達するチャックと、チャックを介して供試体の入力軸又は出力軸に与えられるトルクを検出するトルクセンサと、チャックの回転数を検出する回転計とを備える。コントローラは、第１駆動部及び第２駆動部の一方について、チャックが所定の回転数で回転するように制御し、第１駆動部及び第２駆動部の他方について、供試体の入力軸又は出力軸に所定のトルクを与えるように制御する。【選択図】図１
2015010843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力伝達装置である供試体の入出力軸にトルクを与えるねじり試験装置であって、
前記供試体の入力軸に接続される第１駆動部と、
前記供試体の出力軸に接続される第２駆動部と、
前記第１駆動部及び前記第２駆動部を制御するコントローラと、
を備え、
前記第１及び第２駆動部は、
モータと、
前記供試体の入力軸又は出力軸が取り付けられ、前記モータの回転を前記供試体の入力軸又は出力軸に伝達するチャックと、
前記チャックを介して前記供試体の入力軸又は出力軸に与えられるトルクを検出するトルクセンサと、
前記チャックの回転数を検出する回転計と、備え、
前記コントローラが、
前記第１駆動部及び前記第２駆動部の一方について、前記チャックが所定の回転数で回転するように制御し、
前記第１駆動部及び前記第２駆動部の他方について、前記供試体の入力軸又は出力軸に所定のトルクを与えるように制御する、ねじり試験装置。
【請求項２】
前記所定のトルクが前記供試体の入力軸又は出力軸の設計トルク以下に設定された歯当たり試験を行う、ことを特徴とする請求項１に記載のねじり試験装置。
【請求項３】
前記コントローラが、
前記一方について、前記チャックが一定の回転数で回転するように制御し、
前記他方について、前記供試体の入力軸又は出力軸に一定のトルクを与えるように制御し、
前記第１駆動部と前記第２駆動部とのチャックの回転の位相差が第１の基準値を超えたときに、前記供試体を不良と判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載のねじり試験装置。
【請求項４】
前記第１駆動部と前記第２駆動部とのチャックの回転の位相差が、前記供試体の減速比で補正した値である、ことを特徴とする請求項３に記載のねじり試験装置。
【請求項５】
前記コントローラが、
前記一方について、前記チャックが一定の回転数で回転するように制御し、
前記他方について、前記供試体の入力軸又は出力軸に一定のトルクを与えるように制御し、
前記他方の前記チャックの回転数が所定の範囲を超えて変動したときに、前記供試体を不良と判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載のねじり試験装置。
【請求項６】
前記コントローラが、前記第１駆動部及び前記第２駆動部のいずれか一方のトルクセンサが検出したトルクの減少量が第２の基準値を超えたときに、前記供試体が破壊したと判定する、ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のねじり試験装置。
【請求項７】
前記コントローラが、前記第１駆動部及び前記第２駆動部のいずれか一方のトルクセンサが検出したトルクが第３の基準値を超えたときに、前記供試体を不良と判定する、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ねじり試験装置。
【請求項８】
前記所定のトルクが前記供試体の入力軸又は出力軸の設計トルクを超える値に設定された加速劣化試験を行う、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ねじり試験装置。
【請求項９】
前記歯当たり試験を行い、前記歯当たり試験において前記供試体が不良と判定されなかった場合に、続けて、前記加速劣化試験を行う、ことを特徴とする請求項３又は請求項５を引用する請求項８に記載のねじり試験装置。
【請求項１０】
前記コントローラは、前記供試体が不良又は破壊したと判定したときに、前記第１駆動部及び前記第２駆動部の駆動を停止させる、
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のねじり試験装置。
【請求項１１】
静的ねじり試験を行うときに、前記所定の回転数がゼロ値に設定される、ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のねじり試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達装置の性能を評価するためのねじり試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロペラシャフト等の動力伝達装置の疲労試験は、供試体の出力軸を反力盤に固定し、入力軸にサーボモータ等のトルク負荷手段により動的又は静的なトルク（ねじり荷重）を負荷する方法により行われていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０７９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
動力伝達装置は、自動車等に搭載されて実際に使用される際には、動力伝達軸が回転した状態で、入出力軸にそれぞれ荷重が加えられる。しかしながら、上記の従来の試験方法では、動力伝達軸は試験中に静止した状態におかれるため、実際の使用環境下での性能を正確に評価することができなかった。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係るねじり試験装置は、動力伝達装置である供試体の入出力軸にトルクを与えるねじり試験装置であって、
供試体の入力軸に接続される第１駆動部と、
供試体の出力軸に接続される第２駆動部と、
第１駆動部及び第２駆動部を制御するコントローラと、
を備え、
第１及び第２駆動部は、
モータと、
供試体の入力軸又は出力軸が取り付けられ、モータの回転を供試体の入力軸又は出力軸に伝達するチャックと、
チャックを介して供試体の入力軸又は出力軸に与えられるトルクを検出するトルクセンサと、
チャックの回転数を検出する回転計と、備え、
コントローラが、
第１駆動部及び第２駆動部の一方について、チャックが所定の速度で回転するように制御し、
第１駆動部及び第２駆動部の他方について、供試体の入力軸又は出力軸に所定のトルクを与えるように制御するものである。
【０００７】
この構成によれば、動力伝達装置である供試体の入出力軸を回転させながらトルクを与える試験を行うことで、実際の使用環境下での動力伝達装置の性能を正確に評価することが可能になる。
【０００８】
また、上記のねじり試験装置において、所定のトルクが供試体の入力軸又は出力軸の設計トルク以下に設定された歯当たり試験を行う構成としてもよい。
【０００９】
この構成によれば、非破壊的に供試体の初期特性の評価を行うことができる。
【００１０】
また、上記のねじり試験装置において、コントローラが、
一方について、チャックが一定速度で回転するように制御し、
他方について、供試体の入力軸又は出力軸に一定のトルクを与えるように制御し、
第１駆動部及び第２駆動部の一方と他方のチャック間の回転の位相差が第１の基準値を超えたときに、供試体を不良と判定する構成としてもよい。
【００１１】
この構成において、第１駆動部と第２駆動部とのチャックの回転の位相差が、供試体の減速比で補正した値である構成としてもよい。
【００１２】
また、上記のねじり試験装置において、コントローラが、
一方について、チャックが一定の回転数で回転するように制御し、
他方について、供試体の入力軸又は出力軸に一定のトルクを与えるように制御し、
他方のチャックの回転数が所定の範囲を超えて変動したときに、供試体を不良と判定する構成としてもよい。
【００１３】
これらの構成によれば、供試体の歯当たりの良否の検査が可能になる。
【００１４】
また、上記のねじり試験装置において、コントローラが、第１駆動部及び第２駆動部のいずれか一方のトルクセンサが検出したトルクが第２の基準値を超えて減少したときに、供試体が破壊したと判定する構成としてもよい。
【００１５】
また、上記のねじり試験装置において、コントローラが、第１駆動部及び第２駆動部のいずれか一方のトルクセンサが検出したトルクが第３の基準値を超えたときに、供試体を不良と判定する構成としてもよい。
【００１６】
この構成によれば、試験中に供試体の不良が推定されたときに速やかに駆動が停止するため、無駄な駆動時間が削減され、効率的に試験を行うことが可能になる。
【００１７】
また、上記のねじり試験装置において、所定のトルクが供試体の入力軸又は出力軸の設計トルクを超える値に設定された加速劣化試験を行う構成としてもよい。
【００１８】
この構成によれば、供試体の信頼性評価を短時間で行うことができる。
【００１９】
また、上記のねじり試験装置において、歯当たり試験を行い、歯当たり試験において供試体が不良と判定されなかった場合に、続けて、加速劣化試験を行う構成としてもよい。
【００２０】
この構成によれば、供試体の初期特性の評価と信頼性の評価を連続して効率的に行うことが可能になる。
【００２１】
また、上記のねじり試験装置において、コントローラが、供試体が不良又は破壊したと判定したときに、第１駆動部及び第２駆動部の駆動を停止させる構成としてもよい。
【００２２】
この構成によれば、試験中に供試体が破壊したときに速やかに駆動が停止するため、無駄な駆動時間が削減され、効率的に試験を行うことが可能になる。
【００２３】
また、上記のねじり試験装置において、静的ねじり試験を行うときに、所定の速度がゼロ値に設定される構成としてもよい。
【００２４】
この構成によれば、速度の設定変更のみで静的ねじり試験と回転ねじり試験とを速やかに切り替えることができるため、複数の試験を連続して効率的に行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の実施形態に係るねじり試験装置は、入出力軸を回転させながら入出力軸にトルクを与える試験を行うことにより、実際の使用条件下での動力伝達装置の性能を正確に評価すること可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態のねじり試験装置の側面図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態のねじり試験装置の、第１駆動部の側面図である。
【図３】図３は、本発明の第２実施形態のねじり試験装置の平面図である。
【図４】図４は、本発明の第３実施形態のねじり試験装置の平面図である。
【図５】図５は、本発明の第４実施形態のねじり試験装置の平面図である。
【図６】図６は、本発明の実施例１の回転ねじり疲労試験の手順を表すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施例２の静的ねじり試験の手順を表すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施例３の歯当たり試験の手順を表すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の実施例４の加速試験の手順を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るねじり試験装置１００の側面図である。本実施形態のねじり試験装置１００は、２つの回転軸を有する供試体Ｔ１（例えばＦＲ車用トランスミッションユニット）の回転ねじり試験を行う装置である。すなわち、ねじり試験装置１００は、供試体Ｔ１の２つの回転軸を同期回転させながら２つの回転軸の回転に位相差を与えることで、トルクを負荷しながら供試体Ｔ１の２つの回転軸を回転させる。本実施形態のねじり試験装置１００は、第１駆動部１１０、第２駆動部１２０、及びねじり試験装置１００の動作を統合的に制御するコントローラＣを備えている。
【００２９】
先ず、第１駆動部１１０の構造について説明する。図２は、第１駆動部１１０の一部を切り欠いた側面図である。第１駆動部１１０は、本体１１０ａと、この本体１１０ａを所定の高さで支持するベース１１０ｂを備えている。本体１１０ａは、サーボモータ１１２、減速機１１３、ケース１１４、スピンドル１１５、チャック装置１１６、トルクセンサ１１７、スリップリング１１９ａ及びブラシ１１９ｂを備えており、本体１１０ａはベース１１０ｂの最上部に水平に配置された可動プレート１１１上に組み立てられている。サーボモータ１１２は、出力軸（不図示）を水平方向に向けて、可動プレート１１１上に固定されている。また、ベース１１０ｂの可動プレート１１１は、サーボモータ１１２の出力軸方向（図１における左右方向）にスライド移動可能に設けられている。
【００３０】
サーボモータ１１２の出力軸（不図示）は、カップリング（不図示）により減速機１１３の入力軸（不図示）に連結されている。減速機１１３の出力軸１１３ａは、トルクセンサ１１７の一端に連結されている。トルクセンサ１１７の他端は、スピンドル１１５の一端に連結されている。スピンドル１１５は、ケース１１４のフレーム１１４ｂに固定された軸受１１４ａにより回転自在に支持されている。スピンドル１１５の他端には、供試体Ｔ１の一端（回転軸の一つ）を第１駆動部１１０に取り付ける為のチャック装置１１６が固定されている。サーボモータ１１２を駆動すると、サーボモータ１１２の出力軸の回転運動が、減速機１１３によって減速された後、トルクセンサ１１７、スピンドル１１５及びチャック装置１１６を介して、供試体Ｔ１の一端に伝達されるようになっている。また、スピンドル１１５には、スピンドル１１５の回転角を検出するロータリーエンコーダ（不図示）が取り付けられている。
【００３１】
図２に示されるように、減速機１１３は、ケース１１４のフレーム１１４ｂに固定されている。また、減速機１１３は、ギアケースと、軸受を介してギアケースにより回転自在に支持されたギア機構とを備えている（不図示）。すなわち、ケース１１４は、減速機１１３からチャック装置１１６に至る動力伝達軸を覆うと共に、この動力伝達軸を減速機１１３及びスピンドル１１５の位置で回転自在に支持する装置フレームとしての機能も有する。すなわち、トルクセンサ１１７の一端が接続される減速機１１３のギア機構と、トルクセンサ１１７の他端が接続されるスピンドル１１５は、いずれも軸受を介してケース１１４のフレーム１１４ｂに回転自在に支持されている。そのため、トルクセンサ１１７には、減速機１１３のギア機構やスピンドル１１５（及びチャック装置１１６）の重量による曲げモーメントが加わらず、試験荷重（ねじり荷重）のみが加わるため、高い精度で試験荷重を検出することができる。
【００３２】
トルクセンサ１１７の他端側の外周面には、複数のスリップリング１１９ａが取り付けられている。一方、可動プレート１１１には、スリップリング１１９ａを外周側から囲むようにブラシ保持フレーム１１９ｃが固定されている。ブラシ保持フレーム１１９ｃの内周には、それぞれ対応するスリップリング１１９ａと接触する複数のブラシ１１９ｂが取り付けられている。サーボモータ１１２が駆動して、トルクセンサ１１７が回転している状態では、ブラシ１１９ｂは、スリップリング１１９ａとの接触を保ちつつ、スリップリング１１９ａ上でスリップする。トルクセンサ１１７の出力信号はスリップリング１１９ａに出力されるよう構成されており、スリップリング１１９ａと接触するブラシ１１９ｂを介して、トルクセンサ１１７の出力信号を第１駆動部１１０の外部に取り出せるようになっている。
【００３３】
第２駆動部１２０（図１）は、第１駆動部１１０と同一の構造となっており、サーボモータ１２２を駆動するとチャック装置１２６が回転する。チャック装置１２６には、供試体Ｔ１の他端（回転軸の一つ）が固定される。なお、供試体Ｔ１のハウジングは、支持フレームＳに固定されている。
【００３４】
本実施形態のねじり試験装置１００は、ＦＲ車用のトランスミッションユニットである供試体Ｔ１の入力軸Ｉ（エンジン側）を第１駆動部１１０のチャック装置１１６に、出力軸Ｏを第２駆動部１２０のチャック装置１２６に、夫々固定した状態で、例えばサーボモータ１１２、１２２を同期して回転駆動させると共に、両チャック装置１１６、１２６の回転数（あるいは回転の位相）に差を持たせることにより供試体Ｔ１にねじり荷重を加えるものである。例えば、第２駆動部１２０のチャック装置１２６を等速回転駆動させると共に、第１駆動部１１０のトルクセンサ１１７が検出するトルクが所定の波形に従って変動するように第１駆動部１１０のチャック装置１１６を回転駆動して、トランスミッションユニットである供試体Ｔ１に周期的に変動するトルクが加わるようにする。
【００３５】
このように、本実施形態のねじり試験装置１００は、トランスミッションユニット（供試体Ｔ１）の入力軸Ｉと出力軸Ｏの両方をサーボモータ１１２、１２２によって精密に駆動することが可能であるため、トランスミッションユニットの一軸を定速度又は変動速度で回転駆動させながら、トランスミッションユニットの他の各軸に固定又は変動トルクを加えることにより、自動車の実際の走行状態に近い条件で試験を行うことができる。
【００３６】
トランスミッションユニットのように、入力軸Ｉと出力軸Ｏがギアなどを介して連結されている装置のねじり試験を行う場合、入力軸Ｉと出力軸Ｏに加わるトルクの大きさは必ずしも一致しない。そのため、ねじり試験時の供試体Ｔ１の挙動をより正確に把握する為には、入力軸Ｉ側と出力軸Ｏ側とで個別にトルクを計測できるようにすることが好ましい。本実施形態においては、上記のように第１駆動部１１０と第２駆動部１２０の双方にトルクセンサが設けられているため、トランスミッションユニット（供試体Ｔ１）の入力軸Ｉ側と出力軸Ｏ側とでトルクを個別に計測することができる。
【００３７】
同様に、第１駆動部１１０及び第２駆動部１２０に夫々ロータリーエンコーダが設けられているため、供試体Ｔ１の入力軸Ｉ、出力軸Ｏの回転数を個別に計測することができる。これにより、本実施形態のねじり試験装置１００は、試験時の供試体Ｔ１の挙動を極めて正確に把握できるようになっている。
【００３８】
本実施形態のねじり試験装置１００は、様々な寸法のトランスミッションユニットに対応できるように、チャック装置１１６と１２６との間隔を調整可能となっている。具体的には、可動プレート駆動機構（不図示）により、第１駆動部１１０の可動プレート１１１が、ベース１１０ｂに対してチャック装置１１６の回転軸方向（図１中左右方向）に移動可能となっている。なお、ねじり試験を行っている間は、図示しないロック機構によって可動プレート１１１はベース１１０ｂに強固に固定されている。また、第２駆動部１２０も、第１駆動部１１０と同様の可動プレート駆動機構を備えている。
【００３９】
なお、上記の例ではトランスミッションユニットの入力軸Ｉ側を等速回転駆動し、出力軸Ｏ側でトルクを付与する構成としているが、本発明は上記の例に限定されるものではない。すなわち、トランスミッションユニットの出力軸Ｏ側を等速回転駆動すると共に、入力軸Ｉ側に変動トルクを加える構成としてもよい。或いは、トランスミッションユニットの入力軸Ｉ側と出力軸Ｏ側の双方を、それぞれ変動する回転数で回転駆動させる構成としてもよい。また、回転数では制御せず、各軸のトルクのみを制御する構成としてもよい。また、トルクや回転数を所定の波形に従って変動させる構成としてもよい。トルクや回転数は、例えばファンクションジェネレータで発生させた任意の波形に従って変動させることができる。また、実際の走行試験で計測したトルクや回転数の波形データに基づいて、供試体Ｔ１の各軸のトルクや回転数を制御することもできる。
【００４０】
以上説明した本発明の第１実施形態に係るねじり試験装置１００は、ＦＲ車用のトランスミッションユニットに対して回転ねじり試験を行うものであるが、本発明は第１実施形態の構成に限定されるものではなく、他の動力伝達装置の回転ねじり試験を行う試験装置も又、本発明の範囲に含まれる。以下に説明する本発明の第２、第３及び第４実施形態は、夫々ＦＦ車用のトランスミッションユニット、ディファレンシャルギアユニット、及び４ＷＤ車用のトランスミッションユニットの試験に適したねじり試験装置の構成例である。
【００４１】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係るねじり試験装置２００の平面図である。上述のように、本実施形態は、ＦＦ車用のトランスミッションユニットを供試体Ｔ２とする回転ねじり試験に適したねじり試験装置の構成例である。供試体Ｔ２は、ディファレンシャルギアを内蔵するＦＦ車用トランスミッションユニットであり、入力軸Ｉと、左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲを有している。
【００４２】
本実施形態のねじり試験装置２００は、供試体Ｔ２の入力軸Ｉを駆動する第１駆動部２１０、左側出力軸ＯＬを駆動する第２駆動部２２０及び右側出力軸ＯＲを駆動する第３駆動部２３０を備えている。また、ねじり試験装置２００は、その動作を統合的に制御するコントローラＣを備えている。第１駆動部２１０、第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０の構造は、共に第１実施形態の第１駆動部１１０や第２駆動部１２０のものと同一であるため、重複する具体的構成の説明は省略する。
【００４３】
本実施形態のねじり試験装置２００を用いて供試体Ｔ２のねじり試験を行う場合は、例えば第１駆動部２１０によって入力軸Ｉを所定の回転数で駆動し、同時に、第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０によって、所定のトルクが加わるように左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲを回転駆動する。
【００４４】
上記のように第１駆動部２１０、第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０を制御することによって、ＦＦ車用トランスミッションユニット（供試体Ｔ２）の一軸を定速度又は変動速度で回転駆動させながら、他の各軸に固定又は変動トルクを加えることにより、自動車の実際の走行状態に近い条件で試験を行うことができる。
【００４５】
また、本実施形態のねじり試験装置２００を使用して試験を行うＦＦ車用トランスミッションユニットは、入力軸Ｉと左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲがギアなどを介して連結された装置であり、そのねじり試験を行う場合は、入力軸Ｉに加わるトルクの大きさと左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲとに加わるトルクの大きさとは一致しない。また、左側出力軸ＯＬと右側出力軸ＯＲに加わるトルクも、必ずしも一致するとは限らない。そのため、ねじり試験時の供試体Ｔ２の挙動をより正確に把握する為には、入力軸Ｉ、左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲに加わるトルクを個別に計測できるようにすることが好ましい。本実施形態においては、第１駆動部２１０、の全てにトルクセンサが設けられているため、ＦＦ車用トランスミッションユニット（供試体Ｔ２）の入力軸Ｉ、左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲのそれぞれに加わるトルクを個別に計測することができる。
【００４６】
同様に、第１駆動部２１０、第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０の全てにロータリーエンコーダが設けられているため、供試体Ｔ２の入力軸Ｉ、左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲの回転数を個別に計測することができる。これにより、本実施形態のねじり試験装置２００は、試験時の供試体Ｔ３の挙動を極めて正確に把握できるようになっている。
【００４７】
なお、左側出力軸ＯＬのトルクと右側出力軸ＯＲのトルクとが同一の波形を描くように第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０の駆動を制御する構成としてもよく、又、両者が異なる（例えば逆位相の）波形を描くように第１駆動部２１０、第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０の駆動を制御する構成としてもよい。
【００４８】
また、左側出力軸ＯＬと右側出力軸ＯＲを定速（又は定トルク）で回転駆動し、速度（又はトルク）が一定周期で変動するように入力軸Ｉを駆動する構成としてもよい。或いは、入力軸Ｉ、左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲの全てを、回転数（又はトルク）が個別に変動するよう駆動する構成としてもよい。
【００４９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図４は、本発明の第３実施形態に係るねじり試験装置３００の平面図である。本実施形態は、ＦＲ車用のディファレンシャルギアユニットを供試体Ｔ３とする回転ねじり試験に適したねじり試験装置の構成例である。第２実施形態と同様に、供試体Ｔ３は、入力軸Ｉ、左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲを有している。
【００５０】
本実施形態のねじり試験装置３００は、供試体Ｔ３の入力軸Ｉを駆動する第１駆動部３１０、左側出力軸ＯＬを駆動する第２駆動部３２０及び右側出力軸ＯＲを駆動する第３駆動部３３０を備えている。また、ねじり試験装置３００は、その動作を統合的に制御するコントローラＣを備えている。第１駆動部３１０、第２駆動部３２０及び第３駆動部３３０の構造は、共に第１実施形態の第１駆動部１１０や第２駆動部１２０と同一であるため、重複する具体的構成の説明は省略する。
【００５１】
本実施形態のねじり試験装置３００により供試体Ｔ３のねじり試験を行う場合は、例えば第１駆動部３１０によって入力軸Ｉを所定の回転数で駆動し、同時に、第２駆動部３２０及び第３駆動部３３０によって、左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲにそれぞれトルクが加わるように駆動する。
【００５２】
上記のように第１駆動部３１０、第２駆動部３２０及び第３駆動部３３０を制御することによって、ディファレンシャルギアユニット（供試体Ｔ３）の一軸を定速度又は変動速度で回転駆動しながら、他の各軸に固定又は変動トルクを加えることにより、実際の使用状態に近い条件で試験を行うことができる。
【００５３】
ディファレンシャルギアユニットも又、トランスミッションユニットと同様に、入力軸Ｉと左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲとがギアを介して連結された装置であり、そのねじり試験を行う場合は、入力軸Ｉに加わるトルクの大きさと左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲに加わるトルクの大きさとは一致しない。また、左側出力軸ＯＬと右側出力軸ＯＲに加わるトルクの大きさも、必ずしも一致するとは限らない。そのため、試験時の供試体Ｔ３の挙動をより正確に把握する為には、入力軸Ｉ、左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲのトルクを個別に計測できるようにすることが望ましい。本実施形態においては、第１駆動部３１０、第２駆動部３２０、第３駆動部３３０の全てにトルクセンサが設けられているため、ディファレンシャルギアユニット（供試体Ｔ３）の入力軸Ｉ、左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲのそれぞれに加わるトルクを個別に計測することができる。
【００５４】
同様に、第１駆動部３１０、第２駆動部３２０及び第３駆動部３３０の全てにロータリーエンコーダが設けられているため、供試体Ｔ３の入力軸Ｉ、左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲの回転数を個別に計測することができる。これにより、本実施形態のねじり試験装置３００は、試験時の供試体Ｔ３の挙動を極めて正確に把握できるようになっている。
【００５５】
なお、入力軸Ｉの回転数と左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲの回転数とが同一の波形を描くように第２駆動部３２０及び第３駆動部３３０が制御される構成としてもよく、又、両者が異なる（例えば入力軸Ｉとの速度差が逆位相となるような）波形を描くように第２駆動部３２０及び第３駆動部３３０が制御される構成としてもよい。
【００５６】
また、左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲを等速回転駆動し、入力軸Ｉを速度が一定周期で変動するように駆動する構成としてもよい。或いは、入力軸Ｉ、左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲの全てを、回転数が変動するよう駆動する構成としてもよい。
【００５７】
（第４実施形態）
図５は、本発明の第４実施形態に係るねじり試験装置４００の平面図である。本実施形態のねじり試験装置４００は、４つの回転軸を有する供試体Ｔ４の回転ねじり試験に適したねじり試験装置の構成例である。以下、一例として、４ＷＤシステムを供試体Ｔ４として試験を行う場合について説明する。供試体Ｔ４は、図示しないトランスミッション、フロントディファレンシャルギア、トランスファー及び電子制御多板クラッチを備えたＦＦベースの電子制御式４ＷＤシステムである。供試体Ｔ４は、エンジンに接続される入力軸Ｉと、左右の前輪用のドライブシャフトに接続される左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲと、後輪に動力を伝達するプロペラシャフトに接続される後部出力軸ＯＰを有している。入力軸Ｉから供試体Ｔ４に入力された駆動力は、供試体Ｔ４に備わるトランスミッションにより減速された後、フロントディファレンシャルギアを介して、左側出力軸ＯＬと右側出力軸ＯＲに分配される。また、フロントディファレンシャルギアに伝達された駆動力の一部は、トランスファーにより分岐されて、後部出力軸ＯＰから出力されるように構成されている。
【００５８】
本実施形態のねじり試験装置４００は、供試体Ｔ４の入力軸Ｉを駆動する第１駆動部４１０、左側出力軸ＯＬを駆動する第２駆動部４２０、右側出力軸ＯＲを駆動する第３駆動部４３０及び後部出力軸ＯＰを駆動する第４駆動部４４０を備えている。また、ねじり試験装置４００は、その動作を統合的に制御するコントローラＣを備えている。第１駆動部４１０、第２駆動部４２０、第３駆動部４３０及び第４駆動部４４０の構造は、共に第１実施形態の第１駆動部１１０や第２駆動部１２０と同一であるため、重複する具体的構成の説明は省略する。
【００５９】
本実施形態のねじり試験装置４００により供試体Ｔ４のねじり試験を行う場合は、例えば第１駆動部４１０によって入力軸Ｉを所定の回転数で駆動し、同時に、第２駆動部４２０、第３駆動部４３０及び第４駆動部４４０によって、左側出力軸ＯＬ、右側出力軸ＯＲ及び後部出力軸ＯＰにそれぞれトルクが加わるように駆動する。
【００６０】
上記のように第１駆動部４１０、第２駆動部４２０、第３駆動部４３０及び第４駆動部４４０を制御することによって、４ＷＤシステム（供試体Ｔ４）の一軸を定速度又は変動速度で回転駆動しながら、他の各軸に固定又は変動トルクを加えることにより、実際の使用状態に近い条件で試験を行うことができる。
【００６１】
４ＷＤシステムも又、トランスミッションユニット等と同様に、入力軸Ｉと左側出力軸ＯＬ、右側出力軸ＯＲ及び後部出力軸ＯＰとがギアを介して連結された装置であり、そのねじり試験を行う場合は、入力軸Ｉに加わるトルクの大きさと左側出力軸ＯＬ、右側出力軸ＯＲ及び後部出力軸ＯＰに加わるトルクの大きさとは一致しない。また、左側出力軸ＯＬと右側出力軸ＯＲに加わるトルクの大きさも、必ずしも一致するとは限らない。そのため、試験時の供試体Ｔ４の挙動をより正確に把握する為には、入力軸Ｉ、左側出力軸ＯＬ、右側出力軸ＯＲ及び後部出力軸ＯＰのトルクを個別に計測できるようにすることが望ましい。本実施形態においては、第１駆動部４１０、第２駆動部４２０、第３駆動部４３０及び第４駆動部４４０の全てにトルクセンサが設けられているため、４ＷＤシステム（供試体Ｔ４）の入力軸Ｉ、左側出力軸ＯＬ、右側出力軸ＯＲ及び後部出力軸ＯＰのそれぞれに加わるトルクを個別に計測することができる。
【００６２】
同様に、第１駆動部４１０、第２駆動部４２０、第３駆動部４３０及び第４駆動部４４０の全てにロータリーエンコーダが設けられているため、供試体Ｔ４の入力軸Ｉ、左側出力軸ＯＬ、右側出力軸ＯＲ及び後部出力軸ＯＰの回転数を個別に計測することができる。これにより、本実施形態のねじり試験装置４００は、試験時の供試体Ｔ４の挙動を極めて正確に把握できるようになっている。
【００６３】
なお、左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲの回転数が同一の波形を描くように第２駆動部４２０及び第３駆動部４３０が制御される構成としてもよく、又、両者が異なる（例えば入力軸Ｉとの速度差が逆位相となるような）波形を描くように第２駆動部４２０及び第３駆動部４３０が制御される構成としてもよい。
【００６４】
また、左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲを等速回転駆動し、入力軸Ｉを速度が一定周期で変動するように駆動する構成としてもよい。或いは、入力軸Ｉ、左側出力軸ＯＬ、右側出力軸ＯＲ及び後部出力軸ＯＰの全てを、回転数が変動するよう駆動する構成としてもよい。
【００６５】
以下、上記に説明した各実施形態のねじり試験装置を用いて行う試験方法の例を幾つか説明する。
【実施例１】
【００６６】
（回転ねじり疲労試験）
まず、上述した本発明の第２実施形態に係るねじり試験装置２００を使用して行われるＦＦ車用トランスミッションユニット（供試体Ｔ２）の回転ねじり試験の一例を説明する。
【００６７】
表１に、ねじり試験装置２００を構成する各駆動部の定格値を示す。供試体Ｔ２の入力軸Ｉに接続される第１駆動部２１０には、各出力軸に接続される第２駆動部２２０、第３駆動部２３０の２倍以上（本実施形態においては約３倍）の定格出力のサーボモータが搭載されている。また、第１駆動部２１０には、高い最大回転数を確保するために、比較的に低い減速比を有する減速機が使用されている。各出力軸に接続される第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０には、大きなトルクが得られるように、比較的に大きな減速比を有する減速機が使用されている。なお、第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０にも第１駆動部２１０と同じ高出力のサーボモータを使用することもできるが、本実施形態では、慣性モーメントが低く、応答性（加速性能）に優れた低出力のサーボモータが選択されている。
【００６８】
【表１】
2015010843.tif 000003
【００６９】
図６は、本実施例の回転ねじり疲労試験の手順を表すフローチャートである。本実施例の回転ねじり疲労試験は、供試体Ｔ２の各出力軸（左側出力軸ＯＬ、右側出力軸ＯＲ）を予め設定された一定の回転数で駆動しながら、入力軸Ｉに繰り返し正逆反転トルク（サイン波形）の負荷を与えるものである。本実施例では、入力軸Ｉが回転数５０ｒｐｍで回転するように各出力軸ＯＬ、ＯＲの回転数が設定される。また、入力軸Ｉに与える繰り返しトルクの周波数は、例えば０．１〜５Ｈｚの範囲に設定される。なお、図６に示される処理は、コントローラＣによって実行される。
【００７０】
図６に示されるねじり試験装置２００の制御では、まず、予め設定された各種設定値（試験条件）や各種パラメータが、コントローラＣが備える記憶装置（不図示）から読み取られる（Ｓ１）。Ｓ１において読み取られる設定値には、例えば、第２駆動部２２０（左側出力軸ＯＬ）及び第３駆動部２３０（右側出力軸ＯＲ）のスピンドルの回転数Ｎや第３駆動部２３０のスピンドルのトルクＴｍが含まれる。なお、回転数ＮやトルクＴｍを変動させる場合には、回転数ＮやトルクＴｍ等の設定値は、数値テーブル又は時間の関数として記憶装置に保持される。また、Ｓ１において読み取られるパラメータには、各駆動部（第１駆動部２１０、第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０）に搭載された減速機の減速比、及び、供試体Ｔ２の各軸間の減速比が含まれている。
【００７１】
なお、本実施形態では、第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０に対してはスピンドルの回転数Ｎを制御量とする回転数制御（速度制御）が行われ、第１駆動部２１０に対してはスピンドルのトルクを制御量とするトルク制御が行われる。なお、各駆動部２１０、２２０、２３０のサーボモータの駆動制御には、各サーボモータの回転軸の角速度を指令値とする速度制御が採用される。各サーボモータに対する角速度の指令値は、制御量であるスピンドルの回転数Ｎ又はトルクの目標値Ｔｍから計算される。
【００７２】
上記の設定値の読み込み（Ｓ１）に続いて、コントローラＣは、第１駆動部２１０のスピンドルのトルクＴｍの目標値と、第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０のスピンドルの回転数Ｎの目標値を計算する（Ｓ２）。スピンドルのトルクＴｍ又は回転数Ｎの設定値が定数の場合には、単にＳ１において読み取られた各駆動部２１０、２２０、２３０のスピンドルの回転数ＮやトルクＴｍを、そのまま目標値として設定する。
【００７３】
なお、本実施例では、一定の時間間隔（例えば１ｍｓｅｃ間隔）でコントローラＣから各駆動部２１０、２２０、２３０のサーボモータに周期的に指令が送信される。すなわち、１周期（「タイムスロット」という。）単位で目標値が設定され、各サーボモータの駆動制御が行われる。スピンドルのトルクＴｍ又は回転数Ｎの設定値が変動値である場合には、コントローラＣは、Ｓ１において読み取った数値テーブル又は関数に基づき、第１駆動部２１０のスピンドルのトルクＴｍの目標値と、第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０のスピンドルの回転数Ｎの目標値とを、１周期分タイムスロット毎に計算する。
【００７４】
また、上述のように、トルク制御が行われる第１駆動部２１０についても、最終的にはサーボモータの速度制御が行われるため、スピンドルのトルクＴｍの目標値に基づいて回転数Ｎの目標値が計算される。第１駆動部２１０のスピンドルの回転数Ｎの目標値は、第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０と同期回転するための平衡回転数Ｎ０に、第１駆動部２１０のスピンドルのトルクＴｍを増減して目標値に近付けるための加算値ΔＮを加えた値となる。
【００７５】
平衡回転数Ｎ０は、第２駆動部２２０（又は、第３駆動部２３０）のスピンドルの回転数Ｎの目標値を、供試体Ｔ２の入力軸Ｉに対する右側出力軸ＯＬ（又は、右側出力軸ＯＲ）の減速比で割った値として計算される。
【００７６】
また、加算値ΔＮを計算するには、まず、第１駆動部２１０のトルクセンサからの信号に基づいて、第１駆動部２１０のスピンドルに加えられているトルクを計測する。そして、Ｓ２で計算した第１駆動部２１０のスピンドルのトルクＴｍの目標値Ｒと計測値Ｙとの偏差Ｅ＝Ｒ−Ｙを計算する。
【００７７】
また、Ｓ１においてコントローラＣの記憶装置から読み取られるパラメータには、供試体Ｔ２の左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲを固定した状態で入力軸Ｉを回転させたときに、入力軸Ｉのトルクを単位量（例えば１Ｎ・ｍ）増加させるのに必要な回転角（「等価回転角」という。）が含まれている。トルクＴｍの偏差Ｅを等価回転角で割った値が、トルクＴｍを目標値Ｒに一致させるために供試体Ｔ２の入力軸Ｉに与えるべき位相差Δθ（回転角）となる。
【００７８】
トルクの偏差を急激に補正すると衝撃が発生するため、トルクの偏差は例えば１０タイムスロット（１０ｍｓｅｃ）程度の時間幅で徐々に補正する。具体的には、例えば位相差Δθの１０％をタイムスロット長（例えば１ｍｓｅｃ）で割った値を、第１番目から第１０番目のタイムスロットに対する加算値ΔＮとする。
【００７９】
第１駆動部２１０のスピンドルの回転数Ｎの目標値も、タイムスロット毎に１周期分計算される。
【００８０】
次に、コントローラＣは、Ｓ２で計算された各駆動部２１０、２２０、２３０のスピンドルの回転数Ｎの目標値から、各駆動部２１０、２２０、２３０のサーボモータの出力軸の角速度の目標値を計算する（Ｓ３）。各駆動部２１０、２２０、２３０のサーボモータの出力軸の角速度の目標値は、Ｓ２で計算された各駆動部２１０、２２０、２３０のスピンドルの回転数Ｎの目標値を、Ｓ１で取得された各駆動部２１０、２２０、２３０の減速機の減速比で夫々割った値として計算される。
【００８１】
次に、カウンタｋをリセットする（Ｓ４）。このカウンタｋは、実行するタイムスロットの番号を示す数である。
【００８２】
次に、各駆動部２１０、２２０、２３０のサーボモータ（具体的にはサーボアンプ）に、第ｋ番目のタイムスロットに対応する駆動指令を送信する（Ｓ５）。この駆動指令には、Ｓ３で計算した各サーボモータの角速度の目標値が含まれている。
【００８３】
次に、各駆動部２１０、２２０、２３０のロータリーエンコーダからの信号に基づいて、各駆動部２１０、２２０、２３０のスピンドルの回転数Ｎ（すなわち、供試体Ｔ２の各回転軸の回転数）が計測される（Ｓ６）。
【００８４】
次に、各駆動部２１０、２２０、２３０のトルクセンサからの信号に基づいて、各駆動部２１０、２２０、２３０のスピンドルに加えられているトルク（すなわち、供試体Ｔ２の各回転軸のトルク）が計測される（Ｓ７）。そして、各駆動部２１０、２２０、２３０のスピンドルの回転数ＮとトルクＴｍの計測値がコントローラＣの記憶装置に記録される（Ｓ８）。
【００８５】
次に、停止を指示するユーザ操作が行われたか否かが判定される（Ｓ９）。停止を指示するユーザ操作が行われていれば（Ｓ９：ＹＥＳ）、各駆動部２１０、２２０、２３０のサーボモータに停止指令を送信し（Ｓ１０）、制御が終了する。停止を指示するユーザ操作が行われていなければ（Ｓ９：ＮＯ）、次に、カウンタｋが上限値Ｋに達した（すなわち１周期分の駆動制御が完了した）か否かが判定される（Ｓ１１）。カウンタｋが上限値Ｋに達していなければ（Ｓ１１：ＮＯ）、カウンタｋをインクリメントしてから（Ｓ１２）、処理はＳ５へ戻り、次のタイムスロットの制御が行われる。
【００８６】
カウンタｋが上限値Ｋに達していれば（Ｓ１１：ＹＥＳ）、次に、設定値が変更されているか否かが判定される（Ｓ１３）。設定値が変更されていれば（Ｓ１３：ＹＥＳ）、処理はＳ１に戻り、変更後の設定値に基づいて各駆動部２１０、２２０、２３０の駆動制御が行われる。設定値が変更されていなければ（Ｓ１３：ＮＯ）、各駆動部２１０、２２０、２３０のトルクＴｍ及び回転数Ｎの目標値の修正が行われる（Ｓ１４）。
【００８７】
処理Ｓ１４では、直前に実行した１周期分の駆動制御における制御誤差（具体的には、第１駆動部２１０のスピンドルのトルクＴｍの目標値と計測値との偏差、並びに、第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０のスピンドルの回転数Ｎの目標値と計測値との偏差）に基づいて、各駆動部２１０、２２０、２３０のトルクＴｍ及び回転数Ｎの１周期分の目標値がタイムスロット毎に修正される。目標値の修正は、例えば、当初計算された目標値に補正値を加算することにより行われる。補正値の加算は、処理Ｓ２における加算値ΔＮと同様に、例えば１０タイムスロット（１０ｍｓｅｃ）程度の時間幅で徐々に行われる。具体的には、補正値の加算は、例えば必要な補正量の１０％ずつを第１番目から第１０番目のタイムスロットの目標値に加算することで行われる。処理Ｓ１４が終わると、処理はＳ４へ戻り、修正後の目標値に基づいて各駆動部２１０、２２０、２３０の駆動制御が行われる。
【００８８】
上記の実施例１の回転ねじり疲労試験では、第１駆動部２１０（供試体Ｔ２の入力軸Ｉ）に対してトルク制御を行い、第２駆動部２２０（供試体Ｔ２の左側出力軸ＯＬ）及び第３駆動部２３０（供試体Ｔ２の右側出力軸ＯＲ）に対して速度制御を行う構成が採用されているが、本発明はこの構成に限定されない。第１駆動部２１０、第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０のうちのいずれか１つ又は２つに対して速度制御を行い、残りに対してトルク制御を行うことができる。また、第１駆動部２１０、第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０の全てに対してトルク制御を行うこともできる。
【００８９】
また、実施例１の回転ねじり疲労試験では、本発明の第２実施形態に係るねじり試験装置２００が使用されているが、同様の回転ねじり試験は、上述した本発明の各実施形態に係るねじり試験装置１００、２００、３００及び４００のいずれを用いても行うことができる。
【００９０】
また、実施例１の回転ねじり疲労試験では、繰り返しトルクの周波数が０．１〜５Ｈｚの範囲に設定されるように構成されているが、供試体の仕様に応じて様々な周波数範囲（例えば０．１〜数ｋＨｚ）の繰り返しトルクや繰り返し速度が与えられるようにしてもよい。
【００９１】
また、実施例１の回転ねじり疲労試験は、各駆動部２１０、２２０、２３０により供試体Ｔ２の各軸を順方向に回転駆動させて行われるが、供試体Ｔ２の各軸を逆方向に回転させる構成としてもよい。
【００９２】
また、後述する実施例２の制御手順（図７）における破壊検知処理Ｓ１１ａを制御手順に含めて、実施例３と同様の制御手順（図８）を行う構成としてもよい。
【００９３】
また、いずれかの駆動部に対して速度制御を行う場合、次に説明する実施例２のように、目標速度を一定値０に設定して（すなわち供試体の少なくとも１軸を静止させて）試験を行うこともできる。
【実施例２】
【００９４】
（静的ねじり試験）
以下に説明する実施例２は、上述した本発明の第２実施形態に係るねじり試験装置２００を使用して行われるＦＦ車用トランスミッションユニット（供試体Ｔ２）の静的ねじり試験の一例である。実施例２で使用されるねじり試験装置２００の各駆動部（第１駆動部２１０、第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０）の定格値も表２に示される通りである。本実施例でも、速度制御によって各駆動部２１０、２２０、２３０のサーボモータの駆動が制御される。
【００９５】
実施例２では、供試体Ｔ２の各出力軸（左側出力軸ＯＬ及び右側出力軸ＯＲ）に接続された第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０のスピンドルを静止させた状態で、入力軸Ｉに接続された第１駆動部２１０のスピンドルを順方向に回転させることで、供試体Ｔ２の各軸Ｉ、ＯＬ、ＯＲにトルク（ねじり荷重）を負荷させる。具体的には、第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０のスピンドルの回転数Ｎの目標値が０ｒｐｍに設定され、第１駆動部２１０のスピンドルの回転数Ｎの目標値が一定値Ｎ１ｒｐｍに設定される。
【００９６】
図７は、実施例２の静的ねじり試験の手順を表すフローチャートである。本実施例の手順は、図６に示す実施例１の手順とほとんど同じものであるが、処理Ｓ１１ａにおいて破壊検知が行われる（すなわち、強度を超える負荷を供試体Ｔ２に与えて、供試体Ｔ２が破壊するまで試験を行う破壊試験である）点で実施例１の手順と異なる。供試体Ｔ２に強度超えるトルクが与えられて、供試体Ｔ２が破壊すると、供試体Ｔ２の各軸のトルクが急激に低下する。本実施例では、各駆動部２１０、２２０、２３０のいずれかにおいて、トルクＴｍの計測値が、直前のタイムスロットにおける計測値から基準値（例えば、直前の計測値の１０％）を超えて低下した場合に、破壊が検知されたと判断して（Ｓ１１ａ：ＹＥＳ）、各駆動部２１０、２２０、２３０のサーボモータの駆動を停止させて（Ｓ１０）、試験が終了する。
【００９７】
なお、本実施例では、第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０について、電源を停止したり、機械的にスピンドルを固定させたりするのではなく、スピンドルの回転数（あるいは角度位置）の目標値の設定によりスピンドルを固定させている。この構成により、他の試験（例えば後述する歯当たり試験等の回転ねじり試験）に続けて速やかに静的ねじり試験を行うことが可能になり、複数の試験を効率的に実施することができる。
【００９８】
また、本実施例では、各駆動部２１０、２２０、２３０の速度制御が行われるが、位置制御を行う構成としてもよい。
【００９９】
また、本実施例は供試体Ｔ２に強度を超える負荷を与える破壊試験でるが、供試体Ｔ２の強度以下の負荷を繰り返し与える静的ねじり疲労試験を行うこともできる。この場合は、図６に示す実施例１の制御手順と同様の手順で制御が行われる。
【０１００】
また、上記の実施例２では、供試体Ｔ２へのトルクの負荷が自動制御で行われるが、ユーザの手動操作でトルクに与える負荷を調整できるような構成としてもよい。例えば、ユーザが操作ボタンを１回押すと、第１駆動部２１０のスピンドルが所定の回転角だけ順方向に回転するようにし、操作ボタンを押した回数に応じた負荷を供試体Ｔ２に与える構成とすることができる。インチング動作やＪＯＧ動作と呼ばれる動作モードである。
【０１０１】
また、操作ボタンを押している間だけ、第１駆動部２１０のスピンドルが一定速度で順方向に回転するようにして、操作ボタンを押し続けた時間に応じた負荷を供試体Ｔ２に与える構成とすることもできる。
【０１０２】
また、上記の手動操作は、押しボタン操作に限らず、ダイヤル操作、レバー操作、タッチパネル操作、フットペダル操作等によっても行うことができる。
【０１０３】
また、実施例２では、第１駆動部２１０が順方向に回転駆動するが、逆方向に回転駆動するように構成してもよい。
【０１０４】
また、上記の実施例２とは逆に、供試体Ｔ２の入力軸Ｉに接続された第１駆動部２１０のスピンドルを静止させた状態で、各出力軸に接続された第２駆動部２２０及び／又は第３駆動部２３０のスピンドルを回転駆動する構成としてもよい。
【０１０５】
また、実施例２の静的ねじり試験では、本発明の第２実施形態に係るねじり試験装置２００が使用されているが、同様の回転ねじり試験は、上述した本発明の各実施形態のねじり試験装置１００、２００、３００及び４００のいずれを用いても行うことができる。
【実施例３】
【０１０６】
（歯当たり試験）
上述した本発明の各実施形態のねじり試験装置を用いて、ギア機構を備える動力伝達装置の歯当たり試験を行うことができる。歯当たり試験とは、供試体の入力軸を一定の回転数（５０ｒｐｍ）で回転させながら、供試体の出力軸に許容値内の一定のトルクを負荷するものである。以下に説明する実施例３は、上述した本発明の第２実施形態に係るねじり試験装置２００を使用して行われるＦＦ車用トランスミッションユニット（供試体Ｔ２）の歯当たり試験の一例である。実施例３で使用されるねじり試験装置２００の各駆動部（第１駆動部２１０、第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０）の定格値も表２に示される通りである。本実施例でも、速度制御によって各駆動部２１０、２２０、２３０のサーボモータの駆動が制御される。
【０１０７】
図８は、実施例３の歯当たり試験の手順を表すフローチャートである。本実施例の手順は、図６に示す実施例１の手順と略同じものであるが、処理１１の直前に不良判定処理Ｓ１１ｂが付加されている点で実施例１と異なる。不良判定処理Ｓ１１ｂは、試験中の供試体Ｔ２の各軸の回転数（又は位相）の変動から供試体Ｔ２の歯車の良否を判定する処理である。
【０１０８】
本実施例では、供試体Ｔ２の入力軸Ｉが５０ｒｐｍで回転駆動される。また、供試体Ｔ２は１／５の減速比を有しており、供試体Ｔ２の各出力軸ＯＬ、ＯＲは１０ｒｐｍで回転する。不良判定処理Ｓ１１ｂでは、試験中に供試体Ｔ２の左側出力軸ＯＬ又は右側出力軸ＯＲの回転数（すなわち、第２駆動部２２０又は第３駆動部２３０のスピンドルの回転数）が例えば１０ｒｐｍ±１％の範囲を超えて変動した場合に、供試体Ｔ２が不良と判定される。また、試験中に供試体Ｔ２の左側出力軸ＯＬ又は右側出力軸ＯＲに加わるトルクが所定の基準値を超えた場合にも不良と判定する構成としてもよい。
【０１０９】
また、本実施例では、供試体Ｔ２の各軸の回転数の変動により歯車の良否が判定されるが、処理Ｓ６において供試体Ｔ２の各軸の角度位置（位相）を計測して、供試体Ｔ２の各軸の相対的な角度位置の変動量から歯車の良否を判定する構成としてもよい。具体的には、供試体Ｔ２の各軸の位相差の変動量が所定の基準値を超えた場合に供試体Ｔ２を不良と判定する。なお、供試体Ｔ２の各軸の相対的な角度位置は、供試体Ｔ２の減速比を補正した値であり、例えば、供試体Ｔ２の各出力軸ＯＬ、ＯＲの位相を減速比で割って、供試体Ｔ２の入力軸Ｉの位相に換算した値を用いて計算される。
【０１１０】
また、図８のフローチャートでは、各駆動部２１０、２２０、２３０の駆動を同時に開始する構成となっているが、先に入力軸Ｉ（第１駆動部２１０）の定速駆動を開始し、入力軸Ｉの速度が安定してから左側出力軸ＯＬ（第２駆動部２２０）及び右側出力軸ＯＲ（第３駆動部２３０）の駆動を開始する構成としてもよい。この構成によれば、より振動の少ないスムーズな駆動が可能になる。
【０１１１】
また、実施例３では、第１駆動部２１０が順方向に回転駆動するが、逆方向に回転駆動するように構成してもよい。また、第１駆動部２１０を例えばサイン波形等の周期波形に従って正逆反転駆動させる構成としてもよい。
【０１１２】
また、上記の実施例３とは逆に、供試体Ｔ２の各出力軸ＯＬ、ＯＲを定速回転させて、入力軸Ｉに一定のトルクを負荷する構成としてもよい。
【０１１３】
また、実施例３の歯当たり試験では、本発明の第２実施形態に係るねじり試験装置２００が使用されているが、同様の歯当たり試験は、上述した本発明の各実施形態のねじり試験装置１００、２００、３００及び４００のいずれを用いても行うことができる。
【実施例４】
【０１１４】
（加速試験）
例えば、上述した実施例３の歯当たり試験の実施後、続けて加速試験（耐久試験）を行うこともできる。この加速試験は、供試体の入力軸に設計トルクを超える負荷（例えば、設計トルクの２倍）を与えて短時間で供試体を劣化させる加速劣化試験である。
【０１１５】
以下に説明する実施例４は、上述した本発明の第２実施形態に係るねじり試験装置２００を使用して行われるＦＦ車用トランスミッションユニット（供試体Ｔ２）の加速試験（加速劣化試験）の一例である。実施例４で使用されるねじり試験装置２００の各駆動部（第１駆動部２１０、第２駆動部２２０及び第３駆動部２３０）の定格値も表２に示される通りである。本実施例でも、速度制御によって各駆動部２１０、２２０、２３０のサーボモータの駆動が制御される。
【０１１６】
本実施例では、供試体Ｔ２の入力軸Ｉには、設計トルク（例えば、トランスミッションユニットが搭載される自動車の最大エンジントルク）の２倍のトルクＴｍが与えられる。供試体Ｔ２の各出力軸ＯＲ、ＯＬは、一定の回転数Ｎ（例えば１０ｒｐｍ）で回転駆動される。回転数Ｎを０ｒｐｍに設定して（すなわち、供試体Ｔ２の各出力軸ＯＲ、ＯＬを静止させて）静的加速試験を行うこともできる。
【０１１７】
図９は、実施例４の加速試験の手順を表すフローチャートである。本実施例の手順は、図６に示す実施例１の手順と略同じものであるが、処理１１の直前に破壊検知処理Ｓ１１ａが付加されている点で実施例１と異なる。本実施例の破壊検知処理Ｓ１１ａは、実施例２における同処理と同じものである。
【０１１８】
実施例４では、供試体Ｔ２の各出力軸ＯＲ、ＯＬが順方向に回転駆動されるが、逆方向に回転駆動するように構成してもよい。
【０１１９】
また、上記の実施例４とは逆に、供試体Ｔ２の入力軸Ｉを定速回転させて、各出力軸ＯＬ、ＯＲに一定のトルクを負荷する構成としてもよい。
【０１２０】
また、上記の実施例４では、供試体Ｔ２の入力軸Ｉに一定値のトルクが与えられるが、周期的に変動するトルクを与える構成としてもよい。
【０１２１】
また、実施例４の加速試験では、本発明の第２実施形態に係るねじり試験装置２００が使用されているが、同様の回転ねじり試験は、上述した本発明の各実施形態のねじり試験装置１００、２００、３００及び４００のいずれを用いても行うことができる。
【０１２２】
以上が本発明の実施形態の説明であるが、本発明は、上記の実施形態の構成に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【０１２３】
１００、２００、３００、４００  ねじり試験装置
１１０、２１０、３１０、４１０  第１駆動部
１１０ａ  本体
１１０ｂ  ベース
１１１  可動プレート
１１２、１２２  サーボモータ
１１３  減速機
１１４  ケース
１１５  スピンドル
１１６、１２６  チャック装置
１１７  トルクセンサ
１１９ａ  スリップリング
１１９ｂ  ブラシ
１２０、３２０、４２０  第２駆動部
２３０、３３０、４３０  第３駆動部
４４０  第４駆動部
Ｔ  供試体
Ｉ  入力軸
Ｏ  出力軸
ＯＬ  左側出力軸
ＯＲ  右側出力軸
ＯＰ  後部出力軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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