JPH04198826A - プロペラ航空機におけるエンジンのトルク検出装置 - Google Patents
プロペラ航空機におけるエンジンのトルク検出装置Info
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- JPH04198826A JPH04198826A JP33265490A JP33265490A JPH04198826A JP H04198826 A JPH04198826 A JP H04198826A JP 33265490 A JP33265490 A JP 33265490A JP 33265490 A JP33265490 A JP 33265490A JP H04198826 A JPH04198826 A JP H04198826A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、プロペラ航空機におけるエンジンのトルクを
検出するトルク検出装置に関する。
検出するトルク検出装置に関する。
従来、この種の装置として実開昭５５−８１７４０号公
報に開示されたものが知られている。 同装置によれば、プロペラの翼支承部ニｇ Ｉ［センサ
を設け、同センサによる検出結果に基づいてエンジンの
トルクを検出していた。
報に開示されたものが知られている。 同装置によれば、プロペラの翼支承部ニｇ Ｉ［センサ
を設け、同センサによる検出結果に基づいてエンジンの
トルクを検出していた。
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、
エンジンのクランク軸に一体的に連結されて同エンジン
の回転駆動力が入力される入力軸と、プロペラに一体的
に連結される出力軸と、これら両輪間に設けられて上記
入力軸の回転を減速しつつ上記エンジンの回転駆動力を
上記出力軸に伝える減速機構とからなる航空機用減速機
を備えたプロペラ航空機において、上記入力軸または減
速機構における軸部材であって上記回転駆動力によって
捻れる軸部材のいずれかを′磁性体で構成するとともに
、当該軸部材の表面に対面して上記回転駆動力によるね
じれにもとづいて当該軸部材の表面に生じる剪断応力を
検出する磁歪式の応力センサを配設し、かつ、向応カセ
ンサに接続されて上記エンジンのトルクを表す信号を出
力するトルク信号出力手段を備えたことにある。
エンジンのクランク軸に一体的に連結されて同エンジン
の回転駆動力が入力される入力軸と、プロペラに一体的
に連結される出力軸と、これら両輪間に設けられて上記
入力軸の回転を減速しつつ上記エンジンの回転駆動力を
上記出力軸に伝える減速機構とからなる航空機用減速機
を備えたプロペラ航空機において、上記入力軸または減
速機構における軸部材であって上記回転駆動力によって
捻れる軸部材のいずれかを′磁性体で構成するとともに
、当該軸部材の表面に対面して上記回転駆動力によるね
じれにもとづいて当該軸部材の表面に生じる剪断応力を
検出する磁歪式の応力センサを配設し、かつ、向応カセ
ンサに接続されて上記エンジンのトルクを表す信号を出
力するトルク信号出力手段を備えたことにある。
上記のように構成した本発明においては、航空機用減速
機の入力軸または減速機構に使用されている軸部材のう
ち、エンジンの回転駆動力によって捻れる軸部材のいず
れかを磁性体で構成しており、当該軸部材の表面に対面
して配設された磁歪式の応力センサが上記回転駆動力に
よるねじれにもとづいて当該軸部材の表面に生じる剪断
応力を検出すると、トルク信号出力手段は向応カセンサ
の検出結果に基づいてエンジンのトルクを表ス信号を出
力する。 すなわち、出力軸以外の軸部材にかかる剪断応力を磁歪
式の応力センサで検出し、同センサの検出結果に基づい
てエンジンのトルクを検出する。 プロペラの駆動系統においては出力軸以外に生じている
ジャイロモーメントは小さいので、本発明によれば、ジ
ャイロモーメントの影響を受けることなく正確にエンジ
ンのトルクを検出することができる。
機の入力軸または減速機構に使用されている軸部材のう
ち、エンジンの回転駆動力によって捻れる軸部材のいず
れかを磁性体で構成しており、当該軸部材の表面に対面
して配設された磁歪式の応力センサが上記回転駆動力に
よるねじれにもとづいて当該軸部材の表面に生じる剪断
応力を検出すると、トルク信号出力手段は向応カセンサ
の検出結果に基づいてエンジンのトルクを表ス信号を出
力する。 すなわち、出力軸以外の軸部材にかかる剪断応力を磁歪
式の応力センサで検出し、同センサの検出結果に基づい
てエンジンのトルクを検出する。 プロペラの駆動系統においては出力軸以外に生じている
ジャイロモーメントは小さいので、本発明によれば、ジ
ャイロモーメントの影響を受けることなく正確にエンジ
ンのトルクを検出することができる。
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本発明が適用される航空機用減速機を示してお
り、同減速機はケーシングＡと人、力軸１１と出力軸１
２と減速歯車列（減速機構）Ｂ等によって構成されてい
る。 入力軸１１は、ケーシングＡの前方ケース１３と後方ケ
ース１４に支持されており、後端（図示右端）にてエン
ジンのクランク軸１５に組み付けられたゴムカップリン
グ１６と軸方向へ摺動可能かつ一体回転句能に嵌合し、
前端（図示左端）にて中空状の入力歯車１７に対して同
軸的、かつ−体回転可能にスプライン嵌合し、さらにス
ナップリング１８により同人力歯車１７と軸方向の位置
決めがなされている。なお、入力軸１１の中央外周と後
方ケース１４間にはシール部材１９が組み付けられてい
る。 入力歯車１７は、両ケース１８． １４に一対のラジア
ルベアリング２１．２２と１個のスラストベアリング２
３を介して回転自在に軸支されていて、入力軸１１によ
り一体的に回転されるように構成されており、第２図に
示したように中間歯車２４と常時嵌合している。なお、
前方の両ベアリング２１．２３の内輪は入力歯車１７の
軸部に蝉合した締結具２５により入力歯車１７に一体的
に固定され、またスラストベアリング２３の外輪は締結
具を用いて前方ケース１３に固着したリテーナ２７によ
り前方ケース１３に一体的に固定されている。 中間歯車２４は、第２図にて示したように両ケース１３
．Ｌ４に前後一対のラジアルベアリング３１．３２を介
して回転自在に軸支されている。 また、同中間歯車２４は、第１図にて示したように出力
軸１２上にスプライン嵌合して同出力軸１２と一体的に
回転する出力歯車３３（第１図参照）とも常時嵌合して
おり、゛入力歯車！７と出力歯車３３を動力伝達可能に
連結する。 一方、出力軸１２は、第１図にて示したように中空状に
形成されていて、両ケース１３．１４に一対のラジアル
ベアリング３４．３５と１個のスラストベアリング３６
を介して回転自在に軸支されており、前端に設けた環状
フランジ３７には図示しない可変ピッチプロペラが組み
付けられるようになっている。なお、出力軸１２前端の
頚部には後方に向かって径の細筒状のレース４２が装着
され、同レース４２と前方の両ベアリング３４゜３６の
内輪は出力軸１２に螺合した締結具３８により出力歯車
３３とともに出力軸１２に一体的に固定され、またスラ
ストベアリング３６の外輪は締結具を用いて前方ケース
１３に固着したリテーナ４１により前方ケース１３に一
体的に固定されている。また、出力軸１２の前端頚部に
装着されたレース４２と前方ケース１３およびレース４
２と出力軸１２間にはソール部材４３ａ、４３ｂが組み
付けられている。 かかる減速機において上記入力軸１１は磁性体で構成さ
れており、磁歪式トルクセンサ４４が同人力軸１１の中
央外周部表面に対面するように後方ケース１４における
ソール部材１９の取り付は位置近傍に締結具４５によっ
て位置決め固定されている。なお、同磁歪式トルクセン
サの取り付は位置は、当該入力軸１１におけるエンジン
のクランク軸との連結部位と、当該入力軸１１における
入力歯車１７との固定部位との間、すなわち、当該入力
軸１１が捻れ剛性によってエンジンの回転駆動力を伝達
する部位に対面する位置であればよい。 磁歪式トルクセンサ４４は、第３図にて概略的に示すよ
うに巻線が施されたコの字形の励磁コアと検出コアを、
同コの字の開口方向を−にして直交配置して構成されて
おり、荷重の付加されている被検出磁性体に対して各コ
アの開口面を対面して配設して、一方の巻線（励磁コイ
ル）に交流電流を通電して被検出磁性体を励磁し、荷重
に応じて他方の巻線（検出コイル）に流れる交流電流に
基づいて同荷重を検出するものである。 同磁歪式トルクセンサ４４は、第４図にて示す出力信号
変換回路５０に接続されており、同出力信号変換回路５
０は、同磁歪式トルクセンサ４４の励磁コイルに供給す
るための交流信号を発生する発振器５１と増幅器５２、
同磁歪式トルクセンサ４４の検出コイルから出力される
出力信号が検出トルクに対して直線性を有するようにす
る加減算信号処理回路５３、同加減算信号処理回路５３
を介して出力される検出信号が温度変化に対して変動し
ないようにする温度補償回路５４、入力軸１１の回転速
度に対して同検出信号が変動しないようにする回転速度
補償回路５５、および同検出信号を増幅する増幅器５６
とから構成されている。 ここで同加減算信号処理回路５３は、トルクにより変化
しない交流信号成分を除去して検出コイルにおける出力
信号の直線性を向上せしめるものであり、加算回路５３
ａにおける増幅・移相回路が増幅器５２から出力される
励磁信号を増幅及び移相して上記交流信号成分と同等な
信号を作るとともに同信号を検出信号に加算し、ダイオ
ード５３ｂがその合成信号に基づいてトルクに対応した
直流電圧を作り、さらに減算回路５３ｃが上記加算回路
５３ａによって生じた直流電圧成分を同直流電圧から減
算する。なお、加算回路５３ａにて２４°及び１５０°
だけ移相した場合における当該加減算信号処理回路５３
の出力信号の特性を第５図に示しており、１５０″にし
たときに変化範囲が最大となっている。 また、温度補償回路５４は温度センサを有しており、同
温度センサの検出信号に基づいて温度補償を行ない、回
転速度補償回路５５は回転速度センサを有しおり、同回
転速度センサの検出信号に基づいて回転速度補償を行う
。 なお、増幅器５６の出力電圧は操縦席内のパイロ、トが
目視可能な位置に配設されたメータに供給され、同メー
タが同電圧に対応したエンジンのトルクを表示する。 次に、上記のように構成した実施例の動作について説明
する。 エンジンが始動された場合、同エンジンのクランク軸１
５が回転し、同クランク軸１５とゴムカップリング１６
を介して接続された入力軸１１の一端にエンジンの回転
駆動力が伝達される。当該エンジンの回転駆動力は、同
人力軸１１の捻れ剛性により同軸１１の他端に接続され
た入力歯車１７から中間歯車２４と出力歯車３３を介し
て出力軸１２に伝達され、同出力軸１２の環状フランジ
３７に接続された図示しない可変ピッチプロペラを回転
せしめる。 このとき、入力軸１１では、一端にクランク軸１５から
同人力軸を回転せしめようとする力が加わり、他端には
可変ピッチプロペラの負荷に抗して同プロペラを回転せ
しめるための力が加わり、当該入力軸１１表面には剪断
力τが発生する。これは軸方向に対して＋４５°方向の
引張応力＋δと一４５°方向の圧縮応力−δで表される
。入力軸１１は鉄系合金で作成され、鉄系の合金の飽和
磁歪定数λＳは正であるので、引張応力に応じて透磁率
が増加し、圧縮応力に応じて透磁率が減少する。 磁歪式トルクセンサ４４におけるコアの入力軸１１表面
に対する投影を第６図にて示しており、軸表面の磁気抵
抗をｒ １ ＝ ｒ ４で表すと、励磁コイルと検出コ
イルと軸表面からなる磁気回路は第７図にて示すように
ホイ、トストンブリツノを構成する。 同ブリッジは、透磁率が均一のときに平衡しており、引
張応力と圧縮応力とに応じて透磁率が変化すると同磁気
抵抗ｒ１〜ｒ４が同透磁率の変化に比例して変化し、当
該ブリッジの平衡が崩れる。 当初、ま−だエンジンが回転していないとする。 入力軸１１には剪断力が発生していないため透磁率は均
一と想定でき、第６図に示す磁気抵抗ｒ１とｒ２、及び
磁気抵抗ｒ３とｒ４とが同一値となってブリッジは平衡
している。従って、発振器５１と増幅器５２によって磁
歪式トルクセンサ４４の励磁コイルに交流電流を通電し
ても検出コイルには基本的に電流が流れない。ただし、
磁歪式トルクセンサ４４における励磁コアと検出コアの
直交配置からのずれや入力軸における容易磁化方向と残
留歪み等があるため、上述したようにトルクにより変化
しない交流信号成分が流れる。 検出コイルからこのような交流信号成分が出力されても
、加減算信号処理回路５３が同交流信号成分を除去して
しまうため、温度補償回路５４と回転速度補償回路５５
と増幅器５６と経て出力される出力信号変換回路５０の
出力電圧は「０」■となる。 これに対し、エンジンが始動してクラ／り軸１５が進行
方向（図示右方向）に対して時計回り方向に回転し始め
たとする。 すると、入力軸１１の後端側には同クランク軸１５によ
って進行方向に対して時計回り方向に回転せしめようと
する力が加わり、同人力軸１１の前端側には可変ピッチ
プロペラの負荷によって進行方向に対して反時計回り方
向に回転せしめようとする力が加わるため、入力軸１１
表面には上述した剪断力τが発生する。同剪断力τは、
第３図にて示すように軸方向に対して＋４５６方向の引
張応力＋６と一４５°方向の圧縮応力−δとなるので、
軸方向に対して＋４５″方向の透磁率は増加し、軸方向
に対して一４５°方向の透磁率は減少する。 すなわち、第６図にて示す磁気抵抗ｒ１とｒ４の方向に
おける透磁率が増加するので同磁気抵抗ｒ１とｒ４の抵
抗値が減少し、また磁気抵抗ｒ２とｒ３の方向における
透磁率が減少するので同磁気抵抗ｒ２とｒ３の抵抗値が
増加する。従って、上記ホイノトストンブリノジの平衡
が崩れて磁歪式トルクセンサ４４の検出コイルには上記
透磁率の変化に応じた起電力が生じる。 磁歪式トルクセンサ４４の検出コイルに生じた交流信号
は上述した加減算信号処理回路５３によってトルクに無
関係な交流信号成分を除去され、さらに温度補償回路５
４と回転速度補償回路５５とによって温度変化に対する
変動分と回転速度に対する変動分を補償されて増幅器５
６によって増幅される。 このとき、入力軸１１に加わるトルクと加減算信号処理
回路５３の出力電圧とは第７図に示すように比例関係に
なっており、エンジンのトルクの変化に対応して増幅器
５６の出力電圧は比例して変化する。同増幅器５６の出
力電圧は操縦席内のメータに供給され、同メータは同電
圧に対応したエンジンのトルクを表示するのでパイロ・
７トは同エンジンのトルクを検知することができる。 なお、上述した実施例においては、磁歪式トルクセンサ
４４を入力軸１１の中央外側に対面して取り付けている
が、他の軸部材に対面して取り付けることもできる。本
実施例においては、中間歯車２４の軸部における捻れ剛
性によって回転駆動力を伝達する構成となっていないが
、同中間歯車２４を、中間歯車軸と、当該中間歯車軸に
固定されて上記入力歯車１７と噛合する中間入力歯車と
、上記中間歯車軸に固定されて上記出力歯車３３に噛合
する中間出力歯車とによって構成し、同中間歯車軸にお
ける上記中間入力歯車と中間出力歯車の固定位置の間の
部位に上記磁歪式トルクセンサ４４を対面して取り付け
る構成としてもよい。 ただし、同磁歪式トルクセンサ４４をケーンノブＡ内部
に配設すると同センサの出力リード線をケーンングＡ外
に引き出す必要があるため、同引き出し部位におけるオ
イルのンール性を考慮しなければならない。これに対し
、本実施例のように、磁歪式トルクセンサ４４をエンジ
ンのクランク軸１５に連結される入力軸１１の中央外側
に対面するように取り付けることにより、同センサ４４
をケーゾングＡの外側に配設することができ、オイルの
ンール性を考慮しなくてもよいという効果がある。また
、入力軸１１であれば減速機構の他の部材と比べて最も
エンジンのクランク軸に近いため、トルクを正確に検出
することができる。
り、同減速機はケーシングＡと人、力軸１１と出力軸１
２と減速歯車列（減速機構）Ｂ等によって構成されてい
る。 入力軸１１は、ケーシングＡの前方ケース１３と後方ケ
ース１４に支持されており、後端（図示右端）にてエン
ジンのクランク軸１５に組み付けられたゴムカップリン
グ１６と軸方向へ摺動可能かつ一体回転句能に嵌合し、
前端（図示左端）にて中空状の入力歯車１７に対して同
軸的、かつ−体回転可能にスプライン嵌合し、さらにス
ナップリング１８により同人力歯車１７と軸方向の位置
決めがなされている。なお、入力軸１１の中央外周と後
方ケース１４間にはシール部材１９が組み付けられてい
る。 入力歯車１７は、両ケース１８． １４に一対のラジア
ルベアリング２１．２２と１個のスラストベアリング２
３を介して回転自在に軸支されていて、入力軸１１によ
り一体的に回転されるように構成されており、第２図に
示したように中間歯車２４と常時嵌合している。なお、
前方の両ベアリング２１．２３の内輪は入力歯車１７の
軸部に蝉合した締結具２５により入力歯車１７に一体的
に固定され、またスラストベアリング２３の外輪は締結
具を用いて前方ケース１３に固着したリテーナ２７によ
り前方ケース１３に一体的に固定されている。 中間歯車２４は、第２図にて示したように両ケース１３
．Ｌ４に前後一対のラジアルベアリング３１．３２を介
して回転自在に軸支されている。 また、同中間歯車２４は、第１図にて示したように出力
軸１２上にスプライン嵌合して同出力軸１２と一体的に
回転する出力歯車３３（第１図参照）とも常時嵌合して
おり、゛入力歯車！７と出力歯車３３を動力伝達可能に
連結する。 一方、出力軸１２は、第１図にて示したように中空状に
形成されていて、両ケース１３．１４に一対のラジアル
ベアリング３４．３５と１個のスラストベアリング３６
を介して回転自在に軸支されており、前端に設けた環状
フランジ３７には図示しない可変ピッチプロペラが組み
付けられるようになっている。なお、出力軸１２前端の
頚部には後方に向かって径の細筒状のレース４２が装着
され、同レース４２と前方の両ベアリング３４゜３６の
内輪は出力軸１２に螺合した締結具３８により出力歯車
３３とともに出力軸１２に一体的に固定され、またスラ
ストベアリング３６の外輪は締結具を用いて前方ケース
１３に固着したリテーナ４１により前方ケース１３に一
体的に固定されている。また、出力軸１２の前端頚部に
装着されたレース４２と前方ケース１３およびレース４
２と出力軸１２間にはソール部材４３ａ、４３ｂが組み
付けられている。 かかる減速機において上記入力軸１１は磁性体で構成さ
れており、磁歪式トルクセンサ４４が同人力軸１１の中
央外周部表面に対面するように後方ケース１４における
ソール部材１９の取り付は位置近傍に締結具４５によっ
て位置決め固定されている。なお、同磁歪式トルクセン
サの取り付は位置は、当該入力軸１１におけるエンジン
のクランク軸との連結部位と、当該入力軸１１における
入力歯車１７との固定部位との間、すなわち、当該入力
軸１１が捻れ剛性によってエンジンの回転駆動力を伝達
する部位に対面する位置であればよい。 磁歪式トルクセンサ４４は、第３図にて概略的に示すよ
うに巻線が施されたコの字形の励磁コアと検出コアを、
同コの字の開口方向を−にして直交配置して構成されて
おり、荷重の付加されている被検出磁性体に対して各コ
アの開口面を対面して配設して、一方の巻線（励磁コイ
ル）に交流電流を通電して被検出磁性体を励磁し、荷重
に応じて他方の巻線（検出コイル）に流れる交流電流に
基づいて同荷重を検出するものである。 同磁歪式トルクセンサ４４は、第４図にて示す出力信号
変換回路５０に接続されており、同出力信号変換回路５
０は、同磁歪式トルクセンサ４４の励磁コイルに供給す
るための交流信号を発生する発振器５１と増幅器５２、
同磁歪式トルクセンサ４４の検出コイルから出力される
出力信号が検出トルクに対して直線性を有するようにす
る加減算信号処理回路５３、同加減算信号処理回路５３
を介して出力される検出信号が温度変化に対して変動し
ないようにする温度補償回路５４、入力軸１１の回転速
度に対して同検出信号が変動しないようにする回転速度
補償回路５５、および同検出信号を増幅する増幅器５６
とから構成されている。 ここで同加減算信号処理回路５３は、トルクにより変化
しない交流信号成分を除去して検出コイルにおける出力
信号の直線性を向上せしめるものであり、加算回路５３
ａにおける増幅・移相回路が増幅器５２から出力される
励磁信号を増幅及び移相して上記交流信号成分と同等な
信号を作るとともに同信号を検出信号に加算し、ダイオ
ード５３ｂがその合成信号に基づいてトルクに対応した
直流電圧を作り、さらに減算回路５３ｃが上記加算回路
５３ａによって生じた直流電圧成分を同直流電圧から減
算する。なお、加算回路５３ａにて２４°及び１５０°
だけ移相した場合における当該加減算信号処理回路５３
の出力信号の特性を第５図に示しており、１５０″にし
たときに変化範囲が最大となっている。 また、温度補償回路５４は温度センサを有しており、同
温度センサの検出信号に基づいて温度補償を行ない、回
転速度補償回路５５は回転速度センサを有しおり、同回
転速度センサの検出信号に基づいて回転速度補償を行う
。 なお、増幅器５６の出力電圧は操縦席内のパイロ、トが
目視可能な位置に配設されたメータに供給され、同メー
タが同電圧に対応したエンジンのトルクを表示する。 次に、上記のように構成した実施例の動作について説明
する。 エンジンが始動された場合、同エンジンのクランク軸１
５が回転し、同クランク軸１５とゴムカップリング１６
を介して接続された入力軸１１の一端にエンジンの回転
駆動力が伝達される。当該エンジンの回転駆動力は、同
人力軸１１の捻れ剛性により同軸１１の他端に接続され
た入力歯車１７から中間歯車２４と出力歯車３３を介し
て出力軸１２に伝達され、同出力軸１２の環状フランジ
３７に接続された図示しない可変ピッチプロペラを回転
せしめる。 このとき、入力軸１１では、一端にクランク軸１５から
同人力軸を回転せしめようとする力が加わり、他端には
可変ピッチプロペラの負荷に抗して同プロペラを回転せ
しめるための力が加わり、当該入力軸１１表面には剪断
力τが発生する。これは軸方向に対して＋４５°方向の
引張応力＋δと一４５°方向の圧縮応力−δで表される
。入力軸１１は鉄系合金で作成され、鉄系の合金の飽和
磁歪定数λＳは正であるので、引張応力に応じて透磁率
が増加し、圧縮応力に応じて透磁率が減少する。 磁歪式トルクセンサ４４におけるコアの入力軸１１表面
に対する投影を第６図にて示しており、軸表面の磁気抵
抗をｒ １ ＝ ｒ ４で表すと、励磁コイルと検出コ
イルと軸表面からなる磁気回路は第７図にて示すように
ホイ、トストンブリツノを構成する。 同ブリッジは、透磁率が均一のときに平衡しており、引
張応力と圧縮応力とに応じて透磁率が変化すると同磁気
抵抗ｒ１〜ｒ４が同透磁率の変化に比例して変化し、当
該ブリッジの平衡が崩れる。 当初、ま−だエンジンが回転していないとする。 入力軸１１には剪断力が発生していないため透磁率は均
一と想定でき、第６図に示す磁気抵抗ｒ１とｒ２、及び
磁気抵抗ｒ３とｒ４とが同一値となってブリッジは平衡
している。従って、発振器５１と増幅器５２によって磁
歪式トルクセンサ４４の励磁コイルに交流電流を通電し
ても検出コイルには基本的に電流が流れない。ただし、
磁歪式トルクセンサ４４における励磁コアと検出コアの
直交配置からのずれや入力軸における容易磁化方向と残
留歪み等があるため、上述したようにトルクにより変化
しない交流信号成分が流れる。 検出コイルからこのような交流信号成分が出力されても
、加減算信号処理回路５３が同交流信号成分を除去して
しまうため、温度補償回路５４と回転速度補償回路５５
と増幅器５６と経て出力される出力信号変換回路５０の
出力電圧は「０」■となる。 これに対し、エンジンが始動してクラ／り軸１５が進行
方向（図示右方向）に対して時計回り方向に回転し始め
たとする。 すると、入力軸１１の後端側には同クランク軸１５によ
って進行方向に対して時計回り方向に回転せしめようと
する力が加わり、同人力軸１１の前端側には可変ピッチ
プロペラの負荷によって進行方向に対して反時計回り方
向に回転せしめようとする力が加わるため、入力軸１１
表面には上述した剪断力τが発生する。同剪断力τは、
第３図にて示すように軸方向に対して＋４５６方向の引
張応力＋６と一４５°方向の圧縮応力−δとなるので、
軸方向に対して＋４５″方向の透磁率は増加し、軸方向
に対して一４５°方向の透磁率は減少する。 すなわち、第６図にて示す磁気抵抗ｒ１とｒ４の方向に
おける透磁率が増加するので同磁気抵抗ｒ１とｒ４の抵
抗値が減少し、また磁気抵抗ｒ２とｒ３の方向における
透磁率が減少するので同磁気抵抗ｒ２とｒ３の抵抗値が
増加する。従って、上記ホイノトストンブリノジの平衡
が崩れて磁歪式トルクセンサ４４の検出コイルには上記
透磁率の変化に応じた起電力が生じる。 磁歪式トルクセンサ４４の検出コイルに生じた交流信号
は上述した加減算信号処理回路５３によってトルクに無
関係な交流信号成分を除去され、さらに温度補償回路５
４と回転速度補償回路５５とによって温度変化に対する
変動分と回転速度に対する変動分を補償されて増幅器５
６によって増幅される。 このとき、入力軸１１に加わるトルクと加減算信号処理
回路５３の出力電圧とは第７図に示すように比例関係に
なっており、エンジンのトルクの変化に対応して増幅器
５６の出力電圧は比例して変化する。同増幅器５６の出
力電圧は操縦席内のメータに供給され、同メータは同電
圧に対応したエンジンのトルクを表示するのでパイロ・
７トは同エンジンのトルクを検知することができる。 なお、上述した実施例においては、磁歪式トルクセンサ
４４を入力軸１１の中央外側に対面して取り付けている
が、他の軸部材に対面して取り付けることもできる。本
実施例においては、中間歯車２４の軸部における捻れ剛
性によって回転駆動力を伝達する構成となっていないが
、同中間歯車２４を、中間歯車軸と、当該中間歯車軸に
固定されて上記入力歯車１７と噛合する中間入力歯車と
、上記中間歯車軸に固定されて上記出力歯車３３に噛合
する中間出力歯車とによって構成し、同中間歯車軸にお
ける上記中間入力歯車と中間出力歯車の固定位置の間の
部位に上記磁歪式トルクセンサ４４を対面して取り付け
る構成としてもよい。 ただし、同磁歪式トルクセンサ４４をケーンノブＡ内部
に配設すると同センサの出力リード線をケーンングＡ外
に引き出す必要があるため、同引き出し部位におけるオ
イルのンール性を考慮しなければならない。これに対し
、本実施例のように、磁歪式トルクセンサ４４をエンジ
ンのクランク軸１５に連結される入力軸１１の中央外側
に対面するように取り付けることにより、同センサ４４
をケーゾングＡの外側に配設することができ、オイルの
ンール性を考慮しなくてもよいという効果がある。また
、入力軸１１であれば減速機構の他の部材と比べて最も
エンジンのクランク軸に近いため、トルクを正確に検出
することができる。
第１図および第２図は本発明が適用される減速器の断面
図、第３図は磁歪式トルクセンサの概略構成を示す図、
第４図は出力信号変換回路のブロック図、第５図は出力
信号変換回路における入出力信号の特性を示す図、第６
図は磁歪式トルクセンサにおけるコアの入力軸表面に対
する投影図、第７図は励磁フィルと検出コイルと軸表面
からなる磁気回路を示す図である。 符 号 の 説 明 Ａ・・・ケーゾング、１１・・・入力軸、１２・・・出
力軸、Ｂ・・・減速歯車列、４４・・磁歪式トルクセッ
サ、５０・・出力信号変換回路。 出願人 トヨタ自動車株式会社 代理人 弁理士 長谷照−（外１名）第１図 第２図 〉０ 出力信号変換回路 第３図 滋 ノ ー７５０ ０ ７５Ｏｍ 第６図 ■ ｒ７ ：、 １ｒ２ 一ニー■ｌ）］Ｉ［］］二 第７図
図、第３図は磁歪式トルクセンサの概略構成を示す図、
第４図は出力信号変換回路のブロック図、第５図は出力
信号変換回路における入出力信号の特性を示す図、第６
図は磁歪式トルクセンサにおけるコアの入力軸表面に対
する投影図、第７図は励磁フィルと検出コイルと軸表面
からなる磁気回路を示す図である。 符 号 の 説 明 Ａ・・・ケーゾング、１１・・・入力軸、１２・・・出
力軸、Ｂ・・・減速歯車列、４４・・磁歪式トルクセッ
サ、５０・・出力信号変換回路。 出願人 トヨタ自動車株式会社 代理人 弁理士 長谷照−（外１名）第１図 第２図 〉０ 出力信号変換回路 第３図 滋 ノ ー７５０ ０ ７５Ｏｍ 第６図 ■ ｒ７ ：、 １ｒ２ 一ニー■ｌ）］Ｉ［］］二 第７図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 エンジンのクランク軸に一体的に連結されて同エンジン
の回転駆動力が入力される入力軸と、プロペラに一体的
に連結される出力軸と、これら両軸間に設けられて上記
入力軸の回転を減速しつつ上記エンジンの回転駆動力を
上記出力軸に伝える減速機構とからなる航空機用減速機
を備えたプロペラ航空機において、 上記入力軸または減速機構における軸部材であって上記
回転駆動力によって捻れる軸部材のいずれかを磁性体で
構成するとともに、当該軸部材の表面に対面して上記回
転駆動力によるねじれにもとづいて当該軸部材の表面に
生じる剪断応力を検出する磁歪式の応力センサを配設し
、かつ、同応力センサに接続されて上記エンジンのトル
クを表す信号を出力するトルク信号出力手段を備えた構
成としたことを特徴とするエンジンのトルク検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2332654A JP2794944B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | プロペラ航空機におけるエンジンのトルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2332654A JP2794944B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | プロペラ航空機におけるエンジンのトルク検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04198826A true JPH04198826A (ja) | 1992-07-20 |
| JP2794944B2 JP2794944B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=18257380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2332654A Expired - Fee Related JP2794944B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | プロペラ航空機におけるエンジンのトルク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2794944B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103969021A (zh) * | 2014-05-09 | 2014-08-06 | 中国航天空气动力技术研究院 | 飞机螺旋桨推力与扭矩测量天平 |
| CN106768576A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 无锡明珠增压器制造有限公司 | 螺旋桨的推力和扭矩的测量设备 |
| CN109060223A (zh) * | 2018-09-11 | 2018-12-21 | 江苏兰菱机电科技有限公司 | 带桨无人机升助实时测试系统 |
| CN113551716A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-10-26 | 江西省公路工程检测中心 | 一种用于力学性能安全监测云系统的应力应变检测方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5273209A (en) * | 1975-12-16 | 1977-06-18 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | Turbo shaft engine |
| JPS6333634A (ja) * | 1986-07-28 | 1988-02-13 | Aisin Warner Ltd | トルク検出装置 |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP2332654A patent/JP2794944B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5273209A (en) * | 1975-12-16 | 1977-06-18 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | Turbo shaft engine |
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|---|---|---|---|---|
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| CN113551716A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-10-26 | 江西省公路工程检测中心 | 一种用于力学性能安全监测云系统的应力应变检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2794944B2 (ja) | 1998-09-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |