JPH0684925B2 - 負荷試験装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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
のブレーキが発生する制動トルクを利用する負荷試験装
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
キは、所謂、湿式多板ブレーキであり、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り付けた多数
枚の制動板と、前記ハウジングの内側に同様に取り付け
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て、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な
っている。

【０００３】前記負荷試験装置は、以上の如き湿式多板
ブレーキのハウジングを、半径方向外向きに突設された
所定長さの揺動アームを介して支持し、この支持部に、
前記揺動アームからの作用力によるそのスプールの移動
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り、この負荷試験装置による負荷試
験は、ブレーキの回転軸を供試回転機に連動連結すると
共に、前記油圧制御弁のスプールに、負荷すべき目標ト
ルクに相当する付勢力を加えて実施される。

【０００４】このとき前記作動シリンダは、油圧制御弁
からの送給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、これらの制動板間に
制動トルクが発生する。この制動トルクは、ハウジング
及び揺動アームを介して、前記付勢力と逆向きの力とし
て油圧制御弁のスプールに作用し、この作用力によるス
プールの移動に伴って前記作動シリンダが退入動作して
制動が解除される。この結果、前記油圧制御弁のスプー
ルは、揺動アームからの作用力と前記付勢力とが釣り合
う位置の近くで寸動し、これに伴って前記ブレーキは、
制動動作と制動解除動作とを繰り返して前記目標トルク
近傍の制動トルクを発生し、該目標トルクでの供試回転
機の負荷特性が求められる。

【０００５】前記スプールの付勢力もまた油圧によって
おり、付勢力の変更は、例えば、該スプールの両側に形
成された２つの油室に送給される制御用の油圧の配分を
変更することにより行われる。即ち前記目標トルクは、
前記制御用油圧の配分比を決定する電流制御型の圧力制
御弁に、目標トルクに相当する電圧を印加し、対応する
動作電流を通電せしめることにより設定される。なおこ
の目標トルクは、油圧制御弁のスプールと前記揺動アー
ムとの連結部に設けたロードセルにより前記ブレーキが
発生している制動トルク相当荷重を検出し、この検出結
果に基づくフィードバック制御により、前記圧力制御弁
への印加電圧を増減することにより維持されている。

【０００６】さてこのような負荷試験装置を用いて行わ
れる負荷試験においては、供試回転機の実際の使用時に
おける種々の負荷状態を模擬するため、前記目標トルク
を変更しながらの試験が切望されるが、このような試験
を可能とするためには、前記ブレーキが発生する制動ト
ルクが目標トルクの変更に高速度にて応答することが要
求され、また、連続的な目標トルクの変更により、各種
の負荷状態を模擬的に実現することが要求される。

【０００７】本願出願人は、前記油圧制御弁に直線速度
変換器を付設し、これにより検出される前記スプールの
変位速度に基づくフィードバック制御を併せて行うこと
により制御系の応答性の向上を図ると共に、ブレーキの
作動シリンダとして、制動及び解除の両方向への強制移
動が可能な複動式シリンダを用いて機械系の応答性の向
上を図り、前者の要求、即ち、目標トルクの変更に対す
る高速度での応答に応え得る負荷試験装置を、実開平２
-21538号に提案している。

【０００８】また、回転数の変化に拘わらず一定の目標
トルク下での試験を行うための定トルク制御を基本と
し、一定回転数下での試験を行うための定速度制御、一
定動力下での試験を行うための定動力制御、及び回転数
（べき乗も含む）の変化に対して連続的に変化する速度
追従トルク制御を可能とし、後者の要求、即ち、各種の
負荷状態の模擬的な実現に応え得る負荷試験装置を、特
開平３-56837号に提案している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】さて、特開平３-56837
号に提案した負荷試験装置は、適宜の初期目標トルクを
与えて定トルク状態を実現した後、定速度制御、定動力
制御及び速度追従トルク制御のいずれかの試験条件を選
択することにより、夫々に対応する負荷状態下での試験
が可能となる優れたものである。制御系への入力電圧と
して設定される前記初期目標トルクは、前記圧力制御弁
に印加され、この印加電圧に対応する動作電流の通電に
伴う圧力制御弁の動作により前記油圧制御弁のスプール
に付勢力が加わり、この付勢により生じるスプールの移
動に応じて作動シリンダに油圧送給がなされ、この油圧
送給に応じた作動シリンダの動作によりブレーキが制動
トルクを発生する過程を辿る。

【００１０】ところが、初期目標トルクが設定された
後、この目標トルクに対応する制動トルクを前記ブレー
キが実際に発生するまでの間には、前記圧力制御弁から
前記作動シリンダまでの油圧系及び機械系の各部におけ
る動作遅れ、特に、作動シリンダの動作ストロークに起
因する動作遅れが生じる一方、この間においても、前記
ロードセルの検出結果に基づくフィードバック制御が進
行することから、作動シリンダへの送給油圧が過度に上
昇して、この油圧の送給に応じて前記ブレーキが発生す
る制動トルクに前記目標トルクを遙かに超える異常なピ
ーク（ゼロクロスピーク）が出現する。

【００１１】なお、前記ピークの繰り返し数及び整定ま
での時間は、前記フィードバック制御の感度を高めるこ
とにより低減し得るが、このことは、最初のピークの大
きさを逆に増す結果となり、特に、初期目標トルクが大
きく変更された場合、これに伴ってゼロクロスピークも
増大することから、使用者に不安を抱かしめるのみなら
ず、負荷試験装置の機械系及び油圧系の各部、並びに供
試回転機に損傷を及ぼす虞さえあった。

【００１２】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、目標トルクの設定変更に伴って発生する有害な
ゼロクロスピークを大幅に低減でき、安全かつ容易に使
用できる負荷試験装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る負荷試験装
置は、発生中の制動トルクの検出結果に基づくフィード
バック制御により、適宜に設定される目標トルクの維持
が可能に構成された油圧作動型のブレーキを備え、これ
に連動連結された供試回転機の負荷試験を、前記目標ト
ルクを変更しつつ行えるようにした負荷試験装置におい
て、ゼロクロス時に、前記ブレーキの容量よりも十分に
小さい範囲内で複数の段階を経て変化する疑似目標トル
クを与え、その後に前記目標トルクを与えるようにして
あることを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明においては、ゼロクロス時、即ち、正逆
転の転換のための目標トルクの設定変更時に、制御系の
目標値として、まず複数段階を経て変化する微小な疑似
目標トルクを与え、これらの疑似目標トルクに対応する
小さいゼロクロスピークを有してブレーキを段階的に動
作させ、この後に所望の目標トルクを与え、この目標ト
ルクに対応するゼロクロスピークを、本来のそれよりも
小さく抑える。

【００１５】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て詳述する。図１は本発明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り、本発明に係る負荷試験装
置は図示の如く、負荷トルクを発生する油圧作動型のブ
レーキ１、該ブレーキ１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（ブレーキ油圧）を制御する油圧制御弁２、前記ブ
レーキ油圧のの発生源となる油圧ポンプ30、前記油圧制
御弁２の制御油圧の発生源となる油圧ポンプ31、及び該
油圧ポンプ31と油圧制御弁２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32を備えて
なる。

【００１６】前記ブレーキ１は、供試回転機Ａの出力軸
に連動連結される回転軸11と、この回転軸11を支承し、
内部に油が封入されたハウジング12とを備え、両者に夫
々回転を拘束して取り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１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。

【００１７】前記ハウジング12は、図示しない基台上に
適長離隔して立設された一対の支承台Ｃ，Ｃ間に、各別
のベアリング 12A,12Bを介して揺動自在に支持されてい
る。また前記回転軸11は、ハウジング12の内部に一側
（図の左側）から挿入され、挿入側、即ち左側の中途部
をハウジング12に嵌着固定されたベアリング 11A,11Bに
より、また先端部、即ち右端部を同じくハウジング12に
嵌着固定されたベアリング 11Cにより夫々支持させてあ
る。

【００１８】ハウジング12は、回転軸11の外側を囲繞す
る内側ハウジング14を備えており、該内側ハウジング14
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り付けてある。また
回転軸11外周の内側ハウジング14による囲繞部分には、
該回転軸11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り付けてあり、これらは、
内側ハウジング14の内周の前記制動板と軸長方向に交互
に重合させてある。

【００１９】ハウジング12の右側端部には、ベアリング
15Aを介して回転継手15が嵌着してあり、内側ハウジン
グ14の内部には、前記回転継手15及びこれに連なる油路
16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16の左端部は、回転軸11の中心部に形成された油
路 16aを経て、前記ベアリング 11A,11Bの配設位置に連
なっており、前記油路16からの導入油は、これらのベア
リング 11A,11B、及び高圧用のオイルシール 11Dの潤滑
油としても使用されるようになっている。

【００２０】ブレーキ１は、回転軸11側及び内側ハウジ
ング14側の制動板が相互に接近せしめられたとき、内側
ハウジング14内部の封入油を介して両者間に生じる油膜
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14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。作動シリンダ10は、２つの油室 10a,10bと、こ
れらの内圧をその両側に受圧するピストン 100を備えて
なる。

【００２１】図３に示す如く作動シリンダ10の具体的な
構成は、内側ハウジング14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、また前記油室 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12に穿設された油
路 17aを経て、また後者には、同様に穿設された油路 1
7bを経て前記ブレーキ油圧が導入されるようになってい
る。これらの油路 17a,17bは、ハウジング12の右側外壁
の相異なる位置に開口しており、両油路 17a,17bへのブ
レーキ油圧の供給は、両者の開口端に各別の管継手 19
a,19bを介して接続された送油管 18a,18bを経て行われ
ている。

【００２２】而して前記ピストン 100は、一方の油室 1
0aにブレーキ油圧が導入されたとき前記制動板を押圧す
べく進出動作し、他方の油室 10bにブレーキ油圧が導入
されたとき逆に退入動作することになる。前記制動板の
夫々の間には、これらを離反方向に相互に付勢する皿バ
ネ 101,101…が介装してあり、ピストン 100の退入動作
時における制動板の離反、及びこれに伴う制動解除が速
やかに行えるようになしてある。

【００２３】以上の如く構成されたブレーキ１のハウジ
ング12の中央には、所定長さの揺動アーム13（図１参
照）が、半径方向外向きに突設されており、該揺動アー
ム13の先端部は、基台上に縦位置に定置された前記油圧
制御弁２のスプール20により支持されている。スプール
20と揺動アーム13の連結部分には、前記ブレーキ１によ
る制動トルクの発生に伴って、揺動アーム13を介してス
プール20に加わる前記制動トルクの相当荷重を検出する
ロードセル41が介装されている。

【００２４】油圧制御弁２は、図１に詳細に示されてい
る如く、軸長方向に所定間隔にて並ぶ４か所の大径部を
備えた円柱状のスプール20を内蔵し、最下側の大径部の
下側に第１油室を、また各大径部間に下側から順に第
２，第３及び第４油室を、更に最上側の大径部の上側に
第５油室を形成してなる。前記油圧ポンプ30が発生する
ブレーキ油圧は、ポンプポート23を経て第３油室に供給
され、また油圧ポンプ31が発生する制御油圧は、圧力制
御弁32の制御ポート 32A及び油圧制御弁２の制御ポート
21を経て第１油室に、また圧力制御弁32の制御ポート 3
2B及び油圧制御弁２の制御ポート25を経て第５油室に夫
々供給されている。また油圧制御弁２の第２油室と第４
油室とは、各別の還流ポート22，24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。

【００２５】最下部に位置する第１油室と、最上部に位
置する第５油室には、スプール20を中央側に付勢する戻
しばね2A，2Bが夫々配してあり、前記両油室に供給され
る制御油圧に圧力差が存在せず、またブレーキ１の制動
動作の反作用により生じるハウジング12の揺動を抑止す
べく、揺動アーム13を介して後述の如く作用する外力
（制動トルク相当荷重）が存在しない場合、前記スプー
ル20は、戻しばね2A，2B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。

【００２６】油圧制御弁２には、スプール20が中立位置
にあるとき第３油室両側の大径部により閉塞される位置
に夫々の開口を有して、一対のブレーキポート 26R,26F
が形成してある。而して、前記中立位置からスプール20
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 26R（又は 26F）が第３油室
内に開口することになり、ポンプポート23を経て第３油
室内に供給されるブレーキ油圧は、４ポート３位置切換
式の電磁切換弁33及び各別の送油管 18a,18bを経て、作
動シリンダ10の油室 10a,10bの内の一方に送給され、ブ
レーキ１は、制動又は制動解除動作を行う。

【００２７】一方このとき、他方のブレーキポート 26F
（又は 26R）は、第４油室（又は第２油室）内に開口
し、還流ポート24（又は還流ポート22）を介して油タン
クＴに開放されるから、作動シリンダ10の前述した動作
により他方の油室 10b,10aから排出される作動油は、各
別の送油管 18b,18a、電磁切換弁33及び油圧制御弁２を
経て油タンクＴに戻り、制動又は制動解除のためのピス
トン 100の動作を阻害しない。従って、ブレーキ１の制
動及び制動解除動作は、高速度にて生じる。なお油圧制
御弁２とブレーキ１との間の前記電磁切換弁33は、供試
回転機Ａの出力軸に連結された回転軸11の回転方向の正
逆に応じてブレーキ油圧の送給経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。

【００２８】以上の構成により油圧制御弁２のスプール
20は、圧力制御弁32の動作により生じる第１，第５油室
間の圧力差と、ブレーキ１の制動動作に応じて揺動アー
ム13を介して作用する制動トルク相当荷重と、前記戻し
ばね2A，2Bのばね力の力バランスとに応じて上下方向に
変位し、この変位に応じてブレーキ１が、制動又は制動
解除動作を行う。油圧制御弁２のシリンダブロックとス
プール20との間には、直線速度型変換器である速度検出
器42が介装してあり、該速度検出器42は、スプール20の
変位速度に対応する速度信号を発生する。

【００２９】一方、ブレーキ１における回転軸11の突出
側に位置する支承台Ｃには、回転軸11の回転速度を検出
する回転速度検出器40が固設してある。この回転検出器
40は、回転軸11の中途部にタイミングベルト 40aにより
連結してあり、回転軸11の１回転当たり所定数のパルス
信号を発生するロータリエンコーダ等が用いられてい
る。速度検出器42及び回転速度検出器40による検出結果
は、前記ロードセル41によるブレーキ１の制動トルク相
当荷重の検出結果と共に、目標トルク補正のためのフィ
ードバック信号として用いられている。

【００３０】以上の如き構成の負荷試験装置による負荷
試験は、供試回転機Ａの出力軸をブレーキ１の回転軸11
に連結し、また電磁切換弁33の切換え位置を供試回転機
の回転方向に応じて変更する準備作業を終了した後、所
望の目標トルクに相当する電圧を圧力制御弁32の駆動回
路に与え、該圧力制御弁32への動作電流を変更せしめて
行われる。これにより、油圧ポンプ31が発生する制御用
の油圧は、圧力制御弁32の動作により定まる配分比を有
して油圧制御弁２の第１，第５油室に夫々導入され、両
油室間に前記目標トルクに対応する圧力差が生じる。

【００３１】例えば、前記圧力差が第１油室から第５油
室に向けて生じ、電磁切換弁33が下位置に切換えられて
いる場合、スプール20は、戻しばね2Aの付勢に抗して上
向きに変位し、ブレーキポート 26Fが第３油室内に、ブ
レーキポート 26Rが第２油室内に夫々開口するから、油
圧ポンプ30から第３油室に供給されているブレーキ油圧
は、ブレーキポート 26F、電磁切換弁33及び送油管 18a
を経て、作動シリンダ10の進出側油室 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、送油管 18b、電磁切換弁33及びブレーキポート 2
6Rを経て第２油室に還流し、油タンクＴに排出される。
この結果、作動ピストン 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１は制動トルクを発生し、ハウジング
12が回転軸11の回転方向に回転されんとする。

【００３２】このときブレーキ１が発生する制動トルク
は、揺動アーム13を介して制動トルク相当荷重に変換さ
れ、スプール20に付与されることになり、該スプール20
は、この制動トルク相当荷重による下向きの押圧力と、
第１，第５油室間の圧力差により生じる上向きの押圧力
とが平衡した位置に停止する。この状態においてブレー
キ１が発生する制動トルクが外乱により変動すると、油
圧制御弁２のスプール20も上下に寸動し、これによりブ
レーキポート 26R,26Fの開口態様が変わり、作動シリン
ダ10のピストン 100が寸動する結果、ブレーキ１が発生
する制動トルクは、変動前のトルク、即ち、前記目標ト
ルクに自動復帰する。

【００３３】このようなスプール20の移動は、前記目標
トルクの設定が変更され、第１，第５油室間の圧力差が
変化した場合にも生じ、この場合も同様の動作により、
ブレーキ１の制動トルクが変化し、これが変更後の目標
トルクに一致した時点においてスプール20が新たな平衡
位置に達し、ブレーキ１は、この平衡位置に応じた制動
トルク、即ち、新たに設定された目標トルクに対応する
制動トルクを発生するようになる。

【００３４】以上油流に注目して本発明に係る負荷試験
装置の動作を説明したが、この装置においては、ブレー
キ１が発生する制動トルク相当荷重がロードセル41によ
り、またこの荷重を付加されて生じるスプール20の変位
速度が速度検出器42により、更に、前記制動トルクを加
えられつつ回転する供試回転機Ａの回転速度が、ブレー
キ１の回転軸11の回転速度として、回転速度検出器40に
より夫々検出されており、これらの検出結果に基づくフ
ィードバック制御が行われている。

【００３５】図４は本発明に係る負荷試験装置の制御系
のブロック図であり、電気系，油圧系及び機械系の総て
を含んでいる。前記目標トルクは、図示しないトルク設
定器に目標トルク相当電圧Ｅとして設定される。この目
標トルク相当電圧Ｅは、本発明の特徴たる疑似目標トル
ク発生部５、アナログメモリ60及び加算器61を経て、ト
ルク指令信号Ｅ_s としてサーボアンプ７に入力される。

【００３６】サーボアンプ７は、ロードセル41の検出結
果に対応するトルクフィードバック信号Ｅ_b とトルク指
令信号Ｅ_s との偏差信号（＝Ｅ_s −Ｅ_b ）をＰ演算し、
トルクフィードバック信号Ｅ_b をＤ演算して、この結果
を出力する。この出力は圧力制御弁32及び油圧制御弁２
を含む制御弁部に与えられており、まず、圧力制御弁32
の動作、具体的には、制御ポート 32A,32Bの夫々に対応
する絞り開度の変更により、前記制御用油圧に変換され
て油圧制御弁２に与えられる。

【００３７】油圧制御弁２に与えられる制御用油圧は、
スプール20の両端面に作用して力の次元に変換され、戻
しばね2A及び2Bによる付勢力Ｆ₀ 及び揺動アーム13を介
して作用する制動トルク相当荷重Ｆ_b との力バランスが
変化して、スプール20に所定の遅れを経て変位ｘが生
じ、前述の如く、この変位ｘに応じたブレーキ油圧Ｐ_b
が、ブレーキ１の作動シリンダ10に電磁切換弁33を介し
て送給される。この送給に応じてブレーキ１は、作動ピ
ストン 100の移動に要する所定の遅れを経て制動トルク
Ｔ_b を発生し、供試回転機Ａに加えられる。

【００３８】以上の如き動作中、スプール20の変位ｘの
時間的変化率（変位速度）は、速度検出器42により検出
され、またブレーキ１が発生する制動トルクＴ_b は、揺
動アーム13を介してスプール20に加わる力（制動トルク
相当荷重Ｆ_b ）としてロードセル41により検出されてお
り、これらの検出結果は、所定の変換定数を乗じられ、
また利得及び位相調整されて、速度フィードバック信号
Ｅ₀ 及びトルクフィードバック信号Ｅ_b となり、前記サ
ーボアンプ７に与えられている。

【００３９】ブレーキ１の回転軸11の回転速度は、該ブ
レーキ１が発生する制動トルクＴ_bと、供試回転機Ａが
発生する駆動トルクとが、両者の回転部分の慣性を介し
て変換されて出現する。この回転速度は、前記回転速度
検出器40により検出されており、Ｆ／Ｖコンバータ43を
経て回転速度の大きさに対応するアナログ回転速度信号
Ｅ_n に変換され、速度追従制御モード選択部８及び定速
度，定動力設定部９に与えられている。また、ブレーキ
１の回転軸11の回転の有無は、回転判定器44により検出
されており、回転中にハイレベルとなるRUN-STOP回転信
号Ｅ₃ として、本発明の特徴たる疑似トルク発生部５に
与えられている。

【００４０】速度追従制御モード選択部８及び定速度，
定動力設定部９は、特開平３-56837号公報に開示されて
おり、内部構成の説明は省略するが、前者は、３種の制
御モード（定トルク制御、定速度制御、定動力制御）の
選択を可能とするものであり、また後者は、回転速度
（べき乗も含む）の変化に対して連続的に追従するトル
ク、更には任意に変化するトルク下での試験を可能とす
るものである。

【００４１】速度追従制御モード選択部８の出力Ｅ₁ と
定速度，定動力設定部９の出力Ｅ₂とは、夫々の出力側
の選択スイッチSW₁ 及びSW₂ がオンされている場合、加
算器62を経た偏差信号として、サーボアンプ７の入力側
の加算器61に与えられるようになしてある。また加算器
61の上流側のアナログメモリ60は、前記選択スイッチSW
₁ 又はSW₂ のオンに応じて、その時点での疑似トルク発
生部５からの入力を保持し、これを連続的に出力する動
作をなす。

【００４２】図５は、疑似トルク発生部５の内部構成を
示すブロック図である。図示の如く疑似トルク発生部５
は、直列に接続された第１，第２の自動スイッチ51，5
2、比較器53、初期目標値設定器54及び極性反転器55を
備えてなる。疑似トルク発生部５への入力は、前述した
如く、トルク設定器に設定された目標トルク相当電圧Ｅ
と、回転判定器44の出力であるRUN-STOP回転信号Ｅ₃ と
であり、前者は、第１，第２の自動スイッチ51，52の並
列回路と比較器53とに与えられ、後者は、初期目標値設
定器54に、後述する動作のためのトリガ信号として与え
られている。

【００４３】共に２つの切換え位置を有する第１，第２
の自動スイッチ51，52は、通常時には、夫々図示の切換
え位置にあり、疑似トルク発生部５は、後者がこの切換
え位置を保っている間は何らの出力をも発生せず、後者
が他方の切換え位置に切換えられた場合、前者が図示の
切換え位置にある間には、初期目標値設定器54の出力を
極性反転器55を経て出力し、前者が他方の切換え位置に
切換えられた後は、前記目標トルク相当電圧Ｅを出力す
る。

【００４４】第１の自動スイッチ51の切換えは、初期目
標値設定器54の動作終了をトリガとして、第２の自動ス
イッチ52の切換えは、比較器53の出力をトリガとして夫
々生じ、また初期目標値設定器54の動作は、RUN-STOP回
転信号Ｅ₃ と比較器53の出力とをトリガとして行われる
ようになしてある。

【００４５】比較器53は、これに入力される目標トルク
相当電圧Ｅを所定の基準電圧と比較し、目標トルク相当
電圧Ｅが基準電圧を上回っている場合にハイレベルの出
力を発するようになしてある。前記基準電圧は、設定可
能な目標トルク相当電圧Ｅの最大値（＝５Ｖ）に比して
十分に低い電圧、具体的には、１／20（＝250mV ）程度
の電圧であり、この基準電圧を下回る目標トルク相当電
圧Ｅが設定された場合、第２の自動スイッチ52が図示の
切換え位置を保ち、サーボアンプ７にトルク指令信号Ｅ
_s が与えられないことから負荷試験の実施は不可能とな
る。実際上、試験可能な最大負荷の１／20程度での負荷
試験は、高精度を期待し得ないことから無意味であり、
第２の自動スイッチ52は、無意味な負荷試験の実施を禁
止する機能を果たす。

【００４６】一方、前記基準電圧を上回る目標トルク相
当電圧Ｅが設定された場合、比較器53のハイレベル出力
により第２の自動スイッチ52の切換えが行われ、更に加
えてブレーキ１が動作中であり、疑似トルク発生部５に
RUN-STOP回転信号Ｅ₃ が与えられているときには、これ
ら両者をトリガとして初期目標値設定器54が動作を開始
する。初期目標値設定器54は、複数の可変抵抗器と、こ
れらを所定時間毎に切換えるタイマ回路とを備えてな
り、動作開始後、段階的に変化する電圧出力を発生する
構成となっている。初期目標値設定器54による各段階で
の出力は、各別の可変抵抗器の初期設定により、目標ト
ルク相当電圧Ｅの最大値（＝５Ｖ）に比して十分に低い
範囲において適宜に設定すればよい。図示の例では、第
１段階において50mV、第２段階において 150mV、第３段
階において 250mVの出力が得られるような設定が行われ
ている。

【００４７】また各段階の出力の継続時間は、各別のタ
イマ回路の時間設定の変更により調整され、この調整
は、初期目標値設定器54の出力をトルク指令信号Ｅ_s と
してサーボアンプ７に実際に与え、各段階での出力変化
に応じてブレーキ１が発生する制動トルクＴ_b のゼロク
ロスピークが出現するまでの所要時間を調べた結果を基
準として行われている。図示の例では、前記第１，第２
及び第３段階の継続時間は夫々、 5.0秒、 2.5秒及び
1.5秒としてある。

【００４８】即ち初期目標値設定器54は、前述した動作
の開始後、50mVなる出力を 5.0秒継続し、次いで 150mV
なる出力を 2.5秒継続し、最後に 250mVなる出力を 1.5
秒継続して動作を終える。この間、第１の自動スイッチ
51は、図示の切換え位置にあるから、初期目標値設定器
54の前述した出力は、極性反転器55及び第１の自動スイ
ッチ51を経て、トルク指令信号Ｅ_s として出力される。
なお極性反転器55は、目標トルク相当電圧Ｅの設定がブ
レーキ１の回転方向に応じた符号を有して行われる場合
に必要なものであり、常に正である初期目標値設定器54
の出力をブレーキ１の逆転時に反転させる動作をなす。

【００４９】即ち、以上の如く構成された疑似トルク発
生部５は、トルク相当電圧Ｅが変更された場合、まず、
初期目標値設定器54に設定された段階的な出力を疑似的
なトルク指令信号Ｅ_s ′として出力し、初期目標値設定
器54の動作終了をトリガとする第１の自動スイッチ51の
切換えの後、目標トルク相当電圧Ｅを正規のトルク指令
信号Ｅ_s として出力する動作をなし、この動作によりゼ
ロクロス時、即ち、正逆転の転換に伴って発生する大な
るゼロクロスピークの発生を効果的に防ぎ得るようにな
る。

【００５０】図６〜図８は、疑似トルク発生部５におけ
る各段階での出力及び継続時間の決定のために行った実
験の結果であり、図６は、第１段階での出力及び継続時
間を決定すべく、50mV，60mV，70mV，80mV，90mV，100m
V なる６種のトルク指令信号Ｅ_s 下にてブレーキ１を起
動し、制動トルクＴ_b の変化状態を調べた結果を示して
いる。本図に明らかな如く、制動トルクＴ_b のゼロクロ
スピークの大小は、トルク指令信号Ｅ_s の大小に対応
し、50mVなるトルク指令信号Ｅ_s 下でのピークはわずか
である。また一方、ゼロクロスピークが出現するまでの
所要時間は、トルク指令信号Ｅ_s の減少に伴って長大化
し、50mVなるトルク指令信号Ｅ_s 下でのピークは、この
信号Ｅ_s を与えてから略５秒（正確には5.10秒）経過し
た後に出現する。

【００５１】図７は、第２段階での出力及び継続時間の
決定のために行った実験の結果を示している。図６の結
果から、ゼロクロスピークの低減のために第１段階の出
力を50mVとすることが有効であることが判ったので、こ
の実験においては、50mVなるトルク指令信号Ｅ_s 下にて
制動トルクＴ_b を整定させた後、トルク指令信号Ｅ_sを
150（＝50＋100 ）mV、 200mV、 250mV、 300mV、及び
350mVに変更して、夫々におけるゼロクロスピークの発
生状態を調べた。この結果も図６に示す結果と同様であ
り、ゼロクロスピークの大きさを十分に小さく保つため
には、第２段階での疑似トルク発生部５の出力、即ち、
トルク指令信号Ｅ_s を 200mV以下、望ましくは 150mVと
することが有効であり、また、このピーク発生までの所
要時間は略 2.5秒（正確には2.50秒）であることが判
る。

【００５２】図８は、第３段階での出力及び継続時間の
決定のために行った実験の結果を示している。前記図７
の結果から、第２段階の出力を 150mVとすることが有効
であることが判ったので、この実験においては、 150mV
なるトルク指令信号Ｅ_s 下にて制動トルクＴ_b を整定さ
せた後、トルク指令信号Ｅ_s を 250（＝ 150＋100 ）m
V、 300mV、 350mV、 400mV、及び 450mVに変更して、
夫々におけるゼロクロスピークの発生状態を調べた。こ
の結果も図６及び図７に示す結果と同様であり、第３段
階での疑似トルク発生部５の出力、即ち、トルク指令信
号Ｅ_s を 250mVとした場合ゼロクロスピークの大きさを
極めて小さく保ち得ること、またこのピークの発生まで
の所要時間は 1.5秒以下（正確には1.15秒）であること
が判る。なお、図８の横軸（時間軸）は、図示の都合
上、図６及び図７におけるそれの２倍としてある。

【００５３】また図６，７，８の比較の結果から、トル
ク指令信号Ｅ_s の同等の変更に対するゼロクロスピーク
の大きさは、変更前のトルク指令信号Ｅ_s が小さい程大
きくなっている。更に、 250mVなるトルク指令信号Ｅ_s
下にて制動トルクＴ_b が整定した後、トルク指令信号Ｅ
_s を更に増した場合、変更可能な最大値（＝５Ｖ）に至
るまでの急激な変化に対しても発生するゼロクロスピー
クを小さく保ち得ることが確かめられている。

【００５４】つまり本発明に係る負荷試験装置において
は、目標トルク相当電圧Ｅの変更が行われた場合、疑似
トルク発生部５がこれを一旦遮断し、サーボアンプ７に
は、第１段階として、50mVなる疑似トルク指令信号
Ｅ_s ′が 5.0秒間与えられ、次いで第２段階として、 1
50mVなる疑似トルク指令信号Ｅ_s ′が 2.5秒間与えら
れ、更に第３段階として、 250mVなる疑似トルク指令信
号Ｅ_s ′が 1.5秒間与えられて、これら夫々に対するゼ
ロクロスピークが強制的に出現せしめられた後に前記目
標トルク相当電圧Ｅが正規のトルク指令信号Ｅ_s として
与えられることになり、前記各段階での制動トルクＴ_b
のゼロクロスピークは、図６〜図８に示す如く小さいこ
とから、目標トルク相当電圧Ｅの変更を、大なるゼロク
ロスピークの発生を伴うことなく実現し得ることにな
る。

【００５５】なお本実施例においては、目標トルク相当
電圧Ｅの設定変更時に３段階の疑似トルク指令信号
Ｅ_s ′を与える構成としているが、この段階数を更に多
くしてもよく、また２段階の疑似トルク指令信号Ｅ_s ′
を与えるようにしてもよい。また各段階での疑似トルク
指令信号Ｅ_s ′の具体的な数値及び夫々の段階の継続時
間は、本実施例中に示すものに限らないことは言うまで
もない。

【００５６】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明に係る負荷試験
装置においては、ゼロクロス時に、まず複数段階を経て
変化する疑似目標トルクを与え、これらに対する微小な
ゼロクロスピークを出現させた後に変更された目標トル
クを与えるから、大なるゼロクロスピークの発生を伴う
ことなく目標トルクの変更が可能となり、安全かつ容易
に使用できるようになる等、本発明は優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明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。

【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】本発明に係る負荷試験装置の制御系のブロック
図である。

【図５】本発明の特徴部分である疑似トルク発生部の構
成を示すブロック図である。

【図６】疑似トルク発生部における第１段階での出力及
び継続時間の決定のために行った実験の結果を示すグラ
フである。

【図７】疑似トルク発生部における第２段階での出力及
び継続時間の決定のために行った実験の結果を示すグラ
フである。

【図８】疑似トルク発生部における第３段階での出力及
び継続時間の決定のために行った実験の結果を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１ ブレーキ ２ 油圧制御弁 ５ 疑似トルク発生部 ７ サーボアンプ ８ 速度追従制御モード選択部 ９ 定速度，定動力設定部 10 作動シリンダ 10a 油室 10b 油室 11 回転軸 12 ハウジング 13 揺動アーム 40 回転速度検出器 41 ロードセル 42 速度検出器 44 回転判定器 51 自動スイッチ 52 自動スイッチ 53 比較器 54 初期目標値設定器 55 極性反転器 100 作動ピストン Ａ 供試回転機 Ｅ 目標トルク相当電圧 Ｅ_s トルク指令信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発生中の制動トルクの検出結果に基づく
   フィードバック制御により、適宜に設定される目標トル
   クの維持が可能に構成された油圧作動型のブレーキを備
   え、これに連動連結された供試回転機の負荷試験を、前
   記目標トルクを変更しつつ行えるようにした負荷試験装
   置において、ゼロクロス時に、前記ブレーキの容量より
   も十分に小さい範囲内で複数の段階を経て変化する疑似
   目標トルクを与え、その後に前記目標トルクを与えるよ
   うにしてあることを特徴とする負荷試験装置。