JP2000292280A

JP2000292280A - トラクション係数測定装置

Info

Publication number: JP2000292280A
Application number: JP11104956A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Otaki; 大滝　　亮一; Hiroya Achinami; 博也阿知波; Shinichi Natsumeda; 伸一棗田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2000-10-20
Anticipated expiration: 2019-04-13
Also published as: JP4085510B2

Abstract

(57)【要約】【課題】定盤１に対し平行移動自在に支持した駆動側
ユニット用支持板２が、測定作業時に振動するのを防止
して、正確な測定作業を行なえる様にする。【解決手段】上記駆動側ユニット用支持板２に支持し
た駆動側ローラ１０の回転中心を、上記定盤１に対し固
定の従動側ユニット用支持板３に支持された従動側ロー
ラ２７の回転中心よりも下方に位置させる。又、上記駆
動側ローラ１０を時計方向に回転させる。両ローラ１
０、２７の外周面同士の当接部であるトラクション部分
に作用する力が、上記駆動側ユニット用支持板２を定盤
１の上面に押し付ける方向に作用し、上記課題を解決で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係るトラクション
係数測定装置は、各種機械装置の動力伝達手段を構成す
る摩擦変速機（トラクションドライブ変速機）の基本性
能に大きな影響を及ぼす、トラクション係数を測定する
為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車用、ヘリコプタ用、船舶
用の変速機として、トラクションドライブ変速機の一種
である、トロイダル型無段変速機を使用する事が研究さ
れている。或は、工作機械のスピンドル用の変速機とし
て、トラクションドライブ変速機が使用されている。こ
の様なトラクションドライブ変速機は、互いに摩擦係合
して動力を伝達する部材同士の当接部であるトラクショ
ン部のトラクション係数を測定する事が、高性能のトラ
クションドライブ変速機の設計を行なう上から重要であ
る。

【０００３】この為従来から、互いの周面同士を当接さ
せて回転力の伝達を行なわせる１対のローラを組み込ん
だトラクション係数測定装置が各種使用されている。こ
の様に、１対のローラを使用してトラクション係数を測
定する方法としては、次の２種類のものが存在する。第
一の方法は、従動側ローラに負荷をかけた状態で、駆動
側ローラによりこの従動側ローラを回転駆動し、これら
駆動側、従動側両ローラの回転数からトラクション部で
の滑り率を求めると共に、駆動側ローラに加わるトルク
から、このトラクション部でのトラクション力を求める
ものである。又、第二の方法は、１対のローラを互いに
異なる回転数（周速）で回転駆動し、トラクション部に
所定の滑り率を強制的に加え、駆動側ローラに加わるト
ルクから、このトラクション部でのトラクション力を求
めるものである。

【０００４】何れの方法によりトラクション力を測定す
る場合でも、上記従動側ローラと共に回転する駆動軸
と、上記従動側ローラと共に回転する従動軸とのうちの
一方の軸の位置を固定し、他方の軸をこの一方の軸に対
し遠近動自在に支持する。そして、押圧装置によりこの
他方の軸を一方の軸に押圧しつつ、上記トラクション力
の測定作業を行なう。この為に、上記他方の軸をその上
面に回転自在に支持した支持板を、上記トラクション係
数測定装置を構成する定盤の上面に、リニアガイド或は
クロスガイド等の直動軸受により、或は油膜を介在させ
た滑り軸受により、水平方向に亙る平行移動自在に設け
る。但し、従来のトラクション係数測定装置の場合に
は、上記駆動軸の高さ位置と上記従動軸の高さ位置とを
同じとしていた。従って、上記トラクション部に於け
る、駆動側ローラ及び従動側ローラの外周面に関する接
線は鉛直線となり、これら両外周面同士を押し付け合う
事に伴ってこのトラクション部に作用する力の方向は、
水平方向になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】直動軸受により定盤の
上面に水平移動自在に設けた支持板は、直動軸受の内部
隙間或は滑り軸受を構成する油膜の存在に基づき、外力
の付加状態では振動する可能性がある。即ち、従来構造
の場合には、押圧装置により他方の軸に加える力を、特
に上記支持板を安定させる為に利用する事を意図してい
ない。この為、この支持板が不安定になり、測定作業に
伴って振動を発生する可能性がある。そして、振動が発
生した場合には、トラクション力及びこのトラクション
力に基づいて算出するトラクション係数の測定結果が不
正確になる可能性がある。本発明は、上述の様な支持板
の振動の発生を防止して、正確なトラクション係数を求
める事が可能なトラクション係数測定装置を実現するも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のトラクション係
数測定装置は、何れも、従来から知られているトラクシ
ョン係数測定装置と同様に、駆動源により水平な駆動軸
を中心に回転駆動される駆動側ローラと、その外周面を
この駆動側ローラの外周面に当接させる事により、この
駆動側ローラの回転に伴って水平な従動軸と共に回転す
る従動側ローラと、この従動軸が回転する事に対する抵
抗をこの従動軸に負荷する負荷装置とを備える。そし
て、上記駆動軸と上記従動軸とのうちの一方の軸の位置
を固定し、他方の軸をこの一方の軸に対し遠近動自在に
支持すると共に、押圧装置によりこの他方の軸を一方の
軸に押圧しつつ測定作業を行なう。特に、本発明のトラ
クション係数測定装置のうち、請求項１に記載したトラ
クション係数測定装置に於いては、上記他方の軸の高さ
位置を上記一方の軸の高さ位置よりも下にしている。更
に、請求項２に記載したトラクション係数測定装置に於
いては、上記駆動側ローラの外周面と従動側ローラの外
周面との当接部に作用するトラクション力を、上記他方
の軸を下方に押圧する方向に作用させるべく、上記駆動
側ローラの回転方向を規制している。

【０００７】

【作用】上述の様に構成する本発明のトラクション係数
測定装置によりトラクション係数を測定する場合には、
駆動軸と共に駆動側ローラを回転駆動し、この駆動側ロ
ーラの回転を従動側ローラに伝達して、この従動側ロー
ラと共に従動軸を回転させる。特に、請求項１に記載し
たトラクション係数測定装置の場合には、上記両ローラ
の外周面同士の当接部分であるトラクション部の面圧を
確保すべく、押圧装置により上記駆動軸と従動軸とのう
ちの一方の軸に向けて他方の軸を押圧すると、この他方
の軸を中心として回転するローラの外周面の一部で、上
下方向中央よりも少し上側部分が、上記一方の軸を中心
として回転するローラの外周面で上下方向中央よりも少
し下側部分に当接する。

【０００８】この為、トラクション部に於ける、駆動側
ローラ及び従動側ローラの外周面に関する接線は、鉛直
方向に対して少し傾斜し、上記トラクション部に作用す
る力の方向は水平方向に対して少し傾斜する。特に、上
記他方の軸と共に回転するローラの外周面に作用する力
の向きは、水平方向に対して少し下向きになる。この結
果、上記他方の軸を支持した部分が下方に押され、この
部分が振動しにくくなる。又、請求項２に記載したトラ
クション係数測定装置の場合には、上記駆動側ローラの
外周面と従動側ローラの外周面との当接部に作用するト
ラクション力が、上記他方の軸を下方に押圧する方向に
作用する結果、この他方の軸を支持した部分が下方に押
され、この部分が振動しにくくなる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１〜２は、請求項１に記載した
発明及び請求項２に記載した発明の実施の形態の１例を
示している。本発明のトラクション係数測定装置は、フ
レームの上面を構成する定盤１の上面に、駆動側ユニッ
ト用支持板２と従動側ユニット用支持板３とを設けてい
る。このうちの駆動側ユニット用支持板２は上記定盤１
の上面に、直動軸受４により、次述する駆動軸５の配設
方向（図１の左右方向）に対して直角方向（図１の上下
方向、図２の左右方向）に亙る変位自在に支持してい
る。これに対して上記従動側ユニット用支持板３は、上
記定盤１の上面に固定している。

【００１０】上記駆動側ユニット用支持板２の上面に
は、駆動軸５を回転自在に支持している。この駆動軸５
は、基端部５ａと先端部５ｂとを互いに同心に配置し、
これら両端部５ａ、５ｂ同士の間に駆動側トルク測定器
６を、カップリング７ａ、７ｂにより直列に結合して成
る。上記基端部５ａは上記駆動側ユニット用支持板２の
上面に、１対の転がり軸受ユニット８、８により、回転
自在に支持している。これに対して上記先端部５ｂは、
上記駆動側ユニット用支持板２の上面に固定した、平面
形状がコ字形である駆動側ローラ用支持ブラケット９
に、転がり軸受により、回転自在に支持している。この
転がり軸受は、転がり抵抗が低く、しかもラジアル荷重
だけでなく、スピンにより生じるスラスト荷重も支承自
在とする為、少なくとも１対のアンギュラ型の玉軸受
を、背面組み合わせ或は正面組み合わせで使用する。そ
して、駆動側ローラ１０を上記先端部５ｂの中間部周囲
に、上記駆動側ローラ用支持ブラケット９の内側部分で
固定している。又、この駆動側ローラ用支持ブラケット
９の外側面に設けた、ロータリエンコーダ等の駆動側回
転検出器１１により、上記先端部５ｂの回転速度（回転
量）を検出自在としている。これに対して、上記基端部
５ａの端部には従動プーリ１２を固定し、この従動プー
リ１２と、駆動源である図示しないモータの回転軸に固
定した駆動プーリとの間に、図示しない無端ベルトを掛
け渡して、上記駆動軸５を回転駆動自在としている。

【００１１】又、上記駆動側ローラ１０の中心軸は、こ
の駆動軸５の中心軸と一致している。又、この駆動側ロ
ーラ１０の外周面の母線は、この駆動側ローラ１０の回
転中心に対し平行な直線である。従って、この駆動側ロ
ーラ１０の外周面は、上記駆動軸５の中心軸をその中心
とする円筒面である。この様な駆動側ローラ１０をその
上面に支持した、上記駆動側ユニット用支持板２は、前
述した様に前記定盤１の上面に前記直動軸受４により、
上記駆動軸５の配設方向に対して直角方向に亙る水平移
動自在に支持している。更に、上記定盤１の上面と上記
駆動側ローラ用支持ブラケット９との間には、エアシリ
ンダ等の押圧装置１３を設けて、この駆動側ローラ用支
持ブラケット９を、後述する従動側ローラ２７に向け押
圧自在としている。即ち、上記押圧装置１３であるエア
シリンダは、圧縮空気の給排によりピストンロッド１４
を出し入れ自在としている。そして、このピストンロッ
ド１４の突出時には上記駆動側ローラ用支持ブラケット
９を、ロードセル等の荷重測定器１５を介して押圧し、
上記駆動側ローラ１０の外周面と上記従動側ローラ２７
の外周面との当接圧を高められる様にしている。

【００１２】一方、従動側ローラ２７は、前記従動側ユ
ニット用支持板３の上面片隅部（図１の右上隅部）で上
記駆動側ローラ用支持ブラケット９に対向する部分に固
定した従動側ローラ用支持ブラケット１６に、回転自在
に支持している。又、前記従動側ユニット用支持板３の
上面には、従動軸１７を回転自在に支持している。この
従動軸１７は、基端部１７ａと先端部１７ｂとを互いに
同心に配置し、これら両端部１７ａ、１７ｂ同士の間に
従動側トルク測定器１８を、カップリング１９ａ、１９
ｂにより直列に結合して成る。上記基端部１７ａは上記
従動側ユニット用支持板３の上面に、１対の転がり軸受
ユニット２０、２０により、回転自在に支持している。
これに対して上記先端部１７ｂは、上記従動側ユニット
用支持板３の上面に固定した、平面形状がコ字形であ
る、上記従動側ローラ用支持ブラケット１６に、転がり
軸受により、回転自在に支持している。この転がり軸受
も、少なくとも１対のアンギュラ型の玉軸受を、背面組
み合わせ或は正面組み合わせで使用する。上記従動側ロ
ーラ２７は、この従動側ローラ用支持ブラケット１６の
内側部分で、上記先端部１７ｂに固定されている。又、
この従動側ローラ用支持ブラケット１６の外側面に設け
た、ロータリエンコーダ等の従動側回転検出器２１によ
り、上記先端部１７ｂの回転速度（回転量）を検出自在
としている。

【００１３】又、上記従動側ユニット用支持板３の上面
他隅部（図１の左下隅部）には、上記従動側ローラ２７
が回転する事に対する抵抗を付与する為の負荷軸２２
を、転がり軸受ユニット２０ａ、２０ａにより、回転自
在に支持している。この負荷軸２２の基端部は、電磁ブ
レーキ等、この負荷軸２２の回転に対する抵抗となる負
荷装置２３に接続している。トラクション係数測定装置
の運転時にこの負荷装置２３は、図示しない冷却装置に
より冷却する。又、上記負荷軸２２の先端部に固定した
プーリ２４と、上記従動軸１７の基端部１７ａの端部に
固定したプーリ２５との間に無端ベルト２６を掛け渡し
て、上記負荷装置２３による抵抗を、前記従動側ローラ
２７に付与自在としている。

【００１４】本例の場合、上記従動側ローラ２７の外周
面の母線は、この外周面を凸面とする部分円弧である。
又、好ましくは、上記従動側ローラ２７を支持した従動
側ユニット用支持板３は、前記定盤１に対して、上記従
動側ローラ２７の外周面の母線の曲率中心を通る鉛直軸
である中心軸Ｏを中心として、取付角度位置の調節自在
とする。何れにしても、トラクション係数の測定作業を
行なう際には、上記従動側支持板３は上記定盤１に対し
固定する。これに対して、前記駆動側ユニット用支持板
２は、上記定盤１に対し、前記駆動軸５の配設方向に対
し直角方向（図１の上下方向、図２の左右方向）に平行
移動自在である。従って、上記測定作業の際には、位置
固定の従動側ローラ２７に対して前記駆動側ローラ１０
が、前記押圧装置１３により、所定の押圧力で押し付け
られる。更に、前記駆動側ローラ１０及び上記従動側ロ
ーラ２７の上方には図示しない給油ノズルを設けて、こ
れら両ローラ１０、２７の外周面同士の当接部に、温度
制御したトラクションオイル等の試料油を供給自在とし
ている。

【００１５】特に、本例のトラクション係数測定装置の
場合には、上記駆動側ローラ１０を固定した上記駆動軸
５の高さ位置を、上記従動側ローラ２７を固定した上記
従動軸１７の高さ位置よりも、図２に示したδ分だけ、
下方にしている。この様な、両軸５、１７の高さ位置の
差δは、上記両ローラ１０、２７の直径Ｄ₁₀、Ｄ₂₇のう
ち、小さい方の直径の1/2000以下、1/20000 以上｛1/20
000・min （Ｄ₁₀，Ｄ₂₇）≦δ≦1/2000・min（Ｄ₁₀，
Ｄ₂₇）｝とする。図示の例では、上記両ローラ１０、２
７の直径Ｄ₁₀、Ｄ₂₇を同じ（Ｄ₁₀＝Ｄ₂₇）としているの
で、上記高さ位置の差δは、上記両ローラ１０、２７の
直径Ｄ₁₀、Ｄ₂₇の1/2000以下｛δ≦（1/2000）Ｄ₁₀＝
（1/2000）Ｄ₂₇｝としている。尚、この様な高さ位置の
調節は、上記両軸５、１７の高さ位置を測定しつつ、一
方又は双方の軸５、１７の高さ位置を、シム板で調節す
る事により行なう。又、本例の場合には、上記駆動軸５
及び駆動側ローラ１０を、図２の時計方向に回転させる
様に、前記図示しないモータの回転方向を規制してい
る。

【００１６】上述の様に構成する本例のトラクション係
数測定装置により、トラクション係数を測定する場合に
は、先ず、上記両ローラ１０、２７の外周面同士の当接
部で所定のスピンが発生する様に、前記定盤１に対する
上記従動側ユニット用支持板３の取付位置を調節する
（従動側ユニット用支持板３の取付位置の調節が自在の
場合）。上記スピンの程度は、この従動側ユニット用支
持板３の上面に支持した従動軸１７と上記駆動軸５とが
平行に近い程小さく、これら両軸１７、５同士のなす角
度が大きくなる程大きくなる。この様に上記従動側ユニ
ット用支持板３の取付位置を調節したならば、前記給油
ノズルから、所定の温度に調整した上記試料油を、上記
ローラ１０、２７の外周面同士の当接部に注ぐ。

【００１７】次いで、前記押圧装置１３により前記駆動
側ローラ用支持ブラケット９を、上記従動側ローラ２７
に向けて押圧する。この結果、この従動側ローラ２７の
外周面と上記駆動側ローラ１０の外周面との当接部に、
所定の接触面圧が作用する。この状態で、前記モータに
より、駆動プーリ、無端ベルト、従動プーリ１２、駆動
軸５を介して、上記駆動側ローラ１０を回転駆動する。
測定作業を行なう場合には、所望の回転速度にまで加速
した後、その回転速度を保持する。この様に上記駆動側
ローラ１０を回転駆動する際、上記駆動軸５の基端部５
ａと先端部５ｂとの間に設けた駆動側トルク測定器６に
より、上記駆動側ローラ１０に付与するトルクを測定す
る。

【００１８】以上の準備作業の後、それ迄無負荷であっ
た負荷装置２３により、上記従動側ローラ２７が回転す
る事に対して、徐々に負荷を加える。そして、前記荷重
測定器１５と、前記駆動側トルク測定器６と、前記駆動
側回転検出器１１との測定値を、図示しない演算処理器
により処理し、やはり図示しないプロッタにより、滑り
率とトラクション係数との関係を表わす曲線を得る。こ
の様な曲線を得る測定作業は、上記負荷装置２３による
負荷が大きくなり、上記従動側ローラ２７が回転せず、
上記駆動側ローラ１０のみが回転する、所謂グロススリ
ップの状態にまで連続して、リアルタイムで行なえる。

【００１９】特に、本例の構造の場合には、駆動側、従
動側両ローラ１０、２７の外周面同士の当接部分である
トラクション部の面圧を確保すべく、前記押圧装置１３
により上記駆動軸５を上記従動軸１７に向けて押圧する
と、前記駆動側ユニット用支持板２が下方に押される。
即ち、前述した駆動軸５の高さ位置と従動軸１７の高さ
位置との差δに基づいて、駆動側ローラ１０の外周面の
一部で上下方向中央よりも少し上側部分が、上記従動側
ローラ２７の外周面の一部で上下方向中央よりも少し下
側部分に当接する。

【００２０】この為、上記トラクション部に於ける、駆
動側ローラ１０及び従動側ローラ２７の外周面に関する
接線は、図２に鎖線αで示す様に鉛直方向に対して少し
傾斜する。そして、前記押圧装置１３に基づく作用とそ
の反作用とに基づき、上記トラクション部に作用する力
の方向は、同図に鎖線βで示す様に、水平方向に対して
少し傾斜する。特に、上記駆動側ローラ１０の外周面に
作用する力の向きは、水平方向に対して少し下向きにな
る。この為、前記駆動側ローラ支持ブラケット９を介し
て上記駆動側ローラ１０を支持した、前記駆動側ユニッ
ト用支持板２が下方に押される。この結果、前記直動軸
受４により前記定盤１の上面に移動自在に支持された、
上記駆動側ユニット用支持板２が振動しにくくなる。

【００２１】更に、本例の場合には、上記駆動軸５及び
駆動側ローラ１０を、図２の時計方向に回転させる為、
上記トラクション部で発生するトラクション力が、上記
駆動側ユニット用支持板２を下方に押す方向に作用す
る。この結果、上記駆動側ユニット用支持板２の振動防
止効果がより優れたものになる。

【００２２】尚、図示の例は、トラクション係数の測定
時に、従動側ユニット用支持板３を定盤１に対し固定
し、駆動側ユニット用支持板２をこの定盤１に対し平行
移動自在に支持する構造に就いて示したが、固定の支持
板と可動の支持板とを逆にしても良い。即ち、図２で、
右側のローラを従動側ローラとし、左側のローラを駆動
側ローラとしても良い。この場合には、従動側ローラの
回転中心を、駆動側ローラの回転中心よりも低い位置に
設ける。但し、回転方向は、前述した場合と逆にして、
右側の従動側ローラを反時計方向に回転させるべく、左
側の駆動側ローラを時計方向に回転させる。更に、図示
の例は、請求項１に記載した発明と請求項２に記載した
発明とを同時に実施している為、上記振動防止効果を十
分に大きくできるが、試験条件によっては、請求項１に
記載した発明と請求項２に記載した発明とのうちの何れ
か一方のみを実施しても良い。

【００２３】

【発明の効果】本発明のトラクション係数測定装置は、
以上に述べた通り構成され作用するので、測定作業の際
に有害な振動が発生するのを防止して、トラクション係
数を正確に測定でき、摩擦変速機等、各種摩擦伝達装置
の性能向上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例を示す平面図。

【図２】一部を省略して示す、図１の拡大Ａ−Ａ断面
図。

【符号の説明】

１定盤２駆動側ユニット用支持板３従動側ユニット用支持板４直動軸受５駆動軸５ａ基端部５ｂ先端部６駆動側トルク測定器７ａ、７ｂカップリング８転がり軸受ユニット９駆動側ローラ用支持ブラケット１０駆動側ローラ１１駆動側回転検出器１２従動プーリ１３押圧装置１４ピストンロッド１５荷重測定器１６従動側ローラ用支持ブラケット１７従動軸１７ａ基端部１７ｂ先端部１８従動側トルク測定器１９ａ、１９ｂカップリング２０、２０ａ転がり軸受ユニット２１従動側回転検出器２２負荷軸２３負荷装置２４プーリ２５プーリ２６無端ベルト２７従動側ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者棗田伸一神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内Ｆターム(参考） 2F051 BA07 3J103 AA02 FA04 FA30 GA02 GA52

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動源により水平な駆動軸を中心に回転
駆動される駆動側ローラと、その外周面をこの駆動側ロ
ーラの外周面に当接させる事により、この駆動側ローラ
の回転に伴って水平な従動軸と共に回転する従動側ロー
ラと、この従動軸が回転する事に対する抵抗をこの従動
軸に負荷する負荷装置とを備え、上記駆動軸と上記従動
軸とのうちの一方の軸の位置を固定し、他方の軸をこの
一方の軸に対し遠近動自在に支持すると共に、押圧装置
によりこの他方の軸を一方の軸に押圧しつつ測定作業を
行なうトラクション係数測定装置に於いて、上記他方の
軸の高さ位置を上記一方の軸の高さ位置よりも下にした
事を特徴とするトラクション係数測定装置。
【請求項２】駆動源により水平な駆動軸を中心に回転
駆動される駆動側ローラと、その外周面をこの駆動側ロ
ーラの外周面に当接させる事により、この駆動側ローラ
の回転に伴って水平な従動軸と共に回転する従動側ロー
ラと、この従動軸が回転する事に対する抵抗をこの従動
軸に負荷する負荷装置とを備え、上記駆動軸と上記従動
軸とのうちの一方の軸の位置を固定し、他方の軸をこの
一方の軸に対し遠近動自在に支持すると共に、押圧装置
によりこの他方の軸を一方の軸に押圧しつつ測定作業を
行なうトラクション係数測定装置に於いて、上記駆動側
ローラの外周面と従動側ローラの外周面との当接部に作
用するトラクション力を、上記他方の軸を下方に押圧す
る方向に作用させるべく、上記駆動側ローラの回転方向
を規制した事を特徴とするトラクション係数測定装置。