JPH02183168A - 揺動加減速試験機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ 〈産業上の利用分野〉 本発明は、被試験体を揺動方向に加減速運動させること
により試験を行うのに適する揺動加減速試験機に関する
。

〈従来の技術〉 例えば、自動車等のニアコンディショナ用コンプレッサ
に使用される電磁クラッチは、エンジン回転中に断続さ
れるため、急激に加速または減速されて使用されている
。上記したような加減速をもって使用される回転体の耐
久試験などを行うための加減速試験機には種々のものが
あるが、試験機の能力を上げるために、被試験体として
の回転体を取り付けるための出力軸の最大発生角加速度
を高めることが望まれる。

従来の加減速試験機として、例えば、駆動軸に設られた
比較的短いリンクと、出力軸に設けられた比較的長いリ
ンクと、両リンク同士を連結する連結ロッドとによりて
こクランク機構を構成して、モータにより短リンクを回
転駆動させて長リンクを揺動させるものがある。しかし
ながら、上記したてこクランク機構によると、出力軸に
は長リンクを介して連結ロッドが連結されていることか
ら、出力軸に対して連結ロッドと長リンクとによる慣性
モーメントが大きく作用しており、角加速度を高めるに
伴って出力軸に対する慣性モーメントの影響が急激に増
大するため、軸受部やケーシングなどの剛性を高める必
要が生じ、試験機全体が大型化するという問題があった
。

〈発明が解決しようとする課題〉 このような従来技術の問題点に鑑み本発明の主な目的は
、出力軸の最大発生角加速度を向上し得ると共に、小型
化が可能な揺動加減速試験機を提供することにある。

［発明の構成］ 〈課題を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、被試験体を揺動方
向に加減速運動させるための揺動加減速試験機であって
、駆動源により回転駆動される駆動軸と、前記被試験体
を取り付けるべく前記駆動軸に対して平行にかつ回動自
在に支持された出力軸と、前記出力軸をその軸心回りに
揺動させるべく前記両輪間に設けられた揺動スライダク
ランク機構とを有することを特徴とする揺動加減速試験
機を提供することにより達成される。特に、前記駆動軸
にクランクアームが形成され、前記出力軸にスライダが
固着されていると良い。

〈作用〉 このようにすれば、駆動軸の回転運動を、揺動スライダ
クランク機構を介することにより、出力軸の揺動運動に
変換させることができると共に、揺動スライダクランク
機構の連結ロッドが出力軸の軸心を通るように連結され
るため、出力軸に対する連結ロッドによる慣性モーメン
トの影響を減らすことができ、かつ出力軸回りのスペー
スを狭小化することができる。また、出力軸にスライダ
を設けることにより、スライダによる慣性モーメントの
影響を減らすことができる。

〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。

第１図は、本発明が適用された揺動加減速試験機の全体
を示す模式的斜視図である。共通ベース１の上面には試
験機の本体２が固設されており、本体２の一方の端壁か
ら外方に向けて駆動軸３の一方の軸線方向端部が突出し
ており、その突出部の中間部には小プーリ４が固着され
ている。共通ベース１上には駆動源としてのインダクシ
ョンモータ５が固設されており、モータ５の回転軸に固
着された大プーリ６と小プーリ４との間には例えば複数
本のＶベルト７が掛は渡されており、モータ５により駆
動軸３が回転駆動される。

第２図は本体２のケーシング８の上面を切除して示す平
面図であり、第１図及び第２図に示されるように、駆動
軸３の突出部の小プーリ４より遊端側が、球軸受９によ
り回転自在に支持されており、更にその突出遊端部には
回転数検出用のギヤ１１と円板１２がそれぞれ同軸的に
固着されている。ギヤ１１と組合わされるマグネットセ
ンサ１３、及び円板１２と組合わされる光センサ１４が
、球軸受９を支持するためのブラケットを介してそれぞ
れ固定されている。なお、円板１２には最大角加速度位
置に対応する２箇所にスリットが設けられており、光セ
ンサ１４により、後記する被試験体２９に最大角加速度
による衝撃力が何回加わったかを検出することができる
。これらマグネットセンサ１３及び光センサ１４から図
示されない制御部に回転数検出信号が送られるようにさ
れている。駆動軸３の突出端にはインデューサ１５が同
軸的に連結されており、駆動軸３にその軸線方向に穿設
された給油路３０を介して、駆動軸３に形成された後記
するクランクビン１６に潤滑油を供給するようにされて
いる。

ケーシング８内には空室１７が郭成されており、空室１
７内には、ケーシング８の両端壁部に設けられたニード
ル軸受１９及びスラスト軸受２０により回転自在に支持
された駆動軸３が空室１７内を横切るように設けられて
いる。駆動軸３の空室１７内の部分には、公知のクラン
ク軸形状をなすように、一対のクランクアーム１８及び
両クランクアーム１８間に設けられたクランクビン１６
が形成されており、空室１７内に回転可能に受容されて
いる。また、ケーシング８の両端壁部には、スリーブ形
状をなす一対の滑り軸受２０が互いに対向しかつ同軸的
にそれぞれ固着されており、駆動軸３と平行をなす出力
軸２１が両滑り軸受２０により回動自在に枢支されてい
る。

第２図及び第３図に示されるように、出力軸２１の空室
１７内に受容される部分には、ブロック状をなすスライ
ダ部２３が形成されている。スライダ部２３には、出力
軸２１の直径方向に軸線を向ける孔２４が形成されてお
り、孔２４内にはスリーブ形状をなすスライド軸受２５
が同軸的に挿着されている。このスライド軸受２５には
、駆動軸３と出力軸２１とを連結するための連結ロッド
２６の遊端部が往復動自在に支持されており、その連結
ロッド２６の基端部が、ニードル軸受を介してクランク
ピン１６に回転自在に支持されている。なお、連結ロッ
ド２６には、慣性モーメントを極力減らすべく、遊端部
から基端部に至る孔３３が中ぐり加工されている。この
ようにして駆動軸３と出力軸２１との間に揺動スライダ
クランク機構が構成されている。

また、出力軸２１の軸線方向両端部が、ケーシング８の
外方に向けてそれぞれ突出しており、その一方の軸端に
は、駆動軸３と同様にインデューサ３１が連結されてお
り、出力軸２１にその軸線方向に穿設された給油路３１
を介して、スライド軸受２５と連結ロッド２６との摺接
部に潤滑油を供給するようにされている。なお、駆動軸
３及び出力軸２１の各軸受部には、図示されない潤滑ユ
ニットとから供給される潤滑油が、第１図の矢印に示さ
れるように供給されており、空室１７内にて回収されて
潤滑ユニットに戻るようにされている。ところで、前記
した滑り軸受２２及びスライド軸受２５は、耐摩耗性及
び耐熱性に優れた材料からなり、出力軸２１の高い角加
速度に耐え得るようにされている。

出力軸２１のケーシング８から突出する他方の軸線方向
端部には、自動車用コンプレッサの電磁クラッチなどの
被試験体２９を取り付けるためのアタッチメント２７が
、固定用リング２８を出力軸２１に螺着させることによ
り、同軸的に固定される。

次に、作動要領を以下に示す。

被試験体２９をアッチメント２７を介して出力軸２１に
取り付けた後、モータ５を回転させて、駆動軸３を例え
ば第３図の矢印Ａの向きに回転させる。駆動軸３の回転
に伴って、連結ロッド２６のクランクピン１６との連結
部が駆動軸３の軸線回りに矢印Ａの向きに回転するが、
連結ロッド２６の遊端部が、スライダ部２３により出力
軸２１の軸線に直交する向きに摺動自在に支持されてい
ることから、スライダ部２３内を連結ロッド２６の遊端
部が往復動じつつスライダ部２３が第４図の矢印Ｂに示
すように揺動する。従って、スライダ部２３と一体をな
す出力軸２１が、公知の揺動スライダクランク機構によ
る往復角運動をする。

このような加速度試験機に於ては、被試験体を駆動する
部分即ち動力伝達部分が、被試験体により発生する慣性
力に対して充分耐え得る強度を必要とするが、所要の強
度を確保するためには、試験機の動力伝達部分の質量を
大きくせざるを得ず、そのために、試験機の動力伝達部
分が引き起す慣性力が一層増大するという悪循環が引き
起こされる。そこで、動力伝達部分は、負荷からの慣性
力及び自らの慣性力から受ける負担を極力軽くして、比
較的低質量の可動部材をもって構成されるような構造を
有しているのが望ましい。特に、負荷からの慣性力及び
動力伝達部分目らの慣性力が、構造上の要部に対して同
一の方向に作用しないようにするのが有利である。

第５図は、本発明に基づく試験機の動力伝達部分を単純
化して示すスケルトン図である。ここで、出力軸２１と
駆動軸３即ちクランク軸との中心間距離は１００ｍｍ、
連結ロッド２６の長さが１５７關、駆動軸３とクランク
ピン１６との間の中心間距離が２０ｍｍであって、駆動
軸３が６．ＯＯＯＲＰＭの回転速度をもって駆動された
場合を想定する。ここで、構造上の要部としてクランク
ピン１６に着目して、そこに加わる慣性力を評価する。

第６図は、連結ロッド２６の長手方向に沿ってクランク
ピンに加わる慣性力を現す。即ち、第６図に於て実線に
於て示される慣性力は、−点鎖線により示される連結ロ
ッド２６の角度変化に伴う遠心力と、破線により示され
る連結ロッド２６の軸線方向の変位加速度に基づく慣性
力との和として与えられる。

第７図のグラフに於ては、クランクピン１６に対して、
連結ロッド２６の軸線方向に直交する向きに作用する慣
性力を実線により示す。この慣性力は、破線により示さ
れる連結ロッド２６及び被試験体の角度運動に伴う角加
速度に基づく慣性力と、−点鎖線より示される連結ロッ
ド２６の有効長の変化に、即ち出力軸２１に作用する慣
性モーメントの変化に起因するトルクとの和として与え
られる。

第８図は、このようにして与えられた互いに直交する方
向に作用する力を直交座標により示すものである。即ち
、このグラフから、出力軸２１の慣性モーメント負荷と
連結ロッド２６の軸線方向の慣性負荷とが約９０度の位
相差を有することが分かる。しかして、クランクピン１
６に加わる慣性力は、これら２つの成分のベクトル和と
して与えられることから、四節リンク機構を利用した場
合には、出力軸の慣性モーメント負荷と、コンロッドの
軸線方向負荷が同位相となり、強度上不利であるのに対
して、本発明によれば、構造の単純化が図られるばかり
でなく強度上の利益も得られることがわかる。

なお、本実施例にあっては、スライド軸受２５が、前記
したように対摩耗性及び耐熱性に優れた材料からなるた
め、高い角加速度を発生させるべく駆動軸３を高速度に
て回転させて、連結ロッド２６を高速往復運動させるこ
とができる。

［発明の効果］ このように本発明によれば、揺動スライダクランク機構
を用いて出力軸を揺動させるため、てこクランク機構を
用いて揺動させるものに対して、出力軸に対する慣性モ
ーメントが比較的小さくなり、相対的に剛性を高めるこ
となく最大発生角加速度を高くすることができると共に
、出力軸回りをコンパクト化することができ、全体を小
型化できる。また、スライダを出ノＪ軸に設けることに
より、出力軸に対する慣性モーメントの影響を極力減ら
すことができるなど、その効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用された揺動加減速試験機の全体
を示す模式的斜視図である。 第２図は、本試験機の本体の上面を切除して示す平面図
である。 第３図は、第２図の■−■線についてみた断面図である
。 第４図は、本試験機に於ける揺動運動を示す説明図であ
る。 第５図は、本試験機の動力伝達部分を単純化して示すス
ケルトン図である。 第６図は、本試験機の連結ロッドの軸線方向に沿ってク
ランクピンに加わる慣性力を現す図である。 第７図は、本試験機の連結ロッドの軸線方向に直交する
向きにクランクピンに作用する慣性力を現す図である。 第８図は、第６図及び第７図に示した慣性力の両者の関
係を示す図である。 １・・・共通ベース　　　２・・・本体３・・・駆動軸
　　　　　４・・・小プーリ５・・・モータ　　　　　
６・・・大プーリ７・・・ベルト　　　　　８・・・ケ
ーシング９・・・球軸受　　　　　１１・・・ギヤ１２
・・・円板　　　　　１３・・・マグネットセンサ１４
・・・光センサ　　　１５・・・インデューサ１６・・
・クランクピン　１７・・・空室１８・・・クランクア
ーム１９・・・ニードルＩｄｌ受２０・・・スラスト軸
受　２１・・・出力軸２２・・・滑り軸受　　　２３・
・・スライド部２４・・・孔　　　　　　２５・・・ス
ライド軸受２６・・・連結ロッド　　２７・・・アタッ
チメント２８・・・固定リング　　２９・・・被試験体
３０．３１・・・給油路　３２・・・インデューサ３３
・・・孔 特　許　出　願　人　株式会社三ツ葉電機製作所代　　
理　　人　弁理士　大　島　陽 第 図 第３図 第 図 Ｃワ 一４： 第５図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被試験体を揺動方向に加減速運動させるための揺
   動加減速試験機であって、 駆動源により回転駆動される駆動軸と、前記被試験体を
   取り付けるべく前記駆動軸に対して平行にかつ回動自在
   に支持された出力軸と、前記出力軸をその軸心回りに揺
   動させるべく前記両軸間に設けられた揺動スライダクラ
   ンク機構とを有することを特徴とする揺動加減速試験機
   。
2. （２）前記駆動軸にクランクアームが形成され、前記出
   力軸にスライダが固着されていることを特徴とする請求
   項１に記載の揺動加減速試験機。