ラバーブッシュの特性試験装置用治具
【課題】ラバーブッシュの動特性測定時の作業性等を改善する。
【解決手段】ラバーブッシュＢの内筒２００に第１治具１の芯棒１０を挿入固定するとともに、圧入リング１１に外筒２０１を圧入して供試体を構成する。捩り試験機Ａの一方の保持部１０１ａに第２治具２を装着して圧入リング１１を支持し、他方の保持部１０３ａには第３治具３を装着して、その２つの支持腕３２により芯棒１０の両端部を支持する。芯棒１０の一端部には角柱部１２ａを設け、他端部には丸棒部１３ｂを設けて回動可能に立方体部材１４を外嵌めする。第３治具３の支持腕３２にはコ字状の把持部３３，３４を設け、これにより角柱部１２ａ及び立方体部材１４を把持して、それらの上下両面が全て平行になるようにする。
【解決手段】ラバーブッシュＢの内筒２００に第１治具１の芯棒１０を挿入固定するとともに、圧入リング１１に外筒２０１を圧入して供試体を構成する。捩り試験機Ａの一方の保持部１０１ａに第２治具２を装着して圧入リング１１を支持し、他方の保持部１０３ａには第３治具３を装着して、その２つの支持腕３２により芯棒１０の両端部を支持する。芯棒１０の一端部には角柱部１２ａを設け、他端部には丸棒部１３ｂを設けて回動可能に立方体部材１４を外嵌めする。第３治具３の支持腕３２にはコ字状の把持部３３，３４を設け、これにより角柱部１２ａ及び立方体部材１４を把持して、それらの上下両面が全て平行になるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラバーブッシュの静特性や動特性、耐久性等を試験する特性試験装置用の治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば自動車のサスペンション等に広く用いられているラバーブッシュは、図７に符号Ｂとして示すように、内筒２００と外筒２０１との間にゴム等の弾性部材２０２が接着固定された円筒状をなす。こうしたラバーブッシュＢには多様な負荷がかかるので、筒軸の方向やこれに直交する方向の引張り、圧縮、曲げ試験の他に捩り（ねじり）試験や抉り（こじり）試験も行われる。
【０００３】
例えば捩り試験は、同図(a)の矢印Ｐ１に示すように外筒２０１の筒軸線ｒの周りに正逆両方の向きの捩り負荷を付与して動ばね特性を測定するものである。また、抉り試験は、同図(b)の矢印Ｐ２に示すように外筒２０１を固定した状態で、内筒２００を筒軸線ｒに直交する任意の軸線ｒ’の周りに揺動させることにより、弾性部材２０２に抉り負荷を付与して動ばね特性を測定するものである。
【０００４】
このような捩り試験、抉り試験を行うための試験装置として特許文献１には、相対向する一対のつかみ具によってそれぞれ、丸棒状の供試体の両端部を把持して相対的に回動させることにより捩りトルクを付与しながら、一方のつかみ具の側では角変位を、また他方のつかみ具の側ではトルクを検出するようにした捩り試験機について記載されている。
【０００５】
そのような捩り試験機を用いて抉り試験を行う場合にはつかみ具に代えて、或いはそれに加えて別の治具を取り付ける必要があるが、これについて本願の出願人は、捩り試験と抉り試験とに共用することができる治具の発明について既に特許出願をしている（特許文献２を参照）。
【０００６】
この先願に係る治具は、ラバーブッシュに取り付ける第１の治具と、特性試験装置の一対の保持部にそれぞれ取り付ける第２、第３の治具とを組み合わせたもので、まず、第１治具の内筒支持部材を、その両端側が突出するようにしてラバーブッシュの内筒に挿入固定するとともに、同外周支持部材によってラバーブッシュの外周を把持する。
【０００７】
そして、抉り試験を行うときには、ラバーブッシュの中心線が捩り試験機における回動軸線と直交して左右に延びるように、第２治具により前記外周支持部材を支持するとともに、左右に延びる内筒支持部材の両端側をそれぞれ第３治具の２つの支持腕によって支持する。
【０００８】
すなわち、内筒支持部材の両端側にはそれぞれ円柱状の被把持部が設けられており、一方、支持腕の先端部には、突き合わせ接合される一対の板片が設けられ、この各板片の突き合わせ面に各々前記被把持部に対応する断面半円形状の溝部が凹み形成されている。そして、それらの板片同士を突き合わせ各々の溝部により前記被把持部を挟み込んで、把持するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１００２６号公報
【特許文献２】特開２００８−２８６６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、ラバーブッシュの内外筒は概ね同一軸線上にあることが多いが、それらが少しずれていたり、或いは２つの軸線が交差して少し斜めになっているものもある。このようなラバーブッシュの試験を行うためには、内外筒が互いに斜めになった状態でも試験機に取り付けられるよう、治具の構成に工夫する必要がある。
【００１１】
この点、前記後者の従来例（特許文献２）に記載の治具では、第２治具によりラバーブッシュの外周を把持する一方、その内筒を貫通する内筒支持部材の両端部（被把持部）は、第３治具の支持腕の板片における溝部により挟み込むようにしており、内外筒が互いに斜めになっていると取り付けることができない。
【００１２】
勿論、前記支持腕における板片の溝部を斜めに形成すれば、内外筒が互いに斜めになっていても取り付けることができるが、そのためには試験に供するラバーブッシュの内外筒の傾斜度合いに応じて異なる治具を準備し、一々交換して試験しなくてはならないから、作業負担や試験コストの徒な増大を招くことになる。
【００１３】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的は、ラバーブッシュの外周の中心線に対して内筒が斜めになっている場合でも捩り試験機に取り付けて、試験に供することのできる治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記の目的を達成するために本発明では、ラバーブッシュの内筒を支持する内筒支持部材の両端部にそれぞれ、互いに平行な一対の被把持面を有する被把持部を設けて、これを２つの支持腕のそれぞれのコ字状の把持部によって把持したときに、それら被把持部の各々の被把持面全てが平行になるようにしている。
【００１５】
すなわち、請求項１の発明は、相対向する一対の保持部の間にラバーブッシュを保持し、それらの保持部同士を所定の軸周りに相対回動させて特性試験を行うようにした特性試験装置用の治具であって、前記ラバーブッシュの内筒に、両端部がそれぞれ突出するように挿入固定される棒状の内筒支持部材、及び当該ラバーブッシュの外周を把持する筒状の外周把持部材からなる第１治具と、前記特性試験装置の一方の保持部に装着され、他方の保持部に向かって延びる支持腕によって前記外周把持部材を、その筒軸線と前記保持部同士の相対回動軸線とが交差するように支持する第２治具と、前記他方の保持部に装着され、前記一方の保持部に向かってそれぞれ延びる２つの支持腕によって、前記内筒支持部材の両端部を支持する第３治具と、を備えるものとする。
【００１６】
そして、前記内筒支持部材の長手方向の両端部にはそれぞれ、互いに平行な一対の被把持面を有する被把持部を設けて、この両被把持部同士を内筒支持部材の軸心周りに相対回動可能とする一方、これら両被把持部を把持するように前記第３治具の２つの支持腕にはそれぞれコ字状の把持部を設けて、これにより把持した前記各被把持部の各々の被把持面全てが平行になるようにした。
【００１７】
斯かる構成の治具を用いてラバーブッシュの抉り試験をするときには、まず、内筒に第１治具の内筒支持部材を挿入固定するとともに、ラバーブッシュの外周を外周把持部材で把持して供試体を構成する。また、その供試体を保持する特性試験装置の一方の保持部には第２治具を、他方の保持部には第３治具をそれぞれ装着する。
【００１８】
そして、前記保持部同士の相対回動軸線とラバーブッシュの外周の中心線とが交差するように、第２治具の支持腕によって供試体の外周把持部材を支持するとともに、当該供試体における内筒支持部材の両端部をそれぞれ第３治具の一対の支持腕によって支持する。この状態で保持部同士を相対回動させれば、ラバーブッシュに所定の抉り負荷を与えてその特性を調べることができる。
【００１９】
ここで、前記のように第３治具の２つの支持腕によってそれぞれ内筒支持部材の両端部が支持されるときには、この各端部の被把持部が支持腕のコ字状の把持部によって把持されて、当該被把持部の被把持面全てが平行に位置づけられる。このため、ラバーブッシュの外周の中心線に対して内筒が斜めになっていても、これを貫通する内筒支持部材を前記平行な把持面及び被把持面の間に斜めに把持することができ、問題なく捩り試験機に取り付けることができる。
【００２０】
前記内筒支持部材として好ましいのは、それを長手方向に２つの部材（分割部材）に分割し、一方の分割部材の端部には一体に被把持部を形成する一方、他方の分割部材の端部は丸棒状に形成して、そこに相対回動可能に外嵌めする別体部材に被把持部を形成することである（請求項２）。
【００２１】
こうすると、２つの分割部材をラバーブッシュの内筒にその両端側から組み付けて、内筒支持部材を構成することになるので、その両端部に設ける被把持部を内筒の内径よりも大きな外形状にすることができる。つまり、被把持面の面積を十分に大きく設定することができて、耐久性の確保に有利になる。
【００２２】
また、その別体部材は、互いに突き合わされる一対の半割部材によって構成するのが好ましいく、これら半割部材同士の突き合わせ面にはそれぞれ、内筒支持部材の前記丸棒状の端部に対応する断面略半円形状の溝部を凹み形成するのがよい（請求項３）。これら一対の半割部材を突き合わせて別体部材を構成すれば、それらの溝部の間にガタのない状態で前記丸棒状の端部を把持することができ、抉り試験の精度を高める上で有利になる。
【００２３】
さらに、好ましいのは前記第３治具の２つの支持腕の各把持部と、これにより把持される内筒支持部材の被把持部との間に、それぞれ、焼き入れを施した鋼板からなるスペーサ部材を介在させることであり（請求項４）、こうすれば耐久性はさらに向上する。その場合に前記の把持部や被把持部、或いは別体部材に磁石を埋設すれば（請求項５）、それらの着脱が容易でありながら、紛失する心配が少なくなる。
【００２４】
一方で、ラバーブッシュの外周を支持するための第２治具として好ましいのは、その支持腕を第１治具の外周把持部材の外周を把持するように構成し、この外周把持部材の外周面とこれに当接する前記支持腕の把持面とに、互いに嵌合するように凹凸嵌合部を設けることである（請求項６）。
【００２５】
こうすれば第２治具によって、ラバーブッシュの中心線が特性試験装置の保持部の相対回動軸線と交差するよう容易に位置決めすることができ、取り付けが容易になる上に作業バラツキが軽減されて、抉り試験の精度を高める上で有利になる。
【発明の効果】
【００２６】
以上、説明したように本発明に係る治具を用いてラバーブッシュを取り付ければ、汎用の捩り試験機を用いて抉り試験を容易に且つ精度よく行うことができる。ラバーブッシュの外筒の筒軸線或いは外周の中心線に対して内筒が斜めになっている場合でも、また、その傾斜度合いが異なるラバーブッシュについても治具の交換が不要になって、作業負担や試験コストの徒な増大を招くことがない。
【００２７】
また、そうして抉り試験を行うときに強い力がかかる内筒支持部材の両端部の被把持部を、それぞれ十分な大きさにして摩耗を抑制し、耐久性を確保することができる。さらに焼き入れ鋼板からなるスペーサ部材を介在させれば、耐久性はより向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る治具の装着された捩り試験機の全体構成を示す概略図である。
【図２】第１〜第３治具によって試験機に供試体を取り付けた状態の拡大図である。
【図３】ラバーブッシュに第１治具を取り付けて構成した供試体の縦断面図である。
【図４】第２、第３治具の一部を取り除いて少し上方から見た図２相当図である。
【図５】第２、第３治具をそれぞれ拡大して示す側面図である。
【図６】センターずれによる試験結果（静ばね定数）の変化を示すグラフ図である。
【図７】一般的なラバーブッシュの構成の説明図であり、(a)は側面図で(b)はそのb-b線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００３０】
−特性試験装置−
図１は、本発明の一形態に係る治具Ｊを装着したラバーブッシュの特性試験装置の全体構成を概略的に示している。この例では特性試験装置として汎用の捩り試験機Ａを用いており、安定した床等に設置された基台１００と、その上面に固定された固定装置１０１と、ハンドル１０２の操作で移動可能な可動装置１０３とを備えている。固定装置１０１と可動装置１０３とは、その可動装置１０３の移動方向（図の左右方向）に相対向して配設されており、図示しないが、固定装置１０１内には電動モータや角変位の検出器、各種制御装置等が、また可動装置１０３内にはトルク検出器がそれぞれ装備されている。
【００３１】
それら両装置１０１，１０３の相対向する側面にはそれぞれ、水平方向の共通の軸線Ｒを中心とする略円盤状の保持部１０１ａ，１０３ａが配設されていて、その間にラバーブッシュの供試体を保持するようになっている。図示は省略するが、それら一対の保持部１０１ａ，１０３ａの相対向する平滑な端面には、所定箇所にボルト穴が開口しており、後述するように、これらのボルト穴を利用して両保持部１０１ａ，１０３ａに治具Ｊを装着し、この治具Ｊを介してラバーブッシュを取り付ける。
【００３２】
図の例では左側に示す固定装置１０１側の保持部１０１ａが電動モータにより回動されるようになっていて、一方、同右側に示す可動装置１０３側の保持部１０３ａは非回転状態とされる。つまり、一対の保持部１０１ａ，１０３同士が相対的に軸線Ｒの周りに回動し、それらの間に保持されたラバーブッシュには正逆方向の負荷が交互に加えられる。これによりラバーブッシュの捩りや抉りについて動ばね定数等の動特性を調べることができる。勿論、静ばね定数等の静特性や耐久性等を調べることもできる。
【００３３】
図２に拡大して示すように治具Ｊは、それぞれ鋼材の加工品である第１治具１、第２治具２及び第３治具３によって構成されている。以下に詳細に述べるように、第１治具１はラバーブッシュＢに取り付けられて供試体を構成する（図３を参照）。第２治具２は固定装置１０１側の保持部１０１ａに装着されて、ラバーブッシュＢの外筒２０１を支持し、一方、第３治具３は可動装置１０３側の保持部１０３ａに装着されて、ラバーブッシュＢの内筒２００を支持する。
【００３４】
−第１治具−
図３は、ラバーブッシュＢに第１治具１を組み付けて構成した供試体の断面図であり、図４には、その供試体の捩り試験機Ａへの取り付け状態を示すために第２及び第３治具２，３の一部を取り除いて、図２よりもやや上方から示している。尚、ここでは図７に例示するような内筒２００及び外筒２０１を備えたラバーブッシュＢについて説明するが、外筒２０１は必ずしも必須ではなく、外筒のないラバーブッシュであればゴム弾性体２０２の外周を以下の圧入リング１１に圧入すればよい。
【００３５】
すなわち、この例では第１治具１は、図示のようにラバーブッシュＢの内筒２００に挿入固定される芯棒１０（内筒支持部材）と、ラバーブッシュＢの外筒２０１が圧入される圧入リング１１（外周把持部材）とからなり、芯棒１０はその長手方向に２分割されている。同図の左側に示す第１の部材１２（一方の分割部材）は、略正方形断面の角柱部１２ａと、その一端から同軸状に延びる丸棒部１２ｂとからなり、この丸棒部１２ｂの先端側にはねじ部１２ｃが形成されている。
【００３６】
一方、その第１部材１２と組み合わされる第２部材１３（他方の分割部材）は、前記角柱部１２ａの断面の一辺と略同寸の外径を有する円柱部１３ａと、これに比べて小径の丸棒部１３ｂとが同心状に連なっている。円柱部１３ａには、前記第１部材１２のねじ部１２ｃが螺入されるねじ穴１３ｃが形成されている一方、図に仮想線で示すように丸棒部１３ｂには、第１部材１２の角柱部１２ａと略同じ断面形状を有する別体の部材１４が外嵌めされるようになっている。
【００３７】
そして、前記第１部材１２の丸棒部１２ｂがその先端側からラバーブッシュＢの内筒２００の一側（図３の左側）に挿入され、反対側に突き出た先端のねじ部１２ｃが第２部材１３のねじ穴１３ｃに螺入されている。つまり、芯棒１０は、その両端部を突出させた状態でラバーブッシュＢの内筒２００に挿入され、一端側の第１部材１２の角柱部１２ａと他端側の第２部材１３の円柱部１３ａとの間に内筒２００を挟み込み、ガタのない状態でしっかりと固定されている。
【００３８】
そうしてラバーブッシュＢの内筒２００から一方の側に突き出した芯棒１０の端部（図３の左側の端部）には角柱部１２ａが設けられ、反対側に突き出した他端側の丸棒部１３ｂには別体の部材１４（詳しくは後述する）が外嵌めされていて、それぞれが第３治具３の左右２つの支持腕３２，３２により、即ちその先端側に設けられたコ字状の把持部によって把持されるようになる。尚、この例では図２の手前側に示すように、前記別体の部材１４は略立方体状とされているので、以下、立方体部材１４と呼ぶ。
【００３９】
そのようにラバーブッシュＢの内筒２００に挿入固定される芯棒１０に対して、圧入リング１１はこの例では円筒状の部材であり、その内周にラバーブッシュＢの外筒２０１が圧入される。一方、圧入リング１１の外周にはそのリング軸線ｒ方向の中央部位において全周を周回する環状の溝部１１ａが形成されていて、以下に述べるように第２治具２の支持腕２２によって支持（把持）されたときに、捩り試験機Ａの相対回動軸線Ｒに対して圧入リング１１を位置決めするようになっている。
【００４０】
−第２治具−
前記のように圧入リング１１を支持する第２治具２は、図２、４に示すように、捩り試験機Ａの固定装置１０１側の保持部１０１ａに装着される。すなわち、第２治具２は矩形板状のベース部２１を有し、これが前記保持部１０１ａの端面に重ね合わされて４隅付近をボルト２０，２０，…によって締結されている。このベース部２１の下半部における左右の中央部位からは、長方形板状の支持腕２２が略直交して突出し、図５(a)にも示すように軸線Ｒに沿って可動装置１０３側（他方の保持部の側）に延びている。
【００４１】
前記の支持腕２２には、それと略同じ形状のブロック部材２３が上方から組み付けられて、その間に前記ラバーブッシュＢの供試体における圧入リング１１を把持するようになっている。すなわち、図５(a)にのみ符号を付して示すが、支持腕２２とブロック部材２３とにはそれぞれ、圧入リング１１の形状に対応する断面半円形状の凹部２２ａ，２３ａが形成されていて、これら対をなす凹部２３ａ，２２ａの間に圧入リング１１を挟み込んだ状態で、締結されるようになる。
【００４２】
具体的には図５(a)を参照すると、前記凹部２２ａを間に挟んで支持腕２２の先端寄り及び基端寄りの部位にはそれぞれ上下に延びるボルト穴２２ｂが形成され、これに対応してブロック部材２３の先端寄り及び基端寄りの部位にもそれぞれ上下に延びる貫通穴２３ｂが形成されている。そして、それら支持腕２２及びブロック部材２３を、凹部２２ａ，２３ａに圧入リング１１を挟んだ状態で突き合わせ、ブロック部材２３の各貫通穴に上方からボルト２４を挿通させて、その軸の下部を支持腕２２の各ボルト穴２２ｂに螺入し、締め付けるのである。
【００４３】
尚、前記凹部２２ａ，２３ａの断面形状は正確には半円よりも少しだけ小さくされていて、前記のように圧入リング１１を間に挟んだ状態では支持腕２２及びブロック部材２３の突き合わせ面に小さな隙間が形成される。それ故、前記のようにボルト２４によって締め付けることで、支持腕２２及びブロック部材２３により圧入リング１１をしっかりと把持することができる。
【００４４】
また、前記の凹部２２ａ，２３ａにはそれぞれ、圧入リング１１の外周の溝部１１ａに対応して内周の円弧面の幅方向中央部位に、周方向全体に延びる突条２２ｃ，２３ｃが形成されている。この突条２２ｃ，２３ｃの横断面形状は概ね溝部１１ａと同じであり、前記のように圧入リング１１をブロック部材２３及び支持腕２２の各凹部２２ａ，２３ａに挟み込んで把持したときに、これら凹部２２ａ，２３ａの突条２２ｃ，２３ｃが圧入リング１１の溝部１１ａに嵌まり込むようになる。
【００４５】
こうして溝部１１ａが突条２２ｃ，２３ｃと嵌合することによって即ち、対応する凹凸嵌合部が互いに嵌合することにより圧入リング１１は、そのリング軸線ｒ方向の中央部位が正確に支持腕２２の幅方向中央に位置づけられ、換言すれば、圧入リング１１の中心点が、捩り試験機Ａにおける保持部１０１ａ，１０３ａ同士の相対回動軸線Ｒ上に位置づけられ、図４に示すように、そのリング軸線ｒ、つまり該圧入リング１１により把持されるラバーブッシュＢの外筒２０１の筒軸線ｒが、前記の相対回動軸線Ｒと直交するようになる。
【００４６】
−第３治具−
前記したように固定装置１０１側の保持部１０１ａにラバーブッシュＢの外筒２０１を支持する第２治具２に対して、その内筒２００を支持する第３治具３は可動装置１０３側の保持部１０３ａに装着される。すなわち、前記の図２、４に示すように第３治具３は、保持部１０３ａの端面に重ね合わされてボルト３０，３０，…により締結される横長の長方形板状のベース部３１と、その左右両端からそれぞれ略直交して固定装置１０１側に向かって延びる長方形板状の２つの支持腕３２，３２と、を有している。
【００４７】
そうして保持部１０３ａに装着された状態で、第３治具３の２つの支持腕３２，３２はそれぞれ、前記した第２治具２の支持腕２２の左右両側に概ね保持部１０３ａの半径分、離れて平行に延びている。すなわち、これら２つの支持腕３２，３２の先端側は、前記したように第２治具２の支持腕２２によって圧入リング１１が把持された供試体の芯棒１０の両端部に対応する位置にあり、この両端部にそれぞれ設けられている前記角柱部１２ａ及び立方体部材１４を上下から把持するように、コ字状の把持部が設けられている。
【００４８】
その把持部は、図５(b)に詳しく示すように、支持腕３２の先端側を上下方向に概略３分の１くらいの厚みを残して矩形状に切り欠き、その下部に残った角棒状の下把持部３３と、これに組み合わせる略同形状の別体の上把持部材３４とからなる。図２、５(b)に示すように、それら上把持部材３４及び下把持部３３の間に前記した芯棒１０の被把持部である角柱部１２ａ及び立方体部材１４を挟んで把持するようになっている（図２には手前側の立方体部材１４が把持される様子が示されている）。
【００４９】
より詳しくは前記下把持部３３の先端寄り及び基端寄りの部位にはそれぞれ、図５(b)に符号を付して示すように上下に延びるボルト穴３３ａが形成され、これに対応して上把持部材３４にも上下に延びる貫通穴３４ａが形成されている。この貫通穴３４ａに上方からボルト３５を挿通して、その軸の下部を前記ボルト穴３３ａに螺入して締め付ければ、上把持部材３４及び下把持部３３の間に前記角柱部１２ａや立方体部材１４がしっかりと把持される。
【００５０】
こうして支持腕３２の上把持部材３４及び下把持部３３によってそれぞれ把持される、角柱部１２ａ及び立方体部材１４のそれぞれの上面及び下面は互いに平行であり、これらが被把持面である。立方体部材１４は芯棒１０の丸棒部１３ｂの周りに回動可能であるから、前記のように上把持部材３４及び下把持部３３によって把持されれば自ずとその上面及び下面は角柱部１２ａの上面及び下両と平行になる。
【００５１】
また、この例では前記図５(b)に示すように立方体部材１４が上下に２分割されて、一対の半割部材１５，１５とされており、これらの突き合わせ面にはそれぞれ、芯棒１０の端部の丸棒部１３ｂに対応する断面半円形状の溝部１５ａが凹み形成されている。そして、それらの半割部材１５，１５同士を突き合わせ、それぞれの溝部１５ａの間に丸棒部１３ｂを挟み込むことで、この丸棒部１３ｂと立方体部材１４との間のガタが少なくなり、試験精度を高める上で有利になる。
【００５２】
さらにこの例では、前記の角柱部１２ａや立方体部材１４と、これらを把持する支持腕３２の把持部、即ち前記の上把持部材３４及び下把持部３３との間に、焼き入れを施した鋼板からなるスペーサ部材１６が介設されている。これは、抉り試験の際に強い力が加わる把持面や被把持面、即ち前記上把持部材３４の下面及び下把持部３３の上面、並びに前記角柱部１２ａや立方体部材１４の上下面における摩耗を抑制するためである。
【００５３】
尚、図示は省略するが、前記支持腕３２の上把持部材３４及び下把持部３３にはそれぞれ磁石が埋設されていて、スペーサ部材１６が付着するようになっている。また、この例では前記立方体部材１４の一対の半割部材１５，１５にもそれぞれ磁石が埋設されていて、芯棒１０の丸棒部１３ｂや前記スペーサ部材１６に付着するようになっている。このため、部品点数が増えてもそれらの着脱が容易であり、しかも紛失する心配が少ない。
【００５４】
−抉り試験の手順−
上述した治具Ｊを用いて抉り試験を行うときには、まず、測定するラバーブッシュＢの外筒２０１を圧入リング１１に圧入して把持せしめるとともに、その内筒２００には一端側から芯棒１０の第１部材１２の丸棒部１２ｂを挿入し、それを貫通して反対側に突き出るねじ部１２ｃを第２部材１３のねじ穴１３ｃに螺入して締結する。これにより芯棒１０は、その両端部を突出させた状態でラバーブッシュＢの内筒２００に挿入固定され、前記図３に示す供試体が構成される。
【００５５】
また、捩り試験機Ａには第２、第３治具２、３を装着する。すなわち、第２治具２のベース部２１を固定装置１０１側の保持部１０１ａの端面に重ね合わせてボルト２０により締結し、同様に第３治具３のベース部３１を可動装置１０３側の保持部１０３ａの端面に重ね合わせて、ボルト３０により締結する。それから前記図４のように供試体の圧入リング１１を第２治具２の支持腕２２に、また、芯棒１０を第３治具３の支持腕３２に、それぞれ取り付けて、供試体、即ちラバーブッシュＢを保持部１０１ａ，１０３ａの間に保持する。
【００５６】
このとき、まず、供試体の圧入リング１１を第２治具２の支持腕２２の凹部２２ａに嵌め入れて、この凹部２２ａ内の突条２２ｃを圧入リング１１の溝部１１ａと嵌合させる。こうすると、圧入リング１１の中央、即ちこれにより把持されている内筒２００の筒軸線ｒ方向の中央部位が正確に捩り試験機Ａの相対回動軸線Ｒ上に位置づけられ、且つそれら両軸線ｒ，Ｒ同士が直交するようになる。
【００５７】
この状態で供試体の芯棒１０両端の被把持部、即ち角柱部１２ａと立方体部材１４とはそれぞれ、図示のように第３治具３の各支持腕３２の下把持部３３上に（正確にはスペーサ部材１６の上に）載置される。尚、図において手前側に示す芯棒１０の端部において、丸棒部１３ｂの上側の半割部材１５は仮想線で示している。これは図示のように芯棒１０に外嵌めしておいてもよいし、以下に述べるように後から載せるようにしてもよい。
【００５８】
そして、前記第２治具２の支持腕２２には上方からブロック部材２３を取り付けてボルト２４により締結し、供試体の圧入リング１１をしっかりと把持する。また、第３治具３の各支持腕３２にも下把持部３３に上方から上把持部材３４を取り付ける。すなわち、芯棒１０の一方（図の奥側）の端部においては角柱部１２ａを上から把持するように上把持部材３４を取り付け、他方（図の手前側）の端部においては丸棒部１３ｂの上に立方体部材１４の半割部材１５を載せて、その上から上把持部材３４を取り付ける。
【００５９】
それから、各上把持部材３４の貫通穴３４ａにボルト３５を挿入し、その軸の下部を下把持部３３のボルト穴３３ａに螺入して締め付ける。これにより前記芯棒１０の角柱部１２ａ及び立方体部材１４が上把持部材３４と下把持部３３との間にしっかりと把持される。このとき角柱部１２ａの上下両面及び立方体部材１４の上下両面は全て平行になっているので、仮にラバーブッシュＢの筒軸線ｒに対して内筒２００が斜めになっていても、これを貫通する芯棒１０を問題なく把持して、捩り試験機Ａに取り付けることができる。
【００６０】
そうしてラバーブッシュＢの供試体を第１〜第３治具１〜３によって保持部１０１ａ，１０３ａの間に保持し、固定装置１０１内の電動モータを作動させて保持部１０１ａを予め設定した周期及び振幅で正転側、逆転側に交互に回動させれば、この保持部１０１ａと他方の保持部１０３ａとの間のラバーブッシュＢには正逆方向の抉り負荷が交互に加わるようになり、その状態で角変位やトルクの検出値のデータを採取してラバーブッシュＢの抉りについての動特性を調べることができる。
【００６１】
したがって、この実施形態の治具Ｊを用いれば、汎用の捩り試験機Ａに適切な状態でラバーブッシュＢを取り付けて抉り試験を容易に且つ精度よく行うことができる。ラバーブッシュＢの外筒２０１の筒軸線ｒ（或いは外周の中心線）に対して内筒２００が斜めになっている場合でも、また、その傾斜度合いが異なっていても第３治具３による芯棒１０の端部の把持位置が少し変わるだけであり、治具の交換が不要で徒に作業負担や試験コストが増大することはない。
【００６２】
また、この実施形態では前記のように供試体の圧入リング１１を支持する第２治具２において、その支持腕２２及びブロック部材２３の凹部２２ａ，２３ａに突条２２ｃ，２３ｃを設けて、圧入リング１１の外周の溝部１１ａと嵌合させることにより、特段の位置合わせ不要で供試体のラバーブッシュＢの外筒２０１を、その筒軸線ｒ方向の中央位置が相対回動軸線Ｒ上に位置するように支持できる。
【００６３】
図６に示すグラフは、前記の支持腕２２及びブロック部材２３に突条２２ｃ，２３ｃを設けない第２治具２を試作して、これにより支持する供試体の位置をラバーブッシュＢの筒軸線ｒ方向にずらしつつ試験を行った結果であり、ラバーブッシュＢの筒軸線ｒ方向の位置ずれ（センターずれ）と、計算した抉り静ばね定数の値との関係を示している。このグラフから両者には明らかに相関があり、センターずれをなくすことによって試験精度が向上することが分かる。
【００６４】
さらに、この実施形態では、抉り試験を行うときに強い力がかかる芯棒１０の両端部の被把持部、即ち角柱部１２ａ及び立方体部材１４の大きさを、いずれもラバーブッシュＢの内筒２００よりも大きくしており、こうして被把持面を或る程度以上の大きさとすることで摩耗を抑制できる上に、それらの被把持面には焼き入れ鋼板からなるスペーサ部材１６を介在させており、これにより十分な耐久性を確保することができる。
【００６５】
尚、本発明に係る治具Ｊの構成は前記の実施の形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。例えば、第１治具１の芯棒１０は２つに分割しなくてもよいし、その他方の端部に外嵌めする立方体部材１４も半割状の部材１５に分割する必要はない。また、スペーサ部材１６を設けないことも可能である。
【００６６】
また、第２治具２の支持腕２２やブロック部材２３に突条２２ｃ，２３ｃを設けず、圧入リング１１にも溝部１１ａを設けないこともできるが、この場合には正確な位置合わせが面倒であり、作業者によるバラツキも懸念されるので、前記突条２２ｃ，２３ｃ及び溝部１１ａによる凹凸嵌合構造は採用することが望ましい。
【符号の説明】
【００６７】
Ａ 捩り試験器（特性試験装置）
Ｒ 相対回動軸線
１０１ａ、１０３ａ 一対の保持部
Ｂ ラバーブッシュ
ｒ 筒軸線
２００ 内筒
２０１ 外筒
Ｊ 特性試験装置用治具
１ 第１治具
１０ 芯棒（内筒支持部材）
１１ 圧入リング（外周把持部材）
１１ａ 溝部（凹凸嵌合部）
１２ 第１部材（一方の分割部材）
１２ａ 角柱部（被把持部）
１３ 第２部材（他方の分割部材）
１３ｂ 丸棒部（丸棒状の端部）
１４ 立方体部材（別体部材）
１５ 半割部材
１５ａ 溝部
２ 第２治具
２１ ベース部
２２ 支持腕
２２ｃ 突条（凹凸嵌合部）
２３ ブロック部材（支持腕）
２３ｃ 突条（凹凸嵌合部）
３ 第３治具
３２ 支持腕
３３ 下把持部
３４ 上把持部材
１６ スペーサ部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラバーブッシュの静特性や動特性、耐久性等を試験する特性試験装置用の治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば自動車のサスペンション等に広く用いられているラバーブッシュは、図７に符号Ｂとして示すように、内筒２００と外筒２０１との間にゴム等の弾性部材２０２が接着固定された円筒状をなす。こうしたラバーブッシュＢには多様な負荷がかかるので、筒軸の方向やこれに直交する方向の引張り、圧縮、曲げ試験の他に捩り（ねじり）試験や抉り（こじり）試験も行われる。
【０００３】
例えば捩り試験は、同図(a)の矢印Ｐ１に示すように外筒２０１の筒軸線ｒの周りに正逆両方の向きの捩り負荷を付与して動ばね特性を測定するものである。また、抉り試験は、同図(b)の矢印Ｐ２に示すように外筒２０１を固定した状態で、内筒２００を筒軸線ｒに直交する任意の軸線ｒ’の周りに揺動させることにより、弾性部材２０２に抉り負荷を付与して動ばね特性を測定するものである。
【０００４】
このような捩り試験、抉り試験を行うための試験装置として特許文献１には、相対向する一対のつかみ具によってそれぞれ、丸棒状の供試体の両端部を把持して相対的に回動させることにより捩りトルクを付与しながら、一方のつかみ具の側では角変位を、また他方のつかみ具の側ではトルクを検出するようにした捩り試験機について記載されている。
【０００５】
そのような捩り試験機を用いて抉り試験を行う場合にはつかみ具に代えて、或いはそれに加えて別の治具を取り付ける必要があるが、これについて本願の出願人は、捩り試験と抉り試験とに共用することができる治具の発明について既に特許出願をしている（特許文献２を参照）。
【０００６】
この先願に係る治具は、ラバーブッシュに取り付ける第１の治具と、特性試験装置の一対の保持部にそれぞれ取り付ける第２、第３の治具とを組み合わせたもので、まず、第１治具の内筒支持部材を、その両端側が突出するようにしてラバーブッシュの内筒に挿入固定するとともに、同外周支持部材によってラバーブッシュの外周を把持する。
【０００７】
そして、抉り試験を行うときには、ラバーブッシュの中心線が捩り試験機における回動軸線と直交して左右に延びるように、第２治具により前記外周支持部材を支持するとともに、左右に延びる内筒支持部材の両端側をそれぞれ第３治具の２つの支持腕によって支持する。
【０００８】
すなわち、内筒支持部材の両端側にはそれぞれ円柱状の被把持部が設けられており、一方、支持腕の先端部には、突き合わせ接合される一対の板片が設けられ、この各板片の突き合わせ面に各々前記被把持部に対応する断面半円形状の溝部が凹み形成されている。そして、それらの板片同士を突き合わせ各々の溝部により前記被把持部を挟み込んで、把持するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１００２６号公報
【特許文献２】特開２００８−２８６６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、ラバーブッシュの内外筒は概ね同一軸線上にあることが多いが、それらが少しずれていたり、或いは２つの軸線が交差して少し斜めになっているものもある。このようなラバーブッシュの試験を行うためには、内外筒が互いに斜めになった状態でも試験機に取り付けられるよう、治具の構成に工夫する必要がある。
【００１１】
この点、前記後者の従来例（特許文献２）に記載の治具では、第２治具によりラバーブッシュの外周を把持する一方、その内筒を貫通する内筒支持部材の両端部（被把持部）は、第３治具の支持腕の板片における溝部により挟み込むようにしており、内外筒が互いに斜めになっていると取り付けることができない。
【００１２】
勿論、前記支持腕における板片の溝部を斜めに形成すれば、内外筒が互いに斜めになっていても取り付けることができるが、そのためには試験に供するラバーブッシュの内外筒の傾斜度合いに応じて異なる治具を準備し、一々交換して試験しなくてはならないから、作業負担や試験コストの徒な増大を招くことになる。
【００１３】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的は、ラバーブッシュの外周の中心線に対して内筒が斜めになっている場合でも捩り試験機に取り付けて、試験に供することのできる治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記の目的を達成するために本発明では、ラバーブッシュの内筒を支持する内筒支持部材の両端部にそれぞれ、互いに平行な一対の被把持面を有する被把持部を設けて、これを２つの支持腕のそれぞれのコ字状の把持部によって把持したときに、それら被把持部の各々の被把持面全てが平行になるようにしている。
【００１５】
すなわち、請求項１の発明は、相対向する一対の保持部の間にラバーブッシュを保持し、それらの保持部同士を所定の軸周りに相対回動させて特性試験を行うようにした特性試験装置用の治具であって、前記ラバーブッシュの内筒に、両端部がそれぞれ突出するように挿入固定される棒状の内筒支持部材、及び当該ラバーブッシュの外周を把持する筒状の外周把持部材からなる第１治具と、前記特性試験装置の一方の保持部に装着され、他方の保持部に向かって延びる支持腕によって前記外周把持部材を、その筒軸線と前記保持部同士の相対回動軸線とが交差するように支持する第２治具と、前記他方の保持部に装着され、前記一方の保持部に向かってそれぞれ延びる２つの支持腕によって、前記内筒支持部材の両端部を支持する第３治具と、を備えるものとする。
【００１６】
そして、前記内筒支持部材の長手方向の両端部にはそれぞれ、互いに平行な一対の被把持面を有する被把持部を設けて、この両被把持部同士を内筒支持部材の軸心周りに相対回動可能とする一方、これら両被把持部を把持するように前記第３治具の２つの支持腕にはそれぞれコ字状の把持部を設けて、これにより把持した前記各被把持部の各々の被把持面全てが平行になるようにした。
【００１７】
斯かる構成の治具を用いてラバーブッシュの抉り試験をするときには、まず、内筒に第１治具の内筒支持部材を挿入固定するとともに、ラバーブッシュの外周を外周把持部材で把持して供試体を構成する。また、その供試体を保持する特性試験装置の一方の保持部には第２治具を、他方の保持部には第３治具をそれぞれ装着する。
【００１８】
そして、前記保持部同士の相対回動軸線とラバーブッシュの外周の中心線とが交差するように、第２治具の支持腕によって供試体の外周把持部材を支持するとともに、当該供試体における内筒支持部材の両端部をそれぞれ第３治具の一対の支持腕によって支持する。この状態で保持部同士を相対回動させれば、ラバーブッシュに所定の抉り負荷を与えてその特性を調べることができる。
【００１９】
ここで、前記のように第３治具の２つの支持腕によってそれぞれ内筒支持部材の両端部が支持されるときには、この各端部の被把持部が支持腕のコ字状の把持部によって把持されて、当該被把持部の被把持面全てが平行に位置づけられる。このため、ラバーブッシュの外周の中心線に対して内筒が斜めになっていても、これを貫通する内筒支持部材を前記平行な把持面及び被把持面の間に斜めに把持することができ、問題なく捩り試験機に取り付けることができる。
【００２０】
前記内筒支持部材として好ましいのは、それを長手方向に２つの部材（分割部材）に分割し、一方の分割部材の端部には一体に被把持部を形成する一方、他方の分割部材の端部は丸棒状に形成して、そこに相対回動可能に外嵌めする別体部材に被把持部を形成することである（請求項２）。
【００２１】
こうすると、２つの分割部材をラバーブッシュの内筒にその両端側から組み付けて、内筒支持部材を構成することになるので、その両端部に設ける被把持部を内筒の内径よりも大きな外形状にすることができる。つまり、被把持面の面積を十分に大きく設定することができて、耐久性の確保に有利になる。
【００２２】
また、その別体部材は、互いに突き合わされる一対の半割部材によって構成するのが好ましいく、これら半割部材同士の突き合わせ面にはそれぞれ、内筒支持部材の前記丸棒状の端部に対応する断面略半円形状の溝部を凹み形成するのがよい（請求項３）。これら一対の半割部材を突き合わせて別体部材を構成すれば、それらの溝部の間にガタのない状態で前記丸棒状の端部を把持することができ、抉り試験の精度を高める上で有利になる。
【００２３】
さらに、好ましいのは前記第３治具の２つの支持腕の各把持部と、これにより把持される内筒支持部材の被把持部との間に、それぞれ、焼き入れを施した鋼板からなるスペーサ部材を介在させることであり（請求項４）、こうすれば耐久性はさらに向上する。その場合に前記の把持部や被把持部、或いは別体部材に磁石を埋設すれば（請求項５）、それらの着脱が容易でありながら、紛失する心配が少なくなる。
【００２４】
一方で、ラバーブッシュの外周を支持するための第２治具として好ましいのは、その支持腕を第１治具の外周把持部材の外周を把持するように構成し、この外周把持部材の外周面とこれに当接する前記支持腕の把持面とに、互いに嵌合するように凹凸嵌合部を設けることである（請求項６）。
【００２５】
こうすれば第２治具によって、ラバーブッシュの中心線が特性試験装置の保持部の相対回動軸線と交差するよう容易に位置決めすることができ、取り付けが容易になる上に作業バラツキが軽減されて、抉り試験の精度を高める上で有利になる。
【発明の効果】
【００２６】
以上、説明したように本発明に係る治具を用いてラバーブッシュを取り付ければ、汎用の捩り試験機を用いて抉り試験を容易に且つ精度よく行うことができる。ラバーブッシュの外筒の筒軸線或いは外周の中心線に対して内筒が斜めになっている場合でも、また、その傾斜度合いが異なるラバーブッシュについても治具の交換が不要になって、作業負担や試験コストの徒な増大を招くことがない。
【００２７】
また、そうして抉り試験を行うときに強い力がかかる内筒支持部材の両端部の被把持部を、それぞれ十分な大きさにして摩耗を抑制し、耐久性を確保することができる。さらに焼き入れ鋼板からなるスペーサ部材を介在させれば、耐久性はより向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る治具の装着された捩り試験機の全体構成を示す概略図である。
【図２】第１〜第３治具によって試験機に供試体を取り付けた状態の拡大図である。
【図３】ラバーブッシュに第１治具を取り付けて構成した供試体の縦断面図である。
【図４】第２、第３治具の一部を取り除いて少し上方から見た図２相当図である。
【図５】第２、第３治具をそれぞれ拡大して示す側面図である。
【図６】センターずれによる試験結果（静ばね定数）の変化を示すグラフ図である。
【図７】一般的なラバーブッシュの構成の説明図であり、(a)は側面図で(b)はそのb-b線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００３０】
−特性試験装置−
図１は、本発明の一形態に係る治具Ｊを装着したラバーブッシュの特性試験装置の全体構成を概略的に示している。この例では特性試験装置として汎用の捩り試験機Ａを用いており、安定した床等に設置された基台１００と、その上面に固定された固定装置１０１と、ハンドル１０２の操作で移動可能な可動装置１０３とを備えている。固定装置１０１と可動装置１０３とは、その可動装置１０３の移動方向（図の左右方向）に相対向して配設されており、図示しないが、固定装置１０１内には電動モータや角変位の検出器、各種制御装置等が、また可動装置１０３内にはトルク検出器がそれぞれ装備されている。
【００３１】
それら両装置１０１，１０３の相対向する側面にはそれぞれ、水平方向の共通の軸線Ｒを中心とする略円盤状の保持部１０１ａ，１０３ａが配設されていて、その間にラバーブッシュの供試体を保持するようになっている。図示は省略するが、それら一対の保持部１０１ａ，１０３ａの相対向する平滑な端面には、所定箇所にボルト穴が開口しており、後述するように、これらのボルト穴を利用して両保持部１０１ａ，１０３ａに治具Ｊを装着し、この治具Ｊを介してラバーブッシュを取り付ける。
【００３２】
図の例では左側に示す固定装置１０１側の保持部１０１ａが電動モータにより回動されるようになっていて、一方、同右側に示す可動装置１０３側の保持部１０３ａは非回転状態とされる。つまり、一対の保持部１０１ａ，１０３同士が相対的に軸線Ｒの周りに回動し、それらの間に保持されたラバーブッシュには正逆方向の負荷が交互に加えられる。これによりラバーブッシュの捩りや抉りについて動ばね定数等の動特性を調べることができる。勿論、静ばね定数等の静特性や耐久性等を調べることもできる。
【００３３】
図２に拡大して示すように治具Ｊは、それぞれ鋼材の加工品である第１治具１、第２治具２及び第３治具３によって構成されている。以下に詳細に述べるように、第１治具１はラバーブッシュＢに取り付けられて供試体を構成する（図３を参照）。第２治具２は固定装置１０１側の保持部１０１ａに装着されて、ラバーブッシュＢの外筒２０１を支持し、一方、第３治具３は可動装置１０３側の保持部１０３ａに装着されて、ラバーブッシュＢの内筒２００を支持する。
【００３４】
−第１治具−
図３は、ラバーブッシュＢに第１治具１を組み付けて構成した供試体の断面図であり、図４には、その供試体の捩り試験機Ａへの取り付け状態を示すために第２及び第３治具２，３の一部を取り除いて、図２よりもやや上方から示している。尚、ここでは図７に例示するような内筒２００及び外筒２０１を備えたラバーブッシュＢについて説明するが、外筒２０１は必ずしも必須ではなく、外筒のないラバーブッシュであればゴム弾性体２０２の外周を以下の圧入リング１１に圧入すればよい。
【００３５】
すなわち、この例では第１治具１は、図示のようにラバーブッシュＢの内筒２００に挿入固定される芯棒１０（内筒支持部材）と、ラバーブッシュＢの外筒２０１が圧入される圧入リング１１（外周把持部材）とからなり、芯棒１０はその長手方向に２分割されている。同図の左側に示す第１の部材１２（一方の分割部材）は、略正方形断面の角柱部１２ａと、その一端から同軸状に延びる丸棒部１２ｂとからなり、この丸棒部１２ｂの先端側にはねじ部１２ｃが形成されている。
【００３６】
一方、その第１部材１２と組み合わされる第２部材１３（他方の分割部材）は、前記角柱部１２ａの断面の一辺と略同寸の外径を有する円柱部１３ａと、これに比べて小径の丸棒部１３ｂとが同心状に連なっている。円柱部１３ａには、前記第１部材１２のねじ部１２ｃが螺入されるねじ穴１３ｃが形成されている一方、図に仮想線で示すように丸棒部１３ｂには、第１部材１２の角柱部１２ａと略同じ断面形状を有する別体の部材１４が外嵌めされるようになっている。
【００３７】
そして、前記第１部材１２の丸棒部１２ｂがその先端側からラバーブッシュＢの内筒２００の一側（図３の左側）に挿入され、反対側に突き出た先端のねじ部１２ｃが第２部材１３のねじ穴１３ｃに螺入されている。つまり、芯棒１０は、その両端部を突出させた状態でラバーブッシュＢの内筒２００に挿入され、一端側の第１部材１２の角柱部１２ａと他端側の第２部材１３の円柱部１３ａとの間に内筒２００を挟み込み、ガタのない状態でしっかりと固定されている。
【００３８】
そうしてラバーブッシュＢの内筒２００から一方の側に突き出した芯棒１０の端部（図３の左側の端部）には角柱部１２ａが設けられ、反対側に突き出した他端側の丸棒部１３ｂには別体の部材１４（詳しくは後述する）が外嵌めされていて、それぞれが第３治具３の左右２つの支持腕３２，３２により、即ちその先端側に設けられたコ字状の把持部によって把持されるようになる。尚、この例では図２の手前側に示すように、前記別体の部材１４は略立方体状とされているので、以下、立方体部材１４と呼ぶ。
【００３９】
そのようにラバーブッシュＢの内筒２００に挿入固定される芯棒１０に対して、圧入リング１１はこの例では円筒状の部材であり、その内周にラバーブッシュＢの外筒２０１が圧入される。一方、圧入リング１１の外周にはそのリング軸線ｒ方向の中央部位において全周を周回する環状の溝部１１ａが形成されていて、以下に述べるように第２治具２の支持腕２２によって支持（把持）されたときに、捩り試験機Ａの相対回動軸線Ｒに対して圧入リング１１を位置決めするようになっている。
【００４０】
−第２治具−
前記のように圧入リング１１を支持する第２治具２は、図２、４に示すように、捩り試験機Ａの固定装置１０１側の保持部１０１ａに装着される。すなわち、第２治具２は矩形板状のベース部２１を有し、これが前記保持部１０１ａの端面に重ね合わされて４隅付近をボルト２０，２０，…によって締結されている。このベース部２１の下半部における左右の中央部位からは、長方形板状の支持腕２２が略直交して突出し、図５(a)にも示すように軸線Ｒに沿って可動装置１０３側（他方の保持部の側）に延びている。
【００４１】
前記の支持腕２２には、それと略同じ形状のブロック部材２３が上方から組み付けられて、その間に前記ラバーブッシュＢの供試体における圧入リング１１を把持するようになっている。すなわち、図５(a)にのみ符号を付して示すが、支持腕２２とブロック部材２３とにはそれぞれ、圧入リング１１の形状に対応する断面半円形状の凹部２２ａ，２３ａが形成されていて、これら対をなす凹部２３ａ，２２ａの間に圧入リング１１を挟み込んだ状態で、締結されるようになる。
【００４２】
具体的には図５(a)を参照すると、前記凹部２２ａを間に挟んで支持腕２２の先端寄り及び基端寄りの部位にはそれぞれ上下に延びるボルト穴２２ｂが形成され、これに対応してブロック部材２３の先端寄り及び基端寄りの部位にもそれぞれ上下に延びる貫通穴２３ｂが形成されている。そして、それら支持腕２２及びブロック部材２３を、凹部２２ａ，２３ａに圧入リング１１を挟んだ状態で突き合わせ、ブロック部材２３の各貫通穴に上方からボルト２４を挿通させて、その軸の下部を支持腕２２の各ボルト穴２２ｂに螺入し、締め付けるのである。
【００４３】
尚、前記凹部２２ａ，２３ａの断面形状は正確には半円よりも少しだけ小さくされていて、前記のように圧入リング１１を間に挟んだ状態では支持腕２２及びブロック部材２３の突き合わせ面に小さな隙間が形成される。それ故、前記のようにボルト２４によって締め付けることで、支持腕２２及びブロック部材２３により圧入リング１１をしっかりと把持することができる。
【００４４】
また、前記の凹部２２ａ，２３ａにはそれぞれ、圧入リング１１の外周の溝部１１ａに対応して内周の円弧面の幅方向中央部位に、周方向全体に延びる突条２２ｃ，２３ｃが形成されている。この突条２２ｃ，２３ｃの横断面形状は概ね溝部１１ａと同じであり、前記のように圧入リング１１をブロック部材２３及び支持腕２２の各凹部２２ａ，２３ａに挟み込んで把持したときに、これら凹部２２ａ，２３ａの突条２２ｃ，２３ｃが圧入リング１１の溝部１１ａに嵌まり込むようになる。
【００４５】
こうして溝部１１ａが突条２２ｃ，２３ｃと嵌合することによって即ち、対応する凹凸嵌合部が互いに嵌合することにより圧入リング１１は、そのリング軸線ｒ方向の中央部位が正確に支持腕２２の幅方向中央に位置づけられ、換言すれば、圧入リング１１の中心点が、捩り試験機Ａにおける保持部１０１ａ，１０３ａ同士の相対回動軸線Ｒ上に位置づけられ、図４に示すように、そのリング軸線ｒ、つまり該圧入リング１１により把持されるラバーブッシュＢの外筒２０１の筒軸線ｒが、前記の相対回動軸線Ｒと直交するようになる。
【００４６】
−第３治具−
前記したように固定装置１０１側の保持部１０１ａにラバーブッシュＢの外筒２０１を支持する第２治具２に対して、その内筒２００を支持する第３治具３は可動装置１０３側の保持部１０３ａに装着される。すなわち、前記の図２、４に示すように第３治具３は、保持部１０３ａの端面に重ね合わされてボルト３０，３０，…により締結される横長の長方形板状のベース部３１と、その左右両端からそれぞれ略直交して固定装置１０１側に向かって延びる長方形板状の２つの支持腕３２，３２と、を有している。
【００４７】
そうして保持部１０３ａに装着された状態で、第３治具３の２つの支持腕３２，３２はそれぞれ、前記した第２治具２の支持腕２２の左右両側に概ね保持部１０３ａの半径分、離れて平行に延びている。すなわち、これら２つの支持腕３２，３２の先端側は、前記したように第２治具２の支持腕２２によって圧入リング１１が把持された供試体の芯棒１０の両端部に対応する位置にあり、この両端部にそれぞれ設けられている前記角柱部１２ａ及び立方体部材１４を上下から把持するように、コ字状の把持部が設けられている。
【００４８】
その把持部は、図５(b)に詳しく示すように、支持腕３２の先端側を上下方向に概略３分の１くらいの厚みを残して矩形状に切り欠き、その下部に残った角棒状の下把持部３３と、これに組み合わせる略同形状の別体の上把持部材３４とからなる。図２、５(b)に示すように、それら上把持部材３４及び下把持部３３の間に前記した芯棒１０の被把持部である角柱部１２ａ及び立方体部材１４を挟んで把持するようになっている（図２には手前側の立方体部材１４が把持される様子が示されている）。
【００４９】
より詳しくは前記下把持部３３の先端寄り及び基端寄りの部位にはそれぞれ、図５(b)に符号を付して示すように上下に延びるボルト穴３３ａが形成され、これに対応して上把持部材３４にも上下に延びる貫通穴３４ａが形成されている。この貫通穴３４ａに上方からボルト３５を挿通して、その軸の下部を前記ボルト穴３３ａに螺入して締め付ければ、上把持部材３４及び下把持部３３の間に前記角柱部１２ａや立方体部材１４がしっかりと把持される。
【００５０】
こうして支持腕３２の上把持部材３４及び下把持部３３によってそれぞれ把持される、角柱部１２ａ及び立方体部材１４のそれぞれの上面及び下面は互いに平行であり、これらが被把持面である。立方体部材１４は芯棒１０の丸棒部１３ｂの周りに回動可能であるから、前記のように上把持部材３４及び下把持部３３によって把持されれば自ずとその上面及び下面は角柱部１２ａの上面及び下両と平行になる。
【００５１】
また、この例では前記図５(b)に示すように立方体部材１４が上下に２分割されて、一対の半割部材１５，１５とされており、これらの突き合わせ面にはそれぞれ、芯棒１０の端部の丸棒部１３ｂに対応する断面半円形状の溝部１５ａが凹み形成されている。そして、それらの半割部材１５，１５同士を突き合わせ、それぞれの溝部１５ａの間に丸棒部１３ｂを挟み込むことで、この丸棒部１３ｂと立方体部材１４との間のガタが少なくなり、試験精度を高める上で有利になる。
【００５２】
さらにこの例では、前記の角柱部１２ａや立方体部材１４と、これらを把持する支持腕３２の把持部、即ち前記の上把持部材３４及び下把持部３３との間に、焼き入れを施した鋼板からなるスペーサ部材１６が介設されている。これは、抉り試験の際に強い力が加わる把持面や被把持面、即ち前記上把持部材３４の下面及び下把持部３３の上面、並びに前記角柱部１２ａや立方体部材１４の上下面における摩耗を抑制するためである。
【００５３】
尚、図示は省略するが、前記支持腕３２の上把持部材３４及び下把持部３３にはそれぞれ磁石が埋設されていて、スペーサ部材１６が付着するようになっている。また、この例では前記立方体部材１４の一対の半割部材１５，１５にもそれぞれ磁石が埋設されていて、芯棒１０の丸棒部１３ｂや前記スペーサ部材１６に付着するようになっている。このため、部品点数が増えてもそれらの着脱が容易であり、しかも紛失する心配が少ない。
【００５４】
−抉り試験の手順−
上述した治具Ｊを用いて抉り試験を行うときには、まず、測定するラバーブッシュＢの外筒２０１を圧入リング１１に圧入して把持せしめるとともに、その内筒２００には一端側から芯棒１０の第１部材１２の丸棒部１２ｂを挿入し、それを貫通して反対側に突き出るねじ部１２ｃを第２部材１３のねじ穴１３ｃに螺入して締結する。これにより芯棒１０は、その両端部を突出させた状態でラバーブッシュＢの内筒２００に挿入固定され、前記図３に示す供試体が構成される。
【００５５】
また、捩り試験機Ａには第２、第３治具２、３を装着する。すなわち、第２治具２のベース部２１を固定装置１０１側の保持部１０１ａの端面に重ね合わせてボルト２０により締結し、同様に第３治具３のベース部３１を可動装置１０３側の保持部１０３ａの端面に重ね合わせて、ボルト３０により締結する。それから前記図４のように供試体の圧入リング１１を第２治具２の支持腕２２に、また、芯棒１０を第３治具３の支持腕３２に、それぞれ取り付けて、供試体、即ちラバーブッシュＢを保持部１０１ａ，１０３ａの間に保持する。
【００５６】
このとき、まず、供試体の圧入リング１１を第２治具２の支持腕２２の凹部２２ａに嵌め入れて、この凹部２２ａ内の突条２２ｃを圧入リング１１の溝部１１ａと嵌合させる。こうすると、圧入リング１１の中央、即ちこれにより把持されている内筒２００の筒軸線ｒ方向の中央部位が正確に捩り試験機Ａの相対回動軸線Ｒ上に位置づけられ、且つそれら両軸線ｒ，Ｒ同士が直交するようになる。
【００５７】
この状態で供試体の芯棒１０両端の被把持部、即ち角柱部１２ａと立方体部材１４とはそれぞれ、図示のように第３治具３の各支持腕３２の下把持部３３上に（正確にはスペーサ部材１６の上に）載置される。尚、図において手前側に示す芯棒１０の端部において、丸棒部１３ｂの上側の半割部材１５は仮想線で示している。これは図示のように芯棒１０に外嵌めしておいてもよいし、以下に述べるように後から載せるようにしてもよい。
【００５８】
そして、前記第２治具２の支持腕２２には上方からブロック部材２３を取り付けてボルト２４により締結し、供試体の圧入リング１１をしっかりと把持する。また、第３治具３の各支持腕３２にも下把持部３３に上方から上把持部材３４を取り付ける。すなわち、芯棒１０の一方（図の奥側）の端部においては角柱部１２ａを上から把持するように上把持部材３４を取り付け、他方（図の手前側）の端部においては丸棒部１３ｂの上に立方体部材１４の半割部材１５を載せて、その上から上把持部材３４を取り付ける。
【００５９】
それから、各上把持部材３４の貫通穴３４ａにボルト３５を挿入し、その軸の下部を下把持部３３のボルト穴３３ａに螺入して締め付ける。これにより前記芯棒１０の角柱部１２ａ及び立方体部材１４が上把持部材３４と下把持部３３との間にしっかりと把持される。このとき角柱部１２ａの上下両面及び立方体部材１４の上下両面は全て平行になっているので、仮にラバーブッシュＢの筒軸線ｒに対して内筒２００が斜めになっていても、これを貫通する芯棒１０を問題なく把持して、捩り試験機Ａに取り付けることができる。
【００６０】
そうしてラバーブッシュＢの供試体を第１〜第３治具１〜３によって保持部１０１ａ，１０３ａの間に保持し、固定装置１０１内の電動モータを作動させて保持部１０１ａを予め設定した周期及び振幅で正転側、逆転側に交互に回動させれば、この保持部１０１ａと他方の保持部１０３ａとの間のラバーブッシュＢには正逆方向の抉り負荷が交互に加わるようになり、その状態で角変位やトルクの検出値のデータを採取してラバーブッシュＢの抉りについての動特性を調べることができる。
【００６１】
したがって、この実施形態の治具Ｊを用いれば、汎用の捩り試験機Ａに適切な状態でラバーブッシュＢを取り付けて抉り試験を容易に且つ精度よく行うことができる。ラバーブッシュＢの外筒２０１の筒軸線ｒ（或いは外周の中心線）に対して内筒２００が斜めになっている場合でも、また、その傾斜度合いが異なっていても第３治具３による芯棒１０の端部の把持位置が少し変わるだけであり、治具の交換が不要で徒に作業負担や試験コストが増大することはない。
【００６２】
また、この実施形態では前記のように供試体の圧入リング１１を支持する第２治具２において、その支持腕２２及びブロック部材２３の凹部２２ａ，２３ａに突条２２ｃ，２３ｃを設けて、圧入リング１１の外周の溝部１１ａと嵌合させることにより、特段の位置合わせ不要で供試体のラバーブッシュＢの外筒２０１を、その筒軸線ｒ方向の中央位置が相対回動軸線Ｒ上に位置するように支持できる。
【００６３】
図６に示すグラフは、前記の支持腕２２及びブロック部材２３に突条２２ｃ，２３ｃを設けない第２治具２を試作して、これにより支持する供試体の位置をラバーブッシュＢの筒軸線ｒ方向にずらしつつ試験を行った結果であり、ラバーブッシュＢの筒軸線ｒ方向の位置ずれ（センターずれ）と、計算した抉り静ばね定数の値との関係を示している。このグラフから両者には明らかに相関があり、センターずれをなくすことによって試験精度が向上することが分かる。
【００６４】
さらに、この実施形態では、抉り試験を行うときに強い力がかかる芯棒１０の両端部の被把持部、即ち角柱部１２ａ及び立方体部材１４の大きさを、いずれもラバーブッシュＢの内筒２００よりも大きくしており、こうして被把持面を或る程度以上の大きさとすることで摩耗を抑制できる上に、それらの被把持面には焼き入れ鋼板からなるスペーサ部材１６を介在させており、これにより十分な耐久性を確保することができる。
【００６５】
尚、本発明に係る治具Ｊの構成は前記の実施の形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。例えば、第１治具１の芯棒１０は２つに分割しなくてもよいし、その他方の端部に外嵌めする立方体部材１４も半割状の部材１５に分割する必要はない。また、スペーサ部材１６を設けないことも可能である。
【００６６】
また、第２治具２の支持腕２２やブロック部材２３に突条２２ｃ，２３ｃを設けず、圧入リング１１にも溝部１１ａを設けないこともできるが、この場合には正確な位置合わせが面倒であり、作業者によるバラツキも懸念されるので、前記突条２２ｃ，２３ｃ及び溝部１１ａによる凹凸嵌合構造は採用することが望ましい。
【符号の説明】
【００６７】
Ａ 捩り試験器（特性試験装置）
Ｒ 相対回動軸線
１０１ａ、１０３ａ 一対の保持部
Ｂ ラバーブッシュ
ｒ 筒軸線
２００ 内筒
２０１ 外筒
Ｊ 特性試験装置用治具
１ 第１治具
１０ 芯棒（内筒支持部材）
１１ 圧入リング（外周把持部材）
１１ａ 溝部（凹凸嵌合部）
１２ 第１部材（一方の分割部材）
１２ａ 角柱部（被把持部）
１３ 第２部材（他方の分割部材）
１３ｂ 丸棒部（丸棒状の端部）
１４ 立方体部材（別体部材）
１５ 半割部材
１５ａ 溝部
２ 第２治具
２１ ベース部
２２ 支持腕
２２ｃ 突条（凹凸嵌合部）
２３ ブロック部材（支持腕）
２３ｃ 突条（凹凸嵌合部）
３ 第３治具
３２ 支持腕
３３ 下把持部
３４ 上把持部材
１６ スペーサ部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対向する一対の保持部の間にラバーブッシュを保持し、それらの保持部同士を所定の軸周りに相対回動させて特性試験を行うようにした特性試験装置用の治具であって、
前記ラバーブッシュの内筒に、両端部がそれぞれ突出するように挿入固定される棒状の内筒支持部材と、当該ラバーブッシュの外周を把持する筒状の外周把持部材と、からなる第１治具と、
前記特性試験装置の一方の保持部に装着され、他方の保持部に向かって延びる支持腕によって前記外周把持部材を、その筒軸線と前記保持部同士の相対回動軸線とが交差するように支持する第２治具と、
前記他方の保持部に装着され、前記一方の保持部に向かってそれぞれ延びる２つの支持腕によって、前記内筒支持部材の両端部を支持する第３治具と、を備え、
前記内筒支持部材の長手方向の両端部にはそれぞれ、互いに平行な一対の被把持面を有する被把持部が設けられ、この両被把持部同士が内筒支持部材の軸心周りに相対回動可能とされている一方、
前記第３治具の２つの支持腕にはそれぞれ、前記内筒支持部材の両端部の各被把持部を把持するコ字状の把持部が設けられていて、これら各把持部により前記各被把持部を把持してその各々の被把持面全てを平行に位置づける
ことを特徴とするラバーブッシュの特性試験装置用治具。
【請求項２】
内筒支持部材はその長手方向に２つの部材に分割されていて、一方の分割部材の端部には一体に被把持部が形成されている一方、他方の分割部材の端部は丸棒状に形成されて、相対回動可能に別体部材が外嵌めされ、この別体部材に被把持部が形成されている、請求項１に記載の特性試験装置用治具。
【請求項３】
別体部材は、互いに突き合わされる一対の半割部材からなり、該各半割部材の突き合わせ面にはそれぞれ、内筒支持部材の丸棒状の端部に対応する断面略半円形状の溝部が凹み形成されている、請求項２に記載の特性試験装置用治具。
【請求項４】
第３治具の２つの支持腕それぞれの把持部と、内筒支持部材の被把持部との間にそれぞれ、焼き入れを施した鋼板からなるスペーサ部材介在されている、請求項２又は３のいずれかに記載の特性試験装置用治具。
【請求項５】
第３治具の支持腕の把持部、内筒支持部材の丸棒状端部及び別体部材の少なくとも１つに磁石が埋設されている、請求項２〜４のいずれか１つに記載の特性試験装置用治具。
【請求項６】
第２治具の支持腕は、第１治具の外周把持部材の外周を把持するように構成され、
前記外周把持部材の外周面とこれに当接する前記支持腕の把持面とに、互いに嵌合するように凹凸嵌合部が設けられている、請求項１〜５のいずれか１つに記載の特性試験装置用治具。
【請求項１】
相対向する一対の保持部の間にラバーブッシュを保持し、それらの保持部同士を所定の軸周りに相対回動させて特性試験を行うようにした特性試験装置用の治具であって、
前記ラバーブッシュの内筒に、両端部がそれぞれ突出するように挿入固定される棒状の内筒支持部材と、当該ラバーブッシュの外周を把持する筒状の外周把持部材と、からなる第１治具と、
前記特性試験装置の一方の保持部に装着され、他方の保持部に向かって延びる支持腕によって前記外周把持部材を、その筒軸線と前記保持部同士の相対回動軸線とが交差するように支持する第２治具と、
前記他方の保持部に装着され、前記一方の保持部に向かってそれぞれ延びる２つの支持腕によって、前記内筒支持部材の両端部を支持する第３治具と、を備え、
前記内筒支持部材の長手方向の両端部にはそれぞれ、互いに平行な一対の被把持面を有する被把持部が設けられ、この両被把持部同士が内筒支持部材の軸心周りに相対回動可能とされている一方、
前記第３治具の２つの支持腕にはそれぞれ、前記内筒支持部材の両端部の各被把持部を把持するコ字状の把持部が設けられていて、これら各把持部により前記各被把持部を把持してその各々の被把持面全てを平行に位置づける
ことを特徴とするラバーブッシュの特性試験装置用治具。
【請求項２】
内筒支持部材はその長手方向に２つの部材に分割されていて、一方の分割部材の端部には一体に被把持部が形成されている一方、他方の分割部材の端部は丸棒状に形成されて、相対回動可能に別体部材が外嵌めされ、この別体部材に被把持部が形成されている、請求項１に記載の特性試験装置用治具。
【請求項３】
別体部材は、互いに突き合わされる一対の半割部材からなり、該各半割部材の突き合わせ面にはそれぞれ、内筒支持部材の丸棒状の端部に対応する断面略半円形状の溝部が凹み形成されている、請求項２に記載の特性試験装置用治具。
【請求項４】
第３治具の２つの支持腕それぞれの把持部と、内筒支持部材の被把持部との間にそれぞれ、焼き入れを施した鋼板からなるスペーサ部材介在されている、請求項２又は３のいずれかに記載の特性試験装置用治具。
【請求項５】
第３治具の支持腕の把持部、内筒支持部材の丸棒状端部及び別体部材の少なくとも１つに磁石が埋設されている、請求項２〜４のいずれか１つに記載の特性試験装置用治具。
【請求項６】
第２治具の支持腕は、第１治具の外周把持部材の外周を把持するように構成され、
前記外周把持部材の外周面とこれに当接する前記支持腕の把持面とに、互いに嵌合するように凹凸嵌合部が設けられている、請求項１〜５のいずれか１つに記載の特性試験装置用治具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１５３８６８（Ｐ２０１１−１５３８６８Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４５９３（Ｐ２０１０−１４５９３）
【出願日】平成２２年１月２６日（２０１０．１．２６）
【出願人】（０００２０１８６９）倉敷化工株式会社 (282)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２６日（２０１０．１．２６）
【出願人】（０００２０１８６９）倉敷化工株式会社 (282)
【Ｆターム（参考）】
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