JP4095331B2 - モータの拘束トルクの測定方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの拘束トルクの測定方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータの拘束トルクの測定においては、所定電圧を印可して回転するモータに空圧や、ヒステリシス、電磁等のブレーキをかけて、減速させつつ停止させ、そのときの拘束トルクを測定していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のようなブレーキをかけつつ減速させて停止させる方法では、停止回転数近傍で直線的に減速させることが難しく、急激な停止となりやすい。したがって、拘束トルクの測定がばらつくという問題点があった。そこで、減速開始から停止まで、スムーズに減速し、拘束トルクがばらつくことなく測定できる方法や装置が望まれていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１および第２の発明は、前記モータにトルク測定器を介して負荷モータを連結させ、前記モータに所定の電圧を印可して回転させるとともに、前記モータの測定開始時には、前記モータと前記負荷モータとを同期回転させ、互いのカップリング部の凹凸が一定の間隔を持って回転することによって前記モータを無負荷とし、前記モータの測定時には、前記負荷モータを前記モータと同一方向に減速回転させ、互いのカップリング部の凹凸を接触させることによって前記負荷モータの動力を前記モータに対して伝達させ、前記負荷モータ停止時の前記モータの拘束トルクを前記トルク測定器により測定することを特徴とする。
【０００５】
第３の発明は、前記モータの回転を検知する回転検知器をさらに備え、前記回転検知器の測定値にしたがって、前記負荷モータの回転を制御することを特徴とする。
【０００６】
【発明の作用および効果】
第１および第２の発明では、負荷モータを用いてモータを安定的に減速停止させることができるので、測定される拘束トルクのばらつきがない。
【０００７】
第３の発明では、前記モータの回転を検知する回転検知器の測定値にしたがって、前記負荷モータの回転を制御するようにしたので、負荷モータの速度を任意に制御でき、前記モータの拘束トルクの測定を最適化できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本願の実施の形態につき説明する。
【０００９】
本願の装置の構成は、拘束トルクを測定するモータ（３）のセッティング部と、モータ（３）の回転を減速させる負荷付与部とからなる。
【００１０】
まず、モータ（３）のセッティング部であるが、基台（１）上にモータ支持板（２）を立設し、このモータ支持板（２）にモータ（３）を取り付ける。具体的な取り付け方法については特に例示しないが、ワンタッチで取り外しが可能で、確実に固定される固定方法が望ましい。なお、実施例では、モータ（３）は減速機付きであるが、これに限るものではなく、モータ単体であっても差し支えない。
【００１１】
次に、負荷付与部は、前記セッティング部に取り付けられるモータ（３）の出力軸と連結部（５）により接続される回転可能な回転軸１（６）、さらにこの回転軸１（６）に連結されるトルク測定器（７）の駆動側の回転軸２（９）、さらにこのトルク測定器（７）の負荷側の回転軸３（１０）、そしてこの回転軸３（１０）に固定されたプーリ１（１２）、このプーリ１（１２）とベルト（１４）を介して連結されるプーリ２（１３）と、このプーリ２（１３）に出力軸が連結固定される回転検知器としてのエンコーダ（１６）とからなる。
【００１２】
なお、回転軸３（１０）と、負荷モータ（１５）により回転される回転軸４（１１）とは、互いの凹凸部からなるカップリング部（１７）が所定の間隔を持って配置されており、互いの側面が接触して連結し、動力が伝達されるようになっている。
【００１３】
また、モータ（３）にかかる負荷は、トルク測定器（７）の左右両軸間に発生するトルクを歪みゲージにより検出して出力ケーブル（８）から検出される。
【００１４】
次に、この装置の動作につき説明する。
【００１５】
まず、拘束トルクを測定するモータ（３）を、モータ支持板（２）に取り付ける。前述したように、取り付け方法は、種々の簡便で、確実な方法によればよい。
【００１６】
次に、モータ（３）の出力軸を連結部（５）により回転軸１（６）に接続し、この状態で、モータ（３）に所定の直流電圧を、電源ケーブル（４）から印可して、モータ（３）を回転させる。
【００１７】
すると、回転軸１（６）、これに連結されるトルク測定器（７）の駆動側の回転軸２（９）、およびトルク測定器（７）の負荷側の回転軸３（１０）が一体に回転する。なお、回転軸３（１０）には、プーリ１（１２）が固定されており、このプーリ１（１２）も同時に回転し、ベルト（１４）、プーリ２（１３）を介して連結されたエンコーダ（１６）が回転して、モータ（３）の回転速度を測定する。
【００１８】
回転軸３（１０）とこれと同軸上に配置される回転軸４（１１）とは互いの凹凸部により構成されるカップリング部（１７）に所定の隙間があるので、モータ（３）は回転を始めるとエンコーダ（１６）により回転速度が測定され、図示しない制御装置により、負荷モータ（１５）がモータ（３）と同期して回転をする。したがって、互いのカップリング部（１７）は接触することなく、一定の間隔を持って回転し、モータ（３）は無負荷状態で回転をする。
【００１９】
モータ（３）は回転当初、その機械的時定数に従って加速し、定速回転数になり、しばらく無負荷で回転をしたのち、負荷モータ（１５）を減速させると回転軸４（１１）と回転軸３（１０）のカップリング部（１７）の側面が接触し、更に負荷モータ（１５）を減速させるとモータ（３）が強制的に減速一停止させられる。
【００２０】
なお、エンコーダ（１６）の回転数を測定しつつ、モータ（３）の回転数が連続的に低下するように、負荷モータ（１５）の回転速度を減速制御するが、このとき回転速度を直線的に、あるいは任意のカーブで減速制御する事が可能である。
【００２１】
このようにすると、モータ（３）は、初期の無負荷状態から、負荷モータ（１５）の速度に合わせて、連続的に負荷が増加していく。そして、モータ（３）の速度がゼロ、すなわちモータ（３）が停止したときにモータ（３）にかかる負荷が最大となり、拘束トルクが、トルク測定器（７）により測定される。
【００２２】
なお、トルク測定器（７）には、左右に回転軸２（９）、回転軸３（１０）があり、一方が駆動側（回転軸２（９））であり、一方が負荷側（回転軸３（１０））である。そして駆動側と負荷側のトルク差により生じる捻れ量をひずみゲージにより検出して、発生トルクを測定している。
【００２３】
本願においてはモータ（３）に所定の電圧を加えて、所定の回転をさせ、トルク測定器（７）の駆動側軸を回転させる。それに対応して、負荷側の回転軸をモータ（３）の回転数をエンコーダ（１６）により測定しつつ、同一方向に同期回転させた後、一定の減速度で負荷モータ（１５）を減速停止させる。
【００２４】
こうすることにより、モータ（３）は、負荷モータ（１５）の速度に強制されて減速し、減速量に比例して回転軸間の捻れ量が増加し、モータ（３）の発生トルクも増加していく。
【００２５】
このようにして、モータ（３）の定速回転から停止まで、モータ（３）の回転数は連続して減速してゆき、したがって、発生トルクも連続して増加してゆく。したがって、モータ（３）停止時の発生トルク（拘束トルク）を正確に測定することができる。
【００２６】
従来の空圧や、ヒステリシス、電磁ブレーキ等による、モータの減速では、モータ（３）の速度を一定の速度で減速させるように制御をすることが難しく、とくに停止速度近傍では、大きな速度変化が生じてしまう。そのため、停止時のトルク（拘束トルク）が、停止近傍で大きく変化するため、測定が安定せず、測定値にばらつきが生じていた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す拘束トルク測定装置の側面図
【図２】本発明の実施の形態の回転軸３と回転軸４のカップリングの状態を示す平面図
【図３】本発明の実施の形態のモータの回転数とトルクの関係を示す図
【符号の説明】
１ 基台
２ モータ支持板
３ モータ
４ 電源ケーブル
５ 連結部
６ 回転軸１
７ トルク測定器
８ 出力ケーブル
９ 回転軸２
１０ 回転軸３
１１ 回転軸４
１２ プーリ１
１３ プーリ２
１４ ベルト
１５ 負荷モータ
１６ エンコーダ
１７ カップリング部

Claims (3)

1. モータの拘束トルクの測定方法において、
   前記モータにトルク測定器を介して負荷モータを連結させ、
   前記モータに所定の電圧を印可して回転させるとともに、
   前記モータの測定開始時には、前記モータと前記負荷モータとを同期回転させ、互いのカップリング部の凹凸が一定の間隔を持って回転することによって前記モータを無負荷とし、
   前記モータの測定時には、前記負荷モータを前記モータと同一方向に減速回転させ、互いのカップリング部の凹凸を接触させることによって前記負荷モータの動力を前記モータに対して伝達させ、前記負荷モータ停止時の前記モータの拘束トルクを前記トルク測定器により測定することを特徴とするモータの拘束トルクの測定方法。
2. モータの拘束トルクの測定装置において、
   前記モータにトルク測定器を介して連結される負荷モータと、
   互いの凹凸が所定の間隔を持って配置され、互いが接触して連結されることによって前記負荷モータの動力が前記モータに対して伝達されるカップリング部と、を備え、
   前記モータに所定の電圧を印可して回転させるとともに、
   前記モータの測定開始時には、前記モータと前記負荷モータとを同期回転させ、互いの前記カップリング部の凹凸が一定の間隔を持って回転することによって前記モータを無負荷とし、
   前記モータの測定時には、前記負荷モータを前記モータと同一方向に減速回転させ、互いの前記カップリング部の凹凸を接触させることによって前記負荷モータの動力を前記モータに対して伝達させ、前記負荷モータ停止時の前記モータの拘束トルクを前記トルク測定器により測定することを特徴とするモータの拘束トルクの測定装置。
3. 前記モータの回転を検知する回転検知器をさらに備え、
   前記回転検知器の測定値にしたがって、前記負荷モータの回転を制御することを特徴とする請求項２に記載のモータの拘束トルクの測定装置。

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