JP2015010843A - ねじり試験装置 - Google Patents
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Abstract
Description
供試体の入力軸に接続される第1駆動部と、
供試体の出力軸に接続される第2駆動部と、
第1駆動部及び第2駆動部を制御するコントローラと、
を備え、
第1及び第2駆動部は、
モータと、
供試体の入力軸又は出力軸が取り付けられ、モータの回転を供試体の入力軸又は出力軸に伝達するチャックと、
チャックを介して供試体の入力軸又は出力軸に与えられるトルクを検出するトルクセンサと、
チャックの回転数を検出する回転計と、備え、
コントローラが、
第1駆動部及び第2駆動部の一方について、チャックが所定の速度で回転するように制御し、
第1駆動部及び第2駆動部の他方について、供試体の入力軸又は出力軸に所定のトルクを与えるように制御するものである。
一方について、チャックが一定速度で回転するように制御し、
他方について、供試体の入力軸又は出力軸に一定のトルクを与えるように制御し、
第1駆動部及び第2駆動部の一方と他方のチャック間の回転の位相差が第1の基準値を超えたときに、供試体を不良と判定する構成としてもよい。
一方について、チャックが一定の回転数で回転するように制御し、
他方について、供試体の入力軸又は出力軸に一定のトルクを与えるように制御し、
他方のチャックの回転数が所定の範囲を超えて変動したときに、供試体を不良と判定する構成としてもよい。
図1は、本発明の第1実施形態に係るねじり試験装置100の側面図である。本実施形態のねじり試験装置100は、2つの回転軸を有する供試体T1(例えばFR車用トランスミッションユニット)の回転ねじり試験を行う装置である。すなわち、ねじり試験装置100は、供試体T1の2つの回転軸を同期回転させながら2つの回転軸の回転に位相差を与えることで、トルクを負荷しながら供試体T1の2つの回転軸を回転させる。本実施形態のねじり試験装置100は、第1駆動部110、第2駆動部120、及びねじり試験装置100の動作を統合的に制御するコントローラCを備えている。
図3は、本発明の第2実施形態に係るねじり試験装置200の平面図である。上述のように、本実施形態は、FF車用のトランスミッションユニットを供試体T2とする回転ねじり試験に適したねじり試験装置の構成例である。供試体T2は、ディファレンシャルギアを内蔵するFF車用トランスミッションユニットであり、入力軸Iと、左側出力軸OL及び右側出力軸ORを有している。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図4は、本発明の第3実施形態に係るねじり試験装置300の平面図である。本実施形態は、FR車用のディファレンシャルギアユニットを供試体T3とする回転ねじり試験に適したねじり試験装置の構成例である。第2実施形態と同様に、供試体T3は、入力軸I、左側出力軸OL及び右側出力軸ORを有している。
図5は、本発明の第4実施形態に係るねじり試験装置400の平面図である。本実施形態のねじり試験装置400は、4つの回転軸を有する供試体T4の回転ねじり試験に適したねじり試験装置の構成例である。以下、一例として、4WDシステムを供試体T4として試験を行う場合について説明する。供試体T4は、図示しないトランスミッション、フロントディファレンシャルギア、トランスファー及び電子制御多板クラッチを備えたFFベースの電子制御式4WDシステムである。供試体T4は、エンジンに接続される入力軸Iと、左右の前輪用のドライブシャフトに接続される左側出力軸OL及び右側出力軸ORと、後輪に動力を伝達するプロペラシャフトに接続される後部出力軸OPを有している。入力軸Iから供試体T4に入力された駆動力は、供試体T4に備わるトランスミッションにより減速された後、フロントディファレンシャルギアを介して、左側出力軸OLと右側出力軸ORに分配される。また、フロントディファレンシャルギアに伝達された駆動力の一部は、トランスファーにより分岐されて、後部出力軸OPから出力されるように構成されている。
まず、上述した本発明の第2実施形態に係るねじり試験装置200を使用して行われるFF車用トランスミッションユニット(供試体T2)の回転ねじり試験の一例を説明する。
以下に説明する実施例2は、上述した本発明の第2実施形態に係るねじり試験装置200を使用して行われるFF車用トランスミッションユニット(供試体T2)の静的ねじり試験の一例である。実施例2で使用されるねじり試験装置200の各駆動部(第1駆動部210、第2駆動部220及び第3駆動部230)の定格値も表2に示される通りである。本実施例でも、速度制御によって各駆動部210、220、230のサーボモータの駆動が制御される。
上述した本発明の各実施形態のねじり試験装置を用いて、ギア機構を備える動力伝達装置の歯当たり試験を行うことができる。歯当たり試験とは、供試体の入力軸を一定の回転数(50rpm)で回転させながら、供試体の出力軸に許容値内の一定のトルクを負荷するものである。以下に説明する実施例3は、上述した本発明の第2実施形態に係るねじり試験装置200を使用して行われるFF車用トランスミッションユニット(供試体T2)の歯当たり試験の一例である。実施例3で使用されるねじり試験装置200の各駆動部(第1駆動部210、第2駆動部220及び第3駆動部230)の定格値も表2に示される通りである。本実施例でも、速度制御によって各駆動部210、220、230のサーボモータの駆動が制御される。
例えば、上述した実施例3の歯当たり試験の実施後、続けて加速試験(耐久試験)を行うこともできる。この加速試験は、供試体の入力軸に設計トルクを超える負荷(例えば、設計トルクの2倍)を与えて短時間で供試体を劣化させる加速劣化試験である。
110、210、310、410 第1駆動部
110a 本体
110b ベース
111 可動プレート
112、122 サーボモータ
113 減速機
114 ケース
115 スピンドル
116、126 チャック装置
117 トルクセンサ
119a スリップリング
119b ブラシ
120、320、420 第2駆動部
230、330、430 第3駆動部
440 第4駆動部
T 供試体
I 入力軸
O 出力軸
OL 左側出力軸
OR 右側出力軸
OP 後部出力軸
Claims (11)
- 動力伝達装置である供試体の入出力軸にトルクを与えるねじり試験装置であって、
前記供試体の入力軸に接続される第1駆動部と、
前記供試体の出力軸に接続される第2駆動部と、
前記第1駆動部及び前記第2駆動部を制御するコントローラと、
を備え、
前記第1及び第2駆動部は、
モータと、
前記供試体の入力軸又は出力軸が取り付けられ、前記モータの回転を前記供試体の入力軸又は出力軸に伝達するチャックと、
前記チャックを介して前記供試体の入力軸又は出力軸に与えられるトルクを検出するトルクセンサと、
前記チャックの回転数を検出する回転計と、備え、
前記コントローラが、
前記第1駆動部及び前記第2駆動部の一方について、前記チャックが所定の回転数で回転するように制御し、
前記第1駆動部及び前記第2駆動部の他方について、前記供試体の入力軸又は出力軸に所定のトルクを与えるように制御する、ねじり試験装置。 - 前記所定のトルクが前記供試体の入力軸又は出力軸の設計トルク以下に設定された歯当たり試験を行う、ことを特徴とする請求項1に記載のねじり試験装置。
- 前記コントローラが、
前記一方について、前記チャックが一定の回転数で回転するように制御し、
前記他方について、前記供試体の入力軸又は出力軸に一定のトルクを与えるように制御し、
前記第1駆動部と前記第2駆動部とのチャックの回転の位相差が第1の基準値を超えたときに、前記供試体を不良と判定する、
ことを特徴とする請求項2に記載のねじり試験装置。 - 前記第1駆動部と前記第2駆動部とのチャックの回転の位相差が、前記供試体の減速比で補正した値である、ことを特徴とする請求項3に記載のねじり試験装置。
- 前記コントローラが、
前記一方について、前記チャックが一定の回転数で回転するように制御し、
前記他方について、前記供試体の入力軸又は出力軸に一定のトルクを与えるように制御し、
前記他方の前記チャックの回転数が所定の範囲を超えて変動したときに、前記供試体を不良と判定する、
ことを特徴とする請求項2に記載のねじり試験装置。 - 前記コントローラが、前記第1駆動部及び前記第2駆動部のいずれか一方のトルクセンサが検出したトルクの減少量が第2の基準値を超えたときに、前記供試体が破壊したと判定する、ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のねじり試験装置。
- 前記コントローラが、前記第1駆動部及び前記第2駆動部のいずれか一方のトルクセンサが検出したトルクが第3の基準値を超えたときに、前記供試体を不良と判定する、ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のねじり試験装置。
- 前記所定のトルクが前記供試体の入力軸又は出力軸の設計トルクを超える値に設定された加速劣化試験を行う、ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のねじり試験装置。
- 前記歯当たり試験を行い、前記歯当たり試験において前記供試体が不良と判定されなかった場合に、続けて、前記加速劣化試験を行う、ことを特徴とする請求項3又は請求項5を引用する請求項8に記載のねじり試験装置。
- 前記コントローラは、前記供試体が不良又は破壊したと判定したときに、前記第1駆動部及び前記第2駆動部の駆動を停止させる、
ことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のねじり試験装置。 - 静的ねじり試験を行うときに、前記所定の回転数がゼロ値に設定される、ことを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のねじり試験装置。
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