JPH0635932U - 負荷試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷となる油圧作動型のブレーキへの送油管
の断面変形による応答性の悪化を有効に解消し、設定ト
ルクの変更に対するブレーキの制動トルクの応答性向上
させて、過渡特性を含む供試回転機への負荷設定を高精
度にて求め得るようにする。 【構成】 基台Ｂ上に揺動自在に支持した油圧作動型の
ブレーキ２のハウジング３を、これの外側に突出する所
定長さの揺動アーム４を介して、基台上に定置された油
圧制御弁６のスプール５に連結する。油圧制御弁６から
ハウジング３に内蔵された作動シリンダへ油圧送給を、
中途に屈曲部を有する送油管 30a,30bを介して行い、ブ
レーキ２の制動制動動作の反作用として生じるハウジン
グ３の揺動変位を、送油管 30a,30bの屈曲部の弾性変形
により吸収する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回転機の負荷試験に用いられる負荷試験装置に関し、更に詳述すれ ば、供試回転機に加える負荷トルクの発生手段として油圧作動型のブレーキを用 いた負荷試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

油圧作動型のブレーキを負荷トルクの発生手段とする負荷試験装置は、例えば 本願出願人による実開昭62-46342号公報等に開示されている。前記ブレーキとし ては、ハウジングとこれの内部に回動自在に支承された回転軸とを備え、該回転 軸の外側に回転を拘束されて同軸的に取付けた多数枚の制動板と前記ハウジング の内側に同様に取付けた多数枚の制動板とを、ハウジング内に封入された油を介 して交互に重合させてなり、これらを油圧により動作する作動シリンダにより相 互に押し付け、各制動板間の油膜の剪断抵抗により制動トルクを発生する構成と した湿式多板ブレーキが用いられている。

【０００３】 前記負荷試験装置は、前述の如く構成されたブレーキのハウジングを、これの 外側に半径方向に突設された所定長さの揺動アームを介して所定の角度範囲内で の揺動可能に支持し、この揺動アームの支持部に、該アームを介しての作用力に より生じるスプールの移動に応じて前記作動シリンダへの送給油圧を制御する油 圧制御弁を構成してなる。

【０００４】 この装置による負荷試験は、前記回転軸を供試回転機に連動連結すると共に、 試験すべきトルク（負荷トルク）に相当する油圧力を前記油圧制御弁のスプール に、揺動アームからの作用力と逆方向に加えて使用される。このとき前記作動シ リンダは、油圧制御弁を介して送給される油圧により進出動作し、回転軸側及び ハウジング側の制動板を相互に押し付ける作用をなし、これらの制動板間に発生 する制動トルクがハウジングに伝達され、更に揺動アームを介して油圧制御弁の スプールに作用する結果、該スプールは、この作用力と前記油圧力が等しくなる 位置で平衡し、前記ブレーキは、制動板の押し付けに伴う制動動作と押し付けの 解除に伴う制動解除動作とを、前記負荷トルクの前後において繰り返し、該負荷 トルクの近傍での供試回転機の負荷特性が求められる。

【０００５】 なお揺動アームを介してスプールに作用する力は、両者間に介装したロードセ ルにより検出されており、この検出結果は、負荷トルクの変更時におけるフィー ドバック信号として用いられている。また、前記作動シリンダはハウジングの内 部に構成されており、前記油圧制御弁はハウジングの外部に固設されていること から、油圧制御弁から作動シリンダへの油圧の送給は、硬質ゴム等の弾性材料製 の送油管を介して行われ、この送油管の弾性によりハウジングの揺動を吸収する 構成が採用されている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

さて、回転機の負荷試験においては、種々の運転状態を模擬するために前記負 荷トルクが高頻度に変更され、更に、この負荷変更時における供試回転機の過渡 特性を求めることも要求される。前述した構成の負荷試験装置においてこの要求 に応えるには、前記ブレーキの制動トルクが負荷トルクの設定変更に高速度にて 応答（追従）する必要がある。本願出願人は既に、ブレーキの作動シリンダとし て、制動方向のみならず制動の解除方向にも強制動作が可能な複動型のシリンダ を用いて応答性の向上を図り、更に、油圧系及び機械系を含めた制御系の改善に より応答性の向上を図った負荷試験装置を提案している。

【０００７】 ところが、複動型の作動シリンダを採用し、更に制御系を改善した場合におい ても、実際の応答性の向上効果は、予想される効果に対して十分なものではない という問題があった。このことは、油圧制御弁の動作により作動シリンダに油圧 が送給されるとき、両者間を結ぶ前記送油管が送給油圧の作用により一旦膨らみ 、即ち、送油管自体の断面が変形して、この変形の解消を伴いつつ実際の油圧送 給が行われることも一因となっており、供試回転機の過渡特性を高精度にて求め るためには、送油管の断面変形による応答性の悪化をより小さくすることが重要 な課題となっている。

【０００８】 本考案は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、送油管の断面変形による応 答性の悪化を有効に解消でき、設定トルクの変更に対するブレーキの制動トルク の応答性を大幅に向上させて、供試回転機の負荷特性を高精度にて求め得る負荷 試験装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る負荷試験装置は、揺動可能に支持されたハウジングの揺動軸上に 、供試回転機に連結された回転軸を支承してなり、該回転軸及び前記ハウジング の夫々に係合する制動板同士の押し付けにより制動トルクを発生する油圧作動型 のブレーキと、前記ハウジングの内部に構成され、前記制動板に押し付け力を加 える作動シリンダと、前記ハウジングの支持部に構成され、前記押し付けの反作 用による前記ハウジングの揺動に応じて前記作動シリンダへの送給油圧を制御す る油圧制御弁とを備えた負荷試験装置において、前記油圧制御弁から前記作動シ リンダへの送油管は、その中途に屈曲部を備え、該屈曲部の弾性変形により前記 ハウジングの揺動を吸収するようになしてあることを特徴とする。

【００１０】

【作用】

本考案においては、油圧制御弁から作動シリンダへの送油管として、中途に１ か所又は複数か所の屈曲部を有する送油管を用い、前記屈曲部の弾性変形により ハウジングの揺動変位を吸収する。従って、金属管等、高管路剛性の材料からな る送油管を使用でき、膨らみ等、送油管自体の断面変形に伴う応答性の低下が有 効に解消される。

【００１１】

【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。図１は本考案に係る 負荷試験装置の油圧回路の構成を示す模式図である。

【００１２】 本考案に係る負荷試験装置は、負荷トルクを発生する油圧作動型のブレーキ２ 、該ブレーキ２の制動_, 解除動作を行わしめるべく、これの内部に構成された作 動シリンダ10への送給油圧を制御する油圧制御弁６、作動シリンダ10の動作油圧 を発生する油圧ポンプ９、前記油圧制御弁６の制御油圧を発生する油圧ポンプ50 、及び該油圧ポンプ50と油圧制御弁６との間に介装され、前記制御油圧の分配を 司る電流制御型の圧力制御弁12を備えてなる。

【００１３】 ブレーキ２は、供試回転機の出力軸Ａに、図示の如く連動連結された回転軸１ と、この回転軸１を回動自在に支承し、内部に油が封入されたハウジング３とを 備え、両者に夫々回転を拘束して取付けた多数の制動板間に、油膜の剪断抵抗に よって制動トルクを発生する湿式多板ブレーキである。図２はブレーキ２の内部 構造を示す縦断面図であり、図３は図２の要部拡大図である。なお、図２の上半 部は制動状態を、図２の下半部及び図３は制動の解除状態を夫々示している。

【００１４】 前記ハウジング３は、基台Ｂ（図２，図４参照）の左右両側に立設された支承 台Ｃ，Ｃ間に各別のベアリング 28A,28Bを介して揺動自在に支承されている。ま た回転軸１は、前記ハウジング３の内部に一側（図の左側）から挿入され、この 挿入側、即ち左側の中途部をハウジング３に嵌着固定されたベアリング 27A,27B により支持され、また先端部、即ち右端部を同じくハウジング３に嵌着固定され たベアリング 27Cにより夫々支持させてある。またハウジング３は、回転軸１の 外側を囲繞する内側ハウジング91を備えており、該内側ハウジング91の内周には 、これに回転を拘束されると共に、軸長方向への移動自在に多数枚の制動板が取 付けてある。また、回転軸１外周の内側ハウジング91による囲繞部分には、該回 転軸１に回転を拘束されると共に、軸長方向への移動自在に多数枚の制動板が取 付けてあり、両者の制動板は、軸長方向に交互に重合させてある。

【００１５】 ハウジング３の右側端部には、回転継手92が、ベアリング 28Cを介して嵌着し てあり、内側ハウジング91の内部には、前記回転継手92及びこれに連なる油路94 を介して導入及び導出される油が封入されている。この油路94の左端部は、回転 軸１の中心部に形成された油路1aを経て、前記ベアリング 27A,27Bの配設位置に 連なっており、前記油路94からの導入油は、これらのベアリング 27A,27B及び高 圧用のオイルシール 27Dの潤滑油としても使用されるようになっている。

【００１６】 ブレーキ２は、回転軸１側及び内側ハウジング91側の制動板が相互に接近せし められたとき、両者間の油膜の剪断抵抗により制動トルクを発生し、また相互に 離反せしめられたとき、制動トルクを解除するものであり、内側ハウジング91の 右側には、前記接近を行わしめるべく制動板を押圧する複動型の作動シリンダ10 が構成されている。この作動シリンダ10は、２つの油室 10a,10bを有し、一方の 油室 10aに作動油の送給がなされた場合、前記制動板を押圧すべくピストン 100 が進出動作し、他方の油室 10bに作動油の送給がなされた場合、ピストン 100が 逆に退入動作するようになっている。更に図３に示す如く、前記制動板の夫々の 間には、ピストン 100の退入に伴う離反動作が速やかに生じるように、これらを 離反方向に相互に付勢する皿バネ 103,103…が夫々介装してある。

【００１７】 作動シリンダ10は、内側ハウジング91の右側端部に周設した段付環孔（制動板 側が大径に、これより遠い側を小径にしてある）の内部に、段付環状をなすピス トン 100を嵌合してなる。前記油室 10aは、前記段付環孔の大径部の右側に、ま た油室 10bは、同じく小径部の左側に夫々形成されており、前者には、ハウジン グ３に穿設された油路 93aを経て、また後者には、同様に穿設された油路 93bを 経て作動油が導入されるようになっている。これらの油路 93a,93bは、ハウジン グ３の右側外壁の相異なる位置に開口しており、両油路 93a,93bの開口端には、 これら夫々に螺合固定された管継手 31a,31bを介して各別の送油管 30a,30bが接 続されている。

【００１８】 図４は、ブレーキ２の右側面の外観を示す側面図である。以上の如く構成され たブレーキ２のハウジング３の外側には、所定長さの揺動アーム４が突設されて おり、該揺動アーム４の先端部は、基台Ｂ上に縦位置に定置された油圧制御弁６ のスプール５により支持されている。スプール５と揺動アーム４の連結部分には 、該アーム４を介してスプール５に加わる負荷トルクに相当する荷重を検出する ロードセル18が介装されている。

【００１９】 油圧制御弁６は、図１に詳細に示す如く、軸長方向に所定間隔にて並設された ４個所の大径部を有する円柱状のスプール５を備え、最下側の大径部下側に形成 された第１油室61、各大径部間に下側から順に形成された第２油室62，第３油室 63及び第４油室64、並びに、最上側の大径部上側に形成された第５油室65を備え ている。前記油圧ポンプ９が発生する一定圧力の圧油は、ポンプポート 63aを経 て第３油室63に供給され、また油圧ポンプ50が発生する制御用の圧油は、圧力制 御弁12の制御ポート 12A及び制御ポート 61aを経て第１油室61に供給され、また 圧力制御弁12の制御ポート 12B及び制御ポート 65aを経て第５油室65に供給され ている。また油圧制御弁６の第２油室62と第４油室64とは、各別の還流ポート 6 2a,64aを介して、低圧状態に維持された油タンクＴに開放されている。

【００２０】 最下部に位置する第１油室61と、最上部に位置する第５油室65には、スプール ５を中央側に付勢する戻しばね7A，7Bが夫々配してあり、スプール５は、前記両 油室61，65に供給される制御油圧に圧力差が存在せず、またブレーキ２の制動動 作の反作用としてハウジング３の揺動を抑止すべく、揺動アーム４を介して後述 の如く作用する外力が存在しない場合、前記戻しばね7A，7Bの付勢力により定ま る位置（中立位置）にてスプリングセンターを形成し、停止するようになってい る。

【００２１】 油圧制御弁６には、スプール５が前記中立位置にあるとき第３油室63両側の大 径部により閉塞される位置に、一対のブレーキポート 11R,11Fが開設されており 、スプール５が下方（又は上方）へ移動した場合、下側（又は上側）に位置する ブレーキポート 11R（又は 11F）が第３油室63内に開口し、該油室63内に供給さ れている圧油が、前記ブレーキポート 11R（又は 11F）の開度に応じた作動油圧 となって、４ポート３位置切換式の電磁切換弁16を経て作動シリンダ10の一方の 油室 10a又は 10bに送給される。またこのとき、他方のブレーキポート 11F（又 は 11R）は、第４油室64（又は第２油室62）内に開口し、還流ポート 64a（又は 還流ポート 62a）を介して油タンクＴに開放されて、前記作動シリンダ10の他方 の油室 10b又は 10aは、電磁切換弁16及び油圧制御弁６を経て油タンクＴに直接 的に連通される。なお電磁切換弁16は、回転軸１の回転方向の正逆に応じて作動 油圧の流路を切換えることにより、ブレーキロックの発生を防止すべく設けてあ る。

【００２２】 前記送油管 30a,30bは、電磁切換弁16と作動シリンダ10とを連結するものであ り、油圧制御弁６と一体的に構成された電磁切換弁16から基台Ｂの上面に沿って 右側の支承台Ｃの外側にまで導かれ、更に図４に示す如く、上向きに立ち上げら れて、ハウジング３の右側外壁に螺合固定された各別の管継手 31a,31bに接続さ れている。図４に示す如く送油管 30a,30bは、基台Ｂから夫々の管継手 31a,31b に至る立ち上がり部分の中途に、 180°に屈曲する各２か所の屈曲部を有してい る。

【００２３】 以上の如く構成された本考案に係る負荷試験装置による負荷試験は、供試回転 機の出力軸Ａを回転軸１に連結し、また、供試回転機の回転方向に応じて電磁切 換弁16の切換え位置を変更する準備作業の終了後、所要の負荷トルク相当電圧を 図示しないトルク設定器に設定し、これを図示しないサーボアンプに与えて対応 する電流信号を出力させ、この信号を圧力制御弁12に与えて行われる。

【００２４】 これにより、油圧ポンプ50が発生する一定圧力は、圧力制御弁12の動作に応じ て減圧された制御用の油圧として第１油室61と第５油室65とに導入され、両油室 61，65間には、前記負荷設定トルクに対応する圧力差が、例えば第１油室61から 第５油室65に向かう方向に生じ、この圧力差によるスプール５の上向きの移動に 伴い、前述した如く、ブレーキポート 11Fが第３油室63内に、またブレーキポー ト 11Rが第２油室62内に夫々開口する。

【００２５】 従って、ポンプポート 63aを介して第３油室63に供給されている一定油圧は、 油圧制御弁６及び電磁切換弁16を経て進出側油室 10aに送給され、またこれと共 に、退入側油室 10b内に滞留している作動油は、電磁切換弁16及び油圧制御弁６ の第２油室62を経て油タンクＴに速やかに還流し、ピストン 100が迅速に進出し て、前記制動板が相互に押し付けられ、各制動板間の油膜の剪断抵抗により、ブ レーキ２は制動トルクを発生し、ハウジング３が回転軸１の回転方向に回転され んとする。

【００２６】 一方、前記制動トルクは、揺動アーム４を介して制動トルク相当荷重に変換さ れてスプール５に付与され、該スプール５は、この付与力にて下向きに押圧され る結果、第１油室61と第５油室65間の前記圧力差と、揺動アーム４を介してスプ ール５に付与される前記制動トルクに対応する押圧力とが平衡した位置にて停止 する。ブレーキ２が発生する制動トルクが外乱により変動すると、スプール５も これに応じて上下に寸動するが、これによりブレーキポート 11R又は 11Fが第３ 油室63の内部に、またブレーキポート 11F又は 11Rが第４油室64又は第２油室62 の内部に夫々開口する結果、作動シリンダ10のピストン 100が寸動し、ブレーキ ２の目標制動トルクは平衡状態に復帰する。このようなスプール５の移動は、前 記設定トルクが変更された場合においても生じ、この場合も同様の動作により、 ブレーキ２の制動トルクが変化し、これが変更後の設定トルクに一致した時点に おいてスプール５が新たな平衡状態に達する。

【００２７】 一方、このような動作中、スプール５の移動に伴ってブレーキ２のハウジング ３が揺動するが、本考案に係る負荷試験装置においては、前述の如き形状をなす 送油管 30a,30bの屈曲部が弾性変形し、この変形によりハウジング３の揺動変位 が吸収される。従って送油管 30a,30bの材料として、金属、フッ素樹脂（テフロ ン）等の高剛性の材料が使用でき、このような送油管 30a,30bは、内圧の変化に よる断面変形を生じないことから、ブレーキ２の作動シリンダ10への動作用油圧 の送給は、スプール５の移動に応じてタイムラグなしに速やかに生じる。

【００２８】 なお、ハウジング３の実際の揺動量は、揺動アーム４の先端位置、即ち、油圧 制御弁６のスプール５への押圧力の作用位置において数mm程度であり、この程度 の揺動は、送油管 30a,30bとして、図４に示す如き２か所の屈曲部を有する金属 管の使用により余裕を持って吸収し得るが、屈曲部の数を増すことにより、更に 大なる揺動量の吸収もまた可能である。また、送油管 30a,30bの屈曲形状は、図 ４に示す形状に限らず、平面視にて渦巻き形をなす屈曲形状等、他の屈曲形状を 採用してもよい。

【００２９】 以上の如く生じるスプール５の移動により、ブレーキポート 11R,11Fの一方が 第３油室63内に開口すると共に、他方が共に油タンクＴに開放された第２油室62 又は第４油室64内に開口するから、作動シリンダ10の油室 10a,10bの一方に作動 油が送給されると同時に、他方に滞留する作動油が油タンクＴに速やかに排出さ れて、作動シリンダ10におけるピストン 100の移動が油圧制御弁６におけるスプ ール５の移動に迅速に追随して生じ、また前記送油管 30a,30bの採用により、作 動シリンダ10への動作用油圧の送給は、前記スプール５の移動に応じてタイムラ グなしに生じることから、設定トルクの変更とブレーキ２の制動，解除動作との 間に高い応答性が得られ、供試回転機の負荷特性を高精度にて設定できるように なる。

【００３０】

【考案の効果】

以上詳述した如く本考案に係る負荷試験装置においては、油圧制御弁から作動 シリンダへの送油用として、中途に１か所又は複数か所の屈曲部を有する送油管 が用いられ、屈曲部の弾性変形によりハウジングの揺動を吸収することができ、 内圧変化に伴う断面変形が生じない高剛性の材料からなる送油管を使用できるこ とから、送油管自体の変形に伴う応答性の低下が解消され、更に、複動型のシリ ンダの採用及び制御系の改善による応答性の向上効果が有効に発揮され、過渡特 性を含む供試回転機の負荷特性を高精度にて設定できるようになる等、本考案は 優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る負荷試験装置における油圧回路の
構成を示す模式図である。

【図２】負荷トルクの発生手段である油圧作動型ブレー
キの縦断面図である

【図３】図２の要部拡大図である。

【図４】本考案に係る負荷試験装置における送油管の架
設態様を示す油圧作動型ブレーキの右側面図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ ブレーキ ３ ハウジング ４ 揺動アーム ５ スプール ６ 油圧制御弁 10 作動シリンダ 10a 油室（ブレーキ） 10b 油室（ピストン戻し） 30a 送油管 30b 送油管 100 ピストン Ｂ 基台 Ｔ 油タンク

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 揺動可能に支持されたハウジングの揺動
   軸上に、供試回転機に連結された回転軸を支承してな
   り、該回転軸及び前記ハウジングの夫々に係合する制動
   板同士の押し付けにより制動トルクを発生する油圧作動
   型のブレーキと、前記ハウジングの内部に構成され、前
   記制動板に押し付け力を加える作動シリンダと、前記ハ
   ウジングの支持部に構成され、前記押し付けの反作用に
   よる前記ハウジングの揺動に応じて前記作動シリンダへ
   の送給油圧を制御する油圧制御弁とを備えた負荷試験装
   置において、前記油圧制御弁から前記作動シリンダへの
   送油管は、その中途に屈曲部を備え、該屈曲部の弾性変
   形により前記ハウジングの揺動を吸収するようになして
   あることを特徴とする負荷試験装置。