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JP6424769B2 - Power circulating gear test device - Google Patents
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Description

本発明は動力循環式歯車試験装置に係り、特に、支持ベアリングの転がり抵抗など歯車の噛合い回転以外の要因による損失トルクを測定する技術に関するものである。   The present invention relates to a power circulation type gear testing device, and more particularly to a technique for measuring a torque loss due to factors other than meshing rotation of a gear such as rolling resistance of a support bearing.

(a) 互いに噛み合わされた第1歯車および第2歯車が互いに平行な第1軸部および第2軸部に取り付けられ、且つ互いに噛み合わされた第3歯車および第4歯車が前記第1軸部および前記第2軸部に取り付けられており、(b) 前記第1歯車〜前記第4歯車の何れか一つが回転駆動されることにより、それ等の第1歯車〜第4歯車が噛合い回転させられる動力循環経路が形成される一方、(c) 前記第1軸部および前記第2軸部の何れか一方に捩りトルクを付与する捩りトルク付与装置を備えており、(d) その捩りトルク付与装置によって所定の噛合い荷重が加えられた状態で前記第1歯車〜前記第4歯車を噛合い回転させる動力循環式歯車試験装置が知られている。特許文献1に記載の装置はその一例で、軸押し引き機によって捩りトルクが付与されるようになっている。また、特許文献2では、スリッピングクラッチによって捩りトルクが付与されるようになっている。   (a) The first gear and the second gear engaged with each other are attached to the first shaft and the second shaft parallel to each other, and the third gear and the fourth gear engaged with each other are the first shaft and the gear (B) any one of the first gear to the fourth gear is rotationally driven, whereby the first gear to the fourth gear are meshed and rotated; A torsional torque applying device for applying a torsional torque to either one of the first shaft portion and the second shaft portion, and (d) the torsional torque applying device. A power circulation type gear testing device is known which meshes and rotates the first gear to the fourth gear in a state where a predetermined meshing load is applied by the device. One example of the device described in Patent Document 1 is that a twisting torque is applied by an axial pulling machine. Further, in Patent Document 2, the twisting torque is applied by the slipping clutch.

特開2006−292700号公報JP, 2006-292700, A 特開平8−145853号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 8-145853 gazette

ところで、このような従来の動力循環式歯車試験装置において、回転駆動時の負荷トルクから噛合い回転による噛合い損失トルクを測定する場合、第1軸部および第2軸部を回転可能に支持している支持ベアリングの転がり抵抗等による損失トルクを含んでしまい、必ずしも高い精度で測定することができなかった。   By the way, in such a conventional power circulation type gear testing device, when measuring the meshing loss torque by meshing rotation from the load torque at the time of rotational driving, the first shaft portion and the second shaft portion are rotatably supported. And the torque loss due to the rolling resistance etc. of the supporting bearing included, and it was not always possible to measure with high accuracy.

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、支持ベアリングの転がり抵抗など歯車の噛合い回転以外の要因による損失トルク(以下、外部損失トルクという)を測定できるようにすることにある。   The present invention has been made against the background described above, and it is possible to measure loss torque (hereinafter referred to as external loss torque) due to factors other than meshing rotation of gears, such as rolling resistance of support bearings. It is to be done.

本発明は、(a) 互いに噛み合わされた第1歯車および第2歯車が互いに平行な第1軸部および第2軸部に取り付けられ、且つ互いに噛み合わされた第3歯車および第4歯車が前記第1軸部および前記第2軸部に取り付けられており、(b) 前記第1歯車〜前記第4歯車の何れか一つが回転駆動されることにより、それ等の第1歯車〜第4歯車が噛合い回転させられる動力循環経路が形成される一方、(c) 前記第1軸部および前記第2軸部の何れか一方に捩りトルクを付与する捩りトルク付与装置を備えており、(d) その捩りトルク付与装置によって所定の噛合い荷重が加えられた状態で前記第1歯車〜前記第4歯車を噛合い回転させる動力循環式歯車試験装置において、(e) 前記第1軸部および前記第2軸部は、前記第1歯車〜前記第4歯車の各々の両側に配設された複数の支持ベアリングによって回転可能に支持されているとともに、(f) 前記第1歯車〜前記第4歯車は、それぞれ連結継ぎ手を介して着脱可能に前記第1軸部または前記第2軸部に連結されている一方、(g) それぞれ回転自在の軸受を備えていて、前記第1歯車〜前記第4歯車の代わりに前記第1軸部および前記第2軸部に連結される複数の軸受ユニットと、(h) 前記噛合い荷重によって前記第1歯車〜前記第4歯車の各々に生じる負荷と同等の擬似負荷を前記軸受にそれぞれ付与することができる複数の擬似負荷付与装置と、を有し、(i) その擬似負荷付与装置によって前記軸受に擬似負荷を付与した状態で前記第1軸部および前記第2軸部をそれぞれ個別に回転駆動することにより、それ等の第1軸部および第2軸部について個別にその回転駆動時の負荷トルクを測定することができることを特徴とする。
なお、第1軸部および第2軸部は、第1歯車〜第4歯車を軸受ユニットに交換できるように、それぞれ共通の軸線上に配設された複数の部分軸を備えて構成されている。
The present invention is characterized in that (a) the first gear and the second gear engaged with each other are attached to the first shaft and the second shaft parallel to each other, and the third gear and the fourth gear engaged with each other The first gear to the fourth gear are attached to the one shaft portion and the second shaft portion, and (b) any one of the first gear to the fourth gear is rotationally driven. (C) A torsional torque applying device for applying a torsional torque to either one of the first shaft portion and the second shaft portion is provided, while a power circulation path to be meshed and rotated is formed, (d) (E) a first shaft portion and a fourth shaft portion of a power circulating gear test device for meshingly rotating the first gear to the fourth gear in a state where a predetermined meshing load is applied by the torsion torque applying device; The two-shaft portion includes each of the first to fourth gears. The first gear portion is rotatably supported by a plurality of support bearings disposed on the side, and (f) the first gear to the fourth gear can be detachably attached via the connection joint. (G) each has a rotatable bearing and is connected to the first shaft and the second shaft instead of the first gear to the fourth gear. And (h) a plurality of pseudo loading devices capable of respectively applying to the bearings pseudo loads equivalent to the loads generated on the first gear to the fourth gear by the meshing load And (i) each of the first shaft portion and the second shaft portion is individually driven to rotate in a state where the pseudo load is applied to the bearing by the pseudo load applying device; 1st shaft and 2nd shaft Characterized in that it is possible to measure the load torque during individually its rotational drive.
The first shaft portion and the second shaft portion are configured to include a plurality of partial shafts disposed on a common axis so that the first gear to the fourth gear can be replaced with the bearing unit. .

このような動力循環式歯車試験装置においては、第1歯車〜第4歯車の代わりに軸受ユニットを第1軸部および第2軸部に連結するとともに、噛合い荷重によって第1歯車〜第4歯車の各々に生じる負荷と同等の擬似負荷を擬似負荷付与装置によって各軸受に付与し、その状態で第1軸部および第2軸部をそれぞれ個別に回転駆動することにより、それ等の第1軸部および第2軸部について個別にその回転駆動時の負荷トルクを測定することができる。この時の負荷トルクは、支持ベアリングの転がり抵抗など歯車の噛合い回転以外の要因による外部損失トルクであるため、第1歯車〜第4歯車を連結した通常の歯車噛合い回転試験で測定した全体の損失トルクから、その外部損失トルクを引き算することにより、歯車の噛合い回転による噛合い損失トルクを高い精度で求めることができる。   In such a power circulation type gear testing device, the bearing unit is connected to the first shaft portion and the second shaft portion instead of the first gear to the fourth gear, and the first gear to the fourth gear are generated by the meshing load. The pseudo load equivalent to the load generated on each is applied to each bearing by the pseudo load application device, and the first shaft and the second shaft are individually driven to rotate separately in that state, so that the first shafts It is possible to separately measure the load torque at the time of rotational driving of the part and the second shaft part. The load torque at this time is an external loss torque due to factors other than meshing rotation of the gears, such as rolling resistance of the support bearing, so the whole measured by the usual gear meshing rotation test connecting the first gear to the fourth gear By subtracting the external loss torque from the loss torque of the above, it is possible to obtain the meshing loss torque due to the meshing rotation of the gear with high accuracy.

また、このように支持ベアリングの転がり抵抗等による外部損失トルクを測定できることから、支持ベアリングとして、転がり抵抗が大きくても耐久性に優れた大型のベアリングやテーパードローラベアリング、複列ベアリング等を採用することが可能となり、支持ベアリングの交換頻度を少なくして作業効率を向上させることができる。支持ベアリングの転がり抵抗等による外部損失トルクの値に基づいて、支持ベアリングの交換時期を判断することが可能で、メンテナンスを容易に且つ適切に行なうことができる。   Further, since the external loss torque due to the rolling resistance and the like of the support bearing can be measured in this way, a large bearing, a tapered roller bearing, a double row bearing and the like excellent in durability even if the rolling resistance is large can be adopted as the support bearing. It is possible to improve the working efficiency by reducing the frequency of replacement of the support bearing. It is possible to determine the replacement time of the support bearing based on the value of the external loss torque due to the rolling resistance or the like of the support bearing, and maintenance can be performed easily and appropriately.

本発明の一実施例である動力循環式歯車試験装置の概念図で、通常の歯車噛合い回転試験を行なう場合である。FIG. 2 is a conceptual view of a power circulation type gear testing device according to an embodiment of the present invention, in which a normal gear meshing rotation test is performed. 図1の動力循環式歯車試験装置において、複数の歯車を着脱可能に連結している連結継ぎ手の具体例を説明する断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a specific example of a connection joint which detachably connects a plurality of gears in the power circulating gear testing device of FIG. 1; 図1の動力循環式歯車試験装置において、複数の歯車の代わりに軸受ユニットが取り付けられ、歯車の噛合い回転以外の要因による外部損失トルクを測定する際の概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram when a bearing unit is attached instead of a plurality of gears in the power circulating gear testing device of FIG. 1 and external loss torque due to factors other than meshing rotation of the gears is measured.

第1歯車〜第4歯車を着脱可能に連結する連結継ぎ手は、例えばそれ等の第1歯車〜第4歯車のみを着脱して軸受ユニットに交換できるものが望ましいが、各歯車の両側の支持ベアリングの外側に連結継ぎ手を設け、歯車および支持ベアリングを一緒に取り外すものでも良い。その場合は、軸受ユニットにも予め別の支持ベアリングが設けられ、支持ベアリング毎交換することになる。また、擬似負荷付与装置によって軸受に擬似負荷を付与した状態で第1軸部および第2軸部をそれぞれ個別に回転駆動することにより、それ等の第1軸部および第2軸部について個別にその回転駆動時の負荷トルクを測定するため、例えばそれ等の第1軸部および第2軸部にそれぞれ回転駆動装置およびトルク検出器が設けられるが、必ずしも同時に測定する必要はないため、時間的に前後して測定を行なうことにより、1組の回転駆動装置およびトルク検出器を第1軸部および第2軸部の両方の測定で共通して用いることも可能である。軸受ユニットおよび擬似負荷付与装置についても同様である。   Although it is desirable that the coupling joint that detachably connects the first gear to the fourth gear can be replaced with a bearing unit by detaching only the first gear to the fourth gear, for example, supporting bearings on both sides of each gear The connection joint may be provided on the outside of the gear and the gear and the support bearing may be removed together. In that case, the bearing unit is previously provided with another supporting bearing, and the supporting bearing is to be replaced. Also, by driving the first shaft and the second shaft individually while the pseudo load is applied to the bearing by the pseudo load applying device, the first shaft and the second shaft are individually driven. In order to measure the load torque at the time of its rotational drive, for example, a rotary drive and a torque detector are provided on the first shaft and the second shaft respectively, but it is not necessary to measure simultaneously. By performing measurements before and after, it is also possible to use one set of rotary drive and torque detector in common for both the first and second shaft measurements. The same applies to the bearing unit and the pseudo loading device.

本発明の動力循環式歯車試験装置は、少なくとも第1軸部および第2軸部を備えて構成されるが、例えば第1軸部を挟んで第2軸部と反対側に第3軸部を配設し、第1歯車や第3歯車と噛合い回転させられる第5歯車、第6歯車を設けることもできるなど、種々の態様が可能である。支持ベアリングは、少なくとも第1歯車〜第4歯車の各々の両側に配設されるが、例えば捩りトルク付与装置の近傍などに更に追加して設けることも可能である。   The power circulation type gear testing device of the present invention is configured to include at least a first shaft portion and a second shaft portion. For example, a third shaft portion is provided on the opposite side of the second shaft portion with respect to the first shaft portion. Various modes are possible such as providing a fifth gear and a sixth gear which are disposed and meshed with and rotated by the first gear and the third gear. The support bearings are disposed on both sides of each of at least the first gear to the fourth gear, but may be additionally provided, for example, in the vicinity of the torsional torque applying device.

互いに噛み合わされた第1歯車と第2歯車とのギヤ比(歯数比)、および第3歯車と第4歯車とのギヤ比は同じであっても良いが、異なるギヤ比の歯車を用いることも可能である。捩りトルク付与装置は、2組の歯車(第1歯車および第2歯車と、第3歯車および第4歯車)のギヤ比が同じ場合、特許文献1に記載のように一方の軸を軸方向へ移動させる他、例えば第1軸部および第2軸部の何れか一方を中間位置で分断し、捩りを加えて一体的に連結することによりに捩りトルクを付与することができる。2組の歯車のギヤ比が異なる場合、第1軸部および第2軸部の何れか一方は中間位置で差回転を生じることになるため、例えば特許文献2に記載のようにスリッピングクラッチなどで差回転を制限することにより捩りトルクを付与することができる。2組の歯車は、何れも試験歯車であっても良いが、一方は試験歯車で、他方は動力循環経路を形成するための循環用歯車であっても良い。   The gear ratio (tooth number ratio) between the first gear and the second gear engaged with each other and the gear ratio between the third gear and the fourth gear may be the same, but using gears with different gear ratios Is also possible. When the gear ratios of the two sets of gears (the first and second gears and the third and fourth gears) are the same, the torsion torque applying device moves one shaft axially as described in Patent Document 1. In addition to the movement, for example, any one of the first shaft and the second shaft can be divided at an intermediate position, and twisting can be applied to integrally connect them to apply a twisting torque. When the gear ratios of the two sets of gears are different, either one of the first shaft portion and the second shaft portion causes differential rotation at an intermediate position, so, for example, as described in Patent Document 2, a slip clutch etc. The torsional torque can be applied by limiting the differential rotation. Each of the two sets of gears may be a test gear, but one may be a test gear and the other may be a circulation gear for forming a power circulation path.

以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において、図は説明のために適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the drawings are appropriately simplified or modified for the sake of explanation, and the dimensional ratios and shapes of the respective parts are not necessarily drawn accurately.

図1は、本発明の一実施例である動力循環式歯車試験装置10の基本構成を説明する概念図で、互いに平行に配設された第1軸部12および第2軸部14を備えている。第1軸部12には第1歯車16および第3歯車20が取り付けられている一方、第2軸部14には第2歯車18および第4歯車22が取り付けられており、第1歯車16および第2歯車18が互いに噛み合わされているとともに、第3歯車20および第4歯車22が互いに噛み合わされている。これ等の第1歯車16〜第4歯車22は何れもはすば歯車で、互いに噛み合わされた2組の歯車16および18、20および22は、そのギヤ比が互いに等しい。これにより、第1軸部12が所定速度で一方向へ回転駆動されると、第2軸部14がギヤ比に応じた回転速度で第1軸部12と逆方向へ回転させられ、それ等の第1歯車16〜第4歯車22を含んで動力循環経路が形成される。第1歯車16〜第4歯車22として、やまば歯車や平歯車等の他の円筒歯車を用いることもできる。   FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the basic configuration of a power circulating type gear testing device 10 according to an embodiment of the present invention, which comprises a first shaft portion 12 and a second shaft portion 14 disposed in parallel with each other. There is. While the first gear 16 and the third gear 20 are attached to the first shaft portion 12, the second gear 18 and the fourth gear 22 are attached to the second shaft portion 14. The second gear 18 is in mesh with each other, and the third gear 20 and the fourth gear 22 are in mesh with each other. Each of the first gear 16 to the fourth gear 22 is a helical gear, and the gear ratios of the two sets of gears 16 and 18, 20 and 22 meshed with each other are equal to each other. Thereby, when the first shaft portion 12 is rotationally driven in one direction at a predetermined speed, the second shaft portion 14 is rotated in the opposite direction to the first shaft portion 12 at a rotation speed according to the gear ratio, etc. The power circulation path is formed including the first gear 16 to the fourth gear 22 of As the first gear 16 to the fourth gear 22, other cylindrical gears such as a flared gear or a spur gear can also be used.

第1軸部12は4つの部分軸12a〜12dに分断されており、それぞれ支持ベアリング24a〜24dによって回転可能に支持されている。この支持ベアリング24a〜24dは、ボールベアリングやローラベアリングなど種々のベアリングを採用することが可能で、必要に応じて複数のベアリングを組み合わせて用いることもできる。前記第1歯車16は、一対の連結継ぎ手26a、26bを介して部分軸12aと12bとの間に同心に着脱可能に連結されており、第3歯車20は、一対の連結継ぎ手28a、28bを介して部分軸12cと12dとの間に同心に着脱可能に連結されている。図2は、連結継ぎ手26aの一具体例を示した断面図で、部分軸12aの端部に固設されたテーパ穴30を有するアダプタ32と、第1歯車16が相対回転不能に取り付けられるギヤ保持部材36の端部に一体または別体に設けられた環状のテーパ突部34とを備えており、テーパ突部34がテーパ穴30内に同心に嵌合されるようになっている。そして、テーパ穴30の内部に配設された複数のクランプ駒38がクランプねじ40によって外周側へ変位させられ、テーパ突部34と係合させられることにより、そのテーパ突部34がテーパ穴30内に引き込まれて強固に一体的に連結される。テーパ突部34の先端には噛合い歯が設けられており、アダプタ32に対して確実に相対回転が阻止されるようになっている。また、クランプねじ40を緩めてクランプ駒38とテーパ突部34との係合を解除すると、そのテーパ突部34をテーパ穴30から引き抜いてギヤ保持部材36をアダプタ32から離脱させることができる。他の連結継ぎ手26b、28a、28bについても、実質的に連結継ぎ手26aと同様に構成されている。すなわち、上記ギヤ保持部材36の他端部には、テーパ突部34と対称的にテーパ突部が設けられ、連結継ぎ手26bを介して部分軸12bに連結されるようになっている。なお、テーパ穴30やテーパ突部34の代わりに径寸法が一定の円筒嵌合部を有するものなど、他の連結継ぎ手を採用することもできる。   The first shaft portion 12 is divided into four partial shafts 12a to 12d, and is rotatably supported by support bearings 24a to 24d, respectively. As the support bearings 24a to 24d, various bearings such as ball bearings and roller bearings can be adopted, and a plurality of bearings can be used in combination as needed. The first gear 16 is concentrically and removably connected between the partial shafts 12a and 12b via a pair of connection joints 26a and 26b, and the third gear 20 is connected to the pair of connection joints 28a and 28b. It is detachably connected concentrically between the partial shafts 12c and 12d. FIG. 2 is a cross-sectional view showing one specific example of the coupling joint 26a, in which an adapter 32 having a tapered hole 30 fixed to an end of the partial shaft 12a and a gear to which the first gear 16 is attached non-rotatably. An end of the holding member 36 is provided with an annular tapered projection 34 integrally or separately provided, and the tapered projection 34 is fitted into the tapered hole 30 concentrically. The plurality of clamp pieces 38 disposed inside the tapered hole 30 are displaced to the outer peripheral side by the clamp screw 40 and engaged with the tapered protrusion 34, whereby the tapered protrusion 34 is formed into the tapered hole 30. It is drawn in and is firmly connected integrally. A meshing tooth is provided at the tip of the tapered projection 34 so that relative rotation with respect to the adapter 32 is reliably prevented. Further, when the clamp screw 40 is loosened to release the engagement between the clamp piece 38 and the tapered protrusion 34, the tapered protrusion 34 can be pulled out of the tapered hole 30 to separate the gear holding member 36 from the adapter 32. The other connection joints 26b, 28a, 28b are also configured substantially the same as the connection joint 26a. That is, at the other end of the gear holding member 36, a tapered protrusion is provided symmetrically to the tapered protrusion 34, and is connected to the partial shaft 12b via the connection joint 26b. Note that, instead of the tapered hole 30 or the tapered protrusion 34, another connection joint such as one having a cylindrical fitting portion with a constant diameter can be adopted.

図1に戻って、第1軸部12にはまた、第1歯車16と第3歯車20との間の中間位置、具体的には部分軸12bと12cとの間に、捩りトルク付与装置42が配設されている。この捩りトルク付与装置42は、2組の歯車16および18、20および22が噛み合わされた状態で、両側の部分軸12bおよび12cに所定の捩りトルクを付与して一体的に連結するもので、これにより2組の歯車16および18、20および22は、捩りトルクに応じた噛合い荷重で噛み合わされる。また、部分軸12dには、第1トルク検出器44を介して第1回転駆動装置46が接続されている。第1回転駆動装置46は電動モータなどで、部分軸12dを介して第1軸部12を回転駆動することができるとともに、その回転駆動時の負荷トルクT1を第1トルク検出器44によって測定することができる。図1のように2組の歯車16および18、20および22が噛み合わされている状態で、第1回転駆動装置46によって第1軸部12を回転駆動してそれ等を噛合い回転させるとともに、その回転駆動時の負荷トルクT1を第1トルク検出器44によって測定すれば、その負荷トルクT1は噛合い回転による損失トルクを含む全体の損失トルクTtに相当する。   Returning to FIG. 1, the first shaft portion 12 also has a torsion torque applying device 42 at an intermediate position between the first gear 16 and the third gear 20, specifically between the partial shafts 12b and 12c. Is provided. The torsional torque applying device 42 applies a predetermined torsional torque to the partial shafts 12b and 12c on both sides and integrally connects them in a state where the two sets of gears 16 and 18, 20 and 22 are engaged. As a result, the two sets of gears 16 and 18, 20 and 22 are engaged with an engagement load corresponding to the torsional torque. Further, a first rotary drive 46 is connected to the partial shaft 12 d via a first torque detector 44. The first rotary drive device 46 is an electric motor or the like, and can rotationally drive the first shaft portion 12 via the partial shaft 12d, and measures the load torque T1 at the time of the rotational drive by the first torque detector 44. be able to. With the two sets of gears 16 and 18, 20 and 22 engaged as shown in FIG. 1, the first rotary drive 46 rotationally drives the first shaft 12 to mesh and rotate them. If the load torque T1 at the time of rotational driving is measured by the first torque detector 44, the load torque T1 corresponds to the entire loss torque Tt including the loss torque due to meshing rotation.

第2軸部14も、前記第1軸部12と同様に、4つの部分軸14a〜14dに分断されているとともに、それ等の部分軸14a〜14dは、それぞれ支持ベアリング50a〜50dによって回転可能に支持されている。前記第2歯車18は、一対の連結継ぎ手52a、52bを介して部分軸14aと14bとの間に同心に着脱可能に連結されており、第4歯車22は、一対の連結継ぎ手54a、54bを介して部分軸14cと14dとの間に同心に着脱可能に連結されている。これ等の連結継ぎ手52a、52b、54a、54bは、例えば前記図2の連結継ぎ手26aと同様に構成される。第2軸部14にはまた、第2歯車18と第4歯車22との間の中間位置、具体的には部分軸14bと14cとの間に、循環トルク検出器56が配設されている。この循環トルク検出器56は、両側の部分軸14bと14cとの間の捩りトルクを検出するためのもので、第1軸部12に配設された捩りトルク付与装置42によって捩りトルクを付与する際に、循環トルク検出器56によって実際の捩りトルクを確認しながら捩り状態を調整することにより、所定の捩りトルクを付与することができる。循環トルク検出器56を捩りトルク付与装置42と同軸、すなわち第1軸部12側に配設することも可能である。また、第4歯車22の外側に設けられた部分軸14dには、断接装置58を介して第2トルク検出器60および第2回転駆動装置62が接続されている。断接装置58は、部分軸14dと第2トルク検出器60との間の動力伝達を接続遮断するためのもので、噛合いクラッチ等にて構成されており、図1に示すように通常の歯車噛合い回転試験を行なう際には、部分軸14dと第2トルク検出器60との間を切り離して動力伝達を遮断する。第2回転駆動装置62は電動モータなどで、断接装置58が接続状態の場合に部分軸14dを介して第2軸部14を回転駆動することができるとともに、その回転駆動時の負荷トルT2を第2トルク検出器60によって測定することができる。   Similarly to the first shaft portion 12, the second shaft portion 14 is also divided into four partial shafts 14a to 14d, and these partial shafts 14a to 14d can be rotated by the support bearings 50a to 50d, respectively. It is supported by The second gear 18 is concentrically and detachably connected between the partial shafts 14a and 14b via a pair of connection joints 52a and 52b, and the fourth gear 22 is connected to the pair of connection joints 54a and 54b. It is detachably connected concentrically between the partial shafts 14c and 14d. These connection joints 52a, 52b, 54a, 54b are configured, for example, in the same manner as the connection joint 26a of FIG. The second shaft portion 14 is also provided with a circulation torque detector 56 at an intermediate position between the second gear 18 and the fourth gear 22, specifically between the partial shafts 14b and 14c. . The circulation torque detector 56 is for detecting a twisting torque between the partial shafts 14b and 14c on both sides, and applies a twisting torque by a twisting torque applying device 42 disposed on the first shaft portion 12. In this case, by adjusting the twisting state while confirming the actual twisting torque by the circulation torque detector 56, a predetermined twisting torque can be applied. It is also possible to dispose the circulation torque detector 56 coaxially with the torsion torque applying device 42, that is, on the first shaft 12 side. In addition, a second torque detector 60 and a second rotational drive device 62 are connected to a partial shaft 14 d provided outside the fourth gear 22 via a connecting and disconnecting device 58. The connection / disconnection device 58 is for connecting and disconnecting the power transmission between the partial shaft 14d and the second torque detector 60, and is constituted by a meshing clutch or the like, and as shown in FIG. When performing the gear meshing rotation test, the power transmission is interrupted by disconnecting the partial shaft 14d and the second torque detector 60. The second rotary drive device 62 is an electric motor or the like, and can rotationally drive the second shaft portion 14 via the partial shaft 14d when the connection / disconnection device 58 is in the connected state, and the load torque T2 at the time of the rotational drive Can be measured by the second torque detector 60.

一方、本実施例の動力循環式歯車試験装置10は、図3に示すように、第1歯車16〜第4歯車22の代わりに軸受ユニット70〜76を連結することができる。すなわち、第1歯車16は連結継ぎ手26aおよび26bによって第1軸部12に取り付けられているため、それ等の連結継ぎ手26a、26bによって第1歯車16を第1軸部12から簡単に取り外すことができる。第2歯車18〜第4歯車22についても同様である。軸受ユニット70は、前記ギヤ保持部材36と同様に両端部にテーパ突部34が設けられた軸部材78と、その軸部材78の中間位置に取り付けられたボールベアリングやローラベアリング等の軸受80とを備えており、連結継ぎ手26a、26bを介して部分軸12aと12bとの間に簡単に取り付けることができる。他の軸受ユニット72〜76も同じ構成で、第2歯車18〜第4歯車22の代わりに第1軸部12または第2軸部14に簡単に取り付けることができる。   On the other hand, as shown in FIG. 3, the power circulation type gear testing device 10 of the present embodiment can connect bearing units 70 to 76 instead of the first gear 16 to the fourth gear 22. That is, since the first gear 16 is attached to the first shaft 12 by the connecting joints 26a and 26b, the first gear 16 can be easily removed from the first shaft 12 by the connecting joints 26a and 26b. it can. The same applies to the second gear 18 to the fourth gear 22. Like the gear holding member 36, the bearing unit 70 has a shaft member 78 provided with tapered projections 34 at both ends, and a bearing 80 such as a ball bearing or a roller bearing attached to an intermediate position of the shaft member 78. And can be easily mounted between the partial shafts 12a and 12b via the coupling joints 26a, 26b. The other bearing units 72 to 76 have the same configuration and can be easily attached to the first shaft portion 12 or the second shaft portion 14 instead of the second gear 18 to the fourth gear 22.

上記軸受ユニット70〜76にはまた、擬似負荷付与装置82がそれぞれ設けられており、図1に示すように第1歯車16〜第4歯車22を噛合い回転させた際に、噛合い荷重によってそれ等の第1歯車16〜第4歯車22の各々に生じる負荷と同等の擬似負荷を、軸受ユニット70〜76の各軸受80に個別に付与することができる。本実施例では、第1歯車16〜第4歯車22がはすば歯車であり、噛合い荷重によってスラスト負荷およびラジアル負荷が発生するため、各擬似負荷付与装置82は、電動モータによって駆動される送りねじ機構や電磁ソレノイド、油圧等の流体圧、磁力などにより所定のスラスト負荷およびラジアル負荷を付与することができるように構成されている。第1歯車16〜第4歯車22の各々に生じるスラスト負荷およびラジアル負荷は、例えば各歯車のねじれ角や圧力角などの諸元、噛合い荷重、回転速度などから算出することができる。   Each of the bearing units 70 to 76 is also provided with a pseudo load applying device 82, and when the first gear 16 to the fourth gear 22 are meshed and rotated as shown in FIG. The pseudo load equivalent to the load generated in each of the first gear 16 to the fourth gear 22 can be individually applied to each bearing 80 of the bearing units 70 to 76. In the present embodiment, the first gear 16 to the fourth gear 22 are helical gears, and thrust loads and radial loads are generated by meshing loads, so that each simulated load applying device 82 is driven by an electric motor. A predetermined thrust load and radial load can be applied by a feed screw mechanism, an electromagnetic solenoid, fluid pressure such as oil pressure, magnetic force or the like. The thrust load and radial load generated in each of the first gear 16 to the fourth gear 22 can be calculated from, for example, specifications such as the twist angle and pressure angle of each gear, meshing load, rotational speed and the like.

そして、図3に示すように第1歯車16〜第4歯車22の代わりに軸受ユニット70〜76が取り付けられ、擬似負荷付与装置82によって各軸受80に所定の擬似負荷を付与した状態で、第1駆動装置46により第1軸部12を回転駆動するとともに、その回転駆動時の負荷トルクT1を第1トルク検出器44によって測定する。この時の負荷トルクT1は、支持ベアリング24a〜24dの転がり抵抗など第1歯車16〜第4歯車22の噛合い回転以外の要因による第1軸部12に関する外部損失トルクT1nである。また、前記断接装置58を接続して、第2駆動装置62により第2軸部14を回転駆動するとともに、その回転駆動時の負荷トルクT2を第2トルク検出器60によって測定する。この時の負荷トルクT2は、支持ベアリング50a〜50dの転がり抵抗など第1歯車16〜第4歯車22の噛合い回転以外の要因による第2軸部14に関する外部損失トルクT2nである。したがって、前記図1に示すように第1回転駆動装置46によって2組の歯車16および18、20および22を噛合い回転させて測定した負荷トルT1、すなわち全体の損失トルクTtから、上記外部損失トルクT1nおよびT2nを引き算することにより、2組の歯車16および18、20および22の噛合い回転による噛合い損失トルクを高い精度で求めることができる。なお、上記外部損失トルクT1n、T2nには、軸受80の転がり抵抗による損失トルクが含まれるため、必要に応じてその軸受80の転がり抵抗による損失トルクを実測し、或いはシミュレーション等により求めて補正(減算)しても良い。   Then, as shown in FIG. 3, bearing units 70 to 76 are attached instead of the first gear 16 to the fourth gear 22, and a predetermined pseudo load is applied to each bearing 80 by the pseudo load applying device 82. The first shaft unit 12 is rotationally driven by the first driving device 46, and the load torque T 1 at the time of the rotational driving is measured by the first torque detector 44. The load torque T1 at this time is the external loss torque T1n related to the first shaft portion 12 due to factors other than meshing rotation of the first gear 16 to the fourth gear 22 such as rolling resistance of the support bearings 24a to 24d. Further, the connection / disconnection device 58 is connected, and the second shaft portion 14 is rotationally driven by the second drive device 62, and the load torque T 2 at the time of the rotational drive is measured by the second torque detector 60. The load torque T2 at this time is an external loss torque T2n related to the second shaft portion 14 due to factors other than meshing rotation of the first gear 16 to the fourth gear 22 such as rolling resistance of the support bearings 50a to 50d. Therefore, as shown in FIG. 1, the external torque is measured from the load torque T1, which is measured by meshing rotation of the two gears 16 and 18, 20 and 22 by the first rotary drive 46, that is, the overall loss torque Tt. By subtracting the torques T1n and T2n, it is possible to determine with high accuracy the meshing loss torque due to the meshing rotation of the two gears 16 and 18, 20 and 22. Since the external loss torques T1n and T2n include the loss torque due to the rolling resistance of the bearing 80, the loss torque due to the rolling resistance of the bearing 80 is measured or corrected by simulation or the like as necessary. You may subtract.

このように、本実施例の動力循環式歯車試験装置10においては、第1歯車16〜第4歯車22の代わりに軸受ユニット70〜76を第1軸部12および第2軸部14に連結するとともに、噛合い荷重によって第1歯車16〜第4歯車22の各々に生じる負荷と同等の擬似負荷を擬似負荷付与装置82によって軸受ユニット70〜76の各軸受80に付与し、その状態で第1軸部12および第2軸部14をそれぞれ個別に回転駆動することにより、それ等の第1軸部12および第2軸部14について個別にその回転駆動時の負荷トルクT1、T2を測定することができる。そして、この時の負荷トルクT1、T2は、支持ベアリング24a〜24d、50a〜50dの転がり抵抗など2組の歯車16および18、20および22の噛合い回転以外の要因による外部損失トルクT1n、T2nであるため、図1に示す通常の歯車噛合い回転試験で測定した全体の損失トルクTtから、それ等の外部損失トルクT1nおよびT2nを引き算することにより、2組の歯車16および18、20および22の噛合い回転による噛合い損失トルクを高い精度で求めることができる。   As described above, in the power circulation type gear testing device 10 of the present embodiment, the bearing units 70 to 76 are connected to the first shaft portion 12 and the second shaft portion 14 instead of the first gear 16 to the fourth gear 22. In addition, a pseudo load equivalent to the load generated on each of the first gear 16 to the fourth gear 22 by the meshing load is applied to each of the bearings 80 of the bearing units 70 to 76 by the pseudo load applying device 82. By separately driving the shaft portion 12 and the second shaft portion 14 separately, the load torques T1 and T2 at the time of rotational driving of the first shaft portion 12 and the second shaft portion 14 are separately measured. Can. The load torques T1 and T2 at this time are external loss torques T1n and T2n due to factors other than meshing rotation of the two gears 16 and 18, 20 and 22, such as rolling resistance of the support bearings 24a to 24d and 50a to 50d. Therefore, by subtracting the external loss torques T1 n and T2 n from the total loss torque Tt measured in the normal gear meshing rotation test shown in FIG. The meshing torque loss due to the meshing rotation of 22 can be determined with high accuracy.

また、このように支持ベアリング24a〜24d、50a〜50dの転がり抵抗等による外部損失トルクT1n、T2nを測定できることから、支持ベアリング24a〜24d、50a〜50dとして、転がり抵抗が大きくても耐久性に優れた大型のベアリングやテーパードローラベアリング、複列ベアリング等を採用することが可能となり、支持ベアリング24a〜24d、50a〜50dの交換頻度を少なくして作業効率を向上させることができる。外部損失トルクT1n、T2nの値に基づいて、支持ベアリング24a〜24d、50a〜50dの交換時期を判断することが可能で、メンテナンスを容易に且つ適切に行なうことができる。   In addition, since the external loss torques T1n and T2n due to the rolling resistance and the like of the support bearings 24a to 24d and 50a to 50d can be measured as described above, the support bearings 24a to 24d and 50a to 50d are durable even if the rolling resistance is large. It becomes possible to adopt excellent large bearings, tapered roller bearings, double row bearings, etc., and it is possible to improve the working efficiency by reducing the frequency of replacement of the support bearings 24a to 24d and 50a to 50d. It is possible to determine the replacement timing of the support bearings 24a to 24d and 50a to 50d based on the values of the external loss torques T1n and T2n, and maintenance can be performed easily and appropriately.

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, this is merely an embodiment, and the present invention may be implemented in variously modified and / or improved modes based on the knowledge of those skilled in the art. Can.

10:動力循環式歯車試験装置 12:第1軸部 14:第2軸部 16:第1歯車 18:第2歯車 20:第3歯車 22:第4歯車 24a〜24d、50a〜50d:支持ベアリング 26a、26b、28a、28b、52a、52b、54a、54b:連結継ぎ手 42:捩りトルク付与装置 70、72、74、76:軸受ユニット 80:軸受 82:擬似負荷付与装置   10: power circulation type gear testing device 12: first shaft portion 14: second shaft portion 16: first gear 18: second gear 20: third gear 22: fourth gear 24a to 24d, 50a to 50d: support bearing 26a, 26b, 28a, 28b, 52a, 52b, 54a, 54b: Coupling joint 42: Torsional torque application device 70, 72, 74, 76: Bearing unit 80: Bearing 82: Pseudo load application device

Claims (1)

互いに噛み合わされた第1歯車および第2歯車が互いに平行な第1軸部および第2軸部に取り付けられ、且つ互いに噛み合わされた第3歯車および第4歯車が前記第1軸部および前記第2軸部に取り付けられており、
前記第1歯車〜前記第4歯車の何れか一つが回転駆動されることにより、該第1歯車〜該第4歯車が噛合い回転させられる動力循環経路が形成される一方、
前記第1軸部および前記第2軸部の何れか一方に捩りトルクを付与する捩りトルク付与装置を備えており、
該捩りトルク付与装置によって所定の噛合い荷重が加えられた状態で前記第1歯車〜前記第4歯車を噛合い回転させる動力循環式歯車試験装置において、
前記第1軸部および前記第2軸部は、前記第1歯車〜前記第4歯車の各々の両側に配設された複数の支持ベアリングによって回転可能に支持されているとともに、
前記第1歯車〜前記第4歯車は、それぞれ連結継ぎ手を介して着脱可能に前記第1軸部または前記第2軸部に連結されている一方、
それぞれ回転自在の軸受を備えていて、前記第1歯車〜前記第4歯車の代わりに前記第1軸部および前記第2軸部に連結される複数の軸受ユニットと、
前記噛合い荷重によって前記第1歯車〜前記第4歯車の各々に生じる負荷と同等の擬似負荷を前記軸受にそれぞれ付与することができる複数の擬似負荷付与装置と、
を有し、該擬似負荷付与装置によって前記軸受に擬似負荷を付与した状態で前記第1軸部および前記第2軸部をそれぞれ個別に回転駆動することにより、該第1軸部および該第2軸部について個別に該回転駆動時の負荷トルクを測定することができる
ことを特徴とする動力循環式歯車試験装置。
The first gear and the second gear engaged with each other are attached to the first shaft and the second shaft parallel to each other, and the third gear and the fourth gear engaged with each other are the first shaft and the second gear. Attached to the shaft,
While any one of the first gear to the fourth gear is rotationally driven, a power circulation path is formed in which the first gear to the fourth gear are meshed and rotated,
And a torsion torque applying device for applying a torsion torque to any one of the first shaft portion and the second shaft portion,
In a power circulating gear test apparatus for meshingly rotating the first gear to the fourth gear in a state in which a predetermined meshing load is applied by the torsion torque applying device,
The first shaft portion and the second shaft portion are rotatably supported by a plurality of support bearings disposed on both sides of each of the first gear to the fourth gear.
Each of the first gear to the fourth gear is detachably connected to the first shaft or the second shaft via a connection joint.
A plurality of bearing units, each having a rotatable bearing, and coupled to the first shaft and the second shaft instead of the first gear to the fourth gear;
A plurality of simulated load applying devices capable of applying simulated loads equivalent to the loads generated on each of the first gear to the fourth gear by the meshing load to the bearings respectively;
The first shaft portion and the second shaft portion by individually driving the first shaft portion and the second shaft portion in a state where the pseudo load is applied to the bearing by the pseudo load applying device. A power circulating type gear test device characterized in that load torque at the time of rotational driving can be individually measured for a shaft portion.
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