JPH0351728Y2 - - Google Patents
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- JPH0351728Y2 JPH0351728Y2 JP19386785U JP19386785U JPH0351728Y2 JP H0351728 Y2 JPH0351728 Y2 JP H0351728Y2 JP 19386785 U JP19386785 U JP 19386785U JP 19386785 U JP19386785 U JP 19386785U JP H0351728 Y2 JPH0351728 Y2 JP H0351728Y2
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 27
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
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- Testing Of Balance (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は運動特性を求める実験に用いる供試体
等の慣性モーメント測定に好適な測定装置に関す
る。
等の慣性モーメント測定に好適な測定装置に関す
る。
従来、剛体の慣性モーメントを求めるには、例
えば、機械工学便覧改訂第６版（昭和52年７月、
日本機械学会、第３編、P31，P32）に記載され
ている如く、剛体を水平な固定軸まわりに自由に
回転し得るように吊り下げて該剛体の微少な自由
振動から測定結果を得る物理振子法、剛体をその
重心を通るひとつの慣性主軸に関して対称な２点
に結ばれた同長の紐で水平に吊り下げて重心まわ
りに回転させたときの微少振動から測定結果を得
る２本吊り振子法等があるが、運動特性を求める
実験に用いる供試体は一般にその形状や構造に制
約されることが多く、例えば、第３図に示される
供試体Ｍでは、鉛直軸３３が重力方向の保持は容
易であつても、横軸３２が重力方向では保持が困
難であつて、従つて前記の如き支持方法では慣性
モーメントの測定が困難であつた。
えば、機械工学便覧改訂第６版（昭和52年７月、
日本機械学会、第３編、P31，P32）に記載され
ている如く、剛体を水平な固定軸まわりに自由に
回転し得るように吊り下げて該剛体の微少な自由
振動から測定結果を得る物理振子法、剛体をその
重心を通るひとつの慣性主軸に関して対称な２点
に結ばれた同長の紐で水平に吊り下げて重心まわ
りに回転させたときの微少振動から測定結果を得
る２本吊り振子法等があるが、運動特性を求める
実験に用いる供試体は一般にその形状や構造に制
約されることが多く、例えば、第３図に示される
供試体Ｍでは、鉛直軸３３が重力方向の保持は容
易であつても、横軸３２が重力方向では保持が困
難であつて、従つて前記の如き支持方法では慣性
モーメントの測定が困難であつた。
このため、このような供試体について、例え
ば、竹沢誠二「第２回耐航性に関するシンポジユ
ウム」テキスト（昭和52年12月、日本造船学会、
P85，P86）に記載のある如く、供試体Ｍの横軸
３２に関する慣性モーメントを測定する場合、上
記の物理振子法を応用して、水平な固定軸まわり
に自由に回転しうる台上に供試体を載せて、該固
定軸まわりに微小な自由振動をさせて測定し、ま
た、供試体Ｍの鉛直な固定軸に関する慣性モーメ
ントは、該固定軸まわりに自由に回転しうる台上
に供試体を載せて、復原用のばねを用い、該固定
軸まわりに自由振動させて測定するものがある。
ば、竹沢誠二「第２回耐航性に関するシンポジユ
ウム」テキスト（昭和52年12月、日本造船学会、
P85，P86）に記載のある如く、供試体Ｍの横軸
３２に関する慣性モーメントを測定する場合、上
記の物理振子法を応用して、水平な固定軸まわり
に自由に回転しうる台上に供試体を載せて、該固
定軸まわりに微小な自由振動をさせて測定し、ま
た、供試体Ｍの鉛直な固定軸に関する慣性モーメ
ントは、該固定軸まわりに自由に回転しうる台上
に供試体を載せて、復原用のばねを用い、該固定
軸まわりに自由振動させて測定するものがある。
しかしながら、この方法で供試体の重心に関す
る慣性モーメントInを求めようとすると、次の如
き多くの要素の測定値が必要となる。即ち Id：測定台の重心に関する慣性モーメント I′：供試体と測定台の水平な固定軸に関する慣
性モーメント n：水平な固定軸から供試体の重心までの距
離 d：水平な固定軸から測定台の重心までの距
離 Mn：供試体の質量 Md：測定台の質量 を求め、これらの値から次式 In＝I′−（Id＋Md・2d）−Mn・2n によりInを求めるもので、測定すべき要素が多
く、かつ、複雑であるため、これに対応して測定
誤差が累積し、水平な固定軸をなす軸受の摩擦と
ともに測定精度が急激に低下するという欠点を有
してした。
る慣性モーメントInを求めようとすると、次の如
き多くの要素の測定値が必要となる。即ち Id：測定台の重心に関する慣性モーメント I′：供試体と測定台の水平な固定軸に関する慣
性モーメント n：水平な固定軸から供試体の重心までの距
離 d：水平な固定軸から測定台の重心までの距
離 Mn：供試体の質量 Md：測定台の質量 を求め、これらの値から次式 In＝I′−（Id＋Md・2d）−Mn・2n によりInを求めるもので、測定すべき要素が多
く、かつ、複雑であるため、これに対応して測定
誤差が累積し、水平な固定軸をなす軸受の摩擦と
ともに測定精度が急激に低下するという欠点を有
してした。
本考案は、測定項目を少なくし、慣性モーメン
トの測定精度を向上させることを目的とする。
トの測定精度を向上させることを目的とする。
本考案は前記の問題を解決するために、測定台
を昇降可能で、かつ、水平固定軸のまわりに回転
可能とし、この測定台の昇降に伴う水平固定軸に
関するアンバランスを補償するための平衡機構を
設けることによつて、慣性モーメントの測定を精
度よくできるようにしたものである。
を昇降可能で、かつ、水平固定軸のまわりに回転
可能とし、この測定台の昇降に伴う水平固定軸に
関するアンバランスを補償するための平衡機構を
設けることによつて、慣性モーメントの測定を精
度よくできるようにしたものである。
測定台を昇降可能とすることによつて供試体の
重心を水平固定軸Ａと一致させることが可能とな
り、また、平衡機構によつて水平固定軸の廻りの
測定台のアンバランスが補償される。
重心を水平固定軸Ａと一致させることが可能とな
り、また、平衡機構によつて水平固定軸の廻りの
測定台のアンバランスが補償される。
基台１は、測定台２、バランスウエイト３、台
ガイド４、昇降ねじ４ｃ及び連接棒１０からなる
測定台部を、基台上の水平な固定軸Ａをなす左右
の軸受６で支持し、この測定台部全体が自由に回
転するようになつている。
ガイド４、昇降ねじ４ｃ及び連接棒１０からなる
測定台部を、基台上の水平な固定軸Ａをなす左右
の軸受６で支持し、この測定台部全体が自由に回
転するようになつている。
本考案装置にあつては、昇降、平衡及び検知の
３つの機構を備える。
３つの機構を備える。
昇降機構は、供試体Ｍを載せる測定台２を昇降
ねじ４ｃにより台ガイド４に沿つて昇降させるも
ので、昇降ハンドル７を廻すことによりその回転
力が昇降軸４ａに伝達され、さらに、傘歯車４ｂ
を介して昇降ねじ４ｃを廻わし測定台２を昇降さ
せる。なお、測定中には、昇降ハンドルは、Ｓ部
で昇降軸４ａから抜け、ハンドルガイド７ａと共
にＮの位置に抜かれ、測定台には干渉しないよう
になつている。
ねじ４ｃにより台ガイド４に沿つて昇降させるも
ので、昇降ハンドル７を廻すことによりその回転
力が昇降軸４ａに伝達され、さらに、傘歯車４ｂ
を介して昇降ねじ４ｃを廻わし測定台２を昇降さ
せる。なお、測定中には、昇降ハンドルは、Ｓ部
で昇降軸４ａから抜け、ハンドルガイド７ａと共
にＮの位置に抜かれ、測定台には干渉しないよう
になつている。
平衡機構は、昇降ねじ４ｃに噛み合ったバラン
スウエイト３が測定台２の昇降と逆方向に台ガイ
ド４に沿って昇降し、測定台２を水平固定軸Ａま
わりに平衡させるものである。台ガイド４と昇降
ねじ４ｃに保持される左右バランスウエイト３は
測定台２と同一重量であり、それらの重心は水平
固定軸Ａに関して対称である。昇降ネジ４ｃは線
Ｌを境に逆ねじに形成してあるので、測定台２の
昇降に連動してバランスウエイト３は逆方向に昇
降し水平固定軸Ａに関し平衡させるようになつて
いる。
スウエイト３が測定台２の昇降と逆方向に台ガイ
ド４に沿って昇降し、測定台２を水平固定軸Ａま
わりに平衡させるものである。台ガイド４と昇降
ねじ４ｃに保持される左右バランスウエイト３は
測定台２と同一重量であり、それらの重心は水平
固定軸Ａに関して対称である。昇降ネジ４ｃは線
Ｌを境に逆ねじに形成してあるので、測定台２の
昇降に連動してバランスウエイト３は逆方向に昇
降し水平固定軸Ａに関し平衡させるようになつて
いる。
さらに、検知機構は、荷重変換器１１の一側が
スコツチヨーク１２に、また、他の一側が連接棒
１０を介して台ガイド４の下端に連結され、スコ
ツチヨーク１２の停止位置に応じて、測定台２が
水平固定軸Ａ廻りに傾斜する。このとき、測定台
２が水平固定軸Ａに関し、不平衡であれば、荷重
変換器１１と増幅器１８で検定される。即ち、本
機構は、スコツチヨーク１２に固定される二重変
換器１１と、左右の台ガイド４，４の下端の軸受
１０ａに支持されて軸ｃに関し平衡である連接棒
１０とからなり、荷重変換器と連接棒とが球面軸
受でＰ点において結ばれているので、測定台部が
水平固定軸Ａに関し不平衡であれば、荷重変換器
１１で検知されるようになつている。
スコツチヨーク１２に、また、他の一側が連接棒
１０を介して台ガイド４の下端に連結され、スコ
ツチヨーク１２の停止位置に応じて、測定台２が
水平固定軸Ａ廻りに傾斜する。このとき、測定台
２が水平固定軸Ａに関し、不平衡であれば、荷重
変換器１１と増幅器１８で検定される。即ち、本
機構は、スコツチヨーク１２に固定される二重変
換器１１と、左右の台ガイド４，４の下端の軸受
１０ａに支持されて軸ｃに関し平衡である連接棒
１０とからなり、荷重変換器と連接棒とが球面軸
受でＰ点において結ばれているので、測定台部が
水平固定軸Ａに関し不平衡であれば、荷重変換器
１１で検知されるようになつている。
また、この機構は、駆動モータの回転力を第１
図に示す如くスコツチヨーク１２で往復運動に
変換し、測定台を強制動揺させるときの力の検知
と伝達に兼用される。
図に示す如くスコツチヨーク１２で往復運動に
変換し、測定台を強制動揺させるときの力の検知
と伝達に兼用される。
いま、上記の如き３つの機構を有する本考案装
置を利用して、供試体Ｍの重心に関する慣性モー
メントを求めてみる。
置を利用して、供試体Ｍの重心に関する慣性モー
メントを求めてみる。
まず、第２図に示す測定台２に載せ、第３図に
示す重心３１を有する供試体Ｍを、該重心が水平
固定軸Ａに合致するように測定台を昇降する。駆
動モータの回動力をスコツチヨーク１２で往復直
線力に変換し、荷重変換器１１連接棒１０を介し
て測定台を微小角度θで強制動揺させる。この強
制動揺力は、荷重変換器１１、で電圧に変換され
増幅器１８を通り積分加算器１９で測定係数とな
る。
示す重心３１を有する供試体Ｍを、該重心が水平
固定軸Ａに合致するように測定台を昇降する。駆
動モータの回動力をスコツチヨーク１２で往復直
線力に変換し、荷重変換器１１連接棒１０を介し
て測定台を微小角度θで強制動揺させる。この強
制動揺力は、荷重変換器１１、で電圧に変換され
増幅器１８を通り積分加算器１９で測定係数とな
る。
ここで、Ｅを上記の如くして求めた測定係数と
し、また、供試体Ｍの重心に関する慣性モーメン
トをIn、測定台の重心に関する慣性モーメントを
Id、強制動揺θ、強制動揺の腕の長さ及び駆動
源の回転数で定まる定数をＣとし、さらに、供試
体Ｍと測定台部の重心に関する慣性モーメントを
Indとすると、 Ind＝Ｅ／Ｃ の関係があり、Imdが求められる。また、 Ind＝In＋Id であるから、測定台のIdを上記の如く強制動揺さ
せて、別に求めておけば、供試体ＭのInは、 In＝Ind−Id として求められるのである。
し、また、供試体Ｍの重心に関する慣性モーメン
トをIn、測定台の重心に関する慣性モーメントを
Id、強制動揺θ、強制動揺の腕の長さ及び駆動
源の回転数で定まる定数をＣとし、さらに、供試
体Ｍと測定台部の重心に関する慣性モーメントを
Indとすると、 Ind＝Ｅ／Ｃ の関係があり、Imdが求められる。また、 Ind＝In＋Id であるから、測定台のIdを上記の如く強制動揺さ
せて、別に求めておけば、供試体ＭのInは、 In＝Ind−Id として求められるのである。
本考案装置においては従来方法による測定値と
その測定精度が格段に向上する。即ち従来方法で
は、供試体を載せる台の支持軸受の摩擦に基づく
測定値の誤差が生じるため測定精度の低下が避け
られなかったが、本考案装置においては、強制動
揺の中心と被測定体の重心が一致していて、ま
た、バネも使用していないことから測定精度が格
段に向上する。
その測定精度が格段に向上する。即ち従来方法で
は、供試体を載せる台の支持軸受の摩擦に基づく
測定値の誤差が生じるため測定精度の低下が避け
られなかったが、本考案装置においては、強制動
揺の中心と被測定体の重心が一致していて、ま
た、バネも使用していないことから測定精度が格
段に向上する。
即ち、いま回転軸のトルクをＴ〔kgf・ｍ〕慣
性モーメントをＩ〔kgf・sec2・ｍ〕、摩擦抵抗を
Ｒ〔Kgf・sce・ｍ〕、バネ定数をＫ〔kgf・ｍ・
red〕、回転角をθ、回転速度をθ、回転角速度を
θとすると、 Ｔ＝Iθ¨＋Rθ〓＋Kθ ……(1) で表わされるが、この軸に、角度の振幅で正弦
的な回転運動を与えると、 但しω＝2πf・ｆ（周波数）＝１／Ｔ（周期） (2)を(1)に入れると、 Ｔ＝｛−Ｉ・ω2・sin ωt＋Ｒ ・ω・cos ωt＋Ｋ sin ωt｝ ……(3) 回転中心と重心が一致してバネもない場合は、 Ｋ＝０ であるから、 Ｔ＝｛−Ｉ・ω2・sin ω ｔ＋Ｒ・ω・cos ωt｝ ……(4) として、荷重変換器に検知され、積分加算器に導
かれると該加算器の機能により、検知したい慣性
モーメントのsin成分から摩擦係数のcos成分が分
離されて、測定係数に含まれないこととなり、測
定精度が格段に向上するものである。
性モーメントをＩ〔kgf・sec2・ｍ〕、摩擦抵抗を
Ｒ〔Kgf・sce・ｍ〕、バネ定数をＫ〔kgf・ｍ・
red〕、回転角をθ、回転速度をθ、回転角速度を
θとすると、 Ｔ＝Iθ¨＋Rθ〓＋Kθ ……(1) で表わされるが、この軸に、角度の振幅で正弦
的な回転運動を与えると、 但しω＝2πf・ｆ（周波数）＝１／Ｔ（周期） (2)を(1)に入れると、 Ｔ＝｛−Ｉ・ω2・sin ωt＋Ｒ ・ω・cos ωt＋Ｋ sin ωt｝ ……(3) 回転中心と重心が一致してバネもない場合は、 Ｋ＝０ であるから、 Ｔ＝｛−Ｉ・ω2・sin ω ｔ＋Ｒ・ω・cos ωt｝ ……(4) として、荷重変換器に検知され、積分加算器に導
かれると該加算器の機能により、検知したい慣性
モーメントのsin成分から摩擦係数のcos成分が分
離されて、測定係数に含まれないこととなり、測
定精度が格段に向上するものである。
本考案は、以上の構成から成り、昇降機構によ
つて供試体の重心を慣性モーメント測定軸に容易
に合致させることが可能である。
つて供試体の重心を慣性モーメント測定軸に容易
に合致させることが可能である。
平衡機能を有するため、測定台の重心を水平な
固定軸に合致させて測定台の重心に関する慣性モ
ーメントを強制動揺により直接求めることがで
き、さらに、検知機構を有するために、供試体の
慣性モーメントの測定結果の信頼性を高めるとと
もに昇降機構と共に用いることで供試体の重心の
測定が可能であり、強制揺動力の検知と伝達を兼
用するから装置が簡素化できる等の利点を有する
とともに、かかる構成を有する平面な測定台上に
供試体を載置し、駆動源を用いて強制動揺させ供
試体の慣性モーメントを求めると、供試体の重心
に関する慣性モーメントInがInd−Idとして求めら
れ従来方法に比較して、測定要素が少なく、従つ
て、測定誤差が少なくなり、さらに数回の強制動
揺により測定結果が求められて測定時間が著しく
短縮する等の利点を有するもので、測定項目を少
なくし、慣性モーメントの測定精度を向上させる
本考案の目的を達し得て慣性モーメント測定装置
として極めて有用である。
固定軸に合致させて測定台の重心に関する慣性モ
ーメントを強制動揺により直接求めることがで
き、さらに、検知機構を有するために、供試体の
慣性モーメントの測定結果の信頼性を高めるとと
もに昇降機構と共に用いることで供試体の重心の
測定が可能であり、強制揺動力の検知と伝達を兼
用するから装置が簡素化できる等の利点を有する
とともに、かかる構成を有する平面な測定台上に
供試体を載置し、駆動源を用いて強制動揺させ供
試体の慣性モーメントを求めると、供試体の重心
に関する慣性モーメントInがInd−Idとして求めら
れ従来方法に比較して、測定要素が少なく、従つ
て、測定誤差が少なくなり、さらに数回の強制動
揺により測定結果が求められて測定時間が著しく
短縮する等の利点を有するもので、測定項目を少
なくし、慣性モーメントの測定精度を向上させる
本考案の目的を達し得て慣性モーメント測定装置
として極めて有用である。
第１図ｉ〜は、本考案装置を示す説明図で、
そのうちは一部切開の全体正面図、はその側
面図、はのＫ方向から見た部分図、はの
Ｊ部の拡大図である。また、第２図は本考案装置
の原理説明図、第３図は供試体の一例を示す説明
図である。 １……基台、２……測定台、３……バランスウ
エイト、４……台ガイド、４ａ……昇降軸、４ｂ
……傘歯車、４ｃ……昇降ねじ、５……固定バラ
ンスウエイト、６……軸受、７……昇降ハンド
ル、８……パイプ、１０……連接棒、１０ａ……
軸受、１１……荷重変換器、１２……スコツチヨ
ーク、Ｍ……供試体、３１……（供試体の）重
心、３２……（供試体の）横軸、３３……（供試
体の）鉛直軸、３４……（供試体の）縦軸。
そのうちは一部切開の全体正面図、はその側
面図、はのＫ方向から見た部分図、はの
Ｊ部の拡大図である。また、第２図は本考案装置
の原理説明図、第３図は供試体の一例を示す説明
図である。 １……基台、２……測定台、３……バランスウ
エイト、４……台ガイド、４ａ……昇降軸、４ｂ
……傘歯車、４ｃ……昇降ねじ、５……固定バラ
ンスウエイト、６……軸受、７……昇降ハンド
ル、８……パイプ、１０……連接棒、１０ａ……
軸受、１１……荷重変換器、１２……スコツチヨ
ーク、Ｍ……供試体、３１……（供試体の）重
心、３２……（供試体の）横軸、３３……（供試
体の）鉛直軸、３４……（供試体の）縦軸。
Claims (1)
- 昇降可能で水平固定軸のまわりに回転可能な測
定台と、この測定台の昇降に伴う水平固定軸に関
するアンバランスを補償する平衡機構と、測定台
を強制動揺させる駆動源と、測定台の動揺力の検
知機構とからなる慣性モーメント測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19386785U JPH0351728Y2 (ja) | 1985-12-17 | 1985-12-17 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19386785U JPH0351728Y2 (ja) | 1985-12-17 | 1985-12-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62102140U JPS62102140U (ja) | 1987-06-29 |
| JPH0351728Y2 true JPH0351728Y2 (ja) | 1991-11-07 |
Family
ID=31150294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19386785U Expired JPH0351728Y2 (ja) | 1985-12-17 | 1985-12-17 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0351728Y2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100380080B1 (ko) * | 2000-11-20 | 2003-04-11 | 현대자동차주식회사 | 파워 플랜트 관성 모멘트 측정 보조장치 |
| JP5679731B2 (ja) * | 2009-08-06 | 2015-03-04 | 大和製衡株式会社 | 重心高さ測定装置 |
| CN109141748A (zh) * | 2018-08-01 | 2019-01-04 | 晋西工业集团有限责任公司 | 一种惯量测试一体化装置 |
-
1985
- 1985-12-17 JP JP19386785U patent/JPH0351728Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62102140U (ja) | 1987-06-29 |
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