JPH0477260B2 - - Google Patents

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、自動車等のエアコンデイシヨナ用コン
プレツサに使用される電磁クラツチは、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
もつ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
連結ロツ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ツドが連結されていること
から、出力軸に対して連結ロツドと長リンクとに
よる慣性モーメントが大きく作用しており、角加
速度を高めるに伴つ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つた。

＜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
試験機であつて、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ツドが出力軸
の軸心を通るように連結されるため、出力軸に対
する連結ロツ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ヨンモ
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が掛け渡されており、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ツトセンサ１
３、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ツトを介し
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箇所にスリツトが
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
加わつたかを検出することができる。これらマグ
ネツトセンサ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ユーサ１
５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３１を介して、駆動軸
３に形成された後記するクランクピン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１７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２
０により回転自在に支持された駆動軸３が空室１
７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ピン１
６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２２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２２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２
１の空室１７内に受容される部分には、ブロツク
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ツド
２６の遊端部が往復動自在に支持されており、そ
の連結ロツド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、連結ロツド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３
３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と同様にインデユー
サ３２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と連結ロツド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
ニツ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ツ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の高い用加速度に耐える得
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、自動車用コンプレツサの電磁
クラツチなどの被試験体２９を取り付けるための
アタツチメント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、同軸的の固定さ
れる。

次に、作動要領を以下に示す。

被試験体２９をアタツチメント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の回転に伴つて、連結ロツド
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、連結ロツ
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内を連結ロツド
２６の遊端部が往復動しつつスライダ部２３が第
４図の矢印Ｂに示すように揺動する。従つて、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つて構成され
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自らの慣性力
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、連結ロツド２６の長さが157
mm、駆動軸３とクランクピン１６との間の中心間
距離が20mmであつて、駆動軸３が6000RPMの回
転速度をもつ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、連結ロツド２６の長手方向に沿つて
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、一点鎖線
により示される連結ロツド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ツド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、連結ロツド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ツド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、一点鎖線より示される連結ロツド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ツド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１６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、コンロツ
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、本実施例にあつては、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、連結ロツド
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、スライダを出力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、本試験機の連結ロツドの軸線方向
に沿つ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、本試験機の連結ロツドの軸線方
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……
マグネツトセンサ、１４……光センサ、１５……
インデユーサ、１６……クランクピン、１７……
空室、１８……クランクアーム、１９……ニード
ル軸受、２０……スラスト軸受、２１……出力
軸、２２……滑り軸受、２３……スライド部、２
４……孔、２５……スライド軸受、２６……連結
ロツド、２７……アタツチメント、２８……固定
リング、２９……被試験体、３０，３１……給油
路、３２……インデユーサ、３３……孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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つて、 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 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。