JPS60220835A - トルク測定装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、トルク測定装置、特に、エンジンからの出
力負荷を測定するトルク測定装置に関する。

［従来の技術］ エンジンと負荷との間にある回転軸のような回転軸にか
かるトルクの測定装置は従来から多く知られている。多
くの場合、ギヤボックス内に設けられたギア機構がエン
ジンと負荷との間で回転速度を変換する。

然し、これらの公知の装置は、一般に、容量が大きく、
重く、かつ、高価である。航空機に利用する場合のよう
に、多くの用途に於いて、公知の装置が重く寸法が大き
いことが深刻な欠点になっているが、これらの欠点にも
拘らず、公知の装置が必要であるしかつ使用されなくて
はならない。

航空機に於いては、エンジンのトルクの広範囲で迅速な
変化がしばしばエンジンの不調を来すので、エンジンの
トルクを測定することは著しく望まれることである。又
、トルクを測定するということは、航空機を能率良くか
つ安全に運転するのに必要なことである。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は、公知のトルク測定装置の上述の欠点を克服
するトルク測定装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段及び作用］この発明に基
づくトルク測定装置は、エンジンからの出力軸に共軸な
軸心を持つハブを有する。

ギア装置中の遊星歯車の静止部材はハブ軸心を中心とし
て円周方向に離間した位置でハブによって回転可能に支
持されている。

従って、エンジンの負荷から遊星歯車装置へ掛けられる
トルク負荷はすべてハブによって反作用が与えられる。

環がハブの回りにこれに共軸に配設され、ギヤボックス
のハウジングに固定されてこれの支持部を構成する。環
は、さらに、ハブに共軸な一つの円と接線をなして環か
ら延びる、円周方向に間隔を於いて配置された複数のス
ポークによってハブに固定されている。これらのスポー
クはハブに掛けられるトルクに比例して変位するもので
あり、この発明の望ましい形態では、ハブ、環及びスポ
ークは一体に形成されている。

腕がハブに固定されており、これから半径方向外側に延
び、外側の自由端は環に隣接して位置している。ハブの
自由な腕は位置変換器に協働しており、この位置変換器
は腕の運動量に比例し従ってハブに作用されるトルクに
比例する出力信号を発生する。

［実施例］ 以下に図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明
する。企図を通じ同−又は類似の部品に同一参照番号を
付して示す。

第１図及び第２図を参照して、この発明に基づくトルク
測定装置の一実施例は、出力軸１２を有するエンジン１
０と協働するものとして示されている。エンジン出力軸
１２は歯車装置１６を含むギヤボックス１４内へ延びて
いる。歯車装置１６は遊星歯車装置１１８を包含してお
り、この遊星歯車装置１８は歯車装置１６によってギヤ
ボックス１４から出力軸２０へ機械的に結合されている
。

この出力軸２０は航空機のプロペラのようなエンジンの
負荷２１を駆動する。

第２図及び第４図を参照して、トルク測定装置は、エン
ジン出力軸１２が貢通する軸方向の通し穴２４が形成さ
れた円板状ハブ２２を有する。従って、ハブ２２の一側
２６はギヤボックス１４の内部に面するが、他側２８は
エンジンに１０に面する。第１図に最も良く示されてい
るように、Ａブ２２はエンジン出力軸１２に実質的に共
軸である。

第２図を参照して、ハブ２２に、前記−側即ち内面２６
に、複数の円形ポケット部３０がハブ２２のの軸心から
半径方向に等間隔でかつ円周方向にも等間隔に形成され
ている。第２図に示すように、このようなポケット部３
０が５個ハブの一側ないしはハブ面２６に形成されてい
るが、その数は必要に応じてそれよりも少なくても多く
ても良い。

第１図と第２図を参照して、各ポケット部３０に一個の
遊星歯車３２が軸２４によって回転可能に架設されてお
り、これらの遊星歯車３２が協働して遊星歯車装置１８
の一部を形成している。これらの遊星歯車３２は従来の
ギヤ・リング３８（第１図参照）又は歯車装置１６を構
成する同様のものと噛合し、エンジン出力軸１２の回転
が、遊星歯車機構１８及び歯車装置１６の他の部品（図
示せず）を介して出力軸２０及び負荷２２へ伝達される
。

特に、第３図と第４図を参照して、この発明のトルク測
定装置は、ハブ２２に共軸であると共にハブ２２の前記
他側部ち外面２８に隣接する部分から半径方向外側の方
へ離間する環４０を有する。

ハブ２２と環４０とは、円周方向に間隔を於いて配置さ
れかつハブ２２に共軸なある円の接線を成して延びる移
動手段である複数のスポーク４２によって結合される。

ハブ２２、環４０及びスポーク４２は一体構造であるこ
とが望ましい。

第２図乃至第４図を参照して、環４０はギヤボックス１
４に固定されると共にギヤボックス１４の支持部の一部
になっている。環４０とギヤボックス１４とを固定する
ために任意の手段を用いることが出来るが、第３図に示
すように複数のねじ付き締付は具４６が環４０とギヤボ
ックス１４の間を延びているとよい。環４０とギヤボッ
クス１４の間のろう付結合又は溶接などの手段をこれの
代わりに使用することも出来る。

特に第３図と第４図を参照して、長細の腕５０は、ギヤ
ボックス１４内に形成された開口５４（第４図）を通し
てハブ２２から半径方向外側へ延びるように、その一端
を締付は具５２によってハブ２２に固定されている。腕
５０は、外側の自由端５６がギヤボックス１４から外側
に突出するような寸法になっている。

第３図および第４図を参照して、カバー５８が腕５０の
上方にあってそれを取り囲むと共に締付は具６０によっ
てギヤボックス１４に固定されている。カバー５８に測
定装置である線形位置変換器６２が固定され（第３図）
、それの可動トランスジューサ・ヘッドはカバー５８内
へ突入し、腕５０の自由端５６の一側に当接している。

ヘッド６８を持つ変換器６２はハブ２２の軸心に関して
実質的に接線方向へ延びる。位置変換器６２は構造が従
来のもので、出力ライン６６にトランスジューサ・ヘッ
ド６４の線形位置に比例する出力信号を発生する。この
出力ライン６６は、変換器６２の本体に対するトランス
ジューサ・ヘッド６４の線形位置を示す信号を発生する
インジケータ回路６８に入力を生じさせる。位置変換器
としては、例えば、線形差動変換器が用いられる。

第１図と第５図を参照して作用を示すと、エンジン出力
軸１２のトルクは遊星歯車装置１８を介して増幅されて
伝達され、静止遊星軸３４で反作用を受ける。遊星歯車
装置１８はこのトルクをハブ２２へ伝える。

第５図に最も良く示されているように、遊星歯車装置１
８からハブ２２へのトルクが増加するにつれて、スポー
ク４２は仮想線で誇張して示されているようにたわむ。

こうすることによって、ハブ２２は第５図で見て静止位
置から時計方向へ僅かに回転し、同時に腕５０を時計方
向へ回転する。

かくして、腕５０は１．変換器６２のヘッド６４を遊星
歯車装置１８のトルクに比例した量だけ移動させる。従
って、トランスジューサ・ヘッド６４の動きは遊星歯車
装置１８を通してトルク従ってエンジン出力軸１２のト
ルクに比例し、このトルりがインジケータ回路６８によ
ってエンジンの操縦者へ信号になって送られる。

以上とは別に、変換器６２の代わりに、スポーク４２上
に設けた歪みゲージ又は近接ピックアップを用いること
が出来る。

［効果コ 以上に述べたように、この発明に基づくトルク測定装置
は、エンジンとそれの負荷との間のトルクを測定するた
めの有効で安価な手段を提供する。

この発明の重要な特徴は、トルク測定装置が遊星歯車装
置１８の遊星歯車キャリアを構成するのみならず、ギヤ
ボックス１４用の支持部を構成することである。この発
明に基づくトルク測定装置は、ギヤボックス内に既にあ
る他の部品を交換するだけでよいから、全装置に、たと
え掛かるとしてもあまり重量を加えるものでない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の回向側面図、第２図は第
１図の２−２線に沿う拡大断面図、第３図は第１図の３
−３線に沿う拡大断面図、第４図はこの発明の一実施例
の主要部の縦断面図、第５図はこの発明の作用を示す正
面図である。 １０・・・エンジン、１２・・・出力軸、１４・・・ギ
ヤボックス、１６・・・歯車装置、１８・・・遊星歯車
装置、２０・・・出力軸、２１・・・エンジン負荷、２
２・・・ハブ、２４・・・通し穴、２６・・・側、２８
・・・他側、３０・・・ポケット部、３２・・・遊星歯
車、３４川軸、３８・・・ギヤ・リング、４０・・・環
、４２・・・スポーク、４６・・・ねじ付き締付は具、
５０・・・腕、５２・・・締付は具、５４・・・開口、
外側自由端、５８・・・カバー、６０・・・締付は具、
６２・・・線形位置変換器、６４・・・可動トランスジ
ューサ・ヘッド、６６・・・ライン、６８・・・インジ
ケータ回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１頁の続き ＠発明者ジョン・ニス・バート ン ０発　明　者　レイモンド・ジエイ・ ヒツクス アメリカ合衆国、アラバマ州　３６６１３．モービル、
ボックス・３６９シー・８・マイル、ルート　９イギリ
ス国、エルディー１・６エヌユー、ポウイス、ランドリ
ンドツト・ウェルズ（番地無し）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ノウジング内に設けた少なくとも２つの歯車より成
   る歯車装置を介して負荷に機械的に接続される回転軸と
   協働するものであって、軸心を有しかつ該軸心から離間
   した位置で該歯車装置の少なくとも１つの歯車が回転可
   能に設けられるハブと、該ハウジングに固定された環と
   、該環を該ハブに接続し該少なくとも１つの歯車と該ハ
   ウジングとの間のトルクに比例する該環に対する該ハブ
   の相対回転運動を生じさせる移動要素と、該相対回転運
   動を測定するための測定要素と、該相対回転運動の測定
   量を指示する指示要素とを具備して成るトルク測定装置
   。 ２、前記環は前記ハブよりも大きな直径を有し、前記移
   動要素は前記ハブ及び前記環に間を前記ハブに対して実
   質的に接線をなして延びかつ前記ハブと前記環を接続す
   る複数のスポークであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のトルク測定装置。 ３、前記ハブ、前記環及び前記スポークは一体構造であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のトルク
   測定装置。 ４、前記スポークは互いに円周方向に離間されて配設さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第２項又は第
   ３項記載のトルク測定装置。 ５、前記歯車装置は前記ハブ内に該ハブの前記軸心の周
   りに円周方向に離間して配設された複数の歯車をから成
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項の
   いずれかの１に記載のトルク測定装置。 ６、前記ハブは前記回転軸が貫通する軸方向の通し穴を
   有することを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のト
   ルク測定装置。 ７、前記測定装置は、前記環に固定された線形位置変換
   器と、一端が前記ハブに固定され他端が該変換器に当接
   するように設置された長細の腕とを具備することを特徴
   とする特許請求の範囲第２項乃至第４項のいずれかの１
   に記載のトルク測定装置。 ８、前記変換器は線形可変差動変換器であることを特徴
   とする特許請求の°範囲第７項記載のトルク測定装置。 ９、前記測定要素は前記スポークに固定された歪みゲー
   ジであることを特徴とする特許請求の範囲第２項乃至第
   ４項のいずれかの１に記載のトルク測定装置。 １０、前記測定要素は近接ピックアップであることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項乃至第４項のいずれかの
   １に記載のトルク測定装置。