JPH043241Y2 - - Google Patents

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JPH043241Y2
JPH043241Y2 JP1985168865U JP16886585U JPH043241Y2 JP H043241 Y2 JPH043241 Y2 JP H043241Y2 JP 1985168865 U JP1985168865 U JP 1985168865U JP 16886585 U JP16886585 U JP 16886585U JP H043241 Y2 JPH043241 Y2 JP H043241Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 〔技術分野〕 本考案はモータの駆動トルクを回転数との関係
にて測定するモータトルク測定装置に関する。
〔技術的背景ならびに従来技術〕
モータの特性は、負荷トルクと、そのときの回
転数で表わされる。第5図はモータの特性の一例
を示した線図である。横軸は負荷トルクT(g−
cm)を示し、縦軸は回転数N(rpm)を示してい
る。この特性線図によつて、モータにある負荷ト
ルクが加わつた際の回転数を求めることができ、
各種装置の設計の判断材料にできることになる。
このようなモータの特性を知るためには、実際
のモータに対して、負荷トルクTとそのときの回
転数Nを測定することが必要である。
第3図はモータの測定装置として最も基礎的な
ものを示している。この測定装置では、測定され
るモータの回転軸2にプーリ1が固着されて、こ
のプーリ1に、糸などの線材3が巻きつけられて
いる。この線材3の一端は固定部に設けた荷重計
4に連結され、他端にはおもり(荷重W(g))5
が連結されて、このおもり5が重力によつて垂直
に垂らされている。
モータを始動させてプーリ1を所定の回転数に
て回転させ、プーリ1と線材3とをスリツプさせ
ると、おもり5による荷重Wに基づくエネルギー
がプーリ1と線材3との摩擦によつて消費され
る。その結果、荷重計4には荷重Wよりも小さい
荷重wが計測されることになる。これは、おもり
Wによる負荷の一部がモータ2の負荷として作用
していることになる。このことから、モータの負
荷トルクTは、 T=(W−w)×R (ただし、Rはプーリ1の半径) によつて求められることになる。このときのモー
タの回転数Nを測定すれば、第5図に示すモータ
の負荷特性が得られる。
しかしながら、第3図の測定装置では、プーリ
1と線材3との摩擦条件などによつて(W−w)
の値に変動が生じるので、モータの負荷トルクT
を正確に設定するのが困難である。したがつて、
第5図に示す特性線図を正確に作成するには限界
がある。
第4図に示す測定装置は、第3図に示す測定装
置の原理を利用してさらに正確な測定ができるよ
うにしたものである。
第4図は、測定装置を上方から見た平面図であ
る。モータの回転軸2は垂直に設置されており、
この回転軸2に固設されたプーリ1は水平に設置
されている。プーリ1には線材3が巻きつけられ
るが、この線材3の両端は別々の荷重計AとBに
接続されている。片方の荷重計Aは固定され、他
方の荷重計Bはα方向へ直線的に移動できるよう
になつている。
この測定装置において、測定されるモータを始
動し、プーリ1を所定の回転数によつて反時計方
向へ回転させると、プーリ1と線材3とがスリツ
プする。そして荷重計Bを移動させて、荷重計B
が荷重計Wを検知する状態にする。第3図に示し
た装置と同様に、この荷重Wによるトルクはモー
タの負荷として作用し、反対側の荷重計Aには前
記荷重Wよりも小さい荷重wが検知される。この
場合のモータの負荷トルクTは、やはり、 T=(W−w)×R によつて求められる。
第4図に示す装置では、(W−w)の値を確認
しながら、右側の荷重計Bをα方向へわずかに移
動させ、(W−w)の値が所定の値となるように
補正することができるようになつている。このよ
うに(W−w)を所定の値に設定することによ
り、モータの負荷トルクT=(W−w)×Rを、測
定したいトルク値に合わせることができるように
なる。よつて第4図の測定装置を使用すれば、第
5図の負荷特性線図を正確に求めることができる
ようになる。
〔従来技術の問題点〕
第4図に示す測定装置では、右側の荷重計Bに
より荷重Wをかけることによつて左側の荷重計A
に荷重wが検知されることになる。よつて、この
とき、プーリ1ならびに回転軸2に対して、図示
右方向へ(W−w)の大きさの側圧が与えられる
ことになる。測定されるモータが大型のもので、
回転軸2の軸受としてボールベアリングが使用さ
れているようなものの場合には、回転軸2とボー
ルベアリングとの摩擦係数が小さいので、回転軸
2に対して右方向の側圧(W−w)が加わつたと
しても、この側圧によつて回転軸2の軸受部に作
用する摩擦トルクは、無視できるほど微小なもの
となる。しかし、測定されるモータが、小型テー
ププレーヤなどに装備されているブラシレスモー
タなどのような小型のものである場合には、回転
軸2がメタル軸受によつて支持されているのが一
般的である。このメタル軸受の場合には摩擦係数
が大きいため、また小型のモータの場合には回転
軸2の支持スパンも短いため、前記側圧(W−
w)が回転軸2に対して作用すると、回転軸2の
軸受部に、無視することのできない摩擦トルクが
発生することになる。その結果、測定装置によつ
て検出されるモータの駆動トルクTには、前記摩
擦トルクの分だけ誤差が生じることになり、測定
精度が低下することになる。
〔考案の目的〕
本考案は上記従来の問題点に着目してなされた
ものであり、第4図に示した測定装置を改良し
て、モータの回転軸に対して側圧(W−w)が作
用しないようにして、モータの負荷トルクを高精
度に検知できるようにしたモータトルク測定装置
を提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
本考案によるモータトルク測定装置は、測定さ
れるモータの回転軸に設けられたプーリに、第一
の線材が摺動可能に巻かれてその両端がプーリの
外周の一点から180度の角度にて別れて延びてい
るとともに、プーリには第二の線材が摺動可能に
巻かれてその両端が前記第一の線材が延びている
点に対し回転軸を挟んで対向する位置の一点から
180度の角度にて別れ前記第一の線材の両端の延
び方向と平行に延び、第一の線材の一端には固定
された第一の固定側荷重計が他端には線材の延び
方向に沿つてその位置を移動できる第一の移動側
荷重計が接続され、第二の線材の一端には前記第
一の固定側荷重計と回転軸を挟んで逆側の位置に
固定された第二の固定側荷重計が他端には線材の
延び方向に沿つてその位置を移動できる第二の移
動側荷重計が接続されており、第一と第二の移動
側荷重計の位置を移動補正する補正機構、ならび
に前記第一の固定側荷重計の測定荷重をw1、第
一の移動側荷重計の測定荷重をW1とし、第二の
固定側荷重計の測定荷重をw2、第二の移動側荷
重計の測定荷重をW2としたときに、|(W1−w1
−(W2−w2)|を算出してこの値を0または0に
近づけるように前記それぞれの補正機構の補正移
動量を制御する制御装置が設けられて成るもので
ある。
〔作用〕
上記手段では、プーリに第一の線材と第二の線
材を巻き付け、別々の線材に荷重を与えることに
より、各線材に作用する荷重により回転軸に与え
られる側圧を互いに打ち消すことができるように
している。特に上記手段では、第一の固定側荷重
計の測定荷重をw1、第一の移動側荷重計の測定
荷重をW1とし、第二の固定側荷重計の測定荷重
をw2、第二の移動側荷重計の測定荷重をW2とし
たときに、|(W1−w1)−(W2−w2)|を算出して
この値を0または0に近づけるように制御してい
るため、回転軸に与えられる側圧を可能な限り少
なくでき、モータの負荷トルクを正確に測定でき
るようになる。
〔考案の実施例〕
以下、本考案の実施例を第1図と第2図の図面
によつて説明する。
第1図は本考案によるモータトルク測定装置を
示す斜視図、第2図はその平面図である。
図中の符号Mは測定されるモータであり、11
はその回転軸である。回転軸11には2個のプー
リ12と13が固定されている。このプーリ12
と13を、別々なものとせずに一体に作成しても
よい。両プーリ12と13は共に同じ寸法の半径
Rに形成されている(なお、第2図では図示の都
合上、2つのプーリ12と13の大きさを違えて
図示している)。
プーリ12には第一の線材14が1回または数
回巻きつけられている。第一の線材14はプーリ
12上の一点aから左右に直線的に延びており、
この線材14の一端は荷重計A1に、他端は荷重
計B1にそれぞれ接続されている。またプーリ1
3には第二の線材15が巻き付けられている。第
二の線材15も1回または数回巻きつけられてお
り、且つプーリ13上の一点bから左右に直線的
に延びている。第二の線材15の一端には荷重計
A2が接続され、他端には荷重計B2が接続されて
いる。この各線材14と15は糸などのような軟
質の材料によつて形成されている。またプーリ1
2から第一の線材14が延び出ている点aと、プ
ーリ13から第二の線材15が延び出ている点b
は、回転軸11を挟んで180度対向する位置とな
つている。さらに、各線材14と15は第2図に
示すように平行に張られている。
各荷重計のうちA1とA2は固定されている。
またB1とB2はそれぞれαならびにβ方向へ移動
できるようになつている。この荷重計B1をα方
向へ移動させる補正機構と、B2をβ方向へ移動
させる補正機構は、モータと減速ギヤなどによつ
て構成されている。
各荷重計A1〜B2によつて検出される荷重の各
値は制御装置20に入力される。この制御装置2
0は差動アンプなどによつて構成されているもの
である。また制御装置20からの指令によつて荷
重計B1が前記補正機構によつてα方向へ駆動さ
れ、且つ荷重計B2が補正機構によつてβ方向へ
駆動されるようになつている。
次に上記モータトルク測定装置による測定動作
について説明する。
測定されるモータMが始動するとプーリ12と
13は反時計方向へ回転駆動される。まず第一の
線材14に着目すると、この線材14とプーリ1
2とがスリツプする。移動側の荷重計B1を、荷
重計W1を検知する位置に設置すると、この荷重
W1によるトルクの大部分がプーリ12と線材1
4との摩擦によつて消費される。その結果、固定
側の荷重計A1にはW1よりも小さい荷重w1が検知
される。プーリ12の半径はRであるので、第一
の線材14の負荷によつてモータMの回転軸11
に加わる負荷トルクT1は、 T1=(W1−w1)×R ……(1) となる。
また第二の線材15に着目すると、この線材1
5とプーリ13とがスリツプする。移動側の荷重
計B2を、荷重W2を検知する位置に設置すると、
固定側の荷重計A2にはW2よりも小さい荷重w2
検知される。よつて、第二の線材15の負荷によ
つて回転軸11に加わるモータの負荷トルクT2
は、 T2=(W2−W2)×R ……(2) となる。
上記の式(1)と(2)とから、モータに加わ
る負荷トルクTの総和は、 T=T1+T2 =(W1−w1)×R+(W2−W2)×R となる。
第5図に示すようなモータの負荷特性を求める
ためには、所定の負荷トルクTを設定し、このト
ルクTにおけるモータの回転数Nを求める必要が
ある。このように負荷トルクTを所定値に設定す
るためには、各荷重計A1〜B2によつて検知され
た荷重W1,W2およびw1,w2を制御装置20に
入力して、(W1−w1)+(W2−w2)の値を算出す
る。そしてこの演算結果を、2つの荷重計B1
B2の位置を調整する補正機構にフイードバツク
し、荷重計B1をα方向に、また荷重計B2をβ方
向へ移動させる。そして、線材14と15に加わ
る荷重W1とW2を変化させ、前記(W1−w1)+
(W2−w2)の値が測定すべき設定値に一致する
ように補正することになる。
ここで、従来技術の問題点にて説明したよう
に、第一の線材14に与えられる荷重(W1
w1)は、回転軸11に対して図の右方向への側
圧として作用する。同様に第二の線材15に与え
られる荷重(W2−w2)は、回転軸11に対して
図の左方向への側圧として作用する。この2つの
側圧(W1−w1)と(W2−w2)は方向が逆であ
るため、互いに打ち消し合うことになる。よつ
て、回転軸11には、 |(W1−w1)−(W2−w2)| ……(3) の側圧が加わることになる。この(3)の式によ
る側圧は、逆方向の側圧の差であるため、第4図
に示した従来の測定装置の場合の側圧(W−w)
よりも小さくすることが可能となる。したがつ
て、測定されるモータMの回転軸11に対する側
圧はわずかなものとなる。よつて、回転軸11が
メタル軸受によつて支持されていたとしても、
(W1−w1)−(W2−w2)の各側圧によつて回転軸
11の軸受部に生じる摩擦トルクはわずかなもの
となり、測定された負荷トルクTの誤差は小さく
なる。よつて測定されるモータMの負荷トルクT
は、測定の目標となる値に近いものとなる。
また、これよりもさらに測定精度を向上させる
ためには、制御装置20によつて|(W1−w1)−
(W2−w2)|を算出し、この演算結果を荷重計B1
とB2の位置を調整する補正機構にフイードバツ
クする。そして荷重計B1をα方向へ、荷重計B2
をβ方向へ移動させて、これらの荷重計を|(W1
−w1)−(W2−w2)|=0となる位置、または|
(W1−w1)−(W2−w2)|がなるべく最小の値と
なる位置に補正する。このような制御を行なえ
ば、回転軸11の軸受部に発生する摩擦トルクを
0または無視できる程度の極小の値にでき、モー
タ負荷トルクTの測定を高精度に行なえるように
なる。ただし、上記のように|(W1−w1)−(W2
−w2)|の値を0または0に近づけるべく荷重計
B1とB2の位置を補正した場合には、当然に第一
の線材14に加わる初期荷重W1と、第二の線材
15に加わる初期荷重W2の値も変化することに
なる。よつて単純に|(W1−w1)−(W2−w2)|
の値のみの補正制御を行なうと、(W1−w1)+
(W2−w2)の値が変化してしまい、モータMの
負荷トルクTが測定すべき値から離れてしまうこ
とになる。したがつて、結果的には、制御装置2
0によつて|(W1−w1)−(W2−w2)|の値を0
または0に近づけるように補正制御するととも
に、さらに(W1−w1)+(W2−w2)の値を設定
値に合わせるように補正して、モータMの負荷ト
ルクTが測定すべき設定値となるように演算し、
この2つの制御条件に合うように荷重計B1とB2
の位置を補正することが必要になる。
〔考案の効果〕
以上のように本考案によれば、測定されるモー
タのプーリに第一の線材と第二の線材の2本の線
材を巻きつけて、各線材をプーリの回転軸を挟ん
だ対向部の点から延ばしているので、線材に与え
られる荷重によつて回転軸に作用する側圧を、2
本の線材の各々によつて互いに打ち消すことがで
……きるようになる。特に各荷重計の測定荷重を
基にして|(W1−w1)−(W2−w2)|を算出し、
これを0または0に近づくように制御しているた
め、側圧の打ち消しを高精度なものとしている。
よつて、荷重による回転軸の軸受部の摩擦トルク
を無くしあるいは最小限にできるようになり、モ
ータの負荷トルクを正確に測定できるようにな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の実施例によるモータトルク測
定装置を示す斜視図、第2図はその平面図、第3
図は従来の基礎的なモータトルク測定装置を示す
原理図、第4図は他の従来技術によるモータトル
ク測定装置を示す平面図、第5図はモータの負荷
特性を示す線図である。 11……回転軸、12,13……プーリ、14
……第一の線材、15……第二の線材、a……第
一の線材が引き出される点、b……第二の線材が
引き出される点、M……モータ、A1,A2……固
定側の荷重計、B1,B2……移動側の荷重計、R
……プーリの径。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 測定されるモータの回転軸に設けられたプーリ
    に、第一の線材が摺動可能に巻かれてその両端が
    プーリの外周の一点から180度の角度にて別れて
    延びているとともに、プーリには第二の線材が摺
    動可能に巻かれてその両端が前記第一の線材が延
    びている点に対し回転軸を挟んで対向する位置の
    一点から180度の角度にて別れ前記第一の線材の
    両端の延び方向と平行に延び、第一の線材の一端
    には固定された第一の固定側荷重計が他端には線
    材の延び方向に沿つてその位置を移動できる第一
    の移動側荷重計が接続され、第二の線材の一端に
    は前記第一の固定側荷重計と回転軸を挟んで逆側
    の位置に固定された第二の固定側荷重計が他端に
    は線材の延び方向に沿つてその位置を移動できる
    第二の移動側荷重計が接続されており、第一と第
    二の移動側荷重計の位置を移動補正する補正機
    構、ならびに前記第一の固定側荷重計の測定荷重
    計をw1、第一の移動側荷重計の測定荷重をW1
    し、第二の固定側荷重計の測定荷重をw2、第二
    の移動側荷重計の測定荷重をW2としたときに、|
    (W1−w1)−(W2−w2)|を算出してこの値を0
    または0に近づけるように前記それぞれの補正機
    構の補正移動量を制御する制御装置が設けられて
    成るモータトルク測定装置。
JP1985168865U 1985-10-31 1985-10-31 Expired JPH043241Y2 (ja)

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JP1985168865U JPH043241Y2 (ja) 1985-10-31 1985-10-31

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JP1985168865U JPH043241Y2 (ja) 1985-10-31 1985-10-31

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JPS6276632U JPS6276632U (ja) 1987-05-16
JPH043241Y2 true JPH043241Y2 (ja) 1992-02-03

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ID=31102140

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1552261B1 (en) * 2002-10-18 2006-08-30 Dentsply International, Inc. Dual-string dynamometer for measuring dental handpiece power at high speed and low torque

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JPS4986068A (ja) * 1972-12-18 1974-08-17

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