JP3204823U - ねじり疲労試験装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】制御の簡略化、試験精度の確保およびメンテナンスコストの低減を達成することのできるねじり疲労試験機を提供する。【解決手段】ねじり疲労試験装置100は、ケーブル載置部1と、運動ガイド部2と、駆動部3と、を含み、ケーブル載置部1が回転座11及び滑り座12の間に被試験ケーブルLを延設され、運動ガイド部2及び駆動部3がリンクの作用関係により駆動部3の回転駆動を往復リニアスライドすることに変換され、回転座11を交替で反時計回り、時計回りに回転することによって、被試験ケーブルLをねじることでねじり疲労試験が実行される。【選択図】図1
Description
本考案はねじり試験機に関するものであって、特にねじり疲労試験装置に関するものである。
疲労(Fatigue)試験は部品、部材の構造試験であって、長時間の繰り返し応力により、部品、部材本来の強度などの物理的特性の低下、さらに亀裂や破壊現象の発生を検証または研究するためのものである。部品、部材の疲労が機械への損傷の主な原因になるため、疲労試験で部品、部材の寿命を確認するのは、機械の安全の確保にとってとても必要なことである。
疲労試験では、ねじり疲労試験は被試験物(例えば:ケーブル)を一定角度で繰り返しねじりを与えて耐久性をテストする。通常ねじり疲労試験の実行はねじり試験機を利用することである。従来のねじり試験機が主に被試験物を支持する支持枠及び被試験物をねじりながら連動するサーボモータによって構成され、サーボモータを制御することによって一定の頻度で正反転に出力され、これによって被試験物を正逆方向に往復ねじりを行う。
しかしながら、サーボモータで被試験物の往復ねじりを行うには、正転から反転に変換する途中のスピード変化制御、正転及び反転ねじれの角度制御などさまざまな複雑なモータ制御に関連するため、このようなねじり試験機の制御難度が高くて且つ試験パラメータの精度も維持し難い。また、普通の単方向回転駆動と比べると、サーボモータが正反転駆動の状態での損耗もより激しく、疲労試験の長時間消耗で試験機の部品の取替率も上昇するため、試験機のメンテナンスコストを増加させてしまうという問題があった。
上記に鑑み、従来のねじり試験機は、制御の難度、試験の精度及び試験機のメンテナンスコストに関する困難に直面してきた。
本考案は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、制御を簡略化し、試験精度を向上させるとともに試験機のメンテナンスコストを節約できるねじり疲労試験装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本考案が提供するねじり疲労試験装置は、
ねじり軸線に所定試験距離の間隔で設置された回転座及び滑り座を含み、前記回転座が前記ねじり軸線を中心として回転可能であり、前記滑り座がねじり軸線に沿ってスライド可能であり、前記回転座及び前記滑り座の間に被試験ケーブルが延設され、前記回転座の回転によって前記被試験ケーブルをねじることでねじり疲労試験が実行されるケーブル載置部と、
リニアスライド可能であり、リニアスライドする際に前記回転座が回転するように連動して前記回転座の半径位置に接続されるリニアスライド機構を有する運動ガイド部と、
駆動機構と、前記駆動機構により所定回転方向に所定回転速度で回転される回転機構と、一方が偏心距離で前記回転機構に枢接され、他方が前記リニアスライド機構に接続されることにより、前記回転機構が回転する際に前記リニアスライド機構を運びながら往復リニアスライドさせるリンク機構と、を含む駆動部を備えるものである。
ねじり軸線に所定試験距離の間隔で設置された回転座及び滑り座を含み、前記回転座が前記ねじり軸線を中心として回転可能であり、前記滑り座がねじり軸線に沿ってスライド可能であり、前記回転座及び前記滑り座の間に被試験ケーブルが延設され、前記回転座の回転によって前記被試験ケーブルをねじることでねじり疲労試験が実行されるケーブル載置部と、
リニアスライド可能であり、リニアスライドする際に前記回転座が回転するように連動して前記回転座の半径位置に接続されるリニアスライド機構を有する運動ガイド部と、
駆動機構と、前記駆動機構により所定回転方向に所定回転速度で回転される回転機構と、一方が偏心距離で前記回転機構に枢接され、他方が前記リニアスライド機構に接続されることにより、前記回転機構が回転する際に前記リニアスライド機構を運びながら往復リニアスライドさせるリンク機構と、を含む駆動部を備えるものである。
本考案の一態様として、前記ねじり軸線が実質的に重力の方向に沿って延伸されることが好ましい。
本考案の一態様として、前記滑り座がさらに外環固定部材と、内環スライド部材を含み、前記外環固定部材が前記ねじり軸線に沿って貫通するスライド通路を有し、前記内環スライド部材が前記スライド通路に滑設され、前記内環スライド部材が前記ねじり軸線に沿って貫通する通線孔を有し、前記通線孔によって前記被試験ケーブルが前記通線孔に貫設されることが好ましい。
本考案の一態様として、さらに導通検出器を有する導通検出部を含み、前記被試験ケーブルが前記導通検出器に接続されることにより前記被試験ケーブルの疲労断裂が検出されることが好ましい。
本考案の一態様として、さらに前記被試験ケーブルに吊持する重りを備えることが好ましい。
本考案の一態様として、前記リニアスライド機構がロール巻き通路に沿ってリニアスライド可能であることが好ましい。
本考案の一態様として、前記リニアスライド機構がチェーン機構であることが好ましい。
本考案の一態様として、前記リンク機構が前記回転機構と前記リニアスライド機構との間の長さが調整可能であることが好ましい。
本考案の一態様として、前記回転機構に対する前記リンク機構の前記偏心距離が調整可能であることが好ましい。
本考案の一態様として、前記ケーブル載置部が複数の前記回転座と、複数の前記滑り座を含み、前記複数の回転座が前記リニアスライド機構に接続されることが好ましい。
以上のように、本考案のねじり疲労試験装置によって、複雑なスピード変化制御がなく、より単純な連続的な単方向回転で被試験ケーブルを正逆方向に往復ねじりを行なうことができ、大幅な制御困難度の容易化が可能になる。また、本考案のねじり疲労試験装置が、機構または部材の間の配置関係を変えるだけで、試験パラメータ(例えば:ねじり角度)の正確な調整をより簡便に達成させることができる。したがって、モータ制御精度不足から発生した誤差を避けるのに有効であると言える。また、本考案のねじり疲労試験装置が駆動機構の動作要求に対する要求がシンプルなため(最低限の単方向回転駆動で済む)、操作上の損耗も少なく、且つ多くの市販のモータにも適用できるため、大幅に試験機の部品の取替及び試験機のメンテナンスコストが節約できる。
以下は図1から図4に基いて、本考案の実施形態について説明する。該当説明は本考案の実施形態の一つの例示にすぎず、本考案の実施形態を限定するものではない。
図1〜図3が示すように、本考案のねじり疲労試験装置100は、
ねじり軸線Aに所定試験距離Dの間隔で設置された回転座11及び滑り座12を含み、回転座11がねじり軸線Aを中心として回転可能であり、滑り座12がねじり軸線Aに沿ってスライド可能であり、回転座11及び滑り座12の間に被試験ケーブルLが延設され、回転座11の回転によって被試験ケーブルLをねじることでねじり疲労試験が実行されるケーブル載置部1と、
リニアスライド可能であり、リニアスライドする際に回転座11が回転するように連動して回転座11の半径位置に接続されるリニアスライド機構を有する運動ガイド部2と、
駆動機構31と、駆動機構31により所定回転方向Rに所定回転速度で回転される回転機構32と、一方331が偏心距離で回転機構32に枢接され、他方332がリニアスライド機構21に接続されることにより、回転機構32が回転する際にリニアスライド機構21を運びながら往復リニアスライドさせるリンク機構33と、を含む駆動部3とを備えるものである。
ねじり軸線Aに所定試験距離Dの間隔で設置された回転座11及び滑り座12を含み、回転座11がねじり軸線Aを中心として回転可能であり、滑り座12がねじり軸線Aに沿ってスライド可能であり、回転座11及び滑り座12の間に被試験ケーブルLが延設され、回転座11の回転によって被試験ケーブルLをねじることでねじり疲労試験が実行されるケーブル載置部1と、
リニアスライド可能であり、リニアスライドする際に回転座11が回転するように連動して回転座11の半径位置に接続されるリニアスライド機構を有する運動ガイド部2と、
駆動機構31と、駆動機構31により所定回転方向Rに所定回転速度で回転される回転機構32と、一方331が偏心距離で回転機構32に枢接され、他方332がリニアスライド機構21に接続されることにより、回転機構32が回転する際にリニアスライド機構21を運びながら往復リニアスライドさせるリンク機構33と、を含む駆動部3とを備えるものである。
具体的には、ケーブル載置部1の構造は、図1、図2a、図2bが示すように、上下二段式の枠体10を有し、回転座11が枠体10の上層に設置され、滑り座12が枠体10の下層に設置されることにより回転座11と間隔をあけて設置される。本実施形態では、枠体10上下層の高さを変えるだけで回転座11と滑り座12の間隔を調整し、これによって、ねじり疲労試験を実行する際の被試験ケーブルLの試験長さDを決定することができる。また、このような上下層の配置も回転座11と滑り座12をねじり軸線で実質的に重力の方向に沿って延伸されて設置されるため、被試験ケーブルLの引力による試験への影響を減少させることができる。その他、本考案では、回転座11と滑り座12の数が制限されておらず、ケーブル載置部1が複数の回転座及び複数の滑り座を含んでもよい(例えば、本実施形態では二つの回転座と二つの滑り座を含む)。複数の回転座がリニアスライド機構21により回転させることができるようにリニアスライド機構21に連接するのが好ましい。
図1、図2a、図2bが示すように、本実施形態では、回転座11が静止部材111及び回転部材112を含む。静止部材111が枠体10に固定し、回転部材112が静止部材111に回転可能に納置され、これによって、静止部材111に対して回転可能である。さらに、被試験ケーブルLを回転部材112に貫設することによって、被試験ケーブルLの片側が回転部材112と一緒に回転する。図4が示すように、滑り座12が外環固定部材121及び内環スライド部材122を含む。外環固定部材121が枠体10に固定され、且つ外環固定部材121がねじり軸線Aに沿って貫通するスライド通路を有し、内環スライド部材122がスライド通路に滑設することにより外環固定部材121に対してねじり軸線Aに沿ってスライドさせることができる。また、スライド通路の断面が非円形形状のため、内環スライド部材122をねじり軸線Aの周りで回転するのを制限する。内環スライド部材122がねじり軸線Aに沿って貫通する通線孔を有し、被試験ケーブルLが通線孔に貫設されることによって、被試験ケーブルLの他方が内環スライド部材122の影響でねじり軸線Aに沿ってスライドさせることしかできない。
上記回転座11と滑り座12の構造は、ねじり疲労試験中に被試験ケーブルLを回転座11と滑り座12の間に延設する際に、回転座11から被試験ケーブルLの一方を回転させ、且つ滑り座12で被試験ケーブルLの他方を固定させることによって、被試験ケーブルLをねじり状態の効果を達成させることができる。また、被試験ケーブルLをねじる際に、ねじり軸線Aの方向に沿って発生した僅かな引張量を、滑り座12のスライドにより排除することができるため、このような予想外の引張力で被試験ケーブルLの試験結果への影響を避けることができる。
図1及び図3が示すように、本実施形態では、運動ガイド部2がリニアスライド機構21と、スライド22と及びスライダー23を含む。スライダー23がスライド22に滑設されると共にリニアスライド機構21と連結し、リニアスライド機構21がスライド22に沿ってリニアスライドする。当然ながら、本実施形態では、リニアスライド機構21の直線にリニアスライドするとは限らない。例えば、本実施形態では、リニアスライド機構21がロール巻き経路に沿ってリニアスライド可能である。また、本実施形態では、リニアスライド機構21がチェーン機構であって、チェーン機構が回転座11に周置されることによって回転部材112を回転させる。また、リニアスライド機構21が平板歯車(ラック)、ベルトまたは他の機構であってもよい。
図1、図3が示すように、駆動部3のリンク機構33が回転機構32の偏心位置と運動ガイド部2のスライダー23の間に連接され、これによって、回転機構32の回転運動がリンク機構33とスライダー23の作用でリニア運動に変換されてリニアスライド機構21をリニアスライドさせ、これによって、回転部材112を回転させる。詳細に説明すると、回転機構32の回転運動が大抵二種類に分けられる。そのうちの一種類は回転方向Rで回転するときにリンク機構33の一方331が図面左側から右側方向へ移動する前半周回転で、もう一種類は回転方向Rで回転するときにリンク機構33の一方331が図面右側から左側方向へ移動する後半周回転である。前半周回転がリンク機構33を右側へ延出してリニアスライド機構21を右へ滑動させ、これによって、回転座11を反時計回り回転させる。後半周回転がリンク機構33を左側に引っ込めてリニアスライド機構21を左へ滑動させ、これによって、回転座11を時計回り回転させる。
上記構造により、回転機構32の回転でリニアスライド機構21を運びながら往復リニアスライドさせ、回転座11を交替で反時計回り、時計回りに回転させることによって、被試験ケーブルLを正逆方向で往復ねじりを行う効果を達成させることができる。また、リニアスライド機構21と回転座11に連接する半径位置及び回転座11と回転機構32の相対距離、角度を変更することによって、回転座11の回転角度などの試験パラメータを調整することができるため駆動機構31への制御は何の変更もない。従って、リンク機構33が回転機構32及びリニアスライド機構21との間の長さを調整可能に設置され、および/または回転機構32に対する偏心距離を調整可能に設置されることが好ましい。これにより速やかに配置を変えて試験パラメータを調整させる。なお、リンク機構33の構造の実施形態は以下のようにしてもよい。例えば、リンク機構33を伸縮可能に設置し、またはリンク機構33を回転機構32またはリニアスライド機構21の連接点に調節可能に設置することもできる。
図1、図3が示すように、本実施形態のねじり疲労試験装置100は、さらに導通検出器41、モニター器42を有する導通検出部4を含む。導通検出器41が被試験ケーブルLに直列接続されるため、被試験ケーブルLをねじることで内部の導電線が断裂する際に、導通検出器41が導通状態の変化から被試験ケーブルLの疲労断裂を検出することができる。モニター器42が導通検出器41に電気的に接続され、これによって、モニター器42による導通検出器41の判断結果の表示及び導通検出器41の設定にも使用できる。
図1、図2a、図2bが示すように、本実施形態のねじり疲労試験装置100は、さらに被試験ケーブルに吊持する重り5を備える。これによって、異なる負荷の状態で被試験ケーブルLのねじり疲労をテストする。
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本考案の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本考案を限定するものではない。本考案の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の調節や修正を加えることができる。従って、本考案の実用新案登録請求の範囲は、このような調節や修正を含めて広く解釈されるべきである。
100 ねじり疲労試験装置
1 ケーブル載置部
10 枠体
11 回転座
111 静止部材
112 回転部材
12 滑り座
121 外環固定部材
122 内環スライド部材
2 運動ガイド部
21 リニアスライド機構
22 スライド
23 スライダー
3 駆動部
31 駆動機構
32 回転機構
33 リンク機構
331 一方
332 他方
4 導通検出部
41 導通検出器
42 モニター器
5 重り
A ねじり軸線
D 試験長さ
L 被試験ケーブル
R 回転方向
1 ケーブル載置部
10 枠体
11 回転座
111 静止部材
112 回転部材
12 滑り座
121 外環固定部材
122 内環スライド部材
2 運動ガイド部
21 リニアスライド機構
22 スライド
23 スライダー
3 駆動部
31 駆動機構
32 回転機構
33 リンク機構
331 一方
332 他方
4 導通検出部
41 導通検出器
42 モニター器
5 重り
A ねじり軸線
D 試験長さ
L 被試験ケーブル
R 回転方向
Claims (10)
- ねじり軸線に所定試験距離の間隔で設置された回転座及び滑り座を含み、前記回転座が前記ねじり軸線を中心として回転可能であり、前記滑り座がねじり軸線に沿ってスライド可能であり、前記回転座及び前記滑り座の間に被試験ケーブルが延設され、前記回転座の回転によって前記被試験ケーブルをねじることでねじり疲労試験が実行されるケーブル載置部と、
リニアスライド可能であり、リニアスライドする際に前記回転座が回転するように連動して前記回転座の半径位置に接続されるリニアスライド機構を有する運動ガイド部と、
駆動機構と、前記駆動機構により所定回転方向に所定回転速度で回転される回転機構と、一方が偏心距離で前記回転機構に枢接され、他方が前記リニアスライド機構に接続されることにより、前記回転機構が回転する際に前記リニアスライド機構を運びながら往復リニアスライドさせるリンク機構と、を含む駆動部と、
を備えることを特徴とするねじり疲労試験装置。 - 前記ねじり軸線が実質的に重力の方向に沿って延伸されることを特徴とする請求項1に記載のねじり疲労試験装置。
- 前記滑り座がさらに外環固定部材と、内環スライド部材を含み、
前記外環固定部材が前記ねじり軸線に沿って貫通するスライド通路を有し、前記内環スライド部材が前記スライド通路に滑設され、前記内環スライド部材が前記ねじり軸線に沿って貫通する通線孔を有し、前記通線孔によって前記被試験ケーブルが前記通線孔に貫設されることを特徴とする請求項1に記載のねじり疲労試験装置。 - さらに導通検出器を有する導通検出部を含み、前記被試験ケーブルが前記導通検出器に接続されることにより前記被試験ケーブルの疲労断裂が検出されることを特徴とする請求項1に記載のねじり疲労試験装置。
- さらに前記被試験ケーブルに吊持する重りを備えることを特徴とする請求項1に記載のねじり疲労試験装置。
- 前記リニアスライド機構がロール巻き通路に沿ってリニアスライド可能であることを特徴とする請求項1に記載のねじり疲労試験装置。
- 前記リニアスライド機構がチェーン機構であることを特徴とする請求項1に記載のねじり疲労試験装置。
- 前記リンク機構が前記回転機構と前記リニアスライド機構との間の長さが調整可能であることを特徴とする請求項1に記載のねじり疲労試験装置。
- 前記回転機構に対する前記リンク機構の前記偏心距離が調整可能であることを特徴とする請求項1に記載のねじり疲労試験装置。
- 前記ケーブル載置部が複数の前記回転座と、複数の前記滑り座を含み、前記複数の回転座が前記リニアスライド機構に接続されることを特徴とする請求項1に記載のねじり疲労試験装置。
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