JPS62830A

JPS62830A - 動力計

Info

Publication number: JPS62830A
Application number: JP13778285A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Awano; 粟野　誠一; Minoru Muto; 實武藤
Original assignee: AMANO KOGYO GIJUTSU KENKYUSHO
Current assignee: AMANO KOGYO GIJUTSU KENKYUSHO
Priority date: 1985-06-26
Filing date: 1985-06-26
Publication date: 1987-01-06
Also published as: JPH0523376B2

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）本発明は動力計に係り、特に原動機の回転軸が出力する
パワを動力吸収装置に吸収させる時ケーシングに生ずる
トルクをケーシングに連結されかつ回転軸と同一軸線上
に設けたトルク検出軸の捩れによって測定するようにし
た動力計に関する。

〔従来技術とその問題点〕

一般に、各種原動機のトルクおよびパワを機械的または
電気的に測定する装置として動力計が知られている。

動力計は、エンジン等の原動機の回転軸が動力吸収装置
に連結され、この動力吸収装置で原動機の出力を熱また
は電気エネルギに変換して吸収する時に生ずるトルクＴ
を計測すると共に、回転軸の回転数Ｎを求め、次式によ
りパワＰを求める。

ここでＴはトルク（ｋｏｌｍ　）　、Ｎは毎分回転数（
ｒｏｍ）、Ｐはパワ（馬力）である。

上記動力計には、動力吸収装置の原理や構造により固体
摩擦動力計、水動力計、空気動力計、電気動力計等があ
る。従来、これらの動力に（において、上記トルクＴを
求めるには、第２図に示すように、動力吸収装置の回転
軸１まわりに揺動可能に浮持された揺動ケーシング２に
中心からの長さが１なるトルク測定腕３を設け、この腕
３の一端を力］測器４（はかり又はロードセル等）で支
持し、動力吸収装置が動力を吸収する時のブレーキ作用
により上記揺動ケーシング２に生ずるトルクＴを上記力
計測器４に作用する引張または圧縮力Ｆを求めることに
よりＴ＝ＦＪｌ　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・
（２）として求める。ここでＦは力計測器の読み（Ｋｇ
）、ｐは腕の長さく７ＦＬ）である。

ところが、上記力計測器４では、揺動ケーシング２の正
転トルクまたは逆転トルクのどちらか一方しか測定でき
ず、１つの力計測器で上記揺動ケーシング２の正逆転両
方向のトルク■を測定するためには腕３の先端にかかる
力を常に引張又は圧縮の一方向の力に変換するためのリ
ンク機構（例えばト１型リンク）が必要となり、装置全
体の構造が複雑になる欠点がある。また、常時トルク到
測腕３を横方向に張出すので装置の横幅が広くなる欠点
がある。

また、第３図は上記トルクＴを計測するための他の測定
装置を示し、原動機５と動力吸収装置６の中間にトルク
検出器７を設けている。このトルク検出器７では、その
回転軸の捩れ角θを歪ゲージその他により電気的に検出
し、トルク検出器の回転軸８の捩れ角θが伝達トルクに
比例することを利用してトルクＴをＴ＝にθ　　・・・・・・・・・・・・・・・（３〉と
求める。ここでθはトルク検出器回転軸８の一定長間の
捩れ角（ｒａｄ）、ｋはトルク検出器回転軸８のばね定
数（Ｋｇｍ　／ｒａｄ）である。この伝達トルクＴを上
記（１）式中に代入すればパワＰが求められる。

ところが、上記トルク検出器において回転軸に貼り付け
た歪ゲージ方式をとる場合には捩れ角に対する歪ゲージ
からの電気信号を外部に取出すためにはスリップリング
を必要とする。捩れ角θに比例する電気量を電磁的に取
り出す場合においても、原動機５と動力吸収装置６を直
結できず、全体として軸系が長くなり、そのために振動
を起すこともあり、軸方向に長い場所を必要とし、カッ
プリング９．１０を設けることを要しカップリングの数
が増加する。

〔発明の目的）本発明の目的は上記従来技術が有する問題点を完全に解
消し、その構造が極めて簡単で装置全体の縦横寸法が極
めて短く、かつ出力される電気信号を導くためのスリッ
プリング等を全く必要としない動力計を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明は動力計の回転軸と同
一軸線上にトルク検出軸を動力計と一体に配置し、この
トルク検出軸の一端部を支持台上に固定支持された固定
ケーシングに固着すると共にその他端部を支持台上に浮
持された動力吸収装置の揺動ケーシングに固着し、トル
ク検出軸上一定標準長さの間の捩れ角θを軸に貼付した
歪ゲージ、電磁的方法、電気容量変化あるいは光学的方
法によって検出し、予め捩れ角θとケーシングにかかる
トルクＴとの関係を検定しておくことにより原動機の出
力トルクＴを測定するようにしたことを特徴とする動力
計である。

（実施例〕以下、本発明による動力計の実施例を第１図を参照して
説明する。

第１図において全体を符号１１で示す動力８′１は、支
持台１２上に立設されたブラケット１３ａ。

１３ｂに対して揺動ベアリング１４ａ、１４ｂを介して
揺動可能に浮持される一対の軸受ハブ１５ａ、１５ｂと
、コノ軸受ハブ１５ａ、１５ｂに対して回転軸用ベアリ
ング１６ａ、１６ｂを介して回転可能に支承される回転
軸１７とを有している。この回転軸１７の一方の軸端は
上記一方の軸受ハブ１５ａ内に収容保持されると共に、
他方の軸端は上記他方の軸受ハブ１５ｂから突出し、こ
の突出部分には原動機の回転軸（図示せず）と上記回転
軸１７とを連結するカップリング１８が嵌着されている
。上記回転軸１７の中央部にはロータ１９が固着されて
おり、このロータ１９の両面の対応位置には周方向に一
定の間隔をもって溝２０ａ、２０ｂが所定の深さで放射
状に形成されている。

また、上記回転軸１７に対して垂直な面内で分離可能な
円盤状のステータ２１ａ、２１ｂが上記ロータ１９を囲
むように設けられ、このステータ２１ａ、２１ｂの中心
部には上記軸受ハブ１５ａ。

１５ｂが固着され、軸受ハブ１５ａ、１５ｂとステータ
２１ａ、２１ｂとが一体となって揺動ケーシング２２を
構成している。この揺動ケーシング２２は、前記揺動ベ
アリング１４ａ、１４ｂにより支持台１２上のブラケッ
ト１３ａ、１３ｂの上に揺動可能に浮持される。また、
上記ロータ１９がステータ２１ａ、２Ｉｂ内を回転でき
るようにロータ１９の両面とステータ２１８．２１ｂの
内面との間には小さな間隙が形成されており、さらに励
磁コイル２３が上′記ロータ１９の周面と一定のｒｓｍ
をもって円周状に揺動ケーシング２２内に保持されてい
る。

また、前記ブラケット１３ａの外側端面には、上記軸受
ハブ１５ａを内包するようにしてキャップ状の固定ケー
シング２４が固着されている。この固定ケーシング２４
には、トルク検出軸２５の一端部が固着されると共に、
トルク検出軸２５の他端部は、上記軸受ハブ１５ａに対
して７ランジ２６を介して固着されている。なお、トル
ク検出軸２５は、その軸線が前記回転軸１７の軸線と一
致するように設けられている。またトルク検出軸２５上
には検出手段の一例として歪ゲージ２７が貼付されてお
り、この歪ゲージ２７からトルク検出軸２５の捩れ角θ
に比例して出力される電気信号は増巾器（図示せず）を
介してトルクメータ（図示せず）に表示されるようにな
っている。

次に上述のように構成された動力計の作用について説明
する。

ステータ２１ａ、２１ｂ内の励磁コイル２３に直流電流
を供給すると上記励磁コイル２３のまわりにこれを包む
ように磁束が生成される。原動機の運転により上記ロー
タ１９が回転すると、上記磁束がロータ１９の側面の歯
溝によって断続的にしゃ断され、これに伴いうず電流が
発生しａ−タ１９をブレーキするような回転方向と逆方
向のトルクＴが働く。その反動トルクとして揺動ケーシ
ング２２には回転方向と同方向のトルクＴが働き、揺動
ケーシング２２と軸受ハブ１５ａ、１５ｂは一体に構成
されかつ揺動ベアリング１４ａ。

１４ｂにより浮持されているので、その一端部が固定ケ
ーシング２４に固着され他端部が上記軸受ハブ１５ａに
固着されたトルク検出軸２５にトルクＴが作用し、この
トルクＴによるトルク検出軸２５の捩れ角θをトルク検
出軸２５上に貼付した歪ゲージ２７その他の前記例の方
法等により検知し、捩れ角θに比例する電気出力を増巾
器を介してトルクメータに表示するようにすれば、上記
原動機の出力トルクＴを求めることができる。そして、
この出力トルクＴとカップリング１８に取付けたパルス
ギヤ２８およびこれに相対する回転数検出器２９等によ
り求めた回転数Ｎを前記（１）式に代入すれば上記原動
機のパワを求めることができる。

このように、両端部を固定ケーシング２４および揺動ケ
ーシング２２に固着され回転軸１７の軸線上に設けられ
たトルク検出軸２５上で揺動ケーシン２２に働くトルク
を測定するようにしたので、トルクを測定するための腕
を常時揺動ケーシング２２に取付けたり、この腕にかか
る力を計測する力計測器が必要でない。

また、回転軸ではなく、その一端部を固定されたトルク
検出軸２５に貼付された歪ゲージによって捩れ角θに比
例する電気信号を取出す場合にも固定ケーシング２４を
介して取り出せばよいので、スリップリング等の必要は
全く無く、従ってその検出に誤差を伴うことが少ない。

また、トルク検出軸２５は回転軸１７と同一軸線上に設
けられているので、正逆いづれの回転に対しても出力の
電気的極性を変えるだけでトルクＴを求めることができ
、リンク機構等が全く必要でなく、動力計をコンパクト
にすることができる。

この際、うず電流によって発生した熱はステータ２１ａ
、２１ｂおよびロータ１９を水冷または空冷することに
より吸収エネルギーを熱として除去する。

なお、上述の実施例ではうず電流電気動力計について説
明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、いかなる種類の動力計にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明は動力計の回転
軸の軸線上に配置され一端部を支持台に固定され他端部
を揺動ケーシングに固定されたトルク検出軸の捩れに比
例するＭを計測することにより動力吸収装置の揺動ケー
シングに勧りトルクを測定するようにしたので、捩れ角
に比例する電気量を導出するためのスリップリング等を
必要としないので測定精度を高めることができる。また
、トルクを測定するために力計測器で支えられた腕を動
力吸収装置に取付ける必要がなく、また動力吸収装置の
回転軸の軸線上で測定するので、回転方向に関係なく簡
単にトルクを求めることができ、動力計の構造を極めて
簡単、コンパクト化にすることができる。

さらに、本発明は検定時に限り原動機が停止した状態ま
たはアイドリングの状態の下で動力吸収装置の揺動ケー
シング２２に水平方向にケーシング中心からの艮ざがｆ
ｉ　　（ｍ）なる腕を取付け、この腕の先端に標準重錘
Ｆｌ）をのせることによりトルクＴを前記（２）式によ
り求めることができるので簡単にトルクメータの検定を
行なうことができるので正逆転いずれの方向に対しても
、トルク測定装置の検定が容易である等種々の効果を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による動力Ｓ１の一実施例を示す断面図
、第２図および第３図は従来の動力計を示す正面図およ
び側面図である。１１−・・動力計、１２　・・・支持台、１３ａ、１３
ｂ・・・ブラケット、１４ａ、１４ｂ・・・揺動ベアリ
ング、１５ａ、１５ｂ−軸受ハブ、１６ａ、１６ｂ”’
回転軸用ベアリング、１７・・・回転軸、１８・・・カ
ップリング、１９　・０−夕、２０ａ、２０ｂ＝溝、２
１ａ、２１ｂ・・・ステータ、２２・・・揺動ケーシン
グ、２３・・・励磁コイル、２４・・・固定ケーシング
、２５・・・トルク検出軸、２６・・・フランジ、２７
・・・歪ケージ、２８・・・パルスギヤ、２９・・・回
転数検出器。出願人代理人　　猪　　股　　　　清＄１目

Claims

【特許請求の範囲】１、動力計の回転軸の軸線上にトルク検出軸を配置し、
このトルク検出軸の一端部を支持台上に固定支持された
固定ケーシングに固着すると共に、上記トルク検出軸の
他端部を支持台上に浮持された動力吸収装置の揺動ケー
シングに固着し、上記トルク検出軸上に配置した検出手
段によりトルク検出軸の捩れ角を検出して原動機の出力
トルクを測定するようにしたことを特徴とする動力計。２、上記検出手段は、トルク検出軸上に貼付された歪ゲ
ージであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の動力計。