JP3202911B2 - 模擬負荷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はクラッチを介して負
荷が接続された回転駆動装置における動力伝達系のクラ
ッチ接離過程での負荷試験や評価、検査等のために模擬
負荷を設ける場合の模擬負荷装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】回転駆動装置におけるところの動力伝達
系でクラッチを備えたものにおいて、クラッチの接離過
程でのクラッチそのものやベルト、歯車、カプリングと
いった動力伝達系部材の負荷試験や評価、検査等を行う
にあたっては、負荷である実機の負荷変動の影響を大き
く受けるために、クラッチの出力側に実機を接続した状
態で行うが最も好ましいわけであるが、これが実際的で
はない場合、実機に代えて模擬負荷装置を接続して行う
ことが従来よりなされている。

【０００３】たとえば、特開平５−８７６８８号公報に
は、フライホイールを有する駆動モータで実機である車
両を模擬するとともに、モータと実機（エンジン）に比
して大きいモータの回転慣性を小さくするための増速機
構とからなる低慣性駆動装置を用いて実機であるエンジ
ンを模擬するものが示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、クラッチを
介して接続される入力側と出力側のうち、出力側の慣性
モーメントが小さい場合がある。上記公報に示されたも
のと逆の関係となっているわけであるが、たとえ出力側
に上記低慣性装置を接続したことで、負荷の模擬という
点において、次の問題を有している。

【０００５】すなわち、上記公報に示されたものでは、
回転慣性を実機と同様のものとするための増速機構が必
須であるために、どうしても装置が大掛かりなものとな
る。殊に負荷トルクが大きくて慣性モーメントが小さい
実機を模擬する場合には、歯車による増速機構での増速
比を大きくしなくてはならない上にモータトルクが大き
いモータを用いなくてはならず、このため増速機構及び
モータが非常に大きくなってしまう。またクラッチの出
力軸には最低でも増速機構における歯車の慣性モーメン
トが残ってしまうために、クラッチの出力軸側の慣性モ
ーメントを歯車の慣性モーメント以下に設定することが
できず、時として実機を完全に模擬することができない
ことが生じる。特に粘性抵抗によるところの負荷変動に
関して、これを模擬することができない。

【０００６】また寿命試験時のように、クラッチの解放
と接続とを数多く繰り返し行う場合、上記の装置では試
験をしたいクラッチ以外の歯車やそれを受ける軸受等に
もクラッチと同様に負荷変動が加わるために、その部分
の寿命や信頼性を十分に配慮しなくてはならない。

【０００７】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは実際の使用状況と同様
の負荷特性を、コンパクトで簡略な装置を用いて、また
構成要素をできるだけ少なくした装置によって得ること
ができる模擬負荷装置を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】しかして本発明に係る模
擬負荷装置は、回転駆動されるクラッチと、このクラッ
チの接離を制御する接離装置と、上記クラッチの出力側
に模擬負荷のための駆動または制動を与える駆動装置
と、予め設定する実機の機械的インピーダンスを含む負
荷特性を模擬した負荷トルクに基づいて駆動トルク指令
値を決定する駆動トルク制御装置と、この駆動トルク指
令値に基づいてモータである上記駆動装置を電流制御駆
動する駆動回路とから成り、クラッチの出力側の回転角
度を検出する角度検出器を備えており、駆動トルク制御
装置は予め設定する実機を模擬した粘性と上記角度検出
器による出力側回転角度検出値とに基づいて駆動トルク
指令値を決定するものであることに特徴を有している。

【０００９】クラッチの出力側のトルクを検出するトル
ク検出器も備えて、駆動トルク制御装置は予め設定する
実機を模擬した粘性と上記角度検出器による出力側回転
角度検出値と上記トルク検出器による出力側トルク検出
値とに基づいて駆動トルク指令値を決定するものであっ
てもよい。

【００１０】そして接離装置によるクラッチの接離信号
に基づいて、駆動トルク制御装置によって決定された駆
動トルク指令値と予め設定している所定の駆動トルク指
令値とを切り換える切換装置を具備していることも好ま
しい。

【００１１】クラッチの出力側の回転角度を検出する角
度検出器を備えており、駆動トルク制御装置は予め設定
する実機を模擬した慣性モーメント・粘性・弾性並びに
外力と上記角度検出器による出力側回転角度検出値とに
基づいて駆動トルク指令値を決定するものであってもよ
く、この時、クラッチの出力側のトルクを検出するトル
ク検出器も備えて、駆動トルク制御装置は予め設定する
実機を模擬した慣性モーメント・粘性・弾性並びに外力
と上記角度検出器による出力側回転角度検出値と上記ト
ルク検出器による出力側トルク検出値とに基づいて駆動
トルク指令値を決定するものであってもよい。接離装置
によるクラッチの接離信号に基づいて、駆動トルク制御
装置によって決定された駆動トルク指令値と予め設定し
ている所定の駆動トルク指令値とを切り換える切換装置
を具備していることが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例につい
て説明すると、図１において、図中１はクラッチであ
り、その入力軸側のプーリ１４がベルト２１を介してイ
ンダクションモータからなる駆動源２のプーリ２０に接
続されている。そしてクラッチ１の出力軸１１にはカプ
リング３０を介してＤＣモータからなる駆動装置３が接
続されている。図中２４はこれらの部材が設置されたベ
ースプレートである。

【００１３】図２は上記クラッチ１の一例を示してお
り、出力軸１１と、この出力軸１１に固定されているボ
ス１２と、このボス１２にスプライン結合しているボス
１３と、ボス１３の一端面に対面する円板部と上記プー
リ１４とを備えた入力軸１０と、コイル１５並びにヨー
ク１６とによって形成され、コイル１５に通電すれば、
ボス１３が入力軸１０の円板部に吸着され、プーリ１４
の回転がボス１３及びボス１２を介して出力軸１１に伝
えられる。またコイル１５への電流を遮断すれば、板ば
ねで形成された復帰ばね１８によるボス１３の復帰で入
力軸１０と出力軸１１とが切り離される。図中１９は軸
受である。このようにクラッチ１が電磁クラッチとして
構成されているために、図１におけるクラッチ接離装置
９は、クラッチ１におけるコイル１５に流す電流を制御
するものとなっている。

【００１４】そして上記クラッチ１は、その出力軸１１
に一体に設けられているウォーム軸部１７に負荷が接続
されて使用されるのであるが、ここでは出力軸１１の先
端に前記カプリング３０を介して駆動装置（ＤＣモー
タ）３のシャフトを連結している。この駆動装置３は、
駆動トルク制御装置４から与えられる駆動トルク指令値
に比例した電流を出力する定電流制御用の駆動回路（ド
ライバ）５によって作動して、クラッチ１の出力軸１１
にトルクを加える。

【００１５】ここにおいて、駆動トルク制御装置４は、
実機の機械的インピーダンスを含む負荷特性を模擬して
設定した負荷トルクに基づいて駆動トルク指令値を上記
駆動回路５に出力するものとなっている。実機を模擬す
る負荷トルクは、予め実機におけるトルク特性を測定し
て決定する方法や、各パラメータ（慣性モーメント、粘
性、弾性）を測定して、その値をもとにした運動方程式
に基づいて決定する方法で得るわけであるが、どのよう
な方法で得たものであってもよい。ただし実機における
機械的インピーダンスも含めた負荷特性を得られるよう
にしておく。

【００１６】しかして、図３に示すように、駆動源２を
作動させることでクラッチ１の入力軸１０を回転させる
とともに、駆動トルク制御装置４で決定した駆動トルク
指令値に比例した電流を駆動回路５で駆動装置３に流す
ことによって駆動装置３で発生させた負荷トルクをクラ
ッチ１の出力軸１１に伝達する。そして負荷トルクをク
ラッチ１の出力軸１１に伝えた状態でクラッチ１の接続
や切り離しを繰り返すことによって、実際の負荷トルク
が加えられた状態でのクラッチ１の動作を実現するので
ある。

【００１７】図４に他例を示す。駆動源２とクラッチ１
と駆動装置３との関係は前記のものと同じであるが、こ
こでは駆動装置３に角度検出器６をカプリング３１を介
して接続している。この角度検出器６は、たとえば図５
に示すようなスリットを有する回転板６０と上記スリッ
トを検出する透過型光電スイッチ６１及びカウンタ６２
からなるエンコーダで形成されており、回転板６０のス
リット数とカウンタ６２での所定時間内のカウント数と
から出力軸１１の回転角度θを検出する。

【００１８】そして駆動トルク制御装置４には、上記回
転角度θを微分して角速度ｖを得る微分回路４０と、角
速度ｖを更に微分して角加速度αを得る微分回路４１
と、乗算器４２とが設けられている。また駆動トルク制
御装置４には、実機の模擬したい慣性モーメントが設定
されている。この実機の慣性モーメントは、実機にトル
クセンサを取り付けて測定してもよいし、形状や減速比
などから計算した値であってもよい。

【００１９】このものにおいては、図６に示すように、
駆動源（インダクションモータ）２によってクラッチ１
の入力軸１０を回転させる。また角度検出器（エンコー
ダ）６によってクラッチ１の出力軸１１の回転角度θを
検出する。そして駆動トルク制御装置４は、模擬したい
慣性モーメントＭから駆動装置３を含むクラッチ１の出
力軸１１の慣性モーメントｍを引いた値（Ｍ−ｍ）と、
検出された回転角度θに基づく角加速度αとの乗算で駆
動トルク指令値Ｔを決定して駆動回路５に出力し、駆動
回路５は駆動トルク指令値Ｔに比例する電流を駆動装置
３に流すことで、ＤＣモータである駆動装置３に電流に
比例したトルクを発生させてクラッチ１の出力軸１１に
伝えるものであり、この状態でクラッチ１の接続と切り
離しとを繰り返すことにより、実機の使用状態と同様の
負荷トルクをクラッチ１に加えることができる。

【００２０】図７に別の例を示す。ここでは出力軸１１
に上記駆動装置３と角度検出器６のほかに、トルクセン
サ７を設けてある。トルクセンサ７は、たとえば図８に
示すように、変形によって磁気特性が変化する検出板７
０と励磁コイル７１と検出コイル７２とからなるもの
で、出力軸１１に連結されたシャフト７２に検出板７０
を取り付けておき、シャフト７０にトルクがかかった際
の検出板７０の微小変形による磁気抵抗変化によって励
磁コイル７０による磁気回路内の磁束が変化することを
検出コイル７２で検出するもので、検出コイル７２での
検出値がシャフト７０にかかるトルクに比例するように
較正しておくことで、検出コイル７２の検出値をトルク
検出値Ｔｓとして用いることができるようにしてある。

【００２１】このものにおいても、実機の模擬したい慣
性モーメントＭを用いるのであるが、トルクセンサ７で
得られたトルク検出値Ｔｓと慣性モーメントＭとの値を
図９に示す式に代入することで目標角加速度αｒ、そし
て目標角度θｒを求める。なお、ここではクラッチ１の
出力軸１１の粘性係数や弾性係数が微小であると仮定し
てこれらを省略しているが、これらの項が微小でない場
合は、これらも考慮した運動方程式に基づいて目標角度
を求めるものとする。

【００２２】そして目標角度θｒが得られたならば、角
度検出器６で得られた回転角度θが目標角度θｒに一致
するように図９中の式を用いて駆動トルク指令値Ｔを決
定する。駆動回路５は駆動トルク指令値Ｔに比例する電
流を駆動装置３に流すことで、ＤＣモータである駆動装
置３に電流に比例したトルクを発生させてクラッチ１の
出力軸１１に伝えるものであり、この状態でクラッチ１
の接続と切り離しとを繰り返すことにより、実機の使用
状態と同様の負荷トルクをクラッチ１に加えることがで
きる。ここでは駆動トルク指令値Ｔの決定の仕方とし
て、角度に対するＰＩＤ制御系を構成して角度制御する
ことで行っているが、ＰＩＤ制御以外の方法を用いても
問題ない。

【００２３】図１０に示す例は、基本的には図４に示し
たものと同じであるが、予め設定する実機を模擬した外
力によるトルクＴＦを付加する加算器４３を駆動トルク
制御回路４が備えており、また駆動トルク制御回路４と
駆動回路５との間には、駆動トルク制御回路４から出力
される駆動トルク指令値Ｔと、予め設定する駆動トルク
指令値（Ｔ＝０及びＴ＝Ｔ０）とをクラッチ接離装置９
からの信号に応じて切り換える切換装置５０を設けてい
る点において相違する。そして、図１１及び図１２に示
すように、クラッチ１が切り離されている時には切換装
置５０において駆動トルク指令値Ｔとして予め設定して
ある０の値を駆動回路５に出力し、クラッチ１を接続し
てから所定時間ｔ０内（たとえば１０ｍｓｅｃ以内）の
間は、駆動トルク指令値Ｔとして予め設定してあるＴ０
の値を駆動回路５に出力し、上記時間の経過後は、予め
設定する実機を模擬した慣性モーメントＭと回転角度θ
とに基づいて算出した値に予め設定する実機を模擬した
外力によるトルクＴＦを付加した駆動トルク指令値Ｔが
駆動回路５に送られるように切換回路５５が作動する。

【００２４】このものにおいては、クラッチ１が切り離
されている時はクラッチ１の出力軸１１が停止している
という条件を満たすために駆動トルク指令値Ｔ＝０の状
態を得られるようにし、またクラッチが接続されて出力
軸１１が入力軸１０と同じ回転数になっている時に外力
による一定の負荷トルクが生ずるという条件を満たすた
めに外力によるトルクＴＦを付加し、更にクラッチ１の
出力側の実機の慣性モーメントが本装置の慣性モーメン
トより小さいという条件を応答性よく満たすために駆動
トルク指令値Ｔ＝Ｔ０の状態を得られるようにしたもの
であって、最後の条件については駆動トルク指令値Ｔ＝
Ｔ０の値として、具体的にはクラッチ１の入力軸１０と
同一方向に出力軸１１が回転するように設定してある。

【００２５】このように、予め設定してあるトルク値を
用いるにあたっては、更に細かく設定値を設けておいて
もよく、また連続的に変化させてもよい。いずれにして
も、予め設定してある値を用いることによって、模擬し
たい慣性モーメント、特にクラッチ１の接続直後の慣性
モーメントの状態を瞬時に実現することができる。図１
３及び図１４は上記外力によるトルクＴＦを付加するた
めの加算器４３と、予め設定する駆動トルク指令値Ｔ＝
０，Ｔ＝Ｔ０を適用するための切換装置５０とを図７及
び図９に示した例に適用した場合を示している。この場
合においても、前記３つの条件を良好に満たすことがで
きるようになるのはもちろんである。

【００２６】図１５及び図１６に別の例を示す。ここで
は実機の使用状態と同様である模擬したい粘性係数Ｃを
設定して、この粘性係数Ｃと角度検出器６によるところ
の回転角度θから導いた角速度ｖとから駆動トルク指令
値Ｔを算出する駆動トルク制御回路４を用いている。図
１６中のｃは駆動装置３を含むクラッチ１の出力軸１１
の粘性係数である。粘性係数Ｃ，ｃは実機にトルクセン
サを取り付けて測定してもよいし、形状や粘性流体の特
性などから計算した値でもよい。また外力によるトルク
ＴＦも実機にトルクセンサを取り付けて測定しても良い
し、形状や減速比などから計算した値でもよい。

【００２７】そして、このように粘性係数Ｃを用いる場
合においても、図１７及び図１８に示すように、目標角
加速度αｒ及び目標角速度ｖｒ、そして目標角度θｒを
求めて実際の角度θが目標角度θｒと一致するように駆
動トルク指令値Ｔを決定する角度制御を適用することが
できる。更には図１９及び図２０あるいは図２１及び図
２２に示すように、前記外力によるトルクＴＦを付加す
るための加算器４３と、予め設定する駆動トルク指令値
Ｔ＝０，Ｔ＝Ｔ０を適用するための切換装置５０とを用
いることもできる。なお、クラッチ１の接続後の所定時
間ｔ０内のための駆動トルク指令値Ｔ＝Ｔ０を設定しな
い場合には、図２３に示すような特性のものとすること
ができる。

【００２８】ところで、実機の機械的インピーダンスと
しては、慣性モーメントや粘性係数のほかに弾性定数な
どがあり、これら全てが無視することができない値を持
つ場合には、これら全てを適用することが望ましい。図
２４及び図２５に、予め設定した模擬したい慣性モーメ
ントＭと、予め設定した模擬したい粘性係数Ｃと、予め
設定した模擬したい弾性定数Ｋとを用いた場合の例を示
す。図２５中のｋは駆動装置３を含むクラッチ１の出力
軸１１の弾性定数である。

【００２９】この場合、図２４中の式から明らかなよう
に、角度検出器６から得られた回転角度θと弾性定数
Ｋ，ｋ、回転角度θから導いた角速度ｖと粘性係数Ｃ，
ｃ、角速度ｖから更に導いた角加速度αと弾性モーメン
トＭ，ｍとから駆動トルク指令値Ｔを決定するわけであ
る。そして、これら慣性モーメントＭと粘性係数Ｃと弾
性定数Ｋとを用いる場合においても、図２６及び図２７
に示すように、目標角度θｒを求めて実際の角度θが目
標角度θｒと一致するように駆動トルク指令値Ｔを決定
する角度制御を適用することができる。更には図２８及
び図２９あるいは図３０及び図３１に示すように、前記
外力によるトルクＴＦを付加するための加算器４３と、
予め設定する駆動トルク指令値Ｔ＝０，Ｔ＝Ｔ０を適用
するための切換装置５０とを用いることもできる。

【００３０】以上のような模擬負荷装置を用いてクラッ
チ負荷試験装置を構成するにあたっては、図３２に示す
ように、クラッチ１の接離回数や接離時間等の接離条
件、たとえば１秒間クラッチ１を接続し、その後、１秒
間クラッチ１を切り離すという動作を１０万回繰り返し
て行うというような接離条件をあらかじめ設定する条件
設定装置９０を設けて、条件設定装置９０で設定された
条件に応じて接離装置９がクラッチ１に接離動作を行わ
せるようにしておくとともに、クラッチ１の接離回数を
カウントするカウンタ９１とを付加するとよい。図３３
にこの動作のフローチャートを示す。クラッチ１の連続
負荷試験を行わせることができるとともに、負荷試験中
のクラッチ１の接続回数をカウンタ９１で確認すること
ができるものであり、負荷試験前後のクラッチ１の最大
伝達トルクなどの基本特性に変化がないかをチェックす
ることで、クラッチ１の性能の評価を行うことができ
る。

【００３１】この時、図３４に示すように、単一の駆動
トルク制御装置４及びクラッチ接離条件設定装置９０で
複数のクラッチ１の試験装置を制御するようにしてもよ
い。駆動トルク制御装置４及びクラッチ接離条件設定装
置９０には演算機能や判断機能が必要であり、このため
にパーソナルコンピューターや１ボードマイクロコンピ
ュータで構成することになるが、上述のように構成する
ことによって、低コストで複数のクラッチ１の負荷試験
を同時に実施することができて非常に効率的である。

【００３２】図３５に示す例は、クラッチ１の入力軸１
０の回転数を検出する入力軸回転数検出器２５と、クラ
ッチ１の出力軸１１の回転数を検出する出力軸回転数検
出器２６とを設けるとともに、これら検出器２５，２６
による入力軸回転数検出値と出力軸回転数検出値とに基
づいてクラッチ１の滑りを判断する滑り判断装置２７を
設けたものである。上記回転数検出器２５，２６として
は、入力軸１０と出力軸１１とに取り付けられたスリッ
トを有する円板と、各円板のスリットを検出する透過型
光電スイッチとからなるものを用いることができる。こ
の場合、回転数検出器２５，２６の図３６に示すような
出力波形をＦ／Ｖコンバーター２８，２８に通してパル
スの周波数に比例した電圧出力、すなわち回転数に比例
した電圧出力を夫々得て、滑り判断装置２７は両電圧値
を比較することによってクラッチ１に滑りが生じている
かどうかを判断する。

【００３３】クラッチ１の接続時で且つ出力軸１１に実
機を模擬した負荷トルクを加えた状態における入力軸１
０の回転数Ｗ１と出力軸１１の回転数Ｗ２とにたとえば
１％以上の差があったり、図３７に示すように、滑り回
転数ｗ以上の差があれば、クラッチ１が滑っていると判
断し、この時のカウンタ９１の値（クラッチ接続回数）
を保存することで、そのクラッチ１の滑り限界値（寿
命）を判断することができる。予め決められた接離回数
を動作する間、クラッチ１の入力軸１０と出力軸１１と
の回転数差とクラッチ１の接離回数とを連続的に測定す
ることで、クラッチ１の滑りの現象を時間的に検討する
負荷試験装置として使用することもできる。

【００３４】ところで、クラッチ１の滑り異常によって
クラッチ１の動作音が変化する上に、クラッチ１の異常
としては上記滑りの他にも種々のものが存在する。図３
８はクラッチ１の動作音に異常が生じていないかどうか
を調べることができるようにしたもので、クラッチ１に
向けたマイク３５と周波数分析器３６及び音不良判断装
置３７を設けている。上記マイク３５は他の雑音の影響
をできるだけ少なくするために、クラッチ１にできるだ
け近く、また他の音発生源からはできるだけ離れたとこ
ろに設置する。そしてマイク３５で検出したクラッチ１
の動作音は、周波数分析器３６において周波数分析して
各周波数における振幅を算出し、算出結果と、予め決定
している音不良の基準値とを音不良判断装置３７におい
て比較して、現在動作しているクラッチ１の動作音に異
常がないかを判断するのである。予め決定している音不
良の基準値は、実際に検査者の人に聞いてもらいながら
検査者の官能試験に対応するように決定する。

【００３５】異常音の判断方法としては、特定の周波
数、たとえば１００Ｈｚ付近の音の大きさに対してのみ
不良を決定し、その値と検出した音の大きさを比較して
音不良を判断するようにしてもよく、回転数などの整数
倍の周波数に注目し、その周波数の大きさの和の限界値
を予め設定しておき、検出結果と比較して不良を判断す
るようにしてもよく、更に各周波数に重みをつけて複数
の周波数領域の音の大きさを比較することで音不良を判
断するようにしてもよい。

【００３６】またマイク３５は１本に限らず、クラッチ
１の周辺に数本設置しても良いし、雑音もあえて測定し
て、クラッチ１の周辺の測定結果から雑音を消去するこ
とでクラッチ１のみの音となるような信号処理を行って
もよい。クラッチ１の動作時の異常音の発生原因として
は、クラッチ１の滑りによる摩擦箇所の音のほかに、ク
ラッチ１内に使用しているベアリングの不良やスプライ
ン部のがたつきによる異常音、ヨーク１６とプーリ１４
との間に遺物が混入したことで生ずる異常音なども考え
られるが、音によって不良を判断する場合、これらの異
常原因についても実際の負荷状態で検査・評価すること
ができることになる。

【００３７】クラッチ１の動作音の測定にあたり、クラ
ッチ１以外の器材の動作音や室内の他の装置の音等によ
る雑音を分離することが非常に困難である場合、図３９
に示すように、クラッチ１の非可動部、たとえばヨーク
１６に加速度計３８を取り付けて、クラッチ１の動作時
の振動を検出することができるようにしておき、この振
動を周波数分析して各周波数における振幅を算出し、予
め決定している振動不良の基準値と比較してクラッチ１
の動作振動に異常がないかどうかを判断するようにして
もよい。振動不良の基準値も、上記音の場合と同様にし
て決定すればよい。図４０に動作のフローチャートを示
す。音と振動の両方から不良判断を行えるようにしてお
いてもよいのはもちろんである。

【００３８】図４１〜図４３に示したものは、クラッチ
１の負荷試験中の温度を測定することができるように、
クラッチ１のヨーク１６外面に温度計４５を貼り付け
て、温度不良判断装置４６において検出温度が予め設定
する限界温度を越えた時には温度不良の判断を下すよう
にしている。温度計４５としては一般的な熱電対式温度
計でよく、また温度測定箇所は１カ所でも複数箇所でも
よい。限界温度値としては、たとえばクラッチ１のコイ
ル１５に使用している導線の被膜の耐熱温度や樹脂部品
の耐熱温度を用いる。

【００３９】クラッチ１の動作時の異常温度の発生原因
としては、クラッチ１の滑り箇所の摩擦熱による発熱の
ほかに、コイル１５の異常発熱やプーリ１４とヨーク１
６等との摩擦熱による発熱などが考えられるが、これら
異常を検出してそのクラッチ１についての負荷試験を中
断することができる。温度を測定する最良の箇所は、上
記の限界温度値に関係する部品の近くであるが、上記の
ように測定しやすい箇所であるヨーク１６の外面で異常
温度を検出しようとする場合は、予め上記の限界温度値
に関係する部品近くの温度と、測定箇所との関係をつか
んでおき、この関係に基づいて限界温度を設定するよう
にしておく。

【００４０】いずれにしても、上記のような滑り不良や
音不良、振動不良、温度不良といった不良を判断してク
ラッチ１の負荷試験を中断させる判断装置２７，３７，
３９，４６を備えたものにおいて、図３４に示したよう
な単一の駆動トルク制御装置４及びクラッチ接離条件設
定装置９０で複数のクラッチ１の試験装置を制御する場
合には、図４４以下に示すように、駆動トルク制御装置
４と各駆動回路５との間に切換装置６５を介在させると
ともに、クラッチ接離条件設定装置９０と各クラッチ接
離装置９との間に切換装置６６を介在させ、不良が生じ
たと判断されたクラッチ１についてはクラッチ接離条件
を満たしておらなくとも負荷試験を終了し、不良が生じ
たと判断されていないクラッチ１については引き続いて
負荷試験を続行することができるように、上記切換装置
６５，６６において各駆動回路５やクラッチ接離装置９
を駆動トルク制御装置４及びクラッチ接離条件設定装置
９０から切り離してしまうことができるようにしておく
ことが望ましい。クラッチ１が２つのものについて説明
したが、３つ以上であっても同様に処理することができ
るのはもちろんである。

【００４１】いずれにしても、複数のクラッチ１の負荷
試験を行っている時に、異常が生じたクラッチ１につい
ては速やかに負荷試験を停止するために、異常が原因と
なる火災等の事故を未然に防ぐことができ、また異常が
起これば自動的に停止するために、無人で複数のクラッ
チ１の昼夜連続負荷試験を実施することができて、非常
に効率のよい負荷試験の実施が可能となる。しかも、異
常が生じたクラッチ１は、その時点ですぐに停止し、不
良状態を壊すことなくその状態を保つために、後で不良
可能を確認しやすく、また検討もしやすいものである。

【００４２】以上のクラッチ負荷試験装置において、模
擬負荷装置としては図１に示した構成のものを示した
が、前述の他の模擬負荷装置であってもよいのはもちろ
んである。また駆動装置３としてＤＣモータを用いたも
のを示したが、これに限るものではない。もっとも、実
機の慣性モーメントが負荷装置の慣性モーメントよりも
小さい場合には、回転方向を切り換えることができるも
のが、より実機に近い機械的インピーダンスを有する負
荷特性を実現することができる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明に係る模擬負荷装置
は、回転駆動されるクラッチと、このクラッチの接離を
制御する接離装置と、上記クラッチの出力側に模擬負荷
のための駆動または制動を与える駆動装置と、予め設定
する実機の機械的インピーダンスを含む負荷特性を模擬
した負荷トルクに基づいて駆動トルク指令値を決定する
駆動トルク制御装置と、この駆動トルク指令値に基づい
てモータである上記駆動装置を電流制御駆動する駆動回
路とから成るために、ギアのような複雑な機械的構造を
必要とすることなくコンパクトで簡易な装置で機械的イ
ンピーダンスを任意の値に制御できることから実際のク
ラッチの接離過程での負荷トルクを模擬することができ
るものであり、またギアのような機械的構造を無くすこ
とによって、寿命試験などの長時間使用に際して、それ
らの強度や信頼性を考慮する必要がなくなるものであ
る。

【００４４】加えるに、クラッチの出力側の回転角度を
検出する角度検出器を備えて、駆動トルク制御装置が予
め設定する実機を模擬した粘性と上記角度検出器による
出力側回転角度検出値とに基づいて駆動トルク指令値を
決定するものであるために、、粘性流体を密閉する装置
などの大掛かりな装置を必要とすることなく速度に比例
する粘性抵抗による負荷トルクの模擬を行うことができ
るものであり、またトルク制御であるにも拘わらず、高
価なトルクセンサを使用することなく実機におけるクラ
ッチの使用条件と同様の粘性抵抗による負荷トルクを模
擬することができる上に、模擬負荷装置の実際の粘性係
数よりも小さい粘性係数を仮想的につくることもでき
る。しかも粘性抵抗による負荷トルクは、粘性流体の粘
度とその中で回転する回転体の形状によって変化するた
めに、粘性抵抗による負荷トルクを設定するには粘性流
体と粘度とその中で回転する回転体の形状の組み合わせ
を十分に考えなければならないが、値を設定するだけで
簡単に粘性抵抗による負荷トルクの設定が可能であるた
めに、各種状態の模擬を簡単に行うことができることか
ら、実際の装置内の粘性流体を入れ換えたりすることな
く、各種粘性流体や回転体についてのシミュレーション
を行うことができる。

【００４５】この場合においてもクラッチの出力側のト
ルクを検出するトルク検出器も備えたものとし、駆動ト
ルク制御装置が予め設定する実機を模擬した粘性と上記
角度検出器による出力側回転角度検出値と上記トルク検
出器による出力側トルク検出値とに基づいて駆動トルク
指令値を決定するものであるならば、実機におけるクラ
ッチの使用条件と同様の粘性抵抗によって生じる負荷ト
ルクを精度良く模擬することができる。

【００４６】更に接離装置によるクラッチの接離信号に
基づいて、駆動トルク制御装置によって決定された駆動
トルク指令値と予め設定している所定の駆動トルク指令
値とを切り換える切換装置を具備しているならば、良好
な応答性を得ることができるとともに効率よく負荷トル
クを与えることができる。

【００４７】そして、クラッチの出力側の回転角度を検
出する角度検出器を備えて、駆動トルク制御装置が予め
設定する実機を模擬した慣性モーメント・粘性・弾性並
びに外力と上記角度検出器による出力側回転角度検出値
とに基づいて駆動トルク指令値を決定するものであるな
らば、実機におけるクラッチの使用条件と同様の慣性モ
ーメントと粘性係数と弾性定数による負荷トルクを模擬
することができ、この時、模擬負荷装置の実際の慣性モ
ーメントや粘性係数や弾性定数よりも低い慣性モーメン
トと粘性係数と弾性定数を模擬したものを仮想的に得る
ことができる上に、これらの設定も値を設定するだけで
よく、クラッチの負荷トルクの変更が容易である。

【００４８】クラッチの出力側のトルクを検出するトル
ク検出器も備えて、駆動トルク制御装置が予め設定する
実機を模擬した慣性モーメント・粘性・弾性並びに外力
と上記角度検出器による出力側回転角度検出値と上記ト
ルク検出器による出力側トルク検出値とに基づいて駆動
トルク指令値を決定するものであるならば、実機におけ
るクラッチの使用条件と同様の慣性モーメント、粘性係
数、弾性定数によって生じる負荷トルクを精度良く模擬
することができる。

【００４９】また接離装置によるクラッチの接離信号に
基づいて、駆動トルク制御装置によって決定された駆動
トルク指令値と予め設定している所定の駆動トルク指令
値とを切り換える切換装置を具備しているならば、良好
な応答性を得ることができるとともに効率よく負荷トル
クを与えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例のブロック図であ
る。

【図２】同上のクラッチの一例の断面図である。

【図３】同上の動作のフローチャートである。

【図４】同上の他例のブロック図である。

【図５】同上の角度検出器を示すもので、(a)は平面
図、(b)は側面図である。

【図６】同上の動作のフローチャートである。

【図７】同上の別の例のブロック図である。

【図８】同上のトルクセンサの概略断面図である。

【図９】同上の動作のフローチャートである。

【図１０】同上の他の例のブロック図である。

【図１１】同上の動作のフローチャートである。

【図１２】同上の動作のタイムチャートである。

【図１３】同上の更に他の例のブロック図である。

【図１４】同上の動作のフローチャートである。

【図１５】別の例のブロック図である。

【図１６】同上の動作のフローチャートである。

【図１７】同上の他例のブロック図である。

【図１８】同上の動作のフローチャートである。

【図１９】同上の別の例のブロック図である。

【図２０】同上の動作のフローチャートである。

【図２１】同上の更に別の例のブロック図である。

【図２２】同上の動作のフローチャートである。

【図２３】同上の他の動作のタイムチャートである。

【図２４】同上の他例のブロック図である。

【図２５】同上の動作のフローチャートである。

【図２６】同上の更に他例のブロック図である。

【図２７】同上の動作のフローチャートである。

【図２８】別の例のブロック図である。

【図２９】同上の動作のフローチャートである。

【図３０】同上の他例のブロック図である。

【図３１】同上の動作のフローチャートである。

【図３２】クラッチ負荷試験装置のブロック図である。

【図３３】同上の動作のフローチャートである。

【図３４】同上の他例のブロック図である。

【図３５】同上の別の例のブロック図である。

【図３６】同上の回転数検出器の出力の一例のタイムチ
ャートである。

【図３７】同上の動作のフローチャートである。

【図３８】同上の更に他例のブロック図である。

【図３９】同上の部分拡大のブロック図である。

【図４０】同上の動作のフローチャートである。

【図４１】同上の更に別の例のブロック図である。

【図４２】同上の部分拡大のブロック図である。

【図４３】同上の他の動作のフローチャートである。

【図４４】同上の他例のブロック図である。

【図４５】同上の動作のフローチャートである。

【図４６】同上の更に他例のブロック図である。

【図４７】同上の動作のフローチャートである。

【図４８】同上の別の例のブロック図である。

【図４９】同上の動作のフローチャートである。

【符号の説明】

１ クラッチ ２ 駆動源 ３ 駆動装置 ４ 駆動トルク制御装置 ５ 駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−87688（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−243938（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−26775（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−98631（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01M 13/02

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動されるクラッチと、このクラッ
   チの接離を制御する接離装置と、上記クラッチの出力側
   に模擬負荷のための駆動または制動を与える駆動装置
   と、予め設定する実機の機械的インピーダンスを含む負
   荷特性を模擬した負荷トルクに基づいて駆動トルク指令
   値を決定する駆動トルク制御装置と、この駆動トルク指
   令値に基づいてモータである上記駆動装置を電流制御駆
   動する駆動回路とから成るとともに、クラッチの出力側
   の回転角度を検出する角度検出器を備え、駆動トルク制
   御装置は予め設定する実機を模擬した粘性と上記角度検
   出器による出力側回転角度検出値とに基づいて駆動トル
   ク指令値を決定するものであることを特徴とする模擬負
   荷装置。
2. 【請求項２】 クラッチの出力側の回転角度を検出する
   角度検出器と、クラッチの出力側のトルクを検出するト
   ルク検出器とを備えており、駆動トルク制御装置は予め
   設定する実機を模擬した粘性と上記角度検出器による出
   力側回転角度検出値と上記トルク検出器による出力側ト
   ルク検出値とに基づいて駆動トルク指令値を決定するも
   のであることを特徴とする請求項１記載の模擬負荷装
   置。
3. 【請求項３】 接離装置によるクラッチの接離信号に基
   づいて、駆動トルク制御装置によって決定された駆動ト
   ルク指令値と予め設定している所定の駆動トルク指令値
   とを切り換える切換装置を具備していることを特徴とす
   る請求項１または２記載の模擬負荷装置。
4. 【請求項４】 回転駆動されるクラッチと、このクラッ
   チの接離を制御する接離装置と、上記クラッチの出力側
   に模擬負荷のための駆動または制動を与える駆動装置
   と、予め設定する実機の機械的インピーダンスを含む負
   荷特性を模擬した負荷トルクに基づいて駆動トルク指令
   値を決定する駆動トルク制御装置と、この駆動トルク指
   令値に基づいてモータである上記駆動装置を電流制御駆
   動する駆動回路とから成るとともに、クラッチの出力側
   の回転角度を検出する角度検出器を備えており、駆動ト
   ルク制御装置は予め設定する実機を模擬した慣性モーメ
   ント・粘性・弾性並びに外力と上記角度検出器による出
   力側回転角度検出値とに基づ いて駆動トルク指令値を決
   定するものであることを特徴とする模擬負荷装置。
5. 【請求項５】 回転駆動されるクラッチと、このクラッ
   チの接離を制御する接離装置と、上記クラッチの出力側
   に模擬負荷のための駆動または制動を与える駆動装置
   と、予め設定する実機の機械的インピーダンスを含む負
   荷特性を模擬した負荷トルクに基づいて駆動トルク指令
   値を決定する駆動トルク制御装置と、この駆動トルク指
   令値に基づいてモータである上記駆動装置を電流制御駆
   動する駆動回路とから成るとともに、クラッチの出力側
   の回転角度を検出する角度検出器と、クラッチの出力側
   のトルクを検出するトルク検出器とを備えており、駆動
   トルク制御装置は予め設定する実機を模擬した慣性モー
   メント・粘性・弾性並びに外力と上記角度検出器による
   出力側回転角度検出値と上記トルク検出器による出力側
   トルク検出値とに基づいて駆動トルク指令値を決定する
   ものであることを特徴とする模擬負荷装置。
6. 【請求項６】 接離装置によるクラッチの接離信号に基
   づいて、駆動トルク制御装置によって決定された駆動ト
   ルク指令値と予め設定している所定の駆動トルク指令値
   とを切り換える切換装置を具備していることを特徴とす
   る請求項４または５記載の模擬負荷装置。