JP2013127407A

JP2013127407A - Mechanical tester

Info

Publication number: JP2013127407A
Application number: JP2011277051A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Matsumoto; 繁松本; Hiroshi Miyashita; 博至宮下; Kazuhiro Murauchi; 一宏村内; Tomotaka Sakagami; 友隆坂上
Original assignee: Kokusai Keisokuki KK
Current assignee: Kokusai Keisokuki KK
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2013-06-27
Anticipated expiration: 2031-12-19
Also published as: JP5572147B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mechanical tester with high accuracy by preventing oscillation of an output shaft that is caused at the time when a servo motor is inversion driven at high output.SOLUTION: A servo motor includes: a cylindrical motor case that houses a stator and a rotator; a flange plate in which an opening through which a rotation shaft extending from the rotator passes is formed and that is fixed to one end of the motor case; and a reaction force plate that is fixed to the other end of the motor case. The flange plate and the reaction force plate are fixed to a frame of a mechanical tester.

Description

本発明は、サーボモータの駆動力を使用して機械試験を行う機械試験機に関する。 The present invention relates to a mechanical testing machine that performs a mechanical test using a driving force of a servo motor.

サーボモータの駆動力により供試体に荷重を与えるサーボモータ型機械試験機が実用化されている。特許文献１には、サーボモータ型ねじり試験機（以下、単に「ねじり試験機」という。）の一例が開示されている。サーボモータは、固定子及び回転子を収容する筒状のモータケースと、モータケースの軸方向両端にそれぞれ取り付けられるフランジ板及び反力板を備えている。フランジ板及び反力板には、サーボモータの出力軸を支持する軸受が取り付けられている。特許文献１のねじり試験機のように、機械試験機に使用される一般的なサーボモータにおいては、フランジ板には、出力軸が通される貫通穴と、サーボモータをボルトにより試験機のフレームに取り付けるためのモータ取付穴が形成されており、サーボモータは、フランジ板のみで片持ち梁状に試験機のフレームに固定される。また、フランジ板には、フランジ板をモータケースに取り付けるための４つのフランジ板取付穴が形成されており、４本のボルトによりモータケースに取り付けられる。 A servo motor type mechanical testing machine that applies a load to a specimen by the driving force of a servo motor has been put into practical use. Patent Document 1 discloses an example of a servo motor type torsion tester (hereinafter simply referred to as “torsion tester”). The servo motor includes a cylindrical motor case that houses a stator and a rotor, and a flange plate and a reaction force plate that are attached to both ends of the motor case in the axial direction. Bearings that support the output shaft of the servo motor are attached to the flange plate and the reaction force plate. In a general servo motor used in a mechanical testing machine like the torsion testing machine of Patent Document 1, a flange plate has a through hole through which an output shaft is passed, and the servo motor is bolted to the frame of the testing machine. A motor mounting hole for mounting the servo motor is formed, and the servo motor is fixed to the frame of the testing machine in a cantilever shape only by a flange plate. The flange plate is formed with four flange plate attachment holes for attaching the flange plate to the motor case, and is attached to the motor case with four bolts.

従来のサーボモータ型精密機械試験機には、１０ｋＷ未満の比較的に低出力のサーボモータが使用されていたが、サーボモータ型試験機が普及するにつれて、より高出力のサーボモータ型試験機が求められるようになった。また、疲労試験等にも使用可能な高周波数での反転駆動が可能な１０ｋＷを超える高出力のサーボモータも商用化されつつある。 Conventional servo motor type precision machine testing machines used relatively low output servo motors of less than 10 kW, but as servo motor type testing machines become more popular, higher output servo motor type testing machines It came to be demanded. In addition, high-power servo motors exceeding 10 kW that can be driven reversely at high frequencies that can be used in fatigue tests and the like are also being commercialized.

特開２００７−１０７９５５号公報JP 2007-107955 A

しかしながら、１０ｋＷを超える高出力のサーボモータを使用する場合には、特許文献１のねじり試験機のようにフランジ板のみでサーボモータを試験機のフレームに固定すると、サーボモータの出力軸の支持強度が不足し、フランジ板に固定された軸受を中心に出力軸が歳差運動（首振り運動）を起こし、この歳差運動によって生じる振動により試験精度が低下する。 However, when using a high-power servo motor exceeding 10 kW, if the servo motor is fixed to the frame of the test machine with only the flange plate as in the torsion tester of Patent Document 1, the support strength of the output shaft of the servo motor The output shaft precesses (swings) around the bearing fixed to the flange plate, and the test accuracy decreases due to vibration caused by the precession.

また、１０ｋＷを超える高出力のサーボモータを使用する場合には、従来のサーボモータのように、フランジ板を４本のボルトのみでモータケースに固定した構成では、モータケースの固定強度が不足し、歳差運動等の不要な運動による振動が発生し、試験精度が低下する。 In addition, when using a high-power servo motor that exceeds 10 kW, the fixing strength of the motor case is insufficient with the configuration in which the flange plate is fixed to the motor case with only four bolts as in the conventional servo motor. Vibration due to unnecessary motion such as precession occurs, and test accuracy decreases.

本発明の実施形態によれば、サーボモータの駆動力を使用して機械試験を行う機械試験機において、サーボモータが、固定子及び回転子を収容する筒状のモータケースと、回転子から延びる回転軸が貫通する開口が形成された、モータケースの一端に固定されたフランジ板と、モータケースの他端に固定された反力板と、を備え、フランジ板及び反力板が機械試験機のフレームに固定されたものが提供される。フランジ板及び反力板には、それぞれねじ穴が形成されており、フランジ板及び反力板が、それぞれねじ穴によりフレームに固定された構成としてもよい。機械試験機は、例えば、ねじり試験機である。 According to an embodiment of the present invention, in a mechanical testing machine that performs a mechanical test using the driving force of a servo motor, the servo motor extends from the rotor and the cylindrical motor case that houses the stator and the rotor. A flange plate fixed to one end of the motor case, in which an opening through which the rotating shaft passes is formed, and a reaction force plate fixed to the other end of the motor case, the flange plate and the reaction force plate being a mechanical testing machine Fixed to the frame is provided. The flange plate and the reaction force plate may be formed with screw holes, respectively, and the flange plate and the reaction force plate may be fixed to the frame by the screw holes, respectively. The mechanical tester is, for example, a torsion tester.

この構成によれば、モータケースが両端で支持されるため、一端のみで片持ち支持された場合に生じる回転軸の歳差運動が抑制され、モータケースの固定がより安定化される。これにより、高精度の機械試験が可能になる。 According to this configuration, since the motor case is supported at both ends, the precession of the rotating shaft that occurs when the motor case is cantilevered only at one end is suppressed, and the fixing of the motor case is further stabilized. Thereby, a highly accurate mechanical test becomes possible.

フランジ板及び反力板には、回転軸を支持する軸受がそれぞれ取り付けられた構成としてもよい。 It is good also as a structure by which the bearing which supports a rotating shaft was each attached to the flange plate and the reaction force plate.

この構成によれば、回転軸がより高い剛性で支持されるため、回転軸がより安定に保持される。 According to this configuration, since the rotating shaft is supported with higher rigidity, the rotating shaft is held more stably.

フランジ板（反力板）には、サーボモータを固定するための、サーボモータの回転軸と平行な第１（第４）のねじ穴が形成された構成としてもよい。 The flange plate (reaction force plate) may have a configuration in which a first (fourth) screw hole parallel to the rotation axis of the servo motor for fixing the servo motor is formed.

この構成によれば、サーボモータを特に回転軸方向において高い剛性で支持することが可能になる。 According to this configuration, the servo motor can be supported with high rigidity, particularly in the rotation axis direction.

フランジ板（反力板）には、サーボモータを固定するための、サーボモータの回転軸に平行な軸と直交する第２（第３）のねじ穴が形成された構成としてもよい。 The flange plate (reaction force plate) may have a configuration in which a second (third) screw hole orthogonal to an axis parallel to the rotation axis of the servo motor for fixing the servo motor is formed.

この構成によれば、サーボモータを特に回転軸と直交する方向において高い剛性で支持することが可能になる。 According to this configuration, the servo motor can be supported with high rigidity, particularly in a direction orthogonal to the rotation axis.

サーボモータは、モータケースを覆うモータカバーを更に備え、モータカバーは、回転軸方向の両端部において、フランジ板及び反力板の側面を覆い、側面のそれぞれと接合されており、フランジ板及び反力板の少なくとも一方の側面には、サーボモータを固定するための第２のねじ穴が形成されており、モータカバーの回転軸方向における少なくとも一端部には、第２のねじ穴及びその周囲が露出するように切り欠き部が形成されている構成としてもよい。 The servo motor further includes a motor cover that covers the motor case. The motor cover covers the side surfaces of the flange plate and the reaction force plate at both ends in the rotation axis direction, and is joined to each of the side surfaces. A second screw hole for fixing the servo motor is formed on at least one side surface of the force plate, and the second screw hole and its periphery are formed at least at one end in the rotation axis direction of the motor cover. It is good also as a structure by which the notch part is formed so that it may expose.

モータカバーには換気口が形成されており、換気口に取り付けられた換気ファンを更に備え、切り欠き部は、モータケースとモータカバーとの間に形成された内部空間と外部空間とを連絡するように、フランジ板又は反力板よりも回転軸方向内側まで延びている構成としてもよい。 The motor cover is formed with a ventilation port, and further includes a ventilation fan attached to the ventilation port, and the notch communicates an internal space and an external space formed between the motor case and the motor cover. Thus, it is good also as a structure extended to the rotating shaft direction inner side rather than a flange plate or a reaction force plate.

この構成によれば、切り欠き部がサーボモータ内の熱を外部に排出（又は外部の冷気をサーボモータ内に導入）するための換気口として機能し、サーボモータの空冷性能が向上する。特に、切り欠き部は、蓄熱し易いフランジ板や反力板付近に形成されるため、フランジ板や反力板を効率的に冷却することが可能になる。 According to this configuration, the notch functions as a ventilation port for discharging the heat in the servo motor to the outside (or introducing external cold air into the servo motor), and the air cooling performance of the servo motor is improved. In particular, since the notch is formed in the vicinity of the flange plate or reaction force plate that easily stores heat, the flange plate or reaction force plate can be efficiently cooled.

本発明の実施形態によれば、固定子及び回転子を収容する筒状のモータケースと、回転子から延びる回転軸が貫通する開口が形成された、モータケースの一端に固定されたフランジ板とを備え、フランジ板は、回転軸に対して対称に配置された３対以上の複数対のボルトによりモータケースの一端に固定されたサーボモータが提供される。 According to an embodiment of the present invention, a cylindrical motor case that houses a stator and a rotor, and a flange plate that is fixed to one end of the motor case, in which an opening through which a rotation shaft extending from the rotor passes is formed. And the flange plate is fixed to one end of the motor case by three or more pairs of bolts arranged symmetrically with respect to the rotation axis.

この構成によれば、例えば１０ｋＷを超える大出力でサーボモータを駆動してもモータケースが実質的に動かないように、フランジ板を介してモータケースを高い剛性で支持することが可能になる。また、回転軸に対して対称に配置された多数のボルトで固定されるため、回転軸の回転角によらず略均一な剛性でモータケースが支持されるため、回転軸のふらつきが抑制される。 According to this configuration, for example, the motor case can be supported with high rigidity via the flange plate so that the motor case does not substantially move even when the servo motor is driven with a large output exceeding 10 kW. Further, since the motor case is supported with substantially uniform rigidity regardless of the rotation angle of the rotation shaft because the bolts are fixed with a large number of bolts arranged symmetrically with respect to the rotation shaft, the rotation of the rotation shaft is suppressed. .

複数対のボルトが回転軸を中心とする同心円上に配置された構成としてもよい。 It is good also as a structure by which several pairs of volt | bolts are arrange | positioned on the concentric circle centering on a rotating shaft.

この構成によれば、各ボルトによって略均一な剛性で回転軸が支持されるため、回転角に対して更に均一に回転軸を支持することができる。 According to this configuration, since the rotating shaft is supported by each bolt with substantially uniform rigidity, the rotating shaft can be supported more uniformly with respect to the rotation angle.

モータケースの横断面外形は略正方形状に形成されており、複数対のボルトは、正方形の対角線の一方に対して対称に配置された２対のボルトを含む構成としてもよい。 The motor case has a substantially square cross-sectional outer shape, and the plurality of pairs of bolts may include two pairs of bolts arranged symmetrically with respect to one of the diagonal lines of the square.

フランジ板は、正方形の対角線に対してそれぞれ対称に配置された８個のボルトによりモータケースの一端に固定された構成としてもよい。 The flange plate may be configured to be fixed to one end of the motor case by eight bolts arranged symmetrically with respect to a square diagonal line.

この構成によれば、フランジ板に対するモータケースの固定強度が向上し、高出力で駆動した場合にも、駆動に伴って発生する振動が抑えられる。 According to this configuration, the fixing strength of the motor case with respect to the flange plate is improved, and even when the motor case is driven at a high output, the vibration generated with the driving can be suppressed.

また、サーボモータの出力が１０ｋＷ以上である構成としてもよい。 The output of the servo motor may be 10 kW or more.

サーボモータを高出力で反転駆動した際に発生する出力軸の首振り運動が抑えられる。 The swinging motion of the output shaft that occurs when the servomotor is driven in reverse at a high output is suppressed.

図１は、本発明の第１実施形態のねじり試験機の側面図である。FIG. 1 is a side view of a torsion tester according to a first embodiment of the present invention. 図２は、本発明の第１実施形態のサーボモータの側面図である。FIG. 2 is a side view of the servo motor according to the first embodiment of the present invention. 図３は、本発明の第１実施形態のサーボモータの背面図である。FIG. 3 is a rear view of the servo motor according to the first embodiment of the present invention. 図４は、本発明の第１実施形態のサーボモータの正面図である。FIG. 4 is a front view of the servo motor according to the first embodiment of the present invention. 図５は、図２のＡ部拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a portion A in FIG. 図６は、本発明の第１実施形態のサーボモータと減速機器の連結部分周辺の側面図である。FIG. 6 is a side view of the periphery of the connecting portion between the servo motor and the reduction gear according to the first embodiment of the present invention. 図７は、本発明の第１実施形態のカップリングの側面図である。FIG. 7 is a side view of the coupling according to the first embodiment of the present invention. 図８は、本発明の第１実施形態のカップリングの入力部の背面図である。FIG. 8 is a rear view of the input portion of the coupling according to the first embodiment of the present invention. 図９は、本発明の第１実施形態のカップリングの入力部を、図８中Ｂ方向から見た側面図である。FIG. 9 is a side view of the input portion of the coupling according to the first embodiment of the present invention as viewed from the direction B in FIG. 図１０は、本発明の第１実施形態のカップリングの出力部の正面図である。FIG. 10 is a front view of the output portion of the coupling according to the first embodiment of the present invention. 図１１は、本発明の第１実施形態のカップリングの出力部を、図１０中Ｃ方向から見た側面図である。FIG. 11 is a side view of the output portion of the coupling according to the first embodiment of the present invention as viewed from the direction C in FIG. 図１２は、本発明の第２実施形態のねじり試験機の側面図である。FIG. 12 is a side view of a torsion tester according to the second embodiment of the present invention. 図１３は、本発明の第２実施形態のねじり試験機の正面図である。FIG. 13 is a front view of a torsion tester according to the second embodiment of the present invention. 図１４は、本発明の第２実施形態のねじり試験機の第１の別例の冷却機構のブロック図である。FIG. 14 is a block diagram of a cooling mechanism of a first other example of the torsion tester according to the second embodiment of the present invention. 図１５は、本発明の第２実施形態のねじり試験機の第２の別例の冷却機構の構成を示す、サーボモータ及び減速機の側面図である。FIG. 15 is a side view of the servo motor and the speed reducer showing the configuration of the cooling mechanism of the second other example of the torsion tester according to the second embodiment of the present invention. 図１６は、本発明の第２実施形態のねじり試験機の第２の別例による冷却用プレートの斜視図である。FIG. 16 is a perspective view of a cooling plate according to a second example of the torsion tester of the second embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るねじり試験機１００の側面図である。ねじり試験機１００は、ベース１１０上に固定された駆動部１２０及び反力部１３０を備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a torsion tester 100 according to the first embodiment of the present invention. The torsion tester 100 includes a drive unit 120 and a reaction force unit 130 fixed on a base 110.

駆動部１２０は、サーボモータ１２２、減速機１２３、及びねじり試験１００の供試体を把持する為のチャック１２１を備えている。チャック１２１は、減速機１２３を介してサーボモータ１２２の出力軸と連結されている。サーボモータ１２２を回転駆動すると、その出力軸の回転運動は減速機１２３によって減速された後にチャック１２１に伝達され、チャック１２１が回転するように構成されている。また、サーボモータ１２２の本体及び減速機１２３のケース１２３ａは、駆動部フレーム１２４を介してベース１１０に固定されている。 The drive unit 120 includes a servo motor 122, a speed reducer 123, and a chuck 121 for gripping a specimen for the torsion test 100. The chuck 121 is connected to the output shaft of the servo motor 122 via the speed reducer 123. When the servo motor 122 is rotationally driven, the rotational movement of the output shaft is decelerated by the speed reducer 123 and then transmitted to the chuck 121 so that the chuck 121 rotates. Further, the main body of the servo motor 122 and the case 123 a of the speed reducer 123 are fixed to the base 110 via the drive unit frame 124.

なお、以下の説明においては、チャック１２１の回転軸の方向（図１における左右方向）をＸ軸方向、鉛直方向（図１における上下方向）をＺ軸方向、Ｘ軸及びＺ軸の双方に直交する水平方向（図１の紙面に垂直な方向）をＹ軸方向と定義する。 In the following description, the direction of the rotation axis of the chuck 121 (left-right direction in FIG. 1) is the X-axis direction, the vertical direction (up-down direction in FIG. 1) is orthogonal to both the X-axis and the Z-axis. The horizontal direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1) is defined as the Y-axis direction.

反力部１３０は、反力部フレーム１３２、トルクセンサ１３３、スピンドル１３４、軸受１３５、及び供試体を把持する為のチャック１３１を備えている。トルクセンサ１３３、スピンドル１３４及びチャック１３１は、Ｘ軸方向にこの順番で一体に連結している。反力部フレーム１３２は、ベース１１０上に配置された水平プレート１３２ａと、溶接によって水平プレート１３２ａに一体に固定された垂直プレート１３２ｂを備えている。垂直プレート１３２ｂは、その法線をＸ軸方向に向けて配置されている。 The reaction force part 130 includes a reaction force part frame 132, a torque sensor 133, a spindle 134, a bearing 135, and a chuck 131 for gripping a specimen. The torque sensor 133, the spindle 134, and the chuck 131 are integrally connected in this order in the X-axis direction. The reaction force portion frame 132 includes a horizontal plate 132a disposed on the base 110 and a vertical plate 132b fixed to the horizontal plate 132a integrally by welding. The vertical plate 132b is disposed with its normal line directed in the X-axis direction.

トルクセンサ１３３は、Ｘ軸方向における一端（図１における左端）で反力部フレーム１３２の垂直プレート１３２ｂに固定され、Ｘ軸方向における他端（図１における右端）でスピンドル１３４に接続されている。スピンドル１３４は、水平プレート１３２ａに固定された軸受１３５によって、回転自在に支持されている。 The torque sensor 133 is fixed to the vertical plate 132b of the reaction force part frame 132 at one end in the X-axis direction (left end in FIG. 1), and connected to the spindle 134 at the other end in the X-axis direction (right end in FIG. 1). . The spindle 134 is rotatably supported by a bearing 135 fixed to the horizontal plate 132a.

このように、トルクセンサ１３３、スピンドル１３４及びチャック１３１の連結によって、Ｘ軸方向に延びる軸体が形成されるが、この軸体は、その一端（図１における左端）のみで可動フレーム１３２に固定されている。駆動部１２０のチャック１２１と、反力部１３０のチャック１３１とで供試体を把持した状態でサーボモータ１２２を駆動すると、供試体がねじられる。この時、供試体に加えられたねじり荷重は、略損失無く、チャック１３１を介してトルクセンサ１３３に伝達されて、トルクセンサ１３３によって計測される。 As described above, the torque sensor 133, the spindle 134, and the chuck 131 are connected to form a shaft body extending in the X-axis direction. This shaft body is fixed to the movable frame 132 only at one end (the left end in FIG. 1). Has been. When the servo motor 122 is driven while the specimen is gripped by the chuck 121 of the driving unit 120 and the chuck 131 of the reaction force part 130, the specimen is twisted. At this time, the torsional load applied to the specimen is transmitted to the torque sensor 133 via the chuck 131 with almost no loss, and is measured by the torque sensor 133.

反力部フレーム１３２は、ベース１１０に設けられた図示しない移動機構（例えば送りねじ機構）によって、ベース１１０に対してＸ軸方向に移動可能となっている。ベース１１０の移動は、ベース１１０の外側に配置されたハンドルＨを回転させることによって行われる。本実施形態においては、反力部フレーム１３２がベース１１０に固定された駆動部１２０に対してＸ軸方向に移動可能に構成されている。その為、供試体の長さに応じてチャック１３１とチャック１２１との間隔を変えることができ、１台のねじり試験機１００により様々な長さの供試体を対象にしてねじり試験を行うことができる。なお、ねじり試験を行う際は、反力部フレーム１３２とベース１１０とを図示しないボルトで締めることによって、反力部フレーム１３２はベース１１０に対して強固に固定される。 The reaction portion frame 132 is movable in the X-axis direction with respect to the base 110 by a moving mechanism (not shown) provided on the base 110 (not shown). The base 110 is moved by rotating the handle H arranged outside the base 110. In the present embodiment, the reaction portion frame 132 is configured to be movable in the X-axis direction with respect to the drive unit 120 fixed to the base 110. Therefore, the distance between the chuck 131 and the chuck 121 can be changed according to the length of the specimen, and the torsion test can be performed on specimens of various lengths by one torsion testing machine 100. it can. When the torsion test is performed, the reaction force part frame 132 and the base 110 are fastened to the base 110 by tightening the reaction force part frame 132 and the base 110 with a bolt (not shown).

次に、駆動部フレーム１２４により、サーボモータ１２２本体及び減速機１２３のケース１２３ａを支持する構成について説明する。図１に示されるように、駆動部フレーム１２４は、水平プレート１２４ａ及び垂直プレート１２４ｂを備えている。水平プレート１２４ａは、ベース１１０上に水平に配置されている。また、垂直プレート１２４ｂは、Ｘ軸と垂直に配置され、下端が水平プレート１２４ａ上面のＸ軸方向における一端部（図１における左端）と溶接により一体に固定され、Ｌ字アングルを構成する。垂直プレート１２４ｂには、Ｘ軸方向に貫通する図示しない開口が設けられており、この開口に減速機１２３のケース１２３ａを挿し込み、次いで減速機１２３のケース１２３ａ外周に設けられたフランジ部（不図示）をボルトで垂直プレート１２４ｂに固定することによって、減速機１２３のケース１２３ａは駆動部フレーム１２４と一体に（すなわち、ベース１１０と一体に）固定される。 Next, a configuration in which the servo motor 122 main body and the case 123a of the speed reducer 123 are supported by the drive unit frame 124 will be described. As shown in FIG. 1, the drive unit frame 124 includes a horizontal plate 124a and a vertical plate 124b. The horizontal plate 124 a is disposed horizontally on the base 110. Further, the vertical plate 124b is arranged perpendicular to the X axis, and the lower end thereof is integrally fixed to one end portion (the left end in FIG. 1) of the upper surface of the horizontal plate 124a in the X axis direction, thereby forming an L-shaped angle. The vertical plate 124b is provided with an opening (not shown) penetrating in the X-axis direction. The case 123a of the speed reducer 123 is inserted into this opening, and then a flange portion (not illustrated) provided on the outer periphery of the case 123a of the speed reducer 123 is provided. The case 123a of the speed reducer 123 is fixed integrally with the drive unit frame 124 (that is, integrally with the base 110) by fixing the illustrated portion to the vertical plate 124b with bolts.

また、駆動部フレーム１２４は、４枚の鋼板（水平プレート１２４ａ、垂直プレート１２４ｂ及び一対のリブプレート１２４ｃ）を溶接により一体に接合して形成した構造部材である。Ｘ軸に対して垂直に配置された垂直プレート１２４ｂの下端は、ベース１１０上に配置された水平プレート１２４のＸ軸方向一端（図１における左端）と接合され、Ｌ字アングルを構成する。また、水平プレート１２４ａ及び垂直プレート１２４は、各プレート１２４ａ及び１２４ｂと垂直に配置された一対のリブプレート１２４ｃにより連結され、Ｌ字アングル構造が補強されている。また、駆動部フレーム１２４は、一対のリブプレート１２４ｃに固定されたモータ支持フレーム１２４ｄを備えている。モータ支持フレーム１２４ｄには、後述するサーボモータ１２２の反力板１２２ｒが固定され、反力板１２２ｒを下方から支持する。 The drive unit frame 124 is a structural member formed by integrally joining four steel plates (a horizontal plate 124a, a vertical plate 124b, and a pair of rib plates 124c) by welding. The lower end of the vertical plate 124b arranged perpendicular to the X axis is joined to one end (left end in FIG. 1) of the horizontal plate 124 arranged on the base 110 to form an L-shaped angle. Further, the horizontal plate 124a and the vertical plate 124 are connected by a pair of rib plates 124c arranged perpendicular to the plates 124a and 124b, and the L-shaped angle structure is reinforced. The drive unit frame 124 includes a motor support frame 124d fixed to the pair of rib plates 124c. A reaction force plate 122r of a servo motor 122 to be described later is fixed to the motor support frame 124d and supports the reaction force plate 122r from below.

図１に示されるように、モータ支持フレーム１２４ｄは、サーボモータ１２２の出力軸と反対側の端部（図１における右端）まで延びており、その位置で、サーボモータ１２２の反力板１２２ｒを下方からボルトで固定している。 As shown in FIG. 1, the motor support frame 124d extends to the end opposite to the output shaft of the servo motor 122 (the right end in FIG. 1), and the reaction force plate 122r of the servo motor 122 is moved at that position. It is fixed with bolts from below.

図１に示されるように、サーボモータ１２２は、フランジ板１２２ｃが変速機１２３のケース１２３ａに固定されており、変速機１２３のケース１２３ａを介して駆動部フレーム１２４に支持されている。また同時に、サーボモータ１２２は、反力板１２２ｒにおいても、駆動部フレーム１２４に支持されている。従来のねじり試験機では、サーボモータ１２２はフランジ板１２２ｃのみで支持されていた為、回転軸に強い変動トルクが加わると、回転軸はフランジ板１２２ｃに固定された軸受を支点とする歳差運動（首振り運動）を起こす。特に１０ｋＷを超える高出力でモータを駆動すると、この歳差運動による振動が測定結果に無視できないノイズを与え、測定精度の低下をもたらすという問題があった。本実施形態においては、フランジ板１２２ｃに加えて、反力板１２２ｒにおいてもサーボモータ１２２を支持する構成により、歳差運動が抑制され、高出力でサーボモータ１２２を駆動した場合でも高精度の試験が可能となっている。また、歳差運動に伴ってサーボモータ１２２及び変速機１２３の回転軸に加わる曲げ応力も抑えられるため、各装置の寿命も向上する。 As shown in FIG. 1, the servo motor 122 has a flange plate 122 c fixed to the case 123 a of the transmission 123, and is supported by the drive unit frame 124 via the case 123 a of the transmission 123. At the same time, the servo motor 122 is supported by the drive unit frame 124 also in the reaction force plate 122r. In the conventional torsion tester, since the servo motor 122 is supported only by the flange plate 122c, when a strong fluctuating torque is applied to the rotating shaft, the rotating shaft precesses about a bearing fixed to the flange plate 122c. (Swing motion) In particular, when the motor is driven at a high output exceeding 10 kW, vibration due to precession gives a noise that cannot be ignored in the measurement result, resulting in a decrease in measurement accuracy. In the present embodiment, in addition to the flange plate 122c, the reaction force plate 122r also supports the servo motor 122 so that the precession is suppressed, and even when the servo motor 122 is driven at a high output, a highly accurate test is performed. Is possible. Further, since the bending stress applied to the rotating shafts of the servo motor 122 and the transmission 123 with the precession can be suppressed, the life of each device is also improved.

本実施形態においては、上記のようにフランジ板１２２ｃのフランジ面１２２ｆ（図２）及び反力板１２２ｒの下側側面においてサーボモータ１２２が支持されているが、サーボモータ１２２は他の位置でも支持できるように構成されている。 In the present embodiment, the servo motor 122 is supported on the flange surface 122f (FIG. 2) of the flange plate 122c and the lower side surface of the reaction force plate 122r as described above, but the servo motor 122 is also supported at other positions. It is configured to be able to.

次に、本実施形態のサーボモータ１２２の構造について説明する。図２は、サーボモータ１２２の側面図であり、図３は、サーボモータ１２２を反力板１２２ｒ側から見た背面図である。 Next, the structure of the servo motor 122 of this embodiment will be described. 2 is a side view of the servo motor 122, and FIG. 3 is a rear view of the servo motor 122 as viewed from the reaction force plate 122r side.

図２に示されるように、サーボモータ１２２は、モータケース１２２ａ、モータカバー１２２ｂ、フランジ板１２２ｃ、反力板１２２ｒ、出力軸１２２ｄ及び２つの冷却ファン１２２ｅを有している。 As shown in FIG. 2, the servo motor 122 includes a motor case 122a, a motor cover 122b, a flange plate 122c, a reaction force plate 122r, an output shaft 122d, and two cooling fans 122e.

モータケース１２２ａは肉厚の金属板から形成された、横断面の外形が略正方形となる筒状のケースであり、その内部に出力軸１２２ｄを駆動させる為の固定子及び回転子が収容されている。フランジ板１２２ｃ及び反力板１２２ｒは、モータケース１２２ａと同程度以上に肉厚の、略正方形状の金属板である。フランジ板１２２ｃ及び反力板１２２ｒは、モータケース１２２ａの開口を塞ぐように、モータケース１２２ａの筒軸方向（Ｘ軸方向）両端に取り付けられている。フランジ板１２２ｃ及び反力板１２２ｒには、出力軸１２２ｄを支持する軸受（不図示）がそれぞれ取り付けられている。フランジ板１２２ｃには、開口１２２ｈ（図４）が設けられており、出力軸１２２ｄの一端は開口１２２ｈからモータケース１２２ａの外部に突出している。また、モータケース１２２ａの側面の大部分は、モータカバー１２２ｂによって覆われている。モータカバー１２２ｂは、モータケース１２２ａとの間に一定の隙間が確保されるように、フランジ板１２２ｃ及び反力板１２２ｒに固定されている。 The motor case 122a is a cylindrical case formed of a thick metal plate and has a substantially square outer cross section. A stator and a rotor for driving the output shaft 122d are accommodated in the motor case 122a. Yes. The flange plate 122c and the reaction force plate 122r are substantially square metal plates having a thickness equal to or greater than that of the motor case 122a. The flange plate 122c and the reaction force plate 122r are attached to both ends of the motor case 122a in the cylinder axis direction (X-axis direction) so as to close the opening of the motor case 122a. Bearings (not shown) that support the output shaft 122d are attached to the flange plate 122c and the reaction force plate 122r, respectively. The flange plate 122c is provided with an opening 122h (FIG. 4), and one end of the output shaft 122d protrudes from the opening 122h to the outside of the motor case 122a. Further, most of the side surface of the motor case 122a is covered with a motor cover 122b. The motor cover 122b is fixed to the flange plate 122c and the reaction force plate 122r so that a certain gap is secured between the motor cover 122b and the motor case 122a.

前述のように、本実施形態においては、サーボモータ１２２の反力板１２２ｒが、モータ支持フレーム１２４ｄ（図１）により、下方から支持されている。図２及び図３に示されるように、反力板１２２ｒの下面には一対のめねじＴＨＤ１が形成されている。本実施形態においては、ボルトをモータ支持フレーム１２４ｄに設けられた貫通穴（不図示）に通してめねじＴＨＤ１にねじ込むことによって、サーボモータ１２２が支持フレーム１２４ｄに固定されるようになっている。 As described above, in the present embodiment, the reaction force plate 122r of the servo motor 122 is supported from below by the motor support frame 124d (FIG. 1). As shown in FIGS. 2 and 3, a pair of female screws THD1 is formed on the lower surface of the reaction force plate 122r. In this embodiment, the servo motor 122 is fixed to the support frame 124d by screwing the bolt into the female screw THD1 through a through hole (not shown) provided in the motor support frame 124d.

また、図３に示されるように、反力板１２２ｒの水平方向両側面（図３における左右側面）にも、めねじＴＨＳが、夫々一対ずつ形成されている。また、図２に示されるように、フランジ板１２２ｃの下部にも、一対のめねじＴＨＤ２が形成されている。 Further, as shown in FIG. 3, a pair of female threads THS is also formed on each side surface of the reaction force plate 122r in the horizontal direction (left and right side surfaces in FIG. 3). As shown in FIG. 2, a pair of female screws THD2 is also formed at the lower portion of the flange plate 122c.

本実施形態のサーボモータ１２２は、ねじり試験機１００（図１）の設計によっては、例えばサーボモータ１２２を出力軸１２２ｄの周りに９０度傾けて、めねじＴＨＳの位置でモータ支持フレーム１２４ｄに固定することもできる。或いは、サーボモータ１２２の振動が更に低減されるように（例えば、サーボモータの支持構造の剛性を高めて、共振周波数が試験周波数域よりも高くなるように）、めねじＴＨＤ１のみならず、めねじＴＨＳやＴＨＤ２にボルトをねじ込んでサーボモータ１２２をモータ支持フレーム１２４ｄにより強固に固定することも可能である。 Depending on the design of the torsion tester 100 (FIG. 1), the servo motor 122 of this embodiment is fixed to the motor support frame 124d at the position of the female screw THS, for example, by tilting the servo motor 122 about the output shaft 122d. You can also Alternatively, in order to further reduce the vibration of the servo motor 122 (for example, to increase the rigidity of the support structure of the servo motor so that the resonance frequency is higher than the test frequency range), not only the internal thread THD1, but the female It is also possible to firmly fix the servo motor 122 with the motor support frame 124d by screwing bolts into the screws THS and THD2.

図４は、サーボモータ１２２をフランジ板１２２ｃ側から見た正面図である。フランジ板１２２ｃは、４対のボルトＢ１によって、モータケース１２２ａに強固に固定されている。ボルトＢ１の各対は、略正方形のフランジ板１２２ｃの四隅にそれぞれ配置されている。また、ボルトＢ１の各対は、配置される隅部を通る正方形の対角線に対して対称に配置されている。また、フランジ板１２２ｃの各隅部には、サーボモータ１２２を固定する為の貫通穴Ｈ１が、その隅部を通る対角線上に形成されている。また、４対のボルトＢ１は、出力軸１２２ｄに対して対称に、且つ出力軸１２２ｄを中心とする同心円上に配置されている。４つの貫通穴Ｈ１も、出力軸１２２ｄを中心とする同心円上に配置されている。このように、ボルトＢ１及び貫通穴Ｈ１を出力軸１２２ｄから離れたフランジ板１２２ｃの四隅に配置することにより、出力軸１２２ｄの曲げ方向の荷重に対して高い強度でフランジ板１２２ｃ及びモータケース１２２ａを固定することができる。また、ボルトＢ１及び貫通穴Ｈ１を出力軸１２２ｄに対して対称に、且つ、等角度間隔（９０°間隔）で配置することにより、フランジ板１２２ｃ及びモータケース１２２ａが出力軸１２２ｄの回転角に対して略一様な強度で固定されるため、回転角による出力軸１２２ｄの支持強度の変動が少なく、出力軸１２２ｄの半径方向の振動が抑えられる。 FIG. 4 is a front view of the servo motor 122 as viewed from the flange plate 122c side. The flange plate 122c is firmly fixed to the motor case 122a by four pairs of bolts B1. Each pair of bolts B1 is arranged at each of the four corners of a substantially square flange plate 122c. In addition, each pair of bolts B1 is arranged symmetrically with respect to a diagonal of a square passing through the arranged corner. Further, through holes H1 for fixing the servo motor 122 are formed on the diagonal lines passing through the corners of the flange plate 122c. The four pairs of bolts B1 are arranged symmetrically with respect to the output shaft 122d and on concentric circles centered on the output shaft 122d. The four through holes H1 are also arranged on a concentric circle with the output shaft 122d as the center. Thus, by arranging the bolts B1 and the through holes H1 at the four corners of the flange plate 122c away from the output shaft 122d, the flange plate 122c and the motor case 122a can be mounted with high strength against the load in the bending direction of the output shaft 122d. Can be fixed. Further, by arranging the bolt B1 and the through hole H1 symmetrically with respect to the output shaft 122d and at equal angular intervals (90 ° intervals), the flange plate 122c and the motor case 122a can be arranged with respect to the rotation angle of the output shaft 122d. Therefore, the variation in the support strength of the output shaft 122d due to the rotation angle is small, and the vibration of the output shaft 122d in the radial direction is suppressed.

モータカバー１２２ｂの上部には図示されない２つの開口が形成されており、この開口に冷却ファン１２２ｅが取り付けられている。冷却ファン１２２ｅによって、モータケース１２２ａとモータカバー１２２ｂとの間隙に冷却風が供給され、この冷却風によってモータケース１２２ａが冷却される。図２及び図３に示されるように、モータカバー１２２ｂの、フランジ板１２２ｃ側端部の下側に切り欠き部１２２ｂ１が形成されている。また、切り欠き部１２２ｂ１の２箇所の隅には、内部空間（モータケース１２２ａとモータカバー１２２ｂとの間隙）と外部空間とを連絡する一対の開口１２２ｂ１が形成されており、この開口１２２ｂからモータケース１２２ａの熱で暖められた冷却風が外部に排気される。 Two openings (not shown) are formed in the upper portion of the motor cover 122b, and a cooling fan 122e is attached to the openings. Cooling air is supplied to the gap between the motor case 122a and the motor cover 122b by the cooling fan 122e, and the motor case 122a is cooled by the cooling air. As shown in FIGS. 2 and 3, a notch 122b1 is formed below the end of the motor cover 122b on the flange plate 122c side. In addition, a pair of openings 122b1 that connect the internal space (the gap between the motor case 122a and the motor cover 122b) and the external space are formed at two corners of the notch 122b1. The cooling air warmed by the heat of the case 122a is exhausted to the outside.

本実施形態のサーボモータ１２２は、上記のように切り欠き部１２２ｂ１を設けることにより、開口１２２ｂをフランジ板１２２ｃ（特に、めねじＴＨＤ１）から離して設けることができる。そのため、フランジ板１２２ｃをモータ支持フレーム１２４ｄに固定しても、モータ支持フレーム１２４ｄによって開口１２２ｂ１が塞がれて冷却ファン１２２ｅによるモータケース１２２ａの冷却が阻害されることがなく、モータカバー１２２ｂとモータケース１２２ａとの間に、大流量の冷却風を供給して、高い冷却効果を得ることができる。 In the servo motor 122 of the present embodiment, the opening 122b can be provided away from the flange plate 122c (particularly, the internal thread THD1) by providing the notch 122b1 as described above. Therefore, even if the flange plate 122c is fixed to the motor support frame 124d, the opening 122b1 is not blocked by the motor support frame 124d and the cooling of the motor case 122a by the cooling fan 122e is not hindered. A high cooling effect can be obtained by supplying a large amount of cooling air to the case 122a.

また、冷却ファン１２２ｅは、ファンケース１２２ｅ１がモータカバー１２２ｂにボルトＢ２でねじ止めされることによって、モータカバー１２２ｂに固定されている。また、ファンケース１２２ｅ１の上面には、冷却ファン１２２ｅのブレードへの手指等の接触を防止するフィンガーガード１２２ｅ２が取り付けられている。フィンガーガード１２２ｅ２も、ボルトＢ２によって取り付けられている。図５は、ボルトＢ２近傍の拡大図（図２のＡ部分拡大図）である。 The cooling fan 122e is fixed to the motor cover 122b by screwing the fan case 122e1 to the motor cover 122b with a bolt B2. In addition, a finger guard 122e2 is attached to the upper surface of the fan case 122e1 to prevent a finger or the like from contacting the blade of the cooling fan 122e. The finger guard 122e2 is also attached by a bolt B2. FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the bolt B2 (part A enlarged view of FIG. 2).

フィンガーガード１２２ｅ２は、枠状のファンケース１２２ｅ１の上縁から水平方向に延びるフランジ部１２２ｅ３の上に配置される。フランジ部１２２ｅ３とフィンガーガード１２２ｅ２との間には、保持プレート１２２ｅ４が挟み込まれている。 The finger guard 122e2 is disposed on the flange portion 122e3 extending in the horizontal direction from the upper edge of the frame-shaped fan case 122e1. A holding plate 122e4 is sandwiched between the flange portion 122e3 and the finger guard 122e2.

フィンガーガード１２２ｅ２は、鋼線を折り曲げて形成されており、その一部は、フィンガーガード１２２ｅ２を固定する為のボルトＢ２が間に通るようＵ字状に屈曲した屈曲部１２２ｅ５となっている。また、保持プレート１２２ｅ４及びフランジ部１２２ｅ３には、ボルトＢ２を通す為の穴Ｈ２及びＨ３が形成されている。ボルトＢ２を屈曲部１２２ｅ５、穴Ｈ２及びＨ３に順次通し、ナットＮ１をボルトＢ２に取り付け、締め付けることにより、ボルトＢ２の頭部Ｂ２ａとナットＮ１との間で屈曲部１２２ｅ５、保持プレート１２２ｅ４及びフランジ部１２２ｅ３が締め付けられた状態となる。また、ボルトＢ２の頭部Ｂ２ａと屈曲部１２２ｅ５の間、及び、フランジ部１２２ｅ３とナットＮ１との間には、夫々ワッシャＷ１及びＷ２が設けられている。ワッシャＷ１及びＷ２を介在させることにより、ボルトＢ２の締め付け力を確実に屈曲部１２２ｅ５、保持プレート１２２ｅ４及びフランジ部１２２ｅ３に伝達させることができるため、フィンガーガード１２２ｅ２は、高い締め付け力を持ってファンケース１２２ｅ１に強固に固定される。 The finger guard 122e2 is formed by bending a steel wire, and a part of the finger guard 122e2 is a bent portion 122e5 bent in a U shape so that a bolt B2 for fixing the finger guard 122e2 passes between them. The holding plate 122e4 and the flange portion 122e3 are formed with holes H2 and H3 for passing the bolt B2. The bolt B2 is sequentially passed through the bent portion 122e5 and the holes H2 and H3, and the nut N1 is attached to the bolt B2 and tightened, whereby the bent portion 122e5, the holding plate 122e4, and the flange portion between the head B2a and the nut N1 of the bolt B2. 122e3 is tightened. Washers W1 and W2 are provided between the head B2a of the bolt B2 and the bent portion 122e5 and between the flange portion 122e3 and the nut N1, respectively. By interposing the washers W1 and W2, the tightening force of the bolt B2 can be reliably transmitted to the bent portion 122e5, the holding plate 122e4, and the flange portion 122e3. Therefore, the finger guard 122e2 has a high tightening force. It is firmly fixed to 122e1.

また、図５に示されるように、ボルトＢ２のねじ部Ｂ２ｂはナットＮ１を貫通してモータカバー１２２ｂの上面１２２ｂ３に形成されている穴Ｈ４を通過している。モータカバー１２２ｂの上面１２２ｂ３は、その表裏両面でボルトＢ２にねじ込まれているナットＮ３及びＮ４に挟み込まれて締め付けられた状態になる。なお、ボルトＢ２の締め付け力が確実にモータカバー１２２ｂに伝達されるよう、ナットＮ３とモータカバー上面１２２ｂ３の間、及びモータカバー上面１２２ｂ３とナットＮ４の間には、ワッシャＷ３及びＷ４が挟み込まれている。 Further, as shown in FIG. 5, the threaded portion B2b of the bolt B2 passes through the nut N1 and passes through a hole H4 formed in the upper surface 122b3 of the motor cover 122b. The upper surface 122b3 of the motor cover 122b is sandwiched and tightened between nuts N3 and N4 screwed into the bolt B2 on both front and back surfaces. Washers W3 and W4 are sandwiched between the nut N3 and the motor cover upper surface 122b3 and between the motor cover upper surface 122b3 and the nut N4 so that the tightening force of the bolt B2 is reliably transmitted to the motor cover 122b. Yes.

以上の構成により、本実施形態のサーボモータ１２２は、フィンガーガード１２２ｅ２、保持プレート１２２ｅ４、ファンケース１２２ｅ１及びモータカバー１２２ｂが、ボルトＢ２を介して互いに強固に固定されるので、サーボモータ１２２駆動時のフィンガーガード１２２ｅ２のびびりや、びびりに伴う騒音は最小限に抑えられる。特に、ワッシャＷ１、Ｗ２、Ｗ３及びＷ４を介して締め付けることにより、びびりが効果的に防止される。 With the above configuration, the servo motor 122 according to the present embodiment has the finger guard 122e2, the holding plate 122e4, the fan case 122e1 and the motor cover 122b firmly fixed to each other via the bolt B2. The chatter of the finger guard 122e2 and the noise accompanying the chatter are minimized. In particular, chattering is effectively prevented by tightening via the washers W1, W2, W3 and W4.

次に、本実施形態のねじり試験機１００の、サーボモータ１２２と減速機１２３の連結構造について説明する。図６は、本実施形態におけるサーボモータ１２２の出力軸１２２ｄと減速機１２３の入力軸１２３ｂとの連結部分周辺の側面図である。 Next, the connection structure of the servo motor 122 and the speed reducer 123 of the torsion tester 100 of this embodiment will be described. FIG. 6 is a side view of the periphery of the connecting portion between the output shaft 122d of the servo motor 122 and the input shaft 123b of the speed reducer 123 in this embodiment.

図６に示されるように、本実施形態においては、サーボモータ１２２の出力軸１２２ｄと減速機１２３の入力軸１２３ｂとは、カップリング１４０によって連結されている。カップリング１４０は、極めて剛性の高い（例えば、サーボモータ１２２の出力軸１２２ｄと同等以上の剛性で連結する）リジッドカップリングであり、サーボモータ１２２の出力軸１２２ｄの回転運動は、高い応答性を持って減速機１２３の入力軸１２３ｂに伝達される。本実施形態のねじり試験機１００は、主として供試体に往復ねじり荷重を加える疲労試験に使用されるものであるため、カップリングの剛性が低いと、サーボモータ１２２の入力軸１２２ｄを高い周波数で（短い往復周期で）反転駆動した場合、その回転振動がカップリングで吸収されてしまい、減速機１２３の入力軸１２３ｂに正しく伝達されない。本実施形態においては、剛性の高いカップリング１４０を用いることにより、供試体に極めて高い周波数の変動荷重を与えることが可能となる。すなわち、本実施形態のねじり試験機１００によれば、供試体に加わる繰返し荷重の、時間当たりの繰り返し回数を多くとることができ、疲労試験に要する時間を大幅に短縮することが可能となる。また、より高い周波数の回転振動を供試体に与えることができるため、よりエネルギーが高く、厳しい条件の試験を行うことが可能になる。 As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the output shaft 122 d of the servo motor 122 and the input shaft 123 b of the speed reducer 123 are connected by a coupling 140. The coupling 140 is a rigid coupling having a very high rigidity (for example, coupled with a rigidity equal to or higher than that of the output shaft 122d of the servo motor 122), and the rotational motion of the output shaft 122d of the servo motor 122 has a high response. And transmitted to the input shaft 123b of the speed reducer 123. Since the torsion tester 100 of this embodiment is mainly used for a fatigue test in which a reciprocating torsional load is applied to a specimen, if the rigidity of the coupling is low, the input shaft 122d of the servo motor 122 has a high frequency ( In the case of reverse driving (with a short reciprocating cycle), the rotational vibration is absorbed by the coupling and is not correctly transmitted to the input shaft 123b of the speed reducer 123. In the present embodiment, by using the highly rigid coupling 140, it becomes possible to give a very high frequency variable load to the specimen. That is, according to the torsional testing machine 100 of the present embodiment, it is possible to increase the number of repetitions per hour of the repeated load applied to the specimen, and the time required for the fatigue test can be greatly shortened. In addition, since it is possible to give a rotational vibration having a higher frequency to the specimen, it is possible to perform a test under severe conditions with higher energy.

次に、カップリング１４０の構造について説明する。図６に示されるように、カップリング１４０は、サーボモータ１２２の出力軸１２２ｄが接続される入力部１４１と、減速機１２３の入力軸１２３ｂが接続される出力部１４２を有する。入力部１４１と出力軸１４２は、２対のボルトＢ３、Ｂ４にて一体に連結される。ボルトＢ３は入力部１４１側から差し込まれ、ボルトＢ４は出力部１４２側から差し込まれる。 Next, the structure of the coupling 140 will be described. As illustrated in FIG. 6, the coupling 140 includes an input unit 141 to which the output shaft 122 d of the servo motor 122 is connected, and an output unit 142 to which the input shaft 123 b of the speed reducer 123 is connected. The input unit 141 and the output shaft 142 are integrally connected by two pairs of bolts B3 and B4. The bolt B3 is inserted from the input unit 141 side, and the bolt B4 is inserted from the output unit 142 side.

カップリング１４０の側面図を図７に示す。なお、図７においてはボルトＢ３及びＢ４は省略されている。図７に示されるように、入力部１４１は円柱形状の部材である。また、出力部１４２は、円柱形状の主部１４２ａと、主部１４２ａの一端（図７中右側端部）に形成されたフランジ部１４２ｂとを有する、段付き円柱形状の部材である。入力部１４１には、サーボモータ１２２の出力軸１２２ｄ（図６）を通す為の穴Ｈ５形成されている。また、出力部１４２には、減速機１２３の入力軸１２３ｂ（図６）を通す為のスプライン穴ＳＨが形成されている。 A side view of the coupling 140 is shown in FIG. In FIG. 7, the bolts B3 and B4 are omitted. As shown in FIG. 7, the input unit 141 is a cylindrical member. The output portion 142 is a stepped columnar member having a columnar main portion 142a and a flange portion 142b formed at one end of the main portion 142a (the right end portion in FIG. 7). The input portion 141 has a hole H5 through which the output shaft 122d (FIG. 6) of the servo motor 122 passes. Further, the output part 142 is formed with a spline hole SH through which the input shaft 123b (FIG. 6) of the speed reducer 123 is passed.

出力部１４２のフランジ部１４２ｂは、入力部１４１と略同径に形成されており、入力部１４１と連結する際に、ボルトＢ３がねじ込まれるめねじ（後述）及びボルトＢ４が通される穴Ｈ６が各一対形成されている。同様に、入力部１４１には、ボルトＢ３が通される穴（後述）及びボルトＢ４がねじ込まれるめねじＴＨＣ１が各一対形成されている。 The flange portion 142b of the output portion 142 is formed to have substantially the same diameter as the input portion 141, and when connecting to the input portion 141, a female screw (described later) into which a bolt B3 is screwed and a hole H6 through which the bolt B4 is passed. Each pair is formed. Similarly, the input portion 141 is formed with a pair of holes (described later) through which the bolt B3 is passed and a female screw THC1 into which the bolt B4 is screwed.

図８は、入力部１４１をサーボモータ１２２側から見た背面図である。また、図９は、入力部１４１を図８におけるＢ方向から見た側面図である。図８に示されるように、入力部１４１には、ボルトＢ３が通される穴Ｈ７と、ボルトＢ４がねじ込まれるめねじＴＨＣ１が、それぞれ一対形成されている。また、穴Ｈ７及びめねじＴＨＣ１は、入力部１４１の中心軸を中心とする円筒面（図８中一点鎖線）上に形成されている。 FIG. 8 is a rear view of the input unit 141 as viewed from the servo motor 122 side. FIG. 9 is a side view of the input unit 141 viewed from the direction B in FIG. As shown in FIG. 8, the input portion 141 is formed with a pair of a hole H7 through which the bolt B3 is passed and a female screw THC1 into which the bolt B4 is screwed. Further, the hole H7 and the internal thread THC1 are formed on a cylindrical surface (a chain line in FIG. 8) centering on the central axis of the input unit 141.

図９に示されるように、入力部１４１には、入力部１４１の中心軸と垂直な平面で切り込まれたと第１スリットＳ１が形成されている。図８に示されるように、第１スリットＳ１の先端は、入力部１４１の最大径部（すなわち直径部）まで達している。また、入力部１４１のうち、第１スリットＳ１より背面側（サーボモータ１２２側）の部分（把持部１４１ａ）には、入力部１４１の中心軸を通る平面で切り込まれた第２スリットＳ２が形成されている。 As shown in FIG. 9, the input unit 141 is formed with a first slit S 1 when cut in a plane perpendicular to the central axis of the input unit 141. As shown in FIG. 8, the tip of the first slit S 1 reaches the maximum diameter portion (that is, the diameter portion) of the input portion 141. In addition, a second slit S2 cut in a plane passing through the central axis of the input unit 141 is formed in a portion (grip unit 141a) on the back side (servo motor 122 side) of the input unit 141 from the first slit S1. Is formed.

図８及び図９に示されるように、入力部１４１の把持部１４１ａには、第２スリットＳ２を挟んで対向する穴Ｈ８とめねじＴＨＣ２が形成されている。穴Ｈ８とめねじＴＨＣ２は同軸に形成されており、穴Ｈ８にボルトを差し込んでめねじＴＨＣ２にねじ込むことによって、第２スリットＳ２の幅が狭まる方向に把持部１４１ａが締め付けられ、穴Ｈ５の径が狭まる。穴Ｈ５の内径は、把持部１４１ａが締め付けられていない状態では、サーボモータ１２２の出力軸１２２ｄの外径（図６）よりもわずかに大きくなるよう形成されており、穴Ｈ８及びめねじＴＨＣ２に取り付けたボルトによって把持部１４１ａが締め付けられると、径が狭まった穴Ｈ５の内周面に出力軸１２２ｄが締め付けられ、把持部１４１ａにより出力軸１２２ｄが強固に把持される。 As shown in FIGS. 8 and 9, the gripper 141 a of the input unit 141 is formed with a hole H 8 and a female screw THC 2 that are opposed to each other with the second slit S 2 interposed therebetween. The hole H8 and the female screw THC2 are formed coaxially. By inserting a bolt into the hole H8 and screwing into the female screw THC2, the gripping portion 141a is tightened in the direction in which the width of the second slit S2 is narrowed, and the diameter of the hole H5 is reduced. It narrows. The inner diameter of the hole H5 is formed to be slightly larger than the outer diameter (FIG. 6) of the output shaft 122d of the servo motor 122 when the gripping portion 141a is not tightened. When the gripping portion 141a is tightened by the attached bolt, the output shaft 122d is tightened to the inner peripheral surface of the hole H5 whose diameter is narrowed, and the output shaft 122d is firmly gripped by the gripping portion 141a.

本実施形態においては、上記のように入力部１４１に第１スリットＳ１が形成されており、出力軸１２２ｄを把持する為の第２スリットＳ２は、第１スリットＳ１よりも背面側の把持部１４１ａのみに形成されている。そのため、ボルトによって把持部１４１ａの締め付けが行われても、変形するのは把持部１４１ａの第２スリット近傍のみであり、それ以外の部分は変形せず、高い精度で軸を連結することができる。 In the present embodiment, the first slit S1 is formed in the input portion 141 as described above, and the second slit S2 for gripping the output shaft 122d is the grip portion 141a on the back side from the first slit S1. Only formed. Therefore, even if the gripping part 141a is tightened by the bolt, the deformation is only in the vicinity of the second slit of the gripping part 141a, and the other parts are not deformed, and the shaft can be connected with high accuracy. .

第１スリットＳ１が無く第２スリットＳ２が入力部１４１の正面（図９中右側）まで伸びた従来の構成（すなわち剛体部が無く入力部１４１全体が把持部１４１ａとなっている構成）では、第２スリットＳ２が十分に狭められるように入力部１４１を変形させるのに要する力が過度に大きなものとなる。本実施形態においては、上記のように第１スリットＳ１によって入力部１４１を把持部１４１ａとそれ以外の部分とに分けることによって、出力軸１２２ｄの締め付け時に入力部１４１に加える荷重の大きさを必要最低限の大きさに抑えている。 In the conventional configuration in which the first slit S1 is not provided and the second slit S2 is extended to the front surface (right side in FIG. 9) of the input unit 141 (that is, the input unit 141 is the entire gripping unit 141a without the rigid body portion), The force required to deform the input unit 141 so that the second slit S2 is sufficiently narrowed becomes excessively large. In the present embodiment, as described above, the input portion 141 is divided into the grip portion 141a and the other portions by the first slit S1, so that the magnitude of the load applied to the input portion 141 when the output shaft 122d is tightened is required. The size is kept to a minimum.

次に、出力部１４２の構造について説明する。図１０は、出力部１４２を変速機１２３側から見た正面図である。また、図１１は、出力部１４２を図１０におけるＣ方向から見た側面図である。図１０に示されるように、出力部１４２のフランジ部１４２ｂには、ボルトＢ４が通される穴Ｈ６と、ボルトＢ３がねじ込まれるめねじＴＨＣ２が、夫々２つずつ形成されている。また、穴Ｈ６とめねじＴＨＣ３とは、出力部１４２の中心軸を中心とする円筒面（図１０中一点鎖線）上に形成されている。 Next, the structure of the output unit 142 will be described. FIG. 10 is a front view of the output unit 142 as viewed from the transmission 123 side. FIG. 11 is a side view of the output unit 142 viewed from the direction C in FIG. As shown in FIG. 10, the flange portion 142b of the output portion 142 is formed with two holes H6 through which the bolt B4 is passed and two female screws THC2 into which the bolt B3 is screwed. Further, the hole H6 and the female thread THC3 are formed on a cylindrical surface (a chain line in FIG. 10) centering on the central axis of the output portion 142.

図１１に示されるように、出力部１４２の主部１４２ａには、出力部１４２の中心軸と垂直な平面で切り込まれたと第３スリットＳ３が形成されている。図１０に示されるように、第３スリットＳ３の先端は、出力部１４２の直径まで達している。また、主部１４２ａのうち、第３スリットＳ３より正面側（減速機１２３側）の部分（把持部１４２ｃ）には、出力部１４２の中心軸を通る平面で切り込まれた第４スリットＳ４が形成されている。 As shown in FIG. 11, a third slit S 3 is formed in the main portion 142 a of the output portion 142 when cut in a plane perpendicular to the central axis of the output portion 142. As shown in FIG. 10, the tip of the third slit S 3 reaches the diameter of the output unit 142. Further, in the main portion 142a, a portion (gripping portion 142c) on the front side (the reduction gear 123 side) from the third slit S3 has a fourth slit S4 cut by a plane passing through the central axis of the output portion 142. Is formed.

図１０及び図１１に示されるように、出力部１４２の把持部１４２ｃには、第４スリットＳ４を挟んで対向する穴Ｈ９とめねじＴＨＣ４が二対形成されている。穴Ｈ９とめねじＴＨＣ４の各対はそれぞれ同軸に形成されており、穴Ｈ９にボルトを差し込んでめねじＴＨＣ４にねじ込むことによって、第４スリットＳ４の幅が狭まる方向に把持部１４３ｃが締め付けられ、スプライン穴ＳＨが狭まる。変速機１２３の入力軸１２３ｂ（図６）の先端部には、スプライン穴ＳＨと対応する形状のスプラインが形成されており、スプライン穴ＳＨに入力軸１２３ｂの先端が挿し込まれた状態で、穴Ｈ９及びめねじＴＨＣ４に取り付けたボルトによって把持部１４３ｃが締め付けられると、スプライン穴ＳＨの内周面と入力軸１２３ｂの外周が密着し、把持部１４３ｃにより入力軸１２３ｂが強固に把持される。 As shown in FIGS. 10 and 11, two pairs of a hole H9 and a female screw THC4 that are opposed to each other with the fourth slit S4 interposed therebetween are formed in the gripping part 142c of the output part 142. Each pair of the hole H9 and the female screw THC4 is formed coaxially, and by inserting a bolt into the hole H9 and screwing into the female screw THC4, the grip portion 143c is tightened in the direction in which the width of the fourth slit S4 is narrowed, and the spline The hole SH narrows. A spline having a shape corresponding to the spline hole SH is formed at the distal end portion of the input shaft 123b (FIG. 6) of the transmission 123, and the hole of the input shaft 123b is inserted into the spline hole SH. When the grip portion 143c is tightened by the bolt attached to H9 and the female screw THC4, the inner peripheral surface of the spline hole SH and the outer periphery of the input shaft 123b are brought into close contact with each other, and the input shaft 123b is firmly gripped by the grip portion 143c.

図６に示されるように、本実施形態においては、変速機１２３及びカップリング１４０を低慣性化するために、変速機１２３の入力軸１２３ｂがサーボモータ１２２の出力軸１２２ｄよりも細径に形成されている。そのため、出力部１４２は、入力部１４１のように面圧だけで軸を十分強固に把持することが容易ではない。そこで、本実施形態においては、変速機１２３の入力軸１２３ｂとカップリング１４０との連結部をスプライン構造として、小さい面圧でもスリップしないように変速機１２３の入力軸１２３ｂを強固に把持できるようにしている。 As shown in FIG. 6, in this embodiment, in order to reduce the inertia of the transmission 123 and the coupling 140, the input shaft 123 b of the transmission 123 is formed with a smaller diameter than the output shaft 122 d of the servo motor 122. Has been. Therefore, it is not easy for the output unit 142 to grip the shaft sufficiently firmly with only the surface pressure like the input unit 141. Therefore, in the present embodiment, the connecting portion between the input shaft 123b of the transmission 123 and the coupling 140 has a spline structure so that the input shaft 123b of the transmission 123 can be firmly gripped so as not to slip even with a small surface pressure. ing.

本実施形態においては、上記のように出力部１４２に第３スリットＳ３が形成されており、入力軸１２３ｂを把持する為の第４スリットＳ４は、第３スリットＳ３よりも正面側の把持部１４２ｃのみに形成されている。そのため、ボルトによって把持部１４２ｃの締め付けが行われても、変形するのは把持部１４２ｃの第４スリット近傍のみであり、他の部分は変形せず、高い精度で軸を連結することができる。 In the present embodiment, the third slit S3 is formed in the output portion 142 as described above, and the fourth slit S4 for gripping the input shaft 123b is the grip portion 142c on the front side of the third slit S3. Only formed. For this reason, even if the gripping portion 142c is tightened with a bolt, only the vicinity of the fourth slit of the gripping portion 142c is deformed, and the other portions are not deformed, and the shaft can be connected with high accuracy.

第３スリットＳ３が無く第４スリットＳ４が出力部１４２の背面（図１１中上側）まで伸びた従来の構成（すなわち、フランジ部１４２ｂを含む出力部１４２全体が把持部１４２ｃとなっている構成）では、第４スリットＳ４が十分に狭められるように出力部１４２を変形させるのに要する力が過度に大きなものとなる。本実施形態においては、上記のように第３スリットＳ３によって出力部１４２を把持部１４２ｃとそれ以外の部分とに分けることによって、入力軸１２３ｂの締め付け時に出力部１４２に加える荷重の大きさを必要最低限の大きさに抑えている。 A conventional configuration in which the third slit S3 is not provided and the fourth slit S4 extends to the back surface (upper side in FIG. 11) of the output portion 142 (that is, a configuration in which the entire output portion 142 including the flange portion 142b is the gripping portion 142c). Then, the force required to deform the output portion 142 so that the fourth slit S4 is sufficiently narrowed becomes excessively large. In the present embodiment, as described above, the output portion 142 is divided into the grip portion 142c and the other portions by the third slit S3, so that the load applied to the output portion 142 when the input shaft 123b is tightened is required. The size is kept to a minimum.

次に、変速機１２３の潤滑方法について説明する。本実施形態の変速機１２３は遊星歯車機構を用いた変速機であり、ケース１２３ａ（図６）の内部には、遊星歯車機構を構成する複数の歯車が固定または軸支されている。本実施形態においては、遊星歯車機構を構成する複数の歯車間の摩擦力を低減し、この摩擦力による発熱や歯車の摩耗を防ぐため、油密に構成されたケース１２３ａの内部に潤滑油を隙間なく充填している。従来構成の変速機においては、ギアケースの底部に溜められた潤滑油に歯車機構の一部のみを浸し、歯車の回転によって潤滑油をかき回して歯車機構全体に分散させていた。しかしながら、本実施形態においては、減速機１２３は主として疲労試験を行うねじり試験機１００に使用されるものである為、入力軸１２３ｂが１回転未満の回転角で反転する運動を繰り返す（例えば回転角の振幅３０°で回転振動する）可能性がある。このような使用方法では、従来構成の変速機では潤滑油を歯車機構全体に分散させることができず、歯車間に油膜切れが生じ、歯車の過度の発熱や摩耗が生じる可能性がある。また、特に１０ｋＷ以上の高出力モータにより反転駆動する場合は、歯車間の摩擦による発熱量が大きくなり、各歯車が常に潤滑油に浸された状態にしなければ、歯車に蓄熱して、焼き付きが起こる可能性がある。 Next, a method for lubricating the transmission 123 will be described. The transmission 123 of the present embodiment is a transmission using a planetary gear mechanism, and a plurality of gears constituting the planetary gear mechanism are fixed or pivotally supported in the case 123a (FIG. 6). In the present embodiment, in order to reduce the frictional force between the plurality of gears constituting the planetary gear mechanism and to prevent heat generation and gear wear due to this frictional force, lubricating oil is put inside the oiltight case 123a. Filled without gaps. In a transmission having a conventional configuration, only a part of the gear mechanism is immersed in the lubricant stored in the bottom of the gear case, and the lubricant is stirred by the rotation of the gear and dispersed throughout the gear mechanism. However, in the present embodiment, the speed reducer 123 is mainly used in the torsion tester 100 that performs a fatigue test, and therefore the input shaft 123b repeats a reversing motion at a rotation angle of less than one rotation (for example, a rotation angle). Oscillates at an amplitude of 30 °). In such a method of use, in the transmission of the conventional configuration, the lubricating oil cannot be dispersed throughout the gear mechanism, and an oil film breakage may occur between the gears, resulting in excessive heat generation and wear of the gears. In particular, when driving in reverse with a high-power motor of 10 kW or more, the amount of heat generated by friction between the gears increases, and if the gears are not always immersed in the lubricating oil, the gears store heat and seize. Can happen.

本実施形態においては、上記のようにケース１２３ａの内部に潤滑油を隙間なく充填している為、ねじり試験機１００にて疲労試験を行う場合であっても歯車間に油膜切れが生じることがない。また、高出力モータで周波数（例えば２０Ｈｚ）で反転駆動した場合でも、焼き付きが生じることもない。 In the present embodiment, as described above, the case 123a is filled with lubricating oil without any gaps, so that even if a fatigue test is performed by the torsion tester 100, an oil film breakage may occur between the gears. Absent. Further, even when the high-power motor is driven reversely at a frequency (for example, 20 Hz), the burn-in does not occur.

また、本実施形態においては、図６に示されるように、ケース１２３ａの上部に、ケース１２３ａの内部と連絡する穴Ｈ１０が形成されている。穴Ｈ１０には、上方に延びる配管１２５が取り付けられており、配管１２５の先端には、オイルカップ１２６が取り付けられている（図１）。なお、オイルカップ１２６は、ケース１２３ａよりも高い位置に配置されている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 6, a hole H10 that communicates with the inside of the case 123a is formed in the upper portion of the case 123a. A pipe 125 extending upward is attached to the hole H10, and an oil cup 126 is attached to the tip of the pipe 125 (FIG. 1). The oil cup 126 is arranged at a position higher than the case 123a.

ねじり試験機１００を作動させると、減速機１２３内の歯車の摩擦熱等により、減速機１２３のケース１２３ａ内部の温度が上昇し、ケース１２３ａの内部に充填された潤滑油が熱膨張する。減速機１２３のケース１２３ａに穴Ｈ１０が形成されていない従来の減速機の構成では、減速機１２３内部が密閉空間となる為、潤滑油が熱膨張すると、潤滑油が高圧となり、ケース１２３ａを構成する部品間の隙間（例えばオイルシール部）から潤滑油が漏出する可能性がある。本実施形態においては、熱膨張した潤滑油は配管１２５を介してオイルカップ１２６に逃げるよう構成されている為、潤滑油が漏出することが無い。なお、ねじり試験機１００を停止させて減速機１２３のケース１２３ａ内部が自然放熱により冷却されると、ケース１２３ａ内部の潤滑油が収縮して、ケース１２３ａ内部は陰圧となる。そのため、オイルカップ１２６に逃げていた潤滑油はケース１２３ａに戻される。また、潤滑油の劣化等によりケース１２３ａ内の潤滑油が減少した場合にも、減少分はオイルカップ１２６から補充され、ケース１２３ａの内部は常に潤滑油で充填された状態に保たれる。なお、オイルカップ１２６の上部には図示しない通気孔（不図示）が設けられており、オイルカップ１２６の内部空間は常に大気圧に保たれている。また、オイルカップ１２６の通気孔にはエアフィルタ（不図示）が設けられており、外気はエアフィルタを介してオイルカップ１２６内に入るため、潤滑油への異物の混入が防止される。 When the torsion testing machine 100 is operated, the temperature inside the case 123a of the speed reducer 123 increases due to frictional heat of the gears in the speed reducer 123, and the lubricating oil filled in the case 123a is thermally expanded. In the configuration of the conventional speed reducer in which the hole H10 is not formed in the case 123a of the speed reducer 123, since the inside of the speed reducer 123 becomes a sealed space, when the lubricating oil is thermally expanded, the lubricating oil becomes high pressure, and the case 123a is configured. There is a possibility that the lubricating oil leaks from a gap (for example, an oil seal part) between parts to be performed. In this embodiment, since the thermally expanded lubricating oil escapes to the oil cup 126 via the pipe 125, the lubricating oil does not leak out. When the torsion tester 100 is stopped and the inside of the case 123a of the speed reducer 123 is cooled by natural heat dissipation, the lubricating oil inside the case 123a contracts and the inside of the case 123a becomes negative pressure. Therefore, the lubricating oil that has escaped to the oil cup 126 is returned to the case 123a. Further, even when the lubricating oil in the case 123a is reduced due to deterioration of the lubricating oil or the like, the reduced amount is replenished from the oil cup 126, and the inside of the case 123a is always kept filled with the lubricating oil. A vent hole (not shown) is provided in the upper part of the oil cup 126, and the internal space of the oil cup 126 is always kept at atmospheric pressure. In addition, an air filter (not shown) is provided in the vent hole of the oil cup 126, and the outside air enters the oil cup 126 through the air filter, so that foreign matter is prevented from entering the lubricating oil.

以上が本発明の第１の実施形態の説明である。上記のように、本実施形態のねじり試験機１００は、サーボモータ１２２の支持構造、サーボモータ１２２と減速機１２３とを連結するカップリング１４０の構造、減速機１２３内部の歯車の潤滑方法等に特徴を有している。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、他の特徴を有するものであってもよい。 The above is the description of the first embodiment of the present invention. As described above, the torsion tester 100 according to the present embodiment has a support structure of the servo motor 122, a structure of the coupling 140 that connects the servo motor 122 and the speed reducer 123, a method of lubricating the gears inside the speed reducer 123, and the like. It has characteristics. The present invention is not limited to the above configuration, and may have other characteristics.

以下に説明する本発明の第２の実施形態に係るねじり試験機２００は、上記の第１実施形態の特徴に加えて、減速機の冷却機構を備えているという特徴をもつ。図１２に、本発明の第２の実施形態のねじり試験機の側面図を示す。 The torsion tester 200 according to the second embodiment of the present invention described below has a feature that a reduction mechanism cooling mechanism is provided in addition to the features of the first embodiment. FIG. 12 shows a side view of a torsion tester according to the second embodiment of the present invention.

本実施形態のねじり試験機２００は、第１の実施形態のねじり試験機１００と同様、ベース２１０と、ベース２１０上に配置された駆動部２２０及び反力部２３０を備えており、駆動部２２０及び反力部２３０にそれぞれ設けられたチャック２２１、２３１に供試体を取り付け、駆動部２２０のサーボモータ２２２を駆動して供試体にねじり荷重を加えるものである。駆動部２２０側のチャック２２１とサーボモータ２２２が減速機２２３を介して連結される点、反力部２３０に設けられたトルクセンサ２３３によって供試体に加わるトルクを計測する点、リジッドカップリングによってサーボモータ２２２と減速機２２３とを連結する点、減速機２２３のケース２２３ａ内に潤滑油を充填すると共にケース２２３ａに配管２２５を介してオイルカップを接続した点等も又、第１の実施形態と同様である。尚、第１の実施形態と同様、以下の説明においては、チャック２２１の回転軸方向（図１２中左右方向）をＸ軸方向、鉛直方向（図１２中上下方向）をＺ軸方向、Ｘ軸とＺ軸の双方に直交する方向（図１１に直交する方向）をＹ軸方向と定義する。
Similar to the torsion tester 100 of the first embodiment, the torsion tester 200 of this embodiment includes a base 210, a drive unit 220 and a reaction force unit 230 disposed on the base 210, and the drive unit 220. The specimen is attached to the chucks 221 and 231 provided in the reaction force section 230, respectively, and the servo motor 222 of the driving section 220 is driven to apply a torsional load to the specimen. The point that the chuck 221 on the drive unit 220 side and the servo motor 222 are connected via the speed reducer 223, the point that the torque applied to the specimen is measured by the torque sensor 233 provided in the reaction force unit 230, and the servo by the rigid coupling The point where the motor 222 and the speed reducer 223 are connected, the case 223a of the speed reducer 223 is filled with lubricating oil, and the oil cup is connected to the case 223a via the pipe 225, etc. It is the same. As in the first embodiment, in the following description, the rotation axis direction (left and right direction in FIG. 12) of the chuck 221 is the X axis direction, the vertical direction (up and down direction in FIG. 12) is the Z axis direction, and the X axis. The direction perpendicular to both the Z axis and the Z axis (direction perpendicular to FIG. 11) is defined as the Y axis direction.

図１３は、ねじり試験機２００をサーボモータ２２２側から見た正面図である。駆動部２２０は、ベース２１０上でＸ軸方向に移動可能な駆動部フレーム２２７を備える。サーボモータ２２２本体及び、減速機２２３のケース２２３ａは、この駆動部フレーム２２７に固定されており、駆動部フレーム２２７と一体となってＸ軸方向に移動可能に構成されている。本実施形態のねじり試験機２００は、この駆動部フレーム２２７の移動によってチャック２２１と２３１との間隔が調整可能であり、様々な長さの供試体を対象にしてねじり試験を行うことが可能となっている。駆動部フレーム２２７は、ベース２１０上に配置されている水平プレート２２７ａと、垂直プレート２２７ｂと、一対のリブプレート２２７ｃを備えている。 FIG. 13 is a front view of the torsion tester 200 as viewed from the servo motor 222 side. The drive unit 220 includes a drive unit frame 227 movable on the base 210 in the X-axis direction. The servo motor 222 main body and the case 223a of the speed reducer 223 are fixed to the drive unit frame 227, and are configured to be movable in the X-axis direction integrally with the drive unit frame 227. The torsion tester 200 of this embodiment can adjust the distance between the chucks 221 and 231 by the movement of the drive unit frame 227, and can perform a torsion test on specimens of various lengths. It has become. The drive unit frame 227 includes a horizontal plate 227a, a vertical plate 227b, and a pair of rib plates 227c disposed on the base 210.

水平プレート２２７ａは、ベース２１０上に水平に配置されている。また、垂直プレート２２７ｂは、Ｘ軸と垂直に配置され、下端が水平プレート２２７ａ上面のＸ軸方向における一端部（図１における左端）と溶接により一体に固定され、Ｌ字アングルを構成する。垂直プレート２２７ｂには、Ｘ軸方向に貫通する図示しない開口が設けられており、この開口に減速機２２３のケース２２３ａを挿し込み、次いで減速機２２３のケース２２３ａ外周に設けられたフランジ部（不図示）をボルトで垂直プレート２２７ｂに固定することによって、減速機２２３のケース２２３ａは駆動部フレーム２２７と一体に（すなわち、ベース２１０と一体に）固定される。 The horizontal plate 227a is disposed horizontally on the base 210. Further, the vertical plate 227b is disposed perpendicular to the X axis, and the lower end thereof is integrally fixed to one end portion (the left end in FIG. 1) of the upper surface of the horizontal plate 227a in the X axis direction, thereby forming an L-shaped angle. The vertical plate 227b is provided with an opening (not shown) penetrating in the X-axis direction. The case 223a of the speed reducer 223 is inserted into the opening, and then a flange portion (not illustrated) provided on the outer periphery of the case 223a of the speed reducer 223. The case 223a of the speed reducer 223 is fixed integrally with the drive unit frame 227 (that is, integrally with the base 210) by fixing the illustrated portion to the vertical plate 227b with bolts.

リブプレート２２７ｃは、図１２に示されるように、水平プレート２２７ａと垂直プレート２２７ｂが形成するコーナーに設けられ、水平プレート２２７ａと垂直プレート２２７ｂの双方に溶接されている。このリブプレート２２７ｃによって、垂直プレート２２７ｂが補強され、垂直プレート２２７ｂは水平プレート２２７ａに強固に固定される。 As shown in FIG. 12, the rib plate 227c is provided at a corner formed by the horizontal plate 227a and the vertical plate 227b, and is welded to both the horizontal plate 227a and the vertical plate 227b. The rib plate 227c reinforces the vertical plate 227b, and the vertical plate 227b is firmly fixed to the horizontal plate 227a.

図１３に示されるように、リブプレート２２７ｃは、サーボモータ２２２や減速機２２３をＹ軸方向両側から挟み込むように配置されている。この一対のリブプレート２２７ｃの間には、減速機２２３を覆うエンクロージャ２２８が設けられている。 As shown in FIG. 13, the rib plate 227c is arranged so as to sandwich the servo motor 222 and the speed reducer 223 from both sides in the Y-axis direction. An enclosure 228 that covers the reduction gear 223 is provided between the pair of rib plates 227c.

エンクロージャ２２８は、エンクロージャ２２８の内部と外部とを連絡する吸気口２２８ａ及び排気口２２８ｂを有する。図１２に示されるように、吸気口２２８ａは、エンクロージャ２２８の側面（図１２における左側面）におけるサーボモータ２２２の下方に設けられている。また、各リブプレート２２７ｃには、排気口２２８ｂに接続するエアダクト（不図示）を通す為の貫通孔２２７ｄが形成されており、排気口２２８ｂは貫通孔２２７ｄと対向する位置に形成されている。 The enclosure 228 has an intake port 228 a and an exhaust port 228 b that communicate the inside and the outside of the enclosure 228. As shown in FIG. 12, the air inlet 228a is provided below the servo motor 222 on the side surface of the enclosure 228 (the left side surface in FIG. 12). Each rib plate 227c has a through hole 227d through which an air duct (not shown) connected to the exhaust port 228b passes, and the exhaust port 228b is formed at a position facing the through hole 227d.

本実施形態においては、エアダクトにブロアやスポットクーラーを接続し、エンクロージャ２２８の内部に冷却風を吹き込むことによって、エンクロージャ２２８の内部に配置された減速機２２３を冷却している。排気口２２８ｂは、吸気口２２８ａを介してエンクロージャ２２８の内部に吹き込まれた冷却風の排気口として機能する。 In the present embodiment, a blower or a spot cooler is connected to the air duct, and cooling air is blown into the enclosure 228 to cool the speed reducer 223 arranged inside the enclosure 228. The exhaust port 228b functions as an exhaust port for cooling air blown into the enclosure 228 through the intake port 228a.

以上のように、本実施形態においては、空冷によって減速機２２３の冷却を行っている。しかしながら、他の手段によって減速機２２３の冷却を行うことも可能である。他の冷却機構を実装した、本実施形態の第１及び第２の別例の冷却機構の構成を、図１４〜図１６を参照して説明する。 As described above, in the present embodiment, the speed reducer 223 is cooled by air cooling. However, it is also possible to cool the speed reducer 223 by other means. The structure of the cooling mechanism of the 1st and 2nd another example of this embodiment which mounted another cooling mechanism is demonstrated with reference to FIGS.

第１の別例の冷却機構の構成を示すブロック図を図１３に示す。第１の別例の冷却機構は、減速機２２３の歯車の潤滑を行う為の潤滑油を冷却しながら循環させることによって減速機２２３の冷却を行うものである。すなわち、減速機２２３のケース２２３ａに、ケース２２３ａの内部と連絡する潤滑油入口２２３ｃ及び潤滑油出口２２３ｄを形成し、潤滑油入口２２３ｃ、潤滑油出口２２３ｄ、潤滑油の循環の為のポンプ２５１及び潤滑油冷却用の冷却機２５２を配管２５３を介して接続し、ポンプ２５１→ケース２２３ａ内部→冷却機２５２→ポンプ２５１の順で潤滑油を循環させる。冷却機２５１で冷却された潤滑油を減速機２２３のケース２２３ａ内部に連続的に供給することによって、減速機２２３の内部の歯車が冷却される。 FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the cooling mechanism of the first other example. The cooling mechanism of the first other example cools the speed reducer 223 by circulating lubricating oil for cooling the gears of the speed reducer 223 while cooling it. That is, a lubricating oil inlet 223c and a lubricating oil outlet 223d communicating with the inside of the case 223a are formed in the case 223a of the speed reducer 223, and the lubricating oil inlet 223c, the lubricating oil outlet 223d, the pump 251 for circulating the lubricating oil, and A cooling machine 252 for cooling the lubricating oil is connected via the pipe 253, and the lubricating oil is circulated in the order of the pump 251, the inside of the case 223a, the cooling machine 252, and the pump 251. By continuously supplying the lubricating oil cooled by the cooler 251 into the case 223a of the speed reducer 223, the gears inside the speed reducer 223 are cooled.

なお、上記説明した第１の別例においては上記のように潤滑油によって歯車の潤滑を行う為、潤滑油のリザーバとなるオイルカップは設けられていない。 In the first alternative example described above, since the gear is lubricated by the lubricating oil as described above, an oil cup serving as a lubricating oil reservoir is not provided.

次に、本実施形態の第２の別例の冷却機構について説明する。図１５は、第２の別例の冷却機構の構成を示す、サーボモータ２２２及び減速機２２３の側面図である。図１５に示されるように、別例２においては、サーボモータ２２２と減速機２２３のケース２２３ａとの間に冷却用プレート２６０が設けられている。 Next, the cooling mechanism of the 2nd example of another of this embodiment is demonstrated. FIG. 15 is a side view of the servo motor 222 and the speed reducer 223 showing the configuration of the cooling mechanism of the second other example. As shown in FIG. 15, in another example 2, a cooling plate 260 is provided between the servo motor 222 and the case 223 a of the speed reducer 223.

冷却用プレート２６０の斜視図を図１６に示す。冷却用プレート２６０は、熱伝導率の高い材料（金属等）にて形成された板状の部材であり、図１６に示されるように、その中央に減速機２２３とサーボモータ２２２の連結部分を通す為の開口２６１が形成されている。また、冷却用プレート２６０の内部には、冷却水経路２６２が開口２６１を囲むように形成されている。また、冷却用プレート２６０の内部には、冷却水経路２６２と冷却用プレート２６０の外側とを連絡する冷却水導入経路２６３及び冷却水排水経路２６４が設けられている。 A perspective view of the cooling plate 260 is shown in FIG. The cooling plate 260 is a plate-like member formed of a material having a high thermal conductivity (metal or the like). As shown in FIG. 16, a connecting portion between the speed reducer 223 and the servo motor 222 is provided at the center. An opening 261 for passing through is formed. A cooling water path 262 is formed inside the cooling plate 260 so as to surround the opening 261. In addition, a cooling water introduction path 263 and a cooling water drainage path 264 that connect the cooling water path 262 and the outside of the cooling plate 260 are provided inside the cooling plate 260.

別例２においては、冷却水導入経路２６３及び冷却水排水経路２６４を介して冷却水経路２６２をポンプ及び冷却水冷却装置に接続し、ポンプ→冷却水導入経路２６３→冷却水経路２６２→冷却水排水経路２６４→冷却水冷却装置→ポンプの順で冷却水を循環させる。循環し且つ冷却水冷却装置にて冷却される冷却水により、減速機２２３で発生した熱は冷却用プレート２６０を介して冷却水に排出され、その結果減速機２２３は冷却される。 In another example 2, the cooling water path 262 is connected to the pump and the cooling water cooling device via the cooling water introduction path 263 and the cooling water drainage path 264, and the pump → the cooling water introduction path 263 → the cooling water path 262 → the cooling water. Cooling water is circulated in the order of drainage path 264 → cooling water cooling device → pump. By the cooling water that circulates and is cooled by the cooling water cooling device, the heat generated in the speed reducer 223 is discharged to the cooling water through the cooling plate 260, and as a result, the speed reducer 223 is cooled.

１００ねじり試験機
１２０駆動部
１２２サーボモータ
１２３減速機
１２３ａケース
１２４駆動部側フレーム
１２４ｄモータ支持フレーム
１２６オイルカップ
１３０反力部
１３３トルクセンサ
１４０カップリング
２００ねじり試験機
２２３減速機
２２３ａケース
２２３ｃ潤滑油入口
２２３ｄ潤滑油出口
２２８エンクロージャ
２５１ポンプ
２５２冷却機
２６０冷却用プレート 100 Torsion Tester 120 Drive Unit 122 Servo Motor 123 Reducer 123a Case 124 Drive Unit Side Frame 124d Motor Support Frame 126 Oil Cup 130 Reaction Force 133 Torque Sensor 140 Coupling 200 Torsion Tester 223 Reducer 223a Case 223c Lubricating Oil Inlet 223d Lubricating oil outlet 228 Enclosure 251 Pump 252 Cooler 260 Cooling plate

Claims

In a mechanical testing machine that performs mechanical testing using the driving force of a servo motor,
The servo motor is
A cylindrical motor case that houses the stator and the rotor;
A flange plate fixed to one end of the motor case, in which an opening through which a rotation shaft extending from the rotor passes is formed; and a reaction force plate fixed to the other end of the motor case;
With
The mechanical testing machine, wherein the flange plate and the reaction force plate are fixed to a frame of the mechanical testing machine.

The mechanical testing machine according to claim 1, wherein bearings for supporting the rotating shaft are respectively fixed to the flange plate and the reaction force plate.

A screw hole is formed in each of the flange plate and the reaction force plate, and the flange plate and the reaction force plate are fixed to the frame by the screw holes, respectively. The mechanical testing machine according to claim 1 or 2.

The first screw hole parallel to the rotation axis of the servo motor for fixing the servo motor is formed in the flange plate. The mechanical testing machine according to one item.

The second flange hole orthogonal to an axis parallel to the rotation axis of the servo motor for fixing the servo motor is formed in the flange plate. 5. The mechanical testing machine according to any one of 4.

The third screw hole perpendicular to the axis parallel to the rotation axis of the servo motor for fixing the servo motor is formed in the reaction force plate. Item 6. The machine testing machine according to any one of Items 5 to 6.

The said reaction force board is formed with the 4th screw hole parallel to the rotating shaft of the said servomotor for fixing the said servomotor. Any of the Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. A machine testing machine according to claim 1.

The servo motor further includes a motor cover that covers the motor case,
The motor cover covers the side surfaces of the flange plate and the reaction force plate at both ends in the rotation axis direction, and is joined to each of the side surfaces;
A second screw hole for fixing the servo motor is formed on at least one side surface of the flange plate and the reaction force plate, and at least one end portion of the motor cover in the rotation axis direction. Is formed with a notch so that the second screw hole and its periphery are exposed,
The mechanical testing machine according to any one of claims 1 to 7, wherein

The motor cover is formed with a ventilation port,
The flange plate further includes a ventilation fan attached to the ventilation port, and the cutout portion communicates an internal space and an external space formed between the motor case and the motor cover. The mechanical testing machine according to claim 8, wherein the mechanical testing machine extends further inward in the rotational axis direction than the reaction force plate.

10. The flange plate according to claim 1, wherein the flange plate is fixed to one end of the motor case by a plurality of pairs of bolts arranged in three or more pairs symmetrically with respect to the rotation axis. The mechanical testing machine according to one item.

The mechanical testing machine according to claim 10, wherein the plurality of pairs of bolts are arranged on a concentric circle with the rotation axis as a center.

The motor case has a cross-sectional outer shape formed in a substantially square shape, and the plurality of pairs of bolts include two pairs of bolts arranged symmetrically with respect to one of the diagonal lines of the square. The mechanical testing machine according to claim 10 or 11.

The said flange board is being fixed to the end of the said motor case with the eight volt | bolt arrange | positioned symmetrically with respect to the said diagonal of the square, The any one of Claims 10-12 characterized by the above-mentioned. The mechanical testing machine described in 1.

The mechanical testing machine according to claim 1, wherein the mechanical testing machine is a torsion testing machine.

The mechanical testing machine according to any one of claims 1 to 14, wherein an output of the servo motor is 10 kW or more.