JPH0569459B2

JPH0569459B2 -

Info

Publication number: JPH0569459B2
Application number: JP62207443A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Maeda; Isao Yagi
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd; Osaka Chain and Machinery Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd; Sumitomo Heavy Industries Gearbox Co Ltd
Priority date: 1987-08-21
Filing date: 1987-08-21
Publication date: 1993-10-01
Also published as: JPS6450926A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、例えば、ミツシヨンギアやデフア
レンシヤルギアの耐久性等を調べる際に用いて好
適な動力循環方式試験装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Industrial Application Field" The present invention relates to a power circulation type test device suitable for use in, for example, examining the durability of transmission gears and differential gears.

「従来の技術」車両等に用いられるミツシヨンギア、デフアレ
ンシヤルギア、プロペラシヤフト等の耐久性、そ
の他各種性能を調べる際には、供試体に所定のト
ルクをかけて回転させて調べる必要がある。この
ような用途に用いられる試験装置として、動力循
環方式試験装置がある。第３図は、この動力循環
方式試験装置の構成を示すブロツク図である。図
において、１はミツシヨンギア等の供試体であ
り、入力軸がギア２に接続されている。ギア２
は、キア３と噛み合つており、ギア３の軸はトル
クローダ４の第１軸に接続されている。トルクロ
ーダ４は、差動ギアであり、その第２軸はギア５
の軸に接続されている。このギア５はギア６に噛
み合つており、ギア６の軸はダミーギア７の入力
軸に接続されている。ダミーギア７の出力軸はト
ルク検出器８を介して供試体１の出力軸に接続さ
れている。上記構成において、ダミーギア７の速
度比は供試体１の速度比に等しく設定されてお
り、また、ギア２〜ギア６の歯数も各々等しく設
定されている。次に、１１は交流モータであり、
ギアボツクス１０を介してトルクローダ４の第３
軸に接続されている。１５は供試体１を回転させ
るためのモータであり、その出力軸はギア２に接
続されている。以上の構成においては、トルクロ
ーダ４の第１軸→ギア３→ギア２→供試体１→ダ
ミーギア７→ギア６→ギア５→トルクローダ４の
第２軸なる経路で循環駆動系が形成されている。
この循環駆動系における各ギア比は、上述の関係
となつているので、この循環駆動系に回転を与え
た場合は、トルクローダ４の第１軸、第２軸の回
転数N1，N2は各々同一の値となる。``Prior Art'' When examining the durability and other various performances of transmission gears, differential gears, propeller shafts, etc. used in vehicles, it is necessary to rotate the specimen by applying a predetermined torque. As a test device used for such purposes, there is a power circulation test device. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of this power circulation type test device. In the figure, 1 is a specimen such as a transmission gear, and an input shaft is connected to a gear 2. gear 2
is meshed with the gear 3, and the shaft of the gear 3 is connected to the first shaft of the torque loader 4. The torque loader 4 is a differential gear, and its second shaft is connected to the gear 5.
connected to the shaft of This gear 5 meshes with a gear 6, and the shaft of the gear 6 is connected to the input shaft of a dummy gear 7. The output shaft of the dummy gear 7 is connected to the output shaft of the specimen 1 via a torque detector 8 . In the above configuration, the speed ratio of the dummy gear 7 is set equal to the speed ratio of the specimen 1, and the number of teeth of the gears 2 to 6 is also set equal to each other. Next, 11 is an AC motor,
The third torque loader 4 via the gearbox 10
connected to the shaft. 15 is a motor for rotating the specimen 1, and its output shaft is connected to the gear 2. In the above configuration, a circulation drive system is formed through the following path: first shaft of torque loader 4 → gear 3 → gear 2 → specimen 1 → dummy gear 7 → gear 6 → gear 5 → second axis of torque loader 4. There is.
Since each gear ratio in this circulation drive system has the above-mentioned relationship, when rotation is given to this circulation drive system, the rotation speeds N1 and N2 of the first shaft and second shaft of the torque loader 4 are respectively The values will be the same.

以上の構成において、モータ１１を回転させる
と、循環駆動系には循環トルクが与えられ、この
状態でモータ１１をブレーキすることにより、循
環トルクが保持される。一方、供試体１に必要な
回転は、モータ１５を駆動することによつて与え
る。このモータ１５は、循環駆動経路の機械的ロ
スを上回る回転力を与えればよいので、その出力
は小さくてよい。 In the above configuration, when the motor 11 is rotated, a circulating torque is applied to the circulating drive system, and by braking the motor 11 in this state, the circulating torque is maintained. On the other hand, the rotation necessary for the specimen 1 is provided by driving the motor 15. This motor 15 only needs to provide a rotational force that exceeds the mechanical loss of the circulation drive path, so its output may be small.

「発明が解決しようとする問題点」ところで、上述した従来の動力循環方式試験装
置においては、供試体１と同一の速度比を有する
ダミーギア７を必要とするため、供試体１の速度
比が変わると、ダミーギア７をも変更しなければ
ならないという欠点があつた。また、供試体１に
与えるトルクを変更する場合にも、その応答が遅
いという問題があつた。"Problems to be Solved by the Invention" By the way, in the above-mentioned conventional power circulation test device, since the dummy gear 7 having the same speed ratio as the specimen 1 is required, the speed ratio of the specimen 1 changes. However, there was a drawback that dummy gear 7 also had to be changed. Further, even when changing the torque applied to the specimen 1, there was a problem that the response was slow.

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたも
ので、供試体１の速度比が変更になつた場合で
も、ダミーギアを変更する必要がなく、また、供
試体に与えるトルクを変更する場合もその応答性
が良い動力循環方式試験装置を提供することを目
的としている。 This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and even if the speed ratio of the specimen 1 is changed, there is no need to change the dummy gear, and also when the torque applied to the specimen is changed. The purpose is to provide a power circulation test device with good responsiveness.

「問題点を解決するための手段」この発明は、上記問題点を解決するために、機
構的に閉じた系となるように、供試体の入出力
軸、ダミーギアの入出力軸および差動ギアを構成
するトルクローダの第１軸、第２軸を配するとと
もに、前記トルクローダの第１軸、第２軸に対し
第３軸を回転させることによつてひねりを与え、
これにより前記供試体にトルクを与える動力循環
方式試験装置において、前記供試体のトルクを検
出するトルク検出手段と、前記第１軸、第２軸の
回転を検出する第１、第２の回転検出手段と、供
試体にトルクをかけない場合および与えたトルク
を保持する場合は、前記第３軸を駆動するモータ
の回転数を前記第１、第２の回転検出手段によつ
て検出された回転数の差に等しくなるように制御
し、前記供試体にトルクを与える場合および与え
たトルクを変更する場は、前記トルク検出手段に
よつて検出されたトルクがトルク指令値に一致す
るまで、前記モータの回転数を前記回転数差より
大もしくは小とするモータ制御部とを具備してい
る。"Means for Solving the Problems" In order to solve the above problems, the present invention provides an input/output shaft of a specimen, an input/output shaft of a dummy gear, and a differential gear so as to form a mechanically closed system. A first shaft and a second shaft of a torque loader constituting the torque loader are arranged, and a third shaft is rotated with respect to the first shaft and second shaft of the torque loader to give a twist,
In the power circulation type test device that applies torque to the specimen, the torque detection means detects the torque of the specimen, and first and second rotation detection means detect rotation of the first shaft and the second shaft. and when not applying torque to the specimen or when maintaining the applied torque, the rotation speed of the motor that drives the third shaft is the rotation detected by the first and second rotation detection means. When applying a torque to the specimen and changing the applied torque, the difference between the torques is controlled to be equal to the difference in torque, and the applied torque is changed until the torque detected by the torque detecting means matches the torque command value. and a motor control section that makes the rotational speed of the motor larger or smaller than the rotational speed difference.

「作用」ダミーギアと供試体の速度比が一致していない
場合は、トルクローダの第１軸、第２軸に回転差
が生じるが、第３軸がこの回転差に等しくなるよ
うに回転駆動され、循環トルクが保持される。ま
た、第３軸の回転を上記回転差より大もしくは小
とすることにより、循環トルクの設定、変更がな
される。"Operation" If the speed ratios of the dummy gear and the specimen do not match, a rotation difference will occur between the first and second shafts of the torque loader, but the third shaft will be driven to rotate to equal this rotation difference. , the cyclic torque is maintained. Further, by making the rotation of the third shaft larger or smaller than the above-mentioned rotation difference, the circulating torque can be set or changed.

「実施例」以下、図面を参照してこの発明の実施例につい
て説明する。"Embodiments" Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第１図は、この発明の一実施例の構成を示すブ
ロツク図である。なお、この図において、前述し
た第３図の各部と対応する部分には同一の符号を
付しその説明を省略する。ただし、この実施例に
おけるダミーギア７の速度比は、供試体１の速度
比と一致していない。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. In this figure, the same reference numerals are given to the parts corresponding to the parts shown in FIG. 3 described above, and the explanation thereof will be omitted. However, the speed ratio of the dummy gear 7 in this example does not match the speed ratio of the specimen 1.

図において、２５は直流モータであり、ギアボ
ツクス１０を介してトルクローダ４に接続されて
いる。このモータ２５の回転は検出器２６によつ
て検出されるようになつている。次に、３０は、
モータ２５の回転を制御する制御回路であり、順
変換器３１を構成するサイリスタの点弧角を制御
することによつて、モータ２５に供給される電源
３２の電力を調整する。CTはモータ２５に供給
される電流を検出する電流検出器であり、ここで
検出された検出電流Ifは偏差検出点P1，P3に供
給される。偏差検出器P1には、増幅器３４の出
力が供給され、偏差検出器P3には、増幅器３６
およびトルク指令値が供給されるようになつてい
る。このトルク指令値は、上位コンピユータや、
所定の設定器（共に図示略）から供給される。ま
た、偏差検出点P4には、トルク検出器８が出力
するトルク信号と前記トルク指令値とが供給さ
れ、偏差検出点P2には、検出器２６の回転検出
信号と、増幅器３５の出力信号と、トルクローダ
４の第１、第２軸の回転差信号（N1−N2）が供
給される。回転差信号（N1−N2）は、トルクロ
ーダ４の第１軸および第２軸に取り付けられた回
転検出器Ｓ１，Ｓ２の出力信号に基づいて作成さ
れるようになつている。 In the figure, 25 is a DC motor, which is connected to the torque loader 4 via a gearbox 10. The rotation of the motor 25 is detected by a detector 26. Next, 30 is
This is a control circuit that controls the rotation of the motor 25, and adjusts the power of the power source 32 supplied to the motor 25 by controlling the firing angle of the thyristor that constitutes the forward converter 31. CT is a current detector that detects the current supplied to the motor 25, and the detected current If detected here is supplied to the deviation detection points P1 and P3. The output of the amplifier 34 is supplied to the deviation detector P1, and the output of the amplifier 36 is supplied to the deviation detector P3.
and torque command values are supplied. This torque command value is sent to the host computer,
It is supplied from a predetermined setting device (both not shown). Further, the torque signal output from the torque detector 8 and the torque command value are supplied to the deviation detection point P4, and the rotation detection signal of the detector 26 and the output signal of the amplifier 35 are supplied to the deviation detection point P2. , a rotation difference signal (N1-N2) between the first and second shafts of the torque loader 4 is supplied. The rotation difference signal (N1-N2) is created based on the output signals of rotation detectors S1 and S2 attached to the first and second shafts of the torque loader 4.

制御回路３０は、偏差検出点P4の偏差を０と
するように、すなわち、トルク指令値と検出トル
クとが等しくなるように動作する。この偏差検出
点P4に得られた偏差は、増幅器３６によつて増
幅された後に偏差検出点P3に±補正信号として
供給される。偏差検出点P3においては、検出電
流Ifとトルク指令値との偏差がとられ、この偏差
に上記補正信号が加えられる。トルク指令値と検
出トルクが一致している場合は補正信号は０とな
るから、偏差検出点P3における偏差は、トルク
指令値と検出電流Ifとの偏差となる。偏差検出点
P3に得られた偏差は、増幅器３５によつて増幅
された後に偏差検出点P2に供給される。偏差検
出点P2における偏差は、検出器２６の回転検出
信号と回転差信号（N1−N2）の偏差がとられ、
その偏差に増幅器３５の出力が加えられる。この
場合、増幅器３５の出力信号は、トルク指令値と
検出トルクとが一致している場合は０となる。 The control circuit 30 operates to set the deviation at the deviation detection point P4 to 0, that is, to make the torque command value and the detected torque equal. The deviation obtained at the deviation detection point P4 is amplified by the amplifier 36 and then supplied to the deviation detection point P3 as a ± correction signal. At the deviation detection point P3, the deviation between the detected current If and the torque command value is determined, and the correction signal is added to this deviation. Since the correction signal becomes 0 when the torque command value and the detected torque match, the deviation at the deviation detection point P3 is the deviation between the torque command value and the detected current If. Deviation detection point
The deviation obtained at P3 is amplified by the amplifier 35 and then supplied to the deviation detection point P2. The deviation at the deviation detection point P2 is obtained by taking the deviation between the rotation detection signal of the detector 26 and the rotation difference signal (N1 - N2),
The output of amplifier 35 is added to that deviation. In this case, the output signal of the amplifier 35 becomes 0 when the torque command value and the detected torque match.

偏差検出点P2に得られた偏差は、増幅器３４
によつて増幅されて偏差検出点P1に供給され、
ここで検出電流Ifとの偏差がとられ、この偏差が
増幅器３３を介して順変換器３１の点弧円角制御
回路に供給される。上述した変換器検出点P1，
P2および増幅器３３，３４からなるループは、
自動速度制御ループである。このループは、増幅
器３５の出力信号が０の場合は、モータ２５の回
転数が（N1−N2）となるように、順変換器３１
の点弧角を制御する。一方、偏差検出点P3，P4
および増幅器３５，３６からなる部分は、自動ト
ルク制御ループであり、トルク指令があつた場合
は、これと検出トルクとが一致するように、偏差
検出点P2に速度補正信号を供給する。 The deviation obtained at the deviation detection point P2 is transmitted to the amplifier 34.
is amplified by and supplied to the deviation detection point P1,
Here, the deviation from the detected current If is calculated, and this deviation is supplied to the firing circle angle control circuit of the forward converter 31 via the amplifier 33. Converter detection point P1 mentioned above,
The loop consisting of P2 and amplifiers 33 and 34 is
Automatic speed control loop. This loop connects the forward converter 31 so that when the output signal of the amplifier 35 is 0, the rotation speed of the motor 25 becomes (N1 - N2)
control the firing angle of the On the other hand, deviation detection points P3 and P4
The part consisting of amplifiers 35 and 36 is an automatic torque control loop, and when a torque command is received, a speed correction signal is supplied to the deviation detection point P2 so that the torque command and the detected torque match.

次に、上記構成によるこの実施例の動作につい
て説明する。まず、モータ２５を駆動して循環ト
ルクをかける。この場合、供試体１とダミーギア
７の速度比が異なるから、トルクローダ４の第１
軸と第２軸の回転数N1，N2には差が生じる。し
たがつて、差動ギアの性質上、トルクローダ４の
第３軸の回転数N3と上記回転数N1，N2との関
係は、N3＝（N1−N2）となる。この状態が維持
されれば、差動ギアの第１軸と第２との間の関係
は変化しないから、供試体１にかかるトルクはそ
れ以前の状態を維持する。すなわち、初期状態に
おけるトルクが０であれば０である。今、トルク
指令が０であれば、偏差検出点P2に得られる偏
差は、検出器２６の出力信号と信号（N1−N2）
の偏差となる。そして、この偏差が０となるよう
にモータ２５の回転が制御されるから、供試体１
にかかるトルクは０となる。第２図の時刻t₁まで
の期間は上記状態を示している。 Next, the operation of this embodiment with the above configuration will be explained. First, the motor 25 is driven to apply a circulating torque. In this case, since the speed ratio of the specimen 1 and the dummy gear 7 are different, the first
A difference occurs between the rotation speeds N1 and N2 of the shaft and the second shaft. Therefore, due to the nature of the differential gear, the relationship between the rotation speed N3 of the third shaft of the torque loader 4 and the rotation speeds N1 and N2 is N3=(N1-N2). If this state is maintained, the relationship between the first and second shafts of the differential gears will not change, so the torque applied to the specimen 1 will maintain its previous state. That is, if the torque in the initial state is 0, it is 0. Now, if the torque command is 0, the deviation obtained at the deviation detection point P2 is the output signal of the detector 26 and the signal (N1 - N2)
The deviation will be. Since the rotation of the motor 25 is controlled so that this deviation becomes 0, the specimen 1
The torque applied to is 0. The period up to time _t1 in FIG. 2 shows the above state.

次に、時刻t₁において、あるトルク指令値が供
給されると、このトルク指令値に応じた信号が偏
差検出点P4，P3，P2において得られ、これらを
０とするようにモータ２５の回転が制御される。
この制御によりモータ２５の回転がΔN上昇すれ
ば（第２図イ参照）、トルクローダ４の第１軸と
第２軸とが相対的にねじれていく。このねじれ
は、回転数の変化分ΔNと時間の積に比例するか
ら、モータ２５および供試体１に与えられるトル
クは、第２図ロ，ハに示すように、直線的に上昇
していく。そして、時刻t₂において、検出トルク
とトルク指令値とが一致すると、増幅器３５の出
力信号が０になり、制御回路３０は、モータ２５
を再び（N1−N2）なる回転数となるように制御
する。モータ２５が（N1−N2）なる回転数で回
転すると、時刻t₁〜t₂において与えたトルクが保
持される。次に、上記と同様にして、時刻t₃にお
いて、新たなトルク指令値が供給されると、この
時刻t₃から時刻t₄において、モータ２５の回転数
が新たなトルク指令値に適合するように制御され
る。この制御後は、再び、（N1−N2）となるよ
うにモータ２５の回転が制御され、新たに設定さ
れたトルクが維持される。 Next, at time t ₁ , when a certain torque command value is supplied, signals corresponding to this torque command value are obtained at the deviation detection points P4, P3, and P2, and the rotation of the motor 25 is adjusted so that these become 0. is controlled.
If the rotation of the motor 25 increases by ΔN as a result of this control (see FIG. 2A), the first and second shafts of the torque loader 4 will be twisted relative to each other. Since this twist is proportional to the product of the rotational speed change ΔN and time, the torque applied to the motor 25 and the specimen 1 increases linearly, as shown in FIG. 2B and C. Then, at time _t2 , when the detected torque and the torque command value match, the output signal of the amplifier 35 becomes 0, and the control circuit 30 controls the motor 25.
is controlled so that the rotation speed becomes (N1-N2) again. When the motor 25 rotates at a rotation speed of (N1-N2), the torque applied between times _t1 and _t2 is maintained. Next, in the same manner as above, when a new torque command value is supplied at time t ₃ , the rotation speed of the motor 25 is adjusted to match the new torque command value from time t ₃ to time t ₄ . controlled by. After this control, the rotation of the motor 25 is controlled again so that it becomes (N1-N2), and the newly set torque is maintained.

上述のように、この実施例においては、供試体
１とダミーギア７との速度比が異なつた場合で
も、ダミーギア７を変更する必要がなく、また、
供試体１に付与するトルクの設定、変更が素早く
行える利点がある。さらに、モータ２５として、
サーボに適した応答の速いものを用いれば、設定
すべきトルクに対する応答性を極めて高くするこ
とができる。 As described above, in this embodiment, even if the speed ratio between the specimen 1 and the dummy gear 7 is different, there is no need to change the dummy gear 7, and
There is an advantage that the torque applied to the specimen 1 can be set and changed quickly. Furthermore, as the motor 25,
If a fast response suitable for a servo is used, the response to the torque to be set can be extremely high.

「発明の効果」以上説明したように、この発明によれば、機構
的に閉じた系となるように、供試体の入出力軸、
ダミーギアの入出力軸および差動ギアを構成する
トルクローダの第１軸、第２軸を配するととも
に、前記トルクローダの第１軸、第２軸に対し第
３軸を回転させることによつてひねりを与え、こ
れにより前記供試体にトルクを与える動力循環方
式試験装置において、前記供試体のトルクを検出
するトルク検出手段と、前記第１軸、第２軸の回
転を検出する第１、第２の回転検出手段と、供試
体にトルクをかけない場合および与えたトルクを
保持する場合は、前記第３軸を駆動するモータの
回転数を前記第１、第２の回転検出手段によつて
検出された回転数の差に等しくなるように制御
し、前記供試体にトルクを与える場合および与え
たトルクを変更する場合は、前記トルク検出手段
によつて検出されたトルクがトルク指令値に一致
するまで、前記モータの回転数を前記回転数差よ
り大もしくは小とするモータ制御部とを具備した
ので、供試体の速度比が変更になつた場合でも、
ダミーギアを変更する必要がなく、また、供試体
に与えるトルクを変更する場合もその応答性を良
くすることができる。"Effects of the Invention" As explained above, according to the present invention, the input and output axes of the specimen are
By arranging the input/output shaft of the dummy gear and the first and second shafts of the torque loader that constitute the differential gear, and rotating the third shaft with respect to the first and second shafts of the torque loader. A power circulation test device that applies a twist and thereby applies torque to the specimen, comprising: torque detection means for detecting the torque of the specimen; and first and second shafts for detecting rotations of the first and second shafts. If no torque is applied to the specimen or if the applied torque is maintained, the rotation speed of the motor that drives the third shaft is determined by the first and second rotation detection means. When applying a torque to the specimen and changing the applied torque, the torque detected by the torque detecting means matches the torque command value. Since the present invention includes a motor control unit that makes the rotational speed of the motor larger or smaller than the rotational speed difference, even if the speed ratio of the specimen is changed,
There is no need to change the dummy gear, and even when changing the torque applied to the specimen, the responsiveness can be improved.

[Brief explanation of the drawing]

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロ
ツク図、第２図は同実施例における各部の特性を
示す特性図、第３図は従来の動力循環方式試験装
置の構成を示すブロツク図である。１……供試体、４……トルクローダ、７……ダ
ミーギア、８……トルク検出器（トルク検出手
段）、２５……モータ、３０……制御回路（モー
タ制御部）、Ｓ１，Ｓ２……回転検出器（第１、
第２の回転検出手段）。 Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a characteristic diagram showing the characteristics of each part in the same embodiment, and Fig. 3 is a block diagram showing the configuration of a conventional power circulation test device. It is. 1... Specimen, 4... Torque loader, 7... Dummy gear, 8... Torque detector (torque detection means), 25... Motor, 30... Control circuit (motor control section), S1, S2... Rotation detector (first,
second rotation detection means).

Claims

[Claims]

1 The input/output shaft of the specimen, the input/output shaft of the dummy gear, and the first and second shafts of the torque loader that constitute the differential gear are arranged so as to form a mechanically closed system, and the A torque detection means for detecting the torque of the specimen in a power circulation test device that applies twist to the specimen by rotating a third shaft with respect to the first and second shafts, thereby applying torque to the specimen. , first and second rotation detecting means for detecting the rotation of the first and second axes, and driving the third axis when no torque is applied to the specimen or when the applied torque is maintained. When controlling the rotation speed of the motor to be equal to the difference between the rotation speeds detected by the first and second rotation detection means and applying a torque to the specimen, and when changing the applied torque, , a motor control unit that makes the rotation speed of the motor larger or smaller than the rotation speed difference until the torque detected by the torque detection means matches the torque command value. Circulation method test equipment.