JP2004220392A - 回転体トルク測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】回転トルクの光信号を受信する受光ファイバーのメンテナンスを的確に行うことができる回転体トルク測定装置を提供する。
【解決手段】本発明の回転体トルク測定装置１０は、駆動側の回転軸９１に取付けられる駆動側フランジ部１２と負荷側の回転軸９３に取付けられる負荷側フランジ部１４との間に中空体部１３が形成された回転本体１１と、回転本体１１の外周に設けられ、中空体部１１に取付けられるトルク検出部２１の出力により発光し光信号を出力する複数の発光素子２７ａ〜２７ｎと、発光素子２７ａ〜２７ｎの光信号を受信する受光ファイバー３１の端面側に設けられ、光信号を電気信号に変換する光信号変換部３３ａ、３３ｂと、光信号変換部３３ａ、３３ｂよりの出力に応じ受光ファイバー３１の異常を検知する異常検出部３６とを備えることとした。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明の回転体トルク測定装置１０は、駆動側の回転軸９１に取付けられる駆動側フランジ部１２と負荷側の回転軸９３に取付けられる負荷側フランジ部１４との間に中空体部１３が形成された回転本体１１と、回転本体１１の外周に設けられ、中空体部１１に取付けられるトルク検出部２１の出力により発光し光信号を出力する複数の発光素子２７ａ〜２７ｎと、発光素子２７ａ〜２７ｎの光信号を受信する受光ファイバー３１の端面側に設けられ、光信号を電気信号に変換する光信号変換部３３ａ、３３ｂと、光信号変換部３３ａ、３３ｂよりの出力に応じ受光ファイバー３１の異常を検知する異常検出部３６とを備えることとした。
【選択図】 図１
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体のトルクを回転部に非接触で測定するトルク測定装置に関し、特に、回転トルクの光信号を受信する受光ファイバーのメンテナンスを的確に行うことができる回転体トルク測定装置に関する。
【従来の技術】
回転体トルク測定装置は、回転体と負荷との間の回転軸に設けられ、回転体と負荷との間の回転トルクを回転部に非接触で測定するもので、例えば、自動車の車輪により回転させられるシャーシダイナモにおいて測定ロ―ラとブレーキ装置との間の回転トルクの測定に用いられるものがある（例えば、特許文献１参照）。
図４は、従来の回転体トルク測定装置の外観図を示し、図４（ａ）は、従来の回転体トルク測定装置の一部を切欠いた側面図であり、図４（ｂ）は、従来の回転体トルク測定装置の正面図である。
図４に示すように、従来の回転体トルク測定装置５０は、駆動側の回転軸９１と負荷側の回転軸９３との間に取付けられる回転本体５１と、回転本体５１の外側に固定される固定体５５とで構成され、駆動側の回転軸９１と負荷側の回転軸９３との間に取付けられる。回転本体５１は、駆動側の回転軸９１のフランジ９２に取付けられる駆動側フランジ部５２と、負荷側の回転軸９３のフランジ９４に取付けられる負荷側フランジ部５４と、駆動側フランジ部５２と負荷側フランジ部５４との間の中空体部５３とが一体に形成されたものであり、固定体５５は、負荷側フランジ部５４の外側に設けられる環状部５６と、環状部５６が固定される筺体５７とで構成されている。
負荷側フランジ部５４の外側に設けられる環状部５６には一次コイル８２が設けられ、負荷側フランジ部５４の外周部には二次コイル８３が設けられ、一次コイル８２と二次コイル８３とで回転トランス８１が構成されて回転本体５１に電力供給が行われる。
中空体部５３の内側には歪ゲージのトルク検出部６１が設けられ、トルク検出部６１よりの出力により発光し光信号を出力する複数の発光素子６７ａ〜６７ｎが負荷側フランジ部６４の外周に沿って設けられ、環状部５６には一次コイル８２と並んで発光素子６７ａ〜６７ｎよりの光信号を受信する受光ファイバー７１が取付けられ、受光ファイバー７１の端部には発光素子６７ａ〜６７ｎよりの光信号を電気信号に変換する光信号変換部（図示せず）が設けられている。
回転体トルク測定装置５０は、駆動側の回転軸９１が作動するとき、トルク検出部６１よりの出力が発光素子６７ａ〜６７ｎと受光ファイバー７１とを介し光信号変換部により検出され、回転トルクの測定が行われる。
【特許文献１】
特開２００２−２２５６６号公報
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたごとく、従来の回転体トルク測定装置５０は、回転体と負荷との間の回転軸に設けられ、回転体と負荷との間の回転トルクを回転軸や回転本体などの回転部に非接触で測定することができるが、回転体トルク測定装置５０が設置され回転トルクの測定が行われる環境はオイルミストなどが発生する場合が多い。
そのため、受光ファイバー７１にオイルミストなどが付着すると測定精度を損ねたり、測定不能の異常状態となる可能性があり、受光ファイバー７１の交換や清掃などを行う必要があるが、受光ファイバー７１へのオイルミストなどの付着状況は外観からは分かり難く、定期的にメンテナンスを行ったとしても測定不能となってから交換作業や清掃作業を行ったのでは遅すぎ、オイルミストなどがほとんど付着していないときに交換作業や清掃作業を行ったのでは無駄の作業を行ったこととなってしまう可能性がある。
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、回転トルクの光信号を受信する受光ファイバーのメンテナンスを的確に行うことができる回転体トルク測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
本発明の回転体トルク測定装置は、駆動側の回転軸に取付けられる駆動側フランジ部と負荷側の回転軸に取付けられる負荷側フランジ部との間に中空体部が形成された回転本体と、前記回転本体の外周に設けられ、前記中空体部に取付けられるトルク検出部の出力により発光し光信号を出力する発光素子と、前記発光素子の光信号を受信する受光ファイバーの端面側に設けられ、前記光信号を電気信号に変換する光信号変換部と、前記光信号変換部よりの出力に応じ前記受光ファイバーの異常を検知する異常検出部とを備えることとした。
また、前記異常検出部は、前記光信号変換部よりの出力の実効値を直流に変えた値と予め定めた基準値とを比較することとした。
また、前記異常検出部は、前記光信号変換部よりの出力の実効値を直流に変えた値と予め定めた互いに異なる複数の基準値とを順次比較することとした。
また、前記受光ファイバーは、両端部がそれぞれＬ字形に折り曲げられたコの字形状とし、透明板を介し前記発光素子よりの光信号を受信することとした。
さらに、前記異常検出部は、警告灯、警告ブザーまたは音声警告器に接続することとした。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置の外観図を示し、図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置の一部を切欠いた側面図であり、図１（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置の正面図である。
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置１０は、駆動側の回転軸９１と負荷側の回転軸９３との間に取付けられる回転本体１１と、回転本体１１の外側に固定される固定体１５とで構成され、駆動側の回転軸９１と負荷側の回転軸９３との間に取付けられる。
回転本体１１は、駆動側の回転軸９１のフランジ９２に取付けられる駆動側フランジ部１２と、負荷側の回転軸９３のフランジ９４に取付けられる負荷側フランジ部１４と、駆動側フランジ部１２と負荷側フランジ部１４との間の中空体部１３とが一体に形成されたものであり、固定体１５は、負荷側フランジ部１４の外側に設けられる環状部１６と、環状部１６が固定される筺体１７とで構成されている。駆動側フランジ部１２は、フランジ９２に固定され、また、負荷側フランジ部１４は、フランジ９４に固定される。中空体部１３は、駆動側フランジ部１２と負荷側フランジ部１４とによりねじられ、起歪体となる。
負荷側フランジ部１４の外側に設けられる環状部１６には一次コイル４２が設けられ、負荷側フランジ部１４の外周部には二次コイル４３が設けられ、一次コイル４２と二次コイル４３とで回転トランス４１が構成されて回転本体１１に電力供給を行うことができる。
中空体部１３の内側には歪ゲージのトルク検出部２１が設けられ、負荷側フランジ部１４には外周に沿ってトルク検出部２１よりの出力により発光する複数の発光素子２７ａ〜２７ｎが設けられている。環状部１６には一次コイル４２と並んで発光素子２７ａ〜２７ｎよりの光信号を受信する受光ファイバー３１が取付けられ、受光ファイバー３１の両端側にはそれぞれ光信号を電気信号に変換する光信号変換部３３ａ、３３ｂが光ハイパスフィルタ３２ａ、３２ｂを介し設けられている。光信号変換部３３ａ、３３ｂよりの信号は、回転本体側よりの受信と、受光ファイバーの異常報知を行う受信・異常報知回路３０に出力され、受信・異常報知回路３０は、回転トルク信号の出力と、異常報知器３０Ｈへの異常報知信号の出力を行う。実装基板２８には、図２に示す回転本体側の送信回路２０の電子部品が実装されている。
図２は、本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置における動作回路のブロック図である。
図１に示す起歪体の中空体部１３の内側には円周方向に沿って歪ゲージが貼付され、貼付された歪ゲージがホイストーンブリッジに組まれてトルク検出部２１が形成されている。図２に示すように、回転トルクの送信を行う回転本体側の送信回路２０では、トルク検出部２１よりのアナログ出力は増幅部２２で増幅されフィルタ２３で雑音が除去され、雑音が除去されたフィルタ２３よりのアナログ出力は、電圧周波数変換部２４により周波数データに変換される。電圧周波数変換部２４よりの周波数データは、分周部２５で分周された後に電力増幅部２６で電力増幅され、発光素子２７ａ〜２７ｎより受光ファイバー３１に向け光信号として送出される。
受信・異常報知回路３０では、受光ファイバー３１により発光素子２７ａ〜２７ｎよりの光信号を受信する。受光ファイバー３１により受信した光信号は受光ファイバー３１の中を流れ、受光ファイバー３１の端部側でそれぞれ光ハイパスフィルタ３２ａ、３２ｂにより蛍光灯などの外光が除去され、光信号変換部３３ａ、３３ｂにより電気信号の周波数データに戻される。電気信号に戻されたそれぞれの周波数データは加算部３４で加算され、周波数電圧変換部３８によりアナログ信号に変換され出力フィルタ３５により雑音が除去され回転トルク信号となり、回転トルクの測定が行われる。
一方、加算部３４で加算された周波数データは、実効値が実効値直流コンバータ３５により直流に変換され、異常検出部３６に出力される。異常検出部３６では、実効値直流コンバータ３５よりの出力と、基準信号発生部３６ａより出力される予め定めた基準値とを比較し、実効値直流コンバータ３５よりの出力が基準信号発生部３６ａよりの基準値を下回ったとき、電力増幅部３７を介し異常報知信号を異常報知器３０Ｈに出力する。異常報知器３０Ｈでは、異常報知信号により、受光ファイバーの交換作業や清掃作業の促進報知が行われる。異常報知器３０Ｈよりの異常報知により清掃作業が行われるが、清掃作業だけでは実効値直流コンバータ３５よりの出力が基準信号発生部３６ａよりの基準値以上にならず、清掃作業だけでは不十分のときには交換作業が行われる。
電源供給回路４０では、固定体側には発信部４４と、電力増幅部４５とが設けられており、発信部４４で所定の周波数信号が発信される。発信部４４よりの周波数信号は、電力増幅部４５で電力増幅された後に回転トランス部４１を介し回転本体側の整流部４６に送られ整流部４６で直流にされて、回転本体側の送信回路２０の電力として供給される。
従って、本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置１０は、駆動側の回転軸９１が作動するとき、トルク検出部２１よりのトルク信号が発光素子２７ａ〜２７ｎと受光ファイバー３１とを介し光信号変換部３３により検出され、回転トルクの測定を行うと共に、受光ファイバーの清掃作業や交換作業のメンテナンスを的確に行うことができることができる。
なお、異常検出部３６では、実効値直流コンバータ３５よりの出力と基準信号発生部３６ａよりの出力とを比較するが、基準信号発生部３６ａより出力される基準値をレベルが互いに異なる予め定めた複数の基準値とし、実効値直流コンバータ３５よりの出力がこの複数の基準値を順次下回ったとき、電力増幅部３７を介し順次異常報知信号を異常報知器３０Ｈに出力することもできる。そのため、受光ファイバーの最初の異常が報知されても交換作業や清掃作業清掃が行われずさらに前記受光ファイバーの異常状態が進行したときに、再報知をして交換作業や清掃作業を強固に促すようにすることもできる。
さらに、異常報知器３０Ｈは、警告灯、警告ブザーまたは音声警告器など使用し、受光ファイバーの異常状況を的確に報知することができる。
図３は、本発明の第２の実施の形態の回転体トルク測定装置の正面図である。
図３に示すように、本発明の第２の実施の形態の回転体トルク測定装置１０Ａは、負荷側フランジ部１４の外側に設けられる半割構造の環状部１６Ａが取付固定部１８ａ、１８ｂにより筺体１７Ａに固定されている。半割構造の環状部１６Ａは、半割環状部１６Ａａ、１６Ａｂの上端どうしが導体の連結部１６Ｔにより連結され、半割環状部１６Ａａ、１６Ａｂの下端はたがいに連結されずに筺体１７Ａに絶縁状態で固定されている。そのため、半割構造の環状部１６Ａはその材質を導体とすることにより、本発明の第１の実施の形態の一次コイル４２の機能を持たせることができる。
筺体１７Ａには、コンパクトに筺体１７Ａに収納するために両端部がそれぞれＬ字形に折り曲げられ、発光素子２７ａ〜２７ｎよりの光信号を受信するコの字形状の受光ファイバー３１Ａが設けられている。受光ファイバー３１Ａの端部面側には光信号変換部３３ａ、３３ｂが光ハイパスフィルタ３２ａ、３２ｂを介し設けられ、受光ファイバー３１Ａの受光側には透明板１９が筺体１７Ａに固定されている。
本発明の第２の実施の形態の回転体トルク測定装置１０Ａのその他の構造は、本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置１０と同様である。
従って、本発明の第２の実施の形態の回転体トルク測定装置１０Ａは、受光ファイバーの清掃作業や交換作業のメンテナンスを的確の時期に行うことができると共に、半割構造の環状部１６Ａは容易に分解でき、また、透明板１９の清掃作業でオイルミストの付着を除去し受光ファイバーの受光状況を回復でき、受光ファイバーのメンテナンスをより容易に行うことができる。
なお、本発明の第２の実施の形態の回転体トルク測定装置１０Ａでは、受光ファイバー３１Ａは１本の場合につき説明したが、複数本とし両端でそれぞれ一個または複数個の光信号変換部で受光することもできる。
【発明の効果】
本発明の回転体トルク測定装置は、駆動側の回転軸に取付けられる駆動側フランジ部と負荷側の回転軸に取付けられる負荷側フランジ部との間に中空体部が形成された回転本体と、前記回転本体の外周に設けられ、前記中空体部に取付けられるトルク検出部の出力により発光し光信号を出力する発光素子と、前記発光素子の光信号を受信する受光ファイバーの端面側に設けられ、前記光信号を電気信号に変換する光信号変換部と、前記光信号変換部よりの出力に応じ前記受光ファイバーの異常を検知する異常検出部とを備えることとしたため、受光ファイバーの清掃作業や交換作業のメンテナンスを的確に行うことができる。
また、前記異常検出部は、前記光信号変換部よりの出力の実効値を直流に変えた値と予め定めた基準値とを比較することとしたため、メンテナンスの時期をより的確に検出し、受光ファイバーの清掃作業や交換作業のメンテナンスをより的確に行うことができる。
また、前記異常検出部は、前記光信号変換部よりの出力の実効値を直流に変えた値と予め定めた互いに異なる複数の基準値とを順次比較することとしたため、受光ファイバーの最初の異常が報知されても交換作業や清掃作業清掃が行われず、さらに前記受光ファイバーの異常状態が進行したときに、再報知をして交換作業や清掃作業清掃を強固に促すことができる。
また、前記受光ファイバーは、両端部がそれぞれＬ字形に折り曲げられたコの字形状とし、透明板を介し前記発光素子よりの光信号を受信することとしたため、透明板の清掃作業で容易にオイルミストの付着を除去し、受光ファイバーのメンテナンスをより容易に行うことができる。
さらに、前記異常検出部は、警告灯、警告ブザーまたは音声警告器に接続することとしたため、受光ファイバーの異常状況を的確に報知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置の外観図を示し、図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置の一部を切欠いた側面図であり、図１（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置の正面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置における動作回路のブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の回転体トルク測定装置の正面図である。
【図４】従来の回転体トルク測定装置の外観図を示し、図４（ａ）は、従来の回転体トルク測定装置の一部を切欠いた側面図であり、図４（ｂ）は、従来の回転体トルク測定装置の正面図である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ 回転体トルク測定装置
１１ 回転本体
１２ 駆動側フランジ部
１３ 中空体部
１４ 負荷側フランジ部
１５ 固定体
１６ 環状部
１６Ａ 半割構造の環状部
１７、１７Ａ 筺体
１９ 透明板
２０ 送信回路
２１ トルク検出部
２３ フィルタ
２４ 電圧周波数変換部
２７ａ〜２７ｎ 発光素子
３０ 受信・異常報知回路
３０Ｈ 異常報知器
３１、３１Ａ 受光ファイバー
３２ 光ハイパスフィルタ
３３ 光信号変換部
３４ 加算部
３５ 実効値直流コンバータ
３６ 異常検出部
３６ａ 基準信号発生部
３８ 周波数電圧変換部
４０ 電源供給回路
４１ 回転トランス
４２ 一次コイル
４３ 二次コイル
４４ 発信部
４６ 整流部
本発明は、回転体のトルクを回転部に非接触で測定するトルク測定装置に関し、特に、回転トルクの光信号を受信する受光ファイバーのメンテナンスを的確に行うことができる回転体トルク測定装置に関する。
【従来の技術】
回転体トルク測定装置は、回転体と負荷との間の回転軸に設けられ、回転体と負荷との間の回転トルクを回転部に非接触で測定するもので、例えば、自動車の車輪により回転させられるシャーシダイナモにおいて測定ロ―ラとブレーキ装置との間の回転トルクの測定に用いられるものがある（例えば、特許文献１参照）。
図４は、従来の回転体トルク測定装置の外観図を示し、図４（ａ）は、従来の回転体トルク測定装置の一部を切欠いた側面図であり、図４（ｂ）は、従来の回転体トルク測定装置の正面図である。
図４に示すように、従来の回転体トルク測定装置５０は、駆動側の回転軸９１と負荷側の回転軸９３との間に取付けられる回転本体５１と、回転本体５１の外側に固定される固定体５５とで構成され、駆動側の回転軸９１と負荷側の回転軸９３との間に取付けられる。回転本体５１は、駆動側の回転軸９１のフランジ９２に取付けられる駆動側フランジ部５２と、負荷側の回転軸９３のフランジ９４に取付けられる負荷側フランジ部５４と、駆動側フランジ部５２と負荷側フランジ部５４との間の中空体部５３とが一体に形成されたものであり、固定体５５は、負荷側フランジ部５４の外側に設けられる環状部５６と、環状部５６が固定される筺体５７とで構成されている。
負荷側フランジ部５４の外側に設けられる環状部５６には一次コイル８２が設けられ、負荷側フランジ部５４の外周部には二次コイル８３が設けられ、一次コイル８２と二次コイル８３とで回転トランス８１が構成されて回転本体５１に電力供給が行われる。
中空体部５３の内側には歪ゲージのトルク検出部６１が設けられ、トルク検出部６１よりの出力により発光し光信号を出力する複数の発光素子６７ａ〜６７ｎが負荷側フランジ部６４の外周に沿って設けられ、環状部５６には一次コイル８２と並んで発光素子６７ａ〜６７ｎよりの光信号を受信する受光ファイバー７１が取付けられ、受光ファイバー７１の端部には発光素子６７ａ〜６７ｎよりの光信号を電気信号に変換する光信号変換部（図示せず）が設けられている。
回転体トルク測定装置５０は、駆動側の回転軸９１が作動するとき、トルク検出部６１よりの出力が発光素子６７ａ〜６７ｎと受光ファイバー７１とを介し光信号変換部により検出され、回転トルクの測定が行われる。
【特許文献１】
特開２００２−２２５６６号公報
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたごとく、従来の回転体トルク測定装置５０は、回転体と負荷との間の回転軸に設けられ、回転体と負荷との間の回転トルクを回転軸や回転本体などの回転部に非接触で測定することができるが、回転体トルク測定装置５０が設置され回転トルクの測定が行われる環境はオイルミストなどが発生する場合が多い。
そのため、受光ファイバー７１にオイルミストなどが付着すると測定精度を損ねたり、測定不能の異常状態となる可能性があり、受光ファイバー７１の交換や清掃などを行う必要があるが、受光ファイバー７１へのオイルミストなどの付着状況は外観からは分かり難く、定期的にメンテナンスを行ったとしても測定不能となってから交換作業や清掃作業を行ったのでは遅すぎ、オイルミストなどがほとんど付着していないときに交換作業や清掃作業を行ったのでは無駄の作業を行ったこととなってしまう可能性がある。
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、回転トルクの光信号を受信する受光ファイバーのメンテナンスを的確に行うことができる回転体トルク測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
本発明の回転体トルク測定装置は、駆動側の回転軸に取付けられる駆動側フランジ部と負荷側の回転軸に取付けられる負荷側フランジ部との間に中空体部が形成された回転本体と、前記回転本体の外周に設けられ、前記中空体部に取付けられるトルク検出部の出力により発光し光信号を出力する発光素子と、前記発光素子の光信号を受信する受光ファイバーの端面側に設けられ、前記光信号を電気信号に変換する光信号変換部と、前記光信号変換部よりの出力に応じ前記受光ファイバーの異常を検知する異常検出部とを備えることとした。
また、前記異常検出部は、前記光信号変換部よりの出力の実効値を直流に変えた値と予め定めた基準値とを比較することとした。
また、前記異常検出部は、前記光信号変換部よりの出力の実効値を直流に変えた値と予め定めた互いに異なる複数の基準値とを順次比較することとした。
また、前記受光ファイバーは、両端部がそれぞれＬ字形に折り曲げられたコの字形状とし、透明板を介し前記発光素子よりの光信号を受信することとした。
さらに、前記異常検出部は、警告灯、警告ブザーまたは音声警告器に接続することとした。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置の外観図を示し、図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置の一部を切欠いた側面図であり、図１（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置の正面図である。
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置１０は、駆動側の回転軸９１と負荷側の回転軸９３との間に取付けられる回転本体１１と、回転本体１１の外側に固定される固定体１５とで構成され、駆動側の回転軸９１と負荷側の回転軸９３との間に取付けられる。
回転本体１１は、駆動側の回転軸９１のフランジ９２に取付けられる駆動側フランジ部１２と、負荷側の回転軸９３のフランジ９４に取付けられる負荷側フランジ部１４と、駆動側フランジ部１２と負荷側フランジ部１４との間の中空体部１３とが一体に形成されたものであり、固定体１５は、負荷側フランジ部１４の外側に設けられる環状部１６と、環状部１６が固定される筺体１７とで構成されている。駆動側フランジ部１２は、フランジ９２に固定され、また、負荷側フランジ部１４は、フランジ９４に固定される。中空体部１３は、駆動側フランジ部１２と負荷側フランジ部１４とによりねじられ、起歪体となる。
負荷側フランジ部１４の外側に設けられる環状部１６には一次コイル４２が設けられ、負荷側フランジ部１４の外周部には二次コイル４３が設けられ、一次コイル４２と二次コイル４３とで回転トランス４１が構成されて回転本体１１に電力供給を行うことができる。
中空体部１３の内側には歪ゲージのトルク検出部２１が設けられ、負荷側フランジ部１４には外周に沿ってトルク検出部２１よりの出力により発光する複数の発光素子２７ａ〜２７ｎが設けられている。環状部１６には一次コイル４２と並んで発光素子２７ａ〜２７ｎよりの光信号を受信する受光ファイバー３１が取付けられ、受光ファイバー３１の両端側にはそれぞれ光信号を電気信号に変換する光信号変換部３３ａ、３３ｂが光ハイパスフィルタ３２ａ、３２ｂを介し設けられている。光信号変換部３３ａ、３３ｂよりの信号は、回転本体側よりの受信と、受光ファイバーの異常報知を行う受信・異常報知回路３０に出力され、受信・異常報知回路３０は、回転トルク信号の出力と、異常報知器３０Ｈへの異常報知信号の出力を行う。実装基板２８には、図２に示す回転本体側の送信回路２０の電子部品が実装されている。
図２は、本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置における動作回路のブロック図である。
図１に示す起歪体の中空体部１３の内側には円周方向に沿って歪ゲージが貼付され、貼付された歪ゲージがホイストーンブリッジに組まれてトルク検出部２１が形成されている。図２に示すように、回転トルクの送信を行う回転本体側の送信回路２０では、トルク検出部２１よりのアナログ出力は増幅部２２で増幅されフィルタ２３で雑音が除去され、雑音が除去されたフィルタ２３よりのアナログ出力は、電圧周波数変換部２４により周波数データに変換される。電圧周波数変換部２４よりの周波数データは、分周部２５で分周された後に電力増幅部２６で電力増幅され、発光素子２７ａ〜２７ｎより受光ファイバー３１に向け光信号として送出される。
受信・異常報知回路３０では、受光ファイバー３１により発光素子２７ａ〜２７ｎよりの光信号を受信する。受光ファイバー３１により受信した光信号は受光ファイバー３１の中を流れ、受光ファイバー３１の端部側でそれぞれ光ハイパスフィルタ３２ａ、３２ｂにより蛍光灯などの外光が除去され、光信号変換部３３ａ、３３ｂにより電気信号の周波数データに戻される。電気信号に戻されたそれぞれの周波数データは加算部３４で加算され、周波数電圧変換部３８によりアナログ信号に変換され出力フィルタ３５により雑音が除去され回転トルク信号となり、回転トルクの測定が行われる。
一方、加算部３４で加算された周波数データは、実効値が実効値直流コンバータ３５により直流に変換され、異常検出部３６に出力される。異常検出部３６では、実効値直流コンバータ３５よりの出力と、基準信号発生部３６ａより出力される予め定めた基準値とを比較し、実効値直流コンバータ３５よりの出力が基準信号発生部３６ａよりの基準値を下回ったとき、電力増幅部３７を介し異常報知信号を異常報知器３０Ｈに出力する。異常報知器３０Ｈでは、異常報知信号により、受光ファイバーの交換作業や清掃作業の促進報知が行われる。異常報知器３０Ｈよりの異常報知により清掃作業が行われるが、清掃作業だけでは実効値直流コンバータ３５よりの出力が基準信号発生部３６ａよりの基準値以上にならず、清掃作業だけでは不十分のときには交換作業が行われる。
電源供給回路４０では、固定体側には発信部４４と、電力増幅部４５とが設けられており、発信部４４で所定の周波数信号が発信される。発信部４４よりの周波数信号は、電力増幅部４５で電力増幅された後に回転トランス部４１を介し回転本体側の整流部４６に送られ整流部４６で直流にされて、回転本体側の送信回路２０の電力として供給される。
従って、本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置１０は、駆動側の回転軸９１が作動するとき、トルク検出部２１よりのトルク信号が発光素子２７ａ〜２７ｎと受光ファイバー３１とを介し光信号変換部３３により検出され、回転トルクの測定を行うと共に、受光ファイバーの清掃作業や交換作業のメンテナンスを的確に行うことができることができる。
なお、異常検出部３６では、実効値直流コンバータ３５よりの出力と基準信号発生部３６ａよりの出力とを比較するが、基準信号発生部３６ａより出力される基準値をレベルが互いに異なる予め定めた複数の基準値とし、実効値直流コンバータ３５よりの出力がこの複数の基準値を順次下回ったとき、電力増幅部３７を介し順次異常報知信号を異常報知器３０Ｈに出力することもできる。そのため、受光ファイバーの最初の異常が報知されても交換作業や清掃作業清掃が行われずさらに前記受光ファイバーの異常状態が進行したときに、再報知をして交換作業や清掃作業を強固に促すようにすることもできる。
さらに、異常報知器３０Ｈは、警告灯、警告ブザーまたは音声警告器など使用し、受光ファイバーの異常状況を的確に報知することができる。
図３は、本発明の第２の実施の形態の回転体トルク測定装置の正面図である。
図３に示すように、本発明の第２の実施の形態の回転体トルク測定装置１０Ａは、負荷側フランジ部１４の外側に設けられる半割構造の環状部１６Ａが取付固定部１８ａ、１８ｂにより筺体１７Ａに固定されている。半割構造の環状部１６Ａは、半割環状部１６Ａａ、１６Ａｂの上端どうしが導体の連結部１６Ｔにより連結され、半割環状部１６Ａａ、１６Ａｂの下端はたがいに連結されずに筺体１７Ａに絶縁状態で固定されている。そのため、半割構造の環状部１６Ａはその材質を導体とすることにより、本発明の第１の実施の形態の一次コイル４２の機能を持たせることができる。
筺体１７Ａには、コンパクトに筺体１７Ａに収納するために両端部がそれぞれＬ字形に折り曲げられ、発光素子２７ａ〜２７ｎよりの光信号を受信するコの字形状の受光ファイバー３１Ａが設けられている。受光ファイバー３１Ａの端部面側には光信号変換部３３ａ、３３ｂが光ハイパスフィルタ３２ａ、３２ｂを介し設けられ、受光ファイバー３１Ａの受光側には透明板１９が筺体１７Ａに固定されている。
本発明の第２の実施の形態の回転体トルク測定装置１０Ａのその他の構造は、本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置１０と同様である。
従って、本発明の第２の実施の形態の回転体トルク測定装置１０Ａは、受光ファイバーの清掃作業や交換作業のメンテナンスを的確の時期に行うことができると共に、半割構造の環状部１６Ａは容易に分解でき、また、透明板１９の清掃作業でオイルミストの付着を除去し受光ファイバーの受光状況を回復でき、受光ファイバーのメンテナンスをより容易に行うことができる。
なお、本発明の第２の実施の形態の回転体トルク測定装置１０Ａでは、受光ファイバー３１Ａは１本の場合につき説明したが、複数本とし両端でそれぞれ一個または複数個の光信号変換部で受光することもできる。
【発明の効果】
本発明の回転体トルク測定装置は、駆動側の回転軸に取付けられる駆動側フランジ部と負荷側の回転軸に取付けられる負荷側フランジ部との間に中空体部が形成された回転本体と、前記回転本体の外周に設けられ、前記中空体部に取付けられるトルク検出部の出力により発光し光信号を出力する発光素子と、前記発光素子の光信号を受信する受光ファイバーの端面側に設けられ、前記光信号を電気信号に変換する光信号変換部と、前記光信号変換部よりの出力に応じ前記受光ファイバーの異常を検知する異常検出部とを備えることとしたため、受光ファイバーの清掃作業や交換作業のメンテナンスを的確に行うことができる。
また、前記異常検出部は、前記光信号変換部よりの出力の実効値を直流に変えた値と予め定めた基準値とを比較することとしたため、メンテナンスの時期をより的確に検出し、受光ファイバーの清掃作業や交換作業のメンテナンスをより的確に行うことができる。
また、前記異常検出部は、前記光信号変換部よりの出力の実効値を直流に変えた値と予め定めた互いに異なる複数の基準値とを順次比較することとしたため、受光ファイバーの最初の異常が報知されても交換作業や清掃作業清掃が行われず、さらに前記受光ファイバーの異常状態が進行したときに、再報知をして交換作業や清掃作業清掃を強固に促すことができる。
また、前記受光ファイバーは、両端部がそれぞれＬ字形に折り曲げられたコの字形状とし、透明板を介し前記発光素子よりの光信号を受信することとしたため、透明板の清掃作業で容易にオイルミストの付着を除去し、受光ファイバーのメンテナンスをより容易に行うことができる。
さらに、前記異常検出部は、警告灯、警告ブザーまたは音声警告器に接続することとしたため、受光ファイバーの異常状況を的確に報知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置の外観図を示し、図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置の一部を切欠いた側面図であり、図１（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置の正面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の回転体トルク測定装置における動作回路のブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の回転体トルク測定装置の正面図である。
【図４】従来の回転体トルク測定装置の外観図を示し、図４（ａ）は、従来の回転体トルク測定装置の一部を切欠いた側面図であり、図４（ｂ）は、従来の回転体トルク測定装置の正面図である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ 回転体トルク測定装置
１１ 回転本体
１２ 駆動側フランジ部
１３ 中空体部
１４ 負荷側フランジ部
１５ 固定体
１６ 環状部
１６Ａ 半割構造の環状部
１７、１７Ａ 筺体
１９ 透明板
２０ 送信回路
２１ トルク検出部
２３ フィルタ
２４ 電圧周波数変換部
２７ａ〜２７ｎ 発光素子
３０ 受信・異常報知回路
３０Ｈ 異常報知器
３１、３１Ａ 受光ファイバー
３２ 光ハイパスフィルタ
３３ 光信号変換部
３４ 加算部
３５ 実効値直流コンバータ
３６ 異常検出部
３６ａ 基準信号発生部
３８ 周波数電圧変換部
４０ 電源供給回路
４１ 回転トランス
４２ 一次コイル
４３ 二次コイル
４４ 発信部
４６ 整流部
Claims (5)
- 駆動側の回転軸に取付けられる駆動側フランジ部と負荷側の回転軸に取付けられる負荷側フランジ部との間に中空体部が形成された回転本体と、前記回転本体の外周に設けられ、前記中空体部に取付けられるトルク検出部の出力により発光し光信号を出力する発光素子と、前記発光素子の光信号を受信する受光ファイバーの端面側に設けられ、前記光信号を電気信号に変換する光信号変換部と、前記光信号変換部よりの出力に応じ前記受光ファイバーの異常を検知する異常検出部とを備えたことを特徴とする回転体トルク測定装置。
- 前記異常検出部は、前記光信号変換部よりの出力の実効値を直流に変えた値と予め定めた基準値とを比較することを特徴とする請求項１に記載の回転体トルク測定装置。
- 前記異常検出部は、前記光信号変換部よりの出力の実効値を直流に変えた値と予め定めた互いに異なる複数の基準値とを順次比較することを特徴とする請求項１に記載の回転体トルク測定装置。
- 前記受光ファイバーは、両端部がそれぞれＬ字形に折り曲げられたコの字形状とし、透明板を介し前記発光素子よりの光信号を受信することを特徴とする請求項１に記載の回転体トルク測定装置。
- 前記異常検出部は、警告灯、警告ブザーまたは音声警告器に接続することを特徴とする請求項１に記載の回転体トルク測定装置。
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