JP2018077173A - 回転ねじり試験機 - Google Patents

Abstract

【課題】試験体として、例えば、自動車のクラッチやトルクコンバータを試験する場合において、本来の使用状態と同じ使用状態、すなわち、実車形態での試験が可能で、試験体の回転中のねじり剛性の測定が可能な回転ねじり試験機を提供する。【解決手段】試験体１２が保持される試験体保持部１４に、一端が連結された入力軸を構成する内側回転軸２０と、内側回転軸２０の外周に配置され、内側回転軸２０を回転駆動するとともに、内側回転軸２０に対して回転可能に連結された外側回転軸３８と、内側回転軸２０を回転駆動して、試験体１２を正逆回転方向に揺動回転するための内側回転駆動機構２２と、試験体１２の内側回転軸２０と対峙する方向に連結された試験体側出力軸３４と、外側回転軸３８と試験体側出力軸３４とを連結するとともに、試験体１２を覆うように設けられた外側連結部材６６と備える。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、自動車のクラッチ、トルクコンバータ、トランスミッション、プロペラシャフトなどの動力伝達部品であって、高速に回転した状態で、トルク（ねじり荷重）を受ける試験体（以下、単に「試験体」と言う）に対して、その耐久性を評価するために、回転駆動される試験体に対して、正逆の揺動負荷をかけて、ねじり角度、トルクを検出して、試験体の耐久試験を行う回転ねじり試験機に関する。

従来、このような回転ねじり試験機として、本出願人は、既に、特許文献１（特開平０３−２０００４３号公報）において、いわゆる「閉ループ式」の回転ねじり試験機を提案している。

図３は、特許文献１の回転ねじり試験機１００の構成の概略を説明する構成概略図である。

図３に示したように、特許文献１の回転ねじり試験機１００は、試験体１０２が保持される試験体保持部１０４を備えている。

また、試験体１０２は、試験体対象物１０２ａと、その両端にそれぞれ連結されたバネ部材１０２ｂから構成されている。

そして、これらのバネ部材１０２ｂの外端が、それぞれ、接合部１０２ｃを介して、試験体保持部１０４の外端部と接合されている。

また、回転ねじり試験機１００は、アクチュエータ部１０１を備えており、アクチュエータ部１０１は、試験体１０２が保持される試験体保持部１０４に、その一端１０６が連結された内側回転軸１０８を備えている。

なお、内側回転軸１０８の一端１０６が、試験体保持部１０４に、接合部１０２ｃ、バネ部材１０２ｂを介して保持された試験体対象物１０２ａに連結されている。
これにより、後述するように、油圧アクチュエータ１１３を作動させて、正逆回転方向に内側回転軸１０８を、外側回転軸１１０に対して揺動回転させるように構成されている。

その結果、内側回転軸１０８の一端１０６に連結された試験体対象物１０２ａが捩られて、バネ部材１０２ｂも捩られるようになっている。

そして、内側回転軸１０８の外周に回転可能に配置され、内側回転軸１０８に対して回転可能に連結された外側回転軸１１０が備えられている。

また、外側回転軸１１０の一端１１２が、試験体保持部１０４に連結されるとともに、外側回転軸１１０の他端１１４に、外側回転軸１１０を回転駆動するための外側回転駆動モータ１１６が連結されている。

これにより、外側回転駆動モータ１１６の回転駆動によって、外側回転軸１１０が回転駆動されて、試験体保持部１０４に保持された試験体１０２が、一定回転速度で、回転駆動されるように構成されている。

また、図示しないが、内側回転軸１０８には、油圧パワーユニットからの圧油を供給することにより、正逆回転方向に内側回転軸１０８を、外側回転軸１１０に対して揺動回転させる油圧アクチュエータ１１３が備えられている。

そして、外側回転軸１１０の回転速度、すなわち、外側回転駆動モータ１１６の回転速度を検出する回転速度センサ１１８が、外側回転駆動モータ１１６の回転駆動軸に付設されている。

また、外側回転軸１１０と内側回転軸１０８との間の相対角度（ねじれ角度）を検出する角度センサ１２０が設けられている。

さらに、試験体保持部１０４と外側回転軸１１０との間には、トルクを検出するためのトルクセンサ１２２が付設されている。

このように構成される特許文献１の回転ねじり試験機１００では、以下のように作動される。

先ず、外側回転駆動モータ１１６を作動させることによって、外側回転軸１１０が、図３の矢印Ａ方向に回転駆動されて、試験体保持部１０４に保持された試験体１０２が、図３の矢印Ａ方向に、一定回転速度で、回転駆動される。

この状態で、油圧ユニットからの圧油を供給することにより、油圧アクチュエータ１１３を作動させて、図３の矢印Ｂ方向に、正逆回転方向に内側回転軸１０８が揺動回転される。

これにより、試験体保持部１０４に保持された試験体１０２が、図３の矢印Ｂ方向に揺動回転され（正逆回転方向に揺動回転）、ねじりが負荷される。

また、図４（Ａ）のグラフに示したように、角度センサ１２０によって、外側回転軸１１０と内側回転軸１０８との間の相対角度（ねじれ角度）が検出され、図４（Ｂ）のグラフに示したように、トルクセンサ１２２によって、トルクが検出されるように構成されている。

さらに、図４（Ｃ）のグラフに示したように、回転速度センサ１１８によって回転速度（回転数）が検出されるようになっている。

このように、別途図示しない制御部において、ねじり角度、トルク、回転数に基づいて、予め設定されたプログラムに基づいて、試験体の耐久試験を行い、試験体の耐久性を評価するように構成されている。

特開平０３−２０００４３号公報 特開２００４−１２５５４９号公報

このような特許文献１の回転ねじり試験機１００では、入力軸である内側回転軸１０８と、出力軸である外側回転軸１１０との二重軸構造から構成されている。このため、試験体１０２として、例えば、自動車のクラッチやトルクコンバータ（トルクコンバータＡＳＳＹ）（以下、単に「トルクコンバータ」と言う）を試験する場合には、回転ねじり試験機１００に合わせて、本来の使用状態とは違う形態や、入出力の関係を逆にして試験が行われており、正確な再現試験が実施できないことになっていた。

すなわち、図５に示したように、自動車のトルクコンバータを試験する場合には、本来の回転ねじり試験機使用状態としては、エンジン２００の回転軸と、トルクコンバータからなる試験体２０２が保持される試験体保持部２０４が連結される。そして、試験体保持部２０４の試験体２０２に、エンジン２００と反対側に出力軸２０６を介して、トランスミッション２０８、タイヤ２１０が連結されるものである。

なお、試験体２０２は、試験体対象物２０２ａと、その両端にそれぞれ連結されたバネ部材２０２ｂから構成されている。

そして、これらのバネ部材２０２ｂの外端が、それぞれ、接合部２０２ｃを介して、試験体保持部２０４の外端部と接合されている。

この場合、特許文献１の回転ねじり試験機１００のように、これまでの回転ねじり試験機でトルクコンバータを試験する場合には、図６に示したように、外側回転軸１１０を、本来はエンジン側となるので、ねじり加振の入力軸として使用し、内側回転軸１０８を、本来はトランスミッション側として、出力軸に使用できれば理想的である。

しかしながら、特許文献１の回転ねじり試験機１００では、外側回転軸１１０はねじり加振の反力側となっており、内側回転軸１０８は、ねじり加振の入力側となっており、入出力の関係を逆にして試験が行われており、正確な再現試験が実施できないことになっていた。

一方、従来の回転ねじり試験機として、特許文献２（特開２００４−１２５５４９号公報）などに開示されるように、２個の大容量の回転駆動モータで行う、いわゆる「駆動吸収方式」と呼ばれる回転ねじり試験機３００が提案されている。

図７は、特許文献２の回転ねじり試験機３００の構成の概略を説明する構成概略図である。

図７に示したように、回転ねじり試験機３００は、試験体３０２が保持される試験体保持部３０４を備えている。

また、試験体３０２は、試験体対象物３０２ａと、その両端にそれぞれ連結されたバネ部材３０２ｂから構成されている。

そして、これらのバネ部材３０２ｂの外端が、それぞれ、接合部３０２ｃを介して、試験体保持部３０４の外端部と接合されている。

また、回転ねじり試験機３００は、アクチュエータ部３０１を備えており、アクチュエータ部３０１は、試験体３０２が保持される試験体保持部３０４に、その一端３０６が連結された回転駆動モータ側回転軸３０８を備えている。

そして、回転駆動モータ側回転軸３０８の外周に回転可能に配置され、回転駆動モータ側回転軸３０８に対して回転可能に連結された揺動回転伝達用回転軸３１０が備えられている。

また、揺動回転伝達用回転軸３１０の一端３１２に、回転駆動モータ３１６が連結されている。
これにより、揺動回転伝達用回転軸３１０と、回転駆動モータ側回転軸３０８を含んだ、負荷モータ側回転軸３２０の一端３２２までが、連続して堅固に連結されているので、これらがあたかも1本の回転軸のように回転駆動されるようになっている。

すなわち、このように、回転駆動モータ３１６の回転駆動によって、揺動回転伝達用回転軸３１０と、回転駆動モータ側回転軸３０８を含んだ、負荷モータ側回転軸３２０の一端３２２に連結された負荷モータ３２４までが、あたかも1本の回転軸のように回転駆動されることになる。

これにより、これらの回転軸間に保持されている試験体保持部３０４と、試験体３０２も、一定回転速度で、回転駆動されるように構成されている。

また、図示しないが、回転駆動モータ側回転軸３０８には、油圧パワーユニットからの圧油を供給することにより、正逆回転方向に回転駆動モータ側回転軸３０８を、揺動回転伝達用回転軸３１０に対して揺動回転する油圧アクチュエータ３１３が備えられている。

さらに、試験体３０２が保持される試験体保持部３０４に、回転駆動モータ側回転軸３０８と対峙する方向から、その一端３１８が連結される負荷モータ側回転軸３２０を備えている。
そして、負荷モータ側回転軸３２０の他端３２２には、負荷モータ３２４が連結されている。

前述したように、回転駆動モータ３１６の回転駆動によって、揺動回転伝達用回転軸３１０と、回転駆動モータ側回転軸３０８を含んだ、負荷モータ側回転軸３２０の一端３２２に連結された負荷モータ３２４までが、あたかも1本の回転軸のように回転駆動されている。

従って、負荷モータ３２４を駆動することによって、回転駆動モータ３１６から負荷モータ側回転軸３２０の一端３２２までに対して、負荷トルクを発生させることができるようになっている。

すなわち、負荷モータ３２４の駆動によって、負荷モータ側回転軸３２０が回転駆動されて、試験体３０２と試験体保持部３０４を含んだ、回転駆動モータ側回転軸の一端３１２まで、負荷トルクが与えられるように構成されている。

そして、回転駆動モータ３１６の回転速度を検出する回転速度センサ３２６が、回転駆動モータ３１６の回転駆動軸に付設されている。

また、揺動回転伝達用回転軸３１０と回転駆動モータ側回転軸３０８との間の相対角度（ねじれ角度）を検出する角度センサ３２８が設けられている。

さらに、試験体保持部３０４と揺動回転伝達用回転軸３１０との間には、トルクを検出するための第１のトルクセンサ３３０が付設されている。また、試験体対象物３０２ａと負荷モータ３２４との間には、トルクを検出するための第２のトルクセンサ３３２が付設されている。

このように構成される回転ねじり試験機３００では、以下のように作動される。

先ず、回転駆動モータ３１６を作動させることによって、揺動回転伝達用回転軸３１０と、回転駆動モータ側回転軸３０８を含んだ、負荷モータ側回転軸３２０の一端３２２までが回転駆動されることになる。

その結果、これらの回転軸間に保持されている試験体保持部３０４と試験体３０２も、一定回転速度で、回転駆動されることになる。

次に、負荷モータ３２４を作動させることによって、回転駆動モータ３１６に対して、試験体３０２に与えたい負荷トルクを発生させている。

この状態で、油圧ユニットからの圧油を供給することにより、油圧アクチュエータ３１３を作動させて、揺動回転伝達用回転軸３１０に対して、正逆回転方向に回転駆動モータ側回転軸３０８を揺動回転させている。

これにより、角度センサ３２８によって、揺動回転伝達用回転軸３１０と回転駆動モータ側回転軸３０８との間の相対角度（ねじれ角度）が検出され、第１のトルクセンサ３３０、第２のトルクセンサ３３２によって、トルクが検出されるように構成されている。さらに、回転速度センサ３２６によって回転速度（回転数）が検出されるようになっている。

以上の様に、別途図示しない制御部において、ねじり角度、トルク、回転数に基づいて、予め設定されたプログラムに基づいて、試験体の耐久試験を行い、試験体の耐久性を評価するように構成されている。

なお、図８に示したように、回転ねじり試験機３００において、揺動回転伝達用回転軸３１０、油圧アクチュエータ３１３を省略して、回転駆動モータ側回転軸３０８を直接、回転駆動するための回転駆動モータ３３４に連結されている構成の回転ねじり試験機３００もある。

このような特許文献２の回転ねじり試験機３００では、外側回転駆動モータ３１６側を、エンジン側として入力軸に、試験体側回転駆動モータ３２４側を、トランスミッション側として出力軸に用いて、本来の使用状態と同一の形態で試験を行うことができる。

しかしながら、特許文献２の回転ねじり試験機３００では、２個の自動車の原動機やエンジンと同等の大出力で大容量の回転駆動モータを設ける必要があるので、回転ねじり試験機３００が大型化してしまい、設置スペースも広く、コストも高くつくことになる。

また、特許文献２の回転ねじり試験機３００では、２個の回転駆動モータ（すなわち、回転駆動モータ３１６と負荷トルクを発生させる負荷モータ３２４との間、または、回転駆動モータ３３４と負荷モータ３２４との間）のねじり剛性計測を行うためには、同期運転が必要となるが、同期運転を行うことは技術的に難しいという課題がある。

さらに、特許文献２の回転ねじり試験機３００では、高回転で大トルクの回転駆動モータを設ける必要があるので、回転駆動モータ自体の慣性が大きく、高い角加速度での試験もできなかった。

本発明は、このような現状に鑑み、試験体として、例えば、自動車のクラッチやトルクコンバータを試験する場合において、本来の使用状態と同じ使用状態、すなわち、実車形態での試験(振動入力軸と負荷側出力軸が実車相当になる）が可能で、試験体の回転中のねじり剛性の測定が可能な回転ねじり試験機を提供することを目的とする。

また、本発明は、一つの回転ねじり試験機で、実車形態での耐久試験と、耐久中（回転中）の試験体の変化を計測する剛性測定とが可能な回転ねじり試験機を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、従来の回転ねじり試験機のように、特殊なモータや、２個の大容量の回転駆動モータが不要で、市販の入手性の良い回転モータが使用でき、回転ねじり試験機が大型化することなく、小さい設置スペースですみ、コストも低減でき、しかも、高耐久性に優れ、確実に回転ねじり試験を行うことのできる回転ねじり試験機を提供することを目的とする。

本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の回転ねじり試験機は、
回転駆動される試験体に対して、正逆の揺動負荷をかけて、ねじり角度、トルクを検出して、試験体の耐久試験を行う回転ねじり試験機であって、
前記試験体が保持される試験体保持部に、一端が連結された入力軸を構成する内側回転軸と、
前記内側回転軸の外周に配置され、内側回転軸を回転駆動するとともに、内側回転軸に対して回転可能に連結された外側回転軸と、
前記外側回転軸を回転駆動する外側回転駆動モータと、
前記内側回転軸を回転駆動して、試験体を正逆回転方向に揺動回転するための内側回転駆動機構と、
前記試験体の内側回転軸と対峙する方向に連結された試験体側出力軸と、
前記外側回転軸と試験体側出力軸とを連結するとともに、前記試験体を覆うように設けられた外側連結部材と備えることを特徴とする。

このように構成することによって、試験体が、内側回転軸、外側回転軸、外側連結部材を介して、試験体側出力軸に連結されていることになる。

従って、外側連結部材が、試験体にかけられる負荷に対する反力軸となるとともに、外側連結部材によって、試験体と、試験体側出力軸とが同期回転することができる。

従って、試験体が保持される試験体保持部に一端が連結された内側回転軸側を、エンジン側として入力軸に、試験体側出力軸側を、トランスミッション側として出力軸に用いて、本来の使用状態と同一の形態で試験を行うことができる。

すなわち、例えば、自動車のクラッチやトルクコンバータを試験する場合において、本来の使用状態と同じ使用状態である実車形態での試験、すなわち、振動入力軸である内側回転軸と、負荷側出力軸である試験体側出力軸が実車相当となった実車形態での試験を行うことが可能で、試験体の回転中のねじり剛性の測定が可能な回転ねじり試験機を提供することができる。

また、一つの回転ねじり試験機で、実車形態での耐久試験と、耐久中（回転中）の試験体の変化を計測する剛性測定とが可能な回転ねじり試験機を提供することができる。

さらに、従来の回転ねじり試験機のように、特殊なモータや、２個の大容量の回転駆動モータが不要で、市販の回転モータが使用でき、回転ねじり試験機が大型化することなく、小さい設置スペースですみ、構造も簡単で、コストも低減でき、しかも、高耐久性に優れ、確実に回転ねじり試験を行うことのできる回転ねじり試験機を提供することができる。

また、本発明の回転ねじり試験機は、前記連結部材が、開閉可能に構成され、前記試験体を回転ねじり試験機に脱着自在に装着できるように構成されていることを特徴する。

このように構成することによって、連結部材が、開閉することによって、試験体を回転ねじり試験機に脱着自在に装着でき、試験が終了した試験体を取り出し、新しい試験体と交換でき、極めて便利である。

また、本発明の回転ねじり試験機は、前記連結部材が、内側回転軸側連結部材と試験体出力軸側連結部材とに分離可能に構成され、前記試験体を回転ねじり試験機に脱着自在に装着できるように構成されていることを特徴する。

このように構成することによって、内側回転軸側と試験体側出力軸側とに分離した状態で、これらの分離した内側回転軸側連結部材と試験体出力軸側連結部材の間の開口部を介して、試験体を回転ねじり試験機に脱着自在に装着でき、試験が終了した試験体を取り出し、新しい試験体と交換でき、極めて便利である。

また、本発明の回転ねじり試験機は、前記試験体に対して作動圧油を供給するための油圧供給経路が、試験体側出力軸側から試験体に至るように形成されていることを特徴する。

このように構成することによって、例えば、試験体がトルクコンバータである場合に、エンジン側と、トランスミッションに連結されたタービンランナとを直結するためのロックアップクラッチを作動させるために必要な油圧を、油圧供給経路を介して供給することができる。

また、本発明の回転ねじり試験機は、少なくとも油圧供給経路の周囲に断熱機構が設けられていることを特徴する。

このように構成することによって、例えば、試験体がトルクコンバータである場合に、ロックアップクラッチを作動させるために必要な油圧の温度は、試験により高温（例えば、１２０〜１４０℃）から低温（例えば、常温）までの条件が存在するが、試験体を支持する試験機自体が、温度変化の影響を受けることがなく、正確な試験を行うことができるようになる。

また、本発明の回転ねじり試験機は、前記試験体が、自動車のトルクコンバータＡＳＳＹであることを特徴する。

このように構成することによって、試験体が、自動車のトルクコンバータＡＳＳＹであれば、本来の使用状態と同じ使用状態である実車形態での試験、すなわち、振動入力軸である内側回転軸と、負荷側出力軸である試験体側出力軸が実車相当となった実車形態での試験を行うことが可能で、試験体の回転中のねじり剛性の測定が可能な回転ねじり試験機を提供することができる。

また、一つの回転ねじり試験機で、実車形態での耐久試験と、耐久中（回転中）の試験体の変化を計測する剛性測定とが可能な回転ねじり試験機を提供することができる。

本発明によれば、試験体が、内側回転軸、外側回転軸、外側連結部材を介して、試験体側出力軸に連結されていることになる。

従って、外側連結部材が、試験体にかけられる負荷に対する反力軸となるとともに、外側連結部材によって、試験体と、試験体側出力軸とが同期回転することができる。

従って、試験体が保持される試験体保持部に一端が連結された内側回転軸側を、エンジン側として入力軸に、試験体側出力軸側を、トランスミッション側として出力軸に用いて、本来の使用状態と同一の形態で試験を行うことができる。

すなわち、例えば、自動車のクラッチやトルクコンバータを試験する場合において、本来の使用状態と同じ使用状態である実車形態での試験、すなわち、振動入力軸である内側回転軸と、負荷側出力軸である試験体側出力軸が実車相当となった実車形態での試験を行うことが可能で、試験体の回転中のねじり剛性の測定が可能な回転ねじり試験機を提供することができる。

また、一つの回転ねじり試験機で、実車形態での耐久試験と、耐久中（回転中）の試験体の変化を計測する剛性測定とが可能な回転ねじり試験機を提供することができる。

さらに、従来の回転ねじり試験機のように、特殊なモータや、２個の大容量の回転駆動モータが不要で、市販の入手性の良い回転モータが使用でき、回転ねじり試験機が大型化することなく、小さい設置スペースですみ、コストも低減でき、しかも、高耐久性に優れ、確実に回転ねじり試験を行うことのできる回転ねじり試験機を提供することができる。

図１は、本発明の回転ねじり試験機の概略を模式的に示す概略縦断面図である。 図２は、図１の回転ねじり試験機の連結部材を開いた状態を示す図１と同様な概略縦断面図である。 図３は、特許文献１の回転ねじり試験機１００の構成の概略を説明する構成概略図である。 図４（Ａ）は、相対角度（ねじれ角度）を示すグラフ、図４（Ｂ）は、トルク（ねじり荷重）を示すグラフ、図４（Ｃ）は、回転速度（回転数）を示すグラフである。 図５は、自動車のトルクコンバータを試験する場合の概略を説明する概略図である。 図６は、特許文献１の回転ねじり試験機１００において、入出力の関係を逆にして試験が行われる状態を説明する図３と同様な構成概略図である。 図７は、特許文献２の回転ねじり試験機３００の構成の概略を説明する構成概略図である。 図８は、回転ねじり試験機３００の別の構成の概略を説明する構成概略図である。

以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
（実施例）

図１は、本発明の回転ねじり試験機の概略を模式的に示す概略縦断面図、図２は、図１の回転ねじり試験機の連結部材を開いた状態を示す図１と同様な概略縦断面図である。

図１〜図２において、符号１０は、全体で本発明の回転ねじり試験機を示している。

図１〜図２に示したように、本発明の回転ねじり試験機１０は、例えば、自動車のクラッチ、トルクコンバータ、トランスミッション、プロペラシャフトなどの動力伝達部品であって、高速に回転した状態で、トルク（ねじり荷重）を受ける試験体１２を対象とする。

なお、この実施例では、試験体１２として、トルクコンバータを用いた実施例を図示している。

また、このような回転駆動される試験体１２に対して、正逆の揺動負荷をかけて、ねじり角度、トルクを検出して、試験体の耐久試験を行う回転ねじり試験機１０である。

そして、回転ねじり試験機１０は、試験体１２が保持される試験体保持部１４を備えている。また、回転ねじり試験機１０は、アクチュエータ部１１を備えており、アクチュエータ部１１は、試験体１２が保持される試験体保持部１４に、その一端１８が連結された、入力軸を構成する内側回転軸２０を備えている。

なお、図示しないが、内側回転軸２０の一端１８は、トルクコンバータのフロントカバーに連結され、フロントカバーと一体のポンプインペラーを回転させるようになっている。

また、図１〜図２に示したように、内側回転軸２０の外周に配置された略円筒形状の外側回転軸３８が備えられている。外側回転軸３８は、内側回転軸２０を回転駆動するとともに、内側回転軸２０に対して回転可能に連結されている。

なお、図１〜図２に示したように、内側回転軸２０と外側回転軸３８との間は、ベアリング２６を介して、相互に回転できるように構成されている。

また、この外側回転軸３８を回転駆動する外側回転駆動モータ４４が備えられている。すなわち、外側回転軸３８の一端には、外側回転プーリ４６が設けられており、外側回転駆動モータ４４の駆動軸５２に設けられた駆動プーリ５４と、外側回転プーリ４６とに駆動ベルト５０が架け渡されている。

これにより、外側回転駆動モータ４４の回転駆動によって、外側回転軸３８を介して、内側回転軸２０が回転駆動されて、試験体保持部１４に保持された試験体１２が、一定回転速度で、回転駆動されるように構成されている。

また、図示しないが、内側回転軸２０には、油圧パワーユニットからの圧油を供給することにより、正逆回転方向に内側回転軸２０の一端１８に対して内側回転軸２０を揺動回転する、内側回転駆動機構２２として、油圧アクチュエータ２４が備えられている。

そして、外側回転軸３８の回転速度を検出して、外側回転駆動モータ４４の回転速度を制御するための回転速度センサ２８が、外側回転軸３８に付設されている。

また、外側回転軸３８と内側回転軸２０との間の相対角度（ねじれ角度）を検出する角度センサ３２が設けられている。

さらに、試験体保持部１４と内側回転軸２０との間には、トルクを検出するための入力軸側トルクセンサ３０が付設されている。

また、図１〜図２に示したように、試験体１２の内側回転軸２０と対峙する方向には、試験体側出力軸３４が連結されている。すなわち、図示しないが、試験体側出力軸３４の一端３６が、トランスミッションに連結されることになる、トルクコンバータのタービンランナに連結されている。

この試験体側出力軸３４の他端には、トルクを検出するための出力軸側トルクセンサ４０が設けられている。

さらに、試験体側出力軸３４の他端側は、出力軸延設部４２が延設されるように形成されており、この出力軸延設部４２が、ベアリング４８ａ、４８ｂを介して、ベース５６に回転可能に支持されている。

また、出力軸延設部４２の先端部には、出力軸側スリップリング５８が設けられており、この出力軸側スリップリング５８を介して、出力軸側トルクセンサ４０などからの信号を取り出し、図示しない外部のコンピュータなどの制御部に入力されるようになっている。

同様に、図１〜図２に示したように、外側回転軸３８の先端部には、入力軸側スリップリング６０が設けられており、この入力軸側スリップリング６０を介して、入力軸側トルクセンサ３０などからの信号を取り出し、図示しない外部のコンピュータなどの制御部に入力されるようになっている。

さらに、外側回転軸３８の内側の端部には、外側回転軸側フランジ６２が、半径方向外側に延設するように形成されている。そして、この外側回転軸側フランジ６２に対応するように、試験体側出力軸３４に、試験体出力軸側フランジ６４が、半径方向外側に延設するように形成されている。

図１〜図２に示したように、外側回転軸３８の外側回転軸側フランジ６２と、試験体側出力軸３４の試験体出力軸側フランジ６４とを連結するとともに、試験体１２を覆うように設けられた略円筒形状の外側連結部材６６が備えられている。

この実施例では、外側連結部材６６は、図１の矢印Ｄで示したように、開閉可能に構成され、試験体１２を回転ねじり試験機１０に脱着自在に装着できるように構成されている。

すなわち、外側連結部材６６が、内側回転軸側連結部材６８と、試験体出力軸側連結部材７０とに分離可能に構成されている。また、図１〜図２に示したように、内側回転軸側連結部材６８と、試験体出力軸側連結部材７０とは、相互に接近離反する方向に移動することができるようになっている。

なお、この実施例では、内側回転軸側連結部材６８と、試験体出力軸側連結部材７０とは、当接部６８ａ、７０ａにより、図示しないが、例えば、ボルトなどの締結部材によって、内側回転軸側連結部材６８と、試験体出力軸側連結部材７０とを固定することができるように構成されている。

このように構成することによって、内側回転軸側連結部材６８と試験体出力軸側連結部材７０とに分離した状態で、これらの分離した内側回転軸側連結部材６８と試験体出力軸側連結部材７０の間の開口部７２を介して、試験体１２を回転ねじり試験機１０の試験体保持部１４に脱着自在に装着でき、試験が終了した試験体１２を取り出し、新しい試験体１２と交換でき、極めて便利である。

さらに、図１〜図２に示したように、試験体側出力軸３４の出力軸延設部４２のベアリング４８ａ、４８ｂによる回転支持部の間には、圧油供給用の回転継手部７４が形成されている。また、試験体側出力軸３４の試験体１２側には、油圧供給ユニット７６が設けられているととともに、回転継手部７４から油圧供給ユニット７６へ至る油圧供給経路７８が形成されている。

この油圧供給ユニット７６から、例えば、試験体１２がトルクコンバータである場合に、エンジン側と、トランスミッションに連結されたタービンランナとを直結するためのロックアップクラッチを作動させるために必要な油圧を、図１の矢印Ｅで示したように、油圧供給経路７８を介して供給することができるように構成されている。

この場合、図示しないが、油圧供給経路７８は、油圧パワーユニットからの圧油が供給されるように構成されている。また、油圧供給経路７８は、油圧供給ユニット７６のポンプ用、開閉バルブ用、ロックアップ圧力用の３系統の油圧供給経路７８を備えている。

このように構成することによって、例えば、試験体１２がトルクコンバータである場合に、エンジン側と、トランスミッションに連結されたタービンランナとを直結するためのロックアップクラッチを作動させるために必要な油圧を、油圧供給経路７８を介して供給することができる。

さらに、図１〜図２に示したように、少なくとも油圧供給経路７８の周囲に断熱機構８０が設けられているのが望ましい。

なお、断熱機構８０として、周知の断熱機構を採用することができ、特に限定されるものではなく、例えば、空冷式、水循環式、断熱材などによる断熱機構とすることができる。

このように構成することによって、例えば、試験体１２がトルクコンバータである場合に、ロックアップクラッチを作動させるために必要な油圧の温度は、試験により高温（例えば、１２０〜１４０℃）から低温（例えば、常温）までの条件が存在するが、試験体１２を支持する試験機１０自体が、温度変化の影響を受けることがなく、正確な試験を行うことができるようになる。

このように構成される本発明の回転ねじり試験機１０では、以下のように作動される。

すなわち、外側回転駆動モータ４４を作動させることによって、外側回転軸３８が回転駆動されて、外側回転軸３８を介して、内側回転軸２０が回転駆動されて、試験体保持部１４に保持された試験体１２が、図１の矢印Ａで示したように、一定回転速度で、回転駆動される。

これと同期するように、図１の矢印Ｂで示したように、外側回転軸３８の回転が、外側連結部材６６（内側回転軸側連結部材６８と、試験体出力軸側連結部材７０）とを介して、試験体側出力軸３４が回転駆動されて、試験体保持部１４に保持された試験体１２と同期して、同じ一定回転速度で、回転駆動される。

この状態で、油圧ユニットからの圧油を供給することにより、油圧アクチュエータ２４を作動させて、図１の矢印Ｃで示したように、正逆回転方向に内側回転軸２０が揺動回転される。

これにより、図４（Ａ）のグラフに示したように、角度センサ３２によって、外側回転軸３８と内側回転軸２０との間の相対角度（ねじれ角度）が検出され、図４（Ｂ）のグラフに示したように、入力軸側トルクセンサ３０、出力軸側トルクセンサ４０によって、トルクが検出されるように構成されている。さらに、図４（Ｃ）のグラフに示したように、回転速度センサ２８によって回転速度（回転数）が検出されるようになっている。

これにより、別途図示しない制御部において、ねじり角度、トルク、回転数に基づいて、予め設定されたプログラムに基づいて、試験体の耐久試験を行い、試験体の耐久性を評価するように構成されている。

本発明によれば、試験体１２が、内側回転軸２０、外側回転軸３８、外側連結部材６６（内側回転軸側連結部材６８と、試験体出力軸側連結部材７０）を介して、試験体側出力軸３４に連結されていることになる。

従って、外側連結部材６６（内側回転軸側連結部材６８と、試験体出力軸側連結部材７０）が、試験体１２にかけられる負荷に対する反力軸となるとともに、外側連結部材６６（内側回転軸側連結部材６８と、試験体出力軸側連結部材７０）によって、図１の矢印Ｂで示したように、試験体１２と、試験体側出力軸３４とが同期回転することができる。

従って、試験体１２が保持される試験体保持部１４に一端が連結された内側回転軸２０側を、エンジン側として入力軸に、試験体側出力軸３４側を、トランスミッション側として出力軸に用いて、本来の使用状態と同一の形態で試験を行うことができる。

すなわち、例えば、自動車のクラッチやトルクコンバータを試験する場合において、本来の使用状態と同じ使用状態である実車形態での試験、すなわち、振動入力軸である内側回転軸２０と、負荷側出力軸である試験体側出力軸３４が実車相当となった実車形態での試験を行うことが可能で、試験体１２の回転中のねじり剛性の測定が可能な回転ねじり試験機１０を提供することができる。

また、一つの回転ねじり試験機１０で、実車形態での耐久試験と、耐久中（回転中）の試験体１２の変化を計測する剛性測定とが可能な回転ねじり試験機１０を提供することができる。

さらに、従来の回転ねじり試験機のように、特殊なモータや、２個の大容量の回転駆動モータが不要で、市販の入手性の良い回転モータが使用でき、回転ねじり試験機が大型化することなく、小さい設置スペースですみ、コストも低減でき、しかも、高耐久性に優れ、確実に回転ねじり試験を行うことのできる回転ねじり試験機１０を提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の回転ねじり試験機１０では、内側回転軸２０には、油圧パワーユニットからの圧油を供給することにより、正逆回転方向に内側回転軸２０を揺動回転する、内側回転駆動機構として、油圧アクチュエータ２４が備えられている。

しかしながら、内側回転駆動機構として、油圧アクチュエータ２４の代わりに、図示しないが、例えば、モータ、または、差動歯車機構などの遊星歯車機構を採用することもできる。

また、上記実施例では、外側連結部材６６を、軸方向に２分割の内側回転軸側連結部材６８と、試験体出力軸側連結部材７０から構成したが、図示しないが、半径方向に２分割とすることも、また、軸方向に入れ子式で開閉できる外側連結部材６６とすることも可能である。

また、回転ねじり試験機として、例えば、自動車のクラッチ、トルクコンバータ、トランスミッション、プロペラシャフトなどの動力伝達部品であって、高速に回転した状態で、トルク（ねじり荷重）を受ける試験体に適用したが、自動車部品以外でも、その他の機械部品、完成品、さらに、土木関係の構造物など、回転駆動して使用される試験体に適用することができるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本発明は、例えば、自動車のクラッチ、トルクコンバータ、トランスミッション、プロペラシャフトなどの動力伝達部品であって、高速に回転した状態で、トルク（ねじり荷重）を受ける試験体に対して、その耐久性を評価するために、回転駆動される試験体に対して、正逆の揺動負荷をかけて、ねじり角度、トルクを検出して、試験体の耐久試験を行う回転ねじり試験機に適用することができる。

１０ 回転ねじり試験機
１１ アクチュエータ部
１２ 試験体
１４ 試験体保持部
１８ 一端
２０ 内側回転軸
２２ 内側回転駆動機構
２４ 油圧駆動ユニット
２６ ベアリング
２８ 回転速度センサ
３０ 入力軸側トルクセンサ
３２ 角度センサ
３４ 試験体側出力軸
３６ 一端
３８ 外側回転軸
４０ 出力軸側トルクセンサ
４２ 出力軸延設部
４４ 外側回転駆動モータ
４６ 外側回転プーリ
４８ａ、４８ｂ ベアリング
５０ 駆動ベルト
５２ 駆動軸
５４ 駆動プーリ
５６ ベース
５８ 出力軸側スリップリング
６０ 入力軸側スリップリング
６２ 外側回転軸側フランジ
６４ 試験体出力軸側フランジ
６６ 外側連結部材
６８ 内側回転軸側連結部材
６８ａ 当接部
７０ 試験体出力軸側連結部材
７２ 開口部
７４ 回転継手部
７６ 油圧供給ユニット
７８ 油圧供給経路
８０ 断熱機構
１００ 回転ねじり試験機
１０１ アクチュエータ部
１０２ａ 試験体対象物
１０２ｂ バネ部材
１０２ｃ 接合部
１０４ 試験体保持部
１０６ 一端
１０８ 内側回転軸
１１０ 外側回転軸
１１２ 一端
１１３ 油圧アクチュエータ
１１４ 他端
１１６ 外側回転駆動モータ
１１８ 回転速度センサ
１２０ 角度センサ
１２２ トルクセンサ
２００ エンジン
２０２ 試験体
２０２ａ 試験体対象物
２０２ｂ バネ部材
２０２ｃ 接合部
２０４ 試験体保持部
２０６ 出力軸
２０８ トランスミッション
２１０ タイヤ
３００ 回転ねじり試験機
３０１ アクチュエータ部
３０２ 試験体
３０４ 試験体保持部
３０６ 一端
３０８ 回転駆動モータ側回転軸
３１０ 回転駆動モータ側回転軸
３１２ 一端
３１３ 油圧アクチュエータ
３１６ 回転駆動モータ
３１８ 一端
３２０ 負荷モータ側回転軸
３２２ 他端
３２４ 負荷モータ
３２６ 回転速度センサ
３２８ 角度センサ
３３０ 第１のトルクセンサ
３３２ 第２のトルクセンサ
３３４ 内側回転駆動モータ

Claims (6)

1. 回転駆動される試験体に対して、正逆の揺動負荷をかけて、ねじり角度、トルクを検出して、試験体の耐久試験を行う回転ねじり試験機であって、
   前記試験体が保持される試験体保持部に、一端が連結された入力軸を構成する内側回転軸と、
   前記内側回転軸の外周に配置され、内側回転軸を回転駆動するとともに、内側回転軸に対して回転可能に連結された外側回転軸と、
   前記外側回転軸を回転駆動する外側回転駆動モータと、
   前記内側回転軸を回転駆動して、試験体を正逆回転方向に揺動回転するための内側回転駆動機構と、
   前記試験体の内側回転軸と対峙する方向に連結された試験体側出力軸と、
   前記外側回転軸と試験体側出力軸とを連結するとともに、前記試験体を覆うように設けられた外側連結部材と備えることを特徴とする回転ねじり試験機。
2. 前記連結部材が、開閉可能に構成され、前記試験体を回転ねじり試験機に脱着自在に装着できるように構成されていることを特徴する請求項１に記載の回転ねじり試験機。
3. 前記連結部材が、内側回転軸側連結部材と試験体出力軸側連結部材とに分離可能に構成され、前記試験体を回転ねじり試験機に脱着自在に装着できるように構成されていることを特徴する請求項２に記載の回転ねじり試験機。
4. 前記試験体に対して作動圧油を供給するための油圧供給経路が、試験体側出力軸側から試験体に至るように形成されていることを特徴する請求項１から３のいずれかに記載の回転ねじり試験機。
5. 少なくとも油圧供給経路の周囲に断熱機構が設けられていることを特徴する請求項４に記載の回転ねじり試験機。
6. 前記試験体が、自動車のトルクコンバータＡＳＳＹであることを特徴する請求項１から５のいずれかに記載の回転ねじり試験機。

Images