JP2001133350A - トルク校正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルクメータの取付状態が正常であるか否か
を検出可能にトルク校正装置を構成することによって、
常に、トルクメータが正常に取り付けられた状態で校正
試験が行われるようにする。 【解決手段】 校正するトルクメータ２の測定軸に接続
されて該測定軸と一体に回動可能なレバー１０と、該レ
バー１０の支軸１１を回動自在な状態で支持する軸受１
２と、レバー１０を介してトルクメータ２にトルクを加
えるための荷重を付加することが可能な荷重付加手段３
０と、を備えたトルク校正装置１である。軸受１２は、
静圧気体軸受からなり、この静圧気体軸受の軸受面１２
Ａには、圧縮空気が供給される給気溝４１ａ、４１ｂに
囲まれたポケット４１内の空気圧を計測可能な圧力セン
サ４０が配設されていて、該圧力センサ４０によるポケ
ット４１内の空気圧の計測値に基づき、トルクメータ２
の取付状態が正常であるか否かを検出可能に構成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、校正するトルクメ
ータの測定軸に接続されて該測定軸と一体に回動可能な
レバーと、該レバーの支軸を回動自在な状態で支持する
軸受と、レバーを介してトルクメータにトルクを付加す
るための荷重を付加することが可能な荷重付加手段と、
を備えたトルク校正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】校正するトルクメータの測定軸に接続さ
れて該測定軸と一体に回動可能なレバーと、該レバーを
回動自在な状態で支持する軸受と、レバーを介してトル
クメータにトルクを付加するための荷重を付加すること
が可能な荷重付加手段と、を備えたトルク校正装置で
は、トルクメータは、その測定軸がレバーの回動軸線上
に配置されるように取り付けられている。このため、従
来では、例えば、図５に示すように、トルクメータ２の
測定軸の両端にフランジ状の取付部材１６，１６を装着
することによって、トルクメータ２の向きを所定方向
（測定軸がレバーの回動軸と平行になる方向）に固定
し、また、この取付部材１６，１６が装着されたトルク
メータ２の取り付けに際して、例えば、図６に示す取付
用治具６０を用いることによって、トルクメータ２の位
置決めをするようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、トルクメー
タ２の取り付けに際して、上記のようにトルクメータ２
の向きを固定し、トルクメータ２の位置決めをするよう
にしても、トルクメータ２の測定軸がレバーの回動軸線
上からずれてしまう可能性が全く無いとは言えなかっ
た。そして、ずれた状態でトルクメータ２を取り付けた
場合、トルクメータ２の測定軸やレバーの支軸にモーメ
ントが生じて、トルクメータ２に付加しているトルク値
に誤差が生じてしまう、という問題点があった。また、
トルクメータ２に付加しているトルク値と、トルクメー
タ２から出力されるトルク値との間に差異が生じた場合
には、それが上記のような取付位置のズレによる誤差な
のか、或いはトルクメータ２の検出誤差なのかを区別す
ることができなかった。

【０００４】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、トルクメータの取付状態が正
常であるか否かを検出可能にトルク校正装置を構成する
ことによって、常に、トルクメータが正常に取り付けら
れた状態で校正試験が行われるようにすることを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、校正するトルクメータ
（２）を取り付けるトルクメータ取付部（１５）と、該
トルクメータ取付部にあるトルクメータの測定軸に接続
されて該測定軸と一体に回動可能なレバー（１０）と、
該レバーの支軸（１１）を回動自在な状態で支持する軸
受（１２）と、前記レバーを介して前記トルクメータに
トルクを加えるための荷重を付加することが可能な荷重
付加手段（３０）と、を備えたトルク校正装置（１）に
おいて、前記軸受は、静圧気体軸受からなり、この静圧
気体軸受の軸受面内には、圧縮空気が供給される給気溝
（４１ａ，…、４１ｂ，…）に囲まれたポケット（４
１）内の空気圧を計測可能な圧力センサ（４０）が配設
されていて、該圧力センサによる前記ポケット内の空気
圧の計測値に基づき、前記トルクメータの取付状態が正
常であるか否かを検出可能に構成されている。

【０００６】この請求項１記載の発明によれば、静圧気
体軸受からなる軸受の軸受面内には、圧縮空気が供給さ
れる給気溝に囲まれたポケット内の空気圧を検出可能な
圧力センサが配設されていて、該圧力センサによるポケ
ット内の空気圧の計測値に基づき、トルクメータの取付
状態が正常であるか否かを検出可能に構成されているた
め、当該トルク校正装置では、常に、トルクメータが正
常に取り付けられた状態で校正試験が行われるようにな
る。そのため、トルクメータに付加しているトルク値
と、トルクメータから出力されるトルク値との間に差異
が生じた場合には、それが取付位置のズレによる誤差で
はなく、トルクメータの検出誤差であることを認識する
ことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図１〜図４の図面を参照しながら説明する。

【０００８】図１は、本発明に係るトルク校正装置を示
す斜視図である。図２は、図１のトルク校正装置のトル
クメータ取付部周辺を示す斜視図である。図３は、図１
のトルク校正装置を構成する制御装置及び該制御装置に
接続される各種電気機器を示すブロック図である。図４
は、図１のトルク校正装置を構成するレバー及び該レバ
ーを支持する軸受を示すもので、（ａ）はその平断面
図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は縦断面図である。

【０００９】この実施の形態のトルク校正装置１は、図
１に示すように、校正するトルクメータ２を取り付ける
トルクメータ取付部１５、該トルクメータ取付部１５に
あるトルクメータ２の測定軸の一方に接続されて該測定
軸と一体に回動するレバー１０、該レバー１０の回動位
置を調整するサーボモータ１４、レバー１０の水平方向
の長さを測定するレバー長測定手段２０、レバー１０に
重錘３１ａ，…を吊り下げてトルクメータ２にトルクを
付加する荷重付加手段３０、この荷重付加手段３０の制
御等を行う制御装置５０（図３）等により構成されてい
る。

【００１０】トルクメータ２は、トルクを測定するため
の測定軸を有し、トルクメータ取付部１５に組み付けら
れた状態において、図２に示すように、その測定軸の一
端がサーボモータ１４の出力軸に、一方、測定軸の他端
がレバー１０に、それぞれフランジ状の取付部材１６，
…（図５）等を介して接続されている。即ち、レバー１
０、トルクメータ２の測定軸及びサーボモータ１４の出
力軸は、それぞれトルクを伝達可能な状態で直列に接続
されている。

【００１１】レバー１０は、その中央に架設された支軸
１１が、本体フレーム１Ａ（図１）に設けられた軸受１
２に支持されて、本体フレーム１Ａに対し回動自在とな
っている。軸受１２は、静圧気体軸受により構成されて
いる。この軸受１２の軸受面１２Ａには、図４に示すよ
うに、軸方向に形成された給気溝４１ｂ，…と、円周方
向に形成された給気溝４１ａ，…とにより四方を囲まれ
たポケット４１，…が複数形成されている。各給気溝４
１ａ，…、４１ｂ，…には、クリーンエアユニット４５
（図１）より、絞り４２，…を通して圧縮空気が供給さ
れるようになっている。各ポケット４１，…の間には、
外部に連通する排気溝４３，…が形成されている。ま
た、軸受面１２Ａには、各ポケット４１，…内の空気圧
を計測可能な圧力センサ４０，…が設置されている。こ
れら圧力センサ４０，…からの出力に基づき、制御装置
５０は、軸受１２における負荷変動を監視して、トルク
メータ２の取付状態が正常であるか否かを検出するよう
になっている。また、レバー１０の両端には、図２に示
すように、後述の重錘群３１に備わる釣り棒３１ｂと連
結自在な釣り棒固定部１３ｂが、メタルバンド１３ａを
介して取り付けられている。

【００１２】サーボモータ１４は、図１に示すように、
本体フレーム１Ａ上端に設けられたレール１８に沿って
水平移動可能な可動テーブル１７上に設置されている。
この可動テーブル１７は、トルクメータ２の着脱に際し
てトルクメータ２の測定軸方向（レバー１０に対して近
接離間する方向）に移動される。

【００１３】レバー長測定手段２０は、図３に示すよう
に、例えば、レーザ光源２１を用いた光学系の変位計に
より構成されている。このレバー長計測手段２０は、例
えば、うず電流式の変位センサ、静電容量式変位センサ
などによって構成することも可能である。

【００１４】荷重付加手段３０は、図１〜図３に示すよ
うに、複数の重錘３１ａ，…を直列に連結してなる複数
種類（ここでは、３種）の重錘群３１，…と、これら重
錘群３１，…を載置するテーブル３２と、レバー１０に
吊り下げる重錘群３１，…の交換に際してテーブル３２
を回転する重錘切換モータ３３ａと、レバー１０に付加
する荷重（レバー１０に吊り下げる重錘３１ａ，…の数
量）を増減するためにテーブル３２を昇降させるトルク
レンジ切換モータ３３ｂと、テーブル３２の高さを検出
可能なロータリエンコーダ３４と、レバー１０に付加さ
れている荷重を検出可能なロードセル３５，…と、制御
装置５０による制御の下、トルクレンジ切換モータ３３
ｂや重錘切換モータ３３ａを制御する重錘加除コントロ
ーラ３６等により構成されている。

【００１５】制御装置５０は、ＣＰＵ（Central Proces
sing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯ
Ｍ（Read Only Memory）、Ｉ／Ｏインターフェイス等を
備え、ＲＯＭ中に書き込まれている制御プログラムや制
御データに従いＩ／Ｏインターフェイスに接続された各
種機器を制御するようになっている。制御装置５０に
は、図３に示すように、ＣＲＴ５１や、図には現れない
キーボード等の入力手段が接続される他、サーボモータ
コントローラ１４Ａ、傾斜アンプ１９Ａ、測長器コント
ローラ２９、ロードセルアンプ３５Ａ、３５Ｂ、重錘加
除コントローラ３６、トルクメータアンプ２Ａ及び軸受
アンプ４０Ａ等が接続されている。そして、サーボモー
タコントローラ１４Ａにはサーボモータ１４が、傾斜ア
ンプ１９Ａにはレバー傾斜センサ１９，１９が、測長器
コントローラ２９には測定レシーバ２８，２８が、ロー
ドセルアンプ３５Ａ、３５Ｂにはロードセル３５，…
が、重錘加除コントローラ３６には重錘切換モータ３３
ａ、トルクレンジ切換モータ３３ｂ及びロータリエンコ
ーダ３４が、トルクメータアンプ２Ａにはトルクメータ
２が、軸受アンプ４０Ａには圧力センサ４０，…が、そ
れぞれ接続されている。

【００１６】この制御装置５０は、軸受アンプ４０Ａを
介して圧力センサ４０，…から入力された入力信号に基
づき、軸受１２における負荷変動を検出（トルクメータ
２をトルクメータ取付部１５に取り付ける前と後で比
較）して、トルクメータ２の取付状態が正常であるか否
かを判定する。ここで、異常と判定される場合には、こ
の判定結果を、例えば、ＣＲＴ５１等に表示するなどし
て作業者に対し報知する。この報知により、作業者は、
一度トルクメータ２をトルクメータ取付部１５から取り
外した後、測定軸がレバー１０の回動軸線上に配置され
るように、トルクメータ２を再度つけ直す。

【００１７】こうしてトルクメータ２が正常に取り付け
られた後、制御装置５０は、トルクメータ２に所望のト
ルクを付加するため、重錘加除コントローラ３６を介し
て荷重付加手段３０を制御する。即ち、キーボード等の
入力手段からの入力や、ロードセルアンプ３５Ａ、３５
Ｂを介してロードセル３５，…から入力された入力信号
等に基づいて、重錘切換モータ３３ａを駆動することに
よりテーブル３２を回転してレバー１０端部の下方位置
に所望の重錘群３１を配置すると共に、トルクレンジ切
換モータ３３ｂを駆動することによりテーブル３２を昇
降してレバー１０に吊り下げる重錘３１ａの数量を調整
し、トルクメータ２に付加するトルクを制御する。

【００１８】また、制御装置５０は、トルクメータ２に
トルクを付加した際に、傾斜センサアンプ１９Ａを介し
てレバー傾斜センサ１９，１９から入力された入力信号
等に基づいてレバー１０の傾斜状態を検出すると共に、
この検出に基づいてレバー１０を地面に対し水平に保持
すべく、サーボモータコントローラ１４Ａを介してサー
ボモータ１４を駆動制御する。

【００１９】そして、制御装置５０は、測長器コントロ
ーラ２９を介して測定レシーバ２８，２８から入力され
た入力信号等に基づいて、レバー１０の水平方向の長さ
（たわみが生じている状態）を求めると共に、このレバ
ー１０の水平方向長さとトルク付加手段３０がレバー１
０に付加している荷重との関係により、トルクメータ２
に付加しているトルク値を演算する。そして、この基準
となるトルク値（トルク基準値）と、トルクメータアン
プ２Ａを介してトルクメータ２から出力されたトルク値
（トルク測定値）とによりトルクメータ２の校正を行
う。

【００２０】この実施の形態のトルク校正装置１によれ
ば、静圧気体軸受からなる軸受１２の軸受面１２Ａに
は、圧縮空気が供給される給気溝４１ａ，…、４１ｂ，
…に囲まれたポケット４１，…内の空気圧を検出可能な
圧力センサ４０，…が配設されていて、該圧力センサ４
０，…によるポケット４１，…内の空気圧の計測値に基
づき、トルクメータ２の取付状態が正常であるか否かを
検出可能に構成されているため、当該トルク校正装置１
では、常に、トルクメータ２が正常に取り付けられた状
態で校正試験が行われるようになる。そのため、トルク
メータ２に付加しているトルク値と、トルクメータ２か
ら出力されるトルク値との間に差異が生じた場合には、
それが取付位置のズレによる誤差ではなく、トルクメー
タ２の検出誤差であることを認識することができる。

【００２１】なお、この実施の形態では、圧力センサ４
０，…を各ポケット４１，…毎に複数設けるようにした
が、その設置数量及び設置位置は適宜変更可能である。
また、レバー長測定手段２０や荷重付加手段３０の構
成、レバー１０の形状等も任意であり、その他、具体的
な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿
論である。

【００２２】

【発明の効果】本発明に係るトルク校正装置によれば、
静圧気体軸受からなる軸受の軸受面内には、圧縮空気が
供給される給気溝に囲まれたポケット内の空気圧を検出
可能な圧力センサが配設されていて、該圧力センサによ
るポケット内の空気圧の計測値に基づき、トルクメータ
の取付状態が正常であるか否かを検出可能に構成されて
いるため、当該トルク校正装置では、常に、トルクメー
タが正常に取り付けられた状態で校正試験が行われるよ
うになる。そのため、トルクメータに付加しているトル
ク値と、トルクメータから出力されるトルク値との間に
差異が生じた場合には、それが取付位置のズレによる誤
差ではなく、トルクメータの検出誤差であることを認識
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトルク校正装置を示す斜視図であ
る。

【図２】図１のトルク校正装置のトルクメータ取付部周
辺を示す斜視図である。

【図３】図１のトルク校正装置を構成する制御装置及び
該制御装置に接続される各種電気機器を示すブロック図
である。

【図４】図１のトルク校正装置を構成するレバー及び該
レバーを支持する軸受を示すもので、（ａ）はその平断
面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は縦断面図である。

【図５】トルクメータの測定軸の両端にフランジ状の取
付部材を装着した状態を示す斜視図である。

【図６】図５の状態のトルクメータの取り付けに際しト
ルクメータの位置決めをするための取付用治具を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１ トルク校正装置 １Ａ 本体フレーム ２ トルクメータ １０ レバー １１ 支軸 １２ 軸受 １２Ａ 軸受面 １５ トルクメータ取付部 ３０ 荷重付加手段 ４０ 圧力センサ ４１ ポケット ４１ａ、４１ｂ 給気溝 ４２ 絞り ４３ 排気溝 ４５ クリーンエアユニット ５０ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】校正するトルクメータを取り付けるトルク
   メータ取付部と、 該トルクメータ取付部にあるトルクメータの測定軸に接
   続されて該測定軸と一体に回動可能なレバーと、 該レバーの支軸を回動自在な状態で支持する軸受と、 前記レバーを介して前記トルクメータにトルクを加える
   ための荷重を付加することが可能な荷重付加手段と、 を備えたトルク校正装置において、 前記軸受は、静圧気体軸受からなり、 この静圧気体軸受の軸受面内には、圧縮空気が供給され
   る給気溝に囲まれたポケット内の空気圧を計測可能な圧
   力センサが配設されていて、 該圧力センサによる前記ポケット内の空気圧の計測値に
   基づき、前記トルクメータの取付状態が正常であるか否
   かを検出可能に構成されていることを特徴とするトルク
   校正装置。