JP6752734B2

JP6752734B2 - Twist test equipment

Info

Publication number: JP6752734B2
Application number: JP2017019969A
Authority: JP
Inventors: 近藤　豊; 豊近藤; 裕也田中; 泰永有吉
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2017-02-06
Filing date: 2017-02-06
Publication date: 2020-09-09
Anticipated expiration: 2037-02-06
Also published as: JP2018128288A

Description

本発明は、供試体に捩りトルクを加え、当該供試体の特性を検出するための捩り試験装置に関する。 The present invention relates to a torsion test apparatus for applying a torsion torque to a specimen and detecting the characteristics of the specimen.

従来、捩り剛性測定装置として、特許文献１に示すようなものが知られている。すなわち、ホースを供試体とした捩り剛性測定装置であって、その一端側を連結できる測定装置固定側連結金具と、供試体の他端側を連結できる測定装置回転側連結金具と、供試体を一定速度で捩ることができる捩り用モータと、捩り用モータの回転により捩られた供試体の捩り回転角度を電気的に検出できる角度メータと、供試体の捩りトルク値を電気的に検出できるトルクメータを備え、トルクメータのトルク検出信号及び角度メータの捩り回転角度検出信号を供試体の捩り剛性としてパソコンにより表示、記録するようにしている。 Conventionally, as a torsional rigidity measuring device, a device as shown in Patent Document 1 is known. That is, it is a torsional rigidity measuring device using a hose as a specimen, and a measuring device fixed side connecting metal fitting that can connect one end side thereof, a measuring device rotating side connecting metal fitting that can connect the other end side of the specimen, and a specimen. A torsion motor that can twist at a constant speed, an angle meter that can electrically detect the torsion rotation angle of the specimen twisted by the rotation of the torsion motor, and a torque that can electrically detect the torsion torque value of the specimen. A meter is provided, and the torque detection signal of the torque meter and the torsional rotation angle detection signal of the angle meter are displayed and recorded by a personal computer as the torsional rigidity of the specimen.

特開２０００−７４８０６公報JP-A-2000-74806

上記従来の技術には、以下のような課題があった。すなわち、供試体として複数の種類の部品を用いる場合、捩り剛性その他の特性を検出するためには、当該部品の種類にそれぞれ適した捩りトルクを付与する必要があるが、そのためには複数の捩り試験装置を用意する必要があった。 The above-mentioned conventional technique has the following problems. That is, when a plurality of types of parts are used as the specimen, in order to detect the torsional rigidity and other characteristics, it is necessary to apply a torsional torque suitable for each type of the parts, and for that purpose, a plurality of torsional parts are used. It was necessary to prepare a test device.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、付与すべき捩りトルクが異なる複数の供試体に対して適用して、汎用性を向上させることが可能な捩り試験装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a torsion test apparatus capable of improving versatility by applying to a plurality of specimens having different torsion torques to be applied. With the goal.

上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、供試体に捩りトルクを付与する捩り試験装置であって、供試体を保持する保持部と、捩りトルクを検出するトルク検出部と、付与する捩りトルクが互いに異なる複数のトルク負荷手段とが同軸上に順次配設され、前記トルク負荷手段は、付与トルクが小さい順に前記トルク検出部側に配設され、前記複数のトルク負荷手段の各々は、脱着自在に連結されている、捩り試験装置である。 In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention is a torsion test device that applies torsional torque to a specimen, a holding portion that holds the specimen, and a torque detection unit that detects torsional torque. And, a plurality of torque load means having different torsional torques are sequentially arranged coaxially, and the torque load means are arranged on the torque detection unit side in ascending order of the applied torque, and the plurality of torque loads. Each of the means is a twist test device that is detachably connected.

以上のような本発明は、付与すべき捩りトルクが異なる複数の供試体に対して適用して、汎用性を向上させることが可能になるという効果を奏する。 The present invention as described above has an effect that it can be applied to a plurality of specimens having different torsional torques to be applied to improve versatility.

本発明の実施の形態に係る捩り試験装置の構成を示す側面図Side view showing the structure of the twist test apparatus which concerns on embodiment of this invention. （ａ）本発明の実施の形態に係る捩り試験装置の要部の構成を示す断面図（ｂ）本発明の実施の形態に係る捩り試験装置の要部の構成を示す断面図(A) Cross-sectional view showing the configuration of the main part of the twist test apparatus according to the embodiment of the present invention (b) Cross-sectional view showing the configuration of the main part of the twist test apparatus according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る捩り試験装置の動作例のフローチャートを示す図The figure which shows the flowchart of the operation example of the twist test apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る捩り試験装置の動作例のフローチャートを示す図The figure which shows the flowchart of the operation example of the twist test apparatus which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施の形態に係る捩り試験装置１の構成を示す側面図である。 FIG. 1 is a side view showing the configuration of the twist test apparatus 1 according to the embodiment of the present invention.

図１に示すように、本実施の形態の捩り試験装置１は、架台１０と、架台１０上に同軸に配設された、高トルクモータ２０、低トルクモータ３０、カップリング４０、トルクメータ５０、スピンドル６０、供試体固定治具７０ａ〜７０ｃ、及びスプライン８０とを主要な構成として備える。 As shown in FIG. 1, the twist test device 1 of the present embodiment is a high torque motor 20, a low torque motor 30, a coupling 40, and a torque meter 50 coaxially arranged on the gantry 10 and the gantry 10. , Spindle 60, specimen fixing jigs 70a to 70c, and spline 80 are provided as the main configurations.

高トルクモータ２０は、一例として汎用のモータに減速機を組み合わせることにより実現され、当該汎用のモータよりも高トルクにて動作するモータである。低トルクモータ３０は一例としてダイレクトドライブモータにより実現され、固定スタンド３１に固定されて高トルクモータ２０よりも低いトルクにて動作するモータである。カップリング４０は、低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２とトルクメータ５０とを結合する手段である。トルクメータ５０は高トルクモータ２０又は低トルクモータ３０により付与された捩りトルクに基づき供試体から伝達されるトルクを電気量として検出する手段であり、後述する制御盤９０からの制御に基づき、高トルクモータ２０又は低トルクモータ３０から付与されるトルクに応じてトルク検出レンジが可変となっている。 The high torque motor 20 is realized by combining a general-purpose motor with a speed reducer as an example, and is a motor that operates with a higher torque than the general-purpose motor. The low torque motor 30 is realized by a direct drive motor as an example, and is a motor that is fixed to a fixed stand 31 and operates with a lower torque than the high torque motor 20. The coupling 40 is a means for connecting the rotating shaft S2 of the low torque motor 30 and the torque meter 50. The torque meter 50 is a means for detecting the torque transmitted from the specimen as an amount of electricity based on the torsional torque applied by the high torque motor 20 or the low torque motor 30, and is high based on the control from the control panel 90 described later. The torque detection range is variable according to the torque applied from the torque motor 20 or the low torque motor 30.

スピンドル６０は、供試体固定治具７０ａ〜７０ｃのいずれかと協働して供試体を軸周りに回転自在に固定する手段である。供試体固定治具７０ａ〜７０ｃは供試体を軸周りに固定した状態で固定する手段である。なお、供試体固定治具７０ａ〜７０ｃは、供試体の種類、特性等に応じて、架台１０の表面１０ａ上を並進・回転自在に固定される構成としてもよい。また、供試体固定治具は複数でなく単体であってもよい。 The spindle 60 is a means for rotatably fixing the specimen around the axis in cooperation with any of the specimen fixing jigs 70a to 70c. The specimen fixing jigs 70a to 70c are means for fixing the specimen in a state of being fixed around the axis. The specimen fixing jigs 70a to 70c may be configured to be translated and rotatably fixed on the surface 10a of the gantry 10 according to the type and characteristics of the specimen. Further, the specimen fixing jig may be a single unit instead of a plurality.

次に、スプライン８０は、高トルクモータ２０の回転軸Ｓ１と低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２とを脱着自在に結合する手段である。以下、図２（ａ）（ｂ）の要部断面図を併せて参照して、スプライン８０及びその近傍の構成を説明する。 Next, the spline 80 is a means for detachably connecting the rotary shaft S1 of the high torque motor 20 and the rotary shaft S2 of the low torque motor 30. Hereinafter, the configuration of the spline 80 and its vicinity will be described with reference to the cross-sectional views of the main parts of FIGS. 2 (a) and 2 (b).

図２（ａ）に示すように、低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２は、低トルクモータ３０の本体を貫通してスプライン８０側及びカップリング４０側の双方に延出し、スプライン８０側の端部には、スプライン８０と係合するための凸条Ｓ２ａが設けられる。 As shown in FIG. 2A, the rotating shaft S2 of the low torque motor 30 penetrates the main body of the low torque motor 30 and extends to both the spline 80 side and the coupling 40 side, and the end portion on the spline 80 side. Is provided with a ridge S2a for engaging with the spline 80.

スプライン８０は、高トルクモータ２０の回転軸Ｓ１に対して軸の延出方向に摺動可能に固定されており、低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２との対向側において、回転軸Ｓ２の凸条Ｓ２ａに対応したスプライン溝８０ａが設けられる。 The spline 80 is slidably fixed to the rotating shaft S1 of the high torque motor 20 in the extending direction of the shaft, and the protrusion of the rotating shaft S2 is on the opposite side of the low torque motor 30 from the rotating shaft S2. A spline groove 80a corresponding to S2a is provided.

スプライン８０を低トルクモータ３０側に摺動させると、図２（ｂ）に示すように、スプライン溝８０ａに低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２の凸条Ｓ２ａが嵌合し、回転軸Ｓ２は、軸周りの回転がスプライン８０により規制される。これにより、スプライン８０を介して高トルクモータ２０の回転軸Ｓ１と低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２とが連結され、一体的に回転可能となる。 When the spline 80 is slid toward the low torque motor 30, as shown in FIG. 2B, the ridge S2a of the rotating shaft S2 of the low torque motor 30 is fitted into the spline groove 80a, and the rotating shaft S2 becomes Rotation around the axis is regulated by the spline 80. As a result, the rotary shaft S1 of the high torque motor 20 and the rotary shaft S2 of the low torque motor 30 are connected via the spline 80, and can rotate integrally.

なお、スプライン８０の回転軸Ｓ２への脱着状態は、脱着センサ８１により検知され、後述する制御盤９０を介して捩り試験装置１の使用者に通知される。これにより、使用者は回転軸Ｓ１と回転軸Ｓ２とが正しく着脱されているかどうかを確認することができ、装置の使用時の安全性が向上する。 The attachment / detachment state of the spline 80 to the rotation shaft S2 is detected by the attachment / detachment sensor 81, and is notified to the user of the twist test apparatus 1 via the control panel 90 described later. As a result, the user can confirm whether or not the rotary shaft S1 and the rotary shaft S2 are correctly attached / detached, and the safety during use of the device is improved.

次に、制御盤９０は、高トルクモータ２０及び低トルクモータ３０の動作を制御するとともに、トルクメータ５０及び脱着センサ８１がそれぞれ検知する情報を取得し、処理する手段でる。制御盤９０の構成例としては、高トルクモータ２０及び低トルクモータ３０、並びに供試体を動作させる電源・インバータ等の電源装置、トルクメータ５０の検出したトルクを表示する表示装置等を含み、更に、高トルクモータ２０及び低トルクモータ３０のそれぞれの回転数、トルク等の情報を表示又は外部装置に出力させる構成であるとしてもよい。 Next, the control panel 90 is a means for controlling the operation of the high torque motor 20 and the low torque motor 30 and acquiring and processing the information detected by the torque meter 50 and the detachable sensor 81, respectively. Examples of the configuration of the control panel 90 include a high torque motor 20 and a low torque motor 30, a power supply device such as a power supply / inverter for operating the specimen, a display device for displaying the torque detected by the torque meter 50, and the like. , Information such as the rotation speed and torque of each of the high torque motor 20 and the low torque motor 30 may be displayed or output to an external device.

以上の構成において、捩り試験装置１は本発明の捩り試験装置に相当し、供試体固定治具７０ａ〜７０ｃは本発明の保持部に相当し、トルクメータ５０は本発明のトルク検出部に相当し、高トルクモータ２０及び低トルクモータ３０は本発明の複数のトルク負荷手段に相当し、高トルクモータ２０の回転軸Ｓ１と低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２とがスプライン８０により脱着自在に結合する構成は、本発明の、複数のトルク負荷手段の各々は、脱着自在に連結されている、構成に相当する。 In the above configuration, the twist test device 1 corresponds to the twist test device of the present invention, the specimen fixing jigs 70a to 70c correspond to the holding portion of the present invention, and the torque meter 50 corresponds to the torque detection unit of the present invention. The high torque motor 20 and the low torque motor 30 correspond to the plurality of torque load means of the present invention, and the rotary shaft S1 of the high torque motor 20 and the rotary shaft S2 of the low torque motor 30 are detachably coupled by the spline 80. The configuration corresponds to the configuration in which each of the plurality of torque loading means of the present invention is detachably connected.

本発明の実施の形態の捩り試験装置１は、以上のような構成を備えたことにより、スピンドル６０と供試体固定治具７０ａ〜７０ｃのいずれか１つに固定される供試体Ｗに対して、高トルクモータ２０又は低トルクモータ３０のいずれかによる捩りトルクを作用させることができる。したがって、付与すべき捩りトルクが異なる複数の供試体に対して適用して、汎用性を向上させることが可能となる。 The twist test apparatus 1 according to the embodiment of the present invention has the above configuration, and therefore, with respect to the specimen W fixed to any one of the spindle 60 and the specimen fixing jigs 70a to 70c. , The torsional torque of either the high torque motor 20 or the low torque motor 30 can be applied. Therefore, it is possible to improve versatility by applying it to a plurality of specimens having different torsional torques to be applied.

更に、本実施の形態の捩り試験装置１においては、同軸配置された高トルクモータ２０及び低トルクモータ３０のうち、低トルクモータ３０側を供試体Ｗ側に近接して配設したことにより、以下の効果を奏する。すなわち、上記の構成としたことにより、低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２は高トルクモータ２０及び低トルクモータ３０双方にて共有される一方、低トルクモータ３０は高トルクモータ２０の駆動に際して負荷となることがない。これにより、モータの損失を軽減して、装置のパフォーマンスを向上させることが可能となる。 Further, in the twist test apparatus 1 of the present embodiment, among the coaxially arranged high torque motor 20 and low torque motor 30, the low torque motor 30 side is arranged close to the specimen W side. It has the following effects. That is, with the above configuration, the rotating shaft S2 of the low torque motor 30 is shared by both the high torque motor 20 and the low torque motor 30, while the low torque motor 30 is used as a load when driving the high torque motor 20. Never become. This makes it possible to reduce motor loss and improve device performance.

次に、本発明の実施の形態の捩り試験装置１の操作例を、図３及び図４のフローチャートを参照して説明する。なお、供試体Ｗの例として、自動車部品であるパワートレインのドライブシャフト及びクラッチ並びにカーエアコンのクラッチを用いるものとする。 Next, an operation example of the twist test apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 3 and 4. As an example of the specimen W, a drive shaft and a clutch of a power train, which are automobile parts, and a clutch of a car air conditioner shall be used.

図３に示すように、ドライブシャフトの試験を行う場合は、スピンドル６０及びに供試体固定治具７０ａにドライブシャフトを固定し、スプライン８０を低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２に連結して（Ｓ１０）、高トルクモータ２０を駆動し（Ｓ１１）、高トルク検出側に設定されたトルクメータ５０により捩りトルクを検出する（Ｓ１２）。 As shown in FIG. 3, when testing the drive shaft, the drive shaft is fixed to the spindle 60 and the specimen fixing jig 70a, and the spline 80 is connected to the rotating shaft S2 of the low torque motor 30 (S10). ), The high torque motor 20 is driven (S11), and the torsional torque is detected by the torque meter 50 set on the high torque detection side (S12).

次に、クラッチの性能試験を行う場合は、スピンドル６０及びに供試体固定治具７０ｂにクラッチを固定し、ドライブシャフトの試験の場合と同様、高トルクモータ２０の駆動により高トルクを付与して、トルクメータ５０により捩りトルクを検出する。なお、高トルクモータ２０を駆動させる場合は、同軸配置された低トルクモータ３０のトルク検出が０となるよう制御されることが好ましい。更に、低トルクモータ３０は、エンコーダとして、連結された回転軸Ｓ１及びＳ２の回転数、回転角等の検出に用い、制御盤９０側にて試験データとして出力するようにしてもよい。 Next, when performing a performance test of the clutch, the clutch is fixed to the spindle 60 and the specimen fixing jig 70b, and a high torque is applied by driving the high torque motor 20 as in the case of the drive shaft test. , Torque torque is detected by the torque meter 50. When driving the high torque motor 20, it is preferable that the torque detection of the coaxially arranged low torque motor 30 is controlled to be zero. Further, the low torque motor 30 may be used as an encoder for detecting the rotation speed, rotation angle, etc. of the connected rotation shafts S1 and S2, and may be output as test data on the control panel 90 side.

次に、カーエアコンのクラッチの性能試験を行う場合は、図４に示すように、スピンドル６０及びに供試体固定治具７０ｃにクラッチを固定し、スプライン８０を低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２から切り離して（Ｓ２０）、低トルクモータ３０を駆動し（Ｓ２１）、低トルク検出側に設定されたトルクメータ５０により捩りトルクを検出する（Ｓ２２）。 Next, when performing a performance test of the clutch of the car air conditioner, as shown in FIG. 4, the clutch is fixed to the spindle 60 and the specimen fixing jig 70c, and the spline 80 is connected from the rotating shaft S2 of the low torque motor 30. After disconnecting (S20), the low torque motor 30 is driven (S21), and the torsional torque is detected by the torque meter 50 set on the low torque detection side (S22).

以上のように、本実施の形態の捩り試験装置１によればスピンドル６０と供試体固定治具７０ａ〜７０ｃのいずれか１つに固定される供試体Ｗに対して、高トルクモータ２０又は低トルクモータ３０のいずれかによる捩りトルクを作用させることができる。これにより、付与すべき捩りトルクが異なる複数の供試体に対して適用でき、装置の汎用性を向上させることが可能となると言う効果を奏する。 As described above, according to the twist test apparatus 1 of the present embodiment, the high torque motor 20 or the low torque motor 20 or the low torque motor 20 with respect to the specimen W fixed to any one of the spindle 60 and the specimen fixing jigs 70a to 70c. A torsional torque from any of the torque motors 30 can be applied. As a result, it can be applied to a plurality of specimens having different torsional torques to be applied, and it is possible to improve the versatility of the apparatus.

しかしながら、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。上記の説明においては、捩り試験装置１は、高トルクモータ２０及び低いトルクにて動作する低トルクモータ３０を備えたものとしたが、本発明は、付与する捩りトルクが互いに異なる複数のトルク負荷手段とが同軸上に順次配設され、トルク負荷手段は、付与トルクが小さい順にトルク検出部側に配設されるものであればよく、その他の具体的な態様によって限定されない。したがって、互いに異なるトルクを有する３つ以上のモータを、付与トルクが小さい順にトルクメータ側に近接されて同軸配置する構成としてもよい。 However, the present invention is not limited to the above embodiments. In the above description, the torsion test device 1 includes a high torque motor 20 and a low torque motor 30 that operates at a low torque. However, in the present invention, a plurality of torque loads having different torsion torques are applied. The means may be sequentially arranged coaxially, and the torque load means may be arranged on the torque detection unit side in ascending order of the applied torque, and is not limited by other specific embodiments. Therefore, three or more motors having different torques may be coaxially arranged close to the torque meter side in ascending order of the applied torque.

更に、上記の説明においては、高トルクモータ２０の回転軸Ｓ１と低トルクモータ３０の回転軸Ｓ２との連結はスプライン８０を介して行われるものであるとしたが、本発明は、複数のトルク負荷手段の各々が脱着自在に連結されているものであればよく、その連結の具体的な態様によって限定されない。したがって、スプラインの他、摩擦ブッシュその他の締結具等によって実施してもよい。 Further, in the above description, it is assumed that the rotary shaft S1 of the high torque motor 20 and the rotary shaft S2 of the low torque motor 30 are connected via the spline 80, but the present invention has a plurality of torques. Each of the loading means may be detachably connected, and is not limited by the specific mode of the connection. Therefore, in addition to splines, friction bushes and other fasteners may be used.

以上のように、本発明は、供試体に捩りトルクを付与する捩り試験装置であって、供試体を保持する保持部と、捩りトルクを検出するトルク検出部と、付与する捩りトルクが互いに異なる複数のトルク負荷手段とが同軸上に順次配設され、前記トルク負荷手段は、付与トルクが小さい順に前記トルク検出部側に配設され、前記複数のトルク負荷手段の各々は、脱着自在に連結されているものであればよく、その他の具体的な目的、用途、構成によって限定されるものではない。 As described above, the present invention is a torsion test device that applies torsional torque to a specimen, and the holding portion that holds the specimen, the torque detection unit that detects the torsional torque, and the torsional torque that is applied are different from each other. A plurality of torque load means are sequentially arranged coaxially, the torque load means is arranged on the torque detection unit side in ascending order of applied torque, and each of the plurality of torque load means is detachably connected. It does not have to be limited by other specific purposes, uses, and configurations.

したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。 Therefore, the present invention may be carried out as if various modifications were made to the above-described embodiment, including those described above, as long as the present invention does not deviate from the gist thereof.

以上のような本発明は、付与すべき捩りトルクが異なる複数の供試体に対して適用して、汎用性を向上させることが可能になるという効果を有し、例えば自動車等の車両その他任意の機械の部品の試験への適用において有用である。 The present invention as described above has an effect that it can be applied to a plurality of specimens having different torsional torques to be applied to improve versatility. For example, a vehicle such as an automobile or any other object It is useful in the application of testing machine parts.

１捩り試験装置
１０架台
１０ａ表面
２０高トルクモータ
３０低トルクモータ
３１固定スタンド
４０カップリング
５０トルクメータ
６０スピンドル
７０〜７０ｃ供試体固定治具
８０スプライン
８０ａスプライン溝
８１脱着センサ
９０制御盤 1 Twist test device 10 Stand 10a Surface 20 High torque motor 30 Low torque motor 31 Fixed stand 40 Coupling 50 Torque meter 60 Spindle 70 to 70c Specimen fixing jig 80 Spline 80a Spline groove 81 Detachable sensor 90 Control panel

Claims

A torsion test device that applies torsion torque to the specimen.
A holding part that holds the specimen and
A torque detector that detects torsional torque and
A plurality of torque load means having different torsional torques are sequentially arranged coaxially.
The torque load means is arranged on the torque detection unit side in ascending order of applied torque.
Each of the plurality of torque loading means is detachably connected.
Twist test equipment.