JP4559808B2

JP4559808B2 - トルク校正装置及びトルク校正方法

Info

Publication number: JP4559808B2
Application number: JP2004279799A
Authority: JP
Inventors: 太吾千光士; 英二古田
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2024-09-27
Also published as: JP2006090967A

Description

本発明は、トルク校正装置及びトルク校正方法に関する。

従来、トルクメータの校正を行うものとしてトルク校正装置がある（例えば、特許文献１参照。）。このトルク校正装置の中には、縦型と呼ばれるものがあり、具体的には、装置の下端となる基部に校正の基準となる基準トルクメータが取り付けられ、この基準トルクメータの上方に校正される被校正トルクメータが取り付けられる。ここで、基準トルクメータと被校正トルクメータは、フランジやアダプタを介して連結されており、基準トルクメータにかかるトルクがフランジやアダプタを伝って被校正トルクメータに伝達されるようになっている。
そして、基準トルクメータから検出されたトルクの値と被校正トルクメータから検出されたトルクの値を比較することにより、被校正トルクメータを校正することができる。
特開２００１−１３３３４９号公報

ところで、被校正トルクメータの上方には、被校正トルクメータを支持する支持部材やこの支持部材を昇降させる昇降機構等が設けられている。そのため、支持部材や昇降機構等の自重が被校正トルクメータに作用するので、特に大型のトルク校正装置においてはその自重の影響を無視することができず、被校正トルクメータの正確な校正を行うことができないという問題があった。

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、被校正トルクメータの上方に設置された支持部材や昇降機構等の自重の影響を除去して被校正トルクメータの校正を行うことができるトルク校正装置及びトルク校正方法を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、トルクメータの校正の基準となる基準トルクメータを上端で軸支し、軸回りに回転自在な第１支持部材と、この第１支持部材の上方に当該第１支持部材と同軸上に設けられ、校正される被校正トルクメータを下端で軸支する第２支持部材と、この第２支持部材を下端で支持する固定部材と、前記第１支持部材にトルクを付与するトルク付与手段と、を備えたトルク校正装置であって、前記固定部材を前記第２支持部材の軸方向に沿って昇降させる昇降手段と、前記固定部材の下端に設けられ、前記第２支持部材にかかる荷重を測定する荷重測定手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のトルク校正装置において、前記固定部材における前記荷重測定手段と対向する部位にボールベアリングを設けたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のトルク校正装置を用いたトルク校正方法であって、前記第１支持部材に前記基準トルクメータを取り付けるとともに、前記第２支持部材に前記被校正トルクメータを取り付ける取付ステップと、前記荷重測定手段により、前記第２支持部材にかかる荷重を測定する荷重測定ステップと、前記昇降手段により、前記荷重測定ステップにて測定した荷重を打ち消す位置まで前記固定部材を上昇させる昇降ステップと、前記昇降ステップにて前記固定部材を上昇させた後、前記被校正トルクメータを校正する校正ステップと、を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、被校正トルクメータのトルクの校正を行う際には、荷重測定手段には固定部材やその他の部品、装置等の自重がかかり、その荷重を荷重測定手段によって測定することができる。これにより、昇降手段を操作して固定部材を上昇させることにより、荷重測定手段にかかる荷重を除去することができ、ひいては被校正トルクメータにかかる荷重を除去することができる。よって、被校正トルクメータの上方に設置された固定部材や昇降機構等の自重の影響を除去して被校正トルクメータの校正を正確に行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、固定部材の下端の一部と荷重測定手段とは対向する位置にあるが、この対向する部位にボールベアリングを設けたので、固定部材の一部分に過大な荷重がかかっても、ボールベアリングの転がりにより、姿勢を修正することができる。これにより、固定部材の自重を正確に測定することができる。

請求項３に記載の発明によれば、取付ステップでは、第１支持部材に基準トルクメータを取り付けるとともに、第２支持部材に被校正トルクメータを取り付ける。また、荷重測定ステップでは、荷重測定手段により、第２支持部材にかかる荷重を測定する。また、昇降ステップでは、昇降手段により、荷重測定ステップにて測定した荷重を打ち消す位置まで固定部材を上昇させる。また、校正ステップでは、昇降ステップにて固定部材を上昇させた後、被校正トルクメータを校正する。
これにより、昇降手段を操作して固定部材を上昇させることにより、荷重測定手段にかかる荷重を除去することができ、ひいては被校正トルクメータにかかる荷重を除去することができる。よって、被校正トルクメータの上方に設置された固定部材や昇降機構等の自重の影響を除去して被校正トルクメータの校正を正確に行うことができる。

以下、図面を参照して、本発明に係るトルク校正装置及びトルク校正方法の最良の形態について詳細に説明する。
＜トルク校正装置の構成＞
図１に示すように、トルク校正装置１００には、略三角柱状に形成された土台１の各コーナー部分に支柱２が立設され、この支柱２の上端部にクロスヘッド３が設けられている。
土台１の内部には、トルク校正装置１００の上下方向を軸として回転するモータ４が設けられており、このモータ４のシャフト５には、トルクメータの校正の基準となる基準トルクメータ６を上端で軸支し、軸回りに回転自在とされた第１支持部材としての駆動軸側ダイヤフラムカップリング７が設けられている。この駆動軸側ダイヤフラムカップリング７には、モータ４を駆動させることによりシャフト５が回転したときのトルクが伝達され、伝達されたトルクを基準トルクメータ６に伝達するようになっており、モータ４は駆動軸側ダイヤフラムカップリング７にトルクを付与するトルク付与手段として機能する。

支柱２は、その長手方向に伸縮自在とされ、校正が行われるトルクメータの大きさに合わせて高さを調節することができるようになっている。
クロスヘッド３には、当該クロスヘッド３に対して回転しないように固定された固定部材としての反動軸８が下方に延びるように設けられ、この反動軸８の下端には、駆動軸側ダイヤフラムカップリング７と同軸上に配置され、校正される被校正トルクメータ９を下端で軸支する第２支持部材としての反動軸側ダイヤフラムカップリング１０が設けられている。
また、クロスヘッド３は、歯車等からなる機構によって上下方向に昇降可能とされ、昇降操作はクロスヘッド昇降用ハンドル１１によって行われる。

ここで、駆動軸側ダイヤフラムカップリング７と反動軸側ダイヤフラムカップリング１０との間に取り付けられるトルクメータについて説明すると、基準トルクメータ６が取付フランジ１２の一端に取り付けられ、被校正トルクメータ９が取付フランジ１２の他端に取り付けられ、基準トルクメータ６、被校正トルクメータ９、取付フランジ１２を一体にした後、基準トルクメータ６が駆動軸側ダイヤフラムカップリング７に取り付けられ、被校正トルクメータ９が反動軸側ダイヤフラムカップリング１０に取り付けられる。

また、反動軸８は、歯車等からなる機構によって上下方向に昇降可能とされ、反動軸８の昇降は反動軸昇降用ハンドル１３によって行うようになっている。すなわち、反動軸８が昇降することにより、反動軸側ダイヤフラムカップリング１０も昇降するため、反動軸昇降用ハンドル１３は、反動軸側ダイヤフラムカップリング１０を昇降させる昇降手段として機能する。

反動軸８と反動軸側ダイヤフラムカップリング１０との間には、反動軸側ダイヤフラムカップリング１０に作用する反動軸８やその他の部材の自重を測定する荷重測定手段としてのロードセル１４が設けられている。
図２に示すように、ロードセル１４は、反動軸８の下端に位置するフランジ１５にアジャストボルト１６によって取り付けられた荷重入力部１７に接するように設けられている。すなわち、反動軸８等の自重により荷重入力部１７から下向きの力が作用した場合にその力をロードセル１４が検出できるようになっている。
ここで、図３に示すように、荷重入力部１７の下端のうち、ロードセル１４に対向する部位には、ボールベアリング１８が設けられており、回転方向に作用する力を逃がすことができるようになっている。
ロードセル１４は、当該ロードセル１４に作用する荷重を表示する表示部１９に電気的に接続されており、荷重入力部１７によって生じたセンサの歪みに応じた大きさの電圧が荷重に変換されて、表示部１９に表示されるようになっている。

＜トルク校正方法＞
次に、トルク校正装置１００を用いた被校正トルクメータ９のトルク校正方法について説明する。
最初に、基準トルクメータ６と被校正トルクメータ９を取付フランジ１２に取り付け、さらに、基準トルクメータ６を駆動軸側ダイヤフラムカップリング７に取り付け、被校正トルクメータ９を反動軸側ダイヤフラムカップリング１０に取り付ける（取付ステップ）。
次いで、ロードセル１４により、反動軸８等の自重により荷重入力部１７からロードセル１４に作用する荷重を測定し、測定した荷重値を表示部１９に表示させる（荷重測定ステップ）。
次いで、表示部１９に表示された荷重が初期値に戻るように反動軸昇降用ハンドル１３を操作する。具体的には、ロードセル１４に作用する荷重を打ち消すように反動軸８を上昇させるように反動軸昇降用ハンドル１３を操作する（昇降ステップ）。なお、操作時においては、表示部１９の表示を見ながら行う。
次いで、モータ４を駆動させて基準トルクメータ６を回転させ、被校正トルクメータ９の校正を行う（校正ステップ）。

＜実施形態の作用効果＞
このように、本発明に係るトルク校正装置１００及びトルク校正方法によれば、被校正トルクメータ９のトルクの校正を行う際には、ロードセル１４には反動軸８やその他の部品、装置等の自重がかかり、その荷重をロードセル１４によって測定することができる。これにより、反動軸昇降用ハンドル１３を操作して反動軸８を上昇させることにより、ロードセル１４にかかる荷重を除去することができ、ひいては被校正トルクメータ９にかかる荷重を除去することができる。よって、被校正トルクメータ９の上方に設置された反動軸８や昇降機構等の自重の影響を除去して被校正トルクメータ９の校正を正確に行うことができる。
また、反動軸８の下端の一部とロードセル１４とは対向する位置にあるが、この対向する部位にボールベアリング１８を設けたので、反動軸８の一部分に過大な荷重がかかっても、ボールベアリング１８の転がりにより、姿勢を修正することができる。これにより、反動軸８の自重を正確に測定することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、ロードセル１４を設ける位置は反動軸８と反動軸側ダイヤフラムカップリング１０との間である必要はなく、反動軸側ダイヤフラムカップリング１０の下端であってもよいし、その他の場所であってもよい。
また、クロスヘッド３は、クロスヘッド昇降用ハンドル１１により昇降する機構である必要はなく、モータや減速機を用いて電動で昇降させるようにしてもよい。
また、反動軸８は、反動軸昇降用ハンドル１３により昇降する機構である必要はなく、モータや減速機を用いて電動で昇降させるようにしてもよい。
その他、本発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲内で自由に変更、改良が可能である。

トルク校正装置の概略正面図である。ロードセル近傍の要部拡大図である。ロードセル近傍の要部拡大図である。

符号の説明

４モータ（トルク付与手段）
６基準トルクメータ
７駆動軸側ダイヤフラムカップリング（第１支持部材）
８反動軸（固定部材）
９被校正トルクメータ
１０反動軸側ダイヤフラムカップリング（第２支持部材）
１３反動軸昇降用ハンドル（昇降手段）
１４ロードセル（荷重測定手段）
１８ボールベアリング
１００トルク校正装置

Claims

トルクメータの校正の基準となる基準トルクメータを上端で軸支し、軸回りに回転自在な第１支持部材と、この第１支持部材の上方に当該第１支持部材と同軸上に設けられ、校正される被校正トルクメータを下端で軸支する第２支持部材と、この第２支持部材を下端で支持する固定部材と、前記第１支持部材にトルクを付与するトルク付与手段と、を備えたトルク校正装置であって、
前記固定部材を前記第２支持部材の軸方向に沿って昇降させる昇降手段と、
前記固定部材の下端に設けられ、前記第２支持部材にかかる荷重を測定する荷重測定手段と、
を備えることを特徴とするトルク校正装置。
前記固定部材における前記荷重測定手段と対向する部位にボールベアリングを設けたことを特徴とする請求項１に記載のトルク校正装置。
請求項１又は２に記載のトルク校正装置を用いたトルク校正方法であって、
前記第１支持部材に前記基準トルクメータを取り付けるとともに、前記第２支持部材に前記被校正トルクメータを取り付ける取付ステップと、
前記荷重測定手段により、前記第２支持部材にかかる荷重を測定する荷重測定ステップと、
前記昇降手段により、前記荷重測定ステップにて測定した荷重を打ち消す位置まで前記固定部材を上昇させる昇降ステップと、
前記昇降ステップにて前記固定部材を上昇させた後、前記被校正トルクメータを校正する校正ステップと、
を備えることを特徴とするトルク校正方法。