JP2000338002A - Rotation variation tester - Google Patents

Rotation variation tester

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JP2000338002A
JP2000338002A JP11152650A JP15265099A JP2000338002A JP 2000338002 A JP2000338002 A JP 2000338002A JP 11152650 A JP11152650 A JP 11152650A JP 15265099 A JP15265099 A JP 15265099A JP 2000338002 A JP2000338002 A JP 2000338002A
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JP
Japan
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gear
output
rotation
shaft
angular velocity
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Application number
JP11152650A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Kamiya
裕之 神谷
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Mitsuboshi Belting Ltd
Original Assignee
Mitsuboshi Belting Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To test the performance of various transmitting elements with a crank shaft as a prime mover by providing a rotation variation tester to freely set a rotation variation period and a rotation regulation in the simulation of an output shaft in which a rotation variation component is superposed on a crank shaft of an internal combustion engine for a motor vehicle or the like. SOLUTION: In this method, a planetary gear swinging mechanism 2 is brought into reciprocating swinging motions at any angular velocity (ωM by reciprocating a piston (bearing 102) provided at one end of an arm 30. By superposing an angular velocity variation component at the time on the angular velocity ωA of an input shaft 10, it is possible to extract the output of an angular velocity ωA' with any rotation variation component from an output shaft 20.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関エンジン
をその原動機とする動力伝達機構の模擬試験機であり、
特に出力軸角速度が周期的に大きく変動する自動車用エ
ンジンに付随する動力伝達機構の模擬試験機であり、詳
説すれば前記出力軸を駆動部とし、歯付ベルト、Vリブ
ドベルト、チェーン、或いは歯車を介してその動力を従
動軸、すなわち、エンジンカムシャフト、或いはエンジ
ン補機を駆動させる動力伝達機構の模擬試験機に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a simulation device for a power transmission mechanism using an internal combustion engine as its prime mover,
Particularly, it is a simulation test machine for a power transmission mechanism associated with an automobile engine whose output shaft angular speed fluctuates greatly periodically. To be more specific, the output shaft is used as a drive unit and a toothed belt, a V-ribbed belt, a chain, or a gear is used. The present invention relates to a simulated testing machine of a power transmission mechanism for driving a driven shaft, that is, an engine camshaft, or an engine accessory through the power.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関エンジン等の往復機関のクラン
ク軸により駆動される歯付ベルト、チェーン、Vベル
ト、歯車、或いはこれに付随する歯付プーリ、チェーン
スプロケット、Vプーリ、更には、カップリング、軸
受、ダンパー等の動力伝動機構の性能試験は、その評価
方法の安定性、或いは安全性の面から実機エンジンを使
用せず、電動機等の制御性に優れた代用原動機が一般に
用いられている。しかし、汎用電動機は、滑らかな回
転、すなわち定角速度運転を行うものであって、エンジ
ン出力のような回転変動成分を重畳した運転を直接、模
擬することには適していなかった。
2. Description of the Related Art Toothed belts, chains, V-belts, gears driven by the crankshaft of a reciprocating engine such as an internal combustion engine, or toothed pulleys, chain sprockets, V-pulleys, and couplings associated therewith. In performance tests of power transmission mechanisms such as bearings, dampers, etc., a substitute prime mover excellent in controllability of an electric motor or the like is generally used without using an actual engine in terms of stability or safety of the evaluation method. . However, general-purpose electric motors perform smooth rotation, that is, constant angular speed operation, and are not suitable for directly simulating operation in which a rotational fluctuation component such as engine output is superimposed.

【0003】このため、本出願人は、特開平3−927
43号公報でユニバーサルジョイントのカルダン誤差を
応用した回転変動試験機を開示した。この方法は、ユニ
バーサルジョイントを所定の曲げ角度に配することによ
って出力側に軸一回転当り、二回の角速度変動成分を重
畳させる方法である。
[0003] For this reason, the present applicant has disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 3-927.
Japanese Patent Publication No. 43 discloses a rotation fluctuation tester applying a cardan error of a universal joint. This method is a method in which a universal joint is arranged at a predetermined bending angle, and an angular velocity fluctuation component is superimposed twice on the output side per one rotation of the shaft.

【0004】しかし、この方法では、変動成分の大きさ
を曲げ角度で調節することは可能であるが、軸一回転当
りの回転変動周期を変えることはできない。従って、こ
の回転変動出力は4サイクル4気筒エンジンのクランク
軸出力を模擬することは可能であるが、4サイクル3気
筒エンジン、或いは4サイクル6気筒エンジン等を模擬
することはできなかった。
However, in this method, the magnitude of the fluctuation component can be adjusted by the bending angle, but the rotation fluctuation cycle per one rotation of the shaft cannot be changed. Therefore, this rotation fluctuation output can simulate the crankshaft output of a four-cycle four-cylinder engine, but cannot simulate a four-cycle three-cylinder engine or a four-cycle six-cylinder engine.

【0005】そこで、本出願人は特開平8−43256
号公報で前記ユニバーサル出力軸と被測定物入力軸の間
に機械的動力変速機構を設け、この変速比を整数比に変
換することによって、前記の被測定物入力軸1回転当り
の回転変動周期が変更可能となる試験機を提案した。
Accordingly, the present applicant has disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-43256.
In this publication, a mechanical power transmission mechanism is provided between the universal output shaft and the input shaft of the device under test, and the speed change ratio is converted into an integer ratio to obtain a rotation fluctuation period per one rotation of the input shaft of the device under test. Proposed a testing machine that can be changed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
試験機にあっては変速比の変更が機械的手段によるもの
であり、その設定変更は決して容易とは云えないもので
あった。また、同上理由により、この変速比を任意の整
数比にすることは決して容易ではなかった。そこで本発
明者は、回転変動試験機の出力軸、すなわち被測定物の
入力軸に発生する入力軸1回転当りの回転変動周期を容
易に変更できる回転変動試験機を発明した。
However, in the above-described test machine, the change of the gear ratio is performed by mechanical means, and the change of the setting cannot be said to be easy. Further, for the same reason, it has never been easy to make this speed ratio an arbitrary integer ratio. Therefore, the present inventor has invented a rotation fluctuation tester that can easily change the rotation fluctuation period per one rotation of the input shaft generated on the output shaft of the rotation fluctuation tester, that is, the input shaft of the device under test.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項1の発
明は、入力側と出力側に太陽歯車と遊星歯車を噛合い状
態に設け、相対向する遊星歯車を連結一体に回転させる
ように配した入力側歯車列と出力側歯車列と、前記入力
側と出力側の各遊星歯車を同時に太陽歯車に噛合いつつ
その周りを移動可能にするアームと、このアームの一端
に連結したピストンロッドを往復運動させるクランク機
構を備えた遊星歯車旋回機構とで構成し、前記一対の太
陽歯車の内、一方の太陽歯車に直結された軸を入力軸と
し、もう一方の太陽歯車に直結された軸を出力軸とし、
この出力軸に任意の回転変動成分を重畳する回転変動試
験機である。
That is, according to the first aspect of the present invention, a sun gear and a planetary gear are provided on the input side and the output side in a meshing state, and the opposing planetary gears are integrally rotated. An input side gear train and an output side gear train, an arm that enables the input side and the output side planetary gears to move around the sun gear while simultaneously meshing with the sun gear, and a piston rod connected to one end of the arm. A planetary gear turning mechanism provided with a crank mechanism for reciprocating motion, and among the pair of sun gears, an axis directly connected to one sun gear is used as an input shaft, and an axis directly connected to the other sun gear is used as an input shaft. Output shaft,
This is a rotation fluctuation tester that superimposes an arbitrary rotation fluctuation component on the output shaft.

【0008】請求項2の発明は、クランク機構のクラン
クプーリが、どちらか一方の太陽歯車によって駆動され
る請求項1記載の回転変動試験機である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the rotation fluctuation testing machine according to the first aspect, wherein the crank pulley of the crank mechanism is driven by one of the sun gears.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態
を、図1、図2を用いて説明する。図1は本発明に係る
回転変動試験機の正面図であり、図2は図1の側面図で
ある。図1において、回転変動試験機1は、太陽歯車A
および遊星歯車Bからなる入力側歯車列1a、及び遊星
歯車列B’および太陽歯車A’からなる出力側歯車列1
bと、相対向する遊星歯車B、B’を一体に連結する遊
星歯車軸40を、太陽歯車A、A’と噛合いつつその回
りに旋回させるアーム30と、アーム30の一端に設け
た軸受101を回転中心としてアーム30を旋回させる
遊星歯車旋回機構2で構成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a front view of a rotation fluctuation tester according to the present invention, and FIG. 2 is a side view of FIG. In FIG. 1, a rotation fluctuation tester 1 includes a sun gear A
And an input side gear train 1a including a planetary gear B, and an output side gear train 1 including a planetary gear train B ′ and a sun gear A ′.
b, an arm 30 for rotating a planetary gear shaft 40 that integrally connects the opposed planetary gears B and B ′ around the sun gears A and A ′ while meshing therewith, and a bearing provided at one end of the arm 30 It comprises a planetary gear turning mechanism 2 for turning the arm 30 around 101 as a center of rotation.

【0010】この遊星歯車旋回機構2は、アーム30の
他の一端に連結されたピストンロッド61の往復運動に
よって、軸受101を回転中心として出力軸20の周り
に往復旋回運動する。
The planetary gear turning mechanism 2 reciprocates around the output shaft 20 around the bearing 101 by the reciprocating movement of the piston rod 61 connected to the other end of the arm 30.

【0011】図2において、アーム30を往復旋回させ
るクランク機構は、軸受102に連結されたピストンロ
ッド61、ピストンロッド61を連結するクランクピン
62、クランクピン62を偏心回転させるクランクプー
リ60で構成される。クランクプーリ60にはこれと一
体に回転する歯付プーリ53が直結されており、この歯
付プーリ53は、歯付ベルト52を介して出力軸20に
直結された歯付プーリ51によって駆動される。
In FIG. 2, the crank mechanism for reciprocating the arm 30 includes a piston rod 61 connected to a bearing 102, a crank pin 62 connecting the piston rod 61, and a crank pulley 60 for eccentrically rotating the crank pin 62. You. A toothed pulley 53 that rotates integrally with the crank pulley 60 is directly connected to the crank pulley 60, and the toothed pulley 53 is driven by a toothed pulley 51 directly connected to the output shaft 20 via a toothed belt 52. .

【0012】次に、回転変動試験機1の動力伝達経路
を、図1を用いて説明する。図1において、入力側歯車
列1a側の軸受100に支持された入力軸10の一端に
ベース回転となる入力ωAが付与される。この入力ωA
が直結状態の太陽歯車Aを回転させる。
Next, the power transmission path of the rotation fluctuation tester 1 will be described with reference to FIG. In FIG. 1, an input ωA for base rotation is applied to one end of an input shaft 10 supported by a bearing 100 on the input side gear train 1a side. This input ωA
Rotates the sun gear A in the directly connected state.

【0013】更に、この太陽歯車Aは噛合い状態にある
遊星歯車Bを回転させ、同時に遊星歯車Bと直結した出
力側歯車列1bの遊星歯車B’を回転させる。続いて遊
星歯車B’は同じく噛合い状態にある太陽歯車A’を回
転させ、最後に太陽歯車A’に直結された出力軸20の
一端に出力ωA’を伝達する。
Further, the sun gear A rotates the planetary gear B in a meshing state, and at the same time, rotates the planetary gear B 'of the output side gear train 1b directly connected to the planetary gear B. Subsequently, the planetary gear B 'rotates the sun gear A', which is also in the meshing state, and finally transmits the output ωA 'to one end of the output shaft 20 directly connected to the sun gear A'.

【0014】この出力ωA’を用いて、出力軸20に接
続された各種の伝動要素を試験することができる。以上
が本発明に係る回転変動試験機1の全体構成と動力の伝
達経路である。
Using the output ωA ′, various transmission elements connected to the output shaft 20 can be tested. The above is the overall configuration of the rotation fluctuation testing machine 1 according to the present invention and the power transmission path.

【0015】次に、上述した入力ωAに回転変動成分を
重畳し、出力ωA’から目的とする回転変動成分を重畳
した出力を取り出す原理を説明する。差動歯車列は、噛
合い状態にある一対の歯車の内、一方の歯車が他方の歯
車に対して公転する歯車列であって、公転する歯車を遊
星歯車、固定する歯車を太陽歯車と称し、歯車の自転と
遊星歯車の公転が独立している遊星歯車列と定義され
る。即ち歯車とアームの回転を独立して制御することに
よって固定歯車列の運動とは異なる差動的な運動を実現
できる。このような使用形態にある遊星歯車列は差動歯
車列と定義される。
Next, the principle of superimposing the rotational fluctuation component on the input ωA and extracting the output on which the target rotational fluctuation component is superimposed from the output ωA ′ will be described. A differential gear train is a gear train in which one gear revolves with respect to the other gear among a pair of gears in a meshing state.The revolving gear is called a planetary gear, and the fixed gear is called a sun gear. Is defined as a planetary gear train in which the rotation of the gear and the revolution of the planetary gear are independent. That is, by independently controlling the rotation of the gear and the arm, a differential motion different from the motion of the fixed gear train can be realized. The planetary gear train in such a usage form is defined as a differential gear train.

【0016】具体的には一対の歯車を回転可能な噛合い
状態に支持するために、軸同士をアームで接続固定し、
軸間距離を規制することによって差動歯車列を構成す
る。以下、図3、図4を用いて詳細に説明する。図3に
おいて、歯車A、Bで構成される遊星歯車列を入力側遊
星歯車列1aとし、歯車Aの回転軸を入力軸10とす
る。同様に歯車A’、B’で構成される遊星歯車列を出
力側遊星歯車列1bとし、歯車A’の回転軸を出力軸2
0とする。
Specifically, in order to support a pair of gears in a rotatable meshing state, the shafts are connected and fixed by an arm,
A differential gear train is formed by regulating the distance between the shafts. Hereinafter, a detailed description will be given with reference to FIGS. 3, a planetary gear train composed of gears A and B is referred to as an input-side planetary gear train 1a, and a rotation shaft of the gear A is referred to as an input shaft 10. Similarly, a planetary gear train composed of gears A 'and B' is referred to as an output-side planetary gear train 1b, and a rotating shaft of the gear A 'is defined as an output shaft 2
Set to 0.

【0017】尚、前記歯車は、夫々、歯車A(歯数Z
A、ピッチ円半径rA)、歯車B(歯数ZB、ピッチ円
半径rB)、歯車A’(歯数ZA’、ピッチ円半径r
A’)、歯車B’(歯数ZB’、ピッチ円半径rB’)
で定義される。ここで入力側遊星歯車列1a及び出力側
遊星歯車列1bは、夫々、歯車A及び歯車A’を太陽歯
車とし、歯車B及び歯車B’を遊星歯車とするものであ
って、遊星歯車B及び遊星歯車B’同士は、一本の軸4
0に固定されており、軸40はアーム30の一端に設け
た軸受102によって回転可能に支持されている。一
方、太陽歯車A及び太陽歯車A’は、夫々、入力軸1
0、出力軸20に固定されている。
Each of the gears is a gear A (the number of teeth Z).
A, pitch circle radius rA), gear B (number of teeth ZB, pitch circle radius rB), gear A '(number of teeth ZA', pitch circle radius r)
A '), gear B' (number of teeth ZB ', pitch circle radius rB')
Is defined by Here, the input-side planetary gear train 1a and the output-side planetary gear train 1b have the gear A and the gear A ′ as sun gears, and the gear B and the gear B ′ as planet gears, respectively. The planetary gears B 'are connected to one shaft 4
The arm 40 is rotatably supported by a bearing 102 provided at one end of the arm 30. On the other hand, the sun gear A and the sun gear A ′ are respectively connected to the input shaft 1
0, fixed to the output shaft 20.

【0018】図3において、アーム30を旋回させる軸
受101の回転軸には出力軸20を用いているが、この
回転軸は出力軸20に限られず、入力軸10或いは別途
中間軸を設けることは任意に成し得る。
In FIG. 3, the output shaft 20 is used as the rotating shaft of the bearing 101 for turning the arm 30. However, the rotating shaft is not limited to the output shaft 20, and it is not possible to provide the input shaft 10 or a separate intermediate shaft. It can be done arbitrarily.

【0019】また、図3、図4では図示していないが、
アーム30の一端に設けた軸受102には、往復クラン
ク機構のピストンピン61が連結されており、この往復
クランク機構は、出力軸20から図示しない歯付ベルト
伝動機構を介して駆動されている。
Although not shown in FIGS. 3 and 4,
A piston 102 of a reciprocating crank mechanism is connected to a bearing 102 provided at one end of the arm 30. The reciprocating crank mechanism is driven from the output shaft 20 via a toothed belt transmission mechanism (not shown).

【0020】アーム30は、歯付ベルト伝動機構及び往
復クランク機構を介して出力軸20の周りに、角速度ω
Mの加減速旋回運動を行う。図3、図4で示した入力側
遊星歯車列1aにおいて、太陽歯車Aの角速度をωA、
遊星歯車Bの角速度をωB、遊星歯車Bを太陽歯車Aの
周りに旋回させるアーム30の角速度をωMとすると、
角速度の関係は式(1)で表せる。 式(1)ωB=(1+rA/rB)×ωM−(rA/r
B)×ωA 同様に出力側遊星歯車列1bにおいて、太陽歯車A’の
角速度をωA’、遊星歯車B’の角速度をωB’、遊星
歯車B’を太陽歯車A’の周りに旋回させるアーム30
の角速度をωMとすると、角速度の関係は式(2)で表
せる。 式(2)ωB’=(1+rA’/rB’)×ωM−(r
A’/rB’)×ωA’
The arm 30 has an angular velocity ω around the output shaft 20 via a toothed belt transmission mechanism and a reciprocating crank mechanism.
Perform M acceleration / deceleration turning motion. In the input side planetary gear train 1a shown in FIGS. 3 and 4, the angular velocity of the sun gear A is ωA,
Assuming that the angular velocity of the planetary gear B is ωB and the angular velocity of the arm 30 for rotating the planetary gear B around the sun gear A is ωM,
The relationship between the angular velocities can be expressed by equation (1). Equation (1) ωB = (1 + rA / rB) × ωM− (rA / r
B) × ωA Similarly, in the output-side planetary gear train 1b, the arm 30 for turning the angular speed of the sun gear A ′ to ωA ′, the angular speed of the planetary gear B ′ to ωB ′, and turning the planetary gear B ′ around the sun gear A ′.
Is the angular velocity of ωM, the relationship between the angular velocities can be expressed by equation (2). Equation (2) ωB ′ = (1 + rA ′ / rB ′) × ωM− (r
A '/ rB') × ωA '

【0021】ところで遊星歯車Bと遊星歯車B’は共通
の軸40に一体固定されているので式(3)が成立す
る。 式(3)ωB=ωB’ 上記の式(1)、式(2)、式(3)を用いて、出力軸
20の角速度ωA’を入力軸の角速度ωA、およびアー
ム30の角速度ωM、で表すと式(4)が得られる。 式(4)ωA’={1−(rA×rB’)/(rA’×
rB)}×ωM+(rA×rB’)/(rA’×rB)
×ω 式(4)において、rA、rA’、rB、rB’は、夫
々の歯車のピッチ円半径を示し、この歯車諸元が決定さ
れた後には、定数となるものであるから、式(4)は、
式(5)に簡約化される。 式(5)ωA’=C1×ωM+C2×ωA、ここでC
1,C2は定数である。上記の式(5)から判るよう
に、出力軸10の角速度ωA’が、アーム30の旋回角
速度ωMと、入力軸10の角速度ωAの線形結合で表せ
ることから、この旋回角速度ωMを制御することによっ
て、任意の回転変動成分を重畳した回転変動出力を取り
出すことができる。
Incidentally, since the planetary gear B and the planetary gear B 'are integrally fixed to the common shaft 40, the equation (3) is established. Equation (3) ωB = ωB ′ Using the above equations (1), (2), and (3), the angular velocity ωA ′ of the output shaft 20 is calculated by the angular velocity ωA of the input shaft and the angular velocity ωM of the arm 30. Equation (4) is obtained by expressing. Equation (4) ωA ′ = {1− (rA × rB ′) / (rA ′ ×
rB)} × ωM + (rA × rB ′) / (rA ′ × rB)
× ω In equation (4), rA, rA ′, rB, and rB ′ indicate the pitch circle radii of the respective gears and become constants after the gear specifications are determined. 4)
Equation (5) is simplified. Equation (5) ωA ′ = C1 × ωM + C2 × ωA, where C
1 and C2 are constants. As can be seen from the above equation (5), since the angular velocity ωA ′ of the output shaft 10 can be represented by a linear combination of the angular velocity ωM of the arm 30 and the angular velocity ωA of the input shaft 10, controlling the angular velocity ωM Thus, a rotation fluctuation output on which an arbitrary rotation fluctuation component is superimposed can be obtained.

【0022】図5は、遊星歯車B’を太陽歯車A’の回
転中心K2の周りに半径Rの円弧を描いて往復運動する
クランク機構を示している。この遊星歯車B’はクラン
ク機構のピストンに相当し、アーム30の一端にあって
遊星歯車B’を回転可能に軸承する軸受102はピスト
ンピンに相当する。このピストンピンに長さLのピスト
ンロッド61が連結され、反対側のクランクプーリ60
のクランクピン62に連結されている。このクランクピ
ン62は、回転中心K1から半径rの位置を回転する。
FIG. 5 shows a crank mechanism which reciprocates the planetary gear B 'in an arc of radius R around the rotation center K2 of the sun gear A'. The planetary gear B ′ corresponds to a piston of a crank mechanism, and the bearing 102 at one end of the arm 30 that rotatably supports the planetary gear B ′ corresponds to a piston pin. A piston rod 61 having a length L is connected to the piston pin, and a crank pulley 60 on the opposite side is connected.
Is connected to the crank pin 62 of The crank pin 62 rotates at a position of a radius r from the rotation center K1.

【0023】従って、クランクピン62の位置とピスト
ンピン(軸受102)の位置関係は、クランクピン62
の位置がP1の時、ピストンピン(軸受102)の位置
はP1’となり、以下、反時計周りにP2の時、P
2’、P3の時、P3’、P4の時、P4’となる。
Therefore, the positional relationship between the position of the crank pin 62 and the position of the piston pin (bearing 102)
When the position of P1 is P1, the position of the piston pin (bearing 102) is P1 '.
In the case of 2 'and P3, it becomes P4' in the case of P3 'and P4.

【0024】いま、ピストンピン(軸受102)の位置
P1’、P2’、P3’、P4を規制する半径Rの円弧
を直線で近似すると、クランクピン62とピストンピン
(軸受102)の位置関係は、ピストンピン(軸受10
2)の位置をXPとすると、式(6)で与えられる。 式(6)XP=r×{COSθ+L/r×{1−(r/
L)2×SIN2θ}1/ 2} ここで、r/Lを1/3〜1/4とすると、近似的に式
(7)が得られる。 式(7) XP=L×{1−1/4×(r/L)2}+
r×COSθ+1/4×(r/L)×r×COS2θ 式(7)を時間軸tで微分すると、ピストンピン(軸受
102)の速度、即ちアーム30の旋回速度は、式
(8)となる。 式(8)dXP/dt=−rω×{SINωt+1/2
×(r/L)SIN2ωt}、ここで、ω=2πN/6
0、N(rpm)である。上記の通り、アーム30の旋
回速度dXP/dt、旋回角速度ωMは式(8)で表せ
る。また、旋回角速度ωMは、式(8)の基本波である
正弦波SINωtに注目すると、クランク軸一回転当
り、一回の回転変動成分を含むことになる。
If a circular arc having a radius R that regulates the positions P1 ', P2', P3 ', and P4 of the piston pin (bearing 102) is approximated by a straight line, the positional relationship between the crank pin 62 and the piston pin (bearing 102) is as follows. , Piston pin (bearing 10
If the position of 2) is XP, it is given by equation (6). Expression (6) XP = r × {COS θ + L / r × {1- (r /
L) 2 × SIN 2 θ} 1/2} Here, if the r / L and 1 / 3-1 / 4, approximately formula (7) is obtained. Expression (7) XP = L × {1-1 / 4 × (r / L) 2 } +
r × COS θ + / × (r / L) × r × COS 2θ When the equation (7) is differentiated with respect to the time axis t, the speed of the piston pin (bearing 102), that is, the turning speed of the arm 30 is given by the equation (8). . Expression (8) dXP / dt = −rω × {SINωt + /
× (r / L) SIN2ωt}, where ω = 2πN / 6
0, N (rpm). As described above, the turning speed dXP / dt and the turning angular speed ωM of the arm 30 can be expressed by Expression (8). In addition, focusing on the sine wave SINωt, which is the fundamental wave of Expression (8), the turning angular velocity ωM includes one rotation fluctuation component per one rotation of the crankshaft.

【0025】尚、上記クランクプーリ60を、太陽歯車
A’または太陽歯車Aに直結された入力軸10または出
力軸20から歯付ベルト伝動等を介して駆動することに
よって、出力回転ωA’と回転変動成分ωMの同期を取
ることが可能になる。この回転変動成分の周期は、歯付
ベルト伝動等の変速比を変えることによって、また、こ
の回転変動成分の大きさは、クランクピン62の偏心量
を変えることによって任意に変更できる。
By driving the crank pulley 60 from the sun gear A 'or the input shaft 10 or the output shaft 20 directly connected to the sun gear A via a toothed belt transmission or the like, the output rotation ωA' and the rotation are output. It becomes possible to synchronize the fluctuation component ωM. The period of the rotation fluctuation component can be arbitrarily changed by changing the gear ratio of the toothed belt transmission or the like, and the magnitude of the rotation fluctuation component can be arbitrarily changed by changing the eccentric amount of the crank pin 62.

【0026】[0026]

【実施例】以下、表1、表2および図6,図7を用いて
実施例を説明する。
An embodiment will be described below with reference to Tables 1 and 2 and FIGS. 6 and 7.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】上記の表1で示した実施例NO.1〜N
O.5は、本発明の構成要件である差動歯車列の最終変
速比を、1/4、0.64、1、1.56、4.0とし
たもので、この条件で入力軸の回転速度を1000rp
m(角速度:ωA=2×π×N/60=2×π×100
0/60)とし、アームの回転速度を±100rpm
(角速度:ωM)で設定した時の出力軸の回転速度(角
速度:ωA’)を表2に示している。
In the embodiment No. 1 shown in Table 1 above. 1 to N
O. Numeral 5 indicates that the final gear ratio of the differential gear train, which is a component of the present invention, is 1/4, 0.64, 1, 1.56, and 4.0. 1000 rp
m (angular velocity: ωA = 2 × π × N / 60 = 2 × π × 100
0/60) and the rotation speed of the arm is ± 100 rpm.
Table 2 shows the rotational speed (angular speed: ωA ′) of the output shaft when the setting is made by (angular speed: ωM).

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】表2に示された実施例NO.1から判る通
り、一定速度の回転入力ωA=1000rpmに対し、
アームの旋回速度を±100rpmに制御することによ
って、最終的に回転出力ωA’=250±75rpmが
得られることが判る。
In Example No. 1 shown in Table 2, As can be seen from FIG. 1, for a constant speed rotation input ωA = 1000 rpm,
It can be seen that by controlling the turning speed of the arm to ± 100 rpm, the rotation output ωA ′ = 250 ± 75 rpm is finally obtained.

【0031】すなわち、従来技術のユニバーサルジョイ
ントを用いた回転変動試験機では、図6で示す通り、軸
一回転当り二回の回転変動成分しか重畳することができ
なかった。しかしながら、本発明に係る回転変動試験機
1ではアーム30を周期的に加減速旋回させることによ
って任意の回転変動成分を重畳した回転変動出力を取り
出すことができる。
That is, in the rotation fluctuation tester using the conventional universal joint, as shown in FIG. 6, only two rotation fluctuation components can be superimposed per rotation of the shaft. However, in the rotation fluctuation test machine 1 according to the present invention, the rotation fluctuation output in which an arbitrary rotation fluctuation component is superimposed can be taken out by periodically accelerating and decelerating the arm 30.

【0032】すなわち、図7に示した通り、アーム30
の加減速周期を所定の周期に設定すれば、出力軸20に
は、回転変動成分がそのまま出力回転に重畳される。本
発明実施例では、往復クランク機構のクランクプーリ6
0の回転数を任意に設定し、クランクピン62の偏心量
を任意に設定することができるから、任意の回転変動成
分を重畳した回転出力ωA’が得られる。
That is, as shown in FIG.
If the acceleration / deceleration cycle is set to a predetermined cycle, the rotation fluctuation component is superimposed on the output rotation on the output shaft 20 as it is. In the embodiment of the present invention, the crank pulley 6 of the reciprocating crank mechanism is used.
Since the number of rotations of 0 can be set arbitrarily and the amount of eccentricity of the crankpin 62 can be set arbitrarily, a rotation output ωA ′ in which an arbitrary rotation fluctuation component is superimposed is obtained.

【0033】尚、クランク軸を別途設けたモーターで制
御し、前記アームの回転速度を自在に変えることは可能
であるが、出力軸の回転周期と変動周期の同期を機械的
に取ることはできない。
It is possible to freely change the rotation speed of the arm by controlling the crankshaft with a separately provided motor, but it is not possible to mechanically synchronize the rotation cycle and the fluctuation cycle of the output shaft. .

【0034】[0034]

【発明の効果】請求項1の発明は、遊星歯車旋回機構に
往復クランク機構を用いることによって、出力軸に任意
の回転変動成分を重畳した回転出力が容易に得られるこ
とから、内燃機関エンジンのクランク軸に発生するの実
際の回転出力を模擬することが可能になる優れた効果が
ある。
According to the first aspect of the present invention, by using a reciprocating crank mechanism for the planetary gear turning mechanism, a rotational output in which an arbitrary rotational fluctuation component is superimposed on the output shaft can be easily obtained. There is an excellent effect that it is possible to simulate the actual rotational output generated on the crankshaft.

【0035】請求項2の発明は、これによって出力軸の
回転周期と回転変動成分の周期を機械的に同期させるこ
とが可能となることから、より正確にクランク軸の回転
出力を模擬することができる。
According to the second aspect of the present invention, it is possible to mechanically synchronize the rotation cycle of the output shaft with the cycle of the rotation fluctuation component. Therefore, it is possible to more accurately simulate the rotation output of the crankshaft. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る回転変動試験機機を示す正面図で
ある。
FIG. 1 is a front view showing a rotation fluctuation testing machine according to the present invention.

【図2】図1の側面図である。FIG. 2 is a side view of FIG.

【図3】本発明に係る歯車列を示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing a gear train according to the present invention.

【図4】図3の側面図である。FIG. 4 is a side view of FIG. 3;

【図5】本発明に係る往復クランク機構を示す概略図で
ある。
FIG. 5 is a schematic view showing a reciprocating crank mechanism according to the present invention.

【図6】従来例に係る入出力軸角速度を示すグラフ図で
ある。
FIG. 6 is a graph showing an input / output shaft angular velocity according to a conventional example.

【図7】本発明に係る入出力軸角速度を示すグラフ図で
ある。
FIG. 7 is a graph showing an input / output shaft angular velocity according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回転変動試験機 1a 入力側歯車列 1b 出力側歯車列 10 入力軸 20 出力軸 30 アーム 40 遊星歯車軸 100 軸受 101 アーム回転軸受 102 遊星歯車軸受 A、A’太陽歯車 B、B’遊星歯車 ωA、ωA’角速度 ωB、ωB’角速度 ωM 角速度 Reference Signs List 1 rotation fluctuation testing machine 1a input side gear train 1b output side gear train 10 input shaft 20 output shaft 30 arm 40 planetary gear shaft 100 bearing 101 arm rotation bearing 102 planetary gear bearing A, A 'sun gear B, B' planetary gear ωA , ΩA 'angular velocity ωB, ωB' angular velocity ωM angular velocity

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 出力軸の角速度に任意の回転変動成分を
重畳する回転変動試験機において、 入力側と出力側に太陽歯車と遊星歯車を噛合い状態に設
け、相対向する遊星歯車を連結して一体に回転させるよ
うに配した入力側歯車列と出力側歯車列と、 前記入力側と出力側の各遊星歯車を同時に太陽歯車に噛
合いつつその周りを移動可能にするアームと、このアー
ムの一端に連結したピストンロッドを往復運動させるク
ランク機構を備えた遊星歯車旋回機構からなり、 前記一対の太陽歯車の内、一方の太陽歯車に直結された
軸を入力軸とし、もう一方の太陽歯車に直結された軸を
出力軸とすることを特徴とする回転変動試験機。
1. A rotation fluctuation tester for superimposing an arbitrary rotation fluctuation component on an angular velocity of an output shaft, wherein a sun gear and a planetary gear are meshed on an input side and an output side, and opposing planetary gears are connected. An input-side gear train and an output-side gear train that are arranged to rotate integrally with each other; an arm that enables the input-side and output-side planetary gears to move around the sun gear while simultaneously meshing with the sun gear; A planetary gear turning mechanism provided with a crank mechanism for reciprocating a piston rod connected to one end of the pair of sun gears. Of the pair of sun gears, an axis directly connected to one sun gear is used as an input shaft, and the other sun gear A rotation fluctuation tester characterized in that a shaft directly connected to a motor is used as an output shaft.
【請求項2】 クランク機構のクランクプーリが、どち
らか一方の太陽歯車によって駆動される請求項1記載の
回転変動試験機。
2. The rotation fluctuation testing machine according to claim 1, wherein the crank pulley of the crank mechanism is driven by one of the sun gears.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008082911A (en) * 2006-09-28 2008-04-10 Mitsuboshi Belting Ltd Device, method, and program for evaluating rotation variation of crankshaft
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CN105716856A (en) * 2014-12-01 2016-06-29 株洲高精齿轮有限公司 Gear running-in device
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