JP2021148547A - ねじり試験機 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示すように、ねじり試験機100は、試験体Tにねじりトルクを負荷するように構成されている。詳細には、ねじり試験機100は、正回転方向のねじりトルクと逆回転方向のねじりトルクとを、試験体Tに対して繰り返し負荷するように構成されている。これによって、試験体Tの疲労特性を評価することができる。ねじり試験機100は、モータ2、入力側保持部3、及び出力側保持部4を備えている。また、ねじり試験機100は、角度センサ5及び制御部6をさらに備えている。
モータ2は、試験体Tに負荷するためのトルクを出力するように構成されている。詳細には、モータ2は、正回転方向のトルクと逆回転方向のトルクとを交互に繰り返し出力するように構成されている。また、モータ2は、正回転方向のトルクのみ、又は逆回転方向のトルクのみを繰り返し出力することも可能である。
入力側保持部3は、モータ2からのトルクが入力される。入力側保持部3は、試験体Tの一方端部(図1の左側端部)を保持するように構成されている。すなわち、入力側保持部3は、モータ2からのトルクを試験体Tに伝達するように構成されている。入力側保持部3は、第1回転体31と、質量体32と、トルクセンサ33と、第1チャック34と、を有している。
出力側保持部4は、試験体Tの他方端部(図1の右側端部)を保持するように構成されている。出力側保持部4は、入力側保持部3と相対回転可能に配置されている。このため、入力側保持部3と出力側保持部4とによって保持された試験体Tにトルクが負荷される。
図1に示すように、制御部6は、モータ2の繰り返し数に基づき、クラッチ装置44を制御するように構成されている。制御部6は、角度センサ5からのデータに基づき、モータ2の繰り返し数をカウントする。そして、制御部6は、所定の繰り返し数毎に、クラッチ装置44をクラッチオフ状態とする。
次に、制御部6によるねじり試験機100の制御方法を説明する。図3は、制御部6による制御方法を示すフローチャートである。
A=αsin(ωt)−β ・・・(1)
なお、αはねじり角度幅(振幅)、tは時間、βはオフセット値である。
以上のように構成されたねじり試験機100は、以下に説明するように、モータ2の出力トルク以上のねじりトルクを試験体Tに対して負荷させることができる。まず、モータ2は正回転方向のトルクを出力し、そのトルクは試験体Tに負荷される。このとき、モータ2の出力トルクによって、ダンパ機構43がねじり角度θ1だけねじれる。このため、ダンパ機構43の弾性部材433には弾性エネルギが保存される。次に、モータ2は逆回転方向のトルクを出力する。ここで、モータ2の出力エネルギ以外に、弾性部材433に蓄積された弾性エネルギがあるため、逆回転方向において試験体Tにモータ2の出力エネルギ及び弾性部材433の弾性エネルギに基づくトルクが負荷される。また、弾性部材433には、このモータ2の出力エネルギと弾性部材433の弾性エネルギとが、弾性エネルギとして蓄積される。この工程が繰り返され、ねじり角度は徐々に増加し、モータ2の出力トルク以上のねじりトルクが発生する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
上記実施形態では、出力側保持部4がダンパ機構43を有していたが、入力側保持部3がダンパ機構43を有していてもよい。
上記実施形態では、出力側保持部4がクラッチ装置44を有していたが、入力側保持部3がクラッチ装置44を有していてもよい。
2 モータ
3 入力側保持部
32 質量体
33 トルクセンサ
4 出力側保持部
43 ダンパ機構
431 入力部材
432 出力部材
433 弾性部材
44 クラッチ装置
5 角度センサ
6 制御部
Claims (10)
- 試験体にねじりトルクを負荷するねじり試験機であって、
モータと、
前記モータからのトルクが入力され、前記試験体の一方端部を保持するように構成される入力側保持部と、
前記試験体の他方端部を保持するように構成され、前記入力側保持部と相対回転可能に配置される出力側保持部と、
を備え、
前記入力側保持部及び前記出力側保持部の少なくとも一方は、ダンパ機構を有し、
前記ダンパ機構は、前記モータからのトルクが入力される入力部材と、前記入力部材と相対回転可能に配置される出力部材と、前記入力部材と前記出力部材とを弾性的に連結する弾性部材と、を有する、
ねじり試験機。
- 前記入力側保持部及び前記出力側保持部の少なくとも一方は、トルクの伝達及び遮断を行うクラッチ装置を有する、
請求項1に記載のねじり試験機。
- 前記クラッチ装置を制御する制御部、をさらに備え、
前記モータは、正回転方向のトルクと、逆回転方向のトルクとを交互に繰り返し出力し、
前記制御部は、前記モータの繰り返し数に基づき前記クラッチ装置を制御する、
請求項2に記載のねじり試験機。
- 前記モータのねじり角度を検出する角度センサをさらに備える、
請求項1から3のいずれかに記載のねじり試験機。
- 前記出力側保持部は、回転不能な部材に取り付けられる、
請求項1から4のいずれかに記載のねじり試験機。
- 前記入力側保持部は、質量体を有する、
請求項1から5のいずれかに記載のねじり試験機。
- 前記モータは、サーボモータである、
請求項1から6のいずれかに記載のねじり試験機
- 前記入力側保持部は、トルクセンサを有する、
請求項1から7のいずれかに記載のねじり試験機。
- 前記試験体に負荷されるねじりトルクを検出するトルクセンサと、
前記トルクセンサによって検出されたねじりトルクに基づくフィードバック制御を実行する制御部と、
をさらに備える、
請求項1に記載のねじり試験機。
- 制御部と、
前記試験体に負荷されるねじりトルクを検出するトルクセンサと、
前記モータのねじり角度を検出する角度センサと、
をさらに備え、
前記制御部は、前記トルクセンサによって検出されたねじりトルクに基づく第1のフィードバック制御と、前記角度センサによって検出されたねじり角度に基づく第2のフィードバック制御とを実行する、
請求項1に記載のねじり試験機。
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