CN112997014B - 输入轴系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种输入轴系统，能够正确地测定输入轴的轴扭矩。本发明的输入轴系统(JS)中作为主要构成要素而具备：低惯量电动机(110)，使输入轴(150)旋转；中间轴承装置(100)，设置在低惯量电动机(110)与试件(300)之间，将输入轴(150)支撑成旋转自如；以及轴扭矩仪(102)，设置在中间轴承装置(100)与低惯量电动机(110)之间，计测作用于输入轴(150)的扭矩。并且，中间轴承装置(100)具有通过油膜形成区域(R5)使作用于输入轴(150)的振动减轻化的衰减功能。

Description

输入轴系统

技术领域

本发明涉及具有与试件连结的输入轴的输入轴系统。

背景技术

输入轴系统例如在测功机(chassis dynamometer)中被用于动力传动系等驱动系单元的试验中。在这样的输入轴系统中，通过对近年来高速小型化的HEV(Hybrid ElectricVehicle)电动机或EV(Electric Vehicle)电动机等进行了模拟的驱动源来使输入轴旋转，将该输入轴以旋转自如的方式连结于变速器等试件。

这样的输入轴系统具有用于测定输入轴的轴扭矩的轴扭矩仪，作为能够测定输入轴的轴扭矩的试验系统而被利用。作为上述的输入轴系统，例如可列举出专利文献1公开的汽车试验装置的主要构成部(低惯量电动机、扭矩检测器等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2003－65900号公报

发明内容

发明要解决的课题

在以往的输入轴系统中，对试件直接连接轴扭矩仪、或者经由一般的中间轴承部来将试件与轴扭矩仪连接的构成属于一般情况。

由于以往的输入轴系统是上述那样的构成，因而干扰振动或偏载荷会从试件侧直接或者经由中间轴承部而传递至输入轴，因此，存在无法由轴扭矩仪正确地测定输入轴的轴扭矩的问题点。

本发明的目的在于提供一种输入轴系统，能够解决上述那样的问题点，能够正确地测定输入轴的轴扭矩。

用于解决课题的手段

本发明所涉及的输入轴系统具有与试件连结的输入轴，其特征在于，具有：驱动源，使所述输入轴旋转；中间轴承装置，设置在所述驱动源与所述试件之间，支撑所述输入轴；以及轴扭矩仪，设置在所述中间轴承装置与所述驱动源之间，计测所述输入轴的轴扭矩，所述中间轴承装置具有油膜形成区域，具有通过所述油膜形成区域使作用于所述输入轴的振动减轻化的衰减功能，所述中间轴承装置具备：圆筒状的轴承，将所述输入轴支撑成旋转自如；圆筒状的轴承箱，从所述轴承的外周面侧支撑所述轴承；轴承用的外壳，具有与所述轴承箱的外周面对置的对置面，使所述轴承箱的外周面与对置面接触而支撑所述轴承箱；以及供油回路，向所述轴承箱的外周面上供给油，所述轴承箱具备：一对槽，在所述轴承箱的外周面上沿着圆周方向以圆环状设置；一对O型环，设置在所述一对槽内；以及多个箱贯穿孔，选择性地设置在所述轴承箱的侧面的圆周方向上的一方半圆侧，分别贯穿侧面，所述一对O型环之间的所述轴承箱的外周面上的区域成为所述油膜形成区域，所述多个箱贯穿孔设置于所述油膜形成区域，所述轴承具备：圆筒状的外圈，具有与所述轴承箱的内周面接触的外周面；圆筒状的内圈，设置成与所述外圈之间具有内部空间，在所述内部空间配置有滚珠，所述外圈在侧面的圆周方向上的所述一方半圆侧具有分别与所述多个箱贯穿孔对应地选择性地设置、且贯穿侧面的多个外圈贯穿孔。

发明效果

技术方案1记载的本申请发明的输入轴系统中的中间轴承装置具有通过油膜形成区域使作用于输入轴的振动减轻化的衰减功能。

中间轴承装置设置在试件与轴扭矩仪之间，通过中间轴承装置的上述衰减功能，能够大幅度减轻由来自试件侧的振动或偏载荷给输入轴上的轴扭矩仪的设置部位带来的影响。

作为其结果，技术方案1记载的本申请发明的输入轴系统获得了能够通过轴扭矩仪正确地测定输入轴的轴扭矩的效果。

本发明的目的、特征、方面及优点通过以下的详细的说明及附图将会更加清晰。

附图说明

图1是表示使用了实施方式的输入轴系统的驱动系动态模拟STEM的构成的说明图。

图2是表示图1所示的输入轴系统的详细构造的说明图。

图3是表示图2所示的中间轴承装置的整体构成的说明图。

图4是示意性地表示图3所示的轴承箱的外观构造的立体图。

图5是示意性地表示图3所示的外圈的外观构造的立体图。

图6是示意性地表示轴承箱及外圈在侧面的圆周方向上的位置关系的说明图。

图7是示意性地表示图3所示的内圈的外观构造的立体图。

图8是示意性地表示图2所示的中间轴承装置中的油供给系的框图。

图9是示意性地表示油膜的形成状态的说明图。

具体实施方式

＜实施方式＞

图1是表示使用了实施方式的输入轴系统JS的驱动系动态模拟STEM 500的构成的说明图。

如该图1所示那样，在驱动系动态模拟STEM 500中，作为主要构成要素而包括输入轴系统JS、试件300、输出轴250、前轮用动态模拟对201及202。

如该图1所示那样，输入轴系统JS的输入轴150以旋转自如的方式连结于试件300，前轮用动态模拟对201及202的输出轴250也以旋转自如的方式连结于试件300。

输入轴系统JS中作为主要构成要素而包括低惯量电动机110及中间轴构造体JM。另外，图1中简化地示出了输入轴系统JS，实际的构造呈现后述的图2所示的构造。此外，输入轴系统JS与前轮右用动态模拟202不具有任何连接关系。

如该图1所示那样，成为驱动源的低惯量电动机110使直接连结的输入轴150旋转。输入轴150的旋转运动力经由中间轴构造体JM传递至试件300。

图1中作为试件300而示出了FF变速器。另外，“FF变速器”意思是指前置发动机·前轮驱动(Front Engine·Front Drive)用的变速器。

低惯量电动机110上以能够旋转的方式连结有输入轴150，输入轴150以能够旋转的方式由中间轴构造体JM支撑，其前端部分在试件300内被连结。

试件300从低惯量电动机110接受输入轴150的旋转运动力，基于该旋转运动力来使输出轴250旋转。以下详述该点。

如上所述那样，通过使作为驱动源的低惯量电动机110驱动，从而，输入轴150旋转，输入轴150的旋转运动力经由中间轴构造体JM传递至试件300。

试件300中作为主要构成要素而具有输入轴150、内部齿轮351～354、中继轴330及输入轴150。输入轴150的前端部分在试件300内被连结，输出轴250的中心部分在试件300内被连结。

内部齿轮351安装于输入轴150的前端部，与输入轴150的旋转一起旋转。在中继轴330的两端设置有内部齿轮352及353。内部齿轮354安装于输出轴250的中心部，随着自身的旋转而使输出轴250旋转。此外，内部齿轮351与内部齿轮352啮合，内部齿轮353与内部齿轮354啮合。

因此，输入轴150的旋转运动力经由相互啮合的内部齿轮351及352而传递至中继轴330，中继轴330的旋转运动力经由相互啮合的内部齿轮353及354而传递至输出轴250。

作为其结果，在试件300中，输入轴150的旋转运动力在多个内部齿轮351～354间从上方传递到下方后，传递至输出轴250。然后，最终能够随着输出轴250的旋转而使前轮用动态模拟对201及202旋转。

另外，作为上述的试件300的动作，从原理方面简化地说明了作为FF变速器的试件300的动作，但不一定与实际的动作一致。

图2是表示图1所示的输入轴系统JS的详细构造的说明图。如该图2所示，输入轴系统JS中作为主要构成要素而包括低惯量电动机110、中间轴构造体JM及基台106。然后，中间轴构造体JM包括中间轴承装置100、轴扭矩仪102及联轴器104。

因此，在中间轴构造体JM内，图2中未图示的输入轴150经由联轴器104、轴扭矩仪102而由中间轴承装置100支撑成旋转自如。

基台106具有共面(呈同一平面)的上表面，通过将低惯量电动机110及中间轴承装置100固定配置在上表面上而从下方支撑低惯量电动机110及中间轴承装置100。而且，基台106与低惯量电动机110(包含输入轴150)、联轴器104、轴扭矩仪102及低惯量电动机110一体地构成。

另外，与低惯量电动机110直接连结的输入轴150能够相对于试件300装卸。

这样，输入轴系统JS中作为主要构成要素而具备：低惯量电动机110，成为使输入轴150旋转的驱动源；中间轴承装置100，设置在低惯量电动机110与试件300之间，将输入轴150支撑成旋转自如；以及轴扭矩仪102，设置在中间轴承装置100与低惯量电动机110之间，计测作用于输入轴150的轴扭矩。

而且，中间轴承装置100具有后述的油膜形成区域R5，具有通过该油膜形成区域R5而使作用于输入轴150的振动减轻化的衰减功能。

这样，本实施方式的输入轴系统JS中的中间轴承装置100具有通过油膜形成区域R5使作用于输入轴150的振动减轻化的衰减功能。

在试件300与轴扭矩仪102之间设置有中间轴承装置100，通过中间轴承装置100的上述衰减功能，能够大幅度减轻由来自试件300侧的振动或偏载荷给输入轴150上的轴扭矩仪102的设置部位带来的影响。

作为其结果，本实施方式的输入轴系统JS获得了能够由轴扭矩仪102正确地测定输入轴150的轴扭矩的效果。

而且，本实施方式的输入轴系统JS在基台106的上表面上固定配置低惯量电动机110和中间轴承装置100而稳定性良好地进行支撑低惯量电动机110和中间轴承装置100，相应地，能够由轴扭矩仪102更正确地测定输入轴150的轴扭矩。

除此之外，在输入轴系统JS中，基台106与低惯量电动机110(包含输入轴150)、联轴器104、轴扭矩仪102及中间轴承装置100一体地构成，因此包含它们的输入轴系统JS的操作变容易。

例如，能够比较简单地进行将输入轴系统JS的输入轴150从试件300取下而连接于其他试件等处理。

＜中间轴承装置100＞

图3是表示图2所示的中间轴承装置100的整体构成的说明图。如该图3所示那样，中间轴承装置100中作为主要构成部而包括：圆筒状的轴承4，将输入轴150支撑成旋转自如；圆筒状的轴承箱5，从轴承4的外周面侧支撑轴承4；以及轴承用的外壳1，具有与轴承箱5的外周面对置的对置面(内周面)，使轴承箱5的外周面与对置面经由一对O型环51接触而对轴承箱5进行支撑。

图4是示意性地表示图3所示的轴承箱5的外观构造的立体图。如图3及图4所示那样，轴承箱5呈圆筒状，为了在内部收容轴承4而具有空腔部。

轴承箱5中作为主要构成部而包括：一对O型环用槽53(一对槽)，在外周面上沿着圆周方向以圆环状设置；一对O型环51，设置在一对O型环用槽53内；4个箱贯穿孔50(图4中仅图示2个箱贯穿孔50)，选择性地设置在轴承箱5的侧面的圆周方向上的一方半圆侧(上部半圆侧)，分别贯穿侧面。另外，图4中为了便于说明而省略了一对O型环51的图示。

这样，轴承箱5上作为贯穿侧面的多个箱贯穿孔而具有4个箱贯穿孔50。此外，如图4所示那样，一对O型环用槽53设置于轴承箱5的侧面上的轴向(将底面与上表面连结的方向)的两端部附近。并且，一对O型环51之间的轴承箱5的外周面上的区域成为油膜形成区域R5，4个箱贯穿孔50选择性地设置于油膜形成区域R5。

而且，如图4所示那样，在轴承箱5的侧面，在上部半圆部与下部半圆部的边界设置有一对止转凹陷55。

通过相对于一对止转凹陷55从外壳1侧在旋转方向上进行约束，从而能够防止产生轴承箱5在外壳1内旋转的现象。

轴承4中作为主要构成要素而包括内圈6、外圈7及滚珠8。外圈7呈具有与轴承箱5内周面接触的外周面的圆筒状，内圈6呈设置成与外圈7之间具有内部空间的圆筒状。并且，在内圈6与外圈7之间的内部空间中配置有滚珠8。

如图3所示那样，外圈7由外圈侧部7a、外圈侧部7b及外圈中心部7c构成，具有在外圈侧部7a、7b间夹着外圈中心部7c的位置关系。

在外圈7的上部的外圈中心部7c，设置有贯穿外圈中心部7c的外圈贯穿孔70。而且，在外圈7的下部的外圈中心部7c，设置有贯穿外圈中心部7c的贯穿孔71。贯穿孔71在下方区域，形成有与上部区域相比为宽幅构造的用于在旋转方向上进行约束的凹陷，该凹陷成为螺钉收容区域71x。

图5是示意性地表示外圈7的外观构造的立体图。如图3及图5所示那样，外圈7在侧面的圆周方向上的一方半圆侧(图5的上部半圆侧)具有分别与多个箱贯穿孔50对应地选择性地设置、且贯穿侧面的作为多个外圈贯穿孔的4个外圈贯穿孔70(图5中仅图示2个外圈贯穿孔70)。

而且，外圈7具有1个贯穿孔71，该1个贯穿孔71设置在与侧面的圆周方向上的一方半圆侧对置的另一方半圆侧(下部半圆侧)。

图6是示意性地表示轴承箱5及外圈7在侧面的圆周方向上的位置关系的说明图。图6所示的A－A剖面成为图3所示的构造。

如图6所示那样，轴承箱5的4个箱贯穿孔50与外圈7的4个外圈贯穿孔70设置成以对应的箱贯穿孔50与外圈贯穿孔70间连续地连通的方式彼此对应的位置关系。即，如图6所示那样设置成，若将对轴承箱5的侧面的圆周方向进行规定的圆及对外圈7的侧面的圆周方向进行规定的圆的共用的中心设为中心点C1，则4个外圈贯穿孔70当中的1个外圈贯穿孔70必然位于从中心点C1向4个箱贯穿孔50延伸的4条直线上。即，4个箱贯穿孔50与4个外圈贯穿孔70一对一地对应，对应的箱贯穿孔50与外圈贯穿孔70以中心点C1为起点而存在于同一直线上。

另外，外圈贯穿孔70的前端区域具有与其他区域相比油的流通路径变窄且分支为2个的节流构造70s，通过由这些节流构造70s来限制油的流动，从而能够向轴承4的内圈6及滚珠8进行稳定的油的供给。

此外，如图4及图6所示那样，在轴承箱5的侧面，在上部半圆部与下部半圆部的边界设置有一对止转凹陷55。因此，在将一对止转凹陷55连结的线上存在有中心点C1。

如图6所示那样，轴承箱5及外圈7具有在各自的侧面的圆周方向上的上述另一方半圆侧设置的轴承箱5的贯穿孔57及贯穿孔71。

图7是示意性地表示内圈6的外观构造的立体图。如图3及图7所示那样，内圈6具有与外圈7的侧面相比为小径的侧面以便与外圈7之间形成内部空间，形成为圆筒状。

并且，如图3所示那样，作为固定用螺钉的底部螺钉73在轴承箱5及外圈7的侧面的上述另一方半圆侧，设置在外圈7与轴承箱5之间，约束外圈中心部7c的旋转方向的运动。即，底部螺钉73设置成从轴承箱5的贯穿孔57贯穿并被收纳于贯穿孔71的螺钉收容区域71x。

图8是示意性地表示图2所示的中间轴承装置100中的油供给系统的框图。从该图8所示的供油回路10向轴承箱5的外周面上供给油。轴承箱5的外周面上被供给的油仅经由轴承箱5的4个箱贯穿孔50及外圈7的4个外圈贯穿孔70而被供给至轴承4的内部。

另外，在图3中用箭头示出了油的流动。如图3所示那样，从供油回路10经由轴承箱5及外圈7的外圈中心部7c而被供给至轴承4的外圈7及滚珠8的油，在外圈7的外周方向的另一方半圆侧被从轴承4排出到外部。

图9是示意性地表示油膜的形成状态的说明图。如该图9所示那样，一对O型环51间的轴承箱5的外周面上的区域成为油膜形成区域R5。因此，若从供油回路10向轴承箱5的外周面上供给了油，则在轴承箱5的外周面与外壳1的对置面(内周面)之间的油膜形成区域R5形成油膜25。

图2所示的中间轴承装置100通过从供油回路10的供油，如图3及图9所示那样，在油膜形成区域R5形成油膜25。这是因为，通过一对O型环51，使得轴承箱5的外周面上的油膜形成区域R5除了选择性地设置于油膜形成区域R5的4个箱贯穿孔50之外，成为被其他区域隔断的密闭空间。

另外，图9中示意性地进行了表示，以油膜25具有规定的厚度的方式进行了图示，但是实际上油膜25的厚度是微小的。

而且，如图3及图4所示那样，通过将一对O型环用槽53设置在轴承箱5的侧面上的轴向的两端部附近，从而能够将轴承箱5的外周面的大部分的区域设为油膜形成区域R5，因此，能够在比较宽广的区域发挥基于油膜25的油膜阻尼器机构。

作为其结果，本实施方式的输入轴系统JS中使用的中间轴承装置100通过油膜形成区域R5能够发挥使作用于所支撑的输入轴150的振动高效地减轻化的上述衰减功能。这样，中间轴承装置100具有油膜形成区域R5，具有通过油膜形成区域R5使作用于输入轴150的振动减轻化的上述衰减功能。

除此之外，经由轴承箱5的4个箱贯穿孔50(多个箱贯穿孔)及轴承4的4个外圈贯穿孔70(多个外圈贯穿孔)，将用于形成油膜形成区域R5中的油膜25的油的一部分向轴承4内供给。因而，中间轴承装置100能够不使装置大型化地对轴承4进行冷却。

此时，向轴承4内的油的供给仅经由在油膜形成区域R5中选择性地形成的4个箱贯穿孔50和4个外圈贯穿孔70来进行，从而被限制为向轴承4的油供给量，能够稳定地进行油膜形成区域R5中的油膜25的形成。

在输入轴系统JS内的中间轴承装置100，多个外圈贯穿孔70各自的前端区域具有与其他区域相比油的流通路径变窄的节流构造70s。即，在中间轴承装置100，在外圈7的外圈中心部7c设置的外圈贯穿孔70的前端区域具有与其他区域相比油的流通路径变窄的节流构造70s。

因此，实施方式的中间轴承装置100能够顺畅地向轴承4内的内圈6及滚珠8供给油，能够稳定地维持油膜形成区域R5中的油膜25的形成。

而且，通过底部螺钉73而将外圈7与轴承箱5固定，由此对外圈7的外圈中心部7c在旋转方向的运动进行约束。

作为其结果，本实施方式的中间轴承装置100获得了能够以比较少的构件实现由输入轴150引起的振动的减轻化以及轴承4的冷却的效果。

＜其他＞

本实施方式中，作为试件300而示出了FF变速器，但并不限于此，例如，也可以是差动齿轮等。即，能够将可与输入轴150连结的全部构成部用作试件300。

以上详细地说明了本发明，但上述的说明在全部方面仅为示例，本发明不限于此。应当理解为能够不脱离本发明的范围地得到未示例的无数变形例。即，本发明能够在其发明的范围内对实施方式适当进行变形及省略。

附图标记的说明

1 壳体

4 轴承

5 轴承箱

6 内圈

7 外圈

25 油膜

50 箱贯穿孔

51 O型环

53 O型环用槽

71 贯穿孔

70 外圈贯穿孔

73 底部螺钉

100 中间轴承装置

102 轴扭矩仪

106 基台

110 低惯量电动机

150 输入轴

250 输出轴

300 试件

JM 中间轴构造体

R5 油膜形成区域

Claims (2)

1.一种输入轴系统，具有与试件连结的输入轴，其特征在于，具有：

驱动源，使所述输入轴旋转；

中间轴承装置，设置在所述驱动源与所述试件之间，支撑所述输入轴；以及

轴扭矩仪，设置在所述中间轴承装置与所述驱动源之间，计测所述输入轴的轴扭矩，

所述中间轴承装置具有油膜形成区域，具有通过所述油膜形成区域使作用于所述输入轴的振动减轻化的衰减功能，

所述中间轴承装置具备：

圆筒状的轴承，将所述输入轴支撑成旋转自如；

圆筒状的轴承箱，从所述轴承的外周面侧支撑所述轴承；

轴承用的外壳，具有与所述轴承箱的外周面对置的对置面，使所述轴承箱的外周面与对置面接触而支撑所述轴承箱；以及

供油回路，向所述轴承箱的外周面上供给油，

所述轴承箱具备：

一对槽，在所述轴承箱的外周面上沿着圆周方向以圆环状设置；

一对O型环，设置在所述一对槽内；以及

多个箱贯穿孔，选择性地设置在所述轴承箱的侧面的圆周方向上的一方半圆侧，分别贯穿侧面，

所述一对O型环之间的所述轴承箱的外周面上的区域成为所述油膜形成区域，所述多个箱贯穿孔设置于所述油膜形成区域，

所述轴承具备：

圆筒状的外圈，具有与所述轴承箱的内周面接触的外周面；

圆筒状的内圈，设置成与所述外圈之间具有内部空间，

在所述内部空间配置有滚珠，

所述外圈在侧面的圆周方向上的所述一方半圆侧具有分别与所述多个箱贯穿孔对应地选择性地设置、且贯穿侧面的多个外圈贯穿孔。

2.根据权利要求1所述的输入轴系统，其特征在于，

还具备基台，该基台在上表面上固定配置所述驱动源及所述中间轴承装置，并与所述驱动源、所述轴扭矩仪及所述中间轴承装置一体地构成。