(57)【要約】【課題】試験装置の構成を簡素化する。【解決手段】本発明に係る試験装置５０は、取付部材２１によって軸まわりに回転可能に支持されて所定角度範囲で回転されるバルブシャフト２０を加熱する第１ヒータユニット６１及び第２ヒータユニット６２と、バルブシャフト２０を押圧する荷重付与部（荷重用エアシリンダ７１，プッシュロッド７２，セラミックベアリング７３）と、各ヒータユニット６１，６２によって加熱され、プッシュロッド７２等によって押圧された状態のバルブシャフト２０を、軸まわりに回転させて動作特性を測定する圧力センサ５７及び制御部５８とを備える。【選択図】図４
2016156668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受けによって軸まわりに回転可能に支持されて所定角度範囲で回転されるバルブシャフトを加熱する加熱手段と、
前記バルブシャフトを押圧する押圧手段と、
前記加熱手段によって加熱され、前記押圧手段によって押圧された状態の前記バルブシャフトを、軸まわりに回転させて動作特性を測定する測定手段とを備える
試験装置。
【請求項２】
前記押圧手段は、前記バルブシャフトに当接する押圧部材と、加圧によって前記押圧部材を前記バルブシャフトに対して所定の押圧力で当接させた後に、前記押圧部材への加圧を解放する駆動源とを備える請求項１に記載の試験装置。
【請求項３】
前記駆動源は、前記押圧部材の加圧時における前記バルブシャフトの第１角度位置とは異なる第２角度位置で前記加圧を解放する請求項２に記載の試験装置。
【請求項４】
前記第２角度位置は、前記第１角度位置よりもバルブ開放側である請求項３に記載の試験装置。
【請求項５】
前記バルブシャフトには、弁本体の取り付け面を形成する切り欠きが設けられており、
前記切り欠きに取り付けられ、前記押圧部材が当接される円弧面を形成するアダプタを、さらに備える請求項１から４の何れか１項に記載の試験装置。
【請求項６】
前記加熱手段は、前記軸受けが設けられると共に前記バルブシャフトが前記軸受けに支持された筒状部材の各開口端に配置され、
前記加熱手段における前記筒状部材とは反対側の部位に配置される断熱材を、さらに備える請求項１から５の何れか１項に記載の試験装置。
【請求項７】
前記加熱手段は、前記軸受けが設けられると共に前記バルブシャフトが前記軸受けに支持された筒状部材の各開口端に配置され、
前記加熱手段における前記筒状部材とは反対側の部位に配置されるブッシュを、さらに備える請求項１から５の何れか１項に記載の試験装置。
【請求項８】
軸受けによって軸まわりに回転可能に支持されて所定角度範囲で回転されるバルブシャフトを、加熱及び押圧した状態で軸まわりに回転させる回転ステップと、
軸まわりに回転させた前記バルブシャフトの特性を測定する測定ステップとを含む試験方法。
【請求項９】
前記回転ステップでは、加圧によって押圧部材を前記バルブシャフトに対して所定の押圧力で当接させた後に、前記押圧部材への加圧を解放する請求項８に記載の試験方法。
【請求項１０】
前記回転ステップでは、前記押圧部材の加圧時における前記バルブシャフトの第１角度位置とは異なる第２角度位置で前記加圧を解放する請求項９に記載の試験方法。
【請求項１１】
前記第２角度位置は、前記第１角度位置よりもバルブ開放側である請求項１０に記載の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブシャフトを有するバルブの試験装置、及び試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気ブレーキ装置など、高温高圧流体の流量を制御するバルブを有する流量調整装置が知られている。この種の流量調整装置を品質や性能を試験する際には、自動車等に実際に使用されるエンジン、排気管、及びその他エンジン関連部品を流用して作製した試験装置を使用することが行われている。
【０００３】
また、この種の試験装置として、圧縮空気供給装置からの圧縮空気を高温ガス発生装置からの高温ガスにより加熱して供試品に導入し、試験を行うものも知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１６１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンジン等を流用して作製された試験装置では、排気処理設備等も必要となって装置が大掛かりとなってしまう課題がある。同様に、圧縮空気を加熱して供試品に導入する試験装置でも、高温ガス発生装置で生じる排気ガスを処理する排気処理設備が必要となって装置が大掛かりとなってしまう課題がある。
【０００６】
加えて、何れの試験装置もガスを用いて流量調整装置に圧力を付与しているため、試験時間を短縮させるためには超高圧のガスを用いる必要があり、対応するための機構が大掛かりとなってしまう課題もある。
【０００７】
開示の試験装置及び試験方法は、装置構成や試験手順を簡素化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
開示の試験装置は、軸受けによって軸まわりに回転可能に支持されて所定角度範囲で回転されるバルブシャフトを加熱する加熱手段と、前記バルブシャフトを押圧する押圧手段と、前記加熱手段によって加熱され、前記押圧手段によって押圧された状態の前記バルブシャフトを、軸まわりに回転させて動作特性を測定する測定手段とを備える。
【０００９】
また、開示の試験方法は、軸受けによって軸まわりに回転可能に支持されて所定角度範囲で回転されるバルブシャフトを、加熱及び押圧した状態で軸まわりに回転させる回転ステップと、軸まわりに回転させた前記バルブシャフトの特性を測定する測定ステップとを含む。
【発明の効果】
【００１０】
開示の試験装置及び試験方法によれば、装置構成や試験手順を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】試験対象となる排気ブレーキ装置を示す模式的な概略構成図である。
【図２】（Ａ）は、排気ブレーキユニットを排気上流側から見た図である。（Ｂ）は、排気ブレーキユニットをブレーキ用エアシリンダ側から見た図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は、排気ブレーキユニットが備えるバルブ機構を示す模式的な部分断面図である。
【図４】試験装置を示す模式的な平面図である。
【図５】試験装置を示す模式的な側面図である。
【図６】（Ａ）は、弁本体の取り外しとアダプタの取り付けを模式的に説明する図である。（Ｂ）は、アダプタの模式的な斜視図である。
【図７】プッシュロッドによるバルブシャフトの押圧位置を説明する図である。
【図８】プッシュロッドによるバルブシャフトの押圧とバルブシャフトの回転を模式的に説明する図である。
【図９】試験装置による測定結果の一例を説明する図である。
【図１０】測定結果に基づく評価の一例を説明する図である。
【図１１】変形例を模式的に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る試験装置で試験対象となる排気ブレーキ装置１の概略構成図である。
【００１４】
排気ブレーキ装置１は、エンジン１００から排出される排気ガスを案内する排気管１１０の途中に設けられた排気ブレーキユニット１０と、排気ブレーキユニット１０にエア供給管２を介して作動エアを供給するエアタンク３と、エアタンク３から排気ブレーキユニット１０への作動エアの供給をコントロールする電磁バルブ４と、何れも図示しないアクセルセンサや排気ブレーキスイッチからの入力信号に応じて電磁バルブ４のＯＮ・ＯＦＦを切り替える電子制御ユニット５とを備えている。
【００１５】
電磁バルブ４のＯＮにより、エアタンク３から排気ブレーキユニット１０に作動エアが供給されると、排気ブレーキユニット１０が備えるバタフライバルブ１１が閉弁作動して排気管１１０内の排気流れを制限することで、排気ブレーキを作用させるようになっている。一方、排気ブレーキを解除する際は、電磁バルブ４のＯＦＦにより、排気ポートから作動エアを逃がすと共に、排気ブレーキユニット１０が備えるスプリング（後述する）の付勢力によってバタフライバルブ１１を開弁作動させるようになっている。
【００１６】
次に、図２及び図３に基づいて、本実施形態に係る排気ブレーキユニット１０の詳細について説明する。
【００１７】
図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、排気ブレーキユニット１０は、バタフライバルブ１１が収納されたバルブ収納管１２と、バタフライバルブ１１の駆動源となるブレーキ用エアシリンダ１３と、ブレーキ用エアシリンダ１３による直線運動をバタフライバルブ１１の回転運動に変換するリンク機構１４と、ブレーキ用エアシリンダ１３、及びリンク機構１４が取り付けられる取付フレーム１５とを備えている。
【００１８】
図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、バルブ収納管１２は、円筒状の管本体１６と、管本体１６の排気上流端に設けられた上流側フランジ１７と、管本体１６の排気下流端に設けられた下流側フランジ１８とを備えている。管本体１６の内径は、バタフライバルブ１１が備える弁本体１９の直径と略同一とされている。また、管本体１６の内周面における排気流れ方向の途中には一対のボス部２２が形成されている。このボス部２２にはそれぞれ貫通孔が形成されており、バタフライバルブ１１が備える取付部材２１が嵌合固定されている。上流側フランジ１７は排気管１１０の上流側部分との接続部を構成し、下流側フランジ１８は排気管１１０の下流側部分との接続部を構成する。
【００１９】
図３（Ａ）に示すように、バタフライバルブ１１は、弁本体１９と、バルブシャフト２０と、取付部材２１とを備えている。
【００２０】
弁本体１９は、排気管１１０内の排気の流れを調整する円形の板状部材であり、バルブシャフト２０に取り付けられて回転する。図３（Ｂ）に実線で示す開弁状態では、弁本体１９のバルブ面は排気流れ方向と略平行に位置付けられ、エンジン１００からの排気を排気下流へ円滑に流す。同図に点線で示す閉弁状態では、弁本体１９が排気管１１０内の空間を塞いで排気管１１０内の排気の流れを制限する。
【００２１】
バルブシャフト２０は、バタフライバルブ１１の回転軸であり、弁本体１９が着脱可能に取り付けられている。図３（Ｂ）に示すように、バルブシャフト２０における長手方向の中間部には切り欠き２０Ａが設けられており、弁本体１９との当接面が形成されている。図３（Ａ）に示すように、本実施形態では２本の止めねじ２０Ｂによって弁本体１９がバルブシャフト２０に取り付けられている。このため、バルブシャフト２０の切り欠き２０Ａには、止めねじ２０Ｂの雄ねじ部が締め込まれる雌ねじ部（不図示）が設けられている。また、バルブシャフト２０の各端部はそれぞれ、ボス部２２の貫通孔に挿入されている。
【００２２】
取付部材２１は、バルブシャフト２０の各端部に取り付けられており、バルブシャフト２０と共にボス部２２の貫通孔に挿入される。この取付部材２１は軸受けとして機能し、バルブシャフト２０の周囲に配置される。
【００２３】
図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、ブレーキ用エアシリンダ１３は、供給管接続部２３と、シリンダ本体２４と、スプリング２５と、プランジャ２６とを備えている。供給管接続部２３は、エア供給管２に接続される円筒状突起である。エアタンク３から供給される作動エアは、供給管接続部２３を通じてシリンダ本体２４の内部に流入する。シリンダ本体２４は、プランジャ２６とスプリング２５が収納された筒状部材である。シリンダ本体２４の先端面には開口部（不図示）が設けられており、この開口部を通じてプランジャ２６の一部が突出したり、引き込まれたりする。
【００２４】
作動エアが供給されていない状態では、スプリング２５の弾性によってプランジャ２６の基端部がシリンダ本体２４の基端側に押された状態になっている。これにより、プランジャ２６の先端部分のみがシリンダ本体２４の先端面から突出されている。そして、供給管接続部２３を通じて供給された作動エアは、シリンダ本体２４内の基端側空間に導入される。導入された作動エアの圧力（ガス圧力ともいう）がスプリング２５の弾性力よりも高くなると、プランジャ２６はスプリング２５を圧縮しながら先端側に向けて移動し、先端面からの突出長さが増える。一方、電磁バルブ４をＯＦＦして排気ポートから作動エアを逃がすと、圧縮されたスプリング２５の復元力によってプランジャ２６は基端側に向けて移動し、先端面からの突出長さが減る。このように、シリンダ本体２４に対する作動エアの供給と排出を繰り返すことで、プランジャ２６のシリンダ本体２４からの突出量を制御できる。
【００２５】
リンク機構１４は、第１リンク部材２７と、第２リンク部材２８と、第３リンク部材２９とを備えている。第１リンク部材２７の基端部はプランジャ２６の先端部に取り付けられており、第１リンク部材２７の先端部には第２リンク部材２８の基端部が回転可能な状態で取り付けられている。第２リンク部材２８の先端部には、第３リンク部材２９の基端部が回転可能な状態で取り付けられている。第３リンク部材２９の先端部には、バルブシャフト２０の一端部が固定ねじ２０Ｃによって締結されている。このため、第３リンク部材２９は、バルブシャフト２０と共にバルブシャフト２０を中心にして軸まわりに回転する。
【００２６】
このリンク機構１４では、ブレーキ用エアシリンダ１３に作動エアが供給されると、プランジャ２６の突出によって第１リンク部材２７も移動し、第２リンク部材２８を介して第３リンク部材２９の基端部を反時計回りに回転させる。その結果、バルブシャフト２０及び固定ねじ２０Ｃが反時計回りに回転する。反対に、供給された作動エアの一部をブレーキ用エアシリンダ１３から排出し、内部空間を大気圧にすると、スプリング２５の復元力によってプランジャ２６が引き込まれて第１リンク部材２７も移動し、第２リンク部材２８を介して第３リンク部材２９の基端部を時計回りに回転させる。その結果、バルブシャフト２０及び固定ねじ２０Ｃも時計回りに回転する。そして、図３（Ｂ）に示すように、バルブシャフト２０を反時計回りに回転させることで、開弁状態のバタフライバルブ１１を閉弁状態とし、バルブシャフト２０を時計回りに回転させることで、閉弁状態のバタフライバルブ１１を開弁状態に復帰させている。
【００２７】
なお、図２（Ｂ）に示すように、取付フレーム１５には、バタフライバルブ１１の閉弁状態と閉弁状態のそれぞれにおいて、第３リンク部材２９に当接する一対のストッパ部材２９Ａ，２９Ｂが取り付けられている。これらのストッパ部材２９Ａ，２９Ｂにより、バタフライバルブ１１が回転可能な角度範囲が規制されている。
【００２８】
次に、試験装置５０について説明する。図４に示すように、この試験装置５０は、試験対象となる排気ブレーキユニット１０が装着される装置本体５１と、第１エア供給管２Ａを通じて排気ブレーキユニット１０に作動エアを供給するエアタンク３Ａと、エアタンク３Ａから排気ブレーキユニット１０への作動エアの供給をコントロールする電磁バルブ４Ａと、第２エア供給管５２を通じて装置本体５１（荷重用エアシリンダ７１）に作動エアを供給するエア供給ポンプ５３と、エア供給ポンプ５３から装置本体５１への作動エアの供給をコントロールする制御機能付きの三方弁５４と、装置本体５１が備えるヒータユニット６１，６２への電源５５の供給を制御する電源スイッチ５６と、ブレーキ用エアシリンダ１３における基端側空間のガス圧力を検出する圧力センサ５７と、試験装置５０の制御を行う制御部５８とを有している。
【００２９】
これらの中で、エアタンク３Ａ及び電磁バルブ４Ａは図１で説明したエアタンク３及び電磁バルブ４と同等の構成であり、第１エア供給管２Ａは図１で説明したエア供給管２に相当するので、説明は省略する。以下では、装置本体５１と圧力センサ５７と制御部５８について説明し、その中で他の構成要素についても説明する。
【００３０】
図４及び図５に示すように、装置本体５１は、排気ブレーキユニット１０が装着されるユニット装着部６０と、排気ブレーキユニット１０が備えるバルブシャフト２０にラジアル方向の荷重を付与する荷重付与部７０とを有している。
【００３１】
ユニット装着部６０は、排気ブレーキユニット１０を加熱する第１ヒータユニット６１及び第２ヒータユニット６２と、第１ヒータユニット６１及び第２ヒータユニット６２からの熱を外部に伝わり難くする一対の遮熱板６３，６４と、バルブシャフト２０の回転量を検出するエンコーダ６５とを有している。
【００３２】
第１ヒータユニット６１は本発明の加熱手段の一例であり、通電によって発熱する。この第１ヒータユニット６１は、排気ブレーキユニット１０の上流側フランジ１７を覆う板形状に形成されており、この上流側フランジ１７に当接状態で固定されている。第２ヒータユニット６２も本発明の加熱手段の一例であり、通電によって発熱する。この第２ヒータユニット６２は、荷重付与部７０が備えるプッシュロッド７２を挿入するための切り欠き（不図示）を備える板形状に形成されており、排気ブレーキユニット１０の下流側フランジ１８に当接状態で固定されている。各ヒータユニット６１，６２には、温度を測定するための熱電対（不図示）が複数取り付けられており、測定点の温度を示す検出信号が制御部５８に入力されている。
【００３３】
一対の遮熱板６３，６４は、各ヒータユニット６１，６２における排気ブレーキユニット１０の取付面とは反対側の位置のそれぞれに、ベース板５１Ａの上面から上方に向けて設けられている。各遮熱板６３，６４は、各ヒータユニット６１，６２を取り付けるための取付板を兼ねている。このため、各遮熱板６３，６４からは複数本の取り付けねじ６６（図５にのみ示す）が突出されており、各ヒータユニット６１，６２及び各フランジ１７，１８がねじ止め固定されている。このため、排気ブレーキユニット１０は、各ヒータユニット６１，６２によってバルブ収納管１２の排気上流及び排気下流側から加熱される。
【００３４】
エンコーダ６５は、エンコーダ本体６５Ａと回転軸６５Ｂとを備えている。エンコーダ本体６５Ａは、回転軸６５Ｂが所定角度回転する毎に所定レベルの電気信号を出力するものであり、ベース板５１Ａの上面から上方に設けられた放熱板６７に支持されている。回転軸６５Ｂはバルブシャフト２０の回転に伴って回転するものであり、その先端にはソケット部６５Ｃが設けられている。ソケット部６５Ｃの内周面には、バルブシャフト２０の端部に設けられた固定ねじ２０Ｃが嵌まる形状の凹部が形成されている。本実施形態では、固定ねじ２０Ｃの頭部が六角形状であるので六角形状の凹部が形成されている。このソケット部６５Ｃを固定ねじ２０Ｃの頭部に嵌め込むことで、バルブシャフト２０の回転がソケット部６５Ｃを介して回転軸６５Ｂに伝達され、エンコーダ本体６５Ａでバルブシャフト２０の回転量が検出される。
【００３５】
この回転軸６５Ｂは、エンコーダ本体６５Ａをバルブシャフト２０から離隔させるための離隔部材としても機能している。すなわち、回転軸６５Ｂの長さに応じてエンコーダ本体６５Ａとバルブシャフト２０との間隔を規定でき、これによりエンコーダ本体６５Ａへ放射される熱量を軽減できる。また、本実施形態のソケット部６５Ｃには、不図示のスリットが形成されているので放熱効果が向上し、この点でもエンコーダ本体６５Ａへ伝達される熱量を軽減できる。加えて、エンコーダ本体６５Ａは、放熱板６７に取り付けられているので、放熱板６７の放熱作用によってもエンコーダ本体６５Ａへの伝熱量を軽減できる。その結果、過加熱に起因するエンコーダ本体６５Ａの誤動作を防止でき、かつ、寿命を延ばすことができる。
【００３６】
荷重付与部７０は本発明の押圧手段の一例であり、本発明の駆動源の一例である荷重用エアシリンダ７１と、本発明の押圧部材の一例であって、荷重用エアシリンダ７１によって突出されてバルブシャフト２０を押圧するプッシュロッド７２とを有している。
【００３７】
荷重用エアシリンダ７１は、エア供給ポンプ５３から供給される作動エアによってプッシュロッド７２を突出方向（排気ブレーキユニット１０の方向）に移動させる。本実施形態では、複動型のエアシリンダにおける突出側のみを用いている。後述するように、特性の測定時においては、プッシュロッド７２の先端をバルブシャフト２０に当接させた状態で三方弁５４を制御し、作動エアを外部に逃がしてプッシュロッド７２によるバルブシャフト２０の押圧力を解除している。これは、プッシュロッド７２による押圧力を解除しても、プッシュロッド７２をバルブシャフト２０へ当接させたままの状態で維持するためである。プッシュロッド７２がバルブシャフト２０から離れてしまうとプッシュロッド７２に衝撃荷重が加わる虞があるが、プッシュロッド７２をそのままの位置で維持することで衝撃荷重を抑制できる。
【００３８】
プッシュロッド７２は、基端側部分が円柱状部となっており、荷重用エアシリンダ７１によって突出されたり、引き込まれたりする。一方、先端側部分は、図８に示すように、先端に向かうほどに幅広の板状となっており、先端側部分の先端には一対のセラミックベアリング７３が並んだ状態で設けられている。これらのセラミックベアリング７３は、バルブシャフト２０の長手方向中央部に当接して押圧力を付与する。また、バルブシャフト２０が回転しても一定の押圧力を付与させるため、各セラミックベアリング７３は回転可能に支持されており、バルブシャフト２０の回転に伴って回転する。
【００３９】
圧力センサ５７は、本発明の測定手段の一例であり、前述したようにブレーキ用エアシリンダ１３における基端側空間のガス圧力を検出する。便宜上、図４の例において圧力センサ５７は、第１エア供給管２におけるブレーキ用エアシリンダ１３と電磁バルブ４Ａとの間に配置されているが、基端側空間のガス圧力を検出できればどこに配置されていてもよい。
【００４０】
図４に示すように、制御部５８は、三方弁５４、電磁バルブ４Ａ、エンコーダ６５、電源スイッチ５６、圧力センサ５７、及び熱電対（不図示）と電気的に接続されている。この制御部５８は、本発明の測定手段の一例であり、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。そして、制御部５８は、三方弁５４や電磁バルブ４Ａに対する開閉制御を行って、作動エアを供給させたり、外部に逃がしたりしている。また、制御部５８は、エンコーダ６５からの検出信号に基づいてバルブシャフト２０の回転角（位相）を取得する。さらに、制御部５８は、熱電対からの検出信号に基づいて各ヒータユニット６１，６２の温度を取得するとともに、電源スイッチ５６を制御して各ヒータユニット６１，６２の温度を調整する。
【００４１】
次に、上述の試験装置５０による試験手順について説明する。
【００４２】
図６（Ａ）に示すように、事前準備としてバタフライバルブ１１の弁本体１９を取り外し、アダプタ２０Ｄをバルブシャフト２０の切り欠き２０Ａに取り付ける。ここでは、２本の止めねじ２０Ｂを外すことで弁本体１９をバルブシャフト２０から取り外し、切り欠き２０Ａにアダプタ２０Ｄを被せて止めねじ２０Ｂで固定する。図６（Ｂ）に示すように、アダプタ２０Ｄは、矩形状の溝が形成された円柱状部材であり、止めねじ２０Ｂが挿入されるねじ孔ＳＨが長手方向に間隔を開けて２つ設けられている。そして、切り欠き２０Ａにアダプタ２０Ｄが被せられることで、この部分が円柱状になる。
【００４３】
切り欠き２０Ａにアダプタ２０Ｄを取り付けたならば、排気ブレーキユニット１０をユニット装着部６０に取り付ける。図４及び図５で説明したように、排気ブレーキユニット１０のユニット装着部６０への取り付けは、各遮熱板６３，６４の取り付けねじ６６を用いて行う。すなわち、合計８本の取り付けねじ６６により、各ヒータユニット６１，６２及び各フランジ１７，１８をねじ止め固定する。
【００４４】
排気ブレーキユニット１０を取り付けたならば、各ヒータユニット６１，６２に通電して排気ブレーキユニット１０（バルブ収納管１２）を加熱する。このとき、熱電対を通じて各ヒータユニット６１，６２の温度が制御部５８に取得される。制御部５８は、各ヒータユニット６１，６２の温度が所定の試験温度に到達するまでは、電源スイッチ５６をオンにして各ヒータユニット６１，６２への通電を継続する。各ヒータユニット６１，６２の温度が試験温度に到達した後、制御部５８は、電源スイッチ５６を適宜オンオフして各ヒータユニット６１，６２の温度を試験に適した温度範囲に維持する。
【００４５】
排気ブレーキユニット１０が試験温度まで加熱されたならば、制御部５８は、電磁バルブ４Ａを制御して作動エアをシリンダ本体２４内の基端側空間に導入させる。そして、導入された作動エアの圧力（ガス圧力）がスプリング２５の弾性力よりも高くなると、プランジャ２６の先端面からの突出長さが増える。これにより、図３（Ｂ）で説明したように、バルブシャフト２０は閉弁状態に対応する位相（回転角度）まで回転される。従って、作動エアを基端側空間に導入する手順は、本発明の回転ステップの一例である。
【００４６】
バルブシャフト２０が閉弁状態の角度まで回転されたならば、制御部５８は、三方弁５４を制御してプッシュロッド７２を突出させ、図７及び図８に示すように、セラミックベアリング７３をバルブシャフト２０に所定の試験圧力で当接させる。
【００４７】
セラミックベアリング７３を試験圧力で当接させたならば、制御部５８は、電磁バルブ４Ａを制御してブレーキ用エアシリンダ１３が備えるシリンダ本体２４内の作動エアを外部に逃がす。これにより、シリンダ本体２４内のガス圧力が低下し、シリンダ本体２４内のガス圧力がスプリング２５の復元力よりも低くなると、スプリング２５の復元力によってバルブシャフト２０が戻り方向（開弁方向）へ回転する。従って、作動エアを外部に逃がす手順も、本発明の回転ステップの一例である。
【００４８】
バルブシャフト２０の位相が閉弁状態から所定の設定角度だけ開弁方向に戻ったならば、制御部５８は、三方弁５４を制御して作動エアを逃がし、プッシュロッド７２によるバルブシャフト２０の押圧力を解放する。このように、閉弁状態（本発明の第１角度位置の一例）から所定の設定角度だけ開弁方向に戻った角度位置（本発明の第２角度位置の一例）でバルブシャフト２０に対する加圧を解放することにより、実際の使用状態に近い状態で試験を行うことができる。前述したように、押圧状態を解いてもプッシュロッド７２は、バルブシャフト２０へ当接させたままの状態で維持されるので、衝撃荷重を抑制することができる。その後は、スプリング２５の復元力によって位相が開弁状態となるまで、バルブシャフト２０は戻り方向に回転される。
【００４９】
図９は、試験装置５０による測定結果の一例を説明する図であり、縦軸は圧力センサ５７で検出されたガス圧力を示し、横軸はエンコーダ６５で検出されたバルブシャフト２０の位相（回転角度）を示している。横軸に関し、開弁状態の位相を左端に、閉弁状態の位相を右端に定めている。なお、圧力センサ５７及び制御部５８によるガス圧力及びバルブシャフト２０の位相を測定する手順は、本発明の測定ステップの一例である。
【００５０】
図９に符号Ａで示す開弁状態から電磁バルブ４Ａを開放し、シリンダ本体２４内の基端側空間に作動エアを導入すると、符号Ｂで示すようにガス圧力は上昇するものの、スプリング２５の弾性力の方が強いのでバルブシャフト２０の位相は開弁状態のまま維持される。符号Ｃで示す状態、すなわちスプリング２５の弾性力とガス圧力とが釣り合った状態からさらにガス圧力が上昇すると、符号Ｄで示すように、ガス圧力の上昇に伴ってバルブシャフト２０が回転し、位相が閉弁側にシフトする。
【００５１】
バルブシャフト２０が符号Ｅで示す閉弁状態まで回転されると、制御部５８は三方弁５４を制御して荷重用エアシリンダ７１に作動エアを供給する。これにより、プッシュロッド７２が突出されて、セラミックベアリング７３を介してバルブシャフト２０に所定の押圧力が付与される。また、制御部５８は、電磁バルブ４Ａを制御してシリンダ本体２４内の作動エアを外部に逃がす。作動エアを逃がしても符号Ｆで示す状態、すなわちスプリング２５の弾性力よりもガス圧力の方が高い状態では、バルブシャフト２０の位相は閉弁状態のまま維持される。符号Ｇで示す状態、すなわちスプリング２５の弾性力とガス圧力とが釣り合った状態からさらにガス圧力が低下すると、スプリング２５が復元力によって伸長するので、符号Ｈで示すようにバルブシャフト２０が戻り方向に回転し、位相が開弁側にシフトする。そして、スプリング２５の復元力によってバルブシャフト２０は、位相が開弁状態になるまで戻り方向に回転する。
【００５２】
ここで、排気ブレーキユニット１０のバタフライバルブ１１が円滑に動作している状態では、符号Ｇで示すように、閉弁状態のバルブシャフト２０が開弁方向に回転し始める戻り始めのガス圧力は、開弁状態のバルブシャフト２０が閉弁方向に回転し始めるガス圧力と概ね一致する。経年劣化等によってバルブシャフト２０が動き難くなると、例えば符号Ｇ１で示すように、戻り始めのガス圧力は符号Ｇのガス圧力よりも低くなる。経年劣化がさらに進むと、例えば符号Ｇ２で示すように、戻り始めのガス圧力は符号Ｇ１のガス圧力よりもさらに低くなる。従って、戻り始めのガス圧力を評価することで、バタフライバルブ１１の性能評価をすることができる。
【００５３】
図１０は、測定結果に基づく評価の一例を説明する図であり、縦軸は評価値、横軸は試験サイクル数である。評価値としては、例えば戻り始めのガス圧力を用いることができる。ある仕様の排気ブレーキユニット１０については、符号Ｘ１の実線で示すように試験サイクル数を増やしても、図中破線で示す基準値を越えていることから、高い耐久性を備えていることが理解できる。一方、他の仕様の排気ブレーキユニット１０については、符号Ｘ２の一点鎖線で示すように少ない試験サイクル数で基準値以下になっていることから、先の排気ブレーキユニット１０よりも耐久性が低いことが理解できる。
【００５４】
このように、本実施形態の試験装置５０において、バルブシャフト２０は、軸受けとしての取付部材２１によって軸まわりに回転可能に支持されて所定角度範囲で回転される。各ヒータユニット６１，６２は、バルブ収納管１２に収納されたバルブシャフト２０を加熱し、プッシュロッド７２とセラミックベアリング７３は、バルブシャフト２０を押圧する。加熱及び押圧されたバルブシャフト２０を、ブレーキ用エアシリンダ１３やリンク機構１４によって回転させ、開弁状態から閉弁状態への正回転時と閉弁状態から開弁状態への戻り回転時のそれぞれで、シリンダ本体２４内における基端側空間のガス圧力を圧力センサ５７と制御部５８によって測定している。そして、正回転時と戻り回転時におけるガス圧力に基づいて排気ブレーキユニット１０の評価を行っている。
【００５５】
このように、本実施形態の試験装置５０では、バルブシャフト２０に対する押圧力の付与を、荷重付与部７０が備えるプッシュロッド７２とセラミックベアリング７３で行っているので、排気処理設備が不要であり、超高圧のガスを扱うための設備も不要である。さらに、バルブシャフト２０に対する加熱は各ヒータユニット６１，６２への通電で行えるため、装置構成や試験手順を簡素化できる。
【００５６】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００５７】
例えば図１１に示すように、遮熱板６３，６４と各ヒータユニット６１，６２との隙間に断熱材８１を配置してもよい。断熱材８１を配置することで、各ヒータユニット６１，６２が発生する熱の無駄な放出を抑えることができ、各ヒータユニット６１，６２が発生する熱を排気ブレーキユニット１０の加熱に効率よく使用できる。同様に、遮熱板６３，６４と各ヒータユニット６１，６２との隙間にブッシュ８２を配置してもよい。ブッシュ８２によって隙間が塞がれるので、熱の無駄な放出を抑制でき、排気ブレーキユニット１０の加熱を効率よく行える。
【００５８】
また、測定手段によって測定される動作特性に関し、前述の実施形態ではシリンダ本体２４内の基端側空間に導入された作動エアの圧力と位相（バルブシャフト２０の回転角度）の関係を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、全閉状態から全開状態に戻るまでの復帰時間であってもよいし、バタフライバルブ１１の動作を示す他のパラメータであってもよい。
【００５９】
また、バルブシャフト２０の回転を検出する装置に関し、前述の実施形態ではエンコーダ６５を用いたが、バルブシャフト２０の回転を検出することができれば、他の検出装置を用いてもよい。
【００６０】
さらに、試験対象に関し、前述の実施形態では排気ブレーキ装置１（排気ブレーキユニット１０）を例に挙げたが、他の装置であってもよい。例えば、ＥＧＲ（排気再循環）装置が有するＥＧＲバルブ機構であってもよいし、バルブシャフト２０を有するバルブ機構であれば、他の種類のバルブ機構であってもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  排気ブレーキ装置
１０  排気ブレーキユニット
１１  バタフライバルブ
１２  バルブ収納管
１３  ブレーキ用エアシリンダ
１４  リンク機構
１５  取付フレーム
１６  管本体
１７  上流側フランジ
１８  下流側フランジ
１９  弁本体
２０  バルブシャフト
２０Ａ  切り欠き
２０Ｃ  固定ねじ
２０Ｄ  アダプタ
２１  取付部材
２２  ボス部
２３  供給管接続部
２４  シリンダ本体
２５  スプリング
２６  プランジャ
５０  試験装置
５２  第２エア供給管
５３  エア供給ポンプ
５４  三方弁
５７  圧力センサ
５８  制御部
６０  ユニット装着部
６１  第１ヒータユニット
６２  第２ヒータユニット
６３  遮熱板
６４  遮熱板
６５  エンコーダ
６５Ａ  エンコーダ本体
６５Ｂ  回転軸
６５Ｃ  ソケット部
６７  放熱板
７０  荷重付与部
７１  荷重用エアシリンダ
７２  プッシュロッド
７３  セラミックベアリング
【図１】
2016156668.tif 000003
【図２】
2016156668.tif 000004
【図３】
2016156668.tif 000005
【図４】
2016156668.tif 000006
【図５】
2016156668.tif 000007
【図６】
2016156668.tif 000008
【図７】
2016156668.tif 000009
【図８】
2016156668.tif 000010
【図９】
2016156668.tif 000011
【図１０】
2016156668.tif 000012
【図１１】
2016156668.tif 000013