JPH02304331A - 捩り動特性試験機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車などに使用されているゴムカップリン
グ、ダンパープーリなどの弾性材料からなる試験体に捩
り動荷重を加えてバネ定数、損失係数などの動特性を試
験する捩り動特性試験機に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の試験機は、正逆方向に繰り返す捩り動荷重を発
生する捩りアクチュエータの出力軸と直列に試験体とト
ルク検出器とを設定して、捩りアクチュエータによる捩
り動荷重に基づく試験体の捩り角度、捩り速度などによ
り、運動方程式から試験体の損失係数、バネ定数を求め
るためのものである。

従来この種の試験機では、第７図に示すように、地面な
どの基礎Ｂに空気バネ１を介して据え付けられた共通架
台２の上面に、固定架台２ａと可動架台２ｂとを対向し
てそれぞれ設け、固定架台２ａに固定した捩りアクチュ
エータ３の出力軸３ａと可動架台２ｂに固定したトルク
検出器４とに、チャックなどからなる連結金具５ａを有
する回転側フランジ５と、チャックなどからなる連結金
具６ａを有する固定側フランジ６とをそれぞれ取付け、
両連結金具５ａ及び６ａにより試験体７の両端をそれぞ
れ把持するようになっている。

また、捩りアクチュエータ３の出力軸３ａの捩り角度は
、捩りアクチュエータ３に取付けられた角度検出器８に
より検出される。

なお、９はチャック５ａ及び６ａ間に試験体７を固定す
るに際し、可動架台２ｂを矢印方向に移動するための操
作を行う操作ハンドルである。

以上の構成において、回転側フランジ５を捩りアクチュ
エータ３により往復回動駆動することによって試験体７
に１０乃至５０〇七の繰り返し捩り荷重（捩り動荷重）
を加えるが、この際トルク検出器４或いは角度検出器８
からの荷重信号或いは捩り角度信号をフィードバック信
号として捩りアクチェエータ３のサーボ弁３ｂをサーボ
制御することにより、試験体７に所定の荷重或いは所定
の角度の捩りを加えるようになっている。

そして、このときトルク検出器４と角度検出器８とによ
りそれぞれ検出される試験体７に加えられた荷重と捩り
角度とに関するデータを処理することによって、試験体
７の捩り動特性を試験することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述の試験機において、正確に損失係数、バ
ネ定数を求めるには、架台２上に取付けられている捩り
アクチュエータ３とトルク検出器４が相対的に変位して
はならないため、架台２ばそれ相当の堅牢さをもって形
成されなければならない、このような対処の仕方は、捩
りアクチュエータ３により加える捩り動荷重の繰り返し
周波数が低いうちは適用できるが、周波数が高くなると
架台２が共振するようになる。

このため、可動架台２ｂに固定されているトルク検出器
４と固定架台２ａに固定されている捩りアクチュエータ
３との間で相対的な変位が生じるようになり、正確な捩
りトルク測定、引いては高精度の動特性試験を行うこと
ができなくなる。

また仮に、このようなことが起こらないように架台を堅
牢にして対処しようとすると、試験機が非常に大型で高
価なものとなってしまう。

よって本発明は、上述した点に鑑み、比較的高い周波数
の捩り動荷重を加えて動特性試験を行う場合にも、大型
になったり、高価になったりすることのない捩り動特性
試験機を提供することを課題としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明により成された捩り動特
性試験機は、架台上に弾性体を介してそれぞれ載置した
２つのマス部材と、前記マス部材の一方に固定した捩り
アクチュエータと、前記マス部材の他方に固定したトル
ク検出器とを備え、前記アクチュエータ及びトルク検出
器間に連結した試験体に捩りアクチュエータにより捩り
動荷重を加えるようになし、かつ前記各弾性体を介して
支えられているマス部材側の質量と前記各弾性体のバネ
定数により定まる共振周波数が前記捩りアクチュエータ
による捩り動荷重の周波数より十分小さくなるように前
記マス部材側の質量と前記各弾性体のバネ定数を設定し
たことを特徴としている。

〔作　用〕

以上の構成において、各弾性体を介して支えられている
マス部材側の質量と各弾性体のバネ定数により定まる共
振周波数が捩りアクチェエータによる捩り動荷重の周波
数より十分小さくなるようにマス部材側の質量と各弾性
体のバネ定数を設定しているので、アクチュエータ及び
トルク検出器間に連結した試験体に捩りアクチュエータ
により加える捩り動荷重の周波数が高くても、架台は捩
りアクチュエータが試験体に加える捩り動荷重及びその
反力によって振動されることがなく、架台を堅牢なもの
にしなくても、正確な捩りトルク測定、引いては高精度
の動特性試験を行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図乃至第４図は本発明により成された捩り動特性試
験機の一実施例を示すが、実施例の説明に入る前に、本
発明の基礎となる技術について説明する。

ところで、第５図に示すように、バネ定数にの弾性体Ｋ
を介して基礎Ｂ上に質量ｍの物体Ｍを支持した振動系に
おいては、物体Ｍに周期的外力が作用したときの物体Ｍ
の振幅Ｔが第６図に示すように外力及び振動の周波数ｆ
と共に変化し、周波数［が高くなるにつれて零に近づい
ていく。

第６図において、振幅Ｔが最も大きくなっている点は、
外力及び振動の周波数ｆが振動系の固有振動数ｆ０と一
致して共振が起こった所である。

上記ｆ。はＪ　ｋ　／　ｍで表されるので、弾性体にの
ｋを小さくかつ物体Ｍのｍを大きくすれば、上述のピー
ク点を低い周波数の方へ移動させることができる。また
、第６図において、Ｔが１より小さくなるところでは、
γは−４０ｄＢ／ｄｅｃ（デカード）の割合で減少する
。すなわち、周波数ｒが１０倍になると、γが１／１０
０になる。従って、周波数ｆがそれ程高くなくても、物
体Ｍの変位を実質的になくした振動系が得られるように
なる。

上述した技術思想に基づいて成された第１図乃至第４図
に示す試験機において、図中、２０は基礎（図示せず）
上に据え付けられる架台であり、架台２０は共通架台２
０ａの一端部上面に固定架台２０ｂが固定的に、他端部
上面に可動架台２０Ｃが固定架台２０ｂに対して相対的
に移動可能にそれぞれ設けられて構成されている。上記
固定架台２０ｂ及び可動架台２０ｃの上面には、各々が
例えば空気バネからなる４個の弾性体２１をそれぞれ介
してマス部材２２ａ及び２２ｂがそれぞれ設置され、マ
ス部材２２ａに捩りアクチュエータ２３が、マス部材２
２ｂにトルク検出器２４がそれぞれ固定されている。

上記捩りアクチュエータ２３の出力軸２３ａにはチャッ
クなどからなる連結金具２５ａを有する回転側フランジ
２５が、トルク検出器２４にはチャックなどからなる連
結金具２６ａを有する固定側フランジ２６がそれぞれ取
付けられ、両フランジの連結金具２５ａ及び２６ａによ
り試験体２７の両端がそれぞれ把持される。

また、捩りアクチュエータ２３の出力軸２３ａの捩り角
度は、捩りアクチュエータ２３に取付けられた角度検出
器２８により検出される。なお、２９は連結金具２５ａ
及び２６ａ間に試験体２７を固定するに際し、可動架台
２０ｃを矢印方向に移動するための操作を行う操作ハン
ドルである。

第３図は固定架台２０ｂ及び可動架台２Ｏｃ上への弾性
体たる空気バネ２１によるマス部材２２ａ及び２２ｂの
設置構造の一例を示し、空気バネ２１を介して架台２０
ｂ、２０ｃ上にマス部材２２ａ、２２ｂを乗せ、空気バ
ネ２１はマス部材２２ａ、２２ｂにボルト２１ｂにより
取付けられ、マス部材２２ａ、２２ｂの平面方向の移動
を規制するような構成となっている。

第４図はトルク検出器２４の構成例を示し、固定フラン
ジ２６に一対の腕２６ｂを略対称な位置から放射上に延
ばし、この腕２６ｂとマス部材２２ｂの凸部２２ｂ′と
の間に圧電素子２４ａ及び２４ｂをそれぞれ介在させ、
固定フランジ２６が図中矢印で示すように左右回動され
るたとき、圧電素子２４ａ及び２４ｂに交互に加えられ
る荷重の大きさに応じた電気信号を出力するようになっ
ている。

以上の構成において、回転側フランジ２５を捩りアクチ
ュエータ２３により往復回動駆動することによって試験
体２７に１０乃至５００）（ｚの繰り返し捩り荷重を加
えるが、この際トルク検出器２４或いは角度検出器２８
からの荷重信号或いは捩り角度信号をフィードバック信
号として捩りアクチュエータ２３のサーボ弁２３ｂをサ
ーボ制御することにより、試験体２７に所定の荷重或い
は所定の角度の捩りを加えるようになっている。そして
、このときトルク検出器２４と角度検出器２８とにより
それぞれ検出される試験体２７に加えられた荷重と捩り
角度とに関するデータを処理することによって、試験体
２７の捩り動特性を試験することができる。

上述のように固定架台２Ｏｂ上に設置されている弾性体
２１とマス部材２２ａは捩りアクチュエータ２３による
捩り動荷重の反力を受ける１つの振動系として働き、第
５図について上述したように、マス部材２２ａの質量と
弾性体２１のバネ定数を適当に選ぶことによって、捩り
アクチュエータ２３を支えている固定架台２０ｂ及び共
通架台２０ａをそれ程強固なものにしなくても、捩りア
クチュエータ２３による捩り動荷重の周波数における、
マス部材２２ａ及び該マス部材２２ａに固定されている
捩りアクチュエータ２３の変位を実質的になくすること
ができる。

一方、可動架台２Ｏｃ上に設置されている弾性体２１と
マス部材２２ｂは、試験体２７を介して捩りアクチュエ
ータ２３より振動が加えられている振動系として働き、
この場合も、第５図について上述したように、マス部材
２２ｂの質量及び弾性体２１のバネ定数を適当に選ぶこ
とによって、捩りアクチュエータ２３による捩り動荷重
の周波数においてマス部材２２ｂ及び該マス部材２２ｂ
に固定されているトルク検出器２４の変位を実質的にな
くすることができる。

なお、図示実施例では、固定架台２０ｂとマス部材２２
ａとの間と、可動架台２０ｃとマス部材２２ｂとの間に
は、締結シリンダ３０がそれぞれ設けられ、例えば１〇
七以下の周波数の捩り動荷重を加えて試験する場合には
、締結シリンダ３０により架台とマス部材を直接連結し
て弾性体の働きを無効にし、マス部材と弾性体により生
じる共振を防止できるようになっている。

〔効　果〕

以上説明したように本発明によれば、アクチュエータ及
びトルク検出器間に連結した試験体に捩りアクチュエー
タにより加える捩り動荷重の周波数が高い場合にも、架
台は捩りアクチュエータが試験体に加える捩り動荷重及
びその反力によって振動されることがなく、架台を堅牢
なものにしな（ても、正確な捩りトルク測定、引いては
高精度の動特性試験を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明による捩り動特性試験機の一
実施例をそれぞれ示す正面図及び上面図、 第３図及び第４図は第１図及び第２図中の一部分の詳細
例を示す部分図、 第５図及び第６図は本発明の原理となる技術思想を説明
するための説明図、 第７図は従来の試験機の一例を示す図である。 ２０・・・架台、２０ａ・・・共通架台、２０ｂ・・・
固定架台、２０ｃ・・・可動架台、２１・・・弾性体、
２２ａ、２２ｂ・・・マス部材、２３・・・捩りアクチ
ュエータ、２４・・・トルク検出器、２７・・・試験体
。 特許出願人　　株式会社鷺゛宮製作所 ｂ Ｂ 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 架台上に弾性体を介してそれぞれ載置した２つのマス部
   材と、 前記マス部材の一方に固定した捩りアクチュエータと、 前記マス部材の他方に固定したトルク検出器とを備え、 前記アクチュエータ及びトルク検出器間に連結した試験
   体に捩りアクチュエータにより捩り動荷重を加えるよう
   になし、 かつ前記各弾性体を介して支えられているマス部材側の
   質量と前記各弾性体のバネ定数により定まる共振周波数
   が前記捩りアクチュエータによる捩り動荷重の周波数よ
   り十分小さくなるように前記マス部材側の質量と前記各
   弾性体のバネ定数を設定した、 ことを特徴とする捩り動特性試験機。