旋轉(zhuǎn)扭曲試驗的制造方法
【專利摘要】包括：第一驅(qū)動軸，其安裝工件的一端，以規(guī)定旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)；第二驅(qū)動軸，其安裝工件的另一端，以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)；載荷賦予部，支承第一驅(qū)動軸并對第一驅(qū)動軸進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，對工件施加扭曲載荷；以旋轉(zhuǎn)軸為中心將載荷賦予部支承為自由旋轉(zhuǎn)的至少一個第一軸承；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，其以相同相位對第一驅(qū)動軸和載荷賦予部進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；和檢測扭曲載荷的轉(zhuǎn)矩傳感器。載荷賦予部包括框體，該框體具有被第一驅(qū)動軸插入其中的圓筒狀的軸部，在軸部，框體由第一軸承支承并對第一驅(qū)動軸進行支承，轉(zhuǎn)矩傳感器安裝于第一驅(qū)動軸插入軸部的部分，對該部分的扭曲載荷進行檢測。
【專利說明】旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種一邊使工件旋轉(zhuǎn)一邊對工件施加旋轉(zhuǎn)方向的扭曲的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，汽車的離合器、傳動軸等動力傳遞部件，在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，在旋轉(zhuǎn)軸的周圍承受較大變動的轉(zhuǎn)矩。為了正確地評價這種部件的耐疲勞性，進行旋轉(zhuǎn)扭曲試驗，一邊使試樣旋轉(zhuǎn)一邊對試樣的旋轉(zhuǎn)軸周圍施加轉(zhuǎn)矩(扭曲載荷)。
[0003]在專利文獻(xiàn)I中公開一種旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，其包括:對試樣11施加轉(zhuǎn)矩的油壓致動器52 ;和使油壓致動器52與試樣11同步旋轉(zhuǎn)的交流電動機58。交流電動機58使油壓致動器52的主體旋轉(zhuǎn)，并以與油壓致動器52的主體相同的速度，使試樣11的輸出軸也同軸地旋轉(zhuǎn)。試樣11的輸入軸與油壓致動器52的輸出軸連結(jié)，通過驅(qū)動交流電動機58與油壓致動器52,能夠一邊使試樣11旋轉(zhuǎn)一邊對試樣11施加轉(zhuǎn)矩。利用設(shè)置于輸出軸46與試樣11之間的轉(zhuǎn)矩傳感器47測量施加于試樣11的轉(zhuǎn)矩。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-125549號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明想要解決的問題
[0008]在專利文獻(xiàn)I的試驗機中，試樣11、用于安裝試樣11的安裝凸緣成為經(jīng)由轉(zhuǎn)矩傳感器47支承于試驗機的結(jié)構(gòu)。因此，在轉(zhuǎn)矩傳感器47，除了被施加作為檢測對象的扭曲載荷之外，還被施加由試樣11、安裝凸緣的重力、離心力產(chǎn)生的彎曲載荷，所以在試驗中不能充分正確地測量施加于試樣11的轉(zhuǎn)矩。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供一種旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，其包括:第一驅(qū)動軸，其安裝工件的一端，以規(guī)定旋轉(zhuǎn)軸為中心進行旋轉(zhuǎn)；第二驅(qū)動軸，其安裝工件的另一端，以旋轉(zhuǎn)軸為中心進行旋轉(zhuǎn)；載荷賦予部，其支承第一驅(qū)動軸并對該第一驅(qū)動軸進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，對工件施加扭曲載荷；以旋轉(zhuǎn)軸為中心將載荷賦予部支承為自由旋轉(zhuǎn)的至少一個第一軸承:旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，以相同相位對第一驅(qū)動軸和載荷賦予部進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；和檢測扭曲載荷的轉(zhuǎn)矩傳感器，由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，經(jīng)由第一和第二驅(qū)動軸使工件旋轉(zhuǎn)，并且由載荷賦予部對第一驅(qū)動軸與第二驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)施加相位差，由此對工件施加載荷，載荷賦予部包括框體，該框體具有被第一驅(qū)動軸插入其中的圓筒狀的軸部，在軸部，框體由第一軸承支承并對第一驅(qū)動軸進行支承，轉(zhuǎn)矩傳感器安裝于第一驅(qū)動軸的被插入于軸部的部分，對該部分的扭曲載荷進行檢測。
[0010]根據(jù)此結(jié)構(gòu)，在第一驅(qū)動軸利用轉(zhuǎn)矩傳感器檢測扭曲載荷的部分因為由框體軸部和第一軸承支承，所以對于彎曲的剛性高，因此，安裝于第一驅(qū)動軸的工件由重力、離心力等產(chǎn)生的彎曲載荷所引起的轉(zhuǎn)矩傳感器的檢測誤差被抑制得較低，能夠進行扭曲載荷的高精度檢測。
[0011]也可以采用如下結(jié)構(gòu):軸部包括一對第二軸承，該一對第二軸承在軸方向上分離地配置，將第一驅(qū)動軸支承為自由旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩傳感器配置于一對第二軸承之間。
[0012]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，被施加于第一驅(qū)動軸的彎曲載荷，由于被一對第二軸承承接，所以彎曲載荷幾乎沒有傳遞到第一驅(qū)動軸配置于第二軸承間的部分，防止彎曲載荷影響轉(zhuǎn)矩傳感器的檢測結(jié)果。另外，根據(jù)此結(jié)構(gòu)，不僅在試樣側(cè)，在載荷賦予側(cè)產(chǎn)生的彎曲載荷的影響也受到抑制。
[0013]也可以采用如下結(jié)構(gòu):載荷賦予部包括:驅(qū)動第一驅(qū)動軸的電動機:和檢測該電動機的驅(qū)動量的驅(qū)動量檢測單元。
[0014]也可以采用如下結(jié)構(gòu):旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機包括:驅(qū)動電力供給部，其配置于載荷賦予部的外部，對電動機供給驅(qū)動電力；驅(qū)動電力傳送路徑，其從驅(qū)動電力供給部向電動機傳送驅(qū)動電力；轉(zhuǎn)矩信號處理部，其配置于載荷賦予部的外部，處理轉(zhuǎn)矩傳感器輸出的轉(zhuǎn)矩信號；和轉(zhuǎn)矩信號傳送路徑，其從轉(zhuǎn)矩傳感器向轉(zhuǎn)矩信號處理部傳送轉(zhuǎn)矩信號，其中，驅(qū)動電力傳送路徑包括:外部驅(qū)動電力傳送路徑，其配置于載荷賦予部的外部；內(nèi)部驅(qū)動電力傳送路徑，其配置于載荷賦予部的內(nèi)部，與該載荷賦予部一起旋轉(zhuǎn)；和第一滑動環(huán)部，其連接外部驅(qū)動電力傳送路徑和內(nèi)部驅(qū)動電力傳送路徑，轉(zhuǎn)矩信號傳送路徑包括:外部轉(zhuǎn)矩信號傳送路徑，其配置于載荷賦予部的外部；內(nèi)部轉(zhuǎn)矩信號傳送路徑，其配線于載荷賦予部的內(nèi)部，與該載荷賦予部一起旋轉(zhuǎn)；和第二滑動環(huán)部，其連接外部轉(zhuǎn)矩信號傳送路徑和內(nèi)部轉(zhuǎn)矩信號傳送路徑，其中，第二滑動環(huán)部與第一滑動環(huán)部外隔離地配置。
[0015]根據(jù)此結(jié)構(gòu)，能夠?qū)πD(zhuǎn)中的電動機供給驅(qū)動電流，實現(xiàn)使用電動機的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機。采用電動機，由此需要寬廣的設(shè)置空間的油壓供給裝置變得不再需要，因而能夠不用維護麻煩的油壓系統(tǒng)。另外，由于液壓油的漏出被解決，所以能夠維持良好的作業(yè)環(huán)境。并且，使用其它的滑動環(huán)，將驅(qū)動電力傳送路徑和轉(zhuǎn)矩信號傳送路徑完全分離，由此減輕從大電流流動的驅(qū)動電力傳送路徑對微弱信號流動的轉(zhuǎn)矩信號傳送路徑造成的電磁干擾，抑制扭曲載荷的檢測精確度降低。
[0016]也可以采用如下結(jié)構(gòu):在第一滑動環(huán)部與第二滑動環(huán)部之間配置有至少一個第一軸承。
[0017]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，因為在大電流流動的第一滑動環(huán)部產(chǎn)生的電磁噪聲被第一軸承屏蔽，所以難以經(jīng)由第二滑動環(huán)部混入轉(zhuǎn)矩信號傳送路徑，防止扭曲載荷的檢測精確度降落。
[0018]也可以采用如下結(jié)構(gòu):在第一驅(qū)動軸的配置于軸部內(nèi)的部分設(shè)置有外徑形成得較細(xì)的狹窄部，轉(zhuǎn)矩傳感器包括貼附于狹窄部以檢測扭曲載荷的應(yīng)變計。
[0019]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，利用在第二驅(qū)動軸直接貼附應(yīng)變計的簡單結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)小巧的轉(zhuǎn)矩傳感器。另外，利用在狹窄部貼附應(yīng)變計的結(jié)構(gòu)，能夠在不干擾軸部地將轉(zhuǎn)矩傳感器收容于軸部內(nèi)。并且，利用在狹窄部貼附應(yīng)變計的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)高檢測靈敏度的轉(zhuǎn)矩傳感器。
[0020]也可以采用如下結(jié)構(gòu):軸部具有從狹窄部在軸方向上延伸的槽部，內(nèi)部轉(zhuǎn)矩信號傳送路徑從狹窄部通過槽部與第二滑動環(huán)部的環(huán)狀電極連接。
[0021]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠容易地進行轉(zhuǎn)矩傳感器的制作和設(shè)置。
[0022]也可以采用如下結(jié)構(gòu):包括將驅(qū)動量檢測單元的輸出信號傳送至驅(qū)動電力供給部的驅(qū)動量信號傳送路徑，驅(qū)動量信號傳送路徑包括:外部驅(qū)動量信號傳送路徑，其配置于載荷賦予部的外部；內(nèi)部驅(qū)動量信號傳送路徑，其配線于載荷賦予部的內(nèi)部，與該載荷賦予部一起旋轉(zhuǎn)；和第三滑動環(huán)部，其與第一滑動環(huán)部隔離地配置，連接外部驅(qū)動量信號傳送路徑和內(nèi)部驅(qū)動量信號傳送路徑。
[0023]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠抑制驅(qū)動電力傳送路徑和驅(qū)動量信號傳送路徑的電磁干擾，能夠防止驅(qū)動量的檢測精確度降低。
[0024]也可以采用如下結(jié)構(gòu):包括檢測載荷賦予部的轉(zhuǎn)數(shù)的轉(zhuǎn)數(shù)檢測單元，在轉(zhuǎn)數(shù)檢測單元與第一滑動環(huán)部之間配置有至少一個第一軸承。
[0025]也可以采用如下結(jié)構(gòu):旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部包括:第二電動機；和驅(qū)動力傳遞部，其將該第二電動機的驅(qū)動力傳遞至載荷賦予部和第二驅(qū)動軸，使載荷賦予部和第二驅(qū)動軸以相同相位旋轉(zhuǎn)，其中，該驅(qū)動力傳遞部包括:第一驅(qū)動力傳遞部，其將第二電動機的驅(qū)動力傳遞至第二驅(qū)動軸；和第二驅(qū)動力傳遞部，其將第二電動機的驅(qū)動力傳遞至載荷賦予部。
[0026]也可以采用如下結(jié)構(gòu):第一和第二驅(qū)動力傳遞部分別包括環(huán)形帶機構(gòu)、鏈機構(gòu)和齒輪機構(gòu)的至少一個。
[0027]也可以采用如下結(jié)構(gòu):第一和第二驅(qū)動力傳遞部分別包括環(huán)形帶機構(gòu)，第一驅(qū)動力傳遞部包括:第三驅(qū)動軸，其與旋轉(zhuǎn)軸平行地配置，被第二電動機驅(qū)動；第一驅(qū)動輪，其被同軸地固定于第三驅(qū)動軸；第一從動輪，其被同軸地固定于載荷賦予部；和第一環(huán)形帶，其被架設(shè)于第一驅(qū)動輪和第一從動輪，第二驅(qū)動力傳遞部包括:第四驅(qū)動軸，其與第三驅(qū)動軸同軸地連結(jié)；第二驅(qū)動輪，其被固定于第四驅(qū)動軸；第二從動輪，其被固定于第一驅(qū)動軸；和第二環(huán)形帶，其被架設(shè)于第二驅(qū)動輪和第二從動輪。
[0028]也可以采用如下結(jié)構(gòu):在載荷賦予部的框體的外周部形成有第一從動輪。
[0029]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，例如與第一從動輪安裝在框體的一端的一般結(jié)構(gòu)相比，實現(xiàn)小巧的
`>J-U ρ?α裝直。
[0030]也可以采用如下結(jié)構(gòu):包括配置于載荷賦予部內(nèi)的減速器，第一從動輪被固定于安裝有減速器的減速器固定板。
[0031]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于受到較大的變動載荷的減速器與第一從動輪以較高的剛性結(jié)合，所以試驗中的載荷賦予部的變形減少，能夠以高精確度施加扭曲載荷。
[0032]也可以采用如下結(jié)構(gòu):第一驅(qū)動軸與載荷賦予部的框體同軸且連接為一體。
[0033]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使用共同動力傳遞機構(gòu)來驅(qū)動第一驅(qū)動軸和載荷賦予部，實現(xiàn)簡單結(jié)構(gòu)的扭曲旋轉(zhuǎn)裝置。
[0034]也可以采用如下結(jié)構(gòu):載荷賦予部的框體具有外周面形成為與旋轉(zhuǎn)軸同軸的圓柱狀的圓柱部，旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，包括:第三驅(qū)動軸，其與旋轉(zhuǎn)軸平行地配置，被第二電動機驅(qū)動；第一驅(qū)動輪，其被固定于第三驅(qū)動軸；和同步帶，其被卷掛于第一驅(qū)動輪和框體圓柱部。
[0035]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過將載荷賦予部的框體的一部分作為從動輪使用，部件個數(shù)減少，實現(xiàn)小巧結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機。
[0036]上述旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機也可以是根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器的檢測結(jié)果，來測定一邊使工件旋轉(zhuǎn)一邊對工件施加有旋轉(zhuǎn)方向的扭曲時的工件的運動(變動)的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的實施方式的結(jié)構(gòu)，提供一種旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，能夠高精確度地測量扭曲載荷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1是關(guān)于本發(fā)明的第一實施方式的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機I的側(cè)視圖。
[0039]圖2是旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機I的載荷賦予部100附近的縱截面圖。
[0040]圖3是表示旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機I的控制系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的方塊圖。
[0041]圖4是關(guān)于本發(fā)明的第二實施方式的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機200的平面圖。
[0042]圖5是關(guān)于本發(fā)明的第二實施方式的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機200的側(cè)視圖。
[0043]圖6是旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機200的載荷賦予部1100附近的縱截面圖。
[0044]圖7是表示旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機200執(zhí)行的處理的流程圖。
[0045]圖8是表示扭轉(zhuǎn)動作處理SlOO的詳細(xì)的流程圖。
[0046]圖9是表示動態(tài)扭轉(zhuǎn)動作處理SlOO的詳細(xì)的流程圖。
[0047]圖10是表示在扭轉(zhuǎn)動作處理SlOO中施加于試樣的轉(zhuǎn)矩的時間變化的例子的圖表。
[0048]圖11是表示在扭轉(zhuǎn)動作處理SlOO中施加于試樣的轉(zhuǎn)矩的時間變化的例子的圖表。
【具體實施方式】
[0049]以下，參照圖式來說明關(guān)于本發(fā)明的實施方式的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機。
[0050][第一實施方式]
[0051]圖1是關(guān)于本發(fā)明的第一實施方式的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機I的側(cè)視圖。旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機I是將汽車用離合器做為試樣Tl進行旋轉(zhuǎn)扭曲試驗的裝置，能夠一邊使試樣Tl旋轉(zhuǎn)一邊對試樣Tl的輸入軸和輸出軸(例如離合器蓋和離合器圓盤)之間施加設(shè)定的固定或變動轉(zhuǎn)矩。旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機I包括:基座10，其支承旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機I的各部；載荷賦予部100，其一邊與試樣Tl 一起旋轉(zhuǎn)，一邊對試樣Tl施加規(guī)定的轉(zhuǎn)矩；將載荷賦予部100支承為自由旋轉(zhuǎn)的軸承部20、30、40 ;將載荷賦予部100的內(nèi)外電連接的滑動環(huán)部50、60 ;檢測載荷賦予部100的轉(zhuǎn)數(shù)的回轉(zhuǎn)式編碼器70 ;變頻調(diào)速電動機80，其以設(shè)定的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動載荷賦予部100 ;和驅(qū)動輪91與驅(qū)動帶(正時皮帶)92。
[0052]基座10具有:在上下水平排列配置的下層基板11和上層基板12 ;和連結(jié)下層基板11與上層基板12的多個垂直支承壁13。在下層基板11的下表面安裝有多個防震底座15，基座10隔著防震底座15被配置于平坦地面F上。在下層基板11的上表面固定有變頻調(diào)速電動機80。另外，在上層基板12的上表面安裝有軸承部20、30、40和回轉(zhuǎn)式編碼器70。
[0053]圖2是旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機I的載荷賦予部100附近的縱截面圖。載荷賦予部100包括:帶階梯的筒狀外殼IOOa ;安裝在外殼IOOa內(nèi)的伺服電動機150、減速器160以及連結(jié)軸170 ;和轉(zhuǎn)矩傳感器172。外殼IOOa包括:收容有伺服電動機150的電動機收容部(胴部)110 ;可自由旋轉(zhuǎn)地被支承于軸承部20的軸部120 ;可自由旋轉(zhuǎn)地被支承于軸承部30的軸部130 ;和安裝有滑動環(huán)部50 (第一圖)的滑動環(huán)51的軸部140。電動機收容部110和軸部120、130、140分別是具有中空部的大致圓筒狀(或者，直徑在軸方向階梯狀變化的帶階梯的圓筒狀)的部件。電動機收容部110是在中空部收容伺服電動機150的外徑最大的部件。電動機收容部110的試樣Tl側(cè)的一端(在圖2中的右端)與軸部120連接，另一端與軸部130連接。另外，軸部130的與電動機收容部110相反一側(cè)的端部與軸部140連接。軸部140在前端部(在第一圖的左端部)由軸承部40支承為自由旋轉(zhuǎn)。
[0054]伺服電動機150由多個固定螺栓111固定于電動機收容部110。伺服電動機150的驅(qū)動軸152經(jīng)由聯(lián)接器154與減速器160的輸入軸連結(jié)。另外，減速器160的輸出軸與連結(jié)軸170連接。此外，減速器160包括安裝凸緣162，在電動機收容部110與軸部120之間夾著安裝凸緣162的狀態(tài)下，經(jīng)由未圖示的螺栓緊固電動機收容部110和軸部120固定于外殼100a。
[0055]軸部120是帶大致階梯的圓筒狀部件，在電動機收容部110側(cè)具有外徑大的輪部121，在試樣Tl側(cè)具有由軸承部20支承為自由旋轉(zhuǎn)的主軸部122。如圖1所示，在輪部121的外周面和在變頻調(diào)速電動機80的驅(qū)動軸81所安裝的驅(qū)動輪91架設(shè)有驅(qū)動帶92，變頻調(diào)速電動機80的驅(qū)動力被驅(qū)動帶92傳遞至輪部121，使載荷賦予部100旋轉(zhuǎn)。另外，在輪部121內(nèi)收容有減速器160和連結(jié)軸170的連結(jié)部。將為了收容該連結(jié)部而必須加大外徑的某部位做為輪進行利用，因此，能夠不增加部件個數(shù)地實現(xiàn)緊湊的裝置結(jié)構(gòu)。
[0056]在軸部120的主軸部122的前端(在圖2中的右端)安裝有轉(zhuǎn)矩傳感器172。另外，轉(zhuǎn)矩傳感器172的一面(在圖2中的右側(cè)面)成為安裝試樣Tl的輸入軸(離合器蓋)的支承面，利用轉(zhuǎn)矩傳感器172檢測施加于試樣Tl的轉(zhuǎn)矩。
[0057]在軸部120的主軸部122的內(nèi)周面，在軸方向兩端附近設(shè)置有軸承123、124。連結(jié)軸170由軸承123、124支承為在軸部120內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。連結(jié)軸170的前端(在圖2中的右端)貫通轉(zhuǎn)矩傳感器172，突出至外部。從轉(zhuǎn)矩傳感器172突出的部分被插入于試樣Tl的輸出軸(即離合器從動盤轂)的軸孔而固定。即，利用伺服電動機150，相對于載荷賦予部100的外殼IOOa使連結(jié)軸170旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，能夠?qū)ο鄬τ谕鈿OOa被固定的試樣Tl的輸入軸(離合器蓋)和被固定于連結(jié)軸170的試樣Tl的輸出軸(離合器從動盤)之間施加設(shè)定的動態(tài)或靜態(tài)轉(zhuǎn)矩。
[0058]另外 ，如圖1所示，在軸部130的端部(在圖1中的左端)附近配置有用于檢測載荷賦予部100的轉(zhuǎn)數(shù)的回轉(zhuǎn)式編碼器70。
[0059]在軸部140的軸方向中央部安裝有滑動環(huán)部50的滑動環(huán)51。在滑動環(huán)51與供給驅(qū)動電流的動力線150W (圖2)連接，動力線150W對伺服電動機150供給驅(qū)動電流。從伺服電動機150延伸的動力線150W通過形成在軸部130、140的中空部與滑動環(huán)51連接。
[0060]滑動環(huán)部50包括滑動環(huán)51、刷固定件52和四個刷53。如上所述，滑動環(huán)51安裝于載荷賦予部100的軸部140。另外，刷53被刷固定件52固定于軸承部40?；瑒迎h(huán)51具有在軸方向上等間隔配置的四個電極環(huán)51ι，相對于各電極環(huán)51ι配置有刷53。各電極環(huán)51r與伺服電動機150的動力線150W連接，各刷53的端子與伺服電動機驅(qū)動單元330 (后述)連接。即，伺服電動機150的各動力線150W經(jīng)由滑動環(huán)部50與伺服電動機驅(qū)動單元330連接?；瑒迎h(huán)部50向旋轉(zhuǎn)的載荷賦予部100的內(nèi)部，導(dǎo)入伺服電動機驅(qū)動單元330供給的伺服電動機150的驅(qū)動電流。
[0061]另外，在軸部140的前端(在圖1中的左端)安裝有滑動環(huán)部60的滑動環(huán)(未圖示)。滑動環(huán)部60的滑動環(huán)與從伺服電動機150延伸的通信線150W’(圖2)連接，例如內(nèi)置于伺服電動機150的內(nèi)置回轉(zhuǎn)式編碼器(未圖示)的信號，經(jīng)由滑動環(huán)部60被輸出至外部。當(dāng)在滑動環(huán)中流動大容量電動機的驅(qū)動電流等的大電流時，由于放電而容易產(chǎn)生大的電磁噪聲。另外，由于滑動環(huán)不能充分被屏蔽，所以容易受到電磁噪聲的干擾。如上所述，利用使用隔開一定距離配置的另外的滑動環(huán)、將微弱電流流動的通信線150W’與大電流流動的動力線150W連接于外部配線的結(jié)構(gòu)，能夠有效地防止噪聲混入通信用信號。另外，在本實施方式中，滑動環(huán)部60設(shè)置于軸承部40的與滑動環(huán)部50側(cè)相反一側(cè)的面。采用該結(jié)構(gòu)，利用軸承部40也能夠獲得屏蔽滑動環(huán)部60以避開滑動環(huán)部50產(chǎn)生的電磁噪聲的效果。
[0062]接著，說明旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機I的控制系統(tǒng)。圖3表不旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機I的控制系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的方塊圖。旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機I包括:控制旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機I的整體的控制單元310 ;用于設(shè)定試驗條件的設(shè)定單元370 ;波形產(chǎn)生單元320，其根據(jù)已設(shè)定的試驗條件(對試樣施加的轉(zhuǎn)矩波形、扭轉(zhuǎn)角的波形等)，計算伺服電動機150的驅(qū)動量的波形并將其輸出至控制單元310 ;伺服電動機驅(qū)動單元330，其根據(jù)控制單元310的控制，生成伺服電動機150的驅(qū)動電流；變頻調(diào)速電動機驅(qū)動單元340，其根據(jù)控制單元310的控制，生成變頻調(diào)速電動機80的驅(qū)動電流；轉(zhuǎn)矩測量單元350，其根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器172的信號計算施加于被試樣的轉(zhuǎn)矩；和轉(zhuǎn)數(shù)測量單元360，其根據(jù)回轉(zhuǎn)式編碼器70的信號，計算載荷賦予部100的轉(zhuǎn)數(shù)。
[0063]設(shè)定單元370包括未圖示的觸摸面板等使用者輸入接口、⑶-ROM驅(qū)動器等可換型記錄介質(zhì)讀取裝置、GPIB (General Purpose Interface Bus,通用接口總線)或USB(Universal Serial Bus，通用串行總線)等外部輸入接口和網(wǎng)絡(luò)接口。設(shè)定單元370根據(jù)經(jīng)由使用者輸入接口接收的使用者輸入、從可換型記錄媒體讀取的數(shù)據(jù)、經(jīng)由外部輸入接口從外部設(shè)備(例如信號產(chǎn)生器(function generator))輸入的數(shù)據(jù),和/或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口從服務(wù)器取得的數(shù)據(jù)，進行試驗條件的設(shè)定。另外，本實施方式的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機I能夠使用位移控制和轉(zhuǎn)矩控制這兩個控制方式，經(jīng)由設(shè)定單元370能夠設(shè)定以任一控制方式控制被施加于試樣Tl的扭轉(zhuǎn)，其中，上述位移控制是根據(jù)施加于試樣Tl的扭轉(zhuǎn)角(即由內(nèi)置于伺服電動機150的內(nèi)置回轉(zhuǎn)式編碼器檢測的伺服電動機150的驅(qū)動量)進行控制，上述轉(zhuǎn)矩控制是根據(jù)施加于試樣Tl的(即由轉(zhuǎn)矩傳感器172檢測的)轉(zhuǎn)矩進行控制。
[0064]控制單元310根據(jù)從設(shè)定單元370取得的試樣Tl的旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)定值，對變頻調(diào)速電動機驅(qū)動單元340指令變頻調(diào)速電動機80的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。另外，控制單元310根據(jù)從波形產(chǎn)生單元320取得的伺服電動機150的驅(qū)動量的波形數(shù)據(jù)，指令伺服電動機驅(qū)動單元330進行伺服電動機150的驅(qū)動。
[0065]如圖3所示，轉(zhuǎn)矩測量單元350根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器172的信號算出的轉(zhuǎn)矩測量值，被發(fā)送到控制單元310和波形產(chǎn)生單元320。另外，內(nèi)置于伺服電動機150的內(nèi)置回轉(zhuǎn)式編碼器的信號，被發(fā)送到控制單元310、波形產(chǎn)生單元320和伺服電動機驅(qū)動單元330。波形產(chǎn)生單元320根據(jù)對伺服電動機150的驅(qū)動軸152的旋轉(zhuǎn)角進行檢測的內(nèi)置回轉(zhuǎn)式編碼器的信號，計算伺服電動機150的轉(zhuǎn)數(shù)的測量值。波形產(chǎn)生單元320在轉(zhuǎn)矩控制的狀況下，比較轉(zhuǎn)矩(在位移控制的狀況下是伺服電動機150的驅(qū)動量)的設(shè)定值和測量值，對向控制單元310發(fā)送的伺服電動機150的驅(qū)動量的設(shè)定值進行反饋控制，使得該設(shè)定值與該測量值—致。
[0066]另外，轉(zhuǎn)數(shù)測量單元360根據(jù)回轉(zhuǎn)式編碼器70的信號所算出的載荷賦予部100的轉(zhuǎn)數(shù)的測量值，被發(fā)送到控制單元310?？刂茊卧?10比較載荷賦予部100的轉(zhuǎn)數(shù)的設(shè)定值和測量值，對向變頻調(diào)速電動機80發(fā)送的驅(qū)動電流的頻率進行反饋控制，使得該設(shè)定值與該測量值一致。
[0067]另外，伺服電動機驅(qū)動單元330比較伺服電動機150的驅(qū)動量的目標(biāo)值和由內(nèi)置回轉(zhuǎn)式編碼器檢測出的驅(qū)動量，對向伺服電動機150發(fā)送的驅(qū)動電流進行反饋控制，使得驅(qū)動量接近目標(biāo)值。
[0068]另外，控制單元310包括用于保存試驗數(shù)據(jù)的硬盤裝置(未圖示)，將試樣Tl的旋轉(zhuǎn)速度、施加于試樣Tl的扭轉(zhuǎn)角(伺服電動機150的旋轉(zhuǎn)角)和扭曲載荷的各測量值的數(shù)據(jù)記錄于硬盤裝置。各測量值的時間變化遍及從試驗開始至結(jié)束的整個期間被記錄。利用以上說明了的第一實施方式的結(jié)構(gòu)，能夠進行以汽車用離合器為試樣Tl的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗。
[0069](第二實施方式)
[0070]接著，說明本發(fā)明的第二實施方式的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機1000。旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機1000是將汽車用傳動軸做為試樣T2進行旋轉(zhuǎn)扭曲試驗的裝置，能夠一邊使傳動軸旋轉(zhuǎn)一邊對傳動軸的輸入軸和輸出軸之間施加已設(shè)定的固定或變動轉(zhuǎn)矩。圖4是旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機1000的平面圖，圖5是旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機1000的側(cè)視圖(在圖4中從下側(cè)看上側(cè)的圖)。另外，圖6是后述的載荷賦予部1100附近的縱截面圖。此外，旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機1000的控制系統(tǒng)具有與圖3所不的第一實施方式相同的概略結(jié)構(gòu)。
[0071]如圖4所示，旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機1000包括:支承旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機1000的各部分的四個基部1011、1012、1013和1014 ;載荷賦予部1100，其一邊與試樣T2 —起旋轉(zhuǎn)，一邊對試樣T2的兩端間施加規(guī)定的轉(zhuǎn)矩；將載荷賦予部1100支承為自由旋轉(zhuǎn)的軸承部1020、1030和1040 ;將載荷賦予部1100的內(nèi)外配線電連接的滑動環(huán)部1050、1060和1400 ;檢測載荷賦予部1100的轉(zhuǎn)數(shù)的回轉(zhuǎn)式編碼器1070 ;變頻調(diào)速電動機1080，其以已設(shè)定的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)數(shù)，對載荷賦予部1100和試樣T2的一端(在圖4中的右端)進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；驅(qū)動力傳遞部1190 (驅(qū)動輪1191、驅(qū)動帶(正時皮帶)1192和從動輪1193)，將變頻調(diào)速電動機1080的驅(qū)動力傳遞至載荷賦予部1100 ;和驅(qū)動力傳遞部1200，其將變頻調(diào)速電動機1080的驅(qū)動力傳遞至試樣T2的一端。驅(qū)動力傳遞部1200包括:軸承部1210 ;驅(qū)動軸1212 ;中繼軸1220 ;軸承部1230 ;驅(qū)動軸1232 ;驅(qū)動輪1234 ;軸承部1240 ;驅(qū)動軸1242 ;從動輪1244 ;驅(qū)動帶(正時皮帶)1250 ;和工件安裝部1280。
[0072]另外，在旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機1000中的軸承部1020、1030、1040、滑動環(huán)部1050、滑動環(huán)部1060、回轉(zhuǎn)式編碼器1070、變頻調(diào)速電動機1080和驅(qū)動輪1191，分別與第一實施方式的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機I中的軸承部20、30、40、滑動環(huán)部50、滑動環(huán)部60、回轉(zhuǎn)式編碼器70、變頻調(diào)速電動機80和驅(qū)動輪91同樣構(gòu)成。另外，載荷賦予部1100，除了后述的軸部1120、連結(jié)軸1170、工件安裝部1180和滑動環(huán)部1400外，具有與第一實施方式的載荷賦予部100相同的結(jié)構(gòu)。另外，驅(qū)動帶1192在從動側(cè)被掛于從動輪1193，這點與第一實施方式的驅(qū)動帶92的結(jié)構(gòu)不同，但其它結(jié)構(gòu)與驅(qū)動帶92相同。在以下說明中，對與第一實施方式相同或相似的結(jié)構(gòu)，使用相同或相似的符號省略詳細(xì)說明，以與第一實施方式的結(jié)構(gòu)上的不同點為中心來說明。
[0073]四個基部1011、1012、1013和1014分別配置于相同的平坦地面F上，被固定螺栓(未圖示)固定。在基部1011上固定有變頻調(diào)速電動機1080和軸承部1210。在基部1012上固定有支承載荷賦予部1100的軸承部1020、1030和1040和滑動環(huán)部1400的支承框體1402。另外，在基部1013固定有軸承部1230，在基部1014固定有軸承部1240?；?013和1014通過分別松緩固定螺栓，根據(jù)應(yīng)試樣Tl的長度，能夠在軸承部1230或1240的軸方向上移動。
[0074]載荷賦予部1100的連結(jié)軸1170，從軸部1120的前端(在圖6的右端)往外部突出，在連結(jié)軸1170的前端(在圖6的右端)固定有工件安裝部(凸緣接頭)1180。在從連結(jié)軸1170的軸部1120突出部分的軸方向中央部安裝有具有多個電極環(huán)的滑動環(huán)1401。
[0075]另外，如圖6所示，在連結(jié)軸1170的收容于軸部1120內(nèi)的部分形成有環(huán)狀狹窄部1172，該狹窄部1172形成為外徑較細(xì)，在狹窄部1172的周面貼附有應(yīng)變計1174。另外，連結(jié)軸1170是具有貫穿中心軸上的中空部(未圖示)的筒狀部件，在狹窄部1172形成有與中空部連接的插通孔(未圖示)。應(yīng)變計1174的導(dǎo)線(未圖示)通過形成于連結(jié)軸1170的上述插通孔和中空部，與滑動環(huán)1401的各電極環(huán)連接。另外，也可以在連結(jié)軸1170的周面設(shè)置從狹窄部1172延伸到滑動環(huán)1401的配線槽來替代中空部和插通孔，將應(yīng)變計1174的導(dǎo)線通過配線槽配線至滑動環(huán)1401。
[0076]在滑動環(huán)1401的下部配置有固定于支承框體1402上的刷部1403。刷部1403包括以分別與滑動環(huán)1401的各電極環(huán)接觸的方式相對配置的多個刷。各刷的端子經(jīng)由未圖示的電線與轉(zhuǎn)矩測量單元1350 (后述)連接。
[0077]接著，說明驅(qū)動力傳遞部1200 (圖4)的結(jié)構(gòu)。軸承部1210、1230和1240分別將驅(qū)動軸1212、1232和1242支承為自由旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動軸1212的一端(在圖4中的左端)經(jīng)由驅(qū)動輪1191與變頻調(diào)速電動機1080的驅(qū)動軸連結(jié)。另外，驅(qū)動軸1232的一端(在圖4中的左端)經(jīng)由中繼軸1220與驅(qū)動軸1212的另一端(在圖4中的右端)連結(jié)。在驅(qū)動軸1232的另一端(在圖4中的右端)安裝驅(qū)動輪1234，在驅(qū)動軸1242的一端(在圖4中的右端)安裝從動輪1244。驅(qū)動輪1234和從動輪1244上被架設(shè)驅(qū)動帶1250。另外，在驅(qū)動軸1242的另一端(在圖4中的左端)安裝用于固定試樣T2的一端的工件安裝部(凸緣接頭)1280。
[0078]變頻調(diào)速電動機1080的驅(qū)動力經(jīng)由上述的驅(qū)動力傳遞部1200 (即驅(qū)動軸1212、中繼軸1220、驅(qū)動軸1232、驅(qū)動輪1234、驅(qū)動帶1250、從動輪1244和驅(qū)動軸1242)被傳遞至工件安裝部1280，使工件安裝部1280以已設(shè)定的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)。另外，同時，變頻調(diào)速電動機1080的驅(qū)動力經(jīng)由驅(qū)動力傳遞部1190(即驅(qū)動輪1191、驅(qū)動帶1192和從動輪1193)被傳遞至載荷賦予部1100，使載荷賦予部1100與工件安裝部1280同步(即恒定以相同轉(zhuǎn)數(shù)和相同相位)旋轉(zhuǎn)。
[0079]接著，說明本發(fā)明的第二實施方式的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機1000的動作控制。另外，以下的說明是第二實施方式的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機1000的動作控制的一個例子，但在第一實施方式的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機I中也能夠進行相同的控制動作。圖7表示旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機1000執(zhí)行的處理的流程圖。當(dāng)旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機1000起動時，首先進行各部分的初始化SI，然后在設(shè)定單元1370進行試驗條件的設(shè)定(S2)。試驗條件的設(shè)定經(jīng)由在未圖示的輸入畫面上的使用者輸入來進行。另外，也能夠經(jīng)由存儲卡等記錄介質(zhì)或網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器讀取已存的試驗條件數(shù)據(jù)，來進行試驗條件的輸入。另外，也能夠從信號產(chǎn)生器等外部設(shè)備輸入試驗條件(例如試驗波形)。
[0080]接著，經(jīng)由控制單元1310，判斷所輸入的試驗條件的動作模式是“靜態(tài)扭曲動作”還是“動態(tài)扭曲動作”(S3)?！办o態(tài)扭曲動作”是不使工件旋轉(zhuǎn)在靜止?fàn)顟B(tài)下施加扭曲的動作模式，適用于進行一般扭曲試驗時。另外，“動態(tài)扭曲動作”是在使工件旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下施加扭曲的動作模式，適用于進行旋轉(zhuǎn)扭曲試驗時。當(dāng)已設(shè)定的試驗條件的動作模式為靜態(tài)扭曲動作時，執(zhí)行如圖8所示的“扭曲動作處理”(S100)。另外，當(dāng)已設(shè)定的試驗條件的動作模式為動態(tài)扭曲動作時，執(zhí)行如第九圖所示的“動態(tài)扭曲動作處理”(S200)。
[0081]在扭曲動作處理SlOO (圖8)中，首先，進行驅(qū)動量波形計算S101，將在處理S2中所輸入的試驗轉(zhuǎn)矩的波形轉(zhuǎn)換為伺服電動機1150的驅(qū)動量的波形。驅(qū)動量波形計算SlOl由能夠進行高速演算處理的波形產(chǎn)生單元1320執(zhí)行。接著，控制單元1310根據(jù)在處理SlOl中所計算出的驅(qū)動量波形，將與各時刻對應(yīng)的驅(qū)動量做為指示值的驅(qū)動信號輸出至伺服電動機驅(qū)動單元1330，來驅(qū)動伺服電動機1150 (S102)。然后，波形產(chǎn)生單元1320從轉(zhuǎn)矩測量單元1350取得被施加于試樣T2的轉(zhuǎn)矩測量值(S103)。接著，波形產(chǎn)生單元1320判斷在處理S103中所取得的轉(zhuǎn)矩測量值是否達(dá)到設(shè)定值(S104)。當(dāng)轉(zhuǎn)矩測量值未達(dá)到設(shè)定值(S104:否)時，波形產(chǎn)生單元1320對驅(qū)動量波形進行反饋補正(S105)，控制單元1310再根據(jù)新的驅(qū)動量波形輸出驅(qū)動信號，來驅(qū)動伺服電動機1150 (S102)。當(dāng)轉(zhuǎn)矩測量值達(dá)到設(shè)定值(S104:是)時，判定直到驅(qū)動量波形的最后是否結(jié)束驅(qū)動控制(S106)，當(dāng)直到驅(qū)動量波形的最后驅(qū)動控制沒有結(jié)束時，回到處理S102繼續(xù)驅(qū)動控制，當(dāng)驅(qū)動控制結(jié)束時，扭曲動作處理SlOO結(jié)束。
[0082]另外，雖然上述內(nèi)容是將施加于試樣Tl的轉(zhuǎn)矩做為控制對象來進行轉(zhuǎn)矩控制的例子，但旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機1000也可以將施加于試樣Tl的扭轉(zhuǎn)角(位移)做為控制對象來進行位移控制。在進行位移控制的狀況下，在驅(qū)動量波形計算SlOl中，將試驗位移(扭轉(zhuǎn)角)的波形轉(zhuǎn)換成伺服電動機1150的驅(qū)動量的波形。另外，波形產(chǎn)生單元1320，在處理S103中，根據(jù)內(nèi)置于伺服電動機150的內(nèi)置回轉(zhuǎn)式編碼器的信號，計算施加于試樣Tl的扭轉(zhuǎn)角測量值，在處理S104中，判定扭轉(zhuǎn)角的測量值是否達(dá)到設(shè)定值。
[0083]另外，在動態(tài)扭曲動作處理S200 (圖9)中，首先，驅(qū)動變頻調(diào)速電動機1080，使得試樣T2以已設(shè)定的轉(zhuǎn)數(shù)進行旋轉(zhuǎn)(S201)。接著，從轉(zhuǎn)數(shù)測量單元1360取得與試樣T2—起由變頻調(diào)速電動機1080旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的載荷賦予部1100的轉(zhuǎn)數(shù)的測量值(S202)。然后，判定所取得的載荷賦予部1100的轉(zhuǎn)數(shù)的測量值是否達(dá)到設(shè)定值(S203)。當(dāng)測量值未達(dá)到設(shè)定值(S203:否)時，對變頻調(diào)速電動機1080的驅(qū)動電力(頻率)進行補正(S204)。當(dāng)載荷賦予部1100的轉(zhuǎn)數(shù)的測量值達(dá)到設(shè)定值時，向處理S205前進。在處理S205中，判定是否為對試樣T2施加預(yù)負(fù)荷(轉(zhuǎn)矩)Lp的試驗條件。預(yù)負(fù)荷Lp是對試樣T2施加的轉(zhuǎn)矩的直流成分(靜載荷)。例如，當(dāng)為模擬剎車動作時的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗時，由變頻調(diào)速電動機1080施加與旋轉(zhuǎn)方向相反的方向(負(fù))的預(yù)負(fù)荷Lp (圖10)。另外，當(dāng)為模擬以固定加速度行駛時的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩試驗時，由變頻調(diào)速電動機1080施加與旋轉(zhuǎn)方向相同的方向(正)的預(yù)負(fù)荷Lp (圖
11)。
[0084]在施加預(yù)負(fù)荷Lp的狀況(S205:是),將相當(dāng)于預(yù)負(fù)荷Lp的驅(qū)動量設(shè)定為指示值，驅(qū)動伺服電動機1150使得僅對試樣T2施加預(yù)負(fù)荷Lp(S206)。接著，從轉(zhuǎn)矩測量單元1350取得施加于試樣T2的轉(zhuǎn)矩測量值(S207)，判定是否達(dá)到預(yù)負(fù)荷Lp的設(shè)定值(S208)。當(dāng)轉(zhuǎn)矩測量值未達(dá)到預(yù)負(fù)荷Lp的設(shè)定值(S208:否)時，對伺服電動機1150的驅(qū)動量的指示值進行補正(S209)，根據(jù)補正后的指示值再次驅(qū)動伺服電動機1150 (S206)。[0085]因為預(yù)負(fù)荷Lp也對變頻調(diào)速電動機1080施加負(fù)荷，所以使變頻調(diào)速電動機1080的轉(zhuǎn)數(shù)變化。因此，在施加預(yù)負(fù)荷Lp后，再次取得載荷賦予部1100的轉(zhuǎn)數(shù)的測量值(S210)，判定是否與已設(shè)定的轉(zhuǎn)數(shù)一致(S211)。當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)的測量值與設(shè)定值不一致(S211:否)時，補正變頻調(diào)速電動機1080的驅(qū)動電力的頻率來消除與設(shè)定值間的誤差(S212)。當(dāng)補正變頻調(diào)速電動機1080的驅(qū)動電流的頻率使載荷賦予部1100的轉(zhuǎn)數(shù)變化時，施加于試樣T2的轉(zhuǎn)矩會變化。因此，再次檢測轉(zhuǎn)矩(S207)，判定是否依據(jù)設(shè)定值施加預(yù)負(fù)荷Lp (S208)。
[0086]另外，當(dāng)在S211所取得的載荷賦予部1100的轉(zhuǎn)數(shù)的測量值與設(shè)定值一致(S211:是)時，此時將用于變頻調(diào)速電動機1080和伺服電動機1150驅(qū)動指令的指示值存儲于存儲器(S213)。然后，在持續(xù)施加預(yù)負(fù)荷Lp的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)移到上述的扭曲動作處理S100。
[0087]另外，在不施加預(yù)負(fù)荷Lp的試驗條件的狀況下(S205:否)，保持原狀轉(zhuǎn)移到扭曲動作處理SlOO。
[0088]另外，在施加預(yù)負(fù)荷Lp的試驗條件的狀況下，在處理SlOl中，將試驗轉(zhuǎn)矩分離成直流成分(靜載荷)和交流成分(動載荷)，僅針對交流成分進行驅(qū)動量波形計算。然后，將在處理S212中所存儲的施加預(yù)負(fù)荷所需要的驅(qū)動量、與在處理SlOl中計算出的施加交流成分的驅(qū)動量相加所得的值，做為對伺服電動機1150的指示值。變頻調(diào)速電動機1080的驅(qū)動控制也使用在處理S212中所存儲的指示值。
[0089]以上是本發(fā)明的例示的實施方式說明。本發(fā)明實施方式的結(jié)構(gòu)，并不限定于上述說明，在專利申請的范圍的記載所記載的技術(shù)思想范圍內(nèi)能夠任意變更。
[0090]在上述各實施方式中，雖然伺服電動機的驅(qū)動力被減速器增強，但當(dāng)使用了能夠輸出足夠大轉(zhuǎn)矩的伺服電動機時，也可以不使用減速器。通過省略減速器，由此降低摩擦損耗，也降低旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機的驅(qū)動部的慣性轉(zhuǎn)矩，所以能夠以較高頻率進行反轉(zhuǎn)驅(qū)動。
[0091]另外，在上述各實施方式中，平行配置的旋轉(zhuǎn)軸間的驅(qū)動力傳遞使用正時皮帶，但也可以使用其它種類的環(huán)形帶(例如平帶、V帶)。另外，也可以使用環(huán)形帶之外的驅(qū)動力傳遞機構(gòu)(例如鏈條機構(gòu)、齒輪機構(gòu))。
[0092]另外，在上述第二實施方式中，從動輪1193相對于軸承部1020被配置于工件安裝部1180側(cè)。利用該結(jié)構(gòu)，動輪1193與1244的間隔變短，實現(xiàn)小巧的驅(qū)動力傳遞部。另外，在第二實施方式中，動輪1244相對于軸承部1240被配置于工件安裝部1280的相反側(cè)，但從動輪1244也可以相對于軸承部1240被配置于工件安裝部1280側(cè)。經(jīng)由此結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)更小巧的驅(qū)動力傳遞部。另外，也可以采用將從動輪1193相對于軸承部1020配置于工件安裝部1180的相反側(cè)的結(jié)構(gòu)。在從動輪1193與工件安裝部1180之間配置軸承部1020，由此防止旋轉(zhuǎn)方向之外的振動噪聲從驅(qū)動力傳遞部1190傳遞到試樣T2，能夠進行更正確的試驗。
[0093]另外，在上述實施方式中，控制單元是對伺服電動機驅(qū)動單元和變頻調(diào)速電動機驅(qū)動單元供給數(shù)字符號的指令信號的結(jié)構(gòu)，但也可以是將其它形式的指令信號(例如模擬電流信號、模擬電壓信號、脈沖信號)供給至各驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)。另外，控制單元也可以是將不同形式的指令信號供給至各驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)。
[0094]另外，上述實施方式，通過控制伺服電動機的驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)角(位移)或施加于試樣的轉(zhuǎn)矩，來控制伺服電動機的驅(qū)動，但本發(fā)明的實施方式的結(jié)構(gòu)不限定于此，將其它參數(shù)(例如伺服電動機的旋轉(zhuǎn)速度或試樣的扭曲速度等)做為目標(biāo)值來控制的結(jié)構(gòu)也包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍。
[0095]另外，在第一實施方式中，雖然轉(zhuǎn)矩傳感器172被配置于軸承部20的外側(cè)，但也可以與第二實施方式一樣，采用在連結(jié)軸170的收容于軸承部20內(nèi)的部分設(shè)置有外徑形成得較細(xì)的環(huán)狀的狹窄部、在狹窄部的周面貼附有應(yīng)變計的結(jié)構(gòu)，能夠在軸承部20內(nèi)配置轉(zhuǎn)矩傳感器。
附圖標(biāo)記說明
1、1000…旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機
20、1020…軸承部
30、1030…軸承部
40、1040…軸承部
50、60、1050、1060、1400 …滑動環(huán)部
70、1070…回轉(zhuǎn)式編碼器
100、1100…載荷賦予部
310、1310…控制單元
320、1320…波形產(chǎn)生單元
330、1330…伺服電動機驅(qū)動單元
340、1340…變頻調(diào)速電動機驅(qū)動單元
1200…驅(qū)動力傳遞部
T1、T2…試樣
【權(quán)利要求】
1.一種旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，其特征在于，包括: 第一驅(qū)動軸，其安裝工件的一端，以規(guī)定旋轉(zhuǎn)軸為中心進行旋轉(zhuǎn)； 第二驅(qū)動軸，其安裝所述工件的另一端，以所述旋轉(zhuǎn)軸為中心進行旋轉(zhuǎn)； 載荷賦予部，其支承所述第一驅(qū)動軸并對該第一驅(qū)動軸進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，對所述工件施加扭曲載荷； 以所述旋轉(zhuǎn)軸為中心將所述載荷賦予部支承為自由旋轉(zhuǎn)的至少一個第一軸承: 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，以相同相位對所述第一驅(qū)動軸和所述載荷賦予部進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；和 檢測所述扭曲載荷的轉(zhuǎn)矩傳感器， 由所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，經(jīng)由所述第一和所述第二驅(qū)動軸使所述工件旋轉(zhuǎn)，并且由所述載荷賦予部對所述第一驅(qū)動軸與所述第二驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)施加相位差，由此對所述工件施加載荷， 所述載荷賦予部包括框體，該框體具有被所述第一驅(qū)動軸插入其中的圓筒狀的軸部，在所述軸部，所述框體由所述第一軸承支承并對所述第一驅(qū)動軸進行支承，所述轉(zhuǎn)矩傳感器安裝于所述第一驅(qū)動軸的被插入于軸部的部分，對該部分的扭曲載荷進行檢測。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，其特征在于: 所述軸部包括一對第二軸承，該一對第二軸承在軸方向上分離地配置，將所述第一驅(qū)動軸支承為自由旋轉(zhuǎn)， 所述轉(zhuǎn)矩傳感器配置于所述一對第二軸承之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，其特征在于: 所述載荷賦予部包括:驅(qū)動第一驅(qū)動軸的電動機:和檢測該電動機的驅(qū)動量的驅(qū)動量檢測單元。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，其特征在于: 所述旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機包括: 驅(qū)動電力供給部，其配置于所述載荷賦予部的外部，對所述電動機供給驅(qū)動電力； 驅(qū)動電力傳送路徑，其從所述驅(qū)動電力供給部向所述電動機傳送驅(qū)動電力； 轉(zhuǎn)矩信號處理部，其配置于所述載荷賦予部的外部，處理所述轉(zhuǎn)矩傳感器輸出的轉(zhuǎn)矩信號；和 轉(zhuǎn)矩信號傳送路徑，其從所述轉(zhuǎn)矩傳感器向所述轉(zhuǎn)矩信號處理部傳送轉(zhuǎn)矩信號，其中， 所述驅(qū)動電力傳送路徑包括: 外部驅(qū)動電力傳送路徑，其配置于所述載荷賦予部的外部； 內(nèi)部驅(qū)動電力傳送路徑，其配置于所述載荷賦予部的內(nèi)部，與該載荷賦予部一起旋轉(zhuǎn)；和 第一滑動環(huán)部，其連接所述外部驅(qū)動電力傳送路徑和所述內(nèi)部驅(qū)動電力傳送路徑， 所述轉(zhuǎn)矩信號傳送路徑包括: 外部轉(zhuǎn)矩信號傳送路徑，其配置于所述載荷賦予部的外部； 內(nèi)部轉(zhuǎn)矩信號傳送路徑，其配線于所述載荷賦予部的內(nèi)部，與該載荷賦予部一起旋轉(zhuǎn)；和 第二滑動環(huán)部，其連接所述外部轉(zhuǎn)矩信號傳送路徑和所述內(nèi)部轉(zhuǎn)矩信號傳送路徑，其中，所述第二滑動環(huán)部與所述第一滑動環(huán)部外隔離地配置。
5.如權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，其特征在于: 在所述第一滑動環(huán)部與所述第二滑動環(huán)部之間配置有至少一個所述第一軸承。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，其特征在于: 在所述第一驅(qū)動軸的配置于所述軸部內(nèi)的部分設(shè)置有外徑形成得較細(xì)的狹窄部， 所述轉(zhuǎn)矩傳感器包括貼附于所述狹窄部以檢測所述扭曲載荷的應(yīng)變計。
7.如權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，其特征在于: 所述軸部具有從所述狹窄部在軸方向上延伸的槽部， 所述內(nèi)部轉(zhuǎn)矩信號傳送路徑從所述狹窄部通過所述槽部與所述第二滑動環(huán)部的環(huán)狀電極連接。
8.如權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，其特征在于: 包括將所述驅(qū)動量檢測單元的輸出信號傳送至所述驅(qū)動電力供給部的驅(qū)動量信號傳送路徑， 所述驅(qū)動量信號傳送路徑包括: 外部驅(qū)動量信號傳送路徑，其配置于所述載荷賦予部的外部； 內(nèi)部驅(qū)動量信號傳送路徑，其配線于所述載荷賦予部的內(nèi)部，與該載荷賦予部一起旋轉(zhuǎn)；和 第三滑動環(huán)部，其與所述第一滑動環(huán)部隔離地配置，連接所述外部驅(qū)動量信號傳送路徑和所述內(nèi)部驅(qū)動量信號傳送路徑。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，其特征在于: 包括檢測所述載荷賦予部的轉(zhuǎn)數(shù)的轉(zhuǎn)數(shù)檢測單元， 在所述轉(zhuǎn)數(shù)檢測單元與所述第一滑動環(huán)部之間配置有至少一個所述第一軸承。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，其特征在于: 所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部包括:第二電動機；和驅(qū)動力傳遞部，其將該第二電動機的驅(qū)動力傳遞至所述載荷賦予部和所述第二驅(qū)動軸，使所述載荷賦予部和所述第二驅(qū)動軸以相同相位旋轉(zhuǎn)，其中， 該驅(qū)動力傳遞部包括: 第一驅(qū)動力傳遞部，其將所述第二電動機的驅(qū)動力傳遞至所述第二驅(qū)動軸；和 第二驅(qū)動力傳遞部，其將所述第二電動機的驅(qū)動力傳遞至所述載荷賦予部。
11.如權(quán)利要求10所述的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，其特征在于: 所述第一和所述第二驅(qū)動力傳遞部分別包括環(huán)形帶機構(gòu)、鏈機構(gòu)和齒輪機構(gòu)的至少一個。
12.如權(quán)利要求11所述的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，其特征在于: 所述第一和所述第二驅(qū)動力傳遞部分別包括環(huán)形帶機構(gòu)， 所述第一驅(qū)動力傳遞部包括: 第三驅(qū)動軸，其與所述旋轉(zhuǎn)軸平行地配置，被所述第二電動機驅(qū)動； 第一驅(qū)動輪，其被同軸地固定于所述第三驅(qū)動軸； 第一從動輪，其被同軸地固定于所述載荷賦予部；和 第一環(huán)形帶，其被架設(shè)于所述第一驅(qū)動輪和所述第一從動輪，所述第二驅(qū)動力傳遞部包括:第四驅(qū)動軸，其與所述第三驅(qū)動軸同軸地連結(jié)；第二驅(qū)動輪，其被固定于所述第四驅(qū)動軸；第二從動輪，其被固定于所述第一驅(qū)動軸；和第二環(huán)形帶，其被架設(shè)于所述第二驅(qū)動輪和所述第二從動輪。
13.如權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，其特征在于:在所述載荷賦予部的框體的外周部形成有所述第一從動輪。
14.如權(quán)利要求12或13所述的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，其特征在于:包括配置于所述載荷賦予部內(nèi)的減速器，所述第一從動輪被固定于安裝有所述減速器的減速器固定板。
15.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，其特征在于:所述第一驅(qū)動軸與所述載荷賦予部的框體同軸且連接為一體。
16.如權(quán)利要求15所述的旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，其特征在于:所述載荷賦予部的框體具有外周面形成為與所述旋轉(zhuǎn)軸同軸的圓柱狀的圓柱部，所述旋轉(zhuǎn)扭曲試驗機，包括:第三驅(qū)動軸，其與所述旋轉(zhuǎn)軸平行`地配置，被所述第二電動機驅(qū)動；第一驅(qū)動輪，其被固定于所述第三驅(qū)動軸；和同步帶，其被卷掛于所述第一驅(qū)動輪和所述框體圓柱部。
【文檔編號】G01M13/02GK103620372SQ201280025283
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月12日
【發(fā)明者】松本繁, 宮下博至, 村內(nèi)一宏, 長谷川正伸 申請人:國際計測器株式會社