JP3710432B2 - 圧縮バネの特性試験方法および装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧縮バネの特性試験方法とその装置に関わり、特に、圧縮荷重以外の作用力およびモーメント等も計測する方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
圧縮バネは、例えば、自動車用エンジンの弁の駆動部やサスペンション,ボイラーの安全弁,水素冷却タービン発電機における軸シール部,民生機器一般の緩衝装置等々、各種の装置に幅広く使用されている。また、圧縮バネの形式に関しても、圧縮コイルバネを代表的なものとして、皿バネなどの板バネ,竹の子バネ等々、用途に応じて各種のものが使用されている。
【0003】
これらの圧縮バネは、一般に、バネを押圧することによりバネの圧縮荷重(Fz)とタワミ量(ΔL)との関係が測定され、バネを使用する装置の設計に、この圧縮バネの特性試験結果が反映される。
【0004】
前記圧縮バネの特性試験装置としては、種々のものが実施または提案されている(例えば、特開2000−28489号公報参照)。
【0005】
図9は、前記特開2000−28489号公報に記載された圧縮バネ(スプリング)の特性試験装置の一例の概略構成を示す図である。図9に示す試験装置は、フレーム2を有し、スプリング6を上端から下方に吊り下げて保持する。フレーム2の2本の案内ロッド7に沿って可動テーブル8が摺動する。可動テーブル8は駆動装置15によって駆動されるスクリューシャフト10の回転により上下に移動する。可動テーブル8に荷重センサ11が設けられ、フレーム2にスプリング6の長さを磁気スケール16に記録された目盛りを読み取り測定する測長器が設けられる。制御装置21は、実荷重信号および実長さ信号と設定荷重および設定長さ(または設定伸び量)とを比較してスプリング6の引き伸しの要否を判定し、判定結果に応じて駆動装置15に動作指令または演算装置23に演算指令を出力する。なお、図9において、13は荷重出力装置、17は変位センサ、18は測長器出力装置、19及び20はそれぞれ上限リミットスイッチおよび下限リミットスイッチ、22は駆動装置15を回転させるコントローラである。
【0006】
前記特開2000−28489号公報には、「上記構成により、スプリングのバネ定数の測定の一連の作業を機械化して、再現性に優れ、しかも正確なバネ定数測定値を得ることができる」旨記載されている。
【0007】
ところで、普通に設計された圧縮バネが、平行板の間で圧縮されると、合成荷重の作用線は、一般にバネの中心線から微小量(e)だけずれたところにくる。そのために、圧縮に対する反力としての軸力の他に、圧縮バネには、横方向力やモーメントが生ずる。
【0008】
自動車を対象とする弁ばね用コイルスプリングに関して、上記のような横方向力やモーメントを抑制することを目的とした特殊な構成を有するコイルスプリングが、特開2000−55096号公報により提案されている。
【0009】
図10は、前記特開2000−55096号公報に記載されたコイルスプリングの断面図を示す。当該公報には、「図10に示す圧縮コイルバネは、コイルスプリング6の中心軸に軸荷重Pが作用すると仮定した場合における、両側の座面100aの中心軸Oに垂直な平面からの傾斜角(座面傾斜角)ψ1 、ψ2 、及び、その傾斜方向(座面傾斜方向)が、それぞれ、互いに略同一とされる。これにより、両座巻部100に作用するモーメントMが釣合う。また、コイルスプリング10の座巻部100が一般部102に比して小径化されると共に、座巻部100におけるピッチ角(α1)が一般部102におけるピッチ角(α2)に比して小さくされることで、座巻部100の厚さtが増加される。これにより、座巻部100が高剛性化され、コイルスプリング6に生ずるモーメントが抑制できる。」旨、記載されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、一般に圧縮バネを圧縮すると、バネの設計形状,巻数,端末の処理,品質のバラツキ等により、バネには、圧縮荷重(Fz)以外に、横方向荷重(Fx,Fy)や、前記各荷重方向の軸回りに働くモーメント(Mx,My,Mz)が生じる。
【0011】
特に、自動車用エンジンの弁などにおいては、高速で運動している部品に組み合わされているバネが、横方向力や偏心によるモーメントを受けると、振動の原因となったり、軸や軸受けの偏摩耗の原因となったりするので、用途に応じた圧縮バネの選定や品質管理が極めて重要となる。前記特開2000−55096号公報に記載されたコイルスプリングにおいてもその品質管理は必要となる。
【0012】
従来の圧縮バネの特性試験方法および装置においては、前記のようなバネの横方向力や偏心および偏心に基づくモーメント等を検出して、品質管理等に反映可能な信頼性のあるものは存在せず、せいぜい、できる限り圧縮荷重に偏心が生じないように配慮する方法及び装置とする程度のものであった。
【0013】
この発明は、上記のような点に鑑みてなされたもので、本発明の課題は、バネの圧縮荷重とタワミ量以外に、前記バネに作用する横方向力や偏心量および各種モーメントを検出して、用途に応じたバネの選定や品質管理等に役立つ圧縮バネの特性試験方法および装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、この発明は、圧縮バネを押圧した際のバネの諸特性を試験する圧縮バネの特性試験方法において、バネへの押圧力作用方向をz、横力作用方向をx,yとする直交座標系の前記x,y,z軸方向に加わる力EFx,EFy,EFzおよびこれらの軸回りに働くトルク(モーメント)EMx,EMy,EMzの6分力を多分力検出器により計測し、これらの分力の干渉の少なくとも一次干渉補正を行なって、前記バネに作用する圧縮荷重(Fz)、横方向荷重(Fx,Fy)、および曲げモーメント(Mx,My)、捩りモーメント(Mz)の6分力を求めることとする(請求項1の発明)。
【0015】
また、前記請求項1に記載の試験方法において、前記圧縮荷重(Fz)の作用点のx,y軸方向の偏心量(ex,ey)を、ex=−My/Fz,ey=Mx/Fzにより演算して求めることとする(請求項2の発明)。
【0016】
前記請求項1の発明によれば、バネに作用する荷重(Fx,Fy,Fz)やモーメント(Mx,My,Mz)が精度よく測定できるので、バネの良品選定や品質管理ならびにバネ設計資料に有効となる。
【0017】
また、前記請求項2の発明によれば、さらに、バネの圧縮荷重(Fz)の作用点のx,y軸方向の偏心量(ex,ey)を精度よく測定できるので、偏荷重が問題となる装置に有効であり、バネの設計および品質管理上は、請求項1の発明よりさらに有効である。
【0018】
さらに、バネの設計および品質管理目的によっては、特定の特性項目が測定できればよい場合もある。この場合には、計測を簡略にする観点から下記請求項3の発明が好ましい。即ち、前記請求項1または2に記載の試験方法において、前記バネに作用する荷重,モーメント,偏心量等の内、測定が必要な所定の特性項目に応じて、前記x,y,z軸方向に加わる力EFx,EFy,EFzおよびこれらの軸回りに働くトルク(モーメント)EMx,EMy,EMzの6分力の内の必要最小限度の分力を選択的に計測する。
【0019】
例えば、前記請求項2の発明のケースにおいて、偏心量(ex,ey)を、ex=−My/Fz,ey=Mx/Fzにより演算して求める場合に、計測項目としては、EMx,EMy,EFzの3分力のみとすることができる。
【0020】
また、バネの設計および品質管理上、圧縮バネに作用する荷重(Fx,Fy,Fz)のみが問題となるケースにおいては、力EFx,EFy,EFzのみを計測することができる。この場合において、本来、6分力をすべて計測する、即ち、EMx,EMy,EMzも計測する方が、測定精度上はベターであるが、6分力中、通常、Mx,Myは僅小であり無視できる。また、Mzに関しては、圧縮バネの一部のバネ(例えば、板バネ)の場合、前記Mzが作用しないように、あらかじめバネを拘束して試験する場合等においては、EMzの計測は不要となる。従って、試験コストを低減するためにも、必要最小限の分力(EFx,EFyおよびEFzの3分力)を検出して、試験を行なう方がベターである。また、場合によっては、前記一次干渉補正を省略することもできる。
【0021】
但し、例えば圧縮コイルバネなどにおいて、前記EMzの計測を行なった方がよい場合には、力EFx,EFy,EFzおよびEMzの4分力を計測することが望ましい。その他、5分力計測を含め、計測を簡略化するための種々の選択ができる。
【0022】
また、前記請求項1ないし3のいずれかに記載の試験方法において、前記一次干渉補正は、変換行列によるディジタル演算補正とする(請求項4の発明)。
【0023】
2次以上の高次の干渉補正を含めて干渉補正を行なう手法は、本件発明者と一部同一発明者によって提案され公知(例えば、特公平6−103236号公報や特許第2886832号公報参照)であるが、本件計測においては、一次補正(線形補正)で十分である。なお、補正手法の概要については、多分力検出器の実施例とともに後述する。
【0024】
また、前記試験方法を実施するための装置としては、下記請求項5ないし7の発明が好ましい。即ち、請求項1に記載の圧縮バネの特性試験方法を実施するための装置であって、バネを押圧するバネ加圧手段と、バネに作用する前記6分力を計測する多分力検出器とを有し、かつ前記多分力検出器は、分力の干渉の少なくとも一次干渉補正を行なう演算装置を備えてなるものとする(請求項5の発明)。
【0025】
さらに、請求項5に記載の試験装置において、前記演算装置は、さらに、圧縮荷重(Fz)の作用点のx,y軸方向の偏心量(ex,ey)を、ex=−My/Fz,ey=Mx/Fzにより演算して求める演算機能を備えてなるものとする(請求項6の発明)。
【0026】
さらにまた、前記請求項5または6に記載の圧縮バネの特性試験装置において、前記多分力検出器は、複数個のビームの所定位置に貼付した複数個の歪ゲージにより分力検出する構成を有するものとする(請求項7の発明)。
【0027】
モーメントと力の6分力を計測する方法の詳細は、本件発明者と同一発明者によって提案され公知の特許第2690626号公報に記載されている。なお、これについても、その概要を後述する。
【0028】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図1ないし図8に基づき以下に述べる。図1は、圧縮バネの特性試験装置の構成の概要を示す模式図であり、例えば、図9と同様の装置を用いる場合には、可動テーブル8a上に、多分力検出器11aが設けられ、この検出器上部の下面座板52と上面座板51との間に、圧縮バネ6aが取り付けられて、圧縮バネ6aに圧縮荷重(Fz)を付与して試験が行なわれる。
【0029】
圧縮バネ6aに圧縮荷重(Fz)を付与した際、図1に示すx,y,z軸の直交座標系において、圧縮バネ6aには、Fx,Fy,Fz およびこれらの軸回りに働くモーメントMx,My,Mzの6分力が作用し、これらの分力が、多分力検出器11aによって測定される。また、図1においてeは、圧縮荷重(Fz)の偏心量を示し、これも多分力検出器11aが備える図示しない演算装置によって求めることができる。
【0030】
これらの分力や偏心量の測定原理の詳細説明は後述することとして、先に、多分力検出器の構成、干渉補正演算の実施例等に関して、以下に述べる。
【0031】
まず、多分力検出器の実施例について述べる。図1に示す多分力検出器は、例えば、前述の特許第2690626号公報に記載のように、複数個のビームの所定位置に貼付した複数個の歪ゲージにより分力検出する構成を有するものとし、公知のブリッジ回路により検出する。同公報の図6,10,11,12に記載された異なるビーム配置は、いずれも適用できる(詳細説明は省略する)。
【0032】
なお、特許第2690626号公報に記載の多分力検出器は、6分力検出器であるが、同公報にも記載されたように、6分力EFx,EFy,EFzおよびEMx,EMy,EMzの内、例えば、必要な4分力や3分力のみに対してブリッジ回路を形成して、4分力や3分力のみを測定するようにすることができる。
【0033】
次に、干渉補正演算について述べる。前述の特公平6−103236号公報の従来技術の項の記載を引用して、まず、6分力検出器における干渉誤差についての一般論を以下に述べる。
【0034】
さまざまな外力が作用している物体の任意の一点について考えると、この外力はx,y,z直交座標系の各軸方向の力Fx,Fy,Fzと各軸回りのモーメントMx,My,Mzで構成される6個の独立した分力成分に分解できる。このような力を、物体に取り付けた多分力検出器で各分力成分に分解して計測すると、その検出器出力には誤差が含まれる。。
【0035】
前記各分力は、前述のように、例えば歪ゲージを被計測物体の所要箇所に貼り付けて測定できる。この場合の被計測物体の形状・寸法、歪ゲージの取付け状態その他の事情によって分力の干渉が生じ、測定誤差が発生することが知られている。この計測誤差を小さくするために従来は線形方程式で補正している。以下にその方法について述べる。先ず、多分力検出器の各分力方法に既知の分力を加え、その時の各分力の出力を読み取り、各分力の負荷、即ち各分力の出力の較正係数を求める。この一般式は次式で与えられる。
【0036】
【数1】
【0037】
ここに、EFx〜EMzは検出器の出力、Fx〜Mz は検出器に加える負荷、そしてA11〜A66は変換行列(変換のためのマトリックス)である。
【0038】
物体に作用する外力を計測する場合は、出力EFx〜EMz から外力Fx〜Mz を求めることになるので、次式のようになる。
【0039】
【数2】
【0040】
ここに、[B]は[A]の逆行列であり、[B]=[A]-1の関係がある。
【0041】
ところで、本件発明の計測に用いられる多分力検出器の干渉補正は、上記のような線形補正、即ち一次補正で充分である。前記数2のマトリックス計算を、図1には図示しない演算装置で行なうことにより、誤差が補正されたFx,Fy,Fz,Mx,My,Mzの6分力を求めることができる。また、前述のように、6分力の内、例えば、低位誤差要因の2分力を省略し、Fx,Fy,Fz,Mzの4分力とすることができる。
【0042】
上記方法によれば、多分力を同時にかつディジタルで精度よく測定でき、測定の簡易化と高精度化が図れる。
【0043】
次に、前記6分力(Fx,Fy,FzとMx,My,Mz)や圧縮荷重(Fz)の偏心量(e)が、前記図1の多分力検出器11aにより測定可能な原理に関して、詳細に検討した結果を以下に述べる。
【0044】
偏心量(e)のx方向の偏心量をΔX、y方向の偏心量をΔYとすると、
ΔX=My/Fz ,ΔY=Mx/Fz であり、偏心量(e)およびそのベクトル角(δz)は、下記のとおりである。
【0045】
e=[(ΔX)2+(ΔY)2]1/2 ,tan(δz)=ΔY/ΔX
また、横方向力Fx,Fyの合力Fxyおよびそのベクトル角(δxy)は、下記のとおりである。
【0046】
Fxy=[(Fx)2+(Fy)2]1/2 ,tan(δxy)=Fy/Fx
次に、捩れモーメントMzに関して以下に述べる。捩れモーメントMzは、バネの両端面が拘束されていると、横方向力が生じない場合においても必ず生ずる。その大きさは、バネの製作精度のバラツキにより多少の差はあるが、材料および設計により略定まる。
【0047】
横方向力を考慮しない場合の捩れモーメントをMzoとし、横方向力に基づく捩れモーメントをMzfとし、また図2に示すように、横方向力の合力FxyがP点に作用して、その作用点の半径をRとすると、Mzf=Fxy・RがMzoに追加して作用し、合計の捩れモーメントMzは、Mz=Mzo+Mzfとなる。
【0048】
仮に、FxyによるモーメントMzfがMzとすると、R=Mz/Fxyとなり、バネの品質が非常良好であってFxyが殆んどゼロの場合には、半径Rは、無限大(∞)となる。逆に、Fxyが非常に大きい場合には、半径Rが小さいこととなり、これは、実際の感覚と異なる。即ち、実際のバネにおいては、Mz=Mzfとはなりえない。そこで、簡単な仮定に基づき、MzとFxyとの関係等について検討した結果を、図3ないし図8に基づき、以下に述べる。以下において、(a)図は、平面図、(b),(c)図は側面図を示す。
【0049】
(検討▲1▼)
図3は、バネ下面への圧縮荷重の作用点がy軸上Y1 離れた距離にあるP1 点にあると仮定した場合の各分力等を示す。図3において、バネへの着力点はバネ上下において角度αの傾斜を有するものとする。この場合には、
Fx=Fxy=−Fz・tanα
Mx=Fz・Y1
Mz=−Fx・Y1 =Fz・Y1・tanα
となり、Mx,Mzは、P1 点を基準に考えればよいことが分かる。
【0050】
(検討▲2▼)
図4は、バネ下面への圧縮荷重の作用点が、x,y軸双方からΔX,ΔYだけ偏心したP0 点にあると仮定した場合の各分力等を示す。実際には不静定であるので、弾性変形を考える必要があるが、これを無視して考えると、図4においては下記が成り立つ。即ち、
Fx=−(Fz・tanα)/2
Fy=(Fz・tanα)/2
Fxy=(Fz・tanα)/√2
ここで、X1 =Y1 =Xとすると、
Mx=(Fz・Y1)/2=(Fz・X)/2
My=−(Fz・X1)/2=−(Fz・X)/2 であり、Fzの偏心位置ΔX,ΔYは、下記のとおりとなる。
【0051】
となる。ここで、R・Fxy=Mzと考えると、
【0052】
前記ΔX,ΔY,Rの関係について作図すると、図5に示すようになる。図5から分かるように、Fzの偏心位置PO(ΔX,ΔY)と、Fxyの作用半径Rは、位置的に異なっており、図5によれば、
R=2・[(ΔX)2+(ΔY)2]1/2
となっている。
【0053】
(検討▲3▼)
図6は、バネ下面への圧縮荷重の作用点が、y軸上の正負対象位置にあって、偶力が作用する場合を示す(図6において、Y1=Y2=Xとする)。この場合、Fx=0,Fy=0であるから、Fxy=0である。
【0054】
また、Mx=0,My=0であるから、Fzの偏心ΔX,ΔYは、それぞれ0である。一方、Mzは、前記検討▲2▼の場合と同様に、
Mz=Fz・Y1・tanα=Fz・X・tanα である。
【0055】
ここで、R・Fxy=MzからRを求めようとすると、
R=Mz/Fxy=Fz・X・tanα/0となり、即ち、R=∞となる。
【0056】
この例は、偶力が作用している場合であるので、作用力(合力)=0で、モーメントMzが有限であるから、当然のことといえる。
【0057】
上記検討▲1▼〜▲3▼の結果に基づき、下記イ)〜ハ)が判明した。即ち、
イ)一般にFxyは、圧縮コイルバネの場合には、コイル直径上に分布していると考えられるので、バネの両端面を拘束した状態で圧縮したときに得られたMzのみから、直接Fzの偏心位置の半径Rを求めることは不可能である。
ロ)前述の検討▲1▼〜▲3▼のいずれの例においても、Fxyは同じではないのにMzは同じ値(Fz・X・tanα)となっている。
ハ)前記ロ)によれば、MzはFxyの影響を受けていないことを示している。従って、横方向力の合力Fxyは、R=0の位置に作用していると考えてよい。
【0058】
上記検討▲1▼〜▲3▼においては、図7に示す着力点P1に関し、X2=0,X3≠0の場合について検討した。以下の検討▲4▼−1ないし▲4▼−3においては、X2≠0,X3≠0の場合について検討する。
【0059】
(検討▲4▼−1)
図7は、前記検討▲1▼に相応するX2≠0,X3≠0の例を示す。この場合、分力は下記のとおりとなる。即ち、
Fx=Fxy=−Fz・tanα
Mx=Fz・Y1
My=Fz・X2
Mz=−Fx・Y1 =Fz・Y1・tanα
(検討▲4▼−2)
図8は、前記検討▲2▼に相応するX2≠0,X3≠0の例を示す。この場合、分力は下記のとおりとなる。即ち、
Fx=−(Fz・tanα)/2
Fy=(Fz・tanα)/2
Mx=(Fz・Y2)/2+(Fz・Y1)/2
My=−(Fz・X1)/2−(Fz・X2)/2 であり、Fzの偏心位置ΔX,ΔYは、下記のとおりとなる。
【0060】
ΔX=−My/Fz=(X1+X2)/2
同様に、 ΔY=(Y1+Y2)/2 となる。
【0061】
但し、この場合においても、X1 =Y1 =Xとする。
【0062】
(検討▲4▼−3)
前記検討▲3▼に相応するX2≠0,X3≠0の場合には、同様にして
Fx=0,Fy=0
Mz=Fz・X・tanα となる。
【0063】
上記検討結果を総合すると、下記ニ)ホ)の結論を得ることができる。即ち、ニ)圧縮荷重(Fz)の着力点の移動は、Mx,Myには影響するが、Fx,Fy,Mzは変化しない。
ホ)圧縮バネの特性試験装置において、前述の圧縮荷重,横方向荷重,モーメントは、圧縮バネに作用する分力として、図1における多分力検出器に作用する。
【0064】
従って、本件発明により、バネに作用する荷重やモーメントが測定できるので、これらの分力が特に問題となる装置に適用するバネの良品選定や品質管理ならびにバネ設計資料として、有効に適用できる。
【0065】
また、本件発明により、バネの圧縮荷重(Fz)の作用点のx,y軸方向の偏心量(ex,ey)を、ex=−My/Fz,ey=Mx/Fzにより演算して求めることができる。この点について、補足的に以下に述べる。
【0066】
Fx,Fyの各着力点の高さを(hx,hy)として、これを考慮すると、圧縮荷重(Fz)とその偏心量(ex,ey)及び前記(hx,hy)とから、Mx,Myは、下記のとおりとなる。
【0067】
Mx=Fz・ey+Fy・hy
My=−Fz・ex−Fx・hx
(ex,ey)及び(hx,hy)は、これ以上分解することはできない。しかしながら、hx=hy=0と見なせば、
ex=−My/Fz,ey=Mx/Fz と考えることができる。
【0068】
ex,eyが小さい程、良質のバネということができるので、このex,eyを、バネの品質管理に用いることができる。
【0069】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、圧縮バネを押圧した際のバネの諸特性を試験する圧縮バネの特性試験方法において、
バネへの押圧力作用方向をz、横力作用方向をx,yとする直交座標系の前記x,y,z軸方向に加わる力EFx,EFy,EFzおよびこれらの軸回りに働くトルク(モーメント)EMx,EMy,EMzの6分力を多分力検出器により計測し、これらの分力の干渉の少なくとも一次干渉補正を行なって、前記バネに作用する圧縮荷重(Fz)、横方向荷重(Fx,Fy)、および曲げモーメント(Mx,My)、捩りモーメント(Mz)の6分力を求めることとし、また、前記試験方法において、前記圧縮荷重(Fz)の作用点のx,y軸方向の偏心量(ex,ey)を、ex=−My/Fz,ey=Mx/Fzにより演算して求めることとし、
さらに、前記試験方法を実施するための装置として、バネを押圧するバネ加圧手段と、バネに作用する前記6分力を計測する多分力検出器とを有し、かつ前記多分力検出器は、分力の干渉の少なくとも一次干渉補正を行なう演算装置を備え、また、前記演算装置は、さらに、圧縮荷重(Fz)の作用点のx,y軸方向の偏心量(ex,ey)を、ex=−My/Fz,ey=Mx/Fzにより演算して求める演算機能を備えてなるものとしたので、
バネの圧縮荷重とタワミ量以外に、バネに作用する横方向力や偏心量および各種モーメントを精度よく検出することができ、圧縮バネの用途に応じたバネの選定や品質管理等に有効な圧縮バネの特性試験方法および装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関わる圧縮バネの特性試験装置の構成の概要を示す模式図
【図2】バネに作用する横方向力の説明図
【図3】本発明の検討▲1▼に関わるバネに作用する分力等の説明図
【図4】本発明の検討▲2▼に関わるバネに作用する分力等の説明図
【図5】本発明の検討▲2▼に関わるバネに作用する分力等の異なる説明図
【図6】本発明の検討▲3▼に関わるバネに作用する分力等の説明図
【図7】本発明の検討▲4▼−1に関わるバネに作用する分力等の説明図
【図8】本発明の検討▲4▼−2に関わるバネに作用する分力等の説明図
【図9】従来の圧縮バネの特性試験装置の一例の概略構成図
【図10】従来の改良されたコイルスプリングの一例の断面図
【符号の説明】
6a:圧縮バネ、11a:多分力検出器、51:上面座板、52:下面座板。
Claims (7)
- 圧縮バネを押圧した際のバネの諸特性を試験する圧縮バネの特性試験方法において、バネへの押圧力作用方向をz、横力作用方向をx,yとする直交座標系の前記x,y,z軸方向に加わる力EFx,EFy,EFzおよびこれらの軸回りに働くトルク(モーメント)EMx,EMy,EMzの6分力を多分力検出器により計測し、これらの分力の干渉の少なくとも一次干渉補正を行なって、前記バネに作用する圧縮荷重(Fz)、横方向荷重(Fx,Fy)、および曲げモーメント(Mx,My)、捩りモーメント(Mz)の6分力を求めることを特徴とする圧縮バネの特性試験方法。
- 請求項1に記載の試験方法において、前記圧縮荷重(Fz)の作用点のx,y軸方向の偏心量(ex,ey)を、ex=−My/Fz,ey=Mx/Fzにより演算して求めることを特徴とする圧縮バネの特性試験方法。
- 請求項1または2に記載の試験方法において、前記バネに作用する荷重,モーメント,偏心量等の内、測定が必要な所定の特性項目に応じて、前記x,y,z軸方向に加わる力EFx,EFy,EFzおよびこれらの軸回りに働くトルク(モーメント)EMx,EMy,EMzの6分力の内の必要最小限度の分力を選択的に計測することを特徴とする圧縮バネの特性試験方法。
- 請求項1ないし3のいずれかに記載の試験方法において、前記一次干渉補正は、変換行列によるディジタル演算補正とすることを特徴とする圧縮バネの特性試験方法。
- 請求項1に記載の圧縮バネの特性試験方法を実施するための装置であって、バネを押圧するバネ加圧手段と、バネに作用する前記6分力を計測する多分力検出器とを有し、かつ前記多分力検出器は、分力の干渉の少なくとも一次干渉補正を行なう演算装置を備えてなることを特徴とする圧縮バネの特性試験装置。
- 請求項5に記載の試験装置において、前記演算装置は、さらに、圧縮荷重(Fz)の作用点のx,y軸方向の偏心量(ex,ey)を、ex=−My/Fz,ey=Mx/Fzにより演算して求める演算機能を備えてなることを特徴とする圧縮バネの特性試験装置。
- 請求項5または6に記載の圧縮バネの特性試験装置において、前記多分力検出器は、複数個のビームの所定位置に貼付した複数個の歪ゲージにより分力検出する構成を有するものとすることを特徴とする圧縮バネの特性試験装置。
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