JPH0543394Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はエンジン等の回転機の負荷試験に用い
る制動トルク発生装置に関し、更に詳述すれば大
容量の装置を提案するものである。

〔従来の技術〕

この種の制動トルク発生装置は例えば本願出願
人の出願に係る実開昭62−46342号公報、実願昭
62−123073号に示されており、第６図に示すよう
に試験対象回転機の回転軸Ａに連動連結される回
転軸１、この回転軸１に制動力を与えるべくこれ
と同軸的に配設された油圧作動型の湿式多板ブレ
ーキ２を備えている。このブレーキ２のハウジン
グ３は前記回転軸１回りに揺動可能に配されてい
る。

ハウジング３は付与制動トルクに応じて揺動変
位するが、ハウジング３に突設したアーム４を、
定置した油圧シリンダ６のピストン５に連結し、
この油圧シリンダ６に与える圧油によつてハウジ
ング３又はアーム４の揺動力を支承する。また前
記油圧シリンダ６にアーム４から加わる力、つま
り制動トルク相当荷重をロードセル１８で検出す
る。該油圧シリンダ６は更にそのピストン５の移
動によつて作動する弁体を有し、この弁体によつ
てブレーキ２に対する作動油圧を制御する構成と
なつている。この弁体によつて開閉される弁（可
変オリフイス）を通過した圧油は方向切換弁１６
を介してブレーキ２に与えられ、またブレーキ２
側からの圧油を弁体側へ戻す（又、正逆両回転方
向にてブレーキロツクの防止を計る。）電磁切換
弁１６が設けられている。付与する制動トルクは
ブレーキ２に対する作動油圧の設定によつて決定
され、ロードセル１８による検出制動トルク相当
荷重がフイードバツク制御に用いられる。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで大型の試験対象回転機に対応できる装
置は圧油供給系に大容量のものを要するが、電磁
切換弁１６に大容量のものを得ることが困難とな
る。

また種々の負荷を模擬するために制動トルクは
随時変更されるのであるが、それに伴う回転機の
応答特性を高めるには制動トルクが設定したとお
りに変更される必要がある。然るところ設定トル
クを変更しても実際の変化が遅れて追随し、或い
は変更に伴う振動の収斂が遅く、このために試験
対象回転機の制動トルク変更時の過渡特性を高精
度で制御することが不可能であつた。

本考案は斯かる問題点に鑑みてなされたもので
あり、過渡特性に優れた大容量の負荷試験用制動
トルク発生装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係る負荷試験用制動トルク発生装置
は、試験対象回転機の回転軸に連動連結され、そ
のハウジングを揺動可能にしてある油圧作動型の
ブレーキ及び該ブレーキに対する作動油圧を制御
する油圧シリンダを備える負荷試験用制動トルク
発生装置において、前記ブレーキを制動，解除さ
れる方向にそのピストンを各移動させる複動型油
圧シリンダと、該複動型油圧シリンダの２つの油
室へ選択的に圧油を供給す流量制御型サーボ弁と
を備えることを特徴とする。

〔作用〕

流量制御型サーボ弁は大容量のものが存在し、
大容量化に対応できると共に設定トルクに応じた
流量の圧油が複動型油圧シリンダの２つの油室に
選択的に供給されるので、迅速に設定トルクが得
られるから優れた過渡特性が実現できる。

〔実施例〕

以下本考案をその実施例を示す図面に基づいて
詳述する。

第１図は本考案に係る制動トルク発生装置の油
圧回路図、第２図及び第３図はブレーキの縦断面
図である。油圧ポンプ５０はモータ４７によつて
回転駆動され、油圧ポンプ５０によつて発生せし
められた圧油は流量制動型サーボ弁６０を介して
ブレーキ２に与えられる。サーボ弁６０は４ポー
ト３位置切換型であり、図示の位置では全ポート
が閉じられ、ポンプ５０が発生した圧油はタンク
に還流し、ブレーキ２は後述するピストン１００
が戻しバネ１０２の付勢を受け、その内部の圧油
は絞りを介してドレンされるので解除される。ソ
レノイド６０１，６０２を励磁するスプールが
，側へ移動し励磁電流に応じた油流量が流れ
ブレーキ２中の油圧シリンダ１０の油室１０ａ，
１０ｂに圧油が前記絞りによつて圧力を高められ
た状態で供給される。

次に第２，３図に基づきブレーキ２及び油圧シ
リンダ１０の部分につき詳しく説明する。第２図
は上半部をブレーキ２の制動状態、下半部をブレ
ーキ２の解除状態として示した断面図であり、回
転軸１は図の左方において図示しない試験対象機
の回転軸に連結されてこれと一体回転する。回転
軸１は試験対象機の回転軸側、つまり左側に外嵌
したベアリング２７Ａ，２７Ｂで支持され反対側
（右側）は揺動軸９１を回転軸１端面に形成した
穴にベアリング２７Ｃを介在させ、挿入して支持
されている。ベアリング２７Ａ，２７Ｂはブレー
キ２のハウジング３の端部に内嵌されており、こ
のハウジング３は本案装置のスタンド３１、同カ
バー（固定）３０にベアリング２８Ａを介して揺
動自在に支持されている。揺動軸９１はハウジン
グ３に連結されており、これに外嵌したベアリン
グ２８Ｂによつてカバー３０に対し揺動自在に支
持されている。揺動軸９１の右側軸端面に設けた
開口部にはベアリング２８Ｃを介して回転継手９
２が回動自在に嵌着されている。ハウジング３に
はアーム４を突設してある。

ブレーキ２は回転軸１側に設けた回転板とハウ
ジング３側に設けた制動板とを油膜を介して重合
させたものであり、油圧シリンダ１０の油室１０
ａ側に圧油を与えてピストン１００をこれらの板
の側へ接近押圧せしめることで制動させ、油室１
０ｂ側に圧油を与えてピストン１００を板から離
反させることで制動を解除するようになつてい
る。

また互いの制動板の間には、回転板との離反を
早める為に夫々バネ１０３が、１つの制動板につ
き円周方向４ケ所に設けられている。油圧シリン
ダ１０はブレーキ２の板収納部の右側に周設した
段付環孔（ブレーキ２側が大径に、これより遠い
側（右側）を小径にしてある）内に対応する段付
環状のピストン１００を嵌合してあり、段付環孔
の大径部の右側に形成される油室１０ａは揺動軸
９１内の油路９３ａを介してサーボ弁６０の側
の圧油吐出ポートに連なり、小径部の左側に形成
される油室１０ｂは同じく油路９３ｂを介してサ
ーボ弁６０の側の圧油吐出ポートに連なつてい
る。

なおサーボ弁６０の側にはタンク還流側ポー
トが油室１０ｂ側に連なり、側にはタンク還流
側ポートが油室１０ａ側に連なる。

なお油圧シリンダ１０を構成すべき段付環孔は
揺動軸９１のベアリング２７Ｃに貫入すべき先端
細径部の基端側寄りの部分にリング９５を外嵌し
てボルト９６で固着してその大径部を構成するこ
ととし、またこのリング９５と回転軸１の軸端と
の間に僅かな隙間を設けてある。

揺動軸９１の中心に貫設された油路９４は右側
において回転継手９２の油路に、また左側におい
て摩擦板積層部及び回転軸１の中心に形成した油
路１ａに連なり、油路１ａはベアリング２７Ａ，
２７Ｂの配設位置に連なつている。これにより回
転継手９２の油路からベアリング２７Ａ，２７Ｂ
に対する潤滑油供給が可能となる。

以上の如き本案装置においてはトルク設定器
（図示せず）に所要のトルクを設定し、これをサ
ーボアンプ８０（第４図参照）に与えて対応する
信号を出力させこれをサーボ弁６０に与える。そ
うするとそれに応じた圧油が油室１０ａへ供給さ
れ、油圧シリンダ１０のピストン１００がブレー
キ２側へ進出してブレーキ２の作動を行わしめ
る。これによりブレーキ２が作用するとブレーキ
２のハウジング３が回転方向に回転されんとす
る。この制動トルク相当力はアーム４と基台等不
動の部分との間に設けたロードセル１８によつて
検出される。

一方トルク設定器によるトルク設定値を変更し
た場合はそれに応じた励磁電流がソレノイド６０
１又は６０２へ流れ、これにより励磁電流に応じ
た油流がサーボ弁６０からシリンダ１０の油室１
０ａ又は１０ｂに供給されブレーキ２の制動力が
変更され、これに伴い制動トルク量が追随変化す
ることになるのである。

第４図は本案装置の制御系のブロツク図であ
り、電気系，油圧系及び機械系の総てを含んでい
る。

図示しないトルク設定器によつて設定された回
転トルク相当電圧e_sはサーボアンプ８０に入力さ
れ、加算器８１でロードセル１８からのフイード
バツク信号e₂で減算され、次に位相補償回路８２
でPIDを乗じ、乗算器８４でK₁を乗じ更にパワ
ーアンプ８５でK₂倍として出力する。

サーボアンプ８０出力、つまりパワーアンプ８
５出力はサーボ弁６０のソレノイド励磁電流とし
てソレノイド６０１，６０２へ与えられる。これ
により流量が得られるのであるが、この流量とピ
ストン作用圧P_nは８０３の圧力勾配定数K_pを持
つ。ピストン１００の戻しバネ１０２，１０３の
バネ力相当の圧力P_rとピストン作用圧P_nの差
（P_n−P_r）がピストン有効作用圧となり８０４の
ブレーキ定数K_cを乗じた形のブレーキトルクT_b
が得られる。なおこれをアーム４の長さｌで除し
た荷重値がロードセル１８によつて検出されるこ
とになる。ロードセル１８出力はフイードバツク
アンプ１８ａで増幅され、その出力e₁をサーボア
ンプ８０の絶対値回路８６にフイードバツク信号
として入力する。このe₁はその絶対値に相当する
e₂を出力する。一方第５図はその変換特性を示し
e₁の０〜±5Vの変化に対し０〜10Vの変化をす
るe₂を出力する。従来はトルク設定器出力、ロー
ドセル出力は０〜±5Vの正負電圧を用いている。
この実施例ではe_sとして０〜10Vを使用し、また
絶対値回路８６を用いたことでe₂として０〜10V
を用いることができる。これにより演算電圧回路
が簡略化されまた信号処理も容易となる。

〔考案の効果〕

以上の如き本考案の装置によれば流量制御型の
サーボ弁を用いるので２トン−ｍ以上の大容量制
動トルクのものでも容量面で何らの問題なく実用
化でき、更に従来使用していた電流制御型圧力制
御弁PV（第６図参照）、油圧シリンダ、電磁切換
弁の機能を１個の流量制御型のサーボ弁で成し得
るので、油圧装置が安価、かつコンパクトにでき
る。そしてブレーキの作動油圧を制御する油圧シ
リンダとして複動型シリンダを用い、その２つの
油室に対して流量制御型サーボ弁を用いるので、
設定制動トルクを変更する場合にもそれに応じた
油流が各油室に供給されるので、従来の単動型油
圧シリンダによるもの（第６図参照）に比して複
動型油圧シリンダ及びブレーキが迅速に作動し、
高精度の過渡特性が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案装置の油圧系を示す模式図、第２
図はブレーキの断面図、第３図は第２図の要部拡
大図、第４図は制御系のブロツク図、第５図は絶
対値回路の入出力の関係を示すグラフ、第６図は
従来装置の概略構成図である。 １……回転軸、２……ブレーキ、３……ハウジ
ング、６０……流量制御形サーボ弁、１００……
ピストン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 試験対象回転機の回転軸に連動連結され、その
   ハウジングを揺動可能にしてある油圧作動型のブ
   レーキ及び該ブレーキに対する作動油圧を制御す
   る油圧シリンダを備える負荷試験用制動トルク発
   生装置において、前記ブレーキを制動，解除させ
   る方向にそのピストンを各移動させる複動型油圧
   シリンダと、該複動型油圧シリンダの２つの油室
   へ選択的に圧油を供給する流量制御型サーボ弁と
   を備えることを特徴とする負荷試験用制動トルク
   発生装置。