継手装置および試験装置
【課題】 構造が簡単で交換やメンテナンスのための作業が容易な継手装置、およびこの継手装置を用いた試験装置の提供。
【解決手段】 被試験体の第一回転軸と負荷装置の第二回転軸とを連結すべく一端部側が第一回転軸に連結可能とされるとともに他端部側が第二回転軸に連結され、少なくとも一部が第一回転軸と第二回転軸を連結する軸連結方向に移動することで、被試験体のサイズに応じた第一回転軸の端部位置に対応するよう伸縮可能に構成され、第一回転軸と第二回転軸とを両回転軸の軸心回りに一体回転するように連結する回転伝達軸と、回転伝達軸の挿通を許容して回転伝達軸と軸連結方向に相対的に移動可能なスペーサとを着脱可能に有し、スペーサは回転伝達軸とともに回転可能に構成された継手装置、およびこの継手装置を用いた試験装置。
【解決手段】 被試験体の第一回転軸と負荷装置の第二回転軸とを連結すべく一端部側が第一回転軸に連結可能とされるとともに他端部側が第二回転軸に連結され、少なくとも一部が第一回転軸と第二回転軸を連結する軸連結方向に移動することで、被試験体のサイズに応じた第一回転軸の端部位置に対応するよう伸縮可能に構成され、第一回転軸と第二回転軸とを両回転軸の軸心回りに一体回転するように連結する回転伝達軸と、回転伝達軸の挿通を許容して回転伝達軸と軸連結方向に相対的に移動可能なスペーサとを着脱可能に有し、スペーサは回転伝達軸とともに回転可能に構成された継手装置、およびこの継手装置を用いた試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両のパワートレイン（例えば、トランスミッション、エンジン）等の被試験体の回転軸と負荷装置の回転軸とを連結するための継手装置、および被試験体の回転軸の回転に伴う該被試験体の状態を試験するための試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の駆動装置等の被試験体の回転軸の回転に伴う該被試験体の状態、例えば発生音やトルクを試験するための試験装置として、下記特許文献１に示す試験装置が開示されている。
この試験装置では、試験室の一例としての半無響音室内に被試験体を設置し、被試験体の回転軸を回転させた際に、例えば該回転軸の回転に負荷を与えるダイナモ等の負荷装置を、試験室外に配置している。
また、被試験体の回転軸と負荷装置の回転軸とを連結軸部によって連結しており、この連結軸部は、その一部が試験室内と試験室外とを隔てる壁を挿通している。そして連結軸部は、被試験体のサイズに応じたその回転軸の位置に適応させて両回転軸を連結すべく横方向に伸縮可能な構成とされている。
下記特許文献１に示すものでは、壁を挿通する部分がスライド軸とされて、被試験体のサイズに応じたその回転軸の位置に適応させて両回転軸を連結できるように構成されている。
【０００３】
下記特許文献２には、被試験体を車両とし、該車両の走行試験路面の代わりとして車両の前後車輪を載せて該車輪の回転に伴って回転する前後の回転ドラムを用い、この回転ドラムに回転を制動する負荷をかけることで実際の車両走行環境に近い環境下で試験をするようにした試験装置が開示されている。
この試験装置では、車種によって異なる車両のホイールベース長に合わせるように、回転ドラムの一方を車両の前後方向に移動自在に構成している。この場合では、ダイナモの回転軸と一方の回転ドラムの回転軸とを一方のギヤ機構を介して連結して該一方の回転ドラムに負荷を付与するように構成し、フライホイールの回転軸と他方の回転ドラムの回転軸とを他方のギヤ機構を介して連結し、該ギヤ機構を車両の前後方向に移動自在に構成している。
そして、該ギヤ機構を車両の前後方向に移動自在とすべく、各回転ドラムの回転軸と直交する方向に配置してある両ギヤ機構の回転軸どうしを、伸縮自在なギヤカップリング（継手装置）で一体回転するよう連結している。加えて、フライホイールの回転軸と他方のギヤ機構の回転軸とを、さらに、伸縮自在なギヤカップリングで一体回転するよう連結している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３１２３号公報
【特許文献２】特開平７−１２０３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の試験装置では、連結軸部において壁を挿通する部分がスライド軸とされているから、スライド軸のメンテナンスのための作業がしにくいという課題がある。特に、スライド軸としてスプライン軸を用いる場合において、使用に伴ってスプライン溝が変形したり、軸そのものの捩れ等が生じたりした場合には、交換する必要がある。しかしながら、この試験装置では、スライド軸を、壁を挿通する部分に配置しているから、交換作業を含むメンテンンス作業がしにくい。
【０００６】
特許文献２に記載の試験装置では、両ギヤ機構の回転軸どうしをギヤカップリングで連結し、且つフライホイールの回転軸と他方のギヤ機構の回転軸とをギヤカップリングで連結した構成であり、したがって二箇所に伸縮軸機構を設けているから、その分だけ構造が複雑になり、メンテナンス作業に手間を要するといった課題がある。
上記のような課題は、試験装置に限らず、離間距離が変化する異なる回転軸どうしを一体回転するように連結する継手装置全般に指摘される課題であった。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑み、構造が簡単で交換やメンテナンスのための作業が容易な継手装置、およびこの継手装置を用いた試験装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の継手装置は、被試験体の第一回転軸と負荷装置の第二回転軸とを連結すべく、一端部側が第一回転軸に連結可能とされるとともに他端部側が第二回転軸に連結され、少なくとも一部が第一回転軸と第二回転軸を連結する軸連結方向に移動することで、被試験体のサイズに応じた第一回転軸の端部位置に対応するよう伸縮可能に構成され、前記第一回転軸および第二回転軸を該両回転軸の軸心回りに一体回転するように連結する回転伝達軸と、該回転伝達軸の挿通を許容して該回転伝達軸に対して前記軸連結方向に相対的に移動可能なスペーサとを着脱可能に有し、該スペーサは回転伝達軸とともに回転可能に構成されていることを特徴とする。
【０００９】
上記構成の継手装置によれば、第一回転軸の端部位置に応じて、回転伝達軸を第一回転軸と第二回転軸との間に取付けて両回転軸を連結することで、第一回転軸と第二回転軸とが一体回転可能となる。また、第一回転軸と第二回転軸とが大きく離れる場合では、スペーサを取付けることで、長尺の回転伝達軸を準備することなく第一回転軸と第二回転軸とを一体回転させることが可能となる。さらに、スペーサは回転伝達軸の挿通を許容するから、スペーサを取付けた場合であってもこれに回転伝達軸を挿通することで、第一回転軸の端部位置から第二回転軸までの距離に応じるよう無段階で長さ調節が可能な継手装置となる。
さらに、上記継手装置では、被試験体のサイズによって変わる第一回転軸の端部位置と第二回転軸の端部位置間の離間距離に対して、回転伝達軸と該回転伝達軸の挿通を許容するスペーサとで対応可能とした構成であるから、継手装置そのものの構成の複雑化が抑えられ、したがって、継手装置を構成する部材の交換やメンテナンスのための作業性が向上する。
なお、前記負荷装置とは、第一回転軸の回転に負荷を付与させる装置、および第一回転軸の回転によって負荷を付与させられる装置の双方を含む概念であり、前者の例としてダイナモ、後者の例として発電機が挙げられる。
【００１０】
本発明の継手装置では、回転伝達軸はスプライン軸であり、該スプライン軸は第一回転軸側に着脱可能とされるとともに軸連結方向に沿って移動可能であり、スペーサはスプライン軸に対して第二回転軸側に着脱可能とされるとともにスプライン軸を挿通可能とされ、第二回転軸の第一回転軸側の内周面にスプライン軸の端部外周部をスライド可能に嵌合する嵌合部が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、スプライン軸を取付けてその端部外周部を嵌合部に嵌合してスライドさせることで、第一回転軸の端部位置に適応した位置で第一回転軸と第二回転軸とを連結することが可能であり、また、スペーサを取付けて、スペーサによってその分の長手方向の距離を確保しつつ第一回転軸と第二回転軸とを連結させることが可能である。
そして、スプライン軸の端部外周部を嵌合部に嵌合してスライドさせることで、スプライン軸の端部外周部と嵌合部とがスライドする範囲において継手装置の長手方向長さを無段階での調節が可能となる。
【００１２】
本発明の継手装置では、スプライン軸およびスペーサは、第一回転軸の径方向外方に突出する第一回転軸用フランジおよび第二回転軸の径方向外方に突出する第二回転軸用フランジに着脱可能なフランジ部を長手方向両側にそれぞれ有し、スプライン軸の第二回転軸側のフランジ部とスペーサの第一回転軸側のフランジ部とが着脱可能とされ、スプライン軸の第二回転軸側のフランジ部はスプライン軸に一体回転するように設けられるとともにスプライン軸の軸線に沿って移動可能に設けられていることを特徴としている。
【００１３】
上記構成によれば、スプライン軸に第二回転軸側のフランジ部およびスペーサの第一回転軸側のフランジ部どうしを連結し、スプライン軸の第一回転軸側のフランジ部および第一回転軸用フランジどうしを連結し、スペーサの第二回転軸側のフランジ部および第二回転軸用フランジどうしを連結し、第一回転軸の端部位置に応じて、スプライン軸をその第二回転軸側のフランジ部に対して軸線に沿って移動させ、あるいはスプライン軸をスペーサに挿通させる。
【００１４】
本発明の継手装置は、第二回転軸の第一回転軸側に連結した中間軸受装置を介して第一回転軸と第二回転軸とが一体回転するよう連結されることを特徴としている。
上記構成によれば、第一回転軸の回転が中間軸受装置を介して第二回転軸に伝達されるから、負荷装置に不要な負荷が働くのが抑制される。
【００１５】
本発明の継手装置は、試験室内に配置された被試験体のその第一回転軸と、試験室外に配置された負荷装置のその第二回転軸とを、試験室内に配置して連結するものであることを特徴としている。
上記構成によれば、継手装置は第一回転軸と負荷装置の第二回転軸とを連結すべく試験室内に配置されているから、試験室の壁に挿通させる場合や試験室外に配置する継手装置に比べて、交換やメンテナンスのための作業性を向上させ得る継手装置となる。
【００１６】
本発明の試験装置は、試験室内に配置された被試験体のその第一回転軸と、試験室外に配置された負荷装置のその第二回転軸とが、前記試験室内において上記何れかに記載の継手装置で連結されていることを特徴としている。
【００１７】
上記構成において、試験室内に配置されて回転伝達軸とスペーサとを着脱可能に有しているから、継手装置を試験室の壁に挿通させる場合や試験室外に配置する場合に比べて、継手装置の交換やメンテナンスのための作業性が向上する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の継手装置によれば、第一回転軸の端部位置に応じて、回転伝達軸を第一回転軸と第二回転軸との間に取付けて両回転軸を連結することで、第一回転軸と第二回転軸とを一体回転させることができ、スペーサを取付けることで、第一回転軸と第二回転軸とが大きく離れている場合であっても、回転伝達軸を長尺に形成することなく第一回転軸と第二回転軸とを一体回転させることができ、スペーサは回転伝達軸の挿通を許容するから、スペーサを取付けた場合であってもこれに回転伝達軸を挿通することで、第一回転軸の端部位置から第二回転軸までの距離に応じるよう長さ調節ができ、さらに、被試験体のサイズによって変わる第一回転軸の端部位置と第二回転軸の端部位置間の離間距離に対して、回転伝達軸と該回転伝達軸の挿通を許容するスペーサとで対応する構成であるから、継手装置そのものの構成の複雑化を抑えることができ、したがって、継手装置を構成する部材の交換やメンテナンスのための作業性を向上させることができる。
本発明の試験装置によれば、継手装置は試験室内に配置されて回転伝達軸とスペーサとを着脱可能に有しているから、試験室の壁に継手装置を挿通させる場合や試験室外に配置する場合に比べて、交換やメンテナンスのための作業性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態に係る試験装置を、図面に基づいて説明する。この実施形態は、被試験体の回転軸と負荷装置の回転軸とを継手装置で連結して両回転軸どうしを軸心回りに一体に回転させつつ、前記被試験体の回転軸の回転状態を検査するための試験装置に係る。
なお、被試験体としてパワートレインが挙げられ、さらに詳しくは、車両のトランスミッション、エンジン等である。また、負荷装置として被試験体の回転軸の回転に負荷を付与させる装置、および該回転軸の回転によって負荷を付与させられる装置の双方を含み、前者の例としてダイナモ、後者の例として発電機が挙げられる。
図１は本発明の実施形態を示す試験装置の全体概略平面図、図２は一部拡大平面図、図３は継手装置の詳細を示す正面図、図４は拡大正面図、図５は継手装置の別の使用方法を示す正面図、図６は拡大正面図である。
【００２０】
これらの図に示す試験装置Ｔは、壁１に囲まれることで形成される半無響音室２（試験室の一例であって、無響音室であってもよい）内に被試験体３としてのトランスミッションを配置し、半無響音室２外に負荷装置５としてのダイナモを配置し、被試験体３の第一回転軸４と負荷装置５の第二回転軸６とを半無響音室２内において継手装置１０で連結し、第二回転軸６から継手装置１０を介して第一回転軸４の回転駆動に対して負荷装置５の駆動による負荷を付与しつつ第一回転軸４を回転させて、被試験体３の状態、この場合は回転トルクを試験するためのものである。なお、被試験体３の第一回転軸４に負荷を付与する理由は、実機に近い環境を設定するためである。
【００２１】
負荷装置５の第二回転軸６は、半無響音室２外から壁１を挿通するようにして半無響音室２内へ導入されて、その導入側先端部に、第二回転軸６と同心の中間軸受装置７を、半無響音室２内に配置して、連結している。
中間軸受装置７は、載置台８上に設置されることで横方向すなわち第一回転軸４と第二回転軸６の端部どうしを連結する軸線方向には不動とされており、また、負荷装置５の回転駆動力（制動力）を第一回転軸４側に伝達して第一回転軸４の回転に負荷を付与するよう構成されている。
【００２２】
この種の被試験体３では、搭載される車両の種類によってサイズが異なる。そのため、半無響音室２内での被試験体３の設置位置が同一であれば、被試験体３の第一回転軸４の中間軸受装置７側の端部４ｃの位置が、被試験体３によって異なることになる。
そこで、中間軸受装置７における第一回転軸４（被試験体３）側端部と第一回転軸４の中間軸受装置７側端部とを、第一回転軸４および第二回転軸６の軸心どうしを連結する軸連結方向に伸縮自在な継手装置１０によって連結し、第一回転軸４および中間軸受装置７をそれぞれ軸心４ａ，７ｂ回りに一体回転させるようにしている。
【００２３】
ここで継手装置１０の構成を説明する。継手装置１０は、第一回転軸４の中間軸受装置７側の端部４ｃと、中間軸受装置７における後述の回転内軸体７Ａの端部とを結ぶ軸線上で、軸連結方向に伸縮自在且つ移動自在に構成されている。継手装置１０は、少なくともその一部が第一回転軸４と中間軸受装置７（第二回転軸６）とを連結する方向に移動自在に構成されている。
この実施形態では、図３ないし図６に示すように、継手装置１０は載置台８上に組付けられた敷設レール部材１１に前記軸心４ａに沿って往復動可能に設置される可動部分１０Ａと、中間軸受装置７の端部に着脱自在に取付けられる非可動部分１０Ｂとを有する。
【００２４】
敷設レール部材１１には移動台部１３が取付けられており、敷設レール部材１１は、載置台８に設けた回転操作ハンドル１２を、軸心４ａ，７ｂ方向と直角な方向の軸心回りに回転させることで、不図示のラック・ピニオン機構によって、移動台部１３を軸心４ａ，７ｂに沿うよう往復移動させることができるよう構成されている。
移動台部１３にはトルクメータ１４が載置固定されており、トルクメータ１４は、移動台部１３とともに軸心４ａ，７ｂに沿う方向に往復動するよう構成されている。なお、回転操作ハンドル１２は軸心４ａ，７ｂ方向と直角な方向の軸心回りに回転させるものを、載置台８を介してその何れか一方または双方の何れに設けてもよく、双方に設けることで、載置台８の一方位置、その向かい位置の何れにおいてであっても、トルクメータ１４を移動台部１３とともに軸心４ａ，７ｂに沿う方向に往復動させるよう構成することができる。
【００２５】
トルクメータ１４の両側には、トルクメータ用回転軸１５の端部が軸心４ａ，７ｂ方向に両側に突出されており、トルクメータ用回転軸１５の一端側である第一回転軸４側に、継手装置１０の可動部分１０Ａの一部を構成する第一フランジ部材１６が外装嵌着され、トルクメータ用回転軸１５の他端側である第二回転軸６側（中間軸受装置７側）に、継手装置１０の可動部分１０Ａの一部を構成する第二フランジ部材１７が外装嵌着されている。第一フランジ部材１６には、第一回転軸４の端部４ｃに設けたフランジ部材が、ボルト孔３０ａに挿通される取付ボルト３０によって着脱自在に取付けられる。
このように、トルクメータ１４は、被試験体３にできるだけ近い側に配置することで、被試験体３の正確なトルクを測ることができる。
【００２６】
第二フランジ部材１７の中間軸受装置７側に、回転伝達軸として可動部分１０Ａの一部を構成するスプライン軸２０が着脱可能に設けられる。スプライン軸２０の一端側、すなわち第一回転軸４側には、第二フランジ部材１７に横方向で重ねられるスプライン軸用第一フランジ部材２０Ｂが一体的に形成されている。スプライン軸用第一フランジ部材２０Ｂは、軸本体２０Ａから径方向外方に順次拡径される円錐台形状部を有している。このようにスプライン軸用第一フランジ部材２０Ｂを軸本体２０Ａから径方向外方に順次拡径するよう形成することで、所定の剛性を確保することができる。
なお、スプライン形状としては、インボリュートスプライン（インボリュートセレーションでもよい）、角形状スプライン、その他のスプライン形状であってもよい。
【００２７】
また、スプライン軸２０の軸本体２０Ａ側、すなわち中間軸受装置７（第二回転軸６）側には、第二回転軸用フランジに着脱されるフランジ部に相当するスプライン軸用第二フランジ部材２２を有している。このスプライン軸用第二フランジ部材２２は、スプライン軸２０のスプライン部２０ａに嵌合してスプライン軸２０と回転一体に構成され、しかもスプライン部２０ａに沿って摺動可能に嵌合している。
スプライン軸用第二フランジ部材２２は、必要な剛性を確保すべく、所定の長さの本体部２２ａを有するとともに、後述のスペーサ２３と組付けられる鍔部分は、本体部２２ａからさらに径方向外方に突出するよう一体的に形成されている。
【００２８】
スプライン軸用第二フランジ部材２２の本体部２２ａの内周面でグリス供給ポート２２ｃの第一回転軸４側に、Ｏリング２２ｄが設けられている。このＯリング２２ｄは軸本体２０Ａのスプラインの外周面に接触して、グリス供給ポート２２ｃから供給されるグリスをできるだけ外部へ漏らさないようシールする機能を有する。
但し、Ｏリング２２ｄは初期段階ではスプラインの断面形状に沿いにくいから、グリス漏れは考えられるものの、使用（スプラインとの摺動）に伴ってスプラインの断面形状に沿うよう変形ないし磨耗し、グリス漏れを抑制することができる。なお、スプライン軸２０の軸本体２０Ａにおける中間軸受装置７側には、クッション材２４が設けられている。
上記のように、継手装置１０の可動部分１０Ａは、前記第一フランジ部材１６、第二フランジ部材１７、およびスプライン軸２０（スプライン軸用第二フランジ部材２２を含む）から構成されている。
【００２９】
継手装置１０の非可動部分１０Ｂは、前記回転内軸体７Ａの第一回転軸４側端部に外嵌嵌着された中間軸受用フランジ部材２５と、中間軸受用フランジ部材２５の第一回転軸４側に着脱可能な前記スペーサ２３（図５、図６参照）とを有する。
なお、回転内軸体７Ａは中間軸受装置７の外筒部材内に軸心７ｂ回りに回転自在に設けられている。また、回転内軸体７Ａの第一回転軸４側の端部には、スプライン軸２０の先端部側がスライド可能に挿入される凹部７ａが回転内軸体７Ａの軸心７ｂに沿って形成されている。
【００３０】
スペーサ２３には、その軸心方向両側端部に径方向外方へ突出するスペーサ用フランジ２３ａ，２３ｂが一体的に形成されている。
スペーサ２３は、そのスペーサ本体２３Ａが筒状（例えば円筒状）であって、その内径ｄ１はスプライン軸２０の軸本体２０Ａの外径ｄ２に比べて大きく設定されていて、スプライン軸２０がスペーサ本体２３Ａ内に挿入された場合に、軸本体２０Ａの外周面とスペーサ本体２３Ａの内周面との間には所定の隙間が生じるように構成されている。
このようなスペーサ本体２３Ａの厚みは、必要な剛性やイナーシャ等の仕様によって適宜決定される。
【００３１】
第二フランジ部材１７、スプライン軸用第二フランジ部材２２の本体部２２ａ、第二回転軸６側のスペーサ用フランジ２３ｂのそれぞれの中間軸受装置７側の端面には、中間軸受装置７側に突出する側面視矩形、円形等の位置決め用の膨出部１７ａ，２２ｂ，２３ｃが一体的に形成されている。
スプライン軸２０、スペーサ２３、中間軸受用フランジ部材２５の第一回転軸４側の端面には、中間軸受装置７側に凹となって膨出部１７ａ，２２ｂ，２３ｃが嵌合する位置決め用の嵌合凹部２０ｂ，２３ｄ，２５ａがそれぞれ形成されている。
【００３２】
上記構成の継手装置１０を有した試験装置Ｔでは、被試験体３のサイズによって異なる第一回転軸４の端部位置に応じて、継手装置１０を第一回転軸４と中間軸受装置７（第二回転軸６の端部）どうしを連結する軸連結方向に移動あるいは伸縮させて、両軸どうしを連結することができる。
【００３３】
例えば、スプライン軸２０、スペーサ２３の何れも用いない場合が考えられる。この場合では、回転操作ハンドル１２を回転させて、移動台部１３を中間軸受装置７側に移動させ、第二フランジ部材１７と中間軸受用フランジ部材２５の端面どうしを当接させ、フランジ部材どうしに取付ボルト３０を挿通して固定する。このとき、膨出部１７ａと嵌合凹部２５ａとが嵌合し合ってトルクメータ用回転軸１５と中間軸受装置７の回転内軸体７Ａとが心合わせされる。
【００３４】
また、図３および図４に示すように、第一回転軸４の端部位置に応じて、継手装置１０にスプライン軸２０を取付けることができる。
この場合では、取り扱う被試験体３に対応させるべく、必要に応じて回転操作ハンドル１２を回転させて、第二フランジ部材１７を中間軸受装置７から離間させておき、膨出部１７ａと嵌合凹部２０ｂとを嵌合させるようにして、第二フランジ部材１７にスプライン軸２０のスプライン軸用第一フランジ部材２０Ｂを当接させ、フランジ部材どうしを取付ボルト３０によって固定する。
【００３５】
また、スプライン軸用第二フランジ部材２２の膨出部２２ｂと中間軸受用フランジ部材２５の嵌合凹部２５ａとを嵌合させるようにして、スプライン軸用第二フランジ部材２２と中間軸受用フランジ部材２５の端面どうしを当接させ、取付ボルト３０によって固定する。
このようにすることで、第一回転軸４と第二回転軸６とを回転一体に連結することができ、被試験体３の第一回転軸４に負荷装置５で負荷を付与しつつ、実機の環境下で被試験体３の試験ができる。
また、スプライン軸２０の軸本体２０Ａの途中部分がスプライン軸用第二フランジ部材２２にスライド可能で、スプライン軸２０の軸本体２０Ａの先端部分が凹部７ａに対してスライド可能な状態となり、軸本体２０Ａの先端部分が凹部７ａに嵌合した最短の状態と、軸本体２０Ａの先端部分が凹部７ａから離脱して軸本体２０Ａがスプライン軸用第二フランジ部材２２にのみ嵌合した最長の状態との間で、継手装置１０の長さを無段階で調節することができる。
継手装置１０を伸縮させるには、回転操作ハンドル１２を回転させて、移動台部１３を敷設レール部材１１に沿って移動させることで、容易に行うことができる。
【００３６】
また、仮に第一回転軸４の端部位置が、スプライン軸２０の先端部分を凹部７ａから離脱させなければならない位置にあったとしても、スプライン軸用第二フランジ部材２２はスプライン軸２０とスプライン嵌合しているから、第一回転軸４と第二回転軸６とを一体的に回転させることができる。
スプライン軸用第二フランジ部材２２は、その本体部２２ａに必要な剛性を付与するために所定のボリュームをもたせることが好ましく、このためには、径方向の肉厚をできるだけ多くし、スプライン軸２０とスプライン嵌合する軸心方向での範囲を、適用する被試験体３の種類に合わせて適宜設定しておく。特に、スプライン軸２０とスプライン嵌合する範囲を多くすることで、両者が接触する面積が大きなり、したがって、接触部分の面圧を低くすることができ、捩れに対するスプラインの変形を抑制することができる。
【００３７】
図５および図６に示すように、第一回転軸４の端部位置に応じて、継手装置１０にスペーサ２３を取付けることができる。この場合、必要に応じて回転操作ハンドル１２を回転させて、第二フランジ部材１７を中間軸受装置７から離間させておき、スペーサ２３の膨出部２３ｃと中間軸受用フランジ部材２５の嵌合凹部２５ａとを嵌合させるようにし、スペーサ用フランジおよび中間軸受用フランジ部材２５の端面どうしを当接させて取付ボルト３０によって固定する。
【００３８】
また、スプライン軸用第二フランジ部材２２の膨出部２２ｂとスペーサ２３の嵌合凹部２３ｄとを嵌合させるようにして、スプライン軸用第二フランジ部材２２とスペーサ用フランジ２３ａの端面どうしを当接させて取付ボルト３０によって固定する。
このようにすることで、スプライン軸２０およびスペーサ２３を介して、第一回転軸４および第二回転軸６が一体回転するように連結することができ、しかも第一回転軸４、スプライン軸２０、スペーサ２３および第二回転軸６が一体回転し、被試験体３の第一回転軸４に負荷装置５で負荷を付与しつつ、実機に近い環境下で被試験体３の試験ができる。
【００３９】
スペーサ２３とスプライン軸２０の双方を取付けた継手装置１０とした場合には、スプライン軸２０はその軸本体２０Ａがスペーサ２３を挿通してしかも軸本体２０Ａの先端部分が凹部７ａに嵌合した最短の姿勢と、軸本体２０Ａの先端部分が凹部７ａにもスペーサ２３内にもなく、スプライン軸用第二フランジ部材２２のみとスライド自在に嵌合した最長の姿勢との間で、無段階で長さ調節することができる。
【００４０】
スペーサ２３を取付けた場合では、その分だけ第一フランジ部材１６を第一回転軸４側に近付けることができる。したがって、第一回転軸４の端部位置が中間軸受装置７から大きく離間する場合に特に有効であり、しかもスプライン軸２０はスプライン軸用第二フランジ部材２２とスプライン嵌合しつつスライドすることができるから、第一フランジ部材１６を第一回転軸４側にできるだけ近付けた状態としたうえで、回転操作ハンドル１２を回転させて継手装置１０の伸縮量を微調整することができる。
【００４１】
スペーサ２３とスプライン軸２０の双方を取付けた継手装置１０とした場合には、継手装置１０の長さがスペーサ２３を取付けない場合に比べて長くなるから、継手装置１０の回転時に回転中心軸と径方向重心とのズレによるアンバランス振動が発生し易い状態となる。しかしながら、第二フランジ部材１７とスプライン軸２０のスプライン軸用第一フランジ部材２０Ｂ、スプライン軸用第二フランジ部材２２と中間軸受用フランジ部材２５は、それぞれ膨出部１７ａ，２２ｂ，２３ｃと嵌合凹部２０ｂ，２３ｄ，２５ａとを嵌合することで容易に位置決めすることができ、よって、各部を組付けた状態でバランス調整を行うことにより、前記アンバランス振動が発生する状態を効果的に防止することができる。
【００４２】
継手装置１０は半無響音室２内にあるから、仮に継手装置１０を、壁１を挿通するように設けた場合に比べて、継手装置１０のメンテナンス、スプライン軸２０の交換、あるいは使用によって変形や破損がし易い部品の交換を、容易に行うことができる。
【００４３】
さらに、スペーサ２３を使用する場合では、スペーサ２３の軸方向長さをできるだけ長くし、スプライン軸２０はその軸方向長さをできるだけ短いものを使用することにより、スプラインの風切音を最小限に抑えることができるから、半無響音室２内において被試験体３の第一回転軸４の回転に伴って発生する騒音測定試験も、正確に行うことができる。
また、スペーサ２３は、スプライン軸２０の軸本体２０Ａが挿通することで軸本体２０Ａを覆うことになるから、その分だけスプライン軸２０が回転する際に発生し易い風切音の発生を抑えることができ、騒音測定試験をいっそう正確に行うことができる。さらに、スペーサ２３は、スプライン軸２０の軸本体２０Ａが挿通することで軸本体２０Ａを覆うことになるから、スプライン軸２０のうちスペーサ２３に覆われた領域では、グリス供給ポート２２ｃからスプライン軸２０に供給されたグリスがスプライン軸２０回転によって飛び散りを効果的に防止することができ、したがって、周囲の部品にグリスが付着するのを抑えることができる。
【００４４】
なお、上記実施形態における試験装置Ｔでは、被試験体３を車両に搭載するトランスミッションとし、負荷装置５として第一回転軸４の回転に負荷を付与するダイナモとし、継手装置１０の軸線上にトルクメータ１４を配置してトランスミッションのトルクを計測する場合を示したがこれに限定されるものではなく、試験対象物としての被試験体３を他のパワートレインの例であるエンジンとし、負荷装置５として被試験体３の第一回転軸４の回転によって負荷が付与されることで発電する発電機としたりすることもまた、本発明の範囲内である。
また、第一回転軸４、第二回転軸６が、被試験体３、負荷装置５の入力軸あるいは出力軸の何れの場合であってもよく、第一回転軸４および第二回転軸６を上記構成の継手装置１０を用いて一体回転となるよう連結する試験装置Ｔもまた、本発明の範囲内である。
【００４５】
上記実施形態では、スプライン軸２０を第一回転軸４側に配置して、スプライン軸２０を、継手装置１０の可動部分１０Ａの構成部品とし、スペーサ２３を第二回転軸６側に配置して、継手装置１０の非可動部分１０Ｂの構成部品としたが、これに限定されるものではなく、スプライン軸２０を第二回転軸６側に配置し、スペーサ２３を第一回転軸４側に配置する構成とすることで、スペーサ２３を継手装置１０の可動部分１０Ａの構成部品とし、スプライン軸２０を継手装置１０の非可動部分１０Ｂの構成部品とすることもできる。
この場合では、中間軸受用フランジ部材２５とスプライン軸用第一フランジ部材２０Ｂとを連結し、スプライン軸用第二フランジ部材２２とスペーサ用フランジ２３ｂとを連結し、第二フランジ部材１７とスペーサ用フランジ２３ａとを連結することで、第一回転軸４と第二回転軸６とを、第一回転軸４および第二回転軸６の軸心回りに一体回転させることができる。
また、回転内軸体７Ａの第一回転軸４側の端部にスプライン軸２０の先端部側がスライド可能に挿入される凹部７ａを設ける代わりに、好ましくはトルクメータ用回転軸１５にスプライン軸２０の先端部側がスライド可能に挿入される凹部を設けることにより、継手装置１０は、スプライン軸２０の軸本体２０Ａがスペーサ２３を挿通してしかも軸本体２０Ａの先端部分が凹部に嵌合した最短の姿勢と、軸本体２０Ａの先端部分が凹部にもスペーサ２３内にもなく、スプライン軸用第二フランジ部材２２のみとスライド自在に嵌合した最長の姿勢との間で、無段階で長さ調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態を示す試験装置の全体概略平面図
【図２】同じく一部拡大平面図
【図３】同じく継手装置の詳細を示す正面図
【図４】同じく拡大正面図
【図５】同じく継手装置の別の使用方法を示す正面図
【図６】同じく拡大正面図
【符号の説明】
【００４７】
１…壁、２…半無響音室、３…被試験体、４…第一回転軸、５…負荷装置、６…第二回転軸、７…中間軸受装置、１０…継手装置、１０Ａ…可動部分、１０Ｂ…非可動部分、２０…スプライン軸、２０Ｂ…スプライン軸用第一フランジ部材、２２…スプライン軸用第二フランジ部材、２３…スペーサ、２３ａ，２３ｂ…スペーサ用フランジ、Ｔ…試験装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両のパワートレイン（例えば、トランスミッション、エンジン）等の被試験体の回転軸と負荷装置の回転軸とを連結するための継手装置、および被試験体の回転軸の回転に伴う該被試験体の状態を試験するための試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の駆動装置等の被試験体の回転軸の回転に伴う該被試験体の状態、例えば発生音やトルクを試験するための試験装置として、下記特許文献１に示す試験装置が開示されている。
この試験装置では、試験室の一例としての半無響音室内に被試験体を設置し、被試験体の回転軸を回転させた際に、例えば該回転軸の回転に負荷を与えるダイナモ等の負荷装置を、試験室外に配置している。
また、被試験体の回転軸と負荷装置の回転軸とを連結軸部によって連結しており、この連結軸部は、その一部が試験室内と試験室外とを隔てる壁を挿通している。そして連結軸部は、被試験体のサイズに応じたその回転軸の位置に適応させて両回転軸を連結すべく横方向に伸縮可能な構成とされている。
下記特許文献１に示すものでは、壁を挿通する部分がスライド軸とされて、被試験体のサイズに応じたその回転軸の位置に適応させて両回転軸を連結できるように構成されている。
【０００３】
下記特許文献２には、被試験体を車両とし、該車両の走行試験路面の代わりとして車両の前後車輪を載せて該車輪の回転に伴って回転する前後の回転ドラムを用い、この回転ドラムに回転を制動する負荷をかけることで実際の車両走行環境に近い環境下で試験をするようにした試験装置が開示されている。
この試験装置では、車種によって異なる車両のホイールベース長に合わせるように、回転ドラムの一方を車両の前後方向に移動自在に構成している。この場合では、ダイナモの回転軸と一方の回転ドラムの回転軸とを一方のギヤ機構を介して連結して該一方の回転ドラムに負荷を付与するように構成し、フライホイールの回転軸と他方の回転ドラムの回転軸とを他方のギヤ機構を介して連結し、該ギヤ機構を車両の前後方向に移動自在に構成している。
そして、該ギヤ機構を車両の前後方向に移動自在とすべく、各回転ドラムの回転軸と直交する方向に配置してある両ギヤ機構の回転軸どうしを、伸縮自在なギヤカップリング（継手装置）で一体回転するよう連結している。加えて、フライホイールの回転軸と他方のギヤ機構の回転軸とを、さらに、伸縮自在なギヤカップリングで一体回転するよう連結している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３１２３号公報
【特許文献２】特開平７−１２０３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の試験装置では、連結軸部において壁を挿通する部分がスライド軸とされているから、スライド軸のメンテナンスのための作業がしにくいという課題がある。特に、スライド軸としてスプライン軸を用いる場合において、使用に伴ってスプライン溝が変形したり、軸そのものの捩れ等が生じたりした場合には、交換する必要がある。しかしながら、この試験装置では、スライド軸を、壁を挿通する部分に配置しているから、交換作業を含むメンテンンス作業がしにくい。
【０００６】
特許文献２に記載の試験装置では、両ギヤ機構の回転軸どうしをギヤカップリングで連結し、且つフライホイールの回転軸と他方のギヤ機構の回転軸とをギヤカップリングで連結した構成であり、したがって二箇所に伸縮軸機構を設けているから、その分だけ構造が複雑になり、メンテナンス作業に手間を要するといった課題がある。
上記のような課題は、試験装置に限らず、離間距離が変化する異なる回転軸どうしを一体回転するように連結する継手装置全般に指摘される課題であった。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑み、構造が簡単で交換やメンテナンスのための作業が容易な継手装置、およびこの継手装置を用いた試験装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の継手装置は、被試験体の第一回転軸と負荷装置の第二回転軸とを連結すべく、一端部側が第一回転軸に連結可能とされるとともに他端部側が第二回転軸に連結され、少なくとも一部が第一回転軸と第二回転軸を連結する軸連結方向に移動することで、被試験体のサイズに応じた第一回転軸の端部位置に対応するよう伸縮可能に構成され、前記第一回転軸および第二回転軸を該両回転軸の軸心回りに一体回転するように連結する回転伝達軸と、該回転伝達軸の挿通を許容して該回転伝達軸に対して前記軸連結方向に相対的に移動可能なスペーサとを着脱可能に有し、該スペーサは回転伝達軸とともに回転可能に構成されていることを特徴とする。
【０００９】
上記構成の継手装置によれば、第一回転軸の端部位置に応じて、回転伝達軸を第一回転軸と第二回転軸との間に取付けて両回転軸を連結することで、第一回転軸と第二回転軸とが一体回転可能となる。また、第一回転軸と第二回転軸とが大きく離れる場合では、スペーサを取付けることで、長尺の回転伝達軸を準備することなく第一回転軸と第二回転軸とを一体回転させることが可能となる。さらに、スペーサは回転伝達軸の挿通を許容するから、スペーサを取付けた場合であってもこれに回転伝達軸を挿通することで、第一回転軸の端部位置から第二回転軸までの距離に応じるよう無段階で長さ調節が可能な継手装置となる。
さらに、上記継手装置では、被試験体のサイズによって変わる第一回転軸の端部位置と第二回転軸の端部位置間の離間距離に対して、回転伝達軸と該回転伝達軸の挿通を許容するスペーサとで対応可能とした構成であるから、継手装置そのものの構成の複雑化が抑えられ、したがって、継手装置を構成する部材の交換やメンテナンスのための作業性が向上する。
なお、前記負荷装置とは、第一回転軸の回転に負荷を付与させる装置、および第一回転軸の回転によって負荷を付与させられる装置の双方を含む概念であり、前者の例としてダイナモ、後者の例として発電機が挙げられる。
【００１０】
本発明の継手装置では、回転伝達軸はスプライン軸であり、該スプライン軸は第一回転軸側に着脱可能とされるとともに軸連結方向に沿って移動可能であり、スペーサはスプライン軸に対して第二回転軸側に着脱可能とされるとともにスプライン軸を挿通可能とされ、第二回転軸の第一回転軸側の内周面にスプライン軸の端部外周部をスライド可能に嵌合する嵌合部が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、スプライン軸を取付けてその端部外周部を嵌合部に嵌合してスライドさせることで、第一回転軸の端部位置に適応した位置で第一回転軸と第二回転軸とを連結することが可能であり、また、スペーサを取付けて、スペーサによってその分の長手方向の距離を確保しつつ第一回転軸と第二回転軸とを連結させることが可能である。
そして、スプライン軸の端部外周部を嵌合部に嵌合してスライドさせることで、スプライン軸の端部外周部と嵌合部とがスライドする範囲において継手装置の長手方向長さを無段階での調節が可能となる。
【００１２】
本発明の継手装置では、スプライン軸およびスペーサは、第一回転軸の径方向外方に突出する第一回転軸用フランジおよび第二回転軸の径方向外方に突出する第二回転軸用フランジに着脱可能なフランジ部を長手方向両側にそれぞれ有し、スプライン軸の第二回転軸側のフランジ部とスペーサの第一回転軸側のフランジ部とが着脱可能とされ、スプライン軸の第二回転軸側のフランジ部はスプライン軸に一体回転するように設けられるとともにスプライン軸の軸線に沿って移動可能に設けられていることを特徴としている。
【００１３】
上記構成によれば、スプライン軸に第二回転軸側のフランジ部およびスペーサの第一回転軸側のフランジ部どうしを連結し、スプライン軸の第一回転軸側のフランジ部および第一回転軸用フランジどうしを連結し、スペーサの第二回転軸側のフランジ部および第二回転軸用フランジどうしを連結し、第一回転軸の端部位置に応じて、スプライン軸をその第二回転軸側のフランジ部に対して軸線に沿って移動させ、あるいはスプライン軸をスペーサに挿通させる。
【００１４】
本発明の継手装置は、第二回転軸の第一回転軸側に連結した中間軸受装置を介して第一回転軸と第二回転軸とが一体回転するよう連結されることを特徴としている。
上記構成によれば、第一回転軸の回転が中間軸受装置を介して第二回転軸に伝達されるから、負荷装置に不要な負荷が働くのが抑制される。
【００１５】
本発明の継手装置は、試験室内に配置された被試験体のその第一回転軸と、試験室外に配置された負荷装置のその第二回転軸とを、試験室内に配置して連結するものであることを特徴としている。
上記構成によれば、継手装置は第一回転軸と負荷装置の第二回転軸とを連結すべく試験室内に配置されているから、試験室の壁に挿通させる場合や試験室外に配置する継手装置に比べて、交換やメンテナンスのための作業性を向上させ得る継手装置となる。
【００１６】
本発明の試験装置は、試験室内に配置された被試験体のその第一回転軸と、試験室外に配置された負荷装置のその第二回転軸とが、前記試験室内において上記何れかに記載の継手装置で連結されていることを特徴としている。
【００１７】
上記構成において、試験室内に配置されて回転伝達軸とスペーサとを着脱可能に有しているから、継手装置を試験室の壁に挿通させる場合や試験室外に配置する場合に比べて、継手装置の交換やメンテナンスのための作業性が向上する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の継手装置によれば、第一回転軸の端部位置に応じて、回転伝達軸を第一回転軸と第二回転軸との間に取付けて両回転軸を連結することで、第一回転軸と第二回転軸とを一体回転させることができ、スペーサを取付けることで、第一回転軸と第二回転軸とが大きく離れている場合であっても、回転伝達軸を長尺に形成することなく第一回転軸と第二回転軸とを一体回転させることができ、スペーサは回転伝達軸の挿通を許容するから、スペーサを取付けた場合であってもこれに回転伝達軸を挿通することで、第一回転軸の端部位置から第二回転軸までの距離に応じるよう長さ調節ができ、さらに、被試験体のサイズによって変わる第一回転軸の端部位置と第二回転軸の端部位置間の離間距離に対して、回転伝達軸と該回転伝達軸の挿通を許容するスペーサとで対応する構成であるから、継手装置そのものの構成の複雑化を抑えることができ、したがって、継手装置を構成する部材の交換やメンテナンスのための作業性を向上させることができる。
本発明の試験装置によれば、継手装置は試験室内に配置されて回転伝達軸とスペーサとを着脱可能に有しているから、試験室の壁に継手装置を挿通させる場合や試験室外に配置する場合に比べて、交換やメンテナンスのための作業性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態に係る試験装置を、図面に基づいて説明する。この実施形態は、被試験体の回転軸と負荷装置の回転軸とを継手装置で連結して両回転軸どうしを軸心回りに一体に回転させつつ、前記被試験体の回転軸の回転状態を検査するための試験装置に係る。
なお、被試験体としてパワートレインが挙げられ、さらに詳しくは、車両のトランスミッション、エンジン等である。また、負荷装置として被試験体の回転軸の回転に負荷を付与させる装置、および該回転軸の回転によって負荷を付与させられる装置の双方を含み、前者の例としてダイナモ、後者の例として発電機が挙げられる。
図１は本発明の実施形態を示す試験装置の全体概略平面図、図２は一部拡大平面図、図３は継手装置の詳細を示す正面図、図４は拡大正面図、図５は継手装置の別の使用方法を示す正面図、図６は拡大正面図である。
【００２０】
これらの図に示す試験装置Ｔは、壁１に囲まれることで形成される半無響音室２（試験室の一例であって、無響音室であってもよい）内に被試験体３としてのトランスミッションを配置し、半無響音室２外に負荷装置５としてのダイナモを配置し、被試験体３の第一回転軸４と負荷装置５の第二回転軸６とを半無響音室２内において継手装置１０で連結し、第二回転軸６から継手装置１０を介して第一回転軸４の回転駆動に対して負荷装置５の駆動による負荷を付与しつつ第一回転軸４を回転させて、被試験体３の状態、この場合は回転トルクを試験するためのものである。なお、被試験体３の第一回転軸４に負荷を付与する理由は、実機に近い環境を設定するためである。
【００２１】
負荷装置５の第二回転軸６は、半無響音室２外から壁１を挿通するようにして半無響音室２内へ導入されて、その導入側先端部に、第二回転軸６と同心の中間軸受装置７を、半無響音室２内に配置して、連結している。
中間軸受装置７は、載置台８上に設置されることで横方向すなわち第一回転軸４と第二回転軸６の端部どうしを連結する軸線方向には不動とされており、また、負荷装置５の回転駆動力（制動力）を第一回転軸４側に伝達して第一回転軸４の回転に負荷を付与するよう構成されている。
【００２２】
この種の被試験体３では、搭載される車両の種類によってサイズが異なる。そのため、半無響音室２内での被試験体３の設置位置が同一であれば、被試験体３の第一回転軸４の中間軸受装置７側の端部４ｃの位置が、被試験体３によって異なることになる。
そこで、中間軸受装置７における第一回転軸４（被試験体３）側端部と第一回転軸４の中間軸受装置７側端部とを、第一回転軸４および第二回転軸６の軸心どうしを連結する軸連結方向に伸縮自在な継手装置１０によって連結し、第一回転軸４および中間軸受装置７をそれぞれ軸心４ａ，７ｂ回りに一体回転させるようにしている。
【００２３】
ここで継手装置１０の構成を説明する。継手装置１０は、第一回転軸４の中間軸受装置７側の端部４ｃと、中間軸受装置７における後述の回転内軸体７Ａの端部とを結ぶ軸線上で、軸連結方向に伸縮自在且つ移動自在に構成されている。継手装置１０は、少なくともその一部が第一回転軸４と中間軸受装置７（第二回転軸６）とを連結する方向に移動自在に構成されている。
この実施形態では、図３ないし図６に示すように、継手装置１０は載置台８上に組付けられた敷設レール部材１１に前記軸心４ａに沿って往復動可能に設置される可動部分１０Ａと、中間軸受装置７の端部に着脱自在に取付けられる非可動部分１０Ｂとを有する。
【００２４】
敷設レール部材１１には移動台部１３が取付けられており、敷設レール部材１１は、載置台８に設けた回転操作ハンドル１２を、軸心４ａ，７ｂ方向と直角な方向の軸心回りに回転させることで、不図示のラック・ピニオン機構によって、移動台部１３を軸心４ａ，７ｂに沿うよう往復移動させることができるよう構成されている。
移動台部１３にはトルクメータ１４が載置固定されており、トルクメータ１４は、移動台部１３とともに軸心４ａ，７ｂに沿う方向に往復動するよう構成されている。なお、回転操作ハンドル１２は軸心４ａ，７ｂ方向と直角な方向の軸心回りに回転させるものを、載置台８を介してその何れか一方または双方の何れに設けてもよく、双方に設けることで、載置台８の一方位置、その向かい位置の何れにおいてであっても、トルクメータ１４を移動台部１３とともに軸心４ａ，７ｂに沿う方向に往復動させるよう構成することができる。
【００２５】
トルクメータ１４の両側には、トルクメータ用回転軸１５の端部が軸心４ａ，７ｂ方向に両側に突出されており、トルクメータ用回転軸１５の一端側である第一回転軸４側に、継手装置１０の可動部分１０Ａの一部を構成する第一フランジ部材１６が外装嵌着され、トルクメータ用回転軸１５の他端側である第二回転軸６側（中間軸受装置７側）に、継手装置１０の可動部分１０Ａの一部を構成する第二フランジ部材１７が外装嵌着されている。第一フランジ部材１６には、第一回転軸４の端部４ｃに設けたフランジ部材が、ボルト孔３０ａに挿通される取付ボルト３０によって着脱自在に取付けられる。
このように、トルクメータ１４は、被試験体３にできるだけ近い側に配置することで、被試験体３の正確なトルクを測ることができる。
【００２６】
第二フランジ部材１７の中間軸受装置７側に、回転伝達軸として可動部分１０Ａの一部を構成するスプライン軸２０が着脱可能に設けられる。スプライン軸２０の一端側、すなわち第一回転軸４側には、第二フランジ部材１７に横方向で重ねられるスプライン軸用第一フランジ部材２０Ｂが一体的に形成されている。スプライン軸用第一フランジ部材２０Ｂは、軸本体２０Ａから径方向外方に順次拡径される円錐台形状部を有している。このようにスプライン軸用第一フランジ部材２０Ｂを軸本体２０Ａから径方向外方に順次拡径するよう形成することで、所定の剛性を確保することができる。
なお、スプライン形状としては、インボリュートスプライン（インボリュートセレーションでもよい）、角形状スプライン、その他のスプライン形状であってもよい。
【００２７】
また、スプライン軸２０の軸本体２０Ａ側、すなわち中間軸受装置７（第二回転軸６）側には、第二回転軸用フランジに着脱されるフランジ部に相当するスプライン軸用第二フランジ部材２２を有している。このスプライン軸用第二フランジ部材２２は、スプライン軸２０のスプライン部２０ａに嵌合してスプライン軸２０と回転一体に構成され、しかもスプライン部２０ａに沿って摺動可能に嵌合している。
スプライン軸用第二フランジ部材２２は、必要な剛性を確保すべく、所定の長さの本体部２２ａを有するとともに、後述のスペーサ２３と組付けられる鍔部分は、本体部２２ａからさらに径方向外方に突出するよう一体的に形成されている。
【００２８】
スプライン軸用第二フランジ部材２２の本体部２２ａの内周面でグリス供給ポート２２ｃの第一回転軸４側に、Ｏリング２２ｄが設けられている。このＯリング２２ｄは軸本体２０Ａのスプラインの外周面に接触して、グリス供給ポート２２ｃから供給されるグリスをできるだけ外部へ漏らさないようシールする機能を有する。
但し、Ｏリング２２ｄは初期段階ではスプラインの断面形状に沿いにくいから、グリス漏れは考えられるものの、使用（スプラインとの摺動）に伴ってスプラインの断面形状に沿うよう変形ないし磨耗し、グリス漏れを抑制することができる。なお、スプライン軸２０の軸本体２０Ａにおける中間軸受装置７側には、クッション材２４が設けられている。
上記のように、継手装置１０の可動部分１０Ａは、前記第一フランジ部材１６、第二フランジ部材１７、およびスプライン軸２０（スプライン軸用第二フランジ部材２２を含む）から構成されている。
【００２９】
継手装置１０の非可動部分１０Ｂは、前記回転内軸体７Ａの第一回転軸４側端部に外嵌嵌着された中間軸受用フランジ部材２５と、中間軸受用フランジ部材２５の第一回転軸４側に着脱可能な前記スペーサ２３（図５、図６参照）とを有する。
なお、回転内軸体７Ａは中間軸受装置７の外筒部材内に軸心７ｂ回りに回転自在に設けられている。また、回転内軸体７Ａの第一回転軸４側の端部には、スプライン軸２０の先端部側がスライド可能に挿入される凹部７ａが回転内軸体７Ａの軸心７ｂに沿って形成されている。
【００３０】
スペーサ２３には、その軸心方向両側端部に径方向外方へ突出するスペーサ用フランジ２３ａ，２３ｂが一体的に形成されている。
スペーサ２３は、そのスペーサ本体２３Ａが筒状（例えば円筒状）であって、その内径ｄ１はスプライン軸２０の軸本体２０Ａの外径ｄ２に比べて大きく設定されていて、スプライン軸２０がスペーサ本体２３Ａ内に挿入された場合に、軸本体２０Ａの外周面とスペーサ本体２３Ａの内周面との間には所定の隙間が生じるように構成されている。
このようなスペーサ本体２３Ａの厚みは、必要な剛性やイナーシャ等の仕様によって適宜決定される。
【００３１】
第二フランジ部材１７、スプライン軸用第二フランジ部材２２の本体部２２ａ、第二回転軸６側のスペーサ用フランジ２３ｂのそれぞれの中間軸受装置７側の端面には、中間軸受装置７側に突出する側面視矩形、円形等の位置決め用の膨出部１７ａ，２２ｂ，２３ｃが一体的に形成されている。
スプライン軸２０、スペーサ２３、中間軸受用フランジ部材２５の第一回転軸４側の端面には、中間軸受装置７側に凹となって膨出部１７ａ，２２ｂ，２３ｃが嵌合する位置決め用の嵌合凹部２０ｂ，２３ｄ，２５ａがそれぞれ形成されている。
【００３２】
上記構成の継手装置１０を有した試験装置Ｔでは、被試験体３のサイズによって異なる第一回転軸４の端部位置に応じて、継手装置１０を第一回転軸４と中間軸受装置７（第二回転軸６の端部）どうしを連結する軸連結方向に移動あるいは伸縮させて、両軸どうしを連結することができる。
【００３３】
例えば、スプライン軸２０、スペーサ２３の何れも用いない場合が考えられる。この場合では、回転操作ハンドル１２を回転させて、移動台部１３を中間軸受装置７側に移動させ、第二フランジ部材１７と中間軸受用フランジ部材２５の端面どうしを当接させ、フランジ部材どうしに取付ボルト３０を挿通して固定する。このとき、膨出部１７ａと嵌合凹部２５ａとが嵌合し合ってトルクメータ用回転軸１５と中間軸受装置７の回転内軸体７Ａとが心合わせされる。
【００３４】
また、図３および図４に示すように、第一回転軸４の端部位置に応じて、継手装置１０にスプライン軸２０を取付けることができる。
この場合では、取り扱う被試験体３に対応させるべく、必要に応じて回転操作ハンドル１２を回転させて、第二フランジ部材１７を中間軸受装置７から離間させておき、膨出部１７ａと嵌合凹部２０ｂとを嵌合させるようにして、第二フランジ部材１７にスプライン軸２０のスプライン軸用第一フランジ部材２０Ｂを当接させ、フランジ部材どうしを取付ボルト３０によって固定する。
【００３５】
また、スプライン軸用第二フランジ部材２２の膨出部２２ｂと中間軸受用フランジ部材２５の嵌合凹部２５ａとを嵌合させるようにして、スプライン軸用第二フランジ部材２２と中間軸受用フランジ部材２５の端面どうしを当接させ、取付ボルト３０によって固定する。
このようにすることで、第一回転軸４と第二回転軸６とを回転一体に連結することができ、被試験体３の第一回転軸４に負荷装置５で負荷を付与しつつ、実機の環境下で被試験体３の試験ができる。
また、スプライン軸２０の軸本体２０Ａの途中部分がスプライン軸用第二フランジ部材２２にスライド可能で、スプライン軸２０の軸本体２０Ａの先端部分が凹部７ａに対してスライド可能な状態となり、軸本体２０Ａの先端部分が凹部７ａに嵌合した最短の状態と、軸本体２０Ａの先端部分が凹部７ａから離脱して軸本体２０Ａがスプライン軸用第二フランジ部材２２にのみ嵌合した最長の状態との間で、継手装置１０の長さを無段階で調節することができる。
継手装置１０を伸縮させるには、回転操作ハンドル１２を回転させて、移動台部１３を敷設レール部材１１に沿って移動させることで、容易に行うことができる。
【００３６】
また、仮に第一回転軸４の端部位置が、スプライン軸２０の先端部分を凹部７ａから離脱させなければならない位置にあったとしても、スプライン軸用第二フランジ部材２２はスプライン軸２０とスプライン嵌合しているから、第一回転軸４と第二回転軸６とを一体的に回転させることができる。
スプライン軸用第二フランジ部材２２は、その本体部２２ａに必要な剛性を付与するために所定のボリュームをもたせることが好ましく、このためには、径方向の肉厚をできるだけ多くし、スプライン軸２０とスプライン嵌合する軸心方向での範囲を、適用する被試験体３の種類に合わせて適宜設定しておく。特に、スプライン軸２０とスプライン嵌合する範囲を多くすることで、両者が接触する面積が大きなり、したがって、接触部分の面圧を低くすることができ、捩れに対するスプラインの変形を抑制することができる。
【００３７】
図５および図６に示すように、第一回転軸４の端部位置に応じて、継手装置１０にスペーサ２３を取付けることができる。この場合、必要に応じて回転操作ハンドル１２を回転させて、第二フランジ部材１７を中間軸受装置７から離間させておき、スペーサ２３の膨出部２３ｃと中間軸受用フランジ部材２５の嵌合凹部２５ａとを嵌合させるようにし、スペーサ用フランジおよび中間軸受用フランジ部材２５の端面どうしを当接させて取付ボルト３０によって固定する。
【００３８】
また、スプライン軸用第二フランジ部材２２の膨出部２２ｂとスペーサ２３の嵌合凹部２３ｄとを嵌合させるようにして、スプライン軸用第二フランジ部材２２とスペーサ用フランジ２３ａの端面どうしを当接させて取付ボルト３０によって固定する。
このようにすることで、スプライン軸２０およびスペーサ２３を介して、第一回転軸４および第二回転軸６が一体回転するように連結することができ、しかも第一回転軸４、スプライン軸２０、スペーサ２３および第二回転軸６が一体回転し、被試験体３の第一回転軸４に負荷装置５で負荷を付与しつつ、実機に近い環境下で被試験体３の試験ができる。
【００３９】
スペーサ２３とスプライン軸２０の双方を取付けた継手装置１０とした場合には、スプライン軸２０はその軸本体２０Ａがスペーサ２３を挿通してしかも軸本体２０Ａの先端部分が凹部７ａに嵌合した最短の姿勢と、軸本体２０Ａの先端部分が凹部７ａにもスペーサ２３内にもなく、スプライン軸用第二フランジ部材２２のみとスライド自在に嵌合した最長の姿勢との間で、無段階で長さ調節することができる。
【００４０】
スペーサ２３を取付けた場合では、その分だけ第一フランジ部材１６を第一回転軸４側に近付けることができる。したがって、第一回転軸４の端部位置が中間軸受装置７から大きく離間する場合に特に有効であり、しかもスプライン軸２０はスプライン軸用第二フランジ部材２２とスプライン嵌合しつつスライドすることができるから、第一フランジ部材１６を第一回転軸４側にできるだけ近付けた状態としたうえで、回転操作ハンドル１２を回転させて継手装置１０の伸縮量を微調整することができる。
【００４１】
スペーサ２３とスプライン軸２０の双方を取付けた継手装置１０とした場合には、継手装置１０の長さがスペーサ２３を取付けない場合に比べて長くなるから、継手装置１０の回転時に回転中心軸と径方向重心とのズレによるアンバランス振動が発生し易い状態となる。しかしながら、第二フランジ部材１７とスプライン軸２０のスプライン軸用第一フランジ部材２０Ｂ、スプライン軸用第二フランジ部材２２と中間軸受用フランジ部材２５は、それぞれ膨出部１７ａ，２２ｂ，２３ｃと嵌合凹部２０ｂ，２３ｄ，２５ａとを嵌合することで容易に位置決めすることができ、よって、各部を組付けた状態でバランス調整を行うことにより、前記アンバランス振動が発生する状態を効果的に防止することができる。
【００４２】
継手装置１０は半無響音室２内にあるから、仮に継手装置１０を、壁１を挿通するように設けた場合に比べて、継手装置１０のメンテナンス、スプライン軸２０の交換、あるいは使用によって変形や破損がし易い部品の交換を、容易に行うことができる。
【００４３】
さらに、スペーサ２３を使用する場合では、スペーサ２３の軸方向長さをできるだけ長くし、スプライン軸２０はその軸方向長さをできるだけ短いものを使用することにより、スプラインの風切音を最小限に抑えることができるから、半無響音室２内において被試験体３の第一回転軸４の回転に伴って発生する騒音測定試験も、正確に行うことができる。
また、スペーサ２３は、スプライン軸２０の軸本体２０Ａが挿通することで軸本体２０Ａを覆うことになるから、その分だけスプライン軸２０が回転する際に発生し易い風切音の発生を抑えることができ、騒音測定試験をいっそう正確に行うことができる。さらに、スペーサ２３は、スプライン軸２０の軸本体２０Ａが挿通することで軸本体２０Ａを覆うことになるから、スプライン軸２０のうちスペーサ２３に覆われた領域では、グリス供給ポート２２ｃからスプライン軸２０に供給されたグリスがスプライン軸２０回転によって飛び散りを効果的に防止することができ、したがって、周囲の部品にグリスが付着するのを抑えることができる。
【００４４】
なお、上記実施形態における試験装置Ｔでは、被試験体３を車両に搭載するトランスミッションとし、負荷装置５として第一回転軸４の回転に負荷を付与するダイナモとし、継手装置１０の軸線上にトルクメータ１４を配置してトランスミッションのトルクを計測する場合を示したがこれに限定されるものではなく、試験対象物としての被試験体３を他のパワートレインの例であるエンジンとし、負荷装置５として被試験体３の第一回転軸４の回転によって負荷が付与されることで発電する発電機としたりすることもまた、本発明の範囲内である。
また、第一回転軸４、第二回転軸６が、被試験体３、負荷装置５の入力軸あるいは出力軸の何れの場合であってもよく、第一回転軸４および第二回転軸６を上記構成の継手装置１０を用いて一体回転となるよう連結する試験装置Ｔもまた、本発明の範囲内である。
【００４５】
上記実施形態では、スプライン軸２０を第一回転軸４側に配置して、スプライン軸２０を、継手装置１０の可動部分１０Ａの構成部品とし、スペーサ２３を第二回転軸６側に配置して、継手装置１０の非可動部分１０Ｂの構成部品としたが、これに限定されるものではなく、スプライン軸２０を第二回転軸６側に配置し、スペーサ２３を第一回転軸４側に配置する構成とすることで、スペーサ２３を継手装置１０の可動部分１０Ａの構成部品とし、スプライン軸２０を継手装置１０の非可動部分１０Ｂの構成部品とすることもできる。
この場合では、中間軸受用フランジ部材２５とスプライン軸用第一フランジ部材２０Ｂとを連結し、スプライン軸用第二フランジ部材２２とスペーサ用フランジ２３ｂとを連結し、第二フランジ部材１７とスペーサ用フランジ２３ａとを連結することで、第一回転軸４と第二回転軸６とを、第一回転軸４および第二回転軸６の軸心回りに一体回転させることができる。
また、回転内軸体７Ａの第一回転軸４側の端部にスプライン軸２０の先端部側がスライド可能に挿入される凹部７ａを設ける代わりに、好ましくはトルクメータ用回転軸１５にスプライン軸２０の先端部側がスライド可能に挿入される凹部を設けることにより、継手装置１０は、スプライン軸２０の軸本体２０Ａがスペーサ２３を挿通してしかも軸本体２０Ａの先端部分が凹部に嵌合した最短の姿勢と、軸本体２０Ａの先端部分が凹部にもスペーサ２３内にもなく、スプライン軸用第二フランジ部材２２のみとスライド自在に嵌合した最長の姿勢との間で、無段階で長さ調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態を示す試験装置の全体概略平面図
【図２】同じく一部拡大平面図
【図３】同じく継手装置の詳細を示す正面図
【図４】同じく拡大正面図
【図５】同じく継手装置の別の使用方法を示す正面図
【図６】同じく拡大正面図
【符号の説明】
【００４７】
１…壁、２…半無響音室、３…被試験体、４…第一回転軸、５…負荷装置、６…第二回転軸、７…中間軸受装置、１０…継手装置、１０Ａ…可動部分、１０Ｂ…非可動部分、２０…スプライン軸、２０Ｂ…スプライン軸用第一フランジ部材、２２…スプライン軸用第二フランジ部材、２３…スペーサ、２３ａ，２３ｂ…スペーサ用フランジ、Ｔ…試験装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験体の第一回転軸と負荷装置の第二回転軸とを連結すべく、一端部側が第一回転軸に連結可能とされるとともに他端部側が第二回転軸に連結され、少なくとも一部が第一回転軸と第二回転軸を連結する軸連結方向に移動することで、被試験体のサイズに応じた第一回転軸の端部位置に対応するよう伸縮可能に構成された継手装置であって、
前記第一回転軸および第二回転軸を該両回転軸の軸心回りに一体回転するように連結する回転伝達軸と、該回転伝達軸の挿通を許容して該回転伝達軸に対して前記軸連結方向に相対的に移動可能なスペーサとを着脱可能に有し、該スペーサは回転伝達軸とともに回転可能に構成されていることを特徴とする継手装置。
【請求項２】
回転伝達軸はスプライン軸であり、該スプライン軸は第一回転軸側に着脱可能とされるとともに軸連結方向に沿って移動可能であり、スペーサはスプライン軸に対して第二回転軸側に着脱可能とされるとともにスプライン軸を挿通可能とされ、第二回転軸の第一回転軸側の内周面にスプライン軸の端部外周部をスライド可能に嵌合する嵌合部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の継手装置。
【請求項３】
スプライン軸およびスペーサは、第一回転軸の径方向外方に突出する第一回転軸用フランジおよび第二回転軸の径方向外方に突出する第二回転軸用フランジに着脱可能なフランジ部を長手方向両側にそれぞれ有し、スプライン軸の第二回転軸側のフランジ部とスペーサの第一回転軸側のフランジ部とが着脱可能とされ、スプライン軸の第二回転軸側のフランジ部はスプライン軸に一体回転するように設けられるとともにスプライン軸の軸線に沿って移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の継手装置。
【請求項４】
第二回転軸の第一回転軸側に連結した中間軸受装置を介して第一回転軸と第二回転軸とが一体回転するよう連結されることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の継手装置。
【請求項５】
試験室内に配置された被試験体のその第一回転軸と、試験室外に配置された負荷装置のその第二回転軸とを、試験室内に配置して連結するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の継手装置。
【請求項６】
試験室内に配置された被試験体のその第一回転軸と、試験室外に配置された負荷装置のその第二回転軸とが、前記試験室内において請求項１ないし請求項４の何れかに記載の継手装置で連結されていることを特徴とする試験装置。
【請求項１】
被試験体の第一回転軸と負荷装置の第二回転軸とを連結すべく、一端部側が第一回転軸に連結可能とされるとともに他端部側が第二回転軸に連結され、少なくとも一部が第一回転軸と第二回転軸を連結する軸連結方向に移動することで、被試験体のサイズに応じた第一回転軸の端部位置に対応するよう伸縮可能に構成された継手装置であって、
前記第一回転軸および第二回転軸を該両回転軸の軸心回りに一体回転するように連結する回転伝達軸と、該回転伝達軸の挿通を許容して該回転伝達軸に対して前記軸連結方向に相対的に移動可能なスペーサとを着脱可能に有し、該スペーサは回転伝達軸とともに回転可能に構成されていることを特徴とする継手装置。
【請求項２】
回転伝達軸はスプライン軸であり、該スプライン軸は第一回転軸側に着脱可能とされるとともに軸連結方向に沿って移動可能であり、スペーサはスプライン軸に対して第二回転軸側に着脱可能とされるとともにスプライン軸を挿通可能とされ、第二回転軸の第一回転軸側の内周面にスプライン軸の端部外周部をスライド可能に嵌合する嵌合部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の継手装置。
【請求項３】
スプライン軸およびスペーサは、第一回転軸の径方向外方に突出する第一回転軸用フランジおよび第二回転軸の径方向外方に突出する第二回転軸用フランジに着脱可能なフランジ部を長手方向両側にそれぞれ有し、スプライン軸の第二回転軸側のフランジ部とスペーサの第一回転軸側のフランジ部とが着脱可能とされ、スプライン軸の第二回転軸側のフランジ部はスプライン軸に一体回転するように設けられるとともにスプライン軸の軸線に沿って移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の継手装置。
【請求項４】
第二回転軸の第一回転軸側に連結した中間軸受装置を介して第一回転軸と第二回転軸とが一体回転するよう連結されることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の継手装置。
【請求項５】
試験室内に配置された被試験体のその第一回転軸と、試験室外に配置された負荷装置のその第二回転軸とを、試験室内に配置して連結するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の継手装置。
【請求項６】
試験室内に配置された被試験体のその第一回転軸と、試験室外に配置された負荷装置のその第二回転軸とが、前記試験室内において請求項１ないし請求項４の何れかに記載の継手装置で連結されていることを特徴とする試験装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２７６２１１（Ｐ２００９−２７６２１１Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２８００１（Ｐ２００８−１２８００１）
【出願日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【出願人】（０００００２０５９）シンフォニアテクノロジー株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【出願人】（０００００２０５９）シンフォニアテクノロジー株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
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