JPH0617835B2 - トルク測定装置 - Google Patents
トルク測定装置Info
- Publication number
- JPH0617835B2 JPH0617835B2 JP59206941A JP20694184A JPH0617835B2 JP H0617835 B2 JPH0617835 B2 JP H0617835B2 JP 59206941 A JP59206941 A JP 59206941A JP 20694184 A JP20694184 A JP 20694184A JP H0617835 B2 JPH0617835 B2 JP H0617835B2
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- Japan
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- pointer
- torque
- time
- light source
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/12—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving photoelectric means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） この発明は、ステップモータ等の間欠的運動をする回転
体のトルク測定、時計・電流計等の指針の微少トルクの
測定、その他回転体のトルク測定装置に関するものであ
る。
体のトルク測定、時計・電流計等の指針の微少トルクの
測定、その他回転体のトルク測定装置に関するものであ
る。
（従来技術） 従来、トルク測定は、様々の装置で実施されているが、
後述の通り被測定物と測定装置を連結する接触式では、
検出部の慣性モーメントの影響で、起動時のトルク、小
回転角度内で変動するトルク、微少なトルクの測定は極
めて困難である。
後述の通り被測定物と測定装置を連結する接触式では、
検出部の慣性モーメントの影響で、起動時のトルク、小
回転角度内で変動するトルク、微少なトルクの測定は極
めて困難である。
以下、従来例として２例を上げる。
１．ヒステリシスブレーキ方式による装置第５図は、ヒ
ステリシスブレーキ方式のトルク測定装置の概念図であ
る。
ステリシスブレーキ方式のトルク測定装置の概念図であ
る。
測定台１７に固定された被測定物１２の回転軸１３は、
ショイント１４で円盤１５に固着されている。円板１５
は被測定物１２の回転に伴って回転するようになってい
るが、電磁石１６に通電することにより電流値に応じた
制度力を発生する。
ショイント１４で円盤１５に固着されている。円板１５
は被測定物１２の回転に伴って回転するようになってい
るが、電磁石１６に通電することにより電流値に応じた
制度力を発生する。
被測定物１２を回転させ、電磁石１６へ通電する電流値
を徐々に増加させていき、被測定物１２のトルクと制動
力が均衡して回転が静止した時の電流値から対応するト
ルクの値を知る装置で有るが、この種の装置の場合、円
板１５、ジョイント１４等の検出部の慣性力が比較的大
きいこと、静止により測定することにより、（イ）微少
トルク、（ロ）変動するトルク、（ハ）起動時のトル
ク、（ニ）逆回転の含まれる回転体の逆転時のトルクの
測定は出来ない。
を徐々に増加させていき、被測定物１２のトルクと制動
力が均衡して回転が静止した時の電流値から対応するト
ルクの値を知る装置で有るが、この種の装置の場合、円
板１５、ジョイント１４等の検出部の慣性力が比較的大
きいこと、静止により測定することにより、（イ）微少
トルク、（ロ）変動するトルク、（ハ）起動時のトル
ク、（ニ）逆回転の含まれる回転体の逆転時のトルクの
測定は出来ない。
２．プローニ方式による装置 第６図は、プローニ方式のトルク測定装置の概念図であ
り、小型モータ、時計等のトルクの測定に用いられてい
る。
り、小型モータ、時計等のトルクの測定に用いられてい
る。
被測定物の回転軸１３には、プーリ１８が固着され、糸
２０の一端は測定台１７に連結され、もう一端は重り１
９に連結されていて、更に、糸２０は、プーリ１８の溝
に巻つけて掛けられている。
２０の一端は測定台１７に連結され、もう一端は重り１
９に連結されていて、更に、糸２０は、プーリ１８の溝
に巻つけて掛けられている。
測定は、被測定物を回転させ、プーリ１８が時計回転方
向に回転することにより重り１９を持ち上げるか否かで
なされる。持ち上げの判定は、測定台側の糸２１の僅か
な撓みをもってする。重り１９の重量を調整し、持ち上
げうる最大の重量とプーリ１８の半径を乗じてトルクの
値を得るが、静摩擦、動摩擦の差を利用して、糸２０が
プーリ１８の溝を間欠的にスリップするように糸２０の
材質や形状、プーリ１８への巻取等を測定の度に調整し
なければならない。
向に回転することにより重り１９を持ち上げるか否かで
なされる。持ち上げの判定は、測定台側の糸２１の僅か
な撓みをもってする。重り１９の重量を調整し、持ち上
げうる最大の重量とプーリ１８の半径を乗じてトルクの
値を得るが、静摩擦、動摩擦の差を利用して、糸２０が
プーリ１８の溝を間欠的にスリップするように糸２０の
材質や形状、プーリ１８への巻取等を測定の度に調整し
なければならない。
この種の装置の場合、プーリ１８と重り１９の慣性力に
影響されること、測定台側の糸２１の撓みで判定するこ
と、静摩擦と動摩擦に交互に支配され、一定の負荷がか
けられないことから、（イ）微少トルク、（ロ）逆回転
の含まれる回転体の逆転トルク、（ハ）変動するトル
ク、（ニ）起動時とトルク測定は出来ない。また、重り
１９の交換や、糸２０への調整を要するので、（ホ）測
定に長時間かかる。
影響されること、測定台側の糸２１の撓みで判定するこ
と、静摩擦と動摩擦に交互に支配され、一定の負荷がか
けられないことから、（イ）微少トルク、（ロ）逆回転
の含まれる回転体の逆転トルク、（ハ）変動するトル
ク、（ニ）起動時とトルク測定は出来ない。また、重り
１９の交換や、糸２０への調整を要するので、（ホ）測
定に長時間かかる。
以上述べた如く、従来のトルク測定装置では、測定出来
ない領域がある。また、測定の時間的コスト的な面から
生産現場への適用が困難であった。
ない領域がある。また、測定の時間的コスト的な面から
生産現場への適用が困難であった。
（発明の目的） この発明は、上記従来のトルク測定装置の持つ限界が、
多くは検出部のもつ慣性モーメントの影響や、被測定物
の自由な回転運動の拘束に起因していることに着目し
て、非接触拘束の状態で、どの様な動きをする回転体の
トルクでも、連続的即時的かつ簡便に測定する装置を提
供することを目的とするものである。
多くは検出部のもつ慣性モーメントの影響や、被測定物
の自由な回転運動の拘束に起因していることに着目し
て、非接触拘束の状態で、どの様な動きをする回転体の
トルクでも、連続的即時的かつ簡便に測定する装置を提
供することを目的とするものである。
（主たる構成） この発明は、光源と、該光源と対向した受光部と、該受
光部と前記光源との間に配置される被測定物の回転軸に
固着された指針と、前記受光部に指針の回転軸と直角方
向に帯状配列した多数の光電素子の検出部と、該検出部
で前記指針の位置を検出しかつ通過位置を連続信号とし
て出力するラインセンサカメラと、該連続信号により指
針の位置とその位置に達する時間とを組み合わすオプト
モーションディテクタと、該オプトモーションディテク
タの出力を記憶する波形記憶装置と、該波形記憶装置デ
ータをもとに予め記憶された演算プログラムから前記指
針の通過位置と時間により角速度を変換すると共に、被
測定物の慣性モーメントを予め記憶した演算回路と、該
演算回路で角速度と慣性モーメントとを演算処理しトル
クと時間の線図を即時的に出力することにより、容易に
トルク測定ができるようにしたものである。
光部と前記光源との間に配置される被測定物の回転軸に
固着された指針と、前記受光部に指針の回転軸と直角方
向に帯状配列した多数の光電素子の検出部と、該検出部
で前記指針の位置を検出しかつ通過位置を連続信号とし
て出力するラインセンサカメラと、該連続信号により指
針の位置とその位置に達する時間とを組み合わすオプト
モーションディテクタと、該オプトモーションディテク
タの出力を記憶する波形記憶装置と、該波形記憶装置デ
ータをもとに予め記憶された演算プログラムから前記指
針の通過位置と時間により角速度を変換すると共に、被
測定物の慣性モーメントを予め記憶した演算回路と、該
演算回路で角速度と慣性モーメントとを演算処理しトル
クと時間の線図を即時的に出力することにより、容易に
トルク測定ができるようにしたものである。
（実施例） 以下、実施例を示す図面を用いて、この発明を詳細に説
明する。
明する。
第１図は、この発明の実施例を示す装置のブロックダイ
ヤグラム、第２図は装置の部分図である。
ヤグラム、第２図は装置の部分図である。
光線１は、ラインセンサカメラ５の受光部１０のもつ光
電素子列１１に対向して配置される。被測定物たる時計
２は、回転軸たる秒針軸３と、秒針軸３に固着された指
針たる秒針体４を有し、秒針体４が連動することによ
り、光源１から出て光電素子列１１の受ける光線６を遮
る位置に配置される。７は、光電素子列１１からの信号
を入力して指針の位置とその位置に達する時間とを出力
するオプトモーションディクテクタ。
電素子列１１に対向して配置される。被測定物たる時計
２は、回転軸たる秒針軸３と、秒針軸３に固着された指
針たる秒針体４を有し、秒針体４が連動することによ
り、光源１から出て光電素子列１１の受ける光線６を遮
る位置に配置される。７は、光電素子列１１からの信号
を入力して指針の位置とその位置に達する時間とを出力
するオプトモーションディクテクタ。
８は、オプトモーションディテクタ７の出力を記憶する
波形記憶装置。９は、マイクロコンピュータである。
波形記憶装置。９は、マイクロコンピュータである。
測定には、まず、時計２を駆動する。秒針軸３が回転し
秒針体４が連動して光源１からの光線６が光電素子列１
１に達するのを妨げる。ラインセンサカメラ５は、この
妨げをもって秒針体４の光電素子列１１に対する通過位
置を連続的に信号としてオプトモーションディテクタ７
に送り、ここで位置とその位置に達する時間とが組み合
されて波形記憶装置８に送られ、一旦記憶される。マイ
クロコンピュータ９は、波形記憶装置８からデータを呼
び出し、呼め記憶された演算プログラムによって位置を
角度に変換し、更に時間で２回微分して角加速度に変換
する。マイクロコンピュータ９には別に、秒針体４と秒
針軸３、及び秒針軸３に固着している図示省略の歯車等
の慣性モーメント（の値）を予め記憶してあり、予め記
憶された減算プログラムによって、角加速度と慣性モー
メントとを乗じトルクと時間との線図を即時的に出力す
る。
秒針体４が連動して光源１からの光線６が光電素子列１
１に達するのを妨げる。ラインセンサカメラ５は、この
妨げをもって秒針体４の光電素子列１１に対する通過位
置を連続的に信号としてオプトモーションディテクタ７
に送り、ここで位置とその位置に達する時間とが組み合
されて波形記憶装置８に送られ、一旦記憶される。マイ
クロコンピュータ９は、波形記憶装置８からデータを呼
び出し、呼め記憶された演算プログラムによって位置を
角度に変換し、更に時間で２回微分して角加速度に変換
する。マイクロコンピュータ９には別に、秒針体４と秒
針軸３、及び秒針軸３に固着している図示省略の歯車等
の慣性モーメント（の値）を予め記憶してあり、予め記
憶された減算プログラムによって、角加速度と慣性モー
メントとを乗じトルクと時間との線図を即時的に出力す
る。
第４図は、この様にして得られたトルク−時間線図であ
り、第３図は、角度−時間線図である。
り、第３図は、角度−時間線図である。
この実施例の時計２は、ステップモータで駆動している
ので、第３図に見られる様に時間と角度の関係、すなわ
ち回転速度は、１ステップ内で複雑に変化し、逆回転も
含まれているが、第３図で明らかなように１ステップ内
の瞬間的なトルクの変化も捉えている。また、１gfcm以
下の微少トルクが測定出来ている。
ので、第３図に見られる様に時間と角度の関係、すなわ
ち回転速度は、１ステップ内で複雑に変化し、逆回転も
含まれているが、第３図で明らかなように１ステップ内
の瞬間的なトルクの変化も捉えている。また、１gfcm以
下の微少トルクが測定出来ている。
実施例で見るように、この発明のトルク測定装置によれ
ば、トルク測定のみでなく、回転体の角度−時間線図、
更に、角速度−時間線図もマイクロコンピータ９への演
算プログラム入力によって実施出来る。第４図は、その
ようにして得られたものである。
ば、トルク測定のみでなく、回転体の角度−時間線図、
更に、角速度−時間線図もマイクロコンピータ９への演
算プログラム入力によって実施出来る。第４図は、その
ようにして得られたものである。
実施例においては、指針として秒針体４を用いたが、光
線を妨げる突起を有するか、光線を通過させるスリット
を有する板状物を回転軸に取り付ければ、指針として用
いる事ができる。
線を妨げる突起を有するか、光線を通過させるスリット
を有する板状物を回転軸に取り付ければ、指針として用
いる事ができる。
また、被測定物の回転物にすでに固着した突起あるいは
スリットを持った板状物も、指針として用いることがで
きる。
スリットを持った板状物も、指針として用いることがで
きる。
なお、演算に用いる慣性モーメントの値は、被測定物の
測定する回転軸に固着している物体の慣性モーメントの
総和である。
測定する回転軸に固着している物体の慣性モーメントの
総和である。
（発明の効果） この発明は、光源と、該光源と対向した受光部と、該受
光部と前記光源との間に配置される被測定物の回転軸に
固着された指針と、前記受光部に指針の回転軸と直角方
向に帯状配列した多数の光電素子の検出部と、該検出部
で前記指針の位置を検出しかつ通過位置を連続信号とし
て出力するラインセンサカメラと、該連続信号により指
針の位置とその位置に達する時間とを組み合わすオプト
モーションディテクタと、該オプトモーションディテク
タの出力を記憶する波形記憶装置と、該波形記憶装置デ
ータをもとに予め記憶された演算プログラムから前記指
針の通過位置と時間により角速度を変換すると共に、被
測定物の慣性モーメントを予め記憶した演算回路と、該
演算回路で角速度と慣性モーメントとを演算処理しトル
クと時間の線図を即時的に出力する構成により、以下の
効果を有する。
光部と前記光源との間に配置される被測定物の回転軸に
固着された指針と、前記受光部に指針の回転軸と直角方
向に帯状配列した多数の光電素子の検出部と、該検出部
で前記指針の位置を検出しかつ通過位置を連続信号とし
て出力するラインセンサカメラと、該連続信号により指
針の位置とその位置に達する時間とを組み合わすオプト
モーションディテクタと、該オプトモーションディテク
タの出力を記憶する波形記憶装置と、該波形記憶装置デ
ータをもとに予め記憶された演算プログラムから前記指
針の通過位置と時間により角速度を変換すると共に、被
測定物の慣性モーメントを予め記憶した演算回路と、該
演算回路で角速度と慣性モーメントとを演算処理しトル
クと時間の線図を即時的に出力する構成により、以下の
効果を有する。
非接触非拘束の状態で測定するで、 （イ）時計、電流計等の微少なトルクが測定できる。
（ロ）間欠、逆回転、起動時等の複雑な運動のトルクが
測定できる。
測定できる。
また、波形記憶装置と、マイクロコンピュータ等の演算
回路を用いているので、 （ハ）時間の経過に対応したトルクの値が連続的即時的
に得られる。
回路を用いているので、 （ハ）時間の経過に対応したトルクの値が連続的即時的
に得られる。
更に、測定の準備、操作が簡単なので、 （ニ）生産現場での測定が容易にできる。
第１図は、この発明の実施例を示す装置のダイヤグラム
である。第２図は、この発明の実施例を示す装置の部分
図である。第３図は、この発明の装置による測定で得た
角度−時間線図である。 第４図は、この発明の装置による測定で得たトルク−時
間線図である。第５図は、ヒステリシスブレーキ方式の
トルク測定装置の概念図、第６図は、プローニ方式のト
ルク測定装置の概念図である。 １は光源、２は時計（被測定物）、３は秒針軸（回転
軸）、４は秒針体（指針）、５はラインセンサカメラ、
６は光線、７はオプトモーションディテクタ、８は波形
記憶装置、９はマイクロコンピュータ、１１は光電素子
列。
である。第２図は、この発明の実施例を示す装置の部分
図である。第３図は、この発明の装置による測定で得た
角度−時間線図である。 第４図は、この発明の装置による測定で得たトルク−時
間線図である。第５図は、ヒステリシスブレーキ方式の
トルク測定装置の概念図、第６図は、プローニ方式のト
ルク測定装置の概念図である。 １は光源、２は時計（被測定物）、３は秒針軸（回転
軸）、４は秒針体（指針）、５はラインセンサカメラ、
６は光線、７はオプトモーションディテクタ、８は波形
記憶装置、９はマイクロコンピュータ、１１は光電素子
列。
Claims (1)
- 【請求項１】光源と、該光源と対向した受光部と、該受
光部と前記光源との間に配置される被測定物の回転軸に
固着された指針と、前記受光部に指針の回転軸と直角方
向に帯状配列した多数の光電素子の検出部と、該検出部
で前記指針の位置を検出しかつ通過位置を連続信号とし
て出力するラインセンサカメラと、該連続信号により指
針の位置とその位置に達する時間とを組み合わすオプト
モーションディテクタと、該オプトモーションディテク
タの出力を記憶する波形記憶装置と、該波形記憶装置デ
ータをもとに予め記憶された演算プログラムから前記指
針の通過位置と時間により角速度を変換すると共に、被
測定物の慣性モーメントを予め記憶した演算回路と、該
演算回路で角速度と慣性モーメントとを演算処理しトル
クと時間の線図を即時的に出力することを特徴とするト
ルク測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59206941A JPH0617835B2 (ja) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | トルク測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59206941A JPH0617835B2 (ja) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | トルク測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61111433A JPS61111433A (ja) | 1986-05-29 |
| JPH0617835B2 true JPH0617835B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=16531570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59206941A Expired - Lifetime JPH0617835B2 (ja) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | トルク測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0617835B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002122493A (ja) * | 1997-01-08 | 2002-04-26 | Citizen Watch Co Ltd | 微小トルクとエネルギーの測定方法および測定装置 |
| JP6225081B2 (ja) * | 2014-07-18 | 2017-11-01 | 株式会社ロボテック | 回転電動機トルク試験機の疑似負荷トルク発生装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5436774A (en) * | 1977-08-26 | 1979-03-17 | Toyota Motor Co Ltd | Transient torque measuring instrument |
| JPS56142411A (en) * | 1980-04-08 | 1981-11-06 | Usac Electronics Ind Co Ltd | Device for detecting rotation angle |
-
1984
- 1984-10-02 JP JP59206941A patent/JPH0617835B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61111433A (ja) | 1986-05-29 |
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