JP2000258265A - Torque measuring device - Google Patents

Torque measuring device

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JP2000258265A
JP2000258265A JP11066491A JP6649199A JP2000258265A JP 2000258265 A JP2000258265 A JP 2000258265A JP 11066491 A JP11066491 A JP 11066491A JP 6649199 A JP6649199 A JP 6649199A JP 2000258265 A JP2000258265 A JP 2000258265A
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turbine
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motor
torque
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Hitoshi Ota
斎 太田
Takao Obara
隆雄 小原
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure torque at a specified number of rotation without giving excessive load to a device by arranging a turbine provided with a wind pressure receiving part to an output shaft of a rotating device to be measured, and introducing airflow to give a load in the constitution. SOLUTION: A torque measuring device of a micromotor 5, etc., for a portable intelligent terminal, etc., is provided with a turbine 8 with a blade 8a to be fitted to an output shaft 5 of the motor 5, a pressure sensor 16, an optical sensor 12 for detecting the number of rotation of the turbine 8, and a frequency counter 13. The motor 5 is turned at a specified number of rotation, an airflow generating means such as a cleaner 17, etc., is activated, and an air sucked from a suction inlet 9a is allowed to be hitted to the blade 8a. The blade 8a hit by the air, works on the motor 5 as a load, and the load value is obtained by multiplying a differential pressure between an outlet-side chamber and the outside air with an area of the blade 8a. A torque can be obtained from a measured value of the pressure sensor 16 at the time when the output of the frequency counter 13 is reduced as the output of the cleaner 17 is increased gradually.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば携帯端末
や携帯電話等に用いられる超小型モータ等の微少な回転
機器のトルク検出に好適なトルク測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque measuring device suitable for detecting a torque of a minute rotating device such as a micro motor used for a portable terminal or a portable telephone.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は特開昭59−142429号公報
に示されたトルク測定装置の構成図である。このトルク
測定装置は、モータ101に取付けられた回転部分10
2がひげぜんまい103に取付けられた端子104と接
触するようになっている。ひげぜんまい103は、わく
105によって保持され、また全体が一対の受部材10
6によって支持されている。そして、モータ101が回
転することによって、回転部分102と端子104を介
してひげぜんまい103が巻かれるように構成されてい
る。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a block diagram of a torque measuring device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-142429. This torque measuring device includes a rotating part 10 attached to a motor 101.
2 comes into contact with a terminal 104 attached to the hairspring 103. The hairspring 103 is held by a frame 105 and is entirely formed of a pair of receiving members 10.
6 supported. Then, when the motor 101 rotates, the hairspring 103 is wound via the rotating portion 102 and the terminal 104.

【0003】このトルク測定装置では、モータ101が
回転するに従って、ひげぜんまい103が巻かれ、徐々
にひげぜんまい103に生じる力は大きくなる。ひげぜ
んまい103の力がモータ101の回転部分102の回
転トルクに等しくなったときに、モータ101の回転は
停止する。そして、モータ101の回転部分102を端
子104に当てたときの初期位置から、モータ101の
回転が停止した位置までの回転角をセンサ107で検出
することで、トルクが算出される。
In this torque measuring device, the hairspring 103 is wound as the motor 101 rotates, and the force generated on the hairspring 103 gradually increases. When the force of the hairspring 103 becomes equal to the rotation torque of the rotating portion 102 of the motor 101, the rotation of the motor 101 stops. Then, the torque is calculated by detecting the rotation angle from the initial position when the rotating portion 102 of the motor 101 is brought into contact with the terminal 104 to the position where the rotation of the motor 101 is stopped by the sensor 107.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】現在、民生機器、携帯
端末や携帯電話などでは、機器の薄型化、軽量化が促進
され、使用するモータの超小型化が図られている。機器
の消費電力の低減や効率確保、信頼性向上の観点から、
モータのトルクの測定法の開発が重要となっている。し
かし、上述した従来のトルク測定装置では、ひげぜんま
い103の巻き量に制限があるため、回転角が大きくな
るとトルクの測定が困難であるという問題点があった。
At present, in consumer appliances, portable terminals, portable telephones, etc., the thickness and weight of the appliances have been promoted, and the motors to be used have been miniaturized. From the viewpoint of reducing power consumption of equipment, securing efficiency, and improving reliability,
It is important to develop a method for measuring the torque of a motor. However, the above-described conventional torque measuring device has a problem that it is difficult to measure the torque when the rotation angle is large because the amount of winding of the hairspring 103 is limited.

【0005】また、モータ101に回転部分102を取
付ける必要があるため、モータ101のトルクが小さい
場合には、回転部分102が負荷となって、トルクの正
確な測定が困難になったり、ミニサイズのモータの場合
には、モータ101の回転軸に回転部分102を取付け
ることが困難であるという問題点もあった。
In addition, since it is necessary to attach the rotating part 102 to the motor 101, when the torque of the motor 101 is small, the rotating part 102 becomes a load, making it difficult to accurately measure the torque or miniature size. In the case of the motor described above, there is also a problem that it is difficult to attach the rotating part 102 to the rotating shaft of the motor 101.

【0006】さらに、ひげぜんまい103の中心とモー
タ101の軸心とが一致していないときには、モータ1
01の軸に対して斜めにひげぜんまい103のトルクが
作用することになり、測定精度が悪いという問題点もあ
った。
Further, when the center of the hairspring 103 does not coincide with the axis of the motor 101, the motor 1
Since the torque of the hairspring 103 acts obliquely with respect to the axis 01, there is also a problem that the measurement accuracy is poor.

【0007】さらにまた、モータ101とぜんまい10
3とは、半径方向に延びた回転部分102と、端子10
4を介して取付けられるため、モータ101には偏心荷
重が作用して測定精度が悪いという問題点もあった。
Further, a motor 101 and a mainspring 10 are provided.
3 is a rotating part 102 extending in the radial direction and a terminal 10
4, the eccentric load acts on the motor 101, resulting in poor measurement accuracy.

【0008】また、モータ101が回転しているときの
トルクを連続的に測定することが困難であるため、0〜
数万rpm以上の回転数に渡ってトルク測定を行うため
には、ひげぜんまい103のバネ定数を変えたものを複
数種類用意する必要があり、測定に時間を要するという
問題点もあった。
Further, it is difficult to continuously measure the torque when the motor 101 is rotating.
In order to perform torque measurement over a rotation speed of tens of thousands of rpm or more, it is necessary to prepare a plurality of types of hairsprings 103 with different spring constants, and there is a problem that the measurement takes time.

【0009】この発明は、上記のような問題点を解消す
ることを課題とするものであって、簡単に、かつ精度良
くトルクを測定することができる等のトルク測定装置を
得ることを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a torque measuring device capable of easily and accurately measuring a torque. Is what you do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
るトルク測定装置は、トルクを測定すべき回転機器の出
力軸に取り付けられ気流の風圧を受ける風圧受け部を有
するタービンと、このタービンが配置される中央穴を有
し、中央穴内周面に開口した吸引口から中央穴内にター
ビンに負荷を与える気流を導入し、導入された気流を中
央穴の開口部からタービンの軸線方向に向かって排出す
る環状の案内板と、前記吸引口から導入させて前記風圧
受け部に衝突する気流を発生させる気流発生手段と、こ
の気流発生手段で発生する気流量を調節する気流量調節
手段と、前記風圧受け部に作用する風圧を検出する風圧
検出手段と、前記タービンの回転数を検出する回転数検
出手段とを備え、前記出力軸を所定の回転数で回転させ
た状態で、前記気流発生手段で発生する気流量を前記気
流量調節手段により増大させて、空気が風圧受け部に衝
突する風圧を増大させ、出力軸の回転数が低下する時点
での前記風圧受け部に作用する風圧を前記風圧検出手段
により検出して、所定の回転数での出力軸のトルクを測
定するようになっている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a torque measuring device having a wind pressure receiving portion attached to an output shaft of a rotating device to measure a torque and receiving a wind pressure of an airflow. A central hole in which the air flow that applies a load to the turbine is introduced into the central hole from the suction port opened on the inner peripheral surface of the central hole, and the introduced air flow is directed in the axial direction of the turbine from the opening of the central hole. An annular guide plate for exhausting and discharging, an airflow generating means for generating an airflow which is introduced from the suction port and collides with the wind pressure receiving portion, and an airflow adjusting means for adjusting an airflow generated by the airflow generating means, A wind pressure detecting means for detecting a wind pressure acting on the wind pressure receiving portion; and a rotation speed detecting means for detecting a rotation speed of the turbine, wherein the output shaft is rotated at a predetermined rotation speed, and The air flow generated by the generating means is increased by the air flow adjusting means, the wind pressure at which air collides with the wind pressure receiving part is increased, and the wind pressure acting on the wind pressure receiving part at the time when the rotation speed of the output shaft is reduced Is detected by the wind pressure detecting means, and the torque of the output shaft at a predetermined rotation speed is measured.

【0011】請求項2に係るトルク測定装置では、風圧
検出手段は、案内板の開口部から排出される気流の圧力
を測定する圧力センサであり、この圧力センサの圧力の
値と、外気との圧力差により、風圧受け部に作用する風
圧を検出するようになっている。
[0011] In the torque measuring device according to the second aspect, the wind pressure detecting means is a pressure sensor for measuring the pressure of the airflow discharged from the opening of the guide plate, and the value of the pressure of the pressure sensor and the outside air are measured. The wind pressure acting on the wind pressure receiving portion is detected based on the pressure difference.

【0012】請求項3に係るトルク測定装置では、風圧
受け部は、タービンの外周部に半径方向に延びて取り付
けられた少なくとも2個の羽根である。
In the torque measuring device according to the third aspect, the wind pressure receiving portion is at least two blades extending in the radial direction and attached to the outer peripheral portion of the turbine.

【0013】請求項4に係るトルク測定装置では、複数
の羽根の数に対応した数の吸引口が、タービンの接線方
向にそれぞれ形成されている。
In the torque measuring device according to a fourth aspect, the number of suction ports corresponding to the number of the plurality of blades is respectively formed in the tangential direction of the turbine.

【0014】請求項5に係るトルク測定装置では、羽根
は対向して配置されている。
In the torque measuring device according to the fifth aspect, the blades are arranged to face each other.

【0015】請求項6に係るトルク測定装置では、回転
機器はモータである。
[0015] In the torque measuring device according to claim 6, the rotating device is a motor.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は、この発明
の実施の形態1に係るトルク測定装置の構成図である。
このトルク測定装置は、トルクを測定すべき回転機器と
してのモータ5の出力軸5aに取り付けられるとともに
気流の風圧を受ける風圧受け部としての羽根8aを有す
るタービン8と、このタービン8が配置される中央穴9
bを有し、この中央穴9b内周面に開口する吸引口9a
から中央穴9b内にタービン8に負荷を与える気流を導
入し、導入された気流を中央穴9bのモータ5とは反対
側の開口部からタービン8の軸線方向に排出する環状の
案内板9と、案内板9の吸引口9aから導入される気流
を発生させる気流発生手段としてのクリーナ17と、気
流量を調節する気流量調節手段としてのスライダック1
8と、羽根8aに作用する風圧を検出するための圧力セ
ンサ16と、タービン8の回転数を検出するための回転
数検出手段としての光センサ12及び周波数カウンタ1
3とを備えている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a configuration diagram of a torque measuring device according to Embodiment 1 of the present invention.
The torque measuring device is provided with a turbine 8 which is attached to an output shaft 5a of a motor 5 as a rotating device for which torque is to be measured and has a blade 8a as a wind pressure receiving portion for receiving wind pressure of an air flow, and the turbine 8 is arranged. Central hole 9
b, and a suction port 9a opened in the inner peripheral surface of the central hole 9b.
And an annular guide plate 9 for introducing an airflow that applies a load to the turbine 8 into the central hole 9b and discharging the introduced airflow from the opening of the central hole 9b on the opposite side to the motor 5 in the axial direction of the turbine 8. A cleaner 17 as an airflow generating means for generating an airflow introduced from the suction port 9a of the guide plate 9, and a slide pack 1 as an airflow adjusting means for adjusting the airflow.
8, a pressure sensor 16 for detecting a wind pressure acting on the blade 8a, an optical sensor 12 as a rotation speed detecting means for detecting a rotation speed of the turbine 8, and a frequency counter 1
3 is provided.

【0017】図2は図1のトルク測定装置のタービン8
及び案内板9を示す図である。タービン8は円板状であ
り、かつ径方向に延びた板状の羽根8aが取り付けられ
ている。一方、案内板9は羽根5を含むタービン8全体
を取り囲む中央穴9bを有する円盤形状で、中央穴9b
の穴径はタービン8の外径よりも若干大きく、吸引口9
aは案内板9の内周側から外周側にタービン8の回転軸
に対して直交する方向に貫通している。
FIG. 2 shows a turbine 8 of the torque measuring device of FIG.
FIG. The turbine 8 has a disk shape and is provided with plate-like blades 8a extending in a radial direction. On the other hand, the guide plate 9 has a disk shape having a central hole 9b surrounding the entire turbine 8 including the blades 5, and the central hole 9b
Hole diameter is slightly larger than the outer diameter of the turbine 8 and the suction port 9
a penetrates from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the guide plate 9 in a direction orthogonal to the rotation axis of the turbine 8.

【0018】モータ5はモータ側チャンバ11内に収納
されている。このモータ側チャンバ11は案内板9を介
して出口側チャンバ15に連結されている。モータ側チ
ャンバ11内のモータ5は、モータ用ステージ10によ
って位置調節自在に支持されている。出口側チャンバ1
5内の光センサ12はセンサ用ステージ14によって位
置調節自在に支持され、かつリード線によって出口側チ
ャンバ15の外の周波数カウンタ13と接続されてい
る、出口側チャンバ15には通風路15aを介してクリ
ーナ17が接続され、クリーナ17によって出口側チャ
ンバ15内の空気を吸引するようになっている。このク
リーナ17の出力は、スライダック18によって調節可
能となっている。実内板9の中央穴9bから出口側チャ
ンバ15に排出される気流の圧力は圧力センサ16によ
り測定されるようになっている。
The motor 5 is housed in a motor-side chamber 11. The motor-side chamber 11 is connected to the outlet-side chamber 15 via the guide plate 9. The motor 5 in the motor-side chamber 11 is supported by a motor stage 10 so that its position can be adjusted. Outlet side chamber 1
The optical sensor 12 in 5 is positionally supported by a sensor stage 14 and connected to a frequency counter 13 outside the outlet chamber 15 by a lead wire. The outlet chamber 15 is connected to the outlet chamber 15 through a ventilation passage 15a. Thus, the cleaner 17 is connected, and the cleaner 17 sucks air in the outlet side chamber 15. The output of the cleaner 17 can be adjusted by a slide rack 18. The pressure of the airflow discharged from the central hole 9b of the actual inner plate 9 to the outlet side chamber 15 is measured by a pressure sensor 16.

【0019】このトルク測定装置では、下記の手順に従
ってモータ5のトルクを測定する。まず、モータ5の出
力軸5aにタービン8を固定する。次に、タービン8を
取付けたモータ5をモータ用ステージ10に固定し、モ
ータ側チャンバ11内に配置する。その後、タービン8
が案内板9の中心に位置するように、モータ用ステージ
11を調節する。
This torque measuring device measures the torque of the motor 5 according to the following procedure. First, the turbine 8 is fixed to the output shaft 5a of the motor 5. Next, the motor 5 to which the turbine 8 is attached is fixed to the motor stage 10 and disposed in the motor-side chamber 11. Then, the turbine 8
The motor stage 11 is adjusted so that is positioned at the center of the guide plate 9.

【0020】一方、モータ5の回転数を測定するための
光センサ12をセンサ用ステージ14に固定して、出口
側チャンバ15内に配置する。次に、光センサ12がタ
ービン8の羽根8aの外周部に位置するように、センサ
用ステージ14を調節する。このとき、モータ5を回転
させながら、光センサ12の出力が最大となるようにセ
ンサ用ステージ14の高さを調節する。光センサ12
は、通常、センサファイバ先端と対象物との変位の測定
に用いるものであり、タービン8の羽根8aが光センサ
12を通過したときにパルス状の出力が得られる、この
出力波形の周波数を周波数カウンタ13で計測すること
により、モータ5の回転数を求めることができる。以上
のようにして、モータ5とセンサなどの配置を行った
後、モータ5の回転トルクを計測する。
On the other hand, an optical sensor 12 for measuring the number of revolutions of the motor 5 is fixed to a sensor stage 14 and disposed in an outlet side chamber 15. Next, the sensor stage 14 is adjusted so that the optical sensor 12 is located on the outer periphery of the blade 8 a of the turbine 8. At this time, while rotating the motor 5, the height of the sensor stage 14 is adjusted so that the output of the optical sensor 12 is maximized. Optical sensor 12
Is usually used for measuring the displacement between the tip of the sensor fiber and the object, and a pulse-like output is obtained when the blade 8a of the turbine 8 passes through the optical sensor 12. The frequency of this output waveform is By measuring with the counter 13, the number of rotations of the motor 5 can be obtained. After arranging the motor 5 and the sensors as described above, the rotational torque of the motor 5 is measured.

【0021】まず、モータ5を所定の回転数で回転させ
る。次に、スライダック18の電圧を徐々に大きくし
て、クリーナ17を回転させる。クリーナ17を起動さ
せることにより、トルク測定装置の周囲の空気は、図1
中の矢印Aで示すように、案内板9に設けられた吸引口
9aから、出口側チャンバ15を通過し、クリーナ17
の出口側へ流れる。
First, the motor 5 is rotated at a predetermined rotation speed. Next, the cleaner 17 is rotated by gradually increasing the voltage of the slide rack 18. By activating the cleaner 17, the air around the torque measuring device is changed as shown in FIG.
As shown by the arrow A in the middle, the cleaner 17 passes through the outlet side chamber 15 from the suction port 9a provided in the guide plate 9, and
To the exit side of

【0022】スライダック18の電圧を徐々に大きくし
てクリーナ17の出力を上昇させると、空気の流速が増
加し、図2(a)で矢印Bで示すように吸引口9aから
タービン8の羽根8aに向かって吸引され、同図(b)
のように吸引口9aから流入した空気はタービン8の羽
根8aに衝突し、矢印Cに示すようにタービン8の軸線
方向に沿って出口側チャンバ15へ流出する。このとき
のモータ5の回転数は周波数カウンタ13でモニタして
おく。
When the output of the cleaner 17 is increased by gradually increasing the voltage of the slide rack 18, the flow velocity of the air increases, and the blade 8 a of the turbine 8 passes through the suction port 9 a as shown by an arrow B in FIG. (B)
As described above, the air flowing from the suction port 9a collides with the blades 8a of the turbine 8 and flows out to the outlet side chamber 15 along the axial direction of the turbine 8 as shown by an arrow C. The rotation speed of the motor 5 at this time is monitored by the frequency counter 13.

【0023】羽根8aは、空気と衝突することにより、
出口側チャンバ15と大気との差圧分の力を受けること
になり、モータ5には負荷として作用する。このモータ
5に作用する負荷の値は、出口側チャンバ15内と大気
との間の差圧に羽根8aの面積を掛け合わせて求めるこ
とができる。空気の流れの増加によってタービン8が受
ける力が増大して、それに伴い、モータ5の回転数が段
階状に減少する。
The blade 8a collides with air,
It receives a force corresponding to the pressure difference between the outlet side chamber 15 and the atmosphere, and acts as a load on the motor 5. The value of the load acting on the motor 5 can be determined by multiplying the pressure difference between the inside of the outlet side chamber 15 and the atmosphere by the area of the blade 8a. The force applied to the turbine 8 increases due to the increase in the air flow, and accordingly, the rotation speed of the motor 5 decreases stepwise.

【0024】周波数カウンタ13の出力を確認しなが
ら、徐々にクリーナ17の出力を増大させ、周波数カウ
ンタ13の出力が小さくなったときの圧力センサ16の
値を計測する。この圧力値から、前述のようにモータ5
に作用する負荷を求めて、タービン8の羽根8aの平均
半径に、測定して得られた負荷量を掛け合わせることに
よって、所定の回転数で回転中のそのときのトルクを求
めることができる、さらに、モータ5の回転数を変え、
上述の操作を繰り返すことによって、新たな回転数での
モータ5のトルクを測定することが可能である。
While checking the output of the frequency counter 13, the output of the cleaner 17 is gradually increased, and the value of the pressure sensor 16 when the output of the frequency counter 13 decreases is measured. From this pressure value, the motor 5
, And multiplying the average radius of the blades 8a of the turbine 8 by the measured load amount, the torque at that time during rotation at a predetermined rotation speed can be obtained. Further, the number of rotations of the motor 5 is changed,
By repeating the above operation, it is possible to measure the torque of the motor 5 at a new rotation speed.

【0025】以上のように、このトルク測定装置では、
風圧をタービン8に作用させることでモータ5のトルク
を測定することができ、任意のモータ5の回転数に対し
て、回転中のトルクを測定することができる。また、モ
ータ5に作用させる負荷は空気のみであるために、モー
タ5に余分の負荷を与えることがなく、測定精度の向上
を図ることができる、さらに、タービン8をモータ5の
出力軸5aに取り付けるだけでトルクの測定ができるた
め、測定に要する時間を短縮することができる。
As described above, in this torque measuring device,
By applying the wind pressure to the turbine 8, the torque of the motor 5 can be measured, and the torque during rotation can be measured for an arbitrary number of rotations of the motor 5. Further, since the load acting on the motor 5 is only air, no extra load is applied to the motor 5 and the measurement accuracy can be improved. Further, the turbine 8 is connected to the output shaft 5 a of the motor 5. Since the torque can be measured only by mounting, the time required for the measurement can be reduced.

【0026】実施の形態2.次に、この発明の他の実施
の形態について説明する。以下の説明では上記実施の形
態1と異なる点について説明し、実施の形態1と同一ま
たは相当部材は、同一符号を付して説明する。図3は実
施の形態2のトルク測定装置において、案内板9の吸引
口9aの平面形状を断面にして示した断面図であり、タ
ービン8の羽根8aを2枚にして、タービン8aの中心
部が風圧を受けない構造になっている。例えば、モータ
5のトルクが非常に小さく、また、モータ5自体の強度
も小さいときには、羽根8aの面積が大き過ぎると、モ
ータ5の軸受に過大な負荷が作用して、軸受を破損する
こともある。このため、この実施の形態のようにタービ
ン8の中心部で空気の流れを遮断しないようにすれば、
モータ5が損傷することなくトルクを測定することがで
きる。
Embodiment 2 FIG. Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following description, points different from the first embodiment will be described, and the same or equivalent members as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section of a planar shape of a suction port 9a of a guide plate 9 in the torque measuring device according to the second embodiment. The turbine 8 has two blades 8a and a central portion of the turbine 8a. Has a structure that does not receive wind pressure. For example, when the torque of the motor 5 is very small and the strength of the motor 5 itself is also small, if the area of the blade 8a is too large, an excessive load acts on the bearing of the motor 5 and the bearing may be damaged. is there. For this reason, if the flow of air is not cut off at the center of the turbine 8 as in this embodiment,
The torque can be measured without damaging the motor 5.

【0027】実施の形態3.図4は実施の形態3のトル
ク測定装置において、案内板9の吸引口9aの平面形状
を断面にして示した断面図であり、タービン8に対し
て、羽根8aを2枚設け、この羽根8aとほぼ同じ面積
を有し、かつタービン8の接線方向に案内板9の吸引口
9aが形成されている。このトルク測定装置では、風圧
を受ける羽根8aは、空気の流れを乱すことが少なくな
り、空気の流が安定して、測定分解能及び測定精度を向
上させることができる。また、羽根8aと吸引口9aを
2個設けているので、羽根8aが風圧を受けたときに、
モータ5に対しては、偶力が作用してモータ5の軸受に
作用する負荷はキャンセルされるので、軸受に余分な負
荷が作用せず、測定精度をさらに向上させることができ
る。また、モータ5が超小型で、構造強度自体が小さい
場合でも、過大の負荷が作用することによって、モータ
5の軸受等が破損する可能性が低くなる。
Embodiment 3 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross section of the planar shape of the suction port 9a of the guide plate 9 in the torque measuring device according to the third embodiment, and two blades 8a are provided for the turbine 8 and the blades 8a are provided. And the suction port 9a of the guide plate 9 is formed in the tangential direction of the turbine 8. In this torque measuring device, the blades 8a receiving the wind pressure are less likely to disturb the air flow, the air flow is stabilized, and the measurement resolution and measurement accuracy can be improved. Further, since two blades 8a and two suction ports 9a are provided, when the blades 8a receive wind pressure,
Since the load acting on the bearing of the motor 5 due to the couple acting on the motor 5 is canceled, no extra load acts on the bearing, and the measurement accuracy can be further improved. Further, even when the motor 5 is ultra-small and the structural strength itself is small, the possibility that the bearings of the motor 5 are damaged by an excessive load is reduced.

【0028】実施の形態4.図5は実施の形態4のトル
ク測定装置において、案内板9の吸引口9aの平面形状
を断面にして示した断面図であり、タービン8に対し
て、羽根8aを4枚周方向に90°の間隔で設け、この
羽根8aとほぼ同じ面積を有し、かつタービン8の接線
方向に案内板9の吸引口9aが4個形成されている。こ
のトルク測定装置では、風圧を受ける羽根8aは、空気
の流れを乱すことが実施の形態3と比較してさらに少な
くなり、空気の流れがさらに安定して、測定分解能及び
測定精度をさらに向上させることができる。また、羽根
8aと吸引口9aとを4個設けているので、羽根8aが
風圧を受けたときに、モータ5に対しては、偶力が作用
してモータ5の軸受に作用する負荷はキャンセルされる
ので、軸受に余分な負荷が作用せず、測定精度をさらに
向上させることができる。また、モータ5が超小型で、
構造強度自体が小さい場合でも、過大の負荷が作用する
ことによって、モータ5の軸受等が破損する可能性がさ
らに低くなる。
Embodiment 4 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a cross section of the planar shape of the suction port 9a of the guide plate 9 in the torque measuring device according to the fourth embodiment. And four suction ports 9a of the guide plate 9 are formed in the tangential direction of the turbine 8 in substantially the same area as the blades 8a. In this torque measuring device, the blade 8a receiving the wind pressure disturbs the air flow further less than in the third embodiment, the air flow is further stabilized, and the measurement resolution and the measurement accuracy are further improved. be able to. Further, since four blades 8a and four suction ports 9a are provided, when the blades 8a receive wind pressure, a couple acts on the motor 5 to cancel the load acting on the bearings of the motor 5. Therefore, no extra load acts on the bearing, and the measurement accuracy can be further improved. Also, the motor 5 is very small,
Even when the structural strength itself is low, the possibility that the bearings of the motor 5 are damaged by an excessive load is further reduced.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように、請求項1に係る発明によ
れば、出力軸を所定の回転数で回転させた状態で、気流
発生手段で発生する気流量を気流量調節手段により増大
させて、空気が風圧受け部に衝突する風圧を増大させ、
出力軸の回転数が低下する時点での風圧受け部に作用す
る風圧を風圧検出手段により検出して、所定の回転数で
の出力軸のトルクを測定するようになっているので、回
転機器に余分の負荷を作用させずに回転中のトルクを測
定することができる。また、回転機器の出力軸の回転数
を変えて、任意の回転数における回転中のトルクも測定
することができる。さらに、タービンに回転機器を取り
付けるだけで、回転機器のトルクを測定することができ
るため、測定期間を短縮することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the airflow generated by the airflow generating means is increased by the airflow adjusting means while the output shaft is rotated at a predetermined rotation speed. To increase the wind pressure at which the air collides with the wind pressure receiver,
Since the wind pressure acting on the wind pressure receiving portion at the time when the rotation speed of the output shaft decreases is detected by the wind pressure detection means, and the torque of the output shaft at a predetermined rotation speed is measured, the rotation device The torque during rotation can be measured without applying an extra load. Further, the torque during rotation at an arbitrary rotation speed can be measured by changing the rotation speed of the output shaft of the rotating device. Furthermore, since the torque of the rotating device can be measured only by attaching the rotating device to the turbine, the measurement period can be shortened.

【0030】また、請求項2に係る発明によれば、風圧
検出手段は、案内板の開口部から排出される気流の圧力
を測定する圧力センサであり、この圧力センサの圧力の
値と、外気との圧力差により、風圧受け部に作用する風
圧を検出するようになっているので、風圧受け部に作用
する風圧を簡単に検出することができる。
According to the second aspect of the present invention, the wind pressure detecting means is a pressure sensor for measuring the pressure of the airflow discharged from the opening of the guide plate. Since the pressure difference acting on the wind pressure receiving portion is detected based on the pressure difference between the wind pressure receiving portion and the air pressure receiving portion, the wind pressure acting on the wind pressure receiving portion can be easily detected.

【0031】また、請求項3に係る発明によれば、風圧
受け部は、タービンの外周部に半径方向に延びて取り付
けられた少なくとも2個の羽根であるので、タービンの
中心部で空気の流れは遮断されず、例えばモータのトル
クが非常に小さく、また、モータ自体の強度も小さいと
きでも、モータの軸受に過大な負荷が作用せず、軸受の
破損を防止することができる。
According to the third aspect of the present invention, since the wind pressure receiving portion is at least two blades extending in the radial direction and attached to the outer peripheral portion of the turbine, the flow of air at the central portion of the turbine is improved. Is not interrupted. For example, even when the torque of the motor is very small and the strength of the motor itself is also small, an excessive load does not act on the bearing of the motor, so that damage to the bearing can be prevented.

【0032】また、請求項4に係る発明によれば、複数
の羽根の数に対応した数の吸引口が、タービンの接線方
向にそれぞれ形成されているので、空気の流れが安定し
て、測定分解能及び測定精度を向上させることができ
る。
According to the fourth aspect of the present invention, since the number of suction ports corresponding to the number of the plurality of blades is formed in the tangential direction of the turbine, the flow of air is stabilized and the measurement is performed. Resolution and measurement accuracy can be improved.

【0033】また、請求項5に係る発明によれば、羽根
は対向して配置されているので、羽根が風圧を受けたと
きに、回転機器の出力軸に対しては、偶力が作用し、例
えばモータの軸受に作用する負荷はキャンセルされるの
で、軸受に余分な負荷が作用せず、測定精度が向上す
る。
According to the fifth aspect of the present invention, since the blades are arranged to face each other, a couple acts on the output shaft of the rotating device when the blades receive wind pressure. For example, since the load acting on the bearing of the motor is canceled, no extra load acts on the bearing, and the measurement accuracy is improved.

【0034】また、請求項6に係る発明によれば、回転
機器はモータであるので、モータのトルクを簡単に測定
することができる。
According to the invention, since the rotating device is a motor, the torque of the motor can be easily measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1に係るトルク測定装
置の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a torque measuring device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】 (a)は図1の案内板の吸引口の平面形状を
断面にして示した平面図、(b)は図1の案内板の左右
の吸引口を同一位置に簡略化して示す断面図である。
2A is a plan view showing a cross section of a plane shape of a suction port of the guide plate of FIG. 1, and FIG. 2B is a simplified view of left and right suction ports of the guide plate of FIG. It is sectional drawing.

【図3】 この発明の実施の形態2に係るトルク測定装
置の案内板の吸引口の平面形状を断面にして示した平面
図である。
FIG. 3 is a plan view showing a cross section of a planar shape of a suction port of a guide plate of the torque measuring device according to the second embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態3に係るトルク測定装
置の案内板の吸引口の平面形状を断面にして示した平面
図である。
FIG. 4 is a plan view showing a cross section of a planar shape of a suction port of a guide plate of a torque measuring device according to Embodiment 3 of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態4に係るトルク測定装
置の案内板の吸引口の平面形状を断面にして示した平面
図である。
FIG. 5 is a plan view showing a cross section of a planar shape of a suction port of a guide plate of a torque measuring device according to Embodiment 4 of the present invention.

【図6】 従来のマイクロモータのトルク測定装置を示
すもので、同図(a)は要部平断面図、同図(b)は縦
断面図である。
6A and 6B show a conventional torque measuring device for a micromotor. FIG. 6A is a plan sectional view of a main part, and FIG. 6B is a longitudinal sectional view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5モータ(回転機器)、5a出力軸、8タービン、8a
羽根、9案内板、9a吸引口、12光センサ(回転数検
出手段)、13周波数カウンタ(回転数検出手段)、1
6圧力センサ(風圧検出手段)、17クリーナ(気流発
生手段)、18スライダック(気流量調節手段)。
5 motors (rotating equipment), 5a output shaft, 8 turbines, 8a
Blades, 9 guide plates, 9a suction port, 12 optical sensors (rotational speed detecting means), 13 frequency counters (rotating speed detecting means), 1
6 pressure sensors (wind pressure detecting means), 17 cleaners (air flow generating means), 18 slydacs (air flow adjusting means).

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トルクを測定すべき回転機器の出力軸に
取り付けられ気流の風圧を受ける風圧受け部を有けるタ
ービンと、 このタービンが配置される中央穴を有し、中央穴内周面
に開口した吸引口から中央穴内にタービンに負荷を与え
る気流を導入し、導入された気流を中央穴の開口部から
タービンの軸線方向に向かって排出する環状の案内板
と、 前記吸引口から導入させて前記風圧受け部に衝突する気
流を発生させる気流発生手段と、 この気流発生手段で発生する気流量を調節する気流量調
節手段と、 前記風圧受け部に作用する風圧を検出する風圧検出手段
と、 前記タービンの回転数を検出する回転数検出手段と、を
備え、 前記出力軸を所定の回転数で回転させた状態で、前記気
流発生手段で発生する気流量を前記気流量調節手段によ
り増大させて、空気が風圧受け部に衝突する風圧を増大
させ、出力軸の回転数が低下する時点での前記風圧受け
部に作用する風圧を前記風圧検出手段により検出して、
所定の回転数での出力軸のトルクを測定するようになっ
ているトルク測定装置。
1. A turbine having a wind pressure receiving portion attached to an output shaft of a rotating device for which torque is to be measured and receiving a wind pressure of an air flow, a center hole in which the turbine is disposed, and an opening in an inner peripheral surface of the center hole. An annular guide plate that introduces an airflow that applies a load to the turbine from the suction hole into the central hole, and discharges the introduced airflow from the opening of the central hole in the axial direction of the turbine; Airflow generating means for generating an airflow that collides with the wind pressure receiving portion; airflow adjusting means for adjusting an airflow generated by the airflow generating means; wind pressure detecting means for detecting a wind pressure acting on the wind pressure receiving portion; Rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the turbine, and in a state where the output shaft is rotated at a predetermined rotation speed, the airflow generated by the airflow generation means is controlled by the airflow adjustment means. Increase, the wind pressure at which air collides with the wind pressure receiving portion is increased, and the wind pressure acting on the wind pressure receiving portion at the time when the rotation speed of the output shaft decreases is detected by the wind pressure detecting means,
A torque measuring device adapted to measure a torque of an output shaft at a predetermined rotation speed.
【請求項2】 風圧検出手段は、案内板の開口部から排
出される気流の圧力を測定する圧力センサであり、この
圧力センサの圧力の値と、外気との圧力差により、風圧
受け部に作用する風圧を検出するようになっている請求
項1に記載のトルク測定装置。
The wind pressure detecting means is a pressure sensor for measuring a pressure of an airflow discharged from an opening of the guide plate, and a pressure difference between the pressure sensor and the outside air is applied to a wind pressure receiving portion. 2. The torque measuring device according to claim 1, wherein the wind pressure acting on the torque measuring device is detected.
【請求項3】 風圧受け部は、タービンの外周部に半径
方向に延びて取り付けられた少なくとも2個の羽根であ
る請求項1または2に記載のトルク測定装置。
3. The torque measuring device according to claim 1, wherein the wind pressure receiving portion is at least two blades extending in a radial direction and attached to an outer peripheral portion of the turbine.
【請求項4】 複数の羽根の数に対応した数の吸引口
が、タービンの接線方向にそれぞれ形成されている請求
項3に記載のトルク測定装置。
4. The torque measuring device according to claim 3, wherein a number of suction ports corresponding to the number of the plurality of blades are respectively formed in a tangential direction of the turbine.
【請求項5】 羽根は対向して配置されている請求項4
に記載のトルク測定装置。
5. The blade according to claim 4, wherein the blades are arranged to face each other.
4. The torque measuring device according to claim 1.
【請求項6】 回転機器は、モータである請求項1ない
し5の何れかに記載のトルク測定装置。
6. The torque measuring device according to claim 1, wherein the rotating device is a motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115371741A (en) * 2022-10-24 2022-11-22 华东交通大学 System and method for detecting thrust, rotating speed and torque of propulsion motor
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