JPH0714858Y2 - 捩り試験機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、自動車の駆動系やサスペンション系に用い
られるゴム部品等の捩り特性を測定するための捩り試験
機に関する。

（従来の技術） 自動車の駆動系やサスペンション系に用いられるゴム部
品の静的或いは動的捩り特性を測定する場合、通常第６
図に示すような捩り試験機が用いられている。

この捩り試験機は、図示のように加振ヘッド100を備え
たロータリーアクチュエータ（捩り力発生機）102と、
固定ヘッド（トルク検知器）104を備えたトルクセル106
とを相対向するように設けたもので、それらヘッド100,
104間に測定対象物108を治具110を介して取り付けるよ
うになっている。そしてこの捩り試験機は、その測定対
象物108の取付状態下にロータリーアクチュエータ102で
捩り振動を発生させ、測定対象物108を介して伝達され
るその捩り振動をトルクセル106で検知して測定対象物1
08の捩り特性を測定するようになっている。

ここでトルクセル106は、ねじ送り機構112によって進退
されるスライダー114に搭載されて、ねじ送り機構112に
配されたハンドル116の回転操作によってロータリーア
クチュエータ102に対して接近・離隔移動されるように
なっており、これによって前記固定ヘッド104と加振ヘ
ッド100との間の距離が測定対象物108の大きさに応じて
調整できるようになっている。

この試験機においては、測定対象物108に予め治具110を
組み付けた状態でそれをヘッド100,104間に取り付け
る。先ず、測定対象物108を一方の治具110において加振
ヘッド100に固定する。次いでその状態で、他方の治具1
10を片手で支えて測定対象物108を取付姿勢に保持しつ
つ他方の手でハンドル116を回してトルクセル106をロー
タリーアクチュエータ102に接近させ、固定ヘッド104を
測定対象物108の他方の治具110に当接させる。そしてそ
の当接位置でスライダー114を締結ボルト118で固定し、
しかる後固定ヘッド104に上記他方の治具110を固定す
る。

（考案が解決しようとする課題） この試験機の場合、測定対象物108の取付けに際して、
固定ヘッド104を前進作動させるとき、上述のように測
定対象物108を片手の手で取付姿勢に保持しつつ他方の
手でハンドル116を回転操作しなければならない。この
ため、その作業性が悪く、特に測定対象物108が自動車
の駆動系のゴム部品であるような場合には、治具110に
高い剛性が要求されてその重量が著しく重くなるため
に、測定対象物108を取付姿勢に片手で保持しながらハ
ンドル116を回転操作することが困難となって、測定対
象物108を一人で取り付けることができなくなるといっ
た不具合があった。

またこの試験機の場合、測定対象物108に対する固定ヘ
ッド104の押圧力が、ハンドル116に加えられる回転操作
力によって違ったものとなってしまうため、測定対象物
108に加えられる初期荷重がばらついてそれが測定結果
の誤差原因になるといった問題があった。

（課題を解決するための手段） 本考案はこのような課題を解決するために為されたもの
であり、その要旨は、測定対象物を固定するための固定
ヘッドを進退可能に設けてその前進位置で測定対象物を
固定し、捩り力発生機で発生した捩り力を該測定対象物
に加えて該測定対象物の捩り特性を測定する捩り試験機
において、モータの回転駆動力をねじ送り機構を介して
前記固定ヘッドに加えて該固定ヘッドを進退させるよう
にするとともに、その動力伝達経路の途中に、予め設定
した大きさ以上のトルクの伝達を阻止するトルクリミッ
ターを配したことにある。

（作用及び考案の効果） 本考案においては、固定ヘッドの進退にモータの回転駆
動力を用いるため、測定対象物の取付けに際して従来の
試験機のようなハンドル操作が不要となる。従って測定
対象物を取付姿勢に楽に維持できるようになり、測定対
象物ないしその取付けに用いる治具の重量が重い場合に
もそれを一人で容易に取り付け得るようになる。

また本考案においては、固定ヘッドが測定対象物に当接
すると、モータから固定ヘッド側へ伝達されるトルクが
大きくなり、測定対象物に対する固定ヘッドの押圧力が
上昇するが、固定ヘッド側への伝達トルクが予め設定し
た大きさに達すると、それより大きいトルクの伝達がト
ルクリミッターで阻止され、固定ヘッド側への伝達トル
クがその設定トルクに維持される。このため測定対象物
に対する固定ヘッドの押圧力がその設定トルクに対応し
た一定の大きさとなり、測定対象物に加えられる初期荷
重が一定となって、初期荷重のバラツキ、ひいてはそれ
に起因する測定結果のバラツキが回避される。またモー
タの出力トルクもトルクリミッターによって上限が制限
されるため、モータが過負荷となって焼損するようなこ
とが防止される。

尚本考案によれば、トルクリミッターにおけるトルク設
定により、測定対象物に加える初期荷重を所望の大きさ
に容易に設定できるといった特長もある。

（実施例） 次に本考案の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。

第１図及び第２図において10は捩り試験機であって、そ
のベース11上にロータリーアクチュエータ12とトルクセ
ル14とが相対向するように配されている。

ロータリーアクチュエータ12は、内蔵の電気油圧サーボ
機構によって捩り振動を発生し、これを加振ヘッド16か
ら出力するようになっており、またトルクセル14は、上
記加振ヘッド16と対向する固定ヘッド18を有していて、
この固定ヘッド18から入力される捩り力を検知するよう
になっている。そして本例の捩り試験機10は、図示のよ
うにそれらロータリーアクチュエータ12の加振ヘッド16
とトルクセル14の固定ヘッド18との間に治具19を介して
測定対象物21を取り付けるようになっており、その測定
対象物21の取付状態においてロータリーアクチュエータ
12で捩り振動を発生させ、測定対象物21を介して伝達さ
れる捩り力をトルクセル14で検知して測定対象物21の捩
り特性を測定するようになっている。このことから明ら
かなように、本例ではロータリーアクチュエータ12が捩
り力発生機を成し、トルクセル14がトルク検知器を成し
ている。

上記ロータリーアクチュエータ12はベース11に固設され
ており、一方トルクセル14はスライダー20上面に立設さ
れた支持ブロック22に取り付けられている。スライダー
20には、これをベース11に固定するための締結ボルト23
がねじ込まれており、これらの締結ボルト23はベース11
上面に形成されたガイド溝25に嵌合されている。そして
スライダー20は、締結ボルト23の非締結状態においてそ
れら締結ボルト23とガイド溝25との嵌合作用により、ロ
ータリーアクチュエータ12とトルクセル14との対向方向
に案内されるようになっている。

またこのスライダー20にはナット部材24が固設されてお
り、このナット部材24にねじシャフト26が螺合されてい
る。このねじシャフト26はナット部材24とともにねじ送
り機構28を構成するもので、ベース11に回転可能且つ軸
方向に移動不能に保持されている。そしてスライダー20
は、前記ガイド溝25の案内下に、このねじシャフト26の
回転によってロータリーアクチュエータ12とトルクセル
14との対向方向に移動されるようになっている。

一方ベース11の側方には可変速モータ34が配されてお
り、この可変速モータ34の出力軸36にプーリ38が取り付
けられている。そしてこのプーリ38と前記ねじシャフト
26に取り付けられたプーリ32との間にベルト40が巻き掛
けられており、ねじシャフト26が可変速モータ34の回転
駆動力に基づいて回転駆動されるようになっている。即
ちスライダー20、ひいてはトルクセル14が、ロータリー
アクチュエータ12に対して可変速モータ34の回転駆動力
に基づいて接近・離隔移動されるようになっている。尚
この可変速モータ34は、起動スイッチ，正逆転切換スイ
ッチ，速度調整ツマミ等を備えたリモートコントローラ
42にて回転制御されるようになっている。

ここで可変速モータ34の出力軸36とプーリ38との間に
は、一定以上の大きさのトルク伝達を阻止するトルクリ
ミッター44が配されている。このトルクリミッター44
は、第３図に詳しく示されているようにハブ46において
軸36に嵌着されており、皿ばね48によって押圧される環
状プレート50とハブ46のフランジ部52との間で、プーリ
38の内周部を摩擦部材54を介して挟圧している。そして
トルクリミッター44は、可変速モータ34側からねじシャ
フト26側に伝達されるトルクが小さい間はプーリ38と摩
擦部材54との間の摩擦力によってそのトルクを伝達し、
それが一定以上の大きさになるとその摩擦面で出力軸36
を空回りさせてそれ以上のトルク伝達を防止する。尚こ
の出力軸36を空回りさせるトルクには、ハブ46に螺合さ
れた調整ネジ56のねじ込み量を変え、皿ばね48の付勢力
を変化させて調整することができる。

次に本例の捩り試験機10に測定対象物21を取り付ける手
順について説明する。

本例の捩り試験機10においては、測定対象物21に治具19
を予め組み付けて組付体58と成し、その組付体58をヘッ
ド16,18間に取り付ける。先ず、第２図に仮想線で示す
ようにトルクセル14をロータリーアクチュエータ12から
離隔させた状態で、組付体58を一方の治具19においてロ
ータリーアクチュエータ12の加振ヘッド16に固定する。
そしてその状態で組付体58の他方（トルクセル14側）の
治具19を支えて組付体58を取付姿勢に保持しつつリモー
トコントローラ42を操作し、可変速モータ34を起動して
正転させる。

このようにするとトルクセル14の固定ヘッド18が組付体
58に当接しない間は可変速モータ34からねじシャフト26
側に伝達されるトルクが小さいため、可変速モータ34の
回転駆動力がそのままねじシャフト26に伝達され、トル
クセル14がロータリーアクチュエータ12に接近移動され
る。そして固定ヘッド18が組付体58に当接すると可変速
モータ34の出力トルクが上昇し、それに伴って組付体58
に対する固定ヘッド18の押圧力が上昇するが、可変速モ
ータ34の出力トルクがトルクリミッター44で設定された
トルクまで上昇すると、出力軸36がプーリ38に対して空
回りするようになる。即ちトルクリミッター44で設定さ
れたトルクより大きいトルクがねじシャフト26側へ伝達
されなくなり、ねじシャフト26側へ伝達されるトルクが
そのトルクリミッター44における設定トルクに維持され
て、固定ヘッド18が組付体58、即ち測定対象物21を押圧
する押圧力もその設定トルクに対応した大きさに維持さ
れるようになる。

従って出力軸36がプーリ38に対して空回りするようにな
ったら、締結ボルト23でスライダー20をベース11に固定
する。そしてその後前記組付体58の他方の治具19をトル
クセル14の固定ヘッド18に固定する。

尚測定対象物21をヘッド16,18間から取外す場合には、
上記組付体58の他方の治具19と固定ヘッド18との固定を
解除し、リモートコントローラ42の操作によって可変速
モータ34を逆転駆動してトルクセル14をロータリーアク
チュエータ12から当初の位置まで離隔させる。そしてそ
のトルクセル14の離隔状態で組付体58、即ち測定対象物
21を加振ヘッド16から取り外す。この場合、トルクセル
14は図示しないストッパに当接させて停止させるように
する。このようにすると、トルクセル14がストッパに当
たってその押圧力が一定の大きさに達すると、取付時の
場合と同様に出力軸36がプーリ38に対して空回りするよ
うになる。

このように本例の捩り試験機10においては、測定対象物
21（組付体58）をヘッド16,18間に取り付ける場合、単
にリモートコントローラ42を操作するだけでトルクセル
14（固定ヘッド18）をロータリーアクチュエータ12に接
近移動させることができ、従来のようにハンドルを回転
操作する必要がない。このため測定対象物21が自動車駆
動系のゴム部品で治具19の重量が重いような場合にも、
それを一人で容易に取り付けることができるようにな
る。

また本例の捩り試験機10においては、前述のようにトル
クリミッター44による出力軸36の空回り作用により、測
定対象物21に対する押圧力が一定に維持されるため、そ
の押圧力によって測定対象物21に加えられる初期荷重も
一定となり、従って初期荷重のバラツキに起因する測定
結果のバラツキが回避される。

更に本例の捩り試験機10においては、可変速モータ34の
出力トルクもトルクリミッター44による出力軸36の空回
り作用でその上限が制限されるため、可変速モータ34が
過負荷となることがなく、焼付きを生じることがない。
またこれによってベルト40の空回りも防止されるので、
ベルト40の寿命が向上するといった利点もある。

以上本考案の一実施例を詳細に説明したが、本考案はこ
れに限定されるものではない。

例えば前例では、可変速モータ34の出力軸36とそれに取
り付けられるプーリ38との間にトルクリミッター44が配
されていたが、ねじシャフト26とそれに取り付けられる
プーリ38との間にトルクリミッター44を取り付けること
も可能であるし、場合によっては可変速モータ34の出力
軸36やねじシャフト26の中間位置等、他のトルク伝達部
位にトルクリミッター44を介在させることもできる。

また前例では、可変速モータ34の回転駆動力がベルト40
を介してねじシャフト26に伝達されるようになっていた
が、それらの間の動力伝達にベルト40以外の動力伝達手
段を用いることもできる。尚第４図及び第５図には、そ
の動力伝達手段としてギヤ60,62を用いた例が示されて
おり、そこにおいては出力軸36とその出力軸36に取り付
けられたギヤ60との間に前例と同様のトルクリミッター
44が配されている。

この外本考案は、トルク検知器側を固定して捩り力発生
機側を移動させるようにするなど、その主旨を逸脱しな
い範囲において、当業者の有する知識に基づき様々な変
更を施した形態で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の一実施例である捩り試験機
の平面図及び正面図であり、第３図は同捩り試験機にお
ける要部拡大断面図であり、第４図は本考案の他の実施
例の正面要部図であり、第５図はその右側面図である。
第６図は従来の捩り試験機の正面図である。 10:捩り試験機 12:ロータリーアクチュエータ 14:トルクセル、16:加振ヘッド 18:固定ヘッド、19:治具 21:測定対象物、28:ねじ送り機構 32,38:プーリ、34:可変速モータ 44:トルクリミッター 58:組付体、60,62:ギヤ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】測定対象物を固定するための固定ヘッドを
   進退可能に設けてその前進位置で測定対象物を固定し、
   捩り力発生機で発生した捩り力を該測定対象物に加えて
   該測定対象物の捩り特性を測定する捩り試験機におい
   て、 モータの回転駆動力をねじ送り機構を介して前記固定ヘ
   ッドに加えて該固定ヘッドを進退させるようにするとと
   もに、その動力伝達経路の途中に、予め設定した大きさ
   以上のトルクの伝達を阻止するトルクリミッターを配し
   たことを特徴とする捩り試験機。