JP2002318242A

JP2002318242A - 旋回流回転速度測定装置

Info

Publication number: JP2002318242A
Application number: JP2001124529A
Authority: JP
Inventors: Itaru Matsuno; 到松野
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2002-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】高精度測定が可能であり、しかも装置の自己
診断が容易である流体の旋回流回転速度測定装置を提供
することにある。【解決手段】流体の旋回流回転速度を、回転数を制御
できるモータ７により駆動される回転主軸８と、該回転
主軸８に回転自在に支持され旋回流Ｓによって回転させ
られるベーン回転軸９との回転数差を零にすることによ
り、旋回流回転数を知ることができる装置１としたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダ内に発生
させた流体の旋回流回転速度を測定する装置に係り、特
に、モータで駆動される主軸に、旋回流で回転する軸が
回転自在に支持された同心２軸の構成とし、測定精度の
向上を図った旋回流回転速度測定装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の旋回流回転速度測定装置は、主に
エンジンシリンダ内に発生させた吸気の旋回流回転速度
を測定する装置であり、ベーン回転式とインパルストル
ク式がある。

【０００３】ベーン回転式としては、図６に示すような
旋回流回転速度測定装置６０がある。測定装置６０は、
シリンダ６１内の下流側に、シリンダ６１の中心軸と一
致するように回転自在な主軸６２を設け、その主軸６２
の上流側の外周にベーン（羽根）６３を取り付けたもの
である。主軸６２は、ベーン６３が旋回流Ｓを受けるこ
とで回転する。主軸６２の下流側は、ケース６４内に軸
受６５，６６を介して回転自在に支持されている。この
測定装置６０では、主軸６２の回転数を、ケース６４内
の回転数センサ６７で測定し、旋回流Ｓの回転速度とし
ている。

【０００４】シリンダ６１内に旋回流Ｓを発生させるに
は、吸気弁６８を開いてシリンダ６１内の空気を真空ポ
ンプ６９で吸引し、これにより吸気ポート７０から外気
を吸入すればよい。

【０００５】インパルストルク式としては、図７に示す
ような旋回流回転速度測定装置８０がある。測定装置８
０は、主軸８１の上流側に、空気の旋回流Ｓを完全に直
線流に変換する整流素子８２を取り付けたものである。

【０００６】この測定装置８０では、整流素子８２が旋
回流Ｓを直線流に変換する際、主軸８１に作用する回転
トルクを、ケース８３内のトルク検出器８４で測定して
旋回流Ｓの回転力としている。測定装置８０のその他の
構成は、測定装置６０と同様である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ベーン
回転式の測定装置６０では、軸受６５，６６に多かれ少
なかれ摩擦トルクが作用するため、ベーン６３の回転速
度は旋回流Ｓの真の回転速度より小さくなり誤差とな
る。このため、測定精度が低いという問題がある。

【０００８】また、軸受６５，６６は、その摩耗等によ
る劣化により摩擦トルクが変化しベーン回転数がばらつ
いてしまう。特に旋回流Ｓの回転速度が小さい領域では
ベーン回転数も小さくなり摩擦トルクの影響を大きく受
けてしまう。

【０００９】インパルストルク式の測定装置８０では、
整流素子８２が旋回流Ｓの流れの向きを一気に直線流に
変換するため、流れの連続性に無理があり、流れの失
速、振動による測定不安定を招きやすく、やはり測定精
度が低いという問題がある。

【００１０】また、静止状態に近い状態で軸受６５，６
６が作動するため、そのばらつきにより測定値のばらつ
きを生じやすい。軸受６５，６６の状態を測定中に監視
することが困難で測定信頼性の確保が難しい。

【００１１】そこで、本発明の目的は、高精度測定が可
能であり、しかも装置の自己診断が容易である旋回流回
転速度測定装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために創案されたものであり、請求項１の発明
は、流体の旋回流回転速度を測定する装置において、モ
ータで駆動される回転主軸と、その回転主軸に回転自在
に支持され、旋回流で回転するベーン回転軸と、回転主
軸とベーン回転軸の相対関係を検知するための手段と、
該相対関係を制御するようにモータを制御する制御手段
とを備えた旋回流回転速度測定装置である。

【００１３】請求項２の発明は、上記制御手段は、回転
主軸とベーン回転軸の相対関係を、両回転軸間の回転数
差として検知し、該回転数差を制御するようにモータを
制御する請求項１記載の旋回流回転速度測定装置であ
る。

【００１４】請求項３の発明は、回転主軸とベーン回転
軸がばねで連結され、上記制御手段は、回転主軸とベー
ン回転軸の相対関係を、両軸間の位相差として検知し、
該位相差を制御するようにモータを制御する請求項１記
載の旋回流回転速度測定装置である。

【００１５】請求項４の発明は、上記回転主軸とベーン
回転軸の相対関係を検知するための手段は、回転数セン
サであり、その回転数センサが、非接触光学式または非
接触式の磁気センサである請求項１〜３いずれかに記載
の旋回流回転速度測定装置である。

【００１６】請求項５の発明は、ベーン回転軸が回転主
軸に軸受を介して回転自在に支持され、上記制御手段
は、ベーン回転軸が旋回流で回転しているとき、回転主
軸の回転数をベーン回転軸の回転数に接近させ、一致さ
せ、更に遠ざけるようにモータを増速又は減速制御する
ものであり、かつ、両回転数が一致しているときの回転
数の範囲を測定し、その回転数範囲に基づいて上記軸受
の劣化状態を判断する手段を含むものである請求項２記
載の旋回流回転速度測定装置である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適実施の形態
を添付図面にしたがって説明する。

【００１８】図１は、本発明の好適実施の形態である旋
回流回転速度測定装置の断面図を示したものである。

【００１９】図１に示すように、本発明の旋回流回転速
度測定装置１は、主として、エンジンシリンダ内に発生
させた吸気の旋回流の回転速度を測定する装置である。
この測定装置１は、スワールメータとも呼ばれ、模型と
してのシリンダ２内の旋回流（スワール）Ｓの発生状況
を調べる目的で使用される。

【００２０】円筒状のシリンダ２の上流側には、外気を
吸入する吸気ポート３が設けられている。吸気ポート３
の一端は、シリンダ２内と接続され、吸気弁４で開閉さ
れるようになっている。吸気ポート３の他端は大気開放
されている。

【００２１】シリンダ２の下流側には、シリンダ２内の
空気を管５を介して吸引する真空ポンプ６が設けられて
いる。シリンダ２内の空気を真空ポンプ６で吸引するこ
とで、実機のピストンによる吸気行程を模擬する。

【００２２】シリンダ２内に旋回流Ｓを発生させるに
は、吸気弁４を開いてシリンダ２内の空気を真空ポンプ
６で吸引し、これにより吸気ポート３から外気を吸入す
ればよい。

【００２３】シリンダ２内に発生する旋回流Ｓは、吸気
ポート３および吸気弁４の形状、位置、角度などによっ
て変化する。様々な条件下における旋回流Ｓの発生状況
を正確に調べることは、重要である。旋回流Ｓがシリン
ダ２内の燃料の燃焼速度を高める働きをするからであ
る。

【００２４】さて、本発明の旋回流回転速度測定装置１
は、シリンダ２内の下流側に、シリンダ２の中心軸と一
致するように可変速モータ７で駆動される回転主軸８を
設け、回転主軸８の上流側の外周に、旋回流Ｓで回転す
るベーン回転軸９を設けたものであり、いわば同心２軸
構成とした測定装置である。この測定装置１では、ベー
ン回転軸９が旋回流Ｓで回転しているとき、制御手段１
０により、回転主軸８とベーン回転軸９の回転数差が零
となるように可変速モータ７を制御する。

【００２５】ニードル状の回転主軸８の下流側は、主軸
軸受１１，１２を介してモータハウジング１３内に回転
自在に支持されている。主軸軸受１１は、モータハウジ
ングの上流側に取り付けられており、主軸軸受１２は、
主軸軸受１１より下流側のモータハウジング１３内に取
り付けられている。主軸軸受１１，１２としては、例え
ば、ボールベアリングを使用している。

【００２６】回転主軸８の一端は、カップリング１４を
介してモータハウジング１３内のモータ７のシャフト１
５と連結されている。回転主軸８の下流側の外周には、
より具体的に言えば、主軸軸受１２とカップリング１４
間となる位置に、径方向に複数のスリットが形成された
スリット付き円板１６が取り付けられている。

【００２７】モータハウジング１３内には、回転主軸８
の回転数を検知するための回転数センサ１７を取り付け
ている。回転数センサ１７としては、例えば、非接触光
学式のものを用いている。回転数センサ１７は投光器と
受光器を備えており、スリット付き円板１６が投光器と
受光器間の光を横切るように、モータハウジング１３内
に設けられている。この回転数センサ１７は、投光器と
受光器間をスリット付き円板１６が通過する際、スリッ
トを通過するパルス光をパルス信号Ａに変換して制御手
段１０に出力する。本実施の形態では、回転数センサ１
７として、非接触光学式のものを用いた例で説明する
が、非接触式の磁気センサを使用してもよい。

【００２８】中空状のベーン回転軸９は、中空部に回転
主軸８が挿通されており、回転主軸８の上流側の外周
に、ベーン軸受１８，１９を介して回転自在に設けられ
ている。ベーン軸受１８，１９としては、例えば、ニー
ドルベアリングやメタルベアリングを使用することがで
きる。

【００２９】ベーン回転軸９の上流側の外周には、表裏
面がベーン回転軸９の軸方向と一致するように、複数枚
の平板状のベーン（羽根）２０を取り付けている。これ
は、平板状のベーン２０が旋回流Ｓの旋回方向の成分の
みを受けるようにするためである。ベーン回転軸９は、
ベーン２０が旋回流Ｓを受けることで、回転主軸８に対
して独立して回転できるようになっている。

【００３０】ベーン回転軸９の下流側の外周には、径方
向に複数のスリットが形成されたスリット付き円板２１
が取り付けられている。スリット付き円板２１の近傍に
も、ベーン回転軸９の回転数を検知するための回転数セ
ンサ２２を設けている。回転数センサ２２としては、回
転数センサ１７と同様の非接触光学式のものを用いてい
る。回転数センサ２２も、投光器と受光器間をスリット
付き円板２１が通過する際、スリットを通過するパルス
光をパルス信号Ｂに変換して制御手段１０に出力する。
本実施の形態では、回転数センサ２２として、非接触光
学式のものを用いた例で説明するが、非接触式の磁気セ
ンサを使用してもよい。

【００３１】上述した回転数センサ１７，２２は、回転
主軸８とベーン回転軸９の相対関係を検知するための手
段の一例として挙げたものである。

【００３２】制御手段１０は、モータ７、回転数センサ
１７、回転数センサ２２と接続されている。この制御手
段１０は、回転数センサ１７から入力されるパルス信号
Ａをカウントして回転主軸８の回転数を求めると共に、
回転数センサ２２から入力されるパルス信号Ｂをカウン
トしてベーン回転軸９の回転数を求める。そして制御手
段１０は、求められた回転主軸８の回転数とベーン回転
軸９の回転数を比較し、回転主軸８とベーン回転軸９の
回転数差が零となるようにモータ７に駆動信号Ｃを出力
し、モータ７を制御する。

【００３３】このように、制御手段１０は、回転数セン
サ１７，２２の検出信号Ａ，Ｂに基づき、回転主軸８と
ベーン回転軸９の相対関係を、両回転軸８，９間の回転
数差として検知し、この回転数差を制御するようにモー
タ７を制御する。

【００３４】本発明の作用を説明する。

【００３５】図２は、図１に示した旋回流回転速度測定
装置１における動作の概略図を示したものであり、横軸
を時間にとり、縦軸を回転数にとって、回転主軸８の回
転数を徐々に上げていくときの一例を示したものであ
る。図２では、回転主軸８の回転数変化線ａを実線、ベ
ーン回転軸９（ベーン２０）の回転数変化線ｂを太線、
旋回流Ｓの回転数変化線ｃを一点鎖線でそれぞれ表して
いる。

【００３６】図１および図２に示すように、まず、測定
装置１を測定したい旋回流Ｓを発生させるシリンダ２内
にセットする。モータ７はＯＦＦされており、回転主軸
８は静止している（時刻０）。シリンダ２内に旋回流Ｓ
を発生させると、ベーン２０が旋回流Ｓを受けてベーン
回転軸９のみが回転を始め、ベーン回転軸９の回転数が
上昇する。（時間０〜Ｔ₁ ）。ベーン回転軸９の回転数
Ｒ₁ は、回転主軸８が静止したままなので、ベーン軸受
１８，１９の摩擦エネルギーの分だけ減少しており、旋
回流Ｓの回転数Ｒｓとは一致しない（時間Ｔ₁ 〜Ｔ
₂ ）。ベーン軸受１８，１９の摩擦エネルギーは、ベー
ン軸受１８，１９に働く動摩擦トルクと、回転主軸８と
ベーン回転軸９の回転数差との積で表わされるからであ
る。

【００３７】ここで制御手段１０により、モータ７をＯ
Ｎして回転主軸８を旋回流Ｓと同方向に回転駆動する
（時刻Ｔ₂ ）。回転主軸８の回転数をは徐々に上昇させ
てゆき、この回転数をベーン回転軸９の回転数に接近さ
せるにつれてベーン軸受１８，１９の摩擦エネルギーが
減少し、その結果ベーン回転軸９の回転数が再び上昇し
始める。

【００３８】このとき制御手段１０は、回転数センサ１
７から入力されるパルス信号Ａと回転数センサ２２から
入力されるパルス信号Ｂに基づき、回転主軸８とベーン
回転軸９の回転数差が零となるようにモータ７に駆動信
号Ｃを出力し、モータ７を制御する。

【００３９】制御手段１０により、さらに注意深く回転
主軸８の回転数を上昇させ、ベーン回転軸９の回転数と
一致させる（時刻Ｔ₃ ）。このとき、回転主軸８とベー
ン回転軸９の回転数差が零となり、ベーン軸受１８，１
９の摩擦エネルギーによる損失がなくなるので、ベーン
回転軸９の回転数は、旋回流Ｓの回転数Ｒｓと正確に一
致する。回転主軸８はモータ７により強制駆動されるた
め、主軸軸受１１，１２の摩擦エネルギーは無視でき
る。制御手段１０は、このときの回転主軸８またはベー
ン回転軸９の回転数を測定し、吸気の旋回流Ｓの回転速
度とする。

【００４０】このように、本発明に係る旋回流回転速度
測定装置１は、モータ７で駆動される回転主軸８に、旋
回流で回転するベーン回転軸９が回転自在に支持された
同心２軸の構成となっており、制御手段１０によって回
転主軸８とベーン回転軸９の回転数差が零となるように
モータ７を制御している。測定装置１は、摩擦エネルギ
ーによる損失がないので、旋回流Ｓの回転速度を高精度
に測定することができる。

【００４１】また、本発明に係る測定装置１は、装置を
分解することなく、ベーン軸受１８，１９の劣化状態を
判断できるのも大きな特徴である。いわば装置の自己診
断を容易に行うことができる。これは、制御手段１０に
より、モータ７を増速制御し、回転主軸８の回転数をベ
ーン回転軸９の回転数に接近させて一致させた（時刻Ｔ
₃ ）後、更にベーン回転軸９の回転数から遠ざけるよう
にして行う。

【００４２】図１および図２に示すように、回転主軸８
の回転数をベーン回転軸９の回転数に一致させる（時刻
Ｔ₃ ）と、ベーン軸受１８，１９は動摩擦領域から静摩
擦領域に移行する。この後、制御手段１０によって回転
主軸８の回転数を上昇させると、ベーン軸受１８，１９
の静摩擦力の範囲内で回転主軸８とベーン回転軸９の回
転数が一致、すなわち、連れ回りを始め、一体となって
回転する。

【００４３】さらに、制御手段１０によって回転主軸８
の回転数を上昇させていく。回転主軸８の回転数がＲ₃
になると、旋回流Ｓによる制動力がベーン軸受１８，１
９の静摩擦力を上回るので、ベーン回転軸９の回転数が
Ｒ₃ からＲ₂ に下がる（時刻Ｔ₄ ）。その後、回転主軸
８とベーン回転軸９は、再びそれぞれ独立して回転する
ようになる。

【００４４】制御手段１０は、回転主軸８とベーン回転
軸９の回転数同士が一致している連れ回りのときの回転
数範囲Ｒｓ〜Ｒ₃ を測定し、その回転数範囲Ｒｓ〜Ｒ₃
に基づいてベーン軸受１８，１９の劣化状態を判断す
る。

【００４５】回転主軸８とベーン回転軸９が一体となっ
て回転する連れ回りの回転数範囲Ｒｓ〜Ｒ₃ は、ベーン
軸受１８，１９の摩擦力に依存する。ベーン軸受１８，
１９の劣化が進むにつれて回転数範囲Ｒｓ〜Ｒ₃ は広く
なる。例えば、予め制御手段１０に、新品時の回転数範
囲のデータを保存しておけば、制御手段１０が新品時の
回転数範囲と測定した回転数範囲とを比較することで、
ベーン軸受１８，１９の劣化の度合いを判断することが
できる。これにより、本発明に係る測定装置１は、装置
の自己診断を容易に行うことができる。

【００４６】図２では、回転主軸８の回転数を徐々に上
げていく場合について説明したが、モータ７を減速制御
し、回転主軸８の回転数を高回転側から徐々に下げてい
く場合についても図２と同様の効果が得られる。

【００４７】図３は、回転主軸８の回転数を徐々に下げ
ていくときの測定装置１の動作の概略図を示したもので
あり、いわば図２で説明した手順を逆にして測定装置１
を動作させた場合に相当する。図３では、回転主軸８の
回転数変化線ｄを実線、ベーン回転軸９（ベーン２０）
の回転数変化線ｅを太線、旋回流Ｓの回転数変化線ｃを
一点鎖線でそれぞれ表している。

【００４８】図３に示すように、例えば、図２の時刻Ｔ
₄ 後に相当する時刻Ｔ₅ で、回転主軸８とベーン回転軸
９が再びそれぞれ独立して回転している状態とする。回
転主軸８の回転数が最も高く、旋回流Ｓの回転数Ｒｓが
最も低い。

【００４９】制御手段１０によりモータ７を減速制御し
て回転主軸８の回転数を下げる。制御手段１０は、回転
主軸８の回転数をベーン回転軸９の回転数に接近させて
一致させる（時刻Ｔ₆ ）。このとき、制御手段１０で回
転主軸８またはベーン回転軸９の回転数を測定すれば、
やはりベーン軸受１８，１９の摩擦エネルギーによる損
失がないので、旋回流Ｓの回転速度を高精度に測定でき
る。

【００５０】この後、制御手段１０により回転主軸８の
回転数を下げると、ベーン軸受１８，１９の静摩擦力の
範囲内で回転主軸８とベーン回転軸９が連れ回りを始
め、一体となって回転する。さらに、制御手段１０によ
って回転主軸８の回転数を下げる。回転主軸８の回転数
がＲ₄ になると、旋回流Ｓによる回転力がベーン軸受１
８，１９の静摩擦力を上回るので、ベーン回転軸９の回
転数がＲ₄ からＲ₅ に上がる（時刻Ｔ₇ ）。その後、回
転主軸８とベーン回転軸９は、再びそれぞれ独立して回
転するようになる。

【００５１】制御手段１０は、回転主軸８とベーン回転
軸９の回転数同士が一致している連れ回りのときの回転
数範囲（Ｒ₄ 〜Ｒ_S ）を測定し、その回転数範囲（Ｒ₄
〜Ｒ _S ）に基づいてベーン軸受１８，１９の劣化状態を
判断する。

【００５２】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。

【００５３】図４は、本発明の第２の実施の形態である
旋回流回転速度測定装置の断面図を示したものである。

【００５４】図４に示すように、旋回流回転速度測定装
置４０は、回転主軸８とベーン回転軸９をコイルばね４
１で連結したものであり、その他の構成は図１で説明し
た測定装置１とほぼ同じである。回転主軸８の外周に
は、ばね連結部位４２が設けられている。ばね連結部位
４２は、回転主軸８の外周のベーン回転軸９とモータハ
ウジング１３間となる位置に設けるとよい。コイルばね
４１は、ばね連結部位４２に取り付けられ、その一端が
ベーン回転軸９の下流側と固定されている。ばねとして
は、トーションばねなどを用いていてもよい。

【００５５】測定装置４０における制御手段１０は、回
転主軸８とベーン回転軸９の相対関係を、両回転軸８，
９間の位相差として検知し、この位相差を制御するよう
にモータ７を制御する。

【００５６】第２の実施の形態の作用を説明する。

【００５７】図５は、図４に示した測定装置４０の動作
を、制御手段１０に入力されるパルス信号波形で示した
図である。図５では、回転主軸８の回転数センサ１７か
ら制御手段１０に入力される基準パルス信号波形をｐ
₀ 、ベーン回転軸９の回転数センサ２２から制御手段１
０に入力されるパルス信号波形をｐ₁ _〜 ₃ でそれぞれ表
わしている。

【００５８】図４および図５に示すように、まず、制御
手段１０によってモータ７をゆっくり回したときの回転
主軸８の無負荷状態の初期位相を基準パルス信号波形ｐ
₀ 、ベーン回転軸９の無負荷状態の初期位相をパルス信
号波形をｐ₁ とする。このとき、コイルばね４１にねじ
りトルクが発生していないものとする。

【００５９】モータ７をＯＦＦし、回転主軸８が静止し
た状態で測定装置４０を測定したい旋回流Ｓを発生させ
るシリンダ２内にセットする。シリンダ２内に旋回流Ｓ
を発生させると、ベーン２０が旋回流Ｓを受けてベーン
回転軸９のみが回転しようとするが、ばね４１からの引
張力を受けるので、引張力と釣り合う位置まで回転して
静止する。このとき、ベーン回転軸９には、初期位相に
対し位相ずれが生じる。ベーン回転軸９は、回転主軸８
に対して位相φ進んだ状態である（パルス信号波形ｐ
₂ ）。

【００６０】ここで制御手段１０によってモータ７を増
速制御し、回転主軸８を旋回流Ｓの向きと同じ方向に回
転させ、回転主軸８の回転数を徐々に上昇させる。この
とき、ベーン回転軸９の回転数は、旋回流Ｓの影響を受
けるので、回転主軸８に対して位相が先行している。回
転主軸８の回転数をベーン回転軸９の回転数に接近させ
るにつれてばね４１に対するねじりトルクが減少するの
で、ベーン回転軸９の位相が初期位相に近づく。

【００６１】制御手段１０により、さらに注意深く回転
主軸８の回転数を上昇させ、ベーン回転軸９の回転数と
一致させる。このとき、回転主軸８とベーン回転軸９の
位相差が零となり、位相が一致（パルス信号波形ｐ₃ ）
し、コイルばね４１に対するねじりトルクが零の状態と
なる。つまり、ベーン回転軸９の回転数は、旋回流Ｓの
回転数と正確に一致している。制御手段１０は、このと
きの回転主軸８またはベーン回転軸９の回転数を測定
し、空気の旋回流Ｓの回転速度とする。

【００６２】測定装置４０は、コイルばね４１がベーン
回転軸９と回転主軸８との位相差を打ち消す方向に働く
ため、回転主軸８とベーン回転軸９の両回転数を一致さ
せる方向に働く。図１で説明した測定装置１に比べれ
ば、制御手段１０によるモータ７の制御がしやすく、又
安定した高精度な測定が可能である。

【００６３】このように、測定装置４０によっても、旋
回流Ｓの回転速度を高精度に測定できる。また、図２お
よび図３で説明したものと同様の手順を行えば、装置の
自己診断を容易に行うこともできる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のごとき優れた効果を発揮する。

【００６５】（１）旋回流回転速度の高精度測定が可能
である。

【００６６】（２）装置の自己診断が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適実施の形態を示す断面図である。

【図２】図１に示した旋回流回転速度測定装置の動作
（回転主軸の回転数増加時）を示す概略図である。

【図３】図１に示した旋回流回転速度測定装置の動作
（回転主軸の回転数減少時）を示す概略図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図５】図４に示した旋回流回転速度測定装置の動作
を、制御手段に入力されるパルス信号波形で示した図で
ある。

【図６】従来の旋回流回転速度測定装置（ベーン回転
式）の断面図である。

【図７】従来の旋回流回転速度測定装置（インパルスト
ルク式）の断面図である。

【符号の説明】

１旋回流回転速度測定装置７モータ８回転主軸９ベーン回転軸１０制御手段１７，２２回転数センサＳ旋回流

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体の旋回流回転速度を測定する装置に
おいて、モータで駆動される回転主軸と、その回転主軸
に回転自在に支持され、旋回流で回転するベーン回転軸
と、回転主軸とベーン回転軸の相対関係を検知するため
の手段と、該相対関係を制御するようにモータを制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とする旋回流回転速度
測定装置。
【請求項２】上記制御手段は、回転主軸とベーン回転
軸の相対関係を、両回転軸間の回転数差として検知し、
該回転数差を制御するようにモータを制御する請求項１
記載の旋回流回転速度測定装置。
【請求項３】回転主軸とベーン回転軸がばねで連結さ
れ、上記制御手段は、回転主軸とベーン回転軸の相対関
係を、両軸間の位相差として検知し、該位相差を制御す
るようにモータを制御する請求項１記載の旋回流回転速
度測定装置。
【請求項４】上記回転主軸とベーン回転軸の相対関係
を検知するための手段は、回転数センサであり、その回
転数センサが、非接触光学式または非接触式の磁気セン
サである請求項１〜３いずれかに記載の旋回流回転速度
測定装置。
【請求項５】ベーン回転軸が回転主軸に軸受を介して
回転自在に支持され、上記制御手段は、ベーン回転軸が
旋回流で回転しているとき、回転主軸の回転数をベーン
回転軸の回転数に接近させ、一致させ、更に遠ざけるよ
うにモータを増速又は減速制御するものであり、かつ、
両回転数が一致しているときの回転数の範囲を測定し、
その回転数範囲に基づいて上記軸受の劣化状態を判断す
る手段を含むものである請求項２記載の旋回流回転速度
測定装置。