(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸を中心に回動するクランクと、第２の軸を中心に揺動するてこと、前記クランクにおける前記第１の軸から離隔した領域と前記てこにおける前記第２の軸とは逆側の領域とに、各々、揺動可能に連結された連接部材とから構成され、前記クランクの回転運動を前記てこの揺動運動に変換するクランク機構により、試験材料を揺動動作させる耐久試験機において、
前記てこの長さを変更するための長さ変更機構を備え、
当該長さ変更機構は、
移動部材と、
前記移動部材の外周部に対して締まりばめ状態で配設されたシリンダと、
前記移動部材の外周部と前記シリンダとの間の領域に流体を供給することにより、前記締まりばめによる締結状態を解除する第１流体供給機構と、
前記第１流体供給機構により前記締まりばめが解除された状態で、前記シリンダ内に流体を供給することにより、前記移動部材を前記シリンダに対して移動させる第２流体供給機構と、
を有するメカニカルロックシリンダから構成されることを特徴とする耐久試験機。
【請求項２】
請求項１に記載の耐久試験機において、
前記長さ変更機構における前記移動部材の移動量を検出する検出器をさらに備える耐久試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、試験材料を揺動動作させることによりその耐久性を試験する耐久試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
試験材料に対して繰り返して同じ運動を実行させることにより耐久試験を実行する耐久試験機においては、運動のために回転運動を往復運動や揺動運動に変換する必要がある。例えば、特許文献１には、モータの回転運動をベースプレートの移動に替えて耐久試験を実行する耐久試験機が開示されている。
【０００３】
このとき、例えば、ボールジョイント等の試験材料を繰り返して揺動動作させることにより、その試験材料の耐久性を試験する耐久試験機においては、試験材料を揺動させるためにクランク機構が使用される。
【０００４】
図１０は、このような従来の耐久試験機に使用されるクランク機構の概要図である。
【０００５】
このクランク機構は、第１の軸５を中心に回動するクランク１と、第２の軸８を中心に揺動するてこ３と、クランク１における第１の軸５から離隔した領域に設けられた軸６と、てこ３における第２の軸８とは逆側の領域に設けられた軸７とに、各々、揺動可能に連結された連接部材２と、第１の軸５と第２の軸８との距離を一定に維持するための固定リンク４とから構成される。このクランク機構においては、図１０において矢印Ａで示すように、クランク１が第１の軸５を中心に回転することにより、この回転力が連接部材２を介しててこ３に伝達され、図１０において矢印Ｂで示すように、てこ３が第２の軸８を中心に揺動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１０３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようなクランク機構において、耐久試験を行う場合の揺動角度を変更するためには、てこの長さを変更する必要がある。このため、従来、てこの長さを変更するために、てこを二つの棒状部材から構成し、その一方に複数のボルト孔または長孔を設け、ボルトにより二つの棒状部材を締結するときに、棒状部材間の締結位置を変更することにより、てこの長さを調整して、てこの揺動角度を変更していた。
【０００８】
しかしながら、このような作業は煩雑なものとなる。耐久試験において、一連の長期の試験の途中で揺動角度を変更する必要がある場合には、揺動角度を変更するたびに耐久試験を中止して、てこの長さの調整作業を行う必要が生じ、試験効率が低下するという問題が生じていた。
【０００９】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、耐久試験時における揺動角度を容易に変更することが可能な耐久試験機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】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、第１の軸を中心に回動するクランクと、第２の軸を中心に揺動するてこと、前記クランクにおける前記第１の軸から離隔した領域と前記てこにおける前記第２の軸とは逆側の領域とに、各々、揺動可能に連結された連接部材とから構成され、前記クランクの回転運動を前記てこの揺動運動に変換するクランク機構により、試験材料を揺動動作させる耐久試験機において、前記てこの長さを変更するための長さ変更機構を備え、当該長さ変更機構は、移動部材と、前記移動部材の外周部に対して締まりばめ状態で配設されたシリンダと、前記移動部材の外周部と前記シリンダとの間の領域に流体を供給することにより、前記締まりばめによる締結状態を解除する第１流体供給機構と、前記第１流体供給機構により前記締まりばめが解除された状態で、前記シリンダ内に流体を供給することにより、前記移動部材を前記シリンダに対して移動させる第２流体供給機構と、を有するメカニカルロックシリンダから構成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記長さ変更機構における前記移動部材の移動量を検出する検出器をさらに備える。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、メカニカルロックシリンダの作用により、てこの長さを変更した上で、その長さで固定することが可能となる。このため、極めて容易に、耐久試験の揺動角度を変更することが可能となる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、移動部材の移動量を検出することにより、自動的に揺動角度を変更することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明に係る耐久試験機に使用されるクランク機構の概要図である。
【図２】クランク機構を利用した耐久試験機の要部を示す側面図である。
【図３】クランク機構を利用した耐久試験機の要部を示す正面図である。
【図４】メカニカルロックシリンダ１２の構成を示す模式図である。
【図５】メカニカルロックシリンダ１２の構成を示す模式図である。
【図６】この発明に係る耐久試験機における油圧回路を示す概要図である。
【図７】第２実施形態に係るメカニカルロックシリンダ１２の構成を示す模式図である。
【図８】第３実施形態に係るメカニカルロックシリンダ１２の構成を示す模式図である。
【図９】第４実施形態に係るメカニカルロックシリンダ１２の構成を示す模式図である。
【図１０】従来の耐久試験機に使用されるクランク機構の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る耐久試験機に使用されるクランク機構の概要図である。
【００１６】
このクランク機構は、第１の軸５を中心に回動するクランク１と、第２の軸８を中心に揺動するてこ３と、クランク１における第１の軸５から離隔した領域に設けられた軸６と、てこ３における第２の軸８とは逆側の領域に設けられた軸７とに、各々、揺動可能に連結された連接部材２と、第１の軸５と第２の軸８との距離を一定に維持するための固定リンク４とから構成される。このクランク機構においては、図１において矢印Ａで示すように、クランク１が第１の軸５を中心に回転することにより、この回転力が連接部材２を介しててこ３に伝達され、図１において矢印Ｂで示すように、てこ３が第２の軸８を中心に揺動する。そして、このクランク機構においては、てこ３は、後述するメカニカルロックシリンダ１２から構成されている。
【００１７】
図２は、図１に示すクランク機構を利用した耐久試験機の要部を示す側面図であり、図３はその正面図である。
【００１８】
上述したクランク１は、円盤状の形状を有し、モータ７６の駆動により第１の軸５を中心に回動する。このクランク１における第１の軸５から離隔した位置には、軸６が立設されており、連接部材２はこの軸６に対して揺動可能に配設されている。また、てこ３を構成するメカニカルロックシリンダ１２における後述するシリンダ３１の下端部には連結部７５が配設されており、メカニカルロックシリンダ１２と連接部材２とは、連結部７５に配設された軸７を中心に互いに揺動する。一方、メカニカルロックシリンダ１２における後述するシリンダロッド３３の上部には、連結部材７４を介して、試験材料載置部７３が固定されている。この試験材料載置部７３は、第２の軸８を中心に揺動可能となっている。
【００１９】
なお、第１の軸５と第２の軸８とは、図示を省略した装置本体に固定されている。この装置本体は、図１に示す固定リンク４を構成する。
【００２０】
試験材料載置部７３上には、試験材料としてのボールジョイント１００が、試験材料取付座７１を介して取り付けられている。このボールジョイント１００の可動部材の一方は、この試験材料取付座７１を介して試験材料載置部７３に固定され、ボールジョイント１００の可動部材の他方は、図２に示す固定部材７２を介して装置本体に固定されている。このため、クランク１が第１の軸５を中心として回転した場合には、この回転力が連接部材２を介してメカニカルロックシリンダ１２に伝達され、メカニカルロックシリンダ１２に接続された試験材料載置部７３が第２の軸８を中心に揺動する。これにより、ボールジョイント１００の揺動部分が揺動動作を行い、耐久試験が実行される。そして、この耐久試験機においては、その揺動角度は、メカニカルロックシリンダ１２の長さにより決定される。すなわち、次のようなしくみで揺動角度は決定される。てこ３（メカニカルロックシリンダ１２）は軸７がクランク１の回転に伴って左右に振られることによって揺動するが、その揺動角度はてこ３の長さとクランク１の運動によって軸７が左右に振られるふり幅などによって決定される。てこ３の長さは軸８と軸７の間の距離であるので、その長さはメカニカルロックシリンダ１２の長さによって決定される。また、クランク１のふり幅は軸５と軸６の間の距離の２倍（軸６が軸５の回りに回転するときの直径）であって一定である。したがって、メカニカルロックシリンダ１２の長さを変えることによっててこ３の揺動角度を変更することができる。
【００２１】
図４および図５は、メカニカルロックシリンダ１２の構成を示す模式図である。なお、図４はシリンダロッド３３が後退した状態を示し、図５はシリンダロッド３３が前進した状態を示している。
【００２２】
このメカニカルロックシリンダ１２は、ピストン３２と、このピストン３２に連結されたシリンダロッド３３と、ピストン３２に対して締まりばめ状態で配設されたシリンダ３１とを備える。図４および図５に示すピストン３２の左側の領域には、作動油の貯留部３４が形成されており、この貯留部３４には、前進ポート３５が連結されている。また、図４および図５に示すピストン３２の右側の領域には、作動油の貯留部３６が形成されており、この貯留部３６には、後退ポート３７が連結されている。なお、ピストン３２およびシリンダロッド３３は、この発明に係る移動部材を構成する。
【００２３】
図４および図５において太線で示す領域４３は、シリンダ３１の、ピストン３２に対する締まりばめ領域となっている。この領域４３において、ピストン３２とシリンダ３１とは、締まりばめ状態で互いに固定される。ピストン３２およびシリンダロッド３３内には、領域４３に作動油を供給するための流路４１が形成されている。この流路４１には、アンロックポート４２が連結されている。また、領域４３の両側には、パッキング４４が配設されている。
【００２４】
図４は、領域４３に作動油が供給されていない状態を示している。この状態においては、領域４３においてピストン３２とシリンダ３１とが締まりばめ状態となっており。ピストン３２とシリンダ３１とは互いに締結状態となっている。このときには、ピストン３２とシリンダ３１との軸心は互いに一致している。
【００２５】
この状態から、図５に示すように、アンロックポート４２および流路４１を介して領域４３に作動油が供給されたときには、領域４３においてシリンダ３１が外側に湾曲する。これにより、ピストン３２とシリンダ３１との締まりばめによる締結状態が解除される。そして、図５に示すように前進ポート３５から貯留部３４に作動油を流入させることにより、ピストン３２およびシリンダロッド３３が、図５に示す右側方向に移動する。ピストン３２およびシリンダロッド３３の移動後に、領域４３への作動油の供給を停止したときには、領域４３においてピストン３２とシリンダ３１とが、再度、締まりばめ状態となる。これにより、ピストン３２とシリンダ３１とは、再び、互いに締結状態となる。
【００２６】
ピストン３２およびシリンダロッド３３を図５に示す左側方向に移動させるときには、再度、アンロックポート４２および流路４１を介して領域４３に作動油を供給し、領域４３においてシリンダ３１を外側に湾曲させる。これにより、ピストン３２とシリンダ３１との締まりばめによる締結状態が解除される。そして、後退ポート３７から貯留部３６に作動油を流入させることにより、ピストン３２およびシリンダロッド３３が、図５に示す左側方向に移動する。
【００２７】
図６は、この発明に係る耐久試験機における油圧回路を示す概要図である。
【００２８】
この油圧回路は、ピストン３２の外周部とシリンダ３１との間の領域に作動油を供給することにより締まりばめによる締結状態を解除するこの発明に係る第１流体供給機構、および、この第１流体供給機構により締まりばめが解除された状態でシリンダ３１内に作動油を供給することによりピストン３２およびシリンダロッド３３をシリンダ３１に対して移動させるこの発明に係る第２流体供給機構を構成するものであり、油圧ポンプ６３と、油タンク６４と、逆止弁６５、６６と、絞り弁６７、６８と、レバー式の切替弁６１、６２とを備える。ここで、切替弁６１は３位置弁であり、切替弁６２は２位置弁である。
【００２９】
図６は、メカニカルロックシリンダ１２が、図４に示すようにロックされた状態を示している。試験体１００に対する耐久試験は、この状態において実行される。
【００３０】
図１から図３に示すメカニカルロックシリンダ１２の長さ（シリンダ３１の端部からシリンダロッド３３の端部までの長さ）を変更する場合においては、レバー式の切替弁６２を、図６に示す領域６２ａが有効となる状態から、領域６２ｂが有効となる状態に切り替える。これにより、各メカニカルロックシリンダ１２におけるアンロックポート４２に作動油が供給される。このため、図５に示すように、領域４３においてシリンダ３１が外側に湾曲する。これにより、ピストン３２とシリンダ３１との締まりばめによる締結状態が解除される。
【００３１】
この状態で、切替弁６１を操作して、ピストン３２およびシリンダロッド３３を移動させる。この場合に、切替弁６１を、図６に示す領域６１ｃが有効となる状態から、領域６１ｂが有効となる状態に切り替えた場合においては、逆止弁６５および絞り弁６７を介して、メカニカルロックシリンダ１２における後退ポート３７から貯留部３６内に作動油が供給される。また、逆止弁６６にパイロット圧が付与され、メカニカルロックシリンダ１２における貯留部３４内の作動油が、前進ポート３５から、絞り弁６８および逆止弁６６を介して排出される。これにより、メカニカルロックシリンダ１２におけるピストン３２およびシリンダロッド３３は、図６における下方向（図４および図５における左側方向）に移動する。このときの移動速度は、絞り弁６８の作用によりコントロールされる。
【００３２】
一方、切替弁６１を、図６に示す領域６１ｃが有効となる状態から、領域６１ａが有効となる状態に切り替えた場合においては、逆止弁６６および絞り弁６８を介して、メカニカルロックシリンダ１２における前進ポート３５から貯留部３４内に作動油が供給される。また、逆止弁６５にパイロット圧が付与され、メカニカルロックシリンダ１２における貯留部３６内の作動油が、後退ポート３７から、絞り弁６７および逆止弁６５を介して排出される。これにより、メカニカルロックシリンダ１２におけるピストン３２およびシリンダロッド３３は、図６における上方向（図４および図５における右側方向）に移動する。このときの移動速度は、絞り弁６７の作用によりコントロールされる。
【００３３】
以上のように、この発明に係る耐久試験機によれば、メカニカルロックシリンダ１２の作用により、てこ３の長さを変更することと、てこ３（メカニカルロックシリンダ１２）の長さの変更後に、てこ３（メカニカルロックシリンダ１２）を揺動動作に耐えうる力で固定することとが可能となる。
【００３４】
なお、メカニカルロックシリンダ１２としては、上述したピストン３２やシリンダロッド３３等から構成される移動部材と、この移動部材の外周部に対して締まりばめ状態で配設されたシリンダと、移動部材の外周部とシリンダとの間の領域に作動油等の流体を供給することにより締まりばめによる締結状態を解除する第１流体供給機構と、第１流体供給機構により締まりばめが解除された状態でシリンダ内に作動油等の流体を供給することにより移動部材をシリンダに対して移動させる第２流体供給機構と、を有するものであれば、図４および図５に示す構造以外のものを使用することも可能である。
【００３５】
図７は、第２実施形態に係るメカニカルロックシリンダ１２の構成を示す模式図である。
【００３６】
このメカニカルロックシリンダ１２は、ピストン３２と、このピストン３２に連結されたシリンダロッド３３と、ピストン３２を囲うシリンダ３１とを備える。図５に示すピストン３２の左側の領域には、作動油の貯留部３４が形成されており、この貯留部３４には、前進ポート３５が連結されている。また、図７に示すピストン３２の右側の領域には、作動油の貯留部３６が形成されており、この貯留部３６には、後退ポート３７が連結されている。なお、ピストン３２およびシリンダロッド３３は、この発明に係る移動部材を構成する。
【００３７】
また、このメカニカルロックシリンダ１２においては、シリンダロッド３３の外周部には、シリンダ部材５１が、シリンダロッド３３に対して締まりばめ状態で配設されている。図７において太線で示す領域５２は、シリンダ部材５１の、シリンダロッド３３に対する締まりばめ領域となっている。この領域５２において、シリンダロッド３３とシリンダ部材５１とは、締まりばめ状態で互いに固定される。シリンダ部材５１には、領域５２に作動油を供給するためのアンロックポート５３が形成されている。
【００３８】
図７は、領域５２に作動油が供給されていない状態を示している。この状態においては、領域５２においてシリンダロッド３３とシリンダ部材５１とが締まりばめ状態となっており。シリンダロッド３３とシリンダ部材５１とは互いに締結状態となっている。このときには、シリンダロッド３３とシリンダ部材５１との軸心は互いに一致している。
【００３９】
この状態から、アンロックポート５３を介して領域５２に作動油が供給されたときには、領域５２おいてシリンダ部材５１が外側に湾曲する。これにより、シリンダロッド３３とシリンダ部材５１との締まりばめによる締結状態が解除される。そして、前進ポート３５から貯留部３４に作動油を流入させることにより、ピストン３２およびシリンダロッド３３が、図７に示す右側方向に移動する。そして、ピストン３２およびシリンダロッド３３の移動後に、領域５２への作動油の供給を停止したときには、領域５２においてシリンダロッド３３とシリンダ部材５１とが、再度、締まりばめ状態となる。これにより、シリンダロッド３３とシリンダ部材５１とは、再び、互いに締結状態となる。
【００４０】
ピストン３２およびシリンダロッド３３を図７に示す左側方向に移動させるときには、再度、アンロックポート５３を介して領域５２に作動油を供給し、領域５２においてシリンダ部材５１を外側に湾曲させる。これにより、シリンダロッド３３とシリンダ部材５１との締まりばめによる締結状態が解除される。そして、後退ポート３７から貯留部３６に作動油を流入させることにより、ピストン３２およびシリンダロッド３３が、図７に示す左側方向に移動する。
【００４１】
図４および図５に示すメカニカルロックシリンダ１２は、ピストン３２とシリンダ３１とが締まりばめ状態となる構成であるのに対し、図７に示すメカニカルロックシリンダ１２は、シリンダ部材５１とシリンダロッド３３とが締まりばめ状態となる構成となっている。図７に示す構成を有するメカニカルロックシリンダ１２を図１から図３に示す耐久試験機に使用した場合においても、図４および図５に示すメカニカルロックシリンダ１２を使用した場合と同様の作用効果を得ることが可能となる。なお、ピストン３２とシリンダ３１と、シリンダ部材５１とシリンダロッド３３との両方が、締まりばめ状態となるメカニカルロックシリンダ１２を使用してもよい。
【００４２】
図８は、第３実施形態に係るメカニカルロックシリンダ１２の構成を示す模式図である。
【００４３】
このメカニカルロックシリンダ１２は、ロッド部材５９と、シリンダ５４と、ロッド部材５９の外周部に配設されたシリンダ部材６０とを備える。シリンダ５４の内部には、作動油を貯留する貯留部５７が形成されており、ロッド部材５９の一端は、この貯留部５７内に進入している。また、この貯留部５７は、流入流出ポート５８に接続されている。なお、このロッド部材５９は、この発明に係る移動部材を構成する。
【００４４】
また、このメカニカルロックシリンダ１２においては、ロッド部材５９の一部の外周部には、シリンダ部材６０が、ロッド部材５９に対して締まりばめ状態で配設されている。図６において太線で示す領域５６は、シリンダ部材６０の、ロッド部材５９に対する締まりばめ領域となっている。この領域５６において、ロッド部材５９とシリンダ部材６０とは、締まりばめ状態で互いに固定される。シリンダ部材６０には、領域５６に作動油を供給するためのアンロックポート５５が形成されている。また、領域５６の両側には、パッキング４４が配設されている。
【００４５】
図８は、領域５６に作動油が供給されていない状態を示している。この状態においては、領域５６においてロッド部材５９とシリンダ部材６０とが締まりばめ状態となっており。ロッド部材５９とシリンダ部材６０とは互いに締結状態となっている。このときには、ロッド部材５９とシリンダ部材６０との軸心は互いに一致している。
【００４６】
この状態から、アンロックポート５５を介して領域５６に作動油が供給されたときには、領域５６おいてシリンダ部材６０が外側に湾曲する。これにより、ロッド部材５９とシリンダ部材６０との締まりばめによる締結状態が解除される。この状態において、流入流出ポート５８から貯留部５７内に作動油を流入させたときには、ロッド部材５９は図８に示す右側方向に移動する。また、この状態において、流入流出ポート５８から貯留部５７内から作動油を流出させたときには、ロッド部材５９は図８に示す左側方向に移動する。そして、ロッド部材５９の移動後に、領域５６への作動油の供給を停止したときには、領域５６においてロッド部材５９とシリンダ部材６０とが、再度、締まりばめ状態となる。これにより、ロッド部材５９とシリンダ部材６０とは、再び、互いに締結状態となる。
【００４７】
上述した第２、第３実施形態に係るメカニカルロックシリンダ１２を耐久試験機に使用した場合においても、メカニカルロックシリンダ１２の作用により、てこ３の長さを変更することと、てこ３（メカニカルロックシリンダ１２）の長さの変更後に、てこ３（メカニカルロックシリンダ１２）を揺動動作に耐えうる力で固定することとが可能となる。
【００４８】
図９は、第４実施形態に係るメカニカルロックシリンダ１２の構成を示す模式図である。
【００４９】
この第４実施形態に係るメカニカルロックシリンダ１２は、図４および図５に示すメカニカルロックシリンダ１２に対して、移動部材としてのピストン３２およびシリンダロッド３３の移動量を検出する検出器を追加したものである。なお、図４および図５に示すメカニカルロックシリンダ１２と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５０】
このピストン３２およびシリンダロッド３３の移動量を検出する検出器は、シリンダロッド３３に付設された連結部材４５と連結する移動子４７と、シリンダ３１に付設され、移動子４７の移動量を測定する検出器本体４６とから構成される。
【００５１】
この第４実施形態に係るメカニカルロックシリンダ１２を使用した場合においては、シリンダロッド３３の移動量を検出することにより、てこ３を構成するメカニカルロックシリンダ１２の長さを検出することができる。このため、この検出値を利用して自動的にクランク機構による揺動角度を変更することが可能となる。
【符号の説明】
【００５２】
１        クランク
２        連接部材
３        てこ
４        固定リンク
５        第１の軸
６        軸
７        軸
８        第２の軸
１２      メカニカルロックシリンダ
３１      シリンダ
３２      ピストン
３３      シリンダロッド
３４      貯留部
３５      前進ポート
３６      貯留部
３７      後退ポート
４１      流路
４２      アンロックポート
４３      領域
４６      検出器本体
４７      移動子
５１      シリンダ部材
５２      領域
５３      アンロックポート
５４      シリンダ
５５      アンロックポート
５６      領域
５７      貯留部
５８      流入流出ポート
５９      ロッド部材
６０      シリンダ部材
６１      切替弁
６２      切替弁
７１      試験材料取付台
７２      固定部材
７３      試験材料載置部
７６      モータ
１００    ボールジョイント
【図１】
0006540562.tif 000002
【図２】
0006540562.tif 000003
【図３】
0006540562.tif 000004
【図４】
0006540562.tif 000005
【図５】
0006540562.tif 000006
【図６】
0006540562.tif 000007
【図７】
0006540562.tif 000008
【図８】
0006540562.tif 000009
【図９】
0006540562.tif 000010
【図１０】
0006540562.tif 000011