JP5446776B2

JP5446776B2 - トルク検量装置

Info

Publication number: JP5446776B2
Application number: JP2009266312A
Authority: JP
Inventors: 芳弘山尾
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2009-11-24
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2029-11-24
Also published as: JP2011112372A

Description

本発明は、ダイナモメータのトルク検出に用いられる軸トルクメータの校正を行なう際に用いる検量アームに検量用の錘を取り付けて前記軸トルクメータの検量を行うトルク検量装置に関するものである。

前記トルク検量装置として、例えば、特許文献１が知られている。特許文献１においては、図８に示すように、トルク検量装置１０１は、ダイナモメータ１０２の回転軸１０３の一端側にカップリング１０４、軸トルクメータ１０５、カップリング１０６を介して被試験機１０７を接続して該被試験機１０７の各種性能試験等を行なう。

また、前記軸トルクメータ１０５の検量は、前記カップリング１０６から被試験機１０７を取り外し、軸トルクメータ１０５の一端を軸ロック機構１１４で固定するとともに、前記ダイナモメータ１０２の回転軸１０３の他端側にカップリング等の接続・切断機構１０８を介して接続される荷重負荷機構１１５の検量アーム１０９に検量用の錘１１１を取り付けて軸トルクメータ１０５の検量を行う。なお、１１２はダイナモメータ１０２の揺動部１０２ａの荷重を検出するロードセル、１１３は揺動部１０２ａと軸トルクメータ１０５を結合するロック部材である。更に、軸トルクメータ１０５の校正を行なう場合はロードセル１１２を取り外して、前記ロック部材１１３を用いて校正作業を行う。

特開２００９−２８１２４７号公報

ところで、前記従来のトルク検量装置には、次に述べるような問題点があった。（１）軸トルクメータ１０５の検量を行う場合に、軸ロック機構１１４を取り付けるためには、カップリング１０６から被試験機１０７を取り外さなければならなかった。
（２）軸ロック機構１１４による軸トルクメータ１０５を校正する作業を手作業で行なっていたために、作業効率が悪かった。特に、軸ロック機構１１４および荷重負荷機構１１５の着脱作業の効率が悪かった。
（３）前記被試験機１０７の取り外し作業や、軸ロック機構１１４による軸トルクメータ１０５の固定作業等の面倒な手作業が必要となるため、被試験機１０７の試験乃至軸トルクメータ１０５の検量を短時間で連続的に行なうことができなかった。

本発明の目的は、前記従来のトルク検量装置の問題点を解決し、カップリングから被試験機を取り外すことなく、軸トルクメータの校正を行なうことのできるトルク検量装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、従来のような面倒な手作業を必要とせずに軸トルクメータの校正を自動で行なうことのできるトルク検量装置を提供することにある。

請求項１の発明は、被試験機を取り付けるカップリングと、ダイナモメータの回転軸の一端側に取り付けられ被試験機のトルクを計測する軸トルクメータと、前記ダイナモメータの回転軸の他端側に該軸トルクメータの校正をするための荷重負荷機構と、前記カップリングの前記被試験機を取り付ける端面と前記軸トルクメータとの間に軸ロック機構の結合部を設けたトルク検量装置において、
前記軸ロック機構を、前記軸トルクメータの軸に取り付けられていて外周面にスプラインを有する前記結合部と、該結合部のスプラインに噛合するスプラインを内周面に有するリング状部材と、該リング状部材を取り付けていて該リング状部材を前記結合部に噛合する位置と噛合を解除する位置との間で移動させる取付台と、該取付台を駆動する駆動操作機構と、で構成した。

請求項２の発明は、請求項１に記載のトルク検量装置において、前記駆動操作機構は、ギヤドモータと、該ギヤドモータの回転を前記取付台の直進運動に変える送りネジおよびスクリューナットと、を備えている。

請求項３の発明は、請求項２に記載のトルク検量装置において、前記結合部を、前記カップリングの外周面にスプラインを設けることにより形成した。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のトルク検量装置において、前記ダイナモメータと荷重負荷機構との間に、両者を接続し又は両者の接続を解除する接続・切断機構を介在させた。

請求項５の発明は、請求項４に記載のトルク検量装置において、前記接続・切断機構は、前記ダイナモメータの回転軸に取り付けられたブレーキディスクと、前記荷重負荷機構側に取り付けられたキャリバーと、を備えている。

（１）請求項１のトルク検量装置は、駆動操作機構で取付台をスライドさせることにより結合部とリング状部材をスプライン結合させて、軸トルクメータをロックすることができる。また、この状態から、駆動操作機構で取付台を逆方向にスライドさせることにより結合部とリング状部材のスプライン結合を解除することができる。即ち、手作業ではなく、軸トルクメータの校正を行なう際の軸のロック又は解除を自動で行なうことができる。
（２）請求項２のトルク検量装置は、駆動操作機構を構成するギヤドモータのスイッチを入れて、ギヤドモータを一方向に回転させることにより前記取付台を一方向にスライドさせて、結合部とリング状部材をスプライン結合させることができる。また、ギヤドモータを他方向に回転させることにより前記取付台を他方向に移動させて結合部とリング状部材のスプライン結合を解除することができる。
（３）請求項３のトルク検量装置は、前記被試験機を取り付けるカップリングの外周面にスプラインを設けて結合部を形成したので、そのぶん部品点数を削減することができる。また、軸の長さを短くすることができる。
（４）請求項４のトルク検量装置は、前記ダイナモメータと荷重負荷機構の間に介在させた接続・切断機構により、必要に応じて両者を接続し、または接続を解除することができる。
（５）請求項５のトルク検量装置は、前記接続・切断機構を、ダイナモメータの回転軸に取り付けられたブレーキディスクと、荷重負荷機構側に取り付けられたキャリバーと、で構成したので、油圧等を利用することにより、接続および接続解除を容易に行うことができる。

本発明のトルク検量装置の平面図。本発明のトルク検量装置の正面図。本発明のトルク検量装置の左側面図。本発明のトルク検量装置の右側面図。図２の要部の拡大図。Ａ，Ｂは接続・切断機構の断面図。荷重負荷機構を示し、Ａは検量アームに錘の荷重を掛けない状態の正面図、Ｂは同断面図、Ｃは検量アームに第１の錘の荷重を掛けている状態の断面図、Ｄは検量アームに第１，第２の錘の荷重を掛けている状態の断面図、Ｅは検量アームに第１，第２，第３の錘の荷重を掛けている状態の断面図。従来例の説明図。

図１〜図４に示すように、トルク検量装置１は、ダイナモメータ２の回転軸３の一端側にカップリング４を介して軸の一端側を接続された軸トルクメータ５の他端側に他のカップリング６を介して被試験機（図示省略）を接続して該被試験機の試験を行なう。また、前記軸トルクメータ５の一端側を、後に詳しく説明す軸ロック機構７により回転不可能に固定し、且つ前記ダイナモメータ２の回転軸の他端側に、後に詳しく説明する接続・切断機構８を介して接続される検量アーム９の先端に荷重負荷機構１０の検量用の錘１１を取り付けて前記軸トルクメータ５の検量を行う構成になっている。なお、１４は接続・切断機構８に油圧を供給制御する油圧供給制御装置、１５は前記ダイナモメータ２に潤滑油を供給する油圧スイッチ付の潤滑装置、１６はダイナモメータ２に冷却風を供給する冷却用のファン装置である。

図５は図２の軸ロック機構７部分を拡大して示すものである。前記軸ロック機構７は、前記カップリング６の被試験機を取り付ける端面６ａと前記軸トルクメータとの間に設けられた結合部２２と、該結合部２２の外周面のスプライン２１に噛合するスプライン２３を内周面に設けたリング状部材２４と、該リング状部材２４を取り付けていて該リング状部材２４を前記結合部２２に噛合する位置および噛合を解除する位置との間で移動させる取付台２５と、該取付台２５を駆動する駆動操作機構２６と、を備えている。

前記結合部２２は、前記カップリング６の外周面にスプライン２１を設けることにより構成されている。

前記駆動操作機構２６は、ギヤドモータ２７と、該ギヤドモータ２７によりプーリーやベルトからなる回転伝達部２８を介しての回転される送りネジ２９と、該送りネジ２９に螺合されたスクリューナット３０と、該スクリューナット３０を前記取付台２５に下面に取り付けているスクリューナット支持体３１と、からなっている。

そして、図５に実線で示すように、前記結合部２２とリング状部材２４のスプライン結合が解除されている状態において、ギヤドモータ２７を正回転させると、送りネジ２９とスクリューナット３０により取付台２５およびリング状部材２４が矢印Ａ方向にスライドして、２点鎖線で示すように、リング状部材２４と結合部２２がスプライン結合して、軸トルクメータ５を自動的に固定する。

上述したように、前記結合部２２を、前記カップリング６の被試験機を取り付ける端面６ａと前記軸トルクメータ５との間に設けたので、カップリング６に被試験機を取り付けたままの状態で、前記軸ロック機構７の自動操作により軸をロックすることができる。また、２点鎖線で示す状態から、ギヤドモータ２７を逆回転させると取付台２５およびリング状部材２４が矢印Ｂ方向にスライドして、実線で示すように、リング状部材２４と結合部２２のスプライン結合が自動的に解除される。

図６は接続・切断機構８の拡大断面図である。接続・切断機構８は、ダイナモメータ２側に設けられたブレーキディスク４１と、荷重負荷機構１０側に設けられた断面略コ字状のキャリバー４２と、を備えている。

前記略コ字状のキャリバー４２の対向する内面には一対のブレーキパッド４３，４４が配置されている。一方のブレーキパッド４３は、キャリバー４２の内面に固着されている。他方のブレーキパッド４４は、ピストン４５により前記ブレーキディスク４１に対して接続および接続解除方向に移動可能に取り付けられている。前記キャリバー４２には前記ピストン４５の一端部が臨む油室４６が形成されている。そして、前記油室４６に油圧を導入することにより、図６Ｂに示すように、一方のブレーキパッド４４をブレーキディスク４１の一側面に押し付けるとともに、その反力で他方のブレーキパッド４３をブレーキディスク４１の他側面に押し付けて、ダイナモメータ２側の回転軸３と検量アーム９を接続する。前記接続・切断機構８は、図示を省略した油圧制御装置により制御される構成になっている。前記接続・切断機構８にはクラッチ機構を使用してもよい。

図７は前記検量アーム９の先端に錘１１を取り付けるための荷重負荷機構１０を示す。

荷重負荷機構１０は、油圧シリンダ５１と、該油圧シリンダ５１により昇降されるリフト台５２と、該リフト台５２上に立設された複数本の錘押上ロッド５３と、これら錘押上ロッド５３を挿入した状態で前記リフト台５２上に積層配置された複数の錘１１（以下、最下端の錘を第１の錘１１ａと称し、上部の錘を第２，第３の錘１１ｂ，１１ｃと称する）の中央部を貫通する錘吊下ロッド５４と、を備えている。

前記錘吊下ロッド５４は、下端が係合部５５により第１の錘１１ａの下面に取り付けられているとともに、上端はフック５６により前記検量アーム９の先端に取り付けられている。

前記フック５６は、略Ｕ字状に形成されていて対向面に縦長の軸受孔５７を備え、該軸受孔５７に、前記検量アーム９の先端に取り付けたナイフエッジの軸部５８を所定の遊び間隙をもって挿入することにより前記検量アーム９の先端に取り付けられている。

前記第１〜第３の錘１１ａ〜１１ｃは、前記錘押上ロッド５３を挿入するロッド挿入孔１１ｄ〜１１ｆを備えている。（以下、第１の錘１１ａのロッド挿入孔１１ｄを第１のロッド挿入孔と称し、第２の錘１１ｂのロッド挿入孔１１ｅを第２のロッド挿入孔と称し、第３の錘１１ｂのロッド挿入孔１１ｆを第３のロッド挿入孔と称する）。

前記第１のロッド挿入孔１１ｄは、最も大径に形成されている。第２のロッド挿入孔１１ｅは、第１のロッド挿入孔１１ｄの真上に該第１のロッド挿入孔１１ｄよりも小径に形成されている。第３のロッド挿入孔１１ｆは、第２のロッド挿入孔１１ｅの真上に該第２のロッド挿入孔１１ｅよりも小径に形成されている。

一方、前記錘押上ロッド５３は、前記第１のロッド挿入孔１１ｄに挿入する第１の径部５３ａと、前記第２のロッド挿入孔１１ｅに挿入する第１の径部５３ｂと、前記第３のロッド挿入孔１１ｆに挿入する第３の径部５３ｃと、によって、
先端側にいくに従って径の細くなる多径ロッド状に形成されている。

そして、油圧シリンダ４１でリフト台５２を所定の位置まで上昇させると、図７Ａ，７Ｂに示すように、第１の錘１１ａとともに、錘吊下ロッド５４が持ち上げられて、該錘吊下ロッド５４の上端のＵ字状のフック５６と、検量アーム９の先端に取り付けたナイフエッジの軸部５８の上端が非接触状態になって、検量アーム９に第１〜第３の錘１１ａ〜１１ｃの荷重が掛かるのを阻止する。

また、図７Ａ，７Ｂに示す状態から、リフト台５２を所定量下降させると、第１の錘１１ａの荷重で錘吊下ロッド５４が押し下げられ、図７Ｃに示すように、錘吊下ロッド垂下軸５４の上端のＵ字状のフック４６の軸受孔５７の上端に、検量アーム９の先端に取り付けたナイフエッジ状の軸部５８の上端が接触し、第１の錘１１ａがリフト台５２から浮き上がった状態になって第１の錘１１ａの荷重が検量アーム９に掛かる。

図７Ｃに示す状態から、リフト台５３を更に所定量下降させると、第１の錘１１ａで第２の錘１１ｂが持ち上げられて、図７Ｄに示すように、第１，第２の錘１１ａ，１１ｂの荷重が検量アーム１０に掛かる。

図７Ｄに示す状態から、リフト台５２を更に所定量下降させると、更に第３の錘１１ｃも持ち上げられて、図７Ｅに示すように、第１〜第３の錘１１ａ〜１１ｃの全ての荷重が検量アーム９に掛かる。なお、前記リフト台５２の昇降位置は複数のセンサ（図示省略）で検出される。また、前記油圧シリンダ５１を含む荷重負荷機構１０の制御は、油圧制御装置（図示省略）で行なわれる。

次に、上記実施例のトルク検量装置１の作用について説明する。被試験機１０７の試験は、該被試験機１０７をカップリング６の端面６ａに取り付け、軸ロック機構７により軸トルクメータ５のロックを解除するとともに、接続・切断機構８によりダイナモメータ２と検量アーム９を切り離した状態で行なわれる。

前記被試験機１０７の取付作業は、専ら手動で行なわれるが、軸ロック機構７による軸トルクメータ５のロック解除作業は、駆動操作機構２６で自動的に行われるとともに、接続・切断機構８による検量アーム９の切り離し作業も、接続・切断機構８の油圧制御装置により自動的に行なわれる。

また、被試験機１０７の試験終了後に軸トルクメータ５の検量を行う場合には、前記被試験機を取り付けたままの状態で、前記軸ロック機構７により軸トルクメータ５をロックするとともに、接続・切断機構８により検量アーム９を接続し、該検量アーム９の先端にモート検量装置１０の錘１１を吊り下げることにより行なわれる。

以上説明したように、本発明は、軸トルクメータの校正を行う場合に、被試験機を取り外す必要がないので、自動でトルクメータの校正を行うことができる。また、軸ロック機構による軸トルクメータの固定を自動的に行なうので従来の手作業による面倒なロック作業が不要となり、被試験機の試験や軸トルクメータの検量を短時間に効率的に行うことができる。なお、上記実施例では、前記カップリング６の外周面にスプラインを形成して結合部２２を構成する場合を示したが、前記カップリング６とは別個に結合部２２を形成してもよい。また、上記実施例では、スプラインを利用して軸ロック機構を構成した場合を示したが、クラッチ機構やディスクブレーキ機構又はラチェット機構で軸ロック機構を構成しても良い。

１…トルク検量装置
２…ダイナモメータ
３…回転軸
４…カップリング
５…軸トルクメータ
６…カップリング
７…軸ロック機構
８…接続・切断機構
９…検量アーム
１０…荷重負荷機構
１１…錘
２１…スプライン
２２…結合部
２３…スプライン
２４…リング状部材
２５…取付台
２６…駆動操作機構
２７…ギヤドモータ
２８…回転伝達部
２９…送りネジ
３０…スクリューナット
３１…スクリューナット支持体

Claims

被試験機を取り付けるカップリングと、ダイナモメータの回転軸の一端側に取り付けられ被試験機のトルクを計測する軸トルクメータと、前記ダイナモメータの回転軸の他端側に該軸トルクメータの校正をするための荷重負荷機構と、前記カップリングの前記被試験機を取り付ける端面と前記軸トルクメータとの間に軸ロック機構の結合部を設けたトルク検量装置において、
前記軸ロック機構は、前記軸トルクメータの軸に取り付けられていて外周面にスプラインを有する前記結合部と、該結合部のスプラインに噛合するスプラインを内周面に有するリング状部材と、該リング状部材を取り付けていて該リング状部材を前記結合部に噛合する位置と噛合を解除する位置との間で移動させる取付台と、該取付台を駆動する駆動操作機構と、で構成されていることを特徴とするトルク検量装置。
前記駆動操作機構は、ギヤドモータと、該ギヤドモータの回転を前記取付台の直進運動に変える送りネジおよびスクリューナットと、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のトルク検量装置。
前記結合部は、前記カップリングの外周面にスプラインを設けることにより形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトルク検量装置。
前記ダイナモメータと荷重負荷機構との間に、両者を接続し又は両者の接続を解除する接続・切断機構を介在させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のトルク検量装置。
前記接続・切断機構は、前記ダイナモメータの回転軸に取り付けられたブレーキディスクと、前記荷重負荷機構側に取り付けられたキャリバーと、を備えていることを特徴とする請求項４に記載のトルク検量装置。