(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互間に一定方向の磁束を発生させる一対の励磁用磁石と、軸方向を前記磁束の方向と交差する方向に向け、軸回り方向に振動自在に、前記一対の励磁用磁石相互間に円筒部を位置させた導電性の駆動体と、前記円筒部の内方に該円筒部と同軸的にかつ非接触で位置決め固定された内側誘導コイルと、前記円筒部及び励磁用磁石相互間に巻線外周部分が位置すると共に、前記円筒部と同軸的にかつ非接触で位置決め固定された外側誘導コイルと、前記内、外側誘導コイルに所望周波数の交流電流を供給する交流電源とを具備し、
前記内、外側誘導コイルは、前記交流電源からの電流供給時に該内、外側誘導コイルによる誘導電流を前記駆動体に重畳する方向に与え、該駆動体を前記一対の励磁用磁石から発生する磁束との相互作用により軸回り方向に振動させることを特徴とするねじり加振装置。
【請求項２】
外側誘導コイルは、その巻線外周部分が駆動体の円筒部ほぼ全周を囲む円筒形状をなし、かつ、前記駆動体の円筒部の回動軸位置を挟んでほぼ等分に２分割に構成されたことを特徴とする請求項１に記載のねじり加振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ねじり振動特性計測、特に自動車の駆動系のねじり振動に対する応答性能計測等に好適なねじり加振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ねじり振動特性計測に使用される電磁式のねじり加振装置には、静止磁石とでねじり加振を行わせるためのコイルを、供試軸が連結される駆動体に直接巻き付け（駆動体とコイルとで電磁石を構成し）、そのコイルに電流を流すことにより、駆動体にトルクを発生させてねじり加振を行わせるというものがあった（実開昭６２−１９７０２６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来装置では、次のような問題点があった。
すなわち上述したように、コイルを駆動体に直接巻き付けているため、駆動体の慣性モーメントが大きくなり、この駆動体に連結する供試軸、ひいてはねじり振動に対する応答性能の計測対象であるトランスミッション等の供試体への加振トルクの伝達効率が低下する。このため、計測に必要なトルク（負荷）を与えての加振ができず、有効な計測が可能な加振周波数の低下を来してしまうことにもなった。
【０００４】
こうした問題点を改善するには、負荷能力を高めることが挙げられる。しかし、負荷能力を高めるには上記コイルの巻き数を多くする必要があり、そうすると上述と同様の理由で慣性モーメントが増大した。このため、供試体（トランスミッション）への加振トルクの伝達効率が更に低下し、コイルの巻き数を増やす前以上に必要なトルクを与えての加振ができず、有効な計測が可能な加振周波数の低下の程度も大きくなった。
【０００５】
したがって、このような従来のねじり加振装置を用いて、例えばトルク加振によるトランスミッションのギヤノイズ評価を実施したい場合でも、上述したように駆動体の慣性モーメントが大きいためトランスミッションに必要なトルクを与えることができず、評価（計測）が不可能となった。
トランスミッションのギヤノイズは、４ｋＨｚ程度まで発生するので、最近では４ｋＨｚ程度までのテストが要求されることもあるが、上記のように慣性モーメントが大きいことは、このような高周波域（４ｋＨｚ程度）にわたってのギヤノイズ評価の実施にも障害となった。
【０００６】
本発明は、上記のような実情に鑑みなされたもので、駆動体の慣性モーメントを増大させることなくトルクを高めることができて、供試体への加振トルクの伝達効率を高めることができ、従来実現できなかった評価・計測対象についても必要なトルクを与えての加振が可能となり、したがってまた加振周波数を高周波域まで広げての評価・計測も可能なねじり加振装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のねじり加振装置は、相互間に一定方向の磁束を発生させる一対の励磁用磁石と、軸方向を前記磁束の方向と交差する方向に向け、軸回り方向に振動自在に、前記一対の励磁用磁石相互間に円筒部を位置させた導電性の駆動体と、前記円筒部の内方に該円筒部と同軸的にかつ非接触で位置決め固定された内側誘導コイルと、前記円筒部及び励磁用磁石相互間に巻線外周部分が位置すると共に、前記円筒部と同軸的にかつ非接触で位置決め固定された外側誘導コイルと、前記内、外側誘導コイルに所望周波数の交流電流を供給する交流電源とを具備し、前記内、外側誘導コイルは、前記交流電源からの電流供給時に該内、外側誘導コイルによる誘導電流を前記駆動体に重畳する方向に与え、該駆動体を前記一対の励磁用磁石から発生する磁束との相互作用により軸回り方向に振動させることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明のねじり加振装置は、請求項１に記載の発明において、外側誘導コイルは、その巻線外周部分が駆動体の円筒部ほぼ全周を囲む円筒形状をなし、かつ、前記駆動体の円筒部の回動軸位置を挟んでほぼ等分に２分割に構成されたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明によるねじり加振装置の一実施形態の説明図である。
この図に示すように、本発明のねじり加振装置は、一対の励磁用磁石１１，１２、駆動体１３、内側誘導コイル１４、外側誘導コイル１５及び内、外側誘導コイル１４，１５に所望周波数の交流電流を供給する交流電源１６を備えて構成されている。一対の励磁用磁石１１，１２は永久磁石でもよいが、ここでは電磁石を用いているので、この一対の励磁用磁石１１，１２ヘの直流電源１７も備えている。
【００１０】
なお、１８は直流電源１７及び交流電源１６を制御する制御装置、１９は駆動体１３に同軸的に取付固定された供試体接続治具（供試軸）、２０は供試体、２１は供試体２０の支持台である。
ねじり振動検出用センサ２２，２３は、駆動体１３の加速度（速度変化）を検出して制御装置１８に与えるセンサである。歪みゲージ２４は、供試体２０への加振トルクの近似値を得て制御装置１８に与えるセンサである。
【００１１】
上記一対の励磁用磁石１１，１２、駆動体１３、内側誘導コイル１４及び外側誘導コイル１５について、図２を併用して以下に説明する。
まず、一対の励磁用磁石１１，１２は、所定間隔おいて配置され、直流電源１７から電源供給されて相互間に一定方向（矢印イ参照）の磁束を発生させる磁石である。
【００１２】
駆動体１３は、導電性材料を用いて、少なくとも円筒部１３ａを有した形状、ここでは円筒容器状に形成されている。この駆動体１３は、軸方向を矢印イで示す上記磁束の方向と交差する方向に向けた状態で、軸回り方向に振動自在に、上記一対の励磁用磁石１１，１２相互間に円筒部１３ａを位置させてなる。
内側誘導コイル１４は、駆動体１３の円筒部１３ａの内方に、この円筒部１３ａと同軸的にかつ微小距離をおいて非接触に位置決め固定されている。
外側誘導コイル１５は、その巻線外周をなす円筒状部１５ａを、駆動体１３の円筒部１３ａ及び励磁用磁石１１，１２相互間に位置させると共に、上記駆動体１３の円筒部１３ａと同軸的にかつ微小距離をおいて非接触に位置決め固定されている。
【００１３】
この場合、内、外側誘導コイル１４，１５は、交流電源１６（図１参照）からの電流供給時にそれら両誘導コイル１４，１５による誘導電流を駆動体１３に重畳する方向に与え、この駆動体１３を、一対の励磁用磁石１１，１２から発生する磁束との相互作用により軸回り方向に振動（ねじり振動）させるように構成されている。
【００１４】
これにより、駆動体１３に連結された供試体接続治具（供試軸）１９もねじり振動し（図１，図２中、矢印ロ参照）、供試体２０がねじり加振される。
この際、駆動体１３、ひいては供試体２０は、両誘導コイル１４，１５に供給される交流電源１６の周波数に応じた周波数で振動する。
図２中の矢印ハ，二は、ある時点における駆動体１３の図示位置での誘導電流の方向を示す。この誘導電流の方向ハ，二は交流電源１６の周波数と同周波数で各々反転し、これにより駆動力（トルク）が与えられて駆動体１３が振動する。
【００１５】
本発明では、従来装置のようにコイルを駆動体に直接巻き付けることはなく、駆動体１３とは非接触の誘導コイル１４，１５で駆動体１３にトルクを発生させ、ねじり振動させるようにしている。
これによれば、駆動体１３に発生させるトルクを大きくするために、誘導コイル１４，１５の巻き数を増加させても駆動体１３の慣性モーメントを大きくすることはない。したがって供試体接続治具１９、すなわち供試体２０、例えばねじり振動に対する応答性能の計測対象であるトランスミッション等への加振トルクの伝達効率を低下させずに、その加振トルクを増大させることができ、計測に必要なトルク（負荷）を与えての加振を高周波域まで広げることができる。
【００１６】
また本実施形態では、コイルを内、外側誘導コイル１４，１５の２分割構成とし、両誘導コイル１４，１５を、巻き方向同一で並列に接続している。
このような構成によると、コイル全体のインダクタンスＬを大きくすることなく、駆動体１３に発生させるトルクを大きくすることができる。
すなわち、コイルに交流電流を流すとき、その周波数を高くするとインダクタンスが大きくなり、通電電流が減少して駆動体１３に流れる誘導電流も減少し、加振トルクが低下する。したがって、高周波域まで加振トルクを低下させないためには、コイルのインダクタンスを極力小さくする必要がある。
【００１７】
また、交流電流の周波数が一定の場合に、単にコイルの巻き数を増やすだけで加振トルクを高めようとしても、コイルのインダクタンスＬはコイル巻き数の二乗に比例するため、加振トルクの増大には限界がある。すなわち、内、外側誘導コイル１４，１５のいずれか一方の誘導コイル１４又は１５のみを配置し、その巻き数をふやす構成では加振トルクの増大に限界がある。
【００１８】
そこで本実施形態では、上述したように内、外側誘導コイル１４，１５の２分割構成とし、両誘導コイル１４，１５を、巻き方向同一で並列に接続することで、通電される交流電流の周波数が高域側に変化する場合でも、あるいは一定の場合でも、コイル全体のインダクタンスＬを大きくすることなく、駆動体１３に発生するトルクを増大可能とした。
【００１９】
図３〜図５は、本発明のねじり加振装置の要部の具体例を示す図で、図３は平面図、図４は図３中のＡ−Ａ線断面矢視図、図５は図３中のＢ−Ｂ線断面矢視図である。
各図において、図２と同一又は相当部分に同一符号を付して説明すると、一対の励磁用磁石１１，１２は、ほぼＣ字状に形成されたコア３１の両端部に各別に固定され、このコア３１によって磁気的に接続されている。
コア３１には、駆動体１３、内側誘導コイル１４及び外側誘導コイル１５部分の四方を囲むフレーム３２が固定されている。このフレーム３２の背面側端部の左右方向ほぼ中央部分には、上下方向にフレーム３３が掛渡し固定されている。
【００２０】
駆動体１３は、このフレーム３３にベアリング３６を介して軸回り方向に振動自在に支持され、外側誘導コイル１５はコア３１に固定されている。
フレーム３２に支持され、内側誘導コイル１４を支持するフレーム３５が、駆動体１３の軸回り方向の振動（ねじり振動）の障害とならないように駆動体１３及び外側誘導コイル１５には窓３７〜４０が開けられている。
【００２１】
外側誘導コイル１５は、ここでは円筒容器状に形成され、また図５から分かるように、上下に等分に２分割（コイル部１５ｂ，１５ｃ参照）され、駆動体１３外周への配置上の便宜が図られている。２分割構成によれば外側誘導コイル１５の製造も容易になる。
外側誘導コイル１５を、駆動体１３の円筒部１３ａの全周を囲むように円筒状部１５ａを備えて構成すれば、駆動体１３へ大きな駆動力（トルク）を与えることができるが、円筒容器状に形成した図示例によれば上記駆動力は更に大きくなる。なお、外側誘導コイル１５の正面側中央部には、供試体接続治具１９（図２参照）を通すための窓４１が開けられている。
【００２２】
内、外側誘導コイル１４，１５は、それらの平面図（図２参照）上で外形線（輪郭線）となる四角形の四辺に沿って各々上下方向（図２では図示面に対して垂直方向）に積層巻回されるので、四隅部の曲げ半径が小さく、巻回後のスプリングバックによる変形が生じやすくなっているので、樹脂等を用いて全体を固化している。
駆動体１３と内、外側誘導コイル１４，１５との間隔は、できる限り狭くすれば、駆動体１３に流れる誘導電流を大きくすることができる。
【００２３】
上述構成において、一対の励磁用磁石１１，１２に直流電流が供給されると、それら相互間に一定方向の磁束が発生する。この状態で、内、外側誘導コイル１４，１５に交流電流が供給されると各々交流磁束を発生し、駆動体１３には誘導電流が発生する。
この誘導電流は、一対の励磁用磁石１１，１２が発生する磁束中を、駆動体１３の図３、図４における左、右側で逆方向に横切るので（図２中、矢印ハ，二参照）、駆動体１３の同左、右側で上、下相反する方向の力が発生し、駆動体１３にはトルクが同時発生する。このトルクの方向は交流電流の周波数に応じて交互に反転するので、駆動体１３は交流電流の周波数に応じた周波数で軸回り方向に振動（ねじり振動）する。
この時の上記トルクの値及び加振周波数は、図１に示す制御装置１８によって任意に制御可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように請求項１に記載の発明によれば、相互間に一定方向の磁束を発生させる一対の励磁用磁石と、軸方向を上記磁束の方向と交差する方向に向け、軸回り方向に振動自在に、上記一対の励磁用磁石相互間に円筒部を位置させた導電性の駆動体と、上記円筒部の内方に該円筒部と同軸的にかつ非接触で位置決め固定された内側誘導コイルと、上記円筒部及び励磁用磁石相互間に巻線外周部分が位置すると共に、上記円筒部と同軸的にかつ非接触で位置決め固定された外側誘導コイルと、上記内、外側誘導コイルに所望周波数の交流電流を供給する交流電源とを備えてねじり加振装置を構成した。
そして、上記内、外側誘導コイルを、上記交流電源からの電流供給時にそれら両誘導コイルによる誘導電流を上記駆動体に重畳する方向に与え、該駆動体を前記一対の励磁用磁石から発生する磁束との相互作用により軸回り方向に振動させるように構成した。
【００２５】
これによれば、駆動体の慣性モーメントを増大させることなくトルクを高めることができ、供試体への加振トルクの伝達効率を高めることができるようになった。したがって、従来実現できなかった評価・計測対象についても、必要なトルクを与えての加振が可能となり、これにより、加振周波数を高周波域、例えば４ｋＨｚ程度まで広げての評価・計測も可能となった。
【００２６】
また、請求項２に記載の発明では、外側誘導コイルは、その巻線外周部分が駆動体の円筒部ほぼ全周を囲む円筒形状をなし、かつ、上記駆動体の円筒部の回動軸位置を挟んでほぼ等分に２分割に構成した。
これによれば、駆動体に大きな駆動力（トルク）を与えることができ、加えて、駆動体周囲への外側誘導コイルの配置が容易になると共に、外側誘導コイルの製造も容易になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のねじり加振装置の一実施形態の説明図である。
【図２】同上装置の要部を取り出し一部切断して示す平面図である。
【図３】同上装置の要部の具体例を示す平面図である。
【図４】図３中のＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図５】図３中のＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【符号の説明】
１１，１２  励磁用磁石
１３  駆動体
１４  内側誘導コイル
１５  外側誘導コイル
１６  交流電源
【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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