(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023122910
(43)【公開日】2023-09-05
(54)【発明の名称】動トルク測定装置及び動トルク測定方法
(51)【国際特許分類】
G01L 3/14 20060101AFI20230829BHJP
G01M 13/04 20190101ALI20230829BHJP
【ＦＩ】
G01L3/14 Z
G01M13/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022026687
(22)【出願日】2022-02-24
(71)【出願人】
【識別番号】000004204
【氏名又は名称】日本精工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所
(72)【発明者】
【氏名】渡部 将充
(72)【発明者】
【氏名】若林 達男
【テーマコード（参考）】
2G024
【Ｆターム（参考）】
2G024AC05
2G024BA11
2G024CA11
2G024CA12
2G024DA02
2G024DA03
2G024DA09
2G024EA01
(57)【要約】 （修正有）
【課題】回転側部材と固定側部材を有する被測定物において、回転側部材を回転駆動したとき、固定側部材に発生する動トルクを精度良く測定可能な動トルク測定装置及び動トルク測定方法を提供する。
【解決手段】動トルク測定装置１０は、第１の駆動機構２６を備える第１の支持機構２０と、固定側部材１３を連れ回り可能に支持する第２の支持機構３０と、固定側部材１３に発生する動トルクを測定するためのロードセル７２と、を備える。第２の支持機構３０は、回転側部材１２と同軸上に配設される軸部５４と、軸部５４に対して第１の転がり軸受５６を介して相対回転自在に支持される中間ハウジング５７と、中間ハウジング５７に対して第２の転がり軸受５８を介して相対回転自在に支持される外側ハウジング５９と、中間ハウジング５７を回転駆動する第２の駆動機構６３と、を備え、軸部５４と外側ハウジング５９のいずれか一方は、連れ回り部を構成する。
【選択図】図１
【解決手段】動トルク測定装置１０は、第１の駆動機構２６を備える第１の支持機構２０と、固定側部材１３を連れ回り可能に支持する第２の支持機構３０と、固定側部材１３に発生する動トルクを測定するためのロードセル７２と、を備える。第２の支持機構３０は、回転側部材１２と同軸上に配設される軸部５４と、軸部５４に対して第１の転がり軸受５６を介して相対回転自在に支持される中間ハウジング５７と、中間ハウジング５７に対して第２の転がり軸受５８を介して相対回転自在に支持される外側ハウジング５９と、中間ハウジング５７を回転駆動する第２の駆動機構６３と、を備え、軸部５４と外側ハウジング５９のいずれか一方は、連れ回り部を構成する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
固定側部材と、前記固定側部材に対して相対回転可能な回転側部材とを有する被測定物において、前記回転側部材を回転駆動させ、前記固定側部材に発生する動トルクを測定する動トルク測定装置であって、
前記回転側部材を回転駆動する第１の駆動機構を備え、前記回転側部材を支持する第１の支持機構と、
前記回転側部材の回転軸と同軸上に配設され、前記回転側部材の回転によって、前記固定側部材を連れ回り可能に支持する第２の支持機構と、
前記固定側部材に発生する前記動トルクを測定するためのロードセルと、
を備え、
前記第２の支持機構は、前記回転側部材の回転軸と同軸上に配設される軸部と、前記軸部の周囲に設けられ、前記軸部に対して第１の転がり軸受を介して相対回転自在に支持される中間ハウジングと、前記中間ハウジングの周囲に設けられ、前記中間ハウジングに対して第２の転がり軸受を介して相対回転自在に支持される外側ハウジングと、前記中間ハウジングを回転駆動する第２の駆動機構と、を備え、
前記軸部と前記外側ハウジングのいずれか一方は、前記固定側部材を保持して前記固定側部材とともに連れ回る連れ回り部を構成する、動トルク測定装置。
前記回転側部材を回転駆動する第１の駆動機構を備え、前記回転側部材を支持する第１の支持機構と、
前記回転側部材の回転軸と同軸上に配設され、前記回転側部材の回転によって、前記固定側部材を連れ回り可能に支持する第２の支持機構と、
前記固定側部材に発生する前記動トルクを測定するためのロードセルと、
を備え、
前記第２の支持機構は、前記回転側部材の回転軸と同軸上に配設される軸部と、前記軸部の周囲に設けられ、前記軸部に対して第１の転がり軸受を介して相対回転自在に支持される中間ハウジングと、前記中間ハウジングの周囲に設けられ、前記中間ハウジングに対して第２の転がり軸受を介して相対回転自在に支持される外側ハウジングと、前記中間ハウジングを回転駆動する第２の駆動機構と、を備え、
前記軸部と前記外側ハウジングのいずれか一方は、前記固定側部材を保持して前記固定側部材とともに連れ回る連れ回り部を構成する、動トルク測定装置。
【請求項2】
前記動トルクは、前記ロードセルにより検出された前記連れ回り部に発生する接線力に対して前記転がり軸受の回転トルクを補正することで与えられる、請求項１に記載の動トルク測定装置。
【請求項3】
前記被測定物はハブユニット軸受であり、
前記ハブユニット軸受には、車両の車輪に作用する路面反力に相当する荷重が負荷される、請求項１又は２に記載の動トルク測定装置。
前記ハブユニット軸受には、車両の車輪に作用する路面反力に相当する荷重が負荷される、請求項１又は２に記載の動トルク測定装置。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項に記載の動トルク測定装置を用いた動トルク測定方法であって、
動トルクは、前記中間ハウジングを回転駆動させた状態で、前記回転側部材を回転駆動させ、前記連れ回り部に発生する接線力をロードセルにより測定する、動トルク測定方法。
動トルクは、前記中間ハウジングを回転駆動させた状態で、前記回転側部材を回転駆動させ、前記連れ回り部に発生する接線力をロードセルにより測定する、動トルク測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、動トルク測定装置及び動トルク測定方法に関し、特に、互いに接触関係（転がり接触を含む）にある回転側部材と固定側部材を有する被測定物において、回転側部材が回転したときに固定側部材に発生する連れ回りによる動トルクを測定可能な動トルク測定装置及び動トルク測定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、固定側部材に発生する連れ回りによる動トルクを測定する被測定物としては、転がり軸受、軸受用シール部材、ハブユニット軸受などが知られている。近年、車両などにおいても省エネルギの要求が高まり、回転側部材と固定側部材を有する被測定物において、回転側部材が回転したときに固定側部材に発生する連れ回りによる僅かなトルク損失も問題になってきている。この連れ回りによる動トルクは、被測定物の摩擦抵抗により消費されるトルクであり、この動トルクの値が低いほど省燃費に貢献する。その為、被測定物のより精度の高い動トルク測定が要求される。
【0003】
特許文献１には、動トルクを測定しようとする被測定物（例えば、シール部材）の一方を転がり軸受で支承し、被測定物の他方を回転駆動して、被測定物の一方の連れ回りトルクを接線力として測定する動トルク検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１４－２２４５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載のトルク検出装置では、転がり軸受の負荷が治具の自重程度となり、被測定物のトルクが、被測定物の一方を支承する転がり軸受の起動トルクよりはるかに大きく、起動トルクによる誤差を無視できる場合には、静圧軸受等を使用したトルク検出装置に比べて、安価、かつ、小型にできるので、軸受用シール部材やブレーキディスクなどの動トルク測定に有効である。
【0006】
しかし、転がり軸受の起動トルクが無視できない程度に大きい場合には、被測定物の一方を支承する転がり軸受の起動トルクの範囲で測定誤差が生じる可能性がある。例えば、図３は、ハブ輪２とフランジ付き外輪３とを有するハブユニット軸受１に対して、荷重Ｐ１、Ｐ２が負荷棒１０３を介して負荷された状態でハブユニット軸受１の動トルクを測定する動トルク測定装置１００を示している。動トルク測定装置１００は、図３の左側から順に、駆動モータ１０１、一対の等速ジョイント１０９、回転軸１０２、負荷棒１０３、油圧シリンダ１０４、ハブユニット軸受１、連れ回り軸１０５、及び転がり軸受１０６を主に備え、連れ回り軸１０５には、トルク測定用のロードセル１０７に繋がる測定アーム１０８が伸びている。この場合、ハブユニット軸受１が支承する荷重が、そのまま連れ回り軸１０５を支承する転がり軸受１０６に負荷されるため、転がり軸受１０６の起動トルクが上昇して、測定誤差が大きくなってしまう。また、静圧軸受を用いれば有負荷での測定が容易になるが、静圧軸受は負荷容量が低く、連れ回り軸が太くなるので、回転速度が変化する測定では、連れ回り軸のイナーシャが誤差の原因となる。
【0007】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転側部材と固定側部材を有する被測定物において、回転側部材を回転駆動したとき、固定側部材に発生する動トルクを精度良く測定可能な動トルク測定装置及び動トルク測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
［１］ 固定側部材と、前記固定側部材に対して相対回転可能な回転側部材とを有する被測定物において、前記回転側部材を回転駆動させ、前記固定側部材に発生する動トルクを測定する動トルク測定装置であって、
前記回転側部材を回転駆動する第１の駆動機構を備え、前記回転側部材を支持する第１の支持機構と、
前記回転側部材の回転軸と同軸上に配設され、前記回転側部材の回転によって、前記固定側部材を連れ回り可能に支持する第２の支持機構と、
前記固定側部材に発生する前記動トルクを測定するためのロードセルと、
を備え、
前記第２の支持機構は、前記回転側部材の回転軸と同軸上に配設される軸部と、前記軸部の周囲に設けられ、前記軸部に対して第１の転がり軸受を介して相対回転自在に支持される中間ハウジングと、前記中間ハウジングの周囲に設けられ、前記中間ハウジングに対して第２の転がり軸受を介して相対回転自在に支持される外側ハウジングと、前記中間ハウジングを回転駆動する第２の駆動機構と、を備え、
前記軸部と前記外側ハウジングのいずれか一方は、前記固定側部材を保持して前記固定側部材とともに連れ回る連れ回り部を構成する、動トルク測定装置。
［１］ 固定側部材と、前記固定側部材に対して相対回転可能な回転側部材とを有する被測定物において、前記回転側部材を回転駆動させ、前記固定側部材に発生する動トルクを測定する動トルク測定装置であって、
前記回転側部材を回転駆動する第１の駆動機構を備え、前記回転側部材を支持する第１の支持機構と、
前記回転側部材の回転軸と同軸上に配設され、前記回転側部材の回転によって、前記固定側部材を連れ回り可能に支持する第２の支持機構と、
前記固定側部材に発生する前記動トルクを測定するためのロードセルと、
を備え、
前記第２の支持機構は、前記回転側部材の回転軸と同軸上に配設される軸部と、前記軸部の周囲に設けられ、前記軸部に対して第１の転がり軸受を介して相対回転自在に支持される中間ハウジングと、前記中間ハウジングの周囲に設けられ、前記中間ハウジングに対して第２の転がり軸受を介して相対回転自在に支持される外側ハウジングと、前記中間ハウジングを回転駆動する第２の駆動機構と、を備え、
前記軸部と前記外側ハウジングのいずれか一方は、前記固定側部材を保持して前記固定側部材とともに連れ回る連れ回り部を構成する、動トルク測定装置。
【0009】
［２］ ［１］に記載の動トルク測定装置を用いた動トルク測定方法であって、
動トルクは、前記中間ハウジングを回転駆動させた状態で、前記回転側部材を回転駆動させ、前記連れ回り部に発生する接線力をロードセルにより測定する、動トルク測定方法。
動トルクは、前記中間ハウジングを回転駆動させた状態で、前記回転側部材を回転駆動させ、前記連れ回り部に発生する接線力をロードセルにより測定する、動トルク測定方法。
【発明の効果】
【0010】
本発明の動トルク測定装置及び動トルク測定方法によれば、回転側部材と固定側部材を有する被測定物において、回転側部材を回転駆動したとき、固定側部材に発生する動トルクを精度良く測定できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の各実施形態に係る動トルク測定装置について図面に基づいて詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の動トルク測定装置１０では、被測定物としてハブユニット軸受１１が用いられる。即ち、被測定物の回転側部材は、ハブユニット軸受１１のハブ輪１２であり、被測定物の固定側部材は、ハブユニット軸受１１のフランジ付き外輪１３である。そして、動トルク測定装置１０は、ハブ輪１２を回転させたとき、フランジ付き外輪１３に発生する連れ回りによる動トルクを測定する。
（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の動トルク測定装置１０では、被測定物としてハブユニット軸受１１が用いられる。即ち、被測定物の回転側部材は、ハブユニット軸受１１のハブ輪１２であり、被測定物の固定側部材は、ハブユニット軸受１１のフランジ付き外輪１３である。そして、動トルク測定装置１０は、ハブ輪１２を回転させたとき、フランジ付き外輪１３に発生する連れ回りによる動トルクを測定する。
【0013】
動トルク測定装置１０は、ハブ輪１２とフランジ付き外輪１３を備えるハブユニット軸受１１において、ハブ輪１２を支持する第１の支持機構２０と、フランジ付き外輪１３を連れ回り可能に支持する第２の支持機構３０と、を備える。
【0014】
第１の支持機構２０は、後述する負荷部５１の軸受部５１ａに嵌合し、背面組合せされた複数のアンギュラ玉軸受２１により回転自在に支承された回転軸２３を備える。回転軸２３の一端２３ａは、取付治具２４を介してハブ輪１２の回転フランジ１２ａに連結されている。回転軸２３の他端２３ｂは、一対の等速自在継手２５を介して中間軸５３及び駆動モータ２６の回転軸２６ａに連結されている。
【0015】
負荷部５１は、軸受部５１ａと、軸受部５１ａの円周方向の一部から径方向に延び、ハブユニット軸受１１に荷重を付加する略Ｌ字形の負荷棒５１ｂと、によって形成される。負荷棒５１ｂには、車両の走行時に車輪に作用する路面反力に相当するラジアル荷重Ｐ１及びスラスト荷重Ｐ２が、それぞれ油圧シリンダ３８、３９により、タイヤの幅方向中心に相当する位置、及びタイヤの半径に相当する位置に負荷されている。
【0016】
車両が直進している時のラジアル荷重Ｐ１は軸重の半分の荷重であり、スラスト荷重Ｐ２は車両の走行時に車輪に作用するキャンバスラスト荷重に相当する荷重である。したがって、油圧シリンダ３８、３９に供給する作動油の油圧を制御することで、車両が実際に走行する際の負荷が再現可能である。
また、油圧シリンダ３８、３９に供給する作動油の油圧を制御することで、車両が旋回している時のラジアル荷重Ｐ１、スラスト荷重Ｐ２も再現可能である。
また、油圧シリンダ３８、３９に供給する作動油の油圧を制御することで、車両が旋回している時のラジアル荷重Ｐ１、スラスト荷重Ｐ２も再現可能である。
【0017】
第２の支持機構３０は、フランジ付き外輪１３の外輪フランジ１３ａに取付治具５５を介して固定された軸部５４と、軸部５４の周囲に設けられ、軸部５４に対して一対の第１の転がり軸受５６を介して相対回転自在に支持される中間ハウジング５７と、中間ハウジング５７の周囲に設けられ、一対の第２の転がり軸受５８を介して中間ハウジング５７を相対回転自在に支持する外側ハウジング５９とを備える。本実施形態の動トルク測定装置１０においては、軸部５４及び取付治具５５がフランジ付き外輪１３と共に連れ回る連れ回り部を構成する。
【0018】
なお、本実施形態では、第１の転がり軸受５６は、モーメント荷重が負荷されるため、アンギュラ玉軸受を予圧ゼロ狙いの正すきまで、ＤＢ組合せで使用して、回転トルクと発熱を抑制しつつ、剛性を持たせている。また、第２の転がり軸受５８を第１の転がり軸受５６の接触角の概延長線上に設けることで、さらに剛性の向上を図っている。
【0019】
外側ハウジング５９は、動トルク測定装置１０の基台６０に固定されて回転しない。また、中間ハウジング５７は、該中間ハウジング５７に固定されたプーリ６１と、第２の駆動機構である例えば、ギアモータ６３の回転軸６４に固定されたプーリ６２との間に巻き掛けられたベルト６５により一定の低速度で回転駆動される。ギアモータ６３は、基台６０に固定された外側ハウジング５９上に設けられている。
【0020】
本実施形態では、回転軸２３、取付治具５５、軸部５４、第１の転がり軸受５６、中間ハウジング５７、及び第２の転がり軸受５８は、ハブユニット軸受１１の中心軸Ｌ上に同心に配置されている。
【0021】
取付治具５５には、測定棒７１が固定されている。そして、ハブユニット軸受１１の動トルクは、ハブ輪１２が回転したとき、フランジ付き外輪１３に発生する接線力を、測定棒７１を介してロードセル７２により測定する。
【0022】
測定棒７１は連れ回り部の回転中心（中心軸Ｌ）の鉛直方向上方または下方に設けられると共に（図示の例では上方）、なるべく軽量化することが好ましい。
もし測定棒７１を水平方向に設ける必要がある場合には、測定棒７１を取付治具５５の軸方向両側に設け、バランスをとるようにしてもよい。
もし測定棒７１を水平方向に設ける必要がある場合には、測定棒７１を取付治具５５の軸方向両側に設け、バランスをとるようにしてもよい。
【0023】
さらに、動トルク測定装置１０は、ハブユニット軸受１１及び負荷部５１を収容するように、温度を一定に管理可能な恒温槽７３が設けられている。ハブユニット軸受１１の動トルクは、ハブユニット軸受１１の潤滑剤の粘度に影響され、潤滑剤の粘度は温度依存性が高い。このため、ハブユニット軸受１１の動トルク測定時には、恒温槽７３の温度を所定の温度に管理することで、環境温度による動トルクへの影響を抑制する。これにより、さらに精度のよい動トルク測定が可能となる。また、恒温槽７３を設けることで、低温や高温の任意の環境温度での動トルク測定も可能となる。
【0024】
次に、このような構成の動トルク測定装置１０により、ハブユニット軸受１１の動トルクを測定する方法について説明する。
【0025】
ハブユニット軸受１１が支承する荷重は、そのまま第１の転がり軸受５６に負荷されるため、中間ハウジング５７の回転が停止している状態から連れ回りにより軸部５４が回転すると、第１の転がり軸受５６の起動トルクが作用して、ハブユニット軸受１１の動トルクの測定値に影響を及ぼす。
【0026】
即ち、中間ハウジング５７、換言すれば、第１の転がり軸受５６が停止している状態からハブユニット軸受１１の動トルクをロードセル７２により測定すると、該測定値には、第１の転がり軸受５６の起動トルクが加算され、第１の転がり軸受５６の起動トルクの影響によりハブユニット軸受１１の動トルクが正確に測定できない虞がある。
【0027】
そこで、中間ハウジング５７の回転速度の影響によるトルクの上昇が無視できる程度の一定の低速度で、ギアモータ６３により中間ハウジング５７を回転駆動することで、第１の転がり軸受５６に、起動トルクよりも大幅に小さい回転トルクを発生させて、ハブユニット軸受１１の動トルクを測定する。具体的に、起動トルクは、静摩擦係数、例えば、μ＝０．１５に基づくスピン摩擦であるため、動摩擦係数、例えば、μ＝０．００１～０．００２に基づく回転トルクと比較して大きい。
【0028】
第１の転がり軸受５６に、小さなトルクである回転トルクが発生している状態、即ち、中間ハウジング５７が回転している状態で、ロードセル７２によりハブユニット軸受１１の動トルクを測定すれば、第１の転がり軸受５６の回転トルクは、ハブユニット軸受１１の動トルクと比較して無視できる程度に小さいので、測定値をそのままハブユニット軸受１１の動トルクとしても問題ない。
【0029】
しかし、第１の転がり軸受５６の回転トルクが、ハブユニット軸受１１の動トルクと比較して無視できない大きさの場合には、ロードセル７２により測定された測定値に対して、第１の転がり軸受５６の回転トルクを補正することで、ハブユニット軸受１１の動トルクを精度よく知ることができる。
【0030】
測定値に対する第１の転がり軸受５６の回転トルクの具体的な補正方法は、ハブ輪１２を回転駆動する駆動モータ２６を停止し、ギアモータ６３により中間ハウジング５７を一定の低速度で回転させた状態で、ロードセル７２のゼロ点調整（シフト）することで容易に補正できる。また、この状態では、第１の転がり軸受５６の回転トルクは、安定しているので、精度のよい補正が可能となる。
【0031】
このように、ギアモータ６３により中間ハウジング５７を一定の低速度で回転させることで、第１の転がり軸受５６に回転トルクを発生させて、ロードセル７２によりハブユニット軸受１１の動トルクを測定する。また、必要に応じてロードセル７２による測定値に対して第１の転がり軸受５６の回転トルクを補正することで、ハブユニット軸受１１の動トルクを精度よく測定できる。即ち、ハブユニット軸受１１に荷重が負荷された状態でもハブユニット軸受１１の動トルクを精度よく測定できる。
【0032】
また、恒温槽７３によりハブユニット軸受１１及び負荷部５１の温度を一定に管理すると共に、第１の転がり軸受５６に供給する潤滑油を回収部６６にて回収し、オイルチラーなどで温度管理して循環させれば、温度による動トルクへの影響を抑制することができ、さらに精度のよい動トルク測定が可能となる。
【0033】
これにより、負荷容量が低い静圧軸受を使用した動トルク測定装置と比較して、小型かつ安価な動トルク測定装置によりハブユニット軸受１１の動トルクを精度よく測定できる。
【0034】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る動トルク測定装置について図２を参照して説明する。
本実施形態の動トルク測定装置１０Ａは、被測定物として、軸受の内外輪間を封止するための軸受用シール部材７４の連れ回りによる動トルクを測定する。軸受用シール部材７４は、断面略Ｌ字形円環状のスリンガ７５と、スリンガ７５に摺接するシールリップ７６を有するシールリング７７とを備え、互いに軸方向に対向配置されて組み付けられている。
次に、本発明の第２実施形態に係る動トルク測定装置について図２を参照して説明する。
本実施形態の動トルク測定装置１０Ａは、被測定物として、軸受の内外輪間を封止するための軸受用シール部材７４の連れ回りによる動トルクを測定する。軸受用シール部材７４は、断面略Ｌ字形円環状のスリンガ７５と、スリンガ７５に摺接するシールリップ７６を有するシールリング７７とを備え、互いに軸方向に対向配置されて組み付けられている。
【0035】
即ち、被測定物の回転側部材は、軸受用シール部材７４のうちの後述する回転軸７８と一体に回転するスリンガ７５であり、被測定物の固定側部材は、軸受用シール部材７４のシールリング７７である。そして、本実施形態の動トルク測定装置１０Ａは、スリンガ７５を回転させたとき、シールリング７７に発生する連れ回りによる動トルクを測定する。
【0036】
動トルク測定装置１０Ａは、スリンガ７５を回転自在に支持する第１の支持機構８０と、シールリング７７を連れ回り可能に支持する第２の支持機構８５と、を備える。
【0037】
第１の支持機構８０は、中間ハウジング８７の内側に回転自在に配設された回転軸７８と、回転軸７８を回転駆動するためのキャップ部材８１と、回転軸７８とキャップ部材８１との間に設けられ、スリンガ７５とシールリング７７の軸方向位置（シールリップ７６の軸方向締め代）を調整する間座８２及び内側環状治具８３と、を備える。
【0038】
回転軸７８の一端には小径部７８ａが設けられている。小径部７８ａには、軸受用シール部材７４の締め代を調整するための間座８２を介して内側環状治具８３が外嵌固定される。内側環状治具８３には、軸受用シール部材７４のスリンガ７５が外嵌固定される。
【0039】
さらに、小径部７８ａには、キャップ部材８１が止めねじ８４により、軸方向移動可能に周方向固定されている。キャップ部材８１は、不図示の第１の駆動装置により回転駆動される。内側環状治具８３は、キャップ部材８１と間座８２とで軸方向に挟持される。上記構成の第１の支持機構８０は、軸受用シール部材７４にスラスト荷重が作用していない状態における動トルクを測定するために用いられる。
【0040】
なお、図中のスラスト荷重Ｆａは、シールリップ７６を変形させ、間座８２で調整した締め代を維持する為、また、キャップ部材８１とキャップ受け部９７の間、及び、回転軸７８と回転座９８の間等、軸方向当接面のすべりを防止する為に付与されている。また、第１の支持機構８０では、キャップ受け部９７が回転自在にキャップ部材８１を支持する機構とし、回転軸７８の回転座９８側に駆動装置を設けることもできる。
【0041】
第２の支持機構８５は、回転軸７８の周囲に設けられ、回転軸７８に対して一対の第１の転がり軸受８６を介して相対回転自在に支持される中間ハウジング８７と、中間ハウジング８７の周囲に設けられ、一対の第２の転がり軸受８８を介して相対回転自在に支持される外側ハウジング８９とを備える。外側ハウジング８９の上面には、内径部にシールリング７７が取り付けられた外側環状治具９０が固定されている。
【0042】
外側環状治具９０と内側環状治具８３とは、径方向で対向し、内側環状治具８３と外側環状治具９０との間に、被測定物である軸受用シール部材７４が設置される。具体的には、内側環状治具８３にスリンガ７５が取り付けられ、外側環状治具９０にシールリング７７が取り付けられ、間座８２の厚さを変えることで、シールリップ７６の軸方向締め代が調整される。
【0043】
本実施形態の動トルク測定装置１０Ａにおいては、外側ハウジング８９及び外側環状治具９０がシールリング７７と共に連れ回る連れ回り部を構成する。
【0044】
中間ハウジング８７は、該中間ハウジング８７に固定されたプーリ９１と、第２の駆動機構であるモータ９２の回転軸９２ａに固定されたプーリ９３との間に巻き掛けられたベルト９４により一定の低速度で回転駆動される。モータ９２は、動トルク測定装置１０Ａの基台６０上に固定されている。
【0045】
なお、本実施形態では、シール７４が荷重を支承する被測定物では無いため、第１の転がり軸受８６及び第２の転がり軸受８８に掛かる荷重はわずか（自重とリップ反力）であることから、第１の転がり軸受８６及び第２の転がり軸受８８をアンギュラ玉軸受のＤＢ組合せとする必要はなく、深溝玉軸受を正すきまで使用している。
【0046】
本実施形態では、回転軸７８、内側環状治具８３、外側環状治具９０、第１の転がり軸受８６、中間ハウジング８７、第２の転がり軸受８８及び外側ハウジング８９は、軸受用シール部材７４の中心軸Ｌ上に同心に配置されている。
【0047】
外側ハウジング８９には、測定棒９５が固定されている。軸受用シール部材７４の動トルクは、スリンガ７５が回転したとき、シールリング７７に発生する接線力を、測定棒９５を介してロードセル９６により測定する。
【0048】
このような構成を有する動トルク測定装置１０Ａによる動トルク測定は、内側環状治具８３と外側環状治具９０との間に軸受用シール部材７４を取り付けた状態で、第１実施形態の動トルク測定装置１０と同様に、中間ハウジング８７の回転速度の影響によるトルクの上昇が無視できる程度の一定の低速度で、モータ９２により回転駆動する。
【0049】
これにより、第２の転がり軸受８８に、起動トルクよりも大幅に小さい回転トルクを発生した状態で、シールリング７７に発生する接線力を、測定棒９５を介してロードセル９６により測定する。
【0050】
第２の転がり軸受８８の回転トルクが、軸受用シール部材７４の動トルクに比較して無視することができる程度に小さければ、ロードセル９６により測定された測定値を軸受用シール部材７４の動トルクとする。
【0051】
また、第２の転がり軸受８８の回転トルクが、軸受用シール部材７４の動トルクと比較して無視できない大きさの場合には、ロードセル９６により測定された測定値に対して、第２の転がり軸受８８の回転トルクを補正する。これにより、軸受用シール部材７４の動トルクを精度よく測定することができる。なお、第２の転がり軸受８８の回転トルクの補正方法は、第１実施形態の動トルク測定装置１０と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【0052】
このように、負荷容量が低い静圧軸受を使用した動トルク測定装置と比較して、小型かつ安価な動トルク測定装置により軸受用シール部材７４の動トルクを精度よく測定できる。
【0053】
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【0054】
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 固定側部材と、前記固定側部材に対して相対回転可能な回転側部材とを有する被測定物において、前記回転側部材を回転駆動させ、前記固定側部材に発生する動トルクを測定する動トルク測定装置であって、
前記回転側部材を回転駆動する第１の駆動機構を備え、前記回転側部材を支持する第１の支持機構と、
前記回転側部材の回転軸と同軸上に配設され、前記回転側部材の回転によって、前記固定側部材を連れ回り可能に支持する第２の支持機構と、
前記固定側部材に発生する前記動トルクを測定するためのロードセルと、
を備え、
前記第２の支持機構は、前記回転側部材の回転軸と同軸上に配設される軸部と、前記軸部の周囲に設けられ、前記軸部に対して第１の転がり軸受を介して相対回転自在に支持される中間ハウジングと、前記中間ハウジングの周囲に設けられ、前記中間ハウジングに対して第２の転がり軸受を介して相対回転自在に支持される外側ハウジングと、前記中間ハウジングを回転駆動する第２の駆動機構と、を備え、
前記軸部と前記外側ハウジングのいずれか一方は、前記固定側部材を保持して前記固定側部材とともに連れ回る連れ回り部を構成する、動トルク測定装置。
この構成によれば、回転側部材と固定側部材を有する被測定物において、回転側部材を回転駆動したとき、固定側部材に発生する連れ回りによる動トルクを精度良く測定できる。また、静圧軸受を使用した動トルク測定装置と比較して、動トルク測定装置を小型化できる。
（１） 固定側部材と、前記固定側部材に対して相対回転可能な回転側部材とを有する被測定物において、前記回転側部材を回転駆動させ、前記固定側部材に発生する動トルクを測定する動トルク測定装置であって、
前記回転側部材を回転駆動する第１の駆動機構を備え、前記回転側部材を支持する第１の支持機構と、
前記回転側部材の回転軸と同軸上に配設され、前記回転側部材の回転によって、前記固定側部材を連れ回り可能に支持する第２の支持機構と、
前記固定側部材に発生する前記動トルクを測定するためのロードセルと、
を備え、
前記第２の支持機構は、前記回転側部材の回転軸と同軸上に配設される軸部と、前記軸部の周囲に設けられ、前記軸部に対して第１の転がり軸受を介して相対回転自在に支持される中間ハウジングと、前記中間ハウジングの周囲に設けられ、前記中間ハウジングに対して第２の転がり軸受を介して相対回転自在に支持される外側ハウジングと、前記中間ハウジングを回転駆動する第２の駆動機構と、を備え、
前記軸部と前記外側ハウジングのいずれか一方は、前記固定側部材を保持して前記固定側部材とともに連れ回る連れ回り部を構成する、動トルク測定装置。
この構成によれば、回転側部材と固定側部材を有する被測定物において、回転側部材を回転駆動したとき、固定側部材に発生する連れ回りによる動トルクを精度良く測定できる。また、静圧軸受を使用した動トルク測定装置と比較して、動トルク測定装置を小型化できる。
【0055】
（２） 前記動トルクは、前記ロードセルにより検出された前記連れ回り部に発生する接線力に対して前記転がり軸受の回転トルクを補正することで与えられる、（１）に記載の動トルク測定装置。
この構成によれば、被測定物の動トルクと比較して、連れ回り部を回転自在に支持する転がり軸受の動トルクが無視できない場合でも、ロードセルにより検出された測定値に対して、転がり軸受の動トルクを補正することで、固定側部材に発生する連れ回りによる動トルクを精度よく知ることができる。
この構成によれば、被測定物の動トルクと比較して、連れ回り部を回転自在に支持する転がり軸受の動トルクが無視できない場合でも、ロードセルにより検出された測定値に対して、転がり軸受の動トルクを補正することで、固定側部材に発生する連れ回りによる動トルクを精度よく知ることができる。
【0056】
（３） 前記被測定物はハブユニット軸受であり、
前記ハブユニット軸受には、車両の車輪に作用する路面反力に相当する荷重が負荷される、（１）又は（２）に記載の動トルク測定装置。
この構成によれば、ハブユニット軸受に、車両の車輪に作用する路面反力を負荷した状態で、ハブユニット軸受のフランジ付き外輪に発生する連れ回りによる動トルクを測定できる。
前記ハブユニット軸受には、車両の車輪に作用する路面反力に相当する荷重が負荷される、（１）又は（２）に記載の動トルク測定装置。
この構成によれば、ハブユニット軸受に、車両の車輪に作用する路面反力を負荷した状態で、ハブユニット軸受のフランジ付き外輪に発生する連れ回りによる動トルクを測定できる。
【0057】
（４） （１）～（３）のいずれか１つに記載の動トルク測定装置を用いた動トルク測定方法であって、
動トルクは、前記中間ハウジングを回転駆動させた状態で、前記回転側部材を回転駆動させ、前記連れ回り部に発生する接線力をロードセルにより測定する、動トルク測定方法。
この構成によれば、被測定物に荷重が負荷された状態でも、回転側部材の回転により連れ回り部に発生する動トルクを精度よく測定できる。
動トルクは、前記中間ハウジングを回転駆動させた状態で、前記回転側部材を回転駆動させ、前記連れ回り部に発生する接線力をロードセルにより測定する、動トルク測定方法。
この構成によれば、被測定物に荷重が負荷された状態でも、回転側部材の回転により連れ回り部に発生する動トルクを精度よく測定できる。
【符号の説明】
【0058】
１０、１０Ａ 動トルク測定装置
１１ ハブユニット軸受（被測定物）
１２ ハブ輪（回転側部材）
１３ フランジ付き外輪（固定側部材）
２０、８０ 第１の支持機構
２３、７８ 回転軸
２６ 駆動モータ（第１の駆動機構）
３０、８５ 第２の支持機構
５１ｂ 負荷棒
５４ 軸部（連れ回り部）
５６、８６ 第１の転がり軸受
５７、８７ 中間ハウジング
５８、８８ 第２の転がり軸受
５９ 外側ハウジング
６３ ギアモータ（第２の駆動機構）
７２、９６ ロードセル
７４ 軸受用シール部材（被測定物）
７５ スリンガ（回転側部材）
７７ シールリング（固定側部材）
８９ 外側ハウジング（連れ回り部）
９２ モータ（第２の駆動機構）
Ｐ１ ラジアル荷重
Ｐ２ スラスト荷重（キャンバスラスト荷重）
１１ ハブユニット軸受（被測定物）
１２ ハブ輪（回転側部材）
１３ フランジ付き外輪（固定側部材）
２０、８０ 第１の支持機構
２３、７８ 回転軸
２６ 駆動モータ（第１の駆動機構）
３０、８５ 第２の支持機構
５１ｂ 負荷棒
５４ 軸部（連れ回り部）
５６、８６ 第１の転がり軸受
５７、８７ 中間ハウジング
５８、８８ 第２の転がり軸受
５９ 外側ハウジング
６３ ギアモータ（第２の駆動機構）
７２、９６ ロードセル
７４ 軸受用シール部材（被測定物）
７５ スリンガ（回転側部材）
７７ シールリング（固定側部材）
８９ 外側ハウジング（連れ回り部）
９２ モータ（第２の駆動機構）
Ｐ１ ラジアル荷重
Ｐ２ スラスト荷重（キャンバスラスト荷重）
【図1】
【図2】
【図3】